新型干法水泥生產(chǎn)線燒成系統(tǒng)窯頭工藝設(shè)計

1、新型干法水泥生產(chǎn)線燒成系統(tǒng)窯頭工藝設(shè)摘 要本次設(shè)計的任務(wù)為2500t/d水泥熟料新型干法水泥生產(chǎn)線原料粉磨系統(tǒng)工藝設(shè)計。其目前國內(nèi)外所采用的生料粉磨系統(tǒng)主要有三種：球磨烘干兼粉磨系統(tǒng)、立磨系統(tǒng)和輥壓機終粉磨系統(tǒng)。球磨系統(tǒng)的不足是:粉磨效率低，能耗大，噪聲大等；終粉磨系統(tǒng)在麗都級配，操作維修，可靠性等方面存在缺陷，所以本次設(shè)計采用粉磨能力、烘干能力、能耗、喂料粒度等方面的綜合性能優(yōu)越的立磨系統(tǒng)。根據(jù)控制窯，粉磨系統(tǒng)風(fēng)量和風(fēng)壓平衡的風(fēng)機數(shù)量來分，原料及廢氣處理主要分為雙風(fēng)機和三風(fēng)機系統(tǒng)。出于環(huán)保，能耗方面的考慮，基于物料平衡計算和設(shè)備選型計算，本次設(shè)計的廢氣處理采用”三風(fēng)機系統(tǒng)”。本次設(shè)計所選篦冷

2、機為沈陽重工生產(chǎn)的MLS3626，以及由24500的旋風(fēng)收塵器和BFRS1200-2x8袋收塵組成的三風(fēng)機系統(tǒng)，除塵效率大于99%。關(guān)鍵詞：新型干法 物料平衡 主機平衡 原料粉磨系統(tǒng) 袋收塵- 31 -目 錄摘 要IABSTRACTII第一章 前言- 1 -1.1 水泥的發(fā)展情況- 1 -1.2 生料磨粉磨系統(tǒng)- 2 -1.3 收塵系統(tǒng)- 3 -1.4設(shè)計方案的確定- 4 -第二章 配料計算- 5 -2.1 生料配料的基本步驟- 5 -2.2 原始數(shù)據(jù)- 5 -2.2.1基本條件- 5 -2.3 配料計算過程- 6 -2.3.1煤灰摻入量- 6 -2.3.2計算干燥原料配合比- 6 -2.3.

3、3計算濕原料的配合比- 7 -第三章 物料平衡表- 9 -3.1 物料平衡- 9 -3.1.1 所需原料數(shù)據(jù)- 9 -3.1.2 計算步驟和計算公式- 9 -3.1.3 編制物料平衡表- 11 -第四章 工藝流程簡述- 12 -4.1 全廠工藝流程簡述- 12 -4.1.1 原料的制備- 13 -4.1.2 水泥熟料的燒成及余熱發(fā)電- 14 -4.1.3水泥熟料的冷卻及儲存- 15-4.1.4 煤粉制備系統(tǒng)- 15 -4.2 車間工藝布置要求- 16 -4.2.1 進行車間工藝布置設(shè)計時需要重點考慮的幾個問題：- 16 -4.2.2 廠房布置- 16 -4.2.3 設(shè)備布置- 17 -4.3

4、工藝布置特點- 17 -第五章 主機設(shè)備選型計算- 18 -5.1 石灰石破碎系統(tǒng)- 18 -5.1.1破碎設(shè)備- 18 -5.2 原料粉磨系統(tǒng)- 20-5.2.1 原料粉磨設(shè)備- 20 -5.3 旋風(fēng)收塵器- 21 -5.3.1 旋風(fēng)收塵器- 21 -5.4 袋收塵- 22 -5.4.1袋收塵器的選型計算- 22 -5.4.2袋式收塵器的技術(shù)性能參數(shù)- 23 -5.5 增濕塔- 24 -5.6 輸送設(shè)備- 25 -5.6.1 帶式輸送機- 25 -5.6.2 螺旋輸送機 - 26 -5.6.3 空氣輸送斜槽- 26 -5.6.4 鏈?zhǔn)捷斔蜋C- 27 -5.7 主機平衡計算- 28 -5.7.

5、1計算條件- 28-5.7.2計算方法及結(jié)果- 28 -5.8 主機平衡表- 28 -第六章 總結(jié)- 29 -參考文獻- 30 -致 謝- 31 -第一章 前言1.1水泥的發(fā)展情況我國水泥工業(yè)的科技發(fā)展以新型干法生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展為主導(dǎo), 最明顯的特征是: 在21世紀短短的幾年內(nèi),在預(yù)分解窯節(jié)能煅燒工藝、大型原料均化、節(jié)能粉磨技術(shù)、自動控制技術(shù)和環(huán)境保護技術(shù)等方面,從設(shè)計到裝備制造都迅速趕上了世界先進水平。工程設(shè)計采用了國際標(biāo)準(zhǔn),重大技術(shù)、研發(fā)制造具有較強競爭力,工程技術(shù)、成套裝備與設(shè)計水平達到國際先進水平?，F(xiàn)在，國際水泥工業(yè)以預(yù)分解技術(shù)為核心，將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的最新成果廣泛用于水泥生產(chǎn)的

6、全過程，形成了一套具有現(xiàn)代水泥生產(chǎn)方法。水泥裝備大型化，生產(chǎn)過程自動化，實現(xiàn)產(chǎn)品高質(zhì)量是工業(yè)發(fā)達國家水泥工業(yè)當(dāng)今的特點。20世紀90年代以后國際水泥工業(yè)又出現(xiàn)了水泥生態(tài)化的高潮，即從可持續(xù)發(fā)展角度開發(fā)工業(yè)廢棄物及城市垃圾等再循環(huán)利用技術(shù)。因此可以說世界水泥技術(shù)發(fā)展趨勢是以節(jié)約能源，節(jié)省資源和環(huán)境保護為中心，進行清潔生產(chǎn)和高效集約化生產(chǎn)，加強水泥生態(tài)化技術(shù)研究與開發(fā)，逐步減少天然資源和天然能源的消耗，最大程度減少環(huán)境污染，最大限度接收消納工業(yè)廢棄物和城市垃圾等，使水泥工業(yè)達到與環(huán)境友好，相容，和諧，共存。水泥工業(yè)作為我國的基礎(chǔ)原材料工業(yè)，近二十多年來有了長足的進步和發(fā)展。然而水泥工業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，

