日產(chǎn)5000噸水泥生產(chǎn)線設(shè)計(jì)說明書

摘要XX理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文/5000t/d水泥熟料生產(chǎn)線燒成車間工藝設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)詳細(xì)地論述了日產(chǎn)5000噸水泥熟料新型干法水泥廠整個(gè)生產(chǎn)工藝流程,生產(chǎn)P·O42.5、P·C42.5兩種品種水泥。根據(jù)產(chǎn)品要求進(jìn)行熟料礦物組成設(shè)計(jì)和配料計(jì)算；完成了物料平衡、主機(jī)平衡及儲庫這三大平衡計(jì)算,由物料平衡確定主機(jī)選型以及由儲庫平衡來確定堆場、堆棚和圓庫的規(guī)格。根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行重點(diǎn)車間工藝計(jì)算和主要設(shè)備選型,合理安排車間工藝布置。同時(shí)編寫說明書。工藝布置應(yīng)做到生產(chǎn)流程順暢、緊湊、簡捷。力求縮短物料的運(yùn)輸距離,并充分考慮設(shè)備安裝、操作、檢修、和通行的方便,以及其它專業(yè)對工藝布置的要求。關(guān)鍵詞：水泥,配料計(jì)算,平衡,選型THEDESIGNOFCEMENTFACTORYTHATITSDAILYCLINKERPRODUCTIONIS5000TONABSTRACTThisdesignisdiscussedindetailthenissan5000tonsofcementclinkerNSPcementplantinthewholeproductionprocess,productionP·O42.5,P·C42.5twovarietiesofcement.Designincludeclinkermineralcompositiondesignandingredientscalculation;Balanceprocesscalculation;Theproductionprocessinstructions;Factorylayout.Determinedbymaterialbalancebynndergroundselectionandhosttodeterminethedepot,balanceoftentsandcircularlibraryspecifications.Accordingtothedesignrequirementsforkeyworkshopprocesscalculationandmajorequipmentselection,reasonablearrangementofworkshopprocessarrangement.Whilewritinginstruction.Processarrangementshouldbeaccomplishedproductionflowsmoothly,compact,simple.Strivetoshortenthedistance,andthetransportmaterialsfullconsiderationofequipmentinstallation,operation,maintenance,andtrafficconvenience,andotherspecializedtoprocessarrangementdemands.KEYWORDS：Cement,balance,selection,decompositionfurnace前言目錄前言1第1章全廠工藝流程21.1工藝流程2生料制備2熟料燒成3煤磨31.2工藝的流程圖4第2章原始配料62.1原、燃料化學(xué)成分62.2煤的工業(yè)分析62.3其它6第3章配料計(jì)算73.1配料方案的選擇73.1.1熟料率值的確定73.1.2熟料熱耗的確定83.2配料計(jì)算93.2.1計(jì)算煤灰摻入量93.2.2根據(jù)熟料設(shè)計(jì)率值,計(jì)算要求的熟料化學(xué)成分9干生料的配合比103.2.4核算熟料化學(xué)成分與率值113.2.5計(jì)算濕原料的配合比11第4章物料平衡和儲庫平衡124.1回轉(zhuǎn)窯規(guī)格的確定124.2窯的臺時(shí)產(chǎn)量標(biāo)定124.3計(jì)算燒成系統(tǒng)的生產(chǎn)能力134.4原、燃、材料消耗定額的計(jì)算134.4.1生料消耗定額134.4.2干石膏、干混合材消耗定額144.5儲庫平衡164.5.1物料的儲存174.5.2物料儲存量174.5.3堆棚、堆場的計(jì)算公式184.6堆場、堆棚的計(jì)算184.6.1石灰石預(yù)均化堆場184.6.2輔助原料預(yù)均化堆場194.6.3原煤堆場194.7儲庫的計(jì)算204.7.1石膏儲庫204.7.2混合材儲庫204.7.3生料均化庫214.7.4熟料庫214.7.5水泥庫21第5章主機(jī)平衡235.1計(jì)算要求主機(jī)小時(shí)產(chǎn)量235.2主機(jī)設(shè)備選型245.2.1石灰石破碎機(jī)選型245.2.2生料磨選型255.2.3回轉(zhuǎn)窯選型265.2.4煤磨選型285.2.5水泥磨機(jī)選型295.2.6包裝機(jī)選型30第6章重點(diǎn)窯尾336.1旋風(fēng)預(yù)熱器級數(shù)的選擇336.2窯尾車間工藝流程346.3窯尾工藝參數(shù)的確定346.3.1進(jìn)入預(yù)熱器生料量356.3.2系統(tǒng)氣體量計(jì)算366.4旋風(fēng)預(yù)熱器結(jié)構(gòu)尺寸的確定40各級旋風(fēng)筒分離效率40旋風(fēng)筒直徑的確定416.4.3分解爐規(guī)格的確定43第七章生產(chǎn)質(zhì)量控制系統(tǒng)與說說明457.1生產(chǎn)質(zhì)量控制網(wǎng)點(diǎn)圖457.2全廠生產(chǎn)質(zhì)量控制表46結(jié)論50謝辭51參考文獻(xiàn)52外文資料翻譯53前言水泥是建筑工業(yè)三大基本材料之一,可廣泛用于民用、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、水利、交通和軍事等工程。他是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中不可缺少的建筑材料。新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的出現(xiàn),徹底改變了水泥生產(chǎn)技術(shù)的格局和發(fā)展進(jìn)程,它采用現(xiàn)代化新型水泥生產(chǎn)工藝和裝備,逐步取代了立窯生產(chǎn)技術(shù)、濕法窯生產(chǎn)技術(shù)、干法中孔窯生產(chǎn)技術(shù)以及半干法生產(chǎn)技術(shù),從而把水泥工業(yè)生產(chǎn)推向一個(gè)新的階段。經(jīng)過多年的發(fā)展,我國水泥工業(yè)發(fā)展取得了很大成績,產(chǎn)量已多年位居世界第一,保障了國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。但是當(dāng)前,我國水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)性矛盾仍十分突出,主要表現(xiàn)是經(jīng)營粗放,生產(chǎn)集中和勞動(dòng)生產(chǎn)率均比較低,資源和能源消耗高,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)展面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。按照科學(xué)發(fā)展觀和走新型工業(yè)化道路的要求,為大力推進(jìn)水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級,引導(dǎo)水泥工業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定、健康地發(fā)展,實(shí)現(xiàn)水泥工業(yè)現(xiàn)代化,制定一系列水泥工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策目標(biāo)。我國近年來已明確優(yōu)先發(fā)展新型干法窯,除個(gè)別特殊情況可選用濕法窯外,新建大中型廠多采用懸浮預(yù)熱器窯及預(yù)分解窯,而小型廠則可采用立筒預(yù)熱器窯及機(jī)械化立窯,不允許再建造沒有余熱利用裝置的中空干法窯?