日常水泥熟料5000顿水泥窑生产线设计

洛阳理工学院毕业设计 论文 I 日产熟料 5000 吨新型干法水泥生产线工艺设计 参数 4 摘 要 本次设计的题目是设计一条日产 5000t d 水泥熟料生产线 水泥品种是 P O42 5 60 和 P F52 5 40 袋散比为 40 60 本次设计的主要内容包括 1 厂址选择和配料计算 2 生产过程和主机选型 3 计算和确定带悬浮预热器的新型回转窑和悬浮预热器的型号及规格 以 及窑尾气体平衡的计算 同时还编写了全厂工艺流程概述 全厂质量控制表和本 次毕业设计的评述及展望 4 最后设计了整个水泥厂的工艺布局 在本次设计中 还采用了一些新的工艺技术 例如 高效率立式磨和高效 选粉机等 本次设计采用了利用窑尾废气预热生料和粉煤灰的有效方法来降低系 统热耗 把篦冷机出来的多余热气体作为热源来烘干粉煤灰 本次设计所有的工 艺设备都能有效地降低系统热耗 关键词关键词 平衡 悬浮预热器 回转窑 熟料 洛阳理工学院毕业设计 论文 II The Design of a Cement Clinker Production Line With The Capacity of 5000 t d Data4 ABSTRACT The title of this graduating design is to construct a cement plant with 5000 tons per day production line The production is 42 5P O and 32 5P F cement And the percentage of 42 5PO is 60 And the cement sale in bags account for 40 The main content of this design is 1 Selection of ratios and the calculating and of raw mixes 2 Manufacturing process and selection of the main machines 3 The phases of this design is to calculate and design preheated and pre claimer and also the balancing of the main machines At the same time I compose the summarization of technology flow for what factory and quality control of the whole factory and prospects of the design project for graduation etc 4 The last step of the design is the layout of the whole plant In the design some new technologies and techniques are introduced such as vertical spindle moll and high efficiency classifiers and acts To reduce the total energy consumption an affection method is used to reuse the kiln exhausted gases to preheat raw materials and coals The low temperature exhausted gases from the cooler is also used as thermal sources of the drier to dry puzzling All these techniques are effective to reduce the total thermal consumption KEY WORDS Balance Rotary kiln Clinker Suspension Preheater 洛阳理工学院毕业设计 论文 III 目 录 前 言 1 第 1 章 总体设计 2 1 1原始资料 2 1 1 1 原 燃材料成分及分析 2 1 1 2 其它 2 1 1 3 水泥品种 2 1 1 4 袋散比 3 1 2 工艺设计的指导思想与原则 3 1 2 1 指导思想 3 1 2 2 设计原则 3 1 3 厂址选择 4 1 4 工艺流程简述 4 1 4 1 生料粉磨 4 1 4 2 窑尾预分解系统 4 1 4 3 窑中 4 1 4 4 水泥粉磨 5 1 4 5 其他 5 第 2 章 配料计算 6 2 1 原燃材料的分析 6 2 2 熟料率值的确定 6 2 3 熟料热耗的确定 7 2 4 计算煤灰掺入量 8 2 5 配料计算及结果 8 2 5 1 原料配比及理论料耗 8 2 5 2 计算熟料矿物组成 9 2 5 3 计算湿原料的配合比 10 第 3 章 物料平衡 11 3 1 烧成车间生产能力和工厂能力的计算 11 洛阳理工学院毕业设计 论文 IV 3 1 1 NSP 窑规格的确定 11 3 1 2 NSP 窑产量的标定 