5000t水泥设计计算

1、项目Loss(%)SiO2(%)Al2O3(%)Fe2O3(%)CaO(%)MgO(%)SO3(%)合计天然水分(%)石灰石383.81.21.0491.10.8砂岩1.1093.10.670.620.710.360.6铁粉2.2613.12.2073.472.293.681.491.5粉煤灰1.7651.932.042.515.251.123石膏38.5煤灰54.231.194.323.521.56)x100 Mar)100 Mad4 .水泥品种：用到公式 :Qnet.ar =(Q net.ad25 Mar散袋比 0.25 : 0.75P.O 52.520%P.O 42.580%2 .煤的工

2、业分析工业分析()发热量Q net.ad KJ/KgM adCadAadVad1.5252.0224.2023.8524700M arCarAarVarQ net,ar2.2151.6624.0323.6824498原煤水分：2.21，经换算得收到基煤的工业分析:+ 25 M ad1.1煤粉掺入量的计算由驻马店豫龙同力水泥有限公司提供数据为：KH=0.890.02 ;SM=2.650.1 ； IM=1.650.1，并设定熟料的热耗2968Kj/Kg熟料，煤灰沉降率为100%。计算煤灰掺入量Ga= qAarS :Qn et.ar=3018 24.030 10000 = 2 96%24498其中：

3、Ga 熟料煤粉掺入量；q单位熟料热耗； Qnet，ar煤的应用基低位发热量；S煤的应用基沉降率；Aar 煤的应用基灰分含量1.2用误差尝试法计算原料配合比设定熟料矿物组成为：C3S=54%，C2S=18%，C3A=8%， C4AF=10%。依据矿物相组成计算各率值和化学组成计算为：KH=0.898、SM=2.44、IM=1.56。SiO2=0.2631C 3S+0.3488C 2S=0.263154%+0.348818%=20.49%Al2O3=0.3773C 3A+0.2098C 4AF=0.37738%+0.209810% =5.12%Fe2O3=0.3286C 4AF =0.328610

4、% =3.29%CaO=0.7669C 3S+0.6512C 2S+0.6227C 2A+0.4616C 4AF=61.11%则其率值和化学组成分别如下表：表1-1率值和化学组成KHSMIMFe2O3Al 2 03SiO2CaO0.8982.441.563.29%5.12%20.49%61.11%1.3将各原料的化学组成换算为灼烧基表1-2 各原料的化学组成换算为灼烧基组成SiO2（ %）AI2O3（ %）Fe2O3（ %）CaO（%）十1006.131.941.6179.03石灰石10038砂岩100100 1.194.140.680.630.72铁粉10013.402.2575.172.3

5、4100 2.26粉煤灰10052.8332.612.555.34100 1.76100 煤灰10054.231.194.323.521.4计算燃烧原料的配合比及率值和矿物组成表1-3熟料组成减去煤灰掺入成分组成SiO2Al 2O3Fe2O3CaO计算熟料成分20.495.123.2961.11减去煤灰X 3.28%1.600.920.130.10无灰熟料成分18.894.203.1661.01计算各原料配合比为:石灰石配比：P石灰石-CaO无灰熟料61.0177.20%CaO石灰石79.03粉煤灰配比：Al2O3无灰熟料Al2O3石灰石？石灰石 P粉煤灰Al23粉煤灰4.20 1.94 77

6、.20%P.30%32.61砂岩的配比：P砂岩SiO2无灰熟料SiO2石灰石SiO2粉煤灰？ P粉煤灰/ SiO2砂岩18.89 6.13 77.20%52.83 8.30%10.38%94.14铁粉配合比：100 77.20 8.30 10.382.96 0。1.160。1.5初步计算配合比计算熟料化学组成原料名称配合比SiO2(%Al 203(%Fe2O3(CaO(%(%)%)灼烧基石灰石77.204.731.501.2461.01灼烧基砂岩10.389.770.070.070.07灼烧基铁粉1.160.160.030.870.03灼烧基粉煤灰8.304.382.710.210.44煤灰2

