日產(chǎn)5000噸水泥熟料預(yù)分解窯窯尾部分的工藝的設(shè)計論文

1、 . . . 第1章 緒 論1.1 概述新型干法預(yù)分解窯是現(xiàn)代最先進(jìn)的水泥生產(chǎn)技術(shù)，它以其獨(dú)特的優(yōu)越性贏得了國際的認(rèn)可。以預(yù)分解窯為代表的新型干法水產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今水泥工業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)技術(shù)藝，它具有生產(chǎn)能力大、自動化程度高、產(chǎn)品質(zhì)量高、能耗低、有害物排放量低等一系列優(yōu)點(diǎn)。目前,我國廣泛采用的是國際上先進(jìn)的圖形顯示技術(shù)、通信技術(shù)、計算機(jī)控制技和集中管理、分制的集散型控制系統(tǒng),并自行研發(fā)了工廠生產(chǎn)管理信息系統(tǒng),保障了系統(tǒng)的安全性和可靠性,符合了實(shí)用性的要求。新型干法工藝是當(dāng)代最具現(xiàn)代化、規(guī)?；乃嗌a(chǎn)方式，已被世界各國普遍采用，成為水泥生產(chǎn)技術(shù)的主流。通過多年的不斷探索，我國的水泥工業(yè)發(fā)展取得了

2、很大成果，水泥產(chǎn)量多年位居世界第一，為我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的提供了有力保障。然而就目前來看，我國水泥工業(yè)的結(jié)構(gòu)仍然存在十分突出的矛盾，主要表現(xiàn)為經(jīng)營粗放、生產(chǎn)集中度和勞動生產(chǎn)率相對較低、資源與能源消耗較高、環(huán)境污染比較嚴(yán)重，特別是立窯、濕法窯、干法中空窯等落后技術(shù)裝備還占相當(dāng)比重，可持續(xù)發(fā)展面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為加快推進(jìn)水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級，滿足科學(xué)發(fā)展觀和走新型工業(yè)化道路的要求，新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)將迎來在全國發(fā)展的大好時機(jī)。1.2 設(shè)計簡介本設(shè)計是5000t/d熟料新型干法生產(chǎn)線窯尾部分的工藝設(shè)計，設(shè)計采用目前國外水泥行業(yè)相對較為先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，力求最大限度的降低能耗、降低基建投資，又最

3、大限度的提高產(chǎn)、質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好型、資源節(jié)約型的水泥發(fā)展要求。石灰石預(yù)均化堆場設(shè)計為矩形預(yù)均化堆場，其規(guī)格為42×170m。石灰石礦山全礦化學(xué)成分比較穩(wěn)定，品質(zhì)優(yōu)良，均勻性比較好。廠區(qū)設(shè)1個Ø15×30m 圓庫儲存石灰石用于生料配料，庫有效儲量6844t，實(shí)際儲存時間為1.09d，能滿足生產(chǎn)的正常進(jìn)行。因?yàn)樵撼傻姆植▌訉晒に?、熱工制度的穩(wěn)定性與熟料質(zhì)量等的影響極大，外購煤的質(zhì)量難以完全預(yù)先控制，同時多點(diǎn)供應(yīng)原煤的可能性是存在的，并且考慮將來使用低品位原煤的需要，故設(shè)置原煤預(yù)均化設(shè)施。原煤圓形預(yù)均化堆場規(guī)格為Ø80m，堆場有效儲量13150t。可滿

4、足10天的原煤儲存需求。原煤預(yù)均化堆場外設(shè)置一個煤堆棚，通過運(yùn)輸來的煤，可以直接進(jìn)入堆棚儲放。 鐵粉和礦渣采用聯(lián)合預(yù)均化堆場其規(guī)格為30×50m。生料粉磨選擇HRM4800型立式磨機(jī)一臺，臺時產(chǎn)量為：420-460t/h，入磨粒度<110mm，出磨細(xì)度：80m篩余<12%，入磨水分12%，出磨水分1.0%，主電機(jī)功率3800KW。磨機(jī)配備選粉系統(tǒng)，不但提高了磨機(jī)產(chǎn)量，還可降低粉磨電耗。生料均化庫采用IBAU型均化庫，規(guī)格為：1-22.5×48m，儲量為：16000t，實(shí)際存儲天數(shù)為2.01d。該庫集生料儲存、均化和喂料于一體，具有均化效果好、電耗低、系統(tǒng)簡單、操

5、作管理方便等優(yōu)點(diǎn)。熟料燒成采用帶CDC分解爐的雙系列五級旋風(fēng)預(yù)熱器，CDC分解爐特別適合于低揮發(fā)分煤的完全燃燒；旋風(fēng)預(yù)熱器結(jié)構(gòu)優(yōu)化，系統(tǒng)阻力低，節(jié)能效果顯著。正常生產(chǎn)情況下日產(chǎn)熟料能力5000t，熟料熱耗3000kJ/kg。窯尾預(yù)熱器采用4-2-2-2-2組合。預(yù)熱器規(guī)格：C1為4-Ø4658mm，C2為2-Ø6214mm，C3為2-Ø6589mm，C4為2-Ø6579mm，C5為2-Ø6927mm。出C1廢氣量為1.618Nm3/kg熟料。CDC分解爐：直徑Ø8130mm，有效高度26400 mm。窯與分解爐用煤比例為40%和60%