7、技術(shù)結(jié)構(gòu)，規(guī)模結(jié)構(gòu)仍然很不合理，盡管總產(chǎn)量多年位居世界第一，但整體發(fā)展水平相對較低，形成了“大而不強”的局面。各地水泥產(chǎn)量的增長往往是在低水平的重復(fù)建設(shè)中發(fā)展起來的，從整體上講技術(shù)含量低，產(chǎn)品質(zhì)量差，環(huán)境污染嚴重的立窯水泥占有很大比重，高質(zhì)量的回轉(zhuǎn)窯水泥卻長期短缺。這種不合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)已明顯制約了我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展和水泥工業(yè)前進的步伐。中國水泥生產(chǎn)技術(shù)水平隨著時代的進步而不斷提高，由低到高大致分為立窯、濕法回轉(zhuǎn)窯、日產(chǎn)2000噸熟料預(yù)分解窯新型干法、日產(chǎn)5000噸熟料預(yù)分解窯新型干法和日產(chǎn)10000熟料預(yù)分解窯新型干法噸等5個層次。每一個層次的發(fā)展基本上都是先購買外國成套技術(shù)設(shè)備，然后進行自主

8、開發(fā)，實行設(shè)備國產(chǎn)化，最后達到全國普遍推廣。中國水泥史上設(shè)備國產(chǎn)化的進程中有4個里程碑：昆明水泥廠(后改名云南水泥有限公司)是國產(chǎn)設(shè)備建設(shè)立窯廠的里程碑；湘鄉(xiāng)水泥廠(后改名韶峰水泥集團有限公司)是國產(chǎn)設(shè)備建設(shè)濕法回轉(zhuǎn)窯廠的里程碑；江西水泥廠(后改名江西萬年青水泥股份有限公司)是國產(chǎn)設(shè)備建設(shè)日產(chǎn)2000噸熟料預(yù)分解窯新型干法廠的里程碑；安徽海螺集團有限責(zé)任公司是國產(chǎn)設(shè)備建設(shè)日產(chǎn)5000噸熟料預(yù)分解窯1新型干法廠的里程碑，中國水泥工業(yè)現(xiàn)代化步伐從此大大加快。進入21世紀以來，隨著我國民經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)不斷進步，水泥生產(chǎn)技術(shù)有了較長足的發(fā)展，以成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)。我國新型干法水泥生產(chǎn)的發(fā)展進

9、入了快車道，實現(xiàn)了水泥結(jié)構(gòu)調(diào)整，其速度令人矚目。到2003年底，新型干法水泥生產(chǎn)能力接近2.5億噸，占全國水泥總產(chǎn)量的35%-45%。新型干法水泥2生產(chǎn)是我國水泥實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。1.2生料磨粉磨系統(tǒng)生料粉磨是水泥生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)，粉磨的好壞直接影響水泥熟料的性能。生料磨的種類有球磨烘干兼粉磨系統(tǒng)、輥壓機粉磨系統(tǒng)、輥式磨（ 立磨） 系統(tǒng)。本次設(shè)計選用輥式磨（ 立磨） 系統(tǒng)6。（一）所選生料磨的優(yōu)點。在水泥生產(chǎn)中, 傳統(tǒng)的生料粉磨系統(tǒng)是球磨機粉磨系統(tǒng), 而當(dāng)立磨出現(xiàn)以來, 由于它以其獨特的粉磨原理克服了球磨機粉磨機理7的諸多缺陷, 逐漸引起人們的重視。特別是經(jīng)過技術(shù)改進后的立磨與球磨

10、系統(tǒng)相比, 有著顯著的優(yōu)越性, 其工藝特點尤其適宜于大型預(yù)分解窯水泥生產(chǎn)線, 因為它能夠大量利用來自預(yù)熱器的余熱廢氣, 能高效綜合地完成物料的中碎、粉磨、烘干、選粉和氣力輸送過程8,集多功能于一體。由于它是利用料床原理進行粉磨, 避免了金屬間的撞擊與磨損, 金屬磨損量小、噪音低又因為它是風(fēng)掃式粉磨9, 帶有內(nèi)部選粉功能, 避免了過粉磨現(xiàn)象, 因此減少了無用功的消耗, 粉磨效率高, 與球磨系統(tǒng)相比, 粉磨電耗僅為后者的一半, 還具有工藝流程簡單、單機產(chǎn)量大、人料粒度大、烘干能力強、密閉性能好、負壓操作無揚塵、對成品質(zhì)量控制快捷、更換產(chǎn)品靈活、易實現(xiàn)智能化、自動化控制等優(yōu)點, 故在世界各國得到廣泛

11、應(yīng)用。已成為當(dāng)今國際上生料粉磨和煤粉磨3的首選設(shè)備。（二）立磨系統(tǒng)組成及工作原理 本裝備由磨盤，磨輥三只，壓力框架及張緊桿一套，液壓張緊站一臺，磨機主殼體一套，鼠籠式選粉機一臺，三道鎖風(fēng)閥一套，液壓保壓裝置，主傳裝置和輔傳裝置各一套，出磨風(fēng)管，現(xiàn)場工作平臺，磨外循環(huán)斗提一臺，密封風(fēng)機一臺，熱風(fēng)管一套，粉塵收集回收入庫系統(tǒng)一套。磨機的工作原理是磨輥通過壓力框架施加壓力磨輥與磨盤之間產(chǎn)生很大的研壓力，主電機帶動磨盤旋轉(zhuǎn)，由于摩擦力的作用下磨輥也跟著旋轉(zhuǎn)，磨盤上的物料在離心力的作用下不斷的向外散開，在向外散出的過程中不斷被磨輥進行研壓粉磨處理，散出磨盤的物料被經(jīng)過噴口環(huán)的高速熱氣流吹起，物

