5000t水泥廠設(shè)計(jì)說明書_畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)5000t水泥廠設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)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(yù)熱器窯、預(yù)分解窯五個(gè)階段。世界上用回轉(zhuǎn)窯煅燒水泥是在1884年，我國(guó)于1996年建成第一臺(tái)回轉(zhuǎn)窯。20世紀(jì)70年代初，國(guó)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(yù)熱器窯的30%左右提高到90%左右，減輕窯內(nèi)煅燒帶的熱負(fù)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(zhǎng)，減少了大氣污染。20世紀(jì)90年代國(guó)際上以預(yù)分解燒成技術(shù)為主，進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)各項(xiàng)裝備技術(shù)，提高產(chǎn)量和質(zhì)量，降低

2、熱耗和電耗，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低產(chǎn)品成本，增加經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)擴(kuò)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。我國(guó)新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)和裝備水平已與國(guó)際先進(jìn)水平相接近，但整體水平還存在較大差距。一方面，目前我國(guó)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(dá)到世界先進(jìn)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(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也比較落后。因此，從突破性轉(zhuǎn)變到實(shí)現(xiàn)根本性轉(zhuǎn)變，還要付出長(zhǎng)期艱苦的努力。根據(jù)國(guó)家制定的“十一五”計(jì)

3、劃及2010年遠(yuǎn)景目標(biāo)，今后我國(guó)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(lì)支持有實(shí)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(tuán)，積極消化吸收引進(jìn)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(yù)分解生產(chǎn)線在我國(guó)各設(shè)計(jì)院技術(shù)已達(dá)成熟，很適合我國(guó)水泥工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。目前，5000t/d熟料生產(chǎn)線已成為我國(guó)具普遍意義的設(shè)計(jì)課題之一。設(shè)計(jì)要求依據(jù)建廠資料設(shè)定目標(biāo)水泥產(chǎn)品，經(jīng)過配料計(jì)

4、算、物料平衡計(jì)算、主機(jī)設(shè)備選型和平衡計(jì)算、主要車間工藝設(shè)計(jì)、全廠工藝平面布置及繪圖等環(huán)節(jié)，重點(diǎn)進(jìn)行窯尾燒成車間的工藝設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)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(jìn)合理的水泥工藝外加劑技術(shù)，以期生產(chǎn)出質(zhì)量?jī)?yōu)良的水泥產(chǎn)品。同時(shí)量力采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)、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(dá)到設(shè)備運(yùn)行順暢，優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)的目的。本設(shè)計(jì)內(nèi)容分為兩大部分：一是設(shè)計(jì)說明書，二是設(shè)計(jì)圖紙。前者的主要內(nèi)容有：(1) 前言，主要概括國(guó)內(nèi)外水泥生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，著重介紹預(yù)分解窯技術(shù)；(2) 原始資料及建廠條件；

5、(3) 全廠工藝流程規(guī)劃； (4)全廠平衡計(jì)算，包括配料計(jì)算、物料平衡計(jì)算、主機(jī)設(shè)備選型和計(jì)算、儲(chǔ)庫容量計(jì)算等；(5) 重點(diǎn)車間工藝計(jì)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(jì)算、窯尾系統(tǒng)及附屬設(shè)備選型、燒成車間勞動(dòng)定員編制等；(6)致謝；(7) 參考文獻(xiàn)。后者主要包括設(shè)計(jì)圖紙五張，其中全廠平面總圖一張，重點(diǎn)車間工藝圖四張。在本設(shè)計(jì)中，筆者查閱了大量中英文文獻(xiàn)，并前往濰坊山水水泥有限公司參觀實(shí)習(xí)，從理論和實(shí)踐上加深了對(duì)水泥工業(yè)生產(chǎn)的認(rèn)識(shí)，同時(shí)鍛煉了工廠工藝設(shè)計(jì)能力，強(qiáng)化了正確的設(shè)計(jì)理念，為以后從事相關(guān)工作和進(jìn)行理論研究奠定了基礎(chǔ)。摘要的頁碼不對(duì)brief in

6、troduction 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. rota

7、ry 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 speci

8、fications 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

9、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.chinas new dry cement production technology and equipm

10、ent 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 e

11、quipment level are uneven. therefore, we should pay a long and arduous effort to achieve a breakthrough to a fundamental change.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 t

12、he 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 larg

13、e 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 proces

14、s 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.currently, 5000t/d clinker production line has become one of universal design topics. de

