日产5000吨水泥熟料的设计方案.doc

日产5000吨水泥熟料的设计方案第一章 设计方案1.1设计方案的比较根据物料的性质不同，目前使用较多的粉磨系统主要有3 种。1.1.1球磨烘干兼粉磨系统烘干兼粉磨系统物料可受到烘干和粉磨的双重作用。物料进入系统后，直接与较高温度的气体接触，所以热交换迅速，水分蒸发很快。随着水泥工业干法生产的发展， 烘干兼粉磨系统改进和提高较快。1.1.2中卸提升循环磨系统中卸提升循环磨是磨内烘干的一种形式，是由德国伯力鸠斯首先研制出来的，目前已被广泛采用。该系统从烘干作用来讲，是风扫磨和尾卸提升磨相结合的产物;从粉磨作用来说，相当于二级圈流系统。选粉机的回料大部分回入细磨仓，小部分回到粗磨仓。回入粗磨仓的目的，是为了改善冷料的流动性，同时也便于磨内物料的平衡。这种系统，如利用320的窑尾废气可烘干原料的6%7% 水分，如另设热风炉采用高温气体。可使烘干能力提高到14%。1.1.3尾卸提升循环磨系统尾卸提升循环磨系统也是磨内烘干的形式之一。它和风扫磨的主要区别，在于入磨物料通过烘干仓到粉磨仓的尾端，物料以机械方法排出，然后用提升机送入选粉机，粗料返回磨头。热气从磨头到磨尾，从卸料罩抽出，经过粗粉分离器和收尘器排入大气。尾卸提升循环磨，由于是机械方法卸料，通过磨机的空气量可以较小。另一方面，由于设有卸料蓖子使通风阻力大，磨内风速也不宜太高，一般在3-4m/s。所以，该系统的烘干能力较差。因此，该系统的烘干能力不如中卸提升循环磨系统和立磨系统。只用窑尾废气，仅能烘干5% 以下的物料水分，如果另设热风炉，也只能烘干8 % 的水分。这类磨有单仓和双仓两种。单仓磨的入料粒度要小于15mm，双仓磨则可以达到25mm。双仓烘干能力比单仓烘干能力差。1.1.4辊压机粉磨系统配有辊压机的粉磨系统中，由于在管磨中所受的是冲击和磨削作用，所以比传统管式磨机系统粉磨效率高。而在辊压机粉磨系统中，物料基本上先受到纯压力，然后再受到磨削和冲击作用。这样，实际物料在粉磨前先受到了5倍于冲击和磨削所构成的剪力作用，这就使带有辊压机的粉磨系统效率大为增加。从粉磨机理和粉磨功强度及其利用效率等方面来考虑，辊压机与其他的粉磨设备比，的确有其优点。但其故障率较高，需要精心维护和修理，否则就难以保证可靠性和年运转率。虽然在生料终粉磨系统的情况下，辊压机的单位电耗可能比立式的低1.5-2.0kWh/t，但是这一优点往往会被其操作与维修方面的弱点所抵消。因而实际上，2001 2005年间全世界投产的538 台生料磨中只有13 台辊压机终粉磨，选用率仅为2.5%1.1.5辊式磨（ 立磨） 系统对于粉磨水泥厂的另外一种设备是立式磨，也称辊式磨。立式磨与球磨相比不论从结构、粉磨机理、系统流程、工艺布置，还是从自动化控制、参数的确定、能源的消耗上，都存在这很大区别。可以说它的某些优点是球磨机本身不能相比的。这就奠定了它在现代水泥工业中的重要地位。粉磨效率高1.2生料磨机的选择1.2.1选型依据立式磨是利用厚床原理粉磨，能量消耗教少，整个粉磨系统的电耗比球磨系统降低10%-30%，降低值随原料水分增加而加大。且具有以下优点：烘干能力大，可以充分利用出预热器的低温废气。由于热风从环缝中进入，风速高达60-80m/s，故烘干效率高。如采用热风炉热源，可烘干含15%-20% 水分的原料。而一般带烘干仓的球磨最大烘干水分为8 %（通常不超过5 % ），当原料水分太大时，球磨必须采用轧预烘干措施。 入磨粒度大，入磨粒度可在50150mm，最大入磨粒度通常可按磨辊直径的5% 计算。生料的化学成份和颗粒级配均齐，物料在辊磨内停留时间仅23min，而球磨机则在1020min 内。因此，立式磨系统中生料的化学成份可以很快地得到测定并校正。采用自动分析和计算机控制自动调节喂料，可以得到最大精度的生料成分。从而降低了生料均化费用，另外由于立磨使合格的细粉及时选出来，避免了过粉磨现象，产品粒度均匀，有利于水泥熟料烧成的均匀性。占地面积小，占用空间小，噪音低立式磨及其传动系统比球磨机需要的空间和基础都小。立式磨的运转较球磨机噪音低的多。经历了30 多年的不懈努力，立式磨终于造就了在当代水泥工业粉磨作业中的主导地位，它可以经济高效大产能地粉磨生料。所以立式磨的推广应用首先是在生料粉磨中得以突破。此外，由于立式磨技术成熟，系统简单，设备较少，可靠性和运转率高，操作调节灵活，占地小，无需厂房，可露天设置，特别是产品单位电耗相当低，节约能源，生产成本底，投资也并不比国产球磨的高多少。