2023/9/13過程裝備成套技術1第四章過程裝備設計與選型4.1物料破碎4.2物料的烘干4.3物料粉磨4.4熟料燒成4.5.物料均化4.6輸送設備4.7其他附屬設備選型設計2023/8/3過程裝備成套技術1第四章過程裝備設計與選型2023/9/13過程裝備成套技術2單元設備的設計，是過程裝備成套設計中的一個重要部分。在一個現代化的過程工業中、大多數的設備都在進行顆粒粉碎，分選分級、計量配料，混合均化、流體輸送、熱交換、分離等各種前后處理操作。由此可見，設計出合理的單元設備，對過程的順利進行具有重要意義。單元設備按其作用可分為粉碎設備、燒成設備、換熱設備、分選分級分離設備、干燥設備、加熱設備、輸送設備、計量配料設備、混合均化設備、環保設備等。設備工藝設計要保證使設計的設備能滿足工藝的要求。例如，換熱設備使物料達到規定的溫度，傳質設備使產品達到規定的純度和收率，使設備技術上先進、可靠。

設備工藝設計首先要明確設備的設計任務與條件，包括：進出物料的組成、相態、物理化學性質、物理數據、操作壓力、溫度、負荷波動范圍等。同時要調查所設計設備的國內外現狀及發展趨勢，綜合考慮技術的先進性、可靠性、生產成本和運行、消耗費用等因素．評價各類設備的優缺點，選擇適合本設計要求的設備型式。在確定方案時，應優先考慮標準系列。由于過程工業的特點，對設備的要求往往不可能完全相同，所以大部分情況都找不到現成待用的理想設備，而需要進行詳細的工藝和機械結構的設計、計算。即使采用標準系列，采用前也必須進行必要的工藝計算。2023/8/3過程裝備成套技術2單元設備的設計，是過程裝備2023/9/13過程裝備成套技術3設備工藝計算主要包括設備的物料衡算、能量衡算，設備的特性尺寸計算以及流體流動阻力與操作范圍的計算等。物料衡算的目的是求出設備物料各組分的質量、各組分的成分百分比、各組分的容積等，它是確定設備容量及主要尺寸的依據，是設備設計的前提。能量衡算在設備的物料衡算的基礎上進行。熱量衡算是能量銜算的重要內容，其目的是確定各單元過程(蒸發、蒸餾、冷凝、冷卻等)以及具有熱效應的化學反應所需的熱量和冷量。此外，確定流體機械和攪拌器等其他機械所需的功率．也是能量衡算的內容。設備的特件尺寸包括設備的容積、殼體直徑和長度等。設備流體流動阻力和操作范圍是計算配用流體機械功率和制定設備操作規程、操作條件的重要依據，同時也是判別設備優劣的一個重要方面。

2023/8/3過程裝備成套技術3設備工藝計算主要包括設備的2023/9/13過程裝備成套技術4工藝流程框圖2023/8/3過程裝備成套技術4工藝流程框圖2023/9/13過程裝備成套技術5三、干法線生產工藝流程2023/8/3過程裝備成套技術5三、干法線生產工藝流程2023/9/13過程裝備成套技術6第一節物料的破碎生產水泥的原料，大部分都要經過預先破碎，因為從礦山開采來的石灰石、砂巖、石膏混合材料以及煤等原、燃料塊度均較大，給運輸、儲存及粉磨帶來一定的困難。從窯中煅蛙得到的熟料，其中有些塊度較大的亦必須經過破碎。物料經過破碎后，其粒度減小，表面Q增加，在一定程度上可提高烘干和粉磨的效率。2023/8/3過程裝備成套技術6第一節物料的破碎2023/9/13過程裝備成套技術7一、破碎系統發展概況1破碎設備大型化

大規格的破碎機，為提高破碎機的生產能力和放寬礦山開采塊度創造了條件。2破碎流程單段化.發展高效能、大破碎比的破碎機為實現單段破碎創造了條件。如果選用一種破碎機就能滿足破碎比及產量的要求時，即可選用單段破碎，以簡化生產流程。3破碎設備移動化

移動式破碎機可隨開采地段改變而移動，碎石可用膠帶輸送機輸送至工廠，可節省能源和提高勞動生產率。4破碎設備多功能化目前破碎設備的發展，趨向多功能化。如烘干兼破碎的錘式破碎機，可利用窯尾廢氣余熱在破碎含水分較高的粘濕物料的同時予以烘干，為濕磨干燒新型干法生產了條件。2023/8/3過程裝備成套技術7一、破碎系統發展概況1破碎2023/9/13過程裝備成套技術8二、破碎系統的選擇與破碎設備的選型1選擇破碎系統應考慮的因1.1物料的性質物料的硬度、水分、形狀和雜質含量均將直接影響破碎系統的技術經濟指標。(水泥廠所需破碎的物料性質見表6-1)序號物料名稱主要性質

1中硬石灰石抗壓強度80—160MPa，水分<l％

2粘土、粉砂巖抗壓強度<20MPa，水分10—20％

3硬質砂頁巖抗壓強度>20MPa，水分<10％

4熟料磨損、腐蝕性強，溫度70—300℃

5煤、石膏抗壓強度<40MPa，水分<10％2023/8/3過程裝備成套技術8二、破碎系統的選擇與破碎設2023/9/13過程裝備成套技術91.2.物料的粒度1.2.1進料塊度破碎系統的最大進料塊度，主要取決于工廠規模、礦山的爆破方法，裝運設備以及破碎機的型式和規格。1.2.2出料粒度破碎機出料粒度即破碎后的產品粒度。一般以80％產品通過的篩孔的尺寸表示。破碎機出料粒度可根據下一級處理物料的設備進料粒度要求而定，如能確定一個對破碎機產品及入磨粒度均適宜的最佳粒度，則可以獲得使破碎機和磨機的產量均較高而單位電耗均較低的效果2023/8/3過程裝備成套技術91.2.物料的粒度1.2.2023/9/13過程裝備成套技術101.2.2出料粒度破碎機出料粒度即破碎后的產品粒度。一般以80％產品通過的篩孔的尺寸表示。破碎機出料粒度可根據下一級處理物料的設備進料粒度要求而定，因而它與破碎流程的段數有關。鍛碎或多段破碎的最終產品粒度，主要取決于磨機對進磨物料粒度的要求。如能確定一個對破碎機產品及入磨粒度均適宜的最佳粒度，則可以獲得使破碎機和磨機的產量均較高而單位電耗均較低的效果2023/8/3過程裝備成套技術101.2.2出料粒度破碎2023/9/13過程裝備成套技術11表6-3各種物料的進料粒度序號物料名稱最大進料粒度(mm)備注大型廠中型廠小型廠

1石灰石800—1000650～800

<350

2粘土、砂頁巖

400

400

250

3熟料

100

100200～300操作不正常出現300mm大塊

4石膏

300

300

300

5煤

300

300

300許多廠均為碎煤，僅夾雜少許大塊2023/8/3過程裝備成套技術11表6-3各種物料的進2023/9/13過程裝備成套技術12影響破碎產品粒度的主要因素如下：物料的易磨性及其硬度、粉磨的流程、磨機的型式等。一般在新建廠的設計中，石灰石、熟料的入磨粒度考慮為<20～25㎜。對其它需要破碎的物料，因其數量較少，在選擇破碎機時如有困難，可將入磨物料粒度放寬至<30mm為宜。2023/8/3過程裝備成套技術12影響破碎產品粒度的主要因2023/9/13過程裝備成套技術131.2.3破碎系統的破碎比

破碎系統的進料最大塊度與出料粒度之比，即為破碎系統的破碎比。可根據所要求破碎比、破碎物料量以及可供選用的破碎機型式、規格來決定破碎系統的段數。在水泥生產中，入磨粒度只要求控制上限尺寸，對物料過碎現象不予控制，故在水泥廠中已很少采用閉路破碎系統。但在要求進料粒度較細,且破碎機能力有富余時可采用篩分破碎。

