日產(chǎn)5000噸熟料水泥廠設(shè)計

精品文檔 洛陽理工學(xué)院材料科學(xué)與工程系洛陽理工學(xué)院材料科學(xué)與工程系 0510405104 班畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書班畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計時間：設(shè)計時間：2008 年年 0404 月月 2828 日日20082008 年年 0606 月月 9 9 日日 設(shè)計題目：日產(chǎn)設(shè)計題目：日產(chǎn) 50005000 噸熟料水泥廠設(shè)計噸熟料水泥廠設(shè)計 重點車間：燒成窯尾重點車間：燒成窯尾 品種：品種：P.O32.5P.O32.5 50%50% P.O42.5P.O42.5 50%50% 袋散比袋散比:30%:70%:30%:70% 設(shè)計內(nèi)容及要求設(shè)計內(nèi)容及要求: : 一一. . 總體設(shè)計總體設(shè)計 二二. . 重點車間重點車間 1.1.熟料礦物組成設(shè)計及配料計算熟料礦物組成設(shè)計及配料計算 1.1.工藝計算及設(shè)備選型工藝計算及設(shè)備選型 2.2.工藝平衡計算工藝平衡計算 2.2.車間工藝布置圖車間工藝布置圖 3.3.生產(chǎn)工藝流程圖生產(chǎn)工藝流程圖 3.3.工藝設(shè)備表及定貨單編制工藝設(shè)備表及定貨單編制 4.4.生產(chǎn)質(zhì)量控制系統(tǒng)說明生產(chǎn)質(zhì)量控制系統(tǒng)說明 4.4.本設(shè)計評述及展望本設(shè)計評述及展望 5.5.全全 場平面布置圖場平面布置圖 學(xué)生姓名學(xué)生姓名: : 李新峰李新峰 班班 級級: : 0510405104 教研室主任：教研室主任： 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師: : 郭獻軍郭獻軍 系系 主主 任任: : 20082008 年年 4 4 月月 2828 日日 精品文檔 目目 錄錄 摘 要5 ABSTRACT .6 第一章 緒論7 1.1 總體設(shè)計1.8 1.2 工藝設(shè)計的指導(dǎo)思想與原則：9 1.2.1 指導(dǎo)思想 9 1.2.2 設(shè)計原則2.10 1.2.3 進行車間工藝布置時應(yīng)注意的問題2.11 1.3 廠址選擇2： 11 1.3.1 影響廠址選擇的主要因素2:11 1.4 原燃材料分析：13 第二章 工藝計算13 2.1.配料計算:14 2.1.1.設(shè)計內(nèi)容: 14 2.1.2 原始數(shù)據(jù)： .14 2.1.3 計算步驟： 15 2.2 物料平衡:20 2.2.1 物料平衡計算的目的 .20 2.2.2 燒成車間生產(chǎn)能力和工廠能力的計算: .21 2.3.主機平衡26 精品文檔 2.3.1 石灰石破碎機選型 .27 2.3.2 生料磨選型 27 2.3.3 窯外分解窯選型 29 2.3.4 煤磨選型 30 2.3.5 水泥磨機選型 31 2.3.6 石膏、沸石破碎的選型 32 2.3.7 包裝機選型 33 2.4 儲庫平衡91034 2.4.1 石灰石預(yù)均化堆場 .35 2.4.2 鐵粉、碎煤庫采用聯(lián)合堆棚 .36 2.4.3 石膏庫 36 2.4.4 粉煤灰?guī)?36 2.4.5 生料庫 37 2.4.6 熟料庫 37 2.4.7 水泥庫 37 2.4.8 水泥包裝袋庫 37 2.4.9 成品庫 38 第三章 重點車間：燒成窯尾41 3.1.熟料燒成窯尾系統(tǒng)及其主機設(shè)備選型41 3.2 主要數(shù)據(jù)計算42 3.2.1 生料料耗 42 3.2.2 預(yù)熱器飛灰量 42 3.2.3 出收塵器飛灰量 42 3.2.4 收塵器的收下灰量 42 3.2.5 實際料耗 42 3.2.6 預(yù)熱器喂料量 43 3.2.7 氣體量計算 43 3.2.8 窯尾排出廢氣量 44 精品文檔 3.2.9 三次風(fēng)管抽風(fēng)量 44 3.2.10 分解爐內(nèi)廢氣量 45 3.2.11 五級預(yù)熱器廢氣量 45 3.2.12 四級預(yù)熱器廢氣量 46 3.2.13 三級預(yù)熱器廢氣量 46 3.2.14 二級預(yù)熱器廢氣量 46 3.2.15 一級預(yù)熱器廢氣量 47 3.2.16 入高溫風(fēng)機廢氣量 47 3.4. 確定預(yù)熱器型號49 3.3.生產(chǎn)質(zhì)量控制網(wǎng)54 本次設(shè)計評述與展望55 致 謝56 參考書目57 附 錄一58 精品文檔 日產(chǎn)日產(chǎn) 50005000 噸熟料水泥廠設(shè)計噸熟料水泥廠設(shè)計 重點車間：燒成窯尾重點車間：燒成窯尾 摘摘 要要 精品文檔 本次畢業(yè)設(shè)計的題目是設(shè)計一條日產(chǎn) 5000 噸水泥熟料的新型干 法水泥生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線年運轉(zhuǎn) 310 天，水泥品種是 PO.32.5，PO.42.5 水泥。 本次設(shè)計的主要內(nèi)容包括： 1. 廠址選擇和配料計算。 2. 生產(chǎn)過程和主機選型。 3. 計算和確定帶懸浮預(yù)熱器的新型回轉(zhuǎn)窯和懸浮預(yù)熱器的型號及規(guī) 格，以及窯尾氣體平衡得計算,同時還編寫了全廠工藝流程概述、 全廠質(zhì)量控制表和本次畢業(yè)設(shè)計的評述及展望等。 4. 最后設(shè)計了整個水泥廠的工藝布局。 在本次設(shè)計中，還采用了一些新的工藝技術(shù)，例如：高效率立式磨和 高效選粉機等。本次設(shè)計采用了利用窯尾熱廢氣預(yù)熱生料和粉煤灰的 有效方法來降低系統(tǒng)熱耗。把篦冷機出來的多余熱氣體作為熱源來烘 干粉煤灰。