畢業(yè)設計---日產5000噸水泥熟料新型干法生產線燒成系統(tǒng)窯頭工藝設計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設計是對一條日產5000噸水泥熟料新型干法生產線燒成系統(tǒng)的窯頭部分進行設計。為了使設計更加合理完善，我查閱了許多資料，并且結合目前日產5000噸水泥熟料新型干法生產線燒成系統(tǒng)的實際例子，做出了自己的設計結果。但是還是有很多缺點存在，所以望諒解。本設計的主要內容有：1. 窯的選擇：在選擇窯的過程中，我運用理論公式算出窯型

2、，同時我也查找了實際廠家的情況，最后我綜合兩者定出我的窯型；2. 物料平衡計算：按照經驗公式（石灰石飽和系數、硅酸率、鋁氧率）計算，得出恰當的率值。確定出最終物料配比;3. 生產工藝設計和主機設備選型計算：依據之前物料平衡計算結果，結合理論公式以及應用實例得出所選機型；4. 附屬設備選型：包括熟料破碎機、熟料拉鏈機、離心風機、煤粉燃燒器。雖然設備設備小，但在生產中作用卻很重要。</p><p>　　關鍵詞：物料平

3、衡、新型干法生產、篦冷機、電收塵、</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　This design is one 5000 tons of cement clinker production lines burning dry kiln system of some of the design. In order to design

4、more reasonable and perfect, I reviewed a lot of information, and combined with the current daily output of 5,000 tons of cement clinker production line of new dry kiln system practical examples to make his own design re

5、sults. But has very many Shortcoming existence, therefore looks forgiveness. Under I introduce my design mentality. 1.Kiln choice: in the selection pr</p><p>　　KEYWORDS：Material balance, dry process producti

6、on lines, Grate cooler, Electrostatic precipitator </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p><b>　　前 言

7、1</b></p><p>　　第一章 總 論5</p><p>　　第二章 設計任務及所給條件依據7</p><p><b>　　2.1設計任務7</b></p><p>　　2.2設計條件依據7</p><p>　　第三章 回轉窯的選型計算8</p>

8、<p>　　第四章 配料及物料平衡計算9</p><p>　　4.1配料計算：9</p><p>　　4.1.1確定率值9</p><p>　　4.1.2 率值及其意義9</p><p>　　4.1.3 假設原料配比9</p><p>　　4.1.4計算白生料化學成分9</p>&

9、lt;p>　　4.1.5 計算灼燒基生料化學成分10</p><p>　　4.1.6 計算熟料標準煤耗10</p><p>　　4.1.7 計算煤灰摻入量10</p><p>　　4.1.8 計算熟料化學成分（%）10</p><p>　　4.1.9 計算率值10</p><p>　　4.2 物料平衡計

10、算10</p><p>　　4.2.1 計算熟料料耗10</p><p>　　4.2.2 計算實物煤耗11</p><p>　　4.2.3 計算干基實際消耗定額11</p><p>　　4.2.4計算濕基實際消耗定額11</p><p>　　4.2.5 計算濕物料配合比11</p><p

11、>　　第五章 編制物料平衡表如下12</p><p>　　第六章 總平面布置和工藝流程13</p><p>　　6.1 水泥總平面設計步驟13</p><p>　　6.2 工藝設計的基本原則和程序13</p><p>　　6.2.1 基本原則13</p><p>　　6.2.2設計程序13</p

12、><p>　　6.3 工藝流程簡介14</p><p>　　6.3.1、 破碎及預均化14</p><p>　　6.3.2、生料制備15</p><p>　　6.3.3、生料均化15</p><p>　　6.3.4、預熱分解15</p><p>　　6.3.5、水泥熟料的燒成16<

13、/p><p>　　6.3.6、水泥粉磨16</p><p>　　6.3.7、水泥包裝 16</p><p>　　第七章 熟料冷卻機及冷卻風機選型計算17</p><p>　　第八章 窯頭電收塵選型計算20</p><p>　　第九章 附屬設備選型22</p><p>　　9.1 煤粉燃

14、燒器選型22</p><p>　　9.2 離心引風機選型23</p><p>　　9.3 破碎機選型23</p><p>　　9.4 熟料輸送設備選型24</p><p><b>　　結論25</b></p><p><b>　　參考文獻26</b></p&

15、gt;<p><b>　　致謝27</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　本設計的課題是：日產5000噸水泥熟料水泥廠新型干法生產線燒成系統(tǒng)窯頭工藝設計。本次設計的主要內容是水泥生產的工藝流程,水泥廠區(qū)及車間布置和窯頭主要設備的計算選型等。重點對窯頭部分進行設計。這次設計既是對自己知識能力水

16、平的一次全面檢驗，也是自己從在校學習向社會工作過渡的一次專業(yè)技術和科學研究的具體實踐。通過這次設計讓自己能夠對大學所學知識進行系統(tǒng)的應用，并對原來不完整和錯誤的部分予以完善和改正。同時強化自己對基本知識和基本技能的理解和掌握,培養(yǎng)自己收集資料和調查研究的能力。此外，設計中的方案比較和論證也能提高自己獨立分析問題和解決問題的能力，進而培養(yǎng)自己創(chuàng)新精神和實踐能力，從而為走上工作崗位打好理論基礎。本設計的過程中，除了必須達到滿足日產5000t

17、水泥生產所需的工藝要求和國家對環(huán)境等項目的相關法律規(guī)定外，還應盡可能的做到綠色生產和降低能耗。本設計的主要對象是水泥生產中的熟料冷卻部分即冷卻機。因此有必要對冷卻機的發(fā)展狀況及目前國內外冷卻機技術的發(fā)展現狀和技術進展進行了解。</p><p>　　在滿足冷卻機應起到的基本作用的前提下，目前水泥回轉窯所使用的熟料冷卻機，通常有三種類型，即單筒冷卻機、多筒冷卻機和篦式冷卻機。由于本次設計的水泥日產量要求為5000 t

