畢業(yè)論文---日產5000噸水泥熟料燒成車間（窯尾）工藝設計

1、<p>　　本科畢業(yè)設計（論文）</p><p>　　題目：5000t/d熟料新型干法生產線燒成車間（窯尾）部分的工藝設計</p><p>　　5000t/d熟料新型干法生產線燒成車間（窯尾）部分的工藝設計</p><p>　　摘要：本設計是針對5000t/d熟料新型干法生產線燒成車間進行窯尾部分的工藝設計，窯尾系統(tǒng)是由CDC分解爐、旋風筒、連接管道及附件

2、（撒料盒、翻板閥、吹堵系統(tǒng)等）組成。本次設計的主要內容有：1、.配料計算、物料平衡計算、儲庫計算及熱平衡計算；2. 全廠主機及輔機的選型；3. 燒成車間工藝設計；4. 全廠工藝布置的特點；5.計算機繪圖；6.撰寫說明書。另外，設計中采用了目前國內外水泥行業(yè)相對較為先進的技術和設備，最大限度的降低能耗、降低基建投資，又最大限度的提高產、質量，做到環(huán)保，技術經濟指標先進、合理。</p><p>　　關鍵字：新型干法；

3、CDC分解爐；懸浮預熱器；袋收塵</p><p>　　Technics Design for Calcination Workshop(Kiln Trail) of 5000t/d Ripe Material New Type Dry Production</p><p>　　Abstract: This design is aim at the end of kiln technics

4、for 5000t/d ripe material new type dry process calcination workshop, The end of kiln is composed of CDC break down furnace、cyclone canister、joint pipeline and attachment(box for sprinkling powder、flap trap、system of blow

5、 and block up ,and so on).The main content of this design contain:1,Calculation of ingredient、calculation of material balance、calculation of repository and calculation heat balance; 2, choose type of main processor and a

6、uxi</p><p>　　Keywords:New type dry process， CDC break down furnace， Suspension preheater， Bag for collecting dust</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　引言1</b>

7、</p><p><b>　　第1章 緒論2</b></p><p>　　1.1 設計簡介2</p><p>　　第2章 燃料與原料5</p><p>　　2.1原料的質量要求5</p><p>　　2.2燃料的質量要求6</p><p>　　第3章 配料計算與物

8、料平衡8</p><p><b>　　3.1配料計算8</b></p><p>　　3.2物料平衡計算11</p><p>　　3.3主機平衡與選型15</p><p>　　第4章 儲庫計算20</p><p>　　4.1確定各種物料儲存期20</p><p>

9、　　4.2儲存設施的計算20</p><p>　　第5章 物料和熱平衡計算29</p><p>　　5.1原始資料29</p><p>　　5.2物料平衡及熱量平衡計算30</p><p>　　5.3物料平衡表及熱平衡表的編制40</p><p>　　第6章 窯外分解系統(tǒng)的設計計算42</p>

10、<p>　　6.1原始資料42</p><p>　　6.2相關參數的設定42</p><p>　　6.3單位煙氣的計算44</p><p>　　6.4窯尾各部位煙氣量的計算44</p><p>　　6.5窯尾各部位煙氣量匯總表48</p><p>　　6.6分解爐設計方案的選擇48</p&

11、gt;<p>　　6.7分解爐結構尺寸的計算49</p><p>　　6.8旋風筒設計方案的選擇51</p><p>　　6.9旋風筒結構尺寸的計算53</p><p>　　6.10分解爐、旋風筒各結構尺寸匯總表59</p><p>　　第7章 窯尾設備的計算及選型61</p><p>　　7.

12、1噴水裝置的計算及選型61</p><p>　　7.2窯尾收塵器的選型61</p><p>　　7.3窯尾高溫風機及尾排風機的選型61</p><p>　　7.4 煙囪的計算選型62</p><p>　　7.5 提升機及分料裝置的選型63</p><p>　　第8章 燒成車間工藝布置64</p>

13、<p>　　第9章 全廠工藝平面布置65</p><p>　　9.1 全廠總平面設計的基本原則65</p><p>　　9.2 全廠工藝平面布置說明65</p><p><b>　　結論67</b></p><p><b>　　致謝68</b></p><

14、p><b>　　參考文獻69</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　新型干法水泥生產技術是國際公認的代表當代最高技術發(fā)展水平的水泥生產方法，是當今世界上各國爭先發(fā)展的一種新型的水泥工業(yè)新技術。新型干法水泥生產技術以懸浮預熱和窯外分解技術為核心，把現代科學技術和工業(yè)生產最新成就，廣泛地應用于水泥干法生產全過程

15、，使水泥生產具有優(yōu)質、高效、低耗、符合環(huán)保要求和大型化、自動化的特征，徹底改變了濕法、老式干法、半干法回轉窯及立窯生產等傳統(tǒng)生產方法的弊端。</p><p>　　新型干法水泥技術可以提高窯單位容積產量、提高窯磚襯壽命和運轉率，且自動化水平高、生產規(guī)模大，可以選用低質燃料或低價廢物燃料，節(jié)省燃料，降低熱耗和電耗，減小設備和基建投資費用、CO和NOx生成量少和事故率低，操作穩(wěn)定。發(fā)展新型干法水泥技術是環(huán)境保護和資源綜

16、合利用的必然結果。同時，新型干法水泥技術涵蓋了許多豐富的理論和科研成果，指導著水泥工業(yè)設計、研發(fā)、生產等工作的不斷完善、優(yōu)化和提升。</p><p>　　20世紀90年代以來，一些大型化干法生產線相繼在國內建成投產。如山東大宇7200t／d熟料生產線及華新5000t／d、京陽5500t／d生產線。這些生產線以其生產穩(wěn)定、產品質量好、運行成本低，在國際、國內的產品市場上占有了一定的份額，并顯示出強勁的市場競爭力。這

17、些生產線的投產和穩(wěn)定運行，標志著我國水泥裝備現代化、大型化技術已成熟。</p><p>　　目前，日本、德國、法國等發(fā)達國家新型干法技術已占95%以上，其他的發(fā)達國家也達到80%以上，而我國的新型干法技術只占到15%，相對而言，發(fā)展我國的新型干法水泥技術任重道遠。</p><p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p><

