1、本科畢業(yè)設(shè)計設(shè)計題目：日產(chǎn)700噸水泥熟料新型干法生產(chǎn)線燒成窯尾工藝設(shè)計日產(chǎn)700噸水泥熟料新型干法生產(chǎn)線燒成窯尾工藝設(shè)計摘要本文是生產(chǎn)42.5強(qiáng)度等級普通硅酸鹽水泥廠的總平面布置圖和燒成系統(tǒng)設(shè)計說明書，該廠日產(chǎn)700t熟料。采用石灰石、頁巖、砂巖、鐵粉四組分配料，并設(shè)定率值為KH=0.877，SM2.53，IM1.54，熟料燒成熱耗為3800kJ/kg熟料，混合材摻量礦渣為：15，石膏為4。水泥廠總平面設(shè)計采用“一”字形布置，采用露天堆場和圓庫進(jìn)行物料堆取，通過配料計算，結(jié)合各車間的工作制度，主機(jī)年利用率，進(jìn)行了設(shè)備的選型；燒成系統(tǒng)設(shè)計中，本廠采用四級旋風(fēng)預(yù)熱器系統(tǒng)、RSP型分解爐，爐、窯用

2、煤比為5545，并合理利用廢氣余熱。設(shè)計中進(jìn)行了物料平衡、熱平衡還有風(fēng)量的計算，并對附屬設(shè)備的選型，生料喂料系統(tǒng)、喂煤系統(tǒng)、廢氣收塵系統(tǒng)等工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行了較為詳盡的說明。關(guān)鍵詞：普通硅酸鹽水泥；RSP型分解爐；四級旋風(fēng)預(yù)熱器；燒成系統(tǒng)Nissan 700 tons of cement clinker productionline firing kiln end process designAbstractThis paperisthe design instruction of a factory producing intensity 42.5 ordinary portland cement

3、 including general layoutand burning system design.Factory production capacity is 700 t/d.Used of limestone, sandstone, shale, and iron four-component ingredients, and the rate is KH = 0.877, SM = 2.53, IM = 1.54.Consuming heat can get to3800kJ/kg and mixed materials for the slag content is 15%, the

4、 gypsum content is 4%.General layout is used linear programing.Using open yard and round reservoir storagematerials.Through the data of components calculation select main equipments.In the firing system design,the plant by four cyclone preheater, RSP-type calciner. The ratio use of coal between calc

5、iner and rotary kiln is 55:45 and use of waste heatsuitablly. Calculated for heat balance,material balance , the wind flow results,and selected ancillary equipment ,raw material feeding systems, coal feeding system.Process of collecting exhaust system have also carried out a more detailed descriptio

6、n.Keywords: ordinary portland cement; RSP type calciner; four cyclone preheater; Burning System目錄摘要iAbstractii目錄1引 言21 水泥廠總平面設(shè)計31.1 計算生料各組分配比31.1.1 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求及原燃料質(zhì)量的情況，窯型，水泥品種，標(biāo)號，生料均化程度確定配料方案31.1.2 煤的計算4確定熟料的熱耗，計算煤灰的摻入量51.1.4 配料計算，采用遞減試湊法確定生料各組分配比61.1.5 有害成分的計算與評定91.2 全廠的物料平衡計算，編制全廠物料平衡表101.2.1 回轉(zhuǎn)窯生

7、產(chǎn)能力和窯的年利用率的確定，燒成車間生產(chǎn)能力的計算；10確定水泥組分的配比，水泥生產(chǎn)損失，計算工廠的生產(chǎn)能力111.2.3 各種原料，燃料消耗定額的計算121.2.4 編制全廠物料平衡表141.3 全廠工藝流程的確定及流程的評述，繪制全廠流程簡圖151.4 確定各車間工作制度，計算各主機(jī)年利用率，各工藝設(shè)備的選型16主機(jī)平衡，計算各車間主要設(shè)備要求的生產(chǎn)能力，為選型提供依據(jù)。161.4.2 設(shè)備選型18主機(jī)平衡表191.5 儲庫計算19確定各種物料的儲存期191.5.2 比較各種儲存形式優(yōu)缺點，確定各種物料儲存形式、儲存量，儲庫幾何尺寸及個數(shù)201.6 總平面布置的評述232 燒成車間工藝布置

8、圖設(shè)計242.1 評述和確定煅燒系統(tǒng)生產(chǎn)流程242.1.1 生料喂料系統(tǒng)流程的選擇242.1.2 分解爐所需燃燒空氣供應(yīng)方式的選擇252.1.3 窯尾廢氣采用余熱利用后廢氣收塵系統(tǒng)流程的選擇25喂煤系統(tǒng)流程的選擇262.1.5繪制燒成車間工藝流程簡圖272.2回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量標(biāo)定282.2.1 按單位容積產(chǎn)量計算282.2.2 按經(jīng)驗公式計算282.2.3 國內(nèi)外預(yù)分解窯回歸分析法產(chǎn)量計算公式28與生產(chǎn)廠同類型窯進(jìn)行比較，綜合分析，進(jìn)行產(chǎn)量標(biāo)定282.2.5 校核窯的單位截面產(chǎn)量、單位內(nèi)表面積產(chǎn)量、窯尾風(fēng)速292.3 回轉(zhuǎn)窯功率、回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料運動速度及負(fù)荷率的計算292.4 工藝參數(shù)和熱工參數(shù)的設(shè)定

9、及說明302.5 物料平衡322.5.1 計算出窯和分解爐兩處的煤灰摻入量322.5.2 C4筒物料平衡322.5.3 C3筒物料平衡332.5.4 C2筒物料平衡342.5.5 C1筒物料平衡342.5.6 電收塵342.5.7 全系統(tǒng)物料平衡34物料平衡圖352.6 熱平衡計算35收入項：352.6.2 支出項：362.6.3 熱平衡匯總表372.7 風(fēng)量計算382.7.1 單位煙氣量計算：382.7.2 窯尾排出廢氣量382.7.3 旋風(fēng)分解爐通向混合室入口氣體量392.7.4 二次風(fēng)管抽風(fēng)量392.7.5 混合室出口氣體量392.7.6 增濕塔入口風(fēng)量402.7.7 各級旋風(fēng)筒出口及進(jìn)

