年產(chǎn)60萬熟料生產(chǎn)線和42.5普通硅酸鹽水泥的熟料燒成車間設計畢業(yè)論文

1、1前言1.1選題背景水泥是國民經(jīng)濟的基礎原材料，水泥工業(yè)與經(jīng)濟建設密切相關，在未來相當長的時期內(nèi)，水泥仍將是人類社會的主要建筑材料。水泥廠設計工作的水平和質(zhì)量，不僅關系到工廠建設過程中的各項任務能否順利完成，而且對工廠鍵成后能夠正常生產(chǎn)，以及能否獲得較好的投資效果，均有重大的影響。工廠設計除必須認真貫徹國家的經(jīng)濟和工業(yè)政策外，還應結(jié)合實際情況深入細致的開展工作，力求做到技術先進、經(jīng)濟合理、安全實用，為水泥工業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造有利條件 1。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，以預分解窯為中心的新型干法生產(chǎn)工藝取得了較大的進展，日產(chǎn)2000t預分解窯成套設備已基本國產(chǎn)化；產(chǎn)品質(zhì)量

2、大幅度提高，熱耗指標明顯下降2。產(chǎn)量已多年居世界第一位。黨的十六大提出了全面建設小康社會的宏偉目標，隨著我國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進程的加快，水泥消費將繼續(xù)保持較高的水平，水泥工業(yè)也將進入新的發(fā)展時期。當前我國水泥工業(yè)還存在新型干法窯發(fā)展速度太快，落后生產(chǎn)能力退出太慢的問題，所以.政府要采取措施，促進落后生產(chǎn)能力盡快退出市場。大企業(yè)要擔負起調(diào)控市場重任3。熟料燒成系統(tǒng)是水泥生產(chǎn)過程的重要環(huán)節(jié)。它包括窯、預熱器、蓖冷機 喂料系統(tǒng)以及其他的相關設備等。因此，所有系統(tǒng)工藝裝備的選型和優(yōu)化配置應密切結(jié)合對原料的正確分析和評價。在原料處理和應用方面的豐富經(jīng)驗是設計成功的原料制備方案，從而生產(chǎn)高質(zhì)量的水泥的必要前

3、提。在原料制備方案中的每個環(huán)節(jié)，都可能對投資成本產(chǎn)生巨大的影響4。因此節(jié)能是熟料燒成系統(tǒng)最突出的問題之一，在進行燒成系統(tǒng)的選擇時，對節(jié)能問題應予充分的重視5。1.2國內(nèi)外的研究發(fā)展狀況進入新世紀以來、水泥企業(yè)出現(xiàn)了集團化、大型化趨勢。大型水泥集團產(chǎn)量占總量1/3,2006年1-7月份大型水泥集團水泥熟料產(chǎn)量14959萬t,占個國總量的32.26%;預分解窯熟料產(chǎn)量13334萬t,占個國總量的62.84%;水泥產(chǎn)量16584萬t,占全國總量的25.65%。大型水泥集團控制了全國水泥熟料產(chǎn)量的1/3，新型干法熟料產(chǎn)量近2 /3，對改變水泥工業(yè)的工藝結(jié)構(gòu)和企業(yè)結(jié)構(gòu)起著舉足輕重的作用6。一百多年來，對

4、回轉(zhuǎn)窯的改進主要從兩個方向進行的，一方面是局限于窯本體的改進。例如，對窯直徑某部分的擴大、窯長度的變化，或者窯內(nèi)裝設附加換熱裝置等，以達到改進某些部分換熱條件，改變氣流速度或延長滯留時問的目的；另一方面,則是將某些熟料形成化學過程移到窯外，以改善換熱和化學反應條件。從對回轉(zhuǎn)窯技術改進方面分析，后一方面的改進，才具有真正對回轉(zhuǎn)窯挑戰(zhàn)的意義。從1928年立波爾窯的誕生，1932年旋風預熱器專利的獲取，1950年旋風預熱窯的出現(xiàn)，1971年預分解窯的誕生，以及80年代長徑比為10的兩支點短回轉(zhuǎn)窯用于生產(chǎn)等，這些對回轉(zhuǎn)窯功能削弱的技術革新過程至今仍在進行。這樣，就使凡是能采用比回轉(zhuǎn)窯更加優(yōu)越的設備進行

5、的水泥熟料鍛燒過程，都轉(zhuǎn)移到窯外進行，以盡量克服其固有的缺點和不足。但是，到目前為止:熟料鍛燒的最后燒結(jié)過程，仍采用回轉(zhuǎn)窯來完成，還沒有研制開發(fā)出可用于現(xiàn)代化大型生產(chǎn)的更好裝備。特別是回轉(zhuǎn)窯所具有的降解利用各種廢棄物的優(yōu)良環(huán)保功能被挖掘利用后、更賦子其新的發(fā)展活力7。新型干法水泥生產(chǎn)技術的應用，使水泥生產(chǎn)在大型化方而有了新的突破，更重要的是它指標的先進性和技術上的實用性。但新型水泥窯外分解技術木身的先進性卻與過程的復雜性并存，因此，掌握窯外分解鍛燒系統(tǒng)的合理操作十分重要。在窯外分解窯上影響熱工制度的可變因素較多。除風、煤、料和窯速外，全系統(tǒng)的阻力變化，入分解爐的三次進風、風量的變化，窯尾縮口閘

