新型干法水泥熟料生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)

1、 論文題目： 新型干法水泥熟料生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 年級(jí)專業(yè)： 級(jí)無機(jī)非金屬材料工程 學(xué)號(hào)姓名： 老師姓名： 新型干法水泥熟料生產(chǎn)線工藝流程設(shè)計(jì)一、 設(shè)計(jì)概述1、設(shè)計(jì)任務(wù)新型干法水泥熟料生產(chǎn)線工藝流程設(shè)計(jì)2、設(shè)計(jì)范圍從原燃料進(jìn)廠、石灰石破碎起至熟料散裝出廠為止的熟料生產(chǎn)線工藝流程設(shè)計(jì)。3、基本條件和數(shù)據(jù)基本條件：1）采用窯外分解窯生產(chǎn)熟料；2）物料參數(shù)見表1-11-3；3）要求熟料三個(gè)率值：KH=0.890.01、SM=2.600.10、IM=1.600.10；4）單位熟料熱耗：3178kJ/kg；5）生產(chǎn)損失：生料按1%計(jì)算，其它按3%計(jì)算。表11 原燃料化學(xué)成分（%）名稱燒失量SiO2Al2O3F

2、e2O3CaOMgO其它石灰石41.823.080.670.4652.540.680.75100.00粘土5.0469.9814.055.920.470.973.57100.00鐵 粉4.1516.064.1859.748.482.434.96100.00煤灰52.4729.675.046.341.844.64100.00表12 進(jìn)廠原燃料水分及粒度物料名稱石灰石粘土鐵粉原煤水分（%）11538粒度（mm）6004010100表13 煤的工業(yè)分析揮發(fā)分固定碳灰 分熱 值25.92%45.92%26.28%22920kJ/kg4、要求完成的主要任務(wù)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書應(yīng)包括以下內(nèi)容：設(shè)計(jì)的目的和意義；

3、干法水泥生產(chǎn)技術(shù)綜述、場址選擇(可結(jié)合有關(guān)信息做一定假設(shè))、配料計(jì)算、物料平衡計(jì)算（編制物料平衡表）、設(shè)計(jì)方案的選擇、主機(jī)設(shè)備的選型計(jì)算（有關(guān)性能指標(biāo)一覽表）、?？偲矫娌贾脠D和全廠工藝流程圖的說明、設(shè)計(jì)評(píng)述、參考資料。5、參考資料1水泥工藝學(xué)，沈威編，武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1991年2新型干法水泥技術(shù)，劉志江主編，中國建材工業(yè)出版社，2005年3水泥廠工藝設(shè)計(jì)概論，金容容主編，武漢理工大學(xué)出版社，2000年4水泥廠工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)，嚴(yán)生主編，中國建材工業(yè)出版社，2007年5水泥生產(chǎn)工藝計(jì)算手冊(cè)，王君偉主編，中國建材工業(yè)出版社，2001年6粉磨工藝與設(shè)備，王仲春主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2005年二、工藝

4、流程水泥生產(chǎn)過程可概括為生料制備、熟料煅燒、水泥粉磨。生產(chǎn)方法依生料制備方法不同分為干法和濕法。濕法生產(chǎn)產(chǎn)量低、熟料熱好高、耗水量大，逐漸被干法生產(chǎn)取代。干法生產(chǎn)主要包括干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)、懸浮預(yù)熱窯生產(chǎn)、預(yù)分解窯生產(chǎn)，其熟料的煅燒大致分為預(yù)熱、分解及燒成三個(gè)過程。其中窯外分解技術(shù)是將水泥煅燒過程中的不同階段分別在旋風(fēng)預(yù)熱器、分解爐和回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行，把燒成用煤的5060%放在窯外分解爐內(nèi)，是燃料燃燒過程與生料吸熱同時(shí)在懸浮狀態(tài)下極其迅速的進(jìn)行，時(shí)入窯物料的分解率達(dá)到90%以上，使生料入窯前基本完成硅酸鹽的分解。預(yù)熱分解窯生產(chǎn)工藝，煅燒系統(tǒng)的熱工布局更加合理、窯生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、能源消耗低、窯內(nèi)

