水泥生產線開題報告

1、重慶科技學院畢業(yè)設計（論文）開題報告題目渝西地區(qū)3000t/d復合硅酸鹽水泥生產線的設計院（系）冶金與材料工程學院專業(yè)班級無機非金屬材料工程2008級學生姓名潘程旭 學號 2008440534指導教師廖曉玲2012年3月24日開題報告填寫要求1本課題的目的及意義，國內外研究現狀分析（至少2000字，其 余內容至少1000字）：2本課題的任務、重點內容、實現途徑：3完成本課題所需工作條件（如工具書、計算機、實驗、調研等） 及解決辦法：畢業(yè)設計（論文）開題報告1.本課題的目的及意義，國內外研究現狀分析1.1本課題的目的與意義復合硅酸鹽水泥是繼硅酸鹽水泥、普通水泥、礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥

2、五大水泥之后新增的一種通用水泥。1988年復合硅酸鹽水泥的國家標準正式制定，目前 實施的國家標準是GB12958-1999復合硅酸鹽水泥。凡由硅酸鹽水泥熟料、兩種或兩種 以上規(guī)定的混合材料、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為復合硅酸鹽水泥（簡稱 復合水泥）。復合硅酸鹽水泥中混合材料摻加量按重量百分比應太于15%，不超過50%，復 合硅酸鹽水泥的定義中特別規(guī)定在水泥中應同時摻加兩種或兩種以上的混合材料。對在 水泥中同時摻加兩種以上混合材料的性能，國內外不少學者已進行了研究，這方面的研 究成果以法定的形式也已反映到各個國家的水泥標準中。蘇聯(lián)、法國、東德等13個國家 的水泥標準都在通用水泥中允許

3、摻加兩種以上的各類混臺材料。王幼云3等通過大量的試驗證明，水泥中同時存在不通的混合材料，但不是各類材 料的簡單混合，而是各種混合材取長補短，產生單一混合材料不能有的優(yōu)越效果。復合 硅酸鹽水泥與普通水泥相比有許多的優(yōu)越性，一方面熟料含量在復合水泥中比例越來越 低，可節(jié)約大量熟料。有的科研單位已研究開發(fā)出熟料含量為50%的復合水泥。另一方面 混合材料的摻用的品種，比例的塔配更為自由，這樣就提供了制造復合水泥極其豐富的 途徑，形成不同品種的復合水泥，也即是復合水泥發(fā)展有了更為廣闊的發(fā)展空間。特別 是在原材料價格不斷上漲的今天，生產復合硅酸鹽水泥已成為水泥企業(yè)在尋求新產品、 降低成本等方面一種良好的選

4、擇。我國水泥工業(yè)界已逐漸認識到復合硅酸鹽水泥的優(yōu)越 性，在該水泥的研究、生產方面有了較大的發(fā)展，獲得了良好的經濟效益與社會效益。 由此可見，研制并生產復合水泥就具有特別重大的技術和經濟意義。因此，設計一條復合硅酸 鹽生產線有著很大的意義。1.2國內外研究現狀分析我國從40年代末50年代初，就已有了生產摻用非活性混合材料的此種水泥，那時稱 為混合硅酸鹽水泥，并于1956年制定了專業(yè)標準；1981年又公布了修訂后的允許用部分 活性混合材料代替非活性混合材料，還以非活性混合材料為主要混合材料的部頒標準 JC101-81混合硅酸鹽水泥。由于多種因素，混合硅酸鹽水泥在1985年前的發(fā)展步伐 不是很大，后

5、來隨著國家不斷的發(fā)展建設，水泥的需求量和其質量的要求越來越高。再 到現在由于國際金融危機導致物價上漲，各種費用相對提高，又使水泥的發(fā)展和產量的 提高出現了許多難題。降低成本成為各個廠家首先考慮的問題，復合水泥是以混合材復摻 為基礎的水泥，與單摻的水泥相比，可以明顯地改善水泥的性能，提高水泥的質量和產量，降低 水泥成本。國家對此陸續(xù)出臺了工業(yè)廢渣綜合利用、環(huán)境保護等各種政策，使得我國水泥 科技工作者更多地在混合材料的品種拓寬、比例變化上進行了大量的探索、研究和開發(fā)， 取得了一大批試驗、生產成果。因此，復合硅酸鹽水泥為工業(yè)廢渣的綜合利用開辟了新 的道路。復合硅酸鹽水泥標準自實施以來，我國已在其生產

