焦炉平均结焦时间的计算方法

  

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。

1.1 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联系电话:焦化设计 焦化除尘:13951737628(13547627503)

（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联系电话:焦化设计 焦化除尘:13951737628(13547627503)

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）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：

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

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。联系电话:焦化设计 焦化除尘:13951737628(13547627503)

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］。