12、料就已分散的顆粒狀態(tài)進行加熱烘干，如散出磨盤的物料中有大塊或異物可以通過噴口環(huán)的空隙落入刮板腔內(nèi)隨刮板的運動刮出進入吐渣卸料口進行磨外循環(huán)處理10。細狀物料被氣流帶起后進入磨機內(nèi)上部的選粉機進行選粉處理，合格物料隨氣流一起被風(fēng)機抽出磨機，不合格物料在選粉機灰斗中下沉回到磨盤再次受到磨輥的研壓粉磨處理直至磨成成品。在磨內(nèi)氣流的運動作用下，磨機同時完成了物料的提升作用。 磨輥的研磨壓力來自于液壓張緊站的液壓張緊桿的拉力，研磨拉力4可以通過液壓張緊站的預(yù)調(diào)壓力進行調(diào)整，根據(jù)物料易磨性和磨盤磨輥耐磨件的磨損情況，一般控制在9-12Mpa之間。1.3收塵系統(tǒng)（一） 旋風(fēng)收塵器旋風(fēng)除塵器于188

13、5年開始使用，已發(fā)展成為多種型式。按其流進入方式，可分為切向進入式和軸向進入式兩類。在相同壓力損失下，后者能處理的氣體約為前者的3倍，且氣流分布均勻。普通旋風(fēng)除塵器由簡體、錐體和進、排氣管等組成。旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)簡單，易于制造、安裝和維護管理，設(shè)備投資和操作費用都較低，已廣泛用來從氣流中分離固體和液體粒子，或從液體中分離固體粒子。在普通操作條件下，作用于粒子上的離心力是重力的52500倍，所以旋風(fēng)除塵器的效率顯著高于重力沉降室。大多用來去除0.3m以上的粒子，并聯(lián)的多管旋風(fēng)除塵器裝置對3m的粒子也具有8085%的除塵效率。選用耐高溫、耐磨蝕和腐蝕的特種金屬或陶瓷材料構(gòu)造的旋風(fēng)除塵器，可在溫度高達

14、1000，壓力達500×105Pa的條件下操作。從技術(shù)、經(jīng)濟諸方面考慮旋風(fēng)除塵器壓力損失控制范圍一般為5002000Pa5。 （二）袋式收塵器袋式除塵器是一種干式濾塵裝置。濾料使用一段時間后，由于篩濾、碰撞、滯留、擴散、靜電等效應(yīng)，濾袋表面積聚了一層粉塵，這層粉塵稱為初層，在此以后的運動過程中，初層成了濾料的主要過濾層，依靠初層的作用，網(wǎng)孔較大的濾料也能獲得較高的過濾效率。隨著粉塵在濾料表面的積聚，除塵器的效率和阻力都相應(yīng)的增加，當(dāng)濾料兩側(cè)的壓力差很大時，會把有些已附著在濾料上的細小塵粒擠壓過去，使除塵器效率下降。另外，除塵器的阻力過高會使除塵系統(tǒng)的風(fēng)量顯著下降。因此，除塵器的阻力達

15、到一定數(shù)值后，要及時清灰。1.4設(shè)計方案的確定本次設(shè)計確定選用立式磨和袋收塵，因為它們有以下特點：（一）立式磨的特點：1)粉末效率高，耗電低；2）磨輥壓力低；3）系統(tǒng)流程簡單，運行可靠；4)系統(tǒng)占地少，設(shè)備費用低。 （二）袋收塵的特點：（1）除塵效率高，一般在99以上，除塵器出口氣體含塵濃度在數(shù)十mg/m3之內(nèi)，對亞微米粒徑的細塵有較高的分級效率。 （2）處理風(fēng)量的范圍廣，小的僅1min數(shù)m3，大的可達1min數(shù)萬m3,既可用于工業(yè)爐窯的煙氣除塵，減少大氣污染物的排放。 （3）結(jié)構(gòu)簡單，維護操作方便。 （4）在保證同樣高除塵效率的前提下，造價低于電除塵器。 （5）采用玻璃纖維、聚四氟乙烯、P8

16、4等耐高溫濾料時，可在200以上的高溫條件下運行。 （6）對粉塵的特性不敏感，不受粉塵及電阻的影響。第二章 配料計算2.1 生料配料的基本步驟（1）取原料的化學(xué)成分、煤的工業(yè)分析和灰分的化學(xué)成分數(shù)據(jù)。（2）確定熟料組成，設(shè)定熟料率值，熟料率值控制在：KH=0.89±0.01、SM=2.30±0.10、IM=2.0±0.10。（3）計算煤灰摻入量，新型干法水泥生產(chǎn)煤灰沉落率按100%計算。（4）計算濕原料配合比。方法：嘗試誤差法2.2 原始數(shù)據(jù)2.2.1基本條件（1）采用窯外分解窯生產(chǎn)熟料；（2）要求熟料三個率值：KH=0.89±0.01、SM=2.30&

17、#177;0.10、IM=2.0±0.10；（3）單位熟料熱耗：3735kJ/kg；（4）生產(chǎn)損失：生料按1%計算，其它按3%計算；表21 原燃料化學(xué)成分（%）名稱燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其它石灰石42.841.470.560.6551.970.212.22100.00砂巖6.9867.4516.533.463.141.980.46100.00銅渣-3.7834.9810.0744.015.354.185.19100.00煤灰46.0232.454.7812.251.393.11100.00表22 進廠原燃料水分及粒度物料名稱石灰石砂頁巖銅渣原煤水分（%）161

18、610粒度（mm）6004010100表23 煤的工業(yè)分析揮發(fā)分固定碳灰 分熱 值28.74%47.60%22.34%24571.46kJ/kg2.3 配料計算過程2.3.1煤灰摻入量G=qA/100Q=PA/100=(0.1520×22.34)/100=3.40%（A為干燥基成分，q為單位熟料熱耗）2.3.2計算干燥原料配合比（1）假定原料配合比 設(shè)石灰石81.1%，砂頁巖16.9%，銅渣2.0%（2）計算白生料化學(xué)成分（100Kg）燒失量=0.811×42.84+0.169×6.78+0.020×(-3.78)=35.85SiO2=0.811

