十五年堅守匠心 中國在線元素分析儀如何一步步與世界比肩?

2021-01-15 東方測控

中子活化瞬發伽馬分析(PGNAA)技術,是一種具有高靈敏度與準確度,在不破壞樣品的前提下,可同時給出幾十種元素含量的獨特的核分析技術,分析穿透力強,分析時間快。

這項技術被用來在線檢測大宗物料的元素含量,幾乎可檢測工業生產涉及到的所有元素。通過在線檢測結果實時參與過程控制,提高企業工藝生產水平,實現節能降耗。

目前,國內僅東方測控一家企業掌握該技術並實現了產品的工業現場應用。


「這麼厲害,這項技術是怎樣研發出來的呢?小東邀請你,一起來見證在線元素分析儀的成長過程。」

 橫空出世,開創工業現場應用國產分析儀的新局面 


 初立項 

說起中子活化技術,一定要認識他——李巖峰。他是東方測控智能儀器研發部副部長、國家重大科學儀器設備開發專項分任務負責人。2015年,他作為中國建築材料聯合會「兩個二代」小組技術專家,參與了《第二代新型幹法水泥配套輔機設備技術》研發項目,進行相關技術攻關並負責起草中子活化多元素分析儀在水泥行業的應用標準。

李巖峰在實驗室試驗

初立項時,他剛加入東方測控,是核技術部的一名分項負責人。2006年的市場上,只有美國和澳大利亞可生產中子活化分析儀器,國內企業嚴重依賴昂貴的進口產品。李巖峰調查了當時國內的產品情況,認為該儀器應用前景廣闊,有研發的意義;同時東方測控在工業在線檢測領域擁有長期的數據積累和經驗,具備研發條件。於是,一群年輕人,仗著一身本事和一腔熱情,決定打一場硬仗——「中子活化分析儀」項目就這樣立項了。

團隊解決了三個難題才啃下這款產品。第一,裝置結構上的突破。李巖峰團隊花了大量時間實驗,最終選擇出適合整個測量區域使用的最理想的材料與結構,達到最佳的測量效果。第二,整個探測系統對信號的採集處理分析。人員通過無數次調試,在高計數率基礎上保證了硬體高速運行和採集的可靠性、穩定性。第三,解譜算法。算法工作一直伴隨著研發過程,無論是裝置結構還是硬體改進,最後都會形成數據。李巖峰團隊通過數據,查找規律,尋求改進空間,完善產品。精心照顧的「孩子」長大了,來到牡丹江現場開始人生的第一次闖蕩。


 現場考驗 通過! 


3月,牡丹江北方水泥廠的風依舊寒涼。雖然做了充足的準備,分析儀進入現場後,還是出現了和現場工藝結合不佳,生產堵料、斷料、餵料秤下料不穩定的問題。為了儘快解決問題,李巖峰和技術人員恨不得一天當成兩天用,整天整宿地守在設備旁邊,確保第一時間發現問題,第一時間解決。經過多番努力改進程序,產品各項指標均達到要求,這也意味著在線元素分析儀順利通過考驗——東方測控的中子活化分析儀研發團隊,成功了!

李巖峰在牡丹江現場調試

牡丹江的冬天寒冷異常,客戶現場負責人的心情卻是如沐春風般舒暢。有什麼會比眼見著工廠生產工藝水平越來越好更讓人興奮呢?產品合格率提高15%左右,產量提高5%以上,每年可創造利潤300萬元以上……這些都因選擇了東方測控在線分析儀而變成現實。 

產品的成功應用,對於北方水泥,對中國水泥行業來說,都意義非凡,也證明了東方測控的決策是正確的。它開創了工業現場應用國產分析儀的新局面,打破了國外產品對市場的壟斷,振奮人心!

 挑戰更嚴酷現場,產品適應能力加強  

 

贏了!

「第一個現場驗收成功的喜悅還掛在臉上沒來得及消退,更嚴峻的現場挑戰就來了……」


2012年,在線檢測分析儀在遼源渭津現場應用。現場氣候嚴寒,條件異常艱苦,原有的儀器表現出不適應性。

而且,客戶當時已經引進了美國同類設備。這就意味著,東方測控這匹黑馬,必須與國外產品同臺競技,沒有後退的餘地。

李巖峰團隊在渭津現場調試

這時,李巖峰的壓力可想而知:一方面,他不能辜負客戶的信任和整個團隊的努力;另一方面,身為研發人員,心裡那股不服輸的勁頭也讓他憋著一股勁,和國外產品真刀真槍比試,不怕!在現場,他幾乎到了廢寢忘食的地步,連春節也沒有回家。留在家裡的研發團隊也是全力衝刺,針對現場數據進行各項試驗測試。大家在室內模擬寒冷環境,有時直接在零下二十幾度的室外進行調試。最終,通過技術升級、算法改進、結構調整,設備不僅運行連續穩定,而且控制產品合格率高於國外產品。中國自主研發的分析儀贏了!這一仗打得痛快又漂亮!自此,東方測控的在線元素分析儀得以快速推廣。

 硬體和裝置結構升級,測量精準度提高 

  

破千萬!


