毕业设计—日产5000吨熟料水泥制成车间工艺设计.doc

I 本科生毕业论文 5000 吨 日水泥熟料窑外分解窑水泥制成 车间工艺设计 摘要 摘要 水泥粉磨是水泥成品制备的重要工艺过程 它直接影响水泥质量的好坏 因 此水泥粉磨车间的设计在整个的水泥厂的设计中是很重要的一个环节 本设计是 5000t d 水泥熟料制成车间工艺设计 根据相关文献以及对产量要求对水泥的配料方 案 三大平衡 物料平衡 主机平衡 储库平衡 全厂主机及辅机的选型和水泥粉 磨车间系统设备的选型进行设计与计算 并据此对水泥粉磨车间的主要粉磨设备以 及其相关的附属设备 选粉机 收尘器等 的型号进行了选择 本次设计秉着力求 使产品达到 优质 环保 节能 的原则 对生产工艺技术方案以及粉磨车间设备进 行了仔细的斟酌与取舍 绘制了全厂工艺布置平面图和水泥粉磨系统工艺布置图 关键词 关键词 三大平衡 水泥粉磨 粉磨车间设计 II 本科生毕业论文 Workshop Process Design of 5000t d Cement Clinker Precalciner Kiln Abstract Cement grinding is of crucial importance in the cement production process since it directly influences the quality of the cement product Therefore the design of cement grinding plant in the whole of the cement plant s design is a very important aspect The design is 5000t d cement clinker made of the workshop process design According to some relative references and the product quantity required per day I design and calculate the cement burden plan the three great balances which include material balance main engine balance and storehouse balance choose type of main processor and auxiliary machinery for factory and the choice of the type of equipments used in the cement grinding plant Sticking to the principle of making the product high qualified green and energy saving I have a through consideration of the technical craft plan and the alternative equipments in the cement grinding plant and make choice prudently Finally I draw a floor plan layout of the factory process and cement grinding process of the system layout Keyword three great balances cement grinding the design of cement grinding plant III 本科生毕业论文 目 录 第 1 章 绪论 1 1 1 引言 1 1 2 设计简介 1 第 2 章 原料与燃料 5 2 1 原料的质量要求 5 2 1 1 水泥原料 5 2 1 2 混合材及石膏 6 2 2 燃料的质量要求 6 2 2 1 煤 6 2 2 2 熟料热耗的选择 8 第 3 章 配料计算与物料平衡 9 3 1 配料计算 9 3 1 1 原料选择 9 3 1 2 率值及率值确定 9 3 1 3 水泥配料方案 10 3 2 物料平衡计算 13 3 2 1 烧成车间生产能力和工厂生产能力的计算 13 3 2 2 原 燃料消耗定额 14 3 2 3 烧成系统和工厂的生产能力 17 3 2 4 全厂物料平衡表 18 第 4 章 主机平衡计算及选型 19 4 1 车间工作制度的确定 19 4 2 主机选型 19 4 2 1 破碎机的选型 19 4 2 2 生料磨的选型 20 IV 本科生毕业论文 4 2 3 窑系统 20 4 2 4 煤磨的选型 21 4 2 5 回转烘干机的选型 21 4 2 6 水泥磨的选型 22 4 2 6 包装机的选型 23 4 3 主机平衡表 24 第 5 章 储库计算 25 5 1 确定各种物料储存期 25 5 2 堆场计算 25 5 2 1 石灰石预均化堆场 26 5 2 2 联合预均化堆场 27 5 3 储库计算 29 5 3 1 生料配料站 29 5 3 2 生料均化库 IBAU 库 32 5 3 3 熟料储存库 33 5 3 4 水泥配料站 33 5 3 5 水泥库 36 5 4 储库一览表 37 第 6 章 水泥制成车间设计计算 38 6 