，F(xiàn)有的濕法長窯及其它類型的老式干法窯,在條件具備時(shí)亦將陸續(xù)改造為新型干法窯。本設(shè)計(jì)為5000t/d熟料水泥廠設(shè)計(jì),燒成系統(tǒng)采用預(yù)分解窯。預(yù)分解水泥熟料煅燒技術(shù)是一項(xiàng)極為重要的進(jìn)展。其特點(diǎn)是在預(yù)熱器和窯之間增設(shè)分解爐,在分解爐中加入占總用量50～60%的燃料,使燃料燃燒的過程與生料的預(yù)熱和分解過程,在懸浮狀態(tài)或沸騰狀態(tài)下迅速地進(jìn)行。入窯的生料分解率可達(dá)90%左右,因此窯的熱負(fù)荷大為減輕,而產(chǎn)量卻成倍增長。由于窯的單位容積產(chǎn)量高,窯襯壽命長,在單機(jī)產(chǎn)量相同的情況下,窯的體型較小,占地面積減少,制造、運(yùn)輸和安裝較易,基建投資較低,且可制造單機(jī)產(chǎn)量高達(dá)8000～10000t/d的大型窯。本設(shè)計(jì)分解爐選用TDF型。根據(jù)國內(nèi)燃料的燃燒特性在DD分解爐基礎(chǔ)上開發(fā)的TDF分解爐,符合國內(nèi)生產(chǎn)實(shí)際情況,在國內(nèi)具有廣泛的應(yīng)用。REF_Ref168484390\r\h錯(cuò)誤！未找到引用源。REF_Ref168484424\h錯(cuò)誤！未找到引用源。全廠工藝流程1.1工藝流程生料制備新型干法水泥使用的生料主要有：石灰石、砂巖、鐵粉、粉煤灰等原料。1.石灰石制備及輸送石灰石在礦山車間破碎后,經(jīng)皮帶機(jī)運(yùn)輸至廠內(nèi)的石灰石預(yù)均化堆場,再經(jīng)皮帶機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn),送入石灰石調(diào)配庫。2.石灰石預(yù)均化堆場石灰石由皮帶機(jī)送至預(yù)均化堆場中心,由懸臂堆料皮帶機(jī)進(jìn)行連續(xù)人字型堆料,由刮板取料機(jī)橫切取料。預(yù)均化后的石灰石從堆場中心漏斗卸出,由皮帶機(jī)輸送至石灰石調(diào)配庫庫頂。3.物料聯(lián)合儲庫及輸送砂巖和硫酸渣粉分別由裝載機(jī)從物料聯(lián)合儲庫運(yùn)至卸料坑,經(jīng)皮帶機(jī)和兩路閥,分別送入砂巖和硫酸渣粉配料庫中。4.原料配料庫及輸送原料配料庫由石灰石,砂巖,鐵粉和粉煤灰?guī)旖M成。粉煤灰為干粉煤灰,由汽車運(yùn)輸進(jìn)廠后,氣力輸送入庫,庫下由調(diào)速螺運(yùn)機(jī)按設(shè)定配比卸出,經(jīng)沖擊式流量計(jì)計(jì)量控制,由螺旋泵輸送至生料磨房內(nèi)膨脹倉,經(jīng)氣固分離后入選粉機(jī)。石灰石,砂巖,硫酸渣分別由庫下電子皮帶稱按設(shè)定配比卸出,經(jīng)皮帶機(jī)送至生料磨。5.生料粉磨配合原料經(jīng)磨頭鎖風(fēng)閥進(jìn)入立磨進(jìn)行烘干和粉磨,烘干熱源來自窯尾高溫風(fēng)機(jī)出來的部分廢氣和熱風(fēng)爐。出磨物料經(jīng)斜槽送入提升機(jī),再經(jīng)斜槽與粉煤灰一起入選粉機(jī)選粉,出磨氣體經(jīng)過粗粉分離器,粗粉回到出磨物料提升機(jī)中,氣體進(jìn)入旋風(fēng)收塵器收塵,再由磨系統(tǒng)排風(fēng)機(jī)送入窯磨廢氣處理系統(tǒng)；收下的粉塵與選粉機(jī)選下的細(xì)粉一起,經(jīng)斜槽送入高效膠帶式提升機(jī),由提升機(jī)送入生料均化庫。6.窯磨廢氣處理系統(tǒng)從生料磨排出的廢氣與經(jīng)過增濕塔降溫調(diào)質(zhì)處理的另一部分窯尾廢氣再匯風(fēng)箱匯合,一同進(jìn)入收塵器收塵,最后經(jīng)煙囪排入大氣,收下的粉塵經(jīng)鏈運(yùn)機(jī)入提升機(jī)送入生料均化庫。7.生料均化庫及窯喂料生料由提升機(jī)送至均化庫頂后,由生料分配器呈放射狀多點(diǎn)下料入庫。生料經(jīng)流量控制閥和斜槽,從衡壓倉卸出,經(jīng)高效提升機(jī)入窯尾預(yù)熱器頂部喂料小倉,經(jīng)計(jì)量入窯。熟料燒成生料經(jīng)五級雙系列旋風(fēng)預(yù)熱器和分解爐預(yù)熱,預(yù)分解后,入窯CaCO3分解率將大于90%。出預(yù)熱器氣體經(jīng)窯尾高溫風(fēng)機(jī)排出,一部分進(jìn)入增濕塔；一部分進(jìn)入生料磨作為烘干熱源；另一部分進(jìn)入煤磨作為烘干熱源。1.窯中生料在預(yù)分解系統(tǒng)內(nèi)預(yù)分解后,進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒成熟料,2.窯頭熟料冷卻及輸送熟料從回轉(zhuǎn)窯落入篦冷機(jī),由篦板下鼓入的冷空氣極速冷卻,出篦冷機(jī)的熟料溫度為環(huán)境溫度+65OC,由鏈斗輸送機(jī)送入熟料庫。冷卻機(jī)高溫空氣一部分作為窯用二次空氣；另一部分經(jīng)沉降室,有三次風(fēng)管送到分解爐作為燃燒空氣；剩余低溫廢氣經(jīng)電收塵器收塵后,排入大氣。電收塵器收下的粉塵經(jīng)拉鏈輸運(yùn)機(jī)送到熟料鏈斗機(jī)上。3.熟料儲存熟料由鏈斗輸送機(jī)送入熟料庫中,熟料庫設(shè)散裝下料口,供熟料散裝使用。煤磨原煤由鐵路或公路運(yùn)輸進(jìn)廠,進(jìn)入堆棚存放,并由裝載機(jī)運(yùn)至堆料機(jī)上,進(jìn)行預(yù)均化,再經(jīng)取料機(jī)和皮帶輸送機(jī)送入煤破碎車間破碎。1.煤粉制備原煤從原煤倉給煤喂料機(jī)喂入立式磨進(jìn)行烘干兼粉磨,烘干用熱風(fēng)來自窯尾預(yù)熱器廢氣。出磨煤粉隨氣流進(jìn)入旋風(fēng)收塵器和袋收塵器,收塵凈化后的氣體排入大氣；收下的煤粉由螺旋輸送機(jī)送到煤粉倉,倉下由高壓空氣卸出,經(jīng)煤粉計(jì)量裝置計(jì)量控制,分別泵送至窯頭和窯尾分解爐。2.石膏破碎及輸送石膏由裝載機(jī)從堆場運(yùn)到卸料坑,經(jīng)板式喂料機(jī)喂入破碎機(jī)中破碎,再經(jīng)斗式提升機(jī),送入石膏配料庫中。1.2工藝的流程圖本設(shè)計(jì)是根據(jù)本人對當(dāng)?shù)氐馁Y源、等實(shí)際條件和要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的。在設(shè)計(jì)中充分考慮了該地區(qū)的地形、地勢、氣候、風(fēng)向等自然條件和地區(qū)的實(shí)際情況,生產(chǎn)工藝流程圖見表1-1所示。圖1-1生產(chǎn)工藝流程圖在設(shè)計(jì)中,從原料的開采一直到水泥成品出廠的每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中,都采用了最優(yōu)化的技術(shù),確保水泥生產(chǎn)的質(zhì)優(yōu)、高效、節(jié)能低耗、環(huán)保。如在生料的粉磨過程中采用了最先進(jìn)的立磨；在水泥的粉磨過程中采用了輥壓機(jī)和閉路管磨組成的粉磨系統(tǒng)；該系統(tǒng)與球磨機(jī)相比,具有系統(tǒng)裝機(jī)容量低,設(shè)備重量輕；粉磨電耗僅為后者的70%一80%,單產(chǎn)設(shè)備重量為后者60%。根據(jù)業(yè)主實(shí)際情況,確保資源、資金的最優(yōu)化合理配置。此設(shè)計(jì)課題為5000t/d水泥熟料生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)。第2章原始配料2.1原、燃料化學(xué)成分表2-1配料用原料匯總表〔包括水泥配料項(xiàng)目LossSiO2AL2O3Fe2O3CaOMgOSO3合計(jì)天然水分石灰石42.631.770.150.2254.120.700.081.0黃土9.5158.8711.494.379.112.820.0810硫酸渣27.833.7560.961.802.622.244粉煤灰4.4648.0630.805.554.4110800.37石膏16.401.020.230.1137.771.8540.95煤粉49.4726.497.437.262.442.2煤的工業(yè)分析表2-2煤的工業(yè)分析〔%MadCadAadVadQnet.ad<kJ/kg>1.4853.4118.6726.44270822.3其它1、年平均氣溫15℃2、當(dāng)?shù)貧鈮?9999Pa3、地下水位-1第3章REF_Ref168484495\h錯(cuò)誤！未找到引用源。