a电力公司界面雷达罐运行控制技术

a电力公司界面雷达罐运行控制技术

在扭转输出过程中，只有铁路运输法才能在铁路运输领域而不是取代皮带、辊道和公路。作为铁路运输的载体，鱼雷罐对铁路运输和精炼起着连接、协调、缓冲的作用。其运行状况是铁路运输系统运营效率的重要体现。鱼雷罐的操作控制不仅要注意铁路运输各个工程的自我控制水平，还要注意鱼雷罐本身的运行规律。本文运用冶金过程工程理论，在前人研究的基础上，进一步深入鱼雷罐的运行工艺研究，形成完整的鱼雷罐运营控制技术。1鱼类罐运行控制技术鱼雷罐运行过程解析涉及铁/钢界面诸工序,其运行状况直接关联着炼铁、炼钢的生产顺利与否,其运行过程一方面表现为与高炉出铁时间、出铁量的匹配,另一方面表现为与炼钢各工序的作业时间、铁水需求量的匹配.随着炼钢生产节奏的加快,铁/钢界面对鱼雷罐运行提出了更高的要求.本文以A钢厂铁/钢界面鱼雷罐为研究对象,开展鱼雷罐运行控制技术的研究.1.1高炉-农林-铁水预处理-兑铁包-转炉生产流程A钢厂铁/钢界面有二座高炉(1号高炉1200m3、2号高炉1780m3)、两个铁水预处理和三座100t转炉,是典型的高炉-鱼雷罐-铁水预处理-兑铁包-转炉生产流程,平面布置如图1所示.1.2鱼类罐重罐、空罐运行事件铁/钢界面平面布置决定了鱼雷罐的运行方式.为深入鱼雷罐运行过程的研究,对其运行事件进行解析,见图2.如图2所示,鱼雷罐在铁/钢界面的运行过程可划分为重罐运行和空罐运行两个阶段.将鱼雷罐重罐、空罐运行事件综合起来可知,鱼雷罐在各工序中的事件包括到达、开始(如受铁开始)、结束(如受铁结束)和离开四类事件;鱼雷罐在中转区的事件包括到达和离开两类事件.对鱼雷罐状态进行抽象可知:当鱼雷罐到达和离开事件发生时,鱼雷罐的位置状态发生改变;当开始和结束事件发生时,鱼雷罐的载铁状态发生改变,即重、空罐状态的改变.在实际生产中,铁/钢界面各工序的主要功能之一是时间缓冲和生产协调,为保障鱼雷罐连续、稳定的运行,一方面需提高各工序自身的运行水平和各工序对鱼雷罐运行事件的控制水平,另一方面还需加强对鱼雷罐载铁状态的监控力度和提高鱼雷罐的调度水平.1.3组织和安排合理运行与运行阶段相对应,鱼雷罐的运行时间可分为重罐运行时间和空罐运行时间.由于铁/钢界面各工序之间物流关联性强、可替代性差以及约束条件多,所以要保障物流的畅通,必须对鱼雷罐的运行时间进行合理组织和安排,缩短其运行周期以取得最佳的运行效率;反之,如时间节奏上表现紊乱,必然会导致物流阻塞、铁水温度和能量损失.在鱼雷罐运行事件解析的基础上,实测出鱼雷罐运行过程的时间参数值,详见表1.借助柔性时间概念,进一步研究鱼雷罐的运行优化问题.所谓鱼雷罐运行的柔性时间是指鱼雷罐在铁/钢界面各工序之间传搁时等待作业所用的时间.在鱼雷罐运行过程中,柔性时间必不可少,如何通过生产运行和过程控制使其合理化,是优化鱼雷罐运行过程的关键.表2“提取”出鱼雷罐运行过程各项柔性时间的实测值,并给出其相应的推荐值.表2中各项柔性时间的推荐值解析如下.(1)等待重罐完成时间和重罐储存时间推荐值均取其实测平均值.(2)空罐及连续罐经调研发现,A钢厂铁水预处理的空罐在满足两个的条件下,才进行拉罐作业,此拉罐方式往往导致空罐的等待拉罐时间偏长.为减少空罐等待拉罐时间,优化拉罐方式使其变为有空罐即拉,则优化后的拉罐方式可使此项时间减半,即分别减为35min(1号高炉)和39min(2号高炉).(3)高炉出铁周期根据1号高炉出铁周期100min和2号高炉出铁周期120min给出其推荐值,即保证高炉第n次(n>0)出铁开始时至少有一个鱼雷罐在中转区等待第n+1次出铁作业.(4)号高炉出铁间隔时间根据1号高炉出铁间隔时间30min和2号高炉出铁间隔时间20min给出其推荐值,即保证高炉第n次出铁结束时,至少有一个空罐在炉下等待第n+1次出铁作业.(5)鱼类罐运行时间计算A钢厂的生产现状为炼钢能力大于炼铁能力,即炼钢小时需铁量大于高炉小时产铁量.