2023/8/3過程裝備成套技術131.2.3破碎系統的破2023/9/13過程裝備成套技術142破碎設備的選型選用破碎設備時主要考慮因素，

2.1由全廠主機平衡計算確定的破碎車間要求小時產量，是破碎機選型的依據，可據此確定破碎機的規格與臺數。

2.2物料的物理性質，即物料的硬度、塊度、雜質含量與形狀。2023/8/3過程裝備成套技術142破碎設備的選型2023/9/13過程裝備成套技術152.2.1石灰石破碎我國水泥廠所用石灰石大多數屑中等硬度，因此可供選擇之破碎設備的類型也較多。當石灰石中含有較多的粘性夾縫土(又稱裂隙土)時，如選用顎式、旋回式破碎機，容易造成機腔下部的堵塞，如選用錘式破碎機也容易造成下篦條的堵塞；反擊式破碎機的防堵性能也不好。故使用這些破碎機時，要特別注意喂料均勻。根據國外資料，采用破碎兼烘干流程(向破碎機通入熱氣)，用錘式、反擊式破碎機來破碎粘性物料有良好效果。2023/8/3過程裝備成套技術152.2.1石灰石破碎2023/9/13過程裝備成套技術16對于片狀石灰石，宜選用旋回式破碎機。如選用顎式破碎機，則片狀石灰石容易從機腔中滑下而不能有效地受到壓碎作用。在破碎機運轉時，若落入鐵件，將會損壞破碎機，特別對反擊式和錘式破碎機的損壞更嚴重。因此，除了在礦山和破碎機操作中注意防止鐵件掉入以外，在設計上必須考慮在錘式或反擊式破碎機前設置鐵件分離裝置。通常在粗碎后、中細碎段前的膠帶輸送機上裝置電，磁吸鐵裝置，以除去進料中的鐵質夾雜物。電磁吸鐵裝置可選用電磁分離滾筒，CF型懸掛武電磁分離器和懸掛帶式電磁分離器。對于其他金屬件(如錳等)，因靠電磁吸鐵裝置不能排徐，故可用金屬探測器探測，在探知后，停機用人工除去。2023/8/3過程裝備成套技術16對于片狀石灰石，宜選用旋2023/9/13過程裝備成套技術172.2.2熟料破碎對于熟料破碎，需破碎的熟料量及破碎機的進口尺寸可參考同類型同規格或近似規格的窯的熟料粒度特性資料來確定(不能按回轉窯掉窯皮的塊度或立窯大塊熟料的塊度來確定)。由于熟料硬、磨耗性大，我國大、中型水泥廠中一般采用慢速錘式破碎機進行熟料的破碎，有的廠采用反擊式破碎機和圓錐式破碎機，小型廠多采用顎式破碎機。應當指出，熟料破碎機選用快速運轉的破碎機時，要注意磨損件的材質問題，磨損件一般要用耐磨的材料做成(如高錳鋼等)。2023/8/3過程裝備成套技術172.2.2熟料破碎對于2023/9/13過程裝備成套技術182.2.3煤和石膏的破碎水泥廠使用的煤經常含有大塊，最大塊度可達200—300mm，煤的破碎多采用錘式破碎機，也可采用反擊式破碎機。石膏進廠的最大塊度一般在300mm左右，石膏的破碎常用顎式破碎機。2023/8/3過程裝備成套技術182.2.3煤和石膏的破2023/9/13過程裝備成套技術19三、破碎車間的布置破碎車間主要是接受來自礦山開采后的硬質原料及出窯熟料和某些塊狀硬質混合材的破碎。故其位置應按照總平面圖上的整體布局、并考慮到進出料的方向加以決定。而熟料及混洽材的破碎、石膏破碎等往往附設在相關的主要車間內，如燒成車間、粉磨車間及烘干車間等。因而在此僅就石灰石破碎系統布置時應注意的問題作簡單的敘述。2023/8/3過程裝備成套技術19三、破碎車間的布置破碎車2023/9/13過程裝備成套技術201破碎車間與礦山的距離。當破碎車間設在礦山附近時，車間位置應選擇在爆破安全距離之外，并不得放在勘探圈定的礦體上，同時要注意所選位置不致妨礙將來對有用礦體的開采和運輸。一般礦床開采邊界對公路、鐵路、高壓線、居民區、工廠和其它重要建筑物等爆破安全距離不小于400m。2023/8/3過程裝備成套技術201破碎車間與礦山的距2023/9/13過程裝備成套技術212粗碎(一段破碎)車間的進出料高差較大，為了利用地形、節省土石方工程量，粗碎車間的位置一般都選在斜坡上，并把粗碎機的基礎放在挖方部位的基巖或實土上。車間的位置和標高應與礦山來料的運輸方向相適應。在確定車間標高時，盡量避免出現運載礦石的重大事故車上坡情況，并且既要考慮到有利于初期生產的運輸，又要考慮到開采標高逐年降低的情況以及開采最終標高的情況。2023/8/3過程裝備成套技術212粗碎(一段破碎)2023/9/13過程裝備成套技術223粗碎車間因進料塊度較大，特別是大型破碎機，必須選用結構堅固、耐沖擊的喂料設備。在喂料設備受料處上部設鋼筋混凝土受料斗，并在其側壁輔設鋼軌。4中碎車間(二段破碎)與粗碎車間的廠房宜互相分開，以減小車間的噪音，但在可能的條件下，兩者之間的距離應盡量縮短，中碎車間與粗碎車間最好布置成一直線，以利破碎機的進、出料的配置。5如采用膠帶輸送機將粗碎機出料送至中碎機(或中間倉)時，粗、中碎之間的距離取決于粗碎機出料處的標高、中碎機(或中間倉)進料處的標高以及膠帶輸送機的斜度。在大型工廠中，由于破碎機進出料處的高差較大，而且膠帶輸送機斜度有一定限度(一般為15°～18°)。所以中碎車間與粗碎車間的距離往往拉得較遠。·2023/8/3過程裝備成套技術223粗碎車間因進料塊度2023/9/13過程裝備成套技術236在大型工廠中不宜將中碎機布置在同一廠房內的粗碎機之下，因為這樣布置需要下挖較深的地坑，不僅破碎機基礎、廠房建筑難于處理，也不利于設備檢修。此外，兩臺重型設備同時運轉，噪聲大而又相互干擾，給操作、維護帶來很大困難。7在進行破碎車間布置時，應注意拆裝顎式破碎機動顎連接拉桿和彈簧、抽出錘式破碎機的下蓖條、安裝旋回式或圓錐式破碎機的錐體所需的空間。車間外部應有方便的運輸條件，以便于檢修時運送重大配件。2023/8/3過程裝備成套技術236在大型工廠中不宜將2023/9/13過程裝備成套技術248大、中型水泥廠的石灰石破碎車間，一般應設置檢修起重機，起重機的起重量摸需要檢修起吊的最重部件的質量來考慮。有的部件須組裝起吊的(例如錐式和反擊式破碎罐的轉子，顎式破碎機的動顎與軸)，應以組裝部件的總質量來考慮。當起吊部件質量小于10t時，一般用手動起重機；大于10t時用電動起重機輕級工作制(JC=15％)。對于小型破碎機則可在它的上方房梁上設置起重吊鉤，以便檢修設備時懸掛起重葫蘆之用。9如破碎機地坑較深且低于地下水位時，除了在建筑中須考慮防水措施以外，必要時可設置小水泵，以便排除地坑內可能出現的積水。2023/8/3過程裝備成套技術248大、中型水泥廠的石2023/9/13過程裝備成套技術2510當一臺粗碎機配用一臺中碎機時，粗碎產品可用膠帶輸送機直接送入中碎機而不必設置喂料機，但中碎機破碎能力必須大于粗碎機破碎能力。如一臺粗碎機配用兩臺中碎機時，粗碎產品由膠帶輸送機送入中間倉中，然后通過倉底喂料沒備，分別加入兩臺中碎機中破碎。經中碎得到的碎石再用膠帶輸送機送至碎石庫(或聯合儲庫)或直接加入生料磨磨頭倉中。圖4－1(書后插頁)為一臺粗碎機配用兩臺中碎機時設有中間倉的中碎車間布置圖。2023/8/3過程裝備成套技術2510當一臺粗碎機配用一臺2023/9/13過程裝備成套技術262023/8/3過程裝備成套技術262023/9/13過程裝備成套技術272023/8/3過程裝備成套技術272023/9/13過程裝備成套技術282023/8/3過程裝備成套技術282023/9/13過程裝備成套技術292023/8/3過程裝備成套技術292023/9/13過程裝備成套技術30圖4－2(書后插頁)為設有1500X1200mm顎式破碎機的粗碎車間布置圖。礦石由標高為10.240m的側卸礦車運來，卸入有效容積為100t的受料斗中，然后由受料倉下設置的重型板式喂料機(1800X8000mm，斜度13°)喂入顎式破碎機中。在板式喂料機下面設有兩個漏斗以收集漏料。破碎機卸出的碎石以及漏料，一起用傾斜槽形膠帶輸送機(B1000X58570㎜)送至中碎車間。為了設備檢修的需要，車間設置了起重量為30／5t、跨度為10.5m的橋式電動起重機(輕級工作制)。此外，設置了收塵器，收集破碎過程中產生的粉塵。2023/8/3過程裝備成套技術30圖4－2(書后插頁)為設2023/9/13過程裝備成套技術312023/8/3過程裝備成套技術312023/9/13過程裝備成套技術322023/8/3過程裝備成套技術322023/9/13過程裝備成套技術3310.15上次內容檢查與回顧設備工藝設計要保證使設計的設備能滿足