10、口風(fēng)量 (C4筒)402.7.8 C筒402.7.9 C筒402.7.10 C筒402.7.11 排風(fēng)機(jī)入口412.7.12 電收塵，煙囪出口412.7.13 全系統(tǒng)風(fēng)量匯總表：412.8 附屬設(shè)備計算與選型43分解爐及預(yù)熱器系統(tǒng)432.8.2 高溫風(fēng)機(jī)選型472.8.3 增濕塔選型、規(guī)格及噴水量計算，增濕塔供水系統(tǒng)設(shè)計472.8.4 匯風(fēng)箱幾何尺寸502.8.5 電收塵器選型512.8.6 低溫風(fēng)機(jī)選型512.8.7 煙囪設(shè)計522.8.8 窯尾窯灰處理系統(tǒng)的設(shè)計，輸送設(shè)備的選型532.8.9 生料喂料系統(tǒng)54參考文獻(xiàn)57致謝58外文原文及中文翻譯59引言水泥與鋼材、木材、塑料為四大工程基礎(chǔ)

11、材料，而水泥以其數(shù)量大、用途廣、耐久性強(qiáng)和具備許多其它材料不可取代的性能而處于非常重要的地位，素有“建筑工業(yè)的糧食”之稱。生產(chǎn)水泥雖然需要比較多的資源，但是水泥與砂、石等集料所制成的混凝土則是一種低能耗型建筑材料，因此水泥工業(yè)的發(fā)展對保證國家建設(shè)的順利進(jìn)行具有十分重要的作用。自九十年代以來世界水泥產(chǎn)量平均每年以4%的速度連續(xù)增長。這種發(fā)展趨勢今后仍將保持下去。近10年來，發(fā)達(dá)國家由于各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度減緩，生產(chǎn)成本增高和能源消耗、環(huán)保要求等各方面原因，水泥生產(chǎn)呈現(xiàn)飽和和縮減態(tài)勢。而與此同時，發(fā)展中國家水泥需求量不斷增大，帶動了那里的水泥工業(yè)的迅猛發(fā)展，特別是東亞、西南亞地區(qū)，1998年亞洲國家生

12、產(chǎn)的水泥幾乎占到了世界水泥總量的60%以上。 七十年代我國陸續(xù)建立了一些立筒預(yù)熱器窯和旋風(fēng)預(yù)熱器窯，并在預(yù)分解的開發(fā)方面燒油燒煤實驗均獲得成功。七十年代末我國分別從日本、澳大利亞、丹麥等國引進(jìn)了大、中型的預(yù)分解窯干法生產(chǎn)成套設(shè)備，并在建成投產(chǎn)后取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。在此基礎(chǔ)上，通過對國外設(shè)備的消化和國內(nèi)自行建設(shè)的新型干法生產(chǎn)線的總結(jié)，八十年代初我國自行設(shè)計了700t/d熟料生產(chǎn)線的預(yù)分解窯成套設(shè)備，并組織了2000t/d熟料預(yù)分解窯干法生產(chǎn)線成套設(shè)備的設(shè)計、制造和建設(shè)。二十世紀(jì)八十年代末，我國已建成二十多套2000t/d新型干法水泥生產(chǎn)線，通過引進(jìn)消化國外20項先進(jìn)技術(shù)來改進(jìn)我們自行開發(fā)的設(shè)

13、備，是我國2000t/d新型干法水泥生產(chǎn)線漸趨成熟，雙陽水泥廠的建成并達(dá)標(biāo)生產(chǎn)就是成熟的標(biāo)志。二十世紀(jì)九十年代初，我國實施開發(fā)4000t/d大型新型干法燒成系統(tǒng)。我國已經(jīng)成為名副其實的水泥生產(chǎn)大國，但總體水平不高，不是水泥工業(yè)強(qiáng)國，其表現(xiàn)有以下的基本特點：（1）總產(chǎn)量的生產(chǎn)能力世界第一  我國水泥工業(yè)從1978年至1985年水泥產(chǎn)量由6500萬噸發(fā)展到1.45億噸，7年增長約8000萬噸，平均年增長1140萬噸；1995年到2000年水泥產(chǎn)量由4.7億噸到20世紀(jì)末預(yù)計可達(dá)5.8億噸，5年增長了1億噸，平均年增長2000萬噸。其間，5000噸水泥生料生產(chǎn)線安裝調(diào)試成功。2002年，規(guī)

14、劃水泥產(chǎn)量5.9億噸，實際生產(chǎn)7.5億噸；2003年，規(guī)劃水泥產(chǎn)量7.5億噸，實際生產(chǎn)8.5億噸；2004年，規(guī)劃水泥產(chǎn)量8.5億噸，實際生產(chǎn)9.5億噸；2005年，規(guī)劃水泥產(chǎn)量9.5億噸，實際生產(chǎn)10.5億噸。2008年，規(guī)劃12.5億噸，實際生產(chǎn)13.8億噸。連續(xù)10年，每年水泥的規(guī)劃目標(biāo)與實際水泥產(chǎn)量，相差幾乎都在一億噸以上。 （2）技術(shù)進(jìn)步步伐加快，但總體技術(shù)水平與世界先進(jìn)水平差距較大懸浮預(yù)熱器窯是在窯后安裝了懸浮預(yù)熱器，使原來在窯內(nèi)以堆積態(tài)進(jìn)行的物料預(yù)熱及部分硅酸鹽分解過程移到懸浮預(yù)熱器內(nèi)以懸浮狀態(tài)進(jìn)行。由于懸浮狀態(tài)的生料粉與1000左右的窯尾熱煙氣接觸的面積大，故傳熱速度快、熱效率