XX理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文第3章配料計(jì)算3.1配料方案的選擇因?yàn)楣杷猁}水泥熟料是由兩種或兩種以上的氧化物化合而成,因此,在水泥生產(chǎn)中控制各氧化物之間的比值〔即率值,比單獨(dú)控制各氧化物的含量,更能反映出對熟料礦物組成和性能的影響。故常用表示各氧化物之間相對含量的率值來作為生產(chǎn)控制的指標(biāo)。為了獲得較高的熟料強(qiáng)度,良好的生料易燒性以及易于控制生產(chǎn),選擇適當(dāng)?shù)氖炝先手凳欠浅１匾摹?.1.1熟料率值的確定眾所周知,C3S是熟料的主要礦物,在水泥水化過程中水化速度最快,對熟料的3d、28d強(qiáng)度起著關(guān)鍵性的作用,而實(shí)際生產(chǎn)中熟料的C3S含量由熟料的KH來決定的。當(dāng)熟料中的KH值在0.86~0.92之間時(shí),R3、R28值均較高；當(dāng)KH≥0.91時(shí),雖然R3較高,但R28已呈下降趨勢,此時(shí),熟料燒成已經(jīng)較困難,f-CaO不易控制,對強(qiáng)度有較大影響。因此,KH取0.86~0.90為熟料最佳控制范圍,可以保證熟料的3天和28天強(qiáng)度[2]。若熟料SM過高,則由于高溫液相量顯著減少,熟料煅燒困難,C3S不易形成；SM過低,則熟料因硅酸鹽礦物少而熟料強(qiáng)度低,且由于液相量過多,易出現(xiàn)結(jié)大塊、結(jié)爐瘤、結(jié)圈等,影響窯的操作。SM一般控制在2.3~2.7范圍內(nèi)。若IM過高,熟料中C3A含量多,液相粘度大,物料難燒,水泥凝結(jié)快。IM過低,雖然液相粘度小,液相中質(zhì)點(diǎn)易于擴(kuò)散對C3通過物料平衡可計(jì)算得到各種原料、燃料、材料的需要量以及從原料進(jìn)廠直至成品出廠,各工序所需處理的物料量,依據(jù)這些數(shù)據(jù)可以進(jìn)一步確定工廠的物料運(yùn)輸量、工藝設(shè)備選型以及堆場、儲庫等設(shè)施的規(guī)模,因此,物料平衡計(jì)算是主機(jī)平衡與儲庫平衡計(jì)算的基礎(chǔ)和依據(jù)。表3-1國內(nèi)主要水泥生產(chǎn)公司熟料率值及液相量廠名ZHSDZJLGINSCXJBQYSKH0.870.900.880.890.870.870.900.890.87SM2.492.462.582.322.362.422.582.522.37IM1.611.691.451.621.441.631.351.641.3524.0723.8723.4325.4025.4124.3822.3524.6824.70兩高一中方案即高SM、高IM、中KH、低液相量配料方案,其值控制為:KH=0.88±0.02、SM=2.5±0.1、IM=1.6±0.1、L=20%~25%。從我國冀東等公司的預(yù)分解窯生產(chǎn)實(shí)踐看,兩高一中方案是適當(dāng)?shù)摹１敬卧O(shè)計(jì)為一臺預(yù)分解窯,根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐和設(shè)計(jì)要求選擇兩高一中方案即高SM、高IM、中KH、低液相量配料方案,其值控制為:KH=0.88±0.02、SM=2.5±0.1、IM=1.6±0.1、L=20%~25%。3.1.2熟料熱耗的確定表3-2國內(nèi)和國外部分預(yù)分解窯的單位熟料熱耗<kJ/kg>國內(nèi)冀東NSF寧國MFCXXSLCXXRSP淮海NFC新疆RSP熟料熱耗338533233439357336503862國外日本東谷廠N-MFC丹麥FLSSLC日本小野田RSP比利時(shí)CCBProPol-AS奧地利PASEC墨西哥Fuller-N-SF熟料熱耗299431913078294828972910在近年新建的水泥廠中,一般都是預(yù)分解窯,使原來在窯內(nèi)以堆積態(tài)進(jìn)行的物料預(yù)熱及生料中碳酸鹽分解過程移到回轉(zhuǎn)窯外進(jìn)行,使窯的熱負(fù)荷大為減輕,窯的壽命延長,而窯產(chǎn)量卻成倍增長,熟料的單位熱耗大大降低。影響熟料熱耗的因素很多,即使是同一種生產(chǎn)方法,不同的企業(yè),甚至同一企業(yè)同一設(shè)備的不同時(shí)期,熟料的熱耗都可能不一樣。單位熟料熱耗依國內(nèi)外預(yù)分解窯生產(chǎn)現(xiàn)狀,熱耗取3000kJ/kg熟料。3.2配料計(jì)算配料計(jì)算的基本原則：<1>燒出的熟料應(yīng)具有較高的強(qiáng)度和良好的物理化學(xué)性能；<2>配制的生料易于粉磨和燒成；<3>生產(chǎn)過程中易于控制、管理,便于生產(chǎn)操作,能結(jié)合工廠生產(chǎn)條件、經(jīng)濟(jì),合理地使用礦山資源。本次設(shè)計(jì)選用Excel法。3.2.1計(jì)算煤灰摻入量Aad=Aar<100-Mad>÷<100-Mar>=17.8%Aad=18.67Mar=6Mad=1.48Qnet.ar=<Qnet.ad+25Mad><100-Mar>÷<100-Mad>-25Mar=22592.64Qnet.ar-收到基低位發(fā)熱值Qnet.ad-空氣干燥基低位發(fā)熱值Mad-空氣干燥基水分=〔3000×26.13%×100%÷22592.64=3.45%式中:GA—熟料中煤灰摻入量<%>；q—單位熟料熱耗<kJ/kg熟料>；Qnet.ad—煤的空氣干燥基熱值<kJ/kg煤>；Aad—煤的空氣干燥基灰分含量<%>；S—煤灰沉落率<%>,一般S=100%。3.2.2根據(jù)熟料設(shè)計(jì)率值,計(jì)算要求的熟料化學(xué)成分根據(jù)原料成分總和計(jì)算,一般Σ≈97%左右,計(jì)算要求熟料的化學(xué)成分：設(shè)：Σ=97.5%,則：=3.45%=5.52%=22.42%=66.11%3.2.3干生料的配合比表3-3物料計(jì)算表原料化學(xué)成分〔%項(xiàng)目LOSSSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3比例石灰石32.831.360.110.1741.680.5477.01黃土1.7410.762.100.801.660.5218.27硫酸渣00.510.071.120.030.051.84粉煤灰0.131.380.852.87生料34.7014.013.172.2543.501.15100灼燒生料21.464.853.4466.621.7797.97煤灰1.010.552.03熟料22.475.393.5966.771.82100燒成熱耗〔KJ/Kg熟料2950煤發(fā)熱量〔KJ27082煤灰分18.67熟料目標(biāo)KH熟料實(shí)際KH0.900.900熟料目標(biāo)SM熟料實(shí)際SM2.52.500熟料目標(biāo)IM熟料實(shí)際IM1.51.5003.2.4核算熟料化學(xué)成分與率值所得結(jié)果與要求值十分接近,可按此配料進(jìn)行生產(chǎn)?？紤]到生產(chǎn)波動(dòng),熟料率值可定為：KH=0.90、SM=2.5、IM=1.5。按上述計(jì)算結(jié)果,干燥原料配合比為:石灰石77.01%,硫酸渣1.84%,黃土18.27%。計(jì)算熟料礦物組成：C3S=3.8×<3KH—2>SiO2=3.8×<3×0.90—2>×21.91=58.28<%>C2S=8.6×<1—KH>SiO2=8.6×<1—0.90>×21.91=18.84<%>C3A=2.65×<Al2O3—0.64Fe2O3>=2.65×<5.19—0.64×3.55>=7.73<%>C4AF=3.04×Fe2O3=3.04×3.55=10.79<%>C3S+C2S=58.28+18.84=77.12<%>C3A+C4AF=7.73+10.79=18.52<%>液相量：1338℃L=6.1Fe2O3=6.1×3.55=21.66<%>1450℃L=3Al2O3+2.25Fe2O3+MgO+R2O=3×5.19+2.25×3.55=23.56<%>綜上所述,熟料中C3S和C2S的理論含量約占77%,C3A和C43.2.5計(jì)算濕原料的配合比原料水分：石灰石1.0%、黃土10%、硫酸渣4%。則濕原料的質(zhì)量配合比：濕石灰石=77.01/<100-1.6>=77.79濕黃土=18.27/<100-10>=20.30濕硫酸這=1.84/<100-4>=1.92合計(jì)：100.01將質(zhì)量比換算為百分比：濕石灰石=77.79/100.01=77.8%濕黃土=20.30/100.01=20.3%濕硫酸渣=1.92/100.01=1.9%結(jié)論第4章物料平衡和儲庫平衡通過物料平衡可計(jì)算得到各種原料、燃料、材料的需要量以及從原料進(jìn)廠直至成品出廠,各工序所需處理的物料量,依據(jù)這些數(shù)據(jù)可以進(jìn)一步確定工廠的物料運(yùn)輸量、工藝設(shè)備選型以及堆場、儲庫等設(shè)施的規(guī)模,因此,物料平衡計(jì)算是主機(jī)平衡與儲庫平衡計(jì)算的基礎(chǔ)和依據(jù)。