所以促使立式磨的选用率迅速上升。20012005 年间，全球水泥工业中立式磨的选用率已达33.6%(549/1632)，国际和我国的分别为44.8%和25.7%。如果单纯按2005 年的情况考虑，实际上立式磨的国际选用率已高达85% 左右。综上所述，各种原料粉磨系统经济技术的差别很容易分析清楚，水泥厂项目因地区不同，各自的自然条件也有差别，原料粉磨系统方案选择应根据实际情况，慎重决断，我们认为：在当代水泥工业原料粉磨装备的选择中，球磨系统已明显减少，现在仅剩的一个使用范围就是水泥粉磨了，即使在这个范围内球磨的选用已缩减到50%（国际）和70%（国内），下降的趋势仍在继续。辊压机终粉磨系统用作水泥生料粉磨时，其唯一优点就是比立磨稍节省一点单位产品电耗，但其在操作维修、可靠性、运转率、厂房建设等诸多方面所带来的缺陷，尤其是产能较大（4000t/h）辊压机规格较大时，选用时必须充分考虑潜在的风险。综合考量各方面的因素，立式磨属当代水泥工业原料粉磨系统的首选，国际上多年的实践足以佐证。我国水泥工业立式磨的选用率也在不断提高之中。我国应加紧自主创新大型生料磨（5000t/d线）的研制、改进与完善，确保其可靠性，提高国产大型立磨的竞争力。工厂总平面设计的任务，是根据厂区地形，进出厂物料运输方向和运输方式，工程地址，电源进线方向等，全面衡量，合理布置全厂所有建筑物，构筑物，铁路，道路以及地下和地上工程管线的平面和竖向的相互位置，使之适合于工艺流程，并与场地地形及绿化，美化相适应，保证劳动者有良好的劳动条件，从而使工厂组成一个有机的生产整体，以使工厂能发挥其最大的生产效能。现代化的水泥企业，从生产所需原料的机械化开采起，经过一系列的运输和加工，到水泥的包装或散装输出为止，系一级其复杂而科学的生产过程，故其总平面图设计必须处理许多复杂的技术问题。而总平面设计的合理与否，对工厂的建设，生产以及将来的发展都有直接而深远的影响。因此，工厂的主管部门和设计等建筑单位都必须十分重视平面布置的设计。第二章 配料计算2.1 原始数据2.1.1 原材料数据表2.1 原材料数据原材料料成分名称烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其他合计石灰石38.82 3.51 1.64 1.02 53.37 0.47 1.17 100砂岩3.19 89.20 2.09 1.43 1.66 0.74 1.69 100粉煤灰1.74 50.06 32.96 6.93 4.41 0.57 3.33 100铁质2.32 50.65 5.41 34.27 1.53 1.69 4.13 1002.1.2 煤的工业分析表2.2煤的工业分析煤的工业分析名称Mar外水固定碳Aad灰分Vad挥发份Qnet.ad煤热值含量1.3755.4625.4517.7222740.422.2 配料计算2.2.1确保熟料率值的组成为了获得较高的熟料强度，良好的物料易烧性以及控制生产，选择适宜的熟料三率值是非常必要的。本次设计为一台烘干兼粉磨式立磨，对于新型干法水泥生工艺和实际考察情况，一般设计的水泥熟料率值大致为：KH=0.880.91，SM=2.42.7，IM=1.41.8。根据生产实践和设计工艺条件确定熟料的率值：KH=0.91，SM=2.55，IM=1.72.2.2 熟料热耗的确定随着新型干法水泥煅烧技术的不断提高，熟料的热耗不断降低，单位熟料热耗依国内新型干法厂现状，熟料热耗取3010KJ/kg熟料2.2.4 计算煤灰掺入量 根据公式： GA=qAarS/Qnet,arQar煤的收到基低位发热值 Q熟料的热耗 Aar煤收到基灰分 S煤灰沉降率一般取100%得出：GA =3.3686% P=熟料热耗/煤热值=3010/22740=0.13236592.2.5 尝试拼凑发进行配料计算假设原料配比 石灰石：砂岩：粉煤灰：铁粉=84.82 ：8.95: 3.97：2.262.2.6 计算白生料化学成分：表2.3计算白生料化学成分（W。