烧成窑尾工艺设计毕业设计.doc

本科毕业设计设计题目：日产700吨水泥熟料新型干法生产线烧成窑尾工艺设计日产700吨水泥熟料新型干法生产线烧成窑尾工艺设计摘要本文是生产42.5强度等级普通硅酸盐水泥厂的总平面布置图和烧成系统设计说明书，该厂日产700t熟料。采用石灰石、页岩、砂岩、铁粉四组分配料，并设定率值为KH=0.877，SM2.53，IM1.54，熟料烧成热耗为3800kJ/kg熟料，混合材掺量矿渣为：15，石膏为4。水泥厂总平面设计采用“一”字形布置，采用露天堆场和圆库进行物料堆取，通过配料计算，结合各车间的工作制度，主机年利用率，进行了设备的选型；烧成系统设计中，本厂采用四级旋风预热器系统、RSP型分解炉，炉、窑用煤比为5545，并合理利用废气余热。设计中进行了物料平衡、热平衡还有风量的计算，并对附属设备的选型，生料喂料系统、喂煤系统、废气收尘系统等工艺环节进行了较为详尽的说明。关键词：普通硅酸盐水泥；RSP型分解炉；四级旋风预热器；烧成系统Nissan 700 tons of cement clinker productionline firing kiln end process designAbstractThis paper is the design instruction of a factory producing intensity 42.5 ordinary portland cement including general layout and burning system design. Factory production capacity is 700 t/d. Used of limestone, sandstone, shale, and iron four-component ingredients, and the rate is KH = 0.877, SM = 2.53, IM = 1.54. Consuming heat can get to 3800kJ/kg and mixed materials for the slag content is 15%, the gypsum content is 4%. General layout is used linear programing. Using open yard and round reservoir storage materials. Through the data of components calculation select main equipments. In the firing system design ,the plant by four cyclone preheater, RSP-type calciner. The ratio use of coal between calciner and rotary kiln is 55:45 and use of waste heat suitablly. Calculated for heat balance,material balance , the wind flow results, and selected ancillary equipment ,raw material feeding systems, coal feeding system. Process of collecting exhaust system have also carried out a more detailed description.Keywords: ordinary portland cement; RSP type calciner; four cyclone preheater ; Burning System 目 录摘 要iAbstractii目 录1引 言21 水泥厂总平面设计31.1 计算生料各组分配比31.1.1 根据设计任务书的要求及原燃料质量的情况，窑型，水泥品种，标号，生料均化程度确定配料方案31.1.2 