日产5000吨新型干法水泥厂生料粉磨车间工艺设计.doc

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膂薆袅芅膈薅羇肈蒇薄蚇袁莃薃蝿肆艿薂袁衿膅蚂薁肅肁蚁蚃袇荿蚀螆肃莅虿羈袆芁蚈蚈膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂蚆羅羂芈螅蚄膈膄莁螆羁肀莀衿膆蒈莀蚈罿莄荿螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄袀肄膃蒄蕿袇聿蒃螂肂蒈蒂袄羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅葿螈腿肁薈袁羁莀薈薀膇芆薇蚂羀膂薆袅芅膈薅羇肈蒇薄蚇袁莃薃蝿肆艿薂袁衿膅蚂薁肅肁蚁蚃袇荿蚀螆肃莅虿羈袆芁蚈蚈膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂蚆羅羂芈螅蚄膈膄莁螆羁肀莀衿膆蒈莀蚈罿莄荿螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄袀肄膃蒄蕿袇聿蒃螂肂蒈蒂袄羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅葿螈腿肁薈袁羁莀薈薀膇芆薇蚂羀膂薆袅芅膈薅羇肈蒇薄蚇袁莃薃蝿肆艿薂袁衿膅蚂薁肅肁蚁蚃袇荿蚀螆肃莅虿羈袆芁蚈蚈膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂蚆羅羂芈螅蚄膈膄莁螆羁肀莀衿膆蒈莀蚈罿莄荿螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄袀肄膃蒄蕿袇聿蒃螂肂蒈蒂袄羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅葿螈腿肁薈袁羁莀薈薀膇芆薇蚂羀膂薆袅芅膈薅羇肈蒇薄蚇袁莃薃蝿肆艿薂袁衿膅蚂薁肅肁蚁蚃袇荿蚀螆肃莅虿羈袆芁蚈蚈膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂蚆羅羂芈螅蚄膈膄莁螆羁肀莀衿膆蒈莀蚈罿莄荿螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄袀肄膃蒄蕿袇聿蒃螂肂蒈蒂袄羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅葿螈腿肁薈袁羁莀薈薀膇芆薇蚂羀膂薆袅芅膈薅羇肈蒇薄蚇袁莃薃蝿肆艿薂袁衿膅蚂薁肅肁蚁蚃袇荿蚀螆肃莅虿羈袆芁蚈蚈膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂蚆羅羂芈螅蚄膈膄莁螆羁肀莀衿膆蒈莀蚈罿莄荿螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄袀肄膃蒄蕿袇聿蒃螂肂蒈蒂袄羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅葿螈腿肁薈袁羁莀薈薀膇芆薇蚂羀膂薆袅芅膈薅羇肈蒇薄蚇袁莃薃蝿肆艿薂袁衿膅蚂薁肅肁蚁蚃袇荿蚀螆肃莅虿羈袆芁蚈蚈膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂蚆羅羂芈螅蚄膈膄莁螆羁肀莀衿膆蒈莀蚈罿莄荿螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄袀肄膃蒄蕿袇聿蒃螂肂蒈蒂袄羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅葿螈腿肁薈袁羁莀薈薀膇芆薇蚂羀膂薆袅芅膈薅羇肈蒇薄蚇袁莃薃蝿肆艿薂袁衿膅蚂薁肅肁蚁蚃袇荿蚀螆肃莅虿羈袆芁蚈蚈膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂蚆羅羂芈螅蚄膈膄莁螆羁肀莀衿膆蒈莀蚈罿莄荿螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄袀肄膃蒄蕿袇聿蒃螂肂蒈蒂袄羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅葿螈腿肁薈袁羁莀薈薀膇芆薇蚂羀膂薆袅芅膈薅羇肈蒇薄蚇袁莃薃蝿肆艿薂袁衿膅蚂薁肅肁蚁蚃袇荿蚀螆肃莅虿羈袆芁蚈蚈膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂蚆羅羂芈螅蚄膈膄莁螆羁肀莀衿膆蒈莀蚈罿莄荿螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄袀肄膃蒄蕿袇聿蒃螂肂蒈蒂袄羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅葿螈腿肁薈袁羁莀薈薀膇芆薇蚂羀膂薆袅芅膈薅羇肈蒇薄蚇袁莃薃蝿肆艿薂袁衿膅蚂薁肅肁蚁蚃袇荿蚀螆肃莅虿羈袆芁蚈蚈膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂蚆羅羂芈螅蚄膈膄莁螆羁肀莀衿膆蒈莀蚈罿莄荿螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄袀肄膃蒄蕿袇聿蒃螂肂蒈蒂袄羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅葿螈腿肁薈袁羁莀薈薀膇芆薇蚂羀膂薆袅芅膈薅羇肈蒇薄蚇袁莃薃蝿肆艿薂袁衿膅蚂薁肅肁蚁蚃袇荿蚀螆肃莅虿羈袆芁蚈蚈膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂蚆羅羂芈螅蚄膈膄莁螆羁肀莀衿膆蒈莀蚈罿莄荿螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄袀肄膃蒄蕿袇聿蒃螂肂蒈蒂袄羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅葿螈腿肁薈袁羁莀薈薀膇芆薇蚂羀膂薆袅芅膈薅羇肈蒇薄蚇袁莃薃蝿肆艿薂袁衿膅蚂薁肅肁蚁蚃袇荿蚀螆肃莅虿羈袆芁蚈蚈膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂蚆羅羂芈螅蚄膈膄莁螆羁肀莀衿膆蒈莀蚈罿莄荿螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄袀肄膃蒄蕿袇聿蒃螂肂蒈蒂袄羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅葿螈腿肁薈袁羁莀薈薀膇芆薇蚂羀膂薆袅芅膈薅羇肈蒇薄蚇袁莃薃蝿肆艿薂袁衿膅蚂薁肅肁蚁蚃袇荿蚀螆肃莅虿羈袆芁蚈蚈膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂蚆羅羂芈螅蚄膈膄莁螆羁肀莀衿膆蒈莀蚈罿莄荿螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄袀肄膃蒄蕿袇聿蒃螂肂蒈蒂袄羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅葿螈腿肁薈袁羁莀薈薀膇芆薇蚂羀膂薆袅芅膈薅羇肈蒇薄蚇袁莃薃蝿肆艿薂袁衿膅蚂薁肅肁蚁蚃袇荿蚀螆肃莅虿羈袆芁蚈蚈膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂蚆羅羂芈螅蚄膈膄莁螆羁肀莀衿膆蒈莀蚈罿莄荿螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄袀肄膃蒄蕿袇聿蒃螂肂蒈蒂袄羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅葿螈腿肁薈袁羁莀薈薀膇芆薇蚂羀膂薆袅芅膈薅羇肈蒇薄蚇袁莃薃蝿肆艿薂袁衿膅蚂薁肅肁蚁蚃袇荿蚀螆肃莅虿羈袆芁蚈蚈膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂蚆羅羂芈螅蚄膈膄莁螆羁肀莀衿膆蒈莀蚈罿莄荿螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄袀肄膃蒄蕿袇聿蒃螂肂蒈蒂袄羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅葿螈腿肁薈袁羁莀薈薀膇芆薇蚂羀膂薆袅芅膈薅羇肈蒇薄蚇袁莃薃蝿肆艿薂袁衿膅蚂薁肅肁蚁蚃袇荿蚀螆肃莅虿羈袆芁蚈蚈膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂蚆羅羂芈螅蚄膈膄莁螆羁肀莀衿膆蒈莀蚈罿莄荿螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄袀肄膃蒄蕿袇聿蒃螂肂蒈蒂袄羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅葿螈腿肁薈袁羁莀薈薀膇芆薇蚂羀膂薆袅芅膈薅羇肈蒇薄蚇袁莃薃蝿肆艿薂袁衿膅蚂薁肅肁蚁蚃袇荿蚀螆肃莅虿羈袆芁蚈蚈膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂蚆羅羂芈螅蚄膈膄莁螆羁肀莀衿膆蒈莀 