=W*X、Y、Z）名称烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其他总计石灰石32.93 2.98 1.39 0.87 45.27 0.40 0.99 84.82 砂岩0.29 7.98 0.19 0.13 0.15 0.07 0.15 8.95 粉煤灰0.07 1.99 1.31 0.28 0.18 0.02 0.13 3.97 铁质0.05 1.14 0.12 0.77 0.03 0.04 0.09 2.26 生料33.33314.0923.0092.04245.6260.5251.3691002.2.8 根据煤灰掺入量计算熟料的化学成分计算熟料化学成分成分配比SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其他总计灼烧生料96.63135121.1394.5143.06368.4400.7882.053100煤灰3.368649348.08 32.09 7.17 4.24 1.53 6.89 100熟料22.0465.4433.20266.27740.8132.2161002.2.9根据熟料的化学成分计算率值：KH=SM= IM= 通过代入数值计算可得： KH= 0.91000004 SM= 2.55 IM=2.7 经过数值对比，发现这三个数值均符合要求。 所以原料的配比即为： 石灰石：砂岩：粉煤灰：铁粉=84.82 ：8.95: 3.97：2.262.2.10计算理论料耗： 根据公式： HL=(100-GA)/(100-L) HL理论料耗 GA煤灰掺入量 L生产烧失量 得出HL=1.449482kg生料/kg熟料2.2.11计算实际料耗： 根据公式： HS=HL/(1-生产损失)= 1.464123kg生料/kg熟料2.2.13计算干基的实际消耗定额： 干石灰石= HS*W/（1-石灰石生产损失） 干砂岩= HS*X/（1-砂岩生产损失） 干粉煤灰=HS*Y/(1-粉煤灰的生产损失) 干铁粉= HS*Z/（1-铁粉生产损失） 从而得出： 干石灰石的实际消耗定额是: 1.2418585kg干石灰石/kg熟料 干砂岩的实际消耗定额是：0.1310244 kg干砂岩/kg熟料 干粉煤灰的实际消耗定额是：0.0581697kg干粉煤灰/kg熟料 干铁粉的实际消耗定额是：0.0330702 kg干铁粉/kg熟料2.2.14计算湿基实际消耗定额： 湿石灰石=干石灰石/(1-石灰石含水率) 湿砂岩=干砂岩/（1-砂岩含水率） 湿铁粉=干铁粉/（1-铁粉含水率） 湿粉煤灰=干粉煤灰/（1-粉煤灰含水率） 湿原煤=实际煤耗/（1-原煤含水率） 从而得出: 湿石灰石的实际消耗定额是: 1.25440248 kg湿石灰石/kg熟料 湿砂岩的实际消耗定额是: 0.13369839kg湿砂岩/kg熟料 湿粉煤灰的实际消耗定额是: 0.05846198kg湿粉煤灰/kg熟料 湿铁粉的实际消耗定额是: 0.03890614kg湿铁粉/kg熟料 湿原煤的时间消耗定额是: 0.13486161kg湿原煤/kg熟料2.2.15计算湿物料配合比 湿石灰石：湿砂岩：湿粉煤灰：湿铁粉= 84.44488：9.000416：3.935591：2.6191152.3配料计算表AB CDEFGHI12原料化学成分（%）34项目LOSSSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其他比例5石灰石38.82 3.51 1.64 1.02 53.37 0.47 1.17 84.856砂岩3.19 89.20 2.09 1.43 1.66 0.74 1.69 8.957粉煤灰1.74 50.06 32.96 6.93 4.41 0.57 3.33 3.978铁粉2.32 50.65 5.41 34.27 1.53 1.69 4.13 2.269生料33.33314.0923.0092.04245.6260.5251.36910灼烧生料 21.1394.5143.06368.4400.7852.05311煤灰48.08 32.09 7.17 4.24 1.53 6.89 12熟料 22.04655.4433.20266.2770.8132.216 1314烧成热耗（KJ/Kg熟料）15301016煤发热量（KJ）17 