5000噸水泥廠設計

#收入項目Kg/kg-cl支出項目Kg/kg-cl燃料消耗量0.122出冷卻機熟料1.000入窯生料消耗量1.507預熱器出口飛灰0.100入窯回灰量0.0999冷卻機煙囪排氣量1.316一次空氣量0.042預熱器出口廢氣量1.952進冷卻機空氣量2.4787煤磨抽風量0.100生料喂料帶入空氣量0.010系統(tǒng)漏入空氣量0.152合計4.412合計4.468第六章預分解系統(tǒng)的設計計算初始資料外界參數(shù)確定1、窯型：①4.8X72m帶TDF爐和五級雙系列預熱器的預分解窯2、窯產量：5000t/d,208.3t/h3、熟料熱耗：q=2960kj/kg-cl4、生料溫度：50℃5、大氣壓力：取當?shù)卮髿鈮簽闃藴蚀髿鈮?，及P=101325Pa6、出窯飛灰與入窯生料量比例：取Z=8%相關參數(shù)的設定1、各級旋風筒分離效率本設計擬選用天津院的第三代預分解系統(tǒng)，其預熱器系統(tǒng)重點考慮了提高換熱效果和降低系統(tǒng)阻力，采用結構合理的二心2700大蝸殼型式的偏錐旋風預熱器，優(yōu)化撒料箱、導流板后阻力損失控制在4500Pa以內，旋風筒C1分離效率可達96%左右，其他各級在90%左右。C1旋風筒必須要求有較高的分離效率以保證低回灰量和降低窯尾收塵負荷，所以C1旋風筒分離效率取為96%,C2筒也應有較高的收塵效率以降低C1筒進口氣體含塵濃度。C5筒收塵效率是控制系統(tǒng)熱端物料內循環(huán)的關鍵。經充分加熱和分解的生料由C5筒收集下來，并喂入窯內。C5筒的高收塵效率有利于防止熱端高溫顆粒物料的再循環(huán)、無功消耗和高溫引起的粘結堵塞。結合C5筒工作溫度較高和內筒使用壽命相對較短的特點，本設計確定了各級旋風筒收塵效率匹配順序為：nI>n5>n2>n4>n3。表6-1旋風筒分離效率旋風筒級別12345袋收塵系統(tǒng)效率0.960.910.870.870.900.9992、窯尾各處溫度、壓力和過?？諝庀禂?shù)

項目壓力Pa溫度℃分解率%空氣過剩系數(shù)窯尾煙室-2501050>951.05分解爐入口-30010001.10分解爐出口-1050890>931.12五級筒入口-11008801.12五級筒出口-1650860>951.15四級筒入口-18007901.15四級筒出口-235076020?401.20三級筒入口-25006751.20三級筒出口-30506505?101.25二級筒入口-32005601.25二級筒出口-38005251.30一級筒入口-41503351.35一級筒出口-4800300高溫風機入口-50002901.40高溫風機出口3002801.45增濕塔入口-100260增濕塔出口-900130三次風入口-200850袋收塵器入口-100090袋收塵器出口-250075以上數(shù)據(jù)設定參考池州海螺5000t/d熟料生產線、白馬山5000t/d熟料生產線、東華水泥生產線、臺泥（英德）5000t/d熟料生產線的生產參數(shù)以及《新型干法水泥技術原理與應用》和《新型干法水泥生產技術與設備》。窯系統(tǒng)各處溫度及負壓如下：天津院第三代旋風筒總壓降為（4800±300）Pa，旋風筒單體具有低阻耗，550?650Pa，加上上升連接管道取為（800±200）Pa，各級壓降取760Pa左右（參考東華水泥公司）3、窯尾各段分解率表6-3窯尾各段分解率C3旋風筒C4旋風筒C5旋風筒分解爐回轉窯5155705分解爐設計計算分解爐設計方案選擇本設計選用天津水泥設計研究院的TDF分解爐，該分解爐已在近60條5000D/T生產線上投入運行，經調試均已達到設計產量，連續(xù)運轉。TDF分解爐是在DD爐的基礎上，結合我國原、燃料特點設計開發(fā)而成，是天津院的主推爐型。其特點如下：分解爐坐落在窯尾煙室之上，爐與煙室之間縮口在尺寸優(yōu)化后可以不設調節(jié)閥板，結構簡單爐中部設有縮口，保證爐內氣固流產生第二次“噴騰效應”三次風切線入口設于爐下錐體的上部，使三次風渦旋入爐；爐的兩個三通道燃燒器分別設于三次風入口上部或側部，以便入爐燃料斜噴入三次風氣流之中，迅速起火燃燒在爐的下部，圓筒體內不同的高度設置四個喂料管入口，以利物料分散均布及爐溫控制5）爐的下錐體部位的適當位置設置有脫氮燃燒噴嘴，以還原窯氣中的NOX，滿足環(huán)保要求6）爐的頂部設有氣固流反彈室，Shiite氣固流產生碰頂反彈效應，延長物料在爐內滯留時間氣固流出口設置在爐上錐體部位的反彈室下部8）由于爐容較DD爐增大，氣流、物料在爐內滯留時間增加，有利于燃料完全燃燒和物料碳酸鹽分解。例如：YX-DD爐（引進裝備）的有效容積系數(shù)為2.98m3/t/h，爐內氣流滯留時間（Tg）2.0s，物料滯留時間（Ts）9.4s，固氣滯留時間比（K=ts/Tg）4.8。