4.1回轉(zhuǎn)窯規(guī)格的確定確定回轉(zhuǎn)窯規(guī)格的大體步驟如下：先根據(jù)設(shè)計(jì)產(chǎn)量用經(jīng)驗(yàn)公式初步計(jì)算,將初步計(jì)算結(jié)果與目前生產(chǎn)中同類型窯比較并作出適當(dāng)調(diào)整,再用窯內(nèi)風(fēng)速等有關(guān)指標(biāo)來核實(shí)。表4-1國內(nèi)部分5000t/d預(yù)分解窯實(shí)際選用窯的規(guī)格廠名XX東源XX海螺華新豫鶴同力黃河同力冀東規(guī)模<t/d>500050005000500050005000回轉(zhuǎn)窯〔mΦ4.874Φ4.874Φ5.074Φ4.874Φ4.874Φ4.874根據(jù)國內(nèi)部分5000t/d預(yù)分解窯實(shí)際選用窯規(guī)格的實(shí)際情況,各主要水泥廠所采用是比較成熟的三支撐Φ4.874m回轉(zhuǎn)窯,本次設(shè)計(jì)要求為5000t/d熟料的生產(chǎn)線,參照目前國內(nèi)已經(jīng)成熟的技術(shù),采用1臺三支撐Φ4.8744.2窯的臺時(shí)產(chǎn)量標(biāo)定表4-2國內(nèi)部分5000t/d預(yù)分解窯的生產(chǎn)能力廠名華新冀東池州海螺XX海螺豫鶴同力黃河同力設(shè)計(jì)產(chǎn)量〔t/d500050005000500050005000窯設(shè)計(jì)產(chǎn)量〔t/h208.3208.3208.3208.3208.3208.3窯實(shí)際產(chǎn)量〔t/h220224218.8229215＞208.3目前在標(biāo)定窯的產(chǎn)量時(shí),設(shè)計(jì)部門一般提出兩個(gè)產(chǎn)量指標(biāo),其一為保證產(chǎn)量,此產(chǎn)量系指窯投產(chǎn)后,在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),在滿足規(guī)定的熱耗與熟料質(zhì)量的條件下所應(yīng)生產(chǎn)的熟料量；又同時(shí)提出另一比保證產(chǎn)量約高10%~13%供配套設(shè)計(jì)用的產(chǎn)量指標(biāo),此產(chǎn)量供全廠進(jìn)行配套設(shè)計(jì)用,以保證窯的增產(chǎn)需要。根據(jù)國內(nèi)部分5000t/d預(yù)分解窯的實(shí)際產(chǎn)量,標(biāo)定窯的臺時(shí)產(chǎn)量Qh.1為228.7t/d。4.3計(jì)算燒成系統(tǒng)的生產(chǎn)能力熟料小時(shí)產(chǎn)量:Qh=nQh.1=1×228.7=228.7t/h熟料日產(chǎn)量:Qd=24Qh=24×228.7=5488.8<t/d>熟料周產(chǎn)量:Qw=168Qh=168×228.7=38421.6<t/w>4.4原、燃、材料消耗定額的計(jì)算4.4.1生料消耗定額由表3-3可知：干生料燒失量：36.14%煤灰的摻入量：3.45%則：==1.50t/t熟料式中：KT—干生料理論消耗量<t/t熟料>；I—干生料的燒失量<%>；S—煤灰摻入量<%>。P生—生料的生產(chǎn)損失取<％>,一般取0.5%。各種干原料消耗定額K原=K生x式中：K原—某種干原料的消耗定額<t/t熟料>；x—干生料中該原料的配合比<%>。石灰石消耗定額：K1=K生×x1=1.50×77.01%=1.155〔t/t熟料黃土消耗定額：K2=K生×x2=1.50×18.27%=0.027〔t/t熟料粉煤灰消耗定額：K3=K生×x3=1.50×2.88%=0.043〔t/t熟料硫酸渣消耗定額：K4=K生×x4=1.50×1.84%=0.028〔t/t熟料含自然水分時(shí)：石灰石消耗額：K1=K1÷〔100－1.0%=1.167〔t/t熟料黃土消耗定額：K2=K2÷〔100－10%=0.304〔t/t熟料硫酸渣消耗定額：K4=K4÷〔100-4%=0.029〔t/t熟料4.4.2干石膏、干混合材消耗定額根據(jù)GB175—2007,普通硅酸鹽水泥中摻活性混合材料時(shí),最大摻量不得超過20%,其中允許用不超過水泥質(zhì)量5%的窯灰或不超過水泥質(zhì)量8%的非活性混合材料來代替。粉煤灰酸鹽水泥中混合材料總摻量按質(zhì)量百分比計(jì)為大于20%且小于或等于50%。水泥中允許用不超過8%的符合JC/T742要求的窯灰代替部分混合材料,摻粉煤灰時(shí)混合材料不得與粉煤灰酸鹽水泥重復(fù)?；旌喜牡膿郊釉瓌t：a.符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；b.混合材的摻加量不得在規(guī)定范圍的邊緣；c.在規(guī)定的混合材摻加量范圍內(nèi),盡量提高水泥的強(qiáng)度?；旌喜牡膿郊恿浚罕?-3國標(biāo)對兩種水泥的組分規(guī)定普通硅酸鹽水泥P·O熟料+石膏≥80,<95混合材>5,≤20粉煤灰硅酸鹽水泥P·C熟料+石膏≥50,<80混合材>20,≤40設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)P·O42.5〔50%、P·C42.5〔50%,根據(jù)所提供的原材料P·O42.5水泥的混合材選用粉煤灰,粉煤灰的摻量分別為15%,P·C42.5的混合材選用粉煤灰的摻量為30%。按GB175—2007規(guī)定,普通硅酸鹽水泥中的三氧化硫含量不得超過3.5%。假設(shè)100kg水泥摻入石膏為xkg,則x×36%≤100×3.5%,由此可得x≤9.72kg,即100kg水泥中參加的石膏最多不超過9.7kg。設(shè)定摻入量為：P.O42.5：石膏7kg、混合材為14kg；P.C42.5：石膏7kg、混合材30kg1干石膏消耗定額式中：Kd—干石膏消耗定額<t/t熟料>；d,e—分別表示水泥中石膏、混合材料的摻入量<%>。P·O42.5：Kd1==0.088t/t熟料；P·C42.5：Kd2==0.117t/t熟料；Kd=0.088×50%+0.117×50%=0.1025t/t熟料。2干混合材料消耗定額·Ke—干混合材料消耗定額<t/t熟料>；P·O42.5：Ke1==0.18t/t熟料；P·C42.5：Ke2==0.48t/t熟料；Ke=0.18×50%+0.48×50%=0.33t/t熟料表4-4兩種品種水泥石膏、混合材料的消耗定額t/t熟料名稱P·O42.5P·C42.5石膏0.0880.117混合材料粉煤灰0.180.483煤的消耗定額=100×2950/27082×<100-0.5>=0.109t/t熟料含水分煤：K=Kf÷〔100-p×100=0.110〔t/t熟料4設(shè)計(jì)水泥產(chǎn)量P.O42.5：P.C42.5:表4-5全廠物料平衡表物料名稱天然水分%生產(chǎn)損失%消耗定額〔t/t熟料物料平衡表〔t干料濕料干料濕料小時(shí)日周小時(shí)日周石灰石1.00.51.1551.167264.15633.964437.72266.896405.4344838.01黃土100.50.2740.30462.671504.0810528.5669.521668.6011680.17硫酸渣40.50.0280.0296.40153.61075.26.63159.181114.23粉煤灰0.50.0439.83235.921651.44燃煤090.11024.93598.324188.2425.16603.774226.38生料-0.51.5-343.058233.257632.4石膏-0.50.103-23.56565.443958.08混合材-0.50.330.3475.471811.2812678.9677.761866.1913063.34熟料-0.51.0-228.75488.838421.6水泥-0.51.43-327.047848.9654942.724.5儲庫平衡為了保證工廠連續(xù)生產(chǎn),避免由于外部運(yùn)輸?shù)牟痪?、設(shè)備之間生產(chǎn)能力的不均衡或由于前后段生產(chǎn)工序的工作班制不同,以及由于其他原因造成物料供應(yīng)的中斷或物料滯留堆場而阻塞,保證工廠連續(xù)均勻的進(jìn)行生產(chǎn)和產(chǎn)品均衡出廠以及為了滿足生產(chǎn)過程中原料生產(chǎn)控制和產(chǎn)品檢驗(yàn)的需要,工廠必須設(shè)置各種儲存設(shè)施來儲存生產(chǎn)過程中各種物料。