5、襯體壽命長，環(huán)境保護(hù)諸多方面具有更加優(yōu)越的性能。本水泥生產(chǎn)工藝采用先進(jìn)的預(yù)分解窯干法生產(chǎn)工藝，其工藝流程簡述如下：1 、生料制備（1） 原料破碎、輸送及均化石灰石破碎車間設(shè)在礦區(qū)，采用一段破碎。自卸汽車將石灰石倒入板式喂料機(jī)，再喂入PCF-2022錘式破碎機(jī)破碎，破碎后，由長帶式輸送機(jī)送到廠區(qū)80m的圓形石灰石均化庫，由懸臂堆料皮帶機(jī)人字形堆料，由橋式刮板取料機(jī)取料將預(yù)均化后的石灰石由帶式輸送機(jī)送至7.018的石灰石調(diào)備庫。砂巖由汽車運(yùn)進(jìn)廠先入砂巖堆場儲(chǔ)存，由鏟車卸入破碎機(jī)破碎，選用一臺(tái)PCF-1412錘式破碎機(jī)，經(jīng)破碎后的砂巖由帶式輸送機(jī)送入7.013的砂巖庫。粉煤灰由專用罐車運(yùn)進(jìn)廠后送入8

6、.022的粉煤灰?guī)靸?chǔ)存。鐵粉礦由汽車運(yùn)進(jìn)廠先入鐵粉堆棚儲(chǔ)存，由鏟車卸入下料倉后經(jīng)帶式輸送機(jī)送入5.514的鐵粉庫。各物料的配料在各自的調(diào)備庫內(nèi)進(jìn)行，配料采用多種元素?zé)晒夥治鰞x和微機(jī)組成的生料質(zhì)量控制系統(tǒng)、自動(dòng)調(diào)節(jié)的定量給料機(jī)。四種原料由各自的定量給料機(jī)計(jì)量后，由帶式輸送機(jī)送入生料磨。所有物料破碎與轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)設(shè)有除塵器，確保粉塵達(dá)標(biāo)排放。（2） 生料粉磨與廢氣處理生料粉磨采用帶外循環(huán)的立式磨系統(tǒng)，利用窯尾排出的高溫廢氣作為烘干熱源。生料由鎖風(fēng)閥進(jìn)入磨內(nèi)，經(jīng)磨輥碾磨后的物料在風(fēng)環(huán)處被高速氣流帶起，經(jīng)分離器分離后，粗物料落回磨內(nèi)繼續(xù)被碾壓，細(xì)粉隨氣流出磨，經(jīng)電收塵收集，收下的成品經(jīng)空氣輸送斜槽、斗式提升

7、機(jī)送入生料均化庫。出電收塵的廢氣經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)后，一部分廢氣作為循環(huán)風(fēng)重新回磨；剩下的含塵廢氣進(jìn)入磨廢氣處理系統(tǒng)，經(jīng)凈化后排入大氣。當(dāng)生料磨停磨而燒成系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，窯尾廢氣經(jīng)增濕塔作調(diào)質(zhì)處理后，直接進(jìn)入窯尾收塵器凈化處理，增濕塔噴水量根據(jù)增濕塔出口廢氣溫度自動(dòng)控制，使廢氣溫度處進(jìn)窯尾袋收塵器的最佳范圍內(nèi)，廢氣經(jīng)凈化后排入大氣。由袋收塵器收下的粉塵，經(jīng)鏈運(yùn)機(jī)、空氣輸送斜槽，由提升機(jī)送入生料庫。增濕塔下的窯灰直接與出庫生料搭配，喂入預(yù)熱器系統(tǒng)。（3） 生料均化及生料入窯生料均化采用22.554M3型庫，庫內(nèi)分4個(gè)卸料口，生料按一定順序分別由各自的卸料區(qū)卸出進(jìn)入均化小庫，由庫內(nèi)重力切割和均化小庫的攪拌實(shí)現(xiàn)

