年产150万吨新型干法水泥生产线回转窑工艺设计说明书课程设计说明书

1、湖北理工学院课程设计说明书课程名称：新型干法水泥生产技术与设备设计题目：年产150万吨回转窑热平稳计算专 业：无机非金属材料工程班 级：2020级（一）班学号：0141姓名：刘成龙成 绩：指导教师（签名）：姜教师设计时刻：一一原始资料1 .气候条件：(1)本地大气压(2)环境风速Om/s(3)空气干球温度70c(4)空气相对湿度6%2 .物料的性质及工艺要求(1)物料化学成份(%)戈分项Is、LossSi02A1203Fe203CaOMgOS03其它合计生料100熟料0100煤灰0100(2)煤的工业分析及元素分析(%)元素分析(先)工业分析(%)发热量Q1(kj/kg 煤粉)c;srorvf

2、FCfAr片25376(3)熟料矿物组成组分C3SC2Sc3ac4af含量()(4)熟料出冷却机温度M产200(5)如要煤粉温度t尸400c(6) 一次空气入窑温度tyik=36(7)入窑冷却机冷空气温度tk=36(8)窑头漏风温度tyLOK=36 (9)入冷却机冷空气量VLK=kg熟料(10)入窑风量比()。一次风:二次风:窑头漏风=29:64:7(11)燃料比(%)。回转窑(Ky):分解炉(Kf) =47:53(12)废气出预热器温度t370(13)出预热器E灰量mxkg熟料(14)电收尘器和增湿塔综合收尘效率为n =%(15)回收飞灰入窑温度tth=50(16)气力提升泵料风比Nm3(1

3、7)喂料带入空气温度k=50(18)窑尾多余空气系数dy二(19)分解炉漏风占分解炉燃料燃烧用理论空气量的(20)分解炉出口多余空气系数at=(21)系统热损失QB=540kJ/kg熟料(22)熟料中燃料灰分掺辱的白分比a=100(23)生料水分Ws=0(24)冷却机烟囱排出空气温度tpk=220(25)冷却水带出热量QLs=170kJ/kg熟料(26)窑的设计产量:年产150万吨前言4一、物料平稳、热平稳计算5物料平稳计算5收入项目5支出项目7热量平稳计算8收入项目8支出项目窑的计算窑的规格11直径11长度12回转窑斜度、转速及功率的计算12斜度和转速12功率12风速核算12烧成带标准风速1

4、2窑尾工况风速13三、要紧热工技术参数计算133. 一、熟料单位烧成热耗13、熟料烧成热效率13、窑的发烧能力13、燃烧带衬砖断面热负荷13四.结语14五.参考文献14前 言当前世界水泥工业的进展是以节能、降耗、环保为中心，走可持续进展的 道路。与此相适应，水泥设备尤其是回转窑的资源化利用及应用中的环境行为 等方面也成为研究的热点。以预分解窑为代表的新型干法水泥生产技术是国际公认的代表今世技术进 展水平的水泥生产方式。具有生产能力大、自动化程度高、产品质量高、能耗 低、有害物排放量低、工业废弃物利用量大等一系列优势，成为现今世界水泥 生产的要紧技术。最近几年来，我国新型干法水泥生产技术取得了飞

5、速进展。尤其是进入21 世纪，大量5000t/d熟料新型干法水泥生产线的建成、投产，标志着我国新型 干法水泥生产技术已经成熟。目前全国已建成的新型干法水泥生产线约400余 条，产能达3亿多吨，占我国水泥总产量的32%以上。回转窑系统作为新型干法水泥生产技术的重要一环，其设计事关水泥的产 量和质量。对窑系统的热工计算，确信单位熟料的热耗，有利于分析窑系统的 热工技术性能。同时也为优质，高产低耗及节能技改提供科学依据。因此，以新型干法窑(NSP)的设计为契机，加深对水泥工艺相关知识的明 白得是很有必要的。本次课程设计的题目是：5000t/d熟料带TSD型分解炉的NSP窑设计，设计 内容包括窑的规格