煤的计算41.1.3确定熟料的热耗，计算煤灰的掺入量51.1.4 配料计算，采用递减试凑法确定生料各组分配比61.1.5 有害成分的计算与评定91.2 全厂的物料平衡计算，编制全厂物料平衡表101.2.1 回转窑生产能力和窑的年利用率的确定，烧成车间生产能力的计算；101.2.2确定水泥组分的配比，水泥生产损失，计算工厂的生产能力111.2.3 各种原料，燃料消耗定额的计算121.2.4 编制全厂物料平衡表141.3 全厂工艺流程的确定及流程的评述，绘制全厂流程简图151.4 确定各车间工作制度，计算各主机年利用率，各工艺设备的选型161.4.1主机平衡，计算各车间主要设备要求的生产能力，为选型提供依据。161.4.2 设备选型181.4.3主机平衡表191.5 储库计算191.5.1确定各种物料的储存期191.5.2 比较各种储存形式优缺点，确定各种物料储存形式、储存量，储库几何尺寸及个数201.6 总平面布置的评述232 烧成车间工艺布置图设计242.1 评述和确定煅烧系统生产流程242.1.1 生料喂料系统流程的选择242.1.2 分解炉所需燃烧空气供应方式的选择252.1.3 窑尾废气采用余热利用后废气收尘系统流程的选择252.1.4喂煤系统流程的选择262.1.5绘制烧成车间工艺流程简图272.2回转窑产量标定282.2.1 按单位容积产量计算282.2.2 按经验公式计算282.2.3 国内外预分解窑回归分析法产量计算公式282.2.4与生产厂同类型窑进行比较，综合分析，进行产量标定282.2.5 校核窑的单位截面产量、单位内表面积产量、窑尾风速292.3 回转窑功率、回转窑内物料运动速度及负荷率的计算292.4 工艺参数和热工参数的设定及说明302.5 物料平衡322.5.1 计算出窑和分解炉两处的煤灰掺入量322.5.2 C4筒物料平衡322.5.3 C3筒物料平衡332.5.4 C2筒物料平衡342.5.5 C1筒物料平衡342.5.6 电收尘342.5.7 全系统物料平衡342.5.8物料平衡图352.6 热平衡计算352.6.1收入项：352.6.2 支出项：362.6.3 热平衡汇总表372.7 风量计算382.7.1 单位烟气量计算：382.7.2 窑尾排出废气量382.7.3 旋风分解炉通向混合室入口气体量392.7.4 二次风管抽风量392.7.5 混合室出口气体量392.7.6 增湿塔入口风量402.7.7 各级旋风筒出口及进口风量 (C4筒)402.7.8 C筒402.7.9 C筒402.7.10 C筒402.7.11 排风机入口412.7.12 电收尘，烟囱出口412.7.13 全系统风量汇总表：412.8 附属设备计算与选型432.8.1分解炉及预热器系统432.8.2 高温风机选型472.8.3 增湿塔选型、规格及喷水量计算，增湿塔供水系统设计472.8.4 汇风箱几何尺寸502.8.5 电收尘器选型512.8.6 低温风机选型512.8.7 烟囱设计522.8.8 窑尾窑灰处理系统的设计，输送设备的选型532.8.9 生料喂料系统54参考文献57致谢58外文原文及中文翻译59引言水泥与钢材、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）及立筒（涡室）两种。预分解窑是在悬浮预热器窑基础上发展起来的，它是在悬浮预热器窑的悬浮预热器与回转窑之间增设分解炉，在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，尔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。水泥工厂的设计是一项复杂的系统工程，涉及专业多，知识面广，其生产又具有连续化，各环节相互制约，故设计时，对生产技术配套设备等的选择，要选择最佳方案，统筹安排。尽量选取国内先进的工艺和设备，力求做到工艺先进，流程顺畅，设备选型合理，技术指标先进可行。毕业设计是工艺专业的学生在学完全部课程后，模拟工艺设计的基本内容而进行的一次实际的训练。