2274018煤灰分1925.4520熟料目标KH熟料实际KH210.910.910000422熟料目标SM熟料实际SM232.552.5524熟料目标IM熟料实际IM251.71.7表2.42.4生料消耗定额的计算2.4.1生料消耗定额由配料计算可知：干生料烧失量：33.33%煤灰的掺入量：3.36%则式中：Kt干生料消耗定额，Kg/Kg熟料S煤灰掺入量%I干生料的烧失量%,P生产损失,取0.5%理论K=（100-3.36）/(100-33.33)=1.44952724石灰石消耗定额：K1=KtX1=1.516894.2%=1.2418(t/t熟料) 式（3.2）砂岩消耗定额：K2=KtX2=1.51683.2%=0.1310(t/t熟料) 式（3.3）铁矿石消耗定额：K4=KtX4=1.51682.6%=0.0331(t/t熟料) 式（3.4）含水基原料定额：石灰石消耗额：K1=K1（1001.3）100=1.2544（t/t熟料） 式（3.5）砂岩消耗定额：K2=K2（1002.6）100=0.1337（t/t熟料） 式（3.6）铁矿石消耗定额：K2=K2（10013.2）100=0.03894（t/t熟料） 式（3.7）煤粉消耗定额：K4=K4（100-18.8）100=0.1349（t/t熟料） 式（3.8）2.2 物料平衡表物料平衡表物料名称水分%生产损失%消耗定额（t/t熟料）物料平衡（t）干料湿料干料湿料hdahda石灰石1-1.2421.2542927018217754029570892199535砂页岩2-0.1300.1333073922955331754234238粉煤灰0.5-0.0650.0651536711394215369114514铁矿石15-0.0330.039718758167922068432生料-11.4711.4923468313257920435184342616721石膏-20.1000.100922670144922670144混合材0.530.4850.485451096340164451096340164熟料-1.00 1.00 2355650175291323556501752912水泥-1.50.62 0.62 1453491108336914534911083368烧成用煤1.3720.13300.1343175123316131761236400第三章 工艺流程简述及总平面布置3.1工艺流程简介水泥生产过程可概括为生料制备、熟料煅烧、水泥粉磨。生产方法依生料制备方法不同分为干法和湿法。湿法生产产量低、熟料热好高、耗水量大，逐渐被干法生产取代。干法生产主要包括干法回转窑生产、悬浮预热窑生产、预分解窑生产，其熟料的煅烧大致分为预热、分解及烧成三个过程。其中窑外分解技术是将水泥煅烧过程中的不同阶段分别在旋风预热器、分解炉和回转窑内进行，把烧成用煤的5060%放在窑外分解炉内，是燃料燃烧过程与生料吸热同时在悬浮状态下极其迅速的进行，时入窑物料的分解率达到90%以上，使生料入窑前基本完成硅酸盐的分解。预热分解窑生产工艺，煅烧系统的热工布局更加合理、窑生产效率高、产品质量好、能源消耗低、窑内衬体寿命长，环境保护诸多方面具有更加优越的性能。3.2生料制备3.2.1原料破碎、输送及均化石灰石破碎车间设在矿区，采用一段破碎。自卸汽车将石灰石倒入板式喂料机，再喂入单段锤式破碎机破碎，破碎后，由长带式输送机送到厂区90m的圆形石灰石均化库，由悬臂堆料皮带机人字形堆料，由桥式刮板取料机取料将预均化后的石灰石由带式输送机送至石灰石调备库。砂岩由汽车运进厂先入砂岩堆场储存，由铲车卸入破碎机破碎，选用一台TPC17501550单段锤式破碎机，经破碎后的砂岩由带式输送机送入砂岩库。铁粉矿由汽车运进厂先入铁粉堆棚储存，由铲车卸入下料仓后经带式输送机送入铁粉库。各物料的配料在各自的调备库内进行，配料采用多种元素荧光分析仪和微机组成的生料质量控制系统、自动调节的定量给料机。四种原料由各自的定量给料机计量后，由带式输送机送入生料磨。所有物料破碎与转运点设有除尘器，确保粉尘达标排放。3.2.2 生料粉磨与废气处理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，经电收尘收集，收下的成品经空气输送斜槽、斗式提升机送入生料均化库。出电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。