7、.961.600.920.130.10计算熟料10020.645.232.5261.65计算熟料率值为:KH=CaO 1.65AI2O32.8SQ2。碎心=66465 522 35 254 =0.9022.8 20.66SM=IM=沁=逻=2.075Fe2O32.54亟=0 =2.663AI2O3 Fe2O35.22 2.541.6尝试误差计算由以上计算可知：计算所得的率值与要求有很大的差别，同时SM太高，因此需要把配合比重新调整。取石灰石配合比为 77.22%，砂岩配合比为10.36%， 铁粉配合比为2.0%，粉煤灰配合比为8.3%，重新计算表1-5重新计算熟料化学组成原料名称配合比SiO2

8、AI2O3Fe2O3CaO灼烧基石灰石77.224.731.501.2461.03灼烧基砂岩10.369.750.070.070.07灼烧基铁粉2.00.270.051.500.05灼烧基粉煤灰8.304.382.710.210.44煤灰2.961.600.920.130.10计算熟料20.735.253.1561.69重新计算熟料率值为：KH=0.895SM=2.468IM=1.67熟料矿物组成为：C3S=3.8SiO 2(3KH-2)=3.8 X20.73 X(3 X0.893-2)=53.96C2S=8.6 SiO 2(1-KH)=8.6 X20.73 x(1-0.893)=18.72C

9、3A=2.65(AI 2O3-0.64Fe 203)=2.65 X(5.25-0.64 X3.15)=8.57C4AF=3.04Fe 2。3=3.04 X3.15=9.58以上计算的熟料率值和矿物组成均可满足设定要求，故不需再调整配合比1.7应用基原料配合比表1-6应用基原料配合比原料名称燃烧原料配合比应用基原料质量比应用原料配合比石灰石77.2010077.22 124.55100 3885.58%砂岩10.3610010.36 X=10.48100 1.17.20%铁粉2.11002.0 X=2.05100 2.261.41%粉煤灰7.981008.30 X=8.451001.765.81

10、%1.8计算生料成分各原料成分乘以应用基原料配合比之和即为生料成分如下表所示:名称烧失量SiO2Al 2O3Fe2O3CaO水分石灰石X 85.58%32.523.251.030.8641.930.68砂岩X 7.20%0.086.700.050.040.050.04铁粉X 1.41%0.030.190.031.040.030.02粉煤灰X 5.81%0.103.021.860.150.310.17生料成分32.7313.152.972.0942.320.91第2章物料平衡计算2.2原燃材料消耗定额的计算2.2.1原料消耗定额1.考虑煤灰掺入量时，一吨熟料的生料理论消耗量（每吨）其中Kt干生料

11、理论消耗量（t/t） I 干生料烧失量（）100 SKt=100 I：100 32.73 =1.443 t/t 熟料S 煤灰掺入量，以熟料百分数表示2.考虑煤灰掺入量时，一吨熟料的生料消耗定额（每吨）K生=Kt （1+ P生 ）=1.443 X（1+2%）=1.472 t/t 熟料 P生生料生产损失,取2%3.各种原料消耗定额K原=K 生 (1+ Pt) X X生料中该原料配合比（）根据上式可计算：IK石灰石1.472 85.58001 0.5001.266 t/t 熟料K砂岩1.4727.20 0。10.5000.107 t/t 熟料K粉煤灰1.472 5.81。1 20o 0.087t/t

12、 熟料K铁粉 1.472 1.410120o 0.021t/t 熟料其中：K原某种干原料的流水作业消耗定额t/t熟料4.十石膏消耗定额Kd100dd:水泥中的石膏的掺加量；6%(100 d e)(100 Pd)e:水泥中混合材的掺加量Pd :石膏的生产损失；取1% Kd :干石膏的消耗定额根据南京化工院公式：SO3=0.2C 3AF+0.05C 4AF=2.1923.5%计算石膏掺加量约6%左右，这里取6%，且6% X38.5%=2.31%3.5% ，故合理，所以对于PO42.5 :熟料：石膏：混合材=82 : 6: 12对于PO52.5 : 熟料：石膏：混合材=86 : 6: 8故 PO42

13、.5 :Kd =0.074PO52.5 :Kd =0.0702.2.2干混合材消耗定额K100ee= 100 d e 100 Pe其中：Ke 干混合材消耗定额Pe混合材生产损失，取1%2.2.3烧成用煤消耗定额q1003100100门,Kf=x=0.134t/t熟料Qn et.ar100 PF23611100 2P.O42.5 Ke=0.148 t/t 熟料P.O52.5Ke=0.094 t/t 熟料其中：Pf煤粉生产损失,取2%q 熟料热耗,取3100Kj/KgQnet.ar 一煤的发热量2.3原燃材料需要量的计算和物料平衡表的编制表2-1原燃材料需要量的计算和物料平衡表的编制天生消耗定额物