15、高。生料粉能在數(shù)十秒內(nèi)從常溫提高到750以上，入窯生料的表觀分解率可達(dá)30-40%，從而大大的減輕了回轉(zhuǎn)窯的預(yù)燒負(fù)擔(dān)，窯產(chǎn)量的以提高；從回轉(zhuǎn)窯窯尾排出的高溫?zé)煔獾臒崃磕艿玫胶芎玫睦茫鲱A(yù)熱器的廢氣溫度可降低到350-400，熟料的單位熱耗可大大降低，且出預(yù)熱器的廢氣還可用于烘干含6-8%水分的物料。這些優(yōu)點隨著窯體尺寸的增加而更加顯著，因此懸浮預(yù)熱器窯從五十代初期出現(xiàn)后，得到迅速發(fā)展，并在水泥生產(chǎn)中占據(jù)了絕對的優(yōu)勢。懸浮預(yù)熱器窯的特性主要取決于同它配套的懸浮預(yù)熱器的特性，而各種懸浮預(yù)熱器的特性有取決于它的結(jié)構(gòu)及熱交換方式。構(gòu)成各種懸浮預(yù)熱器的熱交換單元設(shè)備有旋風(fēng)筒（包括管道）及立筒（渦室）兩

16、種。預(yù)分解窯是在懸浮預(yù)熱器窯基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它是在懸浮預(yù)熱器窯的懸浮預(yù)熱器與回轉(zhuǎn)窯之間增設(shè)分解爐，在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碳酸鹽分解的吸熱過程在懸浮狀態(tài)或沸騰狀態(tài)下迅速進(jìn)行，從而使入窯生料的分解率從懸浮預(yù)熱窯的30-40%提高到85-90%，使窯的熱負(fù)荷大為減輕，窯的壽命延長，爾窯的產(chǎn)量卻可成倍增長。與懸浮預(yù)熱器窯相比，在單機(jī)產(chǎn)量相同的條件下，預(yù)分解窯具有窯的體積小，占地面積減小，制造、運輸和安裝較易，基建投資較低，且由于一半以上的燃料是在溫度較低的分解爐內(nèi)燃燒，產(chǎn)生有害氣體NO較少，減少了對大氣的污染。水泥工廠的設(shè)計是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及專業(yè)多，

17、知識面廣，其生產(chǎn)又具有連續(xù)化，各環(huán)節(jié)相互制約，故設(shè)計時，對生產(chǎn)技術(shù)配套設(shè)備等的選擇，要選擇最佳方案，統(tǒng)籌安排。盡量選取國內(nèi)先進(jìn)的工藝和設(shè)備，力求做到工藝先進(jìn)，流程順暢，設(shè)備選型合理，技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)可行。畢業(yè)設(shè)計是工藝專業(yè)的學(xué)生在學(xué)完全部課程后，模擬工藝設(shè)計的基本內(nèi)容而進(jìn)行的一次實際的訓(xùn)練。它有助于培養(yǎng)學(xué)生綜合運用該學(xué)科基本理論、基本技能和專業(yè)知識，結(jié)合生產(chǎn)實際，提高分析和解決問題的能力，它有助于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際，注重調(diào)查研究的良好作風(fēng)，提高查閱文件資料，處理數(shù)據(jù)和識圖、繪圖技術(shù)水平，為今后的學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。1 水泥廠總平面設(shè)計11 計算生料各組分配比水泥的性能和質(zhì)量取決于熟料的礦物

18、組成，而熟料的礦物組成取決于熟料的組分，熟料的組分又與生料的成分密切相關(guān)。因此，適合的生料成分是水泥生產(chǎn)的關(guān)鍵。通常，一種原料的成分很難滿足需要，必須將幾種原料按一定的比例混合，才能滿足煅燒熟料所用生料成分的要求。求各種原料配合比的過程叫做配料計算。配料計算目的是：生產(chǎn)過程中，經(jīng)濟(jì)合理的使用各種原料，確保熟料質(zhì)量，是煅燒出來的熟料強(qiáng)度高、易燒性好；配制的生料易于粉磨、易于燒成，則水泥生產(chǎn)過程易于控制、管理，便于操作。配料計算的理論依據(jù)是物料平衡，即反應(yīng)物的總質(zhì)量等于生成物的總質(zhì)量。熟料組成確定后，即可根據(jù)所用原料進(jìn)行配料計算，求出復(fù)合熟料組成的原料配合比。1.1.1 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求及原料

19、質(zhì)量情況、窯型、水泥品種、標(biāo)號、生料均化程度等確定配料方案設(shè)計任務(wù)書的要求：生產(chǎn)線：新型干法窯，采用3×48 NSP窯水泥品種：普通硅酸鹽水泥標(biāo)號：42.5強(qiáng)度等級a、硅酸鹽水泥的組成：熟料+混合材b、硅酸鹽水泥的品質(zhì)指標(biāo)： 氧化鎂：水泥中氧化鎂的含量不宜超過5.0%，如水泥經(jīng)壓蒸，安定性試驗合格，則水泥中氧化鎂的含量允許放寬到6.0% 三氧化硫：水泥中三氧化硫的含量不得超過3.5% 燒失量：普通水泥中的燒失量不得大于5.0% 細(xì)度：硅酸鹽水泥比表面積大于300m²/kg,普通水泥0.080mm方孔篩余不得超過10% 凝結(jié)時間：普通水泥初凝不得早于45分鐘，終凝不得超過6.