而TDF爐有效容積系數(shù)則增加到4.0m3/t/h，Tg2.6~2.8s，Ts12~14s，K在4~5之間，爐內截面風速8~10m/s常規(guī)的TDF爐適合煙煤，由于爐容太小，在實際應用中也發(fā)現(xiàn)，如果燒的是無煙煤則會導致煤粉燃燒不充分，出現(xiàn)還原氣氛，C5旋風筒內存在部分未燃盡煤的繼續(xù)燃燒，預熱器出口CO超標,易出現(xiàn)旋風筒結皮堵塞，所以不適應無煙煤。一般采取加大爐容的措施，天津院也在TDF基礎上開發(fā)出多種路爐型以適應無煙煤。本設計燃煤揮發(fā)份較高，揮發(fā)份在25%以上，并且TDF爐技術比較成熟，所以選用TDF爐，設計時適當加大爐容以保證燃煤充分燃燒。TDF爐結構示意圖如下:圖1TDF分解爐結構分解爐規(guī)格計算1、分解爐內通過煙氣量分解爐內通過氣體量=分解爐內生料分解產生CO2量+分解爐出口過?？諝饬?分解爐產生理論煙氣量+窯尾廢氣量1）分解爐內生料分解產生CO2量： mFCO2=0.4993X0.7=0.3495kg/kg-cl

2）分解爐出口過?？諝饬浚?m=1.2361X0.122=0.1508kg/kg-clFgk3）分解爐產生理論煙氣量： mFly=6.8404X0.122X1.293X0.6=0.6475kg/kg-cl4）窯尾煙氣量 y窯尾過?？諝饬浚?mywg=6.3727X0.122X0.4X（1.05-1）X1.293=0.0201kg/kg-cl窯尾理論煙氣量： myly=6.8404X0.122X1.293X0.4=0.4316kg/kg-cl窯內生料分解產生CO2量： mCO2=0.4991X0.05=0.0250kg/kg-cl窯尾煙氣量：mywf=0.0201+0.4316+0.0250=0.4767kg/kg-cl分解爐內通過總氣體量m=m+m+m+mFqF Fgk Flyywf=0.3495+0.1508+0.6475+0.4746=1.6245kg/kg-cl分解爐工況下風量QEq=1186799.451m3/h1.6245QEq=1186799.451m3/h X X X 1.293 273 101325-1050 24分解爐內平均溫度取950℃。2、分解爐直筒部分有效內徑八:4Q ，4X1186799.45D二1~“rF-=v'——- =6.831mfV36001W 3600X9兀g gdf一分解爐有效內徑，mQ分解爐工況下風量。m3/hEqW分解爐直筒部分截面風速，m/s,取9m/s。g要求筒體壁厚度：b=0.01D+2,加上內砌耐火磚總厚度取300mm,則分解爐直筒部分外徑：D=6831+2X300=7431mm"7.4m3、分解爐有效高度：H=t?W=3.0X9=27mFggHF一分解爐內有效高度，mW分解爐直筒部分截面風速，m/s,gt--——分解爐內氣體滯留時間，s。g固氣滯留比K=4.8,為了保證燃料燃盡率，擴大爐容，取氣體滯留時間為3.0s,固體滯留時間即T為14.4s。4、分解爐有效截面積：QFg3600W1186799.4513600x9=36.63m25、分解爐有效容積：V=QFq*tg

f36001186799.451x3.03600=989m3相比于池州海螺同規(guī)格窯(CZ-TDF爐容為848m3)的TDF爐爐容擴大了1.15倍，加之本設計所采用的燃料為煙煤，完全能夠滿足煤燃燒所需空間。同時可以考慮原煤搭配品質較差的煙煤，最大限度的利用TDF分解爐的潛能和降低成本。6、分解爐的容積熱負荷qVG?q?K?103208.3x2960x0.6x103—h F = V 989F=3.741X105kj/(m3?h)滿足凈空氣預燃型小5尸、DD等)的容積熱力強度設計參考值：3.5?4.5X105kJ/(m3?h),本設計所選分解爐的容積熱負荷校核正好在這個范圍內，說明該TDF分解爐設計合理，能適應工廠生產要求。7、分解爐進口直徑工況下窯尾廢氣流量Q二04767x273+1000x101325x5000000

w1.293 273 101325—300 24=359218.669m3/h則分解爐進口內徑7 :4Q ：4x359218.6694八“d= ——=' =1.906mjkV36001W 3600x35兀jkQ——窯尾廢氣工況風量，m3/hywW 窯尾廢氣進口風速，m/s,一般在30~40m/s間，取35m/s。jk要求筒體壁厚度：b=0.01D+2,加上內砌耐火磚總厚度取300mm,則分解爐進口外徑：dw=1906+2X300=2506mmjk8、分解爐出口直徑分解爐出口煙氣工況流量Eq1.6245273+890 101325 5000000 x x x 1.293 273 101325-1050 24=1126732.867m3/h則分解爐出口內徑7 14Q4x1126732.87,d二: ^^——=1 =2.578mck336001W 3600x2x20^c ckQ——分解爐出口煙氣工況流量，m3/h,本設計采用雙系列，分解爐有兩個出風口，所以風量cw除以2。