日產(chǎn)噸水泥熟料新型干法生產(chǎn)線工藝畢業(yè)設(shè)計

水泥是社會經(jīng)濟發(fā)展最重要的建筑材料之一，在今后幾十年甚至是上百年之內(nèi)仍然是無可替代的基礎(chǔ)材料，對人類生活文明的重要性不言而喻?，F(xiàn)代最先進(jìn)的水泥生產(chǎn)技術(shù)就是新型干法預(yù)分解窯。預(yù)分解窯是在懸浮預(yù)熱器與回轉(zhuǎn)窯之間增設(shè)分解爐，在分解爐中加入占總用量50%-60%的燃料，使燃料燃燒的過程與生料碳酸鹽分解的吸熱過程在懸浮狀態(tài)或沸騰狀態(tài)下迅速進(jìn)行，從而使入窯生料的分解率從懸浮預(yù)熱窯的30%-40%提高到85%-90%，使窯的熱負(fù)荷大為減輕，窯的壽命延長，而窯的產(chǎn)量卻可成倍增長。與懸浮預(yù)熱器窯相比，在單機產(chǎn)量相同的條件下，預(yù)分解窯具有:窯的體積小，占地面積減小，制造、運輸和安裝較易，基建投資較低，且由于一半以上的燃料是在溫度較低的分解爐內(nèi)燃燒，，產(chǎn)生有害氣體NOｘ較少，減少了對大氣的污染。為了符合當(dāng)今水泥行業(yè)的發(fā)展需求同時也是對大學(xué)本科四年所學(xué)知識的考查，我選擇了“日產(chǎn)5000噸水泥熟料新型干法生產(chǎn)線窯尾系統(tǒng)工藝設(shè)計”這個課題作為我的畢業(yè)課題。設(shè)計范圍主要是窯尾系統(tǒng)，通過配料計算、工藝平衡計算等得出結(jié)果，并結(jié)合實際對主機及附屬設(shè)備進(jìn)行選型，進(jìn)而對各種設(shè)備進(jìn)行工藝布置，對全廠的設(shè)備進(jìn)行簡單規(guī)劃。為了使本次設(shè)計各項指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)，本次設(shè)計的過程和結(jié)果完全依據(jù)水泥工廠設(shè)計規(guī)GB50295—1999；同時設(shè)計上參考了德州大壩水泥5000t/d熟料生產(chǎn)線、煙臺東源5000t/d新型干法生產(chǎn)線等國內(nèi)先進(jìn)的相近規(guī)模生產(chǎn)線，并密切聯(lián)系了畢業(yè)實習(xí)以及大學(xué)期間的認(rèn)識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)等。在符合最新生產(chǎn)發(fā)展要求的基礎(chǔ)上，達(dá)到最大程度節(jié)約資源、能源，做到既降低生產(chǎn)成本又能穩(wěn)定生產(chǎn)，經(jīng)濟效益和社會效益雙贏的可持續(xù)生產(chǎn)。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；燒成系統(tǒng)；配料系統(tǒng)；粉磨系統(tǒng)ABSTRACTCementisoneofthemostimportantbuildingmaterialsofthesocialandeconomicdevelopment,withinthecomingdecadesorevenacentury,Cementisstillnosubstituteforbasicmaterials,theimportanceofhumancivilizationisself-evident.ModernmostadvancedcementproductiontechnologyisNSPkilnadvancedecomposition.Predecompositionkilnisinsuspensionpreheaterbetweendecomposingfurnacewithrotarykilnadded,joinincalcinerintotalamount50%-60%offuel,tomakethefuelburningprocessandrawintheabsorptionprocessdecomposecarbonatestateofsuspensionorboilingcondition,thusmakerapiddecompositionrateofkilnrawfromsuspensionpreheaterkiln30to40percentoftheincreasedto85percentto90percent,theheatloadofkilnisreducedgreatly,whiletheprolongingfurnaceproductionbutcanincreaseexponentially.Comparedwithsuspensionpreheaterkilnindividualoutput,inthesameconditions,thedecompositionfurnacewith:smallsize,coversanareaofreduced,manufacturing,transportationandinstallationeasier,lowinvestmentininfrastructure,andbecausemorethanhalfoffuelisinthelowertemperatureburninginprecalciner,,produceharmfulgases,andreducedtherateoflessNOxatmosphericpollution.Inordertomeetthedevelopmentneedsofthecementindustrytodayandatthesametimeexaminetheknowledgeofuniversityundergraduatecoursefouryears,Ichose"nissan5000tonsofcementclinkerNSPproductionlinepreheatersystemprocessdesign"thistopicasmygraduationproject.Preheatersystemdesignrangeismainlybyingredientscalculation,craftequilibriumcalculationetc,andactualresultstohostandaffiliatedequipments,andselectionofequipment,processarrangementofalltheequipmentsimpleplanning.Inordertomakethedesignindexesmeetthenationalstandards,thedesignprocessandtheresultcompletelyaccordingtocementfactorydesignrulesGB50295-1999;AlsoontheTexasdamdesignreferencecement5000t/dofclinkerproductionline,yantaidongyuan5000t/dNSPproductionlinedomesticadvancedproductionline,andsimilarscaleclosecontactandgraduationpracticeduringtheinternship,universityofunderstandingoftheproductionandpractice,etc.Incompliancewiththerequirementsofthedevelopmentofthelatestproduction,achievemaximumbasedonconservationofresources,energyandtomeetbothreduceproductioncostandstableproduction,economicbenefitandsocialbenefitwin-winsustainableproduction.Keywords：Electricpowersystem；Firingsystem；Batchingsystem；Gridingsystem目錄摘要………………..…….….……………..=1\*ROMANIABSTRACT…….……..…………….=2\*ROMANII1前言……….…………….….……...……..12建廠基礎(chǔ)資料............…….……..….………….…..….………….42.1設(shè)計題目…………………..4………………….………………...………………..4原始數(shù)據(jù)……….…………...4原燃料化學(xué)成分…………….