19、5;1.47+0.169×67.45+0.020×34.98=13.29Al2O3=0.811×0.56+0.169×16.53+0.020×10.07=3.45Fe2O3=0.811×0.65+0.169×3.46+0.020×44.01=1.99CaO=0.811×51.97+0.168×3.14+0.020×4.33=42.79MgO=0.811×0.29+0.169×1.98+0.020×4.18=0.65其它=1.98列表如下： 表2-4白生料化

20、學(xué)成分名稱燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其它白生料35.8513.293.451.9942.790.651.98100（3）計算灼燒基化學(xué)成分（100Kg）灼燒基成分=(A×100)/(100-L)式中 A-為干燥基成分L-為干燥物料燒失量列表如下：表2-5 灼燒基化學(xué)成分名稱SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其它灼燒生料20.725.383.1066.701.013.09（4）計算熟料煤耗P=q/Q=3735/24571.46=0.1520 kg/kg熟料（Q為煤熱值，q為單位熟料熱耗（5）計算熟料化學(xué)成分(100Kg熟料)煤灰摻入量為G=3.40%,則生料的

21、配比=100%-3.40%=96.60%按此計算的熟料的化學(xué)成分。列表如下：表2-6 熟料化學(xué)成分名稱配合比SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其它灼燒生料96.6020.025.202.9964.430.982.98煤灰3.401.561.100.160.140.050.16熟料10021.586.303.1564.851.033.09（6）計算熟料率值、檢驗KH=CaO-1.65Al2O3-0.35Fe2O3 /2.8SiO2=0.88SM= SiO2/Al2O3+ Fe2O3=2.28IM= Al2O3/ Fe2O3=2.00 KH=0.88 SM=2.24 IM=2.00 顯然KH

22、、 SM 和IM均符合要求，可按此配料進行生產(chǎn)干基配比為：石灰石82.1%、砂頁巖16.9%、銅渣2.0%2.3.3計算濕原料的配合比濕石灰石=81.1/（1-1%）=81.9192濕砂頁巖=16.9/(1-4%)=17.6042濕銅渣=2.0/（1-13%）=2.2989將質(zhì)量轉(zhuǎn)換為百分比：濕石灰石=81.9192/(81.9192+17.6042+2.2989)=80.45%濕砂頁巖=17.6042/(81.9192+17.6042+2.2989)=17.29%濕銅渣=2.2989/(81.9192+17.6042+2.2989)=2.26%濕基配合比：石灰石80.45%，砂頁巖17.29

23、%，銅渣2.26%第三章 物料平衡表3.1 物料平衡 物料平衡計算是計算從原料進廠到成品出廠各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要處理的物料量，包括所有原料、燃料、半成品、成品的量，并表達為小時、日、年需要量，作為確定工廠各種物料需要量、運輸量、工藝設(shè)計選型和計算存儲設(shè)施的依據(jù)。3.1.1 所需原料數(shù)據(jù)（1）窯的熟料日產(chǎn)量： 2500d/t（2）窯的臺數(shù)：一臺（3）窯的年利用率： 0.82（4）生料中各原料配合比：石灰石：砂頁巖：硫酸渣=81.1：16.9：2.0（5）物料天然水分（見表1-2）（6）物料燒成熱耗：3735kJ/kg熟料（7）燃料發(fā)熱量：24571.46kJ/kg燃料（8）生產(chǎn)損失：生料按1%計算，

24、其它按3%計算3.1.2 計算步驟和計算公式1、 熟料產(chǎn)量計算（1）計算的熟料產(chǎn)量需要的熟料年產(chǎn)量 Q熟年=2500´h´8760=750000t/d熟料小時產(chǎn)量 Q熟小時=2500/24=104t/d（2）計算實際煤耗P1=P/(1-生產(chǎn)損失)=0.1520/(1-3%)=0.1567 kg煤/kg熟料（3）原料消耗定額考慮到煤灰摻入時，干生料消耗定額為： 理論料耗Kt=(100-G)/(100-L)=1.51210kg生料/kg熟料 G為煤灰摻入量，L為燒失量 Kt=（100-3.1176）/(100-35.2293)=1.4958 kg生料/kg熟料實際料耗Ks=理論

25、料耗Kt/(1-生產(chǎn)損失) 實際料耗Ks=1.4958/(1-1%)=1.5109 kg/kg熟料（4）計算干基實際消耗定額 實際料耗定額=（實際料耗×百分比）/(1-生產(chǎn)損失) 干基石灰石=（1.5210×81.10%）/(1-3%)=1.2717 kg/kg熟料 干基砂頁巖=（1.5210×16.90%）/(1-3%)=0.2650 kg/kg熟料 干基銅渣=（1.5210×2.0%）/(1-3%)=0.03136 kg/kg熟料（5）計算濕基實際消耗定額 濕基石灰石= 干基石灰石/(1-石灰石含水率)=1.30681/(1-1%)= 1.3200k

26、g濕基石灰石/kg熟料 濕基砂頁巖= 干基砂頁巖/(1-砂頁巖含水率)=0.18714 / (1-4%)=0.1949kg濕基砂頁巖/kg熟料 濕基銅渣= 干基硫酸渣/(1-硫酸渣含水率)=0.03125/ (1-13%)=0.0359kg濕基硫酸渣/kg熟料濕基煤粉= 干基煤粉/(1-煤粉含水率)= 0.13484/(1-8%)= 0.1466kg濕基煤粉/kg熟料（6）窯的年利用率h=300/365=0.823.1.3 編制物料平衡表 將各種物料（干、濕）消耗定額分別乘以、，既可以求出各種物料的小時、日、年的需要量。表3.1 物料平衡表物料名稱天然水份濕基原料配合比生產(chǎn)損失消耗定額（t/t

27、熟料）物料平衡表干燥的含天然水分的干燥的含天然水分的t/ht/dt/年t/ht/dt/年石灰石1%81.13%1.27171.2845132.46883179.25953775133.80213211.25963375砂巖4%16.93%0.26500.276027.6042662.519875028.7500690207000銅渣14%2.03%0.031360.036053.266778.4235203.755290.12527037煤灰8%3%0.15670.170316.3229391.7511752.517.7396425.7512772.5生料1%1.5210158.4376380

