年產熟料150萬畢業(yè)設計說明書.doc

i * 本科畢業(yè)設計說明書本科畢業(yè)設計說明書 年產熟料 150 萬噸干法水泥生產線設計 annual production capacity of 1.5 million tons of clinker dry process cement production line design 學院（部）： * 專業(yè)班級： * 學生姓名： * 指導教師： * * 年 * 月 * 日 ii * 畢業(yè)設計任務書 專業(yè)班級 * 姓名 * 日期 2009.3.15 1 設計題目 年產熟料 150 萬噸干法水泥生產線設計 重點設計 水泥粉磨 2 設計原始資料：水泥工廠畢業(yè)設計指示書 3 設計文件： 說 明 書： 1 份 設備明細表： 1 份 圖 紙： 6 份 4 設計任務下達日期：2009.3.15 5 設計完成日期：2009.6.5 6 設計各章節(jié)答疑人：* 部分 部分 部分 部分 部分 部分 7 指導教師 8 教研室負責人 9 系負責人 iii * 畢業(yè)設計成績評定 專業(yè)班級*姓名*完成日期 2009.6.5 1、設計題目 年產熟料 150 萬噸干法水泥生產線設計 重點設計 水泥粉磨 2、答辯評定意見 3、畢業(yè)設計成績的評定 指導教師（分）評閱教師（分）畢業(yè)答辯（分）總 分 4、答辯委員會（簽名） 日期 安徽理工大學畢業(yè)設計 i 年產熟料 150 萬噸干法水泥生產線設計 摘 要 本設計任務是設計年產熟料 150 萬噸干法水泥生產線。設計過程經過廠址選擇、 全廠布局、窯的選型、物料平衡計算、各生產車間工藝設計及主機選型、物料的儲 存和均化、重點車間設計等步驟。 設計生料粉磨采用立磨，熟料煅燒采用 4.872 帶窯外分解回轉窯燒成系統(tǒng)， 重點車間水泥粉磨采用帶輥壓機和 v 型選粉機的聯(lián)合磨系統(tǒng)。 重點車間水泥粉磨環(huán)節(jié)，采用目前較為廣泛使用的聯(lián)合磨系統(tǒng)，該粉磨系統(tǒng)系 將物料先經選粉機選粉后送入輥壓機，輥壓后送入后續(xù)球磨機粉磨成成品。該系統(tǒng) 具有粉磨效率高、電耗低、適宜大型生產等特點，而為眾多廠家選用。 關關鍵鍵字字：水水泥泥，干干法法生生產產工工藝藝，回回轉轉窯窯，水水泥泥粉粉磨磨 安徽理工大學畢業(yè)設計 ii annual production capacity of 1.5 million tons of clinker dry process cement production line design abstract the design task is to design an annual output of 1,500,000 tons of clinker cement production line dry. after the design process of site selection, plant layout, the selection of the kiln, the material balance calculation, the production process design and host selection, storage and all materials, and the focus of the workshop design steps. raw material grinding design using vertical mill, clinker calcined 4.8 72 with the use of outside the decomposition of rotary kiln sintering system, the focus of cement grinding plant with a roller press and v-separator system joint grinding. focus on aspects of cement grinding plant, more extensive use of the current joint grinding system, which will be material grinding system in the first election by the separator into the roller press after the powder, roll into the follow-up after the ball mill grinding into a finished product. the system is grinding with high efficiency, low power consumption, suitable for large-scale production, etc., and the choice of many manufacturers. key word：cement，dry process，rotary，cement grinding 安徽理工大學畢業(yè)設計 i 目錄 .i 摘 要 .i abstract .ii 緒 論 .1 1 總論 2 1.1 設計任務及其依據，論述所生產產品的意義和價值.2 1.1.1 設計任務 .2 1.1.2 生產產品的種類及意義和價值 .2 1.2 廠址的選擇.3 1.2.1 建廠的原始資料 .3 1.2.2 江蘇省銅山縣青龍山石灰石礦區(qū)地質評價報告（摘要）4 1.2.3 廠址的選擇 8 1.3 窯的選型及標定10 1.3.1 窯的標定的意義 10 1.3.2 窯的選型計算 10 1.3.3 回轉窯產量的標定 11 1.4 確定石膏和混合材摻量13 1.4.1 概述（石膏） 13 1.4.2 石膏的分類： 14 1.4.3 技術要求： 14 1.4.4 確定石膏的含量 .15 1.4.5 混合材概述 15 1.4.6 混合材的摻量 15 1.5 配料計算16 1.5.1 確定率值 16 1.5.2 計算粉煤灰摻入量 16 1.5.3 計算物料平衡 17 1.5.4 原燃料消耗定額的計算 18 2 生產車間工藝設計及主機設備選型 .21 2.1 物料的破碎22 2.1.1 破碎系統(tǒng)的發(fā)展狀況 22 2.1.2 破碎設備的工作原理 23 2.1.3 影響破碎系統(tǒng)的選擇因素 23 2.1.4 石灰石破碎 24 2.1.5 砂巖破碎 25 2.1.6 石膏破碎.27 2.3 物料的粉磨系統(tǒng)28 2.3.1 生料粉磨.28 2.3.2 水泥粉磨.29 2.3.3 煤粉制備.31 2.4 熟料燒成系統(tǒng)32 2.5 水泥包裝車間 33 3 物料的儲存和均化 .36 安徽理工大學畢業(yè)設計 ii 3.1 堆場和堆棚37 3.1.1 石灰石均化庫 37 3.1.2 砂巖堆場 38 3.1.3 石膏堆棚 38 3.1.4 原煤堆場 39 3.1.5 鐵粉堆棚 40 3.2 庫的選擇41 3.2.1 石灰石調備庫 42 3.2.2 粉煤灰?guī)?.43 3.2.3 鐵粉庫 43 3.2.4 砂巖庫 44 3.2.5 生料庫 44 3.2.6.1 熟料庫 45 3.2.6.2 熟料調備庫 45 3.2.7 石膏庫 46 3.2.8 水泥庫 47 3.2.9 成品庫 47 4 總平面布置和工藝流程 .50 4.1 水泥總平面設計的步驟50 4.1.1 初步設計.50 4.1.2 施工圖設計.50 資料來自水泥廠工業(yè)設計51 4.2 工藝設計的基本原則和程序51 4.2.1 工藝設計的基本原則 51 4.2.2 工藝設計的程序 51 4.3 工藝流程52 4.3.1 生料制備 52 4.3.2 熟料燒成 53 4.3.3 水泥粉磨 53 5 重點車間設計水泥粉磨 .55 5.1 概述 55 5.2 磨機和的選型及產品的標定57 5.3 循環(huán)負荷、選粉效率、選粉設備57 5.3.1 循環(huán)負荷和選粉效率 57 5.3.2 選粉設備的選型 57 5.3.3 輥壓機的選型.59 5.4 磨機的通風60 5.4.1 通風的作用.60 5.4.2 磨機通風計算.60 5.5 除塵系統(tǒng)60 5.5.1 除塵設施 60 5.5.2 除塵系統(tǒng)的計算 61 5.5.3 袋式除塵器的選型 61 5.6 除塵風管直徑和管道阻力計算63 安徽理工大學畢業(yè)設計 iii 5.6.1 除塵風管直徑計算 63 5.6.2 風機選型 65 5.6.3 廢氣排放濃度 65 5.7 輸送設備選型66 5.7.1 斗式提升機的選型 66 5.7.2 空氣輸送斜槽的選型 67 結束語 .71 致 謝 72 安徽理工大學畢業(yè)設計 1 緒 論 根據國家統(tǒng)計局最新統(tǒng)計，2008年規(guī)模以上水泥企業(yè)全年水泥產量13.88億噸， 同比去年增長5.2%，環(huán)比上月增長9.59%，可以說在經濟下行的背景下，水泥產量仍保 持適度增長。 20世紀5070年代出現(xiàn)的懸浮預熱和預分解技術（即新型干法水泥技術）大 大提高了水泥窯的熱效率和單機生產能力，以其技術先進性、設備可靠性、生產適 應性和工藝性能優(yōu)良等特點，促進水泥工業(yè)向大型化進一步發(fā)展，也是實現(xiàn)水泥工 業(yè)現(xiàn)代化的必經之路。 目前，水泥生產規(guī)模的大型化已成為水泥工業(yè)發(fā)展的趨勢。截 至2007年年底，經中國水泥協(xié)會統(tǒng)計，新型干法生產線798條，年熟料總產能為 60704.20萬噸。其中20005000噸/日規(guī)模生產線340條，占熟料總產能的45.37%；5000 噸/日及以上規(guī)模生產線137條，占熟料總產能的36.80%。目前，世界最大規(guī)模水泥熟 料生產線已達10000噸/日，我國共有4條。 水泥生產主要工藝過程可簡要包括為 “兩磨一燒” 。按主要生產環(huán)節(jié)分為： 礦山開采、生料制備、熟料煅燒、水泥粉磨與水泥包裝等。 新型干法生產以懸浮預熱器和窯外分解技術為核心，采用新型原料、燃料均化 和節(jié)能粉磨技術及裝備，全線采用計算機集散控制，實現(xiàn)水泥生產過程自動化和 高效、優(yōu)質、低耗、環(huán)保。 新型干法水泥在生產過程中摻加了一定量的工業(yè)廢棄物 降低了成本，同時也減少對環(huán)境的污染。 安徽理工大學畢業(yè)設計 2 1 1 總論 1 1. .1 1 設計任務及其依據，論述所生產產品的意義和價值 1 1. .1 1. .1 1 設計任務 年產熟料 150 萬噸干法水泥生產線設計 ,重點設計水泥粉磨車間。 1 1. .1 1. .2 2 生產產品的種類及意義和價值 1 1. .1 1. .2 2. .1 1 生產產品的種類及定義 硅酸鹽水泥 凡由硅酸鹽水泥熟料、6 15混合材料、適量石膏磨細制成的水硬 性膠凝材料，稱為普通硅酸鹽水泥(簡稱普通水泥)，代號p.o。 摻活性混合材料時，最大摻量不得超過15，其中允許用不超過水 泥質量 5的窯灰或不超過水泥質量10的非活性混合材料來代替。摻非 活性混合材料時，最大摻量不得超過水泥質量10。 特性：和勻性好，快硬，早期強度高，抗凍、耐磨，抗?jié)B透性較強。缺點是耐酸、 堿等化學腐蝕較差 適用范圍：一般地上工程及受侵蝕作用的地下工程；無腐蝕水中的受凍工程；早 期強度要求較高的工程；低溫環(huán)境中需要強度發(fā)揮較快的工程。不適用于大體積混泥 土工程和受化學侵蝕的工程。 1 1. .1 1. .2 2. .2 2 產品的意義和價值 水泥是建筑工業(yè)三大基本材料之一。使用廣，用量大，素有 “建筑工業(yè)的糧食 ” 之稱。其單位質量的能耗只有鋼材的 1/51/6，合金的 1/25，比紅磚還底 35%。根 據預測，下一個世紀的主要建筑材料，還將是水泥和混凝土，水泥的生產和研究仍 然極為重要。水泥粉磨和攪拌后，表面的熟料礦物立即與水發(fā)生水化反應，放出熱 量，形成一定的水化產物。由于各種水化物的溶解度很小，就在水泥顆粒周圍析出。 隨著水化作用的進行，析出的水化產物不斷增多，以致互相結合。這個過程的進行， 使水泥漿體稠化而凝結，隨后變硬，并能將與其攪拌在一起的混合材膠粒膠結成整 體，逐漸產生強度。因此，水泥混凝土的強度是隨齡期延長而逐漸增長的。早期增 長快，但是，只要維持適當?shù)臏囟群蜐穸?，其強度在幾個月、幾年后還會進一步有 所增長；另一方面，也可能在幾十年后尚有未水化的部分殘留，仍具有繼續(xù)進行水 化作用的潛在能力。 水泥作為膠凝材料，除水硬性外，水泥還有許多優(yōu)點：水泥漿有很好的可塑性， 安徽理工大學畢業(yè)設計 3 與石膏拌合后仍能使混合物具有和易性，可澆注成各種形狀尺寸的構件，以滿足設 計的不同要求，適應性強；還可以用于海上、地下、深水或者嚴寒、干熱的地區(qū)， 以及耐侵蝕、防輻射核電站等特殊要求的工程；硬化后可以獲得較高的強度，并且 改變水泥的組成，可以適當調節(jié)其性能，滿足一些工程的不同的需要；還可與纖維 或者聚合物等多種有機、無機材料匹配，制成各種水泥基復合材料，有效發(fā)揮材料 的潛力；與普通的鋼鐵相比，水泥制品不會生銹，也沒有木材這類材料易于腐朽的 特點，更不會有塑性年久老化的問題，耐久性好，維修工作量小等等。因此水泥不 但大量用于工業(yè)和民用建筑，還廣泛應用于交通、城市建設、農林、水利及海港等 工程，制成各種形式的混凝土，鋼筋混凝土的構件和構件物，而使水泥管、水泥船 等各種特殊功能的建筑物、構筑物的出現(xiàn)成了可能。此外，如宇宙工業(yè)、核工業(yè)以 及其他新型工業(yè)的建設也需要各種無機非金屬材料，其中最為基本的是以水泥為主 的新型復合材料。因此，水泥工業(yè)的發(fā)展對保證國家建設計劃順利進行，人民生活 水平提高具有十分重要的意義，而且，其他領域的新技術也必須滲透到水泥工業(yè)中 來，傳統(tǒng)的水泥工業(yè)勢必隨著科學技術的發(fā)展而帶來新的工藝變革和品種演變，應 用領域必將有新的開拓，從而使其在國民經濟中起到重要的作用。 1 1. .2 2 廠址的選擇 1 1. .2 2. .1 1 建廠的原始資料 1.2.1.11.2.1.1 原料資源原料資源 1、 石灰石：青龍山石灰石礦山。 2、 粘土：在石灰石礦山附近孔家村，含水量 15%。 3、 砂巖：自備礦山，含水量 3%。 石灰石、粘土、砂巖礦山的位置見“江蘇省銅山縣青龍山地區(qū)地質圖” 4、 鐵礦石（粉）：外購，含水量 4%。 5、 礦渣（混合材）：徐州鋼鐵廠堿性礦渣。含水量 15% 6、 粉煤灰：外購，含水量 0.5%。 7、 石膏：山東產 so3，40%；含水量少量，塊度300 毫米。 8、 燃料：權臺煤礦煙煤；易磨性系數(shù) 1.36；塊度80 毫米。 9、 燃料：河南焦作無煙煤；塊度2000t/d 的熟料生產線85 干法原料磨6575 水泥磨6580 煤磨6075 石灰石破碎機2050 水泥包裝機20 2 2. .1 1 物料的破碎 生產水泥的原料，大部分都要經過預先破碎，因為從礦山開采回來的石灰石， 砂巖，石膏，混合材料以及煤等原料，燃料塊度較大，給運輸，貯存，粉磨帶來一 定的困難。從窯中煅燒得到的熟料，其中有些塊度較大的必須進行破碎。物料經過 破碎后，其粒度減小，表面積增加，在一定程度上可以提高粉磨和烘干的效率。 2 2. .1 1. .1 1 破碎系統(tǒng)的發(fā)展狀況 安徽理工大學畢業(yè)設計 23 進年來，隨著窯，磨等設備單機生產能力的大型化以及礦山開采技術的發(fā)展， 破碎流程和破碎設備也隨著有了很大的發(fā)展。 主要反映以下幾個方面： （一） 破碎設備大型化 （二） 破碎流程單段化 （三） 破碎設備移動化 （四） 破碎設備多功能化 2 2. .1 1. .2 2 破碎設備的工作原理 利用擠壓和沖擊等機械作用的外力，使大塊物料產生應力和形變，從而導致破 裂。根據破碎后的粒度不同，破碎作業(yè)大致可分為粗碎，中碎和細碎三個等級（見 表 2-3） 。資料來自tkpc 與 tklpc 單段錘式破碎機 表表 2 2- -3 3 各各級級粉粉碎碎所所對對應應的的粒粒度度 破碎等級喂料粒度（mm）出料粒度（mm） 粗碎300550100 中碎10030020100 細碎50100020 2 2. .1 1. .3 3 影響破碎系統(tǒng)的選擇因素 （1）物料的性質物料的硬度，水分，形式和雜質含量均將直接影響破碎系 統(tǒng)的技術，經濟指標。 各原料的物理性質如表 2-4 所示， 表表 2 2- -4 4 物物料料的的物物理理性性質質 序號物料名稱主要性質 1中硬石灰石抗壓強度 80160mpa，水分1% 2粘土，粉砂巖抗壓強度20 mpa水分 1020% 3硬質砂頁巖抗壓強度20 mpa水分10% 4熟料磨損，腐蝕性強，溫度 70300 5煤，石膏抗壓強度40 mpa水分10% （2）物料的粒度對破碎系統(tǒng)的物料粒度，組成有充分的了解，有利于合理 的選擇破碎系統(tǒng)和破碎設備。 各種水泥廠型對各原料的進料粒度要求如表 2-5、2-6 所示， 安徽理工大學畢業(yè)設計 24 表表 2 2- -5 5 各各種種物物料料的的進進料料粒粒度度 最大進料粒度備注 序號物料名稱 大型廠中型廠小型廠 1石灰石8001000650800350 2粘土，砂頁巖400400250 3熟料100100200300操作不正常時出現(xiàn) 300mm 4石膏300300300 5煤300300300許多廠均為碎煤，少許大 快 表表 2 2- -6 6 水水泥泥廠廠最最大大入入磨磨物物料料的的粒粒度度 物料種類石灰石粘土熟料石膏混合材煤 最大粒度255030503030 2 2. .1 1. .4 4 石灰石破碎 青龍山礦區(qū)石灰石屬于中硬，為了實現(xiàn)破碎設備的大型化，破碎流程的單段化， 優(yōu)化生產流程，減低熱耗，減少環(huán)境污染，盡可能選擇單段破碎機。 單段錘式破碎機性能特點： 破碎比大：最大進料粒度可達 1.31.5m 出料粒度 3150mm 范圍可調整 出料細 工藝簡化：原二級或三級破碎減少為一級 運行成本低：系統(tǒng)配套功率少，大大降低生產成本 石灰石破碎車間設在礦區(qū)，自卸汽車將石灰石倒入板式喂料機，再經錘式破碎機 破碎后，由長帶式輸送機送到廠區(qū)圓形預均化庫，由懸臂堆料皮帶機人字形堆料， 由橋式刮板取料機將預均化后的石灰石放帶式輸送機送至石灰石調備庫。 （1）確定破碎車間的工作制度 石灰石破碎車間采用 1 班制，每班工作 8 小時，每年工作 320 天。 （2）根據車間運作班制和主機運轉小時數(shù)，確定主機的年利用率： % 2 . 29 8760 18320 8760 32 kkk 式中：每年工作日數(shù)，k 每日工作班數(shù)， 2 k 每班主機運轉小時數(shù)。 3 k （3）主機要求小時產量： 安徽理工大學畢業(yè)設計 25 ht g g y h /5 .797 % 2 . 298760 2040000 8760 （4）設備的選型： 天津水泥工業(yè)設計院設計開發(fā)的新型單段錘破分單轉子（又有帶與不帶料輥之分） 和雙轉子。tpc 型單段錘式破碎機破碎比大，i40，產量高，電耗低，結構簡單，維 修方便，可以破碎抗壓強度不超過 250mpa 的各種物料，可以用于水泥廠破碎石灰石、 砂巖等。 而 tkpc 和 tklpc（帶有料輥型）單段錘式破碎機，具有入料粒度大（最大 1100mm） 、破碎比大、排放塊度?。ㄅ帕现?5mm 可達到占 90%以上） 、易損件（錘 頭、篦條等）使用壽命長，機內設有排鐵裝置，轉子可從外段取出的特點。 所以初步確定石灰石破碎機規(guī)格型號：錘式破碎機 tklpc20.22，其性能如表 2-7 表 2-7 tklc20.22 單段錘式破碎機 設備型號進料粒度 mm 出料粒度 mm 生產能力為 t/h 破碎機功率 kw tlpc20.22150075550800800 資料來源：tklpc20.22 單段錘式破碎機的改造和應用 （5）生產能力的標定： 根據破碎機的規(guī)格和性能，一般出料粒度小，生產能力低， 錘式破碎機 tklpc20.22 最大進料和出料都能滿足要求，標定該機的臺時產量時也要考慮到經驗 公式的計算結果和實際例子， 故標定該機的臺時產量為 800t/h。 （6）計算主機的數(shù)量 臺1997 . 0 800 5 . 797 , lh h g g 式中：主機臺數(shù)，n 要求主機小時產量（t/h） ， h g 主機標定臺時產量（t/h） 。 h l g 故選取一臺。 （7）核算主機的年利用率 % 1 . 29% 2 . 29 8001 5 . 797 , 0 lh h ng g 式中：主機的實際年利用率， 預定的主機年利用率。 2 2. .1 1. .5 5 砂巖破碎 安徽理工大學畢業(yè)設計 26 原始資料：砂巖自備礦山，含水量 3%。 砂巖由汽車運進廠先入砂巖堆場儲存，由鏟車卸入破碎機破碎，經破碎后的砂 巖由帶式輸送機送入砂巖調備庫。 （1）確定砂巖破碎車間的工作制度 砂巖破碎車間采用 1 班制，每班工作 7 小時，每年工作 320 天。 （2）根據車間運作班制和主機運轉小時數(shù)，確定主機的年利用率： % 6 . 25 8760 71320 8760 32 kkk 式中：每年工作日數(shù)，k 每日工作班數(shù)， 2 k 每班主機運轉小時數(shù)。 3 k （3）主機要求小時產量： ht g g y h /89 % 6 . 258760 200000 8760 （4）設備的選型： 選用 pcf-1412 型單段式錘式破碎機，該型號破碎機技術參數(shù)如表 2-8 所示， 表表 2-82-8 pcf-1412pcf-1412 單轉子單段錘式破碎機單轉子單段錘式破碎機 進料口尺寸 mm 最大進料粒 度 mm 轉子直徑 長度 mm 出料粒徑 mm 生產能力 t/h 電機功率 kw 機重（不包 含電機）t 13201920 900600600120014202580130 13019023.5 資料來源：新型干法水泥廠設備選型使用手冊 （5）生產能力的標定： 破碎機的規(guī)格和性能，一般出料粒度小，生產能力低，產品粒度25mm，可 標定該機的臺時產量為 100t/h。 （6）計算主機的數(shù)量 臺189 . 0 100 89 , lh h g g n 式中：主機臺數(shù)，n 要求主機小時產量（t/h） ， h g 主機標定臺時產量（t/h） 。 h l g 故選取一臺。 （7）核算主機的年利用率 安徽理工大學畢業(yè)設計 27 %78.22% 6 . 25 1001 89 , 0 lh h ng g 因此工作制度確定為每年 285 天，每天 1 班，每班 7 小時。 式中：主機的實際年利用率， 預定的主機年利用率。 2 2. .1 1. .6 6 石膏破碎 原始資料：石膏山東產 so3，40%；含水量少量，塊度300 毫米。 石膏屬于遠程外購原料，是成批量的，不定期運入廠內的，在廠內的儲存量大， 而日用量少，因此石膏破碎均采用集中破碎的方式，破碎一次，使用一段時間。 石膏由汽車運進廠先入石膏堆蓬儲存，由鏟車卸入破碎機破碎后，經帶式輸送 機送入石膏庫。 （1）確定破碎車間的工作制度 石膏破碎車間采用 1 班制，每班工作 7 小時，每年工作 320 天。 （2）根據車間運作班制和主機運轉小時數(shù)，確定主機的年利用率： % 6 . 25 8760 71320 8760 32 kkk 式中：每年工作日數(shù)，k 每日工作班數(shù)， 2 k 每班主機運轉小時數(shù)。 3 k （3）主機要求小時產量： ht g g y h /16 % 6 . 258760 35800 8760 （4）設備的選型： 選用反擊錘式破碎機，其各技術性能見表 2-9， 表表 2 2- -9 9 破破碎碎機機的的技技術術性性能能 產品型號 pc-1609 規(guī)格（l）mm1680918 最大進料尺寸 mm600 出料粒度 mm25 處理能力 t/h5070 電機功率 kw110 設備重量（不包含電機） t23 （5）生產能力的標定： 標定該機的臺時產量為 60t/h。 安徽理工大學畢業(yè)設計 28 （6）計算主機的數(shù)量 臺126 . 0 60 16 , lh h g g n 式中：主機臺數(shù)，n 要求主機小時產量（t/h） ， h g 主機標定臺時產量（t/h） 。 h l g 故選取一臺。 （7）核算主機的年利用率 %8 . 6% 6 . 25 601 16 , 0 lh h ng g 因此工作制度確定為每年 64 天，每天 1 班，每班 7 小時 式中：主機的實際年利用率， 預定的主機年利用率。 2 2. .3 3 物料的粉磨系統(tǒng) 2 2. .3 3. .1 1 生料粉磨 目前，水泥工業(yè)應用最廣泛的是鋼球磨機系統(tǒng)，近年來，立式磨發(fā)展較快，采用立 式磨粉磨生料的日益增多。它是風掃磨的另一種型式，有一系列優(yōu)點，主要靠磨輥和 磨盤間壓力來粉碎物料，使物料在磨內受到碾壓、剪切、沖擊等作用，不必像鋼球磨 要提升研磨介質來沖擊碾磨物料，粉磨有用功率較鋼球磨高的多。且磨機本身帶選粉 機構，因此單從磨機本身的碾磨和選粉來講，電耗可降低 50%之多。還由于利用風掃 式，其烘干能力很強，利用窯尾廢氣可烘干 8%水分的物料，入磨粒度可達 100mm 大 型磨機甚至可達 150mm,可節(jié)省二級破碎系統(tǒng)，節(jié)省投資和消耗占地面積小細度易調節(jié)， 也便于實現(xiàn)微機操作自動化，通風量較，可更好得利用窯尾廢氣余熱烘干生料。 立式磨隨著窯外分解窯的發(fā)展得到迅速發(fā)展，目前各種立式磨系統(tǒng)的粉磨能力已 達 500t/h 以上，產品系列中生產能力最大者已達 1000t/h。 生料磨采用具有烘干兼粉磨性能的立式磨，熱源來自經增濕的窯尾懸浮預熱器一 級筒廢氣（溫度 350左右）。 （1）確定粉磨車間的工作制度 生料粉磨車間采用三班制，每班工作 7 小時，每年工作 320 天。 （2）根據車間運作班制和主機運轉小時數(shù)，確定主機的年利用率： %1 .75 8760 73320 8760 32 kkk n 式中：每年工作日數(shù)，k 安徽理工大學畢業(yè)設計 29 每日工作班數(shù)， 2 k 每班主機運轉小時數(shù)。 3 k （3）主機要求小時產量： ht g g y h /373 % 1 . 758760 4 .245 8760 （4）設備的選型： 選用 mls4531 型立式磨，該磨機技術性能參數(shù)如表 2-10 所示， 表表 2-102-10 立式磨立式磨 磨機型號mls4531 磨盤直徑 mm4500 磨輥直徑 mm3150 磨盤轉速 r/min21.6 出磨粒度（mm） 80 12% m r 入磨粒度（mm） 100 生產能力（t/h）360400 入磨水分（%）6 出磨水分（%）0.5 資料來源：新型干法水泥廠設備選型使用手冊 （5）生產能力的標定： 海螺集團安徽銅陵海螺水泥有限公司 5000t/d 熟料國產化示范生產線選用的 mls4531 立式磨、沈陽重工業(yè)機械廠設計的“立磨之王”mls4531 立式磨，其運行 效果均達到設計要求，生產能力達到 400t/h 左右，標定該機的臺時產量為 400t/h。 （6）計算主機的數(shù)量 臺193 . 0 400 373 , lh h g g n 式中：主機臺數(shù)，n 要求主機小時產量（t/h） ， h g 主機標定臺時產量（t/h） 。 h l g 故選取一臺。 （7）核算主機的年利用率 %70%1 .75 4001 373 , 0 lh h ng g 式中：主機的實際年利用率， 安徽理工大學畢業(yè)設計 30 預定的主機年利用率。 2 2. .3 3. .2 2 水泥粉磨 水泥粉磨系統(tǒng)分為閉路和開路兩種，由于閉路粉磨有利于水泥質量，且技術經濟效 果較好，因此閉路粉磨的鋼球式磨機在水泥粉磨系統(tǒng)中應用比較廣泛。同時立式磨也 開始用于水泥粉磨，但由于水泥粉磨產品中微細顆粒含量較少影響水泥質量。輥壓機、 分級器等設備也運用于水泥粉磨系統(tǒng)中，輥壓機加球磨機的圈流粉磨效率高、單位電 耗低。本次設計水泥粉磨預采用聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。 （1）確定粉磨車間的工作制度 水泥粉磨車間采用三班制，每班工作 8 小時，每年工作 320 天。 （2）根據車間運作班制和主機運轉小時數(shù)，確定主機的年利用率： % 7 . 87 8760 38320 8760 32 kkk 式中：每年工作日數(shù)，k 每日工作班數(shù)， 2 k 每班主機運轉小時數(shù)。 3 k （3）主機要求小時產量： 232 % 7 . 878760 1780000 8760 y h g g （4）設備的選型： 選用 5.019.5m 的水泥磨，該型號磨機技術性能見表 2-11， 表表 2-112-11 粉磨設備的技術性能粉磨設備的技術性能 磨機規(guī)格 m 近似產量 t電動機功率 kw 轉速 r/min 最大研磨體裝 載量 t 磨機質量 t 5 .190 . 5 253710014.7431421 （5）生產能力的標定： 磨機功率： kw vndn i 6593 )28 . 0 75 . 5 16 . 6 (28 . 0 7 .14) 5 . 195 . 2(5184. 0 )75. 516 . 6 (184 . 0 2 0 式中：磨機填充率， （0.250.28）這里取 0.28 磨機有效內徑（m） i d n磨機轉速（r/min） g磨機研磨體裝載量（t） 安徽理工大學畢業(yè)設計 31 v磨機有效容積 （） 3 m 磨機生產能力標定： ht qn q c /257 1000 396593 1000 0 式中：在閉路系統(tǒng)中為 3539 這里取 39 c qn （6）計算主機的數(shù)量 臺1903 . 0 257 232 , lh h g g n 式中：主機臺數(shù)，n 要求主機小時產量（t/h） ， h g 主機標定臺時產量（t/h） 。 h l g 故選取一臺。 （7）核算主機的年利用率 % 2 . 79% 7 . 87 257 232 , 0 lh h ng g 式中：主機的實際年利用率， 預定的主機年利用率。 2 2. .3 3. .3 3 煤粉制備 燃料：權臺煤礦煙煤；易磨性系數(shù) 1.36；塊度80 毫米。 水泥廠的煤粉制備系統(tǒng)，基本上都是采用傳統(tǒng)的兼有烘干能力的風掃鋼球磨，由 于風掃鋼球磨存在，如系統(tǒng)效率低，煤粉質量差等缺點，很難適應水泥工業(yè)發(fā)展要 求。隨著粉磨技術的發(fā)展，國內也有少數(shù)生產線在煤粉制備系統(tǒng)中采用了立磨。 （1）確定煤粉制備車間的工作制度 煤粉制備車間采用 3 班制，每班工作 7 小時，每年工作 320 天。 （2）根據車間運作班制和主機運轉小時數(shù)，確定主機的年利用率： %7 .76 8760 37320 8760 32 kkk 式中：每年工作日數(shù)，k 每日工作班數(shù)， 2 k 每班主機運轉小時數(shù)。 3 k （3）主機要求小時產量： ht g g y h / 7 . 32 % 7 . 768760 220000 8760 安徽理工大學畢業(yè)設計 32 （4）設備的選型： 根據產量選取 mpf2116 輥盤式煤磨機，其技術指標參考表 2-12， 表表 2-122-12 主機配置及技術指標主機配置及技術指標 入磨粒度 mm 入磨水分 % 成品細度 mm 成品水分 % 生產能力 t/h 主電動機功率 kw 501015108 . 067.7560 資料來源：新型干法水泥廠設備選型使用手冊 （5）生產能力的標定： 結合上述資料，由于給出原煤塊度 80mm，使用立磨，入料粒度可放寬至 80mm，但生產能力會有所降低，故標定該機的臺時產量為40t/h。 （6）計算主機的數(shù)量 182 . 0 40 7 . 32 , lh h g g n 式中：主機臺數(shù)，n 要求主機小時產量（t/h） ， h g 主機標定臺時產量（t/h） 。 h l g 故選取一臺。 （7）核算主機的年利用率 % 2 . 79% 7 . 87 257 232 , 0 lh h g g 式中：主機的實際年利用率， 預定的主機年利用率。 2 2. .4 4 熟料燒成系統(tǒng) 熟料燒成系統(tǒng)采用預分解窯系統(tǒng)流程。以五級旋風為例，生料首先喂入最上一級旋 風筒（c1）入口的上升管道內，分散的粉體顆粒與熱氣流迅速進行氣固相熱交換， 并隨熱風上升，在 c1旋風筒中氣料分離。收下的熱生料經卸料管進入c2級筒的上 升管道和旋風筒再次進行熱交換分離。生料粉按此依次在各級單元進行熱交換、分 離。預熱后的熱生料，由 c4的卸料管進入分解爐，在爐中生料被加熱、分解，分解 后生料（分解率 85%95%）經 c5分離后，入窯段燒成熟料，再經冷卻機冷卻后卸出。 4.872 回轉窯配套設備參考如表 2-13 所示， 表表 2 2- -1 13 3 部部分分廠廠家家 4 4. .8 87 72 2 回回轉轉窯窯配配套套設設備備 應用廠煙臺東源銅陵海螺 安徽理工大學畢業(yè)設計 33 規(guī)模 t/d50005000 回轉窯4.8724.872 表表 2-132-13 （續(xù)）（續(xù)） c14-4700c14-5000 c22-6700c22-6900 c32-6700c32-6900 c42-6700c42-7200 預熱器 c52-6900c52-7200 分解爐75007500 冷卻機有效面積（m2）121.48124.74 備注燃料為煙煤 本次設計采用銅陵海螺 4.872 回轉窯設備配套方案。 2 2. .5 5 水水泥泥包裝車間 水泥由庫底充氣卸料系統(tǒng)卸出后由空氣輸送斜槽等輸送設備送往包裝車間。 （1）確定工作制度 采用 2 班制，每班工作 7 小時，每年工作 255 天。20%包裝，80%散裝。 （2）根據車間運作班制和主機運轉小時數(shù)，確定主機的年利用率： % 1 . 51 8760 28320 8760 33 kkk 式中：每年工作日數(shù)，k 每日工作班數(shù)， 2 k 每班主機運轉小時數(shù)。 3 k （3）主機要求小時產量： ht g g y h / 5 . 79 % 1 . 518760 %201780000 8760 0 （4）設備的選型（見表 2-14）： 德國 haver&boecker 回轉式包裝機 表表 2-142-14 設備選型設備選型 型號嘴數(shù) 個 單袋重量 kg 能力 包/t 計量方式及 精度 備注 rs65020003000電子或機械葉輪垂直安 裝每嘴一個 資料來源：新型干法水泥廠設備選型使用手冊 安徽理工大學畢業(yè)設計 34 （5）生產能力的標定： htgh/100001 . 0 502000 （6）計算主機的數(shù)量 臺1795 . 0 100 5 . 79 , lh h g g n 式中：主機臺數(shù)，n 要求主機小時產量（t/h） ， h g 主機標定臺時產量（t/h） 。 h l g 故選取一臺。 （7）核算主機的年利用率 %41% 1 . 51 1001 5 . 79 , 0 lh h ng g 式中 主機的實際年利用率 預定的主機年利用率 因此中做制度確定為每年 255 天，每天 2 班，每班 7 小時。 綜合上述各生產車間主機設備選型，見表 2-15， 安徽理工大學畢業(yè)設計 35 表表 2-152-15 主機平衡表主機平衡表 主機名稱 主機型號規(guī) 格 主機產量 （t/h） 主機臺數(shù) 要求主機小 時產量 （t/h） 車間生產能 力（t/h） 主機工作制 度，實際年 利用率 石灰石破碎 機 tklpc20.2 2 單段錘式 8001797.5800291 砂頁巖破碎 機 pcf-1412 單段錘式 10018910022.78 石膏破碎 pc-1609 反 擊式 60116606.8 煤磨 mpcf2116 輥盤式 40132.74062.7 生料磨mls4531400137340070 回轉窯 4.87 2 213.51208213.585.4 水泥磨 5.01 9.5 257123225779.2 包裝機 rs 回轉包 裝機（6 嘴）100179.510041 安徽理工大學畢業(yè)設計 36 3 物料的儲存和均化 水泥是連續(xù)生產的工廠，為了避免由于外部運輸?shù)牟痪?、設備之間生產能力的 不平衡或由于前后段生產工序的工作班制不同等因素造成物料供應的中斷或物料滯留 堆積的堵塞的現(xiàn)象，保證工廠生產連續(xù)均衡進行和水泥均衡出廠，以及滿足生產過程 中如原、材料、燃料、半成品、成品等質量控制的需要，水泥廠必須設置各種物料儲 存庫（包括各種堆場、堆棚、儲庫、成品庫等） 。這些物料的物理性狀有漿狀、粉狀、 粒塊狀等。有些物料具有粘性或高含水率，有些物料具有較高的溫度，有些物料在儲 存的同時還需要進行均化或預均化，在作物料儲存設計時必須予以考慮。 （一）物料的儲存期 某物料的儲存量所能滿足工廠生產需要的天數(shù)，稱為該物料的儲存期。各種物料 儲存期的確定，需要考慮到許多因素。物料儲存期的長短應適當，過長則會增加基建 投資和經營費用。過短將影響生產。確定物料儲存期的長短的主要因素如下： 物料供應點離工廠的遠近及運輸方式。 物料成分波動情況。 地區(qū)氣候的影響程度。 均化工藝上的要求。 質量檢驗的要求。 （二）儲存設施的選擇 儲存設施的選擇主要取決于工廠的規(guī)模，工廠的機械化自動化的水平，投資的大 小，物料性質以及對環(huán)境保護的要求等。 聯(lián)合堆棚是一種多種塊、粒狀物料儲存，倒運的設施，各種原料、燃料、混 合材料在儲庫內分別堆放，物料之間用隔墻分隔。 圓庫常用于小塊狀、粒狀、粉狀物料的儲存，濕法生產水泥采用圓庫和料漿 攪拌池儲存料漿和粘土漿。 露天堆場用于塊、粒狀物料的儲存，倒運的設施。 此外，在確定物料儲存期時，尚需考慮生產工藝線的數(shù)目、工廠規(guī)模、物料用量 的多少、工廠生產管理水平和質量控制的水平以及裝卸機械化程度等因素的影響。 一般對水泥廠各種物料的儲存期規(guī)定見表 3-1， 表表 3-13-1 物料儲存期物料儲存期 庫內儲存(d) 物料名稱 濕料干料 露天儲存(d)合計(d) 大中型水泥廠最低時限 石灰質原料5100105105 安徽理工大學畢業(yè)設計 37 表表 3-13-1 （續(xù)）（續(xù)） 硅鋁質原料101503101510 鐵質原料2030203030 煤5102030254010 生料23232 熟料7147145 石膏132035203530 混合材102502523010 水泥7147147 計算中須用到的物料堆積密度和休止角見表 3-2， 表表 3-23-2 須用物料的密度和休止角須用物料的密度和休止角 物料名稱 密度 (t/m3) 休止角物料名稱密度(t/m3)休止角 生產用含水 3%的砂巖 1.53740 鐵礦石（粉） 1.535 煤 0.937 300mm 以下的二水石膏 1.340 粉煤灰0.650. 7 37 350mm 以下塊石灰石 1.539 粉磨后生料粉 1.2535 回轉窯熟料 1.4533 粉磨后硅酸鹽水泥 1.133 存放庫內硅酸鹽水泥 1.4530 3 3. .1 1 堆場和堆棚 3 3. .1 1. .1 1 石灰石均化庫 1）確定物料的儲存期 t=6 天 2）儲存量 ttgq d 3858066340 3）庫的選型 參考湖南 11 海螺水泥有限公司，預用 90 的石灰石均化庫，儲存能力為 47000（t） 。 4）庫的數(shù)量 安徽理工大學畢業(yè)設計 38 82. 0 47000 38580 q q n 故選用一座。 5）實際儲存期 天3 . 7 38580 47000 6 q q td 3 3. .1 1. .2 2 砂巖堆場 1）預定儲存期 t=10 天 2）儲存量 ttgq d 624510 5 . 624 3）選用長方形堆場 占地面積 取 h=6m， 因此取 b=16m，mhb oo 4 . 1538cot6238cot2 m hbh hbhq l o oo 7 . 88 )38cot616(65 . 1 )38cot6 3 4 16(38cot65 . 16245 )cot( )cot 3 4 cot( 2 2 取 l=90 m，則占地面積 a=9016=1440（m2） 4）實際儲量 t hbhhblhq 1 . 6341 1 . 3982 .739 )28. 16 3 4 16(28. 165 . 1)28 . 1 616(905 . 16