14、料平衡表然水分产埙失干料湿料干料含天然水分小时日周小时日周0.80.51.2661.276295.47089.649627.2297.77145.50019.石灰石62砂岩0.60.50.1070.10824.97599.24194.425.20604.84233.6铁粉1.520.0210.0214.9117.6823.24.90117.6823.2粉煤灰320.0870.09020.3487.23410.4215043528燃煤2.2120.12629.4705.64939.2生料21.472343.478243.257702.4石膏1PO42.50.07417.08409.922869.

15、44PO52.50.070混合材1PO42.50.14832.01768.325378.24PO52.50.094熟料233.35600392003水泥1350.00840058800其中，水泥品种为：P.O52.5 20% ; P.O42.5 80%袋散比为：20% : 80%表2-2物料平衡表消耗定额t/t熟料物料平衡表P.O 42.5P.O 52.5P.O42.5P.O52.5时日周时日周石膏0.0740.07013.81331.522320.643.2778.4548.8混合材0.1480.09427.63663.44641.284.39105.28736.96熟料186.674480

16、3136046.6711207840水泥28067204704070168011760第3章主机平衡计算3.1主机要求的小时产量Gh=Gw168其中：Gw 物料周平衡量 Gh 主机要求小时产量主机设备年利用率其中破碎机对石灰石和石膏破碎3.2主机要求生产能力平衡表主机名称周平衡量工作制要求主机小时产量年利用率生料磨57702.4.7 X24h429.33t/h0.80窑392007 X24h253.62t/h0.92水泥磨588007 X24h437.5t/h0.80煤磨4939.27 X24h44.67t/h0.70包装机147007 X14h437.5t/h0.20破碎机49627.27

17、X14h984.67t/h0.30第4章储库平衡计算4.1物料存储期限表4-1各物料存储期限列表物料要求储存期实际储存期石灰石87 10砂岩2015 30粉煤灰53 7铁粉2020 30石膏3030 45混合材31 3生料21 3熟料22 3水泥53 10燃煤2010 304.2物料储存量V=T XM其中：V物料储存量T各物料储存期M物料日平衡量1.石灰石储存量V 石灰石=T XM=8 X7145.6=57164.82.砂岩储存量V砂岩=T XM=20 X599.2=119843.粉煤灰储存量V 粉煤灰=T XM=5 X504=25204.生料储存量V 生料=T XM=1 X8243.2=82

18、43.25.煤储存量V 煤=T XM=20 X705.6=141126.石膏储存量V 石膏=T XM=30 X409.92=12297.67.混合材存量V 混合材=3 X768.32=2304.968.熟料储存量V 熟料=T XM=2 X5600=112009.水泥储存量V 水泥=T XM=5 X8400=4200010.铁粉储存量V铁粉=T XM=20 X117.6=23524.3储库计算4.3.2!生料库生料库应满足储存期至少3天的用量。取豫龙生料库咼52米，库存密度1.3 t/m3，所以库存容积vm 23654.16318195.5m1.3由此可计算出生料库的半径：V,18195.5r

19、ii10.56mV h V3.14 52考虑到富裕容量，取R=12m，所以直径取24m。因此生料磨的规格为24 x52m的圆库，数目一个。由于生料库规格较大，下面设有17个下料库，在下料过程中已完成了生料均化，所以生料均化库不再设计433铁粉储库铁粉一般用硫酸渣或铁矿石，储存期为 25天，储存量为6757.5吨。铁粉堆积密度2.2 t/m3，所以库存容积v 3072m3，休止角为452 3072设料堆高度为10米，则料堆宽度为20米，所以长1 方 30.72m考虑富余容量取1=35米，所以铁粉的的储存为堆棚场。料堆底边长35米,宽20米，高10米。4.3.4石膏储库r3.14 406885.7

20、7.4m石膏的储存期为20天，储量9640吨，堆积密度1.4 t/m3，所以石膏的堆积体积为v 916:06885帀3由于石膏粒度小，所以用圆库的高度为 40米，则圆库的半径考虑富余量则r取8米所以直径为16米，数目一个4.3.5混合材储库混合材的储存期为3天，储存量7183.5吨，堆积密度0.64 t/m3,所以体积7183.50.64311224.2 m由于是粉料，采用圆库储存设其高 40米。则其半径12312.5:3.14 409.45m考虑富余量则半径取10米，所以直径为20米，数目一个4.3.6熟料的储库水泥熟料的储存期为7天储存量为35700吨，堆积密度为1.45 t/m3，采用圆

