毕业设计（论文）-日产5000吨水泥熟料新型干法生产线窑尾系统工艺设计.doc

摘要水泥是社会经济发展最重要的建筑材料之一，在今后几十年甚至是上百年之内仍然是无可替代的基础材料，对人类生活文明的重要性不言而喻。现代最先进的水泥生产技术就是新型干法预分解窑。预分解窑是在悬浮预热器与回转窑之间增设分解炉，在分解炉中加入占总用量50%-60%的燃料，使燃料燃烧的过程与生料碳酸盐分解的吸热过程在悬浮状态或沸腾状态下迅速进行，从而使入窑生料的分解率从悬浮预热窑的30%-40%提高到85%-90%，使窑的热负荷大为减轻，窑的寿命延长，而窑的产量却可成倍增长。与悬浮预热器窑相比，在单机产量相同的条件下，预分解窑具有:窑的体积小，占地面积减小，制造、运输和安装较易，基建投资较低，且由于一半以上的燃料是在温度较低的分解炉内燃烧，产生有害气体NO较少，减少了对大气的污染。为了符合当今水泥行业的发展需求同时也是对大学本科四年所学知识的考查，我选择了“日产5000吨水泥熟料新型干法生产线窑尾系统工艺设计”这个课题作为我的毕业课题。设计范围主要是窑尾系统，通过配料计算、工艺平衡计算等得出结果，并结合实际对主机及附属设备进行选型，进而对各种设备进行工艺布置，对全厂的设备进行简单规划。为了使本次设计各项指标符合国家标准，本次设计的过程和结果完全依据水泥工厂设计规GB502951999；同时设计上参考了德州大坝水泥5000t/d熟料生产线、烟台东源5000t/d新型干法生产线等国内先进的相近规模生产线，并密切联系了毕业实习以及大学期间的认识实习、生产实习等。在符合最新生产发展要求的基础上，达到最大程度节约资源、能源，做到既降低生产成本又能稳定生产，经济效益和社会效益双赢的可持续生产。关键词：电力系统；烧成系统；配料系统；粉磨系统-2-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,Ichosenissan5000tonsofcementclinkerNSPproductionlinepreheatersystemprocessdesignthistopicasmygraduationproject.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-3-目录摘要.IABSTRACT.II1前言.12建厂基础资料.42.1设计题目.42.2建厂条件.42.3原始数据.42.3.1原燃料化学成分.42.3.2原、燃料水分.52.3.3烟煤的工业分析.52.3.4烟煤的元素分析.52.3.5生产方法和窑型的选择.53全厂工艺平衡计算.73.1配料计算.73.1.1应用基低位发热量.73.1.2三个率值的选择.73.1.3煤灰沉落率的计算.83.1.4熟料化学成分的要求.83.1.5以100kg干熟料为基准列累加试凑表.83.1.6干原料料耗的计算.93.1.7生料干原料配合比的计算.93.1.8生料湿原料配合比的计算.93.2物料平衡计算.103.2.1物料平衡计算在设计中的作用.103.2.2参数选择及窑规格的确定.103.2.3全厂物料平衡计算.113.2.4原、燃料需要量的计算及物料平衡表.134工艺设备选型与计算.164.1工艺设备选型与计算的目的.164.2.设备选型.174.2.1石灰石破碎设备的选型.17-4-4.2.2生料闭路磨的设备选型184.2.3回转窑选型.184.2.4烘干机设备的选型.194.2.5煤磨的选型.204.2.6水泥磨的设备选型.214.2.7包装机的设备选型.224.2.8主机平衡表见表.224.3堆场（棚）的选型设计234.3.1石灰石预均化堆场的计算.244.3.2砂岩预均化堆场的计算.254.3.3湿铁粉、铝土矿联合堆棚.264.3.4煤预均均化堆场的计算.264.3.5石膏露天堆场.274.4储库的选型计算.284.4.1石灰石配料库.294.4.2矿渣露天堆场计算.304.4.3石膏露天堆场计算.304.4.4生料均化库的计算.304.4.5熟料库的选取与计算.304.4.6水泥配料库的计算.314.4.7水泥库的选取与计算.304.5全厂工艺流程.345烧成车间设计.355.1确定工艺流程.355.2回转窑规格参数确定.365.3窑尾系统选