日产4000吨水泥熟料工厂设计.docx

题目：日产4000吨水泥熟料工厂设计班级：材料学院 430902班组员：朱欢（43090204） 曹甫（43090205）张少林（43090208） 陈恺（43090212）完成内容：内容物料计算设备选型堆场计算CAD图绘制姓名张少林曹甫朱欢陈恺、曹甫物料平衡计算一、烧成车间生产能力1 窑的年利用率根据最新技术窑的年利用率 =325/365=0.892 窑的型号和台数的确定用周平衡法 先令n=1，则（t/h），查表选择型号4.874 其小时产（t/h），则，则定为一台型号4.874的回转窑。表1是选定窑型情况表1 选定的窑型名称型号熟料产量旋窑规格预热器规格设备重量一级二级三级四级五级t五级悬浮预热窑（预分解）新建型50004.87422500148001370014800150008413 回转窑产量的标定实际窑的日产量为4000t/d的小时产量为4000/24=166.7t/h,所以定日产量为170t/h。4 确定石膏的含量适当增加石膏量有利于提高早期强度，但过多会引起膨胀,国家标准规定三氧化硫不大于4%，换算得石膏不大于6.8%.所以石膏加入量选为2%。5 混合材掺量混合材掺量为30%的粒化高炉矿渣6 烧成系统的生产能力： 熟料的小时产量： 熟料的日产量： 熟料的年产量： 7 工厂的生产能力水泥中石膏的掺入量d=2%，水泥中混合材的掺入量e=30%，水泥的生产损失p=3%。二、配料计算1 确定率值的生料的化学成分表2 硅酸盐水泥熟料配料率值和矿物组成建议范围窑型KHSMIMC3S%C2S%C3A%C4AF%湿法窑0.88-0.921.9-2.51.0-1.851-5916-245-1111-17干法窑0.86-0.892.0-2.351.0-1.646-6719-286-1111-18立波尔窑0.85-0.881.9-2.31.0-1.844-5322-305-1111-17预分解窑0.87-0.922.2-2.61.3-1.848-6214-287-1010-12机立窑适宜范围0.86-0.932.0-2.51.1-1.5有矿化剂0.92-0.961.6-2.01.1-1.355-6318-2212-166-10预分解窑推荐值0.882.501.60适宜范围0.86-0.902.40-2.801.40-1.90根据要求，已知率值：KH=0.89-0.91 SM=2.4-2.6 IM=1.4-1.6 表3 生料的化学成分名称配合比烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaO石灰石83.533.05363.51330.17401.325844.6212砂岩6.000.17525.37120.19740.06540.0936粉煤灰9.000.24304.83392.55510.52830.3636铁矿石1.500.04010.73100.07880.50900.0416生料100.0033.511914.44943.00532.428445.1199灼烧生料100.0021.73234.52003.652467.86162 计算煤灰掺入量利用下列公式=2.6587%，所以煤灰参入量为2.6587%。式中：煤灰掺入量，以熟料百分数表示（100%）煤的应用基低热值（kJ/kg煤）煤的应用基灰分含量（%）q熟料烧成热耗（kJ/kg熟料）R煤灰沉落度（%），当窑后有电收尘且窑灰入窑时取100%加入煤灰后熟料的化学成分如表4所示表4 熟料的化学成分名称配合比SiO2Al2O3Fe2O3CaO灼烧生料97.341321.73234.52003.652466.0574煤灰2.65871.27750.98420.15420.0550熟料10022.43205.38413.709566.1125KH=0.89,三个率值均在允许的误差范围内。干原料质量比为：干石灰石:83.5%干砂岩:6%干铁矿石:1.5%干粉煤灰:9% 三、原燃料消耗定额的计算1 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：=(t/t熟料)式中：干生料理论消耗量（t/t熟料），干生料的烧失量（%），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：取生料的生产损失：=3%干生料消耗定额：(3)各种干原料的消耗定额： 某种干原料的消耗定额（t/t熟料）干生料的消耗定额（t/t熟料）干生料中原料的配合K石灰石=1.50930.835=1.2603(t/t熟料)K砂页岩=1.50930.06=0.0906(t/t熟料)K粉煤灰=1.50930.09=0.1358(t/t熟料)K铁矿石=1.50930.015=0.0226(t/t熟料)(4) 含天然水分的湿物料消耗定额 四种物料含水分依次为1%，3%，0.5%，4%，所以湿物料消耗定额为：2 干石膏消耗定额3 混合材的消耗定额4 烧成用干煤消耗定额取煤的生产损失=3%，烧成用干煤消耗定额：其中：烧成用干煤消耗定额（t/t熟料）， 熟料烧成热耗（kJ/kg熟料）， 干煤低位热值（kJ/kg熟料）， 煤的生产损失%，一般为3%。