6、與研究方面取得了較大進展。不 僅出現了眾多新體系的復合水泥，而且在其水化機理及性能研究上也取得了較大進展。 企業(yè)通過生產復合硅酸鹽水泥，也取得了很好的經濟效益，減少了資源與能源的消耗， 這對于維護生態(tài)環(huán)境非常有利。復合硅酸鹽水泥是一種發(fā)展很快的新型通用水泥，它適 合我國的國情，不論立窯、回轉窯、大廠、小廠、干法或濕法工藝均可生產，所以在我 國具有很強的生命力。1.2.1 原料1、 9-13水泥熟料的原料種類及化學成分如下表表1原料與煤灰的化學成分單位：%名稱燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3K2O毛0Cl-總和石灰石42.861.860.600.3951.622.210.05

7、0.250.030.01999.71砂頁巖2.7289.592.821.671.770.740.070.360.060.01599.82粉煤灰3.7047.5728.148.954.180.520.501.130.2194.90鐵礦石2.6549.965.5132.512.561.950.4595.59煤灰52.5528.786.306.491.452.201.000.4499.21復合硅酸鹽水泥的摻雜原料多種多樣，隨著不斷的試驗，不同組合的復合硅酸鹽水 泥開始出現，有雙摻型和多摻型(兩種以上)。我國出現了多種體系的復合水泥，不僅 有傳統(tǒng)混合材生產的復合水泥，也有新開辟混合材的復合水泥。傳統(tǒng)的

8、混合材為高爐礦 渣、火山灰、粉煤灰、石灰石、砂巖、窯灰等：新開辟的混臺材有化鐵爐渣、精煉鉻鐵 渣、增鈣液態(tài)渣、磷渣、鈦渣等。下表展示我國復合硅酸鹽的摻雜種類。表2我國復合硅酸鹽的摻雜種類含礦渣硅質渣、鐵粉含粉煤灰燒粘土、廢渣、石灰石煤矸石、液態(tài)渣(或石灰石)礦渣(23 %3%)、石灰石(5% -9%)、窯灰(3% 1%)三總摻量為25 % 時，硅質渣摻15 %為最好；總 摻量為20%時， 硅質渣摻10%為 最好粉煤灰25%、磷渣25%燒粘土 12%-16%，廢渣5%-l0%，石灰石3 %-5%，總摻量20%-31%用液態(tài)渣15%、煤矸石15%雙摻，煤矸石 20%、石灰石5 %雙摻，及液態(tài)渣20

9、%、 石灰石5%雙摻，礦渣(25%-27% )、煤矸石(8. 5%-12. 5% )、窯粉媒灰、媒渣(1:1摻量25%-30%)灰5 %礦渣25%、磷渣25%粉媒灰、硅錳渣用礦渣25%、沸石10%1.2.2熟料生產15將水泥原料礦石經過破碎機的初步破碎，使之達到一定的粒度，然后經行配料。把配 好的原料送入立磨中進行磨碎，當物料的粒度達到要求后，由選粉機選出送至生料庫中 儲存。來自生料均化庫的生料由斗式提升機送人。1與C2旋風筒的連接風管，由熱風帶 人C1筒，物料自上而下依次進入。1、C2、C3、C4、分解爐、C5旋風筒入窯。入窯后進 一步分解，燒成的熟料從窯頭流出，經篦冷機冷卻之后送至熟料庫中

10、。3000t/d復合硅酸鹽水泥熟料生產工藝流程圖141 一回轉窯；2一冷卻漂白機；3一分解爐；4一預熱器；5增濕塔；6高溫風機；7一袋式收塵器；8一煙囪1.2.3水泥球磨把混合材用量配好后和熟料一起送入球磨機中進行球磨，合格的產品經選粉機選出 后送至水泥成品庫中儲存。1.2.4自動化控制系統(tǒng)16,17現代新型干法水泥生產線用計算機監(jiān)控系統(tǒng)來完成全部控制、監(jiān)視、測量、和報警。 系統(tǒng)信主要由息采集與控制、集中監(jiān)控和信號傳輸三大部分組成。啟閉機室設若干臺現 地控制柜（PLC）,其中信息采集與控制由閘門開度傳感器與開度儀、水位傳感器等部件組 成。集中監(jiān)控由計算機、鍵盤鼠標、打印機、UPS電源及其他設備