6、板的開度，預熱器及下料管的結(jié)皮和堵塞，冷卻機內(nèi)料層厚度及冷卻風量的調(diào)整等，都將會影響預分解窯的正確操作。對上述因素如果分析判斷不準，操作調(diào)整不正確，或不及時，全系統(tǒng)的熱工制度很快就會被破壞，影響窯的正常運行8。在水泥熟料的生產(chǎn)過程中，粉磨發(fā)生在水泥的制作開始和結(jié)束的過程中. 大約1.5噸原料可以制作成1噸的成品水泥。電能消耗在水泥生產(chǎn)過程中110kwh/tonne，約30%是用做原料制備及約40%是用做最終生產(chǎn)水泥熟料粉磨. 生產(chǎn)成本和對環(huán)境的關住,強調(diào)需要使用更少的能源,因此需要開發(fā)更多高效粉磨機種類。對于20世紀的大部分時間，干磨回路生產(chǎn)成品水泥熟料分為兩個部分-磨煤機和空氣分離機。它是一

7、條并不鮮見水泥生產(chǎn)線。水泥粉磨技術的改進是緩慢的，這種改進只局限于發(fā)達國家9-11。水泥熟料的冷卻是一個非常重要的過程、蓖式冷卻機屬穿流驟冷式氣固換熱裝備，冷卻空氣以垂直方向穿過熟料料層，使熟料得以冷卻。自20世紀30年代美國富勒公司研制成功第一臺用于水泥熟料冷卻的推動蓖式冷卻機以來，蓖式冷卻機在世界水泥下業(yè)中得到了廣泛的應用，并隨著水泥工業(yè)不斷的技術進步而日益更新，不斷完善 。水泥熟料蓖式冷卻機自誕生以來，經(jīng)過水泥工作者的不懈努力，其技術水平得到了不斷提高、特別是近10多年來，水泥熟料的冷卻成為水泥熟料燒成系統(tǒng)技術創(chuàng)新活動中最活躍的領域、20世紀90年代初期出現(xiàn)的第三代蓖式冷卻機，以高阻力蓖

8、板和允氣梁結(jié)構(gòu)為特征，通過分區(qū)域高速射流供風和厚料層作業(yè)提高了冷卻機熱回收效率和入窯、入爐風溫、新世紀之交，由史密斯(f.l.smidth)和富勒(fuller)公司共同開發(fā)出的、被稱為第四代蓖式冷卻機的推桿棒式蓖冷機，把傳統(tǒng)蓖式冷卻機中往復移動蓖床承擔的推動物料運動和供風的雙重功能分解為由一組具有氣流自適應調(diào)節(jié)功能的充氣蓖板排列組成的靜止蓖床實現(xiàn)供風，而讓設置于其上的一組往復移動推桿推動熟料層前進、這種新的技術組合方式改善了冷卻空氣分布的均勻性和料層分布的均勻性，進一步提高了冷卻機熱回收率和操作可靠性，有效地降低了設備制造成本12。旋風預熱器是新型干法水泥生產(chǎn)過程的主要設備之一，承擔著物料加

9、熱、氣固分離、物料輸送及部分物理、化學反應等多項功能。分離效率和阻力損失是設計和評價旋風預熱器最主要的兩項性能指標13。所以在選擇預熱器在保持一定收塵效率和壓力損失的條件下，旋風筒體積和高度相對較小，有利于減少投資和便于布置的優(yōu)點。新型干法窯采用懸浮技術，窯本身具有良好的均化作用。因此，借鑒濕法精確配料的經(jīng)驗，可考慮省去均化庫。以旋風預熱器為主組合的旋風預熱器窯。旋風溽熱器由一級旋風預熱器發(fā)展到五級旋風預熱器，整整花了30多年80年代末，寶山水泥廠引進了五級旋風預熱器技術及部分裝備后，我國地方水泥廠掀起五級旋風預熱器工藝生產(chǎn)線的建設熱潮，至今不衰14。現(xiàn)代化的新型干法水泥生產(chǎn)線，是大型設備的連

10、續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)規(guī)模大，質(zhì)量好，產(chǎn)量高，對生產(chǎn)過程的自動控制的可靠性、工藝性狀及工藝參數(shù)的穩(wěn)定性，大型設備的安全性，均提出了更高的要求。于是根據(jù)自身需求，各種自動控制軟件都運用在水泥干法生產(chǎn)的過程控制中15。當前，世界水泥工業(yè)中心的課題仍然能源、資源和環(huán)境保護等。我們一定要依靠技術進步來加速發(fā)展水泥工業(yè)，要在現(xiàn)有的技術基礎上，因地制宜地采用先進技術，減少能耗，提高質(zhì)量，降低成本，改善環(huán)境，增加產(chǎn)量，不斷提高經(jīng)濟效益。今后要進一步優(yōu)化工廠布局，加速發(fā)展采用預分解窯的骨干企業(yè)，合理配置以機械立窯為中心的小型生產(chǎn)線，大力推進水泥工業(yè)的現(xiàn)代化 16。1.3本研究課題的價值和意義目前水泥熟料燒成工藝裝備開發(fā)