物料的儲存表4-6大中型水泥廠各物料的存儲期物料名稱石灰石黃土粉煤灰硫酸渣煤混合材生料熟料水泥石膏期<d>510730101035730表4-7常用物料的堆積密度和休止角物料名稱堆積密度<t/m3>休止角<度>石灰石1.4530砂巖1.525鐵粉1.640生料1.25~1.30-燃煤0.927熟料1.45-石膏1.340粉煤灰0.6540水泥1.0~1.5-4.5.2物料儲存量Q=GdT式中：Q—某物料的要求儲存量,t；T—該物料的儲存期,d；Gd—該物料的日平衡量,t/d。堆棚、堆場的計(jì)算公式〔公式適用條件：L和B≥2Hcotα式中：L—某種物料料堆的底邊長度,m；Q—該物料在堆場的儲存量,t；H—料堆高度,m；B—料堆底邊寬度,m；γ—該物料的堆積密度,t/m3；α—該物料的休止角度。4.6堆場、堆棚的計(jì)算4.6.1石灰石預(yù)均化堆場因石灰石礦山品位不均勻,原料成分波動(dòng),不僅直接影響熟料質(zhì)量,而且對窯的產(chǎn)量,熱耗,運(yùn)轉(zhuǎn)周期及窯的耐火材料消耗等都有較大影響,為充分利用礦山資源,滿足生產(chǎn)的需求,勢必要對石灰石進(jìn)行預(yù)均化。預(yù)均化堆場分矩形堆場和圓形堆場兩種。矩型堆場物料分布對稱而均勻,有利于擴(kuò)建,堆存容量大。因此選用矩形預(yù)均化堆場。石灰石的儲存期5天,取H=7m,B≥2Hcotα=2×7×cot30°=Q=GdT=7245.12×5×2=72451.2t取B=33m,=203.堆場面積：F=BL/η=8936.4式中：η為堆場面積利用系數(shù)一般為0.6~0.75,η取0.75已知取定B=33m,則L0=203.1/0.75=則石灰石堆場尺寸確定為：L0=272m,B=33m,H=4.6.2輔助原料預(yù)均化堆場1砂巖堆場砂巖的儲存期10天,取H=5m,B≥2Hcotα=2×5×cot25°=21.4Q=GdT=472.08×10×2=9441.6t取B=35m,=30m堆場面積：F=BL/η1500式中：η為堆場面積利用系數(shù)一般為0.6~0.75,η取0.7已知取定B=35m,則L0=30/0.7=則砂巖堆場尺寸確定為：L0=42m,B=35m2鐵粉堆場鐵粉儲存期30天,取H=4m,B≥2Hcotα=2×4×cot40°=9.5mQ=GdT=296.4×30×2=17784t取B=35m=80.8m堆場面積：F=BL/η=4040式中：η為堆場面積利用系數(shù)一般為0.6~0.75,η取0.7已知取定B=35m,則L0=80.8則鐵礦石堆場尺寸確定為：L0=115m,B=354.6.3原煤儲存期10天,取H=6m,B≥2Hcotα=2×6×cot27°=23.6mQ=GdT=730.1×10×2=14602t取B=40m,=54m堆場面積：F=BL/η=3085.7式中：η為堆場面積利用系數(shù)一般為0.6~0.75,η取0.7已知取定B=40m,則L0=54/0.7=77.1則燃煤堆場尺寸確定為：L0=78m,B=40m,H=4.7儲庫的計(jì)算圓庫常用于小塊狀、粒狀、粉狀、漿狀物料的儲存。采用圓庫儲存物料,庫容積有效利用率高,占地面積小,揚(yáng)塵易處理、勞動(dòng)條件好。4.7.1石膏儲庫石膏入破碎機(jī)前漏天堆置,破碎后入石膏庫。石膏儲存期30天,Q=GdT=516×30=15480t,堆積密度為1.3t/m3,粘土休止角為40度,則：儲庫容積=11907.7m3,圓庫的高度取40m,則=9.7m。取r=10m,D=20m表4-8石膏庫的規(guī)格規(guī)格<m×m>儲量<t>儲存期<d>數(shù)量<個(gè)>Φ20×4016300351實(shí)際儲存期：T=Q/Gd=16300/516=32d4.7.2混合材儲庫1粉煤灰儲庫粉煤灰儲存期10天,Q=GdT=455.5×10=4555t,堆積密度為0.65t/m3,休止角為40度,儲庫容積=7007.7m3,圓庫的高度取40m,則=7.5m,取r=8m,D=16m表4-9粉煤灰?guī)斓囊?guī)格規(guī)格<m×m>儲量<t>儲存期<d>數(shù)量<個(gè)>Φ16×405300101實(shí)際儲存期：T=Q/Gd=5300/455.5=11d4.7.3生料均化庫生料儲存期2天,生料儲存量Q=GdT=8342.9×2=16685.8t,堆積密度為1.3t/m3,儲庫容積=12835.2m3,圓庫的高度取40m,則=10.1m,取r=11m,D=表4-10MF型生料均化庫的規(guī)格規(guī)格<m×m>儲量<t>儲存期<d>數(shù)量<個(gè)>Φ22×40200002.31實(shí)際儲存期：T=Q/Gd=20000/8343=2.4d4.7.4熟料庫熟料儲存期5天,熟料儲存量Q=GdT=5488.8×5=27444,選用Φ45×20m圓庫有效容積Vi=31793m3,熟料的容積密度γ=1.45t/m3,選用個(gè)數(shù)：n=Q/γVi=27444/<1.45×31793>=0.60表4-11熟料庫規(guī)格規(guī)格<m×m>儲量<t>儲存期<d>數(shù)量<個(gè)>Φ45×20450008.341實(shí)際儲存期：T=Q/Gd=45000/5488.8=8.2d4.7.5水泥庫水泥儲存期7天。對于P·O42.5,水泥儲存量Q=GdT=3705×7=25935t,選用Φ24×50m圓庫的有效容積Vi=22608m3,P·O42.5水泥的容積密度γ=1.45t/m3,選用個(gè)數(shù)：n=Q/γVi=25935/<1.45×22608>=0.79對于P·F32.5,水泥儲存量Q=GdT=3705×7=25935t,選用Φ28×50m圓庫的有效容積Vi=30772m3,P·F32.5水泥的容積密度γ=1.1t/m3,選用個(gè)數(shù)：n=Q/γVi=25935/<1.1×30772>=0.76其中水泥廠可能生產(chǎn)出不合格產(chǎn)品中,選備用庫1個(gè)。表4-12儲庫平衡表物料名稱儲存方式規(guī)格<m>數(shù)量<個(gè)>儲量<t>儲期<d>石灰石長形預(yù)均化堆場272×33×71719805砂巖長形預(yù)均化堆場42×35×512463010鐵粉長形預(yù)均化堆場115×35×51940030原煤長形預(yù)均化堆場78×40×611534010石膏庫圓庫Φ20×4011630030粉煤灰?guī)靾A庫Φ16×401530010生料均化庫圓庫Φ22×401200002熟料庫圓庫Φ45×201450005水泥P·O42.5圓庫Φ24×501250007P·F32.5Φ28×501300007水泥備用庫圓庫Φ28×50130000-第5章主機(jī)平衡主機(jī)平衡是根據(jù)物料平衡計(jì)算的結(jié)果和車間的工作制度,計(jì)算各車間要求主機(jī)小時(shí)產(chǎn)量,然后確定車間的工藝流程,選定各車間主機(jī)的型號、規(guī)格,標(biāo)定主機(jī)的產(chǎn)量和需要臺數(shù)。5.1計(jì)算要求主機(jī)小時(shí)產(chǎn)量式中：Gn—要求主機(jī)小時(shí)產(chǎn)量<t/h>；Gw—物料周平衡量<t/w>；H—主機(jī)每周運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)。表5-1水泥廠主機(jī)每周運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)主機(jī)名稱每日運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間〔h/日每周運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間〔h/周生產(chǎn)周制〔日/周生產(chǎn)班制石灰石破碎機(jī)12~1472~846每日兩班,每班6~7小時(shí)生料磨221547窯241687煤磨241687水泥磨221547包裝機(jī)12~1484~987每日兩班,每班6~7小時(shí)注：1.每日運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為24小時(shí)者,按每日三班,每班8小時(shí)計(jì)算；每日運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為22小時(shí)都,是按扣除每日檢修2小時(shí)計(jì)算；2.生產(chǎn)班制一欄中,每班6~7小時(shí)是指主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù),即已扣除每班檢修時(shí)間1~2小時(shí)。