3.2.3生料均化及生料入窑生料均化采用22.554m型库，库内分八个卸料区，生料按一定顺序分别由各自的卸料区卸出进入均化小库，由库内重力切割和均化小库的搅拌实现均化，均化后的生料由斗式提升机、空气输送斜槽送入生料缓冲仓，经计量器计量后由空气输送斜槽送入气力提升泵再送至窑尾预热器的进口。3.3熟料烧成烧成系统由五级旋风预热器、分解炉、回转窑、篦冷机组成。喂入预热器的生料经预热器预热、在分解炉内分解后，喂入窑内煅烧；出窑高温熟料在水平推动篦式冷却机内得到冷却，大块熟料经冷却机出口处锤式破碎机破碎后，汇同出冷却机的小粒熟料经盘式输送机送至熟料库。篦冷机排出的热空气部分作为高温风入窑和三次风送往分解炉，部分作为煤粉制备的烘干热源，剩余废气经电收尘净化后排入大气。3.3.1熟料储存、输送和散装熟料库规格22.554m，熟料经库底卸出后，由带式输送机分别送往水泥磨前的熟料调备库和汽车散装熟料库。熟料散装库顶采用多点盘式输送机卸料。3.3.2原煤预均化及输送原煤由火车运输进厂卸入原煤堆场，由铲车卸入下料仓后，经定量给料机喂入煤磨。3.3.3煤粉制备及输送煤粉制备采用立式煤磨，利用窑头高温废气作为烘干热源。原煤由定量给料机喂入磨内烘干与粉磨。通过各阀门的调节改变磨内的风速，配合调整分离器的转速，从而实现合格煤粉与粗煤粉的分离，使细粉随气流进防爆型袋收尘器，粗粉继续在磨内循环，重新被粉碎。经袋收尘器收集下的煤粉通过锁风阀和螺旋输送机送入窑头、分解炉、回转烘干机供应其燃煤，废气经收尘器净化后排入大气。煤粉制备系统设有防爆阀、CO浓度检测仪、N2自动灭火系统等安全措施。3.4 水泥总平面设计的步骤工厂总平面设计的任务，是根据厂区地形，进出厂物料运输方向和运输方式，工程地址，电源进线方向等，全面衡量，合理布置全厂所有建筑物，构筑物，铁路，道路以及地下和地上工程管线的平面和竖向的相互位置，使之适合于工艺流程，并与场地地形及绿化，美化相适应，保证劳动者有良好的劳动条件，从而使工厂组成一个有机的生产整体，以使工厂能发挥其最大的生产效能。现代化的水泥企业，从生产所需原料的机械化开采起，经过一系列的运输和加工，到水泥的包装或散装输出为止，系一级其复杂而科学的生产过程，故其总平面图设计必须处理许多复杂的技术问题。而总平面设计的合理与否，对工厂的建设，生产以及将来的发展都有直接而深远的影响。因此，工厂的主管部门和设计等建筑单位都必须十分重视平面布置的设计。在两阶段设计中，工厂总平面图设计亦按初步设计及施工图设计两阶段进行。每个设计阶段又分为资料图和成品图两个步骤进行工作。现将各阶段工作分别叙述如下：3.4.1初步设计工厂总平面轮廓图（资料图）工艺专业人员根据与有关专业人员商定的各项建筑物设想的外形轮廓尺寸，并结合所选厂址的厂区地形，主导风向，铁路专用线及公路布置，电源等具体条件，绘出生产车间总平面轮廓资料图。在布置过程中应考虑厂内外道路及预留各种管线位置。工厂总平面图（初步设计成品图）在调整、补充、完善工厂总平面轮廓图的基础上，绘制工厂总平面布置图，作为初步设计主要附图之一，由总图专业人员完成。3.4.2施工图设计（1）工厂总平面资料图（2）工厂总平面布置施工图： 竖向布置图：具体表示厂区设计标高的关系和边坡处理。 土方工程图：具体表示厂区场地平整土石方的调拨和工程量。 铁路专用线施工图：表示铁路专用线坐标、标高、桥涵、纵横剖面等施工要求。 厂区道路及雨水排除施工图。 管线汇总施工图：表示厂区内地上、地下各种管线的关系位置。3.4.3 工艺设计的基本原则 根据计划任务书规定的产品品种、质量、规模进行设计。 主要设备的能力应与工厂规模相适应。 选择技术先进、经济合理的工艺流程和设备。 全面解决工厂生产，厂外运输和各种物料的储备关系。 注意考虑工厂建成后生产挖潜的可能和留有工厂发展的余地。 合理考虑机械化、自动化装备水平。 重视消音除尘，满足环保要求。 方便施工、安装，方便生产、维修。图3.1第四章 原料磨车间设计在整个水泥生产过程中，物料粉磨是最为重要的一个环节。因此也就有了“两磨一烧”的说法。随着新型干法水泥生产技术的发展，为了适应不同原料和工艺的要求，提高粉磨效率，生料粉磨系统也得到了不断的改进和发展。近年来其发展特点如下： （1）原料的烘干和粉磨一体化，烘干兼粉磨流程得到了广泛应用，并且由于结构和材质方面的改进，辊式磨得到了新的发展。（2）磨机和新型高效选粉机，输送设备相匹配，组成了各种新型干法闭路粉磨流程，提高粉磨效率，降低电耗。（3）设备日趋大型化，以简化设备和工艺流程，与窑的大型化相匹配。