18、b>　　1.1 設計簡介</b></p><p>　　本設計是5000t/d熟料新型干法生產線燒成車間（窯尾）部分的工藝設計，采用目前國內外水泥行業(yè)相對較為先進的技術和設備，最大限度的降低能耗、降低基建投資，又最大限度的提高產、質量，做到環(huán)保，技術經濟指標先進、合理。</p><p>　　本設計石灰石設置圓形預均化堆場，其規(guī)模為Ø 110 m。石灰石礦山全礦化學

19、成分穩(wěn)定，品質優(yōu)良，均勻性好。廠區(qū)設1個Ø8×18m 圓庫儲存石灰石用于生料配料，庫有效儲量1367.4 t，實際儲存時間為5.1h，能滿足生產的正常進行。</p><p>　　同時對原煤設置圓形預均化堆場，原煤成分的波動對燒成工藝、熱工制度的穩(wěn)定性及熟料質量等影響極大，外購煤的質量難以完全預先控制，同時多點供應原煤的可能性是存在的，并且考慮將來使用低品位原煤的需要，故設置原煤預均化設施。原煤

20、圓形預均化堆場直徑90m，堆場有效儲量6288.5t?；剞D懸臂堆料機生產能力150t/h，橋式刮板取料機取料能力60t/h。原煤預均化堆場外設置一個煤堆棚，直接在鐵路旁邊，到廠的煤可以由卡車直接運料到煤堆棚內，這樣可以節(jié)約基建投資，降低運輸成本。</p><p>　　采用4組分（石灰石、頁巖、砂巖、硫酸渣）配料，頁巖配料倉下設Centrex筒倉卸料器，以順利排出粘濕物料。</p><p>

21、　　生料粉磨采用MPS5000B立磨系統(tǒng)，此磨在國內幾家新建干法水泥生產線運行正常，其臺時產量為：380t/h。入磨水分＜6%，出磨水分＜0.5%，入磨粒度允許2%＞100mm，出磨細度：80μm篩余≤10%，主電機功率3800 kw。為了減小磨機風環(huán)風速，降低磨內壓降，節(jié)約粉磨電耗，設有物料外循環(huán)系統(tǒng)。</p><p>　　生料均化庫采用IBAU型均化庫，根據煙臺東原日產5000t熟料生產線的生產情況,規(guī)格為&

22、#216; 22.5 m×48 m，有效儲量16000t，該庫集生料儲存、均化和喂料于一體，具有均化效果好、電耗低、系統(tǒng)簡單、操作管理方便等優(yōu)點。庫內分8個卸料區(qū)，生料按照一定的順序分別由各個卸料區(qū)卸出進入均化小倉(兼窯喂料倉)，均化作用主要由庫內重力切割和均化小倉的攪拌來實現。</p><p>　　生料入窯計量采用沖板流量計，由氣動流量調節(jié)閥(由德國的CP公司供貨)調節(jié)人窯流量。儲期2.07d。<

23、;/p><p>　　窯尾喂料采用國外進口的提升機，單段提升，100m3入窯生料計量倉位于生料庫頂，布置緊湊，設備運轉可靠。入窯生料采用申克皮帶秤計量，計量準確可靠。</p><p>　　熟料燒成采用帶CDC分解爐的雙系列五級旋風預熱器，CDC分解爐特別適合于低揮發(fā)分煤的完全燃燒；旋風預熱器結構優(yōu)化，系統(tǒng)阻力低，節(jié)能效果顯著。PYROJET多通道燃燒器和PYROSTEP篦冷機系統(tǒng)。日產熟料正常生

24、產能力5000t，目標生產能力5071.2t/d，熟料熱耗 3000kJ/kg。窯尾預熱器采用4-2-2-2-2組合。預熱器規(guī)格：C1為4-Ø4630mm，C2、C3為-Ø6360mm， C4、C5為2-Ø6630mm。出C1廢氣量為1.613Nm3/kg熟料。CDC分解爐：直徑Ø 7960mm，有效高度25.36m。窯與分解爐用煤比例為40%和60%。PYRORAPID回轉窯規(guī)格為：Ø

25、 4.8m×72m，斜度3.5%，正常轉速3.15r/min。窯磨廢氣處理采用袋收塵器，確保了廢氣達標排放。</p><p>　　在預熱器塔后設有余熱發(fā)電以及增濕塔，以調節(jié)收塵器入口溫度。</p><p>　　4座Ø18×32m圓庫（預應力隧道庫）儲存熟料，有效儲量為12519.9t，另設1座Ø8×21m的黃料庫，有效儲量1592.8t。同

26、時設計規(guī)格為223×20m的條形熟料堆場，儲量為20010t在水泥銷售淡季，儲存過剩的熟料，以保證生產的連續(xù)進行，同時也可以直接銷售熟料。</p><p>　　煤磨采用煤粉制備系統(tǒng)設計，放棄傳統(tǒng)的風掃管磨+粗粉分離器+旋風除塵器+電除塵器的方案，采用MPF2117輥式磨，其生產能力為45 t/h，煤粉細度可靈活調節(jié)，原煤入磨粒度 <25mm，出磨粒度80μm，篩余≤12%；水分< 10.0%

27、 ，煤粉水分<1.0%，主電機功率630kW。煤磨+脈沖噴吹袋式收塵器的方案，原煤經全密閉計量給煤機喂入輥式磨烘干粉磨，熱源取自窯頭篦式冷卻機余風。該方案較前者節(jié)省了投資設備，減少了建筑占地面積，并且操作簡單穩(wěn)定，充分利用了余熱。設有煤粉倉2個，1個放置于煤磨車間為分解爐供煤，一個放置于窯頭車間為回轉窯供煤。窯頭和分解爐喂煤采用申克科里奧力秤計量。</p><p>　　本設計選用混合材（礦渣）初水分為12.