15、sign 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, conc

16、entrating on the design process kiln firing workshop. 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 technolo

17、gy 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

18、and high purpose and make the equipments go smoothly.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)

19、 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.in graduation practice to inspect a lot of literature in both chinese and english, internship in the weifang shanshui cem

20、ent 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

21、. it will found a good foundation for my work and theoretical research in the future.目 錄1 前言72 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)102.1 設(shè)計(jì)題目102.2 相關(guān)數(shù)據(jù)102.2.1 原、燃料化學(xué)成分102.2.2 原、燃料水分102.2.3 煙煤的工業(yè)分析102.2.4 煙煤的元素分析102.3 建廠條件112.3.1 建廠地點(diǎn)及自然條件112.3.2 主要建廠條件113 全廠工藝流程124 全廠平衡計(jì)算134.1 全廠生產(chǎn)規(guī)模134.1.1 生產(chǎn)規(guī)模134.1.2 產(chǎn)品品種134.2 配料計(jì)算134.2.1 配料計(jì)算13

22、4.3 全廠物料平衡計(jì)算154.3.1 物料平衡計(jì)算在設(shè)計(jì)中的作用154.3.2 物料平衡計(jì)算164.3.3原燃材料需要量的計(jì)算和物料平衡表214.4 全廠主機(jī)平衡計(jì)算224.4.1 主機(jī)設(shè)備的確定224.4.2主機(jī)平衡表274.5 全廠儲(chǔ)存庫、堆場(chǎng)計(jì)算284.5.1 物料的儲(chǔ)存期284.5.2 儲(chǔ)存設(shè)施的選擇294.5.4 物料儲(chǔ)存庫、堆場(chǎng)選型表375 重點(diǎn)車間工藝計(jì)算385.1 系統(tǒng)工藝流程385.2 物料平衡和熱量平衡計(jì)算資料395.2.1 原始數(shù)據(jù)405.2.2 相關(guān)參數(shù)405.2.3 計(jì)算依據(jù)415.3 物料平衡和熱量平衡計(jì)算415.3.1 物料平衡計(jì)算收入項(xiàng)目415.3.2 物料平

23、衡計(jì)算支出項(xiàng)目445.3.3 熱量平衡計(jì)算收入項(xiàng)目465.3.4 熱量平衡計(jì)算支出項(xiàng)目485.3.5 物料平衡表及熱量平衡表505.4 系統(tǒng)各部位煙氣量平衡計(jì)算505.4.1 選定相關(guān)參數(shù)505.4.2 單位煙氣量計(jì)算525.4.3 系統(tǒng)各部煙氣量的計(jì)算535.4.4 系統(tǒng)各部位煙氣量表565.5 部分設(shè)備選型計(jì)算575.5.1 分解爐575.5.2 懸浮預(yù)熱器575.5.3 附屬設(shè)備的選型625.6燒成車間勞動(dòng)定員63致謝64參考文獻(xiàn)65 目錄中的3和4位置不對(duì)吧？1 前言水泥，即磨細(xì)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

24、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(yù)熱器窯、預(yù)分解窯五個(gè)階段。國(guó)際上，預(yù)分解窯技術(shù)出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代初。該技術(shù)即在帶預(yù)熱器窯上增設(shè)一個(gè)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(jìn)行，使入窯生料碳酸鹽的分解率從懸浮預(yù)熱器窯的30%左右提高到90%左右，減輕窯內(nèi)煅燒帶的熱負(fù)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(zhǎng)，減少了大氣污染3。20世紀(jì)90年代國(guó)際上以預(yù)分解燒成技術(shù)為主，進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)

25、各項(xiàng)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(dòng)生產(chǎn)率，降低產(chǎn)品成本，增加經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)擴(kuò)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。新型干法水泥生產(chǎn)，是以懸浮預(yù)熱和預(yù)分解技術(shù)為核心，把現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)最新成就，例如原料礦山計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)化開采，原料預(yù)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(yīng)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(hù)要求和大型化、自動(dòng)化、科學(xué)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(dòng)控制、長(zhǎng)期安全運(yùn)轉(zhuǎn)