11、中所面臨的急待解決的基礎理論研究課題有：(1)工藝裝備大型化，降低投資費用，如大型生產(chǎn)線的預熱器向單系列發(fā)展。(2)回轉(zhuǎn)窯由三支點改為雙支點。(3)啟動液壓摩擦傳動及無運動蓖板蓖冷機的研發(fā)工作。(4)我們需要花大力氣研究開發(fā)設備的材料和制造加工問題?，F(xiàn)實告訴我們，大型生產(chǎn)線國產(chǎn)化的難點還在于一些大型機械設備的制造加工和材料加工上，這是一個瓶頸，不容忽視。(5)加快利用新型干法窯處置城市混合型廢棄物技術及裝備的研究和開發(fā)。(6)加速超細粉磨裝備技術的開發(fā)，最大程度地利用高爐爐渣、粉煤灰等工業(yè)廢渣用作水泥混合材。(7)加快純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)設備的開發(fā)與推17。我國新型干法水泥生產(chǎn)技術通過30年的努

12、力，技術完全成熟，產(chǎn)量位居世界首位，但是國內(nèi)占主導的是立窯生產(chǎn)，仍然面臨結(jié)構(gòu)調(diào)整的重大仟務。近年來，為實現(xiàn)與新型干法技術接軌，大量的立窯生產(chǎn)企業(yè)興建新型干法生產(chǎn)線，均取得較好的效果，應在此基礎上，總結(jié)經(jīng)驗，提高技術水平，加速發(fā)展進程18。所以，目前在做水泥熟料生產(chǎn)線燒成車間設計仍然有很大的價值和意義。2本課題要研究或者解決的問題和擬采用的研究手段2.1解決的問題結(jié)合國內(nèi)外的新型水泥窯系統(tǒng)的發(fā)展并結(jié)合國內(nèi)現(xiàn)狀，確定合適的窯、預熱器和分解爐。并根據(jù)選定的燒成系統(tǒng)，進行熱工計算，確定熱工制度，編寫設計說明書。最后進行工藝設計，繪制布置圖。2.2擬采用的研究手段生產(chǎn)采用新型干法窯水泥預熱分解系統(tǒng)。預熱

13、器采用五級洪堡型旋風預熱器（21111型），它具有結(jié)構(gòu)簡單，在保持一定收塵效率和壓力損失的條件下，旋風筒體積和高度相對較小，有利于減少投資和便于布置的優(yōu)點。分解爐采用強化懸浮式分解爐，即rsp分解爐。篦式冷卻機采用水平推動篦式冷卻機。2 建廠條件2.1 原、燃料條件1) 石灰石 工廠自備礦山，儲量豐富，粒度300mm，水分2； 2) 粘土 工廠自備礦山，儲量豐富，汽運入廠，水分15； 3) 鐵粉 某鋼廠供應，汽車運入廠，水分5；4) 石膏 石膏礦供應，成分穩(wěn)定，汽運入廠，摻量5，水分5；5) 混合材 某鋼廠供應，汽車運入廠，摻量15，水分15； 6) 煙煤 煤礦供應，火車運入廠，水分7.0%；

14、熱耗：3500kj/kg熟料；表1.1 原、燃料化學成分物料名稱化學成分losssio2al2o3fe2o3caomgor2oso2cl -合計石灰石42.591.730.580.4551.492.250.240.0199.09粘土4.9366.3115.596.061.091.383.2098.40鐵粉3.0014.004.0070.004.003.2098.20煤粉57.5221.269.265.900.911.840.0197.20石膏17.860.100.310.0732.251.7841.3293.68表1.2 燃料組成工業(yè)分析組成wadaadvadcadqaddw(kj/kg熟料)

15、%3.4816.6920.4453.4127082.22表1.3 燃料組成元素分析組成cadhadnadoadsadwadaad%63.495.951.488.010.923.4816.67100.002.2 交通 臨近鐵路線，廠內(nèi)有專用鐵路，公路運輸方便。2.3 建廠地點及自然條件 （1）建廠地點：山西地區(qū)，主導風向：東北風，平均風速1.5 m/s。 （2）廠內(nèi)地形：較平坦，地耐力：17.0 t/m2 （3）氣溫：最高39，最低-15，月平均20。 （4）降雨量：年總降水量800 mm，最大日降水量100 mm。3 生產(chǎn)方式的確定本次設計的指導思想是，盡量采用新技術、新工藝，降低能耗，提高產(chǎn)

