1. Giới thiệu chung
Máy phân tích chất lượng than trực tuyến Enelex GE3000(Online Coal Quality Analyzer) do Enelex s.r.o. – Cộng hòa Séc sản xuất.
Thiết bị được thiết kế để đo liên tục hàm lượng tro (%) và giá trị nhiệt lượng (MJ/kg) của than ngay trên băng tải, không cần lấy mẫu hoặc nghiền mẫu.
GE3000 giúp doanh nghiệp giám sát chất lượng than theo thời gian thực, kiểm soát quy trình phối trộn và đốt, giảm sai số và chi phí phân tích, đồng thời nâng cao hiệu suất sử dụng nhiên liệu và độ ổn định của dây chuyền.
2. Mục đích sử dụng
Thiết bị GE3000 được ứng dụng nhằm:
-
✅ Giám sát chất lượng than liên tục trong suốt quá trình khai thác, vận chuyển và đốt.
-
✅ Xác định tức thời hàm lượng tro và giá trị nhiệt trị của than đang vận hành.
-
✅ Kiểm soát và điều chỉnh phối trộn than tự động, duy trì chất lượng nhiên liệu ổn định.
-
✅ Cung cấp dữ liệu thời gian thực cho hệ thống SCADA, DCS hoặc CQMS.
-
✅ Tối ưu hiệu suất lò hơi, đảm bảo ổn định công suất và giảm phát thải CO₂.
-
✅ Giảm chi phí phòng thí nghiệm, rút ngắn thời gian kiểm tra và vận hành.
💡 Tóm lại: GE3000 giúp doanh nghiệp năng lượng, khai thác và tuyển than đạt được kiểm soát chất lượng tự động, tiết kiệm chi phí và vận hành an toàn.
3. Ứng dụng thực tế
| Ngành / Môi trường | Ứng dụng cụ thể |
|---|---|
| Nhà máy nhiệt điện | Đo và giám sát nhiệt trị than cấp lò, điều chỉnh phối trộn than tự động. |
| Mỏ khai thác than | Xác định chất lượng tại điểm khai thác, điều hướng chế biến hoặc bán hàng. |
| Nhà máy tuyển than | Theo dõi đầu vào, đầu ra, điều chỉnh dung dịch rửa, tối ưu chi phí. |
| Kho, bến, cảng than | Giám sát chất lượng than nhập – xuất, thống kê dữ liệu ca/ngày. |
| Phòng thí nghiệm | Sử dụng kết hợp để kiểm chứng và hiệu chuẩn dữ liệu đo online. |
4. Cấu tạo hệ thống GE3000
Hệ thống được chia thành 3 khối chính:
| Bộ phận | Chức năng chính |
|---|---|
| 1️⃣ Detection Stage – Giai đoạn phát hiện | Chứa nguồn bức xạ (Cs-137 & Am-241), đầu dò NaI(Tl), đặt hai bên băng tải để đo tro & nhiệt trị. |
| 2️⃣ Control Stage – Giai đoạn điều khiển | Gồm bộ xử lý trung tâm GE3000, khuếch đại tín hiệu, HMI cảm ứng, và cổng truyền dữ liệu. |
| 3️⃣ Coal Quality Measurement System – Hệ thống giám sát | Phần mềm GE3000 Analyzer cài trên máy tính, hiển thị tro, nhiệt trị, lưu dữ liệu, xuất báo cáo. |
5. Sơ đồ nguyên lý hoạt động GE3000
1️⃣ Giai đoạn phát hiện (Detection Stage)
Đây là phần đo trực tiếp trên băng tải than – thành phần quan trọng nhất của hệ thống.
Cấu tạo và chức năng:
-
Radiation source (Nguồn bức xạ):
Gồm hai nguồn phóng xạ năng lượng khác nhau: Cesium-137 (662 keV) và Americium-241 (60 keV).
Chúng phát ra chùm tia gamma kép (dual gamma-ray beam) chiếu xuyên qua lớp than trên băng tải. -
Conveyor belt (Băng tải than):
Vận chuyển than qua vùng chiếu xạ. Lớp than dày, mỏng, hoặc chứa nhiều tro sẽ làm suy giảm cường độ tia gamma khác nhau. -
Detector block (Khối đầu dò):
Ở phía đối diện nguồn bức xạ có đầu dò NaI(Tl) – một tinh thể nhấp nháy nhạy cảm với tia gamma.