18、/d，而單筒和多筒相對而言要比篦式冷卻機要差很多，而且從新型干法生產線的工藝要求考慮也不如篦式冷卻機。因此，我們這里只對篦式冷卻機的進展進行介紹。</p><p>　　篦式冷卻機經過三代技術創(chuàng)新。第一代富勒式推動篦式冷卻機為分室通風，薄料層操作，由于物料顆粒離析、布料不勻等原因，冷卻空氣“短路”、“吹穿”以及“紅河”、“雪人”現象經常出現，熱效率不高。第二代推動篦式冷卻機，采用多段篦床，優(yōu)化篦床寬度，均勻布料，加

19、強密封及重點采用厚料層操作等改進措施，“短路”及“紅河”現象仍未徹底解決。直至第三代帶有空氣梁及阻力篦板的控流式篦冷機出現，才比較好地解決了原有問題。</p><p>　　第三代篦冷機采用的“高阻力”篦板的概念是指如果篦板阻力比料層阻力大出許多時，料層阻力在空氣穿過篦板和料層所要克服的總阻力中所占的比例變小，甚至篦板阻力≈總阻力，料層阻力接近零狀態(tài)，因此，風量分布主要由篦板阻力決定，因此，這樣就克服了由于篦床上面

20、熟料分布不均造成風量分配不均的情況，可大大提高冷卻效率。充氣梁技術的應用，大大降低了熱端篦板的機械故障率，可充分保證窯的運轉率；可以單排篦板或小風室通風，細分冷卻單元，解決了錯流通風因單元面積過大，而產生通風不均的難題。冷風速度較高，穿透能力強，能實施厚料層操作技術，增加冷卻風與熱熟料接觸面積和延長接觸時間，提高熱效率和冷卻能力，顯著提高了單位面積產量，提高二次風溫，降低出料溫度。 第三代篦冷機由于采用“阻力篦板”，相對減小了因

21、熟料料層阻力變化而對熟料冷卻的影響；采用“空氣梁”，熱端篦床實現了每塊或每個小區(qū)篦板，根據篦上阻力變化調整冷卻風量；同時，采用高壓風機鼓風，減少冷卻空氣量，增大氣固相對速率及接觸面積，從而使換熱效率大為提高。此外，由于阻力篦板在結構、材質上的優(yōu)化設計，提高了使用壽命和運轉率。鑒于“阻力篦板”雖然解決了由于熟料料層分</p><p>　　從9O年代末開始．一些新型冷卻機開始出現．其進料部位與第三代可控氣流通風完全一

22、致．大致有二種結構．無漏料篦板．熟料在固定充氣篦板的料層上通過機械推料裝置對熟料進行輸送，冷風透過料層對熟料進行冷卻。這就是第四代篦冷機。第四代冷卻機的主要特點：1．模塊化設計  一方面是篦冷機的篦板模塊化，另一方面是將篦冷機的主要部件分成幾個部分，例如分成固定篦板段，多個活動篦板段以及破碎機段等。2．篦板多樣化 繼20世紀80年代中期IKN公司開發(fā)成功阻力篦板，完全解決了以往冷卻機容易出現“紅河”、“堆雪人”及“穿流”等事故

23、后。其他公司也推出了自己的產品如：IKN公司的阻力篦板，CP公司I-l一冷卻機的交叉運動篦床篦板以及FLS公司的固定篦床篦板。3．采用液壓驅動，運行更平穩(wěn) 液壓傳動方式可靠，運行穩(wěn)定，承載能力大；而電機直接驅動裝置會產生空間的擁擠。另外低故障率和低噪聲也是液壓驅動被廣泛采用的一個重要原因。4．輥式破碎機的使用，提高了適應性及使用壽命 提高了篦冷機的生產效率。5．減少冷風量、降低能耗 從篦冷機著手降低系統(tǒng)能耗主要有兩個

24、途徑：提高篦冷機熱回收效率和降低篦冷機運轉能耗。之前主要是以提高其熱回收</p><p>　　國際上主要有四種品牌的第四代篦冷機。丹麥FLS公司的SF交叉棒式冷卻機。德國的Polysius公司的PolyTRACK冷卻機德國C.P公司的η-冷卻機以及KHD公司和Py—roSTEP冷卻機。主要分為兩種類型第一類為固定充氣篦床加推料裝置（SF交叉棒式冷卻機和PolyTRACK冷卻機）。第二類為活動充氣篦床不設推料裝置。

25、近幾年我國也投入到了第四代篦冷機的研究中。2008年8月1日完全依靠我國建材科研人員獨立研發(fā)并擁有自主知識產權的第四代S型篦式冷卻機在成都建筑材料工業(yè)設計研究院有限公司研制成功，并投入批量生產。</p><p>　　對于本設計，從技術角度進行比較：對于第三代冷卻機以充氣梁篦冷機為例。高效充氣梁篦冷機具有以下特點： 1、冷卻效率高，采用厚料層、強淬冷技術，可提高熟料產量及標號，同時提高水泥磨機對物料的易磨性，從而降

26、低水泥的成本。 2、熱回收率高，按料層分布規(guī)律，合理配送冷卻風，提高風的利用率、保證了物料的冷卻和熱回收，二次風溫≥1100℃，三次風溫≥850℃，排風溫度≤250℃，熱效率為75%。 3、采用復合篦床，熟料淬冷和熱回收區(qū)采用充氣篦板和充氣梁，充分保證了高運轉率和高效熱回收的要求；中低溫區(qū)進行深層冷卻，采用了易于維修的結構和風室供風的冷卻方式，確保冷卻效果。 4、由于結構合理，可適應燒成工藝中出現的諸多問題，徹底杜絕“堆雪人”、 “紅河