（4）新型节能粉磨设备辊压机不但应用在生料粉磨系统中，而且也应用在水泥粉磨系统中。（5）采用预烘干（或预破碎）形式组成烘干（破碎）粉磨联合机组。（6）管磨机内部结构的改进。（7）利用悬浮预热器窑和预分解窑320350的废气来烘干原料，发展了各种烘干磨。（8）采用电子定量喂料秤，X荧光分析仪、电子计算机自动调节系统，控制原料的配料，为入窑生料成分的均齐、稳定创造条件。（9）磨机系统操作自动化。应用自动调节回路以及电子计算机控制生产，代替人工操作力求生产稳定。当前粉磨设备的发展，主要还在节能方面，力求降低粉磨电耗。同时，也在采取积极措施尽量降低磨损件的磨耗。4.1 生料粉磨4.1.1 生料粉磨的意义生料粉磨是水泥生产的重要工序，其主要功能在于为熟料煅烧提供性能优良的粉末状生料。对粉磨生料要求：一是要达到规定的颗粒大小（可以细度，比面积等表示）；二是不同成分的化学原料颗粒混合均匀；三是粉磨效率高，耗能少，工艺简单，易于大型化，形成规模化生产能力。由于生料粉磨设备，土建等建设投资高，消耗量大（一般占水泥电耗的1/4以上）。因此采用高新技术，优化生料粉磨工艺，对水泥工业现代化建设起到重大的作用和意义。4.1.2 粉磨的基本原理物料的粉磨是在外力作用下，通过冲击，挤压研磨克服物料晶体内部各质点和晶体之间的内聚力，是大块物料变成细粉的过程。粉磨功一部分用于物料生成新的表面积，变成固体的自由表面能；大部分则转变为热量散失于空间。三个著名的基本原理第一粉碎原理：（粉碎表面积原理）粉碎物料时，所消耗的能量与物料形成的新表面积成正比。第二粉碎原理：粉碎容积或重量原理。第三粉碎原理：邦得粉磨工作指数原理。4.1.3 干法生料粉磨干法生料粉磨主要有以下几种形式开路流程：管磨闭路流程：管磨，烘干磨常见的生料烘干兼粉磨流程有以下几种：在机械空气选粉机没烘干在风扫磨内进行烘干兼粉磨尾卸提升循环烘干兼粉磨中卸提升循环烘干兼粉磨预破碎烘干流程带烘干塔的粉磨流程辊式磨系统此系统的优点是：流程简单，设备布置紧凑，占地少，噪音小，电耗低，设备运转率高此系统的缺点是：不能适应磨制硬度大的物料，否则磨损辊，磨盘衬板磨损大，影响生产质量。 4.2 生料粉磨系统热平衡计算立磨生料烘干系统气体量和热平衡计算：生料磨系统的热平衡计算，关键问题是要合理地确定漏风量和出磨气体的温度。系统漏风量大，则烘干效果差，不仅浪费热量，而且页增加系统排风量和阻力，浪费电能。当系统漏风量严重时，将是热风不能进入磨内，以致物料不能烘干，因此系统的锁风密闭非常重要。但我国的实际生产情况看系统的锁风密闭性一般很差，往往为磨机本身漏风量的0.7-0.5.出磨气体温度如果太低，则烘干能力不足，使出磨物料水分太大，磨内容易出现湖球、堵塞等现象，而且会造成收尘器内结露等问题；如果出磨温度太高，则浪费热量，一般控制在90-100。4.2.1热平衡计算热平衡计算的原始资料及设备见下表原始资料及设备表 表4.1入磨物料水份（%）12出磨物料水份（%）0.5入磨物料温度（）20出磨物料温度（）85入磨热气体温度（）220出磨热气体温度（）90环境温度（）20磨机产量（t/h）370磨机电机功率（kw）3600石灰石水份（%）1砂岩水份（%）3铁粉水份（%）4漏风系数3%燃煤热值（kj/kg）21250.08料层厚度（mm）90系统排风系数1.1平衡范围：磨机进口至出料口：物料基准：磨机一小时产量；温度基准：0一、热量收入部分（1）、入磨热风带入热量 式中：热风带入热量（kj/h） 入磨热风量（Nm/h） 入磨热风平均比热（kj/ Nm） 在0450时为1.435kg/ Nm 入磨热风温度（2）、研磨体工作时发热 (kj/h)式中：粉磨产生的热量磨机需用功率 磨机中能量转换为热量的系数，k=0.7电机传动功率，0.8-0.9，取0.9动力传到粉磨作用力有效系数，取0.9修正值，0.5-0.7，取0.6（3）系统漏风带入的热量式中：k漏风系数，一般应为5%，取3%为环境空气温度，为环境空气平均比热KJ/m3，（4）湿物料带入热： =37000200.933+= 7123617.4kJ/h其中，G为入磨原料量，kg/h 为入磨物料温度，生料的比热，一般取0.933kj/m3w1，w2分别为入、出磨物料水分（5）循环风带入热量： =0.25*1.05L*90*1.373 =32.13L其中:回磨粗粉温度，取90. 