6、。設(shè)計選用規(guī)格為4.8×74m的回轉(zhuǎn)窯，斜度為4%，三擋支輪，主傳轉(zhuǎn)速0.35-0.4r/min,電機(jī)功率630KW。窯磨廢氣處理采用低壓長袋脈沖袋收塵器，確保了廢氣達(dá)標(biāo)排放。熟料庫采用帳篷庫，規(guī)格為Ø30×40m，有效儲量為36250t，實(shí)際儲存期為7.25d，富于值儲存過剩的熟料，以保證生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行，同時也可以直接銷售熟料。煤粉制備系統(tǒng)設(shè)計放棄傳統(tǒng)的風(fēng)掃管磨+粗粉分離器+旋風(fēng)除塵器+電除塵器的方案，ZJTL2220C型立式磨一臺，標(biāo)定臺時產(chǎn)量為：30（t/h），煤粉細(xì)度可靈活調(diào)節(jié)，主電機(jī)功率480kw，出磨粒度80m篩余8%；水分< 15.0% ，煤粉

7、水分<1.0%。煤磨+脈沖噴吹袋式收塵器的方案，原煤經(jīng)全密閉計量給煤機(jī)喂入輥式磨烘干粉磨，熱源取自窯頭篦式冷卻機(jī)余風(fēng)。該方案較前者節(jié)省了投資設(shè)備，減少了建筑占地面積，并且操作簡單穩(wěn)定，充分利用了余熱。設(shè)有煤粉倉2個，1個放置于煤磨車間為分解爐供煤，一個放置于窯頭車間為回轉(zhuǎn)窯供煤。本設(shè)計選用混合材初水分為10%，要求終水分達(dá)到1%，因此選擇規(guī)格為Ø2.4×18m的回轉(zhuǎn)烘干磨2臺，其臺時產(chǎn)量可達(dá)26,9t/h，烘干熱耗為5780 kJ/kg水。水泥粉磨采用2套輥壓機(jī)帶O-Sepa3505選粉機(jī)的閉路球磨機(jī)粉磨系統(tǒng)，簡單實(shí)用、運(yùn)轉(zhuǎn)率高，調(diào)節(jié)水泥細(xì)度方便，能同時生產(chǎn)不同品種水

8、泥。磨機(jī)選用了4.3×13m球磨機(jī)，其傳動采用了中心傳動系統(tǒng)，具有傳遞功率大、投資省、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。O-Sepa選粉機(jī)一、二、三次風(fēng)全為環(huán)境冷空氣，大大改進(jìn)水泥質(zhì)量、提高粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量。臺時產(chǎn)量可達(dá)200t/h，功率3550kW/臺。磨出水泥細(xì)度比表面積達(dá)360m2/kg。水泥庫采用6座Ø15×32m圓型水泥庫儲存水泥，每庫儲量7357.3t，總儲量達(dá)44143.8 t，實(shí)際存儲器為7.10d，水泥庫底可直接發(fā)運(yùn)散裝水泥。設(shè)計采用德國 Haver&Boecher公司生產(chǎn)的RS型8嘴回轉(zhuǎn)包裝機(jī)2臺進(jìn)行水泥包裝，臺時產(chǎn)量為120-130t/h.通過電子計量方

9、式進(jìn)行計量，具有稱量精度高、密封性能好、揚(yáng)塵小、自動化程度高與操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。全廠的中央地帶修建生產(chǎn)控制樓，生產(chǎn)樓設(shè)置中央控制室。中央化驗(yàn)室則和中央控制室平行布置，負(fù)責(zé)全廠原、燃材料、半成品和成品的物理檢驗(yàn)、化學(xué)分析與質(zhì)量控制。設(shè)半露天布置總降壓站1座，分別向廠區(qū)和礦山供電。設(shè)置給水處理系統(tǒng)滿足生產(chǎn)生活需要。生活、消防給水管網(wǎng)和生產(chǎn)給水管網(wǎng)皆設(shè)計為環(huán)狀管網(wǎng)。設(shè)置污水處理場對生活污水、生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理。辦公樓、生產(chǎn)樓采用中央空調(diào)機(jī)組調(diào)節(jié)空氣流量和溫度；電氣室、變電所、總降壓站等處采用柜式空調(diào)機(jī)調(diào)節(jié)空氣流量和溫度。每個揚(yáng)塵點(diǎn)設(shè)計收塵器，全廠收塵器均為袋收塵器。最大限度地保護(hù)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境，對環(huán)境的

10、污染降到最小。工藝設(shè)計是工廠建設(shè)的基礎(chǔ)，是設(shè)計是工廠設(shè)計的主要環(huán)節(jié)，是決定全局的關(guān)鍵。工藝設(shè)計的主要任務(wù)是確定生產(chǎn)方法、選擇生產(chǎn)工藝流程；確定生產(chǎn)設(shè)備的類型、規(guī)格、數(shù)量，選取各項(xiàng)工藝參數(shù)與定額指標(biāo)。進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合分析，切合實(shí)際，經(jīng)濟(jì)合理，選擇最合適的熟料燒成車間工藝布置流程。設(shè)計力求做到“清潔生產(chǎn)”，并且節(jié)約能源、提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率，使水泥生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)集約型、環(huán)境友好型的現(xiàn)代化工業(yè)方向前進(jìn)。第2章 原料與燃料2.1原料的質(zhì)量要求2.1.1水泥原料 原料的成分和性能直接影響配料、粉磨、煅燒和熟料的質(zhì)量，最終必然影響到水泥的質(zhì)量，所以水泥的原料應(yīng)該滿足以下工藝要求： （1）原料的化學(xué)

