CN113984817A - 通道式元素在线分析仪应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通道式元素在线分析仪应用方法，实现对水泥生产中的固体散装物料进行元素含量在线检测以及质量自动控制。中子活化管道式元素在线分析仪可直接安装于现场物料输运通道上，或者结合取样器、回料管道使用分析仪自身通道。采用PLC控制程序对进料量、管道料位、卸料量进行自动控制，实现物料连续测量，有效指导生产。本发明扩展了水泥元素在线分析技术应用工艺点，具有应用范围广、分析速度快、测量精度高、有效提升产品质量等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种对水泥生产过程中的固体散装物料元素含量进行在线检测及质量控制的通道式分析仪应用方法。
背景技术
传统的元素含量测量方法是，专门的取样人员对各个工艺环节上的物料进行样品采集，将采集到的物料样品制备成测量所需要的分析样品，然后再通过化验室荧光分析或者手工化学分析的方式进行化验，最终获得物料元素含量，用作生产指导和生产考核。传统的化验方法，人员的劳动强度大、时间滞后，结果代表性不强，不能很好的指导现场生产。
中子活化分析技术是目前世界公认的效果最好的的大宗物料元素在线分析技术，应用此原理的跨皮带式元素在线分析仪投入市场已有20余年，只能适用于跨皮带安装，采用此原理的通道式元素在线分析仪需要结合现场工艺进行设计，通过特殊的安装结构满足物料在线检测要求。
水泥加工生产中物料的输运方式多样化，块状物料多采用皮带输运；粉状物料多采用空气斜槽、溜槽通道、斗式提升机等方式输运。对于皮带输运的物料可以采用跨皮带式元素在线分析仪进行检测，对于非皮带输运且需要进行元素含量控制的工艺环节，需要安装通道式元素在线分析仪，目前尚无一种有效的应用方法。
在水泥成品配料工艺环节，需要对熟料、石膏、粉煤灰、矿渣、石灰石等原料进行计量按比例搭配，其中SO3、CaO、MgO、Cl含量是严格控制的质量指标。通常熟料、石膏、石灰石、粗粉煤灰通过皮带入磨，而细粉煤灰、矿渣粉直接通过溜槽加入水泥磨或直接与出磨水泥混合而不通过皮带。在此工艺中，需要对最终成品水泥进行元素检测及前端配比调整，基于此种工艺采用通道式分析仪安装于水泥磨后通道进行自动配料调整可以有效提升水泥产品质量，提升产品竞争力。
水泥生产过程中元素的实时检测及质量控制具有重要意义，目前尚无一种适应上述生产工艺条件下的通道式元素在线分析仪。
发明内容
本发明根据水泥生产工艺特点、质量控制要求、现有检测手段及控制方式的缺陷，提供一种应用范围广、安装方便、测量精度高、质量控制效果显著的通道式元素在线分析仪应用方法。
解决上述技术问题所采用的技术方案是: 结合现场生产工艺采用通道式元素在线分析仪进行元素检测及质量控制。
应用方法特征是：
分析仪可直接安装于现场生产物料输运通道上或者对原有通道进行适当改造后的通道上；分析仪也可以结合取样、回料装置进行安装。可以是所取得的物料样品进入分析仪通道，也可以是取样装置连同所取得的物料一同进入分析仪通道；物料流经分析仪测量通道进行元素检测，分析仪每分钟一次检测结果，并将数据实时上传至质量控制***，***自动进行质量控制调整；分析后的物料经过卸料阀排出测量通道，回到生产线上；取样器及卸料阀由PLC进行自动控制；具备一套留样取样装置，用于动态标定过程中样品的化验室化验，进行仪器标定校准。
在具体应用方法中，分析仪主要检测物料为固体散装物料；分析仪可直接安装于现场生产物料输运通道上或者对原有通道进行适当改造后的通道上；分析仪也可以结合取样、回料通道进行安装；可以是所取得的物料样品进入分析仪通道，也可以是取样装置连同所取得的物料一同进入分析仪通道；物料经通道进入分析仪，进料通道上应安装1个或多个料位开关，可以为阻旋式料位开关、电容式料位开关、膜片式料位开关等，PLC控制程序根据料位情况对卸料阀进行自动控制，物料到达下料位时，程序自动降低卸料阀电机频率，减小卸料量，当物料到达上料位时，提高卸料阀电机频率，增大卸料量，从而对测量通道内物料量进行控制，保证连续测量的要求；卸料阀可以是分格轮下料阀、螺旋出料器、闸板阀中的一种，卸料阀具有与进料量匹配的卸料能力，由PLC进行自动控制，小时卸料量≤小时进料量；配备一套连续留样取样装置，用于样品的化验室化验，对分析仪进行动态标定及后期应用过程中的定期校准；
分析仪配套元素分析程序、质量控制程序，结合取样器使用时配套取样、卸料控制程序，并与现场DCS进行数据交互。
在具体应用方法中，当分析仪安装在取样后的物料输运通道时，一套或多套取样器直接在生产工艺中取样，取样器具有满足物料工艺特点的连续取样能力，满足中子活化大宗物料分析技术特点，每小时取样量3000kg-50000kg ，保证分析物料的代表性；取样器可以是竖直溜槽伸缩式取样器、螺旋取样器、空气斜槽取样器、皮带取样器中的一种，取样器每小时采集的物料量根据测量要求及现场生产量而选型；取样器工作通过PLC自动程序控制，取样量根据生产产量进行自动调整，生产产量可以通过读取现场给料机、皮带秤、提升机电流、流量计等数据获取，取样量与生产产量成正比关系，由已知的生产产量自动计算取样量控制取样频次。
与现有技术相比，本发明的有益效果是扩展了水泥元素在线分析技术应用工艺点，通过适当改造可对溜槽管道、空气斜槽、皮带等输运的物料元素均可实现在线检测。使水泥生产实现元素在线检测以及质量自动控制，稳定产品质量。