26、和科學(xué)管理六大保障體系。新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)代表著當(dāng)今世界水泥生產(chǎn)的潮流，其生產(chǎn)能力已達(dá)到世界水泥生產(chǎn)能力的60%5、6。我國(guó)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(guó)所說的新型干法窯是對(duì)懸浮預(yù)熱器窯和預(yù)分解窯的總稱。新型干法生產(chǎn)線窯尾系統(tǒng)如圖1.1。圖1.1 新型干法生產(chǎn)線窯尾系統(tǒng)50多年來，伴隨著預(yù)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(shí)新型干法水泥技術(shù)向水泥生產(chǎn)全過程發(fā)展。隨著預(yù)分解技術(shù)日趨成熟，各種類型的懸浮預(yù)熱器與名種不同的預(yù)分解方法相結(jié)合，發(fā)展成為許多類型的預(yù)分解窯。并形成預(yù)分解窯旋風(fēng)筒-換熱管道-分解爐-回轉(zhuǎn)窯-篦冷機(jī)（簡(jiǎn)稱

27、筒-管-爐-窯-機(jī)）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(dòng)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(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)得到進(jìn)一步提高，生產(chǎn)工藝得到進(jìn)一步優(yōu)化，環(huán)境負(fù)荷進(jìn)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(diǎn)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。根據(jù)國(guó)家制定的“十一五”計(jì)劃及2010年遠(yuǎn)景目標(biāo)，今后我國(guó)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(lì)支持有實(shí)力的大水泥企業(yè)通過股份制及吸

28、收外資等形式組建和發(fā)展大型企業(yè)集團(tuán)，積極消化吸收引進(jìn)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(yù)分解生產(chǎn)線在我國(guó)各設(shè)計(jì)院技術(shù)已達(dá)成熟，很適合我國(guó)水泥工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。目前，國(guó)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(jì)型50006000t/d生產(chǎn)線的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，加快開發(fā)10000t/d規(guī)模的大型國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)線，重點(diǎn)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(jī)、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。新世紀(jì)我國(guó)水泥工業(yè)將沿著“由大變強(qiáng)，靠新出強(qiáng)”的可持續(xù)發(fā)展道路前進(jìn)

29、，也只有這樣才能提升我國(guó)水泥工業(yè)水平，把我國(guó)建設(shè)成為一個(gè)水泥強(qiáng)國(guó)，而不僅僅是一個(gè)水泥生產(chǎn)大國(guó)。2 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2.1 設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)題目： 5000t/d水泥熟料生產(chǎn)線窯尾工藝設(shè)計(jì)2.2 相關(guān)數(shù)據(jù)2.2.1 原、燃料化學(xué)成分原、燃料化學(xué)成分如表2.1所示。表2.1 原、燃料化學(xué)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.

30、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(diǎn)及自然條件（

31、1） 建廠地點(diǎn)：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(fēng)頻：主導(dǎo)風(fēng)向：西南；平均風(fēng)速：2.4m/s（6） 地耐力：25t/m2.3.2 主要建廠條件（1） 交通運(yùn)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(chǔ)量豐富，成分穩(wěn)定；砂巖：礦山距廠區(qū)5km，儲(chǔ)量豐富，成分穩(wěn)定；鐵粉：山東某鐵廠；石膏：山東新汶；礦渣：濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)；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(jì)算3.1 全

32、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(jì)算3.2.1 配料計(jì)算熟料組成確定后，即可根據(jù)所用原料進(jìn)行配料計(jì)算，以求出符合要求熟料組成的原料配合比。配料計(jì)算的依據(jù)是物料平衡，即反應(yīng)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(jìn)行配料計(jì)算，求出符合熟料組成的原料配合比。生料配料計(jì)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(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)逐漸普及到各個(gè)領(lǐng)域，配料計(jì)算亦可借助計(jì)算

33、機(jī)進(jìn)行。本配料計(jì)算采用遞減試湊法。原燃料成分和煤的工業(yè)分析見表2.1、表2.3。本配料計(jì)算如下：(1) 確定熟料組成我國(guó)目前采用的是石灰飽和系數(shù)kh、硅率sm和鋁率im三個(gè)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(yīng)根據(jù)各廠的原料、燃料和設(shè)備等具體條件來選擇三個(gè)率值，使之互相適當(dāng)配合，不能單獨(dú)強(qiáng)調(diào)某一率值。通常，不能三個(gè)率值同時(shí)都高，或同時(shí)都低8。本設(shè)計(jì)采用新型干法生產(chǎn)，預(yù)分解窯生料預(yù)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(guó)大型預(yù)分解窯

34、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(shí)踐，建議為：kh：0.890.02，sm：2.60.2，im：1.60.2。因而本設(shè)計(jì)選取率值 kh=0.890.02，sm=2.60.1，im=1.60.1。本設(shè)計(jì)中取單位熟料熱耗q=3200kj/kgsh。(2) 計(jì)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(yīng)用基灰分含量，%；s煤灰沉落率，% ；有電收塵時(shí)，s=100%；qydw煤的應(yīng)用基低熱值，kj/kg煤。(3) 計(jì)算要求熟料的化學(xué)成分為熟料中cao、sio2、al2o3、fe2o3四種氧化物的總量估計(jì)值，設(shè)=96.

