GB T 29161-2012 中子活化型煤炭在线分析仪.pdf

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1、ICS 73.040 D 21 道B中华人民共和国国家标准GB/T 29161-2012 中子活化型煤炭在线分析仪Specifications of on-line analyzer for coal based 00 neutron adivation analysis 2012-12-31发布2013-10-01实施点?!言中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局也士?俨勺中国国家标准化管理委员会也叩前本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本标准由中国煤炭工业协会提出。本标准由全国煤炭标准化技术委员会(SAC/TC42)归口。GB/T 29161-2012 本标准起草单位z煤炭

2、科学研究总院煤炭分析实验室(国家煤炭质量监督检验中心)、江苏广兆科技有限责任公司、煤炭科学研究总院煤化工研究分院、煤炭科学研究总院检测研究分院、南京国属科技有限公司。本标准主要起草人z皮中原、宋兆龙、李英华、姜英、方全国、徐爱国、崔国圣。I GB月29161-2012引中子活化型煤炭在线分析仪采用中子感生瞬发Y射线活化分析技术，实时在线提供煤炭的元素分析和品质特性指标。本标准仅对中子活化型煤炭在续升析仪的在线检测主系统进行了规定，未对附属的皮带秤和煤炭水分仪(可选件提出具体技术要求。皮带秤和水分仪的输出信号由在线分析主系统的控制柜采集并进行数据处理。E GB/T 29161-2012 中子活化

3、型煤炭在线分析仪1 范围本标准规定了中子活化型煤炭在线分析仪的组成、分类、技术要求、试验方法、检验规则和标志、包装、随行文件、运输及贮存等。本标准适用于中子活化型煤炭在线分析仪。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单适用于本文件。GB/T 191 包装储运图示标志GB 474煤样的制备方法GB 4793. 1一2007测量、控制和实验室用电气设备的安全要求第1部分z通用要求GB 5172 粒子加速器辐射防护规定GB 5226. 1-2002机械电器安全机械电气设备第1部分z通

4、用技术条件GB/T 6543 运输包装用单瓦楞纸和双瓦楞纸箱GB 11806 2004 放射性物质安全运输规程GB/T 12464 普通木箱GB 14052 安装在设备上的同位素仪表的辐射安全性能要求GB 15479 工业自动化仪表绝缘电阻绝缘强度技术要求和试验方法GB 18871-2002 电离辐射防护与辐射源安全基本标准GB/T 19494.2煤炭机械化采样第2部分z煤样的制备GB/T 19952-2005 煤炭在线分析仪测量性能评价方法3 术语和定义GB/T 19952-2005界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3. 1 睛发射线中子活化分析prompt gamma neutron

5、activation analysis(PGNAA) 利用热中子柬轰击靶样品中各种元素的原子核，使之俘获热中子后受激生成激发态复合核，在分析仪试验方法analyzer test method 用分析仪得出被探测的煤炭质量指标的试验方法，所得扭5t值12泣副量真值的估计值。!(GB/T 19952 -2005，定义3.83. 10 3. 11 分析仪动态精密度analyzer dynamic precision 动态条件下，分析仪示假与比对试验方法(消除了参比试验方法随机误差7测定值之间的一致程度。(GB/T 19952-2005，定义3.9】参比值reference value 用参比试验方法

6、对一个试验单元进行试验得到的一个特定的测量值，该值作为参比用于与分析仪示值进行比对。3. 12 (GB/T 19952-2005，定义3.22】静态重复性static repeatability 对置于分析仪探测区下的参比标准样进行重复测定所得到的分析仪示值相互间的一致程度。(GB/T 19952-2005，定义3.234 测量原理利用中子束轰击被测样品，中子与被测样品中各种元素的原子核发生热中子俘获和快中子非弹核2 GB/T 29161-2012 反应，极短时间内释放出特征射线，利用Y能谱仪探测这些特征射线。预先对分析仪进行能量和强度刻度标定，根据各特征峰的位置能量和强度(峰面积)对元素进行