…………...4原、燃料水分……………….…………...5煙煤的工業(yè)分析…………….…………...5煙煤的元素分析…………….…………...5生產(chǎn)方法和窯型的選擇…….…………...53全廠工藝平衡計算…….…………….…...7配料計算……………….…………...7應(yīng)用基低位發(fā)熱量…………….…………....7三個率值的選擇…………….……………....7煤灰沉落率的計算………….……………...8熟料化學(xué)成分的要求…….………………...8以100kg干熟料為基準(zhǔn)列累加試湊表…….……………....8干原料料耗的計算………....9生料干原料配合比的計算………………....9生料濕原料配合比的計算………………....9物料平衡計算…………………......10物料平衡計算在設(shè)計中的作用………….10參數(shù)選擇及窯規(guī)格的確定………………..10全廠物料平衡計算……….11原、燃料需要量的計算及物料平衡表…………………...134工藝設(shè)備選型與計算…….……………....16工藝設(shè)備選型與計算的目的……….…………….164.2.設(shè)備選型……………………...17石灰石破碎設(shè)備的選型…………………..17生料閉路磨的設(shè)備選型…………18回轉(zhuǎn)窯選型………………….18烘干機設(shè)備的選型………..19煤磨的選型………………..20水泥磨的設(shè)備選型………..21包裝機的設(shè)備選型………..22主機平衡表見表…………..224.3堆場（棚）的選型設(shè)計……………234.3.1石灰石預(yù)均化堆場的計算……………….244.3.2砂巖預(yù)均化堆場的計算……………….….254.3.3濕鐵粉、鋁土礦聯(lián)合堆棚………………..264.3.4煤預(yù)均均化堆場的計算…………………..264.3.5石膏露天堆場……………..27儲庫的選型計算………………….28石灰石配料庫…………….294.4.2礦渣露天堆場計算……….304.4.3石膏露天堆場計算……….304.4.4生料均化庫的計算……….304.4.5熟料庫的選取與計算…………………….304.4.6水泥配料庫的計算……….31水泥庫的選取與計算…………………….304.5全廠工藝流程…………………….345燒成車間設(shè)計…………...355.1確定工藝流程…………………….35回轉(zhuǎn)窯規(guī)格參數(shù)確定…………….36窯尾系統(tǒng)選型…………………….36懸浮預(yù)熱器……………..36分解爐…………………..365.4窯系系統(tǒng)物料平衡………………365.4.1收入物料…………………..38支出物料…………………..415.5窯尾系統(tǒng)熱平衡計算……………44收入熱量…………………..45支出項目…………………..46窯尾系統(tǒng)煙氣平衡計算………48選定相關(guān)系數(shù)………….48系統(tǒng)各部位煙氣量計算……………….495.7窯尾設(shè)備及其尺寸確定………..51分解爐尺寸規(guī)格計算………………….51旋風(fēng)預(yù)熱器規(guī)格計算………………….52窯尾附屬設(shè)備選型…………….55窯尾高溫風(fēng)機選型計算………………..55增濕塔選型計算………..56窯尾電收塵……………..575.8.4窯尾廢氣排風(fēng)機………….57排氣煙囪選型計算……….57參考文獻(xiàn)......................…………….…..….…..……………….………….58致謝......................….……..…….…………...…………….59附錄......................…..……....…...…...…...……….………601前言水泥與鋼材、木材、塑料為四大工程基礎(chǔ)材料，而水泥以其數(shù)量大、用途廣、耐久性強和具備許多其它材料不可取代的性能而處于非常重要的地位，素有“建筑工業(yè)的糧食”之稱。生產(chǎn)水泥雖然需要比較多的資源，但是水泥與砂、石等集料所制成的混凝土則是一種低能耗型建筑材料，因此水泥工業(yè)的發(fā)展對保證國家建設(shè)的順利進(jìn)行具有十分重要的作用。自九十年代以來世界水泥產(chǎn)量平均每年以4%的速度連續(xù)增長。這種發(fā)展趨勢今后仍將保持下去。近10年來，發(fā)達(dá)國家由于各國經(jīng)濟發(fā)展速度減緩，生產(chǎn)成本增高和能源消耗、環(huán)保要求等各方面原因，水泥生產(chǎn)呈現(xiàn)飽和和縮減態(tài)勢。而與此同時，發(fā)展中國家水泥需求量不斷增大，帶動了那里的水泥工業(yè)的迅猛發(fā)展，特別是東亞、西南亞地區(qū)，1998年亞洲國家生產(chǎn)的水泥幾乎占到了世界水泥總量的60%以上。七十年代我國陸續(xù)建立了一些立筒預(yù)熱器窯和旋風(fēng)預(yù)熱器窯，并在預(yù)分解的開發(fā)方面燒油燒煤實驗均獲得成功。七十年代末我國分別從日本、澳大利亞、丹麥等國引進(jìn)了大、中型的預(yù)分解窯干法生產(chǎn)成套設(shè)備，并在建成投產(chǎn)后取得良好的技術(shù)經(jīng)濟效益。在此基礎(chǔ)上，通過對國外設(shè)備的消化和國內(nèi)自行建設(shè)的新型干法生產(chǎn)線的總結(jié)，八十年代初我國自行設(shè)計了700t/d熟料生產(chǎn)線的預(yù)分解窯成套設(shè)備，并組織了2000t/d熟料預(yù)分解窯干法生產(chǎn)線成套設(shè)備的設(shè)計、制造和建設(shè)。二十世紀(jì)八十年代末，我國已建成二十多套2000t/d新型干法水泥生產(chǎn)線，通過引進(jìn)消化國外20項先進(jìn)技術(shù)來改進(jìn)我們自行開發(fā)的設(shè)備，是我國2000t/d新型干法水泥生產(chǎn)線漸趨成熟，雙陽水泥廠的建成并達(dá)標(biāo)生產(chǎn)就是成熟的標(biāo)志。二十世紀(jì)九十年代初，我國實施開發(fā)4000t/d大型新型干法燒成系統(tǒng)。我國已經(jīng)成為名副其實的水泥生產(chǎn)大國，但總體水平不高，不是水泥工業(yè)強國，其表現(xiàn)有以下的基本特點：（1）總產(chǎn)量的生產(chǎn)能力世界第一

我國水泥工業(yè)從1978年至1985年水泥產(chǎn)量由6500萬噸發(fā)展到億噸，7年增長約8000萬噸，平均年增長1140萬噸；1995年到2000年水泥產(chǎn)量由億噸到20世紀(jì)末預(yù)計可達(dá)億噸，5年增長了1億噸，平均年增長2000萬噸。其間，5000噸水泥生料生產(chǎn)線安裝調(diào)試成功。2002年，規(guī)劃水泥產(chǎn)量億噸，實際生產(chǎn)億噸；2003年，規(guī)劃水泥產(chǎn)量億噸，實際生產(chǎn)億噸；2004年，規(guī)劃水泥產(chǎn)量億噸，實際生產(chǎn)億噸；2005年，規(guī)劃水泥產(chǎn)量億噸，實際生產(chǎn)億噸。2008年，規(guī)劃億噸，實際生產(chǎn)億噸。連續(xù)10年，每年水泥的規(guī)劃目標(biāo)與實際水泥產(chǎn)量，相差幾乎都在一億噸以上。（2）技術(shù)進(jìn)步步伐加快，但總體技術(shù)水平與世界先進(jìn)水平差距較大懸浮預(yù)熱器窯是在窯后安裝了懸浮預(yù)熱器，使原來在窯內(nèi)以堆積態(tài)進(jìn)行的物料預(yù)熱及部分硅酸鹽分解過程移到懸浮預(yù)熱器內(nèi)以懸浮狀態(tài)進(jìn)行。由于懸浮狀態(tài)的生料粉與1000℃左右的窯尾熱煙氣接觸的面積大，故傳熱速度快、熱效率高。生料粉能在數(shù)十秒內(nèi)從常溫提高到750℃以上，入窯生料的表觀分解率可達(dá)30-40%，從而大大的減輕了回轉(zhuǎn)窯的預(yù)燒負(fù)擔(dān)，窯產(chǎn)量的以提高；從回轉(zhuǎn)窯窯尾排出的高溫?zé)煔獾臒崃磕艿玫胶芎玫睦?，出預(yù)熱器的廢氣溫度可降低到350-400℃，熟料的單位熱耗可大大降低，且出預(yù)熱器的廢氣還可用于烘干含6-8%水分的物料。這些優(yōu)點隨著窯體尺寸的增加而更加顯著，因此懸浮預(yù)熱器窯從五十代初期出現(xiàn)后，得到迅速發(fā)展，并在水泥生產(chǎn)中占據(jù)了絕對的優(yōu)勢。