唐 山 学 院毕 业 设 计设计题目：日产5000吨新型干法水泥厂生料粉磨车间工艺设计环境与化学工程系10材料工程技术（2）班系 别：_ 班 级：_刘臻姓 名：_指 导 教 师：_2013年6月6 日日产5000吨熟料新型干法水泥厂生料粉磨车间工艺设计摘 要本设计任务是设计日产熟料5000吨的水泥厂。设计过程经过厂址的选择、全厂的布局、窑的选型、物料的平衡计算、各个车间工艺设计及主机选型、物料的储存和预均化、生料粉磨车间设计。生料采用预化库储存，新型干法水泥生产技术，原料和燃料均采用预均化，粉磨大部分采用立磨，烧成采用预分解窑并考虑了余热发电，出厂以散装为主，袋装为辅。关键字：水泥 新型干法生产 生料粉磨Nissan 5000 tons of clinker NSP cement raw meal grinding workshop process designPick toThis design task is to design nissan 5000 tons of cement clinker. Design process by selecting the site of factory, factory layout, kiln type selection, material balance calculation, each workshop process design and host selection, material storage and homogenization, raw meal grinding workshop design.Raw materials adopt advance library storage, NSP cement production technology, raw materials and fuel adopt advance homogenization, grinding, most of them adopt vertical mill with precalcining kiln firing and considering the waste heat power generation, the factory is given priority to with bulk, bagged is complementary.Key words: cement NSP production raw meal grinding 目录第一部分：总体设计11 新型干法水泥生产的简述11.1新型干法水泥生产的特点11.2 新型干法水泥生产的发展22 配料方案的确定42.1熟料率值的确定42.2熟料热耗的确定52.3矿渣、石膏加入量的确定53 物料平衡的计算73.1 配料计算73.1.1原料及燃料化学成分73.1.2煤灰掺入量的确定83.1.3计算干燥原料的配合比83.1.4 计算湿物料的配合比93.2 物料平衡93.2.1工厂生产能力93.2.2原料消耗定额104.1全厂工艺流程的确定124.1.1物料的预均化的确定124.1.2物料破碎124.1.3生料的制备系统134.1.4生料粉均化系统154.1.5 熟料烧成系统的确定154.1.6包装与散装系统174.2全厂主机设备的选型174.2.1各种主机小时产量（周平衡法）174.2.2主机平衡表234.2.3全厂堆场及储库计算234.3全厂工艺流程方框图324.4全厂的质量控制点及控制指标344.5全厂总平面布置图的设计35第二部分：生料粉磨车间设计381 车间工艺流程的确定381.1 生料粉磨车间流程的确定381.2流程选择391.2.1配料系统的确定391.2.2配料设备的确定401.3 喂料设备的选型401.4 磨机系统411.5 输送设备411.6通风和收尘431.7车间安全设施的设计432提高生料粉磨系统产质量的措施44结论45谢辞46结束语47参考文献48第一部分：总体设计1 新型干法水泥生产的简述1.1新型干法水泥生产的特点新型干法水泥生产的特点主要表现在以下及反面一 生料制备过程现代化生料制备全过程广泛采用现代均化技术，使矿山的开采，原料的预均化、原料配料及粉磨、生料均化四个关键环节，相互衔接，形成生料制备全过程均化控制保证体系，迎合窑外分解技术，以及生产大型化对生料品质的严格要求。 