16、量，這也是國家水泥的發(fā)展方針。根據(jù)設計任務，建廠條件，本著上述方針，本次設計的窯型選擇為預分解窯。預分解窯是最新的水泥煅燒工藝，其特點如下：31 窯外分解窯的優(yōu)點： a. 同傳統(tǒng)的其它類型的回轉(zhuǎn)窯相比的優(yōu)點：（1）單位窯容積產(chǎn)量高。（2）擴大了單機的生產(chǎn)能力。（3）延長窯的襯料壽命及運轉(zhuǎn)周期。（4）利用舊窯的技術改造，也有利于新窯的技術改造。（5）占地面積小，設備費用低。（6）單機熟料熱耗較低。（7）有利于低質(zhì)燃料的應用。（8）對于含堿、氯、硫高的原燃料適應性強。（9）環(huán)境污染小，nox生成量較少。b. 預分解窯同立窯的比較：立窯有兩個很大的缺點；一是臺時產(chǎn)量低，一般臺時產(chǎn)量只能達到10t左右

17、。再就是立窯的燃燒不均勻，熟料質(zhì)量不高。預分解窯則解決了這些缺點。32 預分解窯的缺點：1）廠內(nèi)高大建筑物多，對地耐力要求高，一般25t/m2。2）預分解窯對燃料中堿、氯、硫含量也有一定的要求，含量高時易結(jié)皮。3）預分解窯對生產(chǎn)管理人員素質(zhì)要求較高?？傊A分解窯是以后水泥工業(yè)發(fā)展的方向。隨著時間的推移，水泥窯一定會越來越完善和發(fā)展。 4 配料計算41 煤的工業(yè)分析及元素分析表4.1 工業(yè)分析組成wadaadvadcadqaddw(kj/kg熟料)%3.4816.6920.4453.4127082.22表4.2 元素分析（1）組成cadhadnadoadsadwadaad%63.495.951

18、.488.010.923.4816.67100.00設war=7.0，則收到基=空氣干燥基 （4.1）=0.964空氣干燥基得收到基如下表：表4.3 元素分析（2）組成carharnaroarsarwaraar%61.205.741.437.720.897.016.07100.04收到基時燃料的低位發(fā)熱值： =339+1036-109（）-25 （4.2） =33961.20+10365.74-109（7.72-0.89）-257.0 =25739.5342 設計要求對于窯外分解窯，一方面由于生料的預熱好，分解率高。另一方面，為防止結(jié)皮。目前趨于低液相，一般窯外分解窯大多數(shù)廠家采用中石灰飽和系

19、數(shù)，高率值和高硅率的配料方案。本設計要求的生產(chǎn)規(guī)模及品種：日產(chǎn)2000噸熟料生產(chǎn)線和42.5普通硅酸鹽水泥重點車間：熟料燒成車間配料要求：kh: 0.880.02 sm: 2.50.1 im: 1.50.143 配料計算1. 煤灰摻入量： = （4.3） =0.13616.07100%100%=2.19kg煤/100kg熟料2.（試湊法） 石灰石=80.26% 粘土=18.52% 鐵粉=1.46%表4.4 配料方案名稱配比losssio2al2o3fe2o3caomgo合計石灰石80.2634.161.380.4660.36841.321.7845.31粘土18.520.9112.282.68

20、1.130.200.2416.53鐵粉1.460.0440.210.0581.020.0580.0471.49生料100.035.1113.873.2042.5241.582.0663.32灼燒生料21.344.923.8863.973.1794.28灼燒生料97.820.874.813.4962.563.1095.11煤灰2.191.260.460.200.130.022.07熟料100.022.135.273.6962.693.1297.38kh=0.869 （4.4）sm=2.45 （4.5）im=1.43 （4.6）所得結(jié)果kh、sm、im與要求相比很接近，因此可以按照配料進行生產(chǎn)。3

21、. 考慮原料水分：濕石灰石=81.9濕粘土=21.79濕鐵粉=1.544. 質(zhì)量百分比：濕石灰石=77.8%濕粘土=20.71%濕鐵粉=1.46%44 旁路放風：原、燃料中r2o、cl-、so3的等有害成分，在預分解窯中易于在窯尾產(chǎn)生循環(huán)富集，使預熱系統(tǒng)發(fā)生結(jié)皮堵塞，影響正常生產(chǎn)，所以一般對預分解窯的原燃料有一定要求。如果有害成分含量過高，則需要在窯尾放風，這樣就有一定的能量和物料損失。如果生料中r2o%1%、cl-0.015%、硫堿比0.51.0不用放風，否則需旁路放風。由配料方案得下表：表4.5 有害成分表名稱配比燒矢量r2ocl-石灰石80.2634.160.19440.0081粘土18

22、.520.910.4760鐵粉1.460.044生料100.0035.110.67040.0081灼燒生料0.91240.0122灼燒生料97.80.89290.0119煤灰2.190.03940.0002熟料100.000.93230.0121由上表知r2o1%、cl-0.015%，不用旁路放風。5 全廠物料平衡51 窯型及產(chǎn)量標定5.1.1 窯型本次設計要求年產(chǎn)60w噸熟料。目前m窯年產(chǎn)量在60w噸左右。下面用統(tǒng)計資料的數(shù)據(jù)對這一窯型進行復核計算。由水泥廠工藝設計概論圖5.54、5.55、5.56查得：窯的單位容積產(chǎn)量mv=3.4窯的單位表面積產(chǎn)量mf=130kg/m2h窯的單位截面積產(chǎn)量