20、5小時 強(qiáng)度：普通硅酸鹽水泥 3天抗壓強(qiáng)度不得低于21.0MPa，28天不得低于42.5MPa3天抗折強(qiáng)度不得低于4.0MPa，28天不得低于6.5MPac、原、燃料質(zhì)量情況見畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書。 熟料率值的確定熟料強(qiáng)度主要來源于硅酸鹽礦物，而是硅酸鹽礦物強(qiáng)度的主要提供者。當(dāng)硅酸鹽礦物含量一定時，含量占硅酸鹽礦物總量70%時，熟料28天抗壓強(qiáng)度可達(dá)1年強(qiáng)度的80%，而當(dāng)占總量的70%時，熟料28天抗壓強(qiáng)度只能達(dá)到1年強(qiáng)度的40%左右。熟料中和的主要作用是提供一定的液相量，有利于的形成。而熟料IM值代表了熟料中和的相對含量，IM值越高，熟料中的含量越高，反之則的含量越高。含量越高，熟料

21、的液相量會相對提高，但液相粘度會大大提高；而的含量越高，則熟料的液相量會相對減少，但液相粘度會大大下降。設(shè)本次設(shè)計的率值為：KH=0.89±0.02，SM=2.5±0.1，IM=1.5± 燃料基準(zhǔn)的換算已知先由換算成（%）然后由換算成煤的元素分析1.1.3 確定熟料的熱耗，計算煤灰摻入量 熟料熱耗的確定國外水泥廠家通過采用低阻高效的多級預(yù)熱器系統(tǒng)、新型篦式冷卻機(jī)和多通道噴煤管等先進(jìn)技術(shù)裝備，利用窯系統(tǒng)的低溫廢氣余熱發(fā)電，回收使用二次能源等先進(jìn)工藝，降低了水泥生產(chǎn)的熟料熱耗。國內(nèi)生產(chǎn)廠家的熟料熱耗較國外高出較多，熱耗高的原因有三個方面。

22、一是預(yù)熱器出口廢氣熱損失大。二是燒成系統(tǒng)的散熱損失較大；三是冷卻機(jī)余風(fēng)帶走熱量較大。我國大型新型干法窯熱耗在3360kj/kg熟料左右，本次設(shè)計熟料熱耗確定為3400kj/kg熟料。 計算煤灰摻入量1.1.4 配料計算，采用遞減試湊法確定生料各組分配比用遞減試湊法計算原料配合比：KH=0.89;SM=2.5;IM=1.5設(shè)=98.5%則以100kg熟料為基準(zhǔn)，列表遞減如表熟料的化學(xué)成分計算計算步驟其他備注要求熟料組成22.6755.4423.62866.7551.5-2.29kg煤灰1.2080.9190.1080.0310.025差21.4674.5233.52066.7241

23、.475干石灰石=66.724/50.45×100=132.26kg-131.7kg石灰石5.8471.4880.97566.4431.370差15.6203.0352.5450.2810.105干頁巖=15.620/70.52×100=22.15kg-14kg頁巖9.8732.5790.4840.1640.059差5.7470.4562.0610.1170.046干砂巖=5.747/91.20×100=6.3kg-5.8kg砂巖5.2900.1940.1740.0460.087差0.4570.2611.8870.071-0.041干鐵粉=0.457/64.85&

24、#215;100=2.91kg-2.9kg鐵粉0.4110.3081.8810.0730.040差0.046-0.0470.006-0.002-0.081SiO2，Al2O3，F(xiàn)e2O3，CaO偏差不大，不在重算，其他成分通過摻入石膏和礦渣調(diào)節(jié)。按上表干原料質(zhì)量比換算為百分配合比生料濕原料配合比的計算將上述質(zhì)量比換算為百分比生料的化學(xué)成分名稱配合比燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO石灰石85.3035.9973.7870.9640.63143.0340.844砂巖3.760.473.4290.1260.1130.0300.009頁巖9.070.5456.3961.6710.3140

25、.1060.038鐵粉1.880.1220.2660.1991.2190.0470.006生料100.0136.71113.8782.962.27743.2170.898灼燒生料21.9254.6763.59768.2741.419熟料的化學(xué)成分名稱配合比SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO灼燒生料97.7121.4234.5693.51566.7111.387煤灰2.291.2080.9190.1080.0310.014熟料10022.6315.4883.62366.7421.401熟料的率值計算如下:計算結(jié)果十分接近所設(shè)值。熟料礦物組成1.1.5 有害成分的計算與評定水泥生產(chǎn)中由原、燃

26、料帶入的K2O、Na2O、SO3、Cl等揮發(fā)性的化合物，當(dāng)配料不當(dāng)，生料過粗或煅燒不良，熟料中就會出現(xiàn)沒有被吸收的以游離狀態(tài)存在的CaO，稱為游離氧化鈣（f-CaO），通常在水泥生產(chǎn)過程是有害成分，其在預(yù)熱器、分解爐、回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)加熱過程中，達(dá)到熔融溫度以上時，會分解成氣態(tài)氧化物隨煙氣逸出，這些氣態(tài)氧化物再化合成新的化合物，而新的化合物在逸出過程中，當(dāng)達(dá)到其熔融溫度以下時，會由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，粘附在設(shè)備內(nèi)壁或物料顆粒表面上轉(zhuǎn)為固態(tài)物質(zhì)，這些物質(zhì)再次加熱又可形成二次揮發(fā)。因此在實際生產(chǎn)中，揮發(fā)性有害組分的循環(huán)富集給窯的操作和熟料質(zhì)量會帶來不利影響，常常引起預(yù)熱器系統(tǒng)的結(jié)皮、堵塞從而影響窯的正常運轉(zhuǎn)，

27、破壞熱工制度，影響正常生產(chǎn)。要求1.0%生料中含量=85.30%（0.02%+0.03%）+3.76%×1.25%+1.88%（0.66%+0.40%）+2.29%（0.1%+0.1%）=0.11%1.0%要求生料中S1.3%生料中S含量=2.29%×0.27%=0.006%1.3%要求燃料中S3.5%，本次設(shè)計燃料中S含量 0.79%3.5%要求生料中MgO5%實際使用原料MgO含量=85.30%×0.99%+3.76%×0.25%+9.07%×0.42%+1.88%×0.32%+2.29%×0.63%=0.91%5%1.