7、定性和定量分析。用参比煤样对分析仪的煤质特征参数示值进行标定，根据标定曲线，以及通过的煤量(由皮带秤提供给出灰分、热值、灰成分等煤质特征结果。5 分析仪组成和分类5. 1 分析仪组成分析仪由测量及防护单元和煤质分析单元组成。测量及防护单元包括中子源、射线探测器、防护体及慢化体等。按照中子源及Y射线探测器的不同布置，分析仪分为透射式和反射式两种。以透射式为例，分析仪组成示意图见图10防护体煤流皮带慢化体同位素放射源或中子发生器Y探测器信号测量及防护单元L一一-一-一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一固1分析仪组成示意圄5. 1. 1 测量及防护单元能谱分析单元运行控制单元煤质分析单元水分

8、测量单元存储及显示单元通讯单元该单元包括中子源、Y射线探测器、防护体等主要设备。主要实现中子发生、Y射线探测及辐射防护功能。5. 1.2 煤质分析单元该单元的基本组成和应实现的功能如下=a) 利用数据采集模块、能谱分析模块等，进行Y射线能谱分析，实现元素分析的测定和输出。b) 利用模型分析、参比样标定等方法，实现煤质特征参数的测定和输出。c) 利用输人、输出模块，实现系统与外界的输入、输出等功能。d) 利用存储及显示模块，实现运行数据存储、检测结果的记录、显示、输出等功能。3 GB/T 29161-2012 5. 1.3 水分测量单元(可选件)如需提供水分测定结果，可配置水分测量单元。该单元利

9、用水分检测及控制、输出模块等，实现水分的检测及输出。5.2 测量及防护单元布置方式中子活化型煤炭在线分析仪分成透射式布置方式和反射式布置方式。透射式布置方式(图2)中，中子源或中子发生器与Y射线探测器布置在输煤皮带的上下两侧。反射式布置方式(图3)中，中子源或中子发生器与Y射线探测器布置在输煤皮带的同一侧。探测器煤流煤流中子源中子源固2锺射式布置系统图3反射式布置系统5.3 分析仪分类5.3. 1 按照中子源类型分类a) 可控中子管式检测分析仪:包括采用?在-氟(DT)14McV人工可控中子发生器和采用?在-:1页(D-D) 2.5 MeV人工可控巾子发生器对煤炭进行在线检测的仪器;b) 同位

10、素放射割草式检测分析仪:采用252Cf或川Am-Bc中子源及其他同位素放射源对煤炭进行在线检测的仪器。5.3.2 按照结构分类a) 固定式检测分析仪zb) 移动式检测分析仪，包括车载移葫式和组合移动式检测分析仪，6 技术要求6. 1 结构与外观6. 1. 1 分析仪的设计及运行程序应便于操作和维护，并有安全的防辐射措施。6. 1. 2 所有控制柜、控制箱、控制台及附属部件应安装正确、外观良好F分析仪各部分表面应元明显的凹痕、划伤、变形和污染z所有控制面板和显示面板上的标记和字迹应清晰可辨。6. 1.3 所有分析仪的外盖板应便于安装和拆卸。框架应具有足够的强度和刚度，在正常搬运中不应产生变形。6

11、. 1.4 主机箱、控制柜应满足通风、散热要求，控制柜应满足防尘、防水要求，防护等级不低于IP54。6.1.5 控制柜应采取必要的防静电及电磁辐射干扰的防护措施。4 GB/T 29161-2012 6.2 测量性能6.2. 1 测量参数和范围分析仪应能提供直接测定的元素分析结果及通过转换计算得到的灰分、发热量和煤灰成分等煤质分析结果。分析仪直接测定的元素含量和通过转换计算得到的煤犀分析结果的范围见表1和表2的推荐值。表1元素分桥和范围测定元素测量范围1%中子管式检测系统放射源式检测系统C 40. 085.。H H o. 512. 0 。5. 035. 0 N N O. 31. 5 S S o.

