日产3000吨水泥熟料生产线生料粉磨线设计

第 1 页 设计总说明设计总说明 本设计是 3000t d 熟料水泥生产线生料粉磨系统工艺设计 生料磨采用立 式辊磨机 生料干燥介质来自于预热器出口的废气 粉磨采用三风机系统 根 据当地的原 燃料实际条件 依据其化学成份和设计要求的熟料组成 通过计 算原料的配比及生料的消耗 得出生料粉磨系统的实际生产能力 该设计针对 粉磨系统进行了详细计算说明 其中包括物料平衡 热量平衡 风量平衡及主 辅机的平衡及选型 设计中充分考虑通风和除尘 设计提交了工艺流程图 1 张 平剖面图 6 张 设备表 1 份 关键词关键词 生料粉磨 立磨 设备选型 工艺设计 配料计算 第 2 页 Design Description This design is related to raw material grinding of the 3000t d cement production line The vertical roller mill in which grinding drying and separating are combined has good performance in drying and grinding The process unit is mature The three air blower system is equipped According to the crude fuel chemical composition and design clinker composition the raw material proportions and the raw material consume and the productivity requested of the raw material grinding system s are calculated The gas and the dust removal system are designed according to the computation of grinding system s hot working parameter The design has submitted flow chart 1 and horizontal section chart 6 Keyword Raw material grinding Roller mill Equipment Selection Process Design Burden calculation 第 I 页 目 录 1 绪论 1 1 1 生料粉磨系统 1 1 1 1 生料粉磨系统流程 1 1 1 2 生料粉磨系统分类 1 1 1 3 生料粉磨系统流程图 2 1 2 立磨 2 1 2 1 立磨的发展 2 1 2 2 立磨的特点 3 1 2 3 立磨的结构及工作原理 4 1 2 4 MLS 立磨辊磨机 5 2 配料计算 7 2 1 原料燃料化学组成 7 2 2 三个率值的确定 7 2 2 1 率值的定义 7 2 2 2 率值的确定 8 2 3 粉煤灰掺入量计算 8 2 4 熟料化学组成计算 9 2 5 物料配比 9 2 6 熟料化学组成计算 10 2 7 计算熟料率值 11 2 8 干湿换算 12 2 9 料耗计算 12 2 9 1 生料的理论消耗量 12 2 9 2 各种干原料的消耗定额 13 2 9 3 石膏和混合材消耗定额 13 2 10 燃煤计算 14 2 10 1 烧成用煤消耗定额 14 2 10 2 烘干用煤计算 14 3 主机平衡计算及选型 16 3 1 立磨的选型 16 3 2 各生产车间主机设备选型 17 4 储库平衡计算 19 4 1 储库选型原理 19 4 2 储库计算 19 第 II 页 5 热量平衡计算 21 5 1 原始资料 21 5 2 热量平衡计算 21 5 2 1 收入热量 21 5 2 2 热量支出 23 5 2 3 热量平衡 24 6 辅机选型 25 6 1 收尘设备的选型 25 6 1 1 旋风收尘器的选型 25 6 1 2 袋收尘器的选型 26 6 2 输送设施的选型 27 6 2 1 斗式提升机的选型 27 6 2 2 与旋风收尘器相配套的空气输送斜槽的选型 28 6 2 3 与袋收尘相配套的螺旋输送机的选型 28 6 3 风机的选型 29 6 3 1 循环风机的选型 29 6 3 2 排风机的选型 29 6 4 磨机各点风量和尺寸的计算 29 6 4 1 磨头进风管 30 6 4 2 磨尾进风管 30 6 4 3 总进风管 31 6 4 4 总出风管 31 参考文献 32 致谢 33 第 1 页 1 绪论 1 1 生料粉磨系统 1 1 1 生料粉磨系统流程 生料粉磨是水泥生产过程中的一个重要环节 这个过程就是将所需要的各 种材料按比例配合后 通过粉磨成粒度和各方面性能适合窑煅烧的半成品 以 供窑煅烧成熟料 再将熟料和部分材料混合磨制成的过程 生料粉磨采用带外循环的立式磨系统 