它有助于培养学生综合运用该学科基本理论、基本技能和专业知识，结合生产实际，提高分析和解决问题的能力，它有助于培养学生理论联系实际，注重调查研究的良好作风，提高查阅文件资料，处理数据和识图、绘图技术水平，为今后的学习和工作打下良好的基础。1 水泥厂总平面设计11 计算生料各组分配比水泥的性能和质量取决于熟料的矿物组成，而熟料的矿物组成取决于熟料的组分，熟料的组分又与生料的成分密切相关。因此，适合的生料成分是水泥生产的关键。通常，一种原料的成分很难满足需要，必须将几种原料按一定的比例混合，才能满足煅烧熟料所用生料成分的要求。求各种原料配合比的过程叫做配料计算。配料计算目的是：生产过程中，经济合理的使用各种原料，确保熟料质量，是煅烧出来的熟料强度高、易烧性好；配制的生料易于粉磨、易于烧成，则水泥生产过程易于控制、管理，便于操作。配料计算的理论依据是物料平衡，即反应物的总质量等于生成物的总质量。熟料组成确定后，即可根据所用原料进行配料计算，求出复合熟料组成的原料配合比。1.1.1 根据设计任务书的要求及原料质量情况、窑型、水泥品种、标号、生料均化程度等确定配料方案设计任务书的要求：生产线：新型干法窑，采用348 NSP窑水泥品种：普通硅酸盐水泥标号：42.5强度等级a、硅酸盐水泥的组成：熟料+混合材b、硅酸盐水泥的品质指标： 氧化镁：水泥中氧化镁的含量不宜超过5.0%，如水泥经压蒸，安定性试验合格，则水泥中氧化镁的含量允许放宽到6.0% 三氧化硫：水泥中三氧化硫的含量不得超过3.5% 烧失量：普通水泥中的烧失量不得大于5.0% 细度：硅酸盐水泥比表面积大于300m/kg,普通水泥0.080mm方孔筛余不得超过10% 凝结时间：普通水泥初凝不得早于45分钟，终凝不得超过6.5小时 强度：普通硅酸盐水泥 3天抗压强度不得低于21.0MPa，28天不得低于42.5MPa3天抗折强度不得低于4.0MPa，28天不得低于6.5 MPac、原、燃料质量情况见毕业设计任务书。1.1.1.1 熟料率值的确定熟料强度主要来源于硅酸盐矿物，而是硅酸盐矿物强度的主要提供者。当硅酸盐矿物含量一定时，含量占硅酸盐矿物总量70%时，熟料28天抗压强度可达1年强度的80%，而当占总量的70%时，熟料28天抗压强度只能达到1年强度的40%左右。熟料中和的主要作用是提供一定的液相量，有利于的形成。而熟料IM值代表了熟料中和的相对含量，IM值越高，熟料中的含量越高，反之则的含量越高。含量越高，熟料的液相量会相对提高，但液相粘度会大大提高；而的含量越高，则熟料的液相量会相对减少，但液相粘度会大大下降。设本次设计的率值为：KH=0.890.02，SM=2.50.1，IM=1.50.11.1.2 燃料基准的换算已知 先由换算成（%）然后由换算成煤的元素分析1.1.3 确定熟料的热耗，计算煤灰掺入量1.1.3.1 熟料热耗的确定国外水泥厂家通过采用低阻高效的多级预热器系统、新型篦式冷却机和多通道喷煤管等先进技术装备，利用窑系统的低温废气余热发电，回收使用二次能源等先进工艺，降低了水泥生产的熟料热耗。国内生产厂家的熟料热耗较国外高出较多，热耗高的原因有三个方面。一是预热器出口废气热损失大。二是烧成系统的散热损失较大；三是冷却机余风带走热量较大。我国大型新型干法窑热耗在3360kj/kg熟料左右，本次设计熟料热耗确定为3400kj/kg熟料。1.1.3.2 计算煤灰掺入量1.1.4 配料计算，采用递减试凑法确定生料各组分配比用递减试凑法计算原料配合比：KH=0.89;SM=2.5;IM=1.5设=98.5% 则以100kg熟料为基准，列表递减如表 熟料的化学成分计算计算步骤其他 备 注要求熟料组成22.6755.4423.62866.7551.5-2.29kg煤灰1.2080.9190.1080.0310.025差21.4674.5233.52066.7241.475干石灰石=66.724/50.45100=132.26kg-131.7kg石灰石5.8471.4880.97566.4431.370差15.6203.0352.5450.2810.105干页岩=15.620/70.52100=22.15kg-14kg页岩9.8732.5790.4840.1640.059差5.7470.4562.0610.1170.046干砂岩=5.747/91.20100=6.3kg-5.8kg砂岩5.2900.1940.1740.0460.087差0.4570.2611.887 