的要求。

設備工藝設計首先要明確設備的

與

，包括：進出物料的組成、相態、物理化學性質、物理數據、操作壓力、溫度、負荷波動范圍等。同時要調查所設計設備的國內外現狀及發展趨勢，綜合考慮技術的先進性、

、生產成本和運行、消耗費用等因素．評價各類設備的優缺點，選擇適合本設計要求的設備型式。設備工藝計算主要包括設備的

衡算、

衡算，設備的特性尺寸計算以及流體

與操作范圍的計算等。能量衡算在設備的的

基礎上進行。

是能量銜算的重要內容，工藝、設計任務、條件、可靠性、物料、能量、流動阻力、物料衡算、熱量衡算2023/8/3過程裝備成套技術3310.15上次內容檢查與2023/9/13過程裝備成套技術34第二節物料烘干一、烘干系統的發展趨勢和選擇原則烘干系統可分為兩種：一種是烘干磨，即物料在粉磨過程中同時進行烘干；另一種是用單獨的烘干設備。目前，烘干磨得到了很大的發展。煤的烘干已廣泛采用了烘干磨，利用窯頭或熟料篦式冷卻機熱端氣體作烘干介質，使煤的烘干與粉磨同時進行，制備窯和分解爐所需的煤粉。隨著預熱器窯和預分解窯的不斷發展，干法水泥廠的原料烘干與粉磨，也廣泛采用了烘干磨，并用窯尾廢氣作為烘干介質，充分利用了廢氣余熱。在各種烘干磨中，輥式磨由于電耗低，在國內外獲得了較大的發展。2023/8/3過程裝備成套技術34第二節物料烘干一、烘干2023/9/13過程裝備成套技術35混合材的烘干，一般采用單獨的烘干設備，烘干熱源可取自專設的熱風爐；也可取用熟料篦式冷卻機的低溫廢氣(200℃左右)作為烘干機的主要干燥熱源，并設熱風爐作為輔助熱源。單獨進行烘干的烘干設備有回轉式烘干機、快速烘干機(裝有攪拌葉片)等。而在反擊式破碎烘干機(帶有烘干裝置的反擊式破碎機)、串聯式烘干—粉磨設備(一臺錘式破碎機與一臺風掃球磨相結合，亦稱為坦登磨)以及在機械空氣分離器和自磨機(氣落磨)中進行的作業，則兼具烘干與破碎或粉磨的功能。其中應用最廣泛的是回轉式烘干機。2023/8/3過程裝備成套技術35混合材的烘干，一般采用單2023/9/13過程裝備成套技術36為抽取熟料篦式冷卻機低溫廢氣烘干混合材以充分利用余熱，對回轉烘干機作了相應的改進。內部裝置為四格扇形式并配有適應于低溫大容量廢氣時所需要的密閉進氣室和出料罩。進氣室設有水的霧化噴嘴，當停止喂料時，可噴水使廢氣增濕降溫，以利收塵。出料罩適當擴大并裝有百葉板以減少隨烘干機帶出的粉塵，進料端有局部擴大的一段簡體并裝有螺旋葉板，能幫助物料前進，防止倒料等。低溫礦渣烘干機的生產流程如圖4－3所示。（p65）2023/8/3過程裝備成套技術36為抽取熟料篦式冷卻機低溫2023/9/13過程裝備成套技術372023/8/3過程裝備成套技術372023/9/13過程裝備成套技術38水泥廠所用的回轉烘干機，大都是直接傳熱的，即物料與氣流是直接接觸的。按物料與氣流流動方向的異同，又有順流式和逆流式兩種，其中以順流式的應用較多。在選擇烘干系統時，主要應考慮下列一些原則：(一)盡量采用烘干兼粉磨的系統來制備煤粉和生料。因為這種系統可以簡化工藝過程,減少生產環節，節省設備投資，減少揚塵機會，并可充分利用干法窯和冷卻機的廢氣余熱。但在選用烘干磨時，應特別注意物料水分含量的影響。在利用320～350℃廢氣作烘干介質時,一般只能處理入磨平均水分不大于8％的物料。如果水分較高，就應考慮采取相應措施，例如設置燃燒室(熱風爐)提供補充熱源，以提高烘干介質的溫度；或者將某種含水分高的原料先用單獨烘干設備進行預烘干，然后再與其他原料一起用烘干磨繼續烘干并同時進行粉磨。2023/8/3過程裝備成套技術38水泥廠所用的回轉烘干機，2023/9/13過程裝備成套技術39(二)當采用先烘干后粉磨的流程時，烘干系統應使烘干后物料的終水分符合入磨物料水分的要求。入磨物料水分的要求一般為：石灰石小于1％，粘土原料小于1.5％，鐵質原料小于2％，煤小于1～2％，礦渣小于1～2％。(三)當選用回轉烘干機時，對于初水分含量高的物料及粘性物料，以采用順流式烘干機為宜，對于要求終水分含量低的物料，以采用逆流式烘干機為宜。(四)當由燃燒室提供熱源或利用燒成系統余熱需設置輔助熱風爐時，采用重油或煤粉燃燒室比采用碎塊煤燃燒室為好，因前者調節方便，燃料較節省，烘干機產量較高。如考慮到節約燃油，則以采用煤粉燃燒室為宜。如采用塊煤燃燒室時，應考慮喂煤的機械化及出渣的方便，盡量減少繁重的體力勞動。(五)如熱風爐用劣質無煙煤或無煙煤摻煤矸石(或石煤)作燃料時，盡量采用熱效率較高的沸騰燃燒室，并采用自動給煤系統(配用單板微機)，使操作自動化。(六)烘干機是水泥廠的主要塵源之一，應注意搞好收塵設施，防止環境污染。2023/8/3過程裝備成套技術39(二)當采用先烘干后粉磨2023/9/13過程裝備成套技術402023/8/3過程裝備成套技術402023/9/13過程裝備成套技術412023/8/3過程裝備成套技術412023/9/13過程裝備成套技術422023/8/3過程裝備成套技術422023/9/13過程裝備成套技術43圖4-4筒式烘干機的熱平衡2023/8/3過程裝備成套技術43圖4-4筒式烘干機的熱2023/9/13過程裝備成套技術44二、回轉式烘干機的選型計算回轉式烘干機熱系統包括燃燒室，烘干機和收塵排風等部分。烘干機的參數選擇和排風機選型合理與否直接關系到烘干能力和煤電耗。這項計算可分三步進行：第一步，根據單位容積蒸發強度，首先計算烘干機的產量和蒸發水量，第二步，根據熱平衡原理，求出蒸發1kg水所需要的熱氣體量(煙氣量)，第三步，根據求得的熱氣體量計算烘干機的耗煤量和排風機風量現分述如下：2023/8/3過程裝備成套技術44二、回轉式烘干機的選型計2023/9/13過程裝備成套技術451回轉式烘干機的產量和水分蒸發量的計算1.1回轉式烘干機的產量，可按單位容積水分蒸發量指標進行計算,一般以含有終水分W2的烘干物料G表示,2023/8/3過程裝備成套技術451回轉式烘干機的產量和2023/9/13過程裝備成套技術46