11 3 1 3 窑的台时产量标定 12 3 1 4 计算烧成系统的生产能力 12 3 1 5 工厂的生产能力 13 3 2 原燃材料消耗定额的计算 14 3 2 1 原料消耗定额 14 3 2 2 干石膏消耗定额 15 3 2 3 干混合材料消耗定额 16 3 2 4 烧成用干煤消耗定额 16 第 4 章 主机平衡 18 4 1 石灰石破碎机选型 19 4 2 料磨选型 19 4 3 窑外分解窑选型 21 4 4 煤磨选型 21 4 5 水泥磨选型 22 4 6 石膏破碎机的选型 23 4 7 包装机的选型 24 4 8 破碎机 24 第 5 章 储库平衡 26 5 1 石灰石预均化堆场 26 5 2 砂岩库 铁矿石库 碎煤库采用联合堆棚 27 5 3 石膏库 27 5 4 生料库 27 5 5 熟料库 28 5 6 水泥库 28 5 7 纸袋库 28 5 8 成品库 29 第六章 重点车间 烧成窑尾 31 6 1 熟料烧成窑尾系统及其主机设备选型 31 洛阳理工学院毕业设计 论文 V 6 2 主要数据计算 31 6 2 1 生料料耗 31 6 2 2 预热器飞灰量 32 6 2 3 出收尘器飞灰量 32 6 2 4 收尘器的收下灰量 32 6 2 5 实际料耗 32 6 2 6 预热器喂料量 32 6 2 7 气体量计算 32 6 2 8 窑尾排出废气量 33 6 2 9 三次风管抽风量 33 6 2 10 分解炉内废气量 34 6 2 11 五级预热器废气量 34 6 2 12 四级预热器废气量 34 6 2 13 三级预热器废气量 35 6 2 14 二级预热器废气量 35 6 2 15 一级预热器废气量 35 6 2 16 入高温风机废气量 35 6 3 预热器直径的确定 36 6 4 确定预热器型号 37 第 7 章 生产质量控制 38 7 1 原燃料品质要求 38 7 2 过程质量控制标准 39 结 论 40 谢 辞 41 参考文献 42 附 录 44 外文资料翻译 45 洛阳理工学院毕业设计 论文 1 前 言 毕业设计是学生完成所有理论课和实验实习课程后的一个教学环节 它在教 师的指导下 由学生综合运用学过的基础理论 专业和实践生产知识 运用工具 书和各种技术资料达到计算绘图编写说明书等来解决实际技术问题的教学环节 也是从事技术工作的一次技术演习 与先前教学过程相比 具有较强的综合性 实践性和探索性 是学生在校学习的最高阶段 通过毕业设计 不仅要使学过的知识得以巩固 提高 而且要进一步培养 检查我们的独立思考 独立设计及解决实际技术问题的能力 使自己的学识和工 程实践能力有一个长足的提高 最终完成水泥专业技术人员在校的训练 本次设计为了顺应水泥发展的趋势 提高我校水泥工艺专业毕业生的综合素 质和适应能力 因此设计的预分解窑 预分解窑是在悬浮预热器窑基础上发展起 来的 是水泥工业继悬浮预热窑后的一次重大革新 预分解窑系统由高效低阻预 热器 TDF 分解炉 回转窑和高效篦式冷却机等几部分组成 分解炉处于预热器 与窑尾之间 是系统提供二次热进行分解反应的区域 入窑生料的分解率可达 90 以 上 从而大大减轻了窑的负荷 预分解窑与其他窑型相比有其独特的优点 一 预分解窑生产的熟料单位热耗低 单机生产能力大 并可利用窑尾余热 烘干物料 虽电耗略高 但其综合能耗很低 二 由于原料预均化和生料均化技术的发展 使熟料质量得到了保证 并由 于采用新技术措施 并不断改进燃烧系统 增强了新型干法生产对原料的适应性 三 由于收尘设备及技术发展 使干法厂在环境污染方面有了很大的改善 四 与产量相同的湿法窑相比 预分解窑的工艺流程简捷 紧凑 设备质量轻 占地面积小 基建投资省等优点 鉴于此 这次毕业设计的任务选为 5000t d 熟料的预分解窑 洛阳理工学院毕业设计 论文 2 第 1 章 总体设计 1 1 原始资料 1 1 1 原 燃材料成分及分析 表 1 1 原 燃材料化学成分 项目LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3合计天然水分 石灰石42 003 300 800 3051 001 801 60 砂岩1 1092 30 00 2 500 600 700 400 60 铁粉1 0039 001 9051 003 301 801 50 粉煤灰1 8051 9034 102 505 300 202 00 石膏36 003 50 煤灰54 2032 205 803 300 40 表 1 2 煤的工业分析 工业分析 MadCadAadVad 发热量 Qnet ad KJ Kg 1 5052 0021 0020 329200 原煤水分 2 0 1 1 2 其它 1 年平均气温 16 2 当地气压 750mmHg 3 地下水位 12m 1 1 3 水泥品种 P O42 5 60 P F32 5 40 洛阳理工学院毕业设计 论文 3 1 1 4 袋散比 40 60 1 2 工艺设计的指导思想与原则 1 2 1 指导思想 1 贯彻 生产可靠 技术先进 节省投资 提高效益 的设计指导方针 以生产可靠为前提 尽可能采用先进的生产工艺和技术方案 以降低产品成本 取得较好的经济效益 2 充分挖掘和利用现有生产设施的潜力 以进一步发挥投资效益 3 汲取相类似项目的经验和教训 确保实现 低投资 低成本 高可靠性 高效益 