28、2 全廠的物料平衡計算，編制全廠物料平衡表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、物料烘干熱耗和車間工作制度。1.2.1 回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)能力和窯的年利用率的確定，燒成車間生產(chǎn)能力的計算；1.2.1 窯產(chǎn)量的確定本次設(shè)計回轉(zhuǎn)窯窯型為3×48m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

29、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。按經(jīng)驗公式計算窯的產(chǎn)量如下按單位容積產(chǎn)量計算窯的產(chǎn)量為3×48m窯的有效容積為275m3，,G=32t/h國內(nèi)外幾臺窯的產(chǎn)量廠名中國A廠中國B廠中國C廠土耳其德國西班牙窯規(guī)格×L4.0×604.7×743.0×483.0×403.0×403.2×45窯類型NSPNSPNSPSPSPSP窯產(chǎn)量（t/h）83.516729.111.8

30、614.816.66本次設(shè)計窯的產(chǎn)量標(biāo)定為30t/h 窯的年利用率（）的確定可根據(jù)車間工作制度和窯的運轉(zhuǎn)時間用下式求出：= 其中：K0每年工作周數(shù) K1每周工作日數(shù)K2每日工作班數(shù) K3每班主機(jī)運轉(zhuǎn)小時數(shù) K每年工作日數(shù)取K=347，K2=3，K3=8；則=95% 燒成車間生產(chǎn)能力的計算燒成車間的生產(chǎn)能力與窯的生產(chǎn)能力同步：1.2.2 確定水泥組分的配比，水泥生產(chǎn)損失，計算工廠的生產(chǎn)能力 確定水泥組分的配比.1 石膏摻入量硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥中含量不大于3.5%，普通硅酸鹽水泥中的含量為45.5%，設(shè)石膏摻入量為x，則45.52%x

31、3.5%，得x7.69%故本次設(shè)計取石膏摻入量為5%.2 混合材摻入量本次設(shè)計的是普通硅酸鹽水泥，國標(biāo)規(guī)定普通水泥的混合材摻量為5%-20%，故本次設(shè)計取混合材（即礦渣）摻入量為10%。.3 水泥組分配比名稱熟料石膏混合材PO42.585%5%10% 水泥的生產(chǎn)損失名稱石灰石砂巖頁巖鐵粉生料石膏混合材水泥燒成用煤燒失量（%）44434334 工廠生產(chǎn)能力計算水泥的小時產(chǎn)量Gh=Qh（t/h） 式中：d水泥中石膏的摻入量，取5% e水泥中混合材的摻入量，取10%P水泥的生產(chǎn)損失，取4%1.2.3 各種原料、燃料消耗定額的計算

32、 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式中：I-干生料燒失量（%） S-煤灰摻入量，以熟料百分比表示（%）.2 考慮煤灰摻入時，1t熟料的干生料消耗定額式中：P生-干生料生產(chǎn)損失，取P生=4%.3 各種干原料消耗定額x-干生料中該原料的配合比 干石膏消耗定額 式中：d水泥中石膏的摻入量e水泥中混合材的摻入量 Pd生產(chǎn)損失 干混合材消耗定額式中：Pe為生產(chǎn)損失 燒成用干煤消耗定額 含天然水分的濕物料消耗定額0-該濕物料含的天然水分1.2.4 編制全廠物料平衡表

33、原燃料需要量的計算.1 干生料每小時需要量：單位（t/h）.2 干生料每日需要量：單位（t/h）.3 干生料每周需要量：單位（噸/周）.4 含天然水分料小時需要量：單位（t/h）.5 含天然水分料每天需要量：單位（t/d）.6 含天然水分料每周需要量：單位（噸/周） 全廠物料平衡表全廠物料平衡表名稱含水量生產(chǎn)損失消耗定額kg/kg熟料物料平衡表干料含天然水分料干料含天然水分料小時日周小時日周1234567891011石灰石141.3721.38641.16987.846914.8841.58997

34、.926985.44砂巖3.540.0600.0621.8043.20302.401.8644.64312.48頁巖4.540.1460.1534.38105.12735.844.59110.16771.12鐵粉1130.0300.0340.9021.60151.201.0224.48171.36生料48104.321177.2石膏1.030.0610.0621.8343.92307.441.8644.64312.48礦渣2530.1210.1613.6387.12609.844.83115.92811.44熟料307205040水泥433.88813.185692.24煤4.630.1303

35、.9093.60655.204.0897.92685.441.3 全廠工藝流程的確定及流程的評述，繪制全廠流程簡圖1.3.1 全廠工藝流程的確定及流程的評述 石灰石、煤、石膏的破碎工藝石灰石是經(jīng)礦山粗破碎送到石灰石預(yù)均化堆場，采用一次破碎即達(dá)到所要求的粒度。石灰石破碎機(jī)選用錘式破碎機(jī)，流程簡單，占地少，投資少。石膏選用細(xì)碎顎式破碎機(jī)，煤選用反擊式破碎機(jī)。石灰石破碎系統(tǒng)有以下幾種形式：一段破碎，石灰石只經(jīng)過一次破碎即達(dá)到入磨粒度要求的為一段破碎系統(tǒng)。二段破碎系統(tǒng)，對規(guī)模較大，石礦提供的塊度也大，對一段破碎 工藝有困難時，可用二段破碎系統(tǒng)。 石灰石的預(yù)均化措施CaC03

36、含量波動±10的石灰石，均化后可縮小至±1。生料均化得好，不僅可以提高熟料的質(zhì)量，而且對穩(wěn)定窯的熱工制度、提高窯的運轉(zhuǎn)率、提高產(chǎn)量、降低能耗大有好處。由于水泥廠規(guī)模趨向大型化以及水泥其他工業(yè)發(fā)展，對石灰石的需求量日益增長，從而使石灰石高品位的原料不能滿足生產(chǎn)的需要，勢必要采用高低品味搭配或由數(shù)個礦山的礦石搭配的方法，以充分利用礦山資源。因此，生產(chǎn)中對生料有效的均化措施相當(dāng)必要。本設(shè)計選擇矩形的石灰石預(yù)均化堆場。入磨破碎機(jī)出磨破碎機(jī)石灰石破碎系統(tǒng) 生料粉均化系統(tǒng)均化不好的生料，影響熟料質(zhì)量，減少產(chǎn)量，給燒成帶來困難，使窯運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，并引起窯皮脫落等內(nèi)部擾動，縮短