28、2.51140750熟料1042500750000備注：窯系統(tǒng)年運轉(zhuǎn)天數(shù)300天；理論料耗：1.51210 kg生料/kg熟料； 實際熱耗：3735 kJ/kg；原煤熱值：24571.46 第四章 工藝流程簡述4.1 全廠工藝流程簡述全廠工藝流程是對水泥廠生產(chǎn)水泥的概述，從原料的開采到水泥熟料的燒成到水泥磨磨出水泥成品的整個過程。4.1.1 原料的制備生產(chǎn)水泥的原料包括石灰石質(zhì)原料、硅鋁質(zhì)原料和鐵質(zhì)原料。此次設(shè)計所用原材料為石灰石、砂巖及銅渣。1.關(guān)于石灰石 石灰石由船運至碼頭，鏟車送入板式喂料機入口，經(jīng)板式喂料機送至破碎機，破碎合格的石灰石(最大粒徑80mm)經(jīng)皮帶機送至圓形石灰石預(yù)均化堆場

29、，經(jīng)堆料機堆成料堆。板式喂料機及皮帶輸送機產(chǎn)生的揚塵經(jīng)袋式收塵器收塵后回收至皮帶機上，袋收塵器脈沖氣源由壓縮空氣提供，通過收塵的氣體經(jīng)排風(fēng)機排入大氣。排風(fēng)機保證袋收塵內(nèi)的負壓狀態(tài)。石灰石預(yù)均化堆場采用圓形堆場，采用分層堆料的方式堆成料堆。均化后的石灰石經(jīng)取料機取料由皮帶送至原料配料系統(tǒng)石灰石倉。石灰石倉頂部設(shè)置袋收塵一臺收集的石灰石粉塵回收到倉內(nèi)。2.關(guān)于其他原材料砂巖、銅渣由船運輸至碼頭后汽車卸入堆棚內(nèi)儲存，堆棚內(nèi)的砂巖、銅渣由帶式輸送機分別送至原料配料站的砂巖倉、銅渣倉。各原料倉的上部都有相應(yīng)的收塵設(shè)備。3.原料配料及輸送原料配料站設(shè)有石灰石庫，砂巖庫，銅渣庫。倉底均設(shè)有定量稱重給料機，即

30、皮帶秤。物料按配料比由帶式輸送機定量輸送至生料立磨進行粉磨，配料站出口皮帶上設(shè)置一臺除鐵器。以防有鐵塊進入生料磨，影響磨的粉磨效率。4 .原料粉磨及廢氣處理原料粉磨利用窯尾廢氣作為烘干熱源。來自生料配料站的原料經(jīng)金屬探測儀（除鐵器）及三通閥經(jīng)回轉(zhuǎn)喂料器喂入生料磨，粉磨合格的生料隨廢氣一起進入旋風(fēng)筒進行氣固分離，分離出來的合格生料經(jīng)斜槽及提升機送至生料均化庫，在斜槽風(fēng)機出口處設(shè)置一袋收塵器，將揚塵回收。出排風(fēng)機的廢氣一部分作為磨機循環(huán)風(fēng)，剩余部分入袋收塵器。當(dāng)原料磨、SP鍋爐同時運行時，窯尾廢氣進入SP鍋爐降溫至220230后，作為原料磨烘干熱源。 當(dāng)原料磨運行，SP鍋爐不運行時，窯尾廢氣進入增

31、濕塔降溫至220250后，作為原料磨烘干熱源。當(dāng)磨機不運行時，窯尾廢氣經(jīng)SP鍋爐或增濕塔降至150溫度后，直接進入電收塵器。廢氣經(jīng)電收塵器處理后，煙氣的排放濃度滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求。為了有效監(jiān)測與控制粉塵及廢氣對外界環(huán)境的污染，在窯尾、窯頭煙囪安裝了煙氣顆粒物、NO2和SO2在線監(jiān)測儀。當(dāng)增濕塔收下的粉塵水分過大時，則增濕塔下的螺旋輸送機反轉(zhuǎn)，將收下的濕料從另一端排出。同時調(diào)整增濕塔的用水量。在生料入庫前設(shè)置有生料連續(xù)取樣裝置，取出的樣品送到質(zhì)管部進行多元素分析檢測，質(zhì)管部根據(jù)其檢測結(jié)果調(diào)整原料配合比，以保證出磨生料的合格率及穩(wěn)定性。5 .生料均化庫及喂料生料磨系統(tǒng)送來的生料由提升機經(jīng)空氣輸送斜槽

32、輸送入均化庫內(nèi)，生料均勻分布于庫內(nèi)。當(dāng)庫底卸料時，形成“漏斗”狀料流垂直切割各料層，達到重力均化作用。均化庫設(shè)八個卸料口，庫內(nèi)底部有八大卸料區(qū)。一個大卸料區(qū)圍繞一個卸料口，又分成兩個小區(qū)，卸料口出料時，這兩個小區(qū)輪換充氣。庫底環(huán)行區(qū)所需強空氣由一臺均化風(fēng)機（羅茨）提供。庫底卸料是由程序器對各充氣管路上的電控氣動閥控制，以實現(xiàn)有序卸料。此外生料均化庫還配置一臺供均化倉的均化風(fēng)機。外接壓縮空氣用于操作氣動閥、氣動開關(guān)閥以及除塵器。配置一臺備用均化風(fēng)機，實現(xiàn)三臺均化風(fēng)機互為備用。生料經(jīng)提升機、空氣輸送斜槽送入生料庫中。庫內(nèi)分八個卸料區(qū)，生料按照一定的順序分別由各個卸料區(qū)卸出進入攪拌倉進行攪拌，均化作

