5000td新型干法水泥廠煤粉制備車間工藝設(shè)計

唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計設(shè)計題目：5000t/d新型干法水泥廠煤粉制備車間工藝設(shè)計環(huán)境與化學(xué)工程系環(huán)境與化學(xué)工程系10材料工程技術(shù)（1）班系別：_________________________10材料工程技術(shù)（1）班班級：_________________________劉臻姓名：_________________________劉臻指導(dǎo)教師：_________________________2013年6月6日5000t/d新型干法水泥廠煤粉制備車間工藝設(shè)計摘要畢業(yè)設(shè)計題目是5000t/d新型干法水泥廠煤粉制備車間的設(shè)計。主要包括總體設(shè)計和車間設(shè)計兩部分。進行了配料方案的確定、物料平衡的計算、全廠工藝流程的確定、全廠主機設(shè)備的選型、堆場儲庫的設(shè)計、全廠總平面布置、煤粉制備車間的設(shè)計等。生料磨為立磨，熟料煅燒采用φ4.8×72m的窯外分解窯燒成系統(tǒng)，設(shè)計的重點車間是煤粉制備車間。煤粉制備采用的是立磨粉磨系統(tǒng)，碎煤在煤磨內(nèi)由窯尾的熱氣進行烘干，通過磨輥與磨盤的擠壓進行粉磨，磨內(nèi)氣體夾帶著煤粉入磨內(nèi)的高效選粉機進行分選。粗粒落回磨盤，氣體夾帶著成品煤粉入袋收塵器，收集后存于煤粉倉。關(guān)鍵字：水泥新型干法生產(chǎn)工藝煤粉制備5000t/dProcessDesignofpulverizedCoalPreparationPlantinNewDryProcessCementPlantAbstractThegraduationdesigntopicisthedesignof5000t/dnewdryprocesscementplantpulverizedcoalpreparationplan.Mainlyincludesoveralldesignandworkshopdesign.Thedesignoftheburden,materialbalancecalculation,thedeterminingofthewholeprocessofhostplant,equipmentselection,storagedesign,factorylayout,thedesignofcoalpreparationplant.Forverticalmillgrindingclinkerrawmaterials,usingofφ4.8×72mkilnsystem,focusonthedesignoftheworkshopispulverizedcoalpreparationplant.Pulverizedcoalpreparationisusinggrindingsystemofverticalmill,coalinthecoalmilldrybythekilnheat,grindingthroughtheextrusionrollerandgrinding,thegasinthegrindingcoalwithhighefficiencyseparatorforseparatingmill.Coarsegrainfallbacktothedisk,withrefinedcoalgasintothebagdustcollector,collectedandstoredinthepulverizedcoalbunker.

Keywords:CementNewdryprocessproductionpulverizedcoalpreparation目錄TOC\o"1-3"\h\u318611引言 III立磨75.5375159.597553.2回轉(zhuǎn)窯φ4.8×72m2232231222.9222385.0水泥磨φ4.2×13m1501502321.1230098.1包裝機回轉(zhuǎn)式8嘴1201201117.7412049.11.儲庫的形式新型干法水泥廠是連續(xù)生產(chǎn)的工廠，“均衡穩(wěn)定”是搞好新型干法生產(chǎn)的關(guān)鍵；是提高原料預(yù)均化均化效果的要求；是實現(xiàn)原料配料和烘干粉磨的必需；是保持預(yù)分解窯最佳熱工制度的前提；是實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的基礎(chǔ)和目的，是提高收塵設(shè)備效率的需要；是降解利用二次燃料和廢物的最佳條件。因為外部運輸?shù)牟痪鶆?，設(shè)備之間生產(chǎn)能力的不均衡，或由于前后段生產(chǎn)工序的工作班制的不同以及其它原因造成物料供應(yīng)的中斷或物料滯留堆積堵塞，不能保證工廠的連續(xù)生產(chǎn)。為了保證工廠生產(chǎn)連續(xù)均衡地進行和水泥均衡出廠，以及為了滿足生產(chǎn)過程中質(zhì)量控制和產(chǎn)品檢驗的需要，水泥廠必須設(shè)置各種儲存設(shè)施來儲存生產(chǎn)過程中的各種物料。