利用窑尾排出的高温废气作为烘干 热源 生料由锁风阀进入磨内 经磨辊碾磨后的物料在风环处被高速气流带起 经分离器分离后 粗物料落回磨内继续被碾压 细粉随气流出磨 经袋收尘收 集 收下的成品经空气输送斜槽 斗式提升机送入生料均化库 出袋收尘的废 气经循环风机后 一部分废气作为循环风重新回磨 剩下的含尘废气进入磨废 气处理系统 经净化后排入大气 当生料磨停磨而烧成系统运转时 窑尾废气经增湿塔作调质处理后 直接 进入窑尾收尘器净化处理 增湿塔喷水量根据增湿塔出口废气温度自动控制 使废气温度处进窑尾袋收尘器的最佳范围内 废气经净化后排入大气 由袋收尘器收下的粉尘 经链运机 空气输送斜槽 由提升机送入生料库 增湿塔下的窑灰直接与出库生料搭配 喂入预热器系统 1 1 2 生料粉磨系统分类 干法生料粉磨系统采用干法粉磨工艺时 对含有水分的物料需要经过烘干 五十年代以前建的厂 物料都是经过单独烘干设备烘干后入磨的 干法生料粉 磨系统也有开路和闭路两种 随着干法生产水泥技术的发展 特别是悬浮预热 窑和窑外分解窑的出现 考虑利用由窑及冷却机出来的含尘热废气及简化工艺 设备流程 而出现了多种类型闭路烘干磨 1 普通风扫磨系统 普通风扫磨系统在磨尾排风机的抽力作用下 热风进入磨内 已被粉磨的 物料由通过磨内的热风带入分离器 分离出来的粗粉再次回磨 合格细粉由旋 风收尘器收集下来 为了节约热耗 部分废气返回入磨循环使用 其余废气经 收尘后排入大气 2 带预分离的风扫磨系统 带预分离的风扫磨系统 物料通过预分离系统时可烘干掉一部分水分 同时分 离出合格细粉 避免入磨进行无效粉磨 因此 适合于喂料粒度小于 15 毫米 第 2 页 且带有相当一部分合格细粉和含水分较高的原料 其优缺点与普通风扫磨基本 相同 3 尾卸提升循环烘干系统 为了降低风送物料的电能消耗 采用机械提升 这就产生子提升循环烘干 磨系统 尾卸提升循环烘干磨系统 物料从磨头喂入 磨尾卸出 经提升机送 入选粉机进行选分 粗粉由喂料端回磨 废气经收尘净化后排入大气 适合粉 磨粒度小于 25 mm 水分不超过 5 的物料 若水分超过 5 时需加烘干仓 若物料粒度大 应加预破碎装置 该系统漏风量为 15 此系统的优点是 有选粉机 可调整生料的细度 粉磨系统的压力损失较 小 为 2000 2500 pa 总电耗比风扫磨低 10 可处理难磨物料 其缺点是 系统较复杂 设备多 投资高 维修工作量大 运转率低 4 中卸提升循环烘干磨系统 尾卸提升循环 哄干磨 由于在磨的入料端加设烘干仓 就必须有隔仓板 再加上后面的几道隔仓板 使磨内阻力增大 同时也吸取了二级闭路粉磨系统 的优点 相当子将粗 细两台磨合并为一体 于是把尾卸式改为中卸式 1 1 3 生料粉磨系统流程图 图 1 1 生料粉磨系统流程图 第 3 页 1 2 立磨 1 2 1 立磨的发展 立磨技术的发展在世界范围内己有悠久的历史 而且种类繁多 如德国 的莱歇公司 kseche 克虏伯公司 Kmpp 伯利休斯公司 Polysius 非凡公司 Pfeiffer 日本 UBE 公司 川崎 神户制钢所 三菱重工等及丹麦史密斯 F15 公司现已形成系列 规格齐全 立磨的研发与生产技术要求很高 我国相关研究机构曾在 80 年代就提出 在水泥行业大力推广立磨的建议 而且当时也有一些厂家推出了自己的立磨产 品 但在当时的研发水平局限下 这时的立磨产品具有不可避免的技术缺陷 因此很多水泥生产厂家最后重又转投球磨机 近几年来 随着磨粉机械研发技术的大幅提升 国外磨粉机生产企业的立 磨技术已经日臻成熟 立磨的产品技术优势也日益凸显 在这种形势下 国内 磨粉机生产企业吸取国外成功经验 进行重大技术改革 也相继重新推出了具 有自己相关专利技术的立磨产品 并逐渐的为国内水泥 电力 化工行业所接 受 成为行业粉磨首选设备 我国在立磨方向上已经取得的进步有 安徽海螺水泥有限公司 冀东水泥引进的 ATOX 50 型立磨 产量已经达 到 300 t h 满足了 4000 t d 水泥生产线原料磨要求 现均已正常运转 效果良 好 江苏京阳水泥厂引进 MPS5000 立磨 用于 5500 t d 水泥生产线中 是目 前国内引进 MPs 磨中规格最大的一种 分别用于生产原料及熟料的两种规格 相同的立磨 在国内用于大型立磨粉磨熟料的例子还不多 现京晶水泥厂两台 生 熟料立磨均己正常生产 运行效果良好 1 2 2 立磨的特点 1 生产投资费用大幅降低 因为立磨系统简单 布局紧凑 占地面积仅为球磨机系统的 50 且可 露天布置 直接降低了企业投资费用 2 生产效率高 节能环保 立磨系统的能耗和球磨系统相比节约 30 40 整个系统震动小 噪音 低 且设备整体密封 系统在负压下工作 无粉尘外溢 环境清洁 满足国家 环保要求 工作机制改变 磨损减少 机器寿命延长 3 物料烘干能力强 4 操作简便 维修方便 配备自动控制系统 可实现远程控制 操作简便 通过检修油缸 翻转动 第 4 页 臂 可方便快捷更换辊套 衬板 减少企业停机损失 5 产品质量稳定 