5000t水泥厂设计说明书.doc

济南大学毕业设计5000t水泥厂设计说明书设计总说明水泥是建筑工业三大基本材料之一，使用广、用量大，素有“建筑工业的粮食”之称。自水泥投入工业生产以来，水泥窑的发展经历了立窑、干法中空窑、湿法窑、悬浮预热器窑、预分解窑五个阶段。世界上用回转窑煅烧水泥是在1884年，我国于1996年建成第一台回转窑。20世纪70年代初，国际上出现了窑外分解新技术，使入窑生料碳酸盐的分解率从悬浮预热器窑的30%左右提高到90%左右，减轻窑内煅烧带的热负荷，缩小了窑的规格，减少了单位建设投资，窑衬寿命延长，减少了大气污染。20世纪90年代国际上以预分解烧成技术为主，进一步优化系统内各项装备技术，提高产量和质量，降低热耗和电耗，以提高劳动生产率，降低产品成本，增加经济效益，同时扩大原燃料的适用范围和减少粉尘及有害气体的排放，保持可持续发展。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。我国新型干法水泥生产技术和装备水平已与国际先进水平相接近，但整体水平还存在较大差距。一方面，目前我国水泥熟料生产线的平均规模较小，水泥熟料生产工艺多样，各种生产工艺与技术装备水平之间差异较大。另一方面，新型干法水泥熟料的生产工艺中，技术与装备水平参差不齐，既有达到世界先进水平的生产线，也有一批规模较小的熟料生产线。这些规模较小的生产线的技术装备水平仍然不高，各项技术经济指标也比较落后。因此，从突破性转变到实现根本性转变，还要付出长期艰苦的努力。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。根据国家制定的“十一五”计划及2010年远景目标，今后我国水泥工业的发展方针是控制总量、调整结构、提高效益和注重环保。新增大中型新型干法窑生产能力5000万吨，逐步淘汰年生产能力在4. 4万吨及以下的立窑水泥厂，原则上不再建立窑生产线，鼓励支持有实力的大水泥企业通过股份制及吸收外资等形式组建和发展大型企业集团，积极消化吸收引进的水泥技术装各。大力支持发展2000t/d以上的(特别是4000t/d及以上)新型干法生产线。而5000 t/d熟料预分解生产线在我国各设计院技术已达成熟，很适合我国水泥工业发展现状。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。目前，5000t/d熟料生产线已成为我国具普遍意义的设计课题之一。设计要求依据建厂资料设定目标水泥产品，经过配料计算、物料平衡计算、主机设备选型和平衡计算、主要车间工艺设计、全厂工艺平面布置及绘图等环节，重点进行窑尾烧成车间的工艺设计。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。本设计的指导思想是：在给定建厂条件下，按照生产要求选用合理的生产工艺，通过合理的设备选型及较优的配方，配合采用先进合理的水泥工艺外加剂技术，以期生产出质量优良的水泥产品。同时量力采用先进的设计、新工艺、新技术与新设备，采用清洁的能源和原燃料，节省能源，提高资源的利用率，达到设备运行顺畅，优质高效生产的目的。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。本设计内容分为两大部分：一是设计说明书，二是设计图纸。前者的主要内容有：(1) 前言，主要概括国内外水泥生产技术的发展，着重介绍预分解窑技术；(2) 原始资料及建厂条件；(3) 全厂工艺流程规划； (4)全厂平衡计算，包括配料计算、物料平衡计算、主机设备选型和计算、储库容量计算等；(5) 重点车间工艺计算，包括烧成车间基本流程、窑尾系统三大平衡（物料平衡、热量平衡、烟气平衡）计算、窑尾系统及附属设备选型、烧成车间劳动定员编制等；(6)致谢；(7) 参考文献。后者主要包括设计图纸五张，其中全厂平面总图一张，重点车间工艺图四张。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。在本设计中，笔者查阅了大量中英文文献，并前往潍坊山水水泥有限公司参观实习，从理论和实践上加深了对水泥工业生产的认识，同时锻炼了工厂工艺设计能力，强化了正确的设计理念，为以后从事相关工作和进行理论研究奠定了基础。厦礴恳蹒骈時盡继價骚。摘要的页码不对Brief Introduction to the DesignCement materials is one of three fundamental building industry materials, it is widely used in the construction industry. Cement kilns has experienced five stages for development ,they are kiln, dry kiln, wet process kiln, suspension preheater kiln and precalcining kiln. Rotary kiln has been used from 1884 and appeared in 1996 in our country. In early 1970s, new precalcining technology appeared, which increased the efficiency of decomposition of the carbonate suspension preheater kiln from about 30% to 90%. It reduced the