11、成分必須滿足配料的要求，才能制得成分符合要求的熟料，否則會使配料困難，甚至導(dǎo)致無法配料。（2）有害雜質(zhì)的含量應(yīng)盡量少，以便于工藝操作和控制水泥的質(zhì)量。（3）應(yīng)具備良好的工藝性能，如易磨性、易燒性、熱穩(wěn)定性、易混合性等。1、石灰質(zhì)原料石灰石質(zhì)原料是水泥生產(chǎn)過程中消耗最多的原料，一般生產(chǎn)1噸熟料約需1.21.3噸石灰質(zhì)干原料。本設(shè)計的石灰質(zhì)原料為石灰石，其各項(xiàng)指標(biāo)均符合一級品的要求。石灰石儲量豐富而且距離工廠的距離較近可以采用皮帶輸送機(jī)直接輸送到廠區(qū)，水泥礦山可有效利用石灰石輸送過程中的高差勢能，將高差勢能轉(zhuǎn)化為電能并回流至電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)能源充分利用。2 、粘土質(zhì)原料天然的粘土質(zhì)原料有黃土、粘土、頁巖

12、、泥巖、粉砂巖等，其主要化學(xué)成分是SiO2，其次是Al2O3,還有少量的Fe2O3,一般生產(chǎn)1t熟料用0.3-0.4t粘土質(zhì)原料。本次設(shè)計中，粘土礦山的儲量豐富而且距離工廠的距離較近可以采用皮帶輸送機(jī)直接輸送到廠區(qū)的粘土均化庫中進(jìn)行均化。3、校正原料當(dāng)石灰石和粘土質(zhì)原料的配比所得的生料成分不能符合配料方案的要求的時候，必須根據(jù)所缺少的組分，摻加相應(yīng)的校正原料。我國的粘土原料以與煤灰分中一般含氧化鋁較高，而氧化鐵不足，結(jié)合我國的實(shí)際情況為了滿足煅燒的要求，需要加入鐵質(zhì)校正原料。2.2.2、混合材和石膏水泥中摻入一定的混合材不僅可以提高水泥同期強(qiáng)度，同時還可以提高水泥產(chǎn)量，降低水泥生產(chǎn)成本。本設(shè)計

13、主要是生產(chǎn)42.5R級普通硅酸鹽水泥 ，所以加入的混合材主要為火力發(fā)電站排出的粉煤灰和礦渣。石膏在水泥廠水泥生產(chǎn)的過程中是一種非常重要的原料，它作為混合材和水泥熟料進(jìn)行粉磨。石膏具有調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)時間的作用，同時還對于水泥的早期強(qiáng)度的有提高作用。2.2燃料的品質(zhì)要求燃料的品質(zhì)對于熟料組成選擇有著較大的影響。煤的揮發(fā)物含量對于水泥熟料的煅燒有直接影響。揮發(fā)物的含量過高，將使得回轉(zhuǎn)窯窯中的黑火頭縮短，容易造成熱力分散，形成低溫長帶燃燒；反之，煤的揮發(fā)分過低，容易造成熱力集中，短焰急燒。近年來，燃煤的均勻性受到世界各國的充分重視。特別是應(yīng)用低品位的燃料以與煤質(zhì)變化較大時，應(yīng)該進(jìn)行燃煤的預(yù)均化，才能保證

14、熟料成分的穩(wěn)定和水泥質(zhì)量的提高。 1. 水泥工業(yè)用煤的質(zhì)量分析（1） 熱值：對于燃料的熱值希望是越高越好，可以有效的充分的提高發(fā)熱能力和煅燒溫度。熱值比較低的煤是熟料的煅燒時的熱耗增加，同時窯的單位產(chǎn)量降低。（2） 揮發(fā)分：煤的固定碳和揮發(fā)分是煤的可燃成分，揮發(fā)分低的煤不容易著火，窯容易出現(xiàn)黑火頭，高溫帶比較集中。本次設(shè)計中采用的是褐煤。（3） 灰分：煤的灰分是水泥用煤的主要指標(biāo)之一。如果灰分過高將導(dǎo)致煤的著火點(diǎn)后移，輻射傳熱效率降低，導(dǎo)致熟料顆粒的成分不均與。從而影響窯的熱工制度。（4） 水分：水分也是影響每份制備和燃燒的不利因素之一。對于燃燒來講，水分越高，煤粉的滯后燃燒越嚴(yán)重，同時將造成

15、不完全的燃燒，預(yù)分解系統(tǒng)將出現(xiàn)堵塞，降低熟料的質(zhì)量。（5） 煤粉的細(xì)度：煤粉的細(xì)度將直接影響火焰的長度以與形狀。在燃燒過程中，煤粉的越細(xì)，比表面積越大，在空氣中與氧氣接觸的機(jī)會就越大，燃燒的速度越快，燃燒也越完全，單位時間放出的熱量也越多，可以提高窯火焰的溫度。2.3 熟料熱耗的選擇本設(shè)計選取3200kJ/kg熟料。第3章 配料與工藝平衡計算3.1配料計算3.1.1原料選擇表 3-1原料化學(xué)成分（%）成分名稱LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOR2OSO3石灰石42.661.740.430.1952.981.460.20-粘土6.2569.4913.916.021.110.921.