27、”、 “吹穿”等現象，使篦冷機運轉率可達95%；高溫區(qū)篦板使用壽命可達24個月。 5、可配設三元控制系統(tǒng)和監(jiān)測裝置（供選擇），保證高效、穩(wěn)定、安全操作。</p><p>　　當第三代冷卻機熱回收效率提高到75％左右這一接近極限水平時，第四代并沒有多少優(yōu)勢。由于第三代篦冷機使用活動篦板推動熟料運動，造成篦板間及有關部位之間的磨損，因此經常出現漏料的情況。相比第四代篦冷機使用新型低漏料、無漏料篦板，故沒有漏料情況發(fā)生

28、。由于采用模塊化設計，操作也要比第三代簡單。因此，無疑第四代篦冷機要更優(yōu)秀。</p><p>　　從價格角度進行比較：目前，由于國內具有具有生產第四代冷卻機的廠家較少，而國外的第四代冷卻機價格有比較高。因此，無疑使用第四代冷卻機的成本要很高。反觀第三代冷卻機，國產第三代控制流充氣梁篦冷機已在已建、新建水泥熟料生產線上廣泛使用。經過多年的發(fā)展，第三代冷卻機技術已經廣泛普及，其設備價格也比第四代冷卻機低很多。<

29、/p><p>　　從冷卻機使用的穩(wěn)定性角度比較：相比于第四代篦冷機的試用，國產第三代控制流充氣梁篦冷機已在已建、新建水泥熟料生產線上廣泛使用，其技術也已經相當成熟。投入生產后也要更加的穩(wěn)定，可靠。</p><p>　　通過以上對第三代和第四代冷卻機性能的比較，雖然第四代篦冷機要更加先進更加節(jié)能，但是由于設備價格和技術要求很高。目前還無法在短期內全面替代第三代篦冷機的廣泛使用，同時一味的改用第四

30、代篦冷機也不符合國情和企業(yè)實際情況。因此本設計使用第三代高效充氣梁篦冷機。因此本設計的選型方案定為成都水泥設計院設計的LBTF5000篦冷機。</p><p>　　本次設計所要完成的任務包括一下幾個方面：1．配料設計和物料平衡計算并填寫物料平衡表和物料貯存庫明細表；2．回轉窯及冷卻機選型計算，確定設備型號規(guī)格和主要技術參數，并填寫主機設備生產能力平衡表；3．繪制全廠平面布置圖和燒成系統(tǒng)工藝流程圖；4．一套能反映主

31、機設備安裝位置和各設備連接關系的工藝布置圖樣7～10張；其中由指導教師指定的手工圖2～5張，其余用計算機繪圖。5．編制設計計算說明書。6．與本專業(yè)有關科技文獻一篇（英譯漢）。</p><p>　　具體工作安排如下：1.兩周時間查閱資料 定初步設計方案；2. 配料設計和物料平衡計算用時一周；3.一周時間繪制燒成系統(tǒng)工藝流程圖；4.三周時間進行設備選型計算和主機能力平衡計算；5.畢業(yè)實習用時2周；6.六周時間進行燒成

32、系統(tǒng)工藝布置圖設計；7. 編制設計說明書用時一周；8.設計答辯準備工作用時一周。</p><p><b>　　第一章 總 論</b></p><p>　　本次設計課題是日產5000噸水泥熟料新型干法生產線燒成系統(tǒng)窯頭工藝設計。其設計主機設備熟料冷卻機作為水泥廠熟料燒成系統(tǒng)重要的主機設備，它擔負著對高溫紅熱熟料進行冷卻、熱回收、輸送、破碎等多重作用。在現代新型干法水

33、泥生產規(guī)模愈來愈大型化的今天，其關鍵因素之一是裝備的大型化和高新技術的應用，而高效節(jié)能、運行可靠的篦式冷卻機是保證整個生產系統(tǒng)高效運轉的一個非常重要的因素。</p><p>　　本設計使用新型干法水泥生產線，與普通水泥生產線相比具有以下優(yōu)點： 1.熟料單位熱耗低，單機生產能力大，并可利用窯尾余熱烘干物料，雖電耗略高，但其綜合能耗低。2.由于原料和生料的預均化技術的發(fā)展，使干法生產的熟料質量得到了保證，并

34、由于采用了新技術等措施，不斷改進燃燒系統(tǒng)，增強了新型干法生產對原料的適應性。3.由于收塵設備及技術發(fā)展，使干法廠在環(huán)境污染方面有了很大的改善。4.與產量相同的濕法窯相比，預分解窯的質量輕，占地面積小，基建投資少。鑒于此，這次畢業(yè)設計的任務選為5000t/d熟料的預分解窯。</p><p>　　為了在盡量降低水泥廠早期投入成本的前提下，又使水泥生產技術具有先進和現代化的特點，與此同時也要保證生產的穩(wěn)定性，本設計多采

35、用目前已經投產且在實際生產中性能表現良好的成熟工藝技術和設備。</p><p>　　在設計中遵循以下原則：1.窯等主機的產量，除了參考設備說明書和經驗公式計算外，還應根據國內同類型主機的生產數據并參考國內外近似規(guī)格的主機產品進行標定。在工廠建成后的較短時期內，主機應能達到標定的產量，同時標定的主機產量應符合優(yōu)質、高產、低消耗和設備長期安全運轉的要求。既要充分發(fā)揮設備的能力，但又不能過分追求強化操作。2. 大型工廠

36、應配套與之相適應的大型設備，否則將造成工藝線過多的現象。在現代大中型水泥廠的設計中，一般只采用一條或兩條由大型設備組成的工藝線。3. 在選擇生產工藝流程和設備時，應盡量考慮節(jié)省能源，采用國內外較成熟的先進經驗和先進技術。對于新技術、新工藝、新設備，必須經過生產實踐鑒定合格后，才可應用于新建廠的設計中。4. 機械化水平應與工廠規(guī)模和裝備水平相適應，特別是連續(xù)生產過程中大宗物料的裝、運、卸，必須實現機械化。重大設備的檢修、起重以及需要減輕繁