的目标 4 选用国内成熟 可靠 先进的技术和设备 除一些国内制造提条件尚不 成熟的关键设备 其余设备均采用国产 或引进技术 国内制造的产品 5 重视节能 采用节能措施和国家推荐的节能设备 以达到降低产品成本 的目的 6 在满足生产要求的前提下 以及充分考虑当地气象条件 通过设备露天 化布置 优化建筑结构设计等措施 降低土建工程造价 7 采用先进 可靠的 DCS 集散计算机控制系统 以达到高效 节能 稳定 生产 优化控制的目的 并最大程度地减少操作岗位定员 以降低成本 8 贯彻执行国家和地区对环保 劳动安全 工业卫生 计量 消防等方面 的有关现行规定和标准 1 2 2 设计原则 在新型干法水泥厂的设计中 建立采用先进技术 远程控制和连续生产的设 计新概念 用技术创新来改造生产工艺 提高产品质量 降低投资 降低成本 追求最大的经济效益 1 3 厂址选择 工业企业及其所属工人村场地选择是工厂建设的重要环节 厂址选择的合理 洛阳理工学院毕业设计 论文 4 与否 将直接影响工厂建设的投资 建设进度 同时也将长期影响工厂投产后的 生产 管理和工厂今后的发展 因此 新建项目根据生产建筑要求 进行经济技术 比较 抓住主要条件 认真做好厂址选择的工作 厂址要靠近主要原料基地 有良好的交通条件 尽量靠近水源电源 有足够的建厂场地 但必须坚持贯彻 国家节约用地方针政策 不占良田 少占良田 尽可能利用荒山野地 地形最好 宽阔平坦 并稍带倾斜 以利简化工厂的竖向布置与减少平整场的土石方量 并 利于排水 厂址选择中必须落实大件设备的运输问题 1 4 工艺流程简述 1 4 1 生料制备 原料配料库由石灰石 砂岩 铁粉和粉煤灰库组成 粉煤灰为干粉煤灰 由 汽车运输进厂后 气力输送入库 库下由调速螺运机按设定配比卸出 经冲击式 流量计计量控制 由螺旋泵输送至生料磨房内膨胀仓 经气固分离后入选粉机 石灰石 砂岩 硫酸渣分别由库下电子皮带称按设定配比卸出 经皮带机送至生 料磨 配合原料经磨头锁风阀进入立磨进行烘干和粉磨 烘干热源来自窑尾高温风 机出来的部分废气和热风炉 出磨物料经斜槽送入提升机 再经斜槽与粉煤灰一 起入选粉机选粉 选下的粗粉由空气输送斜槽按一定的比例喂入磨机重新粉磨 选下的细粉即为成品 出磨气体经过粗粉分离器 粗粉回到出磨物料提升机中 气体进入旋风收尘器收尘 再由磨系统排风机送入窑磨废气处理系统 收下的粉 尘与选粉机选下的细粉一起 经斜槽送入高效胶带式提升机 由提升机送入生料 均化库 1 4 2 熟料煅烧 生料由提升机送至均化库顶后 由生料分配器呈放射状多点下料入库 生料经流量控制阀和斜槽 从衡压仓卸出 经高效提升机入窑尾预热器顶部 喂料小仓 经计量入窑 生料经五级双系列旋风预热器和分解炉预热 预分解后 入窑 CaCO3 分解率 将大于 90 出预热器气体经窑尾高温风机排出 一部分进入增湿塔 一部分进 洛阳理工学院毕业设计 论文 5 入生料磨作为烘干热源 另一部分进入煤磨作为烘干热源 生料在预分解系统内预分解后 进入回转窑内煅烧成熟料 为了达到良好的 煅烧操作和保证熟料质量的稳定 窑头燃烧器采用从国外引进的多通道喷煤管 熟料从回转窑落入篦冷机 由篦板下鼓入的冷空气极速冷却 出篦冷机的熟 料温度为环境温度 65OC 由链斗输送机送入熟料库 冷却机高温空气一部分作 为窑用二次空气 另一部分经沉降室 有三次风管送到分解炉作为燃烧空气 剩 余低温废气经电收尘器收尘后 排入大气 电收尘器收下的粉尘经拉链输运机送 到熟料链斗机上 熟料由链斗输送机送入熟料库中 熟料库设散装下料口 供熟料散装使用 1 4 3 水泥粉磨 石膏由装载机从堆场运到卸料坑 经板式喂料机喂入破碎机中破碎 再经斗 式提升机 送入石膏配料库中 水泥配料库由熟料 粉煤灰 石膏库组成 烘干后的粉煤灰由气力输送入库 库底由调速螺运机按配比卸出 由冲击式流量计计量 卸到入磨皮带机上 熟料 石膏分别由库下电子皮带称按设定配比卸出 经皮带机送至水泥磨系统 配合物料经皮带机送入辊压机 进行预粉磨 然后入圈流水泥磨 进行粉磨 出磨水泥由斗式提升机送往水泥库中储存 出磨气体经袋收尘器收尘后排放 出磨水泥由斗式提升机和链式输送机分别卸到水泥库中储存 库底通入高压 空气进行搅拌和卸料 经链运机和斗式提升机送至包装车间 在库的一侧设有散 装库供汽车散装出厂 1 4 4 其他 1 中央化验室 中央化验室负责全厂原料 燃料 半成品及成品的常规化学分析及物理检验 以保证全厂各生产环节的产品质量 2 中央控制室 中央控制室系统 除石灰石破碎 原料预均化以及国内配套部分设单独控制室 外 其余全部生产过程在中央控制室控制 采用集散控制系统 DCS 控制 完成对设备 的监视控制 处理数据 报表打印等功能 其他车间均采用小型 PLC 程序控制 中央控 洛阳理工学院毕业设计 论文 6 制室是全厂的指挥中心 洛阳理工学院毕业设计 论文 7 第 2 章 配料计算 2 1 原燃材料的分析 石灰质原料 石灰石中氧化钙含量不低于 48 石灰石中不含或少含粘土杂 质 为不影响水泥的安定性 石灰石中氧化镁含量不大于 3 0 为不影响煅烧和 熟料质量石灰石中碱含量应小于 1 0 铁质校正原料 要求氧化铁的含量大于 50 硅质校正原料 要求氧化硅的含量大于 80 铝质校正原料 要求氧化铝的含量大于 30 回转窑用烟煤 要求干燥基灰分小于 28 挥发分为 18 30 低热值大于 