物料在机体内停留时间短 易于检测和控制产品粒度及化学成分 减少重 复碾磨 稳定产品质量 但不同型号的立磨有其各自的特点 以下是各立磨的比较 表 1 1 几种典型立磨比较 名称LM 磨MPS 磨RM 磨OK 磨CK 磨 给料方式侧给料中心给料侧给料侧给料中心给料 磨辊形状锥形轮胎型轮胎型轮胎型轮胎型 磨盘形状平盘凹弧形槽凹弧形槽凹弧形槽凹弧形槽 加载方式单独统一统一单独单独 特点调整灵活稳定性好稳定性好调整灵活调整灵活 磨辊数量2 2 3 332 对43 倾斜角度15o15o15o15o 磨辊维修翻出翻出移出翻出翻出 对调使用否是是是是 润滑方式润滑站油池润滑站润滑站润滑站 磨辊尺寸小大大大大 磨盘尺寸小大大大大 磨盘转速高低低低低 外循环量大大大小小 喷嘴速低低低高高 面积可测是否是是否 调速方式变频变频变频变频变 慢传有有有有有 启动方式抬辊轻载抬辊轻载抬辊轻载抬辊轻载抬辊轻载 喂料方式分割轮阀门分割轮分割轮阀门 1 2 3 立磨的结构及工作原理 主要结构及功能 磨辊是对物料进行碾压粉磨的主要部件 磨内装有两对磨辊 每对磨辊装 在同一轴上 以不同的转速转动 磨盘固定在减速机的输出轴上 磨盘上部为料床 料床上有环形槽 立磨主要由分离器 磨辊 磨盘 加压装置 减速机 电动机 壳体等部 分组成 分离器是决定细度的重要部件 它由可调速的传动装置 转子 导风叶 壳体 粗粉落料锥斗 出风口等组成 与选粉机的工作原理类似 第 5 页 加压装置是提供叫碾磨压力的部件 由高压油站 液压缸 拉杆 蓄能器 等组成 能向磨辊施加足够的压力使物料粉碎 原理 三个液压磨滚压在带环型沟槽的磨盘上 电动机通过传动系统带动磨盘以 一定的转速旋转 20 30 r min 旋转 由于物料与磨辊间摩擦力的作用 在工 作时 使磨辊沿本身轴线运动 由连接在磨机基座上的液压缸驱动磨机内部的 三角压力架上的三个拉杆 让磨辊向下施加压力 磨辊支承在滚动轴承装置上 该装置铰接于压力架上 由喂料管进入的物料 被研磨至一定的细读 被磨盘 周边环形进风口通入的废热气吹起 经上级分级器分级 粗粒回落至磨盘上再 粉磨 细粉经出口排入收尘器捕集为成品 1 2 4 MLS 立磨辊磨机 组成 MLS 立磨主要由主电动机 主减速机 磨盘 磨辊组 架体 张紧 装置 分离器 三道闸门 安装与检修装置 辅助传动装置及密封空气管路等 部分组成 MLS 立磨的优点 允许入磨的水分最高可达 20 人磨粒度大 正常情 况下小于 110 mm 最大可达 200 mm 左右 流程简单 占地面积小 建筑空 间小 控制方便 物料在磨内停留时间短 成分 细度调整方便 噪声低 漏 风少 第 6 页 图 1 2 MLS 立式辊磨机 MLS 型立式辊磨机的特点 1 磨盘为沟槽形状 磨辊为轮胎形状 研磨曲率经过优化设计 采用统一 施压的方式 磨辊能实现摆动 因而磨盘上的料流平稳 始终保持良好的接触 表面 磨损均匀 磨损后期对产量的影响小 2 磨机的加压采用液压加载 调整液压缸的压力大小进行控制压力 蓄能 器缓和冲击波动 吸收事故过载压力 液压系统能实现研磨过程中的自动张紧 系统自动卸荷 系统手动卸荷 维修中压力框架的手动提升和自动下降五个功 能 3 磨辊的润滑为油池润滑 磨辊轴承的密封采用单独的风机 对磨辊轴承 的温度进行监测 轴承的温度显示在中央控制室 保证了磨辊的使用 4 磨盘 与磨辊的研磨衬板材料采用硬镍铸铁 磨盘与磨辊衬板数量为偶数 便于检修 更换 衬板寿命设计周期超过 10000 h 喷嘴环衬及空气导向锥则采用耐磨钢 板 使衬板寿命大大提高 5 分离器为 SLS 型动态组合式高效选粉机 此选粉机选粉效率较高 颗粒 级配更加合理 利于烧成 分选效果好 降低了磨内的循环负荷 提高了磨机 产量 分离器的传动方式采用变频调速电动机经直交空心轴减速器驱动方式 细度调节迅速 运行可靠 与液压驱动调速相比 减少了现场维修保养的工作 量 分离器的动态旋转叶片采用耐磨钢板 保证了衬板具有足够的寿命 6 MLS 立磨的磨辊安装与检修装置采用了先进的技术 检修时 先利用液 压缸提升被检修的磨辊或磨盘衬板 然后由电动机驱动经大速比减速机减速 将磨辊平稳水平旋出磨外 磨盘衬板也能利用此装置水平旋出磨外 先进的检 修技术缩短了检修周期 提高了设备运转转率 7 MLS 立磨的喂料装置采用了三道闸门 既保证了喂料 又有锁风功能 三道闸门的一个动作周期为 5 1 s 使喂料较好地连续进行 由于三道闸门结构 的特点及其自身通有热风 使立磨机允许的进料水分较大 喂料装置不易堵塞 闸门的衬板采用了耐磨钢板 并且更换安全 方便 8 MLS 立磨的主减速机采用了弗兰德公司的 KMP710 型立式行星减速机 主电动机采用国产电动机 主减速机的润滑采用液体动静压润滑 保证了主减 速机的正常运行 主电动机的轴承由一台专用的润滑站进行润滑 9 磨机设有带超越离合器的辅助传动装置 利于磨机的启动和维修 10 MLS 立磨具有机旁手动 机旁自动和中控远程控制三种操作方式 信 号全部由现场控制柜 PLC 进行处理 根据工艺要求进行显示 调节 