粉煤灰課程設計要點

1、粉煤灰課程設計重點粉煤灰課程設計重點36/36粉煤灰課程設計重點吉林化工學院課程設計綱領粉煤灰是發(fā)電廠燃燒煤粉時獲取的一種灰渣，因為目前生界上的粉煤灰產量很大，約達到數十億噸，而利用率還不夠高，所以它是一種令人日趨關懷的工業(yè)副產品。廣泛應用于工業(yè)與民用建筑，其開發(fā)及利用，愈來愈遇到眾多水泥生產廠家的關注。本設計是依據市場形勢，針對年產220萬噸的大型粉煤灰水泥新式干法生產線燒成車間的工藝設計，依據配料計算、物料均衡計算、儲庫計算及熱均衡計算的結果；選擇適合的工藝方案和確立設施型號，最大限度的提高水泥成品的產量和質量，技術經濟指標合理。并依據設計思路繪制全廠工藝布局圖。重點詞：粉煤灰水泥，燒成車

2、間，新式干法。I吉林化工學院課程設計AbstractFlyashisakindofashfrompulverizedcoalcombustionofpowerplant,duetothecurrentworldofflyashproductionisverybig,aboutbillionsoftons,buttheutilizationrateisnothighenough,soitistheby-productisagrowingconcernaboutthe.Widelyusedinindustrialandcivilarchitecture,itsdevelopmentanduse,m

3、oreandmoreattentionbymanycementmanufacturers.Thedesignisbasedonthemarketsituation,accordingtoanannualoutputof2200000tonsoflargeflyashcementdryproductionlinefiringprocessdesignworkshop,accordingtothecalculation,calculationofmaterialbalance,heatbalancecalculationandstorageresults;selectionofprocesssch

4、emeanddetermineappropriatedevicemodels,themaximumimprovetheoutputandqualityofcementproductsthetechnicalandeconomicindicatorsadvanced,reasonable.Anddesignthelayoutaccordingtothepaintfactory.Keywords:flyashcement,firingworkshop,newdryprocess.II吉林化工學院課程設計目錄綱領IAbstract錯誤！不決義書簽。第一章緒論11.1前言11.2設計簡介1第二章原料與

5、燃料32.1原料的質量要求3水泥原料3混雜材及石膏32.2燃料4煤4第三章配料計算53.1配料計算5熟料率值的確定5計算煤灰摻入量6配料計算6熟料成分及原料配合比計算73.2試試偏差法檢驗7計算熟料的化學成分7檢驗率值7將燃燒原料配合比換算為應用基原料配合比8生料成分計算9有害組分計算和評定9干濕原料配比變換9第四章工藝均衡計算114.1物料均衡計算11選擇窯型并標定窯的臺時產量11原燃資料耗費定額12全廠物料均衡表15第五章物料均衡和熱量均衡計算165.1原始資料16吉林化工學院課程設計5.2物料均衡及熱量均衡計算175.2.1物料均衡計算175.2.2.熱量均衡計算235.3物料均衡表及熱

6、均衡表的編制28總結29參照文件30吉林化工學院課程設計第一章緒論1.1前言粉煤灰是指由火力發(fā)電廠燃燒粉煤今后從煙氣中采集到的微細煙灰，它是一種密實的玻璃質球狀粉體活性礦物微粒，結構致密并且性質穩(wěn)固，屬于火山灰質資料。因為它的比表面積相較其余火山灰質混雜材更大，加之用其配制出的水泥比其余的火山灰水泥的干縮性小、抗裂性好、和易性好、水化熱低、抗腐化能力強，抗凍性也好于其余火山灰水泥，節(jié)約成本等特色。長遠以來，粉煤灰水泥被廣泛用于工業(yè)與民用建筑，特別適用于大體積混凝土、水工建筑、海港工程等項目。正是所以，粉煤灰混雜材水泥的開發(fā)及利用，愈來愈遇到眾多水泥生產廠家的喜愛。水泥生產的新式干法技術自問世以

7、來就倍受國內外的關注，特別是在80年代以來獲取了日新月異的發(fā)展，目前在國際水泥工業(yè)中以預分解技術為核心，將現代的科學技術和工業(yè)化生產的成就廣泛結合應用于水泥生產的全過程，形成了一套以現代高科技為特色，切合優(yōu)良，高效，節(jié)能，環(huán)保以及大型，自動化的現代生產方法。新式干法水泥技術代表了現階段最初進的水泥燒成技術，可以提高窯單位容積的產量、提高窯磚襯的壽命和運行率，且自動化水平很高、生產規(guī)模更大，可以使用低質量燃料或廉價廢物燃料，從而達到節(jié)約燃料，降低熱損和電耗，減小設施、基建的投資花費，從而減少CO和NOx的生成量和降低事故發(fā)生率，且操作穩(wěn)固。發(fā)展應用新式干法水泥技術是環(huán)境友善保護和資源綜合利用的必