1 水泥制成车间介绍 38 6 1 1 水泥粉磨的功能和意义 38 6 1 2 现代水泥粉磨技术发展的特点 38 6 1 3 水泥粉磨流程发展情况 40 6 1 4 辊压机粉磨系统的发展 41 6 1 5 辊压机水泥粉磨工艺方案 41 6 1 6 本设计工艺流程 44 6 2 制成车间选型计算 46 6 2 1 球磨机的设计计算 46 V 本科生毕业论文 6 2 2 水泥球磨机的热平衡计算 53 6 3 辊压机系统选型计算 55 6 3 1 辊压机选型计算 55 6 3 2 V 型选粉机 旋风筒选型及其他设备选型 56 6 4 其他附属设备的选型计算 58 6 4 1 O SEPA 选粉机 58 6 4 2 收尘器 59 6 4 3 水泥磨排风机 60 6 4 4 喂料计量设备 61 6 4 5 输送设备 61 第 7 章 制成车间成本及技术经济分析 65 7 1 制成车间成本 65 7 1 1 建筑工程费 65 7 1 2 安装工程费 65 7 1 3 设备购置费 65 7 1 4 其他费用 65 7 2 制成车间主要技术经济指标 66 7 3 影响水泥企业成本的因素分析 68 7 4 降低生产成本 提高经济效益的生产管理措施 69 第 8 章 水泥制成车间工艺布置 70 第 9 章 全厂平面工艺布置 71 9 1 全厂总平面设计的基本原则 71 9 2 全厂工艺平面布置说明 72 结 语 74 致 谢 75 参考文献 76 本科生毕业论文 1 第 1 章 绪 论 1 1 引言 新型干法水泥生产自问世以来倍受世界各国的关注 特别是上世纪 80 年代以来得 到了突飞猛进的发展 国际水泥工业以预分解技术为核心 将现代科学技术和工业化 生产的最新成果广泛应用于水泥生产的全过程 形成了一套具有现代高科技为特征和 符合优质 高效 节能 环保以及大型化 自动化的现代生产方法 新型干法水泥技 术代表了现阶段最高的水泥烧成技术 可以提高窑单位容积产量 提高窑砖衬寿命和 运转率 且自动化水平高 生产规模大 可以选用低质燃料或低价废物燃料 节省燃 料 降低热耗和电耗 减小设备和基建投资费用 CO 和 NO x 生成量少和事故率低 操作稳定 发展新型干法水泥技术是环境保护和资源综合利用的必然结果 同时 新 型干法水泥技术涵盖了许多丰富的理论和科研成果 指导着水泥工业设计 研发 生 产等工作的不断完善 优化和提升 近年来 我国新型干法水泥生产技术也得到了飞 速发展 尤其是进入 21 世纪 大批 4000 5000t d 熟料新型干法水泥生产线的建成 投产 标志着我国新型干法水泥生产技术已经成熟 水泥生产主要工艺过程简要包括为 两磨一烧 按主要生产环节论述为 矿 山采运 自备矿山时 包括矿山开采 破碎 均化 生料制备 包括物料破碎 原料预均化 原料的配比 生料的粉磨和均化等 熟料煅烧 包括煤粉制备 熟 料煅烧和冷却等 水泥的粉磨 包括粉磨站 与水泥包装 包括散装 等 新型干法是以悬浮预热和预分解技术装备为核心 以先进的环保 热工 粉磨 均化 储运 在线检测 信息化等技术装备未能基础 采用新技术和新材料 节约资 源和能源 充分利用废料 矿渣 促进环境经济 实现人与自然和谐相处的现代化水 泥生产方法 1 2 设计简介 本设计是 5000 t d 水泥熟料窑外分解窑水泥制成车间的工艺设计 参考国内同等 规模新型干法水泥厂水泥制成车间工艺设计 采用国内较成熟的先进经验和先进技术 和设备 最大限度的降低能耗 降低基建投资 又最大限度的提高产 质量 做到环 保 技术经济指标先进 合理 本设计石灰石设置圆形预均化堆场 其规模 120 m 有效储量 34109 65t 石灰石 矿山化学成分稳定 品质优良 均匀性好 储量丰富 厂区设 3 个 12 30m 圆库储 本科生毕业论文 2 存石灰石用于生料配料 库有效储量 13618 12t 实际储存时间为 2 03d 能满足生产的 正常进行 同时对原煤设置矩形预均化堆场 原煤成分的波动对烧成工艺 热工制度的稳定 性及熟料质量等影响极大 外购煤的质量难以完全预先控制 同时多点供应原煤的可 能性是存在的 并且考虑将来使用低品位原煤的需要 故设置原煤预均化设施 原煤 预均化堆场规格为 45 75m 堆场有效储量 9172 57t 采用 3 组分 石灰石 粘土 铁粉 配料 粘土配料仓下设板喂机和震动电机 以顺利排出粘湿物料 在生料的破碎方面 采用目前普遍采用的一级单段锤式破碎系 统 在生料粉磨方面 采用烘干兼粉磨的 ATOX50 立磨系统 此磨在国内几家新建干 法水泥生产线运行正常 其台时产量为 400t h 入磨水分 6 出磨水分 0 5 入磨粒度允许 2 100mm 出磨细度 80 m 筛余 10 主电机功率 3800kw 为 了减小磨机风环风速 降低磨内压降 节约粉磨电耗 设有物料外循环系统 生料均化库采用IBAU型均化库 其规格为 22 5 m 60 m 有效储量17000t 储期 2 21d 该库集生料储存 均化和喂料于一体 具有均化效果好 电耗低 系统简单 操作管理方便等优点 库内分8个卸料区 生料按照一定的顺序分别由各个卸料区卸出 进入均化小仓 兼窑喂料仓 均化作用主要由库内重力切割和均化小仓的搅拌来实现 出库生料经流量控制阀送至生料喂料计量仓 该仓下部设有荷重传感器 内部设 有充气装置 集混合 称量 喂料功能与一体 出混合仓生料经流量计计量 由空气 输送斜槽送至窑尾斗式提升机 