37、窯的運轉(zhuǎn)周期和增加窯襯材料的消耗。若均化效果不好，熟料質(zhì)量通常會比濕法低半個標(biāo)號，產(chǎn)量平均下降7左右。所以，生料均化程度是影響生料易燒性的穩(wěn)定與熟料產(chǎn)量和質(zhì)量的關(guān)鍵。在干法水泥廠中生料均化是不可缺少的重要工藝環(huán)節(jié)。生料的均化分為間歇均化和連續(xù)均化系統(tǒng)。連續(xù)均化系統(tǒng)具有流程簡單、操作管理方便和便于自動化控制等；而間歇均化系統(tǒng)的均化效果好。選擇哪種系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)工長的規(guī)模、生料成分的波動及入窯生料的要求。本設(shè)計采用連續(xù)均化系統(tǒng)。 生料制備系統(tǒng)生料的制備只要是采用烘干兼粉磨系統(tǒng)，選用球磨機(jī)。 煤粉制備系統(tǒng)煤粉的制備主要是采用帶烘干設(shè)備的煤磨，選用輥式磨。 熟料燒

38、成系統(tǒng)的選擇熟料燒成設(shè)備主要有回轉(zhuǎn)窯和立窯，對于一些大型且采用新型干法系統(tǒng)的水泥廠大都采用回轉(zhuǎn)窯。新型干法懸浮預(yù)熱器和預(yù)分解窯越來越受到大家的推崇。本設(shè)計采用預(yù)分解窯，預(yù)分解技術(shù)的特點是在預(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，是燃料燃燒過程與生料的預(yù)熱和分解過程，在懸浮狀態(tài)或沸騰狀態(tài)下迅速的進(jìn)行，入窯的生料分解率可達(dá)90%左右，因此，窯的熱負(fù)荷大為減少，而產(chǎn)量卻成倍增長。 礦渣磨系統(tǒng) 本設(shè)計采用輥式磨粉磨礦渣系統(tǒng)，流程簡單、烘干、粉磨、選粉的全過程都在磨中完成。由于是料床粉磨，粉磨效率高，單位電耗低，磨內(nèi)空間大，傳熱快，烘干能力強(qiáng)。這些特點適合礦渣水

39、分高、難磨的要求。 水泥制備系統(tǒng) 水泥粉磨工藝流程可分為開路流程和閉路流程兩種。 開路流程比閉路流程簡單，但粉磨電耗較高。開路棒球磨比開路管磨具有較高的產(chǎn)量和較低的電耗，對高硬度原料的適應(yīng)性較好，進(jìn)磨物料粒度可以稍粗，但裝卸鋼棒比裝卸鋼球麻煩。目前國內(nèi)粉磨生料常采用開路棒球磨系統(tǒng)。閉路流程粉磨電耗比開路流程的低，但閉路流程及其操作復(fù)雜。帶把式分級機(jī)時，粉磨產(chǎn)品的水分達(dá)80%左右，需設(shè)占地面積大的厚漿池加以濃縮，對原料適應(yīng)性差。弧形篩的占地面積小，但篩條易磨損。本設(shè)計采用開路流程。 水泥庫及包裝系統(tǒng)的確定 水泥庫的圓庫型式較多，主要區(qū)別在于庫底的形狀不同。水泥廠采用圓

40、庫儲存物料時，圓庫的直徑規(guī)格不易太多，采用庫群布置時，庫的高度和直徑盡可能一致。本設(shè)計采用底部帶減壓倉的圓庫。 水泥有散裝和袋裝兩種。水泥散裝是水泥供應(yīng)和運輸方面的重大改革，是水泥發(fā)展生產(chǎn)、例行增產(chǎn)節(jié)約的有效措施，也是發(fā)展綠色水泥的重要途徑。 本設(shè)計要求有70%的散裝水泥和30%的袋裝水泥。采用固定葉輪式2嘴包裝機(jī)，包裝袋裝水泥。1.3.2 繪制全廠流程簡圖砂巖鐵粉石灰石石灰石破碎石灰石圓庫砂巖圓庫頁巖圓庫原煤堆場破碎機(jī)配煤庫原煤倉篦冷機(jī)熟料庫水泥磨水泥庫微機(jī)配料粉煤灰堆場粉煤灰?guī)焐⒀b出廠包裝機(jī)成品庫水泥出廠頁巖生料磨生料均化庫預(yù)熱器分解爐煤磨回轉(zhuǎn)窯煤粉倉礦渣堆場烘干車間礦渣庫石膏堆場石膏破碎

41、機(jī)石膏庫1.4 確定各車間工作制度，計算各主機(jī)年利用率，各工藝設(shè)備的選型工藝設(shè)備選型與計算的目的：工藝設(shè)備的選型與計算是工廠設(shè)計的重要組成部分，工藝設(shè)備按性質(zhì)可分為機(jī)械設(shè)備和熱工設(shè)備；按用途有可分為主要設(shè)備和輔助設(shè)備。工藝設(shè)備的選型與計算的任務(wù)是按照配方、生產(chǎn)性質(zhì)、產(chǎn)量大小和工藝流程，選擇設(shè)備的形式，然后確定設(shè)備和規(guī)格大小，最后根據(jù)各工序的加工量和設(shè)備生產(chǎn)能力進(jìn)行計算，確定所需設(shè)備臺數(shù)。水泥廠工藝設(shè)備的選型與計算叫主機(jī)平衡，主機(jī)平衡在物料平衡計算和選定車間工作制度的基礎(chǔ)上，計算各車間主機(jī)要求的生產(chǎn)能力，要求主機(jī)小時產(chǎn)量，為選定各車間主機(jī)的型號、規(guī)格和臺數(shù)提供依據(jù)。1.4.1 車間工作制度的確定