16、20.85鐵粉- 34.4211.5348.273.530.09 -礦渣-35.0614.282.441.348.43 -0.03煤灰-50.2939.633.264.541.33-表3-2 煤的工業(yè)分析War(%)Var (%)Aar(%)FCar(%)Qnet,ar（kj/kg）原煤（煙煤）0.4826.4327.6948.2724368取熟料的燒成熱耗： q=3000（kj/kg）。3.1.2水泥配料方案表3-3 水泥的配料方案成分名稱LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOR2OSO3石灰石42.661.740.430.1952.981.460.20-粘土6.2569.4913

17、.916.021.110.921.20.85鐵粉- 34.4211.5348.273.530.09 -礦渣-35.0614.282.441.348.43 -0.03煤灰-50.2939.633.264.541.33-1、本設(shè)計中充分考慮熟料的質(zhì)量和強(qiáng)度以與熟料的易燒性能設(shè)定三率值為：KH=0.90±0.03 SM=2.5±0.1 IM=1.5±0.12、計算熟料中煤灰摻入量GA （3-1）式中 q熟料的熱耗（KJ/Kg熟料）； Aar所選煤的灰分（%）；S煤灰沉落率（%），設(shè)計中選用帶電收塵的預(yù)分解窯則S=100% ； Qnet,ar煤的收到基低位發(fā)熱量，KJ/K

18、g煤。則 GA = 3.409%3、計算干燥原料配合比本設(shè)計中采用嘗試誤差法進(jìn)行配料。通常，石灰石配合比例為80%左右，粘土配合比例15%左右，鐵粉配合比例為5%左右。參考通用硅酸鹽水泥國家標(biāo)準(zhǔn)（GB1752007）第一次配料假設(shè)干燥原料的配合比如表3-4所示表3-4 假設(shè)干燥基原料配比 （%）石灰石粘土鐵粉礦渣80.0015.003.002.00計算各種原料帶入生料中各種成分的量：原料配比×該原料化學(xué)成分中各氧化物含量，如：石灰石帶入生料中的SiO2的白分含量為：SiO2=80.00%×1.74=1.392%用此法計算所有原料帶入白生料中各氧化物百分含量示于下表：表 3-

19、5 化學(xué)成分（%）原料名稱配比LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO石灰石80.0034.1281.3920.3480.15442.9141.18345.991粘土15.00 0.93810.4242.0860.9030.1660.13813.717鐵粉3.00-0.860.3461.4480.1060.0032.763礦渣2.00-2.7630.2860.0480.0220.1693.288生料100 35.06615.4393.0662.55343.2081.49365.759灼燒生料-23.7764.722 3.93266.5412.23098.340灼燒生料=×生料

20、中各氧化物含量 =×生料中各氧化物含量4、計算熟料成分 煤灰摻入量GA=3.409%,則灼燒生料配合比為100%-3.409%=96.591% 按此計算熟料的化學(xué)成分。熟料化學(xué)成分=灼燒生料中氧化物含量×灼燒生料配合比+煤灰中相應(yīng)氧化物含量×煤灰摻入量=灼燒生料中氧化物含量×96.591%+煤灰中相應(yīng)氧化物含量×3.409%表 3-6 熟料的化學(xué)成分（%）項(xiàng) 目比例SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO灼燒生料×（100-GA）96.51920.1564.5663.78964.2732.21494.998煤灰成分×GA3.

21、0491.7141.3510.1110.1550.0453.376熟料成分10021.875.9173.964.4282.25998.3745、計算熟料率值 （IM0.64）KH= 0.92SM= 2.228IM= 1.5根據(jù)計算結(jié)果，KH符合配料目標(biāo)要求,則說明石灰質(zhì)原料的比例合適，但SM比目標(biāo)要求低，而IM 適中，則說明應(yīng)該減少礦渣的百分含量，增加粘土的含量。 6、重新假設(shè)原料配比進(jìn)行配料計算，設(shè)干基原料配比如下表：表3-7 假設(shè)干基原料配比 （%）石灰石粘土鐵粉礦渣80.0016.002.501.50計算各種原料帶入生料中各種成分的量：原料配比×該原料化學(xué)成分中各氧化物含量，如

22、：石灰石帶入生料中的SiO2的白分含量為：SiO2=80.00%×1.74=1.392%用此法計算所有原料帶入白生料中各氧化物百分含量示于下表：表 3-8 化學(xué)成分（%）原料名稱配比LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO石灰石80.0034.1281.3920.3480.15442.9141.18345.991粘土16.001.00011.1181.9470.8430.1550.12914.192鐵粉2.50-0.860 0.2881.2070.0880.0022.445礦渣1.50-0.526 0.2140.0380.4790.1261.383生料100 35.12813

23、.8962.7972.24243.6361.44064.011灼燒生料-21.4214.3123.45667.2652.22098.674灼燒生料=×生料中各氧化物含量 =×生料中各氧化物含量4、計算熟料成分 煤灰摻入量GA=3.409%,則灼燒生料配合比為100%-3.409%=96.591% 按此計算熟料的化學(xué)成分。熟料化學(xué)成分=灼燒生料中氧化物含量×灼燒生料配合比+煤灰中相應(yīng)氧化物含量×煤灰摻入量=灼燒生料中氧化物含量×96.591%+煤灰中相應(yīng)氧化物含量×3.409%表 3-9熟料的化學(xué)成分（%）項(xiàng) 目比例SiO2Al2O3F

24、e2O3CaOMgO灼燒生料×（100-GA）96.591 20.6914.1653.33864.9722.14495.310煤灰成分×GA3.4091.7141.3510.1110.1550.0453.376熟料成分100.0022.4055.5163.44965.1272.18998.6865、計算熟料率值 （IM0.64）KH= 0.874SM= 2.499IM= 1.599經(jīng)過對熟料率值的核算，熟料率值的變化完全在設(shè)定的目標(biāo)圍。8、計算熟料的礦物組成C3S=3.8×22.405% ×（3×0.874-2） =52.96%C2S=8.60