28、04%，要求終水分達到1%，因此選擇承德礦機廠生產的φ2.4×12m的回轉烘干磨，其臺時產量（礦渣初水分為15%，要求終水分達到1%）可達12.9/h，烘干熱耗為4790 kJ/kg水分。</p><p>　　水泥粉磨采用2套帶O-Sepa N-2000選粉機的閉路球磨機粉磨系統(tǒng)，簡單實用、運轉率高，調節(jié)水泥細度方便，能同時生產不同品種水泥。磨機選用了φ4.4×16m球磨機，其傳動采用了中心傳

29、動系統(tǒng)，具有傳遞功率大、投資省、占地面積小等優(yōu)點。O-Sepa選粉機一、二、三次風全為環(huán)境冷空氣，大大改進水泥質量、提高粉磨系統(tǒng)產量。臺時產量可達125t/h。磨出水泥細度比表面積達3000 cm2/g。</p><p>　　8座Ø15×19m圓型水泥庫用于儲存和發(fā)運水泥，每庫儲量4866t，水泥庫底可直接發(fā)運散裝水泥。采用3條BX-8WY型八咀回轉包裝機包裝水泥，臺時產量為80~100t/h

30、,完全能滿足生產的要求，并設有電子校正稱、破包機及破包清理等裝置，具有稱量精度高（袋誤差為±0.1kg）、密封性能好、揚塵小、自動化程度高及操作簡便等優(yōu)點。</p><p>　　燒成車間地帶修建生產控制樓，生產樓內設置中央控制室，同時生產樓內設置車間辦公室。中央化驗室則布置在廠前區(qū)，負責全廠原、燃材料、半成品和成品的物理檢驗、化學分析及質量控制。</p><p>　　在熟料堆場與

31、耐火材料庫旁布置總降壓站1座，為全廠供電。設置污水處理場對生活污水、生產廢水進行處理。</p><p>　　設計全廠收塵器均為袋收塵器。最大限度地保護當地的自然環(huán)境，對環(huán)境的污染降到最小。</p><p>　　工藝設計的主要任務是確定生產方法、選擇生產工藝流程；確定生產設備的類型、規(guī)格、數量，選取各項工藝參數及定額指標。本次設計根據現代新型干法的發(fā)展趨勢，結合國內同類型的新型干法水泥生產線

32、的設計，采用了目前比較先進的生產工藝和技術裝備，進行技術經濟綜合分析，切合實際，經濟合理，選擇最合適的熟料燒成車間工藝布置流程。設計力求做到“清潔生產”，并且節(jié)約能源、提高生產效率、產品質量和勞動生產率，使水泥生產向集約化、高質量的現代化工業(yè)方向發(fā)展。</p><p><b>　　第2章 原料與燃料</b></p><p>　　2.1原料的質量要求</p>

33、<p>　　2．1.1水泥原料（普通硅酸鹽水泥）</p><p>　　原料的成分和性能直接影響配料、粉磨、煅燒和熟料的質量，最終也影響水泥的質量。水泥的原料應滿足以下工藝要求：</p><p>　　(1) 化學成分必須滿足配料的要求，以能制得成分合適的熟料，否則會使配料困難，甚至無法配料；</p><p>　　(2)有害雜質的含量應盡量少，以利于工藝操

34、作和水泥的質量；</p><p>　　(3)應有良好的工藝性能，如易磨性、易燒性、熱穩(wěn)定性、易混合性等。</p><p><b>　　1、石灰質原料</b></p><p>　　凡以碳酸鈣為主要成分的原料叫石灰質原料，是水泥生產中用量最大的一種原料，一般生產1噸熟料約需1.2~1.3噸石灰質干原料。在本此設計中所使用的石灰石化學分析結果如下：&

35、lt;/p><p>　　表 2-1 石灰石化學成分(%)</p><p>　　本設計采用的石灰石各項指標都達到了一級品（CaO>48%, MgO<2.5%）的要求，所以該石灰石是生產水泥的優(yōu)質原料，據了解該礦山儲量豐富，據初步勘測其儲存量能服務5000t/d熟料生產線30年以上，成分穩(wěn)定性好，距建廠位置有3公里，交通方便，是生產水泥的最佳選擇。</p><p&g

36、t;<b>　　2、輔助校正原料</b></p><p>　　傳統(tǒng)的水泥生產的輔助原料主要是粘土質原料，校正原料是鐵粉和砂巖。粘土質原料是含堿和堿土的鋁硅酸鹽，主要化學成分是SiO2，其次Al2O3，還有Fe2O3，一般生產1噸熟料用0.3~0.4噸粘土質原料。但是粘土資源越來越緊缺，如果用來生產水泥則會提高水泥成本同時還造成較大的浪費，所以決定不使用粘土，而改用頁巖和砂巖來代替。鐵粉則選用

37、硫酸渣。其化學成分全分析如下：</p><p>　　表 2-2 硫酸渣化學成分(%)</p><p>　　表 2-3 砂巖化學成分(%)</p><p>　　表 2-4 頁巖化學成分(%)</p><p>　　2.1.2混合材及石膏</p><p><b>　　1、混合材</b></p>

38、;<p>　　本設計的混合材采用礦渣，本設計所使用的礦渣化學成分分析如下：</p><p>　　表 2-5 礦渣化學成分(%)</p><p><b>　　2、石膏</b></p><p>　　本此設計所使用的石膏其化學成分分析如下：</p><p>　　表 2-6 石膏化學成分(%)</p>

39、<p>　　2.2燃料的質量要求</p><p><b>　　2.2.1煤</b></p><p>　　我國水泥工業(yè)一般使用煤做為燃料，回轉窯水泥廠一般使用煙煤，燃料品質既影響煅燒過程又影響熟料質量，發(fā)熱量高的優(yōu)質燃料，其火焰溫度高，熟料KH值可高些，若燃料質量差，除了火焰溫度低外，還會因煤灰的沉落不均勻，降低熟料質量。</p><p&

40、gt;　　對回轉窯來說，采用的煤的發(fā)熱量高，揮發(fā)分低，則因揮發(fā)分低，火焰黑火頭長，燃燒部分短，熱力集中，熟料易結大塊，游離氧化鈣增加，耐火磚壽命縮短。</p><p>　　1、水泥工業(yè)用燃料的質量分析</p><p>　　(1) 熱值: 對燃煤的熱值希望越高越好，可有效地提高發(fā)熱能力和煅燒溫度.熱值較底的煤使煅燒熟料的單位熱耗增加，同時窯的單位產量降低。因此對于預分解窯一般要求煤的低位發(fā)熱

41、量大于21000kJ/kg煤。本設計用煤熱質為21349kJ/kg煤。</p><p>　　(2) 揮發(fā)分：煤的固定碳和揮發(fā)分是可燃成分, 揮發(fā)分低的煤不易著火，窯內會出現較長的黑火頭，高溫帶比較集中。綜合考慮燃料成本和技術條件，本設計中的使用的是無煙煤，其揮發(fā)分較低，為24.05%。</p><p>　　(3) 灰分:煤的灰分是水泥工業(yè)用煤的主要指標之一.如果灰分過高將導致煤的著火點后移