23、ma=8.4由公式5.1、5.2、5.3計算：=3.67m （5.1）=59m （5.2）=16.2m （5.3）取襯磚的厚度=0.18m考慮襯磚的厚度=4.03m取整得、=3.67m5.1.2 產(chǎn)量標定=82.9t/h （5.4） （5.5） （5.6） （5.7）按每年工作日數(shù)為300天計算，則g總=83.624300=601920t/y根據(jù)我國現(xiàn)有同類窯的生產(chǎn)情況及本次設計設備情況標定產(chǎn)量83.6t/h、2006t/d、60萬t/y5.1.3 熱工參數(shù)的初步核算：對于預分解窯，一般燃燒帶截面熱負荷控制在5.4106kcal/m2gh，燃燒帶標況風速2bm/s，窯尾風速10m/s。當前一般

24、情況下，每千克熟料窯頭燃氣量約為0.55bm3，每千克窯尾燃氣量為0.60bm3。qa= （5.8）=2.7546106(kcal/m2gh)5.4106(kcal/m2gh)w= （5.9） = =1.2638bm/s2bm/swt= （5.10） =6.45m/s10m/s由以上熱工參數(shù)的計算可知，其截面熱負荷較低，窯頭窯尾的風速也較低，對于4.060m窯年產(chǎn)60萬噸熟料是合理的。但從目前我國年產(chǎn)60萬噸窯的運轉(zhuǎn)情況來看，結(jié)果不太理想。一是由于管道水平的限制。二是由于本套全部采用國產(chǎn)設備，其性能與國外同類型產(chǎn)品相比較差。另外，如果提高截面熱負荷，窯對耐熱材料的要求也相應提高。52 全廠物料

25、平衡全廠物料平衡計算以一條年產(chǎn)60萬熟料生產(chǎn)線為基礎，生產(chǎn)42.5普通硅酸鹽水泥。其中，石膏摻入量為5%，礦渣（混合材）摻入量為15%、水泥50%包裝、50%散裝出廠。5.2.1 熟料產(chǎn)量計算燒成車間熟料生產(chǎn)能力: 5.2.2 水泥產(chǎn)量=100.3t/h （5.11）=2405.2t/dt/w=3002405.2=721560t/yp生產(chǎn)損失（4%）、d石膏摻入量（5%）、e混合材摻量（15%）。5.2.3 原料消耗定額1. 考慮煤灰摻入時，干生料理論消耗量：s煤灰摻入量、i干生料燒矢量 （5.12）2 . 考慮生產(chǎn)損失時，生料實際消耗量生產(chǎn)損失（4%）=1.66kg/kg熟料 （5.13）3

26、. 各種干生料消耗定額 ： （5.14）k石灰石=1.6680.26%=1.33kg/kg熟料k粘土=1.6618.52%=0.31kg/kg熟料k鐵粉=1.661.46%=0.024kg/kg熟料4. 含天然水分各種濕物料消耗定額 =1.36kg/kg熟料 0.36kg/kg熟料 0.025kg/kg熟料5.2.4 石膏消耗定額水泥石膏摻入量為5%，石膏生產(chǎn)損失pd為3% 。 （5.15） =0.06kg/kg熟料0.063kg/kg熟料5.2.5 混合材消耗定額 （5.16）=0.2kg/kg熟料kg/kg熟料5.2.6各物料的年需求量：其中（w0為各物料水分含量）。 5.2.7燒成用煤的

27、消耗定額干 煤 （5.17） （5.18） =27865.09kj/kg干煤=0.13kg/kg熟料濕 煤 =0.14kg/kg熟料pf煤的生產(chǎn)損失%，一般取3%；qdwg干煤低位熱值。5.2.8粘土烘干用煤消耗量粘土烘干率8%干 煤 （5.19）q烘=6140kj/kg水 （烘干機經(jīng)驗值）kf2=0.007kg/kg熟料濕 煤 =0.008kg/kg熟料總煤消耗量：0.137kg/kg熟料=0.148kg/kg熟料表5.1 全廠物料平衡表物料名稱天然水分%生產(chǎn)損失%消耗定額（kg/kg熟料）物料平衡量（t）干料濕料干料濕料小時日周年小時日周年石灰石241. 331.3611126681867

28、6800394113272219054816728粘土15.030.310.36266224354186558307315117219480鐵粉5.030.0240.025248336144432料22.010 1.661.751393338233661001395145350424528 1048711石膏5.030.060.0635120840361085.312788938008礦渣1530.20.2416.7400.8280612024020.04480.963367144288煤7.030.140.1511.4274.61921.88238012.36296

