5000噸水泥廠設(shè)計

#收入項目Kg/kg-cl支出項目Kg/kg-cl燃料消耗量0.122出冷卻機熟料1.000入窯生料消耗量1.507預(yù)熱器出口飛灰0.100入窯回灰量0.0999冷卻機煙囪排氣量1.316一次空氣量0.042預(yù)熱器出口廢氣量1.952進冷卻機空氣量2.4787煤磨抽風(fēng)量0.100生料喂料帶入空氣量0.010系統(tǒng)漏入空氣量0.152合計4.412合計4.468第六章預(yù)分解系統(tǒng)的設(shè)計計算初始資料外界參數(shù)確定1、窯型：①4.8X72m帶TDF爐和五級雙系列預(yù)熱器的預(yù)分解窯2、窯產(chǎn)量：5000t/d,208.3t/h3、熟料熱耗：q=2960kj/kg-cl4、生料溫度：50℃5、大氣壓力：取當(dāng)?shù)卮髿鈮簽闃?biāo)準(zhǔn)大氣壓，及P=101325Pa6、出窯飛灰與入窯生料量比例：取Z=8%相關(guān)參數(shù)的設(shè)定1、各級旋風(fēng)筒分離效率本設(shè)計擬選用天津院的第三代預(yù)分解系統(tǒng)，其預(yù)熱器系統(tǒng)重點考慮了提高換熱效果和降低系統(tǒng)阻力，采用結(jié)構(gòu)合理的二心2700大蝸殼型式的偏錐旋風(fēng)預(yù)熱器，優(yōu)化撒料箱、導(dǎo)流板后阻力損失控制在4500Pa以內(nèi)，旋風(fēng)筒C1分離效率可達96%左右，其他各級在90%左右。C1旋風(fēng)筒必須要求有較高的分離效率以保證低回灰量和降低窯尾收塵負荷，所以C1旋風(fēng)筒分離效率取為96%,C2筒也應(yīng)有較高的收塵效率以降低C1筒進口氣體含塵濃度。C5筒收塵效率是控制系統(tǒng)熱端物料內(nèi)循環(huán)的關(guān)鍵。經(jīng)充分加熱和分解的生料由C5筒收集下來，并喂入窯內(nèi)。C5筒的高收塵效率有利于防止熱端高溫顆粒物料的再循環(huán)、無功消耗和高溫引起的粘結(jié)堵塞。結(jié)合C5筒工作溫度較高和內(nèi)筒使用壽命相對較短的特點，本設(shè)計確定了各級旋風(fēng)筒收塵效率匹配順序為：nI>n5>n2>n4>n3。表6-1旋風(fēng)筒分離效率旋風(fēng)筒級別12345袋收塵系統(tǒng)效率0.960.910.870.870.900.9992、窯尾各處溫度、壓力和過剩空氣系數(shù)

項目壓力Pa溫度℃分解率%空氣過剩系數(shù)窯尾煙室-2501050>951.05分解爐入口-30010001.10分解爐出口-1050890>931.12五級筒入口-11008801.12五級筒出口-1650860>951.15四級筒入口-18007901.15四級筒出口-235076020?401.20三級筒入口-25006751.20三級筒出口-30506505?101.25二級筒入口-32005601.25二級筒出口-38005251.30一級筒入口-41503351.35一級筒出口-4800300高溫風(fēng)機入口-50002901.40高溫風(fēng)機出口3002801.45增濕塔入口-100260增濕塔出口-900130三次風(fēng)入口-200850袋收塵器入口-100090袋收塵器出口-250075以上數(shù)據(jù)設(shè)定參考池州海螺5000t/d熟料生產(chǎn)線、白馬山5000t/d熟料生產(chǎn)線、東華水泥生產(chǎn)線、臺泥（英德）5000t/d熟料生產(chǎn)線的生產(chǎn)參數(shù)以及《新型干法水泥技術(shù)原理與應(yīng)用》和《新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備》。窯系統(tǒng)各處溫度及負壓如下：天津院第三代旋風(fēng)筒總壓降為（4800±300）Pa，旋風(fēng)筒單體具有低阻耗，550?650Pa，加上上升連接管道取為（800±200）Pa，各級壓降取760Pa左右（參考東華水泥公司）3、窯尾各段分解率表6-3窯尾各段分解率C3旋風(fēng)筒C4旋風(fēng)筒C5旋風(fēng)筒分解爐回轉(zhuǎn)窯5155705分解爐設(shè)計計算分解爐設(shè)計方案選擇本設(shè)計選用天津水泥設(shè)計研究院的TDF分解爐，該分解爐已在近60條5000D/T生產(chǎn)線上投入運行，經(jīng)調(diào)試均已達到設(shè)計產(chǎn)量，連續(xù)運轉(zhuǎn)。TDF分解爐是在DD爐的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國原、燃料特點設(shè)計開發(fā)而成，是天津院的主推爐型。其特點如下：分解爐坐落在窯尾煙室之上，爐與煙室之間縮口在尺寸優(yōu)化后可以不設(shè)調(diào)節(jié)閥板，結(jié)構(gòu)簡單爐中部設(shè)有縮口，保證爐內(nèi)氣固流產(chǎn)生第二次“噴騰效應(yīng)”三次風(fēng)切線入口設(shè)于爐下錐體的上部，使三次風(fēng)渦旋入爐；爐的兩個三通道燃燒器分別設(shè)于三次風(fēng)入口上部或側(cè)部，以便入爐燃料斜噴入三次風(fēng)氣流之中，迅速起火燃燒在爐的下部，圓筒體內(nèi)不同的高度設(shè)置四個喂料管入口，以利物料分散均布及爐溫控制5）爐的下錐體部位的適當(dāng)位置設(shè)置有脫氮燃燒噴嘴，以還原窯氣中的NOX，滿足環(huán)保要求6）爐的頂部設(shè)有氣固流反彈室，Shiite氣固流產(chǎn)生碰頂反彈效應(yīng)，延長物料在爐內(nèi)滯留時間氣固流出口設(shè)置在爐上錐體部位的反彈室下部8）由于爐容較DD爐增大，氣流、物料在爐內(nèi)滯留時間增加，有利于燃料完全燃燒和物料碳酸鹽分解。