0.071-0.041干铁粉=0.457/64.85100=2.91kg-2.9kg铁粉0.4110.3081.8810.0730.040差0.046-0.0470.006-0.002-0.081SiO2，Al2O3，Fe2O3，CaO偏差不大，不在重算，其他成分通过掺入石膏和矿渣调节。按上表干原料质量比换算为百分配合比生料湿原料配合比的计算将上述质量比换算为百分比生料的化学成分名称配合比烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO石灰石85.3035.9973.7870.9640.63143.0340.844砂岩3.760.473.4290.1260.1130.0300.009页岩9.070.5456.3961.6710.3140.1060.038铁粉1.880.1220.2660.1991.2190.0470.006生料100.0136.71113.8782.962.27743.2170.898灼烧生料21.9254.6763.59768.2741.419熟料的化学成分名称配合比SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO灼烧生料97.7121.4234.5693.51566.7111.387煤灰2.291.2080.9190.1080.0310.014熟料10022.6315.4883.62366.7421.401熟料的率值计算如下:计算结果十分接近所设值。熟料矿物组成1.1.5 有害成分的计算与评定水泥生产中由原、燃料带入的K2O、Na2O、SO3、Cl等挥发性的化合物，当配料不当，生料过粗或煅烧不良，熟料中就会出现没有被吸收的以游离状态存在的CaO，称为游离氧化钙（f-CaO），通常在水泥生产过程是有害成分，其在预热器、分解炉、回转窑系统加热过程中，达到熔融温度以上时，会分解成气态氧化物随烟气逸出，这些气态氧化物再化合成新的化合物，而新的化合物在逸出过程中，当达到其熔融温度以下时，会由气态变为液态，粘附在设备内壁或物料颗粒表面上转为固态物质，这些物质再次加热又可形成二次挥发。因此在实际生产中，挥发性有害组分的循环富集给窑的操作和熟料质量会带来不利影响，常常引起预热器系统的结皮、堵塞从而影响窑的正常运转，破坏热工制度，影响正常生产。要求1.0%生料中含量=85.30%（0.02%+0.03%）+3.76%1.25%+1.88%（0.66%+0.40%）+2.29%（0.1%+0.1%）=0.11%1.0%要求生料中S1.3%生料中S含量=2.29%0.27%=0.006%1.3%要求燃料中S3.5%，本次设计燃料中S含量 0.79%3.5%要求生料中MgO5%实际使用原料MgO含量=85.30%0.99%+3.76%0.25%+9.07%0.42%+1.88%0.32%+2.29%0.63%=0.91%5%1.2 全厂的物料平衡计算，编制全厂物料平衡表物料平衡计算是计算从物料进厂到成品出厂各生产环节需要处理的物料量，包括所有原料、燃料、半成品、成品的量，并表示为小时、日、年需求量，作为确定工厂各种物料需求量、运输量、工艺设备选型和计算储存设施容量的依据。物料平衡计算的依据是：工厂规模、生料各组分配合比、水分消耗定额、水泥各组分配合比、燃料品种和热值、熟料烧成热耗、物料烘干热耗和车间工作制度。1.2.1 回转窑生产能力和窑的年利用率的确定，烧成车间生产能力的 计算；1.2.1 窑产量的确定本次设计回转窑窑型为348m窑的熟料产量是物料平衡计算的基准。当工厂的生产规模以水泥年产量表示时，取熟料年产量为基准；当工厂的生产规模以水泥日产量表示时，取熟料周产量为基准。采用前一基准进行物料平衡计算的方法称为年平衡法，采用后一基准进行物料平衡计算的方法称为周平衡法。