37、重體力勞動的場合，也應盡可能實現機械化；5. 貫徹執(zhí)行國家環(huán)保、工業(yè)衛(wèi)生等方面的規(guī)定。我國水泥生產最高容許排放濃度為50mg/。今后，由于對環(huán)保要求愈睞愈高，應采取積極措施，減少環(huán)境污染，以保護職工身體健康和延長設備生產壽命。6</p><p>　　本設計說明書針對熟料燒成窯頭部分對包括對設計原理和方法、方案選擇的過程以及所采用方案的特點等進行詳細闡述。除此之外，本設計說明書重點對設計的計算部分進行了詳細介紹，包

38、括：配料計算、物料平衡計算、回轉窯產量標定計算、主機設備選型計算等。</p><p>　　第二章 設計任務及所給條件依據</p><p><b>　　2.1設計任務</b></p><p>　　日產5000噸水泥熟料新型干法生產線燒成系統(tǒng)窯頭部分工藝設計包括：</p><p>　　a. 配料設計、物料平衡計算；<

39、/p><p>　　b. 燒成窯頭設備選型計算和主機生產能力平衡計算；</p><p><b>　　2.2設計條件依據</b></p><p>　　1）采用窯外分解窯生產熟料；</p><p>　　2）物料參數見表1-1～1-3；</p><p>　　3）要求熟料三個率值：KH=0.90±0.

40、01、SM=2.60±0.10、IM=1.60±0.10；</p><p>　　4）單位熟料熱耗：3050kJ/kg</p><p>　　5）生產損失：生料按1%計算，其它按3%計算</p><p>　　表2 .2 . 1 原燃料化學成分（%）</p><p>　　表2 .2 . 2 進廠原燃料水分及粒度</p&g

41、t;<p>　　表2 .2 .3 煤的工業(yè)分析</p><p>　　第三章 回轉窯的選型計算</p><p>　　回轉窯主要結構是由窯筒體，支承裝置，窯頭、窯尾密封裝置，傳動裝置，進料煅燒裝置組成。由于簡體的傾斜和緩慢回轉作用，物料既沿圓周方向翻滾又沿軸向移動，繼續(xù)完成分解和燒成的工藝過程，最后，生成熟料經窯頭罩進入冷卻機冷卻?；剞D窯的設計計算一般采用經驗公式，記過對比本設

42、計根據 《新型干法水泥廠設備選型使用手冊》相關資料確定窯型及規(guī)格。具體過程見下表：</p><p>　　表3.1 回轉窯的選型計算</p><p>　　第四章 配料及物料平衡計算</p><p><b>　　4.1配料計算：</b></p><p><b>　　4.1.1確定率值</b></

43、p><p>　　由設計任務知：石灰石飽和系數KH=0.90±0.01</p><p>　　硅率SM=2.60±0.10、</p><p>　　鋁率IM=1.60±0.10</p><p>　　4.1.2 率值及其意義</p><p>　　a. 石灰石飽和系數表示水泥熟料中的氧化鈣總量減去飽和酸

44、性氧化物（SiO2、Al2O3、Fe2O3）所需的氧化鈣后，剩下的與二氧化硅化合的氧化鈣的含量與理論上二氧化硅與氧化鈣化合全部生成硅酸三鈣所需的氧化鈣含量的比值。簡言之，飽和比KH表示熟料中氧化硅被氧化鈣飽和生成硅酸三鈣的程度。</p><p>　　b. 硅率是水泥熟料中SiO2與Al2O3+ Fe2O3之間的比值，也代表熟料中的硅酸鹽礦物和溶劑礦物之間的比值。硅率過高，表示硅酸鹽礦物多，對水泥熟料是強度有利，但

45、意味著溶劑礦物較少，液相量少，將給煅燒造成困難。硅率過低，則對熟料強度不利。且溶劑礦物過多，易結大塊、爐瘤，結圈等，也不利于煅燒。</p><p>　　c. 鋁率是水泥熟料中Al2O3與Fe2O3之間的比值。也反映了熟料中的C3A和C4AF的相對含量。選擇鋁率的高低，也應視具體情況而定。在溶劑礦物C3A+C4AF含量一定時， 鋁率高，意味著C3A量多，C4AF量小，液相粘度增加，C3S形成比較困難，且熟料的后期強

46、度、抗干縮性、耐磨性等均受影響；相反。如果鋁率過低，則C3A量少，C4AF量多，液相粘度降低，這對保護好旋窯的窯皮和立窯的底火比例。</p><p>　　4.1.3 假設原料配比</p><p>　　石灰石:砂巖:鐵粉=0.834:0.148:0.018</p><p>　　4.1.4計算白生料化學成分</p><p><b>　　

47、表4 .1 .1</b></p><p>　　4.1.5 計算灼燒基生料化學成分</p><p>　　灼燒基成分=A/(100-L)=A/(100-35.2497)</p><p><b>　　表4 .1 .2</b></p><p>　　4.1.6 計算熟料標準煤耗</p><p>

48、　　表4 .1 .3煤的工業(yè)分析 </p><p>　　單位熟料熱耗:3050kj/kg</p><p>　　標準煤耗=熟料熱耗/煤熱值=3050/25260=0.12074426Kg煤/Kg熟料</p><p>　　4.1.7 計算煤灰摻入量</p><p>　　GA=P×A×S/100=0.12074426×

49、25.82%×100/100=3.1176%</p><p>　　( 其中A:煤收到基灰分含量（%）；S：煤灰沉落于熟料中的百分率（%），一般取100 )</p><p>　　4.1.8 計算熟料化學成分（%）</p><p><b>　　表4 .1 .4</b></p><p>　　4.1.9 計算率值&l