8、均化，均化后的生料由斗式提升機(jī)、空氣輸送斜槽送入生料緩沖倉，經(jīng)計(jì)量器計(jì)量后由空氣輸送斜槽送入氣力提升泵再送至窯尾預(yù)熱器的進(jìn)口2、 熟料燒成（1） 燒成系統(tǒng)由五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器、分解爐、回轉(zhuǎn)窯、篦冷機(jī)組成。喂入預(yù)熱器的生料經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱、在分解爐內(nèi)分解后，喂入窯內(nèi)煅燒；出窯高溫熟料在水平推動(dòng)篦式冷卻機(jī)內(nèi)得到冷卻，大塊熟料經(jīng)冷卻機(jī)出口處錘式破碎機(jī)破碎后，匯同出冷卻機(jī)的小粒熟料經(jīng)盤式輸送機(jī)送至熟料庫。篦冷機(jī)排出的熱空氣部分作為高溫風(fēng)入窯和三次風(fēng)送往分解爐，部分作為煤粉制備的烘干熱源，剩余廢氣經(jīng)電收塵凈化后排入大氣。（2） 熟料儲(chǔ)存、輸送和散裝熟料庫規(guī)格1826m，熟料經(jīng)庫底卸出后，由帶式輸送機(jī)分別送往水泥

9、磨前的熟料調(diào)備庫和汽車散裝熟料庫。熟料散裝庫頂采用多點(diǎn)盤式輸送機(jī)卸料。（3） 原煤預(yù)均化及輸送原煤由火車運(yùn)輸進(jìn)廠卸入原煤堆場，由鏟車卸入下料倉后，經(jīng)定量給料機(jī)喂入煤磨。（4） 煤粉制備及輸送煤粉制備采用立式煤磨，利用窯頭高溫廢氣作為烘干熱源。原煤由定量給料機(jī)喂入磨內(nèi)烘干與粉磨。通過各閥門的調(diào)節(jié)改變磨內(nèi)的風(fēng)速，配合調(diào)整分離器的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)合格煤粉與粗煤粉的分離，使細(xì)粉隨氣流進(jìn)防爆型袋收塵器，粗粉繼續(xù)在磨內(nèi)循環(huán)，重新被粉碎。經(jīng)袋收塵器收集下的煤粉通過鎖風(fēng)閥和螺旋輸送機(jī)送入窯頭、分解爐、回轉(zhuǎn)烘干機(jī)供應(yīng)其燃煤，廢氣經(jīng)收塵器凈化后排入大氣。煤粉制備系統(tǒng)設(shè)有防爆閥、CO濃度檢測(cè)儀、N2自動(dòng)滅火系統(tǒng)等安全

10、措施。3 、水泥粉磨（1） 混合材備料 石膏由汽車運(yùn)進(jìn)廠先入堆棚內(nèi)儲(chǔ)存，由鏟車卸入破碎機(jī)破碎，選用一臺(tái)PF-080型反擊式破碎機(jī)，經(jīng)破碎后的石膏由帶式輸送機(jī)送入6.018石膏庫。 按不同水泥品種，設(shè)定相應(yīng)的物量配比，經(jīng)定量給料機(jī)配好的物料由帶式輸送機(jī)輸送至水泥粉磨系統(tǒng)。水泥磨采用一套由輥壓機(jī)、4.213水泥磨機(jī)和O-Sepa選粉機(jī)組成的閉路預(yù)粉磨系統(tǒng)，物料經(jīng)輥壓機(jī)預(yù)粉碎后粗粉回料，細(xì)粉進(jìn)水泥磨粉磨，出磨物料由斗式提升機(jī)送入選粉機(jī)中分選，粗粉返回磨內(nèi)再次粉磨，成品隨出選粉機(jī)氣流進(jìn)入袋收塵器后被收集下來，由斜槽、提升機(jī)送至水泥庫儲(chǔ)存。廢氣經(jīng)凈化后排入大氣。（2） 水泥儲(chǔ)存、散裝、包裝 設(shè)4座153

