生料均化库开题报告.doc

毕业设计(论文)开题报告学生姓名： 钱国栋 学 号： 1101080314 所在学院： 材料科学与工程学院 专 业： 无机非金属材料工程 设计题目：2500t/d水泥厂生料均化库工艺设计 指导教师： 陈文平 2012年3月10日 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述1.1 概述 水泥生产的总体流程为：把大块的石灰石通过破碎设备（反击式破碎机）与黄泥（大块的也需要破碎）铁粉通过计量混合送入原料磨成一定的粒度的生料，经过均化库贮存与均化，送入回转窑煅烧成熟料。现在一般在窑内煅烧前通过五级预热器（旋风式）与窑尾的热窑气进行混合预热预分解（还有窑外分解炉）。窑中的燃料（煤粉）经煤磨后喷入窑中。熟料经冷却与粗碎并加石膏等送入水泥磨磨成符合要求的水泥。这些均化过程，是依赖于正确地矿石开采，仓储出料的塔配和预均化的计划和方法完成的，而生料均化是依赖于各种均化库运行良好的混合完成的。1.2 生料均化意义1生料为什么要均化这是因为：原料成分的波动呈非正态分布。有资料显示，成分波动于标准偏差范围内的物料，占总量中的70，近30的物料其成分的波动比标准偏差还要大。物料离析现象。堆场中堆料是从料堆顶部沿着自然休止角滚落，较大的颗粒总是滚到料堆底部两边，而细料则留在上半部，大小颗粒的成分不同引其料堆横断面上成分波动。堆料设备的影响以上种种，就要求在堆场均化后要进行进一步的均化。生料化学成分均匀，直接影响到水泥熟料的质量及煅烧窑的产量、热耗、运行周期。因此，为保证水泥生产的优质、高产，有效地进行生料均化对水泥生产，特别是地方水泥生产与实践具有重要的意义。水泥工厂的原料和生料的均化程度是决定最终产品质量的重要因素。原料的均化是在从矿山开采运输、破碎储存、粉磨、直至生料搅拌等生产过程中完成的，每一生产工序都具有一定程度的均化作用，而最终达到入窑生料成分所要求的控制标准，其中石灰石预均化和出磨生料的均化是完成这一均化过程的两个最重要的均化工序。1.3 生料均化基本要求2旋窑水泥企业质量管理规程规定,生料经均化后,确保入窑生料成分均匀稳定,入窑生料每1h平均样检验1次CaCO3,CaCO3滴定值合格率达到80%以上。但规程中并未明确规定TCaCO3的控制范围,一般采用的控制指标为:目标值0.50%。图1为生料CaCO3控制目标正态分布图。根据正态分布的特点,低于控制下限(x0.50)和超过控制上限(x0.50)的不合格率相等,即图1中两个阴影面积相等,P=P。已知(x0. 50)范围所占比例为80%, 故P=P=(10.80) /2=0.10,即(x0.50)的比例为10%。查正态分布表,当P=0.10时, t=1. 28。代入变量互换公式:t=(xix)/S,则入窑TCaCO3的标准偏差为: S=0.50/(1.28)=0. 39(% )。可见入窑生料经均化后,只要控制其TCaCO3的标准偏差S0. 39%,就能满足规程规定的CaCO3滴定值合格率达到80%以上的要求。在实际的生产控制中,许多工厂往往控制S0. 3%,有的甚至在0.2%以下。如果控制S0. 2%,则CaCO3滴定值合格率可达到99. 4%以上,生料成分是相当稳定的。假定控制入窑生料TCaCO3的标准偏差S6的均化库,都能满足生产要求。31.4 生料均化计算4评价生料均化程度有两个主要指标标准偏差和均化效果。a.标准偏差标准偏差是数理统计学中的一个数学概念。它应用于水泥工业生料均化工艺是表示生料成分是否均匀的一个指标，共值越小则说明生料成分越均匀。测定计算程序如下:(1)对生料均化前后的化学成分进行测定，并求其算术平均值。设x或x1、x2表示生料成分的生产控制标准数值，例如:x1=CaCO3含量的控制标准； x2=Fe2O3含量的控制标准。设x 或x、x为测定某种生料成分的算术平均值，例如:x=CaCO3含量的算术平均值；x=Fe2O3含量的算术平均值。