本次设计采用周平衡法。按经验公式计算窑的产量如下按单位容积产量计算窑的产量为348m窑的有效容积为275 m3，,G=32t/h国内外几台窑的产量厂名中国A厂中国B厂中国C厂土耳其德国西班牙窑规格L4.0604.7743.0483.0403.0403.245窑类型NSPNSPNSPSPSPSP窑产量（t/h）83.516729.111.8614.816.66本次设计窑的产量标定为30t/h1.2.1.2 窑的年利用率（）的确定可根据车间工作制度和窑的运转时间用下式求出：= 其中：K0每年工作周数 K1每周工作日数 K2每日工作班数 K3每班主机运转小时数 K每年工作日数取K=347，K2=3，K3=8；则=95%1.2.1.3 烧成车间生产能力的计算烧成车间的生产能力与窑的生产能力同步：1.2.2 确定水泥组分的配比，水泥生产损失，计算工厂的生产能力1.2.2.1 确定水泥组分的配比1.2.2.1.1 石膏掺入量硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥中含量不大于3.5%，普通硅酸盐水泥中的含量为45.5%，设石膏掺入量为x，则45.52%x3.5%，得x7.69%故本次设计取石膏掺入量为5%1.2.2.1.2 混合材掺入量本次设计的是普通硅酸盐水泥，国标规定普通水泥的混合材掺量为5%-20%，故本次设计取混合材（即矿渣）掺入量为10%。1.2.2.1.3 水泥组分配比名称熟料石膏混合材PO42.585%5%10%1.2.2.2 水泥的生产损失名称石灰石砂岩页岩铁粉生料石膏混合材水泥烧成用煤烧失量（%）4443433431.2.2.3 工厂生产能力计算水泥的小时产量Gh=Qh（t/h） 式中：d水泥中石膏的掺入量，取5% e水泥中混合材的掺入量，取10% P水泥的生产损失，取4%1.2.3 各种原料、燃料消耗定额的计算1.2.3.1 原料消耗定额1.2.3.1.1 考虑煤灰掺入时，1t熟料的干生料理论消耗量式中：I-干生料烧失量（%） S-煤灰掺入量，以熟料百分比表示（%）1.2.3.1.2 考虑煤灰掺入时，1t熟料的干生料消耗定额式中：P生-干生料生产损失，取P生=4%1.2.3.1.3 各种干原料消耗定额x-干生料中该原料的配合比1.2.3.2 干石膏消耗定额 式中：d水泥中石膏的掺入量 e水泥中混合材的掺入量 Pd生产损失1.2.3.3 干混合材消耗定额式中：Pe为生产损失1.2.3.4 烧成用干煤消耗定额1.2.3.5 含天然水分的湿物料消耗定额0-该湿物料含的天然水分1.2.4 编制全厂物料平衡表1.2.4.1 原燃料需要量的计算1.2.4.1.1 干生料每小时需要量：单位（t/h）1.2.4.1.2 干生料每日需要量：单位（t/h）1.2.4.1.3 干生料每周需要量：单位（吨/周）1.2.4.1.4 含天然水分料小时需要量：单位（t/h）1.2.4.1.5 含天然水分料每天需要量：单位（t/d）1.2.4.1.6 含天然水分料每周需要量：单位（吨/周）1.2.4.2 全厂物料平衡表全厂物料平衡表名称含水量生产损失消耗定额kg/kg熟料物料平衡表干料含天然水分料干料含天然水分料小时日周小时日周1234567891011石灰石141.3721.38641.16987.846914.8841.58997.926985.44砂岩3.540.0600.0621.8043.20302.401.8644.64312.48页岩4.540.1460.1534.38105.12735.844.59110.16771.12铁粉1130.0300.0340.9021.60151.201.0224.48171.36生料48104.321177.2石膏1.030.0610.0621.8343.92307.441.8644.64312.48矿渣2530.1210.1613.6387.12609.844.83115.92811.44熟料307205040水泥433.88813.185692.24煤4.630.1303.9093.60655.204.0897.92685.441.3 全厂工艺流程的确定及流程的评述，绘制全厂流程简图1.3.1 全厂工艺流程的确定及流程的评述 1.3.1.1 石灰石、煤、石膏的破碎工艺石灰石是经矿山粗破碎送到石灰石预均化堆场，采用一次破碎即达到所要求的粒度。