35、0%。 fe2o3 = (2.8kh+1)(im+1) sm+2.65im+1.35 = 3.25% 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(xué)成分，減掉煤灰?guī)氲某煞?，便是?yīng)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。表3.1 遞減試湊法配料計(jì)算遞減步驟摻配質(zhì)

36、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

37、 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(xué)成分生料、熟料化學(xué)成分見表3.2。表3.2 生料、熟料化學(xué)成分名稱原料配合比(%)loss (%)sio2 (%)al2o3 (%)fe2o3 (%)cao (%)mgo (%)合計(jì)(%)石灰石82.47 34.25 2.

38、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

39、 5.23 3.22 64.60 2.66 99.27 (6) 校驗(yàn)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(jìn)行工藝計(jì)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=83.1

40、4/101.52100=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(jì)算3.3.1 物料平衡計(jì)算在設(shè)計(jì)中的作用物料平衡計(jì)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(duì)工廠生產(chǎn)過程中各工序物料量的一種近似計(jì)算方法。通過物料平衡計(jì)算可以解決下列問題：(1) 計(jì)算從原料進(jìn)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(wù)、設(shè)備選型及人員編制的依據(jù)。(2) 計(jì)算各種原料、輔助材料及燃料需要量，作為總圖設(shè)計(jì)中確定運(yùn)輸量、運(yùn)輸設(shè)備和計(jì)算各種堆場(chǎng)、料倉面積的依

41、據(jù)。(3) 計(jì)算水、電和勞動(dòng)力的需要量，確定原材料、燃料等的單位消耗指標(biāo)，作為公用設(shè)計(jì)和計(jì)算產(chǎn)品成本等的依據(jù)。3.3.2 物料平衡計(jì)算窯的熟料產(chǎn)量是物料平衡的計(jì)算基準(zhǔn)。當(dāng)工廠規(guī)模以水泥年產(chǎn)量表示時(shí)，取熟料年產(chǎn)量為基準(zhǔn)；當(dāng)工廠規(guī)模以熟料日產(chǎn)量表示時(shí)，取熟料周產(chǎn)量為基準(zhǔn)。采用前一基準(zhǔn)進(jìn)行物料平衡計(jì)算的方法稱為年平衡法，采用后一基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算的方法稱為周平衡法9。本設(shè)計(jì)采用周平衡法，本設(shè)計(jì)任務(wù)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(jì)選擇4.874m回轉(zhuǎn)窯。b. 產(chǎn)量標(biāo)定： 運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)公式驗(yàn)證窯的產(chǎn)量11：由天津水泥設(shè)計(jì)研究院公式： 根據(jù)南京水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，窯徑為

42、3.756.2m時(shí)，熟料產(chǎn)量為250013000t/d。公式： 根據(jù)窯內(nèi)物料的負(fù)荷率反求計(jì)算： （3.2）式中 窯內(nèi)物料負(fù)荷率，當(dāng)斜度為4%時(shí)，一般為10%；m窯的小時(shí)產(chǎn)量t/h,待求； di窯的有效內(nèi)徑；vm物料在窯內(nèi)運(yùn)行的速度，vm =l/（60）=0.035（m/s），為物料在窯內(nèi)停留時(shí)間，取35min；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(yù)分解窯的表觀分解率為0.850.95，取0.95），ks為生料料耗，1.563；m 窯內(nèi)物料平均容重，/m3，m =(生料+熟料)/2=(0.9+1.2)/2

43、=1.05(kg/)。所以，當(dāng)=10%時(shí)，由 知m=234.5 (t/h) gd=m24=5630(t/d)另考察廠家生產(chǎn)實(shí)例見表3.310。表3.3 廠家設(shè)備及生產(chǎn)能力廠名設(shè)計(jì)能力（t/d）回轉(zhuǎn)窯規(guī)格(m)實(shí)際產(chǎn)量(t/d)美國(guó)colorado50005.2705400銅陵海螺50004.8745200韓國(guó)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(jì)原、燃料條件，標(biāo)定窯的熟料產(chǎn)量為5630t/d、，即234.5t/h。由反求計(jì)算和新型干法水泥熟料生產(chǎn)廠家選型實(shí)例可知，選定4.874m窯型能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。(1) 燒成車間生產(chǎn)能力和工廠生產(chǎn)能力的