20934KJ Kg 熟料 本次设计为四组分配料 石灰石 砂岩 铁粉 粉煤灰 石灰石氧化钙平均含量为 50 43 53 76 属于高品位石灰石 同时 石 灰石中氧化镁含量为小于 1 9 杂质含量为小于 1 06 符合要求 砂岩 SiO2含量为 83 67 99 02 MgO 含量为 0 12 0 64 粉煤灰中 SiO2含量为 51 90 MgO 含量为 0 20 砂岩的硅率 铝率分别为 41 84 0 98 粉煤灰的硅率 铝率分别为 1 66 3 04 两者搭配可以达到粘土质 原料的要求 故两者可代替粘土 铁粉中氧化铁含量为 51 00 品位高 由此可 见原料完全符合配料要求 同时用煤也满足预分解窑要求 灰分为 24 40 小于 28 挥发分 27 58 在 18 30 之间 煤的热值为 29200KJ Kg 煤 大于 20900KJ Kg 煤 故满足设计要求 2 2 熟料率值的确定 为了获得较高的熟料强度 良好的物料易烧性以及易于控制生产 选择适宜 的熟料三率值是非常必要的 本次设计为一台窑外分解窑 在生产工艺上要求煅 烧高饱和比高硅酸率的生料 这样能提高熟料的质量并能减少预热器分解炉系统 的堵塞和回转窑烧成带的结圈 洛阳理工学院毕业设计 论文 8 生产 P O42 5 P F32 5 号硅酸盐水泥熟料 一般要求 C3S C2S 为 75 78 众所周知 C3S 是熟料的主要矿物 在水泥水化过程中水化速度较 快 对熟料的 3d 28d 强度起着关键性的作用 而实际生产控制中熟料中的 C3S 量由熟料的 KH 来决定 当熟料的实际 KH 值 KH 在 0 88 0 93 之间时 R3 R28值均较高 当 KH 0 93 时 虽然 R3较高 但 R28已呈下降趋势 此时 熟料烧成已经较困难 f CaO 不易控制 对强度有较大影响 因此 取 KH 0 88 0 93 为熟料最佳控制范围 可推算出 KH 为何是 0 88 0 93 此时 可以保证熟料的 3 天和 28 天强度 SM 过高 煅烧时由于液相量显著减少 熟料煅烧困难 SM 过低熟料中硅酸 盐矿物太少会影响熟料强度 IM 过高 熟料中 C3A 含量多 相应的 C4AF 少 由于液相粘度大 物料较为难烧 IM 过低虽然液相粘度小 0 液相中质点易于扩 散 对 C3S 形成有利 但烧结范围变窄 窑内易结圈 结大块 操作难度大 新 型干法窑一般控制 SM 2 5 2 9 IM 1 4 1 8 范围内 参考国内外一些新型干法 厂家配料方案 表 2 1 国内外一些厂家配料方案 厂名日本 小野田 浙江 三狮 湖北 华新 台泥 英德 山东 山水 北京 琉璃河 黄河 同力 豫龙 同力 KH0 890 890 900 900 890 900 920 91 SM2 62 612 712 502 52 652 802 70 IM1 81 621 601 631 601 601 601 70 结合本次项目的原 燃料特点 参考国内外同类窑成熟生产经验 确定本次 配料设计熟料率值的范围如下 KH 0 90 0 01 SM 2 60 0 10 IM 1 60 0 10 2 3 熟料热耗的确定 洛阳理工学院毕业设计 论文 9 随着新型干法煅烧技术的不断提高 使得熟料的热耗不断的降低 单位熟料 热耗取值范围 710 895KcaL Kg 参考国内外一些新型干法厂家的熟料热耗 表 2 2 国内外一些新型干法厂家的熟料热耗 厂名 日本小 野田 浙江 三狮 湖北 华新 台泥 英德 山东 山水 北京琉 璃河 黄河 同力 豫龙 同力 热耗 KJ Kg 30103032305230862970384532232969 所以 单位熟料热耗依国内新型干法厂现状 熟料热耗取 3020kJ kg 熟料 2 4 计算煤灰掺入量 QyDw Q arDW Qnet ad 25Mad 100 Mar 100 Mad 25Mar 29200 25 1 5 100 2 00 100 1 5 25 2 0 29039 GA qAyS QyDW 100 3020 21 00 100 2903900 2 18 式中 GA 熟料中煤灰掺入量 q 单位熟料热耗 KJ Kg 熟料 QDWY 煤的应用基发热量 KJ Kg 煤 AY 煤应用基灰分含量 S 煤灰沉落率 S 100 2 5 配料计算及结果 2 5 1 原料配比及理论料耗 原料干基配比 及理论料耗 t 生 t 熟 配料计算的依据是物料平衡 任何化学反应的物料平衡是 反应物的量应等 于生成物的量 随着温度的升高 生料煅烧成熟料经历着 生料干燥蒸发物理水 洛阳理工学院毕业设计 论文 10 粘土矿物分解放出结晶水 有机物的分解挥发 碳酸盐分解放出二氧化碳 液相 出现使熟料烧成 配料计算的方法有 矿物组成法 尝试误差法 EXCEL 等 本次设计用 EXCEL 计算设计方案的干燥原料配合比 熟料的化学成分的公式依 据如下 C CCC S FAC KH 8 2 35 0 65 1 CC C FA S SM C C F A IM 35 1 65 2 1 18 2 Fe 32 IMSMIMKH O 3232 OFeIMOAl 32322 SOFeOAlSMiO 32322 OFeOAlSiOCaO 另 分析原燃料成分 则干燥原料配合比如下表 表 2 3 原料配合比 原料石灰石砂岩铁粉粉煤灰 配合比82 34 7 12 3 