6、计算确信、物料平稳计算、热平稳计算、要紧热工技术参数 计算和NSP窑的初步设计（1张Al图纸，1张A2图纸）。NSP窑包括预热器系统、 分解炉和回转窑，本次设计只需画出回转窑及分解炉下方的烟气室，托轮的的 剖而图。一、物料平稳与热量平稳计算基准：1kg熟料，温度：0C；范围：回转窑+分解炉+预热器物料平稳计算收入项目（1）燃料总消耗量mr=myr+mFr （kg/kg 熟料）（2）生料消耗量、入预热器物料量a.干生料理论消耗量100Tl.28xlx，%mg= V： 2 = i（x）-35.58 = - （kg/kg 熟料）式中：a一燃料灰分掺入量，取100%。b.出预热器飞灰量小二（kg/kg

7、熟料）c.烟囱飞损飞灰量小二111fh（1 Q）=X =（kg/kg 熟料）d.入窑回灰量myh=nifh-mph = = （kg/kg 熟料）e.考虑损后干生料实际消耗量100f v 100-33.40 、八 ,八mgs=mgsL+mm g乜=_+x 1nA ”= 一）（kg/kg 熟料）1UU 3j. jof.考虑损后生料实际消耗量ms=mgsx io（M4； = X 记（）= （kg/kg 熟料）g.入预热器物料量入预热器物料量=1i+12=一+= ） （kg/kg熟料）（3）入窑系统空气量燃料燃烧理论空气量ViK=+（S;-Of）=X + X + X-= （Nm3/kg 煤）mLk=V

8、1KXp=X= （kg/kg 煤）b.入窑实际干空气量Vvh=ayViKmr =avViKKFmr =XX=（Nm3/kg 熟料）myh=pXVyh =x = （Nm3/kg 熟料）其中一次空气 vyik=x= （NrrP/kg 熟料）myik=x= （kg/kg 熟料）二次空气量Vy2k= X =（Nm3/kg熟料）mv2k=x= （kg/kg 熟料）熟料漏风VyLok= X =（NrrP/kg熟料）ITIyLOk 义（kg/kg 熟料）c.分解炉从冷却机抽暇气量出分解炉混合室多余空气量= （aFl）ViKmr= - l）X = （Nm3/kg熟料）分解炉燃料燃烧 理论空气量=x= （Nm3

9、/kg 熟料）窑尾废气多余空气量-l）xx= （Nm3/kg 熟料）分解炉漏风量VFlok= X X = （NrrP/kg熟料）niFLOK Vflok x p = 0.176mr x 1.293 = 0.228mr （kg/kg 熟料。）分解炉冷却机抽暇气量VF2k=+ = NrrP/kg 熟料mF2k=pXVF2k=x = （NrrP/kg 熟料）d.气力提升泵喂料带入空气量（kg/kg 熟料）msh=p X Vkk=（ X =E.进入冷却机冷空气量VLk= （Nm3/kg 熟料）mLk=VLkXp=X= （kg/kg 熟料）预热器漏入空气量Vak* = 0.0.5 x 4xViKmr =

10、 0.0.5 x 4 x 60627 科=1.325/n, （Nm3/kg 熟料）【m/从=Vxiok 0 = 1.325“ x 1.293 = 1.714/r?r （kg/kg 熟料）物料总收入：nizs = nir+nis + niyh + mu* + nui + 抹 + nuk + 及=（4.613+ 4.273r） （kg/kg 熟 木斗）支出项目（1）熟料mSh=lkg（2）预热器出口飞灰量= 0.141 （kg/kg 熟料）（3）冷却机烟囱排出空气量Vpk = Vl-Vy2k-Vi-2k =（2.14-6.930m） （Nm3/kg熟料） nV* = mik myik-mFik =