懸浮預(yù)熱器窯的特性主要取決于同它配套的懸浮預(yù)熱器的特性，而各種懸浮預(yù)熱器的特性有取決于它的結(jié)構(gòu)及熱交換方式。構(gòu)成各種懸浮預(yù)熱器的熱交換單元設(shè)備有旋風(fēng)筒（包括管道）及立筒（渦室）兩種[1]。預(yù)分解窯是在懸浮預(yù)熱器窯基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它是在懸浮預(yù)熱器窯的懸浮預(yù)熱器與回轉(zhuǎn)窯之間增設(shè)分解爐，在解爐中加入占總用量50%-60%的燃料，使燃料燃燒的過程與生料碳酸鹽分解的吸熱過程在懸浮狀態(tài)或沸騰狀態(tài)下迅速進(jìn)行，從而使入窯生料的分解率從懸浮預(yù)熱窯的30-40%提高到85-90%，使窯的熱負(fù)荷大為減輕，窯的壽命延長，爾窯的產(chǎn)量卻可成倍增長。與懸浮預(yù)熱器窯相比，在單機產(chǎn)量相同的條件下，預(yù)分解窯具有窯的體積小，占地面積減小，制造、運輸和安裝較易，基建投資較低，且由于一半以上的燃料是在溫度較低的分解爐內(nèi)燃燒，，產(chǎn)生有害氣體NOｘ較少，減少了對大氣的污染。圖1.1預(yù)熱器和分解爐水泥工廠的設(shè)計是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及專業(yè)多，知識面廣，其生產(chǎn)又具有連續(xù)化，各環(huán)節(jié)相互制約，故設(shè)計時，對生產(chǎn)技術(shù)配套設(shè)備等的選擇，要選擇最佳方案，統(tǒng)籌安排。盡量選取國內(nèi)先進(jìn)的工藝和設(shè)備，力求做到工藝先進(jìn)，流程順暢，設(shè)備選型合理，技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)可行。畢業(yè)設(shè)計是工藝專業(yè)的學(xué)生在學(xué)完全部課程后，模擬工藝設(shè)計的基本內(nèi)容而進(jìn)行的一次實際的訓(xùn)練。它有助于培養(yǎng)學(xué)生綜合運用該學(xué)科基本理論、基本技能和專業(yè)知識，結(jié)合生產(chǎn)實際，提高分析和解決問題的能力，它有助于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際，注重調(diào)查研究的良好作風(fēng)，提高查閱文件資料，處理數(shù)據(jù)和識圖、繪圖技術(shù)水平，為今后的學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。2建廠基礎(chǔ)資料在正式開展設(shè)計前，設(shè)計單位應(yīng)注意收集有關(guān)的設(shè)計基礎(chǔ)資料和設(shè)計資料，為順利進(jìn)行設(shè)計創(chuàng)造條件。設(shè)計題目四川某地5000t/d熟料新型干法水泥廠燒成窯尾系統(tǒng)工藝設(shè)計建廠條件（1）建廠地點：四川?。?）當(dāng)?shù)貧庀筚Y料：①主導(dǎo)風(fēng)向：西北風(fēng)；②最大風(fēng)速：9m/s；③全年最大降雨量：750mm；④日最大降雨量：300mm；⑤最大積雪：250mm；⑥全年最高溫度：40℃；⑦最低溫度：-14℃；⑧月平均溫度：最熱：30℃；最冷：-5℃。（3）廠址的自然條件：①廠區(qū)地形：平坦﹑無建筑物；②地耐力：200kpa。（4）礦山資源，各種原料燃料的來源、距離、數(shù)量及運輸方式：①石灰石附近本礦山，本廠開采，儲量豐富汽車運輸進(jìn)廠②礦渣某礦場火車運輸進(jìn)廠③爐渣鋼鐵廠火車運輸進(jìn)廠④石膏石膏廠汽車運輸進(jìn)廠⑤煤攀枝花火車運輸進(jìn)廠⑥電源水源：電源可靠，水源充足；⑦交通運輸：交通便利，公路、鐵路臨近廠；⑧產(chǎn)品供銷：供銷散裝60％，包裝40％，銷往省內(nèi)，銷路廣（5）全廠生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品各種標(biāo)號:工廠生產(chǎn)熟料5000t/d，產(chǎn)品品種#水泥50%和42.5#水泥50%。（6）生產(chǎn)方法：新型干法。原始數(shù)據(jù)原燃料化學(xué)成分[17]表原、燃料化學(xué)成分表物料名稱組成(%)燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3石灰石42.021.931.080.5753.450.96—0.27砂巖2.9284.277.612.340.280.566鐵粉1.7324.646.1562.332.772.82—1.41鋁土礦5.1822.3055.123.5412.810.8067煤灰49.1628.7914.675.521.350.61—石膏39.52—原、燃料水分表原﹑燃料水分表物料名稱石灰石砂巖鐵粉鋁土礦礦渣石膏煙煤天然水分（%）0.921.085.383.571.195.80煙煤的工業(yè)分析資料表2.3煙煤工業(yè)分析表組分WfAfVfCfQfDw（kJ/kg）含量（%）1.7421.9822.7655.6723280煙煤的元素分析表2.4煙煤元素分析表組分WyAyHySyOyNyCyQyDW﹙kJ/kg﹚含量（%）5.5022425生產(chǎn)方法和窯型的選擇根據(jù)設(shè)計任務(wù)、建廠條件，本著盡量采用新技術(shù)新工藝，降低能耗，提高產(chǎn)量的方針，本次設(shè)計的窯型選擇為窯外預(yù)分解窯。預(yù)分解窯是最新的水泥煅燒工藝，目前在國內(nèi)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，其特點如下[2]：(1)窯外預(yù)分解窯與其他窯型相比有許多優(yōu)點：①預(yù)分解窯熟料單位熱耗低，單機生產(chǎn)能力大，并可利用窯的余熱烘干物料。雖然其電耗略高，但其綜合能耗低于其他窯。②生產(chǎn)的熟料的質(zhì)量得到了保證，增強了新型干法生產(chǎn)時，原料及燃料的適應(yīng)性。③與產(chǎn)量相同的其他窯型相比，預(yù)分解窯的設(shè)備較輕，占地面積較小，其建設(shè)投資較省。④延長了窯的襯料壽命及運轉(zhuǎn)周期。⑤利于舊窯的技術(shù)改造，也有利于新窯的建造。⑥干法廠在環(huán)境污染方面有了很大的改善。(2)預(yù)分解窯也存在以下的不足：①廠內(nèi)高大建筑多，對地耐力要求較高，一般>25t/m2。②預(yù)分解窯對原燃料中堿、氯、硫含量也有一定的要求，含量高時易結(jié)皮。③預(yù)分解窯對生產(chǎn)管理人員的素質(zhì)要求較高?？傊?，預(yù)分解窯是以后水泥生產(chǎn)工業(yè)的發(fā)展方向。隨著時間的推移，他會越來越完善。3全廠工藝平衡計算配料計算水泥的性能和質(zhì)量取決于熟料的礦物組成，而熟料的礦物組成取決于熟料的組分，熟料的組分又與生料的成分密切相關(guān)。因此，適合的生料成分是水泥生產(chǎn)的關(guān)鍵。通常，一種原料的成分很難滿足需要，必須將幾種原料按一定的比例混合，才能滿足煅燒熟料所用生料成分的要求。求各種原料配合比的過程叫做配料計算。配料計算目的是：生產(chǎn)過程中，經(jīng)濟合理的使用各種原料，確保熟料質(zhì)量，是煅燒出來的熟料強度高、易燒性好；配制的生料易于粉磨、易于燒成，則水泥生產(chǎn)過程易于控制、管理，便于操作。配料計算的理論依據(jù)是物料平衡，即反應(yīng)物的總質(zhì)量等于生成物的總質(zhì)量。熟料組成確定后，即可根據(jù)所用原料進(jìn)行配料計算，求出復(fù)合熟料組成的原料配合比。3應(yīng)用基低位發(fā)熱量QDWy,1=(QVf,1+25Wf,1)×(100-Wf,1)/(100-Wy,1)-25Wy,1=(23280+20×)×()/()-25×（3.1）3.1.2三個率值的選擇[3]（1）KH：石灰石飽和系數(shù)，實際上表示了數(shù)料中與百分含量的比值。KH值一般波動在0.80-0.95之間。KH值越大，則硅酸鹽礦物中的比例越高，熟料強度越好，故提高KH值有利于水泥質(zhì)量，但KH值過高，熟料煅燒困難，必須延長煅燒時間，否則會出現(xiàn)較多f-,影響水泥安定性，同時窯的產(chǎn)量低，熱耗高，窯襯工作條件惡化。KH過低時，數(shù)料中含量增多，水泥強度發(fā)張緩慢，早期強度不高。