儲庫設(shè)施的選擇主要取決于工廠的規(guī)模，工廠的機械化自動化水平，投資的大小，物料的性質(zhì)以及環(huán)境保護的要求等.一般來說儲存方式主要有露天堆場、預(yù)均化堆場和圓庫三種儲存方式。露天堆場是用于塊、粒狀物料儲存、倒運的設(shè)施。采用露天堆場儲存物料具有儲存量大、投資省的特點。但是它的堆場面積利用率低，占地面積大；在輸送過程中易產(chǎn)生揚塵，物料損失大；操作受氣候影響。根據(jù)堆料設(shè)備的不同，分為矩形堆料和圓形堆料兩種。預(yù)均化堆場是原料通過用專門的取料機械從料堆以垂直堆料薄層依次切取薄料的方式取料，從而改善原料成分的波動，達到均化的目的。是否選擇預(yù)均化堆場是由原料成分波動范圍來確定的。當(dāng)成分波動范圍小于5%時，不需要采用預(yù)均化堆場。當(dāng)成分波動范圍大時，需要采用預(yù)均化堆場來改善原料的波動性。圓庫常用于小塊狀、粒狀、粉狀物料的儲存，用圓庫儲存物料具有以下特點：儲存庫的有效利用率高，因而占地面積少；由于封閉，揚塵較易處理，勞動條件好；各車間布置靈活；可以進行遙控及適用范圍廣等。但圓庫進出料環(huán)節(jié)多：散熱效果差，不利于物料的冷卻。對于含水較高或粘性大的塊狀、粒狀物料，易于造成下料堵塞，一般不宜采用圓庫儲存。某物料的儲存量所能滿足工廠生產(chǎn)需要的天數(shù)，稱為該物料的儲存期。各種物料存期的確定，需要考慮到許多因素。物料儲存期的長短應(yīng)適當(dāng)，過長則會增加建投資和經(jīng)營費用，過短將影響生產(chǎn)。各種物料儲存期的確定，需要考慮到許多因素，確定物料儲存期長短的主要因素有：物料供應(yīng)點離工廠生產(chǎn)需要的天數(shù)；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(zhì)量檢驗的要求［9］。水泥廠各種物料的最低儲存期見表2-11表2-11水泥廠各種物料的最低儲存期(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24燃料1010熟料57混合材料1020水泥77鐵粉3010本設(shè)計預(yù)設(shè)各種物料的儲存周期見表2-12。表2-12本設(shè)計預(yù)設(shè)各種物料的儲存期(d)物料名稱堆場圓庫總儲存期露天堆場預(yù)均化堆場均化庫儲存庫儲存庫散裝庫石灰石527粘土21012鐵渣，鎂渣23032粉煤灰21012生料22煤21012熟料55礦渣21012石膏151530混料22水泥772.原料露天堆場的設(shè)計露天堆場的設(shè)計圖2-7料堆體積計算圖公式適用條件：L和B≥2Hctga式中：L——某種物料料堆的底邊長度，m；Q——該物料在露天堆場的儲存量，t；H——料堆高度，m；B——料堆底邊寬度，m；γ——該物料的堆積密度，t/m3；α——該物料的休止角，度。如采用推土機堆料的露天堆場，料堆高度H為6～7米，選H=6米。(1)粘土露天堆場由物料平衡表中得到日消耗粘土量為：G1=1391.52t/d，預(yù)設(shè)粘土的儲存期2d，得粘土在露天堆場的儲存量：G2=1391.52×2=2783.04t。γ粘土=2.0，α粘土=25°根據(jù)廠區(qū)面積、總平面圖布置，確定料堆底邊寬度B=12.5，則料堆的底邊長則：=2782.49t粘土堆場的實際儲存期：2782.49/1391.52=2.00d鐵渣露天堆場由物料平衡表中得到日消耗鐵渣量為：G1=321.12t/d，預(yù)設(shè)鐵渣的儲存期2d，得鐵渣在露天堆場的儲存量：G2=321.12×2=642.24t。γ鐵粉=1.5，α鐵粉=35°根據(jù)廠區(qū)面積、總平面圖布置，確定料堆底邊寬度B=10，則料堆的底邊長：則：則：==1141.39t因為鐵渣和鎂渣的用量和儲存期設(shè)計相同則其實際儲存期：1141.39/321.12=3.6d。(3)煤露天堆場由物料平衡表中得到日消耗煤量為：G2=893.78t/d，預(yù)設(shè)煤的儲存期2d，得煤在露天堆場的儲存量：Q=893.78×2=1787.56t。γ煤=0.9，α煤=27°根據(jù)廠區(qū)面積、總平面圖布置，確定料堆底邊寬度B=12.5，則料堆的底邊長：則：=1683.94t煤堆場的實際儲存期：1683.94/893.78=1.9d(4)礦渣露天堆場由物料平衡表中得到礦渣日消耗量為:G1=1659.12t/d，預(yù)設(shè)礦渣的儲存期2d，得礦渣在露天堆場的儲存量：G2=1659.12×2=3318.24t。Γ礦渣=0.65，α礦渣=39°根據(jù)廠區(qū)面積、總平面圖布置，確定料堆底邊寬度B=15，則料堆的底邊長：則：==1354.10t礦渣堆場的實際儲存期：1354.10/1659.12=0.8d(5)石膏露天堆場由物料平衡表中得到日消耗石膏量為:G2=481.68t/d，預(yù)設(shè)石膏的儲存期15d，得石膏在露天堆場的儲存量：Q=481.68×15=7225.2t。