50、t;/p><p>　　KH=（CaO-1.65Al2O3-0.35Fe2O3）/2.8SiO2=0.9050(0.90±0.01)</p><p>　　SM=SiO2/( Al2O3+ Fe2O3)=2.5063 (2.60±0.10)</p><p>　　IM= Al2O3 /Fe2O3=1.5501 (1.60±0.10)</p&

51、gt;<p>　　經過驗算滿足設計要求，可取.原料配比為：</p><p>　　石灰石:砂巖:鐵粉=0.834:0.148:0.018</p><p>　　4.2 物料平衡計算</p><p>　　4.2.1 計算熟料料耗</p><p><b>　　a.理論料耗</b></p><p&

52、gt;　　HL=（100- GA）/（100-生料燒失量）=1.4962Kg生料/Kg熟料</p><p><b>　　b.實際料耗</b></p><p>　　HS= HL/（1-生產損失）=1.5113Kg生料/Kg熟料</p><p>　　4.2.2 計算實物煤耗</p><p>　　P`=P/（1-煤生產損失）=

53、0.1245Kg煤/Kg熟料</p><p>　　4.2.3 計算干基實際消耗定額</p><p>　　干石灰石=1.5105×0.835/（1-1%）=1.2732Kg干石灰石/Kg熟料</p><p>　　干砂巖=0.2259Kg干砂巖/Kg熟料</p><p>　　干鐵粉=0.0275Kg干鐵粉/Kg熟料</p>

54、<p>　　4.2.4計算濕基實際消耗定額</p><p><b>　　由公式 得：</b></p><p>　　濕石灰石=1.2732/（1-1%）=1.2861Kg濕石灰石/Kg熟料</p><p>　　濕砂巖=0.2259/（1-6%）=0.2403Kg濕砂巖/Kg熟料</p><p>　　濕鐵粉=0.

55、0275/(1-16%)=0.0327Kg濕鐵粉/Kg熟料</p><p>　　濕原煤=0.1245/（1-10%）=0.1383Kg濕原煤/Kg熟料</p><p>　　4.2.5 計算濕物料配合比</p><p>　　濕物料總量=濕石灰石+濕砂巖+濕鐵粉=1.5591</p><p><b>　　表4 .2 .1</b&g

56、t;</p><p>　　第五章 編制物料平衡表如下</p><p>　　根據以上計算結果即可編制物料平衡表如下：</p><p>　　表5 .1物料平衡表（每年按310天計算，每天24小時）</p><p>　　第六章 總平面布置和工藝流程</p><p>　　根據廠區(qū)地形，進出廠物料運輸方向和運輸方式，工程地址等，

57、合理的安排工廠各個設備的位置，使之適合于工藝流程，并且盡可能做到人性化，從而使工廠組成一個有機的生產整體，以使工廠能發(fā)揮其最大的生產效能。</p><p>　　水泥企業(yè)從生產所需原料的機械化開采起，經過一系列的運輸和加工，到水泥的包裝或散裝輸出為止，是一套復雜而科學的生產過程，故其總平面圖設計必須處理許多復雜的技術問題。而總平面設計的合理與否，對工廠的建設，生產以及將來的發(fā)展都有直接而深遠的影響。</p&g

58、t;<p>　　6.1 水泥總平面設計步驟</p><p>　　設計分工廠總平面圖設計亦按初步設計及施工圖設計兩階段進行。每個設計階段又分為資料圖和成品圖兩個步驟進行工作?，F將各階段工作分別敘述如下：</p><p>　　施工圖設計（1）工廠總平面資料圖（2）工廠總平面布置施工圖：</p><p>　?、?豎向布置圖：具體表示廠區(qū)設計標高的關系和邊坡處

59、理。</p><p>　?、?土方工程圖：具體表示廠區(qū)場地平整土石方的調撥和工程量。</p><p>　　③ 鐵路專用線施工圖：表示鐵路專用線坐標、標高、橋涵、縱橫剖面等施工要求。</p><p>　?、?廠區(qū)道路及雨水排除施工圖。</p><p>　?、?管線匯總施工圖：表示廠區(qū)內地上、地下各種管線的關系位置。</p><

60、;p>　　6.2 工藝設計的基本原則和程序</p><p>　　6.2.1 基本原則</p><p>　?、?根據計劃任務書規(guī)定的產品品種、質量、規(guī)模進行設計。</p><p>　?、?主要設備的能力應與工廠規(guī)模相適應。</p><p>　?、?選擇技術先進、經濟合理的工藝流程和設備。</p><p>　?、?全

61、面解決工廠生產，廠外運輸和各種物料的儲備關系。</p><p>　?、?注意考慮工廠建成后生產挖潛的可能和留有工廠發(fā)展的余地。</p><p>　　⑥ 合理考慮機械化、自動化裝備水平。</p><p>　?、?重視消音除塵，滿足環(huán)保要求。</p><p>　?、?方便施工、安裝，方便生產、維修。</p><p><

62、;b>　　6.2.2設計程序</b></p><p>　　首先要有資源地質詳細勘探報告，之后進行原料加工試驗，配料計算，結合設計基礎資料進行物料平衡、主機平衡、儲庫平衡計算。接著開始進行繪圖部分，包括: 全廠生產車間總平面輪廓圖;工廠總平面資料圖；各車間工藝布置圖；其他專業(yè)配合設計；全廠生產車間平、剖面圖、設計表、設計說明書，經審查批準后，即得工藝施工資料圖。結合其他專業(yè)配合設計得施工圖（成品圖

63、）。</p><p>　　6.3 工藝流程簡介</p><p>　　水泥生產可概括為生料制備、熟料煅燒、水泥粉磨三步。生產方法依生料制備方法不同分為干法和濕法。濕法生產產量低、熟料熱好高、耗水量大，逐漸被干法生產取代。干法生產主要包括干法回轉窯生產、懸浮預熱窯生產、預分解窯生產，其熟料的煅燒大致分為預熱、分解及燒成三個過程。其中窯外分解技術是將水泥煅燒過程中的不同階段分別在旋風預熱器、分解

