畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯

1、1畢業(yè)設(shè)計日產(chǎn)5000噸熟料生產(chǎn)線工藝設(shè)計（重點車間：窯尾）學 生：指導教師：2 水泥行業(yè)是國家發(fā)展的重要支柱行業(yè)，國家建設(shè)的許許多多方面都離不開它。新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)是國內(nèi)外主流的水泥生產(chǎn)技術(shù)，它以懸浮預(yù)熱和窯外分解為核心，在降低水泥熱耗、提高燃料利用率、降低水泥成本等方面有突出貢獻。 日產(chǎn)5000噸熟料生產(chǎn)線是目前主流的干法水泥生產(chǎn)線。本文通過配料計算、工藝平衡計算以及重點車間（窯尾）的計算，確定原料需要量，各主機設(shè)備型號，重點車間（窯尾）的設(shè)備尺寸選型。對重點車間（窯尾）進行工藝布置，達到日產(chǎn)5000噸水泥熟料這一目的。 3一、配料計算：根據(jù)各種原、燃料的化學成分，采用減量試湊法進行配

2、料計算，得到所需率值水泥熟料的生料配合比。表1：生料化學組成（單位：%）項目燒失量SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Na2O K2O Cl 天然水分 石灰石41.71.770.880.6352.811.550.140.070.190.0041.0粘土6.565.1214.78.091.61.80.040.251.50.00510砂巖3.9378.888.645.20.421.030.040.351.340.0051.0鐵粉4.210.36.5678.22.70.120.10.480.044煤灰52.4729.675.046.341.844.740.420.920.006

3、石膏16.246.180.750.3128.9437.53礦渣35.0613.492.040.118.1MnO 0.38184根據(jù)原材料成分及實際生產(chǎn)，設(shè)定率值控制范圍為：KH=0.890.02、SM=2.60.1、IM=1.50.1 表2：減量試湊法計算過程計算步驟SiO2Al2O3Fe2O3CaO備注要求熟料組成22.625.223.4866.18-3.37kg煤灰1.771.000.170.21差20.854.223.3165.97干石灰石=100（65.97/52.81）=124.92-124kg石灰石2.191.090.7865.48差18.663.132.530.49干粘土=100

4、（3.13/14.7）=21.29-15kg粘土9.772.211.210.24差8.890.921.320.25干砂巖=100（8.89/78.88）=11.27-11kg砂巖8.680.950.570.05差0.21-0.030.750.2干鐵粉=100（0.75、67）=1.12-1.1kg鐵粉0.110.070.740.09差0.1-0.10.010.11偏差不大，不再計算5 由減量試湊法計算出干生料配比，由此計算出熟料礦物組成，進而計算出熟料率值，結(jié)果為：KH=0.8875，SM=2.559，IM=1.529 。與設(shè)定率值誤差在允許的范圍內(nèi)，故配料合適。表3：原料配合比（單位：%）

5、經(jīng)檢驗，原料中各種有害組分均在控制范圍之內(nèi)。該配合比生料為合格生料。石灰石粘土砂巖鐵粉81.2410.817.200.756二、物料平衡計算： 通過物料平衡可計算得到各種原料、燃料、材料的需要量以及從原料進廠直至成品出廠各工序所需處理的物料量。依據(jù)這些數(shù)據(jù)可以進一步確定工廠的物料運輸量、工藝設(shè)備選型以及堆場、儲庫等設(shè)施的規(guī)模。因而物料平衡計算時水泥廠工藝設(shè)計必不可少的工藝計算內(nèi)容之一，是主機平衡與儲庫平衡計算的基礎(chǔ)和依據(jù)。 物料平衡計算的基礎(chǔ)資料是：工廠規(guī)模（一般為窯的產(chǎn)量、窯的年運轉(zhuǎn)率及時間）；生料各組分配合比及生料外加物比例、水分、消耗定額；水泥各組分配合比、水分；燃料品種、水分、熱值；熟