24 7 30 表 2 4 配料表 原料LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO 掺入量 石灰石34 582 720 660 25421 4881 6882 34 砂岩0 086 570 180 040 050 036 957 12 铁粉0 031 260 061 650 110 063 173 24 粉煤灰0 133 792 490 180 380 0177 3 生料34 8214 343 392 1242 541 5898 8100 灼烧生料 22 015 23 2665 262 4398 1697 82 煤灰01 180 70 070 070 012 042 18 熟料 21 555 13 1963 842 3896 06100 表 2 5 率值表 目标量KHSMIM烧成热耗3020 洛阳理工学院毕业设计 论文 11 目标值0 902 601 60煤热值29039 计算值0 902 601 60煤灰分21 煤灰掺入量 GA 2 18 则灼烧生料配合比为 1 2 18 97 82 按此计算熟料 的化学成分 2 5 2 计算熟料矿物组成 C3S 3 8 SiO2 3KH 2 3 8 21 55 3 0 90 2 57 32 C2S 8 60 SiO2 1 KH 8 60 21 55 1 0 90 18 53 C3A 2 65 Al2O3 0 64Fe2O3 2 65 5 10 0 64 3 19 8 10 C4AF 3 04 Fe2O3 3 04 3 19 9 70 C3S C2S 57 32 18 53 75 85 液相量 1450 L 3 0A 2 25F M R 对于新型干法水泥熟料的煅烧 煅烧温度较高 所以取 1450 时的液相量 即 L 3 0A 2 25F M R 3 0 5 10 2 25 3 19 2 38 0 8 25 66 2 5 3 计算湿原料的配合比 原料操作水分 石灰石 1 6 砂岩 0 6 铁粉 1 5 粉煤灰 2 0 则湿原料的重量配合比 湿石灰石 82 34 100 1 6 83 68 湿砂岩 7 12 100 0 6 7 16 湿铁粉 3 24 100 1 5 3 29 湿粉煤灰 7 30 100 2 7 45 将重量比换算为百分比 湿石灰石 83 68 101 58 82 38 湿砂岩 7 16 101 58 7 05 湿铁粉 3 29 101 58 3 24 湿粉煤灰 7 45 101 58 7 33 洛阳理工学院毕业设计 论文 12 按照上面的计算方法同时计算出配料方案的生料 熟料的化学成分 熟料率 值及矿物组成 有利于及时调整配料方案 洛阳理工学院毕业设计 论文 13 第 3 章 物料平衡 通过物料平衡计算到各种原料燃烧的需要量以及从原料进厂直至成品出厂 各工序所需处理的物料量 依据这些数据可以进一步确定工厂的物料运输量 工 艺设备选型以及堆场储库等设施的规模 因而物料平衡计算是主机平衡与储库平 衡计算的基础和依据 3 1 烧成车间生产能力和工厂能力的计算 3 1 1 NSP 窑规格的确定 1 NSP 窑的直径 要设计生产能力 5000t d 熟料的回转窑 由 G 53 5Di3 14 其中 G t d 窑产量 Di为窑筒体有效内径 m m 242 4 5 53 5000 53 5 G D 14 3 14 3 i 取窑内耐火砖的厚度 220mm 则窑内径 D 4 242 2 0 22 4 682 m 2 Di 2 NSP 窑的长度 预分解窑的长径比 L D 10 20 且其长度还应按 GB321 优先数系列选配 综合最近投产的 5000t d 水泥熟料生产线情况 L 值取 72m 此时 L D 15 3 1 2 NSP 窑产量的标定 1 根据经验公式核准窑产量 将 Di 4 8 米 L 72 米代入 G 8 495Di2 382 8 495 4 82 382 720 680 6529t d 2 根据新安万基 5000t d 新型水泥生产线 湖南浏阳公司年产 5000t d 水泥 熟料新型干法线 由于经验公式受数量 地域 工艺 时间限制 以及产量受窑 规格 原燃料 操作等影响极大 但可以确定同类型窑的实际产量完全可以达到 洛阳理工学院毕业设计 论文 14 5000t d 水泥熟料 3 确定窑的规格为 4 8m 72m 的回转窑熟料产量完全可以达到设计要求 5000t d 3 1 3 窑的台时产量标定 表 3 1 其他水泥厂的台式标定 厂名豫龙水泥厂豫鹤水泥厂华新水泥厂冀东水泥厂 设计产量 t d 5000500050005000 平均窑台时 t h 208 3208 3208 3208 3 标定窑台时 t h 228215220224 根据在万机水泥厂实习得知 该厂的窑台时产量为 225 6t h 因此以此为依 据 标定窑台时产量为 225t h 所以每天的窑产量为 225t h 24h d 5400t d 说明 根据本次设计要求窑的运转率按一年 300 天计算 Qy Qd 300 1620000 t y Qy 窑年产量 300 一年窑运转 300 天 窑的台数按 水泥工艺设计概论 计算 n Qd 24Qm 5000 24 222 76 0 94 台 取 n 1 Qd 要求的熟料日产量 t d 24 每日生产小时数 n 窑的台数 3 1 4 