W 分解爐出口風速，m/s,取20m/sck要求筒體壁厚度：b=0.01D+2,加上內砌耐火磚總厚度取300mm,則分解爐出口外徑：dw=2578+2X300=3678mmck9、分解爐縮口直徑由經驗縮口風速一般為直筒截面風速的2倍《新型干法水泥技術原理與應用》P124),即為17m/s則縮口內徑：:4QF則縮口內徑：:4QF Fq—\，3600兀Ws：4X1186799.45=.. 3600X18兀=4.830m加上內砌耐火磚和保溫層厚度，因為縮口出風速比較大，氣流對內壁的磨蝕也較大，加之縮口受力特殊，所以考慮加大耐火磚和鋼板的總厚度以平衡分解爐內各處耐火磚的磨蝕速率。取其厚度為450mm。分解爐縮口處外徑：dw=4830+2x450=5730mmsD—d縮口處上下高度上筒體下縮口高度：H3=fs=1.024m32D—d下筒體上縮口高度：H4=f s?tg70o=2.813m10、分解爐高度HF=直筒部分凡+錐體部分H2參考《水泥生產工藝計算手冊》P180,一般H廠(0.5~1)DF所以分解爐錐體部分高度：H2=0.5DF=3.416m分解爐直筒部分高度： H1=HF-H2=27-3.416=23.584m11、三次風管直徑工況下三次風流量3f5.7679x3f5.7679x0.122273+850 X 1.293 273101325X 101325—2005000000X———=467318.504m3/h24則三次風管內徑：: 4Q ：4x467318.504則三次風管內徑：d=,- 3f =1 =1.660m3f 3600X2兀W 3600x2x30^3fQ3廠一三次風工況流量，m3/hW 三次風風速，m/s,取30m/s3f加上三次風管內砌筑的耐火磚厚度，取300mm。則三次風管外徑：dw=1660+2x300=2260mm3f12、噴煤管直徑采用氣流輸送泵分別從頭煤倉和尾煤倉向窯頭和分解爐送煤，送煤風速W=50m/s,m送煤標況風量： Qm=0.122X0.6X6.856x0.09x0.85=0.038Nm3/kg-cl0.038X1.293X5000X103工況下風量：Q= 1…… =9365.279m3/hm 1.093X24

■4x9365.279■4x9365.279=0.182m，3600x2x50^噴煤管內徑：d= mm33600iWm參考《新型干法水泥廠工藝設計手冊》P633,輸送管道壁厚取3m則噴煤管外徑：dw=182+2X3=188mmm13、分解爐進料口直徑進料管處直徑dx（C4筒內的風速一般為5.5—6m/s）,取風速wA=6m/sC4筒出口氣體工況流量：V=1168040.082m3/hgC4筒的直徑D=6.664mC4旋風筒下料管直徑：dx=（0.1—0.2）D=0.15x6.664=1.000m分解爐進料口外徑：dw=1000+2x3=1006mmx旋風預熱器設計計算旋風預熱器設計方案選擇天津院的第三代TC旋風預熱器采用了分離效率高、結構形式合理270。大蝸殼型式的旋風筒，以高分離效率保證較好的換熱效果。數(shù)值模擬研究CFD計算表面，該旋風筒C1分離效率達到94%?96%,其他各級?90%,較第二代（分離效率C1在93%?95%,其他88%）有一定幅度提高，而系統(tǒng)阻力相當。錐體部分偏錐可以有效的防止堵塞，便于清堵。其結構示意如下：圖2旋風筒示意圖旋風筒進口風速對旋風筒的收塵效率影響很大,一般進風口風速提高,收塵效率也提高,但阻力也隨同增加。研究表面，如果風速超過20m/s后，分離效率提高不明顯，而阻力損失卻增加很快。TC型旋風筒進風口風速在15?18m/s。以前旋風筒截面風速設計為3?5m/s,而新型旋風筒風速一般為5?6m/s。利用CFD模擬計算得出，當風速高于6.5m/s后，雖然旋風筒結構減小了，但是會引起系統(tǒng)阻力的迅速增加，對節(jié)能降耗反而不利。旋風筒出口風速一般為10?20m/s,換熱管道風速一般取12?18m/s。而TC型新型旋風筒出口風速為11?14m/s,其截面風速為3.5m/s?5.5m/s。進風口采用菱形進風口,減小寬高比都可以提高其分離效率、降低壓力損失。確定各級旋風筒分離效率為：C1旋風筒96%,C2旋風筒89%,C3旋風筒87%,C4旋風筒88%,C5旋風筒90%。其中C2級旋風筒取90%的高分離效率主要是為了減輕C1級旋風筒的負荷，因為C1級旋風筒設計分離效率達到96%，在目前是比較高的。表6-4各級旋風筒風速部位C1C2C3C4C5旋風筒有效截面風速m/s3.654.755.035.445.27旋風筒入口風速m/s15.6516.5217.4818.2518.19旋風筒出口風速m/s10.9910.5611.4512.4012.70連接管道風速m/s14.1914.6114.6415.03注：參考《新型干法水泥技術原理與應用》P299的池州海螺數(shù)據(jù)。旋風筒內筒插入深度對旋風筒分離效率影響非常大,插入深度越大,分離效率越高。但其變化規(guī)律卻不是線性的,隨插入深度的增加,分離效率的變化率逐漸減小,但壓力損失卻迅速增加。一般來講,內筒的插入深度有三種：第一種是插入深度達到進氣管中心附近；第二種是與排氣管徑相等；第三種是約達到進氣管外緣以下。插入深度深,分離效率高,但阻力損失大,反之內同插入深度小,雖然阻力小,但分離效率低,易造成短路。