γ石膏=1.4，α石膏=39°根據(jù)廠區(qū)面積、總平面圖布置，確定料堆底邊寬度B=30，則料堆的底邊長度：則：==7224.88t石膏堆場的實際儲存期：7224.88/481.68=15.0d3.原料預(yù)均化堆場的設(shè)計(1)石灰石預(yù)均化堆場由物料平衡表中得到日消耗石灰石量G1=6529.44t/d，預(yù)設(shè)石灰石的儲存期5d，得石灰石儲存量=6529.44×5=32647.2t參考冀東水泥廠石灰石預(yù)均化堆場，棚式人字型350-400層，36mW×142.5mL×12.6mH×2堆，單位料堆42600t。需要料堆個數(shù)：32647.4/42600=0.77，考慮生產(chǎn)的連續(xù)性，選2堆。石灰石預(yù)均化堆場的實際儲存期：=預(yù)均化堆場儲量（=單個料堆儲量×料堆個數(shù)）/日消耗某原料量=42600×2/6529.44=13.1d(2)煤預(yù)均化堆場：由物料平衡表中得到日消耗煤粉量G1=802.80t/d，預(yù)設(shè)煤粉的儲存期10d，煤儲存量=802.80×10=8028.0t參考冀東水泥廠礦渣預(yù)均化堆場，采用棚式10000t×1座，料堆規(guī)格（單位：m）寬×長×高為：30mW×88.5mL×10.5mH×2堆需要料堆個數(shù)：8028.0/10000=0.80，考慮生產(chǎn)的連續(xù)性，選2堆。煤預(yù)均化堆場的實際儲存期：=預(yù)均化堆場儲量（=單個料堆儲量×料堆個數(shù)）/日消耗某原料量=10000×2/893.78=22.4d4.圓庫的設(shè)計(1)石灰石庫由物料平衡表中得到日消耗石灰石量6529.44t/d，預(yù)設(shè)石灰石的儲存期2d，得要求石灰石庫的儲存量：G2=6529.44×2=130988.8t。參考冀東水泥廠石灰石庫形式，底部帶減壓倉的圓庫，φ18×43m，單個儲量10000t，需要廠石灰石庫個數(shù)：13098.8/10000=1.30988個?？紤]工廠的實際情況，選2個。石灰石庫實際儲存期：10000×2/6529.44=3.1d(2)粘土庫由物料平衡表中得到日消耗粘土量G1=1391.52t/d，預(yù)設(shè)粘土的儲存期10d，得需要儲存粘土量：G2=1391.52×10=13915.2t。參考冀東水泥廠粘土庫形式，底部帶減壓倉的圓庫，φ18×43m，單個儲量10000t，需要廠粘土庫個數(shù)：13915.2/10000=1.39152個?？紤]生產(chǎn)的連續(xù)性，選2個。粘土庫實際儲存期：10000×2/1391.52=14.4d(3)鐵渣庫和鎂渣庫通過配料計算得知鐵渣和鎂渣的用量相同，鎂渣庫同鐵渣庫的計算也相同。由物料平衡表中得到日消耗鐵渣量G1=321.12t/d，預(yù)設(shè)鐵渣的儲存期30d，得需要儲存鐵渣量：G2=321.12×30=9633.6t。參考冀東水泥廠鐵渣均化庫形式，底部帶減壓倉的圓庫，φ18×43m，單個儲量10000t，需要廠鐵渣均化庫個數(shù)：9633.6/10000=0.96個?？紤]生產(chǎn)的連續(xù)性，選1個。鐵渣均化庫實際儲存期：10000×1/321.12=31.1d(4)粉煤灰?guī)煊晌锪掀胶獗碇械玫饺障姆勖夯伊縂1=267.6t/d，預(yù)設(shè)粉煤灰的儲存期10d，得需要儲存粉煤灰量：G2=267.6×10=2676t。參考冀東水泥廠粉煤灰均化庫形式，底部帶減壓倉的圓庫，φ18×43m，單個儲量10000t，需要廠粉煤灰均化庫個數(shù)：2676/10000=0.27個?？紤]生產(chǎn)的連續(xù)性，選1個。粉煤灰均化庫實際儲存期：10000×1/267.6=37.4d(4)生料均化庫由物料平衡表中得到日產(chǎn)生料8991.36t/d，預(yù)設(shè)生料的儲存期2d，得要求生料庫的儲存量：Q=8991.36×2=17982.72t。參考冀東水泥廠生料庫形式，底部帶減壓倉的圓庫，φ18×43m，單個儲量10000t，需要廠生料庫個數(shù)：17982.72/10000=1.80個。選2個。生料庫實際儲存期：10000×2/8991.36=2.2d(5)熟料庫由物料平衡表中得到熟料產(chǎn)量5352t/d，預(yù)設(shè)水泥的儲存期5d，得要求熟料庫的儲存量：Q=5352×5=26760t。參考冀東水泥廠熟料庫形式，錐頂圓庫，φ60×30m，單個儲量112000t，需要熟料庫個數(shù)：26760/112000=0.24個。選1個。熟料庫實際儲存期：112000×1/5352=20.9d(6)石膏庫由物料平衡表中得到日消耗石膏量G1=481.68t/d，預(yù)設(shè)石膏的儲存期15d，得石膏的儲存量：Q=481.68×15=7225.2t。參考冀東水泥廠石膏庫形式，底部帶減壓倉的圓庫，φ18×43m，單個儲量10000t，需要廠石膏庫個數(shù)：7225.2/10000=0.72個。選1個。