控制及 报警 变频器的调速由中控室直接控制 机旁控制系统 PI C 与中控室的信号 联系采用了点对点的方式 并预留有 PROFIEBUS 总线接口 机旁控制系统模 拟显示设备状态和测量参数 并可根据设备异常状态程度进行故障指示 操作 错误指示 显示报警点的具体位置及停机等控制功能 机旁控制系统具有先进 的控制显示方式 操作面板的功能齐全 必要的控制和监测信号远传至中控室 第 7 页 计算机系统 2 配料计算 2 1 原料 燃料化学组成 表 2 1 原料化学成分 物料名称烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO总和 石灰石40 432 901 680 8252 650 5899 06 砂 岩3 4779 897 761 863 340 6196 93 钢 渣0 8014 465 0620 7347 439 2897 76 粘 土5 4655 3028 0311 432 460 25102 9 烟煤煤灰0 0051 8532 505 384 051 6495 42 烟煤资料 表 2 2 原煤工业分析 烟煤水分 Mar 挥发分 Var 灰分 Aar 固定碳 Car 热值 Qar kJ kg 含量 1 9127 1517 8353 1124677 2 2 三个率值的确定 2 2 1 率值的定义 我国目前硅酸盐水泥熟料采用饱和比 KH 硅酸率 SM 铝酸率 IM 三个率值控制熟料质量 KH 表示熟料中 SiO2被 CaO 饱和成 C3S 的程 度 KH 值高 硅酸盐矿物多 溶剂矿物少 熟料中 C3S 含量越高 强度越高 SM 表示熟料中硅酸盐矿物与溶剂矿物的比值 SM 高 煅烧时液相量减少 出现飞砂料的可能性增大 增加煅烧难度 IM 表示熟料中溶剂矿物 C3A 和 C4AF 的比值 IM 高 液相黏度大 难烧 但明显提高了熟料的三天强度和扩 第 8 页 大了烧成范围 IM 低时黏度较小 对形成 C3S 有利 但烧成范围窄 不利于 窑的操作 预分解窑的热工特点 一是回转窑转速高 物料翻滚次数多 具有传热传 质速度快的特点 而是采用预热预分解系统 物料预烧好 固相反应集中 三 是采用高效冷却机 使熟料冷却速度快 熟料质量高 根据统计资料 为保证熟料正常烧成 易烧结而不结块 和水泥良好的物理 性能 凝结正常 快硬高强和安定性良好 硅酸盐水泥熟料的主要氧化物控 制范围应是 CaO 62 67 SiO2 20 27 Al2O3 4 7 Fe2O3 2 5 7 2 2 2 率值的确定 查 新型干法水泥工艺设计手册 新型干法生产的熟料率值一般控制在 KH 0 90 0 02 SM 2 6 0 1 IM 1 6 0 1 表 2 3 国内外预分解窑熟料率值 矿物组成范围 生产统计率值范围 矿物组成国内国外 设计规范 新型干法水泥技术 C3S 54 61650 86 0 900 88 0 91 C2S 17 23132 40 2 802 40 2 70 C3A 7 981 40 1 901 40 1 80 C4AF 9 1110我国硅酸盐水泥一般采用 两高一中 的配料方案 注 习惯提法 高饱和比 KH 0 94 0 02 中饱和比 KH 0 90 0 02 高硅酸率 SM 2 4 2 8 中硅酸率 SM 2 0 2 3 低硅酸率 SM 1 6 1 9 高铝氧率 AM 1 0 1 3 低铝氧率 AM 1 4 1 6 2 3 粉煤灰掺入量计算 利用如下公式计算 2 1 100 y y DW qA R S Q q 为水泥熟料烧成热耗 取 q 3050 熟料 kgkj 则 20 2 24677100 10083 173050 S 第 9 页 式中 S 煤灰掺入量 以熟料百分数表示 100 煤的应用基低热值 煤 y DW Q kgkj 煤的应用基灰分含量 y A q 熟料烧成热耗 熟料 kgkj R 煤灰沉落度 当窑后有电收尘且窑灰入窑时取 100 当窑后不设电收尘且窑灰不入窑时 可参考表 2 4 选择煤灰沉落率 表 2 4 不同窑型不设电收尘时的煤灰沉落率 窑型煤灰沉落率窑型 煤灰沉落 率 湿法长窑 L D 30 50 有链条 100 干法中空窑30 40 湿法短窑 L D 30 有 链条 80 干法短窑带立筒式旋风预热器90 湿法短窑带料浆蒸发机70 预分解窑90 2 4 熟料化学组成计算 设 98 3 34 23 2 81 1 2 651 35 Fe O KHIMSMIM 2323 5 34Al OIMFe O 22323 22 57SiOIMFe OAl O 02 67 23232 SiOOAlOFeOCa 2 5 物料配比计算 以 100Kg 物料为标准 列表计算如下 第 10 页 表 2 5 递减试凑法计算物料配比 步骤SiO2Al2O3Fe2O3CaO其它备注 熟料组 成 22 575 343 3467 022 1 17Kg 粘土 0 530 370 080 110 12 差22 044 973 2666 911 88 127Kg 石灰石 3 