因此、第一級應插入深些,可大于進風口高度（b），以提高分離效率；中間各級可取b/2,以減少阻力損失；最下級由于氣流溫度較高，除了在材質上進一步改善外,插入深度應適當縮短。但目前材質有了極大的改善因此為了提高分離效率內筒也可以稍深一些。參考《新型干法水泥技術原理與應用》P87—P88TC型新型旋風筒內筒插入深度C11.1?1.3,C2?C50.5?0.6（進風口尺寸長度）。內筒直徑小，帶走的塵粒減少，分離效率提高，但阻力也增大，反之亦然。因此一般內同直徑為筒體直徑D的50?55%。根據(jù)TJ型旋風筒適當增大旋風筒內徑，可以縮短旋風筒內氣流的無效行程，在此取d/D=55%。適當增大旋風筒的高徑比,可以減少氣流的擾動,有利于分離效率的提高,根據(jù)TC型旋風筒高徑比C12.8~3.0,C2-C51.9~2.0考慮到C1,C2,C5的分離效率要求較高，在以上參數(shù)確定時，取值均偏高于其它兩級。一般要求C1和C5旋風筒有較高的分離效率。對C5旋風筒因其工作溫度在870c左右，所以高溫下對內筒的腐蝕特別嚴重，且更換維修麻煩。所以C5旋風筒采用新型的耐高溫陶瓷分片內筒，使用是壽命延長,也便于更換。表6-5各級旋風筒比例尺寸級數(shù)C1C2C3C4C5旋風筒高徑比H/D3.02.01.91.92.0內筒插入深度h3/b1.20.580.50.50.55內筒直徑d/D0.550.550.550.550.55直筒高度與筒徑的比h1/D1.40.80.80.80.8錐體高度與筒徑的h2/D1.61.21.11.11.2

6.3.2旋風預熱器規(guī)格計算1、C5旋風預熱器C5旋風筒入口煙氣量=分解爐出口煙氣量=1.6245kg/kg-cl漏風量=0.05X0.122X6.37276.3.2旋風預熱器規(guī)格計算1、C5旋風預熱器C5旋風筒入口煙氣量=分解爐出口煙氣量=1.6245kg/kg-cl漏風量=0.05X0.122X6.3727X1.293=0.0503kg/kg-cl碳酸鹽分解產生CO2量=0.4991X0.05=0.0250kg/kg-cl通過C5旋風筒的總煙氣量=1.6998kg/kg-cl通過C5旋風筒煙氣標況流量C51.6998273+880 101325 5000000 X X X 1.293 273 101325-1100 24=1169405.872m3/hC5旋風筒筒體直徑:7 ，4Q ，4x1169405.82d二1 C5一=I _ =6.266mC5 3607tly \'3600X2X5.27?！?C5旋風筒筒壁包括內砌耐火磚、保溫層和鋼板，壁厚取250mm,則C5旋風預熱器筒體外徑：dw=6266+2x250=6766mm"6.8mC5旋風筒高度： H=2.0d=2.0x6266=12532mm=12.5mC5 C5直筒部分高度為筒體直徑的0.8倍。則直筒部分高度： HC5,1=0.8x6266=5000mm錐體部分高度： HC5,2=1.2x6266=7500mm參考《新型干法水泥生產技術與設備》P115傾斜角一般在65。?75。，取錐體部分的傾斜角a=71o進風口截面積：S二QC5jC5j360y01169405.8723600x2x18.19=8.93m2有效高寬：ab=8.93 a/b=0.55C5j解得：a=2.216m b=4.029m進風口外徑aw=2216+2x150=2516mmbw=4029+2x150=4329mm內筒插入深度：換熱管道直徑：內筒直徑： dn=0.55dC5內筒插入深度：換熱管道直徑：HC5,3=0.55b=0.55x4.029=2.2167 :4Q ；4x1169405.82d=, C5h——= c5,h1360W 3600X2x15.03兀I C5,h換熱管道外徑dw=3710+2x150=4010mmC5,h換熱管道高度： HC54=WC54TC54=15.03x0.4=6.012mWC5,4—換熱管道內氣流速度，,m/sTC5,h——煙氣通過換熱管道的時間，s,這里取0.4s。2、C4級旋風預熱器進入C4旋風筒煙氣量=出C5旋風筒煙氣量=1.6998kg/kg-cl

漏風量二(1.20-1.15)x6.8404x0.122x1.293=0.0540kg/kg-cl碳酸鹽分解產生CO2>=0.4991x0.15=0.0749kg/kg-cl通過C4級旋風筒總煙氣量=1.8287kg/kg-cl通過C4旋風筒煙氣標況流量=1168040.082m3/h1.8287=1168040.082m3/hC4C41.293 273 101325-1800 24C4旋風筒筒體直徑：C4旋風筒外徑：dwC44Qd二C4 3360X2兀WC4=6164+500=6664mmC4,'4x1168040.02\：3600x2x5.44兀=6.164m旋風筒高度： HC4=1.9dC4=1.9x6.164=11.712m直筒部分高度： HC4,1=0.8dC4=0.8x6.164=4.931m錐體部分高度： HC4,2=1.1dC4=1.1x6.164=6.780m錐體傾角取為70o進風口面積：SC4j進風口有效高寬：Q

