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摘 要：文章以推动石油类热电厂发展为前提，针对中子发生器在煤质分析中的应用展开分析，介绍了一般分析仪器、E-MAC红外快速煤质分析仪、红外快速分析仪、脉冲中子煤质分析仪四种煤质分析设备，并且阐述了中子发生器的应用，旨在提高煤质分析效率，保证分析结果准确性。
关键词：石油类热电厂；中子发生器；煤质分析；伽马射线
当前煤质分析主要内容包括全水、内水、灰分，挥发份、硫以及发热量等，需要应用全水仪、工分析、测硫仪、量热仪等设备。为了提高煤质分析效率与有效性，中子发生器得到广泛应用，以此针对伽马射线进行能谱分析，了解煤中相关元素与含量变化。此外，中子发生器针对煤样煤质分析、锅炉热效率以及有限空间等也有重要作用。
煤质分析仪器以及煤质分析方法
1.1一般分析仪器
进行一般煤质分析的相关煤质化验室内必须具备以下仪器：进行煤中热值测量的量热仪；煤水分、灰分、挥发分、固定碳指标测量的工业分析仪；煤内元素含量测量的测硫仪以及碳氢测试仪；保障锅炉燃煤安全性的煤灰熔融性测试仪。
1. E-MAC红外快速电子天平
使用5E-MAC红外快速电子天平展开煤质分析，最终结果准确性非常高。通过GB212-91法，利用电子天平称取试样，大概在1.0000±0.0002g，时间需要耗费3min，但是使用5E-MAC红外快速煤质分析仪电子天平称取试样，仅需几秒即可，且5E-MAC红外快速电子天平支持批量称量，一方面提高了称样速度与质量，相比普通电子天平可节省1个小时的时间，另一方面则避免因为人为因素导致的结果不准确问题[1]。由此可见，5E-MA红外快速电子天平有非常可观的前景。
1. 红外快速分析仪
红外快速分析仪检测期间的基本原理是热重分析法，结合远红外加热设备、称量电子天平，基于指定气氛条件、温度与时间，针对受热期间的试样进行称重，从而对试样水分、灰分等相关指标进行计算。与烘箱以及马弗炉检测水分、灰分这些方法相比，红外快速分析仪有非常多的优点。第一，自动化称量，避免人工称量导致的误差；第二，通过坩埚进行校对，节省了试样冷却时间，将试验时间缩短；第三，试验期间减少了人工干预；第四，试验期间解除了高温烫伤等诸多安全隐患；第五，支持自动计算以及试验结果打印，避免人工计算导致的误差，也降低了作业人员的劳动强度，使工作效率得以提升；第六，试验所得数据可以储存在计算机中，为查询、统计提供方便；第七，自动化水平非常高，试验期间只需要将样品放到坩埚中，便可以自动报出测定结果。
1.4脉冲中子煤质分析仪
中子分析技术在煤质分析中的应用能够节省成本费用以及测量所需时间，这两项指标对于煤炭工业而言非常重要。除此之外的分析技术，例如X射线荧光以及瞬发γ中子活化分析技术，在实际应用中会对C、O等元素会带来不利的影响。脉冲快热中子活化分析的应用，可以直接了解测量物质内元素，对于多种样品的分析体现了一定的优势。同时，通过脉冲中子束也可以对低原子序数C、O两个元素进行测量[2]。脉冲快热中子分析应用的前提为脉冲中子发生器，脉冲D-T中子发生器在试验中会引发核反应，再由这些反应形成γ射线，探测器通过锗酸铋晶体检测到γ射线。中子脉冲过程中γ射线谱所有γ射线主要有以下几种，即（n，n′γ）、（n，pγ）、（n，γ）反应，中子间歇过程中个别快中子和物质内轻元素发生碰撞，导致能量损失。如果中子能量相比1eV较低，通过（n，γ）反应以及H，N、Fe等元素可以俘获中子。利用这些反应所形成的γ射线也可以储存于多道分析器的各个存储区中，在计算机中计算结果，保证结果的准确性。
石油类热电厂中子发生器在煤质分析中的应用