本次設(shè)計所有的工藝設(shè)備都能有效地降低系統(tǒng)熱耗 。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：5000t/d 熟料生產(chǎn)線設(shè)計 新型干法 水泥 ABSTRACT The title of the graduating design is to construct a cement plant with 5000 tons per day production line the main production is 32.5P.O and 42.5P.O. The main content of this design is: 1. Selection of ratios and the calculating and of raw mixes. 精品文檔 2. Manufacturing process and selection of the main machines. 3. The phases of this design is to calculate and design preheated and pre-claimer and also the balancing of the main machines At the same time , I compose the summarization of technology flow for what factory and quality control of the whole factory and prospects of the design project for graduation ,etc.。 4. The last step of the design is the layout of the whole plant. In the design, some new technologies and techniques are introduced such as vertical spindle moll and high efficiency classifiers and acts. To reduce the total energy consumption an affection method is used to reuse the kiln exhausted gases to preheat raw materials and coals .The low temperature exhausted gases from the cooler is also used as thermal sources of the drier to dry puzzling, All these techniques are effective to reduce the total thermal consumption. KEY WORDS: Design on 5000 tons per day production line dry method Cement 精品文檔 第一章第一章 緒論緒論 水泥是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)原材料，水泥工業(yè)與經(jīng)濟建設(shè)密切相關(guān)， 在未來相當(dāng)長的時期內(nèi)，水泥仍將是人類社會的主要建筑材料。改革 開放以來，我國水泥工業(yè)得到較快的發(fā)展，整體素質(zhì)明顯提高，產(chǎn)量 已多年居世界第一位。黨的十七大提出了建設(shè)和諧社會的宏偉目標， 提出了節(jié)能減排的要求，積極倡導(dǎo)大水泥吸收小水泥的政策，以達到 “十一五”規(guī)劃中要求的“十一五”末萬元產(chǎn)值能耗下降 20%的目標。 這對新型干法水泥的發(fā)展提 供了機遇也提出了挑戰(zhàn)。 本設(shè)計為新型干法 5000t/d 熟料水泥廠設(shè)計重點車間：燒成窯尾， 燒成系統(tǒng)采用預(yù)分解窯。鑒于畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生完成所有理論課和實驗 實習(xí)課程后的一個教學(xué)環(huán)節(jié)，是從事技術(shù)工作的一次技術(shù)演習(xí)。本人 在設(shè)計過程中參考了水泥專業(yè)刊物上近幾年來提出的新的設(shè)計理論和 計算方法，突出了畢業(yè)設(shè)計的先進性和研究性特點。 由于本人知識結(jié)構(gòu)和實際生產(chǎn)經(jīng)驗有限，在設(shè)計中難免有錯誤和欠 缺之處，懇請各位老師同學(xué)批評指正。 1.1 總體設(shè)計1 任何工藝都有其特點，這些特點必然會貫穿在工大廠設(shè)計之中。 水泥工業(yè)及水泥工廠設(shè)計的特點可概括如下： 1、水泥工業(yè)需用大量礦物原料(如石灰石）等，因此水泥廠大都 自行開采礦山，并靠近礦源建廠。 2、產(chǎn)品（水泥）.燃料(煤)等物料運輸量大,且價格低,因此必然 有良好的交通條件。 精品文檔 3、水泥工業(yè)能耗較大，燃料消耗和電耗較多。因此，在水泥廠 設(shè)計中要注意確保能源供應(yīng)，并充分重視節(jié)約能源的問題。 4、水泥廠采用的主機多屬重型設(shè)備，重量大，建構(gòu)筑物荷重也 大。因此，一般要求在工程地質(zhì)條件良好的場地建廠。 5、水泥廠設(shè)備種類多，布置復(fù)雜。因此，工藝布置應(yīng)同土建設(shè) 計緊密結(jié)合。 6、水泥廠用水量大，且用水無衛(wèi)生要求。因此，一般水泥廠多 建在遠離城市的地方，且自備水源。 7、水泥廠存在粉塵和噪音兩大污染。因此，設(shè)計時必須加強收 塵.除塵措施，盡量搞好廠區(qū)綠化。 8、從發(fā)展來看，水泥工業(yè)的發(fā)展逐漸向大型化和自動化。因此 在設(shè)計時，應(yīng)盡量采用新技術(shù)、新方案，并要重點考慮節(jié)約能源。 