42、,輻射傳熱效率下降;導致熟料顆粒的成分不均勻,從而影響窯熱工制度的穩(wěn)定和窯熟料產、質量的提高. 在新型干法中，煤灰分過高，熱值過低，不僅會降低預分解窯生產效率，同時造成燃料不完全燃燒，預分解系統(tǒng)黏結堵塞，降低熟料質量。一般要小于25%-30%，本設計中所用煤品質較差，灰分為31%。</p><p>　　(4) 水分:水分是影響煤粉制備和燃燒的不利因素之一。對于燃燒，水分越高，煤粉滯后起燃越嚴重，相應的熱耗增大。對

43、于粉磨，則由于流動性變差，使其運輸、喂料不暢，粉磨困難，相應的煤磨的產量降低和電耗會增加。生產中對煤粉的水分應控制在1%-1.5%。</p><p>　　(5) 煤粉的細度:煤粉的細度直接影響火焰的長度及形狀。國內生產、設計采用的煤粉細度，通常80μm篩余為8-10%，煤粉越細比表面積越大，與空氣中氧氣接觸的機會月多，燃燒速度快，燃燒越完全，單位時間放出的熱量也多，可以提高窯內火焰的溫度；煤粉太粗時，黑火頭長，難

44、著火，燃燒速度慢，火力不集中，燒成溫度低，太粗時也會造成煤灰的不均勻摻入。這些因素都會使熟料質量降低，窯內熱工制度不穩(wěn)定，操作困難。特別是當煤粉太細時，其自燃的幾率也增大。</p><p>　　本次設計所使用的煤是無煙煤，其元素分析和工業(yè)分析結果如下：</p><p>　　表 2-7煤的元素分析（%）</p><p>　　表2-8 煤的工業(yè)分析及發(fā)熱量</p&

45、gt;<p>　　2.2.2熟料熱耗的選擇</p><p>　　本設計選取的熟料燒成熱耗為3000kJ/kg。</p><p>　　第3章 配料計算與物料平衡</p><p><b>　　3.1配料計算</b></p><p><b>　　3.1.1原料選擇</b></p>

46、<p>　　表 3-1 原料化學成分（%）</p><p>　　表 3-2 煤的工業(yè)分析</p><p>　　表3-3煤的元素分析（%）</p><p>　　熟料熱耗： q=3000kJ/kg。</p><p>　　3.1.2水泥配料方案</p><p>　　三率值的目標值：KH=0.91 SM=2

47、.50 IM=1.60</p><p>　　1.計算熟料中煤灰摻入量GA</p><p>　　GA= （B：煤灰沉落率，帶電收塵器的窯為：100%）</p><p>　　=3000×31×100／（21349×100）=4.36％</p><p>　　2.假設原料配比，計算配料數據及灼燒基生料成分<

48、;/p><p><b>　　設干基原料配比為：</b></p><p>　　表 3-3 假設干基原料配比</p><p>　　計算各種原料帶入白生料中各種成分的量：原料配比×該原料化學成分中各氧化物含量，如：石灰石帶入白生料中的SiO2的白分含量為：SiO2=79.00%×59.96=0.06%</p><

49、p>　　用此法計算所有原料帶入白生料中各氧化物白分含量列于下表：</p><p>　　表 3-4 化學成分（%）</p><p>　　灼燒基生料=×白生料中各氧化物含量 =0.6515×白生料中各氧化物含量</p><p><b>　　3.計算熟料成分 </b></p><p>　?。?灼燒基

50、生料中各氧化物含量×（100-煤灰摻入量GA）+煤灰中各氧化物含量×GA）</p><p>　　表 3-5 熟料的計算成分（%）</p><p>　　4.計算熟料率值及礦物組成 （P≧0.64）</p><p><b>　　KH==1.45</b></p><p><b>　　SM==1.

51、42</b></p><p><b>　　IM==1.16</b></p><p>　　根據計算結果，KH高于配料目標要求,而IM、SM低于要求，則重新調整原料配比：</p><p>　　表 3-6 重新調整原料配比</p><p>　　5. 重新假設調節(jié)原料配比，計算配料數據及灼燒基生料成分，設干基原料配

52、比為：</p><p>　　用此法計算所有原料帶入白生料中各氧化物白分含量列于下表：</p><p>　　表 3-7 化學成分（%）</p><p>　　表 3-8 熟料的計算成分（%）</p><p>　　6. 計算熟料率值及礦物組成 （P≧0.64）</p><p><b>　　KH==0.92<

53、;/b></p><p><b>　　SM==2.57</b></p><p><b>　　IM==1.68</b></p><p>　　C3S=3.8×（3×KH-2）×22.16% =58.6%</p><p>　　C2S=8.61×（1-KH）&#

54、215;22.16% =13.98%</p><p>　　C3A=2.65×（4.95-0.64×2.95）%=8.11%</p><p>　　C4AF=3.04×2.95% =8.97%</p><p>　　重新調整配比后，熟料率值和礦物組成均符合設計要求，而且MgO和SO3也在控制范圍內。所以原料配比確定為：</p>

55、<p>　　表 3-9 確定原料配比</p><p>　　7.將干燥基原料配比換算為濕原料配比，計算生料系統(tǒng)控制指標：</p><p>　　表 3-10 設原料操作水分（%）：</p><p><b>　　濕原料=干原料×</b></p><p>　　表 3-11 計算結果</p>

56、<p>　　8.白生料的理論消耗量：</p><p>　　白生料理論消耗量==1.4773 kg/kg熟料</p><p>　　9. 熟料煤耗：（熟料的空氣干燥基煤耗）</p><p>　　P1==0.14kg煤/kg熟料</p><p><b>　　3.2物料平衡計算</b></p><

57、p>　　3.2.1燒成車間生產能力和工廠生產能力的計算</p><p><b>　　1.窯的臺數</b></p><p>　　標定熟料產量Qd =5071.2T/D，小時產量Qh,1=211.3t/h</p><p>　　n= =208.3／211.3=0.99故n取1。</p><p>　　式中：n — 窯的臺