计算烧成系统的生产能力 计算按 水泥工艺设计概论 熟料小时产量 Qh nQm 1 225 t h 225 t h 熟料日产量 Qd 24Qm 24 225 5400 t d 3 1 5 工厂的生产能力 设计两种水泥 42 5 普通硅酸盐水泥占 60 32 5 粉煤灰水泥占 40 查新 洛阳理工学院毕业设计 论文 15 型干法水泥技术一书 凡是由硅酸盐水泥熟料 5 20 混合材料 适量石膏磨 细制成的水硬性胶凝材料称为普通硅酸盐水泥 代号 P O 凡是由硅酸盐水泥熟 料和粉煤灰 适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为粉煤灰硅酸盐水泥 代号 P F 水泥中粉煤灰掺量按质量百分比计为 20 40 混合材的掺加原则 a 符合国家标准规定 b 混合材的掺加量不得在规定范围的边缘 c 在规定的混合材掺加量范围内 尽量提高水泥的强度 混合材的掺加量 根据给的原材料两种水泥的混合材都选用粉煤灰 GB175 2007 对以上两种水泥的质量要求如下表 3 2 表 3 3 表 3 2 水泥质量要求 项目SO3细度强度 3d 28d 混合材掺加量 P O5253 50 80mm 余 10 16MP 52 5MPa 5 20 P F4253 50 80mm 余 10 19MP 42 5MPa 20 40 掺粉煤灰时 表 3 3 水泥中混合材的加入标准 普通硅酸盐水泥 P O熟料 a 80 94混合材 6 20 粉煤灰硅酸盐水泥 P F熟料 a 60 79混合材 20 40 注 a 为硅酸盐水泥熟料中熟料和石膏的总和 以 100kg 普通硅酸盐水泥为基准 按国家标准规定 普通硅酸盐水泥中的三 氧化硫含量不得超过 3 5 假设 100kg 普通硅酸盐水泥掺入的石膏为 xkg 则 x 36 100 3 5 由此可得 x 9 7kg 即 100kg 普通硅酸盐水泥中掺加的石膏量 最多不得超过 9 7kg 假定 100kg 普通硅酸盐水泥中掺入的石膏为 7kg 熟料为 78kg 则混合材为 15kg 假定 100kg 粉煤灰硅酸盐水泥中掺入的石膏为 7kg 熟料为 67kg 混合材为 洛阳理工学院毕业设计 论文 16 26kg 由以上可确定石膏和混合材的添加量如表 3 4 表 3 4 石膏和混合材的添加量 品种熟料石膏混合材 普通硅酸盐水泥 P O42 578 kg7 kg15 kg 粉煤灰硅酸盐水泥 P F32 567 kg7 kg26 kg 水泥小时产量 普通硅酸盐水泥 GH1 100 P Qm 100 d1 e1 100 1 225 100 7 15 285 58t h 粉煤灰硅酸盐水泥 GH2 100 P Qm 100 d2 e2 100 1 225 100 7 26 332 46t h 水泥小时总产量 GH GH1 60 GH2 40 304 33t h 水泥日产量 GD 24GH 7304t d 计算同水泥小时产量 详见物料平衡表 3 2 原燃材料消耗定额的计算 3 2 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 根据 水泥厂工艺设计概论 Kt 100 S 100 I 100 2 18 100 34 82 1 5008 t t 式中 Kt 干生料理论消耗量 I 干生料的烧失量 S 煤灰掺入量 2 干生料消耗定额 考虑生料生产时的损失 洛阳理工学院毕业设计 论文 17 根据 水泥厂工艺设计概论 干生料实际消耗定额 Ks Kt 1 P 1 50 1 1 1 52 t t P 生产损失 说明 查资料可知生产损失一般取 1 3 用量大取小值 量小时取大值 3 各种原料消耗定额 K干石灰石 Ks X1 1 52 82 34 1 252t t 熟料 K干砂岩 Ks X2 1 52 7 12 0 108 t t 熟料 K干铁粉 Ks X3 1 52 3 24 0 049 t t 熟料 K干粉煤灰 Ks X4 1 52 7 3 0 111 t t 熟料 含自然水分时 K湿料 100K干 100 原料水分 K湿石灰石 1 252 100 100 1 6 1 272t t 熟料 K湿砂岩 0 108 100 100 0 6 0 109 t t 熟料 K湿铁粉 0 049 100 100 1 5 0 050t t 熟料 K湿粉煤灰 0 111 100 100 2 0 113t t 熟料 3 2 2 干石膏消耗定额 根据 水泥厂工艺设计概论 普通硅酸盐水泥 42 5 中 Kd1 d 100 d1 e1 1 Pd 7kg 100kg 7kg 15kg 1 1 0 091 kg kg 熟料 粉煤灰硅酸盐水泥 32 5 中 Kd2 d 100 d2 e2 100 Pd 7kg 100kg 7kg 26kg 1 1 0 106 kg kg 熟料 所以 Kd 0 091 60 0 106 40 0 097 kg kg 熟料 含自然水分时 K湿石膏 0 097 100 100 3 5 0 101 kg kg 熟料 洛阳理工学院毕业设计 论文 18 3 2 3 干混合材料消耗定额 根据 水泥厂工艺设计概论 P41 3 20 Ke e 100 d e 1 Pd 普通硅酸盐水泥 42 5 中 Ke1 e1 100 d1 e1 1 Pe 15kg 100kg 7kg 15kg 1 1 