從水泥廠的整個設(shè)計來說，工藝專業(yè)是主體，它的主要任務(wù)是確 定工藝流程，進行工藝設(shè)備的選型和布置。但工廠設(shè)計是各專業(yè)共同 完成的一個整體。因此，工藝設(shè)計與其它專業(yè)的設(shè)計有著密切的聯(lián)系， 特別是工藝布置和其土建的關(guān)系更密切。生產(chǎn)設(shè)備的布置直接影響到 建筑物的結(jié)構(gòu)型式和尺寸。因此，工藝人員只有與其他人員相互配合， 共同研究，才能產(chǎn)生較好的設(shè)計方案。 1.2 工藝設(shè)計的指導(dǎo)思想與原則： 1.2.11.2.1 指導(dǎo)思想指導(dǎo)思想 1、貫徹“生產(chǎn)可靠、技術(shù)先進、節(jié)省投資、提高效益”的設(shè)計 指導(dǎo)方針。以生產(chǎn)可靠為前提，盡可能采用先進的生產(chǎn)工藝和技術(shù)方 案，以降低產(chǎn)品成本，取得較好的經(jīng)濟效益。 精品文檔 2、充分挖掘和利用現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)施的潛力，以進一步發(fā)揮投資效 益。 3、汲取相類似項目的經(jīng)驗和教訓(xùn)，確保實現(xiàn)“低投資、低成本、 高可靠性、高效益”的目標。 4、選用國內(nèi)成熟、可靠、先進的技術(shù)和設(shè)備，除一些國內(nèi)制造 提條件尚不成熟的關(guān)鍵設(shè)備，其余設(shè)備均采用國產(chǎn)，或引進技術(shù)、國 內(nèi)制造的產(chǎn)品。 5、重視節(jié)能，采用節(jié)能工藝過程和國家推薦的節(jié)能機電設(shè)備， 以降低產(chǎn)品成本。 6、在滿足生產(chǎn)要求的前提下，以及充分考慮當(dāng)?shù)貧庀髼l件，通 過設(shè)備露天化布置，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計等措施，降低土建工程造價。 7、采用先進、可靠的 DCS 集散計算機控制系統(tǒng)，以達到高效、 節(jié)能、穩(wěn)定生產(chǎn)、優(yōu)化控制的目的。并最大程度地減少操作崗位定員， 以降低成本。 8、貫徹執(zhí)行國家和地區(qū)對環(huán)保、勞動安全、工業(yè)衛(wèi)生、計量、 消防等方面的有關(guān)現(xiàn)行規(guī)定和標準。 1.2.21.2.2 設(shè)計原則設(shè)計原則2 2 在新型干法水泥廠的設(shè)計中，建立采用先進技術(shù)，超前控制和連 續(xù)生產(chǎn)的設(shè)計新概念，用技術(shù)創(chuàng)新來改造生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量， 降低投資，降低成本，利用三廢，追求工廠建成后的最大經(jīng)濟效益。 進行工廠總體布置設(shè)計時應(yīng)注意: 1、應(yīng)充分利用地形，適當(dāng)選擇標高, 減少土石方工程量, 長形 車間注意順著等高線布置, 如地形變化大, 應(yīng)按生產(chǎn)流程利用地形來 分段布置 精品文檔 2、注意粉塵流向，揚塵點設(shè)在水泥廠的下風(fēng)向，避免對其它車 間發(fā)生影響。 3、生產(chǎn)流程順暢，避免物料倒流。 4、各車間應(yīng)設(shè)在有利于生產(chǎn)的適當(dāng)位置，相關(guān)建構(gòu)物應(yīng)盡可能 相鄰或者接近。如原料車間應(yīng)接近礦山來料的方向，水泥庫包裝車間， 材料庫最好設(shè)計在進廠的鐵路專用線附近，壓縮空氣機.變電所及配 電所最好在負荷的中心,修理車間.材料庫及車間辦公室應(yīng)設(shè)在與各車 間聯(lián)系方便的位置。 5、較大荷重的建構(gòu)筑物,如水泥庫、生料庫、熟料庫及大型設(shè)備 基礎(chǔ)等,在滿足生產(chǎn)要求的前提下,盡量選擇在工程和地質(zhì)條件較好的 地方。 6、工廠布置要求集中緊湊，運輸簡捷方便，避免平面交叉。但 也要注意防火.采光.通風(fēng)的要求,在節(jié)約的原則下,適當(dāng)?shù)仡櫲S的 整齊.美觀。 7、盡量考慮本車間的發(fā)展余地，相鄰兩車間應(yīng)向外側(cè)發(fā)展，水 泥庫的發(fā)展應(yīng)留在鐵路的盡頭方向，以減少擴建時對生產(chǎn)的影響。 1.2.31.2.3 進行車間工藝布置時應(yīng)注意的問題進行車間工藝布置時應(yīng)注意的問題2 2 1、保證生產(chǎn)需要，例如磨頭倉有適當(dāng)?shù)母叩痛笮?，回轉(zhuǎn)窯應(yīng)有 一定的斜度，設(shè)備操作開關(guān)和指示控制儀表應(yīng)鄰近操作崗位。 2、便于檢修，車間位置應(yīng)有足夠的檢修面積和起重設(shè)備。 3、安全措施，車間應(yīng)有足夠?qū)挾鹊淖叩?，安全平臺和通道，并 設(shè)置防爆閥和安全罩。 4、便于施工，車間設(shè)計應(yīng)考慮施工條件，考慮擴建。 5、下雨作業(yè)，車間應(yīng)考慮到防雨措施及設(shè)備在下雨天的工作情 況。 6、注意節(jié)約，盡量避免浪費。 精品文檔 1.3 廠址選擇2： 工業(yè)企業(yè)及其所屬工人村場地選擇是工廠建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。廠址 選擇的合理與否，將直接影響工廠建設(shè)的投資.建設(shè)進度,同時也將長 期影響工廠投產(chǎn)后的生產(chǎn).管理和工廠今后的發(fā)展。因此，新建項目 根據(jù)生產(chǎn)建筑要求，進行經(jīng)濟技術(shù)比較，抓住主要條件，認真做好廠 址選擇的工作。 1.3.11.3.1 影響廠址選擇的主要因素影響廠址選擇的主要因素2 2: : 1、廠址要靠近主要原料基地。