作用时间短，分析快。现已有系列化产品面世，产品体积也较小，安装运输相对也比较容易，
随时可以测量，无需等待。但是这种方法不能测量

C、O 元素的含量，因此它不能实现对燃

煤所有指标的分析，而且它只有煤炭成分信息，没有相关的运行指导功能。使用这种仪器的
时候，必须注意对射线的防护。

 

　　

3、脉冲 D-T 中子源 PGNAA 煤质成分在线分析系统 

　　脉冲式的

D-T 中子源，也叫加速器中子源，产生中子的器件称为中子发生器。它是利

用加速器加速氚核粒子流，并让其与氚核发生

T(D,n)He 反应放出中子。与同位素中子源相

比较，

D-T 中子源有下列特点：强度高；可以在广阔能区获得单色中子；可以产生脉冲中

子；加速器不运行时，没有很强的放射性。产生的快中子能量是

14MeV。脉冲式的 D-T 中子

源易于维护操作，更重要的是加速器不运行时没有放射性，因此成为很重要的中子源。

 

　　用这种分析方法分析煤样，不依赖于煤种的变化，整个分析周期仅几分钟，仪器关闭
后无辐射。同时，还解决了用同位素中子源不能对

C、O 元素检测的缺陷，可以同时实现

C、H、O、N、S、Al、Si、Fe、Na、K、Ca、Ti 等元素的在线检测，测量精度高。在获得全元素信息的
基础上，可以得到燃煤发热量、水分、灰分、挥发分、固定碳、灰成分、着火温度、灰软化温度等
指标。还可进一步通过人工智能技术，建立燃烧专家诊断系统，实时报告煤质特性，为锅炉
调整燃烧提供及时、可靠、准确的科学依据。这种设备相对结构复杂，价格也较贵，但是技术
已完善，并且已有成熟的产品。

 

　　三、煤质在线分析技术的对比

 

　　自然

γ 射线灰分仪和双能 γ 射线灰分仪只能用来测量灰分，而且精确度不高、受煤种变

化影响。中子源

PGNAA 煤质在线分析系统不但分析指标多，而且精度高。下面主要比较中

子源

PGNAA 煤质在线分析系统。 

　　同位素中子源或脉冲中子源在测量

H、N、S、Al、Si、Fe、Ca、Ti 等元素含量上利用了相同

的原理，但是在

C、O 元素的测量上有着本质的不同。因为 C、O 元素对中子的俘获截面非常

小，产生的

γ 射线弱到被其它元素的特征 γ 射线掩盖，所以不能用热中子俘获反应测量

C、O 元素。但是，C、O 元素的非弹性散射截面并不小，而且能够发射具有一定能量的 γ 射线。
脉冲

D-T 中子源 PGNAA 煤质成分在线分析系统，正是利用了 D-T 中子源发射出的中子可

以与

12C、16O 发生非弹性散射而放出 γ 射线的原理来测量 C、O 元素含量的。 

　　根据每个中子源的特性，它们都有自己比较有优势的用途。在煤质在线检测方面，脉冲
D-T 中子源 PGNAA 煤质成分在线分析系统具有非常大的优势。它能实现全元素特别是 C、O
元素的测量，给出燃煤的所有指标，及时诊断燃煤质量，在不工作的情况下没有放射性。尽
管脉冲

D-T 中子源价格比较昂贵，但是对燃煤的测量不是全天连续的，对于一批煤样只需

要测量几个点，而脉冲

D-T 中子源 PGNAA 煤质成分在线分析系统的测量一次只要几分钟，

测量完可及时关闭中子管。实际使用的

D-T 中子管的寿命已经达到 4000 小时以上。而 252Cf

和

241Am-9Be 中子源无论仪器是否开启都在不停的发射中子，对于煤质在线测量来说，大

部分中子都是被浪费的，尤其对于

252Cf 源，其强度比较强，半衰期只有 2.65 年。因此，对

于真正用来测量煤质的中子来说，脉冲

D-T 中子源的价格并不高。 

　　综上所述，现有的三种煤质在线分析系统各有优缺点，通过对这三种技术的综合分析
可以得出：

 

　　

(1)双能技术 

　　该技术只能够测量灰份，通过与水分计的结合可推算出热值，但如果煤质的组成成分
发生变化，则会影响其测量精度。它适合于煤种变化不大、测量精度要求不高的场合，如大
型煤矿分类堆放和配煤、以及坑口电厂。

 

　　

 (2)同位素源煤质成分分析仪 

　　可测量煤中除碳氧以外的所有主要元素，并根据所测元素成分推算出灰分，结合水分