（2）SM：硅率，表示熟料中硅酸鹽礦物與溶劑礦物的比例關(guān)系，相應(yīng)的反應(yīng)了熟料的質(zhì)量和易燒性。SM值一般波動在1.7-2.7之間。若SM值過高，則由于高溫液相量顯著減少，熟料煅燒困難，回轉(zhuǎn)窯不易掛窯皮，且不易形成，導(dǎo)致含量過多而熟料易粉化。但SM值過小，熟料因硅酸鹽礦物少而強度降低，而由于液相過多，窯內(nèi)易結(jié)圈，結(jié)大塊，影響窯的正常操作[14]。（3）IM：鋁率，表示熟料中Al2O3和的質(zhì)量比，IM值一般波動在0.8-1.7之間。若IM值越高，含量高，煅燒過程中液相黏度大，物料不易燒成，同時會使水泥凝結(jié)過快。但I(xiàn)M值過低，雖然液相黏度小，對形成有利，但燒結(jié)范圍窄，窯內(nèi)易結(jié)大塊，不利窯的操作。因此，選擇率值時，要創(chuàng)造條件適當(dāng)提高KH值，并選擇與KH值相適應(yīng)的SM值和IM值。預(yù)分解窯硅酸鹽水泥熟料率值和熱耗的參考范圍[19]：熱耗：2928.8~3556.4kJ/kg熟料。根據(jù)回轉(zhuǎn)窯煅燒特點及國際先進(jìn)經(jīng)驗，參考同類型廠家相關(guān)數(shù)據(jù)，采用“兩高一中”的的配料方案，即“高硅率、高鋁率、中飽和系數(shù)”。取KH=0.892；SM=2.4±0.1；IM=1.5；熱耗：q=3150kJ/kg熟料煤灰沉落率的計算100千克熟料的煤灰摻入量計算:GA==3150×21.98%×100/(23280×100)×100%=2.97%()式中:GA-料中煤灰摻入量(%)q-單位熟料熱耗KJ/kgS-煤灰沉降率(%)熟料化學(xué)成分的要求計算要求熟料化學(xué)成分，設(shè)Σ=97.50%Fe2O3=Σ/[(2.8KH+1)(IM+1)SM+2.6IM+1.35]=3.85%()Al2O3=IMFe2O3=5.78%()SiO2=SM(Al2O3+Fe2O3)=22.15%()CaO=Σ-(SiO2+Al2O3+Fe2O3)=66.72%()以100kg干熟料為基準(zhǔn)列累加試湊表表累加試湊表(%)計算步驟SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其他合計備注要求熟料成分55.783.8565.72煤灰(+2.97)6055366440石灰石(+122)55180.69565.20971(65.7264)/0.5345=122砂巖(+21)5655)/0.8427=21鐵粉（+3.5）0.8620.2152.1829799(3.8536-0.695-)=鋁土礦(+3.3)361.81917236(5.75518-1.598-0.215)/0.5512=3.3累計成分23.1105.8053.92165.95254100.24KH=0.866SM=2.39IM=1.48砂巖(-1)KH=0.884SM=IM=1.417熱耗=100×=3174kJ/kg熟料累計成分22.267293.89865.9224899.24表中，最后一個累計熟料成分即為所配熟料的實際化學(xué)成分，備注欄中的三個率值和熱耗即為所配熟料的實際率值和熱耗，可已十分接近要求值。值得注意的是，累計熟料的合計值不一定非要等于100，只要驗算的熟料率值和熱耗符合要求即可，但此時熟料成分必須換算成百分?jǐn)?shù)。3.1.6干原料料耗的計算[4-5]石灰石=1224×100=122.93砂巖4鐵粉=3.54×100=3.53鋁土礦=3.34×100=3.33×3.1.7生料干原料配合比的計算石灰石=122.93/(122.93+20.15+3.53+3.33)=81.97%砂巖=20.15/(122.93+20.15+3.53+3.34%鐵粉=3.53/(122.93+20.15+3.53+3.33)=2.35%鋁土礦=3.33/(122.93+20.15+3.53+3.32%3.1.8生料濕原料配合比的計算濕石灰石=81.97×100%/(100-0.92)=82.73%濕砂巖49%濕鐵粉=2.35100%/(100-5.38)=2.48%濕鋁土礦=2.22×100%/(100-3.57)=2.30%總重=82.739+2.4803.2物料平衡計算物料平衡計算在設(shè)計中的作用物料平衡計算是計算從物料進(jìn)廠到成品出廠各生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要處理的物料量，包括所有原料、燃料、半成品、成品的量，并表示為小時、日、年需求量，作為確定工廠各種物料需求量、運輸量、工藝設(shè)備選型和計算儲存設(shè)施容量的依據(jù)。物料平衡計算的依據(jù)是：工廠規(guī)模、生料各組分配合比、水分消耗定額、水泥各組分配合比、燃料品種和熱值、熟料燒成熱耗、物料烘干熱耗和車間工作制度。參數(shù)選擇及窯規(guī)格的確定窯的熟料產(chǎn)量是物料平衡計算的基準(zhǔn)。當(dāng)工廠的生產(chǎn)規(guī)模以水泥年產(chǎn)量表示時，取熟料年產(chǎn)量為基準(zhǔn)；當(dāng)工廠的生產(chǎn)規(guī)模以水泥日產(chǎn)量表示時，取熟料周產(chǎn)量為基準(zhǔn)。采用前一基準(zhǔn)進(jìn)行物料平衡計算的方法稱為年平衡法，采用后一基準(zhǔn)進(jìn)行物料平衡計算的方法稱為周平衡法。本次設(shè)計采用周平衡法。計算所需原始數(shù)據(jù)：①熟料日產(chǎn)量：5000t/d②生料中各原料配合比：表3.2生料中各原料配合比表石灰石砂巖鐵粉鋁土礦煤灰81.97%13.44%2.35%2.22%2.97%③物料天然水分：表3.3物料天然水分表物料名稱石灰石砂巖鐵粉鋁土礦礦渣石膏煙煤天然水分(%)0.921.085.383.571.195.80④石膏摻入量e：4%⑤混合材摻入量d:14%⑥各種物料生產(chǎn)損失p:表各物料生產(chǎn)損失表生產(chǎn)損失石灰石砂巖鋁土礦鐵粉生料石膏礦渣水泥煤（%）333333333⑦熟料熱耗：q=3174kJ/kg熟料⑧煤的應(yīng)用基低熱值：＝23280kJ/kg煤⑨窯的臺數(shù)：1臺(2)窯型的選擇①窯尺寸的計算：要求熟料小時產(chǎn)量由經(jīng)驗公式i得Di參考同類廠家Di根據(jù)相關(guān)資料選?。篖=70mL/Di=68/4.3=15.8m根據(jù)經(jīng)驗值選取：δ=0.15考慮襯磚厚度，則筒體外徑為：D=Di+2δ=4.4+2×5=4.7m根據(jù)我國現(xiàn)有的同類型窯的生產(chǎn)情況相比較，及本次設(shè)計的設(shè)備情況，選用4.8×74m的回轉(zhuǎn)窯。表3.5河南華瑞重工機械制造有限公司廠家窯規(guī)格設(shè)計產(chǎn)量(t/d)實際產(chǎn)量(t/h)功率(kw)河南華瑞重工機械制造有限公司φ4.8×745000630②產(chǎn)量標(biāo)定[12-13]由天津設(shè)計院經(jīng)驗公式L=11.3943×4.8×74=5658(t/d)=41.3817×4.8=5756t/d()一般水泥廠5000t/d水泥熟料生產(chǎn)線實際產(chǎn)量接近5500t，結(jié)合同類型廠家情況，最終標(biāo)定產(chǎn)量：5700t/d，即238t/h。③回轉(zhuǎn)窯參數(shù)的選取回轉(zhuǎn)窯所需功率N=KnDiL=0.048×3××70=409.35kw，斜度4%，最大轉(zhuǎn)速3.8r/min。全廠物料平衡計算全廠物料平衡計算以一臺5000t/d熟料窯外預(yù)分解窯為基礎(chǔ),普通硅酸鹽水泥50%，32.5礦渣硅酸鹽水泥50%，礦渣摻入量為30%，水泥40%包裝，60%散裝出廠。采用周平衡法計算。(1)計算燒成系統(tǒng)的生產(chǎn)能力熟料小時產(chǎn)量：=n·Qn,1=1×t/h=t/h熟料日產(chǎn)量：=24·=24×147t/h=5000t/d熟料周產(chǎn)量：=168=168×147=35000t/周水泥小時產(chǎn)量：Gh=(100-P)/(100-d-e)×Qh(t/h)=(100-3)/(100-4-14)×()式中d—石膏摻入量,取d=4%；e—水泥中混合材摻入量，取e=14%；P—生產(chǎn)損失，取P=3%。水泥日產(chǎn)量：Gd=24Gh=24×水泥周產(chǎn)量：Gw=168Gh=168×(2)原、燃材料消耗定額計算[6]①考慮煤灰摻入時，1噸熟料的干生料理論消耗量K干=(100-s)/(100-I)=(100-2.99)/()t/t熟料()式中K干—干生料理論消耗量(t/t熟料)；I—干生料理論燒矢量(%)；S—煤灰參入量(%)。