二 设备高效悬浮预热、预分解窑技术从根本上改变了物料预热、分解过程的传热状态，传热、传质迅速，大同度提高了热效率和生产效率。操作基本自动化，单位容积产量达 110 270kg /m2，劳动生产率可高达 1000 4000t/ 年人。 三 装备的大型化装备大型化,单机生产能力大，使水泥工业集约化方向发展。随着工业的发展和技术的进步，水泥生产装备逐步地大型化，从日产1000、2000、2500、3000、4000、5000、6000到10000t/d，单机产量大幅度提高，这样不仅减化了生产流程，减少了占地面积，也更便于管理和实现自动化，有利于降低生产成本和提高劳动生产率。 四 环保 低耗 采用高效多功能挤压粉磨、新型粉体输送装置大大节约了粉磨和输送能耗；悬浮预热及预分解技术改变传统回转窑内物料堆积态的预热和分解方法，熟料的煅烧所需要的能耗下降。总体来说：熟料热耗低，烧成热耗可降到 3000kJ/kg 以下，水泥单位电耗降低到了90 110kWh/t以下。灰石资源；悬浮、预分解技术及新型多通道燃烧器的应用，有利于低质燃料及再生燃料的利用，同时可降低系统废气排放量、排放温度和还原窑气中产生的 NOx 含量，减少了对环境的污由于“均化链”技术的采用，可以有效地利用在传统开采方式下必须丢弃的石染。为“清洁生产”和广泛利用废渣、废料、再生燃料及降解有害危险废弃物创造了有利条件。 五 生产控制自动化新型干法水泥的生产过程环节多、连续性强，许多工序都是联合操作、相互影响、相互制约。因此，生产过程就要求具有高度的稳定性，设备运转的可靠性和调节控制的及时性，这些要求都是不能靠人工操作达到的。对生产过程的自动控制具有反映灵敏、控制及时、调整精确等特点，是保证现代化连续性生产安全稳定运行所必不可少的工具，生产得规模越大，连续性越强，于生产稳定性的要求越高，实现生产自动化的必要性也越明显。六 采用新型耐热、耐磨、耐火材料新型干法水泥生产的另一个特点是不断改进设备运转周期，减少设备故障和维修时间，保证系统实现高效率、无事故、持续稳定地安全运转。新型干法水泥生产是以悬浮预热器和窑外分解技术为核心，把现代科学技术如原料预均化、生料均化、烘干粉磨、耐磨、耐火材料以及计算机、自控技术等等，广泛应用于水泥生产的全过程，使水泥生产具有高效、优质、低耗、符合环保要求及大型化、自动化等特征的现代水泥生产方法。1.2 新型干法水泥生产的发展新型干法水泥生产技术是20世纪50年代发展起来，到目前为止，日本、德国等发达国家，以悬浮预热和预分解为核心的新型干法水泥熟料生产设备率占95%，我国第一套悬浮预热和预分解窑1976年投产。该技术优点：传热迅速，热效率高，单位容积较湿法水泥产量大，热耗低。发展阶段：第一阶段，20世纪50年代-70年代初，是悬浮预热技术诞生和发展阶段。第二阶段，20世纪70年代初期，是预分解技术诞生和发展阶段。近年来，代表最新水泥生产技术水平的新型干法水泥生产技术和装备，具有单位容积大、热利用率好、电耗低、污染小、生产效率高、产品质量稳定、规模经济效益好等特点，使工厂在生产规模和技术装备大型化、生产工艺节能化、操作管理自动化、环境保护生态化等方面取得了很大的进步。 一 新型干法技术的发展，使水泥生产装备的单机能力和性能的可靠性大大提高，而设备的大型化又是实现先进工艺技术的手段和途径。目前世界上已有日产1000012000t的水泥熟料生产线和600t/h以上的生料磨，大型的现代化水泥生产线和生产企业，大大提高了水泥生产效率，降低了生产成本。 二 高效低压损预热器，理想流场的预分解炉，超短窑应用，三通道燃烧器，可控流第三代篦冷机，中低温余热发电，无烟煤资源利用，立磨、辊压机、辊筒磨终粉系统代替传统球磨，高效选粉机使用，机械输送取代气力输送，变频调速代替风门开度等等，在水泥工业生产中推广与应用。进入90年代以来，立磨及辊压机技术得到进一步发展三 计算机控制技术、高速通讯技术、图形动态显示技术的飞速发展，为生产过程实现自动化操作管理提供了方便；DCS集散控制技术，QCS生料质量管理控制系统，回转窑模糊逻辑控制系统，磨机负荷控制系统，窑筒体温度检测系统等得到广泛应用。劳动定员大大地减少。 