72 151 0566 881 10 干石灰石 66 9152 65100 127 06Kg 差18 342 822 210 170 88 23Kg 砂岩 18 371 790 430 770 7 砂岩 18 3479 89100 22 96Kg 差 0 03 1 031 78 0 60 18 3 7Kg 粘土 2 051 041 420 09 0 11 粉煤灰 1 0328 03100 3 67Kg 差 2 08 0 011 36 0 690 29 6 6Kg 钢渣 0 950 341 373 130 15 钢渣 1 3620 73100 6 57Kg 差 3 03 0 35 0 01 3 820 14 7 2 Kg 石灰石 0 21 0 12 0 06 3 790 06 石灰石 3 8152 65100 7 24Kg 差 2 82 0 230 05 0 030 2 3 5Kg 砂岩 2 8 0 27 0 07 0 12 0 1 砂岩 2 8279 89100 3 49Kg 0 020 040 120 09 0 1偏差不大 不再重算 2 6 熟料化学组成计算 第 11 页 表 2 6 生料化学成分表 名称配合比烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaO 石灰石7931 962 31 340 6641 6 粉煤灰30 161 660 840 340 07 砂 岩130 45 10 381 010 240 44 钢 渣50 040 720 251 042 37 生料10032 6115 063 442 2844 48 灼烧生料100 22 345 103 3866 00 煤灰掺量为 S 2 2 表 2 7 熟料化学成分表 名称配合比SiO2Al2O3Fe2O3CaO 灼烧生料97 822 095 043 3465 23 煤灰2 20 530 370 080 11 熟料10022 625 413 4265 34 2 7 熟料率值计算 熟料的率值计算如下 2 3232 8 2 35 0 65 1 SiO OFeOAlCaO KH 8 262 22 35 0 42 3 41 5 65 1 34 65 88 0 56 2 42 3 41 5 62 22 3232 2 OFeOAl SiO SM 58 1 42 3 41 5 32 32 OFe OAl IM 经过以上计算过程 三个率值均在允许的误差范围内 所以计算结果正确 第 12 页 2 8 干湿换算 原料操作水分 石灰石 1 砂岩 3 粉煤灰 3 钢渣 12 湿石灰石 80 79100 1100 79 湿砂岩 40 13100 3100 13 湿粘土 09 3 100 3100 3 湿钢渣 68 5 100 12100 5 换算成百分比 湿石灰石 26 78 68 5 09 3 40 1380 79 80 79 湿砂岩 14 13 68 5 09 3 40 1380 79 40 13 湿粉煤灰 03 3 68 5 09 3 40 1380 79 09 3 湿钢渣 57 5 68 5 09 3 40 1380 79 68 5 2 9 料耗计算 2 9 1 生料的理论消耗量 一吨熟料的干生料的理论消耗量 451 1 3261 0 1 022 0 1 100 100 I S KT 生料理论消耗量 t t 熟料 T K 干生料消耗量 I 一吨熟料的实际干生料耗量 496 1 3100 451 1 100 100 100 P K K T 生料的生产损失 P 第 13 页 2 9 2 各种干原料的消耗定额 2 2 KK 原 生 某种干原料的消耗定额 熟料 K原 tt 干生料的消耗定额 熟料 K生 tt 干生料中原料的配合 则各种原料的消耗定额为 K石灰石 1 496 0 79 1 182 熟料tt K砂岩 1 496 0 13 0 1945 熟料tt K粉煤灰 1 496 0 03 0 4488 熟料tt K钢渣 1 496 0 05 0 0748 熟料tt 根据干料中饱含水分 湿物料的消耗定额为 湿石灰石 熟料194 1 1100 100 182 1 tt 湿砂岩 熟料2005 0 3100 100 1945 0 tt 湿粉煤灰 熟料4627 0 3100 100 4488 0 tt 钢渣 熟料085 0 12100 100 0748 0 tt 2 9 3 石膏和混合材消耗定额 设石膏掺入量为 4 混合材为 15 熟料为 81 则有 干石膏的消耗定额 2 3 100 100 Pded d Kd 石膏掺入量 d 石膏生产损失 Pd Kd 0 051 熟料tt 干混合材消耗定额 2 4 100 100 Peed e Ke 混合材掺入量 e 第 14 页 混合材生产损失 e P Ke 0 190 熟料tt 湿石膏消耗定额为 熟料053 0 31 1 051 0 tt 湿混合材消耗定额为 熟料24 0 201 1 190 0 tt 2 10 燃煤计算 2 10 1 烧成用煤消耗定额 熟料 1274 