64、爐和回轉窯內進行，把燒成用煤的50~60%放在窯外分解爐內，是燃料燃燒過程與生料吸熱同時在懸浮狀態(tài)下極其迅速的進行，時入窯物料的分解率達到90%以上，使生料入窯前基本完成硅酸鹽的分解。預熱分解窯生產工藝，煅燒系統(tǒng)的熱工布局更加合理、窯生產效率高、產品質量好、能源消耗低、窯內襯體壽命長，環(huán)境保護諸多方面具有更加優(yōu)越的性能。本設計水泥生產工藝采用先進的新型干法生產工藝，其工藝流程簡述如下：</p><p>　　6.3

65、.1、 破碎及預均化</p><p>　?。?）破碎 水泥生產過程中，大部分原料要進行破碎，如石灰石、黏土、鐵礦石及煤等。石灰石是生產水泥用量最大的原料，開采后的粒度較大，硬度較高，因此石灰石是生產水泥用量最大的原料，開采后的粒度較大，硬度較高，因此石灰石的破碎在水泥廠的物料破碎中占有比較重要的地位。</p><p>　　破碎過程要比粉磨過程經濟而方便，合理選用破碎設備和和粉磨設備非常重要

66、。在物料進入粉磨設備之前，盡可能將大塊物料破碎至細小、均勻的粒度，以減輕粉磨設備的負荷，提高黂機的產量。物料破碎后，可減少在運輸和貯存過程中不同粒度物料的分離現象，有得于制得成分均勻的生料，提高配料的準確性。</p><p>　?。?）原料預均化 預均化技術就是在原料的存、取過程中，運用科學的堆取料技術，實現原料的初步均化，使原料堆場同時具備貯存與均化的功能。</p><p>　　原料預均

67、化的基本原理就是在物料堆放時，由堆料機把進來的原料連續(xù)地按一定的方式堆成盡可能多的相互平行、上下重疊和相同厚度的料層。取料時，在垂直于料層的方向，盡可能同時切取所有料層，依次切取，直到取完，即“平鋪直取”。</p><p><b>　　意義：</b></p><p>　?。?）均化原料成分，減少質量波動，以利于生產質量更高的熟料，并穩(wěn)定燒成系統(tǒng)的生產。</p&g

68、t;<p>　?。?）擴大礦山資源的利用，提高開采效率，最大限度擴大礦山的覆蓋物和夾層，在礦山開采的過程中不出或少出廢石。</p><p>　?。?）可以放寬礦山開采的質量和控制要求，降低礦山的開采成本。</p><p>　　（4）對黏濕物料適應性強。</p><p>　　（5）為工廠提供長期穩(wěn)定的原料，也可以在堆場內對不同組分的原料進行配料，使其成為

69、預配料堆場，為穩(wěn)定生產和提高設備運轉率創(chuàng)造條件。</p><p>　?。?）自動化程度高。</p><p>　　6.3.2、生料制備</p><p>　　水泥生產過程中，每生產1噸硅酸鹽水泥至少要粉磨3噸物料（包括各種原料、燃料、熟料、混合料、石膏），據統(tǒng)計，干法水泥生產線粉磨作業(yè)需要消耗的動力約占全廠動力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占約3%，水泥粉

70、磨約占40%。因此，合理選擇粉磨設備和工藝流程，優(yōu)化工藝參數，正確操作，控制作業(yè)制度，對保證產品質量、降低能耗具有重大意義。</p><p>　　6.3.3、生料均化</p><p>　　新型干法水泥生產過程中，穩(wěn)定入窖生料成分是穩(wěn)定熟料燒成熱工制度的前提，生料均化系統(tǒng)起著穩(wěn)定入窖生料成分的最后一道把關作用。</p><p><b>　　均化原理：<

71、/b></p><p>　　采用空氣攪拌，重力作用，產生“漏斗效應”，使生料粉在向下卸落時，盡量切割多層料面，充分混合。利用不同的流化空氣，使庫內平行料面發(fā)生大小不同的流化膨脹作用，有的區(qū)域卸料，有的區(qū)域流化，從而使庫內料面產生傾斜，進行徑向混合均化。</p><p>　　6.3.4、預熱分解</p><p>　　把生料的預熱和部分分解由預熱器來完成，代替回轉

72、窯部分功能，達到縮短回窯長度，同時使窯內以堆積狀態(tài)進行氣料換熱過程，移到預熱器內在懸浮狀態(tài)下進行，使生料能夠同窯內排出的熾熱氣體充分混合，增大了氣料接觸面積，傳熱速度快，熱交換效率高，達到提高窯系統(tǒng)生產效率、降低熟料燒成熱耗的目的。</p><p><b>　?。?）物料分散</b></p><p>　　換熱80%在入口管道內進行的。喂入預熱器管道中的生料，在與高速上

73、升氣流的沖擊下，物料折轉向上隨氣流運動，同時被分散。</p><p><b>　?。?）氣固分離</b></p><p>　　當氣流攜帶料粉進入旋風筒后，被迫在旋風筒筒體與內筒（排氣管）之間的環(huán)狀空間內做旋轉流動，并且一邊旋轉一邊向下運動，由筒體到錐體，一直可以延伸到錐體的端部，然后轉而向上旋轉上升，由排氣管排出。</p><p><b&

74、gt;　　（3）預分解</b></p><p>　　預分解技術的出現是水泥煅燒工藝的一次技術飛躍。它是在預熱器和回轉窯之間增設分解爐和利用窯尾上升煙道，設燃料噴入裝置，使燃料燃燒的放熱過程與生料的碳酸鹽分解的吸熱過程，在分解爐內以懸浮態(tài)或流化態(tài)下迅速進行，使入窯生料的分解率提高到90%以上。將原來在回轉窯內進行的碳酸鹽分解任務，移到分解爐內進行；燃料大部分從分解爐內加入，少部分由窯頭加入，減輕了窯內煅