型.365.3.1悬浮预热器.365.3.2分解炉.365.4窑系系统物料平衡365.4.1收入物料.385.4.2支出物料.415.5窑尾系统热平衡计算445.5.1收入热量.455.5.2支出项目.46-5-5.6窑尾系统烟气平衡计算485.6.1选定相关系数.485.6.2系统各部位烟气量计算.495.7窑尾设备及其尺寸确定.515.7.1分解炉尺寸规格计算.515.7.2旋风预热器规格计算.525.8窑尾附属设备选型.555.8.1窑尾高温风机选型计算.555.8.2增湿塔选型计算.565.8.3窑尾电收尘.575.8.4窑尾废气排风机.575.8.5排气烟囱选型计算.57参考文献.58致谢.59附录.6011前言水泥与钢材、木材、塑料为四大工程基础材料，而水泥以其数量大、用途广、耐久性强和具备许多其它材料不可取代的性能而处于非常重要的地位，素有“建筑工业的粮食”之称。生产水泥虽然需要比较多的资源，但是水泥与砂、石等集料所制成的混凝土则是一种低能耗型建筑材料，因此水泥工业的发展对保证国家建设的顺利进行具有十分重要的作用。自九十年代以来世界水泥产量平均每年以4%的速度连续增长。这种发展趋势今后仍将保持下去。近10年来，发达国家由于各国经济发展速度减缓，生产成本增高和能源消耗、环保要求等各方面原因，水泥生产呈现饱和和缩减态势。而与此同时，发展中国家水泥需求量不断增大，带动了那里的水泥工业的迅猛发展，特别是东亚、西南亚地区，1998年亚洲国家生产的水泥几乎占到了世界水泥总量的60%以上。七十年代我国陆续建立了一些立筒预热器窑和旋风预热器窑，并在预分解的开发方面烧油烧煤实验均获得成功。七十年代末我国分别从日本、澳大利亚、丹麦等国引进了大、中型的预分解窑干法生产成套设备，并在建成投产后取得良好的技术经济效益。在此基础上，通过对国外设备的消化和国内自行建设的新型干法生产线的总结，八十年代初我国自行设计了700t/d熟料生产线的预分解窑成套设备，并组织了2000t/d熟料预分解窑干法生产线成套设备的设计、制造和建设。二十世纪八十年代末，我国已建成二十多套2000t/d新型干法水泥生产线，通过引进消化国外20项先进技术来改进我们自行开发的设备，是我国2000t/d新型干法水泥生产线渐趋成熟，双阳水泥厂的建成并达标生产就是成熟的标志。二十世纪九十年代初，我国实施开发4000t/d大型新型干法烧成系统。我国已经成为名副其实的水泥生产大国，但总体水平不高，不是水泥工业强国，其表现有以下的基本特点：（1）总产量的生产能力世界第一我国水泥工业从1978年至1985年水泥产量由6500万吨发展到1.45亿吨，7年增长约8000万吨，平均年增长1140万吨；1995年到2000年水泥产量由4.7亿吨到20世纪末预计可达5.8亿吨，5年增长了1亿吨，平均年增长2000万吨。其间，5000吨水泥生料生产线安装调试成功。2002年，规划水泥产量5.9亿吨，实际生产7.5亿吨；2003年，规划水泥产量7.5亿吨，实际生产8.5亿吨；2004年，规划水泥产量8.5亿吨，实际生产9.5亿吨；2005年，规划水泥产量9.5亿吨，实际生产10.5亿吨。2008年，规划12.5亿吨，实际生产13.8亿吨。连续10年，每年水泥的规划目标与实际水泥产量，相差几乎都在一亿吨以上。（2）技术进步步伐加快，但总体技术水平与世界先进水平差距较大悬浮预热器窑是在窑后安装了悬浮预热器，使原来在窑内以堆积态进行的物料预热2及部分硅酸盐分解过程移到悬浮预热器内以悬浮状态进行。由于悬浮状态的生料粉与1000左右的窑尾热烟气接触的面积大，故传热速度快、热效率高。生料粉能在数十秒内从常温提高到750以上，入窑生料的表观分解率可达30-40%，从而大大的减轻了回转窑的预烧负担，窑产量的以提高；从回转窑窑尾排出的高温烟气的热量能得到很好的利用，出预热器的废气温度可降低到350-400，熟料的单位热耗可大大降低，且出预热器的废气还可用于烘干含6-8%水分的物料。这些优点随着窑体尺寸的增加而更加显著，因此悬浮预热器窑从五十代初期出现后，得到迅速发展，并在水泥生产中占据了绝对的优势。悬浮预热器窑的特性主要取决于同它配套的悬浮预热器的特性，而各种悬浮预热器的特性有取决于它的结构及热交换方式。构成各种悬浮预热器的热交换单元设备有旋风筒（包括管道）