12、 25. 0 Al Al O. 68. 0 Si Si 1.012.0 Fe Fe O. 66. 0 Ca Ca O. 34. 0 Ti Ti O. 21. 0 Na Na O. 23. 0 K K O. 23. 0 表2煤质特征参数和范圄煤质参数测量范围灰分Ad/%7. 065. 0 发热量Qn.t.J(MJ/kg)12.029.。Si02(灰中)/%35. 060.。Fe2 03 (灰中)/%2. 017. 0 Al2 03 (灰中)/%18. 034.。CaO(灰中)/%O. 513. 0 Ti02(灰中)/%1.04. 0 Na20(灰中)/%O. 52. 0 K20(灰中)/%O.

13、54. 0 如配置水分测定单元水分MI%1. 040. 0 水分Mad/%O. 510. 0 5 GB/T 29161-2012 6.2.2 分析仪的稳定性分析仪在间隔一定时间至少72h)后对参比样煤质参数的静态测量重复性和示值没有显著性变化。6.2.3 静态测量精密度与准确度以2min为一个周期的静态测量精密度Pj和静态测量准确度Aj应符合表3和表4中推荐值的要求。表3元素分析静态测量性能基本要求分析指标测量范围/%静态测量精密度/%静态测量准确度/%40.0-85.。1.2 1.5 C 45.0-65.。1.0 主二1.20.5-12.0 0.4 运二0.5H 5.0-8.0 0.3 0.

14、4 。5.0-35.0 1.5 1.8 N 0.3-1. 5 0.4 0.5 S 0.2-5.0 0.3 0.3 Al 0.6-8.0 o. 7 O. 7 Si 1. 0-12. 0 0.7 O. 7 Fe 0.6-6.0 0.3 0.4 Ca 0.3-4.0 0.5 0.5 Ti 0.2-1. 0 0.2 0.2 Na 0.3-3.0 0.4 0.4 K 0.3-3.0 0.4 0.4 表4煤质特征分析静态测量性能基本要求分析指标测量范围静态测量精密度静态测量准确度30.0 1.5 主豆2.0发热量Qnet.u/(MJ/kg)12.0 0.45 0.65 如果配置水分测量单元30.0 2.8

15、 发热量Q.el.ar/(MJ/kg) 12.00 0.8 如果配置水分测量单元10 运1.6水分M，/%二102.0 6.3 分析仪功能分析仪应具备以下基本功能za) 具有对分析仪测量参数进行校正和存储等功能zb) 分析周期可调整zc) 能够对处理和输送过程中的煤炭的主要指标进行实时在线检测zd) 煤质指标实时趋势显示，并可查询历史趋势数据，历史趋势数据保存时间应不少于6个月sd 具备通讯接口，所有煤质检测数据可远程传输给相关系统;f) 应具备故障自诊断功能，且能提供远程诊断和远程维护。6.4 适应性6.4.1 工作环境条件a) 温度:10C30.C(控制柜);一30.C50 .C(测量及防

16、护单元hb) 相对湿度:5%95%;c) 大气压力:0.1MPa(1大气压)左右。6.4.2 皮带输送机条件用于检测运输皮带上煤炭的分析仪，应适用以下皮带输送机条件za) 皮带宽度z通常800mml 800 mm，超过1800 mm可单独定制;b) 皮带速度z不限制。6.4.3 煤流条件a) 原煤粒度不限制;b) 皮带煤流厚度注60mm. 6.5 防护性能分析仪的辐射防护性能应符合GB5172或GB14052或GB18871-2002中的相应要求。7 GB/T 29161-2012 6.6 电气安全6.6. 1 设备保护接地分析仪应设有保护接地，其设备金属表面或任意接地点与接地端子间的电阻应不