例如：YX-DD爐（引進裝備）的有效容積系數(shù)為2.98m3/t/h，爐內(nèi)氣流滯留時間（Tg）2.0s，物料滯留時間（Ts）9.4s，固氣滯留時間比（K=ts/Tg）4.8。而TDF爐有效容積系數(shù)則增加到4.0m3/t/h，Tg2.6~2.8s，Ts12~14s，K在4~5之間，爐內(nèi)截面風(fēng)速8~10m/s常規(guī)的TDF爐適合煙煤，由于爐容太小，在實際應(yīng)用中也發(fā)現(xiàn)，如果燒的是無煙煤則會導(dǎo)致煤粉燃燒不充分，出現(xiàn)還原氣氛，C5旋風(fēng)筒內(nèi)存在部分未燃盡煤的繼續(xù)燃燒，預(yù)熱器出口CO超標(biāo),易出現(xiàn)旋風(fēng)筒結(jié)皮堵塞，所以不適應(yīng)無煙煤。一般采取加大爐容的措施，天津院也在TDF基礎(chǔ)上開發(fā)出多種路爐型以適應(yīng)無煙煤。本設(shè)計燃煤揮發(fā)份較高，揮發(fā)份在25%以上，并且TDF爐技術(shù)比較成熟，所以選用TDF爐，設(shè)計時適當(dāng)加大爐容以保證燃煤充分燃燒。TDF爐結(jié)構(gòu)示意圖如下:圖1TDF分解爐結(jié)構(gòu)分解爐規(guī)格計算1、分解爐內(nèi)通過煙氣量分解爐內(nèi)通過氣體量=分解爐內(nèi)生料分解產(chǎn)生CO2量+分解爐出口過?？諝饬?分解爐產(chǎn)生理論煙氣量+窯尾廢氣量1）分解爐內(nèi)生料分解產(chǎn)生CO2量： mFCO2=0.4993X0.7=0.3495kg/kg-cl

2）分解爐出口過剩空氣量： m=1.2361X0.122=0.1508kg/kg-clFgk3）分解爐產(chǎn)生理論煙氣量： mFly=6.8404X0.122X1.293X0.6=0.6475kg/kg-cl4）窯尾煙氣量 y窯尾過?？諝饬浚?mywg=6.3727X0.122X0.4X（1.05-1）X1.293=0.0201kg/kg-cl窯尾理論煙氣量： myly=6.8404X0.122X1.293X0.4=0.4316kg/kg-cl窯內(nèi)生料分解產(chǎn)生CO2量： mCO2=0.4991X0.05=0.0250kg/kg-cl窯尾煙氣量：mywf=0.0201+0.4316+0.0250=0.4767kg/kg-cl分解爐內(nèi)通過總氣體量m=m+m+m+mFqF Fgk Flyywf=0.3495+0.1508+0.6475+0.4746=1.6245kg/kg-cl分解爐工況下風(fēng)量QEq=1186799.451m3/h1.6245QEq=1186799.451m3/h X X X 1.293 273 101325-1050 24分解爐內(nèi)平均溫度取950℃。2、分解爐直筒部分有效內(nèi)徑八:4Q ，4X1186799.45D二1~“rF-=v'——- =6.831mfV36001W 3600X9兀g gdf一分解爐有效內(nèi)徑，mQ分解爐工況下風(fēng)量。m3/hEqW分解爐直筒部分截面風(fēng)速，m/s,取9m/s。g要求筒體壁厚度：b=0.01D+2,加上內(nèi)砌耐火磚總厚度取300mm,則分解爐直筒部分外徑：D=6831+2X300=7431mm"7.4m3、分解爐有效高度：H=t?W=3.0X9=27mFggHF一分解爐內(nèi)有效高度，mW分解爐直筒部分截面風(fēng)速，m/s,gt--——分解爐內(nèi)氣體滯留時間，s。g固氣滯留比K=4.8,為了保證燃料燃盡率，擴大爐容，取氣體滯留時間為3.0s,固體滯留時間即T為14.4s。4、分解爐有效截面積：QFg3600W1186799.4513600x9=36.63m25、分解爐有效容積：V=QFq*tg

f36001186799.451x3.03600=989m3相比于池州海螺同規(guī)格窯(CZ-TDF爐容為848m3)的TDF爐爐容擴大了1.15倍，加之本設(shè)計所采用的燃料為煙煤，完全能夠滿足煤燃燒所需空間。同時可以考慮原煤搭配品質(zhì)較差的煙煤，最大限度的利用TDF分解爐的潛能和降低成本。6、分解爐的容積熱負荷qVG?q?K?103208.3x2960x0.6x103—h F = V 989F=3.741X105kj/(m3?h)滿足凈空氣預(yù)燃型小5尸、DD等)的容積熱力強度設(shè)計參考值：3.5?4.5X105kJ/(m3?h),本設(shè)計所選分解爐的容積熱負荷校核正好在這個范圍內(nèi)，說明該TDF分解爐設(shè)計合理，能適應(yīng)工廠生產(chǎn)要求。7、分解爐進口直徑工況下窯尾廢氣流量Q二04767x273+1000x101325x5000000

w1.293 273 101325—300 24=359218.669m3/h則分解爐進口內(nèi)徑7 :4Q ：4x359218.6694八“d= ——=' =1.906mjkV36001W 3600x35兀jkQ——窯尾廢氣工況風(fēng)量，m3/hywW 窯尾廢氣進口風(fēng)速，m/s,一般在30~40m/s間，取35m/s。jk要求筒體壁厚度：b=0.01D+2,加上內(nèi)砌耐火磚總厚度取300mm,則分解爐進口外徑：dw=1906+2X300=2506mmjk8、分解爐出口直徑分解爐出口煙氣工況流量Eq1.6245273+890 101325 5000000 x x x 1.293 273 101325-1050 24=1126732.867m3/h則分解爐出口內(nèi)徑7 14Q4x1126732.87,d二: ^^——=1 =2.578mck336001W 3600x2x20^c ckQ——分解爐出口煙氣工況流量，m3/h,本設(shè)計采用雙系列，分解爐有兩個出風(fēng)口，所以風(fēng)量cw除以2。