生產(chǎn)水泥的主要原料是石灰石和 粘土（本設(shè)計中不采用粘土），故水泥廠應(yīng)靠近石灰石礦山，以縮短 石灰石運輸距離，方便采用經(jīng)濟可靠的運輸方式，以節(jié)約投資和運輸 費用。但應(yīng)注意廠區(qū)和住宅區(qū)不得建在有用礦藏上或處于爆破危險范 圍內(nèi)。 2、廠址有良好的交通條件。水泥生產(chǎn)因物料吞吐量很大，故大 中型水泥廠應(yīng)力求靠近鐵路線，小型水泥廠靠近公路線，也應(yīng)考慮敷 設(shè)專用的有利地形，避免架橋和開通隧道。 3、廠址盡量靠近水源。水泥廠是耗水量較大的企業(yè)，水源必須 充足，水泥質(zhì)量合格，保證不間斷供水。 4、廠址盡量靠近電源。水泥廠是耗電量很大的企業(yè)，故廠址最 好靠近電力網(wǎng)，并有方便的供電條件和措施，以保證供電和減少輸電 線路的投資。 5、廠址應(yīng)有足夠的建廠場地，但必須堅持貫徹國家節(jié)約用地方 針政策，不占良田，少占良田，盡可能利用荒山野地。廠區(qū)應(yīng)考慮有 發(fā)展的可能，但不應(yīng)過早占地。在工廠及礦山基建時，土石方的排除 不得有害于農(nóng)業(yè)，相反，應(yīng)盡可能采取結(jié)合施工造田造地措施以支援 農(nóng)業(yè)。 6、廠址地形。廠址地形最好寬闊平坦，并稍帶傾斜，以利簡化 工廠的豎向布置與減少平整場的土石方量，并利于排水。礦山、廠區(qū) 和住宅區(qū)應(yīng)盡可能布置在鐵路.公路.河流的同一側(cè)。 精品文檔 7、工程地質(zhì)條件。應(yīng)有良好的工程地質(zhì)條件，土壤深度在地下 1.52m 處的耐力最好在于 200kpa 以上,廠址下面要避免有用礦藏, 沒有活斷層,并應(yīng)盡量避免死斷層,溶洞,滑坡等. 8、廠址應(yīng)有良好的水文地質(zhì)條件.地下水位在地表以下 5m 為好, 且廠址不應(yīng)處在水庫、堤壩附近的下游.并應(yīng)注意地下水位對建廠的 影響.若廠址有淹沒的可能時,要考慮防洪措施. 9、廠址的選擇必須考慮工廠的雨水、污排出廠外的方便條件,并 遵守環(huán)境保護衛(wèi)生規(guī)范 10、選擇廠址是必須確定該地區(qū)的地震烈度.一般 6 度以下地區(qū) 可不考慮防震措施,6 度以上地區(qū)要考慮設(shè)防震措施,9 度以上地區(qū)不 宜建廠. 11、廠址選擇中.必須落實大件設(shè)備的運輸問題. 12、合理確定工人村建設(shè)場地.一般將工人村設(shè)置在附近大城鎮(zhèn)工 廠之間為好，盡量靠近工廠. 13、與其它方面的協(xié)作,最好有與臨近城鎮(zhèn)企業(yè)相互協(xié)作和充分 利用各種生活設(shè)施的可能.廠址不應(yīng)跨越高壓輸電路和各種工程管線, 廠址應(yīng)避開名勝、古跡、文物所在地,并應(yīng)滿足飛機場的通訊設(shè)施和 部隊駐地所要求的間距. 綜上所述,在選擇廠址時需要同時考慮多方面的問題,而實際上卻 很難找到各方都較理想的廠址.因此必須在多方面綜合比較的基礎(chǔ)上 加以選擇,從而得到相對而言較為理想的廠址. 1.4 原燃材料分析： 石灰質(zhì)原料：石灰石中氧化鈣含量不低于 48%，石灰石中不含或 少含粘土雜質(zhì)，為不影響水泥的安定性，石灰石中氧化鎂含量不大于 3.0%，為不影響煅燒和熟料質(zhì)量石灰石中堿含量應(yīng)小于 1.0%。 粘土質(zhì)原料：為便于配料，要求粘土質(zhì)原料硅率為 2.53.5，鋁 率為 1.53.0。同時，粘土中堿含量小于 4.0%，氧化鎂含量應(yīng)小于 3.0%。 精品文檔 鐵質(zhì)校正原料：要求氧化鐵的含量大于 50%。 硅質(zhì)校正原料：要求氧化硅的含量大于 80%。 鋁質(zhì)校正原料：要求氧化鋁的含量大于 30%。 回轉(zhuǎn)窯用煙煤：要求干燥基灰分小于 28%；揮發(fā)分為 1830%； 低熱值大于 20934KJ/Kg 熟料。 本次設(shè)計為四組分配料：石灰石、砂巖、粉煤灰、鐵粉。 石灰石氧化鈣平均含量為 52.0% ，屬于高品位石灰石，同時，石 灰石中氧化鎂含量為小于 1.59%，雜質(zhì)含量為小于 1.06%，符合要求。 砂巖 SiO2含量為 93.1%，MgO 含量為 0.36%，粉煤灰中 SiO2含量 為 51.9%，MgO 含量為 1.12%，砂巖的硅率、鋁率分別為 41.84、0.98；粉煤灰的硅率、鋁率分別為 1.66、3.04；兩者搭配可 以達到粘土質(zhì)原料的要求，故兩者可代替粘土；鐵粉中氧化鐵含量為 51%，品位相當(dāng)高，由此可見原料完全符合配料要求。同時用煤也滿 足預(yù)分解窯要求，灰分為 24.20%（小于 28%），揮發(fā)分 23.85%（在 18%30%之間），煤的熱值為 24485KJ/Kg 煤（大于 20900KJ/Kg 煤）， 故滿足設(shè)計要求。 第二章第二章 工藝計算工藝計算 精品文檔 2.1.配料計算: 2.1.1.2.1.1.設(shè)計內(nèi)容設(shè)計內(nèi)容: : 畢業(yè)設(shè)計題目為:新型干法水泥廠 5000t/d 總體工藝設(shè)計、重 點車間：5000t/d 燒成窯尾系統(tǒng)工藝設(shè)計。 2.1.22.1.2 原始數(shù)據(jù)：原始數(shù)據(jù)：(煤的工業(yè)分析已轉(zhuǎn)化為空氣干燥基)：見表 2-1- 1 表 2-1-2 表 2-1-1 配料設(shè)計所用的原燃料的化學(xué)成分（%） 項目 Los s SiO 2 Al2O3 Fe2O 3 Ca O Mg O SO 2 合計 天然水 分 石灰 石 42 1.7 7 0.790.29520.83 97.6 8 1.6 砂巖1.1 93. 1 0.670.62 0.7 1 0.36 96.5 6 0.06 鐵粉 1.0 2 391.9513.31.8 98.0 2 1.5 粉煤 灰 1.7 6 51. 9 32.042.51 5.2 5 1.12 94.5 8 3 石膏3535 煤灰 54. 