29、.59207688977熟料483.6200614052601800水泥4100.32405.216836721560 53 主機選型及主機平衡主機平衡計算的目的是在物料平衡計算和車間工作制度的基礎上，計算各車間主機要求生產(chǎn)能力（要求小時主機產(chǎn)量），據(jù)此選定各車間主機的型號、規(guī)格和臺數(shù)，并匯總成主機平衡表。在實際設計中，主機平衡計算是與車間工藝流程、車間工藝布置密切相連的，故在進行主機平衡計算選定主機時必須考慮到車間工藝流程和工藝布置問題。主機選型主要是根據(jù)車間工藝制度，選取主機的工作小時數(shù)，并根據(jù)物料周平衡量求該主機的小時產(chǎn)量。 （5.20）表5.2 水泥廠主機每周運轉(zhuǎn)小時數(shù)主機名稱每日運轉(zhuǎn)

30、時間（小時/日）每周運轉(zhuǎn)時間（小時/周）生產(chǎn)周制（日/周）生產(chǎn)班制石灰石破碎機12726每日兩班，每班六小時生料磨221547每日三班，每班八小時窯241687每日三班，每班八小時煤磨6366每日一班，每班六小時水泥磨221547每日三班，每班八小時粘土6366每日一班，每班六小時石膏6366每日一班，每班六小時回轉(zhuǎn)烘干機221547每日三班，每班八小時包裝機7426每日一班，每班七小時5.3.1 破碎機1. 石灰石破碎機石灰石破碎主機臺時產(chǎn)量t/h選用兩臺2pf-12501250石灰石破碎機。表5.3 石灰石破碎機型號進料長寬mm最大入料粒度mm出料粒度mm生產(chǎn)能力t/h配套電機型號功率kw

31、2pf-125012501480132085025100140js126-61552. 煤破碎煤破碎主機臺時產(chǎn)量表5.4 煤破碎機型號入料粒度mm出料粒度mm生產(chǎn)能力t/h配套電機型號配套電機功率kwpcb108200153565jri117-61153. 石膏破碎工作制度：每周6天，每天1班，每班6小時。 采用pyz圓錐式破碎機。表5.5 石膏破碎機型號最大料粒度mm出料粒度mm產(chǎn)量t/h配套電機電機功率kwpyz900605202065y315s-8554. 粘土破碎機工作制度：每周6天，每天1班，每班6小時。 采用雙齒輥式破碎機。表5.6 粘土破碎機型號入料粒度mm出料粒度mm產(chǎn)量t/h

32、配套電機電機功率kw雙齒輥式pyb12001452050110200js126-81105.3.2 生料磨工作制度：每周7天，每天3班，每班8小時，每天檢修2小時。t/h 采用兩臺3.510m中卸烘干磨機。表5.7 生料磨型號入料粒度mm出磨粒度mm入磨水分出磨水分生產(chǎn)能力t/h電機功率kw3.510m中卸烘干機250.0850.57512505.3.3 水泥磨工作制度：每周7天，每天3班，每班8小時，每天檢修2小時。=109.4t/h 采用表5.8 水泥磨型號粉磨系統(tǒng)轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）裝球量（t）有效容積m3產(chǎn)品細度4900孔/cm2標定產(chǎn)量t/h3.511閉路17.715293.8586570

33、5.3.4 煤磨工作制度：每周7天，每天3班，每班8小時，每天扣除2小時檢修時間。t/h （采用2.24.7鋼球煤磨）表5.9 煤磨型號入磨粒度mm出磨粒度4900孔/cm2入磨水分出磨水分入磨氣體溫度出磨氣體溫度生產(chǎn)能力t/h磨機轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）2.24.7251012%121.535060801619.215.3.5 礦渣烘干機工作制度：每周7天，每天3班，每班8小時，每天檢修2小時。=21.86t/h選用兩臺2.418（順流）回轉(zhuǎn)烘干機表5.10 礦渣烘干機型號初水分（%）終水分（%）干料產(chǎn)量t/h2.418（順流）15.01.017.3本設計礦渣初水分15%、終水分1%；標定產(chǎn)量：由經(jīng)驗

34、公式（5.21）、（5.22）有：1. 按烘干物料表示的烘干機的產(chǎn)量： （5.21）=17.3t/h2. 用濕物料表示的烘干機的產(chǎn)量： （5.22）=17.3=20.15t/ha回轉(zhuǎn)烘干機的單位容積蒸發(fā)強度，（kg水/m3h）;由水泥廠工藝設計概論表5-4至表5-6得：a=35kg水/m3.h。 5.3.6 粘土烘干機工作制度：每周7天，每天3班，每班8小時，每天檢修2小時。=30.1t/h選用3臺2.418（順流）回轉(zhuǎn)烘干機本設計初水分15%、終水分3%標定產(chǎn)量：由經(jīng)驗公式（5.23）、（5.24）有：表5.11 粘土烘干機型號初水分（%）終水分（%）產(chǎn)量t/h2.418（順流）15.03.