33、用主要由庫內(nèi)重力切割和攪拌倉的攪拌來實現(xiàn)。攪拌倉同時為窯喂料倉，帶有荷重傳感器、充氣裝置，倉下設(shè)流量控制閥和流量計實現(xiàn)窯喂料量的計量和調(diào)節(jié)。經(jīng)計量的生料通過斜槽、提升機喂入窯尾預(yù)熱器。在生料進入窯尾預(yù)熱器前設(shè)有生料取樣裝置，對入窯生料進行分析檢測，用以作為燒成系統(tǒng)的操作指導(dǎo)。4.1.2 水泥熟料的燒成及余熱發(fā)電從均化庫出來的生料經(jīng)斜槽、斗提輸送到懸浮預(yù)熱器頂部，在經(jīng)斜槽送到懸浮預(yù)熱器中進行預(yù)熱。預(yù)熱后的生料有一小部分直接進入窯內(nèi)，大部分進入分解爐。分解爐用三次風(fēng)直接從窯頭罩上抽取，通過三次風(fēng)管直接送至分解爐。窯尾提升機提升來的生料由電液動側(cè)三通控制，可分別至窯尾預(yù)熱器或生料均化庫。至窯尾預(yù)熱器

34、的生料經(jīng)空氣輸送斜槽、電動分料器分為兩部分，從每列C2C1旋風(fēng)筒風(fēng)管加入，經(jīng)C4下料管進入分解爐，與三次風(fēng)混合后，物料在分解爐內(nèi)快速預(yù)熱和分解，經(jīng)C5分解爐風(fēng)管進入C5旋風(fēng)筒，由C5旋風(fēng)筒分離后，經(jīng)下料錐體進入回轉(zhuǎn)窯中。安裝在生料溜子下部的撒料箱確保氣體管道中的物料分布均勻。入窯物料經(jīng)回轉(zhuǎn)窯高溫煅燒，發(fā)生固液相反應(yīng)，形成高溫熟料。煅燒后的高溫熟料通過窯頭罩進入篦冷機冷卻。窯頭采用多通道噴煤管，保證煤粉的正常煅燒，同時也適合低揮發(fā)分煤的正常穩(wěn)定煅燒。，冷卻機出口設(shè)有熟料破碎機，出破碎機的熟料經(jīng)鏈斗輸送機送入熟料庫儲存。冷卻機系統(tǒng)的廢氣經(jīng)風(fēng)冷卻器和袋收塵器處理后排入大氣，在窯頭、窯尾廢氣煙囪安裝了

35、煙氣顆粒物在線監(jiān)測儀， 用以連續(xù)監(jiān)測廢氣中的粉塵排放濃度、NOx、SO2。在熟料庫底設(shè)有多個下料口，以提高庫的卸空率。本系統(tǒng)設(shè)有余熱發(fā)電，在余熱發(fā)電系統(tǒng)運行時，窯頭和分解爐煤粉燃燒后的廢氣經(jīng)過分解爐、各級旋風(fēng)筒、窯尾廢氣風(fēng)管排出后，進入窯尾余熱鍋爐（SP），在余熱鍋爐（SP）內(nèi)進行熱交換，氣體溫度降至200左右后，由高溫風(fēng)機排出；進入余熱鍋爐（SP）內(nèi)的水被加熱成為蒸汽后，送往發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電；從蓖冷機二段抽出的一部分煙氣經(jīng)過窯頭余熱鍋爐（AQC），把水加熱成蒸汽后，送往余熱發(fā)電系統(tǒng)。4.1.3水泥熟料的冷卻及儲存出窯的水泥熟料進入冷卻機當(dāng)中，用冷風(fēng)吹以熱交換的形式，降低水泥熟料 的溫度。經(jīng)加熱的

36、一部分熱風(fēng)經(jīng)窯頭進入窯內(nèi)即二次風(fēng)，二次風(fēng)是由二次風(fēng)機抽取篦冷機一段中的熱空氣經(jīng)窯頭進入窯內(nèi)而形成的風(fēng)。抽取二次風(fēng)的多少對篦冷機的熱回收效率有影響。三次風(fēng)也是從窯頭抽取的。另外從篦冷機的二段和三段交接處抽出部分熱風(fēng)用于窯頭預(yù)熱發(fā)電和煤磨中煤的烘干。用于預(yù)熱發(fā)電的熱空氣經(jīng)沉降室，將部分粉塵分離出來。分離出的粉塵經(jīng)螺旋輸送器輸送到熟料庫當(dāng)中。出沉降室的熱空氣進入AQC鍋爐中進行熱交換，出AQC鍋爐的氣體溫度在150度左右，正是電收塵進行收塵的合適溫度，因此出AQC鍋爐的氣體經(jīng)電收塵除塵后就可排入大氣當(dāng)中。另外用于煤烘干的熱空氣也是來自篦冷機。4.1.4 煤粉制備系統(tǒng)原煤由船運至碼頭汽車運至原煤堆場，

37、經(jīng)板式喂料機由皮帶輸送至原煤預(yù)均化堆場預(yù)均化及儲存，原煤均化后由皮帶送至煤磨原煤倉。原煤經(jīng)原煤倉、定量給料機喂入煤磨系統(tǒng)，在磨內(nèi)進行烘干與粉磨，煤粉由出磨氣體帶入煤磨動態(tài)選粉機，分離出的粗粉返回磨內(nèi)再次粉磨，細粉隨氣體進入高濃度煤磨專用袋式除塵器，收集下的煤粉送入帶有荷重傳感器的煤粉倉。煤粉制備系統(tǒng)利用窯頭廢氣作為烘干熱源。煤粉倉下設(shè)有分解爐及窯頭喂煤計量系統(tǒng)，計量后的煤粉氣力輸送至窯尾分解爐燃燒器和窯頭多通道煤粉燃燒器。4.2 車間工藝布置要求4.2.1 進行車間工藝布置設(shè)計時需要重點考慮的幾個問題：1. 最大限度的滿足工藝生產(chǎn)，設(shè)備維修的要求；2. 充分有效的利用本車間建筑面積和建筑體積；