W 分解爐出口風(fēng)速，m/s,取20m/sck要求筒體壁厚度：b=0.01D+2,加上內(nèi)砌耐火磚總厚度取300mm,則分解爐出口外徑：dw=2578+2X300=3678mmck9、分解爐縮口直徑由經(jīng)驗縮口風(fēng)速一般為直筒截面風(fēng)速的2倍《新型干法水泥技術(shù)原理與應(yīng)用》P124),即為17m/s則縮口內(nèi)徑：:4QF則縮口內(nèi)徑：:4QF Fq—\，3600兀Ws：4X1186799.45=.. 3600X18兀=4.830m加上內(nèi)砌耐火磚和保溫層厚度，因為縮口出風(fēng)速比較大，氣流對內(nèi)壁的磨蝕也較大，加之縮口受力特殊，所以考慮加大耐火磚和鋼板的總厚度以平衡分解爐內(nèi)各處耐火磚的磨蝕速率。取其厚度為450mm。分解爐縮口處外徑：dw=4830+2x450=5730mmsD—d縮口處上下高度上筒體下縮口高度：H3=fs=1.024m32D—d下筒體上縮口高度：H4=f s?tg70o=2.813m10、分解爐高度HF=直筒部分凡+錐體部分H2參考《水泥生產(chǎn)工藝計算手冊》P180,一般H廠(0.5~1)DF所以分解爐錐體部分高度：H2=0.5DF=3.416m分解爐直筒部分高度： H1=HF-H2=27-3.416=23.584m11、三次風(fēng)管直徑工況下三次風(fēng)流量3f5.7679x3f5.7679x0.122273+850 X 1.293 273101325X 101325—2005000000X———=467318.504m3/h24則三次風(fēng)管內(nèi)徑：: 4Q ：4x467318.504則三次風(fēng)管內(nèi)徑：d=,- 3f =1 =1.660m3f 3600X2兀W 3600x2x30^3fQ3廠一三次風(fēng)工況流量，m3/hW 三次風(fēng)風(fēng)速，m/s,取30m/s3f加上三次風(fēng)管內(nèi)砌筑的耐火磚厚度，取300mm。則三次風(fēng)管外徑：dw=1660+2x300=2260mm3f12、噴煤管直徑采用氣流輸送泵分別從頭煤倉和尾煤倉向窯頭和分解爐送煤，送煤風(fēng)速W=50m/s,m送煤標(biāo)況風(fēng)量： Qm=0.122X0.6X6.856x0.09x0.85=0.038Nm3/kg-cl0.038X1.293X5000X103工況下風(fēng)量：Q= 1…… =9365.279m3/hm 1.093X24

■4x9365.279■4x9365.279=0.182m，3600x2x50^噴煤管內(nèi)徑：d= mm33600iWm參考《新型干法水泥廠工藝設(shè)計手冊》P633,輸送管道壁厚取3m則噴煤管外徑：dw=182+2X3=188mmm13、分解爐進料口直徑進料管處直徑dx（C4筒內(nèi)的風(fēng)速一般為5.5—6m/s）,取風(fēng)速wA=6m/sC4筒出口氣體工況流量：V=1168040.082m3/hgC4筒的直徑D=6.664mC4旋風(fēng)筒下料管直徑：dx=（0.1—0.2）D=0.15x6.664=1.000m分解爐進料口外徑：dw=1000+2x3=1006mmx旋風(fēng)預(yù)熱器設(shè)計計算旋風(fēng)預(yù)熱器設(shè)計方案選擇天津院的第三代TC旋風(fēng)預(yù)熱器采用了分離效率高、結(jié)構(gòu)形式合理270。大蝸殼型式的旋風(fēng)筒，以高分離效率保證較好的換熱效果。數(shù)值模擬研究CFD計算表面，該旋風(fēng)筒C1分離效率達到94%?96%,其他各級?90%,較第二代（分離效率C1在93%?95%,其他88%）有一定幅度提高，而系統(tǒng)阻力相當(dāng)。錐體部分偏錐可以有效的防止堵塞，便于清堵。其結(jié)構(gòu)示意如下：圖2旋風(fēng)筒示意圖旋風(fēng)筒進口風(fēng)速對旋風(fēng)筒的收塵效率影響很大,一般進風(fēng)口風(fēng)速提高,收塵效率也提高,但阻力也隨同增加。研究表面，如果風(fēng)速超過20m/s后，分離效率提高不明顯，而阻力損失卻增加很快。TC型旋風(fēng)筒進風(fēng)口風(fēng)速在15?18m/s。以前旋風(fēng)筒截面風(fēng)速設(shè)計為3?5m/s,而新型旋風(fēng)筒風(fēng)速一般為5?6m/s。利用CFD模擬計算得出，當(dāng)風(fēng)速高于6.5m/s后，雖然旋風(fēng)筒結(jié)構(gòu)減小了，但是會引起系統(tǒng)阻力的迅速增加，對節(jié)能降耗反而不利。旋風(fēng)筒出口風(fēng)速一般為10?20m/s,換熱管道風(fēng)速一般取12?18m/s。而TC型新型旋風(fēng)筒出口風(fēng)速為11?14m/s,其截面風(fēng)速為3.5m/s?5.5m/s。進風(fēng)口采用菱形進風(fēng)口,減小寬高比都可以提高其分離效率、降低壓力損失。確定各級旋風(fēng)筒分離效率為：C1旋風(fēng)筒96%,C2旋風(fēng)筒89%,C3旋風(fēng)筒87%,C4旋風(fēng)筒88%,C5旋風(fēng)筒90%。其中C2級旋風(fēng)筒取90%的高分離效率主要是為了減輕C1級旋風(fēng)筒的負荷，因為C1級旋風(fēng)筒設(shè)計分離效率達到96%，在目前是比較高的。表6-4各級旋風(fēng)筒風(fēng)速部位C1C2C3C4C5旋風(fēng)筒有效截面風(fēng)速m/s3.654.755.035.445.27旋風(fēng)筒入口風(fēng)速m/s15.6516.5217.4818.2518.19旋風(fēng)筒出口風(fēng)速m/s10.9910.5611.4512.4012.70連接管道風(fēng)速m/s14.1914.6114.6415.03注：參考《新型干法水泥技術(shù)原理與應(yīng)用》P299的池州海螺數(shù)據(jù)。旋風(fēng)筒內(nèi)筒插入深度對旋風(fēng)筒分離效率影響非常大,插入深度越大,分離效率越高。