课程设计日产5000t水泥熟料NSP窑的设计.doc

洛 阳 理 工 学 院课 程 设 计 说 明 书课程名称： 新型干法水泥生产技术与设备 设计课题： 5000t/d水泥熟料NSP窑的设计 专 业： 无机非金属材料工程 班 级： 学 号： 姓 名： 成 绩： 指导教师（签名）： 年 月 日课 程 设 计 任 务 书设计课题：5000t/d水泥熟料NSP窑的设计一、课题内容及要求：1. 物料平衡计算2. 热平衡计算3. 窑的规格计算确定4. 主要热工技术参数计算5. NSP窑初步设计：工艺布置与工艺布置图（窑中）二、课题任务及工作量1. 设计说明书（不少于1万字，打印）2. NSP窑初步设计工艺布置图（1号图纸1张，手画）三、课题阶段进度安排1.第15周：确定窑规格、物料平衡与热平衡计算、主要热工参数计算2.第16周：NSP窑工艺布置绘图四、课题参考资料李海涛. 新型干法水泥生产技术与设备M.化学工业出版社严生.新型干法水泥厂工艺设计手册M.中国建材工业出版社金容容.水泥厂工艺设计概论M.武汉理工大学出版社 2011.5.3设计原始资料一、 物料化学成分（%）项目LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3其他合计干生料35.8813.273.032.0944.680.290.160.60100熟料022.485.543.7966.830.590.050.72100煤灰051.6031.794.163.620.682.205.95100二、煤的工业分析及元素分析工业分析 （%）Qnet.ar kJ/kgMarF.CarAarVar 1.00 44.93 25.71 28.36 23614元素分析（收到基） （）CHONSAW60.103.967.910.970.3525.711.00三、热工参数1. 温度 a. 入预热器生料温度：50；b. 入窑回灰温度：50；c. 入窑一次风温度：20；d. 入窑二次风温度：1100；e. 环境温度：20；f. 入窑、分解炉燃料温度：60；g. 入分解炉三次风温度：900；h. 出窑熟料温度：1360；i. 废气出预热器温度：330；j. 出预热器飞灰温度：300；2. 入窑风量比()。一次风(K1)：二次风(K2)：窑头漏风(K3)10:85:5；3. 燃料比()。回转窑(Ky)：分解护(KF)40:60；4. 出预热器飞灰量：0.1kg/kg熟料；5. 出预热器飞灰烧失量：35.20；6. 各处过剩空气系数：窑尾yl.05；分解炉出口L1.15；预热器出口f1.40；7. 入窑生料采用提升机输送；8. 漏风：预热器漏风量占理论空气量的比例K40.16；分解炉及窑尾漏风（包括分解炉一次空气量），占分解炉用燃料理论空气量的比例K60.05；9. 袋收尘和增湿塔综合收尘效率为99.9；10. 熟料形成热：根据简易公式（620）计算；11. 系统表面散热损失：460kJ/kg熟料；12. 生料水分：0.2；13. 窑的设计产量：5000t/d(或208.33t/h)。四、其它1、年平均气温 20 2、当地气压 100258Pa相关资料及计算公式：一、物料平衡、热平衡计算教材P206物料平衡图热量平衡图 物料平衡计算如下：、（1）收入项目燃料总消耗量(kg/kg)其中，窑头燃料量,分解炉燃料量。生料消耗量、入预热器物料量a.干生料理论消耗量 （根据水分及其他容易烧失挥发量列如下式子） 式中 a燃料灰分参入量，100%b.出电尘飞损量及回灰量 c.考虑飞损后干生料实际消耗量 d.考虑飞损后生料实际消耗量e.入预热器物料量入预热热量= =1.563-0.402+0.100=1.663-0.402 kg/kg入窑系统空气量a.燃料燃烧理论空气量 根据其燃料中的元素分析 C,H,S需要消耗 故1kg固体煤燃料燃烧所需理论氧气量量为:因空气的组分 燃料燃烧理论空气量 = =0.08960.10+0.2673.96+0.303(0.35-7.91) =6.157 (标准状态)=1.293=1.2936.157=7.961 kg/kg 煤b.入窑实际干空气量 =（标准状态） 其中，入窑一次空气量、二次空气量、三次空气量及漏风量分别为： c.分解炉从冷却机抽空气量出分解炉混合室过剩空气量（标准状态）.分解炉燃料燃烧空气量 = （标准状态）.窑尾过剩空气量 =（1.05-1）6.1570.40 =0.123 (标准状态).分解炉及窑尾漏人空气量 =0.185 .分解炉冷却机抽空气量 =0.924+3.694-0.123-0.185 =4.310 d.