21、库储存则体积v 35700 24620.69 m31.45用两个圆库储存。则单个体积v - 24620.69 12310.34m32 212310 34设库高40米，则其半径r . 12310.34 9.9mV 3.14 40考虑富余容量，则半径取10米，所以直径为20米，数目为2个4.3.7水泥储库设库高30m，则半径肌7mr取7m。考虑富余容量则其半径取8米，所以直径为16米，数目6个。储存期为5天，储量39483 .5吨，堆积密度为1.45 t m3，采用圆库储存，则体积 Vm 39483.527230 m31.45用6个圆库储存则单个体积为V=27230 十6=4539 m34.3.8

22、砂岩库砂岩的储存期为10天，储量6120吨，堆积密度为2.0t/m3，粘土休止角为250，则储库容积为V=m 十尸3060 m3设堆高40米,r ,3060 5m.3.14 40考虑富余容量，半径取6m，直径是12m，数目是1个。4.4各储库规格列表如下表4-2各储库规格列表储库名城规格数目库容量储存期（天）单个总共石灰石堆场90157164.857164.88煤堆场232 X33 X7m16739673920生料库16 4018882.438882.432铁粉库10 3014403.854403.8520石膏库20 40114946.414946.430混合材库12 4012459.7524

23、59.753熟料库9 40114751.7214751.722水泥库8 3068741.768741.765砂岩库16 40113665.2813665.28205.2预热器各部分参数计算5.2.1各部分气体量计算1. 由工艺平衡计算可知：熟料耗煤量Q煤=0.133 kg kg熟料(1) 理论空气量, 0 / 0.241Qnet。ar0.241 24498Va0=( 0.5) XQ煤=(0.5 )X0.1261000 1000=0.807 Nm 3/Kg 熟料0 213Q 理论废气量 Vg=( 0.2l3Qnet.ar1.65)XQ煤10000 213 24498=( 1.65)X0.126=

24、0.865 Nm 3/Kg 熟料1000 实际料耗L0= 100 S =1.472 t/t熟料100 I 1 P(4)生料分解生成废气量(5)生料水分蒸发产生废气量Uh=Lo X0.9467% X122 4Ur= L 0 I% =1.443 X32.73% X-=0.24Nm 3/Kg 熟料CO244H2O22 4=1.546 X0.746% X =0.0144Nm 3/Kg 熟料182. 窑尾排出废气量1(1) 生料入窑后分解放出 CO2量 L0 I% e=0.24 X5%=0.012 Nm 3/Kg熟料CO2(2) 窑内煤燃烧产生废气量Vg X40%=0.865 X40%=0.345 Nm

25、 3/Kg熟料(3) 过剩空气量 (a1)Va 40%=(1.1-1)X0.807 X40%=0.0323 Nm 3/Kg 熟料 窑尾废气量=0.012+0.346+0.0323=0.3902+0.0332=0.4032Nm3/Kg 熟料T273 1050(5)转化为工作态V工=V标X丄=0.3903 X=1.8915m 3/Kg熟料T 标2733. 三次风管抽风量(1) 窑尾废气带入空气量(-1) Va0 60%=(1.1-1)X0.807 X60%=0.0484 Nm 3/Kg 熟料(2) 炉内煤燃烧需空气量Va0 X60%=0.807 X60%=0.4842 Nm 3/Kg熟料(3) 炉

26、漏风量Va 5% =0.0.807 X 5% =0.04035 Nm 3/Kg 熟料(4) 出炉 废气所带过剩 空气量 1 =1.1( 1 -1) Va0=(1.1-1) X0.807=0.0807Nm 3/Kg(5) 三次风管抽风量 V 标=0.4842+0.0807-0.0484-0.04035=0.4762Nm 3/Kg熟料273850(6) 转化为工作态 V 工=0.4762 X=1.959m 3/Kg4. 炉内废气量 燃煤废气=(炉+窑)燃煤产生废气=Vg=0.865Nm3/Kg熟料(2) 生料分解产生CO2=全部生料分解放出的 CO2量x(炉内分解率+窑内分解 率)=0.24 x(