石灰石破碎機(jī)要求小時(shí)產(chǎn)量：GH=44838.01/84=533.8t/h生料磨要求小時(shí)產(chǎn)量：GH=57632.14/154=374.23t/h窯要求小時(shí)產(chǎn)量：GH=38421.6/168=228.7t/h煤磨要求小時(shí)產(chǎn)量：GH=4226.38/168=25.16t/h水泥磨要求小時(shí)產(chǎn)量：GH=54942.72/154=356.77t/h包裝機(jī)要求小時(shí)產(chǎn)量：GH=54942.72×30%/98=168.19t/h5.2主機(jī)設(shè)備選型5.2.1石灰石破碎機(jī)選型表5-2各類破碎機(jī)性能比較性能特征顎式圓錐式錘式反擊式破碎機(jī)輥齒切割式破碎比5504-7抗磨能力較好一般良好能耗低適中良好出料粒度及機(jī)配差錘式好反擊式少差差處理粘濕能力差錘式一般反擊式較差極好粉塵量低高低選型比較：以沖擊原理工作的錘式和反擊式破碎比最高,只需要一級破碎就可以滿足生產(chǎn)需求,且采用它們可以減少一次性投資,又由于石灰石的磨蝕性不高且原料的分水和黏附性能都較低,因此選用單轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī),又考慮到為延長錘頭的壽命和減輕轉(zhuǎn)子負(fù)荷,所以采用帶給料輥的單轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)最適宜。表5-3生產(chǎn)單段錘式破碎機(jī)的主要參數(shù)項(xiàng)目單轉(zhuǎn)子型帶給料輥型主要技術(shù)特征14.1216.1618.1720R2020R22轉(zhuǎn)子規(guī)格〔mmΦ1420×1190Φ1650×1600Φ1800×1730Φ2020×2000Φ2020×2200轉(zhuǎn)子數(shù)量11111最大進(jìn)料粒徑〔mm500×500×700600×600×900800×800×12001000×1000×12001100×1100×1500出料粒徑〔mm25—4025—6025—7025—8025—80生產(chǎn)能力〔t/h80—120160—240260—400540—750600—800裝機(jī)功率〔KW132—165250—355400—500710—900800—900又考慮物料的性質(zhì),如物料是硬度、水分、形狀和雜質(zhì)含量均將直接影響破碎系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。因此所選擇的破碎系統(tǒng)一定要與被破碎物料的物理性質(zhì)相適應(yīng)物料的物理性質(zhì)。破碎機(jī)要求產(chǎn)量GH=603.76~696.89t/h,工作制度：采用兩班制,每班工作6~7小時(shí),每周工作6天。綜合以上因素可選用Φ2020×2200mm生料磨選型生料磨要求產(chǎn)量GH=374.23t/h,工作制度：采用三班制,每班工作8小時(shí),每周工作7天。新型干法水泥廠在生料粉磨系統(tǒng)方面有兩種方案：采用烘干兼粉磨的中卸磨和輥式磨。與鋼球磨相比,輥式磨的優(yōu)點(diǎn)：粉磨方式合理,生產(chǎn)調(diào)節(jié)反應(yīng)快、允許入磨物料粒度較大、烘干能力強(qiáng)、流程簡單、設(shè)備布置緊湊、占地少、噪音小、電耗底、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率高,可烘干水分含量15%－20%的原料,是原料粉磨的首選設(shè)備之一。綜合考慮,選RMR57/28/555輥式磨。表5-4RMR57/28/555輥式磨主要技術(shù)性能編號名稱型號規(guī)格數(shù)量單重<kg>總重<kg>01輥式磨1臺型號：RMR57/28/555生產(chǎn)能力：400t/h允許入磨物料最大粒度：mm允許入磨物料最大水分：8%成品細(xì)度：80μm篩篩余≤12%出磨物料水分：＜0.5%磨盤直徑：5900mm磨輥個(gè)數(shù)：2對01M主電動(dòng)機(jī)1臺2850028500型號：YRKK900—6<IP54/F>額定功率：4200Kw轉(zhuǎn)速：994r/min電壓：10000V電壓：V01P主減速機(jī)型號：速比：輸出功率：4000kW01-1選粉機(jī)1套型號：SEPOL-555-RMR選粉風(fēng)量：930000m3轉(zhuǎn)子直徑：5550mm轉(zhuǎn)速：258~1545r/min回轉(zhuǎn)窯選型窯臺時(shí)要求產(chǎn)量：GH=228.7t/h,工作制度：采用三班制,每班工作8小時(shí),每周工作7天。根據(jù)國內(nèi)部分5000t/d預(yù)分解窯實(shí)際選用窯規(guī)格的現(xiàn)狀,各主要水泥廠所采用是比較成熟的三支撐Φ4.874m回轉(zhuǎn)窯,選用1臺三支撐Φ4.874m表5-5回轉(zhuǎn)窯主要技術(shù)性能編號名稱型號規(guī)格數(shù)量單重<kg>總重<kg>備注01回轉(zhuǎn)窯1臺835000835000R2166規(guī)格：5000t/d筒體斜度：3.5%<正弦>筒體轉(zhuǎn)速：主傳動(dòng)0.396~3.96r/min輔助傳動(dòng)11.45r/h冷卻用水量：托輪3×10m3主減速器油站8m301M1電動(dòng)機(jī)〔主傳動(dòng)用1臺隨設(shè)備訂貨型號；ZSN4-400-22功率：630kW調(diào)速范圍：100~1000r/min電壓：660V冷卻用風(fēng)：風(fēng)量≥7200m3V靜壓≥1800Pa01P1減速器〔主傳動(dòng)用1臺隨設(shè)備訂貨型號：JH800C-SW306-31.5對稱入軸速比：i=30.87501M2電動(dòng)機(jī)〔輔助傳動(dòng)用1臺隨設(shè)備訂貨型號；Y280S-4功率：75kW01P2減速器〔輔助傳動(dòng)用1臺隨設(shè)備訂貨型號：ZSY335-31.5-II速比：i=30.729煤磨選型煤磨臺時(shí)要求產(chǎn)量GH=25.16t/h,工作制度：采用三班制,每班工作8小時(shí),每周工作7天。風(fēng)掃磨制備系統(tǒng)的常用形式,是由磨機(jī)、粗粉和細(xì)粉分離器,獨(dú)立或與窯共用的收塵器組成,磨內(nèi)物料的輸入、輸出、提升、選粉均由氣力完成,不需要選粉機(jī)及提升機(jī),系統(tǒng)相對簡單。風(fēng)掃磨的進(jìn)出料中空軸徑大,磨體粗短,不設(shè)出料篦板,可以降低氣力提升輸送物料的通風(fēng)阻力,這些特點(diǎn)都特別使用于煤粉制備,但生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出該工藝的缺點(diǎn)是：工藝復(fù)雜,操作困難。雖然風(fēng)掃磨較其他工藝系統(tǒng)簡單,只是相對而言。由于雙風(fēng)機(jī)決定了收塵器前后都有風(fēng)機(jī),煤磨風(fēng)機(jī)的風(fēng)路又有引廢氣入磨的循環(huán)風(fēng)管,使系統(tǒng)控制點(diǎn)增多,操作不當(dāng)就會造成煤磨袋收塵器正壓工作,含塵氣流即從收塵器兩側(cè)的泄壓閥溢出,污染環(huán)境。而輥式磨對煤種的適應(yīng)范圍寬,煙煤、無煙煤、次煙煤、褐煤均可使用。相對產(chǎn)量的設(shè)備體積較球磨機(jī)小,占地面積僅占其60%左右,土建投資較低,工藝流程簡化。粉磨電耗比普通風(fēng)掃磨低30%～50%。從節(jié)能的角度來看,現(xiàn)代大中型水泥廠一般都采用輥式磨。因此選用CLM2120中速輥式磨煤機(jī)。表5-6CLM2120中速輥式磨煤機(jī)主要技術(shù)性能編號名稱型號規(guī)格數(shù)量單重<kg>總重<kg>備注01中速輥式磨煤機(jī)1臺142100142100長城輸送機(jī)型號：CLM2120制造公司生產(chǎn)能力：40t/h〔磨損后期入料粒度：Max50mm成品細(xì)度:0.08mm方孔篩余≤10%物料粒度：入磨≤13%；出磨≤1%磨盤輥道直徑：Φ2250mm磨輥：3個(gè)磨環(huán)轉(zhuǎn)速：24.2r/min磨內(nèi)噴嘴環(huán)風(fēng)速：70m/s磨機(jī)阻力：≤6410Pa01M主電動(dòng)機(jī)1臺隨設(shè)備訂貨型號：YMKQ600-6功率：560kW轉(zhuǎn)速：990r/min電壓：6000V01P主減速機(jī)1臺隨設(shè)備訂貨5.2.5水泥磨機(jī)選型水泥磨機(jī)臺時(shí)要求產(chǎn)量GH=356.77t/h,工作制度：采用三班制,每班工作8小時(shí),每周工作7天。