75、燒帶的熱負荷，延長了襯料壽命，有利于生產大型化。</p><p>　　6.3.5、水泥熟料的燒成</p><p>　　生料在旋風預熱器中完成預熱和預分解后，下一道工序是進入回轉窯中進行熟料的燒成。</p><p>　　在回轉窯中碳酸鹽進一步的迅速分解并發(fā)生一系列的固相反應，生成水泥熟料。隨著物料溫度升高物料變成液相。熟料燒成后，溫度開始降低。最后由水泥熟料冷卻機將回

76、轉窯卸出的高溫熟料冷卻到下游輸送、貯存庫和水泥磨所能承受的溫度，同時回收高溫熟料的顯熱，提高系統(tǒng)的熱效率和熟料質量。</p><p>　　6.3.6、水泥粉磨</p><p>　　水泥粉磨是水泥制造的最后工序，也是耗電最多的工序。其主要功能在于將水泥熟料（及膠凝劑、性能調節(jié)材料等）粉磨至適宜的粒度（以細度、比表面積等表示），形成一定的顆粒級配，增大其水化面積，加速水化速度，滿足水泥漿體凝結

77、、硬化要求。</p><p>　　6.3.7、水泥包裝 水泥出廠有袋裝和散裝兩種發(fā)運方式。</p><p>　　第七章 熟料冷卻機及冷卻風機選型計算</p><p>　　冷卻機系統(tǒng)是水泥廠熟料燒成系統(tǒng)中的重要組成部分，其主要作用是對水泥熟料進行冷卻、輸送；同時為回轉窯及分解爐等提供熱空氣，是燒成系統(tǒng)熱回收的主要部分。隨著現代新型干法水泥生產技術和裝備的迅速發(fā)展，

78、以及水泥熟料冷卻設備的技術不斷提高，高效能、運行可靠的熟料冷卻機成為確保系統(tǒng)生產能力的關鍵。因此無論是作為水泥生產中保證水泥質量的部分，還是作為降低水泥生產能耗的部分，冷卻機系統(tǒng)的作用都是極其重要的。熟料冷卻機作業(yè)原理在于高效、快速地實現熟料與冷卻空氣之間的氣固換熱。</p><p>　　本設計選用第三代篦式冷卻機，故設計計算使用第三代使用的系數。冷卻風機選型，對第三代篦冷機而言，熊會思先生認為在熱回收區(qū)高阻力篦

79、板的風載大大低于第二代篦冷機的風載。壓力設計可仍采用△P=△Pg+△Pcl公式，只是V通孔的數值不同，這樣計算出的P值大約在11000Pa左右。采用壓強具體見下表：</p><p>　　表7 . 1 篦冷機及冷卻風機的選型計算</p><p>　　表7 .2 回轉窯中心和篦冷機中心偏心距</p><p>　　第八章 窯頭電收塵選型計算</p>&l

80、t;p>　　靜電除塵器的工作原理是利用高電壓電場使煙氣發(fā)生電離，氣流中的粉塵荷電在電場作用下與氣流分離。電除塵器的性能受粉塵性質、設備構造和煙氣流速等三個因素的影響。粉塵的比電阻是評價導電性的指標，它對除塵效率有直接的影響，靜電除塵器能處理比電阻為103～1014Ω·cm的粉塵，對比電阻范圍為104～5×1011Ω·cm的粉塵最有效。比電阻過低，塵粒難以保持在集塵電極上，致使其重返氣流。比電阻過高，到

81、達集塵電極的塵粒電荷不易放出，在塵層之間形成電壓梯度會產生局部擊穿和放電現象。這些情況都會造成除塵效率下降。</p><p><b>　　表8 .1</b></p><p>　　第九章 附屬設備選型</p><p>　　9.1 煤粉燃燒器選型</p><p>　　煤粉燃燒器具有特殊設計的多級多嘴送風導向結構，能在短時間內

82、使煤粉產生高溫渦流，具有燃燒完全，熱利用率高，消煙除塵、高效節(jié)能，改善工作條件，減輕勞動強度等優(yōu)點</p><p>　　燃燒器是煤粉爐燃燒設備的主要組成部分，它的作用是把煤粉和燃燒所需的空氣送入爐膛，并組織合理的氣流結構，使燃料能迅速地著火，穩(wěn)定地燃燒。</p><p>　　一個良好的燃燒器應具備的確良基本條件是：</p><p>　?。?）一二次風出口截面應保證適

83、當的一二次風風速比；</p><p>　?。?）出口氣流有足夠的擾動性，使氣流能很好地混合；</p><p>　?。?）煤粉氣流的擴散角，能在一定范圍內任意調節(jié)，以適應煤種變化的需要；</p><p>　?。?）沿出口截面煤粉的分布應均勻；</p><p>　?。?）結構應簡單、緊湊，通風阻力應小。</p><p>

84、　　本設計選擇三通道煤粉燃燒器</p><p><b>　　表9 .1</b></p><p>　　9.2 離心引風機選型</p><p>　　離心風機是依靠輸入的機械能，提高氣體壓力并排送氣體的機械，它是一種從動的流體機械。離心風機廣泛用于工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的通風、排塵和冷卻；鍋爐和工業(yè)爐窯的通風和引風；空氣調節(jié)設備

85、和家用電器設備中的冷卻和通風；谷物的烘干和選送；風洞風源和氣墊船的充氣和推進等。窯頭離心風機作用是為了克服除塵器等系統(tǒng)阻力而存在的。</p><p><b>　　表11 .1</b></p><p><b>　　9.3 破碎機選型</b></p><p>　　在水泥粉磨工藝中，球磨機入磨物料粒度的大小，對其臺時產量影響較大