25、SiO2（1-KH）=8.60 ×22.045%×(1-0.874) =24.28%C3A=2.65×（5.516-0.64×3.449）%=12.30%C4AF=3.04×3.449% =10.48%MgO=2.189重新調(diào)整配比后，熟料率值符合設(shè)計要，且熟料礦物組成也在合理控制圍。所以原料配比確定為：表3-10 確定原料配比（%）石灰石粘土鐵粉硫酸渣80.0016.002.501.509、將干燥基原料配比換算為濕原料配比 表 3-11 原料的操作水分（%）名稱石灰石粘土鐵粉礦渣水分（W）26417濕原料=干原料×，則濕原料的質(zhì)量配

26、合比為： 濕石灰石=×100% =82.65% 濕粘土=×100% =17.02% 濕鐵粉=×100% =2.56% 濕礦渣=×100% =1.81%將上述質(zhì)量比換算成百分比：濕石灰石=×100% =79.40% 濕粘土=×100% =16.40% 濕鐵粉=×100% =2.46% 濕礦渣=×100% =1.74%表3-12 濕原料配合比（%）名稱石灰石粘土鐵粉硫酸渣質(zhì)量配合比82.6517.072.561.81104.09百分比（%）79.4016.402.461.7410010、 計算熟料煤的耗：= (3-2)

27、=0.1231（kg煤/kg熟料 ）式中：q 熟料熱耗（KJ/Kg熟料）；Qnet,ar燃料應(yīng)用基低位熱值，KJ/Kg燃料； 單位熟料燒成總?cè)剂狭?，Kg/Kg熟料。11、水泥中石膏的摻入量 (3-3)= 7.36%式中 d 水泥中石膏摻入量(%)。3.2物料平衡計算物料平衡計算是計算從物料進(jìn)廠到成品出廠各生產(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，并表示為小時、日、年需求量，作為確定工廠各種物料需求量、運(yùn)輸量、工藝設(shè)備選型和計算儲存設(shè)施容量的依據(jù)。物料平衡計算的依據(jù)是：工廠規(guī)模、生料各組分配合比、水分消耗定額、水泥各組分配合比、燃料品種和熱值、熟料燒成熱耗、物料烘干熱耗和車

28、間工作制度等。窯的熟料產(chǎn)量是物料平衡計算的基準(zhǔn)。當(dāng)工廠的生產(chǎn)規(guī)模以水泥年產(chǎn)量表示時，取熟料年產(chǎn)量為基準(zhǔn)；當(dāng)工廠的生產(chǎn)規(guī)模以水泥日產(chǎn)量表示時，取熟料周產(chǎn)量為基準(zhǔn)。采用前一基準(zhǔn)進(jìn)行物料平衡計算的方法稱為年平衡法，采用后一基準(zhǔn)進(jìn)行物料平衡計算的方法稱為周平衡法。本次設(shè)計采用周平衡法。3.2.1燒成車間生產(chǎn)能力和工廠生產(chǎn)能力的計算(1) 窯的標(biāo)定臺時產(chǎn)量= (3-4) = =208.3式中 所選窯的標(biāo)定臺時產(chǎn)量（t/臺.時）；要求的熟料日產(chǎn)量（t/d）；窯的臺數(shù),本設(shè)計中取臺數(shù)為1臺； 24每日小時數(shù)。(2)計算燒成系統(tǒng)的生產(chǎn)能力 熟料日產(chǎn)量： （t/d）(3-5)熟料周產(chǎn)量： =7=75000=35

29、000（t/w）式中：窯的臺時產(chǎn)量 （t/h）；窯的日產(chǎn)量 （t/d）；窯的周產(chǎn)量 （t/w）； 7 每周天數(shù)。(3)水泥產(chǎn)量本次設(shè)計任務(wù)書規(guī)定的水泥品種為42.5R級普通硅酸鹽水泥水泥小時產(chǎn)量： (3-6)=×208.3=258.9(t/h)式中： 水泥的小時產(chǎn)量（t/h）；窯的臺時產(chǎn)量 （t/h）水泥中石膏的摻入量（%）； 水泥中混合材的摻入量（）；根據(jù)GB175-2007可知，普通硅酸鹽水泥中可摻入大于5%且小于20%的火山灰質(zhì)混合材,本設(shè)計中摻入的火山灰質(zhì)混合材為15%；水泥的生產(chǎn)損失（%），一般取3%-5%，本設(shè)計中取3.5%水泥日產(chǎn)量 (3-7)=24×258.

30、9= 6213.6（t/d）水泥周產(chǎn)量 =168×258.9= 43495.2（t/w）式中 水泥日產(chǎn)量(t/d)；水泥周產(chǎn)量（t/w）； 168每周小時量。3.2.2原、燃料消耗定額1、原料消耗定額（1）考慮煤灰摻入時，1t熟料的干生料理論消耗量：KT = (3-8)=1.489 t/t 熟料式中：KT 干生料理論消耗定額，t/t 熟料；S 煤灰摻入量,以熟料百分?jǐn)?shù)表示(%)；I 干生料的燒失量(%)。（2）考慮煤灰摻入時，1t熟料的干生料消耗定額： = (3-9)=1.543 (t/t 熟料)式中：K生干生料消耗的定額（t/t 熟料）；P生干生料生產(chǎn)損失（%）取3.5%，一般有電

31、收塵器時取3%5%，見水泥廠工藝設(shè)計概論P(yáng)40（3）各種干原料的消耗定額： (3-10)則：K石灰石= K生 =1.543×80.00%=1.234(t/t 熟料)K粘土= K生 =1.543×16.00%=0.247(t/t 熟料)K鐵粉= K生 =1.543×2.5%=0.038(t/t 熟料)K礦渣= K生 =1.543×1.5%=0.023(t/t 熟料)式中 某種干原料的消耗定額（t/t熟料）；干生料消耗定額（t/t熟料）； 干生料中該原料的配合比（%）。結(jié)果見下表：表 3-13干原料的消耗定額石灰石粘土鐵粉礦渣 (t/t熟料)1.543（%）