8、然結果。同時，新式干法水泥技術涵蓋了好多豐富的理論及科研成就，指導著水泥的工業(yè)設計、研發(fā)、生產等工作的不停完美、優(yōu)化和進步。新式干法水泥生產技術已成為此刻水泥制造工業(yè)發(fā)展的主導技術和最初進的生產工藝。目前，美國、日本、德國等發(fā)達國家新式干法技術產量比已占95%以上，其余的發(fā)達國家也達到了80%以上，我國自2007年國家推行環(huán)保改革以來，新式干法技術家產比已由15%提高至65%，目前發(fā)展勢頭正十分優(yōu)異。1.2設計簡介本設計是年產220萬噸粉煤灰水泥廠水泥新式干法生產線水泥燒成車間的1吉林化工學院課程設計工藝初步設計，采納目前國內外水泥行業(yè)相對較為先進的技術和設施，以盡可能的降低能耗、降低基建投入

9、，又最大限度的提高產量和質量，做到環(huán)保，技術經濟指標先進、合理。依據中華人民共和國國家標準GBT15962006規(guī)定：凡是由硅酸鹽水泥熟料混雜粉煤灰、適當石膏磨細而制成的水硬性膠凝資料，稱為粉煤灰硅酸鹽水泥，簡稱粉煤灰水泥。水泥中粉煤灰的摻加量按其質量百分比計范圍為2040%。這主若是因為粉煤灰所固有的特征所決定的。當前,阻礙其摻量的主要原由是:在粉煤灰的摻量增大時,特別是當摻量超出50%后,水泥試塊的初期會強度特別低。要解決這一問題就一定要最大限度地激發(fā)粉煤灰的火山灰活性,特別是在凝結初期。采納在常溫下使用化學激發(fā)劑來進行預辦理與摻加助磨劑粉磨工藝相結合的方法,改進粉煤灰的礦物性能,可以使粉

10、煤灰在硅酸鹽類水泥中的摻量提高到50%70%,且能達到42.5水泥的強度要求1。粉煤灰水泥的標號劃分與火山灰水泥標號劃分相同。有32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R共六個標號（R代表早強水泥）。原始條件一、題目：220萬噸粉煤灰水泥廠水泥燒成車間工藝初步設計二、廠址：自選三、窯型：新式干法預分解窯四、品種：強度32.5粉煤灰硅酸鹽水泥,粉煤灰摻量：22%五、基本條件：中國的預分解窯熟料的燒成熱耗一般為31003300kJ/kg熟料2，本設計取q=3971kJ/kg；各種耗費資料的化學成分。2吉林化工學院課程設計第二章原料與燃料2.1原料的質量要求2.1.1水泥原料原

11、料的結構成分和性能質量直接影響粉磨、配料、煅燒熟料的質量，最后也直接影響水泥的質量。故水泥的原料應滿足以下工藝要求：1)各化學成分一定滿足配料的要求，以制得成分適合的熟料，不然會使配料困難，甚至沒法配料；2)有害雜質的含量應盡量可能少，以利于生產工藝操作和提高水泥的質量；3)原料應有優(yōu)異的工藝性能（如易磨性、易燒性、熱穩(wěn)固性、易混雜性等）。石灰質原料凡是以碳酸鈣為主要成分的原料就叫做石灰質原料，這是水泥生產過程頂用量最大的原料（一般生產出1噸熟料約耗費1.21.3噸石灰質干原料）。輔助校訂原料傳統(tǒng)的水泥生產的輔助原料主若是黏土質原料，校訂原料是鐵粉和砂巖。粘土質原料是含堿和堿土的鋁硅酸鹽，主要

12、化學成分是SiO2，其次Al2O3，還有Fe2O3，一般生產出1噸熟料用0.30.4噸黏土質原料。但是此刻黏土資源愈來愈緊缺，假如用來生產水泥則會增大水泥成本投入同時還造成較大的浪費，所以決定不使用黏土，而改選頁巖和砂巖來取代。鐵粉則使用硫酸渣。原資料化學成分分析原料LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3W石灰石43.000.500.250.50521.50.051黏土8.0063.0015.006.000.302.000.013鐵礦石10.0020.005.0060.000.300.300.026煤灰57.8519.0915.263.842.1.2混雜材及石膏混雜材本設計的混

13、雜材是粉煤灰和粒化高爐礦渣，同時搭配少許的石灰石（經過對本設計使用的石灰石原料的化學成分分析后評定，此石灰石同時也是優(yōu)良的混雜材原料，所以加入少許的石灰石作為混雜材，不但可以提高水泥強度從而提高了3吉林化工學院課程設計水泥質量，并且還可以減少粒化高爐礦渣的耗費量，減小成本的投入）。石膏本此設計所使用的石膏化學成分分析見表2-5：表2-5石膏化學成分(%)lossSiO2Fe2O3Al2O3CaOMgOK2ONa2OSO3IR（不溶物）石膏9.1216.750.974.8525.121.020.880.5039.640.9599.80石膏含水量為2.60%2.2燃料2.2.1煤我國水泥燒成一般都

14、使用煤做燃料，燃料質量既影響煅燒過程又影響燒成熟料的質量，發(fā)熱量高的優(yōu)良燃料，其火焰溫度高，熟料KH值可高些；若燃料質量差，除了火焰溫度較低外，還會因煤灰的沉落不均勻，降低熟料的質量。本次設計用煤其元素分析和工業(yè)分析結果見表2-6,2-7：表2-6燃煤的元素分析（%）CarHarOarNarSarAarMar72.106.063.561.040.3513.913.04表2-7燃煤的工業(yè)分析及熱值MarVarAarFCadQnet,ad原煤（無煙煤）1.039.2113.9166.26243684吉林化工學院課程設計第三章配料計算3.1配料計算配料計算的依照是物料的均衡。任何的化學反應物料均衡定

