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焦炉平均结焦时间的计算方法

作者:佚名发布时间:1970-01-01
结焦时间是指煤料在炭化室内接受高温干馏的时间,通常是指炭化室内的煤料从平煤(装煤时刻)到下次出焦(推焦时刻)的时间。在炼焦温度一定的条件下,结焦时间直接关系到焦炭的成熟情况,对焦炭质量有很大的影响。掌握任意时刻的焦炉平均结焦时间,对焦炉的炉温调节有积极的意义,也能为合理地确定检修时间、检修次数提供参考。
    对某一炭化室而言,只要知道该炭化室的装煤时间,就能计算出在其周转时间内任一时刻的结焦时间。但对某一焦炉组而言,由于推焦、装煤是按一定的顺序进行的,所以各号炭化室在相同时刻各自的结焦时间是不同的。如果要计算出某一焦炉组的平均结焦时间,通常的做法是将任一时刻每个炭化室的结焦时间逐个地计算出来,然后再求其平均值。虽然这种方法的计算的结果比较准确,但是很繁琐,如果该炉组炭化室多的话,很容易出现人为的计算失误。为此,笔者参照韶钢JNK43-02F型焦炉组的实际生产情况,介绍一种能满足生产实践的求平均结焦时间的近似计算方法。为了计算简便,在计算过程中将炭化室的处理时间视为零。
 
1   韶钢JNK43-02F焦炉平均结焦时间的计算
1.1  韶钢JNK43-02F型焦炉组简介
    炭化室孔数:2×55孔;推焦串序:5-2串序;单孔操作时间:10min,约0. 17h;周转时间:21h。
1.2  炉组平均结焦时间的极值
    (1)整个周转时间内,1次停车检修情况下的炉组平均结焦时间的极值。只安排1次停车检修情况下的检修时间为2. 47h。由于单孔操作时间固定,因此各号炭化室的结焦时间为0. 17h的等差数列。
    若检修后的第一孔炭化室结焦时间为t1, 那么,最后一孔的结焦时间为:
        T110= t1-(110-1) × 0.17 =  t1-18.53
则平均结焦时间:
       T = (t1+t2+……+t110)/110,应用等差数列求和公式,得到:
       T = t1-9. 265
    ∵t1max =21, ∴ tmax = 21-9. 265 = 11.735
    ∵ t110 =  t1-18. 53≥0, ∴ t1min =18. 53
则                  Tmin = 18. 53-9. 265 = 9. 265
    在生产过程中,当t1=21时,即在检修结束时刻,炉组平均结焦时间有最大值11.735h;当t1=18. 53时,即在检修刚开始时刻,炉组平均结焦时间有最小值9. 265h。Tmax+Tmin=11.735-9. 265=2.47, 即为检修时间。Tmax+Tmin=11.735+9. 265=21,即为周转时间。
    (2) 整个周转时间内,2次停车检修情况下炉组平均结焦时间的极值。炉组循环出焦检修计划为2次,每次间隔出焦55孔。可以计算出在此计划下,总检修时间为:
21-(55-1) × 0.17×2 = 2. 64h
    现分成2段进行,则每段检修时间为1. 32h 。同样,若检修后的第一孔炭化室结焦时间为t1,则:
        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,应用等差数列求和公式,平均结焦时间:
        T=t, t1-9. 84
    ∵ t1max = 21      ∴ T max = 21-9. 84=11.16
    ∵ t110 = t1-19. 68≥0  ∴t1min = 19. 68
则                  Tmin = 19.68-9.84=9. 84
    同样,结焦时间的极值出现在检修开始或结束时刻,(Tmax –Tmin)为分段检修时间,(Tmax +Tmin)为周转时间。
    (3)韶钢JNK43-02F焦炉实际平均结焦时间的极值。韶钢JNK43-02F焦炉实际生产中分5段出焦,炉组循环出焦检修计划为5次,每次间隔出焦22孔。可以计算出在此计划下的总检修时间为21-(22-1)×0.17×5 = 3.15h,分成5段进行,则每段检修时间为0. 63h。
假设检修后的第一孔炭化室结焦时间为t1,则同样得到如下结果:
     平均结焦时间:T= t1-10.185
    ∵ t1max=21   ∴Tmax=21-10.185=10.185
    ∵ t110= t1-20.37≥ 0  ∴ t1min = 20. 37
则   Tmin =20.37-10.185=10.185
    对比可知,检修次数愈多,结焦时间极差就愈小,即全炉生产就愈平稳。无论如何分段检修,炉组平均结焦时间的极值取决于循环检修出焦计划,不同的检修出焦计划,对应的极值不同,但对于一个确定的循环检修出焦计划,其极值是固定的。炉组平均结焦时间的极值发生在检修的初、末时刻,初时刻有最小值,末时刻有最大值。炉组平均结焦时间的最大值会随着检修次数的增多而减小,但最小值却会随之增大。炉组平均结焦时间的最大值与最小值之差等于分段检修时间,之和等于周转时间。
1.3  任意时刻炉组平均结焦时间的计算
    假设:炉组平均结焦时间出现最大值Tmax的时刻为tmax,那么经过一段时间δ至t时刻,炉组平均结焦时间该如何计算呢?众所周知,因为每出一孔焦,就会有一孔炭化室的结焦时间由21h变为0,而每经过一段时间δ后,其平均结焦时间总要增加,故任意时刻平均结焦时间T为:
        T = Tmax-(21n/110)+ δ
    式中的110为炉组炭化室总数;21为周转时间;n为tmax至t间的已出焦孔数;δ为t-tmax(21n/110)为每出焦一孔焦,炉组平均结焦时间的减小数。同理可推出:
        T = Tmin-(21n/110)+ δ
        δ=t-tmin
所以任一时刻炉组平均结焦时间的计算公式为:
        T = Tmax-(21n/110)+ δ  其中δ=t-tmax
或      T = Tmin-(21n/110)+ δ  其中δ=t-tmin
 
    以韶钢5段检修为例,炉组平均结焦时间有最大值Tmax的时刻为tmax=8: 30,求t=12 : 00时炉组的平均结焦时间。
        δ = t-tmax= 12:00-8:30=3. 5h
    由  δ/0.17=3.5/0.17≈20<22知, 从tmax=8: 30至t=12 : 00间,共出焦孔数为20,即n=20。
    据上述计算可知, 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来计算,则此时δ=t-tmin=t-tmax+0. 63
则    T = Tmin-(21n/110)+ δ=10.815-21 ×20/110+3.5+0. 63 ≈10. 497
    此外,在检修期间内, δ可用下列公式计算
         δ= (n-1) × 0. 17+δo
    式中的n为(t-tmax)间的推焦孔数;δo 为t时刻距最近一次已推焦时间的差。 
在上述举例中,求推焦22孔后炉组的平均结焦时间T1,第一个检修结束时炉组的平均结焦时间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
很显然        T1= Tmin,T2= Tmax
 
2   结论
    (1) 通过上述计算分析可知, 对某一炉组而言,不同的循环检修出焦计划,其炉组平均结焦时间所对应的极值是不同的,但如果确定了一个循环检修出焦计划,则其极值是固定的,且在检修的初时刻有最小值,末时刻有最大值。炉组平均结焦时间极值之差等于分段检修时间,极值之和等于周转时间。
     (2) 在循环出焦计划中,检修次数越多,炉组平均结焦时间极值的最大值就越小,最小值越大。
    (3) 任一时刻炉组的平均结焦时间T= Tmax-(21n/110)+ δ;[T= Tmin-(21n/110)+ δ]。