11、組成（不在供貨范圍）。 而信號傳輸部分則是采用雙絞屏蔽電纜來完成傳感器、測量儀器、計算機之間的信號連 接與通信。在這些設備中，各種傳感器安裝于現場，開度儀裝于啟閉機室內的控制柜即 PLC）上?，F地控制單元主要完成以下任務：接收主控級發(fā)來的各種控制命令，并通過各種 輸入輸出模塊完成對水位及閘門的實時控制?，F地控制與遠方控制相互閉鎖，優(yōu)先級為現地控制?，F地控制時，能將控制信號， 運行狀態(tài)信號在現地控制屏上反映并能送至主控級。遠方控制時，啟閉機、閘門本身及 周圍的安全設施都必須處于良好的狀態(tài)。雖然控制系統(tǒng)本身對意外情況有應急處理能力， 但是從安全第一的原則考慮，人工的干預仍是必要的，而且是具有最高執(zhí)

12、行優(yōu)先級的。 1.2.5環(huán)保及資源綜合利用工廠中的廢氣廢水經過嚴格處理達到排放標準后再排放，嚴格遵循排放標準。綜合利用資源：高含量礦石和低含量礦石搭配使用，合理利用工業(yè)廢渣，高 溫廢氣用其進行預熱生料或者余熱發(fā)電后再排放。參考文獻肖爭鳴，李堅利.水泥工藝技術M.北京：化學工業(yè)出版社，2006, 4.丁鑄，張德成，王向東，等.我國復合硅酸鹽水泥的發(fā)展與現狀J.水泥，1997.王幼云，王文義，等.等大力發(fā)展一種新盥通用水泥一一關于復合硅酸鹽水泥的論 C/述第四屆水泥學術會議論文集.北京：中國建筑工業(yè)出版杜，1992, 4.GB12958-91復合硅酸鹽水泥標準.江啟洪.復合硅酸鹽水泥及其發(fā)展J.建

13、材工業(yè)技術，1993,8 (4)： 25-27.高培偉，楊選民.復合硅酸鹽水泥研究J.山東建材，1996，(1) :22-25.傅玉輝.復合硅酸鹽的發(fā)展前景J.江西建材，1997，(3) :18-20.方芳.中國水泥裝備的現狀與展望J.中國建材.2006(12):49-52.李東旭等.復合水泥的性能研究J.水泥工程.I996,(1):23-26.李東旭等.磷礦渣復合硅酸鹽水泥性能的研究J.水泥石灰.1993，(5)： 26.李朝林，朱宏軍等.利用硫酸鋁渣硫鐵礦渣生產復合硅酸鹽水泥的研究J(內部資 料).1993，4.李東旭等.用沸石部分代替礦渣生產復合水泥的研究J.江蘇建材.I993,(4)：

14、 23-27.張虹等.磷渣粉煤灰復水術泥的研究J.水泥.1995.(2)： 1-3.田 野，姚軍利，李少輝.新型干法白水泥生產線 設計特點及實 踐J.中國水 泥.2010.8:83-85.施亞杰，劉恩睿.2500t / d新型干法水泥生產線工藝及設計J.建材技術與應用.2011.2:19-23.趙英.淺談水泥生產線自動化技術應用現狀及發(fā)展趨勢J.應用科技.17 張彥峰，白旭霞.Profibus現場總線技術在現代水泥生產線的應用J.科技 風.2011. 20.畢業(yè)設計（論文）開題報告本課題的任務、重點內容、實現途徑2.1本設計的任務：通過工藝設計、設備選型、自動控制系統(tǒng)及環(huán)保規(guī)劃等設計過程，完成