石膏庫實際儲存期：10000×1/481.68=20.8d(7)混料庫由物料平衡表中得到熟料5352t/d石膏481.68t/d，預(yù)設(shè)混料的儲存期2d，得要求混料庫的儲存量：Q=（5352+481.68）×2=11667.36t。參考冀東水泥廠混料庫形式，底部帶減壓倉的圓庫，φ18×43m，單個儲量10000t，需要廠混料庫個數(shù)：11667.36/10000=1.17個。選1個。混料庫實際儲存期：10000×1/（5352+481.68）=1.7d(8)礦渣庫由物料平衡表中得到日消耗礦渣量G1=1659.12t/d，預(yù)設(shè)礦渣的儲存期5d，得需要儲存礦渣量：G2=1659.12×5=8295.6t參考冀東水泥廠礦渣庫形式，底部帶減壓倉的圓庫，φ18×43m，單個儲量10000t，需要廠礦渣庫個數(shù)：8295.6/10000=0.8個。選1個。礦渣庫實際儲存期：10000×1/1659.12=6.0d(9)水泥庫由物料平衡表中得到日產(chǎn)水泥7064.64t/d，預(yù)設(shè)水泥的儲存期7d，得要求水泥庫的儲存量：Q=7064.64×7=49452.48t。參考冀東水泥廠水泥庫形式，底部帶減壓倉的圓庫φ18×43m，單個儲量10000t，需要廠水泥庫個數(shù)：49452.48/10000=4.95個，綜合考慮生產(chǎn)其他品種的水泥以及生產(chǎn)出的不合格品的儲存問題，選擇水泥庫的個數(shù)為6個。水泥庫實際儲存期：10000×6/7064.64=8.5d5.儲庫一覽表表2-13堆場儲庫一覽表儲庫名稱規(guī)格數(shù)量庫容量儲存期/d實際儲存期/d單個/t總共/t石膏露天堆場30mW×44.35mL×6m114450.414450.41515.0礦渣露天堆場15mW×50.74mL×6m13318.243318.2420.8煤露天堆場12．5mW×25.73mL×6m11787.561787.5621.9鐵和鎂渣露天堆場10mW×21.46mL×6m1642.24642.2423.6粘土露天堆場12.5mW×27.19mL×6m12783.042783.0422.0石灰石預(yù)均化堆場棚式人字型350-400層36.0mW×142.5mL×12.6mH×2堆24260085200513.1煤預(yù)均化堆場棚式煤:10000t，30mW×88.5mL×10.5mH×2堆210000200001022.4石灰石庫底部帶減壓倉的圓庫φ18×43m2100004000023.1粘土庫底部帶減壓倉的圓庫φ18×43m210000200001014.4鐵渣庫底部帶減壓倉的圓庫φ18×43m110000100003031.1生料庫底部帶減壓倉的圓庫φ18×43m2100002000022.2石膏庫底部帶減壓倉的圓庫φ18×43m110000100001520.8礦渣庫底部帶減壓倉的圓庫φ18×43m1100001000056.0熟料庫錐頂圓庫φ60×30111200020000520.9混料庫底部帶減壓倉的圓庫φ18×43m1100001000021.7水泥庫底部帶減壓倉的圓庫φ18×43m6100008000078.5石灰石礦山石灰石礦山粘土露天堆場鐵渣露天堆場鎂渣露天堆場粉煤灰堆棚破碎粉煤灰圓庫預(yù)均化堆場石灰石圓庫粘土圓庫鐵渣圓庫鎂渣圓庫配料、傳送煤露天堆場配料、傳送煤露天堆場生料磨破碎機生料磨破碎機生料均化庫預(yù)均化堆場生料均化庫預(yù)均化堆場余熱利用預(yù)熱器余熱利用預(yù)熱器原煤倉原煤倉煤粉倉分解爐煤磨煤粉倉分解爐煤磨石膏露天堆場回轉(zhuǎn)窯石膏露天堆場回轉(zhuǎn)窯石膏破碎篦冷機石膏破碎篦冷機石膏庫熟料庫石膏庫熟料庫礦渣露天堆場計算機配料礦渣露天堆場計算機配料水泥磨水泥磨礦渣立磨礦渣立磨礦渣庫混料庫礦渣庫混料庫包裝機水泥庫包裝機水泥庫水泥出廠成品庫散裝出廠水泥出廠成品庫散裝出廠圖2-8全廠水泥廠工藝流程方框圖2.5全廠的質(zhì)量控制點及控制指標(biāo)為了保證原料和燃料的質(zhì)量，控制水泥的穩(wěn)定生產(chǎn)，保證水泥產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。全廠的質(zhì)量控制點及控制指標(biāo)見表2-14。表2-14全場質(zhì)量控制點及控制指標(biāo)質(zhì)量控制點取樣頻率實驗頻率檢驗項目指標(biāo)合格率石灰石：露天堆場每堆／批每堆／批每堆／批24h水分CaO／MgO全分析<3％>48％／<3％K2O+Na2O<0.7，CaO>48.5%100％100％>80％黏土：露天堆場每堆／批每堆／批全分析SiO2>80%，MgO<3%>80％鐵渣：露天堆場每堆／批每堆／批每堆／批月組合Fe2O3水分全分析>40％<20％MgO<2.5%100％100％煤：露天堆場每堆／批每堆／批工業(yè)分析全硫煤灰全分析QDw>26MJ／kg<1.2％灰分<15%，揮發(fā)分>32%100％100％煤：煤粉倉下1h2h4h24h細度(0.08mm)水分工業(yè)分析(5士2)％<2％(A土2)％>