15、理是：反應物的總量等于生成物的總量。跟著溫度高升，生料煅燒成熟料會經歷：原料干燥蒸發(fā)物理水分；礦物分解開釋出結晶水；有機物質的分解和揮發(fā)；碳酸鹽分解開釋二氧化碳；液相出現；熟料燒成冷卻。因為有水分、二氧化碳和某些物質逸出，所以，計算時一定采納一致的標準。表3-1原料與煤灰的化學成分（%）原料LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3W石灰石39.980.40.150.6501.30.051黏土8.0063.0015.006.000.302.000.013鐵礦石10.0020.005.0060.000.300.300.026煤灰57.8519.0915.263.843.1.1熟料率值

16、的確定設熟料礦物構成：C3S=55%，C2S=18.5%，C3A=9.6%，C4AF=10%依據熟料礦物構成計算率值：C3S0.8838C2S550.8838180.899KH=551.325618C3S1.3256C2SC3S1.3254C2S551.3254182.31SM=2.0464C4AF1.43419.52.04641.4341C3A101.1501C3A0.63831.15019.50.63831.73IM=10C4AFSiO2=0.2631C3S+0.3488C2S=（0.263155+0.348818）%=20.74%Al2O3=0.3773C3A+0.2098C4AF=（0

17、.37739.5+0.209810）%=5.68%Fe2O3=0.3286C4AF=（0.32869.5）%=3.286CaO=0.7369C3S+0.6512C4AF+0.6227C3A+0.4616C4AF=（0.736955+0.651218+0.62279.5+0.461610）%=3.286%計算率值和化學構成（%）以下：5吉林化工學院課程設計KHSMIMSiO2Al2O3Fe2O3CaO0.8992.311.7320.74%5.68%3.29%62.78%3.1.2計算煤灰摻入量計算以100Kg的熟料為基準：qAarSGA100Qnet,ar式中：GA熟猜中煤灰摻入量，%；單位熟料

18、熱耗，3791KJ/熟料；Qnet,ar煤的應用基低位熱值，KJ/煤；Aar煤的應用基灰分含量，%；煤灰沉落率，%,取煤灰的沉落率S=100?；鶞蕮Q算：查表6硅酸巖工業(yè)熱工基礎P228代入數據得：qAarSGA100Qnet,ar379113.91100243681002.293.1.3配料計算將原料的化學構成換成灼燒基構成SiO2Al2O3Fe2O3CaO石灰石100/(100-39.98)0.880.440.8891.23黏土100/(100-8.0)68.4716.316.520.33鐵礦石100/(100-10.0)22.225.5666.670.33煤灰57.8519.0915.26

19、3.846吉林化工學院課程設計3.1.4熟料成分及原料配合比計算減去煤灰摻入成分構成SiO2Al2O3Fe2O3CaO計算熟料成分20.745.683.2962.78減去煤灰成分2.27%1.310.430.350.09無灰熟料成分19.435.252.9462.69計算各種原料配合比石灰石配合比（CaO無灰熟料-黏土黏土配合比）/CaO石灰石CaO無灰熟料/CaO石灰石=62.69/91.23=68.72%黏土配合比（SiO2-SiO2石灰石石灰石配合比）/SiO2黏土（19.43-0.8868.72%）/68.47=27.49%修正后的石灰石配合比（CaO無灰熟料-黏土黏土配合比）/CaO

20、石灰石=（62.69-0.3327.49%）/91.23=68.62%鐵礦石配合比100%-68.62%-27.49%-2.27%=1.62%3.2試試偏差法檢驗3.2.1計算熟料的化學成分按配合比計算熟料化學構成（%）OFeOCaO名稱配合比SiOAl22323灼燒基石灰石68.620.60.30.662.6灼燒基黏土27.4918.824.481.720.09灼燒基鐵礦石1.620.360.091.080.005煤灰2.271.310.430.350.09計算熟料21.095.303.7562.793.2.2檢驗率值計算熟料率值CaO1.65Al2O30.35Fe2O362.791.655

21、.303.503.75KH0.892.8SiO22.821.09SiO221.09SMFe2O32.33Al2O35.33.75Al2O35.3IM1.41Fe2O33.757吉林化工學院課程設計依據率值計算熟料成分C3S=3.8SiO2(3KH2)=3.8（30.89-2）21.09%=53.70%C2S=8.61SiO2(1KH)=8.61（1-0.89）21.09%=19.95%C3A=2.65(Al2O30.64Fe2O3)=2.65（5.30-0.643.75）%=7.69%C4AF=3.04Fe2O3=3.043.75%=11.4%由上可知：計算熟猜中率值和礦物構成要求的有必定差額

22、，同時IM偏高一些。所以應是適合增添石灰石和鐵礦石配合比。取石灰石配合比68.45%，黏土配合為25.3%，鐵礦石配合必為0.6%再此計算熟料化學構成：原料名稱配合比SiO2Al2O3Fe2O3CaO燒失基石灰石68.450.60.30.662.44燒失基黏土25.317.434.131.650.08燒失基鐵礦石0.60.130.030.400.02煤灰2.271.310.430.350.09計算熟料20.755.693.3362.83CaO1.65Al2O30.35Fe2O362.831.655.693.503.33KH2.8SiO22.820.750.9SiO220.75SMFe2O32.