5 编制物料平衡表通过以上计算列出物料平衡表如5所示表5物平衡表栏原 目料水分%损失%消耗定额t/t熟料物料平衡表（t）干 料含天然水分料干料湿料时日年时日年石灰石11.261.27214.255142.021670386.50216.415193.841687218.92砂岩30.090.0915.40369.65120080.1515.88381.07123791.24粉煤灰0.50.130.1323.09554.06179987.6923.21556.92180915.46铁矿石40.020.023.8492.2129953.774.0095.8831146.62生料31.511.55256.586157.942000408.12264.526348.402062277.22石膏-0.030.035.00119.9538966.415.00119.9538966.41混合材0.5-0.440.4475.001800.10584761.1975.381809.14587699.68熟料170.004080.001326687.4水泥31.29242.505820.001890627.00燃煤1.1830.140.1423.24557.78181196.4423.52564.44183360.09每种物料的消耗定额乘上熟料量即得到该物料的需要量。注：（1）单位熟料热3150kJ/kg熟料 （2）窑的利用天数为325天 （3）石灰石：砂岩：铁矿石：粉煤灰=83.5：6：1.5：9（4）生料，水泥生产损失为3%。主机设备选型一、物料的破碎1 石灰石破碎（1） 确定破碎车间的工作制度（2） 根据经验数据可知，石灰石破碎车间采用一班制，每班工作6小时，每年工作300天。根据车间运作班制和主机运转小时数，确定主机的年利用率： =kk2k38760=300168760=0.205 式中：每年工作日数， 每日工作班数， 每班主机运转小时数。（3） 主机要求小时产量：Gh=Gy8760=1670386.5087600.205=930.16（t/h）（4）设备选型青龙山的石灰石为中硬材料，为了简化生产流程，节省成本和投资，便与检修和操作，降低劳动强度，现选用单段破碎机，经一次破碎即可达到入磨粒度。单段锤式破碎机技术参数：型号转子尺寸(mm*mm)处理能力(t/h)锤头数量进料口 (mm)入料粒度(mm)出料粒度 (mm)配套功率 (kw)设备重量(t)DPC 14121420*119480-150281290*1320500*500*80090%2520025DPC 16161650*1630150-220321500*1785800*800*90090%2535543DPC 18181850*1730240-400401755*1780800*800*100090%2556067.5DPC 20182018*1802350-450402040*18601000*1000*100090%2571081DPC 20222018*2227400-600502228*24601000*1000*120090%25800110DLPC 2022-12018*2227600-800502228*24601000*1000*150090%25800120DLPC 2022-22018*2227700-900502228*24601000*1000*150090%258001302DPC 18181850*1890800 -100040*22030*20801100*1100*150090%75630*21482DPC 20222018*22371200 -150050*22670*24601000*1000*150090%75800*21452DPC 23252300*25081600 -200066*23065*26661100*1100*150090%751125*2204所以，应选用2DPC1818型,产量标定为940t/h。2石膏破碎（1）确定破碎车间的工作制度 根据经验数据可知，石膏破碎车间采用一班制，每班工作7小时，每年工作300天。（2）根据车间运作班制和主机运转小时数，确定主机的年利用率： =kk2k38760=300178760=0.24 式中：每年工作日数， 每日工作班数， 每班主机运转小时数。（3）主机要求小时产量：Gh=38966.4187600.24=18.53（t/h）（4）设备选型石膏是低硬度材料，山东产石膏含水量少，粒度300mm，综合考虑宜采用反击式破碎机。