但其變化規(guī)律卻不是線性的,隨插入深度的增加,分離效率的變化率逐漸減小,但壓力損失卻迅速增加。一般來講,內(nèi)筒的插入深度有三種：第一種是插入深度達到進氣管中心附近；第二種是與排氣管徑相等；第三種是約達到進氣管外緣以下。插入深度深,分離效率高,但阻力損失大,反之內(nèi)同插入深度小,雖然阻力小,但分離效率低,易造成短路。因此、第一級應(yīng)插入深些,可大于進風(fēng)口高度（b），以提高分離效率；中間各級可取b/2,以減少阻力損失；最下級由于氣流溫度較高，除了在材質(zhì)上進一步改善外,插入深度應(yīng)適當(dāng)縮短。但目前材質(zhì)有了極大的改善因此為了提高分離效率內(nèi)筒也可以稍深一些。參考《新型干法水泥技術(shù)原理與應(yīng)用》P87—P88TC型新型旋風(fēng)筒內(nèi)筒插入深度C11.1?1.3,C2?C50.5?0.6（進風(fēng)口尺寸長度）。內(nèi)筒直徑小，帶走的塵粒減少，分離效率提高，但阻力也增大，反之亦然。因此一般內(nèi)同直徑為筒體直徑D的50?55%。根據(jù)TJ型旋風(fēng)筒適當(dāng)增大旋風(fēng)筒內(nèi)徑，可以縮短旋風(fēng)筒內(nèi)氣流的無效行程，在此取d/D=55%。適當(dāng)增大旋風(fēng)筒的高徑比,可以減少氣流的擾動,有利于分離效率的提高,根據(jù)TC型旋風(fēng)筒高徑比C12.8~3.0,C2-C51.9~2.0考慮到C1,C2,C5的分離效率要求較高，在以上參數(shù)確定時，取值均偏高于其它兩級。一般要求C1和C5旋風(fēng)筒有較高的分離效率。對C5旋風(fēng)筒因其工作溫度在870c左右，所以高溫下對內(nèi)筒的腐蝕特別嚴(yán)重，且更換維修麻煩。所以C5旋風(fēng)筒采用新型的耐高溫陶瓷分片內(nèi)筒，使用是壽命延長,也便于更換。表6-5各級旋風(fēng)筒比例尺寸級數(shù)C1C2C3C4C5旋風(fēng)筒高徑比H/D3.02.01.91.92.0內(nèi)筒插入深度h3/b1.20.580.50.50.55內(nèi)筒直徑d/D0.550.550.550.550.55直筒高度與筒徑的比h1/D1.40.80.80.80.8錐體高度與筒徑的h2/D1.61.21.11.11.2

6.3.2旋風(fēng)預(yù)熱器規(guī)格計算1、C5旋風(fēng)預(yù)熱器C5旋風(fēng)筒入口煙氣量=分解爐出口煙氣量=1.6245kg/kg-cl漏風(fēng)量=0.05X0.122X6.37276.3.2旋風(fēng)預(yù)熱器規(guī)格計算1、C5旋風(fēng)預(yù)熱器C5旋風(fēng)筒入口煙氣量=分解爐出口煙氣量=1.6245kg/kg-cl漏風(fēng)量=0.05X0.122X6.3727X1.293=0.0503kg/kg-cl碳酸鹽分解產(chǎn)生CO2量=0.4991X0.05=0.0250kg/kg-cl通過C5旋風(fēng)筒的總煙氣量=1.6998kg/kg-cl通過C5旋風(fēng)筒煙氣標(biāo)況流量C51.6998273+880 101325 5000000 X X X 1.293 273 101325-1100 24=1169405.872m3/hC5旋風(fēng)筒筒體直徑:7 ，4Q ，4x1169405.82d二1 C5一=I _ =6.266mC5 3607tly \'3600X2X5.27?！?C5旋風(fēng)筒筒壁包括內(nèi)砌耐火磚、保溫層和鋼板，壁厚取250mm,則C5旋風(fēng)預(yù)熱器筒體外徑：dw=6266+2x250=6766mm"6.8mC5旋風(fēng)筒高度： H=2.0d=2.0x6266=12532mm=12.5mC5 C5直筒部分高度為筒體直徑的0.8倍。則直筒部分高度： HC5,1=0.8x6266=5000mm錐體部分高度： HC5,2=1.2x6266=7500mm參考《新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備》P115傾斜角一般在65。?75。，取錐體部分的傾斜角a=71o進風(fēng)口截面積：S二QC5jC5j360y01169405.8723600x2x18.19=8.93m2有效高寬：ab=8.93 a/b=0.55C5j解得：a=2.216m b=4.029m進風(fēng)口外徑aw=2216+2x150=2516mmbw=4029+2x150=4329mm內(nèi)筒插入深度：換熱管道直徑：內(nèi)筒直徑： dn=0.55dC5內(nèi)筒插入深度：換熱管道直徑：HC5,3=0.55b=0.55x4.029=2.2167 :4Q ；4x1169405.82d=, C5h——= c5,h1360W 3600X2x15.03兀I C5,h換熱管道外徑dw=3710+2x150=4010mmC5,h換熱管道高度： HC54=WC54TC54=15.03x0.4=6.012mWC5,4—換熱管道內(nèi)氣流速度，,m/sTC5,h——煙氣通過換熱管道的時間，s,這里取0.4s。2、C4級旋風(fēng)預(yù)熱器進入C4旋風(fēng)筒煙氣量=出C5旋風(fēng)筒煙氣量=1.6998kg/kg-cl

漏風(fēng)量二(1.20-1.15)x6.8404x0.122x1.293=0.0540kg/kg-cl碳酸鹽分解產(chǎn)生CO2>=0.4991x0.15=0.0749kg/kg-cl通過C4級旋風(fēng)筒總煙氣量=1.8287kg/kg-cl通過C4旋風(fēng)筒煙氣標(biāo)況流量=1168040.082m3/h1.8287=1168040.082m3/hC4C41.293 273 101325-1800 24C4旋風(fēng)筒筒體直徑：C4旋風(fēng)筒外徑：dwC44Qd二C4 3360X2兀WC4=6164+500=6664mmC4,'4x1168040.02\：3600x2x5.44兀=6.164m旋風(fēng)筒高度： HC4=1.9dC4=1.9x6.164=11.712m直筒部分高度： HC4,1=0.8dC4=0.8x6.164=4.931m錐體部分高度： HC4,2=1.1dC4=1.1x6.164=6.780m錐體傾角取為70o進風(fēng)口面積：SC4j進風(fēng)口有效高寬：Q