石灰石破碎机选用锤式破碎机，流程简单，占地少，投资少。石膏选用细碎颚式破碎机，煤选用反击式破碎机。石灰石破碎系统有以下几种形式：一段破碎，石灰石只经过一次破碎即达到入磨粒度要求的为一段破碎系统。二段破碎系统，对规模较大，石矿提供的块度也大，对一段破碎 工艺有困难时，可用二段破碎系统。1.3.1.2 石灰石的预均化措施CaC03含量波动10的石灰石，均化后可缩小至1。生料均化得好，不仅可以提高熟料的质量，而且对稳定窑的热工制度、提高窑的运转率、提高产量、降低能耗大有好处。由于水泥厂规模趋向大型化以及水泥其他工业发展，对石灰石的需求量日益增长，从而使石灰石高品位的原料不能满足生产的需要，势必要采用高低品味搭配或由数个矿山的矿石搭配的方法，以充分利用矿山资源。因此，生产中对生料有效的均化措施相当必要。本设计选择矩形的石灰石预均化堆场。入磨破碎机出磨破碎机石灰石破碎系统1.3.1.3 生料粉均化系统均化不好的生料，影响熟料质量，减少产量，给烧成带来困难，使窑运转不稳定，并引起窑皮脱落等内部扰动，缩短窑的运转周期和增加窑衬材料的消耗。若均化效果不好，熟料质量通常会比湿法低半个标号，产量平均下降7左右。所以，生料均化程度是影响生料易烧性的稳定与熟料产量和质量的关键。在干法水泥厂中生料均化是不可缺少的重要工艺环节。生料的均化分为间歇均化和连续均化系统。连续均化系统具有流程简单、操作管理方便和便于自动化控制等；而间歇均化系统的均化效果好。选择哪种系统应根据工长的规模、生料成分的波动及入窑生料的要求。本设计采用连续均化系统。1.3.1.4 生料制备系统生料的制备只要是采用烘干兼粉磨系统，选用球磨机。1.3.1.5 煤粉制备系统煤粉的制备主要是采用带烘干设备的煤磨，选用辊式磨。1.3.1.6 熟料烧成系统的选择熟料烧成设备主要有回转窑和立窑，对于一些大型且采用新型干法系统的水泥厂大都采用回转窑。新型干法悬浮预热器和预分解窑越来越受到大家的推崇。本设计采用预分解窑，预分解技术的特点是在预热器和窑之间增设分解炉，在分解炉中加入占总用量50%60%的燃料，是燃料燃烧过程与生料的预热和分解过程，在悬浮状态或沸腾状态下迅速的进行，入窑的生料分解率可达90%左右，因此，窑的热负荷大为减少，而产量却成倍增长。1.3.1.7 矿渣磨系统 本设计采用辊式磨粉磨矿渣系统，流程简单、烘干、粉磨、选粉的全过程都在磨中完成。由于是料床粉磨，粉磨效率高，单位电耗低，磨内空间大，传热快，烘干能力强。这些特点适合矿渣水分高、难磨的要求。1.3.1.8 水泥制备系统 水泥粉磨工艺流程可分为开路流程和闭路流程两种。 开路流程比闭路流程简单，但粉磨电耗较高。开路棒球磨比开路管磨具有较高的产量和较低的电耗，对高硬度原料的适应性较好，进磨物料粒度可以稍粗，但装卸钢棒比装卸钢球麻烦。目前国内粉磨生料常采用开路棒球磨系统。闭路流程粉磨电耗比开路流程的低，但闭路流程及其操作复杂。带把式分级机时，粉磨产品的水分达80%左右，需设占地面积大的厚浆池加以浓缩，对原料适应性差。弧形筛的占地面积小，但筛条易磨损。本设计采用开路流程。1.3.1.9 水泥库及包装系统的确定 水泥库的圆库型式较多，主要区别在于库底的形状不同。水泥厂采用圆库储存物料时，圆库的直径规格不易太多，采用库群布置时，库的高度和直径尽可能一致。本设计采用底部带减压仓的圆库。 水泥有散装和袋装两种。水泥散装是水泥供应和运输方面的重大改革，是水泥发展生产、例行增产节约的有效措施，也是发展绿色水泥的重要途径。 本设计要求有70%的散装水泥和30%的袋装水泥。采用固定叶轮式2嘴包装机，包装袋装水泥。