15、一條渝西地 區(qū)3000t/d復合硅酸鹽水泥生產線的設計。2.2本設計的重點內容（1）廠址選擇；（2）工藝流程確定；（3）配料及物料平衡、熱平衡計算；（4）3000t/d復合硅酸鹽水泥生產工藝設計（原料車間、窯爐車間、成型車間、后 處理工段）及設備選型；（5）各工序工藝參數的確定；（6）電氣自動化系統(tǒng)設計；（7）環(huán)保及資源綜合利用部分的設計；（8）3000t/d復合硅酸鹽水泥生產控制與檢測；（9）繪制生產線圖、主體及主要設備圖等，撰寫畢業(yè)設計說明書。2.3本設計的實現途徑在網上或圖書館查詢各種相關文獻，比較所有的方案，結合本設計的具體情況，確 定設計的實現途徑如下：2.3.1廠址選擇選擇廠址時一

16、般應考慮：適合全國和地區(qū)工業(yè)布局以及產品供需安排的要求；符合城市規(guī)劃或工業(yè)區(qū)域規(guī)劃；盡可能節(jié)約占地面積，少占或不占良田、耕地；企業(yè)生產所需的資源能夠落實，原料、燃料及輔助材料的供應經濟合理；有充 足可靠的水源和電源；交通運輸條件比較方便、經濟；不污染環(huán)境，不破壞文物 古跡，不妨礙文化、旅游及其他精神文明建設；對擬建項目留有適當發(fā)展馀地； 地質條件較好，施工難度小，建設投資??；項目建成投產廢，經濟效益良好，等 等。2.3.2工藝流程確定水泥生產的總體流程為：把石灰石原料（大塊需要的破碎）與粘土質原料（大塊的 也需要破碎）、鐵粉通過計量混合立磨（將原料磨成一定的粒度的生料）均 化庫（經過均化庫貯存

17、與均化）五級旋風預熱器（將生料進行預熱）分解 爐（窯尾的熱窯氣進行混合預分解） 回轉窯（煅燒成熟料） 熟料庫（儲存 和冷卻）水泥磨（熟料經冷卻與粗碎并加石膏等送入磨中磨成符合要求的水泥）水泥庫（儲存和包裝）2.3.3原料配方及物料平衡、熱平衡計算根據水泥生產工藝確定其原料配方，并對生產過程中的物料平衡和熱平衡進行計算。物料平衡計算是以生產規(guī)模、產品方案、工藝流程、工藝參數及生產班制為基礎， 對工廠生產過程中各工序物料量的一種近似計算方法。1根據工廠規(guī)模，計算生料各組分配合比及生料外加物比例、水分、消耗定額；2計算水泥各組分配合比、水分；3確定燃料品種、水分、熱值；4確定熟料燒成消耗、物料烘干熱

18、耗和車間工作制度。配合熱線圖計算從燃料燃燒到功率輸出過程中，有關熱交換、熱能分布、損失等熱 量平衡以及計算熱效率。2.3.4工藝設備選型根據配方、生產性質、產量大小和工藝流程選擇設備的型式，然后確定設備的規(guī)格 大小，最后根據各工序的加工量和設備的生產能力進行計算，確定所需設備臺數。設備選型中應考慮的因素：1滿足生產工藝要求；2機械化和自動化水平；3設備性能良好；4管理、維修方便，工藝布置合理；5節(jié)約能源；6技術經濟比較。2.3.5各工序工藝參數的確定根據各工序的要求確定其工藝參數，以及確定各設備的參數。2.3.6電氣自動化系統(tǒng)設計用計算機監(jiān)控系統(tǒng)來完成全部控制、監(jiān)視、測量、和報警。已達到用最少的人力完 成最大的生產，所有設備進行集中控制，用目前最流行的工業(yè)標準軟件，UNIX系統(tǒng)，X 窗口人機接口及TCP/IP網絡通訊規(guī)約。電氣自動化系統(tǒng)設計的思路：1集中監(jiān)控方式2遠程監(jiān)控方式3現場總線監(jiān)控方式2.3.7環(huán)保及資源綜合利用的設計（1）環(huán)境保護工廠環(huán)境保護設計必須執(zhí)行國家有關環(huán)境保護標準和規(guī)定或地方環(huán)境保護標準和 規(guī)定。設計引用標準：環(huán)境空氣質量標準(GB 3095-1996)水泥廠大氣污染物排放標準(GB 4915-1996)鍋爐大氣污染排放標準(GB | 3271-91)污水綜合排放