0 194 kg kg 熟料 粉煤灰硅酸盐水泥 32 5 中 Ke2 e2 100 d2 e2 1 Pe 26kg 100kg 7kg 26kg 1 1 0 392 kg kg 熟料 所以干混合材消耗定 Ke Ke1 60 Ke2 40 0 2732 kg kg 熟料 含自然水分时 K湿混合材 0 2732 100 100 2 0 0 2788 kg kg 熟料 3 2 4 烧成用干煤消耗定额 据 水泥厂工艺设计概论 Kf1 100 q Qdwg 100 pf Qdwg Qdwad 25Mad 100 100 Mad 29200 25 2 100 100 2 29039 09kJ kg Kf1 3020 100 29039 09 100 1 0 105 kg kg 熟料 Kf1 烧成用干煤消耗定额 熟料 q 熟料烧成热耗 kg kg 熟料 Qdwg 干煤低位热值 pf 煤的生产损失 1 含自然水分时 K湿煤 0 105 100 100 2 0 0 107 kg kg 熟料 由以上可总结出物料平衡表 3 5 表 3 5 物料平衡表 洛阳理工学院毕业设计 论文 19 需要的物料量 Kg消耗定额 Kg Kg 熟料 干料湿料 物料 名称 水分 生 产 损 失 干料湿料时日周时日周 石灰石1 61 2521 272281 76760 847325 6286 26868 848081 6 砂岩0 610 1080 10924 3583 24082 424 525588 64120 2 铁粉1 50 0490 05011 025264 61852 211 252701890 粉煤灰2 00 1110 11324 975599 44195 824 425610 24271 4 生料11 521 52342820857456342820857456 熟料11225540037800225540037800 普水2 010 1940 19843 651047 67333 244 551069 27484 4 粉水2 010 3920 40088 22116 814817 690216015120 混 合 材总量2 010 2730 27961 4251474 210319 462 7751506 610546 2 普水3 510 0910 09420 475491 43439 821 15507 63553 2 粉水3 510 1060 11023 85572 44006 824 755944158 石 膏 总量3 510 0970 10121 825523 83666 622 725545 43817 8 普水10 8220 822184 954438 831071 6184 954438 831071 6 粉水10 5480 548123 32959 220714 4123 32959 220714 6 水 泥 总量11 371 37308 25739851786308 25739851786 烧成煤2 010 1050 10723 625567396924 075577 84044 6 洛阳理工学院毕业设计 论文 20 第 4 章 主机平衡 在物料平衡计算选定车间工作制度的基础上 计算各车间主机要求的生产能力 要求主机小时产量 为选定各车间主机的型号 规格和台数提供依据 根据 水泥厂工艺设计概论 可知 GH Gw H 式中 GH 要求主机小时产量 Gw 物料周平衡量 H 主机每周运转小时数 主机每周运转小时数可参考下表 4 1 表 4 1 水泥厂主机每周运转小时数 生产周制主机名称每日运转时间 h 日 每周运转时间 h 周 日 周 生产班制 石灰石破碎机10 72 84 7二班 6 小时 生料磨221547三班 8 小时 窑241687三班 8 小时 煤磨201407三班 8 小时 水泥磨221547三班 8 小时 包装机12 84 98 7二班 7 小时 石灰石破碎机要求小时产量 GH 48082 72 84 667 8 572 4 t h 生料磨要求小时产量 GH 57456 154 2 186 55t h 窑要求小时产量 GH 37800 168 225t h 煤磨要求小时产量 GH 4044 6 140 28 89t h 水泥磨要求小时产量 GH 51786 154 2 168t h 包装机要求小时产量 GH 51786 40 84 98 2 20714 4 84 98 2 123 3 105 7 t h 注 包装按生产总量的 40 进行 洛阳理工学院毕业设计 论文 21 按周平衡法算的主机要求生产能力列出 4 2 表 表 4 2 主机要求生产能力平衡表 按周平衡法 4 1 石灰石破碎机选型 由上表 4 2 可知 破碎机要求产量 G1 667 8 t h 根据原料开采粒度小于 1500mm 出料粒度小于 25mm 所需破碎物料为水 分小于 1 的中硬石灰石 为简化生产流程 选用高效能 大破碎比德国 KHD 公 司生产的 HDS 型 双转子锤式破碎机 规格 HDS1800 2070 能力 800 t h 配用功率 2 600 Kw 或 2 630Kw 入 料小于 1500mm 出料小于等于 25 mm 参考豫龙同力水泥厂设备选型 每周每台运转的小时数 H 48082 800 60 10h 工作制度为三班制 4 2 料磨选型 由上表 4 2 可知 生料磨要求产量度 