23、30Al2O35.693.33Al2O35.69IM1.709Fe2O33.33計算熟料礦物構成C3S=3.8SiO2(3KH2)=3.8（30.9-2）20.75%=55.20%C2S=8.61SiO2(1KH)=8.61（1-0.9）20.75%=17.85%C3A=2.65(Al2O30.64Fe2O3)=2.65（3.33）%=9.43%C4AF=3.04Fe2O3=3.043.33%=10.12%以上計算熟料率值和礦物構成均可滿足要求，故不再調整配合比。3.2.3將燃燒原料配合比換算為應用基原料配合比原料名稱煅燒原料應用基原料質量比應用基原料配合比/%配合比/%石灰石68.4568.

24、45100/(100-34)=120.09120.09/(120.09+27.5+0.67)=81%黏土25.325.3100/（100-8）=27.527.5/（120.09+27.5+0.67）=18.55%8吉林化工學院課程設計鐵礦石0.60.6100/(100-10)=0.670.67/（120.27.5+0.67）=0.45%3.2.5生料成分計算名稱燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaO石灰石81%34.830.410.200.4142.12黏土18.55%1.4811.682.781.110.06鐵礦石0.45%0.050.090.020.270.01生料成分36.3612.1

25、83.001.7942.193.2.6有害組分計算和評定（1）生猜中有害組分的控制范圍：R2OCl-SO3硫堿比1.0%0.0151.5%1.0%（2）原料帶入的有害組分及生猜中的有害組分K2O+Na2O=0.810.55+0.1852.5+0.00451.5=0.9148MgO=0.812.5+0.1852.0+0.00450.3=1.5864SO3-2=0.810.05+0.1850.01+0.00450.02=0.0425Cl-=0.810.02+0.00450.1=0.0167(3)議論堿性氧化物湊近極限值，氧化鎂處于最正確范圍，硫的化合物處于低限，氯化物的化合物略高于極限值，以上有害

26、組分均在極限范圍內，故原料可用。3.2.7干濕原料配比變換將干燥基原料配比換算為濕原料配比，計算生料系統(tǒng)控制指標：表3-7設定原料操作水分（%）名稱石灰石黏土鐵礦石水分（M）1.003.006.00濕原料=干原料100。100M表3-8計算結果濕原料石灰石黏土鐵礦石份數0.68620.2749001269吉林化工學院課程設計換算白生料百分比81%18.55%0.45%100%白生料的理論耗費量：白生料理論耗費量=1-GA=10.227（kg白生料/100kg熟料）1-L白10.36361.5357kg/kg=153.57熟料煤耗：（熟料的空氣干燥基煤耗）熟料熱耗=3971P1=Qnet,ad2

27、4368=0.16296=16.296（kg煤/100kg熟料）10吉林化工學院課程設計第四章工藝均衡計算4.1物料均衡計算經過物料均衡計算可以獲取各種原料、燃料、資料的需要量以及從原料進廠直至成品出廠各工序所需辦理的物料量。依照這些數據可以進一步確立工廠的物料輸送量、工藝設施選型以及堆場、儲庫等設施的規(guī)模。因此物料均衡計算是水泥廠設計必不行少的工藝計算內容之一，是主機均衡和儲庫均衡計算的基礎和依據12。4.1.1選擇窯型并標定窯的臺時產量1.本次設計要求兩條生產線達到熟料生產力400t/h(393.52t/h).參照其余同種類產量輾轉窯窯的規(guī)格數據，采納窯熟料生產能力為208.3t/h，即（

28、5000t/d）,規(guī)格為4.87.2m輾轉窯，并標定窯的臺時產量。依據5水泥工業(yè)熱工設施P109經驗數據可得：4D5襯磚厚度=0.15，；D=4.8m,L=67m,Di=D2=4.820.15=4.5m設計熟料產量：5000t/d，時產為208.3t/h，標定熟料產量5500t/d，時產為229.2t/h（參考新式干法水泥技術原理與應用P293）。Qy160000則窯的臺數：n=0.941臺8760Qh,187600.85229.2窯運行率，%，取85%；Qh,1標定熟料臺時產量，t/hQy要求的熟料年產量，t/y2.計算燒成系統(tǒng)的生產能力熟料小時產量：Qh=nQh,1=1229.2=229.

29、2t/h熟料日產量：Qd=24Qh=229.224=5500t/d熟料周產量：Qw=168Qh=168229.2=38506t/w式中：Qh窯的臺時產量（t/h）Qd窯的日產量（t/d）Qw窯的周產量（t/w）3.工廠的生產能力由燒成車間的生產能力求得。11吉林化工學院課程設計4.1.2原燃資料耗費定額.原料耗費定額：考慮煤灰摻入時，1t熟料干生料理論耗費量KT100-S100-I式中：KT干生料理論耗費量，t/t熟料；I干生料的燒失量（%）；I=35.47%，考慮雜質及其余物質的影響，也可取36%進行計算。S煤灰摻入量，以熟料百分數表示，（%），取S=2.99%。1002.27（t/t熟料）