送到预热器顶部后再经过分料阀分别喂入双系列预热 器的两个进料口 熟料烧成采用带 DD 分解炉的双系列五级旋风预热器 DD 分解炉特别适合于低挥 发分煤的完全燃烧 旋风预热器结构优化 系统阻力低 节能效果显著 燃烧器和篦 冷机分别采用 NC 15 型四通道燃烧器和控制流空气梁篦冷机系统 日产熟料正常生产 能力 5000t 目标生产能力 5300t d 熟料热耗 3050kJ kg 窑尾预热器采用 4 2 2 2 2 组 合 预热器规格 C1为 4 4900mm C2 C3 均为 2 6500mm C4为 2 6800mm C5为 2 7200mm 出 C1废气量为 1 81Nm3 kg 熟料 DD 分解炉 直径 8560mm 有效高度 26 4m 窑与分解炉用煤比例为 40 和 60 回转窑规格为 4 8m 72m 斜度 3 5 正常转速 3 5r min 窑尾收尘采用增湿塔加收尘效率高的低压长袋脉冲袋 收尘器 本科生毕业论文 3 熟料储存库参考烟台东源日产 5000 熟料生产线 采用 60 42 圆库储存熟料 储 量 100000t 此圆库为帐篷库 与同类库相比 减薄了库壁的厚度 同时节约了钢材 另设有 2 个 15 34m 的熟料汽车散装库 储量为 4987 52t 配有 4 套熟料散装装 置 可库底或库侧散装发运熟料 在水泥销售淡季 储存过剩的熟料 以保证生产的 连续进行 同时也可以直接销售熟料 煤粉制备系统设计采用 HRM2200M 型辊式磨 其生产能力为 43 t h 该系统具有易操作 使用维护简单的特点 原煤经全密闭计量给煤机喂入辊式磨 烘干粉磨 烘干所需要的热源取自窑头篦冷机的废气 在入磨物料粒度 50mm 水分 10 出磨物料细度 200 目筛 80 通过 水分 1 的条件下 系统设计产量为 40 48t h 配置电机功率 500KW 设有煤粉仓 2 个 1 个为分解炉供煤 1 个为回转窑 供煤 窑头和分解炉喂煤采用菲斯特秤计量 窑与分解炉用煤比例为 40 和 60 本设计选用混合材 矿渣 初水分为 23 0 要求终水分达到 1 因此选择 2 台 3 20m 的回转烘干机 其台时产量 矿渣初水分为 23 要求终水分达到 1 可 达 20t h 烘干热耗为 4810kJ kg 水分 水泥粉磨参照 水泥厂 采用联合粉磨工艺粉磨熟料 熟料经水泥配料站后经辊 压机初步粉磨 由 V 型选粉机选出的熟料颗粒再送至水泥磨细磨 部分细颗粒经旋风 收尘器收尘后入磨细磨 V 选后的粗颗粒回称重稳流仓至辊压机再次粉磨 以保证生 产的连续性和稳定性 水泥粉磨采用 2 套带 O Sepa N 3500 选粉机的闭路球磨机粉磨系统 简单实用 运转率高 调节水泥细度方便 能同时生产不同品种水泥 磨机选用了 4 2 13m 球 磨机 其传动采用了中心传动系统 具有传递功率大 投资省 占地面积小等优点 O Sepa 选粉机所需一次风来自出旋风收尘器的一部分气体 二次风来自磨尾含尘气体 和磨系统各个收尘点提供 三次风来自空气 大大改进水泥质量 提高粉磨系统产量 台时产量最高可达 210t h 电机功率 160kW 台 磨出水泥细度比表面积达 350m2 kg 左 右 水泥成品经斜槽 提升机输送入水泥库 系统废气经袋收尘器净化后的废气排入 大气 正常排放浓度 50 mg m3 标 8 座 15 34m 圆型水泥库用于储存和发运水泥 每库储量 7870 60t 来自水泥粉 磨系统的水泥经斗式提升机 空气输送斜槽送入水泥库内 水泥库底可直接发运散装 本科生毕业论文 4 水泥 水泥库底设有减压锥及充气装置 由罗茨鼓风机供气 出库水泥经库底卸料装 置 空气输送斜槽 斗式提升机送往水泥包装系统 采用 3 台 BX 8WY 型八咀回转包 装机包装水泥 台时产量为 100t h 完全能满足生产的要求 并设有电子校正称 破包 机及破包清理等装置 具有称量精度高 袋误差为 0 1kg 密封性能好 扬尘小 自 动化程度高及操作简便等优点 全厂的中央地带修建生产控制楼 生产楼内设置中央控制室 采用施耐德的 Quantum 和 Momentum PLC 控制系统控制 同时生产楼内设置车间办公室 化验室与 中央控制室在同一栋楼 负责全厂原 燃材料 半成品和成品的物理检验 化学分析 及质量控制 设半露天布置总降压站 1 座 分别向厂区和矿山供电 设置给水处理系统满足生产生活需要 生活 消防给水管网和生产给水管网皆设 计为环状管网 设置污水处理场对生活污水 生产废水进行处理 办公楼 生产楼采 用中央空调机组调节空气流量和温度 电气室 变电所 总降压站等处采用柜式空调 机调节空气流量和温度 设计全厂收尘器均为袋收尘器 最大限度地保护当地的自然环境 对环境的污染 降到最小 本科生毕业论文 5 第 2 章 原料与燃料 2 1 原料的质量要求 2 1 1 水泥原料 普通硅酸盐水泥 原料的成分和性能直接影响配料 粉磨 煅烧和熟料的质量 最终也影响水泥的 质量 生产硅酸盐水泥的主要原料是石灰质原料 主要提供氧化钙 和粘土质原料 主要提供氧化硅和氧化铝 也提供部分氧化铁 我国粘土原料及煤炭灰分中一般含 氧化铝较高 而含氧化铁不足 因此需要加入铁质校正原料 当粘土中氧化硅或氧化 铝含量偏低时 可加入硅质或铝质校正原料 水泥的原料应满足以下工艺要求 a 化学成分必须满足配料的要求 以能制得成分合适的熟料 否则会使配料困难 甚至无法配料 b 有害杂质的含量应尽量少 以利于工艺操作和水泥的质量 c 