17、大于O.1 .0. 6.6.2 绝缘性能分析仪的外引带电回路部分和外露非带电金属部分及外壳之间，以及电气上元联系的各回路之间，电压小于60V，绝缘电阻不小于5M.o.，电压60V130 V，绝缘电阻应不小于7M.o.，电压60V 650 V，绝缘电阻应不小于10M.o.，电压650V2 000 V，绝缘电阻应不小于20M.o.。6.6.3 介电强度分析仪应能承受1min工频下耐压试验，不出现击穿和元器件损坏现象。6.7 连续运行要求对于可控中子发生器式煤炭在线分析仪，中子发生器每24h启动测试一次，连续运行时间不少于1 h，其余部分连续运行72h应工作正常，不应有元件、卡件损坏或其他异常情况发

18、生，软件应运行正常。对于放射源式煤炭在线分析仪，连续运行72h，应工作正常，不应有元件、卡件损坏或其他异常情况发生，软件应运行正常。7 试验方法警示za) 中子活化型煤炭在钱分析仪在正常设计和使用时，不会对环境和周围介质产生可观测到的活化现象zb) 测量及防护单元内含中子源，试验人员严禁拆卸测量及防护单元，以避免辐射损伤zc) 试验时，工作人员应尽量在安全区或辐射监督区操作;d) 试验时，工作人员必须进入辐射控制区操作时，应有安全措施并采取专门的防护手段。7. 1 试验条件a) 供电电压(交流):(1土10%)X220 V; b) 供电频率(交流):50 Hz60 Hz. 7.2 试验用仪器设

19、备试验用仪器设备见表6。表6试验用仪器设备试验项目仪器设备名称精度等级要求测量性能煤炭采制化标准规定设备符合相关标准要求接地电阻接地电阻测试仪毫歇(m，O)级，测量误差不超过土3%绝缘电阻绝缘电阻表兆欧表)不低于500V.测量误差不超过士10%介电强度交直流耐电压测试仪5000 V.150 mA以上，测量误差不超过士5%8 GB/T 29161-2012 7.3 结构与外观检查采用目测及手动等方法检查，应符合6.1的要求。7.4 测量性能试验7.4. 1 静态参比煤样的制备按照GB474或GB/T19494. 2规定，将选取的煤样(其质量应能覆盖探测区，一般可为100kg)破碎到粒度小于3mm

20、，从中缩分和制备出2份100g的分析样品，用相关国家标准方法测定有关参数的量值，作为静态参比样品的参比值z其余试样置于合适的容器或包装中，作为静态测量参比样。7.4.2 测量参数和范围选取5个煤样，其灰分、发热量的量值应包括表1中的大部分测量范围，至少有两个煤样接近范围的上限和下限。按照7.4.1将每个煤样制备成静态参比样品。将静态参比样品置于合适的容器中，放到分析仪探测区下进行测量，分析仪能显示和打印出表1和表2给出的各种参数的测定结果。7.4.3 分析仪的稳定性分析仪的稳定性通过在不同时间内对国一参比样品的静态重复测量值变化的显著性进行评定。选择两个合适的静态参比样，其被测量值接近于测量范

21、固的两个端点，按照GB/T199522005中7.3和7.4给出的方法，分别在时间0和时间时对两个参比样进行静态重复测量，按照GB/T19952-2005 中B.2. lB. 2,. 3中给出的方法对静态重复测量结果进行统计分析，系统在时间0和时间时对两个参比样的静态测量重复性和示值应无显著性差异。7.4.4 分布于仪静态测量精密度和准确度7.4.4. 1 分桥仪的静态标定进行分析仪的静态测量精密度和准确度测量之前，应使用至少5个涵盖被测量范围的、按7.4.1制备的静态参比煤样对分析仪进行静态标定:将静态测量参比样放到分析仪探测区下进行测量。记录各参数的分析仪示值。输入用相关国家标准方法测得的