38、3. 要為本車間技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的先進合理創(chuàng)造條件；4. 對本車間將來的發(fā)展和廠房的擴建留有余地；5. 本車間所采用的勞動安全和工業(yè)衛(wèi)生等措施應(yīng)符合有關(guān)的規(guī)范和規(guī)定；6. 本車間和相關(guān)車間在總平面布置圖中的位置要適當(dāng)，力求做到布置緊湊，縮短運輸距離；7. 避免人流和物流平面交叉；8. 充分注意建廠地區(qū)的氣候，地質(zhì)，水文等條件對車間工藝布置的特殊要求；9. 征求和了解其它專業(yè)對車間工藝布置的要求。4.2.2 廠房布置1、廠房的平面布置（1） 建筑面積應(yīng)力求合理緊湊。（2） 適當(dāng)布置廠房出入口，通道和樓梯位置。（3） 各種地下構(gòu)筑物應(yīng)統(tǒng)一考慮，合理安排，以節(jié)約基建工程量，并避免與建筑物基礎(chǔ)及設(shè)備基礎(chǔ)發(fā)

39、生矛盾。（4） 廠房平面布置應(yīng)力求規(guī)整，并應(yīng)考慮將來擴建的可能性，還應(yīng)考慮在擴建時盡量不妨礙原有的生產(chǎn)正常進行，不拆除原有的建筑和施工方便等。（5） 可在露天放置的設(shè)備，不必建設(shè)廠房，以節(jié)約投資。2、廠房的立面布置（1） 在進行廠方空間布置時，必需對梁的位置及梁，板的截面尺寸有所估計。（2） 走廊，地坑，操作平臺等通行部分的凈空高度為2.25m，不經(jīng)常同行部分為1.95m?？罩凶呃瓤缭焦坊蜩F路時，路面或軌頂面上方的凈空高度，公路設(shè)為4.6m。（3） 高溫車間廠房可適當(dāng)增加高度，并考慮加開天窗，以利通風(fēng)散熱。4.2.3 設(shè)備布置1. 重型設(shè)備以及在運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生較大震動的設(shè)備應(yīng)盡可能布置在廠房的地

40、面。如不能，其支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)與廠方結(jié)構(gòu)分開，以減少廠房的荷載及震動。2. 兩臺或兩臺以上的設(shè)備布置在同一廠房內(nèi)時，應(yīng)注意設(shè)備之間的間距。3. 斗式提升機的地坑應(yīng)有足夠的空間，以便于清料和檢修。4. 工藝管道應(yīng)盡量集中布置，力求管線最短，轉(zhuǎn)彎最少且布置整齊。5. 設(shè)備沿墻布置時，應(yīng)注意不要影響到門窗的開啟，不妨礙廠房的采光和通風(fēng)。4.3 工藝布置特點本次畢業(yè)設(shè)計的題目是2500t/d水泥熟料新型干法生產(chǎn)線原料系統(tǒng)工藝設(shè)計。在查閱資料和綜合參觀實習(xí)的實際情況之后，決定遵循 “高效節(jié)能”的原則，采用沈陽重工MLS3626的立磨，廢氣處理系統(tǒng)則選擇適用的“三風(fēng)機系統(tǒng)”。根據(jù)實際情況和圖紙的尺寸，工藝布置特

41、點是以回轉(zhuǎn)窯為中心的1型布局。第五章 主機設(shè)備選型計算主機平衡計算是根據(jù)物料平衡結(jié)果和車間（或生產(chǎn)環(huán)節(jié)）的工作制度（或年利用率），計算各個車間（或生產(chǎn)環(huán)節(jié)）要求主機小時產(chǎn)量，然后確定車間的工藝流程，選定主機的型號、規(guī)格、標(biāo)定主機的產(chǎn)量和需用臺數(shù)。5.1 石灰石破碎系統(tǒng)5.1.1破碎設(shè)備破碎機又稱碎石機。破碎作業(yè)常按給料和排料粒度的大小分為粗碎、中碎和細碎。常用的砂石設(shè)備有顎式破碎機、鄂式破碎機，反擊式破碎機，沖擊式破碎機，復(fù)合式破碎機，單段錘式破碎機，立式破碎機，旋回破碎機、圓錐式破碎機、輥式破碎機、雙輥式破碎機等幾種。表5.1 石灰石破碎機選型表序號項目單位計算公式及依據(jù)計算結(jié)果方案方案1需

42、破碎物料 物料參照物料平衡表石灰石，水分1%時產(chǎn)量Ght/h132.4688日產(chǎn)量Gdt/d3179.25年產(chǎn)量Gyt/y9537752破碎粒度開采粒度Dmm參照設(shè)計任務(wù)書表21000磨機喂入粒度mm90破碎粒度dmm753破碎比i=D/d204確定工藝方案 錘式破碎機反擊式破碎機5破碎系統(tǒng)要求產(chǎn)量t/h手冊（4-4）G=g G0/dntk402燒成車間年產(chǎn)熟料量G0t/y參照物料平衡表750000每噸熟料的石灰石耗量gt/t1.2717破碎系統(tǒng)全年工作日dd300每天工作班數(shù)n班一班每班工作小時數(shù)th8小時 續(xù)表5.1序號項目單位計算公式及依據(jù)計算結(jié)果方案方案供料不均衡系數(shù)k同上，0.810

43、.96選擇破碎機規(guī)格型號分別參考中國破碎機網(wǎng)和手冊表4-16LPC-LOR6001PF-1622生產(chǎn)能力t/h400600500600轉(zhuǎn)子（直徑D×長度L）mm1420*11941600*2250最大入料粒度mm1000800出料粒度mm7525轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速nr/min3187確定破碎機臺數(shù)，班數(shù)綜合考慮生產(chǎn)能力和系統(tǒng)要求產(chǎn)量N=1M=1N=2M=28電動機功率kW8009004505009綜合分析、比較單段錘式破碎機工作錘頭，采用新工藝鑄造，具有耐磨耐沖擊；可據(jù)客戶要求，調(diào)節(jié)需要的粒度；錘破機體結(jié)構(gòu)密封，解決了破碎車間的粉塵污染和機體漏灰問題。 整體設(shè)計造型美觀、結(jié)構(gòu)緊湊，易損件少，維