应有良好的工艺性能 如易磨性 易烧性 热稳定性 易混合性等 1 石灰质原料 凡以碳酸钙为主要成分的原料都叫石灰质原料 主要有石灰岩 泥灰岩 白垩 贝壳等 是水泥生产中用量最大的一种原料 一般生产 1 吨熟料约需 1 3 吨左右的石灰 质干原料 在本此设计中所使用的石灰石化学分析结果如下 表表 2 1 石灰石化学成分 石灰石化学成分 lossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3R2O 石灰石 39 555 751 750 4750 321 22 0 3199 37 本设计采用的石灰石各项指标都达到了一级品 CaO 48 MgO 2 5 R2O 1 0 的要求 该石灰石属于生产水泥的优质原料 据了解 该 矿山在厂区东北方 距厂 5 公里 储量丰富 初步勘测其储存量能服务 5000t d 熟料 生产线 30 年以上 矿石成分稳定性好 交通方便 2 辅助校正原料 传统的水泥生产的辅助原料主要是粘土质原料 校正原料是铁粉和砂岩 粘土质 原料是含碱和碱土的铝硅酸盐 主要化学成分是 SiO2 其次 Al2O3 还有 Fe2O3 一般 本科生毕业论文 6 生产 1 吨熟料用 0 3 0 4 吨粘土质原料 天然的粘土质原料有黄土 粘土 页岩 泥岩 及河泥等 其中黄土和粘土使用最广 本设计采用的校正原料化学成分分析如下 表表 2 2 粘土化学成分 粘土化学成分 lossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3 粘土 5 1069 0611 848 273 231 19 98 69 表表 2 3 铁粉化学成分 铁粉化学成分 lossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3 铁粉 1 6019 634 5466 755 022 18 99 72 2 1 2 混合材及石膏 1 混合材 本设计的混合材主要采用矿渣 同时搭配少量的石灰石 通过对本设计的石灰石 原料的化学成分分析后的评价 此石灰石同时也是优质的混合材原料 这样加入少量 的石灰石作为混合材 不仅提高水泥早期强度从而提高了水泥质量 而且还减小了粒 化高炉矿渣的消耗量 减小了成本投入 为企业带来显著的经济效益 本设计所使用的矿渣化学成分分析如下 表表 2 4 矿渣化学成分矿渣化学成分 lossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3 矿渣 38 2710 311 2343 053 290 4196 56 矿渣含水量 23 0 2 石膏 本此设计所使用的石膏其化学成分分析如下 表表 2 5 石膏化学成分 石膏化学成分 lossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3 石膏 23 22 1 170 7734 190 2739 6699 28 石膏含水量为 2 5 2 2 燃料的质量要求 2 2 1 煤 煤炭是水泥工业生产中使用最为广泛的一种燃料 我国水泥工业主要使用煤做为 本科生毕业论文 7 燃料 燃料品质既影响煅烧过程又影响熟料质量 发热量高的优质燃料 其火焰温度 高 熟料 KH 值可高些 若燃料质量差 灰分含量多 热值过低 会降低与分解窑的 生产效率 同时容易造成燃料燃烧不完全 预热分解系统粘结堵塞 降低熟料质量 低品位煤除了火焰温度低外 还会因煤灰的沉落不均匀 对熟料质量影响极大 对回转窑来说 采用的煤的发热量高 挥发分低 则因挥发分低 火焰黑火头长 燃烧部分短 热力集中 熟料易结大块 游离氧化钙增加 耐火砖寿命缩短 水泥工业用燃料的质量分析包括以下几个方面 1 热值 对燃煤的热值希望越高越好 可有效地提高发热能力和煅烧温度 热 值较低的煤使煅烧熟料的单位热耗增加 同时窑的单位产量降低 因此对于预分解窑 一般要求煤的低位发热量大于 21000kJ kg 煤 本设计用煤热质为 21029kJ kg 煤 2 挥发分 煤的固定碳和挥发分是可燃成分 挥发分低的煤不易着火 窑内会 出现较长的黑火头 高温带比较集中 易形成 短焰急烧 综合考虑燃料成本和技术 条件 本设计中的使用的是烟煤 其挥发分相对较高 为 25 74 3 灰分 煤的灰分是水泥工业用煤的主要指标之一 如果灰分过高将导致煤的 着火点后移 辐射传热效率下降 导致熟料颗粒的成分不均匀 从而影响窑热工制度 的稳定和窑熟料产 质量的提高 在新型干法中 煤灰分过高 热值过低 不仅会降 低预分解窑生产效率 同时造成燃料不完全燃烧 预分解系统黏结堵塞 降低熟料质 量 一般要小于 25 30 本设计中所用煤的灰分为 13 92 4 水分 水分是影响煤粉制备和燃烧的不利因素之一 对于燃烧 水分越高 煤粉滞后起燃越严重 相应的热耗增大 对于粉磨 则由于流动性变差 使其运输 喂料不畅 粉磨困难 相应的煤磨的产量降低 电耗也会增加 生产中对煤粉的水分 应控制在 1 1 5 5 煤粉的细度 煤粉的细度直接影响火焰的长度及形状 国内生产 设计采用 的煤粉细度 通常 80 m 筛余为 8 10 煤粉越细比表面积越大 在空气中与氧气接触 的机会越多 燃烧速度快 燃烧越完全 单位时间放出的热量越多 可以提高窑内火 焰的温度 煤粉太粗时 黑火头长 难着火 燃烧速度慢 火力不集中 烧成温度低 太粗时也会造成煤灰的不均匀掺入 