burning kiln with a heat load, reduced the specifications and the unit capital investment of the kiln, increased the kiln lining life expectancy, and reduced air pollution. In 1990s, pre-firing technology further developed to optimize the system decomposition of the various equipment and technology, increase productivity and quality, reduce heat consumption and power consumption, to increase labor productivity, lower costs, increase economic benefits, while expanded the application of the original fuel range and reduced dust and harmful gas emissions, to maintain sustainable development.茕桢广鳓鯡选块网羈泪。Chinas new dry cement production technology and equipment level is close to international advanced level, but there is still a wide gap between the overall levels. On the one hand, there are many disadvantages with the current cement clinker production line in China. On the other hand, new dry process cement clinker production process, technology and equipment level are uneven. Therefore, we should pay a long and arduous effort to achieve a breakthrough to a fundamental change.鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。According to the development of the Eleventh Five-Year Plan and the 2010 vision for the future development, Chinas cement industry policy is to control the volume, adjust the structure, increase efficiency and focus on environmental protection. The government phases out the the shaft kiln cement plant whose annual production capacity at 44,000 tons and below, then in principle stop the establishment of shaft kiln production lines, encourage and support strong and large cement enterprises through joint-stock form of foreign capital formation and development of large enterprise groups, active absorption of technology equipment imported cement. Chinas cement industry policy strongly supports the development of above 2000t/d (especially 4000t/d and above) dry process production line. The 5000 t/d clinker production line of pre-decomposition of the design institutes in China has reached a mature technology, it is suitable for the development of Chinas cement industry status.籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。Currently, 5000t/d clinker production line has become one of universal design topics. Design requirements set targets based on cement plant information products. Then it includes burden calculation, the material balance calculation, the host equipment selection and balance calculation, the main plant process design, the whole plant layout and graphics technology and other sectors, concentrating on the design process kiln firing workshop. 