②考慮煤灰摻入時，1噸熟料的干生料消耗定額K生=100K干/(100-P生)t/t熟料()式中K生—干生料消耗定額(t/t熟料)；—生料的生產(chǎn)損失(%)，一般3%—5%。③各種干原料的消耗定額K原=K生?x()式中K原—某種干原料的消耗定(t/t熟料)；x—干生料中該原料的配合比(%)。石灰石K1×854(t/t熟料)砂巖K246(t/t熟料)鐵粉K3×6(t/t熟料)鋁土礦K424(t/t熟料)(3)干石膏消耗定額Kd=d/(100-d-e)=4/(100-4-14)(t/t熟料)()式中Kd—干石膏消耗定額(t/t熟料)；d—石膏摻入量(%)；e—混合才摻入量(%)。(4)干混合材消耗定額Ke=e/(100-d-e)=14/(100-4-14)(t/t熟料)()式中Ke—干混合材消耗定額(t/t熟料)；d—石膏摻入量(%)；e—混合才摻入量(%)。(5)燒成用煤消耗定額干煤低位熱值QyDW=23280kJ/kg干煤Kf，1=100q/[Q(100-pf)]=100×3174/[23280×(100-3)](t/t熟料)()式中Kf，1—燒成用干煤消耗定額(t/t熟料)；—煤的生產(chǎn)損失(%)，一般取3%。q—熟料燒成熱耗(3174kJ/kg熟料)。(6)含天然水分的濕物料消耗定額K濕=100K干/(100-w0)()式中K濕，K干—分別代表濕物料、干物料消耗定額(kg/kg熟料)；0—該濕物料的天然水分(%)。石灰石K濕=100×()(t/t熟料)砂巖K濕=100×()(t/t熟料)鐵粉K濕=100×()(t/t熟料)鋁土礦K濕=100×()(t/t熟料)石膏K濕=100×()(t/t熟料)混合材K濕=100×/()(t/t熟料)燒成用干煤Kf1=100×()(t/t熟料)原、燃料需要量的計算及物料平衡表①干生料每小時需要量：單位：（t/小時）石灰石：G=×1.砂巖：G=×0.206=鋁土礦：G=×=鐵粉：G=×石膏：G=×=混合材：G=×=燒成用煤：G=×干生料每日需要量：單位：（t/天）石灰石：G=5000×1.254=6270砂巖：G=5000×0.206=1030鋁土礦：G=5000×0.034=170鐵粉：G=5000×0.036=180石膏：G=5000×0.049=245混合材：G=5000×=850燒成用煤：G=50004=700干生料每周需要量：單位：（t/周）石灰石：G=5000×7×=43890砂巖：G=5000×7×=7210鋁土礦：G=500034=1190鐵粉：G=500036=1260石膏：G=50009=1715混合材：G=50007=5950燒成用煤：G=50004=4900含天然水分料小時需要量：單位：（t/小時）石灰石：G=×1.266=砂巖：G=×=鋁土礦：G=35=鐵粉：G=38=石膏：G=50=混合材：G=×0.230=燒成用煤：G=49=含天然水分料每天需要量：單位：（t/天）石灰石：G=5000×1.266=6330砂巖：G=5000×=1040鋁土礦：G=5000×=175鐵粉：G=50008=190石膏：G=500050=250混合材：G=5000×0.230=1150燒成用煤：G=5000×0.149=745含天然水分料每周需要量：單位：（t/周）石灰石：G=5000×7×=44310砂巖：G=5000×7×=7280鋁土礦：G=5000×7×=1225鐵粉：G=50008=1330石膏：G=500050=1750混合材：G=5000×7×=8050燒成用煤：G=5000×7×0.150=5250根據(jù)以上計算結(jié)果我們就可以很快的列出物料平衡表，平衡表列出如下：表3.6物料平衡表物料名稱天然水分(%)生產(chǎn)損失(%)消耗定額t/t熟料物料平衡量(t)干料(t)含天然水分料(t)干料含天然水分料小時日周小時日周石灰石35466627043890633044310砂巖3681030721010407280鋁土礦34517011901751225鐵粉36818012601901330生料3773554145石膏35024517151750混合材30850595011508050熟料3500035000水泥3燒成用煤34970049007455250其中：煤的低熱值為23280（kJ/kg煤）；燒成熱耗3174（kJ/kg熟料）；窯年利用天數(shù)為310天。4工藝設(shè)備選型與計算4.1工藝設(shè)備選型與計算的目的工藝設(shè)備的選型與計算是工廠設(shè)計的重要組成部分，工藝設(shè)備按性質(zhì)可分為機械設(shè)備和熱工設(shè)備，按用途有可分為主要設(shè)備和輔助設(shè)備。工藝設(shè)備的選型與計算的任務(wù)是按照配方、生產(chǎn)性質(zhì)、產(chǎn)量大小和工藝流程，選擇設(shè)備的形式，然后確定設(shè)備和規(guī)格大小，最后根據(jù)各工序的加工量和設(shè)備生產(chǎn)能力進(jìn)行計算，確定所需設(shè)備臺數(shù)。水泥廠工藝設(shè)備的選型與計算叫主機平衡，主機平衡在物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)。主要設(shè)備生產(chǎn)運轉(zhuǎn)情況見表。表4.1主要設(shè)備生產(chǎn)運轉(zhuǎn)情況主機名稱每日運轉(zhuǎn)小時數(shù)（h/d）每周運轉(zhuǎn)小時數(shù)（h/w）生產(chǎn)周制年利用率生產(chǎn)班制石灰石破碎12-1472-8460.50每日兩班，每班6-7h原煤破碎6-736-4960.30每日一班，每班6-7h石膏破碎6-736-496每日一班，每班6-7h礦渣烘干221547每日三班生料磨2215470.92每日三班回轉(zhuǎn)窯2416870.95每日三班煤磨2215470.92每日三班水泥磨2316170.96每日三班包裝機12-1484-9870.50每日兩班，每班6-7h注：1.每日運轉(zhuǎn)時間為24h，按每日三班，每班8h計算；每日運轉(zhuǎn)22h，按扣除每班檢修時間2h計算。2.生產(chǎn)班制一欄，每班6-7h指主機運轉(zhuǎn)小時數(shù)，已經(jīng)扣除每班檢修時間1-2h。本次設(shè)計采用周平衡法，根據(jù)車間工作制度，定出主機每周運轉(zhuǎn)小時數(shù)，并根據(jù)物料周平衡量，求出該主機要求的小時產(chǎn)量[6]：GH=Gw/H()式中GH—要求的主機小時產(chǎn)量(t/h)；Gw—物料的周平衡量(t/w)；H—主機每周運轉(zhuǎn)的小時數(shù)。設(shè)備選型4.2.1石灰石破碎設(shè)備的選型[7]在水泥生產(chǎn)過程中，將原、燃料進(jìn)行破碎是為了便于運輸和儲存，同時有利于提高烘干和粉磨設(shè)備的工作效率。一般情況下，石灰石破碎系統(tǒng)采用兩段破碎，一段采用顎式破碎機，二段采用錘式破碎機或反擊式破碎機；也可采用破碎比較大而與生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)的單段破碎系統(tǒng)；有些廠按其特定的條件，為降低入磨粒度，提高磨機產(chǎn)量，也有采用三段破碎系統(tǒng)的。(1)破碎系統(tǒng)要求的生產(chǎn)能力GH=GW(t/h)()式中GH—要求的石灰石小時產(chǎn)量(t/h)；Gw—石灰石的周平衡量(t/w)；H—主機每周運轉(zhuǎn)的小時數(shù)，84h。破碎系統(tǒng)的最大進(jìn)料塊度主要取決于工廠的規(guī)模、礦山的爆破方法、裝運設(shè)備以及破碎機的型號和規(guī)格；由于本次設(shè)計工廠的生產(chǎn)規(guī)模較大，并且采用大規(guī)模爆破開采，故要求進(jìn)料粒度≤1500mm，物料的出料粒度R(70mm)≤10%，因此，綜合考慮以上諸多因素選用：錘式破碎機（鄭州鼎盛單段錘式破碎機）①型號規(guī)格：DPCΦ2022②生產(chǎn)能力：400-600t/h③主機功率：800kw④入料粒度:1000×1000×1200mm⑤出料粒度:90%≤25mm，該機具有破碎比大，生產(chǎn)能力高，電耗低，結(jié)構(gòu)簡單，投資少等特點。(2)標(biāo)定產(chǎn)量設(shè)計生產(chǎn)能力為400~600t/h，根據(jù)實際生產(chǎn)條件，設(shè)定其產(chǎn)量為550t/h。(3)核算每周實際運轉(zhuǎn)小時數(shù)H0=GH/(nGM)=527.5/550×84=80.6(h)()式中GH、GM—要求石灰石的小時產(chǎn)量，所選破碎機的小時產(chǎn)量。