通过快中子辐照煤会形成俘获伽马射线以及非弹性散射伽马射线，针对伽马射线展开能谱分析，便可以知煤内蕴含的元素与含量变化。组织试验分析，并且通过最终结论可知，煤内主要含有如下元素，即O、Fe、N、Si、Al、C、H、S、Ti、Ca以及Na等，以上所有元素经由快中子辐照，会形成相应的能量，将非弹性散射伽马射线俘获，使用多道能谱测量技术对其进行测定。通常质量比较好的煤含有大量的“C”，相比之下灰质含量较少，此外可以通过“O”含量了解其中的含水份[3]。所以，入炉之前必须进行精准测量，使用合理的举措展开实时控制，以此达到提升煤燃烧效率的目的。这一试验技术目前在我国的应用还没有得到普及。例如某电力企业对这一技术非常重视，并且安排工程师组织试验。试验的第一轮方法获得了很好的结果，为了将该技术应用在生产当中，并且制成工业产品，该企业研发了高产额（4×108中子s）、使用期限较长的（2000 h）中子发生器，获得非常好的成果。
使用中子发生器进行煤质分析过程中，需要注意以下几点：（1）试验室煤样制成粒度必须小于0.2cm；（2）计算锅炉热效率，即热效率=（供热量+供电量×3600千焦/千瓦时）/（燃料总消耗量×燃料单位低位热值）×100%；（3）注意灰熔点，即灰熔融特性，煤灰并没有固定熔化温度，只有熔化温度标准范围。我国与世界其他国家一样，都是由角锥法进行标准测定，对半还原气氛内特征温度进行记录。变形温度DT即灰锥尖变圆或者弯曲温度，软化温度ST也就是灰锥体弯曲至锥尖触及托板，或者是锥体变为球形、高度小于底长半球的温度；流动温度FT是灰锥完全熔化，或者展为高度小于等于1. mm薄层的温度，也可以被称作熔化温度。
结束语
综上所述，石油类热电厂中子分析器进行煤质分析，虽然目前已经获得显著的应用效果，但是其中依然存在待完善之处，需要工作人员继续展开试验与研究，充分发挥出中子分析器优势。
参考文献
[1]黄向阳，程道文.煤炭内中子通量与元素含量关系[J].长春工业大学学报（自然科学版），2014，（2）：212-215.
[2]景士伟，张丽，刘林茂，等.脉冲中子煤质分析仪的研制[J].东北师大学报（自然科学版），2007，（3）：50-54.
[3]迟艳涛，景士伟，桑海峰，等.利用脉冲快热中子法检测煤的低位热值[J].同位素，2005，（1）：91-94.
（作者單位：抚顺石化公司热电厂）
关键词：石油类热电厂；中子发生器；煤质分析；伽马射线
当前煤质分析主要内容包括全水、内水、灰分，挥发份、硫以及发热量等，需要应用全水仪、工分析、测硫仪、量热仪等设备。为了提高煤质分析效率与有效性，中子发生器得到广泛应用，以此针对伽马射线进行能谱分析，了解煤中相关元素与含量变化。此外，中子发生器针对煤样煤质分析、锅炉热效率以及有限空间等也有重要作用。
煤质分析仪器以及煤质分析方法
1.1一般分析仪器
进行一般煤质分析的相关煤质化验室内必须具备以下仪器：进行煤中热值测量的量热仪；煤水分、灰分、挥发分、固定碳指标测量的工业分析仪；煤内元素含量测量的测硫仪以及碳氢测试仪；保障锅炉燃煤安全性的煤灰熔融性测试仪。
1. E-MAC红外快速电子天平
使用5E-MAC红外快速电子天平展开煤质分析，最终结果准确性非常高。通过GB212-91法，利用电子天平称取试样，大概在1.0000±0.0002g，时间需要耗费3min，但是使用5E-MAC红外快速煤质分析仪电子天平称取试样，仅需几秒即可，且5E-MAC红外快速电子天平支持批量称量，一方面提高了称样速度与质量，相比普通电子天平可节省1个小时的时间，另一方面则避免因为人为因素导致的结果不准确问题[1]。由此可见，5E-MA红外快速电子天平有非常可观的前景。
1. 红外快速分析仪