2 31.194.32 3.5 2 1.56 94.7 9 表 2-1-2：煤的工業(yè)分析 項 目 MarCarAarVar 發(fā)熱量 Qnet ar kJ/kg 噸熟料熱 耗 kJ/kg 100kg 煤灰 摻入量% 煤灰 沉降 率 精品文檔 251.6124.0123.66244852967.8 2.91100 % 2.1.32.1.3 計算步驟：計算步驟： 為了獲得較高的熟料強度，良好的物料易燒性以及易于控制生產(chǎn)，選 擇適宜的熟料三率值是非常必要的。由于其牽涉到非線性方程的求解， 用手工計算 需反復(fù)試湊，難以得到最優(yōu)解，而各種簡化計算方法不容易為大多數(shù) 人掌握，一些專用的計算程序也難以滿足廣大水泥生產(chǎn)廠的要求。采 用通用辦公軟件 Excel 做配料計算，可直接通過表格計算求解，這種 方法在普通個人微機上，幾秒鐘即可算得最優(yōu)解，操作簡便，結(jié)果準 確、極易推廣。本設(shè)計配料計算參考用辦公軟件 Excel 作配料計算 （南京化工大學(xué)材料學(xué)院 簡淼夫，張薇水泥2000 10） EXCEL 電子表格在水泥配料中的應(yīng)用 （洛陽工業(yè)高等專科學(xué)校教務(wù)處 劉孟 賀 孫孟樂 許茂偉洛陽工業(yè)高等?？茖W(xué)校學(xué)報第 11 卷第 2 期 2001 年 6 月） 用 Excel 計算如下表34： 1.建立原料化學(xué)成分表 表 2-1-3 表 2-1-4 2.建立計算表中各組分的配料表 表 2-1-5 在計算表格中填入設(shè)定的摻入量初值，在對應(yīng)的各種組分的格 子中填入相應(yīng)的計算公式，即可得到相應(yīng)的數(shù)值。如 在石灰石欄中. SiO2和 Al2O3組分的單元格 C16 和 D16 中分別填入下列公式：(C16)=C5*G16/$G$ 20 (D16)= D5*G16/$G$ 20 這表示用石灰石欄中 SiO2、 Al2O3組分等于乘以摻入量 G16，再除以生料總量$G$ 20，即為生料中來自石 灰石的 SiO2 、Al2O3組分的量。余下類推得生料和熟料中各 化學(xué)成分量的數(shù)值。 表中的生料化學(xué)成分數(shù)值為 4 組分的累計值。灼燒生料值為減去燒失 精品文檔 量、考慮配入煤灰后計算得出。熟料化學(xué)成分為灼燒生料化學(xué)成分加 入煤灰化 學(xué)成分得出。 .3 在計算表中加入率值計算公式：表 2-1-6 率值目標量 在 C26、 D26 、E26 加入率值計算公式 Sc FcAcCc KH 8 . 2 35 . 0 65 . 1 Fc Ac Sc SM Fc Ac IM (C26) =(F23-1.65*D23-0.35*E23)/2.8/C23 (D26) =C23/(D23+E23) (E26) =D23/E23 4. 計算率值偏差和規(guī)劃求解 在 C27、D27 和 E27 中計算率值目標值與計算值 的偏差絕對值，同樣建立總量的目標值和偏差，在 C28 中填入三率值偏差和總量偏差的平方和。 C28 =C27*C27+D27*D27+E27*E27 然后在 Excel 菜單中拉下工具,找到規(guī)劃求解后,用鼠標雙擊. 設(shè)定目 標單元格為率值偏差平方和單元 C28，設(shè)定可變單元格為各組分摻入 量$ $G$ $16$ $G$ $19，在約束條件中點擊相應(yīng)率值單元設(shè)定率值誤差限, 對應(yīng) KH1.38 1338 L=6.1F=6.1*3.31=20.19% 1450 L=3A+2.25F=3*5.3+2.25*3.31=23.35% 基本符合預(yù)分解窯 L=21%24%范圍 如需調(diào)整三率值，只要在 C25、D25、E25 中輸入目標率值，重新規(guī)劃 求解 即可 表 2-1-3 原料化學(xué)成分表 表 2-1-4 煤的工業(yè)分析 ABCDEFGHIJ 4 項目 Los s SiO2 Al2O3Fe2O3CaOMgOSO2 合計 天然水 分 5 石灰 石 42 1.7 7 0.790.2952 0.8 3 97.6 8 1.6 6 砂巖 1.1 93. 1 0.670.62 0.7 1 0.3 6 96.5 6 0.06 7 鐵粉 1.0 2 391.9513.31.8 98.0 2 1.5 8 粉煤 灰 1.7 6 51. 9 32.042.51 5.2 5 1.1 2 94.5 8 3 9 石膏 3535 1 0 煤灰 54. 2 31.194.32 3.5 2 1.5 6 94.7 9 精品文檔 ABCDEFGHI 1 2 項項 目目 M Ma a r r C Car ar A Aar ar V Var ar 發(fā)熱量發(fā)熱量 Q Qnet net arar kJ/kgkJ/kg 噸熟料熱噸熟料熱 耗耗kJ/kg kJ/kg 100100kg kg煤 煤 灰摻入灰摻入 量量% % 煤灰煤灰 沉降沉降 率率 1 3 2 51.6 1 24.0 1 23.6 6 244852967.8 2.91 100% 精品文檔 表 2-1-5 配料計算表 ABCDEFG 1 5 項項 目目 LossSiO2 Al2 O3 Fe2O3CaO 摻入量摻入量% 1 6 石 灰 石 34.63087 279 1.4594439 25 0.65 139 0.2391179 31 42.876 31869 82.45445 903 1 7 砂 巖 0.084017 349 7.1109229 1 0.05 1174 0.0473552 33 0.0542 2938 7.637940 827 1 8 鐵 粉 0.033625 284 1.2856726 41 0.06 2635 1.6812642 23 0.1087 87685 3.296596 515 1 9 粉 煤 灰 0.119904 458 3.5358189 57 2.18 2806 0.1710001 08 0.3576 69548 6.812753 29 2 0 生 料 34.86841 988 13.391858 43 2.94 8006 2.1387374 95 43.397 00531 