Khi tia gamma đi qua lớp than, phần còn lại được đầu dò thu nhận và chuyển thành xung điện tử tỷ lệ với cường độ tia.
Nguyên lý:
Than có hàm lượng tro cao → hấp thụ tia mạnh → tín hiệu yếu.
Than có tro thấp → hấp thụ tia ít → tín hiệu mạnh.
Kết quả:
Đầu dò gửi tín hiệu qua cáp nguồn và tín hiệu (signal and power feed cable) đến bộ điều khiển trung tâm.
2️⃣ Giai đoạn điều khiển và xử lý tín hiệu (Control Stage)
Khối này là bộ não của hệ thống – nhận tín hiệu thô từ đầu dò và xử lý thành dữ liệu đo.
Thành phần chính:
-
Control unit GE3000:
Tủ điều khiển chứa bộ xử lý trung tâm (CPU), bộ khuếch đại tín hiệu, mạch lọc nhiễu, nguồn điện và màn hình HMI cảm ứng.
Chức năng:
-
Nhận tín hiệu từ đầu dò → khuếch đại – số hóa – phân tích phổ năng lượng gamma kép.
-
Tính toán giá trị hàm lượng tro (%) và nhiệt trị (MJ/kg).
-
Hiển thị dữ liệu trên màn hình cảm ứng.
-
Truyền kết quả tới hệ thống quản lý qua Modbus, RS485 hoặc LAN TCP/IP.
3️⃣ Hệ thống giám sát và phân tích (Coal Quality Measurement System)
Đây là phần phần mềm và hệ thống máy tính điều hành – lưu trữ dữ liệu.
Chức năng:
-
Nhận dữ liệu từ Control Stage qua giao tiếp công nghiệp (Supervisory System Interconnection).
-
Phần mềm GE3000 Analyzer hiển thị kết quả theo thời gian thực:
-
Tro (%)
-
Nhiệt trị (MJ/kg)
-
Biểu đồ thời gian, trung bình ca/ngày.
-
-
Lưu dữ liệu tự động vào SQL Database.
-
Tích hợp với hệ thống SCADA hoặc CQMS để điều khiển van chia dòng (flap gate), phối trộn, và xuất báo cáo.
6. Nguyên lý đo lường
Thiết bị hoạt động theo nguyên lý suy giảm cường độ tia gamma kép khi đi qua vật liệu:
Ưu điểm:
-
Không phụ thuộc vào kích thước hạt hoặc tốc độ băng tải.
-
Không cần lấy mẫu hay nghiền mẫu.
-
Độ chính xác cao ±1%.
-
Có thể hiệu chuẩn cho nhiều loại than khác nhau.
7. Thông số kỹ thuật GE3000
| Thông số | Giá trị |
|---|---|
| Phương pháp đo | Bức xạ gamma kép (Cs-137 & Am-241) |
| Thông số đo | Hàm lượng tro (%), nhiệt trị (MJ/kg) |
| Dải đo độ dày than | 40 – 350 mm |
| Tốc độ băng tải | Không giới hạn |
| Độ chính xác | ±1% tro |
| Nguồn điện | 230 V AC, 50 Hz |
| Giao tiếp dữ liệu | 4–20 mA, RS485, LAN / Modbus TCP |
| Nhiệt độ làm việc | –40°C → +50°C |
| Chuẩn bảo vệ | IP65 |
| Trọng lượng đầu đo | ~120 kg |
| Tuổi thọ nguồn | >10 năm |
| Tiêu chuẩn an toàn | IAEA / EN ISO 2919 |
8. An toàn bức xạ
-
Nguồn phóng xạ được đặt trong vỏ thép không gỉ và wolfram.
-
Có cơ cấu che chắn tự động, đảm bảo tia không phát ra khi dừng thiết bị.
-
Tuân thủ chuẩn quốc tế IAEA & EN ISO 2919.
-
Không cần tháo nguồn khi vận chuyển hoặc bảo dưỡng.
-
Có giấy chứng nhận an toàn bức xạ (Radiation Safety Certificate).
9. Ưu điểm nổi bật
✅ Đo liên tục – không phá mẫu – không giới hạn kích cỡ hạt.
✅ Kết quả tức thời, chính xác cao (±1%).
✅ Hiệu chuẩn linh hoạt cho nhiều loại than khác nhau.
✅ Tích hợp dễ dàng với SCADA, CQMS, SQL.
✅ Bảo trì thấp, tuổi thọ cao, an toàn tuyệt đối.