32、80.0016.002.501.50 (t/t熟料)1.2340.2470.0380.0232、干石膏消耗定額：= (3-11)式中 干石膏消耗定額（Kg/Kg熟料）；水泥中石膏摻入量（%）；水泥中混合材摻入量（%）；石膏生產(chǎn)損失（%），取3%，見王君偉水泥工藝計算手冊P78本設(shè)計水泥中火山灰質(zhì)混合材摻入量=15%,水泥中石膏摻入量=7.36%。故 = =0.0983、干混合材消耗定額：= (3-12) = =0.199 式中 干混合材消耗定額（Kg/Kg熟料）；水泥中混合材摻入量（%）；混合材生產(chǎn)損失（%），取3%(見王君偉水泥工藝計算手冊P78) 4、燒成用干煤消耗定額：= （3-13）=

33、0.127（kg/kg熟料）式中燒成用干煤消耗定額（kg/kg熟料）；熟料燒成熱耗（KJ/Kg熟料）；煤收到基低位熱值（KJ/Kg煤）；煤的生產(chǎn)損失%，一般取3%，（見水泥廠工藝設(shè)計概論P(yáng)41）5、烘干用干煤消耗定額：（本設(shè)計主要是對混合材進(jìn)行烘干處理）=××× （3-14）則×× =0.00439（kg/kg 熟料）式中 烘干用干煤消耗定額（kg/kg 熟料）；w1、w2分別表示該物料烘干前、后的水分，%， 取10%、0.5%；M濕須烘干的濕物料量，t/周，火山灰質(zhì)混合材為 7249.2；Q燒燒成系統(tǒng)生產(chǎn)能力，t/周；35000。q烘蒸發(fā)1k

34、g水分的熱耗量（kJ/kg水分），取5150參考（嚴(yán)生新型干法水廠工藝設(shè)計手冊P113烘干機(jī)的熱工參數(shù)。6、上述各種干物料消耗定額換算為天然水分的濕物料消耗定額：= （3-15）式中：、分別表示濕物料、干物料消耗定額(kg/kg 熟料)；該物料的天然水分(%)。計算結(jié)果見下表：表3-14原料消耗定額表石灰石粘土鐵粉礦渣石膏混合材燒成用煤烘干用煤（%）2.06.04.017.01.010.08.08.0K干（kg/kg 熟料）1.2340.2470.0380.0230.0980.1990.1270.00439K濕（kg/kg 熟料）1.2590.2630.0400.0280.0990.2210.

35、1320.004773.2.3 全廠物料平衡表：表 3-15全廠物料平衡表原料名稱水分含量(%)生產(chǎn)損失(%)消耗定額 (t/t熟料)物料平衡表(t)備注干料含天然水分料干料水分料小時日周小時日周1234567810111213石灰石2.001.2341.259257.04617043190262.20629544065粘土6.00 0.2470.26351.451235864554.7813159205鐵粉1.00 0.0380.0407.9219013308.332001400礦渣17.00 0.0230.0284.791158055.83140 980生料1.5421.590 321.2

36、0771053970331.20795055650熟料208.3500035000石膏1.000.09920.41490343020.6249534653.000.098混合材10.000.1990.22141.45995696546.03110577353.00水泥3.00258.96213.643495.2燒成用煤8.00 3.00 0.1270.13226.45635444527.56604620烘干用煤8.00 3.00 0.004390.004770.9121.951540.9923.85166.95燃煤合計8.00 3.00 0.131390.1367727.36656.95459

37、928.49683.854786.953.3主機(jī)平衡與選型3.3.1車間工作制度的確定表3-16車間工作制度表本設(shè)計主機(jī)每周運(yùn)轉(zhuǎn)小時數(shù)與班制表:主機(jī)名稱每日運(yùn)轉(zhuǎn)時間(h/d)每周運(yùn)轉(zhuǎn)時間(h/周)生產(chǎn)周制(d/周)生產(chǎn)班制石灰石破碎機(jī)14846每日兩班,每班7小時生料磨221547窯241687煤磨241687水泥磨221547包裝機(jī)14846每日兩班,每班7小時3.3.2主機(jī)選型1、破碎機(jī)的選型石灰石破碎機(jī)要求小時產(chǎn)量：= （3-16）=524.56（t/h）式中 要求主機(jī)小時產(chǎn)量（t/h）；物料周平衡量（t/周）；主機(jī)每周運(yùn)轉(zhuǎn)小時數(shù)。 根據(jù)要求的破碎機(jī)小時產(chǎn)量，同時考慮設(shè)備的投資和占地面積

38、，本設(shè)計選擇擇維科重工機(jī)械生產(chǎn)的單段式錘式破碎機(jī)一臺。其型號為：DPC20.22，臺時產(chǎn)量為：400-600 t/h，轉(zhuǎn)子尺寸2018×2227：進(jìn)料塊度1800mm,出料粒度25mm；電機(jī)功率為1100KW。同時配備重型板式喂料機(jī)，2300×10000mm，喂料能力500-700t/h，其主機(jī)功率為55kw。石灰石破碎機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)小時數(shù)為：=× （3-17） =×84=80.00（h） 故而能保證主機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)式中 主機(jī)標(biāo)定臺時產(chǎn)量,本設(shè)計中選定的主機(jī)標(biāo)定產(chǎn)量為550,（t/h）；主機(jī)臺數(shù)；主機(jī)每周實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)小時數(shù)；主機(jī)平衡計算時每周運(yùn)轉(zhuǎn)小時數(shù)。2、 生料