3600W1169405.8723600x2x18.25=8.90m2C4jab=8.90C4aj/b=0.60解得：a=2.311 b=3.851m進風(fēng)口外徑： aw=2331+300=2631mm bw=3851+300=4151mm內(nèi)筒直徑： dC4,n=0.55dC4=0.55x6.164=3.390m內(nèi)筒插入深度：換熱管道直徑：換熱管道外徑：換熱管道高度：HC43內(nèi)筒插入深度：換熱管道直徑：換熱管道外徑：換熱管道高度：； ?4Q 14x1168040.02d二I二C4,h =1 =3.761mc4,h13600iW V3600X2x14.61兀dw=3761+300=408mmC4,hHC4,4=WC4,4TC4,4=14.61x0.4=5.844m3、C3級旋風(fēng)預(yù)熱器進入C3旋風(fēng)筒煙氣量=出C4旋風(fēng)筒煙氣量=1.8287kg/kg-cl漏風(fēng)量=(1.25-1.20)x6.8404x0.122x1.293=0.0540kg/kg-cl碳酸鹽分解產(chǎn)生CO2量=0.4991乂0.05=0.0250kg/kg-cl通過C3旋風(fēng)筒的總煙氣量=1.9077kg/kg-cl通過C3旋風(fēng)筒煙氣標(biāo)況流量=1094374.077m=1094374.077m3/h4^Q ：4x1094374.071———C3——=. =6.204m13600兀W V3600X2x5.03兀' C3「 1.9077273+675Q= X c3 1.293 273C3旋風(fēng)筒筒體直徑：dc3

101325 5000000X X 101325-2500 24筒體外徑dw=6204+500=6704mmc3旋風(fēng)筒高度：HC3=1.9dC3=1.9x6.204=11.788m直筒部分高度：HC31=0.8dC3=0.8x6.204=4.963m錐體部分高度： HC32=1.1dC3=1.1x6.204=6.824m錐體傾角取為70o進風(fēng)口面積：SC3進風(fēng)口面積：SC3j有效高寬：ab=9.28Q C3j 360WC3ja./b=0.601168040.0823600義2*17.48=9.28m2解得：a=2.360m b=3.933m進風(fēng)口外徑： aw=2360+300=2660mmbw=3933+300=4233mm內(nèi)筒直徑：內(nèi)筒插入深度：換熱管道直徑：d內(nèi)筒直徑：內(nèi)筒插入深度：換熱管道直徑：dc3,n=0.55dC5=0.55x6.204=3.412mHC33=0.5b=0.5x3.933=1.967mdC3,h:4Q :4x1094374.07I C3Th=I ，360W 3600x2x11.45兀? C3,h換熱管道外徑：dw=4112+300=4412mmC3換熱管道高度： HC34=WC34TC34=14.64x0.4=5.856m4、C2級旋風(fēng)預(yù)熱器, ,,進入C2旋風(fēng)筒煙氣量=出C3旋風(fēng)筒煙氣量=1.9077kg/kg-cl漏風(fēng)量=0.0222kg/kg-cl通過C2旋風(fēng)筒的總煙氣量=1.9299kg/kg-cl通過C2旋風(fēng)筒煙氣標(biāo)況流量八1.9299273+560 101325 5000000=979747.899m3/hQ= x x=979747.899m3/hC2 1.293 273 101325-3200 24:4Q ,14x979747899C2旋風(fēng)筒筒體直徑:d=. C2=1C2旋風(fēng)筒筒體直徑:C2 3600兀W \-3600x2x4.75兀C2筒體外徑：dw=6041+500=6541mmC2筒體外徑：dw=6041+500=6541mmC2旋風(fēng)筒高度： HC2=2.0dC2=2x6.041=12.082m直筒部分高度： HC21=0.8dC2=0.8x6.041=4.833m錐體部分高度： HC22=1.2dC2=1.2x6.041=7.249m錐體傾角氣取為70o ,進風(fēng)口面積：SC2j有效高寬：ab=9.20解得：a=2.250mQ C2j 3600WC2ja/b=0.55b=4.090m1094374.077—―// =9.20m23600x2x16.52進風(fēng)口外徑： aw=2250+300=2550mm bw=4090+300=4390mm內(nèi)筒直徑：dC2n=0.55dC2=0.55x6.041=3.323m內(nèi)筒插入深度：,HC23=0.58b=0.58x4.090=2.372m換熱管道直徑：dC2,h，4Q C2h—-360WC C2,h:4x979747.899\3600x2x10.5你=4.052m換熱管道外徑：dw=4052+300=4352mmC3換熱管道高度：QC11.952273+335x1.293273101325x101325—41505000000xc, =730370.202m3/h24C1旋風(fēng)筒筒體直徑：d:4Q二換熱管道高度：QC11.952273+335x1.293273101325x101325—41505000000xc, =730370.202m3/h24C1旋風(fēng)筒筒體直徑：d:4Q二, c——C1\.3600iWl