循环风比热，取1.373（6）总收入热量= =315.7L+4407767.28+0.75L+32.13L+7123617.4 =348.58L+11531384.682、热量支出部分（1）蒸发水分水气带走热量：式中， 2490为每千克水在0时变成水蒸气所需的汽化热，kJ/kg；1.88为水蒸气由0升至时的平均比热，kj/m3为出磨废气温度，90。（1） 出磨废气带走热： 式中，循环风磨气体温度，；系统排风系数，取1.1；循环风比热，取1.373kj/m3。（3）出磨物料带走热量：式中，出磨物料温度； 入磨物料温度； 生料的比热，取0.937。（4）磨机筒体散热损失：（5）系统中不可预测的其他热量损失（6）总支出热量= =6747487+135.93L+22924700+1483609+17.68L =31155796+156.61L3、热量平衡收入热量=收入热量 348.58 L+11531384.68=31155796+153.61L故L=100654 Nm/h 磨内风速的计算（1） 入磨总通风量 （2） 磨内风速 一般在50m/s到70m/s 取=0.95mW=51m/s 符合一般范围第五章 主机能力平衡在物料平衡计算选定车间工作制度的基础上，根据各种设备工作情况，为选定各车间的型号、规格和台数提供依据。表5.1主机工作时间及班制主机每年工作290天主机名称年利用率生产周制（d/周）生产班制石灰石破碎机0.23176每日一班，每班生料磨0.79457窑0.79457煤磨0.69527砂岩破碎机0.23176每日一班，每班5.1 破碎系统5.1.1确定石灰石破碎车间的工作制度根据实际情况可知是二班制，每周是6天。年工作时间是290天。5.1.2计算石灰石破碎主机小时产量根据公式Gh=Gy/8760式中 Gh 要求主机小时产量，t/h Gy 要求主机年处理物料量t/a 预计该主机的年利用率Gh=Gy/8760=1083.51518t/h其中Gy的数值来自物料平衡表的计算数值。5.1.3石灰石破碎主机设备的选定首先根据小时产量来决定破碎机的生产能力应该大于1083.51518t/h，其次应该考虑到破碎机的电耗和产能的比较。通过资料的查阅单转子反击式破碎机AP-PMH-2525-GSK满足生产需要。所以初步选择的破碎机是单转子反击式破碎机。型号是AP-PMH-2525-GSK，进料粒度1100mm,出料粒度70mm,生产能力为1500t/h。5.1.4计算石灰石破碎主机的数量根据公式n=GH/GH,式中主机台数，GH要求主机小时产量（t/h）， GH,L主机标定台时产量（t/h）n=1083.51518/15001所以需要破碎机的数量是1。5.1.5 生产能力标定根据破碎机的规格和性能，单转子反击式破碎机AP-PMH-2525-GSK，该机型生产能力达到1500t/h,最大可达到1600t/h.故标定该机的台时产量1500t/h。5.1.6 核算石灰石破碎机的年利用率根据公式0=GH/GH,l*n=0.16739238式中：主机的实际年利用率 预定的主机年利用率 至于辅材的破碎这里不加以说明，本设计采用的辅材设定全是符合磨机粉磨的辅材。5.1.7确定砂岩破碎车间的工作制度根据实际情况可知是二班制，每周是6天。年工作时间是290天。5.1.8计算砂岩破碎主机小时产量根据公式Gh=Gy/8760式中 Gh 要求主机小时产量，t/h Gy 要求主机年处理物料量t/a 预计该主机的年利用率Gh=Gy/8760=115.3884148t/h其中Gy的数值来自物料平衡表的计算数值。5.1.9砂岩破碎主机设备的选定首先根据小时产量来决定破碎机的生产能力应该大于115.38841488t/h，其次应该考虑到破碎机的电耗和产能的比较。通过资料的查阅锤式破碎机型号是MB28/45 其生产能力是100150t/h5.1.10 计算砂岩破碎主机的数量根据公式n=GH/GH,式中主机台数，GH要求主机小时产量（t/h）， GH,L主机标定台时产量（t/h）n=115.38841488/1201所以需要破碎机的数量是1。5.1.11 生产能力标定根据破碎机的规格和性能，锤式破碎机型号MB28/45，该机型生产能力达到在100150t/h故标定该机的台时产量120t/h。5.1.12 核算砂岩破碎机的年利用率根据公式0=GH/GH,l*n= 0.2228296式中：主机的实际年利用率 预定的主机年利用率 至于其他辅材的破碎这里不加以说明，本设计采用的其他辅材设定全是符合磨机粉磨的辅材。