58、數；（臺）</p><p>　　— 要求的熟料日產量（t/d）；按照窯的日產量，窯的標定產量設定為211.3 t/d；</p><p>　　2.計算燒成系統(tǒng)的生產能力</p><p>　　熟料小時產量： Qh =nQh,1=1×211.3=211.3 (t/h)</p><p>　　熟料日產量：

59、 Qd=24Qh=211.3×24=5071.2(t/d)</p><p>　　熟料周產量： Qw=168Qh=168×211.3=35498.4 (t/w)</p><p>　　式中：Qh ---- 窯的臺時產量 （t/h）</p><p>　　Qd ---- 窯的日產量 （t/d）<

60、/p><p>　　Qw ---- 窯的周產量 （t/w）</p><p>　　3.工廠的生產能力由燒成車間的生產能力求得</p><p>　　每種水泥小時產量： </p><p>　　=（100-3）×211.3／(100-4.73-4)=224.57(t/h)</p><p>　　式中：—表示水泥小時產量（t/

61、年）；</p><p>　　—表示水泥中石膏的摻入量（﹪）；為4.73</p><p>　　—表示水泥中混合材的摻入量（﹪）；為4﹪</p><p>　　P---表示生產損失（﹪）為3﹪</p><p>　　— 兩種水泥小時產量的總和（t/年）。</p><p>　　水泥日產量 </p><

62、p>　　=24 ×224.57= 5389.68（t/d）</p><p>　　水泥周產量 </p><p>　　=168 ×224.57= 1967233.2（t/w）</p><p>　　3.2.2原、燃料消耗定額</p><p><b>　　1.原料消耗定額</b></p&g

63、t;<p>　　考慮煤灰摻入時，1t熟料的干生料理論消耗量：</p><p>　　KT = =(100-4.36)/(100-35.26)=1.4773 (t/t 熟料)式中：KT ——干生料理論消耗定額，t/t 熟料；</p><p>　　S ——煤灰摻入量，%；</p><p>　　I ——干生料的燒失量，%。</p><p&

64、gt;　　考慮煤灰摻入時，1t熟料的干生料消耗定額：</p><p>　　K生 = =1.539 (t/t 熟料)</p><p>　　式中：K生——干生料消耗的定額，t/t 熟料；</p><p>　　P生——干生料生產損失。%，取3%（見《水泥廠工藝設計概論》P40）</p><p>　　各種干原料的消耗定額：</p>&l

65、t;p>　　K石灰石= K生 χ</p><p>　　=1.539×79.7%=1.23 (t/t 熟料)</p><p><b>　　K頁巖= K生 χ</b></p><p>　　=1.539×12.00%=0.185 (t/t 熟料)</p><p><b>　　K砂巖= K生χ

66、</b></p><p>　　=1.539×6.00%=0.092 (t/t 熟料)</p><p><b>　　K硫酸渣= K生χ</b></p><p>　　=1.539×2.30%=0.036 (t/t 熟料)</p><p><b>　　結果見下表：</b>&

67、lt;/p><p>　　表 3-12 干原料的消耗定額</p><p>　　式中 ——干原料的消耗定額（t/t熟料）</p><p>　　——干生料消耗定額（t/t熟料）</p><p>　　χi——物料干基配比</p><p>　　2.干石膏消耗定額： </p><p>　　本設計石膏摻入量

68、：d =</p><p>　　=(0.2×8.11＋0.05×8.97－0.229)／38.79=4.73%</p><p>　　確定P .Ⅱ42.5水泥混合材摻入量為e=4%、,生產損失為Pd=2%, 則：</p><p>　　Kd= =0.0534Kg/Kg-熟料</p><p>　　3.干混合材消耗定額：</p

69、><p>　　Ke==0.0452kg/kg熟料</p><p>　　4.燒成用干煤消耗定額：</p><p>　　Kf1==100×3000／〈21349×(100-3)〉=0.145 kg/kg熟料</p><p>　　5.烘干用干煤消耗定額：（本設計主要是對混合材進行烘干處理）</p><p>&

70、lt;b>　　Kf2=×××</b></p><p><b>　　=×××</b></p><p>　　=0.0013kg/kg 熟料</p><p>　　式中：Kf1——燒成用干煤消耗定額，kg/kg 熟料；</p><p>　　Kf2——烘

71、干用干煤消耗定額，kg/kg 熟料；</p><p>　　pf——煤的生產損失%，一般取3%。（見《水泥廠工藝設計概論》P41）</p><p>　　Qnet.ar——煤的低位熱值，kJ/kg 熟料；</p><p>　　w1、w2——分別表示該物料烘干前、后的水分，%，分別為：12.04%、1%。</p><p>　　q——熟料燒成熱耗，k

72、J/kg 熟料；</p><p>　　M濕——須烘干的濕物料量，t/周；1799。</p><p>　　Q燒——燒成系統(tǒng)生產能力，t/周；35000。</p><p>　　q烘——蒸發(fā)1kg水分的熱耗量，kJ/kg水分，4790，參考《新型干法水泥廠工藝設計手冊》P113烘干機的熱工參數。</p><p>　　6.上述各種干物料消耗定額換算為

73、天然水分的濕物料消耗定額：</p><p><b>　　K濕=</b></p><p>　　式中：K干、K濕——分別表示濕物料、干物料消耗定額，kg/kg 熟料；</p><p>　　w0——該物料的天然水分，%</p><p>　　用此公式計算見下表：</p><p>　　表 3-15 原料消

74、耗定額表</p><p>　　3.2.3燒成系統(tǒng)和工廠的生產能力</p><p>　　1.燒成系統(tǒng)的生產能力：</p><p>　　熟料小時產量：Qh===208.3(t/h)</p><p>　　熟料日產量：QD=5000(t/d)</p><p>　　熟料周產量：QW=35000(t/w)</p>&

75、lt;p><b>　　2.工廠生產能力：</b></p><p>　　水泥小時產量： Gh=·Qh (t/h)</p><p>　　水泥日產量：GD=24 Gh (t/d)</p><p>　　水泥周產量：GW=168 Gh (t/w)</p><p>　　表 3-16 水泥配料表</p>

76、;<p>　　按上法計算全廠物料需要量見下表：</p><p>　　表 3-17 全廠物料平衡表</p><p>　　注：1、窯熟料產量：5000T/D；熟料熱耗3000kJ/kg。</p><p>　　2、燃煤量按無煙煤與煙煤搭配計算，搭配比例為：無煙煤：煙煤=30%：70%；窯頭煤：窯尾煤=40%：60%。</p><p>