11、 （2.767-8.96h?r）（kg/kg 熟料）（4）出预热器废气量a.生料中物理水含量M = 0b.生料生成CO2气体量：Mco2 4444CO2S=CaOs 77 + MgOs二义旗+X 而3=%c.生料中化学水含量H2OS = Ls-CO2S =%d.生料中化合水量miho = mgs H = （1.553 -0.175） x- =（0.007 - 0.001%） o1001007 （Nm3/kg熟料）e.生料中分解的CO2msCo2=mgs X CO2S/100mFh= X 磊* X = (kg/kg 熟料)V)o2=m 3c02 X44=(N m3/kg 熟料)f.燃料燃烧生成理

12、论烟气量Vrco2=x喘7,.=岩 X nir=( Nm3/kg熟料)VrN2=Xmr+ 燮 谓 mr= X + 誓 X 需 mr= (Nm3/kg熟料)vko=. X 盖 mr+ 盖 XW 22.4 z 4.08 . 22.44.80.Too mr = ( 丁 X 丽 + 丁义厮)mr= (Nm3/kg熟料)Vfso2= X)oo mr =可 X 雨 mr= (Nm3/kg)Vr=Vrco2 + VrN2+VrH2o+Vrso2 = + + + m=(NmVkg)A,25.71mr=(mLK+I loo )nh= +1 - Tdo mr=(kg/kg)e.烟气中多余空气量Vk = (ar l

13、)V，Lkinr= - 1)X = (NmVkg)mk=VkX = X= (kg/kg)其中：VkN2=X = (Nm3/kg)mkN2 = VkN2X 224 = X 224 mr= (kg/kg)Vk02=X = (Nm3/kg)3?37mko2=Vko2 X 224 = X 224 nir = (kg/kg)f.总废气量Vt=VcO2+VN2+VH2O+Vo2+VsO2=mr + mr)+ mr + mr)H mr H mr + mr)+ mr + m= +(3)出预热器飞灰量m(h= (kg/kg)热量平稳计算收入项目(1)燃料燃烧生成热QrR = mrQyDw=23200im(kJ/

14、kg)燃料带入显热Qr=mrCrtr=nirX X 60= (kJ/kg)(060时熟料平均比热Cr=kg-)(3)生料带入热量Qs=(mgsCs+mwsCw)ts = X 十一XX50=- (kJ/kg)(050时，水的平均比热Cw=kg,干生料平均比热Cs=kg) (4)入窑回灰带入热量Qyh = mykCyhtyh = X X 50 = kJ/kg(050时，回灰平均比热Cyh=kgC)(5)空气带入热量a.入窑一次空气带入热量Qyik=VyikCyiktyik = = X X X 25 = (kJ/kg)(025时，空气平均比热Cvlk = Nm-)b.入窑二次空气带入热量Qy2k =

15、 Vy2kCy2kty2k = = X X X 1 100 = (kJ/kg)(01100C时,空气平均比热Cy2k = Nn?)c.入分解炉二次空气带入热量QF2k VF2kCf2ktF2k = X X 900 = (kJ/kg)(0900C时，空气平均比热CF2k = Nm3.)d.气力提升泵喂料带入空气量V:k= (m:/=系统漏风带入热量Qlok=VlokClokIlok =X X25 = (kJ/kg)(025时，空气平均比热CLOK=Nn13)总收入热量Qzs QrR + Qr+Qs + Qyk + Qy 1 k+Qy2k + Qf2k + Qsk + QloK=24200mr+

16、HF + + +0+= +331361(kJ/kg)支出项目(D熟料形成热Qsh=109+=109+X + X + X=1776kJ/kg蒸发生料中水分耗热量Qss=(mws+mks)qqh= I X 2380= -(kJ/kg)(50时，水的汽化热 qqh = 2380kJ/kg)(3)废气带走热量Qf XVgCg 2 + V V2 C + yff2OClJiO + % Cg + Qpj )/=+x + x + + x +X + XJX330= +(kJ/kg)0340c时，各气体平均比热：CCo2=Nm3 ； CN2=Nm3 ； CH2o=Nm3 ；Co2=Nm3 ； CSo2=Nm3 (