39、磨的選型在實(shí)際的水泥生產(chǎn)中，為了充分利用廢氣、提高自動化操作水平，企業(yè)大多采用立磨系統(tǒng)進(jìn)行磨。在物料粉磨過程中利用廢氣將物料烘干。介于立磨粉磨系統(tǒng)具有的節(jié)能環(huán)保、烘干能力強(qiáng)、粉磨效率高、投資費(fèi)用低等特點(diǎn)，本設(shè)計采用立式磨進(jìn)行生料粉磨。生料磨要求小時產(chǎn)量：=361.36（t/h）由此,本設(shè)計選用選擇院的HRM4800型立式磨機(jī)，其主要參數(shù)為：臺時產(chǎn)量為：420-460t/h，入磨粒度<110mm，出磨細(xì)度：80m篩余<12%，入磨水分12%，出磨水分1.0%，主電機(jī)功率3800KW。生料磨實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)小時數(shù)為：=×=×154=139.12（h）<154（h）可知

40、實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的小時數(shù)小于要求的工作小時數(shù)，所以能夠保證生產(chǎn)線的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。3、窯的規(guī)格回轉(zhuǎn)窯要求小時產(chǎn)量= =208.3 t/h由經(jīng)驗(yàn)公式GH=1.5564Di3.0782, 則Di=4.4式中 Di 回轉(zhuǎn)窯的有效徑，m參考同類廠家，取Di=4.5m根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值選取襯磚厚度：=0.15加上襯磚厚度，則回轉(zhuǎn)窯的筒體外徑為：D=Di+2 =4.5+2×0.15=4.8m參考我國現(xiàn)有的同類型日產(chǎn)5000噸水泥熟料窯的生產(chǎn)情況，與本次設(shè)計的設(shè)備情況，選用4.8×74m的回轉(zhuǎn)窯，斜度為4%，三擋支輪，主傳轉(zhuǎn)速0.35-0.4r/min,電機(jī)功率630KW。經(jīng)標(biāo)定所選回轉(zhuǎn)窯的小時產(chǎn)量為215（

41、t/h）則回轉(zhuǎn)窯實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時間為：=× =162.76（h）<168(h)因?yàn)樗x回轉(zhuǎn)窯的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時間小于工作要求時間，所以能保證水泥生產(chǎn)線正常工作。4、煤磨的選型參考本人畢業(yè)實(shí)習(xí)所在的峨勝水泥廠的煤磨系統(tǒng)，本設(shè)計選用立式煤磨系統(tǒng)。煤磨要求小時產(chǎn)量：=28.49（t/h）煤磨采用同力重型機(jī)械制造生產(chǎn)的ZJTL型立磨，其主要參數(shù)如下表：表 3-17煤磨參數(shù)型號產(chǎn)量(t/h)入磨水分(%)產(chǎn)品細(xì)度(R0.08)產(chǎn)品水分(%)主電機(jī)功率(kw)ZJTL2220C2931 <15<8<1.0480由此，選擇型號為：ZJTL2220C型立式磨一臺，標(biāo)定臺時產(chǎn)量為：30（t

42、/h）煤磨實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)小時數(shù)為：=× =159.54(h)<168(h)為了滿足燃燒的要求煤粉的細(xì)度為： 80um篩余（%） (3-18)=13.22（%）>8%式中 揮發(fā)份百分含量。本設(shè)計過ZJTL2220C立式磨粉磨的煤粉其細(xì)度完全能夠滿足燃燒要求，同時實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)小時數(shù)小于要求工作小時數(shù)，能保證水泥生產(chǎn)線正常工作。5、水泥磨的選型本次設(shè)計采用聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，聯(lián)合粉磨系統(tǒng)亦稱為組合粉末、二次擠壓粉磨、二段粉磨系統(tǒng)等。該粉磨系統(tǒng)根據(jù)輥壓機(jī)與鋼球的粉磨，使他們能夠做到重點(diǎn)分工，分別承擔(dān)粗碎與粉末作業(yè)。與其他粉磨系統(tǒng)不同之處在于系統(tǒng)中裝設(shè)了打散分級設(shè)備，將擠壓后大于3mm的粗粉分級后

43、再送回輥壓機(jī)擠壓，而小于3mm的細(xì)分則送入球磨機(jī)粉磨至成品，具有明顯的節(jié)能降耗的特點(diǎn)。 。水泥磨要求小時產(chǎn)量：GH = =282.44（t/h）由此，選擇型號規(guī)格為：輥壓機(jī)選用兩臺HFCG160-120型輥壓機(jī)，喂料粒徑：80 mm，軋輥線速度度1.47m/s，喂料溫度120，處理量:450550t/hx；系統(tǒng)工作壓力7.0-9.0MPa，最大工作壓力：10.0MPa ，功率:900kW。V型選粉機(jī)選用兩臺VX3500-8820型選粉機(jī)，選粉風(fēng)量:180000280000m3/h;生產(chǎn)能力:160275t/h。水泥磨選用兩臺4.2m×12.5m單倉圈流磨，入磨物料粒度:170220m

44、2/kg；產(chǎn)品細(xì)度:320340m/kg；生產(chǎn)能力 160t/h；磨機(jī)轉(zhuǎn)速:15.8r/min；研磨體裝載量:210t；電機(jī)功率:3150kW；最大喂料量:630t/h;產(chǎn)量:125210t/h。 高效選粉機(jī)兩臺，成品比表面積:320360m/kg；選粉空氣量:210000 m3/h；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速:75140r/min。功率:160kW。 水泥磨實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)小時數(shù)為：H0=×H =×154=135.92（h）<154 實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)小的時數(shù)小于要求的工作小時數(shù)，所以能保證水泥生產(chǎn)線正常工作。7、包裝機(jī)的選型本設(shè)計中的袋裝和散裝的水泥量為40%：60%。故而小時水泥袋裝量為：=