C1:4x730370202-13600x4x3.65兀=4.207m筒體外徑dw=4207+500=4707mmC1旋風(fēng)筒高度：直筒部分高度：錐體部分高度：Hc1=3dC1=3x4.207=12.621mHC1,1=1.4dC1=1.4x5.950=5.890mHC1,2=1.6dC1=1.6x5.950=6.731m進風(fēng)口面積：SC1j有效高寬：ab=4.347解得：a=1.319mQ979747.899 3—= =4.347m23600W 3600x4x15.65C1ja/b=0.4b=3.297m進風(fēng)口外徑：內(nèi)筒直徑：內(nèi)筒插入深度：aw=1319+300=1619mm bw=3297+300=3597mmdC1n=0.55dC1=0.55x4.207=2.314mHC13=1.2b=1.2x3.297=3.956m出風(fēng)管直徑：dC1,h4Q,4x730370.202C1h—=、 =2.425m360W 3600x4x10.99kC1,h6.4分解爐和旋風(fēng)預(yù)熱器結(jié)構(gòu)尺寸匯總分解爐的直徑（mm）有效截面S（m2）有效容積Vg入爐三次風(fēng)管直徑（mm）進風(fēng)口的直徑（mm）縮口直徑（mm）內(nèi)徑外徑內(nèi)徑外徑內(nèi)徑外徑內(nèi)徑外徑6831743136.63989166022601906250648305730表6-6分解爐結(jié)構(gòu)尺寸HC2,4=WC2,4TC2,4=14.19X0.4=5.676m5、C1級旋風(fēng)預(yù)熱器（4個一級筒）進入C1旋風(fēng)筒煙氣量=出C2旋風(fēng)筒煙氣量=1.9299kg/kg-cl漏風(fēng)量=0.0221kg/kg-cl通過C1旋風(fēng)筒的總煙氣量=1.952kg/kg-cl通過C1旋風(fēng)筒煙氣流量

分解爐出口尺寸(mm)分解爐有效高度(mm)27000分解爐噴煤管直徑(mm)內(nèi)徑外徑直筒部分高度(mm)2358425783678椎體部分高度(mm)3416188進料管處直徑(mm)還原燒嘴處噴煤管直徑(mm)下筒體上縮口的高度(mm)上筒體下縮口的高度(mm)10068028131024表6-6各級旋風(fēng)筒結(jié)構(gòu)尺寸部位C5C4C3C2C1截面風(fēng)速(m/s)5.275.445.034.753.65處理風(fēng)量(m3/h)1169405.871168040.081094374.08979747.90730370.20旋風(fēng)筒內(nèi)徑D(mm)62666164620460414207旋風(fēng)筒外徑D外(mm)67666664670465414707旋風(fēng)筒高度H(mm)1253211712117881208212621直筒部分高度H1(mm)50004931496348335890錐體部分高度H2(mm)75006780682472496731錐體傾斜角度a(°)7170707070進風(fēng)口寬度a(mm)22162311236022501319進風(fēng)口外寬a..(mm)夕卜25162631266025501619進風(fēng)口高度b(mm)40293851393340903297進風(fēng)口外高b外(mm)43294151423343903597內(nèi)筒直徑dn(mm)34463390341233232314內(nèi)筒插入深度h3(mm)22161926196723723956連接管道d(mm)37103761411240522425連接管道d外(mm)40104061441243522625連接管道長度(mm)C5-C4C4-C3C3-C2C2-C16012584458565676第七章窯尾附屬設(shè)備的計算及選型7.1增濕塔的選型計算本設(shè)計采用袋收塵，噴水量相對于電收塵較低。參照拉法基選用一個四噴嘴的噴水裝置即能滿足生產(chǎn)的要求，噴水量為0.1kg/kg-cl。本設(shè)計只選了一臺生料磨，所以增濕塔設(shè)計要求要考慮到生料磨停修時窯尾煙氣全部通過增濕塔，噴水量和增濕塔直徑和高度必須滿足要求。煙氣全部通過增濕塔時通過增濕塔氣體量：0.1/0.804+1.952/1.293=1.634Nm3/kg-cl1 /273+290 101325 5000000工況下流量：=746219m3工況下流量：=746219m3/h273 101325—6000 24工藝布置在高溫風(fēng)機后面，此時增濕塔為正壓狀態(tài)，如布置在高溫風(fēng)機前面，則增濕塔內(nèi)為高負

壓，-6000Pa左右，對筒體剛度及底部密封要求都很高，漏風(fēng)量較大，對本設(shè)計要求窯尾廢氣烘干生料影響較大。參考何宏濤、孫世群的《淺談水泥廠增濕塔的設(shè)計及工藝選型》，選用天津院的CZS9.5X39型增濕塔，其規(guī)格參數(shù)如下：處理煙氣量840000m3/h，進口溫度＜350℃，出口溫度120~150℃，噴嘴形式為回流式，最大噴水量45m3/h。7.2燒成系統(tǒng)通風(fēng)機的選型計算1、窯尾高溫風(fēng)機101325 5000000X X 101325—5000 24=682281m3/h101325 5000000X X 101325—5000 24=682281m3/h進高溫風(fēng)機工況煙氣量=--義——7—.參考峨勝水泥廠，選用3350D1BB50型高溫通風(fēng)機，風(fēng)機流量950000m3/h，全壓8500Pa，電機功率3150kW，工作溫度320℃，最高瞬時溫度450℃。風(fēng)機開度在70%左右。2、窯尾排風(fēng)機窯尾排風(fēng)機選用Y4-2x7328.5F型排風(fēng)機，風(fēng)機流量950000m3/h，全壓：3500Pa，工作風(fēng)溫為100~250℃，功率1400kw。3、窯頭排風(fēng)機窯頭排風(fēng)機選用Y5-2x4751.5F型排風(fēng)機，處理風(fēng)量為720000m3/h，風(fēng)壓：4500Pa，功率1250kW，工作風(fēng)溫為250℃。