傳統(tǒng)球磨機(jī)：優(yōu)點(diǎn)：a.適應(yīng)性強(qiáng)b.運(yùn)轉(zhuǎn)率高,一般高達(dá)85%以上c.粉碎比大,粉磨水泥熟料的粉碎比通?？蛇_(dá)300以上,而且產(chǎn)品細(xì)度易于調(diào)節(jié)。d.密封性好,采用負(fù)壓操作可以減輕粉塵污染,有利于改善生產(chǎn)環(huán)境。缺點(diǎn):a.能量利用率低。水泥粉磨中球磨機(jī)用于新生成顆粒表面的能量只占0.6%左右,＞90%以上的能量通過熱能、聲能和機(jī)械磨蝕等形式而無謂消耗。b.鋼耗大,粉磨過程中磨介在相互沖擊、研磨的同時(shí),磨體如襯板、研磨體等也被磨蝕。粉磨每噸水泥的鋼耗總量可用㎏計(jì)。c.形大體重,加之其工作轉(zhuǎn)速低,一般需配備減速裝置,增大了設(shè)備造價(jià)等。應(yīng)用輥壓機(jī)對粉磨進(jìn)行改造時(shí),不但可以大幅度降低水泥粉磨電耗,而且可以增加原有粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量,因而在國內(nèi)外有廣泛的應(yīng)用。因此水泥磨選用輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。表5-7輥壓機(jī)和水泥磨主要技術(shù)性能編號名稱型號規(guī)格數(shù)量單重<kg>總重<kg>備注01輥壓機(jī)1臺M5009型號：TRP140×140通過能力：600t/h喂料粒度：35mm輥?zhàn)右?guī)格：Φ1400×1400mm輥?zhàn)泳€速度：1.47m/s冷卻用水量：進(jìn)水溫度＜25℃01M主電動(dòng)機(jī)2臺隨設(shè)備訂貨型號：YJS500-4功率：800kW電壓：10000V01P主減速機(jī)1臺隨設(shè)備訂貨型號：P2SA2602水泥磨3臺230000690000M1215型式：雙倉管磨規(guī)格：Φ4.2×13生產(chǎn)能力：160t/h筒體轉(zhuǎn)速：15.6r/min裝球重：209t02T磨機(jī)傳動(dòng)裝置3套10000030000002M主電動(dòng)機(jī)3臺絕緣等級:F級型號：YRRK900-5功率：3150kW轉(zhuǎn)速：745r/min電壓：10kV02P減速機(jī)型號：JC30傳動(dòng)功率：3150kW速比：593/15.94r/min速比：593/15.94r/min5.2.6包裝機(jī)選型水泥成品出廠有袋裝和散裝兩種發(fā)運(yùn)方式。1水泥袋裝包裝機(jī)要求小時(shí)產(chǎn)量GH=168.19t/h,工作制度：采用兩班制,每班工作6~7小時(shí),每周工作7天。目前的水泥包裝機(jī)可分為兩大類：一類是固定式；一類為旋轉(zhuǎn)式。與固定式相比,旋轉(zhuǎn)式有以下優(yōu)點(diǎn)：勞動(dòng)條件改善,粉塵易于控制；插袋地點(diǎn)和卸包地點(diǎn)固定在一處,每包間隔時(shí)間相等,水泥袋不會在皮帶機(jī)上重疊；便于實(shí)現(xiàn)插袋自動(dòng)化和裝運(yùn)撂包自動(dòng)化；包裝能力大,勞動(dòng)生產(chǎn)率高。因此選用八嘴旋轉(zhuǎn)式包裝機(jī)。表5-8八嘴旋轉(zhuǎn)式包裝機(jī)主要技術(shù)性能名稱型號規(guī)格數(shù)量單重<kg>總重<kg>備注八嘴旋轉(zhuǎn)式包裝機(jī)2臺600012000型號：BX-8B生產(chǎn)能力：80~100t/h回轉(zhuǎn)方向：俯視順時(shí)針筒體轉(zhuǎn)速：0.45~4.5r/min灌裝方式：葉輪式強(qiáng)迫灌裝稱量機(jī)構(gòu)形式：微機(jī)秤單包稱量精度：500.3kg；二十包總重≥1000kg控制用壓縮空氣：氣量0.28m3壓力：0.1~0.2Mpa2水泥散裝包裝機(jī)要求小時(shí)產(chǎn)量GH=370.5~432.25t/h,工作制度：采用兩班制,每班工作6~7小時(shí),每周工作7天。表5-9ZSQ汽車散裝機(jī)主要技術(shù)性能名稱型號規(guī)格數(shù)量單重<kg>總重<kg>備注ZSQ汽車散裝機(jī)3臺450.731352.19Z4021流通能力：200t/h裝載頭伸縮距離：1200mm裝載頭伸縮速度：8m/min收塵風(fēng)量：60m3表5-10全廠主機(jī)平衡表主機(jī)名稱主機(jī)型號規(guī)格臺時(shí)產(chǎn)量t/h臺數(shù)要求主機(jī)小時(shí)產(chǎn)量t/h主機(jī)生產(chǎn)能力t/h工作制度石灰石破碎機(jī)Φ2020×2200mm帶給料輥型錘式破碎機(jī)600~8001600~700700兩班/6天生料磨RMR57/28/5554001390400三班/7天窯Φ4.872m2251225225三班/7天煤磨CLM212040134.940三班/7天輥壓機(jī)TRP140×1406001336600三班/7天水泥磨Φ4.2×131603336480三班/7天包裝機(jī)BX—8B80~1202158~185160~240兩班/7天散裝機(jī)ZSQ2003370~431600兩班/7天第6章重點(diǎn)窯尾6.1旋風(fēng)預(yù)熱器級數(shù)的選擇過去,旋風(fēng)預(yù)熱器多為四級,也有五級、六級的。目前大型預(yù)熱器多采用五級,國外也有三條采用六級低壓旋風(fēng)預(yù)熱器系統(tǒng)。預(yù)熱器級數(shù)增多,從傳熱效率來講是無問題的,由于氣固懸浮態(tài)換熱效率很快,因此每一級預(yù)熱單元熱交換后,出口時(shí)實(shí)際氣固之間的溫差大約是0～30℃,而且?guī)缀跖c入口氣固各自溫度無關(guān)。因此,預(yù)熱器級數(shù)愈多,排除廢氣溫度愈低,物料預(yù)熱溫度愈高。本設(shè)計(jì)燒成系統(tǒng)選用預(yù)分解系統(tǒng),窯尾采用雙系列五級旋風(fēng)預(yù)熱器。不同級數(shù)預(yù)熱器各級氣體溫度及物料溫度見表：表6-1不同級數(shù)預(yù)熱器各級氣體溫度及物料溫度<℃>級數(shù)<i>12345678預(yù)熱器出口氣體溫度528408349315291277265257第i級氣體進(jìn)口溫度tg1900679570508466439419402tg2900750666608571544521tg3900795725679646619tg4900821769730699tg5900842799764tg6900866818tg7900862tg8900tg9tg10物料出口溫度500649722764791810824834氣體總溫度372492551585609623635643每級氣體平均溫度3722461841161221049180由表中數(shù)據(jù)分析：本設(shè)計(jì)日產(chǎn)5000噸水泥熟料,料粉在氣流中分散懸浮較好,傳熱效果好,出口氣固溫差不大,表面散熱損失少,漏風(fēng)量也較少,且本設(shè)計(jì)本著降低單位產(chǎn)品成本的原則,故預(yù)熱器級數(shù)采用雙系列五級旋風(fēng)預(yù)熱器。6.2窯尾車間工藝流程預(yù)熱器由旋風(fēng)筒及連接管道、料管以及分解爐等構(gòu)成。生料粉經(jīng)計(jì)量由提升機(jī)送入二級旋風(fēng)筒氣體出口管道內(nèi),在氣流作用下立即分散、懸浮在氣流中,并隨氣流進(jìn)入一級旋風(fēng)筒。氣料分離后,料粉通過重錘翻板閥進(jìn)入三級旋風(fēng)筒氣體出口管道,并隨氣流進(jìn)入二級旋風(fēng)筒。這樣經(jīng)過四級熱交換后,生料粉得到了充分預(yù)熱,隨之物料進(jìn)入上升道加熱、分解,分解后的物料隨氣流進(jìn)入五級旋風(fēng)筒,分離后喂入窯內(nèi)；而廢氣沿著逐級旋風(fēng)筒及氣體出口管道上升,最后由一級旋風(fēng)筒出風(fēng)管排出,經(jīng)高溫風(fēng)機(jī)后大部分進(jìn)入余熱鍋爐加熱水進(jìn)行余熱發(fā)電,一部分送往原料粉磨,最終經(jīng)除塵后排向大氣中。為防止氣流沿下料管返竄而影響分離效率,在各級旋風(fēng)筒下料管上均設(shè)有帶重錘平衡的翻板閥。正常生產(chǎn)中應(yīng)檢查各翻板閥動(dòng)作是否靈活,必要時(shí)應(yīng)調(diào)整重錘位置,控制翻板動(dòng)作幅度小而頻繁,以保證物料流動(dòng)順暢、料流連續(xù)均勻,避免大幅度地脈沖下料。