100 2 1 灼 燒 生 料 19.962858 41 4.39 4508 3.1881545 04 64.690 66834 97.08977 423 2 2 煤 灰 1.5773423 68 0.90 7699 0.1257217 53 0.1024 39947 2.910225 771 2 3 熟 料 21.540200 78 5.30 2207 3.3138762 57 64.793 10828 100 精品文檔 表 2-1-6 率值目標量 表 2-1-7 礦物組成 FGHIJ 2 4 礦物組 成 C 3 S C 2 SC 3 AC 4 AF 2 5 計算值 59.7532429 1 16.6715677 5 8.4305146 7 10.0741838 2 表 2-1-8 濕基配比 BCD 30 項目濕基用量濕基配比 31 石灰石 83.7951819482.3071 32 砂巖 7.6425263437.50681 33 鐵粉 3.3467984933.28736 34 粉煤灰 7.0234576.89873 35 合計 101.8079638100 BCDE 24目標量 25 目標值 0.912.51.6 26 計算值 0.9100029562.51.600001535 27 率值誤差 -2.95636E-068.8E-07-1.53463E-06 28 方差 1.1875E-11 精品文檔 精品文檔 2.2 物料平衡: 56物料平衡計算是質(zhì)量守恒定律在水泥工廠工藝設(shè)計中的具體 應(yīng)用。工藝設(shè)計之初，必須先進行物料平衡計算。 2.2.12.2.1 物料平衡計算的目的物料平衡計算的目的 (1)計算出水泥工廠物料進廠和產(chǎn)品出廠的需要量和 生產(chǎn)量; (2)作為工藝設(shè)計中選擇主機和輔機規(guī)格的依據(jù); (3)作為原料礦山開采和運輸設(shè)計的依據(jù); (4)作為廠內(nèi)外總圖運輸設(shè)計的依據(jù); (5)作為技術(shù)經(jīng)濟計算產(chǎn)品成本的依據(jù); (6)作為工廠原料、燃料以及其它材料供應(yīng)量和工廠 產(chǎn)品出廠量建廠初期的參數(shù)。 物料平衡計算一般是以窯的生產(chǎn)能力(t/t)為基準的，以此算出原料、 燃料、生料、熟料、混合材料、水泥等物料的需要量或生產(chǎn)量。參考 水泥廠工藝設(shè)計中物料平衡的計算方法（北京建筑材料工業(yè)學(xué)校 硅工科 龔文虎 水泥技術(shù)2000 .1）和水泥工廠工藝設(shè)計中物 料平衡計算的探討（袁振基水泥技術(shù)2003.1）對所謂的“內(nèi)摻 法”和“外摻法”的討論，“內(nèi)摻法”在計算過程中以“熟料(%)+混 合材料(%)+石膏(%)=100(%)水泥,另外以分別考慮一些生產(chǎn)損失為出 發(fā)點。此種觀點以水泥廠工藝設(shè)計概論(1982 年版,何俊元編)和 水泥廠工藝設(shè)計概論(1993 年版,金容容主編)兩本高校教材為代 表。 “外摻法”在計算過程中以“熟料(%)+混合材料(%)=100(%)水泥,石 膏用量抵作水泥生產(chǎn)中所有的生產(chǎn)損失”為出發(fā)點。此種觀點以水 泥廠工藝設(shè)計手冊上冊(1976 年版)為代表。兩篇論文都傾向 精品文檔 “外摻法”，認為“內(nèi)摻法”的計算基準不統(tǒng)一?；诖吮驹O(shè)計采用 “外摻法”計算。 2.2.22.2.2 燒成車間生產(chǎn)能力和工廠能力的計算燒成車間生產(chǎn)能力和工廠能力的計算: : .1.1 NSP 窯規(guī)格的確定2 .(1)NSP 窯的直徑 要設(shè)計生產(chǎn)能力 5000t/d 熟料的回轉(zhuǎn)窯 由經(jīng)驗公式： G=53.5Di3.14 其中 G(t/t)窯產(chǎn)量，Di為窯筒體有效內(nèi)徑（m） )m(242. 4 5 . 53 5000 5 . 53 G D 14 . 3 14 . 3 i 取窯內(nèi)耐火磚的厚度=200mm 則窯內(nèi)徑 D= 2 i D =4.242+20.20=4.642(m) (2)NSP 窯的長度 將 Di =4.2 帶入經(jīng)驗公式 ： 2.3280.680 i G=8.491DL )m(.0678 2 . 4491 . 8 5000 491D . 8 G L 680 . 0 328. 2 680 . 0 328 . 2 i 考慮各個水泥設(shè)備公司提供的產(chǎn)品，初步確定窯的規(guī)格為 4.8m72m 即 D=4.8 米 L=72 米 2.NSP 窯產(chǎn)量的標定 （1）根據(jù)經(jīng)驗公式核準窯產(chǎn)量，將 Di =4.8 米，L=72 米代入 2.3280.680 i G=8.491DL =8.4914.82.382720.680 =5996t/t （2）根據(jù)生產(chǎn)實際 2006 年 6 月 26 日投產(chǎn)的義馬煤業(yè)集團水泥有限 責(zé)任公司的 5000t/t 生產(chǎn)線，2005 年投產(chǎn)的河南省鶴壁豫鶴同力、 精品文檔 洛陽黃河同力、新鄉(xiāng)平原同力，駐馬店豫龍同力 5000t/d 水泥熟料新 型水泥生產(chǎn)線，湖南瀏陽公司 5000t/d 水泥熟料新型干法線均采用 4.8m72m 的回轉(zhuǎn)窯，且均超過設(shè)計產(chǎn)量。考慮經(jīng)驗公式受數(shù)量、 地域、工藝、時間限制，以及產(chǎn)量受窯規(guī)格、原燃料、操作等影響極 大，可以確定同類型窯的實際產(chǎn)量完全可以達到 5000t/d 水泥熟料。 （3）確定窯的規(guī)格為 4.8m72m 的回轉(zhuǎn)窯熟料產(chǎn)量完全可以達到 設(shè)計要求 5000t/t. 3.窯的臺時產(chǎn)量標定 采用年平衡法不直觀，不能一目了然，不能為主機平衡計算創(chuàng)造方便 條件。因主機一般是按周平衡的，所以采用周平衡法比較符合實際。 