(4-1)式中V——回轉烘干機的容積，(m3)；A——回轉烘干機的單位容積蒸發強度，(㎏水/m3.h)；A值隨烘干機的結構型式和物料的種類、初水分而異，參見表4-4若以絕對干物料或以含初水分的濕物料表示，可用下列公式換算：

Gd=G（100-w2）/100(4-1A)GF=G（100-w2）/(100-w1)(4-1B)式中G、GdGF——分別按烘干物料、絕對干物料、濕物料表示的烘干機產量(t/h)；

wl、w2——分別表示物料烘干前后的初水分、終水分(％)。2023/8/3過程裝備成套技術462023/9/13過程裝備成套技術471.2每千克烘干物料的水分蒸發量及烘干機每小時的水分蒸發量，可用下列公式計算：(4-3)式中gw——按每㎏烘干物料計算的水分蒸發量(㎏水/㎏干物料)W——烘干機每小時的水分蒸發量(kg水/h)。(4-4)2023/8/3過程裝備成套技術471.2每千克烘干物料2023/9/13過程裝備成套技術482烘干機熱平衡計算筒式烘干機的熱平衡和物料平衡分別見圖4-4、圖4-5。以蒸發1kg水作為熱平衡計算基礎，進行熱平衡計算，可求得蒸發1kg水需要的熱氣體量。計算方法如下：2023/8/3過程裝備成套技術482烘干機熱平衡計算2023/9/13過程裝備成套技術49圖4-4筒式烘干機的熱平衡2023/8/3過程裝備成套技術49圖4-4筒式烘干機的熱2023/9/13過程裝備成套技術50圖4-5筒式烘干機的物料平衡2023/8/3過程裝備成套技術50圖4-5筒式烘干機的物2023/9/13過程裝備成套技術51熱量收入部分2.1熱氣體帶入熱量(q1)q1=Lc1t1kJ/kg水(4-5)式中L——每蒸發1kg水需要的熱氣體量，Bm3/kg水,c1——熱氣體的比熱，kJ/(Bm3·℃)，750℃時c1=1.4

t1——熱氣體的溫度，℃。2.2濕物料中水分(被蒸發部分，1kg)帶入的熱量(q2)q2=c2t2kJ/kg水(4-6)式中c2——水的比熱，c2=4.1868kJ/(kg·℃)，

t2——進烘干機物料(水分)溫度，℃。熱量支出部分，2.3蒸發水分消耗的熱量(qw)qw=2490+1.8922t3-4.1868(100-t2)kJ/kg水(4-7)式中t3——出烘干機氣體的溫度℃。2490為汽化熱,1.8922為120℃水蒸汽的比熱,4.1868為水的比熱2023/8/3過程裝備成套技術51熱量收入部分2023/9/13過程裝備成套技術522.4出烘干機氣體氣體帶走的熱量q3q3=Lc3t3kJ/kg水(4-8)式中c3——出烘干機的煙氣比熱,c3=1.3kJ/(Bm3·℃)2.5加熱物料消耗的熱量:q4式中c4——出烘干機物料的比熱,kJ/(kg·℃).見表4-5t4——出烘干機物料的溫度，一般為110℃左右．

kJ/kg水(4-9)2023/8/3過程裝備成套技術522.4出烘干機氣體氣體帶2023/9/13過程裝備成套技術53物料750℃煙氣C1/kJ*(m3*℃)-1120℃煙氣c3/kJ*(m3*℃)-1水C2/kJ*(㎏*℃)-1120℃水蒸氣氣c5/kJ*(㎏*℃)-1礦渣C4kJ*(㎏*℃)-1比熱1.41.34.18681.89220.84物料石灰石粘土礦渣煤比熱kJ/(kg·

℃)0.920.840.841.262023/8/3過程裝備成套技術53物料750℃煙氣C1122023/9/13過程裝備成套技術542.6烘干機表面散失熱量(q5)，·

式中1.15——烘干機齒輪及輪帶增加散熱面積系敦．

D——一烘干機筒體直徑，m'·L——烘干機筒體長度，m，α——表面傳熱系數，kJ/m2.℃

，筒式烘干機的α值如下表

Δt——烘干機表面和周圍環境的溫度差，℃，，

W——烘干機每小時蒸發水量，kg水/h·，kJ/kg水(4-9)

Δt(℃)

40

50

100

150

200250

α值(kj/m2.C)

47581161752332912023/8/3過程裝備成套技術542.6烘干機表面散失熱2023/9/13過程裝備成套技術55按熱平衡原理：qi=qo，即，

q1+q2=qw+q3+q4+q5(4-10)

熱氣體在烘干機內消耗的熱量：

q1－q3=qw+q4+q4-q2(4-11)因此求得每蒸發lkg水需要的熱氣體量(L)

2023/8/3過程裝備成套技術55按熱平衡原理：qi=qo2023/9/13過程裝備成套技術563烘干機的耗煤量及排風量

3.1蒸發lkg水的耗煤量(Q):

式中G0——蒸發1kg水分的耗煤量，㎏/㎏水;η——燃燒室的熱效率，(人工加煤的按η=0.8，機械加煤的取η=0.85)，

2023/8/3過程裝備成套技術563烘干機的耗煤量及排風2023/9/13過程裝備成套技術573.2烘干機的耗煤量

式中G,C——烘干機小時用煤量，㎏/h。——煤的應用基低熱健，kJ/㎏煤。(4-14)2023/8/3過程裝備成套技術573.2烘干機的耗煤量2023/9/13過程裝備成套技術583.3烘干機系統的排風量‘

式中:V——排風機的排風量，m3/h;K1——漏風系數，取1.1;-K2——風量儲備系數，取1.2;γ——水蒸汽重度，γ=0.805㎏/m3t3——出烘干機氣體溫度，℃．(4-15)2023/8/3過程裝備成套技術583.3烘干機系統的排2023/9/13過程裝備成套技術594烘干機的熱效率烘干系統包括燃燒室，烘干機、排風除塵全系統。系統熱效率按下式計算，

(4-16)2023/8/3過程裝備成套技術594烘干機的熱效率烘干系2023/9/13過程裝備成套技術60

(五)計算實例設定條件：采用φ1.5x12m筒式烘干機，烘干礦渣，初水分25%，終水分2%，要求熱氣體溫度750℃，廢氣溫度120℃，出料溫度110℃，使用機械加煤燃燒室，煙煤的低熱值為21000kJ/㎏，環境溫度20℃，并設筒體表面平均溫度為120℃．試求烘干機的產量、耗煤量，排風機的排風量和烘干系統熱效率。由題設知，D=1.5m；L=12m;W1=25%，：W2=2%,t1=750℃;t2=20℃t3=120℃;t4=110℃;Δt=100℃;=21000KJ/㎏;η=0。85，查表得知A=49㎏水/㎡.h;K=116W/㎡．℃