反击式破碎机的主要技术规格参数：型号规格进料口尺寸(MM)最大进料(MM)生产能力(T/H)功率(kw)重量(t)外形尺寸(mm)PF-1007100070040073030035-50379.5240015602660PF-101010001050400108035050-807512.6244022502630PF-121012501050400108035070-12011014270023402870PF-121412501400400143035080-16013218.58270024402900PF-1315130015008601520500160-26020024.2286028003050所以应选PF-1007型。3 煤破碎（1）确定破碎车间的工作制度根据经验数据可知，煤破碎车间采用二班制，每班工作7小时，每年工作300天。（2）根据车间运作班制和主机运转小时数，确定主机的年利用率： 式中：每年工作日数， 每日工作班数， 每班主机运转小时数。（3）主机要求小时产量： =181196.4487600.479=43.18（t/h）(4) 所以应选PF-1007型。4 砂岩破碎（1）确定破碎车间的工作制度根据经验数据可知，石灰石破碎车间采用一班制，每班工作6小时，每年工作300天。（2）根据车间运作班制和主机运转小时数，确定主机的年利用率： =kk2k38760=300168760=0.205 式中：每年工作日数， 每日工作班数， 每班主机运转小时数。（3）主机要求小时产量： =120080.1587600.205=66.87（t/h）（4） 设备选型选用DPC-1412单段锤式破碎机。二、粉磨设备1 生料粉磨确定粉磨车间的工作制度 根据经验数据可知，生料粉磨车间采用三班制，每班工作8小时，每年工作250天。（2）根据车间运作班制和主机运转小时数，确定主机的年利用率： =kk2k38760=250388760=0.685式中：每年工作日数， 每日工作班数， 每班主机运转小时数。（3）主机要求小时产量： =2000408.1287600.685=333.37（t/h） (4)设备选型选用沈阳重工业机械厂设计的MLS4531型立磨，其性能参数如下表：磨机型号MLS4531入磨粒度（mm）100出磨粒度（mm）12%生产能力（t/h）360-400入磨水分（%）6出磨水分（%）0.52 熟料粉磨（1）确定粉磨车间的工作制度 根据经验数据可知，水泥粉磨车间采用三班制，每班工作8小时，每年工作280。（2）根据车间运作班制和主机运转小时数，确定主机的年利用率： =kk2k38760=280388760=0.767式中：每年工作日数， 每日工作班数， 每班主机运转小时数。（3）主机要求小时产量：=1326687.487600.767=197.46（t/h） (4)设备选型采取规格为3.812的球磨机，其性能参数见下表： 规格（ld）3.812转速（r/min）15入料粒度（mm）25生产能力（t/h）110（圈流）功率（kw）2500重量（t）203所以需要n=197.46/110=1.8，所以n取2。3 煤粉制备（1） 确定煤粉制备车间的工作制度根据经验数据可知，煤粉制备车间采用三班制，每班工作7小时，每年工作250天。（2）根据车间运作班制和主机运转小时数，确定主机的年利用率： =kk2k38760=250378760=0.60式中：每年工作日数， 每日工作班数， 每班主机运转小时数。（3）主机要求小时产量： =181196.4487600.60=34.47（t/h）（4）设备选型与球磨机相比，立式磨具有以下特点；粉磨效率高；烘干能力大；入磨物料料度大，大中型立磨可以省掉二级破碎；产品的化学成份稳定；颗料级配均齐，产品料度均齐，有利于煅烧；工艺流程简单；噪音低、扬尘少、操作环境清洁； 金属损耗小，利用率高； 使用经济。综合考虑应选用立式磨。规格如下：技术参数/型号 HRM1250HRM1300HRM1550HRM1700HRM1900HRM2200HRM2300HRM2500磨盘中径（mm） 12501300155017001900220023002500产量（t/h） 1418 2025 3036 4045 5060 7090 40 50 入磨物料粒度(mm） 025 035 035 035 040 040 050 050 入磨物料水分（%） 1010101010101010产品细度（R0.08） 12%12%12%12%12%12%12%12%产品水分（%） 11111111主电机功率（KW） 155220315400500710370430入磨风温 350350350350350350350350出磨风温 7095 7095 7095 7095 7095 7095 7095 7095 出磨风量（M3/h） 25000 45000 65000 88000 120000 180000 80000 1000000 磨机差压（pa） 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 设备重量（t） 2743728599.51887080所以， 应选用HRM1550型。4 冷却车间（1）确定工作制度熟料冷却车间采用三班制，每班工作8小时，每年工作310天。（2）根据工作制度确定年利用率 = kk2k38760=310388760=0.85式中：每年工作日数， 每日工作班数， 每班主机运转小时数。