1.3.2 绘制全厂流程简图砂岩铁粉石灰石石灰石破碎石灰石圆库砂岩圆库页岩圆库原煤堆场破碎机配煤库原煤仓篦冷机熟料库水泥磨水泥库微机配料粉煤灰堆场粉煤灰库散装出厂包装机成品库水泥出厂页岩生料磨生料均化库预热器分解炉煤磨回转窑煤粉仓矿渣堆场烘干车间矿渣库石膏堆场石膏破碎机石膏库1.4 确定各车间工作制度，计算各主机年利用率，各工艺设备的选型工艺设备选型与计算的目的：工艺设备的选型与计算是工厂设计的重要组成部分，工艺设备按性质可分为机械设备和热工设备；按用途有可分为主要设备和辅助设备。工艺设备的选型与计算的任务是按照配方、生产性质、产量大小和工艺流程，选择设备的形式，然后确定设备和规格大小，最后根据各工序的加工量和设备生产能力进行计算，确定所需设备台数。水泥厂工艺设备的选型与计算叫主机平衡，主机平衡在物料平衡计算和选定车间工作制度的基础上，计算各车间主机要求的生产能力，要求主机小时产量，为选定各车间主机的型号、规格和台数提供依据。1.4.1 车间工作制度的确定主要设备生产运转情况主机名称每日运转小时数（h/d）每周运转小时数（h/w）生产周制年利用率生产班制石灰石破碎1214728460.50每日两班，每班6-7h原煤破碎67364260.30每日一班，每班6-7h石膏破碎67364260.30每日一班，每班6-7h矿渣烘干2215470.92每日三班生料磨2215470.92每日三班回转窑2416870.95每日三班煤磨2215470.92每日三班水泥磨2215470.96每日三班包装机12-1472-8460.50每日两班，每班6-7h注：1.每日运转时间为24h，按每日三班，每班8h计算；每日运转22h，按扣除每班检修时间2h计算。2.生产班制一栏，每班6-7h指主机运转小时数，已经扣除每班检修时间1-2h。本次设计采用周平衡法，根据车间工作制度，定出主机每周运转小时数，并根据物料周平衡量，求出该主机要求的小时产量：GH = Gw /H式中GH要求的主机小时产量(t/h)；Gw物料的周平衡量(t/w)；H主机每周运转的小时数。1.4.2 设备选型1.4.2.1 石灰石破碎在水泥生产过程中，将原、燃料进行破碎是为了便于运输和储存，同时有利于提高烘干和粉磨设备的工作效率。一般情况下，石灰石破碎系统采用两段破碎，一段采用颚式破碎机，二段采用锤式破碎机或反击式破碎机；也可采用破碎比较大而与生产规模相适应的单段破碎系统；有些厂按其特定的条件，为降低入磨粒度，提高磨机产量，也有采用三段破碎系统的。破碎系统要求的生产能力GH=GW/H=6985.44/84=83.16(t/h)式中GH要求的石灰石小时产量(t/h)；Gw石灰石的周平衡量(t/w)； H主机每周运转的小时数，84h。破碎系统的最大进料块度主要取决于工厂的规模、矿山的爆破方法、装运设备以及破碎机的型号和规格；由于本次设计工厂的生产规模较大，并且采用大规模爆破开采，故要求进料粒度1500mm，物料的出料粒度R(70mm)10%，因此，综合考虑以上诸多因素选用：天津水泥设计院设计的TKPC14.12型单转子单段锤式破碎机 进料口尺寸：12901320mm最大进料粒度：800800900mm出料粒度（筛余10%）：25mm生产能力（t/h）:80130，该机具有破碎比大，生产能力高，电耗低，结构简单，投资少等特点。标定产量设计生产能力为80-130t/h，根据实际生产条件，设定其产量为90t/h。核算每周实际运转小时数H0=GH/(nGM)=83.16/9084=77.616(h)式中 GH 、GM要求石灰石的小时产量，所选破碎机的小时产量。选型适当。1.4.2.2 砂、页岩破碎机砂岩破碎机 破碎系统要求的生产能力GH=GW/H=312.48/42=7.44(t/h)选用PE-250型复摆颚式破碎机，进料口尺寸150400mm，生产能力5-20 t/h，标定产量为8t/h。核算每周实际运转小时数H0=GH/(nGM)=7.44/842=39.06(h)页岩破碎系统要求的生产能力GH=GW/H=771.12/42=18.36(t/h)选用单转子反击式破碎机，生产能力15-30 t/h，标定产量为19t/h。核算每周实际运转小时数H0=GH/(nGM)=18.36/1942=40.6(h)1.4.2.3 石膏破碎机破碎系统要求的生产能力GH=GW/H=312.48/42=7.44(t/h)选用PE-250型复摆颚式破碎机，进料口尺寸150400mm，生产能力5-20 t/h，标定产量为8t/h。