0 310024676 3050100 100 100 1 f dw g f PQ q Ktt 其中 烧成用干煤消耗定额 熟料 1 f K tt 熟料烧成热耗 熟料 q kgkJ 干煤低位热值 熟料 g DW Q kgkJ 煤的生产损失 一般为 3 f P 设用煤的含水量为 8 则需要的湿煤用量为 1385 0 8100 100 1274 0 kgkJ 2 10 2 烘干用煤计算 烘干物料用煤的量可用以下公式计算 2 5 y DW c Q c W W g 688 0 90 100 646 1 1 式中 c 物料比热 则烘干石灰石用煤 熟料001934 0 1100 100 194 1 24677688 0 23 0 90 1100 1 646 1 gtt 烘干砂岩用煤 第 15 页 熟料000476 0 3100 100 2005 0 24677688 0 2 090 3100 3 646 2 gtt 烘干粉煤灰用煤 熟料000941 0 3100 100 4627 0 24677688 0 15 0 90 3100 3 646 3 gtt 烘干钢渣用煤 熟料002236 0 12100 100 034 0 24677688 0 15 0 90 12100 12 646 4 gtt 烘干烧成煤用煤 熟料000472 0 8100 100 1313 0 24677688 0 3 090 8100 8 646 5 gtt 由上述计算可得物料平衡表如下 2 8 物料平衡表 消耗定额 t 干燥的 t 含天然水分的 t 物料名称 水 分 生产 损失干基湿基每小 时 每天每周每小 时 每天每周 石灰石 131 1821 194147 7535462482 2 149 33583 2 2508 2 粉煤灰 330 1950 20124 38585409525 06601 5 4211 砂岩330 4490 46356 131347942957 8413889717 钢渣1220 0750 0859 35224157110 632551785 石膏30 0510 536 38153107112 723052137 混合材200 190 2423 755703990307205040 烧成煤830 1270 13915 93382917317 314162909 烘干煤830 0060 0077 518012600 87521147 总燃煤 830 1430 14623 335621043 3 18 194372056 第 16 页 3 主机平衡计算及选型 3 1 立磨的选型 近年来 立式磨发展较快 采用立式磨粉磨生料的日益增多 磨机本身带选 粉机构 因此单从磨机本身的碾磨和选粉来讲 电耗可降低 50 之多 还由于 利用风扫式 其烘干能力很强 利用窑尾废气可烘干 8 水分的物料 节省 投资和消耗占地面积小细度易调节 也便于实现微机操作自动化 通风量较 可更好得利用窑尾废气余热烘干生料 生料磨采用具有烘干兼粉磨性能的立式磨 热源来自经增湿的窑尾悬浮预 热器一级筒废气 3 1 1 确定车间的工作制度 生料粉磨车间采用三班制 每班工作 8 小时 每星期工作 7 天 每年工作 43 周 3 1 2 确定主机的年利用率 849 0 8760 83310 8760 kkk 32 式中 每年工作日数 k 每日工作班数 2 k 每班主机运转小时数 3 k 3 1 3 主机要求小时产量 187 168 31416 lGh Gh GH 3 1 4 设备的选型 选用 MLS3726 型立式磨 该磨机技术性能参数如表 3 1 所示 3 1 5 生产能力的标定 标定该机的台时产量为 220 ht 第 17 页 表 3 1 立式磨 磨机名称立式辊磨机 磨盘规格 m 4 6 最大入磨粒度 mm 80 能力 t h 220 主电机功率 kw 3550 磨辊数量3 磨辊研磨力 KN 1500 3 1 6 计算主机的数量 85 0 220 187 1 h h G G n 式中 主机台数 n 要求主机小时产量 t h h G 主机标定台时产量 t h h l G 故选取一台 3 1 7 核算主机的年利用率 73 0 85 0 2201 187 1 0 h h nG G 式中 主机的实际年利用率 0 预定的主机年利用率 3 2 各生产车间主机设备选型 各生产车间主机设备选型 第 18 页 表 3 2 主机设备选型 项目名称主机名称 型号规格 台 数 主机生产 能力 t h 实际年利 用率 石灰石破碎单锻锤式破碎机 2380 2288mm 175016 14 石膏破碎反击锤式破碎机16012 58 粉煤制备 立磨12368 28 生料粉磨立磨 MPS3726 122073 水泥粉磨圈流水泥磨 134 218079 27 窑回转窑 4 60m 1300084 9 冷却机篦式冷却机 TC 1164 1300084 9 水泥包装机八嘴包装机44800 35 第 19 页 4 储库平衡计算 4 1 储库选型原理 4 1 1 物料的储存期 