30、KT1.5410036.36考慮煤灰摻入時，1t熟料干生料實質耗費定額K生100KTP生1001.54熟料）1001.60（t/t4式中：K生干生料耗費定額，t/t熟料；P生生料的生產損失，輾轉窯有電收塵時35%，取P生=4%各種干原料耗費定額K原K生式中：K原某種干原料的耗費定額，t/t熟料；K生干生料耗費定額，t/t熟料；X干生猜中該原料的配合比，%K石灰石=1.600.81=1.30t/t熟料K黏土=1.600.1855=0.30t/t熟料K鐵礦石=1.600.0045=0.0072t/t熟料.本設計石膏摻入量：0.2A0.05C4AF-SO(熟猜中)d=33SO(石膏中)312吉林化工

31、學院課程設計0.29.430.0510.120.063100%=39.64=2.329%生產時去取2%。那么：100eKe(100de)(100Pd)100110.13(t/t熟料)(100211)(1003)式中：Ke干混雜材的耗費定額，t/t熟料；.干煤耗費定額：燒成用煤：Kf1100qQnet,d100Pf式中：Kf1燒成用干煤的耗費定額，t/t熟料；q熟料燒成的熱耗，kJ/熟料；Qnet,d煤干燥基的低位熱值，kJ/干煤；Pf煤的生產損失，一般取3%?；鶞蕮Q算公式：查表硅酸巖工業(yè)熱工基礎P228燃料發(fā)熱量計算表，則有Kf110039710.168t/t熟料24368(1003)烘干用煤

32、：MWWq10012烘Kf2100WQ100PQ2net,df式中：Kf2烘干用干煤的耗費定額，單位：t/t熟料；M濕需烘干的濕物料量，以（t/年）表示；Q燒燒成系統(tǒng)的生產能力，t熟料/年；W1,W2分別表示烘干前后物料的含水量（%）；q烘指蒸發(fā)1水分的耗費熱量（KJ/kg水分）；可參照烘干機的規(guī)格或經驗數據。13吉林化工學院課程設計原猜中的黏土和鐵礦石以及煤均需要烘干，且他們的原始水分不一樣樣，故需分別計算：設烘干后物料水分含量均為1%。查烘干機經驗數據6，硅酸巖工業(yè)熱工基礎P370。需烘干物料為粘土類和礦渣類，所以：q烘1=5360KJ/Kg水分q烘2=5150KJ/水分取均勻值，則q烘=

33、5255KJ/Kg水分；公式中（M濕/Q燒）即K濕，由公式K濕=K干100100W0式中：K濕濕物料的耗費定額，t/t熟料；W0該濕物料的天然含水量（%）。Kf21000.1591000.020151525510010015+151001197001003100=0.00792t/t熟料含水濕物料的耗費定額.K石灰石=（1001.0）/(100-1)=1.313t/t熟料K黏土=(1000.3)/(100-3)=0。309t/t熟料K鐵礦石=(1000.007)/(100-6）=0.0076t/t熟料K濕f1=（1000.168）/(100-10)=0.146t/t熟料K濕f2=(1000.0

34、079)/(100-10)=0.0088t/t熟料.各種原資料的需用量計算和生產物料均衡表的編制用各種物料的耗費定額乘以燒成系統(tǒng)的生產能力，就計算出各種物料的需用量，將結果匯編成物料均衡表（詳見下頁）。14吉林化工學院課程設計4.1.3全廠物料均衡表表4-1全廠物料均衡表物料水分生產損耗費定額t/t熟料物料均衡表（t）名稱（%）失（%）干料含水分料干料含天然小時日周小時日周水分料石灰石1.041.301.313247.125930.7641515249.605990.3541932.43黏土3.040.300.30926.93646.24452427.69664.584652.03鐵礦石6.0

35、40.00720.007713.75330.00231014.32343.752406.22生料1.041.601.61297.917149.9250049301.73724250691石膏2.630.1810.18134.57829.57580735.33847.905935混雜材1531.42271.186779.4447456熟料208.34999.234994.4燒成用3.0430.1310.14525.02600.41420327.69664.584652煤烘干用3.030.00790.00881.8444.163092.0549.20345煤燃煤合30.1390.15426.866

36、44.57451229.74713.784997計窯年利用率：0.82煤低位熱值：24368kJ/煤燒成熱耗：3971kJ/煤15吉林化工學院課程設計第五章物料均衡和熱量均衡計算5.1原始資料1、窯型：?4.872m帶DD爐的五級預分解窯2、各物料的化學成分。（詳見表格）3、各個部位溫度預設置值入預熱器生料的溫度：50入窯回灰溫度：50入窯一次空氣溫度：20入窯二次空氣溫度：950（參照冀東水泥廠一線設計）燒成時環(huán)境溫度：20入窯、分解爐的燃料溫度：60入分解爐二次空氣溫度：740（窯頭漏風）熟料出窯溫度：1360廢氣出預熱器溫度：370飛灰出預熱器溫度：3404、入窯風量比（%）一次空氣（K