3600W1169405.8723600x2x18.25=8.90m2C4jab=8.90C4aj/b=0.60解得：a=2.311 b=3.851m進風口外徑： aw=2331+300=2631mm bw=3851+300=4151mm內筒直徑： dC4,n=0.55dC4=0.55x6.164=3.390m內筒插入深度：換熱管道直徑：換熱管道外徑：換熱管道高度：HC43內筒插入深度：換熱管道直徑：換熱管道外徑：換熱管道高度：； ?4Q 14x1168040.02d二I二C4,h =1 =3.761mc4,h13600iW V3600X2x14.61兀dw=3761+300=408mmC4,hHC4,4=WC4,4TC4,4=14.61x0.4=5.844m3、C3級旋風預熱器進入C3旋風筒煙氣量=出C4旋風筒煙氣量=1.8287kg/kg-cl漏風量=(1.25-1.20)x6.8404x0.122x1.293=0.0540kg/kg-cl碳酸鹽分解產生CO2量=0.4991乂0.05=0.0250kg/kg-cl通過C3旋風筒的總煙氣量=1.9077kg/kg-cl通過C3旋風筒煙氣標況流量=1094374.077m=1094374.077m3/h4^Q ：4x1094374.071———C3——=. =6.204m13600兀W V3600X2x5.03兀' C3「 1.9077273+675Q= X c3 1.293 273C3旋風筒筒體直徑：dc3

101325 5000000X X 101325-2500 24筒體外徑dw=6204+500=6704mmc3旋風筒高度：HC3=1.9dC3=1.9x6.204=11.788m直筒部分高度：HC31=0.8dC3=0.8x6.204=4.963m錐體部分高度： HC32=1.1dC3=1.1x6.204=6.824m錐體傾角取為70o進風口面積：SC3進風口面積：SC3j有效高寬：ab=9.28Q C3j 360WC3ja./b=0.601168040.0823600義2*17.48=9.28m2解得：a=2.360m b=3.933m進風口外徑： aw=2360+300=2660mmbw=3933+300=4233mm內筒直徑：內筒插入深度：換熱管道直徑：d內筒直徑：內筒插入深度：換熱管道直徑：dc3,n=0.55dC5=0.55x6.204=3.412mHC33=0.5b=0.5x3.933=1.967mdC3,h:4Q :4x1094374.07I C3Th=I ，360W 3600x2x11.45兀? C3,h換熱管道外徑：dw=4112+300=4412mmC3換熱管道高度： HC34=WC34TC34=14.64x0.4=5.856m4、C2級旋風預熱器, ,,進入C2旋風筒煙氣量=出C3旋風筒煙氣量=1.9077kg/kg-cl漏風量=0.0222kg/kg-cl通過C2旋風筒的總煙氣量=1.9299kg/kg-cl通過C2旋風筒煙氣標況流量八1.9299273+560 101325 5000000=979747.899m3/hQ= x x=979747.899m3/hC2 1.293 273 101325-3200 24:4Q ,14x979747899C2旋風筒筒體直徑:d=. C2=1C2旋風筒筒體直徑:C2 3600兀W \-3600x2x4.75兀C2筒體外徑：dw=6041+500=6541mmC2筒體外徑：dw=6041+500=6541mmC2旋風筒高度： HC2=2.0dC2=2x6.041=12.082m直筒部分高度： HC21=0.8dC2=0.8x6.041=4.833m錐體部分高度： HC22=1.2dC2=1.2x6.041=7.249m錐體傾角氣取為70o ,進風口面積：SC2j有效高寬：ab=9.20解得：a=2.250mQ C2j 3600WC2ja/b=0.55b=4.090m1094374.077—―// =9.20m23600x2x16.52進風口外徑： aw=2250+300=2550mm bw=4090+300=4390mm內筒直徑：dC2n=0.55dC2=0.55x6.041=3.323m內筒插入深度：,HC23=0.58b=0.58x4.090=2.372m換熱管道直徑：dC2,h，4Q C2h—-360WC C2,h:4x979747.899\3600x2x10.5你=4.052m換熱管道外徑：dw=4052+300=4352mmC3換熱管道高度：QC11.952273+335x1.293273101325x101325—41505000000xc, =730370.202m3/h24C1旋風筒筒體直徑：d:4Q二換熱管道高度：QC11.952273+335x1.293273101325x101325—41505000000xc, =730370.202m3/h24C1旋風筒筒體直徑：d:4Q二, c——C1\.3600iWl