·

將以上已知值代入公式，即得，2023/8/3過程裝備成套技術60(五)計算實例2023/9/13過程裝備成套技術61①將以上已知值代入公式，即得烘干機的產量：②每小時蒸發水量2023/8/3過程裝備成套技術61①將以上已知值代入公式2023/9/13過程裝備成套技術62qw=2490+1.8922t3-4.1868t2=2490+1.8922×120-4.1868×20=2633kJ/kg水④加熱物料消耗的熱量

kJ/kg水③每㎏蒸發水分消耗的熱量2023/8/3過程裝備成套技術62qw=2490+1.82023/9/13過程裝備成套技術63⑤筒體表面散失熱量

kJ/kg水⑥蒸發1kg水所需熱氣體量㎏/kg水2023/8/3過程裝備成套技術63⑤筒體表面散失熱量2023/9/13過程裝備成套技術64⑦烘干機的耗煤量

m3/h㎏煤/h⑧烘于機系統的排風量2023/8/3過程裝備成套技術64⑦烘干機的耗煤量2023/9/13過程裝備成套技術65⑨烘干系統熱效率2023/8/3過程裝備成套技術65⑨烘干系統熱效率2023/9/13過程裝備成套技術666回轉烘干機規格的計算6.1烘干機容積當需要烘干的濕物料量（或要求烘干的產量）以及物料初水分終水分已知時，烘干機容積可用下式計算：

(4-17)2023/8/3過程裝備成套技術666回轉烘干機規格的計算2023/9/13過程裝備成套技術676.2選用烘干機的長徑比。根據上式所得的烘干機容積,可以計算出烘干機的直徑和長度。回轉烘干機的長徑比一般在4-8之間。表4-4至表4-6分別列出.幾種規格的回轉式烘干機用于烘干石灰石，粘土和礦渣時的熱工指標(其中排風量和鼓風量數值已包括儲備)；表4-7列出3×20m礦渣回轉式烘干機技術指標,供選型參考。以上烘干機的進氣溫度設定為700℃,排氣溫度為120℃,鼓風溫度為20℃。表4-8列出φ3.3/3×25m低溫回轉式烘干機的技術參數，供選型參考，設定進烘干機氣體溫度為240℃(冷卻機全部余風200℃,并摻入輔助熱風爐的高溫煙氣)，出烘干機的廢氣溫度為110℃。2023/8/3過程裝備成套技術676.2選用烘干機的長徑2023/9/13過程裝備成套技術68規格物料初水分

(％)終水分

(％)轉速(r/min)斜度

(％)產量(t/h/)傳動電機功率(kW)φ3×20回轉式礦渣

25

1

3.5

3

19.25φ3.3/3×25回轉式礦渣

15

1

3.5

4

18(濕渣)

552023/8/3過程裝備成套技術68規格物料初水分終水分2023/9/13過程裝備成套技術69

三、燃燒室燃燒室是供燃料燃燒,向烘干機或其他烘干設備提供熱煙氣作為烘干介質的設備。按照燃料的不同.燃燒室分塊煤燃燒室、噴燃燃燒室及沸騰式燃燒室三種。前兩種燃燒室的設計可參閱教材《硅酸鹽工業熱工基礎》和有關設計手冊。下面只介紹沸騰式燃燒室的設計。沸騰燃燒室是用高壓風使爐膛內的細煤粒形成沸騰料層的新型節能裝置，具有強化燃燒、強化傳熱的特點,可用劣質無煙煤或無煙煤摻煤矸石作燃料，對發熱量低和灰分大的劣質無煙煤尤為適用。燃燒熱效率可達95％，排出廢氣中的有害成分低,基本不污染環境。2023/8/3過程裝備成套技術69三、燃燒室2023/9/13過程裝備成套技術70

物料方向熱氣流方向圖5—4沸騰燃燒室布置示意圖·1-煤倉及喂煤機;2-爐門;3-沸騰爐床及出渣孔;4-排灰門;4-鼓風機;6-人孔門;7-烘干機2023/8/3過程裝備成套技術70物料方向2023/9/13過程裝備成套技術71沸騰燃燒室及其工藝布置示意圖見圖4-4及圖4-5。

塊煤經破碎機破碎(粒度0～10mm)后,由提升機送入喂料倉中，并由調速喂料機喂入沸騰床，喂煤量使沸騰床上煤渣層厚度保持在400-,500mm左右，灼熱煤層經沸騰床下面的高壓風氣化后,向上沸騰并在所形成的總高度為1600～1800mm左右的沸騰區內燃燒,溫度達900～1100℃.燃盡的煤灰從沸騰床的排渣孔擇出。沸騰燃燒室主要由三部分組成：爐床、滬膛和混合室,見圖4-5混合室部分與烘干機相連：設有排灰門、人孔門、熱電偶孔等2023/8/3過程裝備成套技術71沸騰燃燒室及其工藝布置示2023/9/13過程裝備成套技術72四、烘干車間的布置(一)在新設計的預熱器窯或預分解窯的水泥廠中，一般窯尾廢氣余熱除用作生料磨的烘干熱源之外，還用來作為煤磨的烘干熱源。因此，設計時往往將生料磨及煤粉刷備系統設置在窯尾預熱器框架附近。(二)當利用冷卻低溫廢氣(200℃左右)作礦渣烘干的熱源時，一般把礦渣烘干系統布置在窯頭(熟料庫)附近。(三)在設有聯合儲庫的工廠里，烘干系統的位置多在聯合儲庫的一側，以便用抓斗供料和供煤。(四)如用塊煤作燃料的逆流烘干機最好將其與儲庫平行布置，以便于向烘干機兩端分供料和供煤：順流式烘干機，一般可布置與儲庫垂直，‘但因烘干機的燃燒室要設置在靠近儲庫一側的喂料端下方，故當燃燒室采用人工喂煤或傾斜爐篦喂煤機時，應采用膠帶輸送機I將物料由喂料倉送往烘干機的喂料端，而不宜將燃燒室布置在聯合儲庫內的喂料倉下面，以保證烘干機喂料端有足夠的空間和較好的操作條件。2023/8/3過程裝備成套技術72四、烘干車間的布置(一)2023/9/13過程裝備成套技術73(五)進烘干機的物料都有一定水分，因此喂料倉的下部應設捅料孔。(六)烘干機的喂料和輸送設備，一般采用電磁振動喂料機或圓盤喂料和膠帶輸送機。膠帶輸送機中心線與烘干機中心線之間應偏離一定尺寸，并且順著喂料管上方樓板上亦需留有孔洞，以便烘干機的喂料管在檢修時能從燃燒室頂部抽出。(七)燃燒室用塊煤時，一般采用膠帶輸送機供煤。燃燒室用煤粉時，可考慮單獨設置，煤粉制備系統，或由窯的煤粉制備系統將煤粉輸送至烘干系統。在后一種情況下，烘干系統的燃燒室需設置煤粉倉。(八)烘干機中心距應考慮檢修，燃燒室出渣及收塵設備布置等方面的要求。φ2.4×18m烘干機中心距不宜小于7m.曲φ3×20m烘干機中心距一般為9m。烘干機基礎面的斜度應與筒體斜度一致，基礎墩之間的水平距離，應根據筒體熱膨脹后的尺寸確定。(九)為了使烘干機的基礎不致太高，烘干機出料的輸送設備一般布置在地面以下的地溝內，并在溝上適當地點加設人行過橋。2023/8/3過程裝備成套技術73(五)進烘干機的物料都有2023/9/13過程裝備成套技術74(十)烘干系統廠房應考慮通風散熱，廠房頂部應加設天窗。進料端樓面與出料端樓面眨間最好設走道連通。在大齒輪上方可考慮設置檢修吊鉤，或預留足夠的檢修空間。(十一)回轉烘干機排出氣體的含塵濃度，在10—50g/Nm3之間，一般選用電收塵或袋收塵器的一級收塵系統。如含塵濃度高(50—150g/Nm3)時，則選用二級或三級收塵系統。圖4－9(插頁)示出設有順流烘干機的車間布置圖。烘干機喂料端與喂料倉之間拉開一定距離，并設有膠帶機喂料。燃料采用煤粉，它由煤粉倉經喂料器加入風管中并被吹入燃燒室內燃燒。出烘干機的廢氣采用兩級收塵，第一級為旋風收塵器，第二級為電收塵器“出烘干機的物料以及收塵器收回的粉塵用輸送設備送出。