預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。The design guidelines are: under the conditions of a given plant, select an appropriate production process in accordance with production requirements, through the rational and optimum equipment selection formula, with the use of advanced technology and reasonable cement additive process to produce good quality of cement products. At the same time as more as possiblely use advanced design, new processes, new technology and new equipment, the use of clean energy and raw fuel, save energy, improve resource utilization, to achieve high quality and high purpose and make the equipments go smoothly.渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。The design includes design specifications and design drawings. Design specification of the main contents are: (1) Introduction (2) raw data and building conditions; (3) the whole plant planning process; (4) the whole plant balance calculation; (5) workshop for key terms; (6) Thanks; (7) Appendix. Design drawings, including design drawings 5, which includes a full factory flat overall and emphasis workshop process figure 4.铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。In graduation practice to inspect a lot of literature in both Chinese and English, internship in the Weifang Shanshui Cement Corporation for a week, I obtained the attitude of linking theory with reality, and achieved seriously completion of this design. Meanwhile it enhances the understanding of industrial production of cement, as well as the plant process design exercise capacity, strengthens the right design theory. It will found a good foundation for my work and theoretical research in the future.擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。目 录1 前言7贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。2 设计基础10坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。2.1 设计题目10蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。2.2 相关数据10買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。2.2.1 原、燃料化学成分10綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。2.2.2 原、燃料水分10驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。2.2.3 烟煤的工业分析10猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。