35、013 （5.23）=15t/h （5.24）5.3.7 包裝機由于散裝優(yōu)點較多，可以節(jié)約造紙用木材，更能減少污染等。所以本次設計散裝所占的比例較大，約50%。工作制度：每周6天，每天1班，每班7小時。=400.8t/h （選用十四嘴回轉(zhuǎn)式包裝機）表5.12 包裝機型號包裝準確性外形尺寸mm設備重kg電動機型號產(chǎn)量t/h十四嘴回轉(zhuǎn)式1%5.23.66.012100jzs51型96表5.13 主機要求生產(chǎn)能力平衡表主機名稱周平衡量（/周）主機每周運轉(zhuǎn)時間（小時/周）要求主機小時產(chǎn)量（t/h）石灰石破碎機18376.6872125.7煤破2076.143657.67石膏破碎機1402.83638.

36、97粘土破碎機4629.2436132.49生料磨23286.215475.6窯1402816883.5水泥磨16833.615463.35煤磨1921.83615412.48礦渣烘干機6312.615413.66粘土烘干機4769.5215410.32包裝機9752.812677.4表5.14 主機平衡表主機名稱主機型號規(guī)格臺時產(chǎn)量主機臺數(shù)要求主機時產(chǎn)量主機生產(chǎn)能力工作制度實際周運轉(zhuǎn)小時年利用率石灰石破碎機2pf125012501001402125.71302班/天6小時/班6天/周65.030.96煤破pcb1083565157.67601班/天6小時/班6天/周6.26.8石膏破碎機tp

37、c141280140138.97801班/天6小時/班6天/周6.33.1粘土破碎機pyb12001102001132.51401班/天6小時/班6天/周17.18.16生料磨3.510752150753班/天8小時/班7天/周110.932.8窯4.06084183.5843班/天8小時/班7天/周16880.0水泥磨3.511702126.7653班/天8小時/班7天/周151.972.3煤磨2.24.716112.48133班/天8小時/班7天/周86.3141.1礦渣烘干機2.41815.2313.6615.23班/天8小時/班7天/周149.258.42粘土烘干機2.41812.53

38、10.3212.53班/天8小時/班7天/周137.165.28包裝機十四嘴回轉(zhuǎn)式96377.4963班/天7小時/班6天/周37.270.8注：生料磨、水泥磨每天檢修兩小時。54 儲庫計算儲藏設施的選擇主要取決于工廠的規(guī)模、工廠的機械化自動化水平、投資的大小、物質(zhì)的性質(zhì)以及對環(huán)境的要求等。為提高生料入窯的合格率，在石灰石粘土等破碎后，化堆場進行均化處理。其計算公式為：v=h(b.hctg)+hctgl （5.25）有效容積v、長l、高h、寬b表5.15 物料容重及休止角物料名稱石灰石粘土鐵粉煤礦渣石膏容重(t/h)1.451.71.50.90.61.4休止角45o25o35o45o40o27

39、o5.4.1 石灰石（濕）c取5、取h=4m、q石灰石日用量:2585.16t/d、k=1.2、d=5天（儲量）=104.83m （5.26）取l=105m,b=l/c=105/5=21m石灰石預均化堆場2105214m，兩堆儲存期10天。5.4.2 粘土（濕）q=681.36t/d、d=5天、c=5.0、取h=4m,根據(jù)公式（5.24）：取l=80m,b=l/c=80/5=16m粘土預均化堆場280164m，兩堆儲存期10天。5.4.3 原煤堆棚儲期10天，儲量v=10296.59=2965.9噸，取h=4m、b=15m=78.9m (5.27)取l=80m,原煤堆場15804m5.4.4

40、鐵粉（堆棚）儲期20天,儲量v=2040.10=802噸,取h=3m、b=8m，根據(jù)公式（5.27）：取l=55m，則鐵粉堆棚：8553m5.4.5 礦渣（堆場）儲期10天,儲量v=10480.96=4809.6噸,取h=4m、b=20m，根據(jù)公式（5.27）：=132.6m取l=140，則礦渣堆場：201404m5.4.6 石膏堆場儲期10天,儲量v=10200.4=2004噸,取h=3m、b=8m，根據(jù)公式（5.27）：=98.42m取l=100m，則石膏堆場：81003m55 全廠工藝布置圖及工藝流程圖5.5.1 工藝布置圖 見廠區(qū)布置圖。5.5.2 工藝流程圖 見附錄a-d。6 燒成車

41、間61 生產(chǎn)工藝流程 見附錄a。62 回轉(zhuǎn)窯參數(shù)計算6.2.1 轉(zhuǎn)速和斜度由于入窯物料已大部分分解，預熱良好，且燒成帶長度大大增加，這給加快窯速創(chuàng)造了條件。一般帶分解爐的回轉(zhuǎn)窯的斜度取3.54.0%，窯的轉(zhuǎn)速較高。參考國內(nèi)外經(jīng)驗，本設計取窯的轉(zhuǎn)速為0.6963.5rad/min，斜度3.5%。6.2.2 窯內(nèi)物料運動速度s斜度、di有效內(nèi)徑、n轉(zhuǎn)速、物料休止角 （6.1）6.2.3 窯內(nèi)物料負荷率g臺時產(chǎn)量83.6t/h、容重1.25t/m3 （6.2）k功率系數(shù)，窯外分解窯0.0450.048，取0.047 （6.3）k、儲備系數(shù)，窯外分解窯1.151.35，取1.25，取電機功率320kw