核算每周实际运转小时数H0=GH/(nGM)=7.44/842=39.06(h)1.4.2.4 煤破碎机破碎系统要求的生产能力GH=GW/H=685.44/42=16.32(t/h)选用单转子反击式破碎机，喂料口670400mm，生产能力15-30 t/h，标定产量为17t/h。核算每周实际运转小时数H0=GH/(nGM)=16.32/1742=40.32(h)1.4.2.5 煤磨要求的生产能力GH=GW/H=685.44/154=4.45(t/h)选用辊式磨，生产能力5.6 t/h，标定产量为5t/h。核算每周实际运转小时数H0=GH/(nGM)=4.45/5154=137.06(h)1.4.2.6 生料磨要求的生产能力GH=GW/H=8104.32/154=52.6(t/h)选用2.610m球磨机，生产能力52-55 t/h，标定产量为55t/h。核算每周实际运转小时数H0=GH/(nGM)=52.6/55154=147.28(h)1.4.2.7 矿渣磨机要求的生产能力GH=GW/H=811.44/154=5.27(t/h)选用辊式磨，生产能力5.6t/h，标定产量为5.5t/h。核算每周实际运转小时数H0=GH/(nGM)=5.27/5.5154=147.56(h)1.4.2.8 水泥磨水泥粉磨是水泥工业生产中耗电最多的一个工序，近年来，随着新型干法水泥生产的发展，为了提高粉磨效率，节约能源，提高经济效益，水泥粉磨设备在大型化的同时，也得到了不断的改进和发展：(a) 在设备大型化的同时力求选用高效、节能型磨机，如辊压磨的应用。(b) 采用高效选粉机和新型衬板，改善磨机部件和研磨体材质；(c) 添加助磨剂，提高粉磨效率；降低水泥温度，改善水泥品质；水泥粉磨流程主要有以下几种形式：A、开路流程：管磨和康必丹磨；B、闭路流程：一级管磨闭路，康必丹磨一级闭路，辊式磨和辊压机。本次设计采用开路流程。要求的生产能力GH=GW/H=5692.24/154=36.96(t/h)选用311m开路水泥钢球磨（管磨），生产能力37 t/h，标定产量为37t/h。核算每周实际运转小时数H0=GH/(nGM)=36.96/37154=153.83(h)1.4.2.9 回转窑选型本设计采用预分解窑，其优点是：(1)预分解技术是在预热器与窑之间增设分解炉，在分解炉中加入占总用5060%的燃料，使燃料燃烧的过程与生料预热和分解的过程。其在悬浮状态或沸腾状态下迅速进行，使入窑生料的分解率达90%以上，因此窑的热负荷大为减轻，而产量却成倍的增长。(2)预分解窑单位容积产量高，窑衬寿命长，在单机产量相同的条件下，窑的体积小，占地面积小，制造、运输、安装较易，基建投资较少，适合于产量高的大型窑。(3)预分解窑一半以上的燃料是在较低的温度下（900C左右）燃烧，故产生的有害气体NOx较少，减少了对大气的污染。(4)预分解窑的热耗较低，电耗与悬浮预热器窑大致相同，其综合能耗较低。本次设计采用预分解窑的规格为348m1.4.2.10 烘干机设备在新型干法生产的水泥厂中，原料、煤与混合材都要进行烘干。烘干系统可分为烘干磨和单独的烘干设备。烘干磨即物料在粉磨过程中同时进行烘干,目前烘干磨得到了很大的发展,煤的烘干已广泛采用烘干磨,利用窑头或熟料篦冷机热端气体作为烘干介质,使煤的烘干和粉磨同时进行,来制备窑和分解炉所需的煤粉。随着预分解窑的不断发展，原料的烘干和粉磨也广泛的采用了烘干磨，利用窑尾废气作为烘干介质，充分利用废气余热，其中辊式磨由于能耗低，应用较广泛。混合材的烘干，一般采用单独的烘干设备，烘干热源可取自专设的热风炉，也可取自熟料篦冷机的低温废气（200C左右）作为主要干燥热源，并设热风炉作为辅助热源。水泥厂采用的单独烘干设备有回转式，悬浮式等，其中最常见的是回转烘干机。回转烘干虽然烘干效率低，投资大，但对物料的适应性强，可以烘干各种物料，且设备操作简单可靠，故得到了普遍应用。在回转式烘干机内，按物料和和热气体流