44、修方便等優(yōu)點，是升級換代產(chǎn)品。所以，采用方案表5.2 單段錘式破碎機的技術(shù)性能參數(shù)型號規(guī)格最大進料(mm)轉(zhuǎn)子直徑(mm)轉(zhuǎn)子長度(mm)出料粒度(mm)生產(chǎn)能力(t/h)電機功率(kw)設(shè)備重量(kg)(不包括電機)LPC-LOR600110001420119475500600800900920005.2 原料粉磨系統(tǒng)5.2.1 原料粉磨設(shè)備原料粉磨是水泥生產(chǎn)中非常重要的環(huán)節(jié)，粉末效果的好壞直接影響熟料燒成的好壞。輥式磨作為一種集破碎、烘干、粉磨、選粉、輸送等功能于一體的高效節(jié)能設(shè)備，在生料粉磨中應(yīng)用最為廣泛。使用該機原料研磨，分散性能好、質(zhì)量穩(wěn)定、操作方便、換色容易、外型美觀，同時可配合砂

45、磨、膠體磨等設(shè)備成套使用效果更佳。表5.3 原料磨選型計算序號項目單位計算公式和依據(jù) 計算結(jié)果1需粉磨物料量時產(chǎn)量t/h參照物料平衡表158.4376日產(chǎn)量t/d3802.5年產(chǎn)量t/y11407502入磨物料性質(zhì)喂入物料參照物料平衡表參照表5.1序號6數(shù)據(jù)石灰石砂巖銅渣粒度mm254010水分%1414配合比%81.116.92.03要求主機小時產(chǎn)量t/h參照手冊公式2-33Gh=Gy/8760182.4376適宜年利用率參照手冊表2-10=0.700.80=300×3×7/8760=0.72序號項目單位計算公式和依據(jù)計算結(jié)果方案方案4選擇磨機磨機型號參照中國水泥2006

46、.9為2500t/d生產(chǎn)線配套的大型原料立磨的技術(shù)現(xiàn)狀MLS3726MLS3626最大入磨粒度mm9590入磨物料最大水分%15.0%12.0%產(chǎn)量t/h240190200產(chǎn)品細度(R0.08)%14%12%產(chǎn)品水分%0.5%0.5%出磨風(fēng)量m3/h84000025000出磨風(fēng)溫8010090120磨盤最大外徑mm37503600磨輥直徑mm26502650磨輥寬度mm1000900磨輥數(shù)量33磨盤轉(zhuǎn)速r/min23.025.7主電機功率kW24002000選粉機轉(zhuǎn)速r/min5018050180選粉機效率%8590%8590%5確定磨機臺數(shù)N班數(shù)M根據(jù)臺時產(chǎn)量和要求的主機小時產(chǎn)量N=1M=3

47、N=1M=36綜合分析、比較國內(nèi)使用較普遍，MLS雖然是國產(chǎn)設(shè)備價格較低，3726比3626更加成熟，結(jié)合本廠所用的原料和其他實際最終選用MLS3626。.7結(jié)論通過以上綜合比較決定采用方案方案表5.4 MLS3626立式磨技術(shù)性能參數(shù)磨機型號MLS3626入磨物料粒度mm90 入磨物料綜合水分%6%產(chǎn)量t/h190產(chǎn)品細度(R0.08)%80µm篩篩余14%產(chǎn)品水分%0.5出磨風(fēng)量m3/h250000出磨風(fēng)溫90磨盤中徑mm3600磨盤最大外徑mm5610磨輥直徑mm2650磨輥寬度mm900磨輥數(shù)量3磨盤轉(zhuǎn)速r/min25.7主減速機型號KMP710主電機型號YRKK710-6主

48、電機功率kW2000分離器電機功率kW75液壓系統(tǒng)壓力（正常使用）bar180bar5.3 旋風(fēng)收塵器5.3.1 旋風(fēng)收塵器由于粉磨選用輥式磨，磨的出口風(fēng)量比較大，一般選用旋風(fēng)收塵器。目前現(xiàn)有參考文獻有限，以航民上峰為實體依據(jù)。由磨機排風(fēng)量，計算出筒徑大小，從而確定旋風(fēng)筒的型號。表5.5 旋風(fēng)收塵器選型計算序號項目單位計算公式及依據(jù)計算結(jié)果1進入旋風(fēng)收塵器的氣體性質(zhì)磨機通風(fēng)量Qmm3/h表5.4250000磨機出口處氣溫T190進入旋風(fēng)筒氣溫T285進入收塵器氣流量QJm3/h250000 續(xù)表5.5 序號項目單位計算公式及依據(jù)計算結(jié)果實際進入收塵器氣流量Qm3/h625002選擇收塵器型號、

49、規(guī)格、名稱非標(biāo)定制旋風(fēng)收塵器直徑D0mmD0=(QV/2826vp)0.54500除塵器處理風(fēng)量QVm3/h62500筒體截面平均速度vpm/s一般vp=2.54.0 m/s33選擇旋風(fēng)收塵器直徑Dmm45004需用旋風(fēng)筒個數(shù)N個2風(fēng)速m/s16.13處理風(fēng)量m3/h450000過濾風(fēng)壓Pa995收塵效率%99循環(huán)風(fēng)機型號R6-2×30 28·f風(fēng)量m3/h450000廢氣溫度805.4 袋收塵5.4.1袋收塵器的選型計算袋式收塵器的選型計算過程見下表：表5.6 袋式收塵器選型計算序號項 目單位計算公式及依據(jù)計算結(jié)果1設(shè)備通風(fēng)量磨機出風(fēng)量m3/h參照表5.5250000窯尾風(fēng)量Q2 3800002系統(tǒng)漏風(fēng)量Q3m3/h設(shè)備通風(fēng)量的1030%1890003處理風(fēng)量Qm3/hQ=Q1+ Q2+ Q38190004氣溫循環(huán)風(fēng)機出風(fēng)溫參照表5.580窯尾風(fēng)溫150350續(xù)表5.6 序號項 目單位計算公式及依據(jù)計算結(jié)果5含塵濃度g/m 3306選擇收塵器根據(jù)以上參數(shù)選擇序號項目單位計算公式及依據(jù)計算結(jié)果7凈過濾速度VNm/s0.388凈過濾面積ANm 2AN=Q/60VN503039選擇型號根據(jù)產(chǎn)品目錄性能參數(shù)表選擇型號BFRS