5.2 生料粉磨系统5.2.1 确定生料粉磨车间的工作制度根据实际生产情况得到：生料粉磨车间采用三班制，每周7天，每年工作290天。5.2.2计算主机小时产量Gh=Gy/8760=382.964736t/h5.2.3 主机设备的选定通过资料查阅得出结论：本次设计选定的磨系统是辊式磨。选用的立磨是MLS4531A，具体参数计算如下：MLS4531立磨的参数表 表5.1 MLS4531A入磨粒度（mm）110出磨粒度（mm）80um筛余12生产能力（t/h）390入磨水分（%）12出磨水分（%）0.5进出风口差压（Pa）8500入口温度（）250出口温度（）90磨盘直径（mm）5000磨盘转速(r/min)25磨辊尺寸(mm)30001000磨盘直径(mm)4500磨机功率(kw)40005.2.4 计算主机的数量根据公式n=GH/GH,n=382.964736/4001所以需要一台立磨。5.2.5 生产能力的标定根据海螺集团池州海螺水泥有限公司5000t/d熟料生产线选用的MLS4531A立式磨，其运行效果均达到设计要求，生产能力达到400t/h,故标定磨的生产能力为400t/h。5.2.6核算主机的年利用率根据公式：0=GH/GH,l*n= 0.760683385.3煤粉制备系统5.3.1确定煤粉制备车间的工作制度根据实际情况：煤粉制备车间是采用三班制，每班工作8小时，每年工作310天。5.3.2 确定年利用率根据公式=KK2K3/8760得： 5.3.3 主机要求小时产量根据公式Gh=Gy/8760=222460/(87600.85)=29.88t/h5.3.4 主机设备的选定根据安徽荻港海螺水泥厂的煤磨机规格，选取管磨机3.8*72.5具体参数如下表：表5.3规格(m)3.8*72.5产量(t/h)38磨机转速(r/min)16.4入磨粒度(mm)25研磨体装(t)80有效容积(m)75驱动方式边缘主电机(kw)YKK6304-8 1250KW 6KW主减速机MBY710-5设备重量(kg)1753745.3.5 计算主机的数量根据公式n=GH/GH n=29.88/40=0.751 所以需要一台管磨机。5.3.6 生产能力标定根据上述资料，由于给出原煤块度80mm，使用立磨，入料粒度可放宽至80mm，但生产能力会有所降低，故标定该机的台时产量为40t/h。5.3.7 核算主机年利用率根据公式0=GH/GH,l*n= 0.8529.88/(401)=0.645.4 熟料烧成系统本设计的熟料烧成系统采用的是五级旋风筒窑外预分解系统。该系统的工作原理是：生料从第1级旋风筒和第2级旋风筒之间的联接管道加入。加入的生料进入联接管道内后马上被高度分散在上升气流中，从而被携带到第1级旋风筒内。在旋风筒内，利用离心力的租用进行固、气分离后，废气被排走，而生料再次被加到第2级旋风筒和第3级旋风筒之间的联接管道内，然后再一次被携带到第2级旋风筒呢进行气、固分离。这样依次类推，生料粉依次通过各级旋风筒及其联接管道。生料粉按此依次在各级单元进行热交换、分离。预热后的热生料，由第4级旋风筒的卸料管进入分解炉，在炉中生料被加热、分解，分解后生料（分解率85%95%）经第5级旋风筒分离后，入窑段烧成熟料，再经冷却机冷却后卸出。下面是部分厂家4.874回转窑配套设备的详细对比：部分厂家4.872回转窑配套设备表 表5.4应用厂荻港海螺池州水泥厂规模t/d50005000回转窑4.8724.874预热器C14-5000C14-4700C22-6900C22-6700C32-6900C32-6700C42-7200C42-6900C52-7200C52-6900分解炉75007500冷却机有效面积（m2）119.34121.2备注燃料为烟煤本次设计采用池州海螺4.874回转窑设备配套方案。核算主机年利用率 根据公式：0=GH/GH,l*n =0.779347415.6 主机能力平衡表主机平衡表 表5.5主机名称主机型号规格主机产量（t/h）主机台数要求主机小时产量（t/h）车间生产能力（t/h）主机工作制度，实际年利用率单转子反击式破碎机AP-PMH-2525-GSK1500(平均）11083.515215000.167392生料磨立磨MLS4531A4001382.96474400