86、，預破碎工藝作為提高磨機臺時產量、降低粉磨電耗的重要途徑。因此熟料破碎機作為熟料入磨前的預破碎工序十分重要。此外，熟料破碎機還起到破碎熟料使之粒度滿足熟料輸送機輸送粒度要求的作用。</p><p><b>　　表10 .1</b></p><p>　　9.4 熟料輸送設備選型</p><p>　　水泥場內熟料作為粉狀物料形式輸送，粒度細，易飛揚

87、且溫度高，要求用具有良好密封性和耐磨性的輸送設備進行輸送。本設計選用天津水泥設計院設計的拉鏈機作為熟料輸送設備。具體見下表：</p><p><b>　　表12 .1 </b></p><p><b>　　結論</b></p><p>　　本次畢業(yè)設計歷時半個學期，通過此次的設計使我把大學中所學的知識進行了系統(tǒng)運用。在設計

88、之中鍛煉了我自主學習的能力。</p><p>　　本次設計從原始資料入手，進行工藝的選擇與配料計算以及全廠物料平衡計算，以求出符合要求熟料組成的原料配合比和各種物料的消耗定額。以全廠物料平衡表為依據進行主機的選型和標定。對于窯頭部分著重對熟料冷卻機和電收塵進行了設計選型以及工藝設計。</p><p>　　通過畢業(yè)設計不僅使學過的知識得以鞏固、提高，而且進一步培養(yǎng)我們獨立思考、設計及解決實際

89、技術問題的能力，使自己的學識和工程實踐能力有一個很大的進步。</p><p>　　本文重點論述了水泥燒成窯頭部分。通過對目前各種類型熟料冷卻機對比選擇了兼顧技術和價格兩方面的篦冷機。其中包括篦冷機、破碎機、電收塵器、拉鏈機的選型和生產能力的標定等。本設計再設計中，以工藝設備的運行可靠性、國內目前投產狀況以及價格方面因素為主要考慮因素做出設計成果。 </p><p>　　在設計中由于知識和實

90、際的生活常識缺乏。所以設計只是在工藝流程的層面上，與實際生產有一定的差距，希望能夠諒解。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]熊會思.《新型干法燒成水泥熟料設備設計、制造、安裝與使用》［M］.北京：中國材工業(yè)水泥出版社，1995.</p><p>　　[2]黃書謀.第五屆全國新型干法水泥生產技術交流會論文集［

91、C］. 北京：中國建材工業(yè)水泥出版社，2003.</p><p>　　[3]王仲春.《水泥工業(yè)粉磨工藝技術》［M］.北京：中國建材工業(yè)水泥出版社，2000.</p><p>　　[4]嚴生 常捷 程麟《新型干法水泥廠工藝設計手冊》中國建材工業(yè)出版社 2007.</p><p>　　[5]熊會思 熊然《新型干法水泥廠設備選型使用手冊》中國建材工業(yè)出版社 2007.&l

92、t;/p><p>　　[6] 陳全德.《新型干法水泥技術原理與應用》［M］.北京：中國建材工業(yè)水泥出版社2004.</p><p>　　[7] 陳聞清《LBTF5000篦冷機的維護及問題處理》文章編號：1002-9877(2008)02-0062-0 《水泥 CEMENT》2008．No．2.</p><p>　　[8] 賀云龍陳澤瑜成都建筑材料工業(yè)設計研究院有

93、限公司(610021)《LBTF5 000第三代空氣梁往麟動篦式冷卻機的開發(fā)設計》文章編號：1008-0473(2004)01-0016-0 《新世紀水泥導報》2004年第1期.</p><p>　　[9] 張慶今《硅酸鹽工業(yè)機械及設備》華南理工大學出版社 2005-7-1.</p><p>　　[10] 唐國山、唐復磊《水泥廠電除塵器應用技術》化學工業(yè)出版社 2005年01月.<

94、;/p><p>　　[11] 金容容.《水泥廠工藝設計概論》［M］.武漢：武漢理工大學出版社，1993.</p><p>　　[12] 王偉君，李祖尚.《水泥生產工藝計算手冊》［M］. 北京：中國建材工業(yè)水泥出版社，2001.</p><p>　　[13] 沈威.《水泥工藝學》［M］.武漢：武漢理工大學出版社，1991.</p><p>　　[1

95、4] 丁奇生《水泥生產技術叢書--水泥熟料燒成工藝與裝備》化學工業(yè)出版社 2008-1-1.</p><p>　　[15] 李海濤 主編，郭獻軍，吳武偉《新型干法水泥生產技術與設備》化學工業(yè)出版社 2006-1-1.</p><p>　　[16] 姜鳳有《工業(yè)除塵設備——設計、制作、安裝與管理》冶金工業(yè)出版社 2007-1-1.</p><p>　　[17]

96、王純，張殿印《除塵設備手冊》化學工業(yè)出版社 2009-9-1.</p><p>　　[18] 彭寶利.《水泥生產工藝流程及設備參考圖冊》，武漢工業(yè)大學出版社.</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在這次畢業(yè)設計中指導老師xx老師給予我耐心的指導和幫助，課程設計組的同學們亦給我很多幫助，我深深的感謝他們。在老師的耐心指導

97、和同學們的熱心幫助下我才能順利的完成本次設計任務。與此同時，在與老師和同學們對某些問題的探討中，促進了交流，增進了友誼，增強了自己團隊合作的能力。</p><p>　　此外，在本次設計中，我從指導老師們身上學到了許多，特別是科學嚴謹的治學思想以及腳踏實地的工作態(tài)度。這些為即將步入工作崗位的我打下了良好的基礎，必將讓我終身受用！</p><p>　　在此，再一次表達對指導老師們的謝意！<