根據(jù)公式標定的產(chǎn)量和實際生產(chǎn)情況取=5200t/t 標 Q 窯的臺數(shù)按水泥工藝設(shè)計概論（1993 版 金容容 主編）3-12 計 算: n=/=5000/5200=0.96(臺) 取 n=1 d Q 標 Q 要求的熟料日產(chǎn)量 t/t d Q n 窯的臺數(shù) 4.計算燒成系統(tǒng)的生產(chǎn)能力,計算按水泥工藝設(shè)計概論3-6、3-7 熟料小時產(chǎn)量: =n/24=15200/24 (t/h)=216.7t/h h Q 標 Q 熟料日產(chǎn)量: =24=24216.7=5200(t/t) d Q 標 Q 熟料周產(chǎn)量: =168=168216.7=36405.6 (t/w) w Q 標 Q 5.工廠的生產(chǎn)能力 按水泥廠工藝設(shè)計概論3-9、3-10、3-11 計 算 石膏摻入量的計算: 參考無機材料基礎(chǔ)（洛陽工業(yè)高等?？茖W(xué)校），水泥中 SO3 的控制范圍為 1.5%2.5%,取 SO3含量為 2.2 %,由熟料帶入的 SO3量 精品文檔 為 0.19%,則石膏摻加量 d=(2.2 -0.19)/35=5.74% 取 d=5.74%.水泥 的生產(chǎn)損失 P=0.8% 6.原燃材料消耗定額的計算 (1).原料消耗定額 考慮煤灰摻入時，1t 熟料的干生料理論消耗量 根據(jù)水泥廠工藝設(shè)計概論（1993 版 金容容 主編）P-39 公式 315 ， KT=(100-S)/(100-I)=(100-2.91)/(100-34.87)=1.49t/t 熟料 式中 KT干生料理論消耗量 t/t 熟料 S煤灰摻入量 % I干生料的燒失量 % (2) 干生料消耗定額： 考慮生料生產(chǎn)時的損失：根據(jù)水泥廠工藝設(shè)計概論（1993 版 金 容容 主編）P-40 式 317 K生100KT/（100-P生）=1001.49/(100-0.8)=1.5 t/t 熟 料. K生干生料的消耗定額 t/t 熟料 P生生料的生產(chǎn)損失取 0.8 (3)各種干原料消耗定額： 由式 318： K原石灰石=K生X1=1.582.45%=1.24 t/t 熟料 K原砂巖 =K生X2=1.57.64% =0.115 t/t 熟料 K原鐵粉=K生X3=1.53.3% =0.0495t/t 熟料 K原粉煤灰=K生X4=1.56.8% =0.102 t/t 熟料 (4) 干石膏消耗定額 參考水泥廠工藝設(shè)計中物料平衡的計算方法 （北京建筑材料工業(yè)學(xué)校硅工科 龔文虎 水泥技術(shù)2000 .1）提 供的公式 e d Kd 100 Kd干石膏消耗定額 /熟料 精品文檔 t水泥中石膏的摻入量,% e水泥中混合材的摻入量,% /熟料033 . 0 %50* 14100 74 . 5 5 . 32 d K /熟料032 . 0 %50 10100 74 . 5 5 . 42 d K =Kd32.5+Kd42.5=0.033+0.032=0.065/熟料 d K (5) 干混合材料消耗定額5 e e Ke 100 Ke干混合材料消耗定額 /熟料 e水泥中混合材的摻入量,% /熟料08 . 0 %50* 14100 14 5 . 32 e K /熟料06 . 0 %50* 10100 10 5 . 42 e K =+=0.14/熟料 e K 5 . 32e K 5 . 42e K (6) 燒成用干煤消耗定額 根據(jù)水泥廠工藝設(shè)計概論（1993 版 金容容 主編）P41 3-21 Kf1= )p-(100 *arQnet q *100 f =0.125/熟料 )3100(*24485 8 . 2967 *100 Kf1燒成用干煤消耗定額/熟料 q熟料燒成熱耗/熟料 Qnet ar干煤低位熱值 pf煤的生產(chǎn)損失 3% Kf1 濕=1000.125/（100-2）=0.128/熟料 (7) 濕料消耗定額 精品文檔 K濕料=100K干/（100-原料水分） （3-23） K濕石灰石=1.24100/（100-1.6）=1.26t/t 熟料 K濕砂巖=0.115100/（100-0.06）=0.115 t/t 熟料 K濕鐵粉=0.0495100/（100-1.5）=0.05 t/t 熟料 K濕粉煤灰=0.102100/（100-3）=0.105t/t 熟料 K濕石膏=0.065100/（100-0）=0.065/熟料 K濕混合材=0.14100/（100-3）=0.144/熟料 精品文檔 表 2-2.1 物料平衡表 物料需要量（T）消耗定額 （Kg/Kg 熟料） 干料濕料 物料名 稱 天然 水分% 生產(chǎn) 損失% 干料濕料時日周時日周 石灰石1.61.241.26268.708 6448.99 2 45142.944 273.04 2 6553.00 8 45871.05 6 砂巖0.060.1150.11524.9205598.0924186.644 24.920 5 598.0924186.644 鐵粉1.50.04950.05 10.7266 5 257.439 6 1802.077210.835260.041820.28 粉煤灰30.1020.10522.1034 530.481 6 12731.558 4 22.753 5 546.0843822.588 生料1.51.5325.057801.254608.4325.057801.254608.4 熟料 0.8 216.7520036400 P.O32. 5 0.0330.0337.1511 171.626 4 1201.3848 P.O42. 5 0.0320.0326.9344 166.425 6 1164.9792 石石 膏膏 總量2366.364 P.O32. 5 133.923214.0822498.56 P.O42. 5 127.563061.4421430.08 水水 泥泥 總量43928.64 總 煤 量 230.1250.12827.0875650.14550.7 33.497 6 803.942 4 5627.596 8 精品文檔 P.O32.50.080.08217.336416.0642912.448 17.769 4 426.465 6 2985.259 2 混 合 材P.O42.5 3 0.060.06113.002312.0482184.336 13.218 7 317.248 8 2220.741 6 精品文檔 2.3.