这些因素都会使熟料质量降低 窑内热工制度不 稳定 操作困难 但是当煤粉太细时 其自燃的几率也增大 见 新型干法水泥技术 P116 本次设计所使用的煤是烟煤 其元素分析和工业分析结果如下 本科生毕业论文 8 表表 2 6 煤的工业分析煤的工业分析 W y A y V y C y Q y DW 原煤 烟煤 3 32 13 92 25 74 57 02 21029kJ kg 表表 2 7 煤灰化学分析 煤灰化学分析 lossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3 煤灰 50 4128 158 995 752 772 1198 18 2 2 2 熟料热耗的选择 我国的预分解窑的熟料烧成热耗一般为 3100 3300kJ kg 熟料 但现有技术已经使 得水泥熟料烧成热耗有所下降 本设计选取单位熟料烧成热耗为 3050kJ kg 熟料 本科生毕业论文 9 第 3 章 配料计算与物料平衡 3 1 配料计算 3 1 1 原料选择 表表 3 1 原料化学成分 原料化学成分 成分名称LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3 石灰石39 555 751 750 4750 321 22 99 37 粘土5 1069 0611 848 273 231 19 98 69 铁粉1 6019 634 5466 755 022 18 99 72 煤灰 50 4128 158 995 752 772 1198 18 表表 3 2 煤的工业分析煤的工业分析 W y A y V y C y Q y DW 原煤 烟煤 3 32 13 92 25 74 57 02 21029kJ kg 单位熟料热耗为 q 3050kJ kg 3 1 2 率值及率值确定 1 硅率 SM 硅酸率 SM 的大小表示熟料在煅烧过程中生成硅酸盐矿物和溶剂矿物的相对含量 SM 值过高 溶剂矿物减少 烧成温度需要相对提高 热耗高 且不利于 C3S 的形成 SM 值过低 则熟料因硅酸盐矿物少而强度低 并且由于液相量过多易出现大块 结圈 等 影响要的操作 通常硅酸盐水泥的硅率在 1 7 2 8 之间 2 铝率 IM 铝率表示熟料中氧化铝与氧化铁的质量百分比 也表示熟料中 C3A 与 C4AF 的比 例关系 因而也关系到熟料的凝结快慢 同时还关系到熟料液相黏度 从而影响到熟 料的煅烧难易 铝率高 熟料中 C3A 多 液相黏度大 物料难烧 水泥凝结快 但铝 率过低 虽然液相黏度小 液相中质点容易扩散 C3S 形成有利 但烧结范围窄 窑内 易结大块 不利于窑的操作 铝率一般是在 0 9 1 9 之间取得 3 石灰饱和系数 KH 本科生毕业论文 10 KH 表示的是熟料中氧化钙被氧化硅饱和成硅酸三钙的程度 KH 实际上表示了熟 料中 C3S 与 C2S 百分含量的比例 KH 越大 则硅酸盐矿物中的 C3S 的比例越高 熟 料质量越好 故提高 KH 有利于提高水泥质量 但 KH 过高 熟料煅烧困难 保温时 间长 否则会出现游离 CaO 同时窑的产量低 热耗高 窑衬工作条件恶化 工厂中 KH 值一般在 0 82 0 94 之间取得 预分解窑生料预热好 分解率高 另外由于单位产量窑体的散热损失少以及耗热 最大的碳酸盐分解带已移到窑外 因此窑内的气流温度高 为了有利于挂窑皮和防止 结皮 堵塞 结大块 目前趋于低液相量的配料方案 熟料率值的确定 首先要满足产品方案的要求 并在生产中逐步摸索适合本厂设 备和资源条件的指标 若原料易烧性较好 烧成熟料游离钙 1 即可提高率值 以 取得高强度熟料 从而增加混合材掺加量 若生产硅酸盐水泥 买方又不需要高标号 即可在满足产品质量要求的前提下 适当降低率值 以减少煤耗 这就是经济率值 参考国内外大型预分解窑熟料率值的配料方案 结合本设计的原料品质 本次设计的初始率值目标值定为 KH 0 90 SM 2 6 IM 1 6 3 1 3 水泥配料方案 1 计算熟料中煤灰掺入量 GA GA S 煤灰沉落率 带电收尘器的窑为 100 100 DW F y Q SqA 3050 13 92 100 100 21029 2 02 2 假设原料配比 计算配料数据及生料成分 设干燥基原料配比为 表表 3 3 假设干燥基原料配比假设干燥基原料配比 石灰石粘土铁粉 86 00 11 00 3 00 计算各原料带入白生料中的成分量 原料配比 该原料化学成分中各氧化物含量 如 石灰石带入白生料中的 SiO2的百分 含量为 SiO2 86 00 5 75 4 945 用此法计算所有原料带入白生料中各氧化物百分含量列于表 3 4 表表 3 4 化学成分 化学成分 原料名称配比LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3 石灰石8634 0134 9451 5050 40443 2751 0490 本科生毕业论文 11 粘土110 5617 5971 3020 9100 3550 1310 铁粉30 0480 5890 1362 0030 1510 0650 生料10034 62213 1312 9443 31643 7811 2460 灼烧生料 20 0844 5025 07366 9661 9050 灼烧基生料 白生料中各氧化物含量 100 100 L白 白生料中各氧化物含量 62 34100 100 