80％100％>80％石膏：露天堆場每堆／批每堆／批月組合SO3全分析>40％100％礦渣：露天堆場每堆／批每堆／批天組合水分熒光全分析<20％100％礦渣：磨出口1h1h4h細度(0.08mm)水分(8士2)％<1％>85％>90％生料：出磨1h1h1h8h細度(0.08mm)CaO／Fe2O3水分細度全分析(8士2)％指標(biāo)士0.3％／0.2％<1％<1.4％>85％>70％>90％100％生料：入窯1h1h1h4h4h24hCaO／Fe2O3熒光全分析水分細度(0.08mm)細度(0.02mm)全分析士0.3％／士0.2％<1％(8土2)％<1.4％>80％100％>90％100％表2-14全場質(zhì)量控制點及控制指標(biāo)（續(xù)表）質(zhì)量控制點取樣頻率實驗頻率檢驗項目指標(biāo)合格率熟料：冷卻機出口1h1h2h24h游離氧化鈣立升重熟料的全分析<1.501250士75>90％100％熟料：入磨前1h1h2h24h游離氧化鈣立升重熟料的全分析<1.501250士75>90％100％水泥：出磨1h1h2h4h8h24h細度(0.08mm)勃氏比表面積／(m2／k)SO3燒失量氧化鎂混合材摻量物化檢驗指標(biāo)土1％>300(2.2±0.3)％<4.0％達國標(biāo)達國標(biāo)達國標(biāo)>85％>85％>80％>90％100％100％100％出廠水泥：袋裝每一編號每一編號每一編號每班每一編號全套物化檢驗袋重抽查全套物化檢驗達國標(biāo)達國標(biāo)達國標(biāo)100％100％100％2.6全廠總平面布置圖的設(shè)計要點考慮風(fēng)向的影響全廠布置必須滿足防火衛(wèi)生要求，建筑物應(yīng)按采光和主導(dǎo)風(fēng)向予以適當(dāng)?shù)牟贾?，使工廠大部分主要車間和設(shè)備能避免煤煙和灰塵，能最大限度地利用天然采光，通風(fēng)，并能將建筑物周圍的雨水通暢排出。生活區(qū)和生產(chǎn)區(qū)分開，在滿足工藝的要求下，把原料露天堆場放在下風(fēng)側(cè)，布局整齊美觀，車間布置緊湊減少運輸設(shè)備，適當(dāng)?shù)脑黾邮諌m設(shè)施，減少污染，加強廠區(qū)的綠化?；炇曳旁谥魃a(chǎn)區(qū)便于現(xiàn)場取料，中控室也盡可能放在廠區(qū)生產(chǎn)中心，便于控制。原料烘干及粉磨設(shè)備布置在窯的預(yù)熱器附近，以縮短高溫廢氣的管道長度。輔助車間的布置既要照顧到人流進出廠方便，又照顧到靠近主要服務(wù)車間的要求，且不受主要生產(chǎn)車間揚塵的污染。水泥生產(chǎn)要求按照工藝過程，及時的將原、燃材料及半成品送到所需車間，以保證生產(chǎn)的連續(xù)性。應(yīng)及時將產(chǎn)品運走，以免堵塞車間或倉庫而被迫停產(chǎn)。因此水泥包裝車間和成品庫應(yīng)盡可能放在接近廠區(qū)門口便于運輸?shù)奈恢谩?車間設(shè)計3.1煤粉制備系統(tǒng)車間流程的確定

1.煤粉制備系統(tǒng)煤粉制備系統(tǒng)，就其與使用煤粉的熱工設(shè)備的連接方式而言，又可分為直接燃燒和間接燃燒兩種系統(tǒng)。（1）直接燃燒系統(tǒng)所謂直接燃燒系統(tǒng)是指在采用烘干兼粉磨的煤粉制備系統(tǒng)時，煤粉的制備和供應(yīng)水泥窯等熱工設(shè)備使用是一步完成的。煤磨系統(tǒng)的風(fēng)機同時承擔(dān)著把煤粉吹送入水泥窯等熱工設(shè)備的任務(wù)。其優(yōu)點是工藝流程簡單，基建投資省，能耗少。缺點是熱工設(shè)備一次風(fēng)量大，燃燒器靜壓低，在大多數(shù)情況下火焰的形成和形狀不良，火焰本身調(diào)整范圍小。（2）間接燃燒系統(tǒng)它的特點是煤粉制備系統(tǒng)作為一個獨立的機組，煤粉的粉磨和儲存是單獨進行的。煤粉經(jīng)儲存?zhèn)}供應(yīng)熱工設(shè)備的使用。其優(yōu)點是火焰可在較大范圍內(nèi)調(diào)整，可以用高靜壓、低一次風(fēng)量吹送煤粉，火焰比較理想。新型干法水泥生產(chǎn)中，多采用這種系統(tǒng)，特別是對供煤點較多的預(yù)分解窯來說，采用這種系統(tǒng)有利于火焰及用煤量的靈活調(diào)節(jié)，從而有利于窯系統(tǒng)的熱工制度穩(wěn)定和延長耐火材料使用壽命。本設(shè)計的煤粉制備系統(tǒng)選擇間接燃燒系統(tǒng)，增設(shè)了中間倉，可以同時向窯和分解爐供煤。2.粉磨設(shè)備粉磨原煤的設(shè)備有風(fēng)掃式鋼球磨和立式輥磨(簡稱立磨)兩種。風(fēng)掃式鋼球磨具有耐用、可靠、對煤質(zhì)的適應(yīng)性強、操作維護簡便、投資費用低等優(yōu)點，同時對煤粉細度容易控制；與立磨相比電耗較高，噪音大。立磨由于結(jié)構(gòu)等方面的優(yōu)勢一般多用于煤粉的制備。