11、6的IBAU型儲(chǔ)存兼均化庫，每庫庫底各設(shè)兩臺(tái)移動(dòng)式散裝機(jī)。水泥由庫底充氣卸料系統(tǒng)卸出后由空氣輸送斜槽、斗提機(jī)送往包裝車間包裝或送入水泥汽車散裝庫進(jìn)行汽車散裝，或送入散裝機(jī)進(jìn)行火車散裝。 水泥包裝采用一臺(tái)RA-12型回轉(zhuǎn)包裝機(jī)，包裝成的袋裝水泥直接裝車發(fā)送或送成品庫儲(chǔ)存。 水泥庫頂、庫底均化倉等分別設(shè)氣箱脈沖袋收塵器處理系統(tǒng)中的含塵氣體。包裝車間用脈沖袋收塵器對(duì)個(gè)揚(yáng)塵點(diǎn)進(jìn)行收塵。建廠的原始資料1、 石灰石：青龍山石灰石礦山。2、 砂巖：自備礦山，含水量3%。3、 鐵礦石（粉）：外購，含水量4%。4、 粉煤灰：外購，含水量0.5%。5、 石膏：山東產(chǎn)SO3，40%；含水量少量，塊度300毫米。10

12、、電源：從彭場變電所接線進(jìn)廠。35KV11、水源：可采用地下水或不牢河水。三、設(shè)計(jì)內(nèi)容1、設(shè)計(jì)任務(wù)：2500噸熟料水泥廠設(shè)計(jì)2、確定率值燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其他比例石灰石41.823.080.670.4652.540.680.75100.00 83.02 粘土5.0469.9814.055.920.470.973.57100.00 15.63 鐵粉4.1516.064.1859.748.482.434.96100.00 1.35 生料35.564 13.711 2.809 2.111 43.809 0.749 0.000 0.00 灼燒生料21.279 4.359 3

13、.276 67.988 1.162 0.000 0.00 96.36 煤成分0.000 52.470 29.670 5.040 6.340 1.840 4.640 100.00 3.64 熟料22.415 5.281 3.340 65.742 1.187 0.169 熟料熱耗（KJ/Kg）3178煤熱值（KJ/Kg）22920煤灰分%26.28 熟料率值目標(biāo)計(jì)算熟料KH0.890.89熟料SM2.62.6熟料IM1.61.58 綜上所述，最終率值的確定如下：KH=0.89，SM=2.60，IM=1.58。3、計(jì)算煤灰摻入量揮發(fā)分固定碳灰 分熱 值25.92%45.92%26.28%22920k

14、J/kg4、燒成車間生產(chǎn)能力和工廠生產(chǎn)能力的計(jì)算 4.1.窯的選型及標(biāo)定制造商窯規(guī)格（mm）窯產(chǎn)量（t/d）宇部興產(chǎn)4752600 資料來源（新型干法水泥廠設(shè)備選用使用手冊(cè)） 4.2.窯的年利用率 =300/365=0.82 4.3. 確定窯的臺(tái)數(shù) n= =0.96，故窯的臺(tái)數(shù)取1臺(tái)。燒成系統(tǒng)的生產(chǎn)能力熟料小時(shí)產(chǎn)量：Qh=nQh.l t/h=1108.33=108.33t/h熟料日產(chǎn)量：Qd=24Qh t/d=24108.33=2600t/d熟料年產(chǎn)量：Qw=300Qh t/y=3002600=780000t/y工廠的生產(chǎn)能力水泥時(shí)產(chǎn)量：Gh=Qh(100-p)/(100-d-e) =108.