44、計(jì)算1)窯的臺(tái)數(shù) (3.3)式中 n窯的臺(tái)數(shù)；qd要求的熟料日產(chǎn)量，t/d；qh1所選窯的標(biāo)定臺(tái)時(shí)產(chǎn)量， t /臺(tái)h；24每日小時(shí)數(shù)。2) 計(jì)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(dòng)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(yù)熱器窯和預(yù)分解窯。我國(guó)已經(jīng)明確發(fā)展干法窯生產(chǎn)，新建大中型廠多采用預(yù)分解窯，故本設(shè)計(jì)采用預(yù)分解窯。熟料小時(shí)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(jì)算水泥的生產(chǎn)能力本設(shè)計(jì)生產(chǎn)水泥

45、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(yàn)，32.5礦渣硅酸鹽水泥中礦渣摻加量最多為20%30%12。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： 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%。其中，42.5普通硅酸鹽水泥：水泥小時(shí)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=16

46、8gh=22648.08（t/w）32.5礦渣水泥：水泥小時(shí)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(jì)算原料消耗定額1) 考慮煤灰摻入時(shí)，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?jǐn)?shù)表示，%。2) 考慮生產(chǎn)損失時(shí)，

47、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

48、；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)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

49、) 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(jī)熱工指標(biāo)，對(duì)于礦渣，q烘為4750。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(jì)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

50、）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5.430.0380.0407.91719013308.3332001400生料31.5461.569322.083773054110326.875784554915石膏1.190.0700.07214.5833502450153602520礦渣26.430.2670.3635

51、5.6251335934575.625181512705熟料208.33500035000水泥3277.75666646662燒成用煤5.8030.1370.14528.54685479530.2087255075烘干用煤5.8030.0190.0203.958956654.167100700燃煤合計(jì)5.8030.1560.1653.500780546034.37582557753.4 全廠主機(jī)平衡計(jì)算工藝設(shè)備的選型和計(jì)算也是工廠設(shè)計(jì)的重要組成部分之一。工藝設(shè)備按照性質(zhì)可分為機(jī)械設(shè)備和熱工設(shè)備，按照用途又可分為主要設(shè)備和輔助設(shè)備。工藝設(shè)備選型和計(jì)算的任務(wù)是：根據(jù)配方、生產(chǎn)性質(zhì)、產(chǎn)量大小和工藝流

52、程選擇設(shè)備的型式，然后確定設(shè)備的規(guī)格大小，最后根據(jù)各工序的加工量和設(shè)備的生產(chǎn)能力進(jìn)行計(jì)算，確定所需設(shè)備臺(tái)數(shù)。3.4.1 主機(jī)設(shè)備的確定水泥廠主機(jī)設(shè)備的選型計(jì)算叫主機(jī)平衡，主機(jī)平衡即在物料平衡計(jì)算(年平衡量或周平衡量)和選定車間工作制度的基礎(chǔ)上，計(jì)算各車間主機(jī)要求的生產(chǎn)能力（要求主機(jī)小時(shí)產(chǎn)量），為選定各車間主機(jī)的型號(hào)、規(guī)格和臺(tái)數(shù)提供依據(jù)13。本設(shè)計(jì)采用周平衡法：根據(jù)車間工作制度,定出主機(jī)每周運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)，并根據(jù)物料周平衡量，求出該主機(jī)要求的小時(shí)產(chǎn)量。計(jì)算公式為： (3.6)式中 gh要求主機(jī)的小時(shí)產(chǎn)量，t/h；物料周平衡量，t/周；h主機(jī)每周運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)，見表3.5。表3.5 水泥廠主機(jī)周轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)主機(jī)名稱每日運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間（h/d）每周運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間（ h/周）生產(chǎn)周制（d/周）生產(chǎn)班制石灰石破碎機(jī)11666每日兩班，每班5.5h生料磨221547每日兩班，每班11h窯241687每日三班，每班8h煤磨211477每日三班，每班7h水泥磨241687每日三班，每班8h回轉(zhuǎn)烘干機(jī)211477每日三班，每班7h包裝機(jī)161127每日兩班，每班8h注：1、每日運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為24h者，按每日三班