37、1）：二次空氣（K2）:窯頭漏風（K3）=15:80:55、燃料分配比（%）輾轉窯（Ky）：分解爐(Kf)=40:606、出預熱器的飛灰量:0.1kg/kg熟料7、出預熱器飛灰的燒失量:35.20%8、各處的空時令余系數窯尾：y=1.05.分解爐混雜室出口：L=1.15預熱器出口：f=1.40此中：預熱器漏風量占理論空肚量的比率K4=0.16提高機喂料帶入空肚量占理論空肚量的比率K5=0.09，折合成料風比為19.8kg/Nm39、分解爐及窯尾漏風占分解爐用燃料理論空肚量的比率K6=0.0510、窯尾綜合收塵效率=996%.16吉林化工學院課程設計11、熟料形成熱:1747.789kJ/kg熟

38、料（一般為16301800kJ/kg）參照【】公式（）11水泥生產工藝計算手冊P1074-4熟料形成熱Q熟=489A+714C+587M-73（kJ/kg熟料）=4895.69%+71462.83%+5871.604-73=1747.789kJ/kg熟料12、系統(tǒng)的表面散熱損失：460kJ/kg熟料13、生料水分含量:0.1%14、窯產量：5000t/d208.3t/h5.2物料均衡及熱量均衡計算5.2.1物料均衡計算基準量:1kg熟料,基準溫度：0計算范圍：輾轉窯+分解爐+預熱器系統(tǒng)收入明細：1、燃料的總耗費量：mr(kg/kg熟料)此中,窯頭燃料量:myrKymr(kg/kg熟料)分解爐燃

39、料量：mFrKFmr(kg/kg熟料)2、生料耗費量、入預熱器的物料量a、干生料的理論耗費量（本源于國家標準）100mAara10013.91mmgsLLS10036.36100mr(kg/kg熟料)式中：mgsL干生料理論耗費量,kg/kg熟料Aar煤應用基灰分含量,%Ls生料的燒失量,%a燃料灰分摻入量，100%b、出收塵器飛灰損失量及回灰量mFhmfh(1-)0.1(1-0.996)0.0004(kg/kg熟料)myhmfh-mFh0.1-0.00040.10(kg/kg熟料)17吉林化工學院課程設計式中：myh入窯回灰量,kg/kg熟料mfh出預熱器飛灰量,kg/kg熟料mFh出收塵器

40、飛灰損失量,kg/kg熟料收塵器,增濕塔綜合收塵效率,%c、考慮飛灰損失后干生料的實質耗費量100-Lfhmgs=mgsl+mFh100-Ls10035.20=（1.571-0.219mr）+0.000110036.36=1.571-0.219mr(kg/kg熟料)式中:mgs考慮飛灰損失后干生料實質耗費量,kg/kg熟料Lfh出預熱器飛灰燒失量（%）,35.20d、考慮灰損失后的生料實質耗費量100ms=mgs100=（1.571-0.219mr）mr(kg/kg熟料)式中:ms考慮飛損后生料實質耗費量,kg/kg熟料Ms生猜中水分含量,0.1%e.、入預熱器物料量入預熱器物料量=ms+my

41、hmr+0.100mr(kg/kg熟料)3、入窯系統(tǒng)空肚量a、燃料燃燒理空肚量(經驗公式)(無機資料熱工基礎P77)VLk0.089Car0.267Har0.033(Sar-Oar)=0.08972.10+0.2676.06+0.033(0.35-3.56)=7.929(Nm3/kg煤)mLk=1.293VLk18吉林化工學院課程設計=1.2937.929=10.252(kg/kg煤)式中:VLk燃料燃燒理論干空肚量,Nm3/kg煤mLk燃料燃燒理論干空肚量,kg/kg煤。CarHarSarOar燃料應用11(見水泥工藝生產計算手冊P39)基元素分析構成,%b、入窯實質干空肚量V=VLkmKy

42、kyry=1.057.9290.40mr3=3.330mr(Nm/kg熟料)myk=1.293Vyk=1.2933.330mr=4.306mr(kg/kg熟料)3式中：Vyk入窯實質干空肚量，Nm/kg熟料myk入窯實質干空肚量，kg/kg熟料此中，入窯一次空肚量，入窯二次空肚量，漏風量Vyk1=K1Vyk=0.15VykVyk2=K2Vyk=0.80VykVLok1=K3Vyk=0.05Vykc、分解爐從冷卻機抽取空肚量出分解爐混雜室節(jié)余空肚量1=(lmrr3V1)VLkmr=(1.15-1)7.929=1.190m（Nm/Kg熟料）分解爐燃料燃燒所需空肚量V2=VLkmFr=VLkKFmr

43、=7.9290.6mr=4.757mr（Nm3/kg熟料）窯尾節(jié)余空肚量V=(-1)Vm3yLkyr=（1.05-1）7.9290.4mr=0.159mr（Nm3/kg熟料）分解爐及窯尾漏入空肚量19吉林化工學院課程設計V4K6VLkmFrK6VLkKFmr=0.057.9290.6mr=0.238mr（Nm3/kg熟料）分解爐從冷卻機抽取空肚量VF2k=V1+V2-V3-V4=（）mr3=6.344mr（Nm/kg熟料）mF2k=1.2936.344mr=8.203mr（kg/kg熟料）d、提高機喂料帶入空肚量：VskK5VLkmr=0.097.929mr=0.714mrmsk=1.293V