與鋼球磨相比較具有以下優(yōu)點，粉磨效率較高，能耗較低；通風(fēng)能力強，烘干效率較高；允許入磨物料的粒度較大；磨內(nèi)設(shè)有選分設(shè)備，不需增設(shè)外部循環(huán)裝置；便于實現(xiàn)自動化；生產(chǎn)適應(yīng)性強；設(shè)備緊湊，占地面積小；磨機結(jié)構(gòu)及粉磨方式合理，整體密封較好，噪音小，揚塵少，有利于環(huán)境保護［10］。一般隋況下，對于水分大且磨蝕性較小的原煤如煙煤應(yīng)優(yōu)先選用立磨系統(tǒng)；對于易磨性較差或磨蝕性較大的原煤，如無煙煤，就應(yīng)優(yōu)先選用鋼球磨。本畢業(yè)設(shè)原煤是煙煤，結(jié)合上面的粉磨設(shè)備的特點、生產(chǎn)能力及經(jīng)濟成本，采用立磨作為煤粉制備的粉磨設(shè)備。3.工藝流程

儲存在堆場的碎煤經(jīng)膠帶輸送機送入煤預(yù)均化堆場，經(jīng)預(yù)均化的原煤經(jīng)膠帶輸送機送至原煤倉。原煤經(jīng)給煤機進入輥式磨，碎煤在磨內(nèi)烘干和粉磨，磨內(nèi)氣體夾帶著煤粉入磨內(nèi)的高效選粉機進行分選。粗粒落回磨盤，氣體夾帶著成品煤粉入袋收塵器，收集下的煤粉經(jīng)螺旋輸送機進入煤粉倉。凈化后氣體由離心風(fēng)機排入大氣。用于烘干原煤水分的熱源來自窯尾和窯頭廢氣。根據(jù)出磨煤粉的水分及系統(tǒng)的溫度，壓力狀況來調(diào)節(jié)電動百葉閥以控制入磨熱風(fēng)量，通過調(diào)節(jié)入磨冷風(fēng)閥的開度，控制入磨風(fēng)溫。由于原煤水分較大，廢氣處理車間內(nèi)設(shè)有燃煤熱風(fēng)爐作為備用熱源。當(dāng)燒成系統(tǒng)未投入運行之前，可由熱風(fēng)爐提供熱源。4.車間工藝流程圖袋收塵袋收塵原煤倉細煤倉去分解爐去窯頭來自窯頭來自窯尾熱廢氣袋收塵來自煤預(yù)均化堆場圖3-1煤粉制備車間工藝流程圖細煤倉1.用煤量計算回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量：日產(chǎn)5000噸熟料單位熟料熱耗：3350kJ/kg熟料煤的干燥低位熱值：22283.13Kj/kg.coal原煤水分:1.65%煤粉細度：4900孔篩篩余10%煤粉水分：1%分解爐用煤：窯頭用煤60%煤粉用量：（215×3350）÷22283.13＝32.32t/h32.32÷﹙1－0.01﹚=32.65t/h窯尾用煤32.65×60%=19.59t/h窯頭用煤32.65×40%=13.06t/h2.磨機系統(tǒng)確定煤粉用量：考慮備用20%，則32.32×1.2=38.78t/h本次設(shè)計選用磨機型號為ZGM123G-Ⅲ型。(1)煤種范圍煤種煙煤、貧煤、部分無煙煤和褐煤發(fā)熱量16~31MJ/kg表面水分<18% 可燃質(zhì)揮發(fā)份16~40%原煤顆粒0~40mm煤粉細度10~40%(2)磨煤機技術(shù)數(shù)據(jù)額定功率512kW電動機功率900kW電動機電壓6600V電動機轉(zhuǎn)速990r/min電動機旋轉(zhuǎn)方向逆時針通風(fēng)阻力≦7340pa入磨一次風(fēng)量25.14kg∕s磨煤機磨煤電耗量6~10kw·h∕t減速機額定功率770kw磨煤機磨盤轉(zhuǎn)速30.9r/min磨煤機旋轉(zhuǎn)方向順時針煤粉的精確計量和計量的準(zhǔn)確控制是保證能源消耗按設(shè)計要求實現(xiàn)的重要手段。煤粉的計量一般可采用變速螺旋喂料機、沖擊式流量計、電子皮帶秤、倉內(nèi)料位計量器及回轉(zhuǎn)下料器等。如果煤磨直接與窯連通，即煤粉由直接燃燒煤磨系統(tǒng)的風(fēng)機吹入窯內(nèi)，而不經(jīng)煤粉喂料機，其數(shù)量雖比較穩(wěn)定，易于掌握，但在開磨或停磨時需要給予補償。在現(xiàn)代化煤粉制備系統(tǒng)中，常將煤粉倉放置于重量傳感器上。這種設(shè)置有兩個優(yōu)點：一是倉內(nèi)煤粉量容易校對；二是可根據(jù)倉內(nèi)煤粉數(shù)量自動控制煤磨的生產(chǎn)能力，使煤磨能夠連續(xù)運轉(zhuǎn)。本設(shè)計喂料設(shè)備為:皮帶秤給煤機，用于調(diào)整入磨煤量。計量設(shè)備是煤粉制備過程中不可缺少的一種設(shè)備，計量設(shè)備可以準(zhǔn)確的給窯頭窯尾提供適量的煤粉，給窯頭窯尾提供計量的設(shè)備是轉(zhuǎn)子秤。窯頭轉(zhuǎn)子秤規(guī)格：DRW3.12最大喂料量：18t/h操作量：14t/h計量精度：﹤±1.0％。煤粉濕度：＜1％；煤粉細度：90μm方孔篩篩余：10％；質(zhì)量：5300㎏；窯尾轉(zhuǎn)子秤規(guī)格：DRW3.12最大喂料量：22t/h操作量：20/h計量精度：﹤±1.0％。煤粉濕度：＜1％；煤粉細度：90μm方孔篩篩余：10％；質(zhì)量：5300㎏；2Rh2Rh1h22r細煤倉必須滿足窯的煅燒2～3小時的儲煤量由物料平衡表可知，窯1小時用煤量為37.24噸。