15、33(100-3)/100=105.08t/h水泥日產(chǎn)量：Gd=24Gh t/d=24105.08=2521.92t/d水泥年產(chǎn)量：Qy=300Gh t/y=3002521.92=756576.72t/y4.4.原、燃材料消耗定額的確定理論料耗式中 G-煤粉摻入量 % L-生料燒失量 % -生料的生產(chǎn)損失干基實(shí)際消耗定額實(shí)際料耗定額=（實(shí)際料耗K百分比）/(1-生產(chǎn)損失) 干基石灰石（1.510583.02%）/(1-3%)=1.2928kg/kg熟料干基粘土 （1.510515.63%）/(1-3%)=0.2434kg/kg熟料干基鐵粉 （1.51051.35%）/(1-3%)=0.0210

16、kg/kg熟料 濕基實(shí)際消耗定額濕基石灰石= 干基石灰石/(1-石灰石含水率)=1.2928/(1-1%)= 1.3059kg濕基石灰石/kg熟料濕基粘土= 干基粘土/(1-粘土含水率)=0.2423/(1-15%)= 0.2851kg濕基粘土/kg熟料濕基鐵粉= 干基鐵粉/(1-鐵粉含水率)=0.0210/(1-3%)= 0.0216kg濕基鐵粉/kg熟料濕基煤粉= 干基煤粉/(1-煤粉含水率)=0.1430/(1-8%)= 0.1554kg濕基煤粉/kg熟料4.5.物料平衡表物料名稱配合比%含水率%生產(chǎn)損失%消耗定額（t/t熟料） 總物料（t）干基濕基干基物料濕基物料時(shí)日年時(shí)日年石灰石83

17、.02131.29281.3059134.45123232969600135.81363264.75979425粘土15.631530.24340.285125.3136608.518255029.6504712.75213825鐵粉1.35330.02100.02162.18452.5157502.24645416200煤灰3.64830.14300.155414.875357.510725016.1304387.75116325生料1911.51051.8648157.0923776.251132875193.9414662.0371398611.111熟料108.332600780000

18、水泥3105.082521.92756576.725、主機(jī)設(shè)備選型表5-1水泥廠最大入磨物料的粒度物料種類石灰石粘土熟料石膏混合材煤最大粒度255030503030（資料來源：新型干法水泥技術(shù)與設(shè)備） 5.1.石灰石破碎設(shè)備選型（1）確定破碎車間的工作制度 石灰石破碎車間采用2班制，每班工作7小時(shí)，6日/周，每年工作300天。（2）根據(jù)車間運(yùn)作班制和主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)，確定主機(jī)的年利用率： 式中：每年工作日數(shù)，每日工作班數(shù)，每班主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)。（3）主機(jī)要求小時(shí)產(chǎn)量：t/h式中 -破碎機(jī)產(chǎn)量，t/h -原料/熟料的比率 -窯每周工作時(shí)間，h -破碎機(jī)每周工作時(shí)間，h f-原料含水率，%規(guī)格最大進(jìn)料

19、粒度（mm）生產(chǎn)能力（t/h）出料粒度（mm）PPC161670016024025（新型干法水泥廠設(shè)備選用使用手冊(cè)） 主機(jī)產(chǎn)量標(biāo)定：240t/h 選1臺(tái) 式中：n主機(jī)臺(tái)數(shù)； GH要求主機(jī)小時(shí)產(chǎn)量t/h； Gh,1主機(jī)標(biāo)定臺(tái)時(shí)產(chǎn)量t/h。6. 物料的粉磨系統(tǒng)6.1生料磨（1）確定粉磨車間的工作制度：22h/日，154h/周，工作43周（2）根據(jù)車間運(yùn)作班制和主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)，確定主機(jī)的年利用率：（3）主機(jī)要求小時(shí)產(chǎn)量： （t/h）（4） 設(shè)備的選型：型號(hào)產(chǎn)量（t/h）MPS3150立磨150（資料來源新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備）（5）計(jì)算主機(jī)的數(shù)量 , 選1臺(tái)。式中：n主機(jī)臺(tái)數(shù)；GH要求主機(jī)小時(shí)產(chǎn)