42、。63 燒成系統(tǒng)選型窯外分解窯的窯尾系統(tǒng)包括預熱器和分解爐；窯頭系統(tǒng)主要是篦冷機。6.3.1 預熱器預熱器采用洪堡型旋風預熱器。它具有結(jié)構(gòu)簡單，在保持一定收塵效率和壓力損失的條件下，旋風筒體積和高度相對較小，有利于減少投資和便于布置的優(yōu)點。預熱器級數(shù)的確定：采用五級預熱器，廢氣溫度較適宜烘干生料和煤粉；采用四級，則廢氣溫度偏高，熱耗增加；若采用六級，而廢氣溫度便低，不利于烘干物料。五級預熱其單位產(chǎn)品的成本最低。同時預熱器的級數(shù)越多，阻力越大。所以本設計選取n=5級。6.3.2 分解爐分解爐采用強化懸浮式分解爐，即rsp分解爐。該爐型是由日本小野田水泥公司（onoda）首先開發(fā)運用到水泥生料的預

43、分解系統(tǒng)，其特點是結(jié)構(gòu)相對比較復雜，由三部分構(gòu)成：旋流燃燒室（sb），旋流分解室（sc），和混合室（mc）。燃料在預燃室sb預先點燃，冷卻機來熱風及生料在分解室sc預先混合及燃燒，然后再與窯氣混合，在混合室（mc）或上升管道內(nèi)繼續(xù)分解，再進入第五級旋風筒。其相對于其它爐型有以下優(yōu)點：（1）燒成能力強，旋窯產(chǎn)量高；（2）設有sb爐，燃燒穩(wěn)定，窯尾煙道很短可以減少結(jié)皮；（3）可以分步供料，以強化燃燒，有利于劣質(zhì)煤和無煙煤的燃燒；（4）熱損失少；（5）旋窯的熱負荷?。唬?）分解爐的熱負荷相當高，其配備旋窯規(guī)格可以縮小，從而簡化總體布置；（7）傳熱效率高；（8）能有效降低大氣污染，對燃料燃燒所產(chǎn)生的s

44、o3吸收程度高。燃燒溫度低，燃燒產(chǎn)生的nox也少，減少了公害。6.3.3 篦冷機篦式冷卻機是一種驟冷式熟料冷卻機。本設計采用水平推動篦式冷卻機。其內(nèi)部裝設水平篦板，它由固定篦板和活動篦板相間排列組成。（1） 推動式冷卻機單位面積產(chǎn)量大，一般可達到0.901.10t/mh之間，最高達1.2t/mh。（2） 推動式冷卻機的入窯二次空氣溫度較高，最高可達到750左右，因此，它的熱利用率也較高，達到65%左右。而振動式冷卻機的熱利用率僅60%左右。（3） 推動式冷卻機對熟料的驟冷特別好，由于通風量特別大，通風耗電相應增大，二次風溫卻不高。（4） 回轉(zhuǎn)篦式冷卻機工藝性能與推動式相近，也已經(jīng)有了30年的使

45、用經(jīng)驗。從以上對比來看，熱的利用率、冷卻效果等方面，推動式冷卻機優(yōu)于其它型式冷卻機64 燒成系統(tǒng)物料平衡物料平衡是根據(jù)國內(nèi)設備的制造水平和操作水平，對窯系統(tǒng)的物料量和用風量進行計算，用作選擇輔機及計算燃煤量的依據(jù)。基準：1kg熟料范圍：冷卻機+回轉(zhuǎn)窯+分解爐、預熱器6.4.1 預設參數(shù)1. 熱耗qv=3500kj/kg熟料2. 窯頭燃料與分解爐燃料的比：ky：kf=4：63. 預熱器出口飛灰量mfh=0.10、電收塵率99.6%4. 系統(tǒng)漏風：分解爐及窯尾漏風系數(shù)0.05，窯頭0.05，預熱器0.2，三次管0.055. 入窯一次空氣：二次空氣：漏風=15：8：56. 預熱器出口飛灰燒失量35.50%7. 氣壓提升泵帶入空氣量占理論空氣量的比例ks=0.058. 系統(tǒng)表面熱損失550kj/kg熟料9. 各部位的溫度壓力表6.1 溫度壓力表部 位溫 度 壓 力 mmh2o窯頭13500.00窯尾1000-10.1.05上升煙道980-16.01.05分解爐出口880-53.01.15v級出口850-75.01.19iv級出口710-140.01.23iii級出口550-230.01.27ii級出口360-335.01.31i級出口320-415.01.401#風機入口310-435.0增濕塔300-50.0電收塵器140-85.02#風機入口110-115.0煙囪入口100-25.0