根據(jù)車間空間情況初步設(shè)計R=3.0m，h1=5.3m，煤倉的體積V≈πR2h1=（3.14×3.0×3.0×5.3）m3=149.78m3由《水泥廠工廠設(shè)計手冊》查得煤粉的容重為0.5t/m3。由此可算出原煤倉的儲煤的重量約為74.9t。初步設(shè)計合格。而在磨頭的原煤倉，其容量則要滿足煤磨生產(chǎn)2～3h的需要量。根據(jù)車間空間情況初步設(shè)計R=2.5m，塊煤的容重為0.9t/m3，計算過程同上述細煤倉的計算，原煤倉的長h1=6m。圖3-圖3-2儲倉形式及尺寸如果一個煤磨車間，同時向幾臺窯、分解爐或烘干機、熱風(fēng)爐供應(yīng)煤粉，就需要很好地解決煤粉的輸送問題。最好的方法是采用氣力輸送，例如采用富勒泵等。良好的設(shè)計，可將煤粉穩(wěn)定地輸送到200m遠處。西班牙的一個水泥廠，安裝了一種氣力輸送系統(tǒng)，通過2540m長的煤粉輸送管道，將煤粉輸送到工廠的另一個用煤點去。但是，近年來為了降低電耗，許多工廠煤輸送又采用了新型機械輸送裝置。在煤粉輸送管道中，為避免煤粉沉降，管內(nèi)風(fēng)速應(yīng)保持在25m/s。如果風(fēng)速太低，煤粉到達噴煤管時，容易出現(xiàn)忽多忽少的現(xiàn)象，致使窯內(nèi)氧氣量的變化幅度增大，而且頻繁。螺旋輸送機是一種最常見的粉體連續(xù)輸送設(shè)備。其優(yōu)點是構(gòu)造簡單，占地面積小，容易密封，管理、維護、操作簡單。缺點是運行阻力大，動力消耗大，機件磨損大。其性能參數(shù)如下：規(guī)格：LS400×10750㎜(2臺)輸送量：30/h主軸轉(zhuǎn)速45r/min減速電機：TY112-31.5-5.51.通風(fēng)的作用：(1)冷卻磨內(nèi)物料，改善磨內(nèi)物料的易磨性，磨機在運轉(zhuǎn)時，80%以上的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使磨?nèi)物料溫度上升。(2)烘干粉磨物料，及時排除磨內(nèi)水蒸氣。(3)改善衛(wèi)生環(huán)境，減少設(shè)備的磨損，同時還可減少細粉的緩沖熱層作用。(4)提高磨機產(chǎn)量降低電耗。在立磨內(nèi)風(fēng)速的選取上，一般有兩個風(fēng)速需要考慮：一是風(fēng)環(huán)風(fēng)速；二是磨內(nèi)截面風(fēng)速。風(fēng)環(huán)上風(fēng)量的作用是將從磨盤上溢出的物料吹回磨盤，不讓物料掉落下來，其風(fēng)速的選取一般主要考慮控制粗顆粒的掉落，并控制循環(huán)量和料床厚度，因而風(fēng)環(huán)風(fēng)速一般較高，達60～100m/s。高速的氣流通過風(fēng)環(huán)造成了很大的阻力損失，從而直接導(dǎo)致立磨阻力損失的增大。磨內(nèi)截面風(fēng)速可視為風(fēng)掃風(fēng)速，目的是將物料提升至選粉機進行選粉，所考察的是與立磨成品粒度相關(guān)的細粉顆粒的帶出風(fēng)速，一般為5～10m/s。2.收塵設(shè)施在煤粉制備及輸送過程中，部分煤粉會隨氣流排出，對環(huán)境造成污染，因此，煤粉制備工藝系統(tǒng)中含塵廢氣中的煤粉回收成為了必不可少的環(huán)節(jié)。煤粉制備系統(tǒng)的粉塵凈化處理一般都采用防爆除塵器。水泥廠煤粉制備系統(tǒng)的廢氣大都具有如下特點：(1)粉塵濃度高不管是風(fēng)掃磨還是立式磨，由于取消了細粉分離器，煤粉制備產(chǎn)生的廢氣的粉塵濃度均較高，一般為400-1000g/m3。(2)揮發(fā)份高盡管無煙煤煅燒技術(shù)的研究和開發(fā)已取得初步進展，但在水泥、電力、冶金工業(yè)生產(chǎn)中大量采用的是高揮發(fā)分的煙煤，揮發(fā)分一般大于20％，而且多數(shù)水泥廠采用的煙煤揮發(fā)分含量達25％～30％。(3)粒度小煤粉成品的粒度小，粒徑小于80μm的占80％。(4)易結(jié)露，有腐蝕性因煤粉制備采用烘干兼粉磨的工藝技術(shù)，煤磨出1：3廢氣含有一定的水分，故容易結(jié)露，使得該粉塵的剝離性也比干粉塵差。由于原料煤中含有一定量的硫，廢氣會對設(shè)備產(chǎn)生一定的腐蝕［11］。(5)有燃爆的可能性隨著煤粉制備工藝技術(shù)的發(fā)展，煤粉制備系統(tǒng)已由傳統(tǒng)的兩級收塵改為一級收塵，粉磨設(shè)備也逐漸被高效的立式磨替代，收塵器在粉磨系統(tǒng)中不僅是收塵設(shè)備，而且也是主要的工藝設(shè)備之一。為了達到排放標(biāo)準(zhǔn)，且為了設(shè)備簡單化，同時滿足排放高效選粉機的高濃度的含塵氣體，本廠選用一級收塵系統(tǒng)，且選用氣箱脈沖袋式收塵器。收塵效率的計算：=式中：C1，C2—分別為進入收塵設(shè)備前和經(jīng)過收塵設(shè)備后的氣體含塵濃度。本設(shè)計選用氣箱脈沖防爆袋式除塵器，其規(guī)格參數(shù)如下表3-1。