2023/8/3過程裝備成套技術74(十)烘干系統廠房應考慮2023/9/13過程裝備成套技術7510.162023/8/3過程裝備成套技術7510.162023/9/13過程裝備成套技術7610.18上次課程回顧與思考2作出圖示烘干系統熱平衡關系式圖4-4筒式烘干機的熱平衡2023/8/3過程裝備成套技術7610.18上次課程回顧與2023/9/13過程裝備成套技術771破碎車間應選擇在爆破安全距離之外，并不得妨礙將來對有用礦體開采和運輸。2車間的位置和標高應與礦山來料的運輸方向相適應。既要考慮到有利于初期生產的運輸，又要考慮到開采標高逐年降低的情況以及開采最終標高的情況。3中碎車間(二段破碎)與粗碎車間的廠房宜互相分開，不宜將中碎機布置在同一廠房內的粗碎機之下，中碎車間與粗碎車間最好布置成一直線，以利破碎機的進、出料的配置。4如采用膠帶輸送機將粗碎機出料送至中碎機(或中間倉)時，粗、中碎之間的距離取決于粗碎機出料處的標高、中碎機(或中間倉)進料處的標高以及膠帶輸送機的斜度。在大型工廠中，由于破碎機進出料處的高差較大，而且膠帶輸送機斜度有一定限度(一般為15°～18°)。所以中碎車間與粗碎車間的距離往往拉得較遠。·5在進行破碎車間布置時，應注意拆裝檢修空間。并配備必要的吊裝器具，考慮相應的給排水問題。6當一臺粗碎機配用一臺中碎機，又不設中間倉時，中碎機破碎能力必須大于粗碎機破碎能力。2023/8/3過程裝備成套技術771破碎車間應選擇在爆2023/9/13過程裝備成套技術78第三節物料粉磨在水泥生產過程中，磨制生料、制備煤粉和制成水泥都要進行粉磨作業，因此，物料的粉磨是重要的工藝環節。水泥工廠中，物料的粉磨量很大，每生產1t硅酸鹽水泥至少有3t物料(包括原料，燃料、熟料、混合材、石膏)需要經過粉磨。而粉磨需要的動力約占全廠動力的60％以上。椐干法廠統計，生料粉磨約占30.52％，煤磨約占2.65％，水泥粉磨約占35.90％。濕法生料粉磨的電耗比干法略低。因此，合理地選擇粉磨流程和設備，對保證產品質量，降低電耗具有極其重要的意義。2023/8/3過程裝備成套技術78第三節物料粉磨在水泥2023/9/13過程裝備成套技術79一、原料粉磨系統(一)生料粉磨流程和設備發展特點1.

新型節能粉磨設備漸漸取代傳統球磨機；2.

原料的烘干和粉磨一體化，粉磨流程得到了廣泛的應用，輥式磨獲得了新的發展。3.磨機與新型高效選粉機，組成了各種新型干法閉路粉磨流程，提高粉磨效率，降低電耗。4.設備日趨大型化，以簡化設備和工藝流程，與窯的大型化相匹配。5.管磨機內部結構的改進：如新型環向溝槽(螺旋狀)襯板；揚料板角度可調的隔倉板等。6.磨機系統操作自動化。應用自動調節回路及電子計算機控制生產.代替人工操作,力求生產穩定。2023/8/3過程裝備成套技術79一、原料粉磨系統(一)生2023/9/13過程裝備成套技術80(二)生料粉磨流程和粉磨設備的選擇1.選用粉磨流程和粉磨設備需要考慮的因素(1)入磨物料的性質物料的性質主要包括水分、粒度、易磨性和磨蝕性。也要注意石灰質原料中燧石的影響。(2)粉磨產品的細度要求所選的粉磨流程和設備應盡可能便于控制粉磨產品的細度。(3)生料粉磨系統的要求小時產量2023/8/3過程裝備成套技術80(二)生料粉磨流程和粉磨2023/9/13過程裝備成套技術81生料粉磨系統的要求小時產暈。由主機平衡計算確定，所選生料磨的生產能力，應能滿足這一要求。同時，為了簡化工藝線，對一臺窯來說，一般只配置一臺生料磨；而對大型窯來說，生料磨的設置也不宜超過兩臺。(4)粉磨電耗所選的粉磨流程和設備應盡可能符合節省電耗的要求。干法生料磨的電耗應在63MJ(17.5kW.h/t生料)生料以下。(5)廢氣余熱利用的可能性對于干法生料磨和煤磨來說.應考慮盡可能利用廢氣余熱來烘干原料或燃料，使生料粉磨與烘干作業同時進行，以節約烘干熱能，節省烘干設備，簡化生產流程。(6)操作的可靠性和自動控制以及設備的耐磨性能。(7)所選的生料粉磨設沲應力求占地面積小，需要空間小和基建投資低。實際上，沒有一種生料粉磨流程能在上述各方面都具有最好指標，故應根據具體條件進行技術經濟綜合分析，選擇最合適的生料粉磨流程和設備。2023/8/3過程裝備成套技術81生料粉磨系統的要求小時產2023/9/13過程裝備成套技術822生料粉磨流程和設備選擇干法生料粉磨主要有下列幾種型式：2.1開路流程：管磨；2.2閉路流程：管磨、烘干磨。閉路烘干磨又分下列幾種型式：鋼球磨：主要有風掃磨和提升循環磨(有單倉尾卸、雙倉尾卸、雙倉中卸等)；輥式磨：亦稱立式磨或輥輪磨；輥壓機：亦稱雙輥磨。開路管磨和閉路管磨對進磨物料水分的要求比較嚴格，必須把水分較高的原料預先進行共干后才能加入磨中粉磨。烘干磨由于能同時進行物料的烘干和粉磨，并可大量利用溫度為320—350℃的廢氣的余熱，烘干平均水分達6－8％的原料，故目前得到了廣泛的應用，分別進行烘干、粉磨的流程已很少見。常見的生料烘干兼粉磨流程有如下幾種：2023/8/3過程裝備成套技術822生料粉磨流程和設備選2023/9/13過程裝備成套技術83圖4-12在選粉機內烘干的烘干—粉磨流程2023/8/3過程裝備成套技術83圖4-12在選粉機內2023/9/13過程裝備成套技術84

