焦爐平均結焦時間的計算方法

  

結焦時間是指煤料在炭化室內接受高溫干餾的時間,通常是指炭化室內的煤料從平煤(裝煤時刻)到下次出焦(推焦時刻)的時間。在煉焦溫度一定的條件下,結焦時間直接關系到焦炭的成熟情況,對焦炭質量有很大的影響。掌握任意時刻的焦爐平均結焦時間,對焦爐的爐溫調節有積極的意義,也能為合理地確定檢修時間、檢修次數提供參考。


對某一炭化室而言,只要知道該炭化室的裝煤時間,就能計算出在其周轉時間內任一時刻的結焦時間。但對某一焦爐組而言,由于推焦、裝煤是按一定的順序進行的,所以各號炭化室在相同時刻各自的結焦時間是不同的。如果要計算出某一焦爐組的平均結焦時間,通常的做法是將任一時刻每個炭化室的結焦時間逐個地計算出來,然后再求其平均值。雖然這種方法的計算的結果比較準確,但是很繁瑣,如果該爐組炭化室多的話,很容易出現人為的計算失誤。為此,筆者參照韶鋼JNK43-02F型焦爐組的實際生產情況,介紹一種能滿足生產實踐的求平均結焦時間的近似計算方法。為了計算簡便,在計算過程中將炭化室的處理時間視為零。


1.1 JNK43-02F型焦爐組簡介


炭化室孔數:2×55孔;推焦串序:5-2串序;單孔操作時間:10min,約0. 17h;周轉時間:21h。


1.2 爐組平均結焦時間的極值聯系電話:焦化設計 焦化除塵:13951737628(13547627503)


(1)整個周轉時間內,1次停車檢修情況下的爐組平均結焦時間的極值。只安排1次停車檢修情況下的檢修時間為2. 47h。由于單孔操作時間固定,因此各號炭化室的結焦時間為0. 17h的等差數列。


若檢修后的第一孔炭化室結焦時間為t1, 那么,最后一孔的結焦時間為:


T110= t1-(110-1) × 0.17 = t1-18.53聯系電話:焦化設計 焦化除塵:13951737628(13547627503)


則平均結焦時間:


T = (t1+t2+……+t110)/110,應用等差數列求和公式,得到:


T = t1-9. 265


∵t1max =21, ∴ tmax = 21-9. 265 = 11.735


∵ t110 = t1-18. 53≥0, ∴ t1min =18. 53


則 Tmin = 18. 53-9. 265 = 9. 265


在生產過程中,當t1=21時,即在檢修結束時刻,爐組平均結焦時間有最大值11.735h;當t1=18. 53時,即在檢修剛開始時刻,爐組平均結焦時間有最小值9. 265h。Tmax+Tmin=11.735-9. 265=2.47, 即為檢修時間。Tmax+Tmin=11.735+9. 265=21,即為周轉時間。


(2)整個周轉時間內,2次停車檢修情況下爐組平均結焦時間的極值。爐組循環出焦檢修計劃為2次,每次間隔出焦55孔。可以計算出在此計劃下,總檢修時間為:


21-(55-1) × 0.17×2 = 2. 64h


現分成2段進行,則每段檢修時間為1. 32h 。同樣,若檢修后的第一孔炭化室結焦時間為t1,則:


t55 = t1-(55-1) × 0. 17 = t1-9.18


t56 = t55-1.32 = t1-10. 5


t110 = t56-(55-1)×0.17= t1-19.68


同理,應用等差數列求和公式,平均結焦時間:


T=t, t1-9. 84


∵ t1max = 21 ∴ T max = 21-9. 84=11.16


∵ t110 = t1-19. 68≥0 ∴t1min = 19. 68


則 Tmin = 19.68-9.84=9. 84


同樣,結焦時間的極值出現在檢修開始或結束時刻,(Tmax –Tmin)為分段檢修時間,(Tmax +Tmin)為周轉時間。


(3)JNK43-02F焦爐實際平均結焦時間的極值。韶鋼JNK43-02F焦爐實際生產中分5段出焦,爐組循環出焦檢修計劃為5次,每次間隔出焦22孔。可以計算出在此計劃下的總檢修時間為21-(22-1)×0.17×5 = 3.15h,分成5段進行,則每段檢修時間為0. 63h。