2016年東方測控中子活化水泥元素在線分析儀在31個現場成功應用後,走進了全行業矚目的先進生產線——泰安中聯世界低能耗示範線。為了做好這個項目,團隊對分析儀電子硬體、裝置結構等進一步升級優化,全面提升了分析儀的檢測精度和效果。在泰安中聯,由水泥元素在線分析儀、煤質分析儀以及智能調度系統等組成的智能化解決方案,簡化了工藝流程,減少了人員配置,保證產品質量控制穩定,為水泥廠基建投資節約超過上千萬元。

在線元素分析儀在泰安中聯現場應用

李巖峰團隊在現場交流

李巖峰團隊在現場考察

  ∞  

當前,智能礦山是礦業發展必由之路,是推動我國礦山建設向安全、高效、經濟、綠色與可持續發展方向邁進的基礎,中國建材集團、海螺水泥等多家水泥企業都已經開始智能礦山建設。在智能礦山建設方案中,在線元素分析儀在精細化配礦環節發揮重要作用。更加精準地指導礦山進行優化配礦,提升用戶產業層次、創新能力與質量效益。

針對水泥生產全過程的質量控制,東方測控在線元素分析儀則不斷進行系統升級,結合綠色智能工廠建設的需求,提升性能,從而提高水泥工廠整體質量控制水平。

今天,東方測控的在線元素分析儀已成功走進中國建材集團、海螺集團、金隅冀東集團、華潤水泥、華新水泥、山水水泥、天瑞水泥、亞泰水泥、塔牌水泥、葛洲壩、萬年青、東方希望、峨勝水泥等大型水泥集團,市場銷量400餘套,在國內水泥在線分析儀市場佔有60%以上的市場份額;為用戶帶來可觀的經濟效益,助力行業健康、快速發展。

故事講到這裡該告一段落了,但在線元素分析儀的成長之路沒有終點,李巖峰團隊對產品性能的追求,只有進行時,沒有完成時。東方測控研發團隊,將緊跟智能化發展的步伐,以用戶現場需求為導向,持續不斷推動產品的完善升級。」


東方測控中子活化技術研發團隊東方測控國家中子活化重大科學儀器設備研發中心


立項、研發


攻克難題

1、裝置結構上的突破

2、信號採集系統的研發,在高計數率基礎上保證硬體高速運行和採集的可靠性、穩定性

3、解譜算法,通過數據分析,尋找規律,改進算法

4、牡丹江現場,解決與現場工藝結合不佳的問題,結合現場工藝完善分析儀


標誌事件

1、2010年,儀器整機試製成功,產品經過遼寧省科技廳鑑定,被認定為達到國內領先、國際先進水平;2012年被國家四部委列為國家重點新產品

2、產品投入使用後,與現場工藝結合良好,大大提高北方水泥廠的生產工藝水平,產品合格率提高15%左右,產量提高5%以上,每年可創造利潤300萬元以上


挑戰更嚴酷現場,適應性增強


攻克難題

1、冬季寒冷設備穩定性問題

2、實現電子硬體、測量結構、算法升級

3、遼源現場和國外產品同臺競技


標誌事件

1、解決了儀器在遼源現場嚴寒環境中不能平穩運行的問題

2、與國外產品同臺競技,控制產品合格率高於國外產品8%,獲得了行業專家充分肯定。該現場的成功運行使設備得以快速推廣


硬體和裝置機構升級,測量精準性提高


攻克難題

1、電子硬體、裝置結構升級,在泰安中聯現場實現汽車進廠原煤快速分析,石灰石品質在線檢測及生料自動配料


標誌事件

1、應用31個現場之後,電子硬體、裝置結構成功升級

2、產品成為泰安中聯智能工廠示範項目的亮點之一;同年9月,產品在《2015第三屆中國水泥節能環保》會議上引起行業轟動


往期精彩回顧

東方測控成立於1996年,是為冶金、礦山、水泥、煤炭、電力、石化、砂石骨料等行業打造高水平智能工廠、智能礦山,為新型城市建設提供先進智慧城市解決方案的專業公司。

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