44、sk=1.2930.714mr=0.923mre、漏入空肚量預熱器漏入空肚量：V5K4VLkmr=0.167.883mr3=1.269mr（Nm/kg熟料）窯尾系統(tǒng)漏入總空肚量：VVV=（1.269+0.238）mrLok2543=1.507mr（Nm/kg熟料）全系統(tǒng)漏入空肚量：VLok=VLok1+VLok2=0.05Vyk+1.507mr=0.053.330mr+1.507mr=1.674mr（Nm3/kg熟料）mLok=1.293VLok=1.674mr1.293=2.164mr（kg/kg熟料）支出項目：20吉林化工學院課程設計1、熟料：msh=1Kg2、出預熱器廢肚量a、生猜中物理

45、水含量sMsmws=m100=（mr）0.1%mr（kg/kg熟料）Vwsmws0.002-0.0002mrmr（Nm3/kg熟料）0.8040.804式中：mws生猜中物理水含量，kg/kg熟料3Vws生猜中物理水含量，Nm/kg熟料30.804為水蒸氣密度，kg/Nmb、生猜中化學水含量mhs=0.00353mgsAl2Os3=0.00353（1.571-0.219mr）3.00mr（kg/kg熟料）Vhsmhs0.0170.00230.0210.0029mr（Nm3/kg熟料）0.8040.804式中：mhs生猜中化學水含量，kg/kg熟料Vhs生猜中化學水含量，Nm3/kg熟料Al2O

46、s3白生猜中三氧化鋁含量，%，3.00c、生料分解放出的CO2氣體量sMCO2+MgOsMCO2CO2=CaOMCaOMMgO4444=42.19+1.595640=34.90msCO2mgsCO2Lfh-mfh10010021吉林化工學院課程設計=（mr）34.90%-0.000135.2%mr（kg/kg熟料）smsCO20.5330.076m3VCO2=1.977=1.977mr（Nm/kg熟料）式中：CO2干生猜中CO2含量，%CaOs、MgOs分別為白生猜中CaO和MgO的含量，%MCO2、MCaO、MMgO分別為CO2、CaO、MgO的分子的相對質量msCO2生猜中分解出的CO2氣

47、體量，kg/kg熟料VsCO2生猜中分解出的CO2氣體量，Nm3/kg熟料1.977為CO2密度，kg/m3d、燃料燃燒生成理論煙肚量r22.4CarmrVCO2=10012=72.1022.4m12100r=1.346mr（Nm3/kg熟料）rNar22.4mr0.79VVN228100Lkmr=1.0422.4mr+0.797.929mr28100=6.271mr（Nm3/kg熟料）VrH2O(HarMar)22.4m218100r=(6.063.0422.42+)mr18100=0.717mr（Nm3/kg熟料）VrSar22.4mrSO2=32100=0.3522.4mr32100=0

48、.002mr（Nm3/kg熟料）Vr=VrCO2+VrN2+VrH2O+VrSO2=（1.346+6.271+0.717+0.002）mr322吉林化工學院課程設計mr=(mLk+1-Aar)mr100=(10.252+113.91-)mr100=11.113mr（kg/kg熟料）式中：Vr煤燃燒理論煙氣體積量，Nm3/kg熟料mr煤燃燒理論煙氣質量，kg/kg熟料e、煙氣中節(jié)余空肚量Vk=(f-1)Vlk/mr=(1.40-1)7.929mr=3.172mr（Nm3/kg熟料）mk=1.293Vk=1.2933.172mr=4.101mr（kg/kg熟料）此中：VN2k0.7V9k=0.79

49、3.172mr=2.506mr（Nm3/kg熟料）mkN2VkN228=2.50628mr=3.132mr（kg/kg熟料）22.422.4Vk=0.21Vk=0.213.172mr=0.666mr（Nm3/kg熟料）O2mkO2VkO32=0.666mr32=0.951mr（kg/kg熟料）222.422.4f、總廢肚量Vf=VCO2+VN2+VH2O+VO2+VSO2srrkrk(Vco2Vco2)(VN2VN2)(VwsVhsVH2O)VO2VSO2mr+1.346mr）+（6.271mr+2.506mr）+mrmr+0.717mr）+0.666mr+0.002mr=0.293+11.5

50、43mr（Nm3/kg熟料）3、出預熱器飛灰量：mfh=0.100（kg/kg熟料）5.2.2.熱量均衡計算熱量收入項：1、燃料燃燒生成熱：QrRmrQnet.ar=24368mr（kg/kg熟料）式中：Qnet.ar煤收到基低位發(fā)熱量，kg/kg煤2、燃料帶入的濕熱：23吉林化工學院課程設計Qr=mrCrtr=1.15460mr=62.240mr（kJ/kg熟料）式中：Cr0-60揮發(fā)分為20%時熟料的均勻比熱，Cr=1.154kJ/kg?（見水泥工藝熱工設施P161附表3）tr煤入窯溫度，3、生料帶入熱量Qs=(mgsCs+mwsCw)ts=（mr）0.878+（mr）4.18250mr（