使用磨前在线元素分析仪质量控制系统有望采用简易预均化堆场，取代昂贵的原料预均化堆场，降低预均化设施投资。由于在线分析仪能实时、连续、在线在磨前进行物料成分的分析和控制，使出磨生料成分均匀性得到提高，使生料储存库取代生料均化库成为可能。 四 对水泥工业生产中产生的粉尘和有害气体的排放标准要求将更加严格，粉尘收集设备的效率可达到99.9%以上，排放量小于0.01%；而有害气体的排放标准在发展中国家要求小于100mg/Bm3，在发达国家已达到了50mg/Bm3。 20世纪80年代初，我国开始引进国外先进技术装备。1984年4月，河北省冀东建成投产第一条日产4000吨新型干法水泥生产线，开创了新型干法水泥发展的先河。20世纪90年代，我国对引进的日产2000吨、3200吨、4000吨、7200吨不断地消化吸收，优化设计，使其逐步实现了国产化。到2000年末国产化率达到85%90%，其中日产20002500吨的技术装备国产化率达到100%，这就为我国新型干法水泥生产线建设朝着低投资、国产化和大型化方向发展奠定了可靠的技术和装备基础。21世纪在“结构调整为主线”、“以科技进步为动力”、“以经济效益为中心”的产业方针政策推动下，我国新型干法水泥工业开始朝着“科技含量高、资源消耗低、经济效益”的新型工业化道路的方向迈进。安徽海螺水泥率先加快调整的步伐，闯出了一条低投资、国产化的道路。他们计划五年之内建设22条生产线，跻身世界水泥10强之列。海螺集团的发展也促进了其他大型水泥集团的快速发展。2003年全国新型干法水泥产量折合P.O42.5级水泥约9460万吨，约占全国水泥产量的13.22%，比2000年高6.25的百分点。新世纪以来，2004年是水泥新型干法发展历程的第一个高峰，当年投产新型干法生产线166条，新增熟料生产能力1.43亿吨。2008年全国新投产新型干法生产线132条，新增熟料生产能力1.61亿吨，由于大吨位水泥窑数量增加，新增能力为历年之最2。虽然我国的新型干法水泥生产技术已达到国际较先进水平,但就整体上来看,还是存在很大的差距。要想使这一技术取得更大的进步,赶超发达国家的先进水平,就必须做到在努力提高新型干法生产的水泥所占的比例的同时,继续加强技术研发和信息化建设,鼓励企业自主创新,引进新技术,做好人才培养,不断推行优化设计。2 配料方案的确定2.1熟料率值的确定水泥熟料是一种多矿物集合体，而这些矿物是由四种主要氧化物化合而成。因此，在生产控制过程中，不仅要控制熟料氧化物的含量，而且还应控制各氧化物之间的比例，即率值。这样，便可以方便的表示化学成分和矿物之间的关系，明确的表示出对水泥熟料的性能和煅烧的影响。因此在生产中，常用率值作为生产控制的一种指标。目前我国采用的是石灰饱和系数KH、硅率SM和铝率IM三个率值。KH石灰饱和系数KH值是熟料中全部氧化硅生成硅酸钙（硅酸二钙和硅酸三钙）所需的氧化钙含量与全部氧化硅生成硅酸三钙所需氧化钙最大含量的比值，也表示熟料中氧化硅被氧化钙饱和形成硅酸三钙的程度。当石灰饱和系数等于1.0时，此时形成的矿物组成是C3S、C3A、C4AF，无C2S生成；当石灰饱和系数等于0.667时，形成的矿物组成为C2S、C3A和C4AF，无C3S生成。为使熟料顺利的形成，不致因过多游离石灰而影响熟料质量，通常在工厂条件下，石灰饱和系数控制在0.820.94之间。硅率是表示熟料中氧化硅含量与氧化铝、氧化铁之和的质量比，也表示熟料中硅酸盐矿物与溶剂矿物的比例。硅率和氧化物之间关系的数学式是：SM硅率会随着硅酸盐矿物与溶剂矿物之比的大小而增（减）。如果熟料中硅率过高，在煅烧时液相量会显著减少，熟料煅烧困难；特别是当氧化钙含量低硅酸二钙含量多时，熟料易于粉化。硅率过低，则会导致熟料中硅酸盐矿物太少而影响水泥强度，且由于液相过多，容易出现结大块、结炉瘤、结圈等现象，影响窑的操作。铝率表示的是熟料中氧化铝和氧化铁含量的质量比，也表示熟料溶剂矿物中铝酸三钙和氯酸四钙的比值。铝率的表达式是：IM铝率的高低，在一定程度上反映了水泥煅烧过程中高温液相的黏度。铝率高，熟料中铝酸三钙多，相应的铁铝酸四钙就较少，液相黏度大，物料就难烧；铝率过低，虽然液相黏度小了，液相中质点易于扩散，对硅酸三钙的形成有利，但烧结的范围变窄了，窑内易结大块，不利于窑的操作。确定KH=0.800.88，SM=1.92.3，IM=1.01.42.2熟料热耗的确定水泥厂中影响熟料热耗的因素很多，国内系统热耗较高的主要原因是：结皮堵塞现象严重，还有设备故障比较频繁，从而导致窑的运转率不高。