以上風(fēng)機選型均有較大富余，主要是便于生產(chǎn)調(diào)節(jié)，雖然設(shè)計產(chǎn)量為5000T/D，但從許多已投產(chǎn)生產(chǎn)線來看，實際生產(chǎn)能力均能達到5500T/D，所以為了滿足窯的生產(chǎn)能力，附屬設(shè)備設(shè)計30%左右的富余。收塵系統(tǒng)的選型計算本設(shè)計選用袋收塵作為收塵設(shè)備。袋收塵對煙氣成分沒電收塵敏感，且更換方便，節(jié)省能耗，所以目前主要應(yīng)用袋收塵。窯尾廢氣出高溫風(fēng)機后，一部分進增濕塔降溫后進收塵設(shè)備，另一部分煙氣則進生料磨用以烘干生料，出磨煙氣再匯入收塵設(shè)備。生料磨漏風(fēng)量取15%進袋收塵煙氣工況流量流量=485724m3/h1.952x(1+0.15)273+=485724m3/hXX X1.293 273 101325-1000 24根據(jù)計算選用CDMC-2X12型長袋脈沖除塵器，處理風(fēng)量：632000~798000m3/h(考慮30%的生產(chǎn)富余)，完全能滿足生產(chǎn)需求。其規(guī)格參數(shù)如下：過濾面積：11136m2,濾袋數(shù)量：3696個，濾袋規(guī)格：①160X6000，過濾風(fēng)速：0.8?1.2m/min。阻力＜1500Pa，進口含塵濃度＜1000g/Nm3，出口排放濃度＜30mg/Nm3，功率：30kw，清灰壓縮空氣壓力：0.4~0.6MPa，耗量：5.0m3/min該脈沖式除塵器的特點如下：設(shè)計新穎，采用下進氣結(jié)構(gòu)，較粗的高溫顆?？芍苯勇淙牖叶?，有效地保護了濾袋。采用長濾袋，在同等處理能力時設(shè)備占地面積少。采用分室離線清灰，效率高，粉塵的二次吸附少，同時有效的降低了設(shè)備能耗，濾袋與脈沖閥的疲勞程度也相應(yīng)降低，成倍地提高了濾袋和閥片的壽命，大量減少了設(shè)備運行維護的費用。檢修濾袋可咋不停系統(tǒng)風(fēng)機、系統(tǒng)正常運行的條件下分室進行。濾袋口采用彈簧張緊結(jié)構(gòu)，拆裝方便，具有良好的密封性。箱體經(jīng)過氣密性設(shè)計，并以煤油撿漏，最大程度上減少漏風(fēng)。7)整臺設(shè)備由PLC機控制，實現(xiàn)自動清灰、卸灰、自動溫度控制及超溫報警。

窯尾煙囪的選型計算出袋收塵氣體經(jīng)窯尾排風(fēng)機進入煙囪，再排入大氣。參考峨勝水泥廠，煙囪采用鋼管結(jié)構(gòu)。袋收塵和排風(fēng)機漏風(fēng)量取5%。通過煙囪煙氣工況流量=4641591.952義1.15*1.05273+60 101325 5000000=464159V= xx x1.293 273 101325—200 24煙囪直徑：dyc4V4x煙囪直徑：dyc4V4x464159' 二' =3.309m■3600nW 33600x3.14x15Wyc煙囪管內(nèi)風(fēng)速，m/s,取ycL5m/s。煙囪外徑： dw=d+20=3309+20=3329mmycyc煙囪高度：因為廢氣排放必須考慮工廠環(huán)境，排放點太低，或者低于窯尾預(yù)熱塔，則排出熱氣會在預(yù)熱塔內(nèi)彌漫，降低工作環(huán)境舒適度，還可能存在安全隱患。所以參考峨勝水泥廠，比C1級筒稍高。煙囪高度：Hyc=110m輸送設(shè)備的選型計算窯尾生料喂料提升機1）空氣輸送斜槽XZ500，a=6°，輸送能力300T/h，寬度：500mm；2）窯尾提升機選用進口設(shè)備，滿足提升高度105m，輸送能力400?500t/h；3）皮帶秤型號：DEM1845S2能力為250-300t；4）回轉(zhuǎn)閥:0800；5）分料閥：規(guī)格：900X900mm,流通能力：max.200t/h,分料范圍：0?100%,閥板角度：0?60。（連續(xù)可調(diào)）生料輸送系統(tǒng)及窯灰回灰系統(tǒng)的選型計算1）空氣輸送斜槽XZ630X4960mm,a=8°,輸送能力450T/h,寬度：630mm；2）提升機：NE400,功率：90KW,提升高度：48.7m,輸送能力350?400t/h；3）空氣輸送斜槽XZ500a=8°,輸送能力：355T/h寬度：500mm；4）鏈運機：FU500,槽寬500mm，輸送能力:110T/h；5）空氣輸送斜槽XZ315a=8°,輸送能力：110T/h寬度：315mm第八章燒成車間工藝布置燒成車間的工藝布置不是簡單的擺設(shè),其中包含了整個水泥廠工藝流程的布置,盡量避免交叉帶來的相互干擾。其工藝布置和設(shè)備的選擇是根據(jù)工藝設(shè)計的原則進行的,并在設(shè)計時綜合考慮各種因素。本次設(shè)計的燒成車間工藝布置設(shè)計參考國內(nèi)類似規(guī)模工廠的燒成車間設(shè)計方案及圖紙,根據(jù)有關(guān)的設(shè)計規(guī)范和規(guī)定以及基礎(chǔ)資料進行設(shè)計。設(shè)計最大限度地滿足工藝生產(chǎn)、設(shè)備維修的要求,考慮與總體設(shè)計相配合,力求做到與其他車間的連接方便、布置緊湊、運輸距離短、物無交叉?，F(xiàn)代大型干法水泥廠,為了節(jié)約能耗,充分的利用窯尾的廢氣來烘干原料、燃料等。因此在本設(shè)計中,窯尾廢氣充分被利用來烘干煤粉和生料?？紤]到從一級旋風(fēng)筒出來的廢氣要進入生料磨和煤磨,這就要求廢氣的溫度要高,且進入煤磨的廢氣其含塵量要低,在保證系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)和熟料的產(chǎn)質(zhì)量前提下,本設(shè)計在窯尾只通過百葉閥分一部分窯尾廢氣進增濕塔,另一部分進生料磨烘干生料。只有在生料磨停修時煙氣才全部通過增濕塔噴水降溫。