假設檢修后的第一孔炭化室結焦時間為t1,則同樣得到如下結果:


平均結焦時間:T= t1-10.185


∵ t1max=21 ∴Tmax=21-10.185=10.185


∵ t110= t1-20.37≥ 0 ∴ t1min = 20. 37


則 Tmin =20.37-10.185=10.185


對比可知,檢修次數愈多,結焦時間極差就愈小,即全爐生產就愈平穩。無論如何分段檢修,爐組平均結焦時間的極值取決于循環檢修出焦計劃,不同的檢修出焦計劃,對應的極值不同,但對于一個確定的循環檢修出焦計劃,其極值是固定的。爐組平均結焦時間的極值發生在檢修的初、末時刻,初時刻有最小值,末時刻有最大值。爐組平均結焦時間的最大值會隨著檢修次數的增多而減小,但最小值卻會隨之增大。爐組平均結焦時間的最大值與最小值之差等于分段檢修時間,之和等于周轉時間。


1.3 任意時刻爐組平均結焦時間的計算


假設:爐組平均結焦時間出現最大值Tmax的時刻為tmax,那么經過一段時間δ至t時刻,爐組平均結焦時間該如何計算呢?眾所周知,因為每出一孔焦,就會有一孔炭化室的結焦時間由21h變為0,而每經過一段時間δ后,其平均結焦時間總要增加,故任意時刻平均結焦時間T為:


T = Tmax-(21n/110)+ δ


式中的110為爐組炭化室總數;21為周轉時間;n為tmax至t間的已出焦孔數;δ為t-tmax;(21n/110)為每出焦一孔焦,爐組平均結焦時間的減小數。同理可推出:


δ=t-tmin


所以任一時刻爐組平均結焦時間的計算公式為:


T = Tmax-(21n/110)+ δ 其中δ=t-tmax


或 T = Tmin-(21n/110)+ δ 其中δ=t-tmin


5段檢修為例,爐組平均結焦時間有最大值Tmax的時刻為tmax=8: 30,求t=12 : 00時爐組的平均結焦時間。聯系電話:焦化設計 焦化除塵:13951737628(13547627503)


δ = t-tmax= 12:00-8:30=3. 5h


由 δ/0.17=3.5/0.17≈20<22知, 從tmax=8: 30至t=12 : 00間,共出焦孔數為20,即n=20。


據上述計算可知, Tmax=10. 815


∴ T =Tmax-(21n/110)+ δ = 10. 815-21 -( 20/110)+3. 5≈10.497


如用公式T = Tmin-(21n/110)+ δ來計算,則此時δ=t-tmin=t-tmax+0. 63


則 T = Tmin-(21n/110)+ δ=10.815-21 ×20/110+3.5+0. 63 ≈10. 497


此外,在檢修期間內, δ可用下列公式計算


δ= (n-1) × 0. 17+δo


式中的n為(t-tmax)間的推焦孔數;δo 為t時刻距最近一次已推焦時間的差。 


在上述舉例中,求推焦22孔后爐組的平均結焦時間T1,第一個檢修結束時爐組的平均結焦時間T2,只需代入上述公式,即得:T1= Tmax-(21n/110)+ δ=10.815


T2=10.815-21n/110+ (n-1) × 0.17+δ0=10.815


很顯然 T1= Tmin,T2= Tmax


2 結論(1) 通過上述計算分析可知, 對某一爐組而言,不同的循環檢修出焦計劃,其爐組平均結焦時間所對應的極值是不同的,但如果確定了一個循環檢修出焦計劃,則其極值是固定的,且在檢修的初時刻有最小值,末時刻有最大值。爐組平均結焦時間極值之差等于分段檢修時間,極值之和等于周轉時間。


(2) 在循環出焦計劃中,檢修次數越多,爐組平均結焦時間極值的最大值就越小,最小值越大。


(3) 任一時刻爐組的平均結焦時間T= Tmax-(21n/110)+ δ;[T= Tmin-(21n/110)+ δ]。


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