45、15;40%=207.12（t/h）本次設(shè)計采用回轉(zhuǎn)式包裝機(jī)，采用德國 Haver&Boecher公司生產(chǎn)的RS型8嘴回轉(zhuǎn)包裝機(jī)2臺進(jìn)行水泥包裝，臺時產(chǎn)量為120-130t/h.通過電子計量方式進(jìn)行計量，具有稱量精度高、密封性能好、揚(yáng)塵小、自動化程度高與操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。包裝機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)小時數(shù)為：=× =72.49 (h)<84（h） 因?yàn)樗x回轉(zhuǎn)窯的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時間小于工作要求時間，所以能保證水泥生產(chǎn)線正常工作,所選的包裝機(jī)能滿足水泥廠生產(chǎn)要求。3.3.3主機(jī)平衡表表 3-18主機(jī)平衡表主機(jī)名稱主機(jī)型號周平衡量（t/h)主機(jī)產(chǎn)量（t/臺.h)主機(jī)臺數(shù)（臺）要求主機(jī)小時產(chǎn)量（t

46、/h)主機(jī)生產(chǎn)能力（t/h)主機(jī)每周運(yùn)時間（h/w)主機(jī)每周實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時間（h/w)錘式破碎機(jī)DPC20.22440655501524.56400-6008480.00生料磨HRM4800556504001361.36420-460154139.12回轉(zhuǎn)窯Ø4.8×72m350002151208.3215168162.66煤磨ZJTL2220C4786.9530128.4929-31168159.54水泥磨4.2m×12.5m43495.21602282.44160154138.19包裝機(jī)RS型8嘴回轉(zhuǎn)式17398.081202207.12240-2608472.4

47、9第4章 儲庫計算水泥廠生產(chǎn)是一種連續(xù)的生產(chǎn)，要保證工廠不會因?yàn)槎虝r間的物料供應(yīng)中斷而影響工廠連續(xù)生產(chǎn)、給工廠造成經(jīng)濟(jì)損失，在水泥生產(chǎn)過程中必需保證有足夠儲存量的各種原料、燃料、成品、半成品，在水泥廠設(shè)置有各種相應(yīng)的儲存設(shè)施對物料進(jìn)行儲存。 本設(shè)計中主要通過儲存期和儲存量計算而設(shè)計原燃料的預(yù)均化堆場、原燃料的儲存庫、水泥熟料儲存庫和水泥儲存庫。 4.1各種物料儲存期的確定物料的儲存期是指該物料的儲存量能夠滿足工廠生產(chǎn)需要的天數(shù)。物料的儲存期是工藝設(shè)計中的一個重要的參數(shù)，合理確定這個參數(shù)，具有較大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。 參考新型干法水泥廠工藝設(shè)計手冊P312，本設(shè)計選取的各物料儲存期為：表4-1各物料

48、的儲存期表物料名稱石灰石粘土鐵粉生料煤熟料礦渣石膏混合材水泥儲存期（d）71030210720301074.2儲存設(shè)施的計算 根據(jù)金蓉蓉水泥廠工藝設(shè)計概論P(yáng)279附錄（一）常用物料的密度和休止角，各物料的密度和休止角如下表所示表 4-2 物料的密度和休止角表物料碎石灰石濕粘土礦渣塊煤鐵粉生料粉熟料石膏塊狀火山灰水泥容重（t/m3）1.452.01.50.91.51.31.451.31.31.45休止角302535273535334540304.2.1預(yù)均化堆場、聯(lián)合堆場計算1石灰石預(yù)均化堆場根據(jù)目前一般水泥廠采用的堆場，可采用長方形或者圓形兩種形式的堆場。因?yàn)榫匦晤A(yù)均化堆場比圓形預(yù)均化堆場物料

49、分布均勻程度高，堆料方式多樣，可以充分發(fā)揮堆場作用，同時也考慮工廠以后擴(kuò)建的實(shí)際情況，所以，本設(shè)計采取矩形預(yù)均化堆場。設(shè)計中石灰石在預(yù)均化堆場儲存期為7天。（1）、總堆料量計算：=d× （4-1） =6295×7=44065（t）式中 堆場總堆料量（t）；d 物料的日平衡量（見物料平衡表），t/d； 物料的儲存期，d。（2）矩形堆場的尺寸確定：預(yù)均化堆場料堆容積： （4-2） 取堆場的料堆的長寬比為C=4.5 則：=0.581()料堆的堆量為： =0.842(t)則解得=37.40(m), =168.3( m)料堆的高為=10.80（m）式中 V料堆的容積(m3)；、分別表示料堆的寬、長、高（m）。設(shè)計中考慮到堆料機(jī)工作的連續(xù)性，采用兩個料堆，其中一個堆料，另一個取料，在兩個料堆之間留有一定的空隙，同時考慮到進(jìn)料皮帶機(jī)和出料皮帶機(jī)的寬度大小，綜合考慮各種因素，最終取矩形預(yù)均化堆場的寬度=42(m)，長度 =170( m)。即其規(guī)格為42×170m。2原煤預(yù)均化堆場參考國目前一些水泥企業(yè)原煤預(yù)均化堆場的使用情況，本設(shè)計中采用圓形堆場作為原煤預(yù)均化堆場。設(shè)計中石灰石在預(yù)均化堆場儲存期為10天。（1）、原煤總堆料量：=d×=1315 ×10=13150(t)（2