某物料的储存量所能满足工厂生产需要的天数 称为该物料的储存期 各 种物料储存期的确定 需要考虑到许多因素 物料储存期的长短应适当 过长 则会增加基建投资和经营费用 过短将影响生产 确定物料储存期的长短的主 要因素如下 1 物料供应点离工厂的远近及运输方式 2 物料成分波动情况 3 地区气候的影响程度 4 均化工艺上的要求 5 质量检验的要求 4 1 2 储存设施的选择 储存设施的选择主要取决于工厂的规模 工厂的机械化自动化的水平 投 资的大小 物料性质以及对环境保护的要求等 联合堆棚 是一种多种块 粒状物料储存 倒运的设施 各种原料 燃 料 混合材料在储库内分别堆放 物料之间用隔墙分隔 圆库 常用于小块状 粒状 粉状物料的储存 湿法生产水泥采用圆库 和料浆搅拌池储存料浆和粘土浆 露天堆场 用于块 粒状物料的储存 倒运的设施 4 2 储库计算 要求储存量 4 TGQ d 1 该物料的日平衡量 t d G T 该物料的储存期 d 第 20 页 参照物料平衡表 对各种储库的库型及数量进行计算 如下表所示 表 4 1 物料储库选型 库容量 t 储库名称规格数量 单个总共 储存期 石灰石预均化库 80m124000200006 91d 煤堆场34 2014300430010 9d 矿渣堆棚17 151360036007 3d 砂岩堆场66 1316500650018 56d 石灰石调备库 10 211132013207 2h 粉煤灰库 8 211160016006 83d 砂岩库 8 2116106101 4d 生料均化库 22 5 54116000160004 02d 熟料库 18 5029450189007 3d 石膏库 6 181120012005 7d 水泥库 15 3565600340007 5d 水泥汽车散装库 7 3 191143614362 34d 第 21 页 5 热量平衡计算 5 1 原始资料 表 5 1 热平衡的原始资料 入磨物料水分 3 出料物料水分 0 5 入磨物料温度 20 出磨物料温度 0C 90 入磨热气体温度 0C 240 出磨热气体温度 0C 90 环境温度 0C 20 磨机产量 t h 220 磨机电机功率 KW 2300 漏风系数 10 系统排风系数 1 1 5 2 热量平衡计算 5 2 1 收入热量 1 入磨热风量 LLTCLQ 4 344435 1 280 111 hkJ 第 22 页 式中 热风带入热量 QhkJ 入磨热风量 LhNm 3 入磨热风平均比热 1 C 3 NmkJ 在 0 450 时为 1 435 3 Nmkg 入磨热风温度 240 1 T 2 粉磨机工作时发热 24215437 07 09 09 0230035593559 12 fQ hkJ 配用电机功率 电动机传动功率 动力传到粉磨力的作用的有效系数 0 9 1 研磨体能量转换为热量的系数 0 7k 修正值 0 7f 3 系统漏风带入的热量 LLTCLQ256 1 256 1 2005 0 k aa3 hkJ 式中 k 漏风系数 为环境空气温度 at Ca 为环境空气平均比热 kJ m3 4 湿物料带入热 1 21 4 100 2 4 w WW CtGQ s生料 3100 5 032 4 933 0 20220000 66 hkJ 其中 G 为立磨的粉磨产量 kg h 为入磨物料温度 s t 为干生料比热 kj m3 一般取 0 933 生料 C w1 w2 分别为入 出磨物料水分 5 循环风带入热量 225 05 0 4 1 ctLLQ 第 23 页 381 1 90 05 0 4 1 LL 32 13L hkJ 6 总收入热量 12345QQQQQ 344 4L 1 256L 32 13L 6 377 83L hkJ 5 2 2 热量支出 1 蒸发水分量 1 21 100 W W W GW 3100 5 03 220000 1 5670kg 水分蒸发耗热量 202 490883 1 2490 1 5670 2 4883 1 2490 2 1 s ttWQ hkJ 式中 2490 为每千克水在 0 时变成水蒸气所需的汽化热 kJ kg 1 883 为水蒸气由 0 升至时的平均比热 kj m3 2 t 2 排除废气带走热 224 2 tCLfQ 95373 1 1 1 L 143 48L hkJ 式中 循环风出磨温度 2 t 为循环风比热比热 kj m3 取 1 373 2C 3 加热物料消耗热量 第 24 页 生料生料生料 t W W C W GQ 2 22 3 t 100 185 4 100 100 2090 5 0100 5 02 4 952 0 100 5 0100 220000 hkJ 4 设备散热损失 05 0 3 1 4 QQQ 0 05 hkJ 5 其他损失热量 LQQ 4 344056 0 056 0 1 5 19 29L hkJ 6 总支出热量 5 4 3 2 1 QQQQQ 143 48L 19 29L 162 77L hkJ 5 2 3 热量平衡 收入热量 收入热量 377 