主機平衡 在物料平衡計算選定車間工作制度的基礎(chǔ)上,計算各車間主機要 求的生產(chǎn)能力（要求主機小時產(chǎn)量）,為選定各車間主機的型號、規(guī) 格和臺數(shù)提供依據(jù). 根據(jù)水泥廠工藝設(shè)計概論（1993 版 金容容 主編）P43 公 式 3-27 Gn=Gw/H 式中 Gn要求主機小時產(chǎn)量 Gw物料周平衡量 H 主機每周運轉(zhuǎn)小時數(shù) 表 2-3-1 水泥廠主機每周運轉(zhuǎn)小時數(shù) 主機名稱每日運轉(zhuǎn)時 間 h/日 每周運轉(zhuǎn)時 間 h/周 生產(chǎn)周制 日/周 生產(chǎn)班制 石灰石破 碎機 12147284 7 每日兩班每班 67 小時 生料磨 221547 三班 8 小時 窯 241687 三班 8 小時 煤磨 201407 三班 8 小時 水泥磨 221547 三班 8 小時 包裝機12148498 7 二班 67 小時 石灰石破碎機要求小時產(chǎn)量:GH=45871.056/（7284） =637.1546.09t/h 生料磨要求小時產(chǎn)量: GH=54608.4/154=354.6 t/h 窯要求小時產(chǎn)量: GH=36400/168=216.7 t/h 煤磨要求小時產(chǎn)量: GH=5627.5968/140=40.2 t/h 水泥磨要求小時產(chǎn)量:GH=（22498.56+21430.08）/154=285.25 t/h 精品文檔 包裝機要求小時產(chǎn)量:GH=43928.6430%/（8498） =13178.59/（8498） =156.89134.48t/h 注：包裝按生產(chǎn)總量的 30%進行。 表 2-3-2 主機要求生產(chǎn)能力平衡表（按周平衡法） 主機名稱周平衡量臺數(shù)主機每周運轉(zhuǎn)時間要求主機小時產(chǎn)量 石灰石破碎機45871.0617284637.1546.09 生料磨54608.41154354.6 回轉(zhuǎn)窯364001168216.7 煤磨5627.6114040.2 水泥磨43928.642154285.25 包裝機13178.5928498156.89134.48 2.3.12.3.1 石灰石破碎機選型石灰石破碎機選型 選型計算: 破碎機要求產(chǎn)量 G1=637.1546.09T/H 采用連續(xù)周三班制. 根據(jù)原料開采粒度小于 1500mm，出料粒度小于 25mm，所需破碎物料 為水分小于 1%的中硬石灰石，為簡化生產(chǎn)流程,選用高效能、大破碎 比德國 KHD 公司生產(chǎn)的（HDS 型）雙轉(zhuǎn)子錘式破碎機。 規(guī)格:HDS18002070,能力:800T/H,配用功率:2600 KW 或 2630KW,入 料小于 1500mm,出料小于等于 25 mm.（參考豫鶴同力水泥廠設(shè)備選型） 每周每臺運轉(zhuǎn)的小時數(shù):H=45871.056/800=57.34h 工作制度為三班 制 精品文檔 2.3.22.3.2 生料磨選型生料磨選型 生料磨要求產(chǎn)量度 G2=354.6T/H 生料磨選型計算 新型干法水泥廠在生料粉磨系統(tǒng)方面有兩種方案:采用烘干兼粉 磨的中卸磨和立磨,普遍認為球磨機對原料的適應(yīng)性好.設(shè)備投資省, 便于掌握操作,流程簡單,并有烘干功能,產(chǎn)品粒度級配合理,粉磨效率 高等優(yōu)點.海螺集團白馬山水泥廠,濟南建材集團三號線,吉林亞泰集 團,雙陽二線都采用這種系統(tǒng),但能耗較高,能量利用率低.從節(jié)能降耗,簡 化流程及設(shè)備大型化等發(fā)展來看,原料粉磨系統(tǒng)首選立磨,此系統(tǒng)流程 簡單,設(shè)備布置緊湊,占地少,噪音小,電耗低,設(shè)備運轉(zhuǎn)率高,在粉磨砂 巖等磨蝕性大的物料時,應(yīng)控制游離石英含量不宜超過 4%. 綜合上所述考慮，并參考豫鶴同力水泥廠的原料粉磨設(shè)備的選型， 本次設(shè)計選用德國 Polysius 的第三代立磨，主要指標如下： 規(guī)格: RMR57/28/555。 生產(chǎn)能力: 400 t/h 允許入磨物料最大粒度: 75mm 允許入磨物料最大水分: 8% 成品細度:80m 篩篩余12% 出磨物料水分: 0.5% 磨盤直徑: 5700mm 磨輥個數(shù): 2 對 規(guī)格:2800x820 mm 主電動機型號: YRKK900-6(IP54/F) 額定功率: 4200kW 轉(zhuǎn)速: 994 r/min 電壓: 10000 V 配套設(shè)備：（選粉機、旋風(fēng)分離器、廢氣處理排風(fēng)機、原料磨循環(huán)風(fēng) 機） 選粉機: 型號: SEPOL-555-RMR 選粉風(fēng)量: 930000m3/h 轉(zhuǎn)子直徑: 5550mm 精品文檔 轉(zhuǎn)速: 1376 r/min 功率: 340kW 旋風(fēng)分離器： 筒體直徑:45000 mm 處理風(fēng)量:930000m3/h 氣體溫度:8090 C 廢氣處理排風(fēng)機：型號: Y4-2x73No27.5F（出口逆 55,進口逆 135） 風(fēng)量: 965000 m3/h 全壓: 3500 Pa 風(fēng)溫:130150 C( Max.260C) 電動機型號:YRKK710-8(IP54/F) 功率: 1400 kW 轉(zhuǎn)速： 720r/min 電壓： 10 kV 原料磨循環(huán)風(fēng)機：型號: MC6-2x39No31.5F 風(fēng)量: 930000m3/h 靜壓: 9000Pa 風(fēng)溫: 90C