设xi或xi、xi表示从i=1到i=n时很多样品的单个化学成分测定值。这些测定值就在其算术平均值x的两侧变动。则算术平均值x可按下式计算:(2)把单个化学成分的测定值xi减去其算术平均值x所得之差叫做xi与平均值x的偏差，例如:x1 x叫做第一次测定的偏差，xn x叫做第n次测定的偏差。把各偏差的平方之和除以测定总次数减之商，称之为方差S2。即(3)方差的平方根或偏差的均方根即称之为标准偏差S式中:(x1 x)2是一系列单个测定值与其算术均值的偏差量的二次方。b.均化效果假定被测物料是呈正态分布规律，就可确定入库生料和出库生料成分的均化效果H，按下式计算:H=S1S2。式中： S1人库生料成分的标准偏差； S2出库生料成分的标准偏差。即均化效果是生料均化前后的标准偏差之比，其值越大表示均化效果越好。如果被测物料呈正态分布曲线，中间高而两边低，左右对称，像一个钟形，故也称做钟形曲线，见图2所示。图2 正态分布曲线1.5 生料均化工艺设计5,6,7目前，我国干法水泥厂生料均化有机械倒库和空气搅拌两种基本方式。8,9,101.5.1机械倒库均化机械倒库是将一个库内的一定量生料倒入另一个库内，生料在入库时借助其自然休止角呈倾斜分层堆积状态，而出库时则经过自重力作用切割料层卸料，从而起到均化作用。因此，机械倒库是属于物料“漏斗形流动”的均化方式。其机械倒库工艺流程为：(1)按入库方式出磨生料全部进一个库。堆积料层较厚，层数较少，均化效果较差，所需库的个数较少。出磨生料同时进2个或多个库内，堆积料层较薄，层数较多，均化效果较好。但需库的个数较多。(2)按出库方式一个库的生料出库入窑，均化效果较差。多库生料同时出库人窑，进一步搭配掺合，均化效果较好。(3)按倒库次数一次倒库，均化效果较差。二次倒库，均化效果较好，但增加了倒库时间，库的个数较多。机械倒库的均化效果H一般为23，入窑CaCO3波动士0.5%时合格率可达7580%。机械倒库系统比较简单，一般适于规模在5万吨以下的立窑水泥厂采川。1.5.2 空气搅拌均化空气搅拌均化有两种方式:一种为间歇式空气搅拌，另一种为连续式空气搅拌。a.问歇式空气搅拌出磨生料入库装到适宜高度后，即进行充气搅拌、取样化验、校正、再搅拌，直到生料成分合格出库。这种用几个库轮换进行空气搅拌以均化生料的方式，称为间歇式空气搅拌。间歇式空气搅拌的优点是调配操作比较灵活，均化效果较好，H值可达10左右，基建投资较少。规模在5万吨以上的立窑水泥厂适于采用此种搅拌方式。b连续式空气搅拌连续式空气搅拌即出磨生料不断入库进行充分搅拌均化，合格生料从库低连续卸出入窑。我国近几年试验成功的混合式库即为连续式空气搅拌的一种。11 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：本课题主要探讨生料均化库生料的储存，生料质量提高的途径和生料均化库的选择的研究。2.1生料的储存12均化好的生料储存在储存库，储存库还要保持入窑生料成分的稳定和连续供应。储存库容量较大，个数较少。很多老厂应根据本厂工艺特点和现有工艺布置条件，因地制宜地选择切实可行的方案。有足够扩建场地的水泥厂，新建生料库是比较理想的。若没有扩建扬地时我们推荐以下几种生料储存库的改造方案以供参考：1、改成间歇式均化库。2、改成混合室式均化库。可在库内建造一个气力混合室(锥底库需用轻质砼填充一部分锥体，相对减少了库的储存量，见图3) 也可以在库下或库外入窑前另建一个小型气力混合室(见图4)。 图3 图4 3、改造成多料流式均化库。(见图5)。 图 5 图6 1.螺旋轴送机，2.回锥式分料器。生料储存库改造除应与土建等有关专业密切配合外，还应注意以下问题：1、砖混结构的库要考虑充气时的库内压力，采取相应的加固措施，内外壁应抹水泥砂浆防止漏气。2、库下卸料设备，应选择能调速的锁风性能好的卸料机，如刚(弹)性叶轮或单管螺旋喂料机.3、库顶应根据排气量选择相匹配的袋式除尘器。