C1:4x730370202-13600x4x3.65兀=4.207m筒體外徑dw=4207+500=4707mmC1旋風筒高度：直筒部分高度：錐體部分高度：Hc1=3dC1=3x4.207=12.621mHC1,1=1.4dC1=1.4x5.950=5.890mHC1,2=1.6dC1=1.6x5.950=6.731m進風口面積：SC1j有效高寬：ab=4.347解得：a=1.319mQ979747.899 3—= =4.347m23600W 3600x4x15.65C1ja/b=0.4b=3.297m進風口外徑：內筒直徑：內筒插入深度：aw=1319+300=1619mm bw=3297+300=3597mmdC1n=0.55dC1=0.55x4.207=2.314mHC13=1.2b=1.2x3.297=3.956m出風管直徑：dC1,h4Q,4x730370.202C1h—=、 =2.425m360W 3600x4x10.99kC1,h6.4分解爐和旋風預熱器結構尺寸匯總分解爐的直徑（mm）有效截面S（m2）有效容積Vg入爐三次風管直徑（mm）進風口的直徑（mm）縮口直徑（mm）內徑外徑內徑外徑內徑外徑內徑外徑6831743136.63989166022601906250648305730表6-6分解爐結構尺寸HC2,4=WC2,4TC2,4=14.19X0.4=5.676m5、C1級旋風預熱器（4個一級筒）進入C1旋風筒煙氣量=出C2旋風筒煙氣量=1.9299kg/kg-cl漏風量=0.0221kg/kg-cl通過C1旋風筒的總煙氣量=1.952kg/kg-cl通過C1旋風筒煙氣流量

分解爐出口尺寸(mm)分解爐有效高度(mm)27000分解爐噴煤管直徑(mm)內徑外徑直筒部分高度(mm)2358425783678椎體部分高度(mm)3416188進料管處直徑(mm)還原燒嘴處噴煤管直徑(mm)下筒體上縮口的高度(mm)上筒體下縮口的高度(mm)10068028131024表6-6各級旋風筒結構尺寸部位C5C4C3C2C1截面風速(m/s)5.275.445.034.753.65處理風量(m3/h)1169405.871168040.081094374.08979747.90730370.20旋風筒內徑D(mm)62666164620460414207旋風筒外徑D外(mm)67666664670465414707旋風筒高度H(mm)1253211712117881208212621直筒部分高度H1(mm)50004931496348335890錐體部分高度H2(mm)75006780682472496731錐體傾斜角度a(°)7170707070進風口寬度a(mm)22162311236022501319進風口外寬a..(mm)夕卜25162631266025501619進風口高度b(mm)40293851393340903297進風口外高b外(mm)43294151423343903597內筒直徑dn(mm)34463390341233232314內筒插入深度h3(mm)22161926196723723956連接管道d(mm)37103761411240522425連接管道d外(mm)40104061441243522625連接管道長度(mm)C5-C4C4-C3C3-C2C2-C16012584458565676第七章窯尾附屬設備的計算及選型7.1增濕塔的選型計算本設計采用袋收塵，噴水量相對于電收塵較低。參照拉法基選用一個四噴嘴的噴水裝置即能滿足生產的要求，噴水量為0.1kg/kg-cl。本設計只選了一臺生料磨，所以增濕塔設計要求要考慮到生料磨停修時窯尾煙氣全部通過增濕塔，噴水量和增濕塔直徑和高度必須滿足要求。煙氣全部通過增濕塔時通過增濕塔氣體量：0.1/0.804+1.952/1.293=1.634Nm3/kg-cl1 /273+290 101325 5000000工況下流量：=746219m3工況下流量：=746219m3/h273 101325—6000 24工藝布置在高溫風機后面，此時增濕塔為正壓狀態(tài)，如布置在高溫風機前面，則增濕塔內為高負

壓，-6000Pa左右，對筒體剛度及底部密封要求都很高，漏風量較大，對本設計要求窯尾廢氣烘干生料影響較大。參考何宏濤、孫世群的《淺談水泥廠增濕塔的設計及工藝選型》，選用天津院的CZS9.5X39型增濕塔，其規(guī)格參數(shù)如下：處理煙氣量840000m3/h，進口溫度＜350℃，出口溫度120~150℃，噴嘴形式為回流式，最大噴水量45m3/h。7.2燒成系統(tǒng)通風機的選型計算1、窯尾高溫風機101325 5000000X X 101325—5000 24=682281m3/h101325 5000000X X 101325—5000 24=682281m3/h進高溫風機工況煙氣量=--義——7—.參考峨勝水泥廠，選用3350D1BB50型高溫通風機，風機流量950000m3/h，全壓8500Pa，電機功率3150kW，工作溫度320℃，最高瞬時溫度450℃。