77、;　　3、水泥品種為P .Ⅱ42.5；袋裝水泥：散裝水泥=70%：30%。</p><p>　　3.3主機平衡與選型</p><p>　　3.3.1車間工作制度的確定（參見《水泥廠工藝設計概論P44表3--7》</p><p>　　表 3-18 車間工作制度表</p><p><b>　　3.3.2主機選型</b>&l

78、t;/p><p><b>　　1、破碎機的選型</b></p><p>　　本設計采用破碎系統(tǒng)：</p><p>　　石灰石破碎機要求小時產量：GH ===607.5（t/h）</p><p>　　由此，選擇型號為：單轉子破碎機型號為TKLPC 20.22式破碎機一臺，臺時產量為：660 t/h，其轉子工作圓直徑為2020

79、mm，轉子有效寬度為2203轉子有效寬度為。同時配備重型板式喂料機，2300×10000mm，喂料能力700~900t/h，其主電機功率55kw。</p><p>　　石灰石破碎機實際運轉小時數為：H0=×H= ×72=66.3（h）</p><p><b>　　2、生料磨的選型</b></p><p>　　本設計

80、采用立磨系統(tǒng)。生料磨要求小時產量：GH===350.6（t/h）</p><p>　　由此，參考京陽水泥廠，本設計選型為MPS5000B立式生料磨機一臺，臺時產量為：380t/h，動力3000KW。MPS型立磨的磨棍為輪胎型斜棍，磨盤為淺盆型襯板，此磨型的磨有3個磨棍，磨棍軸與水平夾角為12°，3個磨棍裝在同一架上，統(tǒng)一由液壓系統(tǒng)加壓。磨棍可以翻轉180°使用，延長使用壽命。其優(yōu)點是3個磨棍在

81、磨盤容易平衡穩(wěn)定。</p><p>　　生料磨實際運轉小時數為：H0=×H= ×154=142.1（h）<154（h）</p><p>　　即實際運轉小時數小于要求工作小時數，能保證水泥廠的正常運轉。</p><p><b>　　3、窯的規(guī)格</b></p><p>　　由于日產5000t熟料生

82、產線是最近幾年才在國內快速發(fā)展起來的，對于回轉窯的型號規(guī)格參照滄州海螺、寧國三線以及煙臺東原日產5000t熟料生產線的生產情況，本設計選取回轉窯的規(guī)格為：φ4.8×72m。采用三擋支承，斜度3.5％，主電機功率630kW，直流調速。</p><p><b>　　4、煤磨的選型</b></p><p>　　本次設計采用立磨系統(tǒng)，煤磨要求小時產量：</p&

83、gt;<p>　　GH == =30.9t/h</p><p>　　煤粉制備系統(tǒng)設計放棄傳統(tǒng)的風掃管磨+粗粉分離器+旋風除塵器+電除塵器的方案，參考寧國三線，煤磨采用MPF2117輥式磨，其生產能力為45 t/h，煤粉細度可靈活調節(jié)，原煤入磨粒度 <25mm，出磨粒度80μm篩余≤12%；水分< 10.0% ，煤粉水分<1.0%，主電機功率630kW。煤磨+脈沖噴吹袋式收塵器的方案

84、，原煤經全密閉計量給煤機喂入輥式磨烘干粉磨，熱源取自窯頭篦式冷卻機余風。該方案較前者節(jié)省了投資設備，減少了建筑占地面積，并且操作簡單穩(wěn)定，充分利用了余熱。此設備搭配方案在都江堰拉法基水泥廠從投產效果看，振動極小，運轉平穩(wěn)可靠。</p><p>　　由此，選擇型號為：MPF2117輥式磨一臺，臺時產量為：45（t/h）</p><p>　　煤磨實際運轉小時數為：H0=×H =

85、15;168=115.4 (h) <168（h）</p><p>　　實際運轉小時數小于要求工作小時數，能保證水泥廠正常運轉。</p><p>　　5、回轉烘干磨的選型</p><p>　　本次設計采用回轉烘干磨系統(tǒng)主要是對混合材（礦渣）進行烘干處理，以達到入水泥磨水分要求?；剞D烘干磨要求小時產量：</p><p>　　GH == =

86、11.7（t/h）</p><p>　　本設計選用混合材（礦渣）初水分為12.04%，要求終水分達到1%，因此選擇承德礦機廠生產的φ2.2×12m的回轉烘干磨，其斜度為5％，筒體轉速為4.7r／min，臺時產量（礦渣初水分為15%，要求終水分達到1%）可達12.9t/h，烘干熱耗為4790 kJ/kg水分。(參見《水泥廠工藝設計P71表5--2》</p><p>　　由此，選擇型

87、號規(guī)格為：φ2.2×12m回轉烘干磨機一臺，臺時產量：12.9（t/h），</p><p>　　水泥磨實際運轉小時數為：H0=×H =×154=139.7（h）<154（h） </p><p>　　實際運轉小時數小于要求工作小時數，能保證水泥廠正常運轉。</p><p><b>　　6、水泥磨的選型</b>

88、;</p><p>　　本次設計采用輥磨預粉磨系統(tǒng)，水泥磨要求小時產量：</p><p>　　GH == =245（t/h）</p><p>　　水泥粉磨采用伯力鳩斯公司1972—1974年提供的圈流水泥粉磨系統(tǒng)。磨機選用了φ4.4×16m球磨機，轉速為15.5轉∕分，通風量為55000米3∕時，其傳動采用了中心傳動系統(tǒng)，具有傳遞功率大、投資省、占地面積小

89、等優(yōu)點。O-Sepa選粉機一、二、三次風全為環(huán)境冷空氣，大大改進水泥質量、提高粉磨系統(tǒng)產量。臺時產量可達125t/h。磨出水泥細度比表面積達3000cm2/g。</p><p>　　由此，選擇型號規(guī)格為：φ4.4×16m球磨機兩臺，臺時產量：125（t/h），</p><p>　　水泥磨實際運轉小時數為：H0=×H =×154=150.9（h）<154（