（3）设备选型 选用篦式冷却机，其性能参数见下表：型号H1067产量(t/h)额定2500最大2750段数2有效面积(）63面积产量39.7-45出料粒度（mm）25进料温度（）1371出料温度（）65+环境温度传动模式机械传动小时产量为2500/24=104.17所需台数n=170/104.17=1.6,所以n取2。5 包装车间(1)确定工作制度包装车间采用二班制，每班工作6小时，每年工作292天。产品68%包装，32%散装包装1890627.0068%=1285626.36t散装1890627.0032%=605000.64t（2）根据车间运作班制和主机运转小时数，确定主机的年利用率： = kk2k38760=292268760=0.40式中：每年工作日数， 每日工作班数， 每班主机运转小时数。（3）主机要求小时产量： =1285626.3687600.40=366.90（t/h）（4）设备选型综合考虑采用旋转式自动水泥包装机。下表为某厂所生产包装机的性能参数：序号名称单位参数参数参数参数1型号DZ-6DZ-8DZ-10DZ-122出料嘴数个6810123装袋能力t/h60-8080-120100-120100-1604单袋重Kg500.5合格率%9520袋总重Kg10005电机功率Kw46=2448=32410=40412=486整机重量T567.59所以应选用 DZ-12型。标定产量为130t/h，应选用 n=366.90/130=2.8台，所以n取3。三、主机平衡表主机名称主机型号、规格主机产量【t/（台*h）】主机台数（台）要求主机小时产量（t/h）主机生产能力（t/h）主机工作制度年利用率石灰石破碎机2DPC-1818800-10001930.16800-1000300160.205砂岩破碎机DPC-141280-150166.8780-120300160.205石膏破碎机PF-100735-50118.5335-50300170.24原煤破碎机PF-100735-50143.1835-50300270.479生料磨MLS4531360-4001333.37360-400250380.685煤磨HRM-155030-36134.4730-36250370.60回转窑4.874208.331187.27208.333250.89篦式冷却机H-1067104.172170208.34310380.85熟料磨（闭路）3.812110-1202197.43220-240280380.767包装机DZ-12100-1603366.90300-480300260.40注：1.石灰石破碎机的主机工作制度为30016，意为每年工作300天，采取一班制，每班工作6小时。 2.每班工作6-7小时者，已扣除检修时间1-2小时。物料的储存计算一、堆场计算1 砂岩均化堆场（1）储存量 =日需求量储存期=381.8415=5727.6 t （2）占地面积 取 B2Hctg38=17.92 ，其中=38 =1.6 取B=18 取L=63m，则占地面积 A=6318=1134（m2）（3）实际储量（4）实际储期 （天）为了满足利用系数y在0.650.75之间，堆棚建筑物：长63m 宽18m2 煤均化堆场（1）储存量 t（2）占地面积 取 B2Hctg27=23.55 其中=27 ，=0.9 取B=24 取L=76m，则占地面积 A=7624=1824（m2）（3）实际储量（4）实际储期 为了满足利用系数y在0.650.75之间，堆棚建筑物：长76m 宽24m3 铁矿石均化堆场（1）储存量 （2）占地面积 取 取L=29m，则占地面积 A=2918=522（m2）（3）实际储量（4）实际储期 （天） 为了满足利用系数y在0.650.75之间，堆棚建筑物：长29m 宽18m4 石膏堆场（1）储存量 （2）占地面积 取 取L=69m，则占地面积 A=6915=1035（m2）（3）实际储量（4）实际储期 为了满足利用系数y在0.650.75之间，堆棚建筑物：长69m 宽15m6 石灰石预均化堆场(1)储存量 t（2） 占地面积 取B=50m= =59.80取L=60m 则占地面积A=5060=3000（3)实际储量（4） 实际储期天，所以堆棚建筑物：长-60m 宽-50m6混合材堆场（1） 储存量Q=日需求量储存期=1809.1425=45228.5 t (2）占地面积 取 B2Hctg38=22 ，其中=36 =2.1 取B=40 取L=103m，则占地面积 A=10340=4120（m2）（3）实际储量（4）实际储期 （天）为了满足利用系数y在0.650.75之间，堆棚建筑物：长103m 宽40m二、库的选择1 生料库(1）要求储存量 T该物料的储存期（d）(2）库的选型，表3-8是生料库的性能参数表6 生料库的选型规格库直径库有效高度库容量库底面积32403240.620700800(3）库的数量 Q储存量（t） 该物料的容积密度（t/m3） v库的