多个均化库每相邻的两个库，可用空气管道连通或在库顶两库壁相切处凿通气孔，进行集中收尘。4、库顶人孔与量仓孔应安装密闭性能好的盖子，并增设正负压安全阀。5、对混合室或多料流式均化库，库顶进料口处加设圆锥式分料器（见图6），以弥补不能实现放射状小斜槽多点进料的缺陷。6、库内适当高度应安装料位指示器。7、混合室排气管应安装牢固，避免生料卸料不均匀时被压歪或折断。可用排气通道将气体引向库壁，排气管沿库壁固定。 8、由于混合室均化库环形区主要是重力均化作用，充气的主要目的是使生料松动形成漏斗料流，因此我们建议可简化充气箱结构，改成充气管。2.2生料质量提高的途径 13,14,152. 1. 1完善工艺，配套设备（a）增加或改建原料预均化和生料均化设施由上对生料各制备流程的最终生料中CaO标准偏差的分析比较来看，原料预均化和生料均化尤为重要，直接影响出磨生料和入窑生料的合格率和标准偏差，对小型水泥企业，因没有自己的矿山，不可能做到有计划地搭配开采，因此原料预均化和生料均化从某种意义上讲，是两个不可缺少的环节。（b）添置或改造拱干设备原料水分过大，不仅降低磨机产量，而且还会使原料和生料粘挂在库壁上而缩储库容量，水分的变化也影响配料的准确性，这些都要降低生料制备系统各工序的均化系数和增加半成品的标准偏差。2. 2. 2 加强生产控制2. 2. 3 健全质圣保证休系，加强管理（a）对进厂原燃材料的管理对进厂原燃材料的成分必须做到心中有数，并按品位、成分抨格分堆存放，搭配使用。（b）集中破碎，既充分利用设备的能力，降低电耗，也可提高破碎系统的均化系数。（c）保持足够的库容工，以提高储库的均化系数和配料的准确度。（d）坚持多库搭配下料制度。2.2生料均化库的比较与选择目前,国内已运行的生产线采用较多的库型有CF库、IBAU库和MF多股流库等。这种均化库的技术设计指标比较见表1。从表1来看,MF库的造价为中等水平、设计均化效果较高、电耗最低,综合指标似乎以MF库最佳。但从HLH水泥厂MF库多年来的实际运行情况看,其均化效果一直徘徊在H=3左右。例如,在雨水较多的雨季,当出磨CaO合格率在35. 27 %时,入窑合格率仅为53.47%,均化效果H只有1. 6。设计指标与实际值之所以有如此大的反差,其原因是因为在实际工业生产中,MF库由于其不可避免的边壁效应,总是存在着中间物料先溜走的趋势。当生料中水分含量较高、产生结壁现象时,更会加重这一趋势,导致其均化效果达不到设计要求。而CF库的控制卸料和IBAU库的库中心大圆锥特殊结构,均能有效地克服这一点。表2的数据也验证了这一点。表1 3种均化库的技术设计指标比较IBAU库的能耗低、造价低且实际均化效果理想，在一般的均化库设计中,应优先考虑采用IBAU库方案。如果石灰石矿山的成分波动大(S3)、设预均化堆场仍无法保证入窑成分合格率,或是石灰石成分波动情况一般(S2)、不设预均化堆场时,可采用造价高但均化效果好的CF库参考文献：1高而丰,曲海涛,王连杰,李秋义. 水泥厂生料均化问题的探讨J. 哈尔滨建筑工程学院2刘春英. 新型干法水泥生产线生料均化系统的选择J. 安徽职业技术学院材料系,安徽合肥 2300513朱祖培. 关于生料均化的评价J. 天津水泥工业设计研究院, 1989.4赵炳一. 水泥厂生料均化工艺设计J.5黄文熙. 水泥工艺学M.武汉工业大学出版社, 1896.6胡宏泰等. 水泥制造和应用M.山东科学技术出版社, 19937于润如等. 水泥厂工艺设计M.中国建筑工业出版社, 19948王业华,杨凤莲,张淑苓,黄锦扬,佟贵山,陆秉权. 水泥原料预均化方式的比较与选择J.水泥技术网. 2009,119李坚利. 水泥工艺学M. 1999,110高长明. 论中小型水泥厂的生料均化系统J. 2009,711许青海. 水泥厂生料均化的重要性及均化方式的选择J. 201012赵炳一. 水泥厂