表3-1氣箱脈沖防爆袋式收塵器規(guī)格PPCS96-2×11(M)處理風(fēng)量（m3/h）51840過濾風(fēng)速（m/min）1.0總過濾面積（m2）864濾袋總數(shù)864濾袋規(guī)格（mm）Φ130×2450進口濃度（g/Nm3）<1000出口排風(fēng)濃度（mg/Nm3）≤50阻力（Pa）1470-1770收塵器承受負壓（Pa）<9000清灰壓縮空氣壓力（MPa）0.5-0.7清灰壓縮空氣耗量（Nm3/min)1.8所耗功率（Kw）1.5×4煤粉屬于易燃、易爆物，其制備、輸送、貯存和使用過程中極易出現(xiàn)自燃或爆炸事故，因此，安全管理十分重要。幾乎所有國家及工廠都制定了嚴(yán)格的安全操作制度與管理規(guī)程。煤粉制備過程中較常見的事故就是自燃和爆炸。在堆積狀態(tài)下的煤，氧化速率超過散熱速率就會出現(xiàn)自燃現(xiàn)象，磨機運轉(zhuǎn)或停轉(zhuǎn)中，系統(tǒng)中某些沉積的煤粉容易發(fā)生自燃，如收塵器內(nèi)某些死角，灰斗沉積的細煤粉等。煤粉堆積時自燃溫度在120~150℃，60℃以下比較安全。要嚴(yán)格控制磨機系統(tǒng)中的CO含量，當(dāng)CO濃度達到7/10000時，就應(yīng)停止磨機運轉(zhuǎn)，并進行處理。因此，防止系統(tǒng)中細煤粉沉積，防止漏風(fēng)，是預(yù)防自燃的重要措施。當(dāng)煤粉很細時，在懸浮狀態(tài)下直接與空氣接觸，一旦引燃就能迅速發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生爆炸。根據(jù)許多次爆炸事故的分析，發(fā)生爆炸必須具備四個條件：①可燃性物質(zhì)高度地分散；②氣體中可燃性物質(zhì)的濃度在可爆炸極限之內(nèi)；③可爆氣體到達可爆的程度；④存在火源。經(jīng)驗證明，四個條件中任何一個條件在生產(chǎn)過程得到有效的控制，就可以有把握的防止爆炸的發(fā)生。防火防爆的安全設(shè)施和措施：（1）為防止煤粉倉，袋收塵器等設(shè)備著火爆炸，設(shè)計了CO2滅火裝置和氣動截止閥。一般當(dāng)煤粉倉或袋收塵灰斗中煤粉溫度達到80℃以上或因緊急停車、設(shè)備內(nèi)部有滯留煤粉，且停車時間超過三天是，應(yīng)噴入CO2氣體。（2）煤粉倉及出磨上升管道上均設(shè)有防爆閥。當(dāng)設(shè)備內(nèi)部壓力升高（一般約100kPa）時，防爆閥自動開啟，釋放壓力，防止設(shè)備破壞。（3）工藝設(shè)計時設(shè)置了磨入口冷風(fēng)閥門，可隨時調(diào)節(jié)入磨風(fēng)溫。（4）袋收塵在設(shè)計時考慮到防爆、防火。在操作上，應(yīng)注意灰斗溫度不超過80℃，袋收塵出口CO濃度不超過800ppm。超過時報警，防止發(fā)生事故。在發(fā)生自燃時，應(yīng)立即關(guān)閉袋收塵進出口閥門，噴入CO2氣體。（5）通以惰性氣體，使設(shè)備內(nèi)流動的煤粉氣流中的含O2量在10%以下，超過10%時自動報警，超過12%時，自動切斷電源并停車。同時，裝設(shè)CO等檢測儀表及報警裝置。（6）設(shè)置防爆泄壓裝置，一旦發(fā)生爆炸時，適時破裂泄壓，保證人身設(shè)備安全。（7）在易爆危險地段，設(shè)置禁區(qū)。3.2提高煤粉制備系統(tǒng)產(chǎn)質(zhì)量的措施絕大多數(shù)水泥廠，水分一般都控制在1.0%左右。所以揮發(fā)分含量越高，細度越細，煤粉越容易燃燒。當(dāng)水泥廠選定某礦點的原煤作為燒成用煤后，在揮發(fā)分、灰分基本固定的情況下，只有改變煤粉細度才能滿足特定的燃燒工藝要求。然而煤粉磨得過細，不僅增加能耗，還容易引起煤粉的自燃和爆炸。因此選定符合本廠需要的煤粉細度，對穩(wěn)定燒成系統(tǒng)的熱工制度、提高熟料產(chǎn)質(zhì)量和降低熱耗都是非常重要的。煤粉的細度可以通過改變進磨負壓的大小在不影響生產(chǎn)的情況下進磨負壓越小，煤粉細度越細。選粉機的轉(zhuǎn)速越低，煤粉的細度越細。煤粉的水分可以通過調(diào)節(jié)熱風(fēng)閥門的開度，開度越大則煤粉的水分越低，入磨熱風(fēng)的溫度在安全生產(chǎn)的前提下入磨熱風(fēng)的溫度越高，則煤粉的水分越低。煤粉制備系統(tǒng)的除塵器及全部風(fēng)管均應(yīng)保溫。所有風(fēng)管應(yīng)減少拐彎，必須拐彎時，應(yīng)避免形成死角，防止煤粉堆積。采用立磨時，為避免因鐵件進入磨內(nèi)，損壞設(shè)備，原煤人磨前應(yīng)設(shè)有除鐵器及金屬探測儀。3.3煤粉制備車間工藝布置圖的設(shè)計思路與要點原煤進廠后化驗員應(yīng)該按要求進行取樣化驗，并將數(shù)據(jù)及時送給中控室便于控制煤粉細度水分。煤粉制備車間應(yīng)該在窯附近以方便利用窯的廢氣作為烘干熱源。煤粉倉的設(shè)計應(yīng)