红外快速分析仪检测期间的基本原理是热重分析法，结合远红外加热设备、称量电子天平，基于指定气氛条件、温度与时间，针对受热期间的试样进行称重，从而对试样水分、灰分等相关指标进行计算。与烘箱以及马弗炉检测水分、灰分这些方法相比，红外快速分析仪有非常多的优点。第一，自动化称量，避免人工称量导致的误差；第二，通过坩埚进行校对，节省了试样冷却时间，将试验时间缩短；第三，试验期间减少了人工干预；第四，试验期间解除了高温烫伤等诸多安全隐患；第五，支持自动计算以及试验结果打印，避免人工计算导致的误差，也降低了作业人员的劳动强度，使工作效率得以提升；第六，试验所得数据可以储存在计算机中，为查询、统计提供方便；第七，自动化水平非常高，试验期间只需要将样品放到坩埚中，便可以自动报出测定结果。
1.4脉冲中子煤质分析仪
中子分析技术在煤质分析中的应用能够节省成本费用以及测量所需时间，这两项指标对于煤炭工业而言非常重要。除此之外的分析技术，例如X射线荧光以及瞬发γ中子活化分析技术，在实际应用中会对C、O等元素会带来不利的影响。脉冲快热中子活化分析的应用，可以直接了解测量物质内元素，对于多种样品的分析体现了一定的优势。同时，通过脉冲中子束也可以对低原子序数C、O两个元素进行测量[2]。脉冲快热中子分析应用的前提为脉冲中子发生器，脉冲D-T中子发生器在试验中会引发核反应，再由这些反应形成γ射线，探测器通过锗酸铋晶体检测到γ射线。中子脉冲过程中γ射线谱所有γ射线主要有以下几种，即（n，n′γ）、（n，pγ）、（n，γ）反应，中子间歇过程中个别快中子和物质内轻元素发生碰撞，导致能量损失。如果中子能量相比1eV较低，通过（n，γ）反应以及H，N、Fe等元素可以俘获中子。利用这些反应所形成的γ射线也可以储存于多道分析器的各个存储区中，在计算机中计算结果，保证结果的准确性。
石油类热电厂中子发生器在煤质分析中的应用
通过快中子辐照煤会形成俘获伽马射线以及非弹性散射伽马射线，针对伽马射线展开能谱分析，便可以知煤内蕴含的元素与含量变化。组织试验分析，并且通过最终结论可知，煤内主要含有如下元素，即O、Fe、N、Si、Al、C、H、S、Ti、Ca以及Na等，以上所有元素经由快中子辐照，会形成相应的能量，将非弹性散射伽马射线俘获，使用多道能谱测量技术对其进行测定。通常质量比较好的煤含有大量的“C”，相比之下灰质含量较少，此外可以通过“O”含量了解其中的含水份[3]。所以，入炉之前必须进行精准测量，使用合理的举措展开实时控制，以此达到提升煤燃烧效率的目的。这一试验技术目前在我国的应用还没有得到普及。例如某电力企业对这一技术非常重视，并且安排工程师组织试验。试验的第一轮方法获得了很好的结果，为了将该技术应用在生产当中，并且制成工业产品，该企业研发了高产额（4×108中子s）、使用期限较长的（2000 h）中子发生器，获得非常好的成果。
使用中子发生器进行煤质分析过程中，需要注意以下几点：（1）试验室煤样制成粒度必须小于0.2cm；（2）计算锅炉热效率，即热效率=（供热量+供电量×3600千焦/千瓦时）/（燃料总消耗量×燃料单位低位热值）×100%；（3）注意灰熔点，即灰熔融特性，煤灰并没有固定熔化温度，只有熔化温度标准范围。我国与世界其他国家一样，都是由角锥法进行标准测定，对半还原气氛内特征温度进行记录。变形温度DT即灰锥尖变圆或者弯曲温度，软化温度ST也就是灰锥体弯曲至锥尖触及托板，或者是锥体变为球形、高度小于底长半球的温度；流动温度FT是灰锥完全熔化，或者展为高度小于等于1. mm薄层的温度，也可以被称作熔化温度。
结束语
综上所述，石油类热电厂中子分析器进行煤质分析，虽然目前已经获得显著的应用效果，但是其中依然存在待完善之处，需要工作人员继续展开试验与研究，充分发挥出中子分析器优势。
参考文献
[1]黄向阳，程道文.煤炭内中子通量与元素含量关系[J].长春工业大学学报（自然科学版），2014，（2）：212-215.
[2]景士伟，张丽，刘林茂，等.脉冲中子煤质分析仪的研制[J].东北师大学报（自然科学版），2007，（3）：50-54.
[3]迟艳涛，景士伟，桑海峰，等.利用脉冲快热中子法检测煤的低位热值[J].同位素，2005，（1）：91-94.
（作者單位：抚顺石化公司热电厂）