实际生产过程中,该厂两座高炉在炼钢连铸机开浇前,先生产一定量的铁水在途缓冲,以弥补短缺铁水量.由于缺乏理论指导,往往使在途铁水缓冲量大于理论所需缓冲量,导致鱼雷罐实际使用个数多于理论使用个数,重罐等待配送预处理实际时间值大于理论时间值.本文综合考虑高炉小时产铁量和炼钢小时需铁量给出重罐等待配送预处理时间的推荐值,其计算公式如下:τ¯=τ′+τo2(1)τ¯=τ′+τo2(1)τ′=TCC(QST−QBF)QBF(2)τ′=ΤCC(QSΤ-QBF)QBF(2)式中,τ¯τ¯为重罐等待配送预处理的平均时间,min;τ′为重罐等待配送预处理的最长时间,min;τo为重罐等待配送预处理的最短时间,取τo=0min;TCC为炼钢连铸机一浇次的浇注时间,取TCC=660min;QST为炼钢小时需铁量,取QST=520t;QBF为2座高炉小时产铁量,取QBF=441t.将相关参数带入式(2),得出重罐等待配送预处理的最长时间τ′为118min;再由式(1)给出重罐等待配送预处理的平均时间τ¯τ¯为60min.结合柔性时间推荐值,由下式可得出鱼雷罐运行时间的计算值.鱼雷罐运行时间的实测值与计算值情况见表3.τr=τre-τref+τrf(3)式中,τr为鱼雷罐运行过程时间计算值,min;τre为鱼雷罐运行过程时间实测值,min;τref为鱼雷罐运行过程柔性时间实测值,min;τrf为鱼雷罐运行过程柔性时间计算值,min.表3中柔性时间与运行时间的比值反映了鱼雷罐运行时间的优化空间,该值越小表明鱼雷罐运行的速度越快,铁/钢界面的铁水温降就越小,鱼雷罐运行控制越好.分析表明,通过优化鱼雷罐运行过程的柔性时间,可将1号高炉的鱼雷罐运行时间缩短到454min,2号高炉的鱼雷罐运行时间缩短到451min.2鱼罐及高炉出铁次数及出铁量为掌握铁/钢界面在一定时间内合理的鱼雷罐周转个数,本文根据供求平衡,即高炉产铁量等于炼钢需铁量并等于鱼雷罐运输量,提出鱼雷罐周转个数计算方法.假定鱼雷罐需从m个高炉向炼钢厂运送铁水,则第i个(0<i≤m)高炉的鱼雷罐运行时间参数的数学表达式如下:τreiire=Ti+ti+T′i+t′i+τi(4)式中,τreiire为第i个高炉的鱼雷罐运行时间,min;Ti为第i个高炉的鱼雷罐受铁时间,min;ti为从第i个高炉到铁水预处理的重罐运行时间,min;T′i为第i个高炉运出的鱼雷罐在铁水预处理的兑罐时间,min;t′i为从铁水预处理到第i个高炉的空罐运行时间,min;τi为第i个高炉的鱼雷罐运行柔性时间,min.第i个高炉在T小时内的产铁量与鱼雷罐运输量的平衡方程如下:nBFiQBFi=T60τreiniQTP(5)niBFQiBF=Τ60τireniQΤΡ(5)式中,nBFiiBF为第i个高炉的出铁次数;QBFiiBF为第i个高炉的每次出铁量,t;ni为第i个高炉的鱼雷罐周转个数;QTP为鱼雷罐满罐载铁量,取QTP=200t.根据式(5)可得出鱼雷罐周转个数计算方法:ni=nBFiτreiQBFi60TQTP(6)ni=niBFτireQiBF60ΤQΤΡ(6)由式(6)可得出时间T内高炉出铁次数、高炉每次出铁量、鱼雷罐运行时间、鱼雷罐载铁量与鱼雷罐周转个数的定量对应关系.假设T=24h,根据A钢厂实际生产数据:1号高炉共出14.4次铁水,每次出铁量为360t;2号高炉共出12次铁水,每次出铁量为450t;鱼雷罐运行时间分别为594min(1号高炉)和580min(2号高炉).由式(6)可得出,A钢厂1号高炉每天需周转10.7个鱼雷罐,2号高炉每天需要周转10.9个鱼雷罐,即两座高炉共需周转22个鱼雷罐,这正是A钢厂铁/钢界面实际生产过程中的鱼雷罐周转情况.当优化鱼雷罐运行过程后,鱼雷罐的运行时间缩短至454min(1号高炉)和451min(2号高炉).同样由式(6)得出,A钢厂1号高炉和2号高炉每天各需周转9个鱼雷罐,即两座高炉只需周转18个鱼雷罐即可满足生产需求.