而国外水泥厂家通过采用低阻高效的多级预热系统，以及新型篦式冷却机和多通道喷煤管等先进工艺，降低了水泥生产的熟料热耗。以上两个表可以看出，熟料烧成过程所消耗的烧成热耗与煅烧全过程有关，除涉及到原料、燃料性质和回转窑（包括分解窑）外、还与废气回收装置有关（各类预热器和余热锅炉、余热烘干等）和熟料余热回收装置（各类冷却机）等有关。结合水泥厂设计概论的相关要求后，综合考虑确定热耗为3100kJ/kg。根据新型干法水泥厂工艺设计手册，见表2-1及表2-2表 2-1 国内部分预分解窑的规格和特性 厂名设计能力 （t/d）设计热耗（kJ/kg熟料）回转窑规格（m）分解炉型式分解炉规格（m）冀东水泥厂400033084.774NSF8.211.6宁国水泥厂400034294.775MFC616.5表 2-2 国内部分预分解窑的规格和特性窑型熟料烧成热耗窑型熟料烧成热耗kJ/kg熟料Kg熟料kJ/kg熟料Kg熟料湿法长窑干法长窑50005900460050001200140011001200旋风预热器窑预分解窑33003600310033001808507407802.3矿渣、石膏加入量的确定 矿渣的作用：矿渣是一种具有潜在水硬活性的材料，已成为水泥工业活性混合材的重要原料。具有扩大水泥品种，改进水泥性能，调节水泥标号，增加水泥产量，改善水泥安定性能等性能。石膏的作用：一般水泥熟料磨成细粉后与水相遇会很快凝结，无法施工。掺加适量的石膏不仅可调节凝结时间，还能提高水泥的早期强度，降低干缩变形，改善耐蚀性，抗渗性，抗冻性等一系列性能。混合材的活性较高时，可以适当增加混合材掺加量。熟料的标号越高，要求混合材含量就越多；反之则越少。水泥标号不同，强度的等级也不同，从而掺入的矿渣不同。水泥粉磨细度不同，比表面积不同，水泥的强度相应也有所差别，从而要求掺入的矿渣量也不同。根据国家标准GB1752007，普通硅酸盐水泥掺加活性混合材不得超过15%，其中允许用不超过5%的窑灰或不超过10%的非活性混合材代替。综合考虑煤灰的加入和矿渣活性混合材等问题，确定矿渣的加入量为8%。我国生产的普通水泥，其石膏掺量一般波动于SO3含量为1.5%2.5%间。石膏中SO3含量为43.77%，由此算出石膏的掺量为3.4%5.7%，本设计的石膏的加入量为5%。3 物料平衡的计算3.1 配料计算3.1.1原料及燃料化学成分1. 原料化学成分原料LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3W石灰石39.583.331.430.6951.301.212.00粘 土5.4366.3615.417.112.342.7210.00铁 粉2.4536.122.7254.030.728.00煤 灰65.9221.473.902.661.436.00矿 渣38.587.621.2543.466.0820.00石 膏14.943.480.250.1434.880.7643.772.00 2燃料煤的工业分析（%）Fc.arV.arA.arMarQnet.ar46. 5723.3227.892.2222727(kJ/kg)煤的元素分析（%）CarHarOarNarSarAarMar合计57.905.504.711.550.2327.892.22100.00应用基水分 /%应用基低位热值/ kJ/kg烧成用煤7.4622727烘干用煤5.46214683生产损失： 名称石膏矿渣生料水泥生产损失/38533.1.2煤灰掺入量的确定参考表2-1及表2-2的数据并结合水泥工艺厂设计概论的相关要求，综合考虑后，确定本设计的熟料热耗q=3100kJ/kg熟料根据公式求得： =3.80% 式中：熟料中煤灰掺入量，%； q单位熟料热耗，kJ/kg熟料； 煤的应用基灰分含量，%； S煤灰沉落率，%，对于立窑和有完善除尘设备的回转窑可取100%；煤的应用基低位热值，kJ/kg干煤。煤灰掺入量3.80%，则灼烧生料配合比为100%-3.80%=96.20%。3.1.3计算干燥原料的配合比设定干燥物料的配合比为：石灰石82.00%、粘土14.00%、铁粉4.00%，以此计算生料的化学成分，如表3-1所示。表3-1 生料的化学成分原料配合比烧失量氧化硅氧化铝氧化铁氧化钙水石灰石82.0032.462.731.170.5742.071.64粘 土14.000.769.292.161.000.331.40铁 粉4.000.101.440.102.160.020.32生 料10033.3213.463.433.7342.423.36灼烧生料20.195.145.5963.62煤灰掺入量3.80%，则灼烧生料配合比为96.20%。