42、主要設(shè)備生產(chǎn)運轉(zhuǎn)情況主機(jī)名稱每日運轉(zhuǎn)小時數(shù)（h/d）每周運轉(zhuǎn)小時數(shù)（h/w）生產(chǎn)周制年利用率生產(chǎn)班制石灰石破碎1214728460.50每日兩班，每班6-7h原煤破碎67364260.30每日一班，每班6-7h石膏破碎67364260.30每日一班，每班6-7h礦渣烘干2215470.92每日三班生料磨2215470.92每日三班回轉(zhuǎn)窯2416870.95每日三班煤磨2215470.92每日三班水泥磨2215470.96每日三班包裝機(jī)12-1472-8460.50每日兩班，每班6-7h注：1.每日運轉(zhuǎn)時間為24h，按每日三班，每班8h計算；每日運轉(zhuǎn)22h，按扣除每班檢修時間2h計算。2.生產(chǎn)班

43、制一欄，每班6-7h指主機(jī)運轉(zhuǎn)小時數(shù)，已經(jīng)扣除每班檢修時間1-2h。本次設(shè)計采用周平衡法，根據(jù)車間工作制度，定出主機(jī)每周運轉(zhuǎn)小時數(shù)，并根據(jù)物料周平衡量，求出該主機(jī)要求的小時產(chǎn)量：GH = Gw /H式中GH要求的主機(jī)小時產(chǎn)量(t/h)；Gw物料的周平衡量(t/w)；H主機(jī)每周運轉(zhuǎn)的小時數(shù)。1.4.2 設(shè)備選型 石灰石破碎在水泥生產(chǎn)過程中，將原、燃料進(jìn)行破碎是為了便于運輸和儲存，同時有利于提高烘干和粉磨設(shè)備的工作效率。一般情況下，石灰石破碎系統(tǒng)采用兩段破碎，一段采用顎式破碎機(jī)，二段采用錘式破碎機(jī)或反擊式破碎機(jī)；也可采用破碎比較大而與生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)的單段破碎系統(tǒng)；有些廠按其特定的條件

44、，為降低入磨粒度，提高磨機(jī)產(chǎn)量，也有采用三段破碎系統(tǒng)的。破碎系統(tǒng)要求的生產(chǎn)能力GH=GW/H=6985.44/84=83.16(t/h)式中GH要求的石灰石小時產(chǎn)量(t/h)；Gw石灰石的周平衡量(t/w)；H主機(jī)每周運轉(zhuǎn)的小時數(shù)，84h。破碎系統(tǒng)的最大進(jìn)料塊度主要取決于工廠的規(guī)模、礦山的爆破方法、裝運設(shè)備以及破碎機(jī)的型號和規(guī)格；由于本次設(shè)計工廠的生產(chǎn)規(guī)模較大，并且采用大規(guī)模爆破開采，故要求進(jìn)料粒度1500mm，物料的出料粒度R(70mm)10%，因此，綜合考慮以上諸多因素選用：天津水泥設(shè)計院設(shè)計的TKPC14.12型單轉(zhuǎn)子單段錘式破碎機(jī)進(jìn)料口尺寸：1290×1320mm最大進(jìn)料粒度

45、：800×800×900mm出料粒度（篩余10%）：25mm生產(chǎn)能力（t/h）:80130，該機(jī)具有破碎比大，生產(chǎn)能力高，電耗低，結(jié)構(gòu)簡單，投資少等特點。標(biāo)定產(chǎn)量設(shè)計生產(chǎn)能力為80-130t/h，根據(jù)實際生產(chǎn)條件，設(shè)定其產(chǎn)量為90t/h。核算每周實際運轉(zhuǎn)小時數(shù)H0=GH/(nGM)=83.16/90×84=77.616(h)式中GH 、GM要求石灰石的小時產(chǎn)量，所選破碎機(jī)的小時產(chǎn)量。選型適當(dāng)。 砂、頁巖破碎機(jī)砂巖破碎機(jī) 破碎系統(tǒng)要求的生產(chǎn)能力GH=GW/H=312.48/42=7.44(t/h)選用PE-250型復(fù)擺顎式破碎機(jī)，進(jìn)料口尺寸150

46、15;400mm，生產(chǎn)能力5-20 t/h，標(biāo)定產(chǎn)量為8t/h。核算每周實際運轉(zhuǎn)小時數(shù)H0=GH/(nGM)=7.44/8×42=39.06(h)頁巖破碎系統(tǒng)要求的生產(chǎn)能力GH=GW/H=771.12/42=18.36(t/h)選用單轉(zhuǎn)子反擊式破碎機(jī)，生產(chǎn)能力15-30 t/h，標(biāo)定產(chǎn)量為19t/h。核算每周實際運轉(zhuǎn)小時數(shù)H0=GH/(nGM)=18.36/19×42=40.6(h) 石膏破碎機(jī)破碎系統(tǒng)要求的生產(chǎn)能力GH=GW/H=312.48/42=7.44(t/h)選用PE-250型復(fù)擺顎式破碎機(jī)，進(jìn)料口尺寸150×400mm，生產(chǎn)能力5-20

47、t/h，標(biāo)定產(chǎn)量為8t/h。核算每周實際運轉(zhuǎn)小時數(shù)H0=GH/(nGM)=7.44/8×42=39.06(h) 煤破碎機(jī)破碎系統(tǒng)要求的生產(chǎn)能力GH=GW/H=685.44/42=16.32(t/h)選用單轉(zhuǎn)子反擊式破碎機(jī)，喂料口670×400mm，生產(chǎn)能力15-30 t/h，標(biāo)定產(chǎn)量為17t/h。核算每周實際運轉(zhuǎn)小時數(shù)H0=GH/(nGM)=16.32/17×42=40.32(h) 煤磨要求的生產(chǎn)能力GH=GW/H=685.44/154=4.45(t/h)選用輥式磨，生產(chǎn)能力5.6 t/h，標(biāo)定產(chǎn)量為5t/h。核算每周實際運轉(zhuǎn)小時數(shù)H0