選型適當(dāng)。4.2.2生料閉路磨的設(shè)備選型與傳統(tǒng)球磨機相比,立式磨具有如下特點：(1)入磨物料粒度大。一般可達(dá)磨輥直徑的5%，大型磨的入磨物料要高達(dá)100～150μm，提高了破碎機的破碎能力，簡化了破碎工藝流程各設(shè)備的臺數(shù)，節(jié)約投資，而球磨機一般要求入磨粒度小于30μm；(2)入磨熱風(fēng)從環(huán)縫中進(jìn)入，風(fēng)速可高達(dá)80m/s以上，磨內(nèi)通風(fēng)截面大，阻力小，通風(fēng)能力強，烘干效率高。利用窯尾廢氣可烘干8%水分的物料，如采用熱風(fēng)爐可烘干15%～20%水分的物料；省去了原料烘干系統(tǒng)，降低了熟料熱耗；(3)磨的效率高，電耗低。整個粉磨系統(tǒng)電耗比球磨降低10%～30%，其降低值隨原料水分的增加而增加。產(chǎn)品顆粒比較均勻，物料在磨內(nèi)停留時間短，僅2～4min(球磨15～20min)，故生產(chǎn)調(diào)節(jié)反應(yīng)快，減少了過粉磨現(xiàn)象，便于實現(xiàn)操作自動化；(4)設(shè)備布置緊湊，體積小，重量輕，占地面積小，約為球磨機的70%；(5)磨機結(jié)構(gòu)合理,整體密閉好，漏風(fēng)可降到10%以內(nèi)，揚塵小，噪音低，粉塵少，操作環(huán)境清潔；(6)易損件壽命長，運轉(zhuǎn)率高。由于立磨的結(jié)構(gòu)決定了立磨在運行過程中沒有金屬間的直接接觸，因此磨耗小，在粉磨生料時，磨損件消耗一般為6～12g/t。輥套、襯板壽命可達(dá)8000h以上，故設(shè)備運轉(zhuǎn)率高，可達(dá)90%。(7)噪音比球磨機小10db，基建投資可節(jié)省30%。因此，本次設(shè)計選擇立磨作為生料粉磨設(shè)備。主機要求時產(chǎn)量：Gh==54145/(168×)=350(t/h)()結(jié)合國內(nèi)同類型廠家的生產(chǎn)經(jīng)驗及磨機設(shè)備廠家的綜合實力，本設(shè)計采用丹麥?zhǔn)访芩构旧a(chǎn)的ATOX50型立磨。其生產(chǎn)能力為410t/h，允許入磨物料最大粒度為100mm，允許入磨物料最大水分為8%，成品細(xì)度為80μm篩篩余≤12%，出磨物料水分<0.5%，磨盤直徑：5000/5610mm，磨輥數(shù)量為3個。核算實際周利用率：?=Gy/(168×G標(biāo))=54145/(168×410)?0.92()選型適當(dāng)。4.2.3回轉(zhuǎn)窯選型本設(shè)計采用預(yù)分解窯，其優(yōu)點是：(1)預(yù)分解技術(shù)是在預(yù)熱器與窯之間增設(shè)分解爐，在分解爐中加入占總用50~60%的燃料，使燃料燃燒的過程與生料預(yù)熱和分解的過程。其在懸浮狀態(tài)或沸騰狀態(tài)下迅速進(jìn)行，使入窯生料的分解率達(dá)90%以上，因此窯的熱負(fù)荷大為減輕，而產(chǎn)量卻成倍的增長。(2)預(yù)分解窯單位容積產(chǎn)量高，窯襯壽命長，在單機產(chǎn)量相同的條件下，窯的體積小，占地面積小，制造、運輸、安裝較易，基建投資較少，適合于產(chǎn)量高的大型窯。(3)預(yù)分解窯一半以上的燃料是在較低的溫度下（900oC左右）燃燒，故產(chǎn)生的有害氣體NOn較少，減少了對大氣的污染。(4)預(yù)分解窯的熱耗均為2950~3280kJ/kg熟料，電耗與懸浮預(yù)熱器窯大致相同，其綜合能耗較低。主機要求時產(chǎn)量：Gh=Gy/(168×?)=35000/(168×)(t/h)()結(jié)合淄博東華水泥廠4500t/d熟料生產(chǎn)線（實際生產(chǎn)5000t/d以上熟料），與煙臺東源水泥廠5000t/d熟料生產(chǎn)線實際生產(chǎn)5500t/d以上熟料，以及華新水泥有限公司4000t/d(主輔機設(shè)備均按5000t/d熟料能力來配置)熟料生產(chǎn)線實際日平均生產(chǎn)5118噸熟料等實例，選擇回轉(zhuǎn)窯規(guī)格為Φ4.8×74m，能力為5000t/d，斜度％，窯體轉(zhuǎn)速為主傳動時0.398～3.981r/min，輔助傳動時為。核算實際年利用率：?實際=Gy/(7×G標(biāo))=35000/(168×238)?0.95()選型適當(dāng)。采用Φ4.8×74m回轉(zhuǎn)窯，單傳動，主機功率：630kw，斜度4%，最大轉(zhuǎn)速3.8r/min。詳見3.2.2。4.2.4烘干機設(shè)備的選型在新型干法生產(chǎn)的水泥廠中，原料、煤與混合材都要進(jìn)行烘干。烘干系統(tǒng)可分為烘干磨和單獨的烘干設(shè)備。烘干磨即物料在粉磨過程中同時進(jìn)行烘干,目前烘干磨得到了很大的發(fā)展,煤的烘干已廣泛采用烘干磨,利用窯頭或熟料篦冷機熱端氣體作為烘干介質(zhì),使煤的烘干和粉磨同時進(jìn)行,來制備窯和分解爐所需的煤粉。隨著預(yù)分解窯的不斷發(fā)展，原料的烘干和粉磨也廣泛的采用了烘干磨，利用窯尾廢氣作為烘干介質(zhì)，充分利用廢氣余熱，其中輥式磨由于能耗低，應(yīng)用較廣泛?；旌喜牡暮娓桑话悴捎脝为毜暮娓稍O(shè)備，烘干熱源可取自專設(shè)的熱風(fēng)爐，也可取自熟料篦冷機的低溫廢氣（200oC左右）作為主要干燥熱源，并設(shè)熱風(fēng)爐作為輔助熱源。水泥廠采用的單獨烘干設(shè)備有回轉(zhuǎn)式，懸浮式等，其中最常見的是回轉(zhuǎn)烘干機。回轉(zhuǎn)烘干雖然烘干效率低，投資大，但對物料的適應(yīng)性強，可以烘干各種物料，且設(shè)備操作簡單可靠，故得到了普遍應(yīng)用。在回轉(zhuǎn)式烘干機內(nèi)，按物料和和熱氣體流動的方向不同，有順流式和逆流式兩種，順流式烘干機物料和熱氣體的流動方向是一致的，在進(jìn)料端，濕物料和溫度較高的熱氣體接觸，其干燥速度較快，而在御料端，由于物料已被烘干，物料溫度也升高了，而氣體溫度已降低，二者溫差較小，故干燥速率很慢，所以在整個筒體內(nèi)干燥速率不均勻。逆流式烘干機物料和熱氣體的流動方向是相反的，已烘干的物料與溫度較高，含濕量較低的熱氣體接觸，所以在整個筒體內(nèi)干燥速率是均勻的。本設(shè)計中主要烘干的物料是礦渣,這種物料的含水量分別為%。因為水分含量高,所以烘干是必要的。(1)礦渣要求的小時產(chǎn)量：GH=GW(t/h)()式中GH—烘干機要求的小時產(chǎn)量(t/h)；Gw—每周需要的礦渣總量(t/w)；H—每周工作的小時數(shù)，154h。因此，采用Φ3000×2000mm回轉(zhuǎn)烘干機2臺（河南宏基礦山機械）：初水分：%終水分：1%轉(zhuǎn)速：r/min斜度：3-5%產(chǎn)量：25-35t/h(2)標(biāo)定產(chǎn)量根據(jù)實際生產(chǎn)條件，標(biāo)定其2臺產(chǎn)量為60t/h。(3)核算每周實際運轉(zhuǎn)小時數(shù)H0=GH/nGM×154=134h()式中GH、GM—要求礦渣的小時產(chǎn)量、所選烘干機的小時產(chǎn)量。選型適當(dāng)。煤磨的選型制備煤粉所用的設(shè)備，目前大都采用烘干磨，主要有風(fēng)掃磨、輥式磨和風(fēng)扇磨三種。由于風(fēng)扇磨的機件易磨損，且其煤粉細(xì)度達(dá)不到回轉(zhuǎn)窯用煤粉細(xì)度要求，故在水泥廠中，廣泛使用的是風(fēng)掃磨和輥式磨[8-9]。本設(shè)計采用風(fēng)掃磨。1)根據(jù)物料平衡表，要求小時產(chǎn)量：GH=GW(t/h)()式中GH—煤磨要求的小時產(chǎn)量(t/h)；Gw—每周需要的煤粉總量(t/w)；H—每周工作的小時數(shù)(154h)。選用①ZGM133M風(fēng)掃磨②生產(chǎn)能力：40t/h；③進(jìn)口粒度≤50mm：④進(jìn)料水分＜10%；⑤成品水分＜0.5%；⑥成品細(xì)度為0.080mm方孔篩篩余8～10%篩余；⑦磨盤為Φ2250。(2)核算每周實際運轉(zhuǎn)小時數(shù)：H0=GH/nGM×168=h＜154h()式中GH、GM—要求煤磨的小時產(chǎn)量，所選煤磨的小時產(chǎn)量。選型適當(dāng)。