3 计算熟料成分 熟料中各氧化物含量 灼烧基生料中各氧化物含量 100 煤灰掺入量 GA 煤灰中各 氧化物含量 GA 表表 3 5 熟料的计算成分 熟料的计算成分 项 目配合比SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3 灼烧生料 97 9819 6784 4124 97065 6141 8670 000 煤灰 2 021 0180 5680 1820 1160 0560 043 熟料10020 6964 9805 15265 7301 9230 043 4 熟料率值及其矿物组成计算 IM 0 64 KH 0 961 2323 2 CaO 1 65Al O 0 35Fe O 2 8SiO SM 2 043 2 2323 SiO Al O Fe O IM 0 967 23 23 Al O Fe O 根据计算结果 KH 偏高 IM SM 都低于配料目标值 所以重新调整原料原料配比 5 重新假设调节原料配比 计算配料数据及灼烧基生料成分 设干燥基原料配比 如下 表表 3 6 重新调整原料配比 重新调整原料配比 石灰石粘土铁粉 86 10 13 00 0 90 计算所有原料带入白生料中各氧化物百分含量列于下表 表表 3 7 化学成分 化学成分 原料名称配比LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3 本科生毕业论文 12 石灰石86 134 0534 9511 5070 40543 3261 0500 粘土13 00 6638 9781 5391 0750 4200 1550 铁粉0 90 0140 1770 0410 6010 0450 0200 生料10034 73014 1053 0872 08143 7911 2250 灼烧生料 21 6114 7293 18867 0911 8760 表表 3 8 熟料的计算成分 熟料的计算成分 项 目配合比SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3 灼烧生料 97 9821 174 4 634 3 123 65 737 1 839 0 000 煤灰 2 021 018 0 568 0 182 0 116 0 056 0 043 熟料10022 192 5 202 3 305 65 853 1 894 0 043 6 计算熟料率值及矿物组成 P 0 64 KH 0 903 2323 2 CaO 1 65Al O 0 35Al O 2 8SiO SM 2 608 2 2323 SiO Al O Al O IM 1 574 23 23 Al O Fe O C3S 3 8 3 0 903 2 21 174 57 05 2 3 8SiO 32 KH C2S 8 61 1 0 903 21 174 17 68 2 8 61SiO 1 KH C3A 2 65 5 202 0 64 3 305 8 18 2323 2 65 Al O0 64Fe O C4AF 3 04 3 305 10 05 23 3 04Fe O 重新调整生料配比后 熟料率值和矿物组成均符合设计要求 而且 MgO 和 SO3也在控 制范围内 所得的结果 KH SM IM 已十分接近要求值 所以原料配比确定为 表表 3 9 确定原料配比 确定原料配比 石灰石粘土铁粉 86 10 13 00 0 90 7 将干燥基原料配比换算为湿原料配比 计算生料湿原料质量配合比 表表 3 10 原料中水分 原料中水分 名称 石灰石粘土铁粉 水分 M 1 0 3 0 8 0 湿原料 干原料 100 100 M 本科生毕业论文 13 表表 3 11 计算结果计算结果 湿原料石灰石粘土铁粉 份数0 8697 0 1340 0 0098 1 0135 换算成百分比85 8112 13 2235 0 9652 100 8 白生料的理论消耗量 白生料理论消耗量 A 1 G 1 L白3473 0 1 0202 0 1 1 5011 kg kg 150 11 kg 白生料 100kg 熟料 9 熟料煤耗 P1 0 14504 kg kg 145 04 kg 煤 100kg 熟料 net ar Q 熟料热耗 21029 3050 3 2 物料平衡计算 3 2 1 烧成车间生产能力和工厂生产能力的计算 1 窑的台数 标定熟料产量 Qd 5300t d 小时产量 Qh 220 83t h 24 5300 理论熟料产量 Qd 1 5000t d 理论小时产量 Qh 1 208 33t h 24 5000 n 0 94 故 n 取 1 h h Q Q 1 83 220 33 208 式中 n 窑的台数 台 要求的熟料日产量 t d 按照窑的日产量 窑的标定产量设定为 d Q 5300t d 2 计算烧成系统的生产能力 熟料小时产量 Qh nQh 1 1 208 33 208 33 t h 熟料日产量 Qd 24Qh 24 208 33 5000 t d 熟料周产量 Qw 168Qh 168 208 33 35000 t w 式中 Qh 窑的台时产量 t h Qd 窑的日产量 t d Qw 窑的周产量 t w 3 水泥产量计算 本科生毕业论文 14 当设计任务书是两种或者两种以上 但所用熟料相同时 可先分别求出每种水泥 的产量 然后计算水泥产量的总和 