風機開度在70%左右。2、窯尾排風機窯尾排風機選用Y4-2x7328.5F型排風機，風機流量950000m3/h，全壓：3500Pa，工作風溫為100~250℃，功率1400kw。3、窯頭排風機窯頭排風機選用Y5-2x4751.5F型排風機，處理風量為720000m3/h，風壓：4500Pa，功率1250kW，工作風溫為250℃。以上風機選型均有較大富余，主要是便于生產調節(jié)，雖然設計產量為5000T/D，但從許多已投產生產線來看，實際生產能力均能達到5500T/D，所以為了滿足窯的生產能力，附屬設備設計30%左右的富余。收塵系統(tǒng)的選型計算本設計選用袋收塵作為收塵設備。袋收塵對煙氣成分沒電收塵敏感，且更換方便，節(jié)省能耗，所以目前主要應用袋收塵。窯尾廢氣出高溫風機后，一部分進增濕塔降溫后進收塵設備，另一部分煙氣則進生料磨用以烘干生料，出磨煙氣再匯入收塵設備。生料磨漏風量取15%進袋收塵煙氣工況流量流量=485724m3/h1.952x(1+0.15)273+=485724m3/hXX X1.293 273 101325-1000 24根據(jù)計算選用CDMC-2X12型長袋脈沖除塵器，處理風量：632000~798000m3/h(考慮30%的生產富余)，完全能滿足生產需求。其規(guī)格參數(shù)如下：過濾面積：11136m2,濾袋數(shù)量：3696個，濾袋規(guī)格：①160X6000，過濾風速：0.8?1.2m/min。阻力＜1500Pa，進口含塵濃度＜1000g/Nm3，出口排放濃度＜30mg/Nm3，功率：30kw，清灰壓縮空氣壓力：0.4~0.6MPa，耗量：5.0m3/min該脈沖式除塵器的特點如下：設計新穎，采用下進氣結構，較粗的高溫顆?？芍苯勇淙牖叶罚行У乇Ｗo了濾袋。采用長濾袋，在同等處理能力時設備占地面積少。采用分室離線清灰，效率高，粉塵的二次吸附少，同時有效的降低了設備能耗，濾袋與脈沖閥的疲勞程度也相應降低，成倍地提高了濾袋和閥片的壽命，大量減少了設備運行維護的費用。檢修濾袋可咋不停系統(tǒng)風機、系統(tǒng)正常運行的條件下分室進行。濾袋口采用彈簧張緊結構，拆裝方便，具有良好的密封性。箱體經過氣密性設計，并以煤油撿漏，最大程度上減少漏風。7)整臺設備由PLC機控制，實現(xiàn)自動清灰、卸灰、自動溫度控制及超溫報警。

窯尾煙囪的選型計算出袋收塵氣體經窯尾排風機進入煙囪，再排入大氣。參考峨勝水泥廠，煙囪采用鋼管結構。袋收塵和排風機漏風量取5%。通過煙囪煙氣工況流量=4641591.952義1.15*1.05273+60 101325 5000000=464159V= xx x1.293 273 101325—200 24煙囪直徑：dyc4V4x煙囪直徑：dyc4V4x464159' 二' =3.309m■3600nW 33600x3.14x15Wyc煙囪管內風速，m/s,取ycL5m/s。煙囪外徑： dw=d+20=3309+20=3329mmycyc煙囪高度：因為廢氣排放必須考慮工廠環(huán)境，排放點太低，或者低于窯尾預熱塔，則排出熱氣會在預熱塔內彌漫，降低工作環(huán)境舒適度，還可能存在安全隱患。所以參考峨勝水泥廠，比C1級筒稍高。煙囪高度：Hyc=110m輸送設備的選型計算窯尾生料喂料提升機1）空氣輸送斜槽XZ500，a=6°，輸送能力300T/h，寬度：500mm；2）窯尾提升機選用進口設備，滿足提升高度105m，輸送能力400?500t/h；3）皮帶秤型號：DEM1845S2能力為250-300t；4）回轉閥:0800；5）分料閥：規(guī)格：900X900mm,流通能力：max.200t/h,分料范圍：0?100%,閥板角度：0?60。（連續(xù)可調）生料輸送系統(tǒng)及窯灰回灰系統(tǒng)的選型計算1）空氣輸送斜槽XZ630X4960mm,a=8°,輸送能力450T/h,寬度：630mm；2）提升機：NE400,功率：90KW,提升高度：48.7m,輸送能力350?400t/h；3）空氣輸送斜槽XZ500a=8°,輸送能力：355T/h寬度：500mm；4）鏈運機：FU500,槽寬500mm，輸送能力:110T/h；5）空氣輸送斜槽XZ315a=8°,輸送能力：110T/h寬度：315mm第八章燒成車間工藝布置燒成車間的工藝布置不是簡單的擺設,其中包含了整個水泥廠工藝流程的布置,盡量避免交叉帶來的相互干擾。其工藝布置和設備的選擇是根據(jù)工藝設計的原則進行的,并在設計時綜合考慮各種因素。本次設計的燒成車間工藝布置設計參考國內類似規(guī)模工廠的燒成車間設計方案及圖紙,根據(jù)有關的設計規(guī)范和規(guī)定以及基礎資料進行設計。設計最大限度地滿足工藝生產、設備維修的要求,考慮與總體設計相配合,力求做到與其他車間的連接方便、布置緊湊、運輸距離短、物無交叉?，F(xiàn)代大型干法水泥廠,為了節(jié)約能耗,充分的利用窯尾的廢氣來烘干原料、燃料等。因此在本設計中,窯尾廢氣充分被利用來烘干煤粉和生料?？