4.2.6水泥磨的設(shè)備選型水泥粉磨是水泥工業(yè)生產(chǎn)中耗電最多的一個工序，近年來，隨著新型干法水泥生產(chǎn)的發(fā)展，為了提高粉磨效率，節(jié)約能源，提高經(jīng)濟效益，水泥粉磨設(shè)備在大型化的同時，也得到了不斷的改進(jìn)和發(fā)展：(a)在設(shè)備大型化的同時力求選用高效、節(jié)能型磨機，如輥壓磨的應(yīng)用。(b)采用高效選粉機和新型襯板，改善磨機部件和研磨體材質(zhì)；(c)添加助磨劑，提高粉磨效率；降低水泥溫度，改善水泥品質(zhì)；水泥粉磨流程主要有以下幾種形式：A、開路流程：管磨和康必丹磨；B、閉路流程：一級管磨閉路，康必丹磨一級閉路，輥式磨和輥壓機[19]。本次設(shè)計采用閉路流程。(1)要求生產(chǎn)能力GH=GW/H(t/h)()式中GH—水泥要求的小時產(chǎn)量(t/h)；Gw—每周需要的水泥總量(t/w)；H—每周工作的小時數(shù)，161h。故選用2臺棍壓機配管磨系統(tǒng)：輥壓機：型號RP120-80；喂料粒度（R30mm）≤20%；通過量180~230t/h；功率2500kw；管磨：型Φ4.2m×11.5m；裝機功率2800kw；生產(chǎn)能力170t/h。(2)標(biāo)定產(chǎn)量根據(jù)實際生產(chǎn)條件，標(biāo)定其產(chǎn)量為300t/h。(3)核算每周實際運轉(zhuǎn)小時數(shù)H0=GH/nGM×161=138h?161h()式中GH、GM—要求水泥的小時產(chǎn)量，所選磨機的小時產(chǎn)量。選型適當(dāng)。4.2.7包裝機的設(shè)備選型在水泥生產(chǎn)工藝中，包裝和發(fā)運是工藝過程最后一道工序。出廠水泥有兩種形式，袋裝和散裝。袋裝水泥是我國水泥發(fā)運主要形式，但在儲運過程中容易破碎，而且紙袋成本高，消耗大量優(yōu)質(zhì)木材。散裝水泥置于密封容器中，與空氣接觸面積小，可確保水泥質(zhì)量，且節(jié)省包裝材料，運輸途中損失少，易于實現(xiàn)裝卸自動化等優(yōu)點，工業(yè)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)普遍實現(xiàn)了水泥散裝運輸。但在我國，袋裝水泥仍占很大比重。水泥包裝機主要有回轉(zhuǎn)式包裝機和固定式包裝機兩種。本次設(shè)計采用60%水泥散裝，40%水泥包裝。(1)包裝機要求生產(chǎn)能力GH=GW×40%(t/h)()式中GH—包裝機要求的小時產(chǎn)量(t/h)；Gw—每周需要的水泥總量(t/w)；H—每周工作的小時數(shù),84h。故選取3臺RS14嘴回轉(zhuǎn)包裝機，生產(chǎn)能力為96t/h，根據(jù)實際生產(chǎn)條件，標(biāo)定主機生產(chǎn)能力為90t/h。(2)標(biāo)定產(chǎn)量根據(jù)實際生產(chǎn)條件，標(biāo)定其產(chǎn)量為90t/h。(3)核算每周實際運轉(zhuǎn)小時數(shù)：H0=GH/GM×(3×90)×?84h()式中GH、GM—要求包裝機的小時產(chǎn)量、所選包裝機的小時產(chǎn)量。選型適當(dāng)。4.2.8主機平衡表見表表4.2主機平衡表序號主機名稱主機型號及規(guī)格性能參數(shù)主機臺數(shù)（臺）要求主機產(chǎn)量（t/h）主機標(biāo)定生產(chǎn)能力（t/h）每周實際運轉(zhuǎn)小時數(shù)(h)1石灰石破碎機DPCΦ2022進(jìn)料口尺寸：1800×2360mm最大進(jìn)料粒度：1000×1000×1000出料粒度：≤95mm(≥90%)生產(chǎn)能力：700t/h15502回轉(zhuǎn)窯Φ4.8×74m預(yù)分解窯能力：5000t/d斜度：3.5％窯體轉(zhuǎn)速：主傳動時0.398～3.981r/min輔助傳動時：0.19r/min1500055003生料磨ATOX50型立磨允許入磨物料最大粒度：<100mm允許入磨物料最大水分：8%成品細(xì)度：80μm篩篩余≤12%出磨物料水分：<0.5%磨盤直徑：5000/5610mm磨輥數(shù)量：3泥磨棍壓機配管磨系統(tǒng)21501385包裝機RS14嘴回轉(zhuǎn)包裝機旋轉(zhuǎn)調(diào)速范圍：0~6r/min稱量精度：≤單袋50±0.5kg整機旋轉(zhuǎn)方向：順時針（俯視）防護(hù)等級IP443906礦渣烘干機Φ3000×2000mm低溫回轉(zhuǎn)烘干機2301347煤磨ZGM133M風(fēng)掃磨進(jìn)料粒度：≤50mm進(jìn)料水分：<10%成品水分：<0.5%成品細(xì)度：0.080mm方孔篩篩余8～10%磨盤：Φ22501404.3堆場（棚）的選型設(shè)計為了保證工廠連續(xù)生產(chǎn)，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堵塞，保證工廠生產(chǎn)連續(xù)均勻地進(jìn)行和產(chǎn)品均衡出廠，以及為了滿足生產(chǎn)過程中生產(chǎn)控制和產(chǎn)品檢驗的需要，工廠必須設(shè)置各種儲存設(shè)施來儲存生產(chǎn)過程中各種物料。各種物料所需的儲存量取決于該物料的日用量和該物料的儲存期。某物料的儲存量能滿足工廠生產(chǎn)需要的天數(shù)，稱為該物料的儲存期。儲存期的計算均以燒成車間的生產(chǎn)能力為基準(zhǔn)。影響儲存期的因素有：物料供應(yīng)點的遠(yuǎn)近和外部運輸情況、物料成分波動情況、均化工藝要求、質(zhì)量控制要求等等。物料儲存期的長短應(yīng)適當(dāng)，過短將影響生產(chǎn)，過長會增加基建投資和經(jīng)營費用。各種物料物料的最低存儲期和最低貯存量見下表：表4.3物料的最低存儲期和最低貯存量物料名稱最低儲存期(d)每天需要量(t)要求最低儲存量(t)石灰石7砂巖20頁巖10鐵礦石10煤粉10石膏30生料2熟泥1061111其中，要求最低儲量為最低儲存期和每天需要量的乘積。表4.4常用物料的密度和休止角物料名稱密度（）休止角(度)石灰石38砂巖1.536頁巖1.4535鐵礦石1.842煤粉38石膏1.4—生料—熟料—水泥1.45—物料的均化可以提高物料成分的均勻性，進(jìn)而提高產(chǎn)品質(zhì)量，穩(wěn)定生產(chǎn)工藝過程，擴大原料資源，延長礦山壽命，具有較高技術(shù)經(jīng)濟價值，是近年來得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的新工藝、新技術(shù)。4.3.1石灰石預(yù)均化堆場的計算由于石灰石在水泥生產(chǎn)中的原料配比中占的比例最大，其對水泥質(zhì)量影響很大，因此需采取一定的預(yù)均化措施。石灰石破碎后經(jīng)皮帶輸送至預(yù)均化堆場，進(jìn)料場前成分波動比較大的石灰石經(jīng)堆料機薄層疊堆，堆完后以專門取料設(shè)備垂直堆料薄層方向一次切取，原料成分基本改善，達(dá)到均化目的。兩個料堆，一個在堆料，一個在取料，兩個料區(qū)交替使用。目前比較常見的石灰石預(yù)均化堆場圓型長形和圓形兩種方式，一般情況下，同樣儲量的預(yù)均化堆場，長形均化效果好，但占地面積大；圓形預(yù)均化堆場占地面積小布置靈活，且沒有端錐效應(yīng)。本設(shè)計石灰石采用圓形堆場。堆料方式可采用人字形堆料法，堆料機采用連續(xù)合成式；取料機的取料方式采用端面取料方式。3,休止角為38o，物料日需量為6330t。石灰石質(zhì)原料儲期為6—10天，為方便計算我們?nèi)≈?天。對5000t/d的水泥生產(chǎn)線來說，國內(nèi)大多數(shù)水泥廠采用直徑為90m，儲量為45000噸的圓型堆場。則料堆最小內(nèi)直徑為6m，料堆中心徑為48m,料堆底寬為40m，近似計算如下：要求設(shè)計儲量：V=6330×7=44310t,則高度h=40×tan38o/2≈；我們把料堆分為由前中后三個部分組成，前部+后部由物料堆積形成圓錐，中部近似的看成三角形柱，扣除夾角為30°的取料區(qū)域，則體積：V1≈1/3×π×20×20×15.6=6513.2m3V2≈1/2×40×15.6×（π×46×5/6-40）=25074.4m3V=V1+V2=31587.6m3所以儲量M=31587.6×1.45=45802.02t。M≈V,所以所選圓型堆場符合要求，實際儲期：45000/6330=天。4砂巖預(yù)均化堆場的計算本設(shè)計砂巖預(yù)均化堆場采用長方形預(yù)均化堆場。其優(yōu)點是：布料均勻，對周期長、成分波動大的原料容易調(diào)整，對粘濕物料適用性強，缺點是存在端堆效應(yīng)。