90、h） </p><p>　　實際運轉小時數小于要求工作小時數，能保證水泥廠正常運轉。</p><p><b>　　7、包裝機的選型</b></p><p>　　設計有70%的水泥需要袋裝，則袋裝水泥37727×70%÷98=269.5t/h,本次設計采用回轉式包裝機，采用3條BX-8WY型八咀回轉包裝機包裝水泥，臺時產量為

91、80~100t/h,完全能滿足生產的要求，并設有電子校正稱、破包機及破包清理等裝置，具有稱量精度高（袋誤差為±0.1kg）、密封性能好、揚塵小、自動化程度高及操作簡便等優(yōu)點。</p><p>　　包裝機實際運轉小時數為：H0=×H = ×98=88.1h<98（h） </p><p>　　即實際運轉小時數小于要求工作小時數，能保證水泥廠的正常運轉。故

92、所選的包裝機能滿足水泥廠生產要求。</p><p>　　3.3.3主機平衡表</p><p>　　表 3-19 主機平衡表</p><p><b>　　第4章 儲庫計算</b></p><p>　　水泥廠是連續(xù)生產的工廠，為了避免由于外部運輸來料的不均衡，上、下工序設備之間生產能力的不平衡，或是由于前后段生產工序的工作

93、班制度不同，以及其他原因造成物料供應的中斷或物料滯留堆積而堵塞，保證工廠生產的連續(xù)進行和水泥的均衡出廠，以及為了滿足生產過程中質量控制和產品檢驗的需要，水泥廠必須設置各種原料、燃料、半成品和成品的儲存設施（包括各種堆場，堆棚、儲庫、料倉以及成品庫等）。各種儲庫的容量應滿足不同物料存儲期的要求，儲存量一般以儲存期來確定和表示。</p><p>　　4.1確定各種物料儲存期</p><p>　

94、　物料的儲存期是工藝設計中的一個重要的參數，合理確定這個參數，具有較大的技術經濟意義。物料的儲存期不應該定得過短，否則對生產不利，甚至影響整個生產;但也不應該過長，以免增加基建投資和生產成本。因此要綜合考慮各種條件和因素，合理的確定各種物料的儲存期。下表是本設計所設定的各物料的儲存期。</p><p>　　本設計確定各物料的儲存期如下：（《新型干法水泥廠工藝計算手冊》P312）</p><p&

95、gt;<b>　　表 4-1</b></p><p>　　4.2儲存設施的計算</p><p>　　各物料的密度和休止角如下表所示(參照《水泥廠工藝設計概論》P289 附錄（一）常用物料的密度和休止角)：</p><p><b>　　表 4-2</b></p><p>　　4.2.1石灰石、原煤、聯

96、合預均化堆場、石膏礦渣預均化堆場</p><p>　　1、石灰石預均化堆場(考察國內同類大型水泥廠情況，考慮到堆料機、取料機選型，以及基建費用和主機設備等情況，決定本設計石灰石預均化堆場的儲存期為3d，在圓庫設計時確定為5d)（參考《中國現代水泥及裝備》）</p><p>　?。?）總堆料量：Q總= K·Q·d =1.1×6249×3=20621.7

97、（t）</p><p>　　式中： Q總——堆場內總堆料量，t；</p><p>　　K——堆場系數，K=1.0~1.2，取K=1.1；</p><p>　　Q——物料的日用量，t/d；</p><p>　　d——物料的儲存期，d。</p><p>　?。?）堆場的尺寸確定</p><p>　　

98、取堆場的料堆的長寬比為C==4.5</p><p>　　料堆的堆量為：Q總=γ·V=γB2tgα(0.25L-0.1191B)=0.842 B3</p><p>　　則解得B=29.04 m,=130.7m</p><p>　　料堆的高為H===8.4 m</p><p>　　料堆中心半徑為由=1.2πr,得r=34.7 m<

99、/p><p>　　軌道半徑R=r+0.5B=29.04+0.5×34.7=46.4m</p><p>　　式中 V——料堆的容積,m3</p><p>　　B、、H——分別表示料堆的寬、中心弧長、高，m</p><p>　　r、R——分別表示料堆中心半徑和堆場軌道半徑</p><p>　　考慮在軌道外面留有4m

100、的過道，因此初步確定石灰石預均化堆場的規(guī)格為：ф102 m，但是考慮到儲存期3天有點緊張，同時參考國內現階段同類大型圓形預均化堆場規(guī)格最大為ф110 m，因此本設計也確定確定石灰石預均化堆場的規(guī)格為：ф110 m。</p><p><b>　　2、原煤預均化堆場</b></p><p>　　同樣，原煤預均化堆場采用圓形堆場</p><p>　　

101、（1）總堆料量：Q總=K·Q·d=1.1×714.6×8=6288.5（t）</p><p>　　式中 Q總——總堆料量，t</p><p>　　K——堆料系數，取K=1.1</p><p><b>　　d——堆料天數，t</b></p><p>　?。?）堆場的尺寸確定<

102、/p><p>　　同樣取堆場的料堆的長寬比為C==4.5</p><p>　　料堆的堆量為：Q總=γ·V=γB2tgα(0.25L-0.1191B)=0.461 B3</p><p>　　則解得B=23.9 m,= 107.5m</p><p>　　料堆的高為H===6.1m</p><p>　　料堆中心半徑為由

103、=1.2πr,得r=28.5 m</p><p>　　軌道半徑R=r+0.5B=28.5+0.5×23.9=40.5 m</p><p>　　考慮在軌道外面留有4m的過道，因此確定石灰石預均化堆場的規(guī)格為：ф90m </p><p>　　傳統(tǒng)的煤堆場一般都是矩形設計，而本設計選用圓形預均化堆場，主要基于圓形預均化堆場相對于矩形預均化堆場的優(yōu)點：</p

104、><p>　　A、占地面積小，在相同容積條件下比均性堆場少占地30-40%。</p><p>　　B、在相同容積條件下，設備購置費較少，約為矩形的75%，總投資可減少30-40%，帶屋頂的堆場總投資約為矩形堆場的60-70%，并且經營費用比矩形堆場可省些。</p><p>　　C、圓形堆場采用中心出料，出料皮帶長度不改變，因此物料流是連續(xù)穩(wěn)定的，從而在堆場和生料磨之間采

105、用反饋控制比較容易。</p><p>　　D、隨著新型圓形均化堆場的應用，均化效果也有了大幅度的提高。</p><p>　　E、設備操作、維護簡單方便。并且維護費用也較低。</p><p><b>　　3、聯合預均化堆場</b></p><p>　　由以上計算初步確定各料堆的寬度為35m</p><p