本工程燒成窯尾具有以下特點(diǎn)：采用雙系列五級旋風(fēng)預(yù)熱器,分解爐是單獨(dú)三次風(fēng)管和窯尾廢氣一起作為分解爐燃料燃燒用風(fēng)。這樣降低了分解爐內(nèi)CO2的分壓和提高了分解溫度。供應(yīng)分解爐燃料占總?cè)剂系?0%以上,使出分解爐生料的分解率達(dá)90%以上,熱耗降低到3260kJ/kg以下,但其最重要的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單。6.3窯尾工藝參數(shù)的確定本設(shè)計(jì)參考上表的數(shù)據(jù)并根據(jù)五級旋風(fēng)預(yù)熱器各級溫度經(jīng)驗(yàn)值及實(shí)習(xí)工廠的實(shí)測值,設(shè)定了本設(shè)計(jì)窯尾系統(tǒng)的工藝參數(shù)見下表：表6-2窯尾系統(tǒng)工藝參數(shù)溫度℃負(fù)壓Paα空氣系數(shù)e分解率％風(fēng)速m/s窯尾煙室10503501.02分解爐89020001.05807.9C188020001.03954.80C280028001.05304.70C370034001.10104.70C455040001.1534.20C531045001.2003.70大氣空氣系數(shù)a=1.02漏風(fēng)量：5%6.3.1進(jìn)入預(yù)熱器生料量1干生料理論消耗=1.50t<t/t熟料>式中：L0—干生料理論消耗定額；S—煤灰摻入量；I—干生料的燒失量。2預(yù)熱器飛灰量f1=L0<1-η1>=1.50×<1-0.95>=0.0789t/t熟料式中：η1—C1分離效率取95%。3窯尾收塵哭器收下灰量f2=f1η=0.0800×99.9%=0.0788t/t熟料式中：η—收塵器的收塵效率,一般取99.9%。4出收塵器飛灰量f3=f1<1-η>=0.0800×0.1%=0.00008t/t熟料5實(shí)際料耗L=L0+f3=1.52+0.00008=1.50008≈1.520t/t熟料6預(yù)熱器喂料量L=L0+f2=1.50+0.0788=1.579t/t熟料6.3.2系統(tǒng)氣體量計(jì)算1熟料耗煤量：Qnet,ar=<Qnet.ad＋25Mad>×－25=25724.81KJ/kgQ煤==2950KJ/kg÷25724.81KJ/kg=0.109kg煤/2理論空氣量：=0.7302Nm3/kg熟料3理論廢氣量：=0.7771Nm3/kg熟料4生料分解生成氣體量：=1.52×36.14%×22.4/44=0.2766Nm3/kg熟料5生料水分蒸發(fā)產(chǎn)生氣體量：=1.52×2.5%×22.4/18=0.047Nm3/kg熟料6窯尾排出廢氣量：<1>生料入窯后分解放出CO2量：=1.50×36.14%×5%×22.4/44=0.0138Nm3/kg熟料式中：e1為窯內(nèi)分解率取5%。<2>窯內(nèi)煤燃燒產(chǎn)生廢氣量：V2=V0×40%=0.7771×40%=0.3108Nm3/kg熟料式中：40%為窯煤占總用煤量的百分?jǐn)?shù)。<3>窯尾過?？諝饬浚篤3=<α1-1>·Va0·40%=<1.02-1>×0.7302×40%=0.0059Nm3/kg熟料式中：α1為窯尾空氣過剩系數(shù),一般取1.02。<4>窯尾廢氣量：V標(biāo)=V1+V2+V3=0.0138+0.3108+0.0059=0.3305Nm3/kg熟料換算為工況下廢氣量：=0.3305×〔1050+273/273=1.6256m3/7三次風(fēng)管抽風(fēng)量：<1>窯尾廢氣帶入空氣量：V1=<α1-1>×Va0×40%=<1.02-1>×0.7302×40%=0.0063Nm3/kg熟料<2>爐內(nèi)煤燃燒需空氣量：V2=Va0×60%=0.7302×60%=0.4718Nm3/kg熟料<3>爐內(nèi)漏風(fēng)量：V3=k1V2=5%×0.3108=0.0171Nm3/kg熟料式中：k1為爐內(nèi)漏風(fēng)系數(shù),一般取5%。<4>出爐廢氣所帶過?？諝饬浚篤4=<α2-1>×Va0=<1.05-1>×0.7302=0.0393Nm3/kg熟料式中：α2為爐內(nèi)空氣過剩系數(shù),一般取1.05。<5>三次風(fēng)管抽風(fēng)量：V標(biāo)=V2+V4-V1-V3=0.4718+0.0393-0.0063-0.0171=0.4877Nm3/kg熟料換算為工況下廢氣量：=2.031m38爐內(nèi)廢氣量：<1>煤燃燒廢氣量：V1=V0=0.8545Nm3/kg熟料<2>生料分解產(chǎn)生CO2V2=全部生料分解放出的CO2量×<爐內(nèi)分解率+窯內(nèi)分解率>=0.2766×<80%+5%>=0.2378Nm3/kg熟料<3>過?？諝饬浚篤3=<α2-1>×Va0=<1.05-1>×0.7302=0.0393Nm3/kg熟料<4>爐內(nèi)廢氣量：V標(biāo)=V1+V2+V3=0.8545+0.2378+0.0393=1.1316Nm3/kg熟料換算為工況下廢氣量V工=V標(biāo)××=5.0362m3/kg熟料9C5廢氣量V標(biāo)=出爐廢氣量+漏入空氣量+C5內(nèi)生料分解放出CO2量=1.1316+0.7864×k+0.2797×e=1.1316+0.7864×5%+0.2797×5%=1.1849Nm3/kg熟料式中：k為C5的漏風(fēng)系數(shù),一般取5%；e為C5內(nèi)CaCO3的分解率,一般取5%。換算為工況下廢氣量V工=V標(biāo)××=5.7982m310C4廢氣量V標(biāo)=來自C5的廢氣量+漏入空氣量=1.1849+1.1849×5%=1.2441Nm3/kg熟料式中：k為C4的漏風(fēng)系數(shù),一般取5%。換算為工況下廢氣量V工=V標(biāo)××=5.7123m311C3廢氣量V標(biāo)=來自C4的廢氣量+漏入空氣量=1.2441+1.2441×5%=1.3063Nm3/kg熟料式中：k為C3的漏風(fēng)系數(shù),一般取5%。換算為工況下廢氣量：V工=V標(biāo)××=5.4725m312C2廢氣量V標(biāo)=來自C3的廢氣量+漏入空氣量=1.3063+1.3063×5%=1.3716Nm3/kg熟料式中：k為C3的漏風(fēng)系數(shù),一般取5%。換算為工況下廢氣量：V工=V標(biāo)××=4.7125m313C1廢氣量：V標(biāo)=來自C2的廢氣量+漏入空氣量=1.3716+1.3716×5%=1.4402Nm3/kg熟料式中：k為C2的漏風(fēng)系數(shù),一般取5%；換算為工況下廢氣量V工=V標(biāo)××=3.6568m314入高溫風(fēng)機(jī)廢氣V標(biāo)=來自C1的廢氣量+漏入空氣量=1.4402+1.4402×5%=1.5122Nm3/kg熟料式中：k為C1的漏風(fēng)系數(shù),一般取5%。換算為工況下廢氣量V工=V標(biāo)××=3.5612m3/kg熟料表6-3窯尾系統(tǒng)風(fēng)量總匯名稱標(biāo)況工況負(fù)壓溫度總風(fēng)量〔×103單位風(fēng)量〔m3/s>窯尾0.331.641501100397.9110.5三次風(fēng)管0.492.03170850464.3129.0分解爐1.135.0416008901152.6320.2C51.185.1620008801180.1327.8C41.245.3032008401212.1336.7C31.315.1242507401170.9325.3C21.374.5854805801047.4290.9C11.443.546200350809.6224.9高溫風(fēng)機(jī)1.513.566800320814.2226.26.4旋風(fēng)預(yù)熱器結(jié)構(gòu)尺寸的確定6.4.1各級旋風(fēng)筒分離效率各級旋風(fēng)筒分離效率的要求不同,最上一級C1筒作為控制整個(gè)窯尾系統(tǒng)的收塵效率關(guān)鍵級,要求分離效率達(dá)到η1≥95%,最下一級旋風(fēng)筒作為提高熱效率級,主要承擔(dān)將已分解的高溫物料及時(shí)分離并送入窯內(nèi),以減少高溫物料的再循環(huán)。因此,對C5級旋風(fēng)筒的分離效率要求較高,理論和實(shí)踐表明,高溫級分離效率越高,C1出口溫度越低,系統(tǒng)熱效率越高,中間級在保證一定分離效率的同時(shí),可以采取一些降阻措施,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高效低阻,各級旋風(fēng)筒分離效率為η1≥η5≥η2,3,4。表6-4旋風(fēng)筒的分離效率及圓筒斷面風(fēng)速旋風(fēng)筒C1C2C3C4C5分離效率η<%>