按此计算的熟料的化学成分，如表3-2所示。表 3-2 熟料的化学成分 名 称配合比氧化硅氧化铝氧化铁氧化钙灼烧生料96.2019.424.945.3861.20煤 灰3.802.500.820.150.10熟 料10021.925.765.5361.30则熟料的率值计算如下：0.81 计算的率值KH=0.81，SM=1.94,IM=1.04在设计的范围之内，所以配比合适 3.1.4 计算湿物料的配合比原料的水分为：石灰石为2%，粘土为10%，铁粉为8%则湿原料质量配合比为：湿石灰石=湿粘土=铁粉=将上述质量比换算成百分比：湿石灰石= 湿粘土= 铁粉= 3.2 物料平衡3.2.1工厂生产能力窑的台数的计算：本设计采用周平衡法计算，参照冀东水泥厂，选用4.774m的回转窑，台时产量为208.33 t/台h，本设计标定产量为209t/台h。式中 n窑的台数； Qd 要求的熟料日产量（t/d）Qh,l所选窑的标定台时产量t/(台h)。故本设计选用4.774m窑一台。熟料周产量Qw=168 Qh =168209=35112 (t/周)3.2.2原料消耗定额（1）考虑煤灰掺入时，1t熟料的干生料理论消耗量：=1.44（t/t熟料）式中 KT干生料理论消耗量（t/t熟料）；l干生料的烧失量（%）；s煤灰掺入量，以熟料百分数表示（%）。（2）考虑煤灰掺入时，1t熟料的干生料消耗定额：=（t/t熟料）式中： K生干生料消耗定额（t/t熟料）；P生生料的生产损失（%）。（3）各种干原料消耗定额：K原=K生x式中： K原各种干原料的消耗定额（t/t熟料）；K生干生料消耗定额（t/t熟料）；x干生料中该原料的配合比（%）。K石灰石=K生x石灰石=1.520.82=1.25（t/t熟料）K粘土=K生x粘土=1.520.14=0.21（t/t熟料）K铁粉=K生x铁粉=1.520.04=0.06（t/t熟料）(4) 干石膏消耗定额：Kd=（kg/kg熟料）式中： Kd干石膏的消耗定额（kg/kg熟料）；Pd石膏的生产损失（%）。 (5)干矿渣消耗定额：Ke=（kg/kg熟料）式中： Ke干矿渣的消耗定额（kg/kg熟料）；Pe矿渣的生产损失（%）。(6)烧成用干煤消耗定额： Q=(Q+25W) =(22727+257.46) =24760.64kJ/kg干煤Kf1=0.13（kg/kg熟料）式中： Kf1烧成用干煤消耗定额（kg/kg熟料）；q熟料烧成热耗（kg/kg熟料）；干煤低位热值（kg/kg熟料）；Pf煤的生产损失（%），一般取3%；Q煤的应用基低位发热量（kg/kg熟料）；W煤的水分。(7)湿物料消耗定额： K湿= =1.58（t/t熟料）式中： W0物料天然含水量（%）； K湿石灰石=1.28（t/t熟料） K湿粘土=0.23 （t/t熟料） K铁粉=0.07（t/t熟料） K湿d=0.06（t/t熟料） K湿e=0.13（t/t熟料） K f1湿煤=0.14（t/t熟料） K 生料=1.58（t/t熟料）(8)物料平衡表表3-3 物料平衡表消耗定额t/t熟料物料平衡表(t)干料含天然水分料干料含天然水分料小时日周小时日周石灰石1.251.28 261.25 6270.00 43890.00 267.52 6420.4844943.36粘土0.21 0.2343.89 1053.367373.5248.071153.688075.76铁粉0.060.07 12.54300.962106.7214.63 351.122457.84生料1.52 1.58 317.687624.3253370.24330.227925.2855476.96熟料209.005016.0035112.00无水石膏0.06 0.0612.54 300.962106.7212.54300.962106.72矿渣0.10 0.13 20.96501.63511.227.17652.054564.56水泥228.225477.2438340.69烧成用煤0.13 0.1427.17 652.054564.5629.26702.244915.684.1全厂工艺流程的确定4.1.1物料的预均化的确定水泥生料化学成分的均齐性，不仅影响熟料的质量，而且对窑的产量、热耗、运转周期及窑的耐火材料消耗等都有较大的影响。这些影响对大型干法回转窑尤其敏感。由于水泥生料是以天然矿物做原