2.2.4 烟煤的元素分析10锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。2.3 建厂条件11構氽頑黉碩饨荠龈话骛。2.3.1 建厂地点及自然条件11輒峄陽檉簖疖網儂號泶。2.3.2 主要建厂条件11尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。3 全厂工艺流程12识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。4 全厂平衡计算13凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。4.1 全厂生产规模13恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。4.1.1 生产规模13鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。4.1.2 产品品种13硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。4.2 配料计算13阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。4.2.1 配料计算13氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。4.3 全厂物料平衡计算15釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。4.3.1 物料平衡计算在设计中的作用15怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。4.3.2 物料平衡计算16谚辞調担鈧谄动禪泻類。4.3.3原燃材料需要量的计算和物料平衡表21嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。4.4 全厂主机平衡计算22熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。4.4.1 主机设备的确定22鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。4.4.2主机平衡表27纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。4.5 全厂储存库、堆场计算28颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。4.5.1 物料的储存期28濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。4.5.2 储存设施的选择29銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。4.5.4 物料储存库、堆场选型表37挤貼綬电麥结鈺贖哓类。5 重点车间工艺计算38赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。5.1 系统工艺流程38塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。5.2 物料平衡和热量平衡计算资料39裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。5.2.1 原始数据40仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。5.2.2 相关参数40绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。5.2.3 计算依据41骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。5.3 物料平衡和热量平衡计算41瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。5.3.1 物料平衡计算收入项目41鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。5.3.2 物料平衡计算支出项目44栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。5.3.3 热量平衡计算收入项目46辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。5.3.4 热量平衡计算支出项目48峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。5.3.5 物料平衡表及热量平衡表50詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。5.4 系统各部位烟气量平衡计算50则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。5.4.1 选定相关参数50胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。5.4.2 单位烟气量计算52鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。