G2 373 1 t h 新型干法水泥厂在生料粉磨系统方面有两种方案 采用烘干兼粉磨的中卸磨 和立磨 普遍认为球磨机对原料的适应性好 设备投资省 便于掌握操作 流程 简单 并有烘干功能 产品粒度级配合理 粉磨效率高等优点 浙江三狮水泥厂 主机名称 周平 衡量 台数 主机每周 运转时间 要求主机 小时产量 石灰石 破碎机 48082170 84667 8 572 4 生料磨574562154186 55 回转窑378001168225 煤磨4044 6114028 89 水泥磨517862154168 包装机20714 4284 98123 3 105 7 洛阳理工学院毕业设计 论文 22 济南建材集团三号线 吉林亚泰集团 双阳二线都采用这种系统 但能耗较高 能量利用率低 从节能降耗 简化流程及设备大型化等发展来看 原料粉磨系统 首选立磨 此系统流程简单 设备布置紧凑 占地少 噪音小 电耗低 设备运 转率高 在粉磨砂岩等磨蚀性大的物料时 应控制游离石英含量不宜超过 4 综合上所述考虑 并参考新安万基水泥厂的原料粉磨设备的选型 本次设计 选用德国 Polysius 的第三代立磨 主要指标如下 1 规格 RMR57 28 555 生产能力 400 t h 成品细度 80 m 筛筛余 12 出磨物料水分 0 5 磨盘直径 5900mm 磨辊个数 2 对 规格 2800 x820 mm 主电动机型号 YRKK900 6 IP54 F 额定功率 4200 Kw 转速 994 r min 电压 10000 V 2 配套设备 选粉机 旋风分离器 废气处理排风机 原料磨循环风机 a 选粉机 型号 SEPOL 555 RMR 选粉风量 930000m3 h 转子直径 5550mm 转速 13 76 r min 功率 340 Kw b 旋风分离器 筒体直径 4 5000 mm 处理风量 930000m3 h 气体温度 80 90 C c 废气处理排风机 型号 Y4 2x73No27 5F 风量 965000 m3 h 全压 3500 Pa 风温 130 150 C Max 260 C 电动机型号 YRKK710 8 IP54 F 功率 1400 Kw 转速 720r min 电压 10 kV d 原料磨循环风机 型号 MC6 2x39No31 5F 风量 930000m3 h 静压 9000Pa 风温 90 C max120 C 电动机型号 YRKK900 6 IP54 功率 4000 kW 电压 10000 V 转速 960r min 每周实际运转小时数 H 57456 400 143 64h 工作制度 三班制 洛阳理工学院毕业设计 论文 23 4 3 窑外分解窑选型 由上可知 窑台时产量标定为 G3 225 t h 设计窑的规格为 4 8 72m 预分解窑三档 装机功率 1 630KW 主要技术参数 能力 5000t d 斜度 3 5 正弦 转速 0 396r min 3 96r min 分解炉选用改进型 TDF 分解炉 采用双系列五级低压损型蜗壳式 270 预热器 冷却机型号 采用天津院开发的第三代水平推动篦式冷却机 型号 TC 12102 生产能力 5000 t d 出料粒度 25 mm 物料温度 入料 1371 出料 65 环境温度 篦床面积 119 3 m2 熟料破碎机 规格 1000 x3300 mm 设备总重 28 4T 每周运转小时数 H 37800 225 168h 工作制度为三班制 4 4 煤磨选型 由表 4 2 可知 要求煤磨台时产量 G4 28 89 t h 工作制度为两班制 每班工作五小时 产量 4044 6 10 7 57 78 t h 煤破碎选用环锤式破碎机 左装 型号 HSZ 150 带旁路 能力 60 80 t h 进料 电动机型号 Y315M2 8 功率 130 kW 转速 740 r min 每周运转小时数 4044 6 70 57 78h 煤磨选型方案有两种 一种是辊磨 一种是带高效组合式选粉机的球磨 采用 辊磨具有降低能耗 流程简单等优点 但煤磨辊磨对耐磨件和系统控制方面要求很 高 现在新型干法水泥生产线大多数采用辊磨 风扫球磨操作简单 运行稳定 生 产可靠 控制简便 加之采用高效组合式选粉机 煤粉的烘干效果好 并减少磨内过 粉磨现象 提高粉磨效率 但风扫球磨能耗高 噪音大 达不到现在水泥生产节能 环保的要求 结合国内干法线煤粉制备系统的技术现状 采用中速辊式磨煤系统 洛阳理工学院毕业设计 论文 24 a 磨机型号 CLM2120 生产能力 40 t h 磨损后期 物料水分 入磨 10 出磨 1 0 磨盘辊道直径 2250 mm 磨辊 3 个 磨盘转速 25 r min 磨内喷嘴环风速 70m s 磨机阻力 6770Pa b 主电动机型号 YMPS500 6 功率 500 kW 转速 990 r min 电压 10000 V 每周运转小时数 H 4044 6 40 113 76h 工作制度三班制 4 5 水泥磨选型 由表 4 2 可知 水泥磨机台时要求产量度 GS 168t h 新型干法磨水泥厂多采用预粉磨系统 比较一次通过预粉磨 循环预粉磨 混 合粉磨 部分终粉磨和联合粉磨系统 或称半终粉磨 联合粉磨系统因为保留 了球磨机采用第三代高效管型选粉机 产品性能好 节能幅度最大 因此选用 联合 粉磨系统 采用海螺集团宁国水泥厂