6、料燒成熱耗和車間工作制度等。而窯的熟料產(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，稱為年平衡法。 7 根據(jù)國內(nèi)主流水泥生產(chǎn)線實際生產(chǎn)經(jīng)驗，確定窯尺寸為 4.872m 。窯臺時產(chǎn)量為220t/h，日產(chǎn)量為5280噸。 根據(jù)國標中規(guī)定的石膏、混合材摻入量，結(jié)合熟料中有害成分控制范圍，確定兩種不同標號水泥的配合比：表4：水泥配合比（單位：%）品種代號熟料石膏混合材普通硅酸鹽水泥P.O42.585510礦渣硅酸鹽水泥P.S32.5655308由年平衡法，計算出各種物料的消耗定額，進而計算出各種物料的年需要量，計算結(jié)果列表表示如下表5：物料平衡表（單位：t/t熟料）物料名

7、稱消耗定額干料含天然水分料干料濕料小時日年小時日年石灰石1.241.25272.86541.21.9610627566001.98106粘土0.150.17337922.3710537.4897.62.69105砂巖0.110.1124.2580.81.7410524.2580.81.74105鐵粉0.0110.0122.4258.081.741042.6463.361.9104生料1.51332.427978.082.39106石膏0.0690.07115.18364.321.0910515.62374.881.12105礦渣0.300.376615844.7510581.41953.65.

8、86105熟料122052801.58106水泥1.37301.187228.322.16106原煤0.130.13328.6686.42.0610529.26702.242.111059表6：水泥物料平衡表（單位：t/t熟料）名稱P.O 42.5P.S 32.5小時日年小時日年石膏6.49155.764.671048.58205.926.18104礦渣13.2316.89.510451.71240.83.72105熟料13031209.361059021606.48105水泥149.693592.561.08106150.283606.721.0810610三、主機平衡計算： 主機平衡即在物

9、料平衡計算和選定車間工作制度的基礎(chǔ)上，計算各車間主機要求的生產(chǎn)能力（要求主機小時產(chǎn)量），為選定各車間主機的型號、規(guī)格和臺數(shù)提供依據(jù)。根據(jù)物料平衡計算，本文采用年平衡法計算主機平衡。表7：水泥廠主機年利用率（以小數(shù)表示）主機名稱年利用率生產(chǎn)周制（日/周）生產(chǎn)班制石灰石破碎機0.40.486每日兩班，每班67小時生料磨（閉路）0.787每日三班，每班8小時煤磨0.650.757每日三班，每班8小時水泥磨（閉路）0.827每日三班，每班8小時包裝機0.40.486每日兩班，每班67小時11主機要求小時產(chǎn)量可按下式計算：其中： 物料年平衡量（t/年）； 預(yù)定的主機年利用率（以小數(shù)表示）表8：主機小時產(chǎn)

10、量（單位：t/h）回轉(zhuǎn)窯石灰石破碎機生料磨煤磨水泥磨包裝機219.96502.28389.7634.41308.22164.3812 目前水泥廠主要設(shè)備均可實現(xiàn)國產(chǎn)化。所以，在設(shè)備選型時，應(yīng)盡量使用國產(chǎn)設(shè)備，降低工廠投資。表9：主機平衡表主機名稱主機型號規(guī)格主機臺數(shù)（臺）主機產(chǎn)量t/(臺h)要求主機產(chǎn)量(t/h)實際年利用率（以小數(shù)計）單段錘式破碎機TKPC20.221500600502.280.41立式生料磨GRMR46.421430389.760.63三支撐回轉(zhuǎn)窯4.872m1220219.960.82立式煤磨GRMC26.3014434.40.55輥壓機1400800mm23003503