本次设计任务书规定的水泥品种有两种 所用熟 料相同 其中熟料分别 P O 525 45 P O 425 55 因此水泥小时生产能力计 算可先分别求出每种水泥的小时产量 然后计算水泥小时产量的总和 每种水泥小时产量 220 83 45 108 65 t h 45 100 100 11 1 hh Q ed p G 628 5 100 3100 220 83 55 142 42 t h 55 100 100 22 2 hh Q ed p G 1228 5 100 3100 水泥小时产量总和 108 65 142 42 251 07 t h 21hhh GGG 式中 分别表示每种水泥小时产量 t h 1h G 2h G 分别表示水泥中石膏的掺入量 分别为 5 28 5 28 1 d 2 d 分别表示每种水泥中混合材的掺入量 分别为 6 12 1 e 2 e 干生料生产损失 取 3 见 水泥厂工艺设计概论 P40 p 两种水泥小时产量的总和 t h h G 水泥日产量 24 251 07 6025 68 t d hd GG24 水泥周产量 168 251 07 42179 76 t w hw GG168 3 2 2 原 燃料消耗定额 1 原料消耗定额 考虑煤灰掺入时 1t 熟料的干生料理论消耗量 KT 1 50 t t 熟料 100 100 S I 73 34100 02 2 100 式中 KT 干生料理论消耗定额 t t 熟料 S 煤灰掺入量 I 干生料的烧失量 考虑煤灰掺入时 1t 熟料的干生料消耗定额 K生 1 54 t t 熟料 100 100 T K P 生 式中 K生 干生料消耗的定额 t t 熟料 本科生毕业论文 15 P生 干生料生产损失 取 3 见 水泥厂工艺设计概论 P40 各种干原料的消耗定额 K原 K生 K原 某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 干生料中该原料的配比 K石灰石 K生 1 54 86 10 1 3259 t t 熟料 K粘土 K生 1 54 13 00 0 2002 t t 熟料 K铁粉 K生 1 54 0 9 0 0139 t t 熟料 结果见下表 表表 3 12 干原料的消耗定额干原料的消耗定额 石灰石粘土铁粉 t t 熟料 K生1 54 i 86 10 13 00 0 90 t t 熟料 K原 1 32590 20020 0139 式中 干原料的消耗定额 t t 熟料 K原 干生料消耗定额 t t 熟料 K生 i 物料干燥基配比 2 干石膏消耗定额 见 水泥生产工艺计算手册 P78 本设计石膏掺入量 d 343 3 0 2 0 05CAF SO 熟料中 SO 石膏中 A 100 5 28 66 39 043 0 05 1005 0 18 8 2 0 确定 P O 525 P O 425 水泥混合材掺入量分别为 e 6 e 12 生产损失均为 Pd 3 则 Kd kg kg 熟料 100 100 100 d d deP 表表 3 13 本科生毕业论文 16 P O 525P O 425 d 5 28 e 612 kg kg 熟料 d K 6 14 10 26 58 10 2 3 干混合材消耗定额 Ke kg kg 熟料 100 100 100 e e deP 表表 3 14 e d Pe Ke kg kg 熟料 P O 525 65 2830 070 P O 425 125 2830 150 4 烧成用干煤消耗定额 Kf1 0 1493kg kg 熟料 100 100 net arf q Qp 3100 21029 3050100 5 烘干用干煤消耗定额 本设计主要是对混合材进行烘干处理 Kf2 M Q 湿 烧 12 2 100 ww w net ad q Q 烘 100 100 f p 35000 67 8328 1100 123 21029 4810 3100 100 0 0125 kg kg 熟料 式中 Kf1 烧成用干煤消耗定额 kg kg 熟料 Kf2 烘干用干煤消耗定额 kg kg 熟料 pf 煤的生产损失 一般取 3 见 水泥厂工艺设计概论 P41 Qnet ad 煤的低位热值 kJ kg 熟料 w1 w2 分别表示该物料烘干前 后的水分 分别为 23 1 q 熟料烧成热耗 kJ kg 熟料 M湿 须烘干的湿物料量 t 周 8328 67 Q烧 烧成系统生产能力 t 周 35000 q烘 蒸发 1kg 水分的热耗量 kJ kg 水分 4810 参考 水泥厂工艺设计 概论 P68烘干机的热工参数 本科生毕业论文 17 6 上述各种干物料消耗定额换算为天然水分的湿物料消耗定额 K湿 0 100 100 K w 干 式中 K干 K湿 分别表示干物料 湿物料消耗定额 kg kg 熟料 w0 该物料的天然水分 用此公式计算见下表 表表 3 15 原料消耗定额表原料消耗定额表 石膏矿渣水泥用石灰石 石灰 石 粘土铁粉P O 525 P O 425 P O 525 P O 425 P O 525 P O 425 w0 1 03 08 02 52 523231 01 0 K 干 kg kg 熟料 1 32590 20020 01390 06140 06580 05830 12500 01170 0250 K 湿 kg kg 熟料 1 33930 20720 01510 06290 06750 07570 16230 01180 