17、4)出窑熟料带走热量Qysh = 1 X Cshtsh =1 XX 1360= (kJ/kg)(01360C时,熟料平均比热Csh=kg.)(5)出预热器飞灰带走热量Qiii=mfhCfhtfh = X X 300 = (kJ/kg)(0300时，飞灰平均比热Gh = kg )(6)系统表面散热损失QB=460kJ/kg支出总热量Qzc = Qsh + Qss 十 Ql + Qysh + Qfh + QB= 1776H一+ + + + +460= 3965+kg列出收支热量平稳方程式Qzs Qzc+ 3313615=3965 +求得： mr= (kg/kg)即烧成1kg熟料需要消耗燃料。求得燃

18、料消耗量后，即可列出物料平稳(表1)和热量 平稳表(表2),并计算一些要紧热工技术参数1物料平稳表单位:kg/kg燃料收入项目kg/kg熟料%支出项目kg/kg熟料%燃料消耗量出冷却机熟料量入预热器生料量预热器出口飞灰量-次空气量预入器出口废气量入冷却机冷空气量冷却机烟囱排出空,1 !(生料带入空气量合计系统漏入空气量合il-表2热量平稳表单位：kg/kg熟料收入项目kJ/kg 熟 料%支出项目kJ/kg 熟 料%燃料燃烧热熟料形成热燃料显热出冷却机熟料带走 显热生料带入显热预热器出口废气带走显热入窑回灰带入显热预热器出II飞灰带 走显热窑头一次空气带入显热t损飞灰脱水及分 解耗热入冷却机冷空

19、气带入显执八、冷却机烟囱排出空 气显热生料带入空气显热系统表面散热损失540系统漏入空气显热冷却水带走热量170合计40264026二、窑的计算窑的规格：直径依照式（1）计算窑有效内径G 熟料=5 3.5。严（1）其中，G熟料为窑的日产量4110t/d； Di为窑的有效内径为。依照式（2）计算窑筒体直径D = D、+26（ 2）其中，6为回转窑用耐火材料原度230mm。关于直径大于m的回转窑，其值一样为230 mnio因此D=+2x=依照建材行业标准JC331-91, D值取m,那么回转窑有效内径为。长度预分解窑的长径比L/D、1020,且其长度还应按GB321优先数系列选配。综合最近投 产的

20、4110 t/d水泥熟料生产线情形，L值取68 m,现在L/D二。山以上计算结果，回转窑的规格为l）X70m。依照国内外实际生产情形，该规格预分解 窑产量一样在4000 t/d以上，因此能知足设计要求。回转窑斜度、转速及功率的计算斜度和转速预分解窑的斜度一样为4%,最高转速可达r/miiio依照统计，关于I）X72 m的预 分解窑，当其斜度为,转速n为r/min时，最高产量可达5500 t/d以上。考虑到实际生产中 增产的可能性，所设计回转窑的斜度为,转速为r/mino功率回转窑功率可依照式（3）进行计算。N（）=O.O3D“i07L （kW）（）依照计算，乂 = 0.03x 4.343 x 3.8075 x 72=48Q5 7水W风速核算烧成带标准风速一样要求W2 Nm/so1000GxVvA. vv. = Nm/s-D；x3600符合要求符合要求1000 GxVvw 273+晨,%w =二万L3s-D；x3600 4Vyw窑尾烟气量，加/kg熟料Tyw窑尾温度，CVyw= V： + V： =Ky + ( a y-1) lllr=mVKg窑尾工况风速一样要求W10 m/so1000 GxVvw-D；x3600 4273+4,273=ni/s符合要求%w一窑尾烟气量，nf/kg熟料Tyw窑尾温度，CVyw= V：