20、量t/h；Gh,1主機(jī)標(biāo)定臺(tái)時(shí)產(chǎn)量t/h。（6）核算主機(jī)的年利用率 6.2煤磨 （1）確定煤粉制備車間的工作制度：22h/日，154h/周，工作43周（2）根據(jù)車間運(yùn)作班制和主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)，確定主機(jī)的年利用率（3）主機(jī)要求小時(shí)產(chǎn)量： （t/h）（4） 設(shè)備的選型：規(guī)格生產(chǎn)能力（t/h）磨輥直徑(mm)磨盤工作直徑（mm）MP14102410191400 （新型干法水泥廠設(shè)備選型使用手冊(cè)）（5）生產(chǎn)能力的標(biāo)定： 結(jié)合上述資料，標(biāo)定該機(jī)的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量為24t/h。（6）計(jì)算主機(jī)的數(shù)量 ， 故選取1臺(tái)。式中：主機(jī)臺(tái)數(shù)， 要求主機(jī)小時(shí)產(chǎn)量（t/h）， 主機(jī)標(biāo)定臺(tái)時(shí)產(chǎn)量（t/h）。（7）核算主機(jī)的年利用率

21、式中：主機(jī)的實(shí)際年利用率， 預(yù)定的主機(jī)年利用率。7、熟料燒成系統(tǒng) 表7-1 4.075回轉(zhuǎn)窯配套設(shè)備規(guī)模t/d2500回轉(zhuǎn)窯475預(yù)熱器C1250504030C2255104100C3255104100C4255106470C5260606910 (資料來源新型干法水泥廠設(shè)備選型手冊(cè)， )8、冷卻機(jī)選型（1）確定工作制度：采用一班制，每班工作8小時(shí)，每年工作321天。（2）根據(jù)車間運(yùn)作班制和主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)，確定主機(jī)的年利用率： 式中：每年工作日數(shù)， 每日工作班數(shù)， 每班主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)。（3）主機(jī)要求小時(shí)產(chǎn)量： t/h日產(chǎn)量為選擇合肥院HCFC型篦式冷卻機(jī)型號(hào)H1067產(chǎn)量(t/h)額定2500

22、最大2750段數(shù)2有效面積(）63面積產(chǎn)量39.7-45出料粒度（mm）25進(jìn)料溫度（）1371出料溫度（）65+環(huán)境溫度傳動(dòng)模式機(jī)械傳動(dòng)（新型干法水泥廠設(shè)備選型使用手冊(cè))（5）生產(chǎn)能力的標(biāo)定：標(biāo)定該機(jī)的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量為2500t/d ,則小時(shí)產(chǎn)量為:t/h（6）計(jì)算主機(jī)的數(shù)量 ,故先1臺(tái)冷卻機(jī).（7）核算主機(jī)的年利用率 式中 主機(jī)的實(shí)際年利用率 預(yù)定的主機(jī)年利用率主機(jī)平衡表主機(jī)名稱主機(jī)型號(hào)規(guī)格主機(jī)產(chǎn)量（t/h）主機(jī)臺(tái)數(shù)要求產(chǎn)量（t/h）主機(jī)生產(chǎn)能力（t/h）主機(jī)工作制度，實(shí)際年利用率石灰石破碎機(jī)PPC1616 24012212400.48生料磨MPS3150立磨1501105.081500.58煤

23、磨MP141024117.625240.59冷卻機(jī)H1067104.171101.18104.170.906回轉(zhuǎn)窯475108.331165.74108.330.829、物料的儲(chǔ)存和均化表9-1 水泥廠各種物料的最低儲(chǔ)存期（d）物料名稱大、中型水泥廠小型水泥廠物料名稱大、中型水泥廠小型水泥廠石灰石515石膏3020粘土107生料粉(漿)24燃料1010熟料57混合材料1010水泥77鐵粉1020（資料來源：新型干法水泥技術(shù)與設(shè)備）表9-2 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(chǎn)用含水15%的粘土2.025鐵礦石（粉）1.535煤0.927300mm以下的二水石膏1.440粉磨后生料粉1.035回轉(zhuǎn)窯熟料1.4533粉磨后