附图说明
图1是本发明实例提供的一种通道式元素在线分析仪水泥生产现场应用方法示意图；
图1中：21.斗式提升机、22.提升机溜槽、23.取样器、24.取样通道、25.料位开关、26.通道式元素分析仪、27.分格轮卸料阀、28.留样取样器、29.回料通道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实例提供的通道式元素在线分析仪水泥生产现场应用方法示意图，本实例示意图分析仪安装于水泥磨后工艺点，对通道式元素在线分析仪应用方法进行说明。
图中，斗式提升机（21）、提升机溜槽（22）、取样器（23）、取样通道（24）、料位开关（25）、通道式元素分析仪（26）、分格轮卸料阀（27）、留样取样器（28）、回料通道（29）。
本应用方法实例针对水泥成品检测及配料应用，水泥粉磨后经斗式提升机（21）提升至水泥库顶，在物料出提升机溜槽（22）处安装取样器（23）。取样后的物料经取样通道（24）进入分析仪（26）测量通道，在取样通道（24）上安装有两个料位开关（25），测量后的物料经由分格轮卸料阀（27）排出分析仪，经回料通道（29）返回到生产工艺中，留样取样器（28）用于对分格轮卸料阀（27）排出的物料进行取样。
取样器（23）采用竖直溜槽伸缩式取样器，其采样通过电磁阀控制气缸工作完成，电磁阀的开关由PLC程序根据取样量要求以及生产产量进行自动控制，小时取样量是单次取样量与取样频率的乘积。生产产量可读取自生产工艺中给料机流量或提升机（21）电流信号，建立取样频率与产量的线性关系式。
分格轮卸料阀（27）安装于卸料口，用于对卸料量进行控制，分格轮卸料阀（27）腔体体积与密度的乘积为旋转一周的卸料量，转速由变频器进行控制，小时卸料量是单转卸料量与分格轮转速的乘积。根据分析仪（26）检测要求，物料需要始终充满通道，需要卸料量始终≤取样量，在取样量被计算确认后，建立分格轮卸料阀（27）转速与取样量的关系式。由PLC进行自动控制。
在料流不稳定等特殊情况下，需要用料位开关（25）对实际物料量进行监测，本实例中采用两个机械阻旋式料位开关（25）， PLC控制程序根据料位情况对卸料阀进行自动控制，物料到达下料位时，程序自动降低卸料阀电机频率，减小卸料量，当物料到达上料位时，提高卸料阀电机频率，增大卸料量，从而对测量通道内物料量进行控制，保证连续测量的要求。
取样器（23）、分格轮卸料阀（27）的给定信号、反馈信号，料位开关（25）的开关量信号均接入PLC控制***，实现整个检测料流的自动控制。
留样取样器（28）用于对分格轮卸料阀（27）排出的物料进行取样，用于化验室化验，可以定期通过取样化验数据对分析仪（26）进行校准。
Claims (8)
1.通道式元素在线分析仪应用方法，其特征是：
分析仪为采用中子活化分析技术的通道式元素在线分析仪；
分析仪可直接安装于现场生产物料输运通道上或者对原有通道进行适当改造后的通道上，或者结合取样器、回料管道进行安装；
物料流经分析仪测量通道进行元素检测，分析仪每分钟检测一次结果，并将数据实时上传至质量控制***，***自动进行质量控制调整；
分析后的物料经过卸料阀排出测量通道，回到生产线上；
PLC***对取样器、卸料阀进行自动控制；
进料通道或回料通道安装一套取样装置，在动态标定过程中对物料取样进行化验室化验，对分析仪进行标定校准。
2.根据权利要求1所述的应用方法，其特征是分析仪卸料阀具有与进料量匹配的卸料能力，由PLC进行自动控制， 小时卸料量≤小时进料量。
3.根据权利要求1所述的应用方法，其特征是分析仪进料通道上应安装1个或多个料位开关，为阻旋式料位开关、电容式料位开关、膜片式料位开关中的一种多种，PLC控制程序根据料位情况对卸料阀进行自动控制，物料到达下料位时，程序自动降低卸料阀电机频率，减小卸料量，当物料到达上料位时，提高卸料阀电机频率，增大卸料量，从而对测量通道内物料量进行控制，保证连续测量的要求。
4.根据权利要求1所述的应用方法，其特征是当分析仪结合取样器使用时，一套或多套取样器直接在生产工艺中取样，取样器具有满足物料工艺特点的连续取样能力，满足中子活化大宗物料分析技术特点，每小时取样量3000kg-50000kg 。
5.根据权利要求1所述的应用方法，其特征是当分析仪结合取样器使用时，取样器是溜槽伸缩式取样器、螺旋取样器、空气斜槽取样器、皮带取样器等的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的应用方法，其特征是当分析仪结合取样器使用时，取样器工作通过PLC自动程序控制，取样量根据生产产量进行自动调整；生产产量通过读取现场给料机、皮带秤、提升机电流、流量计等数据获取，取样量与生产产量成正比关系，由已知的生产产量自动计算取样量，自动控制取样频次。
7.根据权利要求1所述的应用方法，其特征是分析仪配套元素分析程序、质量控制程序，结合取样器使用时配套取样、卸料控制程序，并与现场DCS进行数据交互。
8.根据权利要求1所述的应用方法，其特征是当分析仪结合取样器使用时，是所取得的物料样品进入分析仪通道，或者是取样装置连同所取得的物料一同进入分析仪通道。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20220128 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |