5000t水泥廠設(shè)計說明書.doc

濟南大學畢業(yè)設(shè)計5000t水泥廠設(shè)計說明書設(shè)計總說明水泥是建筑工業(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。自水泥投入工業(yè)生產(chǎn)以來，水泥窯的發(fā)展經(jīng)歷了立窯、干法中空窯、濕法窯、懸浮預熱器窯、預分解窯五個階段。世界上用回轉(zhuǎn)窯煅燒水泥是在1884年，我國于1996年建成第一臺回轉(zhuǎn)窯。20世紀70年代初，國際上出現(xiàn)了窯外分解新技術(shù)，使入窯生料碳酸鹽的分解率從懸浮預熱器窯的30%左右提高到90%左右，減輕窯內(nèi)煅燒帶的熱負荷，縮小了窯的規(guī)格，減少了單位建設(shè)投資，窯襯壽命延長，減少了大氣污染。20世紀90年代國際上以預分解燒成技術(shù)為主，進一步優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)各項裝備技術(shù)，提高產(chǎn)量和質(zhì)量，降低熱耗和電耗，以提高勞動生產(chǎn)率，降低產(chǎn)品成本，增加經(jīng)濟效益，同時擴大原燃料的適用范圍和減少粉塵及有害氣體的排放，保持可持續(xù)發(fā)展。矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。我國新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)和裝備水平已與國際先進水平相接近，但整體水平還存在較大差距。一方面，目前我國水泥熟料生產(chǎn)線的平均規(guī)模較小，水泥熟料生產(chǎn)工藝多樣，各種生產(chǎn)工藝與技術(shù)裝備水平之間差異較大。另一方面，新型干法水泥熟料的生產(chǎn)工藝中，技術(shù)與裝備水平參差不齊，既有達到世界先進水平的生產(chǎn)線，也有一批規(guī)模較小的熟料生產(chǎn)線。這些規(guī)模較小的生產(chǎn)線的技術(shù)裝備水平仍然不高，各項技術(shù)經(jīng)濟指標也比較落后。因此，從突破性轉(zhuǎn)變到實現(xiàn)根本性轉(zhuǎn)變，還要付出長期艱苦的努力。聞創(chuàng)溝燴鐺險愛氌譴凈。根據(jù)國家制定的“十一五”計劃及2010年遠景目標，今后我國水泥工業(yè)的發(fā)展方針是控制總量、調(diào)整結(jié)構(gòu)、提高效益和注重環(huán)保。新增大中型新型干法窯生產(chǎn)能力5000萬噸，逐步淘汰年生產(chǎn)能力在4. 4萬噸及以下的立窯水泥廠，原則上不再建立窯生產(chǎn)線，鼓勵支持有實力的大水泥企業(yè)通過股份制及吸收外資等形式組建和發(fā)展大型企業(yè)集團，積極消化吸收引進的水泥技術(shù)裝各。大力支持發(fā)展2000t/d以上的(特別是4000t/d及以上)新型干法生產(chǎn)線。而5000 t/d熟料預分解生產(chǎn)線在我國各設(shè)計院技術(shù)已達成熟，很適合我國水泥工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。殘騖樓諍錈瀨濟溆塹籟。目前，5000t/d熟料生產(chǎn)線已成為我國具普遍意義的設(shè)計課題之一。設(shè)計要求依據(jù)建廠資料設(shè)定目標水泥產(chǎn)品，經(jīng)過配料計算、物料平衡計算、主機設(shè)備選型和平衡計算、主要車間工藝設(shè)計、全廠工藝平面布置及繪圖等環(huán)節(jié)，重點進行窯尾燒成車間的工藝設(shè)計。釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。本設(shè)計的指導思想是：在給定建廠條件下，按照生產(chǎn)要求選用合理的生產(chǎn)工藝，通過合理的設(shè)備選型及較優(yōu)的配方，配合采用先進合理的水泥工藝外加劑技術(shù)，以期生產(chǎn)出質(zhì)量優(yōu)良的水泥產(chǎn)品。同時量力采用先進的設(shè)計、新工藝、新技術(shù)與新設(shè)備，采用清潔的能源和原燃料，節(jié)省能源，提高資源的利用率，達到設(shè)備運行順暢，優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)的目的。彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。本設(shè)計內(nèi)容分為兩大部分：一是設(shè)計說明書，二是設(shè)計圖紙。前者的主要內(nèi)容有：(1) 前言，主要概括國內(nèi)外水泥生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，著重介紹預分解窯技術(shù)；(2) 原始資料及建廠條件；(3) 全廠工藝流程規(guī)劃； (4)全廠平衡計算，包括配料計算、物料平衡計算、主機設(shè)備選型和計算、儲庫容量計算等；(5) 重點車間工藝計算，包括燒成車間基本流程、窯尾系統(tǒng)三大平衡（物料平衡、熱量平衡、煙氣平衡）計算、窯尾系統(tǒng)及附屬設(shè)備選型、燒成車間勞動定員編制等；(6)致謝；(7) 參考文獻。后者主要包括設(shè)計圖紙五張，其中全廠平面總圖一張，重點車間工藝圖四張。謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。在本設(shè)計中，筆者查閱了大量中英文文獻，并前往濰坊山水水泥有限公司參觀實習，從理論和實踐上加深了對水泥工業(yè)生產(chǎn)的認識，同時鍛煉了工廠工藝設(shè)計能力，強化了正確的設(shè)計理念，為以后從事相關(guān)工作和進行理論研究奠定了基礎(chǔ)。廈礴懇蹣駢時盡繼價騷。摘要的頁碼不對Brief Introduction to the DesignCement materials is one of three fundamental building industry materials, it is widely used in the construction industry. Cement kilns has experienced five stages for development ,they are kiln, dry kiln, wet process kiln, suspension preheater kiln and precalcining kiln. Rotary kiln has been used from 1884 and appeared in 1996 in our country. In early 1970s, new precalcining technology appeared, which increased the efficiency of decomposition of the carbonate suspension preheater kiln from about 30% to 90%. It reduced the burning kiln with a heat load, reduced the specifications and the unit capital investment of the kiln, increased the kiln lining life expectancy, and reduced air pollution. In 1990s, pre-firing technology further developed to optimize the system decomposition of the various equipment and technology, increase productivity and quality, reduce heat consumption and power consumption, to increase labor productivity, lower costs, increase economic benefits, while expanded the application of the original fuel range and reduced dust and harmful gas emissions, to maintain sustainable development.煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。Chinas new dry cement production technology and equipment level is close to international advanced level, but there is still a wide gap between the overall levels. On the one hand, there are many disadvantages with the current cement clinker production line in China. On the other hand, new dry process cement clinker production process, technology and equipment level are uneven. Therefore, we should pay a long and arduous effort to achieve a breakthrough to a fundamental change.鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。According to the development of the Eleventh Five-Year Plan and the 2010 vision for the future development, Chinas cement industry policy is to control the volume, adjust the structure, increase efficiency and focus on environmental protection. The government phases out the the shaft kiln cement plant whose annual production capacity at 44,000 tons and below, then in principle stop the establishment of shaft kiln production lines, encourage and support strong and large cement enterprises through joint-stock form of foreign capital formation and development of large enterprise groups, active absorption of technology equipment imported cement. Chinas cement industry policy strongly supports the development of above 2000t/d (especially 4000t/d and above) dry process production line. The 5000 t/d clinker production line of pre-decomposition of the design institutes in China has reached a mature technology, it is suitable for the development of Chinas cement industry status.籟叢媽羥為贍僨蟶練淨。Currently, 5000t/d clinker production line has become one of universal design topics. Design requirements set targets based on cement plant information products. Then it includes burden calculation, the material balance calculation, the host equipment selection and balance calculation, the main plant process design, the whole plant layout and graphics technology and other sectors, concentrating on the design process kiln firing workshop. 預頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。The design guidelines are: under the conditions of a given plant, select an appropriate production process in accordance with production requirements, through the rational and optimum equipment selection formula, with the use of advanced technology and reasonable cement additive process to produce good quality of cement products. At the same time as more as possiblely use advanced design, new processes, new technology and new equipment, the use of clean energy and raw fuel, save energy, improve resource utilization, to achieve high quality and high purpose and make the equipments go smoothly.滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。The design includes design specifications and design drawings. Design specification of the main contents are: (1) Introduction (2) raw data and building conditions; (3) the whole plant planning process; (4) the whole plant balance calculation; (5) workshop for key terms; (6) Thanks; (7) Appendix. Design drawings, including design drawings 5, which includes a full factory flat overall and emphasis workshop process figure 4.鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。In graduation practice to inspect a lot of literature in both Chinese and English, internship in the Weifang Shanshui Cement Corporation for a week, I obtained the attitude of linking theory with reality, and achieved seriously completion of this design. Meanwhile it enhances the understanding of industrial production of cement, as well as the plant process design exercise capacity, strengthens the right design theory. It will found a good foundation for my work and theoretical research in the future.擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。目 錄1 前言7贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。2 設(shè)計基礎(chǔ)10壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。2.1 設(shè)計題目10蠟變黲癟報倀鉉錨鈰贅。2.2 相關(guān)數(shù)據(jù)10買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。2.2.1 原、燃料化學成分10綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。2.2.2 原、燃料水分10驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦。2.2.3 煙煤的工業(yè)分析10貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。2.2.4 煙煤的元素分析10鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。2.3 建廠條件11構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖。2.3.1 建廠地點及自然條件11輒嶧陽檉籪癤網(wǎng)儂號澩。2.3.2 主要建廠條件11堯側(cè)閆繭絳闕絢勵蜆贅。3 全廠工藝流程12識饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。4 全廠平衡計算13凍鈹鋨勞臘鍇癇婦脛糴。4.1 全廠生產(chǎn)規(guī)模13恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦。4.1.1 生產(chǎn)規(guī)模13鯊腎鑰詘褳鉀溈懼統(tǒng)庫。4.1.2 產(chǎn)品品種13碩癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞。4.2 配料計算13閿擻輳嬪諫遷擇楨秘騖。4.2.1 配料計算13氬嚕躑竄貿(mào)懇彈瀘頷澩。4.3 全廠物料平衡計算15釷鵒資贏車贖孫滅獅贅。4.3.1 物料平衡計算在設(shè)計中的作用15慫闡譜鯪逕導嘯畫長涼。4.3.2 物料平衡計算16諺辭調(diào)擔鈧諂動禪瀉類。4.3.3原燃材料需要量的計算和物料平衡表21嘰覲詿縲鐋囁偽純鉿錈。4.4 全廠主機平衡計算22熒紿譏鉦鏌觶鷹緇機庫。4.4.1 主機設(shè)備的確定22鶼漬螻偉閱劍鯫腎邏蘞。4.4.2主機平衡表27紂憂蔣氳頑薟驅(qū)藥憫騖。4.5 全廠儲存庫、堆場計算28穎芻莖蛺餑億頓裊賠瀧。4.5.1 物料的儲存期28濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。4.5.2 儲存設(shè)施的選擇29銚銻縵嚌鰻鴻鋟謎諏涼。4.5.4 物料儲存庫、堆場選型表37擠貼綬電麥結(jié)鈺贖嘵類。5 重點車間工藝計算38賠荊紳諮侖驟遼輩襪錈。5.1 系統(tǒng)工藝流程38塤礙籟饈決穩(wěn)賽釙冊庫。5.2 物料平衡和熱量平衡計算資料39裊樣祕廬廂顫諺鍘羋藺。5.2.1 原始數(shù)據(jù)40倉嫗盤紲囑瓏詁鍬齊驁。5.2.2 相關(guān)參數(shù)40綻萬璉轆娛閬蟶鬮綰瀧。5.2.3 計算依據(jù)41驍顧燁鶚巰瀆蕪領(lǐng)鱺賻。5.3 物料平衡和熱量平衡計算41瑣釙濺曖惲錕縞馭篩涼。5.3.1 物料平衡計算收入項目41鎦詩涇艷損樓紲鯗餳類。5.3.2 物料平衡計算支出項目44櫛緶歐鋤棗鈕種鵑瑤錟。5.3.3 熱量平衡計算收入項目46轡燁棟剛殮攬瑤麗鬮應。5.3.4 熱量平衡計算支出項目48峴揚斕滾澗輻灄興渙藺。5.3.5 物料平衡表及熱量平衡表50詩叁撻訥燼憂毀厲鋨驁。5.4 系統(tǒng)各部位煙氣量平衡計算50則鯤愜韋瘓賈暉園棟瀧。5.4.1 選定相關(guān)參數(shù)50脹鏝彈奧秘孫戶孿釔賻。5.4.2 單位煙氣量計算52鰓躋峽禱紉誦幫廢掃減。5.4.3 系統(tǒng)各部煙氣量的計算53稟虛嬪賑維嚌妝擴踴糶。5.4.4 系統(tǒng)各部位煙氣量表56陽簍埡鮭罷規(guī)嗚舊巋錟。5.5 部分設(shè)備選型計算57溈氣嘮戇萇鑿鑿櫧諤應。5.5.1 分解爐57鋇嵐縣緱虜榮產(chǎn)濤團藺。5.5.2 懸浮預熱器57懨俠劑鈍觸樂鷴燼觶騮。5.5.3 附屬設(shè)備的選型62謾飽兗爭詣繚鮐癩別瀘。5.6燒成車間勞動定員63咼鉉們歟謙鴣餃競蕩賺。致謝64參考文獻65 目錄中的3和4位置不對吧？1 前言水泥，即磨細成粉末狀，加入適量水后成為塑性漿體，既能在空氣中硬化又能在水中硬化，并能將砂、石等散?；蚧旌狭侠喂痰啬z結(jié)在一起的水硬性膠凝材料1。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2。自水泥投入工業(yè)生產(chǎn)以來，水泥窯的發(fā)展經(jīng)歷了立窯、干法中空窯、濕法窯、懸浮預熱器窯、預分解窯五個階段。國際上，預分解窯技術(shù)出現(xiàn)于20世紀70年代初。該技術(shù)即在帶預熱器窯上增設(shè)一個分解爐，使燃料燃燒的放熱過程與生料碳酸鹽分解的吸熱過程，在分解爐中以懸浮狀態(tài)或流態(tài)化狀態(tài)下極迅速地進行，使入窯生料碳酸鹽的分解率從懸浮預熱器窯的30%左右提高到90%左右，減輕窯內(nèi)煅燒帶的熱負荷，縮小了窯的規(guī)格，減少了單位建設(shè)投資，窯襯壽命延長，減少了大氣污染3。20世紀90年代國際上以預分解燒成技術(shù)為主，進一步優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)各項裝備技術(shù)，提高產(chǎn)量和質(zhì)量，降低熱耗和電耗，以提高勞動生產(chǎn)率，降低產(chǎn)品成本，增加經(jīng)濟效益，同時擴大原燃料的適用范圍和減少粉塵及有害氣體的排放，保持可持續(xù)發(fā)展4?，撝C齷蘄賞組靄縐嚴減。新型干法水泥生產(chǎn)，是以懸浮預熱和預分解技術(shù)為核心，把現(xiàn)代科學技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)最新成就，例如原料礦山計算機控制網(wǎng)絡化開采，原料預均化，生料均化，擠壓粉磨，新型耐熱、耐磨、耐火、隔熱材料以及IT技術(shù)等廣泛應用于水泥干法生產(chǎn)全過程，使水泥生產(chǎn)具有高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)約資源、清潔生產(chǎn)、符合環(huán)境保護要求和大型化、自動化、科學管理特征的現(xiàn)代化水泥生產(chǎn)方法。與傳統(tǒng)的干法、半干法、濕法水泥生產(chǎn)相比，新型干法水泥生產(chǎn)具有均化、節(jié)能、環(huán)保、自動控制、長期安全運轉(zhuǎn)和科學管理六大保障體系。新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)代表著當今世界水泥生產(chǎn)的潮流，其生產(chǎn)能力已達到世界水泥生產(chǎn)能力的60%5、6。麩肅鵬鏇轎騍鐐縛縟糶。我國水泥工業(yè)正經(jīng)歷著從以立窯生產(chǎn)為主向以新型干法回轉(zhuǎn)窯水泥生產(chǎn)為主的歷史性轉(zhuǎn)變。我國所說的新型干法窯是對懸浮預熱器窯和預分解窯的總稱。新型干法生產(chǎn)線窯尾系統(tǒng)如圖1.1。納疇鰻吶鄖禎銣膩鰲錟。圖1.1 新型干法生產(chǎn)線窯尾系統(tǒng)50多年來，伴隨著預分解窯的誕生與發(fā)展，新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展愈加成熟，同時新型干法水泥技術(shù)向水泥生產(chǎn)全過程發(fā)展。隨著預分解技術(shù)日趨成熟，各種類型的懸浮預熱器與名種不同的預分解方法相結(jié)合，發(fā)展成為許多類型的預分解窯。并形成預分解窯旋風筒-換熱管道-分解爐-回轉(zhuǎn)窯-篦冷機（簡稱筒-管-爐-窯-機）以及擠壓粉磨和同它們配套的耐熱、耐磨、耐火、隔熱材料，自動控制，環(huán)保技術(shù)等全面發(fā)展和提高，使新型干法水泥生產(chǎn)的各項技術(shù)經(jīng)濟指標得到進一步提高，生產(chǎn)工藝得到進一步優(yōu)化，環(huán)境負荷進一步降低，并且成功研發(fā)降解利用各種替代原燃料及廢棄物技術(shù)，以新型干法生產(chǎn)為切入點和支柱，水泥工業(yè)向生態(tài)環(huán)境材料型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型3、7。風攆鮪貓鐵頻鈣薊糾廟。根據(jù)國家制定的“十一五”計劃及2010年遠景目標，今后我國水泥工業(yè)的發(fā)展方針是控制總量、調(diào)整結(jié)構(gòu)、提高效益和注重環(huán)保。新增大中型新型干法窯生產(chǎn)能力5000萬噸，逐步淘汰年生產(chǎn)能力在4. 4萬噸及以下的立窯水泥廠，原則上不再建立窯生產(chǎn)線，鼓勵支持有實力的大水泥企業(yè)通過股份制及吸收外資等形式組建和發(fā)展大型企業(yè)集團，積極消化吸收引進的水泥技術(shù)裝各。大力支持發(fā)展2000t/d以上的(特別是4000t/d及以上)新型干法生產(chǎn)線。而5000 t/d熟料預分解生產(chǎn)線在我國各設(shè)計院技術(shù)已達成熟，很適合我國水泥工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。目前，國家正大力提高現(xiàn)有新型干法水泥工藝技術(shù)和裝備制造水平，著重優(yōu)化主流型、經(jīng)濟型50006000t/d生產(chǎn)線的技術(shù)經(jīng)濟指標，加快開發(fā)10000t/d規(guī)模的大型國產(chǎn)化生產(chǎn)線，重點在于開發(fā)高效率的熟料燒成系統(tǒng)與高效節(jié)能的粉磨設(shè)備、新一代蓖篦式冷卻機、大型高效收塵設(shè)備以及綜合優(yōu)化在線控制技術(shù)與裝備等。滅噯駭諗鋅獵輛覯餿藹。新世紀我國水泥工業(yè)將沿著“由大變強，靠新出強”的可持續(xù)發(fā)展道路前進，也只有這樣才能提升我國水泥工業(yè)水平，把我國建設(shè)成為一個水泥強國，而不僅僅是一個水泥生產(chǎn)大國。鐒鸝餉飾鐔閌貲諢癱騮。2 設(shè)計基礎(chǔ)2.1 設(shè)計題目設(shè)計題目： 5000t/d水泥熟料生產(chǎn)線窯尾工藝設(shè)計2.2 相關(guān)數(shù)據(jù)2.2.1 原、燃料化學成分原、燃料化學成分如表2.1所示。表2.1 原、燃料化學成分名稱LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO石灰石41.642.870.880.4951.381.82砂巖4.5479.155.582.813.041.30粉煤灰6.2254.0027.274.962.711.73鐵粉3.0023.102.3551.9314.611.68煤灰56.2227.465.345.570.802.2.2 原、燃料水分原、燃料水分如表2.2所示。表2.2 原、燃料水分原料石灰石砂巖粉煤灰鐵粉礦渣石膏煙煤天然水分/%0.92.84.35.526.391.155.772.2.3 煙煤的工業(yè)分析煙煤的工業(yè)分析如表2.3所示。表2.3 煙煤燃料組成的工業(yè)分析WfAfVfCfQfDw（kJ/kg）1.64 23.83 25.99 49.09 23640.00 2.2.4 煙煤的元素分析煙煤的元素分析如表2.4所示。 表2.4 煙煤燃料組成的元素分析CyHyOyNySyAyWy59.774.177.151.600.2422.684.599.992.3 建廠條件2.3.1 建廠地點及自然條件（1） 建廠地點：山東某市郊區(qū)（2） 廠區(qū)地形：平坦，地上無建筑物（3） 氣溫：最高40.2；最低-12.9；月平均最高27.2；最低2.8（4） 降雨量：年總降水量757mm；最大日降雨量：128mm（5） 風頻：主導風向：西南；平均風速：2.4m/s（6） 地耐力：25t/m2.3.2 主要建廠條件（1） 交通運輸條件：離鐵路干線較近、公路交通方便（2） 原材料：石灰石：礦山距廠區(qū)3km，儲量豐富，成分穩(wěn)定；砂巖：礦山距廠區(qū)5km，儲量豐富，成分穩(wěn)定；鐵粉：山東某鐵廠；石膏：山東新汶；礦渣：濟南鋼鐵集團；煙煤：山東棗莊（3） 水源：充足（4） 電源：充足，可穩(wěn)定供電3.全廠平衡計算3.1 全廠生產(chǎn)規(guī)模3.1.1 生產(chǎn)規(guī)模 日產(chǎn)水泥熟料5000噸。3.1.2 產(chǎn)品品種 42.5普通硅酸鹽水泥50%，礦渣摻量10%；32.5礦渣硅酸鹽水泥，礦渣摻量30%。3.2 配料計算3.2.1 配料計算熟料組成確定后，即可根據(jù)所用原料進行配料計算，以求出符合要求熟料組成的原料配合比。配料計算的依據(jù)是物料平衡，即反應物的量等于生成物的量。熟料組成確定后，即可根據(jù)所用原料進行配料計算，求出符合熟料組成的原料配合比。攙閿頻嶸陣澇諗譴隴瀘。生料配料計算方法繁多，有代數(shù)法、圖解法、嘗試誤差法（包括遞減試湊法、累加試湊法）、礦物組成法、最小二乘法等。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，電子計算機的應用已經(jīng)逐漸普及到各個領(lǐng)域，配料計算亦可借助計算機進行。本配料計算采用遞減試湊法。趕輾雛紈顆鋝討躍滿賺。原燃料成分和煤的工業(yè)分析見表2.1、表2.3。本配料計算如下：(1) 確定熟料組成我國目前采用的是石灰飽和系數(shù)KH、硅率SM和鋁率IM三個率值。為使熟料既順利燒成，又保證質(zhì)量，保持礦物組成穩(wěn)定，應根據(jù)各廠的原料、燃料和設(shè)備等具體條件來選擇三個率值，使之互相適當配合，不能單獨強調(diào)某一率值。通常，不能三個率值同時都高，或同時都低8。夾覡閭輇駁檔驀遷錟減。本設(shè)計采用新型干法生產(chǎn)，預分解窯生料預熱好，分解率高，另外，由于單位產(chǎn)量窯筒體散熱損失少，以及耗熱量最大的碳酸鹽分解帶已移到窯外，因此窯內(nèi)氣流溫度高，為了有利于掛窯皮和防止結(jié)皮、堵塞、結(jié)大塊，目前趨于低液相量的配料方案。我國大型預分解窯大多采用高硅率、高鋁率、中飽和比的配料方案。根據(jù)新型干法窯的生產(chǎn)實踐，建議為：KH：0.890.02，SM：2.60.2，IM：1.60.2。因而本設(shè)計選取率值 KH=0.890.02，SM=2.60.1，IM=1.60.1。視絀鏝鴯鱭鐘腦鈞欖糲。本設(shè)計中取單位熟料熱耗q=3200kJ/kgsh。(2) 計算煤灰摻入量 (3.1)式中 GA熟料中煤灰摻入量，%；q單位熟料熱耗，kJ/kgsh；Ay煤的應用基灰分含量，%；S煤灰沉落率，% ；有電收塵時，S=100%；Qydw煤的應用基低熱值，kJ/kg煤。(3) 計算要求熟料的化學成分為熟料中CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3四種氧化物的總量估計值，設(shè)=96.0%。 Fe2O3 = (2.8KH+1)(IM+1) SM+2.65IM+1.35 = 3.25%偽澀錕攢鴛擋緬鐒鈞錠。 Al2O3 = IMFe2O3 = 5.22% SiO2 = SM(Al2O3+Fe2O3) = 22.05% CaO = -( Fe2O3+ Al2O3+ SiO2) =65.52% 其它 = 100%-96.0% = 4.00%，其中MgO=2.00%(4) 遞減試湊配合比熟料中的各化學成分，減掉煤灰?guī)氲某煞?，便是應由各原料提供的成分。將遞減試湊法所用步驟和公式制成Excel電子表格形式，調(diào)整各原料配合比至各成分與要求量非常接近為止，見表3.1。緦徑銚膾齲轎級鏜撟廟。表3.1 遞減試湊法配料計算遞減步驟摻配質(zhì)量(Kg)SiO2 (%)Al2O3 (%)Fe2O3 (%)CaO (%)MgO (%)備注（各原料的差額/Kg)要求的熟料成分22.15 5.16 3.22 64.81 2.74 煤灰3.20 1.80 0.87 0.17 0.18 0.02 差值120.35 4.29 3.05 64.63 2.72 石灰石123.88 3.94 1.09 0.42 63.53 2.25 126.04 差值216.41 3.20 2.63 1.11 0.46 粉煤灰9.17 4.97 2.41 0.44 0.18 0.15 30.28 差值311.44 0.79 2.19 0.93 0.31 鐵粉3.65 0.84 0.06 1.84 0.56 0.06 4.36 差值410.60 0.73 0.36 0.37 0.25 砂巖13.51 10.53 0.81 0.36 0.31 0.17 13.60 差值0.07 -0.08 -0.01 0.06 0.08 由表4.1可看出各熟料成分已與要求成分非常接近，通過表中的摻配質(zhì)量便可以得出各原料質(zhì)量比以及配合比。(5) 生、熟料化學成分生料、熟料化學成分見表3.2。表3.2 生料、熟料化學成分名稱原料配合比(%)Loss (%)SiO2 (%)Al2O3 (%)Fe2O3 (%)CaO (%)MgO (%)合計(%)石灰石82.47 34.25 2.62 0.73 0.28 42.29 1.50 81.67 粉煤灰6.10 0.49 3.31 1.61 0.29 0.12 0.10 5.97 鐵粉2.43 0.09 0.56 0.04 1.22 0.37 0.04 2.33 砂巖8.99 0.58 7.01 0.54 0.24 0.21 0.12 8.69 煤灰3.20 1.80 0.87 0.17 0.18 0.02 3.05 生料100.00 35.40 13.50 2.91 2.04 42.99 1.76 98.66 灼燒生料100.00 20.90 4.50 3.15 66.56 2.72 99.40 熟料100.00 22.03 5.23 3.22 64.60 2.66 99.27 (6) 校驗熟料率值KH = (CaO-1.65Al2O3-0.35Fe2O3) /(2.8SiO2) = 0.89SM = SiO2/(Al2O3+Fe2O3) = 2.61IM = Al2O3/Fe2O3 = 1.62可見，各率值均符合要求，可以按此配料進行工藝計算。(7) 濕物料的配合比重量比：濕石灰石=82.47/(100-0.8)100=83.14濕砂巖=8.99/(100-2.6)100=9.23濕粉煤灰=6.10/(100-7.3)100=6.58濕鐵粉=2.43/(100-5.4)100=2.57百分比：濕石灰石=83.14/101.52100=81.90濕砂巖=9.23/101.52100=9.09濕粉煤灰=6.58/101.52100=6.48濕鐵粉=2.57/101.52100=2.533.3 全廠物料平衡計算3.3.1 物料平衡計算在設(shè)計中的作用物料平衡計算是以生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品方案、工藝流程、工藝參數(shù)及生產(chǎn)班制為基礎(chǔ)，對工廠生產(chǎn)過程中各工序物料量的一種近似計算方法。通過物料平衡計算可以解決下列問題：騅憑鈳銘僥張礫陣軫藹。(1) 計算從原料進廠至成品出廠各工序所需處理的物料量，作為確定車間生產(chǎn)任務、設(shè)備選型及人員編制的依據(jù)。癘騏鏨農(nóng)剎貯獄顥幗騮。(2) 計算各種原料、輔助材料及燃料需要量，作為總圖設(shè)計中確定運輸量、運輸設(shè)備和計算各種堆場、料倉面積的依據(jù)。鏃鋝過潤啟婭澗駱讕瀘。(3) 計算水、電和勞動力的需要量，確定原材料、燃料等的單位消耗指標，作為公用設(shè)計和計算產(chǎn)品成本等的依據(jù)。榿貳軻謄壟該檻鯔塏賽。3.3.2 物料平衡計算窯的熟料產(chǎn)量是物料平衡的計算基準。當工廠規(guī)模以水泥年產(chǎn)量表示時，取熟料年產(chǎn)量為基準；當工廠規(guī)模以熟料日產(chǎn)量表示時，取熟料周產(chǎn)量為基準。采用前一基準進行物料平衡計算的方法稱為年平衡法，采用后一基準進行計算的方法稱為周平衡法9。邁蔦賺陘賓唄擷鷦訟湊。本設(shè)計采用周平衡法，本設(shè)計任務是5000t/d新型干法水泥熟料生產(chǎn)線窯尾系統(tǒng)。a. 窯型：本設(shè)計選擇4.874M回轉(zhuǎn)窯。b. 產(chǎn)量標定： 運用經(jīng)驗公式驗證窯的產(chǎn)量11：由天津水泥設(shè)計研究院公式： 根據(jù)南京水泥工業(yè)設(shè)計研究院統(tǒng)計分析結(jié)果，窯徑為3.756.2m時，熟料產(chǎn)量為250013000t/d。嶁硤貪塒廩袞憫倉華糲。公式： 根據(jù)窯內(nèi)物料的負荷率反求計算： （3.2）式中 窯內(nèi)物料負荷率，當斜度為4%時，一般為10%；M窯的小時產(chǎn)量t/h,待求； Di窯的有效內(nèi)徑；Vm物料在窯內(nèi)運行的速度，Vm =L/（60）=0.035（m/s），為物料在窯內(nèi)停留時間，取35min；該櫟諼碼戇沖巋鳧薩錠。R燃燒每千克熟料所需窯內(nèi)物料量，kg/(kgcl)R=(Ks-0.55)+1/2=1.02025kg/(kgcl)；表觀分解率(預分解窯的表觀分解率為0.850.95，取0.95），Ks為生料料耗，1.563；劇妝諢貰攖蘋塒呂侖廟。m 窯內(nèi)物料平均容重，/m3，m =(生料+熟料)/2=(0.9+1.2)/2=1.05(kg/)。臠龍訛驄椏業(yè)變墊羅蘄。所以，當=10%時，由 知M=234.5 (t/h) Gd=M24=5630(t/d)另考察廠家生產(chǎn)實例見表3.310。表3.3 廠家設(shè)備及生產(chǎn)能力廠名設(shè)計能力（t/d）回轉(zhuǎn)窯規(guī)格(m)實際產(chǎn)量(t/d)美國Colorado50005.2705400銅陵海螺50004.8745200韓國三星50004.8805500華新水泥廠50004.75745800綜合以上幾方面，結(jié)合本設(shè)計原、燃料條件，標定窯的熟料產(chǎn)量為5630t/d、，即234.5t/h。由反求計算和新型干法水泥熟料生產(chǎn)廠家選型實例可知，選定4.874M窯型能達到設(shè)計要求。(1) 燒成車間生產(chǎn)能力和工廠生產(chǎn)能力的計算1)窯的臺數(shù) (3.3)式中 n窯的臺數(shù)；Qd要求的熟料日產(chǎn)量，t/d；Qh1所選窯的標定臺時產(chǎn)量， t /臺h；24每日小時數(shù)。2) 計算燒成系統(tǒng)的生產(chǎn)能力 目前水泥熟料燒成設(shè)備主要有回轉(zhuǎn)窯與立窯兩大類。由于立窯的產(chǎn)品質(zhì)量波動較大，能耗高，因而在水泥工業(yè)中所占比重日益減少，帶之而起的是新型干法懸浮預熱器窯和預分解窯。我國已經(jīng)明確發(fā)展干法窯生產(chǎn)，新建大中型廠多采用預分解窯，故本設(shè)計采用預分解窯。鰻順褸悅漚縫囅屜鴨騫。熟料小時產(chǎn)量: Qh=5000/24=208.34（t/h）熟料日產(chǎn)量: Qd=5000（t/d）熟料周產(chǎn)量: Qw=7 Qd=75000=35000（t/w）3) 計算水泥的生產(chǎn)能力本設(shè)計生產(chǎn)水泥熟料5000噸，42.5普通硅酸鹽水泥50%，礦渣摻量10%；32.5礦渣硅酸鹽水泥，礦渣摻量30%。據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，32.5礦渣硅酸鹽水泥中礦渣摻加量最多為20%30%12。穡釓虛綹滟鰻絲懷紓濼。設(shè)總共生產(chǎn)水泥x噸，42.5普通硅酸鹽水泥用熟料y噸，則32.5礦渣水泥用熟料（5000-y）噸。由石膏摻入量取5%，列方程：隸誆熒鑒獫綱鴣攣駘賽。 解之得：。即總共生產(chǎn)水泥6666噸水泥，其中生產(chǎn)42.5普通硅酸鹽水泥用熟料2833噸，占56.7%；32.5礦渣水泥用熟料2167噸,占43.3%。浹繢膩叢著駕驃構(gòu)碭湊。其中，42.5普通硅酸鹽水泥：水泥小時產(chǎn)量: =134.81（t/h） 水泥日產(chǎn)量: Gd=24Gh=3235.34（t/d）水泥周產(chǎn)量: Gw=168Gh=22648.08（t/w）32.5礦渣水泥：水泥小時產(chǎn)量: Gh= 水泥日產(chǎn)量: Gd=24Gh=3230.88（t/d）水泥周產(chǎn)量: Gw=168Gh=22616.16（t/w）式中 d水泥中石膏的摻入量,一般為3%5%，取5%；e142.5普通硅酸鹽水泥中礦渣的摻入量，取10%；e232.5普通硅酸鹽水泥中礦渣的摻入量，取30%；p水泥的生產(chǎn)損失,可取為3%5%，取3%。(2) 原、燃材料消耗定額的計算原料消耗定額1) 考慮煤灰摻入時，1t熟料的干生料理論消耗量：式中 KT干生料理論消耗量，t/t熟料；I干生料的燒失量，%；S煤灰摻入量，以熟料百分數(shù)表示，%。2) 考慮生產(chǎn)損失時，1t熟料的干生料消耗定額： 式中 KT干生料消耗量，t/t熟料；P生生料的生產(chǎn)損失，一般35%，取3%。3) 各種干原料消耗定額：K原=K生x式中 K原某種干原料的消耗定額，t/t熟料；x干生料中該原料的配合比，%。則 K石灰石=K生82.47%=1.54682.47%=1.275(t/tsh)K砂巖=K生8.99%=1.5468.99%=0.139(t/tsh)K粉煤灰=K生6.10%=1.5466.10%=0.094(t/tsh)K鐵粉=K生2.43%=1.5462.43%=0.038(t/tsh)4) 含天然水分的濕物料消耗定額：式中 K濕、K干分別表示濕物料、干物料消耗定額，t/tsh；w0該濕物料的天然水分，%.則 (3) 石膏消耗定額1) 干石膏消耗定額 = =0.070(t/tsh)式中 Kd干石膏消耗定額，t/tsh；d分別表示水泥中石膏的摻入量，%;e分別表示水泥中混合材的摻入量，%;2) 換算為濕石膏消耗定額 (3.4)(4) 混合材消耗定額1) 干礦渣消耗定額 = =0.267(t/tsh) (3.5)鈀燭罰櫝箋礱颼畢韞糲。式中 Ke干混合材消耗定額，t/tsh。2) 換算為濕礦渣消耗定額Ke,濕=(5) 燒成用煤消耗定額1) 燒成用干煤消耗定額： 式中 Kf1燒成用干煤消耗定額，t/tsh；Q熟料燒成熱耗，kJ/kgsh；干煤低位熱值，kJ/kg干煤；煤的生產(chǎn)損失，一般取3%。2) 換算為濕煤(6) 烘干用煤消耗定額1) 烘干用干煤消耗定額： 式中 Kf2烘干用干煤消耗定額，t/t熟料； Ke,濕濕礦渣消耗定額；w1、w2分別表示烘干前、后物料的含水量，%；q烘蒸發(fā)1Kg水分的耗熱量，kJ/kg水分，由于采用中卸烘干磨，石灰石、砂巖、粉煤灰、鐵粉都無需另外烘干，石膏、煤也可以考慮充分利用窯尾廢氣余熱烘干，所以，只需烘干礦渣。參考烘干機熱工指標，對于礦渣，q烘為4750。愜執(zhí)緝蘿紳頎陽灣熗鍵。2) 換算為濕煤將各種物料消耗定額乘以燒成系統(tǒng)生產(chǎn)能力，可求出各種物料的需要量。計算結(jié)果匯總成物料平衡表見表3.4：表3.4物料平衡表物料名稱天然水分/%生產(chǎn)損失/%消耗定額（t/tsh）物料平衡量（t）干料含天然水分料干 料含天然水分料hd周hd周石灰石0.831.2751.285265.625637544625267.708642544975砂巖2.630.1390.14328.958695486529.7927155005粉煤灰7.330.0940.10119.583470329021.0425053535 鐵粉5.430.0380.040