紤]到從一級旋風筒出來的廢氣要進入生料磨和煤磨,這就要求廢氣的溫度要高,且進入煤磨的廢氣其含塵量要低,在保證系統(tǒng)正常運轉和熟料的產質量前提下,本設計在窯尾只通過百葉閥分一部分窯尾廢氣進增濕塔,另一部分進生料磨烘干生料。只有在生料磨停修時煙氣才全部通過增濕塔噴水降溫。在窯尾增濕塔旁預留了空間為后續(xù)余熱發(fā)電工程的建設。這時出C1預熱器的煙氣先進入SP鍋爐，進行熱交換，再出來返入到窯尾排氣管。通過電動百葉閥控制氣流運動方向，可同時滿足余熱發(fā)電開啟或停修時的生產需求。出SP鍋爐煙氣溫度降低，此時為了滿足生料磨的烘干，絕大部分煙氣直接進入生料磨，只有少部分平衡煙氣進入增濕塔，則增濕塔的利用率降低。但是綜合來看，出預熱器后SP鍋爐、增濕塔和生料磨三者對煙氣的關系更加密切，雖然開余熱發(fā)電后增濕塔利用率降低，但卻大大加大了三者的聯(lián)合適應能力，盡管生產中遇到的各種問題或設備故障，也能保整個燒成系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定生產，避免停窯。在確定了車間工藝布置方案以后，按比例（1：150）繪制燒成車間工藝設備布置圖，包括有車間各層面布置圖、立視圖與俯視圖等，圖紙上注明了廠房輪廓線、樓梯位置、柱網間距、各層相對標高、主要設備定位尺寸和尺寸線、設備中心高度及其定位尺寸、地坑、地溝的位置及深度等。第九章全廠工藝平面布置9.1全廠總平面設計的基本原則影響水泥廠總平面設計的因素很多，例如：城市和工業(yè)區(qū)的規(guī)劃，廠區(qū)的面積、地形、氣候、水文和工程地質；運輸方式和要求；動力來源；給排水條件；產品種類；工廠規(guī)模和工藝流程；工廠遠景發(fā)展；建筑要求和施工條件；防火、衛(wèi)生及環(huán)保要求等。因此在進行總平面設計之前，必須充分收集和了解這些資料，以便處理好各方面的關系，使工廠的各個方面形成一個盡可能完善的滿足生產要求的有機整體。通常情況下，水泥廠全廠的建筑物、構筑物及其它設施，按其功能可分為三大類：基本生產車間、輔助車間及生產服務設施。進行總平面設計時，必須注意功能分區(qū)。處理好原、燃料和產品出廠的交通運輸關系，主要生產車間與服務設施之間的關系，使之成為一個協(xié)調、統(tǒng)一的有機整體。水泥廠總平面設計的基本原則可概括如下：1、要充分滿足工藝生產要求，水泥生產是連續(xù)的，要按照連續(xù)加工和運輸過程。建筑物與構筑物之間的相對位置及其系統(tǒng)和各種設備的布置，因該按照過程，保證有合理的生產作業(yè)線，工藝流程順暢。使原料、燃料、半成品、成品的運輸連續(xù)、沒有往返較差而短距離的徑直前進，從而可節(jié)省運輸費用，降低生產成本。2、進行適當?shù)墓δ芊謪^(qū)，一般按照下列條件將廠區(qū)劃分為幾個部分：1）將工藝過程類似或用途一致的系統(tǒng)加以合并；2）按系統(tǒng)的運輸方式和工程管線的特點分區(qū)，使運輸線路、工程線路的長度最短；3）按衛(wèi)生與防火條件要求，將系統(tǒng)合并或分區(qū)；4）按系統(tǒng)構筑物對工程地質或水文的要求，進行分區(qū)。3、輔助車間和生產服務性設施應盡量配置在靠近其服務的主要生產系統(tǒng)的位置。4、應盡可能縮小工廠的占地面積，并盡可能地利用建筑物和構筑物的上部空間。建筑物、構筑物之間的相對位置和距離應滿足防火、衛(wèi)生要求。5、布置工廠的建筑物、構筑物時必須考慮地形起伏和工程地質及水文地質條件，以便保證以最少的建筑費達到較好的建筑質量。6、應根據(jù)工廠的發(fā)展計劃考慮工廠今后發(fā)展的可能性，以便能以最少的投資，達到擴大再生產的目的，并合理安排建設程序、工藝流程和總平面設計。7、必須滿足防火等要求，建筑物應按采光和主導風向予以適當?shù)牟贾茫构S大部分主要車間和設備能避免煤煙的灰塵，能最大限度的利用天然采光、通風，并能將建筑物周圍的雨水通暢排出。8、工廠與鐵路干線、公路、動力、工程和地區(qū)內其它各種設施的連接，應當合理。工廠與居住地區(qū)的連接應當方面。9、充分考慮風向的影響，揚塵較大的車間及露天堆場應布置在廠區(qū)最小頻率風向的上風側，中央控制室、化驗室、廠前區(qū)和住宅區(qū)應布置在最小頻率風向的下風側。10、工廠的總平面圖，力求整齊美觀。應具有合理的建筑藝術，必須預先考慮到廠區(qū)的整齊及其美化，使每個建筑物及工廠整體都賦有建筑藝術的表現(xiàn)力。9.2全廠工藝平面布置說明考慮到只是畢業(yè)設計，具有較大的可變更性，因此本設計并未嚴格按照上述原則來設計，比如第6條的考慮工廠擴建，第10條的合理的建筑藝術等，與畢業(yè)設計的實際可行性有比較大的出入。但對于一些基本的原則，本設計則都一一遵循。從總體布置圖來講，本設計力求大方簡潔、設備合理布置，從原料進廠到成品的流程順暢，盡最大限度降低基建投資。石灰石由皮帶機直接從礦山運送至廠區(qū)。由于本設計建廠地域交通非常便利，頁巖、砂巖