5.4.3 系统各部烟气量的计算53稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。5.4.4 系统各部位烟气量表56陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。5.5 部分设备选型计算57沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。5.5.1 分解炉57钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。5.5.2 悬浮预热器57懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。5.5.3 附属设备的选型62謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘。5.6烧成车间劳动定员63呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。致谢64参考文献65 目录中的3和4位置不对吧？1 前言水泥，即磨细成粉末状，加入适量水后成为塑性浆体，既能在空气中硬化又能在水中硬化，并能将砂、石等散粒或混合料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料1。水泥是建筑工业三大基本材料之一，使用广、用量大，素有“建筑工业的粮食”之称2。自水泥投入工业生产以来，水泥窑的发展经历了立窑、干法中空窑、湿法窑、悬浮预热器窑、预分解窑五个阶段。国际上，预分解窑技术出现于20世纪70年代初。该技术即在带预热器窑上增设一个分解炉，使燃料燃烧的放热过程与生料碳酸盐分解的吸热过程，在分解炉中以悬浮状态或流态化状态下极迅速地进行，使入窑生料碳酸盐的分解率从悬浮预热器窑的30%左右提高到90%左右，减轻窑内煅烧带的热负荷，缩小了窑的规格，减少了单位建设投资，窑衬寿命延长，减少了大气污染3。20世纪90年代国际上以预分解烧成技术为主，进一步优化系统内各项装备技术，提高产量和质量，降低热耗和电耗，以提高劳动生产率，降低产品成本，增加经济效益，同时扩大原燃料的适用范围和减少粉尘及有害气体的排放，保持可持续发展4。莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。新型干法水泥生产，是以悬浮预热和预分解技术为核心，把现代科学技术和工业生产最新成就，例如原料矿山计算机控制网络化开采，原料预均化，生料均化，挤压粉磨，新型耐热、耐磨、耐火、隔热材料以及IT技术等广泛应用于水泥干法生产全过程，使水泥生产具有高效、优质、节约资源、清洁生产、符合环境保护要求和大型化、自动化、科学管理特征的现代化水泥生产方法。与传统的干法、半干法、湿法水泥生产相比，新型干法水泥生产具有均化、节能、环保、自动控制、长期安全运转和科学管理六大保障体系。新型干法水泥生产技术代表着当今世界水泥生产的潮流，其生产能力已达到世界水泥生产能力的60%5、6。麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。我国水泥工业正经历着从以立窑生产为主向以新型干法回转窑水泥生产为主的历史性转变。我国所说的新型干法窑是对悬浮预热器窑和预分解窑的总称。新型干法生产线窑尾系统如图1.1。納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。图1.1 新型干法生产线窑尾系统50多年来，伴随着预分解窑的诞生与发展，新型干法水泥生产技术发展愈加成熟，同时新型干法水泥技术向水泥生产全过程发展。随着预分解技术日趋成熟，各种类型的悬浮预热器与名种不同的预分解方法相结合，发展成为许多类型的预分解窑。并形成预分解窑旋风筒-换热管道-分解炉-回转窑-篦冷机（简称筒-管-炉-窑-机）以及挤压粉磨和同它们配套的耐热、耐磨、耐火、隔热材料，自动控制，环保技术等全面发展和提高，使新型干法水泥生产的各项技术经济指标得到进一步提高，生产工艺得到进一步优化，环境负荷进一步降低，并且成功研发降解利用各种替代原燃料及废弃物技术，以新型干法生产为切入点和支柱，水泥工业向生态环境材料型产业转型3、7。風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。根据国家制定的“十一五”计划及2010年远景目标，今后我国水泥工业的发展方针是控制总量、调整结构、提高效益和注重环保。新增大中型新型干法窑生产能力5000万吨，逐步淘汰年生产能力在4. 4万吨及以下的立窑水泥厂，原则上不再建立窑生产线，鼓励支持有实力的大水泥企业通过股份制及吸收外资等形式组建和发展大型企业集团，积极消化吸收引进的水泥技术装各。大力支持发展2000t/d以上的(特别是4000t/d及以上)新型干法生产线。而5000 t/d熟料预分解生产线在我国各设计院技术已达成熟，很适合我国水泥工业发展现状。目前，国家正大力提高现有新型干法水泥工艺技术和装备制造水平，着重优化主流型、经济型50006000t/d生产线的技术经济指标，加快开发10000t/d规模的大型国产化生产线，重点在于开发高效率的熟料烧成系统与高效节能的粉磨设备、新一代蓖篦式冷却机、大型高效收尘设备以及综合优化在线控制技术与装备等。灭嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹。新世纪我国水泥工业将沿着“由大变强，靠新出强”的可持续发展道路前进，也只有这样才能提升我国水泥工业水平，把我国建设成为一个水泥强国，而不仅仅是一个水泥生产大国。铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。2 设计基础2.1 设计题目设计题目： 5000t/d水泥熟料生产线窑尾工艺设计2.2 相关数据2.2.1 原、燃料化学成分原、燃料化学成分如表2.1所示。表2.1 原、燃料化学成分名称LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO石灰石41.642.870.880.4951.381.82砂岩4.5479.155.582.813.041.30粉煤灰6.2254.0027.274.962.711.73铁粉3.0023.102.3551.9314.611.68煤灰56.2227.465.345.570.802.2.2 原、燃料水分原、燃料水分如表2.2所示。表2.2 原、燃料水分原料石灰石砂岩粉煤灰铁粉矿渣石膏烟煤天然水分/%0.92.84.35.526.391.155.772.2.3 烟煤的工业分析烟煤的工业分析如表2.3所示。表2.3 烟煤燃料组成的工业分析WfAfVfCfQfDw（kJ/kg）1.64 23.83 25.99 49.09 23640.00 2.2.4 烟煤的元素分析烟煤的元素分析如表2.4所示。 表2.4 烟煤燃料组成的元素分析CyHyOyNySyAyWy59.774.177.151.600.2422.684.599.992.3 建厂条件2.3.1 建厂地点及自然条件（1） 建厂地点：山东某市郊区（2） 厂区地形：平坦，地上无建筑物（3） 气温：最高40.2；最低-12.9；月平均最高27.2；最低2.8（4） 降雨量：年总降水量757mm；最大日降雨量：128mm（5） 风频：主导风向：西南；平均风速：2.4m/s（6） 地耐力：25t/m2.3.2 主要建厂条件（1） 交通运输条件：离铁路干线较近、公路交通方便（2） 原材料：石灰石：矿山距厂区3km，储量丰富，成分稳定；砂岩：矿山距厂区5km，储量丰富，成分稳定；铁粉：山东某铁厂；石膏：山东新汶；矿渣：济南钢铁集团；烟煤：山东枣庄（3） 水源：充足（4） 电源：充足，可稳定供电3.全厂平衡计算3.1 全厂生产规模3.1.1 生产规模 日产水泥熟料5000吨。3.1.2 产品品种 42.5普通硅酸盐水泥50%，矿渣掺量10%；32.5矿渣硅酸盐水泥，矿渣掺量30%。3.2 配料计算3.2.1 配料计算熟料组成确定后，即可根据所用原料进行配料计算，以求出符合要求熟料组成的原料配合比。配料计算的依据是物料平衡，即反应物的量等于生成物的量。熟料组成确定后，即可根据所用原料进行配料计算，求出符合熟料组成的原料配合比。攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸。生料配料计算方法繁多，有代数法、图解法、尝试误差法（包括递减试凑法、累加试凑法）、矿物组成法、最小二乘法等。随着科学技术的发展，电子计算机的应用已经逐渐普及到各个领域，配料计算亦可借助计算机进行。本配料计算采用递减试凑法。趕輾雏纨颗锊讨跃满賺。原燃料成分和煤的工业分析见表2.1、表2.3。本配料计算如下：(1) 确定熟料组成我国目前采用的是石灰饱和系数KH、硅率SM和铝率IM三个率值。为使熟料既顺利烧成，又保证质量，保持矿物组成稳定，应根据各厂的原料、燃料和设备等具体条件来选择三个率值，使之互相适当配合，不能单独强调某一率值。通常，不能三个率值同时都高，或同时都低8。夹覡闾辁駁档驀迁锬減。本设计采用新型干法生产，预分解窑生料预热好，分解率高，另外，由于单位产量窑筒体散热损失少，以及耗热量最大的碳酸盐分解带已移到窑外，因此窑内气流温度高，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。我国大型预分解窑大多采用高硅率、高铝率、中饱和比的配料方案。根据新型干法窑的生产实践，建议为：KH：0.890.02，SM：2.60.2，IM：1.60.2。因而本设计选取率值 KH=0.890.02，SM=2.60.1，IM=1.60.1。视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝。本设计中取单位熟料热耗q=3200kJ/kgsh。(2) 计算煤灰掺入量 (3.1)式中 GA熟料中煤灰掺入量，%；q单位熟料热耗，kJ/kgsh；Ay煤的应用基灰分含量，%；S煤灰沉落率，% ；有电收尘时，S=100%；Qydw煤的应用基低热值，kJ/kg煤。(3) 计算要求熟料的化学成分为熟料中CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3四种氧化物的总量估计值，设=96.0%。 Fe2O3 = (2.8KH+1)(IM+1) SM+2.65IM+1.35 = 3.25%偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠。 Al2O3 = IMFe2O3 = 5.22% SiO2 = SM(Al2O3+Fe2O3) = 22.05% CaO = -( Fe2O3+ Al2O3+ SiO2) =65.52% 其它 = 100%-96.0% = 4.00%，其中MgO=2.00%(4) 递减试凑配合比熟料中的各化学成分，减掉煤灰带入的成分，便是应由各原料提供的成分。将递减试凑法所用步骤和公式制成Excel电子表格形式，调整各原料配合比至各成分与要求量非常接近为止，见表3.1。