0253 3 2 3 烧成系统和工厂的生产能力 1 烧成系统的生产能力 熟料小时产量 Qh nQh 1 1 208 33 208 33 t h 熟料日产量 Qd 24Qh 24 208 33 5000 t d 熟料周产量 Qw 168Qh 168 208 33 35000 t w 2 工厂生产能力 每种水泥小时产量 220 83 45 108 65 t h 45 100 100 11 1 hh Q ed p G 628 5 100 3100 220 83 55 142 42 t h 55 100 100 22 2 hh Q ed p G 1228 5 100 3100 水泥小时产量总和 108 65 142 42 251 07 t h 21hhh GGG 水泥日产量 24 251 07 6025 68 t d hd GG24 水泥周产量 168 251 07 42179 76 t w hw GG168 本科生毕业论文 18 3 2 4 全厂物料平衡表 表表 3 16 水泥配料表水泥配料表 按上法计算全厂物料需要量见下表 表表 3 17 全厂物料平衡表全厂物料平衡表 物料平衡表 t 消耗定额 t t 熟料 干料含天然水分料 原料名称 水分 含量 生 产 损 失 干料 水分料 小时日周小时日周 备注 123456789101112 石灰石1 0 1 3259 1 3393276 216628 9446402 57278 986695 4346867 99 粘土 3 0 0 2002 0 2072 41 87 1004 84 7033 87 43 16 1035 83 7250 84 铁粉8 0 0 0139 0 0151 2 8969 49486 423 1575 49528 42 生料 3 0 1 54 320 78 7698 7753891 39 P O 5252 5 3 0 0 0614 0 0629 12 79 306 95 2148 66 13 10 314 45 2201 15 石膏 P O 4252 5 3 0 0 0658 0 0675 13 71 328 95 2302 63 14 06 337 45 2362 12 P O 525 23 0 3 0 0 0583 0 0757 12 14 291 45 2040 17 15 77 378 44 2649 08 矿渣 P O 425 23 0 3 0 0 1250 0 1623 26 04 624 90 4374 30 33 81 811 37 5679 59 P O 5251 0 3 0 0 0117 0 01182 44 58 50 409 49 2 46 59 00 412 99 石灰石 混合材 P O 4251 0 3 0 0 0250 0 02535 21 125 00 874 99 5 27 126 50 885 49 熟料 208 33500035000 P O 5253 0 108 65 2607 6018253 20 水泥 P O 4253 0 142 42 3418 0823926 56 烧成用煤3 0 3 0 0 1493 0 153931 10 746 38 5224 66 32 06 769 38 5385 64 烘干用煤3 0 3 0 0 0125 0 01292 60 62 49 437 43 2 69 64 49 451 43 燃煤合计3 0 3 0 0 1618 0 166833 70 808 87 5662 09 34 75 833 87 5837 07 混合材 水泥品种 石灰石矿渣 石膏熟料 P O 5251 5 5 28 88 72 P O 4252 10 5 28 82 72 本科生毕业论文 19 注 1 窑熟料产量 5000t d 熟料热耗 3050kJ kg 2 燃煤量按无烟煤与烟煤搭配计算 搭配比例为 无烟煤 烟煤 30 70 窑 头煤 窑尾煤 40 60 3 水泥品种设为P O 525和P O 425两种品种 袋装水泥 散装水泥 70 30 第 4 章 主机平衡计算及选型 4 1 车间工作制度的确定 表表 4 1 车间工作制度表车间工作制度表 本设计主机每周运转小时数及班制表 主机名称 每日运转时间 h d 每周运转时间 h 周 生产周制 d 周 生产班制 石灰石破碎机12726每日两班 每班 6 小时 生料磨221547每日三班 每班 8 小时 窑241687每日三班 每班 8 小时 煤磨241687每日三班 每班 8 小时 水泥磨221547每日三班 每班 8 小时 回转烘干机201407每日三班 每班 8 小时 包装机151057每日两班 每班 8 小时 4 2 主机选型 4 2 1 破碎机的选型 本设计采用单段锤式破碎系统 石灰石破碎机要求小时产量 GH 663 24 t h w G H72 885 4946867 99 由此 选择型号为 TKLPC2022 F 型单段锤式破碎机一台 台时产量为 700 t h 进料块度 1100mm 出料粒度 75mm 占 90 同时配备重型板式喂料机 2300 10000mm 喂料能力 700 900t h 其主电机功率 55kw 选择该石灰石破碎机能 满足工厂生产要求 该破碎机其特点为破碎比大 可将大块原矿石一次性破碎到符合入磨 标准的粒度 与传统的两段破碎系统相比 可节省一次性投资 另外该破碎机的操作简单 维修方便 本科生毕业论文 20 石灰石破