106、><b>　?。?）頁巖堆場</b></p><p>　　料堆的堆量：Q總= K·Q·d=1.1×1014.8×8=8930.2（t）</p><p>　　堆場的高為： H== =8.1m</p><p>　　由Q總=γ·V===283.5L，得：</p><p>

107、<b>　　L頁巖=31.5m</b></p><p><b>　?。?）砂巖堆場</b></p><p>　　料堆的堆量：Q總= K·Q·d=1.1×510×5=2805（t）</p><p>　　堆場的高為： H== =12.7m</p><p>　　由Q

108、總=γ·V===589L，得：</p><p><b>　　L砂巖=4.8m</b></p><p><b>　?。?）硫酸渣堆場</b></p><p>　　料堆的堆量：Q總= K·Q·d=1.1×225×30=7425（t）</p><p>　　

109、堆場的高為： H===12.3m</p><p>　　由Q總=γ·V===322.9L，得：</p><p><b>　　L硫酸渣=23m</b></p><p>　　則聯合預均化堆場的長度等于各個堆場之和加上10m的富裕長度：</p><p>　　L總= L頁巖+L砂巖+L硫酸渣+L石膏+ L混合材+10&l

110、t;/p><p>　　=31.5+4.8+23+10=59.3m，取60m</p><p>　　再考慮取料機的軌道和過道寬度，可確定堆場的寬度為43m，因此，聯合儲庫的規(guī)格為： 43×60m.</p><p>　　4、石膏礦渣預均化堆場</p><p><b>　　（1）石膏堆場</b></p>&l

111、t;p>　　料堆的堆量：Q總= K·Q·d=1.1×267.5×30=8827.5（t）</p><p>　　堆場的高為： H== =17.5m</p><p>　　由Q總=γ·V===398.1L，得：</p><p><b>　　L石膏=22.1m</b></p><

112、;p>　?。?）混合材（礦渣）堆場</p><p>　　料堆的堆量：Q總= K·Q·d=1.1×257×10=2827（t）</p><p>　　堆場的高為： H== =12.3m</p><p>　　由Q總=γ·V===172.2L，得：</p><p><b>　　L=16

113、.4m</b></p><p>　　L總= L石膏+ L混合材+10=+22.1+16.4+10=48.5 m，取50 m</p><p>　　再考慮取料機的軌道和過道寬度，可確定堆場的寬度為43m，因此，聯合儲庫的規(guī)格為：43×50m.</p><p><b>　　其結果見下表： </b></p><

114、p><b>　　表 4-3</b></p><p>　　4.2.2各種物料儲存設施有效容積和容量計算（圓庫）</p><p>　　石灰石庫、頁巖庫、砂巖庫、硫酸渣庫、石膏庫和混合材庫設置用來儲存進行配料，同時還起均化作用，在滿足工藝生產順暢的情況下考慮基建，初步確定其儲存時間為5小時。</p><p>　　1、石灰石庫（圓庫計算公式參照《

115、水泥生產工藝計算手冊》P287）</p><p>　　V=V+V=tgα +H，Vγ≥Q</p><p>　　式中：V 、V----分別為圓庫圓柱體和錐體部分體積m</p><p>　　γ——該物料的堆積密度，t/m3</p><p>　　α——該物料的休止角，度。</p><p>　　Q——該物料的儲存量，t<

116、/p><p>　　D、H——分別為圓庫有效內徑和直筒部分有效高度，m</p><p>　　參照國內大多數水泥廠的圓庫高徑比一般為2， D取8m；α=30，γ=1.45t/m（見表4-2）</p><p><b>　　V=tg30+ H</b></p><p>　　Vγ=(tg30+ H)×1.45≥260.4

117、15;5</p><p>　　H1≥17.1,H1取18m</p><p>　　同理計算頁巖、砂巖、硫酸渣、粉煤灰、熟料庫以及水泥庫的規(guī)格如下：</p><p><b>　　2、頁巖庫（圓庫）</b></p><p>　　V=V+V=tgα +H，Vγ≥Q</p><p>　　式中：V 、V---

118、-分別為圓庫圓柱體和錐體部分體積m</p><p>　　γ——該物料的堆積密度，t/m3</p><p>　　α——該物料的休止角，度。</p><p>　　Q——該物料的儲存量，t</p><p>　　D、H——分別為圓庫有效內徑和直筒部分有效高度，m</p><p>　　由于輔助原料相比石灰石用量少得多，參照環(huán)球水

119、泥 D取石灰石庫一半，4m；α=25，γ=2.0t/m(見表4-2)。</p><p><b>　　V=tg25+H</b></p><p>　　Vγ=(tg25+ H)×2.0≥42.3×5</p><p>　　H1≥8.1,H1取9m</p><p><b>　　3、砂巖庫（圓庫）<

120、;/b></p><p>　　V=V+V=tgα +H，Vγ≥Q</p><p>　　式中：V 、V----分別為圓庫圓柱體和錐體部分體積m</p><p>　　γ——該物料的堆積密度，t/m3</p><p>　　α——該物料的休止角，度。</p><p>　　Q——該物料的儲存量，t</p>&

121、lt;p>　　D、H——分別為圓庫有效內徑和直筒部分有效高度，m</p><p>　　參照上面頁巖庫 D取4m；α=36，γ=2.65t/m(見表4-2)。</p><p>　　V= tg36+ H</p><p>　　Vγ=( tg30+ H )×2.65≥21.2×5</p><p>　　H1≥2.8 ,H1取

122、3m，參照頁巖庫，確定H1取8m。</p><p>　　4、硫酸渣庫（圓庫）</p><p>　　V=V+V=tgα +H，Vγ≥Q</p><p>　　式中：V 、V----分別為圓庫圓柱體和錐體部分體積m</p><p>　　γ——該物料的堆積密度，t/m3</p><p>　　α——該物料的休止角，度。</

123、p><p>　　Q——該物料的儲存量，t</p><p>　　D、H——分別為圓庫有效內徑和直筒部分有效高度，m</p><p>　　參照上面頁巖庫、砂巖庫 D取4m；α=35，γ=1.5t/m(見表4-2)。</p><p>　　V= tg30+ H</p><p>　　Vγ=( tg35+ H )×1.5≥9