48、=GH/(nGM)=4.45/5×154=137.06(h) 生料磨要求的生產(chǎn)能力GH=GW/H=8104.32/154=52.6(t/h)選用2.6×10m球磨機(jī)，生產(chǎn)能力52-55 t/h，標(biāo)定產(chǎn)量為55t/h。核算每周實際運轉(zhuǎn)小時數(shù)H0=GH/(nGM)=52.6/55×154=147.28(h) 礦渣磨機(jī)要求的生產(chǎn)能力GH=GW/H=811.44/154=5.27(t/h)選用輥式磨，生產(chǎn)能力5.6t/h，標(biāo)定產(chǎn)量為5.5t/h。核算每周實際運轉(zhuǎn)小時數(shù)H0=GH/(nGM)=5.27/5.5×154=147.56(h)

49、 水泥磨水泥粉磨是水泥工業(yè)生產(chǎn)中耗電最多的一個工序，近年來，隨著新型干法水泥生產(chǎn)的發(fā)展，為了提高粉磨效率，節(jié)約能源，提高經(jīng)濟(jì)效益，水泥粉磨設(shè)備在大型化的同時，也得到了不斷的改進(jìn)和發(fā)展：(a) 在設(shè)備大型化的同時力求選用高效、節(jié)能型磨機(jī)，如輥壓磨的應(yīng)用。(b) 采用高效選粉機(jī)和新型襯板，改善磨機(jī)部件和研磨體材質(zhì)；(c) 添加助磨劑，提高粉磨效率；降低水泥溫度，改善水泥品質(zhì)；水泥粉磨流程主要有以下幾種形式：A、開路流程：管磨和康必丹磨；B、閉路流程：一級管磨閉路，康必丹磨一級閉路，輥式磨和輥壓機(jī)。本次設(shè)計采用開路流程。要求的生產(chǎn)能力GH=GW/H=5692.24/154=36.96(

50、t/h)選用3×11m開路水泥鋼球磨（管磨），生產(chǎn)能力37 t/h，標(biāo)定產(chǎn)量為37t/h。核算每周實際運轉(zhuǎn)小時數(shù)H0=GH/(nGM)=36.96/37×154=153.83(h) 回轉(zhuǎn)窯選型本設(shè)計采用預(yù)分解窯，其優(yōu)點是：(1)預(yù)分解技術(shù)是在預(yù)熱器與窯之間增設(shè)分解爐，在分解爐中加入占總用5060%的燃料，使燃料燃燒的過程與生料預(yù)熱和分解的過程。其在懸浮狀態(tài)或沸騰狀態(tài)下迅速進(jìn)行，使入窯生料的分解率達(dá)90%以上，因此窯的熱負(fù)荷大為減輕，而產(chǎn)量卻成倍的增長。(2)預(yù)分解窯單位容積產(chǎn)量高，窯襯壽命長，在單機(jī)產(chǎn)量相同的條件下，窯的體積小，占地面積小，制造、運輸、安裝較易

51、，基建投資較少，適合于產(chǎn)量高的大型窯。(3)預(yù)分解窯一半以上的燃料是在較低的溫度下（900ºC左右）燃燒，故產(chǎn)生的有害氣體NOx較少，減少了對大氣的污染。(4)預(yù)分解窯的熱耗較低，電耗與懸浮預(yù)熱器窯大致相同，其綜合能耗較低。本次設(shè)計采用預(yù)分解窯的規(guī)格為3×48m0 烘干機(jī)設(shè)備在新型干法生產(chǎn)的水泥廠中，原料、煤與混合材都要進(jìn)行烘干。烘干系統(tǒng)可分為烘干磨和單獨的烘干設(shè)備。烘干磨即物料在粉磨過程中同時進(jìn)行烘干,目前烘干磨得到了很大的發(fā)展,煤的烘干已廣泛采用烘干磨,利用窯頭或熟料篦冷機(jī)熱端氣體作為烘干介質(zhì),使煤的烘干和粉磨同時進(jìn)行,來制備窯和分解爐所需的煤粉。隨著預(yù)分

52、解窯的不斷發(fā)展，原料的烘干和粉磨也廣泛的采用了烘干磨，利用窯尾廢氣作為烘干介質(zhì)，充分利用廢氣余熱，其中輥式磨由于能耗低，應(yīng)用較廣泛。混合材的烘干，一般采用單獨的烘干設(shè)備，烘干熱源可取自專設(shè)的熱風(fēng)爐，也可取自熟料篦冷機(jī)的低溫廢氣（200ºC左右）作為主要干燥熱源，并設(shè)熱風(fēng)爐作為輔助熱源。水泥廠采用的單獨烘干設(shè)備有回轉(zhuǎn)式，懸浮式等，其中最常見的是回轉(zhuǎn)烘干機(jī)。回轉(zhuǎn)烘干雖然烘干效率低，投資大，但對物料的適應(yīng)性強(qiáng)，可以烘干各種物料，且設(shè)備操作簡單可靠，故得到了普遍應(yīng)用。在回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)內(nèi)，按物料和和熱氣體流動的方向不同，有順流式和逆流式兩種，順流式烘干機(jī)物料和熱氣體的流動方向是一致的，在進(jìn)料端，濕物料和溫度較高的熱氣體接觸，其干燥速度較快，而在御料端，由于物料已被烘干，物料溫度也升高了，而氣體溫度已降低，二者溫差較小，故干燥速率很慢，所以在整個筒體內(nèi)干燥速率不均勻。逆流式烘干機(jī)物料和熱氣體的流動方向是相反的，已烘干的物料與溫度較高，含濕量較低的熱氣體接觸，所以在整個筒體內(nèi)干燥速率是均勻的。本設(shè)計中主要烘干的物料是礦渣,這種物料的含水量分別為25 %。因為水分含量高,所以烘干是必要的。要求的生產(chǎn)能力GH=GW/H=811.44/154=5.27(t/h)選用2.2×12m回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)，生產(chǎn)能力7t/h，標(biāo)定產(chǎn)量為6t/h。核算每周實際運轉(zhuǎn)小時數(shù)H0=GH/(nGM)=5