83L 162 77L L hNm 3 所以 磨的入磨热气体用量为 hNm 3 第 25 页 6 辅机选型 6 1 收尘设备的选型 为达到排放标准 出磨机的含尘气体一般需设置二次除尘设备 一级采用 旋风除尘器 二级采用带收尘器 表 6 1 除尘系统原始资料表 磨机产量 t h 220磨内通风速度 m s 15 出磨气体温 90出磨气体浓度 g Nm3 500 循环风温度 90排除气体浓度 mg m3 100 大气压力 Pa 不同管道内的风速大小不同 一般倾斜管道风速 v 12 17 垂直管道sm v 8 14 水平管道 v 16 22 sm sm 6 1 1 旋风收尘器的选型 由于收尘器用于处理温度较高 含尘浓度较高的气体 风量极其密度发 生较大变化 需进行计算 入磨总通风量 L 1 4 L 0 05L 总 L 1 26L 1 hNm 3 V 3600 4 i D 14 8 sm 101325 1000101325 90273 273 140572 Q 188778 Q 3 mh 考虑漏风系数 5 则实际进入收尘器的气体量为 第 26 页 19821605 1 QQ实 3 mh 在操作温度下清洁空气的密度为 97 0 90273 27329 1 t kg 3 m 在 90 的 1空气的粉尘含量为 3 m 38 0 29 1 97 0 5 0 t C 3 mh 97 0 03 1 19821675 0 3 mh 因此 在 t 90 下 含尘气体密度为 35 1 38 0 97 0 t kg 3 m 如果希望旋风收尘器具有比较合理的收尘效率时 P r1值应该在 55 75m 之间 通常取 P r1 70 因此 筒体截面上气体假象速度为 61 3 105 6 19702 rt gP sm 因为处理含尘气体量较大 需要用收尘器组 则每个收尘器的气体流量为 100165 4 3600 DD q 3 mh 则收尘器的个数为两个 采用双列型号为 2 5600 型旋风收尘器 则每个收尘器的气体流量为 99108 2 198216 q 3 mh 选用旋风收尘器的特点 结构较完善 能在阻力损失小的条件下居于较高的 收尘效率 收尘器的阻力系数 处理能力 56000 90000 105 3 mh 6 1 2 袋收尘器的选型 含尘气流经过旋风收尘器后 粉尘浓度大大减小 并有 1 4 的热气体作为 90273 80273 03 1 4 3 1 实 QQ 第 27 页 循环风重新入磨 所以进入袋收尘器的热气体流量为总流量的 3 4 由于管道 的散热损失 进入袋收尘器的热风温度降为 80 并考虑漏风系数 5 则进袋收尘器的气流量为 1 3 41 03 27380 27390 QQ 实 hm 3 袋收尘器入口气体浓度为 80 g m 又已知排出气体浓度为 100 mg m 则 33 袋除尘器的收尘效率为 88 99 80 1 080 根据以上计算进行选型 型号 KDM204 2 处理风量 hm 3 烟气温度 300 进口气体浓度 80 g m 3 收尘效率 99 89 6 2 输送设备的选型 6 2 1 斗式提升机的选型 斗式提升料斗的牵引构件有环链 板链和胶带等几种 其提升高度一般不 超过 40m 如果需要提升高度较高时 最好采用多级提升 在已建的水泥厂中 较多的采用 D 型 HL 型 PL 型和 TH 型 根据公式核算斗式提升机的输送能力 G提 k G 1 L 1 2 189 1 2 264 ht 式中 k 为提升机提升物料的不均衡系数 1 2 1 3 G 为每台磨的小时产量 L 为循环负荷 根据条件选规格型号为 FU410 斗式提升机 且采用多级连通方式 第 28 页 表 7 2 斗式提升机的规格 斗提型号FU410 输送量 m3 h140 提升高度 Hmax m 80 料斗运动速度 m s0 35 6 2 2 与旋风收尘器相配套的空气输送斜槽的选型 已知气体的出磨浓度为 500 进收尘器的风量为 3 mg 3 mh 则进收尘器的气体浓度为 33 1 208127 198216500 浓 C 633 32 3 mg 又知出旋风收尘器的气体浓度为 80 则旋风收尘器的收尘效率为 3 mg 10032 633 8032 633 87 36 则输送量 S 87 36 165 ht 可选用规格为 XZ500 型空气输送斜槽 其主要性能如表 6 3 所示 表 6 3 空气斜槽性能参数 型 号容 重 3 mt 能力 ht 输送物料斜度 XZ5000 8165生料4 6 2 3 与袋收尘相配套的螺旋输送机的选型 已知袋收尘的效率为 99 88 入口浓度为 80 入袋收尘的风量为 3 mg 3 mh 则输送量为 S 99 88 1000202291 202 ht 第 29 页 可选用规格为 XZ 500 型螺旋输送机 6 3 风机的选型 6 3 1 循环风机的选型 选用 Sl6 2X29 生料磨循环风机 表 7 4 循环风机 型号Sl6 2X29 风量 hm 3 气体温度 95 全压 pa10000 进口密度 kg0 73 转速980