22、各参数的参比徨，仪器自动生成各参数的静态测量标定曲线。. 7.4.4.2 静态测量精密度和准确度测量另外选取5个煤样，其主要参数如灰分、发热量的量值应包括高、中、低测量范围。按7.4.1中的方法分别将每个煤样制备成具有参比值的静态测量参比样。启动分析仪测量系统20min后，将每个参比样置于在线检测系统的探测区中，以2min为一个周期进行测量，至少连续进行15个周期的测量。记录每一周期各参数的分析仪示值。按式(1)计算分析仪对参比样每一参数测定的重复性标准差Sj:nZH b &, ( 1 ) 式中zj 某一参数En -一分析仪对某一参数重复测定次数(周期数); 9 GB/T 29161-2012

23、 Xji一分析仪对某一参数的第i个周期的测量值zXj一一分析仪对某一参数重复测定平均值。按式(2)计算分析仪对参比样某一参数测定的静态测量精密度Pj:Pj =tO 05 n-1 X Sj 式中ztO.05.-1一-t分布中的临界值(95%置信概率，双尾)。按式(3)计算分析仪对参比样某一参数测定的静态测量准确度Aj:Aj = IXj -Rj I 式中zAj一一分析仪对参比样某一参数的静态测量准确度zRj一一-用标准方法测得的参比样某一参数的参比值zXj一一分析仪对某一参数重复测定平均值。所得5个煤样的各参数的静态测量精密度和静态测量准确度都应符合表3和表4的要求。7.4.5 分析仪动态精密度7

24、.4.5. 1 分析仪的动态测量标定. ( 2 ) .( 3 ) 在进行分析仪动态测量精密度试验前，按GB/T19952 2005中8.3或8.4的方法进行分析仪的动态标定，生成各参数的动态测量标定曲线。7.4.5.2 分析仪动态精密度试验在分析仪安装现场，于探测煤流过程中，按照GB/T19952-2005中9.2的方法进行分析仪动态精密度测定。所得分析仪动态精密度PA应满足6.2.4中表5的要求。7.5 分析仪功能试验启动分析仪运行，观察验证系统是否具备6.3规定的功能。7.6 防护性能测试试验分析仪防护性能测试按照GB14052规定的方法进行，测试结果应符合6.5规定的要求。7.7 电气安

25、全试验7.7. 1 设备保护接地测试根据GB5226. 1-2002中19.2，测试电气设备外壳与接地端子的电阻，应符合6.6.1的要求。7.7.2 绝缘性能测量按照GB15479规定的方法，测量绝缘性能，应满足6.6.2的要求。7.7.3 介电强度试验按照GB4793. 1一2007中6.8介电强度试验程序，进行介电强度试验，应满足6.6.3的要求，试验电压采用该标准中表9电压，允许采用试验电压的内插值法。7.8 连续运行试验在试验环境条件下，将测试煤样置入分析仪检测系统内，启动分析仪，连续运行72h.连续运行性10 . GB/T 29161-2012 能应符合6.7规定的要求。对于采用可控

26、中子发生器式煤炭在线分析仪，中子发生器每24h启动测试一次，连续运行时间不少于1h。8 检验规则8. 1 检验分类检验分型式检验和出厂检验。8.2 检验项目检验项目见表7。表7检验项目分类表序号名称出厂检验型式检验1 静态精密度和准确度试验、j、J2 分析仪动态精密度J 一一一3 防护性能试验、J、j4 设备接地电阻、JJ 卜一一一5 绝缘性能试验J 、J6 分质强度试验、J7 结构、外观检查、J、/8 连续运行试验、J、J一一一二L_ 一一一一一-一一一一一一一-8.3 检验应按照表7中所列检验项目对产品进行出厂检验或型式检验。8.3. 1 出厂检验出厂检验应逐套进行，产品经检验合格后，方可