27、90+8)%=0.2352 Nm3/Kg 熟料(3) 过剩空气量=(1-1) Va0=0.1 X0.807=0.0807 Nm 3/Kg 熟料(4) 炉内废气量=0.865+0.2352+0.0807=1.1809Nm3/Kg 熟料(5) 转化为工作态V 工=V 标 工 = 1.1809 X273 890 =5.031m 3/Kg 熟料T 标2735. 各级旋风筒气体量(1) C5废气量出炉废气量=1.1809Nm 3/Kg熟料 漏入空气量：5%(窑+炉)进入的C5的理论空气量=5% Va0=5% X0.807=0.04035 Nm 3/Kg熟料C5 内分解 CO2量：URe=0.24 X5%

28、=0.012 Nm 3/Kg 熟料C5 废气量=1.1809+0.04035+0.012=1.23325Nm3/Kg 熟料转化为工作态V=V 标 D =1.23325 273 850 =5.073Nm 3/Kg 熟料T 标273(2) C4废气量来自C5废气=1.23325 Nm 3/Kg熟料漏入空气量5% Vc5C4 废气量(1+5%) V C5=1.05 X1.23325=1.295Nm 3/Kg 熟料转化为工作态V=V 标 工 =1.23325 X 273 760 =4.90m 3/Kg 熟料T标273C3废气量来自C4废气=1.295Nm 3/Kg熟料 漏风量：5% V C4C3 废气

29、量=(1+5%)V C4=1.05 X1.295=1.35975Nm 3/Kg 熟转化为工作态V=V标工 =1.35975 X匹 640 =4.5474m 3/Kg熟料T 标273C2废气量 来自C3废气=1.35975Nm 3/Kg熟料漏风量：5% Vc3C2 废气量=(1+5%) V C3=1.05 xl.35975=1.4278Nm 3/Kg 熟转化为工作态V=V 标工=1.4278 X273 520=4.1472m 35/Kg 熟料T 标273(5) Ci废气量 来自C2废气=1.4278 Nm 3/Kg熟料 漏风量：5% V C2Ci 废气量=(1+5%) V C2=1.05 X1.

30、4278=1.499 Nm 3/Kg 熟料T273330转化为工作态V=V标T工=1.499 X=3.311m 3/Kg熟料T 标2736. 入高温风机废气来自C1废气=1.499 Nm 3/Kg熟料 漏风量 5% V C1入高温风机废气量=(1+5%)V C1=1.05 X1.499=1.5740 Nm 3/Kg 熟料 转化为工作态V=V标 比 =1.5740 X273 270 =3.1306 m 3/Kg熟料T 标2737. 风管尺寸计算五级到四级排风管 d、= 0.0188 X(5.073 X1000 X212.5/34 ) 1/2 = 3.35则 d = 3.35+0.4 =3.75四

31、级到三级排风管三级到二级排风管二级到一级排风管d、= 0.0188 X(4.9 X1000 X212.5/34 ) 1/2 = 3.29则 d = 3.29+0.4 = 3.69d、= 0.0188 X(4.5474 X1000 X212.5/34 ) 1/2 = 3.17则 d = 3.17+0.4 = 3.57d、= 0.0188 X(4.1472 X1000 X212.5/34 ) 1/2 = 3.03则 d = 3.03+0.4 =3.43531炉的有效截面和有效直径（直筒部分）D 0.0188 Vg / WgS炉一一分解炉有效截面积D炉一一分解炉有效内径Vg通过分解炉的工况风量 m3

32、/sWg分解炉断面风速 m/s选择喷腾式DD分解炉，炉子截面风速Wg=5.59.5m/s，在这里取Wg=9.02m/s35.031 10245o贝U:S炉= =37.963600WgD 有=0.01885.031 245 =6.95WgD 炉D 有 26.95 2 0.180 7.31m耐火砖厚度取180mm所以分解炉有效截面37.96m 20有效直径6.95m，直径为7.31m。5.3.2分解炉的高度一般可以根据气流在分解炉内需要停留的时间来计算H=wt其中：H分解炉高度w气流在分解炉内平均流速m/st气流在分解炉内经历的时间sDD型分解炉气流在分解炉内经历时间t在25s之间，取t=3.5s ; W取Wg=8m/s ;贝9:H=8 X3.5=28m