51、kJ/kg熟料）式中：0-50時工業(yè)水的均勻比熱Cw=4.182kJ/kg?（詳細見水泥工藝熱工設備P130）0-50時干生料均勻比熱容Cs=0.878kJ/kg?（詳細見水泥工藝熱工設備P130）ts生料入窯溫度，504、入窯回灰?guī)氲臒崃浚篞yh=myhCyhtyh=0.100.83650=4.180（kJ/kg熟料）式中：Cyh0-50時，回灰的均勻比熱，Cyh=0.836kJ/kg?（見水泥工藝熱工設施P130）tyh回灰入窯溫度，50，5、空氣帶入熱量a、入窯一次空氣帶入熱量Qy1k=Vy1kCy1kty1k0.1VykCy1kty1k=0.13.330mr1.29830=19.45

52、1mr（kJ/kg熟料）式中：Cy1k0-30時空氣均勻比熱，為Cy1k=1.298kJ/Nm3?（見水泥工藝熱工設施P130）ty1k一次空氣入窯溫度，30b、入窯二次空氣帶入熱量Qy2k=Vy2kCy2kty2k0.85VykCy2kty2k=0.853.330mr1.40395024吉林化工學院課程設計=3550.712mr（kJ/kg熟料）式中：Cy2k0950時空氣均勻比熱，為Cy2k=1.403kJ/Nm3?（見水泥工藝熱工設施P130）ty2k二次空氣入窯溫度，950c、入分解爐三次空氣帶入熱量QF2k=VF2kCF2ktF2k=6.344mr1.377740=6464.409m

53、r（kJ/kg熟料）式中：CF2k0740時空氣均勻比熱，CF2k=1.377kJ/Nm3?（見水泥工藝熱工設施P160附表2）tF2k二次空氣入窯溫度，d、系統(tǒng)漏風帶入的熱量QLOk=VLOkCLOktLOk=1.674mr1.29820=43.457mr（kJ/kg熟料）式中17：CLOk030時空氣均勻比熱為CLOk=1.298kJ/Nm3?（見水泥工藝熱工設施P160附表2）tLOk環(huán)境溫度，20，e、提高機喂料空氣帶入熱量：QskVskCsktsk=0.714mr1.29950=46.374mr式中6：Csk050時空氣均勻比熱，Csk=1.299kJ/Nm3?（見水泥工藝熱工設施P

54、160附表2）tsk提高機喂料空氣（生料）溫度，50，總收入熱量：Qzs=QrR+Qr+Qs+Qyh+Qy1k+Qy2k+QF2k+Qlok+Qsk=24368mr+69.240mrmr+4.180+19.451mr+3550.7126mr+6464.409mr+43.457mr+46.374mr=46.374+34551.987mr（kJ/kg熟料）25吉林化工學院課程設計支出項目1、熟料形成熱：Qsh=1747（kJ/kg熟料）2、蒸發(fā)生猜中水分耗熱量：Qss=（mws+mhs）qqh=（mrmr）2380mr（kJ/kg熟料）式中：qqh50時水的汽化熱，qqh=2380kJ/kg水（見

55、水泥工藝熱工設施P164附表7）3、廢氣帶走熱量Qf=（VCO2CCO2+VN2CN2+VH2OCH2O+VO2CO2+VSO2CSO2）tf=（0.270-0.038+1.346）mr1.921+（6.271+2.506）mr1.319+（mrmr+0.717mr）1.550+0.666mr1.370+0.002mr1.965370=108.41+5961.687mr（kJ/kg熟料）式中：C氣體0370各氣體的均勻比熱，單位kJ/kg?CCO2=1.921,CN2=1.319,CH2O=1.550CO2=1.370,CSO2=1.965（見水泥工藝熱工設施P160附表2）tf廢氣溫度，37

56、0，4、出窯熟料帶走熱量Qysh=1Cshtsh=11.0781360=1466.1（kJ/kg熟料）式中：0-1360時熟料的均勻比熱為Csh（見水泥工藝熱工=1.078kJ/kg?設施P131）tsh出窯熟料溫度，1360,5、出預熱器飛灰?guī)ё邿崃縌fhmfhCfhtfh=0.1000.895340=30.430（kJ/kg熟料）式中6：0-270時飛灰均勻比熱為Cfh（見水泥工藝熱工設=0.895kJ/kg?備P164附表6）tfh飛灰溫度，3406、系統(tǒng)表面散熱損失：QB460（kJ/kg熟料）26吉林化工學院課程設計總支出熱量：Qzc=Qsh+Qss+Qf+Qysh+Qfh+QB=1

57、747+（mr）+（108.41+5961.687mr）+1466.1+30.430+460=3857.36+5956.689mr列出進出熱量均衡方程式：Qzs=Qzc46.374+34551.987mr=3857.36+5956.689mr求得：mr=0.133（kg/kg熟料）即燒成1kg熟料需要耗費0.133kg的煤。求得燃料耗費量后，既可列出物料均衡表和熱量均衡表，并計算一些主要熱工技術參數。熟料單位燒成熱耗：QrR=mrQnet.ar=243680.133=3240.944（kJ/kg熟料）熟料燒見效率：=Qsh100%=1747100%=53.90%sQrR3240.944窯的發(fā)熱能力：Qyr=MyrQnet.arKymrGQnet.ar=0.40.133208.3100024368=27.01107（kJ/h）燃燒帶襯磚斷面熱負荷：Qyr24.2910762qA=2=2=15.7010（kJ/m.h）Di44.444式中：Di表示窯筒體襯磚內徑，m,Di=D-2=4.8-20.15=4.5m此中表示窯筒體襯磚厚度6，按經驗4D5m,