2.2.1在機械空氣選粉機內烘干的烘干—粉磨系統在機械空氣選粉機內烘干原料，可烘干含6－8％水分的原料，其流程如圖4-12(p75)。通常采用溫度較高的燃氣或燃油加熱爐，其熱氣體溫度達550℃。煙氣離開空氣選粉機時的溫度約為90℃。通過空氣選粉機的壓力降約為1000～1500Pa；為了保持分離過程的穩定，通過空氣選粉機的烘干氣體量有一定限制。熱氣體不進入磨機，因此潮濕的粗料首先喂入機械空氣選粉機進行烘干和分級。但向空氣選粉機喂料將加劇選粉機葉片的磨損,為了提高烘干能力，也有在選粉機和磨機內同時通入熱風的。如我國的冀東水泥廠從日本引進的生料磨系統，見圖4－13。圖4—13冀東水泥廠生料磨系統流程圖1-料倉;2-磨機；3-提升機；4-選粉機;4-粗粉分離器;6-搏風機2023/8/3過程裝備成套技術842.2.1在機械空氣選2023/9/13過程裝備成套技術85圖4-14在風掃磨內烘干—粉磨流程圖圖4-15尾卸提升循環烘干—粉磨流程2023/8/3過程裝備成套技術85圖4-14在風掃磨內烘干2023/9/13過程裝備成套技術86圖4-14為風掃磨內進行烘干兼粉磨的工藝流程。物料經喂料裝置喂入磨機,在磨尾排風機的抽力作用下，熱風進入磨內，已被粉磨的生料由通過磨內的熱風帶入粗粉分離器內分選，粗粉再次回磨，細粉由旋風收塵器收集。為了節約熱耗，部分廢氣重新回磨內循環使用，其余廢氣經收塵器凈化后，排入大氣中。此流程的優點是：熱廢氣利用率高，流程簡單，輸送設備少，維修工作量小，設備利率高，允許進磨物料水分較高，可烘干水分含量8—12%的原料。其缺點是：粉磨單位產總電耗較高，不宜用于粉磨硬質難磨的物料。2.2.2在風掃磨內進行烘干兼粉磨2023/8/3過程裝備成套技術86圖4-14為風掃磨內進行2023/9/13過程裝備成套技術872.2.3尾卸提升循環烘干兼粉磨圖4-15為尾卸提升循環烘干兼粉磨工藝流程物料從磨頭喂入，經烘干倉和粗磨倉后進細磨倉，物料由磨尾卸出，由提升機送到選粉機內進行選粉，粗粉由磨頭喂料端重新入磨，細粉作為成品。來自窯系統的熱廢氣或熱風爐的熱氣體從喂料端進入，可烘干5～8％水分原料，出磨廢氣經收塵器凈化后排入大氣中。此系統的優點是：粉磨系統的壓力損失較小，總電耗比風掃磨低10％，可處理難磨物料。缺點是流程復雜，設備多，投資高，維修工作量大，運轉率低。2023/8/3過程裝備成套技術872.2.3尾卸提升循環2023/9/13過程裝備成套技術882.2.4中卸提升循環烘干兼粉磨.圖4-16為中卸提升循環烘干兼粉磨工藝流程喂入磨內物料先在烘干倉內經過烘干，再進入粗磨倉進行初次粉碎。然后從磨機中部卸曲，由提升機送入選粉機，選出合格細粉。粗粉中的少部分入磨頭，大部分入磨尾細磨倉，比例約為1:4。部分入磨頭的粗粉，可以起到加速物料流速，增強粉磨的作用，同時也均衡了兩倉的負荷。磨內廢氣全部由磨機中部排出，這樣通風阻力較小，不至于造成風料逆行.此流程物料出粗磨倉后經過分級設備及時選出產品，減少了細磨倉喂料中的細料，消除了過粉磨現象，從而提高了粉磨效率。除這一點較優越之外，它的優缺點與尾卸提升循環烘于磨基本相同2023/8/3過程裝備成套技術882.2.4中卸提升循環烘2023/9/13過程裝備成套技術89圖4-16中卸提升循環烘干—粉磨流程圖4-16中卸提升循環烘干—粉磨流程2023/8/3過程裝備成套技術89圖4-16中卸提升循2023/9/13過程裝備成套技術90圖4-17預破碎烘干流程1-破碎機;2-磨機;3-粗粉分離器;4-旋風筒;4-排風機2023/8/3過程裝備成套技術90圖4-17預破碎烘干2023/9/13過程裝備成套技術912.2.5預破碎烘干流程預破碎烘干流程亦稱坦登磨系統，在烘干兼粉磨的基礎上增設一臺錘式破碎機，進料粒度為lOOmm，出料為lOmm。由氣力提升至分離器分選，物料在破碎機內得到預烘干。分離器回料水分<2％，如采用熱風爐的熱風，可烘干原料水分達15％。由于用錘式破碎機代替了管磨的一倉工作，使粉磨電耗大為降低。適應中硬或軟質物料。其流程較中卸磨和立磨系統復雜。預破碎烘干系統見圖4-17。⑤預破碎烘干流程圖4-17預破碎烘干流程1-破碎機;2-磨機;3-粗粉分離器;4-旋風筒;4-排風機2023/8/3過程裝備成套技術912.2.5預破碎烘干流程2023/9/13過程裝備成套技術922.2.6帶烘干塔的粉磨流程圖4-18為帶立式烘干塔粉磨系統，物料由喂料機從烘干塔中部喂入，大于5m的物料入磨，小于5mm的物料隨氣流上升與下降的物料在烘干筒內進行順流和逆流的熱交換。上升的物料和氣流進入四個并聯的旋風分離器，四個筒內的大部分物料被選出匯合后進入磨機進行粉磨。粉磨后的物料由磨尾卸出，經輸送槽或溜子送入提升機，再進選粉機進行分選。合格的生料進入儲存庫，不合格的生料重回磨頭，入磨粉磨。熱風用窯尾廢氣，也可用備用熱風爐的熱空氣按比例進入烘干塔和原料磨。這個系統可烘干水分小于20％的物料，但流程復雜、建筑投資高。2023/8/3過程裝備成套技術922.2.6帶烘干塔的粉磨2023/9/13過程裝備成套技術93圖4-18帶立式烘干塔粉磨系統1-輔助熱風爐;2-磨機；3-旋風筒：4-收塵器2023/8/3過程裝備成套技術93圖4-18帶立式烘干2023/9/13過程裝備成套技術94輥式磨本身設有選粉裝置(粗粉分離器)，物料在回轉的底盤與轉子的輥子間受到擠壓而被粉碎，從磨機底部進入的熱風，由周圍風道噴出(風速高達60—80m/s)，及時將被粉碎的物料帶到粉磨室上部的分離器內，粗粒被甩離氣流后返回磨盤再進行磨細，細粉隨氣流到收塵器被收集下來。此系統的優點是：流程簡單、設備布置緊湊、占地少、噪音小、電耗低、設備運轉率高。其缺點是：不能適應磨制硬度大的原料，否則磨輥，磨盤襯板磨損大，影響產質量。磨蝕性與原料中游離石英有關，其游離石英含量不宜超過4％。：輥式磨流程可按有無循環風分為兩類：沒有循環風的輥式磨，如圖4-19所示。該系統要求磨機用風量和窯排風風量一致。窯尾廢氣全部通過磨機，當停磨時，窯尾廢氣由旁路入收塵器。如磨機需風量少，則在增濕塔中或磨中噴水以降溫。該系統阻力較小，但需要收塵器能適應高的粉塵濃度。。2.2.7輥式磨系統2023/8/3過程裝備成套技術94輥式磨本身設有選粉裝置(2023/9/13過程裝備成套技術95圖4-20設有循環風、旋風筒輥式磨流程圖4-21磨外循環輥式磨流程2023/8/3過程裝備成套技術95圖4-20設有循環風2023/9/13過程裝備成套技術96圖4-20為設有旋風筒、循環風的輥式磨，該流程適用于當磨機需風量大于由窯尾入磨的廢氣量時增加旋風筒及循環風。其優點是減少收塵風量，進收塵器的粉塵濃度降低。輥式磨流程就物料流動的方式來看，大部分是風掃式的。近年來輥式磨有了許多根本性改進,主要為：粗料采用機械外循環減少氣力內循環的阻力消耗；內裝高效選粉機取代原有的離心式選粉機，提高選粉效率。磨外循環輥式磨流程如圖4-21所示；圖4-21磨外循環輥式磨流程2023/8/3過程裝備成套技術96圖4-20為設有旋風筒、2023/9/13過程裝備成套技術97流程的特點是更適于硬質物料或物料易磨性差別較大的情況。物料循環量大，渣子多，”用提升機外循環可降低環縫處的風速。如碰到原料中含燧石結核，則亦可從提升機出料處清除。這對清磨亦有利，容易排空

圖4-21磨外循環輥式磨流程2023/8/3過程裝備成套技術97流程的特點是更適于硬質物2023/9/13過程裝備成套技術982.2.8輥壓機輥壓機是一種節能型的粉磨設備。其適應的物料包括：水泥熟料、水泥原料(石灰石、砂巖、頁巖)、石膏、煤、石英砂、鐵礦石、粒狀高爐礦渣等物料。喂料粒度為20~50mm，有的可達80mm(與輥子直徑有關)。最大粒度以不超過輥徑的7～8％為。輥壓機粉磨系統的流程有以下幾種預粉磨系統預粉磨系統見圖4-22。在現有粉磨系統中，安裝一臺輥式機作為預粉磨設備，可以使產量大幅度提高。物料喂入輥壓機，擠壓過的料片再喂入磨機；在閉路系統中進最終粉磨。終粉磨系統見圖4-23。經配比的各種物喂入輥壓機后，壓成碎片，然后在細粉碎設備中將團聚在一起的細粉打散，同時使已經壓出裂紋的小顆粒進一步粉碎。在打散料片的粉碎機中，一部分物料靠重力卸出，另一部分物料靠風掃帶出，分別經斗式提升機和粗粉分離器進入選粉機進行分選。細粉經旋風筒或其它收塵設備收捕作為最終產品，粗粉則返回輥壓機內再次處理。2023/8/3過程裝備成套技術982.2.8輥壓機輥壓機是2023/9/13過程裝備成套技術99