11、08.220.77雙滑履球磨機4.213m2100回轉(zhuǎn)式包裝機BHYW-82120164.380.31庫底散裝機ZSG100-KD-Z3150383.560.3813四、儲庫平衡計算： 水泥廠是連續(xù)生產(chǎn)的工廠，為了避免由于外部運輸?shù)牟痪?，設(shè)備之間生產(chǎn)能力的不平衡，或由于前后段生產(chǎn)工序的工作班制不同，以及由于其他原因造成物料供應(yīng)的中斷或物料滯留堆積而阻塞，保證工廠生產(chǎn)的連續(xù)進行和水泥的均衡出廠，以及滿足生產(chǎn)過程中質(zhì)量控制的需要，水泥廠必須設(shè)置各種物料儲存庫（包括各種堆場、堆棚、圓庫、成品庫等）。各種儲庫的容量應(yīng)滿足不同物料儲存期的要求，而各種物料儲存期的確定，需要考慮到許多因素。在計算儲庫時，

12、首先要確定各種物料的儲存期，并計算各種物料要求的儲存量，然后選擇儲庫形式、規(guī)格，并計算出儲庫的數(shù)量、容積或面積。14表10：水泥廠各種物料最低儲存期（單位：天）根據(jù)物料的最低儲存期，可以計算出各種物料的最低儲量。表11：各物料儲量（單位：噸）石灰石粘土砂巖鐵粉石膏礦渣煤生料熟料水泥5101030301010277石灰石粘土砂巖鐵粉石膏礦渣煤生料熟料水泥330008976580819011124619536686416284369605059815 根據(jù)不同物料的性質(zhì)、堆積密度、休止角等相關(guān)數(shù)據(jù)，計算出不同物料的儲庫，滿足最低儲存要求。表12：儲庫平衡表儲庫名稱規(guī)格（米）數(shù)量（個）庫容量（噸）儲

13、存期（天）單個總共石灰石預(yù)均化堆場90m134500345005.23矩形預(yù)均化堆場砂巖45303m16000600010.33粘土50304m19000900010.03鐵粉20302m12000200031.57煤預(yù)均化堆場6066生料均化庫2250m118000180002.21石膏庫1740m1120001200032.04混合材（礦渣）庫2850m1200002000010.23水泥庫2445m226000520007.19熟料庫4025m140000400007.5816五、窯尾工藝計算： 首先確定預(yù)熱器級數(shù)，根據(jù)理論分析和工廠實際情況，預(yù)熱器級數(shù)確定為雙

14、列五級預(yù)熱器。表13：窯尾系統(tǒng)工藝參數(shù)名稱窯尾三次風管分解爐C5C4C3C2C1高溫風機溫度()950750890880800660500330310負壓(Pa)1501701600200032004200540060006800過剩系數(shù)1.051.15漏風系數(shù)1%1%2%3%4%5%17 根據(jù)窯尾的各項參數(shù)，計算出各級預(yù)熱器、分解爐、三次風管、窯等處得工況氣體量，依據(jù)氣體量和各級旋風筒的斷面風速，即可確定旋風筒的直徑，再根據(jù)旋風筒不同結(jié)構(gòu)尺寸的比例，計算出各級旋風筒各部位尺寸。 分解爐的確定，主要是根據(jù)窯的產(chǎn)量配備恰當型式和規(guī)格的分解爐。本次設(shè)計選用TDF分解爐，TDF分解爐是天津水泥設(shè)計研

15、究院在引進日本DD爐技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對中國燃料特點，研制開發(fā)的一種雙噴騰分解爐。18表14：各級旋風筒各部分尺寸（單位：米）級數(shù)C1C2C3C4C5直徑D04.56.46.66.66.8內(nèi)筒直徑d13.0603.6243.7263.7263.828料管直徑d21.1251.3201.3501.3501.380進口寬b1.6202.4722.5382.5382.604進口高a2.4303.9444.0564.0564.168柱體高h15.5804.5964.7344.7344.872錐體高h28.1006.5926.7986.7987.004總高h13.68011.18811.53211.53211.876內(nèi)筒高p2.0701.