漏人空气量预热器漏人空气量为 窑尾系统混入空气总量为 全系统漏人空气量为 支出项目熟料：出预热器废气量 a.生料中物理水含量b.生料中化学水的含量(以生料中高岭石分解的水为生料中化学水的含量 )- 102 36 =故c.生料分解放出气体量 =d.燃料燃烧生成理论烟气量 = =（根据理论空气量质量与煤中除最后的灰分之外的物质的质量之和为生成理论烟气量质量）e.烟气中过剩空气量其中，有 f.总废气量 = =出预热器飞灰量 热平衡计算如下。（1）收入项目燃料燃烧生成热燃料带入显热060时熟料平均比热容=1.154熟料带入热量050时，水的平均比热容入窑回灰带入热量050时，回灰平均比热容空气带入热量a.入窑一次空气带入热量020时，空气平均比热容b.入窑二次空气带入热量 01100时，空气平均比热容c.入分解炉二次空气带入热量0900时，空气平均比热容d.系统漏风带入热量020时，空气平均比热容总收入热量（2）支出项目熟料形成热的计算a.(单位熟料热耗q取值为3200) b.蒸发生料中水分耗热量（50时，水的汽化热）废气带走热量0330时，各气体平均比热容（标准状态下）：出窑熟料带走热量01360时，熟料平均比热容出预热器飞灰带走热量0300时，飞灰平均比热容系统表面散热损失支出总热量为（3）列出收支热量平衡方程式 73.291+32566.9 41=3960.13+4054.364 求得 =0.1363 即烧成1Kg熟料需要消耗0.1363Kg燃料。求得燃料消耗 量后，即可列出物料平衡和热量平衡表（如下）并计算一些主要热工技术参数 物料平衡表收入项目数量%支出项目数量%燃料消耗量0.13634.30熟料量130.56入预热器生料量1.60850.78出预热器飞灰量0.1003.06入窑实际干空气量0.45614.40出预热废气量分解炉抽空气量0.76024.00生料中物理 水量0.0030.09窑尾系统漏入空气量0.2066.52生料中化学水量0.0160.49生料分解CO量0.53316.3燃烧理论烟气量1.18636.2烟气中过剩空气量0.43413.3合计3.1663100.00合计3.272100.00热量平衡表 收入项目数量%支出项目数量%燃料燃烧热3218.671.3熟料形成热1773.239.29燃料显热9.40.21蒸发生料水分耗热46.01.02生料带入热66.71.48废气带出热量741.116.42回灰带入热4.20.09熟料带出热量1466.132.49入窑一次空气带入热0.910.02飞灰带出热量26.30.58入窑二次空气带入热468.610.39系统散热损失460.010.20入分解炉空气带入热739.116.38系统总漏风带入热4.60.13合计4512.1100.00合计4512.7100.00 二、窑的计算1.窑的规格 表示方式DL（m） 如：574（m）D回转窑筒体直径，mL回转窑筒体长度，m 回转窑规格确定确定回转窑尺寸的大体步骤如下：先根据设计任务书要求的生产能力用经验公式计算出其初步结果，将该初步的计算结果与生产中同类型窑进行比较并作出适当的调整，再用窑内风速、窑内燃烧带截面积热负荷等有关的技术指标进行核实。一般来说回转窑的窑尾实际风速不应超过10 m/s，对于窑径大于的回转窑，其内燃烧带的标态风速不应大于2Nm/s。 按回转窑产量的经验公式计算窑的尺寸a. Di旋窑有效内径，m；窑的日产量，t/d。DDi2103 D旋窑筒体直径，m；耐火材料厚度，mm目前，5000t/d水泥熟料生产线回转窑中的耐火衬料的厚度选择普遍偏高，一般选择230mm厚，参阅下表。D的选取：根据JC333水泥工业用回转窑，筒体内直径第一系列以0.5m为间隔，第二系列以0.2m为间隔。选用耐火材料的厚度 =4.70 m根据实例及经验选用直径D为4.8 m故 窑的实际有效直径Di=4.8-20.23=4.34b. L的选取：根据GB321优先数和优先数系，回转窑长度一般取整，且多为偶数。= m由实际生产确定窑长为72 m 回转窑转速、斜率及功率的确定与计算回转窑的窑速由实际生产相同的熟料的窑总结得出n=3.5 r/min 回转窑的斜率由实际生产相同的熟料的窑总结得出3.5%功率 （kW）K系数，对于新型干法水泥窑，K0.0450.048n窑的转速，r/min此外，选用电动机时，一般还要考虑一定的储备系数，一般为1.151.35。 技术参数计算a.熟料单位烧成热耗b.熟料烧成热效率c.窑的发热能力=23614=2.68108d.烧成带