緦徑铫膾龋轿级镗挢廟。表3.1 递减试凑法配料计算递减步骤掺配质量(Kg)SiO2 (%)Al2O3 (%)Fe2O3 (%)CaO (%)MgO (%)备注（各原料的差额/Kg)要求的熟料成分22.15 5.16 3.22 64.81 2.74 煤灰3.20 1.80 0.87 0.17 0.18 0.02 差值120.35 4.29 3.05 64.63 2.72 石灰石123.88 3.94 1.09 0.42 63.53 2.25 126.04 差值216.41 3.20 2.63 1.11 0.46 粉煤灰9.17 4.97 2.41 0.44 0.18 0.15 30.28 差值311.44 0.79 2.19 0.93 0.31 铁粉3.65 0.84 0.06 1.84 0.56 0.06 4.36 差值410.60 0.73 0.36 0.37 0.25 砂岩13.51 10.53 0.81 0.36 0.31 0.17 13.60 差值0.07 -0.08 -0.01 0.06 0.08 由表4.1可看出各熟料成分已与要求成分非常接近，通过表中的掺配质量便可以得出各原料质量比以及配合比。(5) 生、熟料化学成分生料、熟料化学成分见表3.2。表3.2 生料、熟料化学成分名称原料配合比(%)Loss (%)SiO2 (%)Al2O3 (%)Fe2O3 (%)CaO (%)MgO (%)合计(%)石灰石82.47 34.25 2.62 0.73 0.28 42.29 1.50 81.67 粉煤灰6.10 0.49 3.31 1.61 0.29 0.12 0.10 5.97 铁粉2.43 0.09 0.56 0.04 1.22 0.37 0.04 2.33 砂岩8.99 0.58 7.01 0.54 0.24 0.21 0.12 8.69 煤灰3.20 1.80 0.87 0.17 0.18 0.02 3.05 生料100.00 35.40 13.50 2.91 2.04 42.99 1.76 98.66 灼烧生料100.00 20.90 4.50 3.15 66.56 2.72 99.40 熟料100.00 22.03 5.23 3.22 64.60 2.66 99.27 (6) 校验熟料率值KH = (CaO-1.65Al2O3-0.35Fe2O3) /(2.8SiO2) = 0.89SM = SiO2/(Al2O3+Fe2O3) = 2.61IM = Al2O3/Fe2O3 = 1.62可见，各率值均符合要求，可以按此配料进行工艺计算。(7) 湿物料的配合比重量比：湿石灰石=82.47/(100-0.8)100=83.14湿砂岩=8.99/(100-2.6)100=9.23湿粉煤灰=6.10/(100-7.3)100=6.58湿铁粉=2.43/(100-5.4)100=2.57百分比：湿石灰石=83.14/101.52100=81.90湿砂岩=9.23/101.52100=9.09湿粉煤灰=6.58/101.52100=6.48湿铁粉=2.57/101.52100=2.533.3 全厂物料平衡计算3.3.1 物料平衡计算在设计中的作用物料平衡计算是以生产规模、产品方案、工艺流程、工艺参数及生产班制为基础，对工厂生产过程中各工序物料量的一种近似计算方法。通过物料平衡计算可以解决下列问题：騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼。(1) 计算从原料进厂至成品出厂各工序所需处理的物料量，作为确定车间生产任务、设备选型及人员编制的依据。疠骐錾农剎貯狱颢幗騮。(2) 计算各种原料、辅助材料及燃料需要量，作为总图设计中确定运输量、运输设备和计算各种堆场、料仓面积的依据。镞锊过润启婭澗骆讕瀘。(3) 计算水、电和劳动力的需要量，确定原材料、燃料等的单位消耗指标，作为公用设计和计算产品成本等的依据。榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛。3.3.2 物料平衡计算窑的熟料产量是物料平衡的计算基准。当工厂规模以水泥年产量表示时，取熟料年产量为基准；当工厂规模以熟料日产量表示时，取熟料周产量为基准。采用前一基准进行物料平衡计算的方法称为年平衡法，采用后一基准进行计算的方法称为周平衡法9。邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑。本设计采用周平衡法，本设计任务是5000t/d新型干法水泥熟料生产线窑尾系统。a. 窑型：本设计选择4.874M回转窑。b. 产量标定： 运用经验公式验证窑的产量11：由天津水泥设计研究院公式： 根据南京水泥工业设计研究院统计分析结果，窑径为3.756.2m时，熟料产量为250013000t/d。嵝硖贪塒廩袞悯倉華糲。公式： 根据窑内物料的负荷率反求计算： （3.2）式中 窑内物料负荷率，当斜度为4%时，一般为10%；M窑的小时产量t/h,待求； Di窑的有效内径；Vm物料在窑内运行的速度，Vm =L/（60）=0.035（m/s），为物料在窑内停留时间，取35min；该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭。R燃烧每千克熟料所需窑内物料量，kg/(kgcl)R=(Ks-0.55)+1/2=1.02025kg/(kgcl)；表观分解率(预分解窑的表观分解率为0.850.95，取0.95），Ks为生料料耗，1.563；劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙。m 窑内物料平均容重，/m3，m =(生料+熟料)/2=(0.9+1.2)/2=1.05(kg/)。臠龍讹驄桠业變墊罗蘄。所以，当=10%时，由 知M=234.5 (t/h) Gd=M24=5630(t/d)另考察厂家生产实例见表3.310。表3.3 厂家设备及生产能力厂名设计能力（t/d）回转窑规格(m)实际产量(t/d)美国Colorado50005.2705400铜陵海螺50004.8745200韩国三星50004.8805500华新水泥厂50004.75745800综合以上几方面，结合本设计原、燃料条件，标定窑的熟料产量为5630t/d、，即234.5t/h。由反求计算和新型干法水泥熟料生产厂家选型实例可知，选定4.874M窑型能达到设计要求。(1) 烧成车间生产能力和工厂生产能力的计算1)窑的台数 (3.3)式中 n窑的台数；Qd要求的熟料日产量，t/d；Qh1所选窑的标定台时产量， t /台h；24每日小时数。2) 计算烧成系统的生产能力 目前水泥熟料烧成设备主要有回转窑与立窑两大类。由于立窑的产品质量波动较大，能耗高，因而在水泥工业中所占比重日益减少，带之而起的是新型干法悬浮预热器窑和预分解窑。我国已经明确发展干法窑生产，新建大中型厂多采用预分解窑，故本设计采用预分解窑。鰻順褛悦漚縫冁屜鸭骞。熟料小时产量: Qh=5000/24=208.34（t/h）熟料日产量: Qd=5000（t/d）熟料周产量: Qw=7 Qd=75000=35000（t/w）3) 计算水泥的生产能力本设计生产水泥熟料5000吨，42.5普通硅酸盐水泥50%，矿渣掺量10%；32.5矿渣硅酸盐水泥，矿渣掺量30%。据生产经验，32.5矿渣硅酸盐水泥中矿渣掺加量最多为20%30%12。穑釓虚绺滟鳗絲懷紓泺。设总共生产水泥x吨，42.5普通硅酸盐水泥用熟料y吨，则32.5矿渣水泥用熟料（5000-y）吨。由石膏掺入量取5%，列方程：隶誆荧鉴獫纲鴣攣駘賽。 解之得：。即总共生产水泥6666吨水泥，其中生产42.5普通硅酸盐水泥用熟料2833吨，占56.7%；32.5矿渣水泥用熟料2167吨,占43.3%。浹繢腻叢着駕骠構砀湊。其中，42.5普通硅酸盐水泥：水泥小时产量: =134.81（t/h） 水泥日产量: Gd=24Gh=3235.34（t/d）水泥周产量: Gw=168Gh=22648.08（t/w）32.5矿渣水泥：水泥小时产量: Gh= 水泥日产量: Gd=24Gh=3230.88（t/d）水泥周产量: Gw=168Gh=22616.16（t/w）式中 d水泥中石膏的掺入量,一般为3%5%，取5%；e142.5普通硅酸盐水泥中矿渣的掺入量，取10%；e232.5普通硅酸盐水泥中矿渣的掺入量，取30%；p水泥的生产损失,可取为3%5%，取3%。(2) 原、燃材料消耗定额的计算原料消耗定额1) 考虑煤灰掺入时，1t熟料的干生料理论消耗量：式中 KT干生料理论消耗量，t/t熟料；I干生料的烧失量，%；S煤灰掺入量，以熟料百分数表示，%。2) 考虑生产损失时，1t熟料的干生料消耗定额： 式中 KT干生料消耗量，t/t熟料；P生生料的生产损失，一般35%，取3%。3) 各种干原料消耗定额：K原=K生x式中 K原某种干原料的消耗定额，t/t熟料；x干生料中该原料的配合比，%。则 K石灰石=K生82.47%=1.54682.47%=1.275(t/tsh)K砂岩=K生8.99%=1.5468.99%=0.139(t/tsh)K粉煤灰=K生6.10%=1.5466.10%=0.094(t/tsh)K铁粉=K生2.43%=1.5462.43%=0.038(t/tsh)4) 含天然水分的湿物料消耗定额：式中 K湿、K干分别表示湿物料、干物料消耗定额，t/tsh；w0该湿物料的天然水分，%.则 (3) 石膏消耗定额1) 干石膏消耗定额 = =0.070(t/tsh)式中 Kd干石膏消耗定额，t/tsh；d分别表示水泥中石膏的掺入量，%;e分别表示水泥中混合材的掺入量，%;2) 换算为湿石膏消耗定额 (3.4)(4) 混合材消耗定额1) 干矿渣消耗定额 = =0.267(t/tsh) (3.5)鈀燭罚櫝箋礱颼畢韫粝。式中 Ke干混合材消耗定额，t/tsh。2) 换算为湿矿渣消耗定额Ke,湿=(5) 烧成用煤消耗定额1) 烧成用干煤消耗定额： 式中 Kf1烧成用干煤消耗定额，t/tsh；Q熟料烧成热耗，kJ/kgsh；干煤低位热值，kJ/kg干煤；煤的生产损失，一般取3%。2) 换算为湿煤(6) 烘干用煤消耗定额1) 烘干用干煤消耗定额： 式中 Kf2烘干用干煤消耗定额，t/t熟料； Ke,湿湿矿渣消耗定额；w1、w2分别表示烘干前、后物料的含水量，%；q烘蒸发1Kg水分的耗热量，kJ/kg水分，由于采用中卸烘干磨，石灰石、砂岩、粉煤灰、铁粉都无需另外烘干，石膏、煤也可以考虑充分利用窑尾废气余热烘干，所以，只需烘干矿渣。参考烘干机热工指标，对于矿渣，q烘为4750。惬執缉蘿绅颀阳灣熗鍵。2) 换算为湿煤将各种物料消耗定额乘以烧成系统生产能力，可求出各种物料的需要量。计算结果汇总成物料平衡表见表3.4：表3.4物料平衡表物料名称天然水分/%生产损失/%消耗定额（t/tsh）物料平衡量（t）干料含天然水分料干 料含天然水分料hd周hd周石灰石0.831.2751.285265.625637544625267.708642544975砂岩2.630.1390.14328.958695486529.7927155005粉煤灰7.330.0940.10119.583470329021.0425053535 铁粉5.430.0380.040