圖4-22預粉磨系統流程l-料倉;2-輥壓機;3-磨機;4-提升機;4-選粉機;6-粗粉分離器;7-收塵器;8-排風機2023/8/3過程裝備成套技術99圖4-22預粉磨系統流程2023/9/13過程裝備成套技術1001圖4-23終粉磨系統流程l-料倉;2-輥壓機;3-料片破碎機;4-提升機;4-粗粉分離器;6-選粉機;7-收塵器;8-排風機2023/8/3過程裝備成套技術1001圖4-23終粉磨系統2023/9/13過程裝備成套技術10111.10上次課程回顧檢查簡述圖4-23粉磨過程2023/8/3過程裝備成套技術10111.10上次課程回顧2023/9/13過程裝備成套技術102圖4-24混合粉磨系統流程l-料倉;2-輥壓機;-磨機;4-提升機;4-選粉機;6-粗粉分離器;7-收塵器;8-排風機2023/8/3過程裝備成套技術102圖4-24混合粉磨系統2023/9/13過程裝備成套技術103料片破碎機的設計應使潮濕物料在氣流中可以得到烘干，而溫度較高的物料則可受到冷卻混合粉磨系統混合粉磨是預粉磨和終粉磨相結合的方式，見圖4－24。從選粉機中卸出的一部分粗粉回入磨中、一部分粗粉與原料一起喂入輥壓機進行循環粉磨。幾種烘干磨在生料細度為90μm篩篩余12％時的電耗比較列于表4-10。2023/8/3過程裝備成套技術103料片破碎機的設計應使潮2023/9/13過程裝備成套技術104綜上所述，對于風掃磨、尾卸磨、中卸磨三種鋼球磨系統選擇：當物料水分在3～4%以下時，以尾卸磨、中卸磨經濟效果較好；當物料水分>4％時，由于風掃磨通風和烘干力最強，故選用風掃磨為宜。中卸磨烘干能力較尾卸磨為大，故可磨制水分較大的物料，但其機械設計及維修較為復雜。對于鋼球磨和輥式磨系統的選擇：當物料的水分在3～4％以下時，可考慮選用鋼球磨系統,當物料水分較大時(可達15％)，宜選用輥式磨系統。.

對于輥壓機與輥式磨的選擇：輥壓機終粉磨系統其生料的單位電耗可降到54MJ/，(15kw.h/t)左右，稍低于輥式磨57.6～64.8MJ/t(16－18kW.h/t)。通過綜合分析比較；當綜合水分<3％時，可考慮采用輥壓機終粉磨系統；如果原料綜合水分>3％時，則輥式磨系統在基建投資和經營費用方面都比輥壓機終粉磨系統經濟，因此生料粉磨宜采用輥式磨系統;當磨制難磨物料、原料水分<3％時，可采用輥壓機混合粉磨系統。總之，烘干—粉磨系統的選擇，應根據使用條件及各種磨機系統的特性綜合權衡。2023/8/3過程裝備成套技術104綜上所述，對于風掃磨、2023/9/13過程裝備成套技術105二、煤粉制備系統制備煤粉所用的設備，目前大都采用烘干磨，主要有風掃球磨、輥式磨和風扇磨三種。水泥廠中，廣泛使用輥式磨和風掃球磨。2023/8/3過程裝備成套技術105二、煤粉制備系統制備煤2023/9/13過程裝備成套技術106(一)煤粉制備系統流程和設備選擇·煤粉制備系統的流程有多種型式，在水泥生產中廣泛采用的主要有以下三種：直吹式、倉式和泵送式。

1直吹式(又稱直接式)煤粉制備流程·(1)輥式磨系統原煤從倉1經喂料機2，均勻地喂入輥式磨3中。被磨細的煤粉經磨盤周圍風環的上升C流送至磨上部的分離器中進行風選，合格的煤粉隨氣流經鼓風機4直接吹入回轉窯5中燃燒。由熱風爐8米的熱風或從冷卻機6抽取井經過沉降室(或旋風收塵器)7處理后的熱風作為煤磨的烘干熱源，如圖4-25所示。2023/8/3過程裝備成套技術106(一)煤粉制備系統流程2023/9/13過程裝備成套技術107

圖4-25直吹式輥式磨煤粉制備系統流程1-原煤倉；2-喂料機；3-輥式磨；4-鼓風機；4-回轉窯；6-冷卻機；7-沉降室(或旋風分離器)8-熱風爐2023/8/3過程裝備成套技術107圖4-25直吹2023/9/13過程裝備成套技術108(2)直吹式風掃球磨系統直吹式風掃球磨系統除研磨機理及布置形式以外，基本與輥式磨直吹式系統相仿，見圖4-26。輥式磨設備體積小、系統簡單、噪音小、單位電耗低。但在我國由于水泥廠用煤煤劇其原煤水分大且含有較多煤矸石，較難磨，故輥式磨磨煤存在一些問題，主要是適應性差，為此采用風掃磨系統更為普遍。直吹式煤粉制備系統的優點如下：①不需要煤粉收集設備和煤粉倉，故系統簡單；②幾乎沒有滯留煤粉的地方，爆炸的危險性小，操作比較安全。③直吹式系統的投資一般比中間倉系統低40—50％左右。但在直吹式煤粉制備系統中，煤磨的全部風量入窯作為窯的一次風；從而減少了高溫二次風入窯的風量，影響了窯的熱效率。當窯的喂料量變化時，需相應改變煤磨的喂料量；而這樣的系統則不能及時地應變，一般要有一定的滯后時間。當煤磨系統發生故障時，直接影響窯內煤粉供應和窯的生產。因此，許多水泥廠采用中間倉式煤粉制備系統以保證窯的生產穩定。

2023/8/3過程裝備成套技術108(2)直吹式風掃球磨系2023/9/13過程裝備成套技術1092.中間倉式煤粉制備系統中間倉式煤粉制備系統，見圖4-27。原煤由原煤倉1經喂料機2送入媒磨3。出磨的煤粉進選粉機4選粉，粗粉返回到磨頭重新入磨；粉磨，細煤粉進旋風分離器6，收下的細粉被送進中間煤粉倉7中。出中間倉的煤粉由螺旋輸送機9卸出，而后再由一次風機8吹送入回轉窯中進行燃燒。烘干熱風由熱風爐13或冷卻機11提供，經沉降室12凈化后，送入煤磨。出磨廢氣的一部分作窯的一次風，而另一部分或作磨尾循環風，或再通入磨內循環使用，循環風機5和窯頭一次風機8協調控制窯的一次風量和風溫，以穩定窯的熱工制度。2023/8/3過程裝備成套技術1092.中間倉式煤粉制2023/9/13過程裝備成套技術110

圖4－26直吹式風掃磨煤粉制備系統流程1-原煤倉；2-喂料機；3-風掃磨；4-粗粉分離器；4-細粉分離器；6-鼓風機；7-回轉窯；8冷卻機；9-熱風爐；10-沉降室(或旋風分離器)2023/8/3過程裝備成套技術110圖4－26直吹2023/9/13過程裝備成套技術111表6-20煤粉制備系統的設備表

川沙江西柳州寧國700t/d2000t/d

3200/d4000t/d煤磨規格DxL(mm)

2000X44003000x90003200X4500+28003400X7580產量(t/h)

<8

20

25

30烘干能力(％)

<8·

12

15

<10粗粉分離器(選粉機)規格D(mm)

2200

3000

2300

3500處理風量(m3/h)

17100

<47000

<51600

<72000旋風分離器細粉分離器規格D(mm)

2000

2800

3150

2700處理風量(m3/h)

19000

42000

51600

7200收塵設備處理風量(m3/h)260004200051600

47800