27、出厂。8.3.2 型式检验8.3.2. 1 型式检验条件规定凡遇下列情况之一，应进行型式检验za) 新产品定型鉴定前;b) 产品转厂生产定型前zc) 连续批量生产的系统每四年一次zd) 正式投产后，如设计、工艺材料、元器件有重大改变，可能影响产品性能时Ed 产品停产一年以上又重新恢复生产时;f) 合同规定时zg) 出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时Fh) 国家质量监督机构提出进行型式检验要求时。11 GB/T 29161-2012 8.3.2.2 抽样型式检验从出厂检验合格的一批产品中任意抽取一套作为样品。8.4 合格判定表7中任何一项检验不合格，则该分析仪质量不合格。9 标志、包装、

28、随行文件、运输及贮存9. 1 标志每套检测系统必须在显著位置设置宇迹清楚的永久性标志或标牌，其内容应包括zu 制造厂名称zb) 分析仪及分系统名称zc) 分析仪及分系统型号;d) 制造日期及出厂号;e) 曹示标志或警示说明(警示标志应符合GB11806中规定的放射性符号及标志); 0 产品标准编号zg) 注册商标。9.2 包装9.2. 1 对分系统尽量采用整体独立包装z功能部件采用整体包装z对各组件及零部件应采用内、外分别包装，并应在包装箱内固定，外包装应采用箱装。9.2.2 分系统或独立功能部件的包装应采用符合GB/T12464中规定的木箱5组件和零部件的包装应采用符合GB/T6543规定的

29、瓦楞纸箱。9.2.3 放射源的包装应符合GB11806的要求。9.2.4 分析仪及组件的外包装上应标明运输条件、温湿度要求、堆码高度、负重强度及起吊位置等图示标志。标志的图形、颜色、尺寸及使用方法应符合GB/T191中的相关要求。9.3 随行文件产品的包装箱内应装有以下随行文件za) 使用说明书，应包含以下内容z技术说明书z产品特点，主要用途及适用范围，简要结构组成及工作原理，主要性能及参数，辐射安全保护措施，产品的工作条件，使用环境条件等z一-操作手册z操作及使用中的安全、辐射安全防护说明及注意事项，操作程序、方法、防范措施及误操作的防止等，运行中的操作记录等要求;一一维护手册z故障现象、原

30、因分析及排除方法。日常运行时的维护、保养，正常维修程序，周期检修程序、方法，长期存放时的维护及保养等。b) 产品合格证，应包含所执行的产品标准号、检验结果及结论、产品编号及生产日期、检验员或检验部门的签章等内容。c) 备品备件清单。d) 包装箱目录及装箱单。12 GB/T 29161-2012 9.4 运输和贮存9.4. 1 经包装的分系统或部件应适用于所需的运输方式。车载移动式检查系统还应适用于公路自运。9.4.2 应严格按照分系统或部件包装箱上标明的运输条件进行装运。9.4.3 放射源和含放射源系统的运输除应符合上述要求外，还应符合GB11806-2004中第6章的相关规定。9.4.4 包

31、装完好的系统应满足国家标准规定的贮存运输要求，长期不用的系统应保留原包装，在相对湿度不大于85%的库房内贮存，室内无酸、碱、盐及腐蚀性气体和灰尘、雨、雪侵害。9.4.5 放射源的贮存z放射源应单独存放，不得与易燃、易爆、腐蚀性物品等一起存放，并指定专人负责保管。对放射源贮存场所应当采取防火、防水、防盗、防丢失、防破坏，防放射线泄漏的安全措施。13 NFON-mNH阁。华人民共和国家标准中子活化型煤炭在线分析仪GB/T 29161-2012 国中，等中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号(100045)网址总编室:(010)64275323发行中心:(010)51780235读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销司&印张1.25 字数26千字2013年6月第一次印刷开本880X12301/16 2013年6月第一版 书号:155066. 1-47052定价21. 00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107打印H期:2013年6月19!:lF002A