在窯尾增濕塔旁預(yù)留了空間為后續(xù)余熱發(fā)電工程的建設(shè)。這時出C1預(yù)熱器的煙氣先進入SP鍋爐，進行熱交換，再出來返入到窯尾排氣管。通過電動百葉閥控制氣流運動方向，可同時滿足余熱發(fā)電開啟或停修時的生產(chǎn)需求。出SP鍋爐煙氣溫度降低，此時為了滿足生料磨的烘干，絕大部分煙氣直接進入生料磨，只有少部分平衡煙氣進入增濕塔，則增濕塔的利用率降低。但是綜合來看，出預(yù)熱器后SP鍋爐、增濕塔和生料磨三者對煙氣的關(guān)系更加密切，雖然開余熱發(fā)電后增濕塔利用率降低，但卻大大加大了三者的聯(lián)合適應(yīng)能力，盡管生產(chǎn)中遇到的各種問題或設(shè)備故障，也能保整個燒成系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，避免停窯。在確定了車間工藝布置方案以后，按比例（1：150）繪制燒成車間工藝設(shè)備布置圖，包括有車間各層面布置圖、立視圖與俯視圖等，圖紙上注明了廠房輪廓線、樓梯位置、柱網(wǎng)間距、各層相對標(biāo)高、主要設(shè)備定位尺寸和尺寸線、設(shè)備中心高度及其定位尺寸、地坑、地溝的位置及深度等。第九章全廠工藝平面布置9.1全廠總平面設(shè)計的基本原則影響水泥廠總平面設(shè)計的因素很多，例如：城市和工業(yè)區(qū)的規(guī)劃，廠區(qū)的面積、地形、氣候、水文和工程地質(zhì)；運輸方式和要求；動力來源；給排水條件；產(chǎn)品種類；工廠規(guī)模和工藝流程；工廠遠景發(fā)展；建筑要求和施工條件；防火、衛(wèi)生及環(huán)保要求等。因此在進行總平面設(shè)計之前，必須充分收集和了解這些資料，以便處理好各方面的關(guān)系，使工廠的各個方面形成一個盡可能完善的滿足生產(chǎn)要求的有機整體。通常情況下，水泥廠全廠的建筑物、構(gòu)筑物及其它設(shè)施，按其功能可分為三大類：基本生產(chǎn)車間、輔助車間及生產(chǎn)服務(wù)設(shè)施。進行總平面設(shè)計時，必須注意功能分區(qū)。處理好原、燃料和產(chǎn)品出廠的交通運輸關(guān)系，主要生產(chǎn)車間與服務(wù)設(shè)施之間的關(guān)系，使之成為一個協(xié)調(diào)、統(tǒng)一的有機整體。水泥廠總平面設(shè)計的基本原則可概括如下：1、要充分滿足工藝生產(chǎn)要求，水泥生產(chǎn)是連續(xù)的，要按照連續(xù)加工和運輸過程。建筑物與構(gòu)筑物之間的相對位置及其系統(tǒng)和各種設(shè)備的布置，因該按照過程，保證有合理的生產(chǎn)作業(yè)線，工藝流程順暢。使原料、燃料、半成品、成品的運輸連續(xù)、沒有往返較差而短距離的徑直前進，從而可節(jié)省運輸費用，降低生產(chǎn)成本。2、進行適當(dāng)?shù)墓δ芊謪^(qū)，一般按照下列條件將廠區(qū)劃分為幾個部分：1）將工藝過程類似或用途一致的系統(tǒng)加以合并；2）按系統(tǒng)的運輸方式和工程管線的特點分區(qū)，使運輸線路、工程線路的長度最短；3）按衛(wèi)生與防火條件要求，將系統(tǒng)合并或分區(qū)；4）按系統(tǒng)構(gòu)筑物對工程地質(zhì)或水文的要求，進行分區(qū)。3、輔助車間和生產(chǎn)服務(wù)性設(shè)施應(yīng)盡量配置在靠近其服務(wù)的主要生產(chǎn)系統(tǒng)的位置。4、應(yīng)盡可能縮小工廠的占地面積，并盡可能地利用建筑物和構(gòu)筑物的上部空間。建筑物、構(gòu)筑物之間的相對位置和距離應(yīng)滿足防火、衛(wèi)生要求。5、布置工廠的建筑物、構(gòu)筑物時必須考慮地形起伏和工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，以便保證以最少的建筑費達到較好的建筑質(zhì)量。6、應(yīng)根據(jù)工廠的發(fā)展計劃考慮工廠今后發(fā)展的可能性，以便能以最少的投資，達到擴大再生產(chǎn)的目的，并合理安排建設(shè)程序、工藝流程和總平面設(shè)計。7、必須滿足防火等要求，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)備能避免煤煙的灰塵，能最大限度的利用天然采光、通風(fēng)，并能將建筑物周圍的雨水通暢排出。8、工廠與鐵路干線、公路、動力、工程和地區(qū)內(nèi)其它各種設(shè)施的連接，應(yīng)當(dāng)合理。工廠與居住地區(qū)的連接應(yīng)當(dāng)方面。9、充分考慮風(fēng)向的影響，揚塵較大的車間及露天堆場應(yīng)布置在廠區(qū)最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，中央控制室、化驗室、廠前區(qū)和住宅區(qū)應(yīng)布置在最小頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。10、工廠的總平面圖，力求整齊美觀。應(yīng)具有合理的建筑藝術(shù)，必須預(yù)先考慮到廠區(qū)的整齊及其美化，使每個建筑物及工廠整體都賦有建筑藝術(shù)的表現(xiàn)力。9.2全廠工藝平面布置說明考慮到只是畢業(yè)設(shè)計，具有較大的可變更性，因此本設(shè)計并未嚴(yán)格按照上述原則來設(shè)計，比如第6條的考慮工廠擴建，第10條的合理的建筑藝術(shù)等，與畢業(yè)設(shè)計的實際可行性有比較大的出入。但對于一些基本的原則，本設(shè)計則都一一遵循。從總體布置圖來講，本設(shè)計力求大方簡潔、設(shè)備合理布置，從原料進廠到成品的流程順暢，盡最大限度降低基建投資。石灰石由皮帶機直接從礦山運送至廠區(qū)。由于本設(shè)計建廠地域交通非常便利，頁巖、砂巖