上述计算方法分析了A钢厂铁/钢界面系统运行过程中的鱼雷罐周转个数,结果表明优化鱼雷罐运行时间,减少鱼雷罐周转个数是可行的.3运营控制评估指标为进一步认识鱼雷罐的运行控制,本文引入周转率和连续化程度的概念,成为鱼雷罐运行控制水平的两个评价指标.3.1a厂的鱼罐周转率所谓鱼雷罐周转率是指在一定时间内(通常以24h为标准),高炉产铁量所对应的鱼雷罐罐数与鱼雷罐周转个数的比值,如下式:fi=(QTP)−1nBFiQBFini(7)fi=(QΤΡ)-1niBFQiBFni(7)式中,fi为第i个高炉的鱼雷罐周转率,次.根据表1的时间实测值由式(7)可得出A钢厂1号高炉的鱼雷罐周转率为2.4次,2号高炉的鱼雷罐周转率为2.5次.由表3的时间计算值可得出1号高炉的鱼雷罐周转率为2.9次,2号高炉的鱼雷罐周转率为3.0次.两座高炉的鱼雷罐周转率均比原来提高0.5次.分析表明:当鱼雷罐运行时间缩短时,鱼雷罐的周转率随之增大,即每个鱼雷罐的周转次数增加、周转速度变快,鱼雷罐的运行控制水平得到提高;反之则周转速度变慢,鱼雷罐的运行控制水平降低.3.2鱼罐连续化程度对铁/钢界面生产过程而言,鱼雷罐的周转时间及其各项构成是鱼雷罐连续化程度的重要标志.所谓鱼雷罐连续化程度是指鱼雷罐在铁/钢界面各工序的作业时间与鱼雷罐运行时间的比值,其表达式如下:Ci=Ti+T′iτrei(0<Ci<1)(8)Ci=Τi+Τ′iτire(0<Ci<1)(8)式中,Ci为第i个高炉的鱼雷罐连续化程度系数.由表1的时间实测值和式(8)可得出,A钢厂1号高炉鱼雷罐的连续化程度为0.30,2号高炉鱼雷罐的连续化程度为0.27.由表3的时间计算值同样可得出,1号高炉鱼雷罐的连续化程度为0.39,2号高炉鱼雷罐的连续化程度为0.35.由此可见,鱼雷罐运行时间优化后,连续化程度分别提高了0.09(1号高炉)和0.08(2号高炉).分析表明,当鱼雷罐运行时间缩短时,鱼雷罐的连续化程度系数将随之增大,鱼雷罐的运行控制水平随之提高.综上所述,评价一个钢厂铁/钢界面鱼雷罐的运行控制水平时,不能简单的以鱼雷罐周转个数多少作为依据,而应该引入其他相关指标进行综合评价,鱼雷罐周转率和连续化程度就是其中两个重要的指标.4减少原因分析A钢厂鱼雷罐的重罐、空罐运行时间见表4.表中可优化比例为柔性时间与运行时间的比值.如表4所示,重罐运行阶段,实测值的柔性时间占运行时间的45%左右;而空罐运行阶段,实测值的柔性时间占到运行时间的95%以上.分析表明,鱼雷罐的周转过程中,绝大多数时间属于柔性时间,尤其是空罐运行阶段.可见,鱼雷罐的运行过程具有很大的优化空间.对鱼雷罐运行时间优化后,重罐运行阶段的1号高炉鱼雷罐可优化比例减少至33.6%,2号高炉鱼雷罐可优化比例减少至35.9%,即两座高炉的可优化比例均比优化前减少10%左右;与此同时,空罐运行阶段的两座高炉鱼雷罐可优化比例也比优化前减少2%左右.若选取鱼雷罐重罐运行阶段的铁水平均温降速率为0.4℃·min-1,则实际生产过程中每个鱼雷罐的铁水至少有57.6℃的温降损失在重罐运行的柔性时间中,而重罐运行阶段的柔性时间计算值所引起的铁水温降则只有37.6℃.与重罐运行阶段相比,空罐运行阶段的柔性时间更长,使空罐的温降损失更多.高炉铁水的温度有一部分需用于补偿空罐柔性时间所造成的温降损失,若鱼雷罐的运行过程控制不好,势必会造成运至铁水预处理处的铁水温度偏低,甚至出现黏稠铁现象,还会引起兑入转炉的铁水温度偏低、转炉冶炼周期偏长等一系列影响炼钢生产的问题.综上所述,鱼雷罐的运行优化一方面需通过减少鱼雷罐的柔性时间,缩小可优化比例,特别是空罐运行阶段的可优化比例,以减少鱼雷罐周转个数,提高鱼雷罐周转率和连续化程度;另一方面要求炼铁和炼钢诸工序在满足生产的情况下,进一步优化工序作业时间,提高工序运行水平,从而间接提高鱼雷罐的运行控制水平.随着鱼雷罐运行的优化,铁/钢界面运行节奏趋于合理,铁水温降和能耗损失相继降低,鱼雷罐的周转率和连续化程度也可得到较大程度的提高.5雷罐运行控制技术本文从鱼雷罐运行事件解析、时间参数解析、周转