休止角36o,儲期7天,容重γ=t/m3，要求預(yù)均化堆場儲量＝1040×7=7280t。規(guī)格：取B=22m（依據(jù)取料機的規(guī)格）料堆的高度為：H≥×22×tan36°整合數(shù)值，取H=8.0m。料堆長度可以按以下公式計算：L=(4.18)式中L——物料料堆的底邊長度，m；Q——該物料在堆場的儲存量，t；H——料堆的高度，m；B——料堆底邊寬度，m；——該物料的容積密度，t/m3；——該物料的休止角，；所以L砂==[×2×ctg36°(22-4××ctg36o/3)]/[×(×ctg36o)]=m×22×8.0m。4.3.3濕鐵粉、鋁土礦聯(lián)合堆棚(1)濕鐵粉要求的儲存量：Q=Gd·T=190×30=5700(t)式中Q—濕鐵粉要求的儲量；Gd—每天需要的濕鐵粉量；T—物料濕鐵粉的儲存期T=30d。根據(jù)堆棚計算公式取H=7m（用推土機堆料）；=1.8t/m3；=0.8；則，S=5700/(7×0.8×1.8)=m2；設(shè)計m，H=8m。(2)鋁土礦要求的儲存量：Q=Gd·T=175×30=5250t式中Q—濕鐵粉要求的儲量；Gd—每天需要的濕鐵粉量；T—物料濕鐵粉的儲存期T=30d。根據(jù)堆棚計算公式取H=7m（用推土機堆料）；=1.5t/m3；=0.8；則，S=5250/(7×0.8×1.5)=625m2；設(shè)計B=25m,則L=25m，H=8m。則聯(lián)合儲庫的總長度為25m+25m=50m4.3.4煤預(yù)均均化堆場的計算3，要求預(yù)均化堆場儲量＝745×10=7450t。規(guī)格：取B=22m（依據(jù)取料機的規(guī)格）料堆的高度為：H≥×22×tan38°整合數(shù)值，取H=8.6m。料堆長度可以按以下公式計算[1]：L=(4.18)式中L——物料料堆的底邊長度，m；Q——該物料在堆場的儲存量，t；H——料堆的高度，m；B——料堆底邊寬度，m；——該物料的容積密度，t/m3；——該物料的休止角，；所以L煤===m×22×8.6m。4.3.5石膏露天堆場石膏要求的儲存量：Q=Gd·T=×30=7518t式中Q—石膏要求的儲量；Gd—每天需要的石膏量；T—物料石膏的儲存期T=30d。根據(jù)公式()取H=7m；3；α=36°即B＞2Hctgα=2×7×ctg36°=（m）；則取B=30m=[7518×72ctg360(30-4/3×7ctg360)]/7×1.3(30-7×ctg360)考慮堆場利用系數(shù)（一般為0.60—0.75），取=0.75；占地面積S=×30/0.75=2故堆場實際規(guī)格為：L=65mB=30m。全廠堆場、堆棚一覽表如表所示表全廠堆場、堆棚一覽表名稱儲存期（d）規(guī)格（L×B×H）（m）石灰石預(yù)均化庫775濕煤堆棚10×22×砂巖堆棚7×22×8濕鐵粉、鋁土礦聯(lián)合堆棚30、3050×25×8石膏露天堆場3065×30×7儲庫的選型計算儲庫計算的步驟：(1)確定各種物料的儲存期；(2)依據(jù)物料平衡中每天需要的物料量乘以該物料確定的儲存期來計算各種物料需要的儲存期；(3)選擇儲存方式：如生料、熟料、水泥、破碎后的石灰石和石膏、烘干后的某些物料可采用圓庫儲存；濕物料如濕粘土、濕鐵粉、濕煤等，宜適用堆棚儲存；(4)選擇儲存設(shè)施的型式、規(guī)格和數(shù)量，反算實際儲存期；(5)將計算結(jié)果匯成儲存設(shè)施一覽表。物料要求儲量可按下式計算：Q=GdT()圓庫的數(shù)量可按下式計算：n=式中Gd—每天需求的物料量，t；T—所需物料的儲存期，d；—該物料的容積密度；n—圓庫的個數(shù)；V—單個庫的儲存量，m3/個。物料在庫內(nèi)的堆積密度按表取值。表物料的堆積密度(t/m3)碎石灰石干粘土生料粉回轉(zhuǎn)窯熟料水泥表4.7平底庫的規(guī)格和容量庫內(nèi)徑/m庫直筒高H/m幾何容積/m3有效容積/m3每遞減1m容積變化/m3卸料口數(shù)1637033028128930855502φ2417401580792φ26269024651132-4φ30472043651774注：有效容積:：φ5.5-8.0m庫按料裝到距庫頂1.5m計算；φ10.0-15.0m庫按料裝到距庫頂2m計算。石灰石配料庫要求存儲期為1天，則存儲量為：Q=63305×1=6330tV==6330/(1×)3選擇圓庫：直徑D=15m，庫直筒高H=25m；有效容積為v=4400m3庫的個數(shù)：n==所以選用的石灰石配料庫的數(shù)量為1個。(2)砂巖配料庫要求存儲期為2天，則存儲量為：Q=1040×2=2080(t)V==2080/(1×)3選擇圓庫：直徑D=10m，庫直筒高H=19m；有效容積為v=1500m3庫的個數(shù)：n=所以選用的砂土配料庫的數(shù)量為1個。(3)鐵礦石配料庫鐵礦石的配料庫也選取圓庫：直徑D=7m，庫直筒高H=15m；有效容積為v=552m3?？蓛Υ嫣鞌?shù)為：T==可標(biāo)定為鐵礦石配料庫的存儲期限為：3天。4.4.2礦渣露天堆場計算儲期取10天，堆料高度H=2.5m，實際堆場面積：S==1750/(×)=875m24.4.3石膏露天堆場計算儲期取5天,堆料高度H=2.5m，實際堆場面積：S==(×5)/(×)=358m24.4.4生料均化庫的計算要求存儲期為2天，則存儲量為：Q=2×7735=1547tV==15470/(1×)=12891m3()選取IBUA均化庫：1-φ22.5×48m，儲量：16000t，m3，實際存儲天數(shù)：T=16000/7735=2.1d。4.熟料庫的選取與計算不同于水泥標(biāo)準(zhǔn)，由于生產(chǎn)技術(shù)的提高水泥熟料的穩(wěn)定性大大提高，這就使長時間保存熟料變成了可能，這樣有利于水泥產(chǎn)品的銷售。目前國內(nèi)5000t/d的生產(chǎn)線的熟料庫的存儲期大約在15—20天范圍內(nèi)，武安新峰5000t/d熟料生產(chǎn)線熟料庫存儲期為18天；遼寧公路水泥廠5000t/d水泥熟料生產(chǎn)線熟料庫存儲期為16天；海螺集團白馬山水泥廠5000t/d熟料庫存儲期為17天；煙臺東源5000t/d新型干法生產(chǎn)線熟料庫存儲期為18天，本次設(shè)計熟料庫存儲期采用18天。則存儲量為：Q=18×5000=90000t要求圓庫容積：V===62069m3()所以選取熟料庫規(guī)格為φ60×41m，儲量90000噸。4.水泥配料庫的計算[10-11](1)熟料配料庫要求存儲期為1天，則存儲量為：Q=5000×1=5000tV===m3()選擇圓庫：直徑D=15m，庫直筒高H=25m；有效容積為v=3480m3庫的個數(shù)：n==().所以選用的石灰石配料庫的數(shù)量為1個。(2)石膏配料庫要求存儲期為3天，則存儲量為：Q×V===m3()選擇圓庫：直徑D=7m，庫直筒高H=17m；有效容積為v=552m3庫的個數(shù)：n==()所以選用的石膏配料庫的數(shù)量為1個。(3)礦渣配料庫要求存儲期為2天，則存儲量為：Q=1150×2=2300(t)V==2300/(1×)=2875m3選擇圓庫：直徑m3庫的個數(shù)：n==所以選用的礦渣配料庫的數(shù)量為1個。水泥庫的選取與計算設(shè)定儲存期10天，要求存儲量：10×=59184t水泥庫個數(shù)的計算：n=(4.27)式中n——水泥庫個數(shù)，個；t1——裝滿一個庫所需天數(shù)，天；t1=W/24G1；W——每個庫的有效存儲量，t；G1——水泥磨車間的小時產(chǎn)量，t/h；t2——水泥質(zhì)檢所需天數(shù)，現(xiàn)在一般按照3天強度的試驗結(jié)果來確定水泥標(biāo)號，從取樣到試驗完成需5天時間，因此t2=5天；t3——卸空一個庫所需時間，天；t3=W/TG2；T——包裝車間每天生產(chǎn)時間，h；G2——包裝車間小時產(chǎn)量，t/h；n1——如考慮水泥有搭配出庫的可能，則需增加一個庫，因此n1=1；n2——增加一個水泥品種，增加一個庫，因此n2=水泥品種數(shù)-1；所以n===所以水泥庫取6個。規(guī)格：6-φ18×41m；儲量：10000t;總儲量=60000t，總儲期＝d表4.8全廠物料儲庫形式和儲存量序號物料名稱儲存形式規(guī)格儲存量(t)儲期(d)1石灰石圓形預(yù)均化堆場1-Φ90m45802.027.112砂巖長方形預(yù)均化堆場×22×8m728073鐵礦石鋁土礦長方形預(yù)均化堆場50×25×8m10950304石膏長方形預(yù)均化堆場65×30×77518305原料配料庫石灰石圓庫Φ15×25m436516礦渣砂巖圓庫Φ10×1