日产5000吨熟料水泥厂设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上日产5000吨熟料水泥厂设计1.2.1.1原料资源1、 石灰石：青龙山石灰石矿山。2、 粘土：在石灰石矿山附近孔家村，含水量15%。3、 砂岩：自备矿山，含水量3%。4、 铁矿石（粉）：外购，含水量4%。5、 矿渣（混合材）：钢铁厂碱性矿渣。含水量15%6、 粉煤灰：外购，含水量0.5%。7、 石膏：山东产SO3，40%；含水量少量，块度<300毫米。8、 燃料：权台煤矿烟煤；易磨性系数1.36；块度<80毫米。9、 燃料：河南焦作无烟煤；块度<80毫米。10、电源：从变电所接线进厂。35KV11、水源：可采用地下水或不牢河水12、交通：铁路可与津浦

2、线接轨。13、原料化学成份：见附表。14、烟煤及无烟煤工业分析：见附表。15、钢铁厂矿渣化学成份如下： W% 32.78 12.00 0.65 43.16 10.78 99.37 15.00各原料的化学成分分析如表1-1所示， 表1-1原材料化学成分分析：名称CaOSiO2Al2O3Fe2O3烧失量其他合计石灰石50.602.711.581.0842.241.7998.21砂岩0.8789.793.511.002.202.6397.37铁粉2.3751.874.8731.852.666.3893.62粉煤灰3.4850.2833.925.402.524.4095.60粘土1.3568.4715

3、.025.696.952.5297.48权台煤矿烟煤资料：1、工业分析： 水分（Mar） 挥发分（Var） 灰分（Aar） 固定碳（Car） 热值（Qar/kJ/kg）% 1.71 17.66 21.80 58.83 23405.712、煤灰化学成分： 烧矢量 合计% 50.81 32.05 5.82 3.07 2.34 0 94.09河南焦作无烟煤资料：1、 工业分析： 水分（Mar） 挥发分（Var） 灰分（Aar） 固定碳（Car） 热值（Qar/kJ/kg）% 2.06 4.69 15.14 78.11 27756.52、煤灰化学成分： 烧矢量 合计% 47.52 34.85 5.94

4、 4.39 1.81 0 94.511.2.1.2气象条件1、气温：绝对最低温度：22.6、绝对最高温度：40.6、平均气温：14、降雨量：年平均降雨量 689.9mm、最大月降雨量：445.6mm （雨量主要集中在6-8月份）2、相对温度：最高：100%、最低：1-4%、平均：72%3、最大冻土深度：24cm4、最大积雪深度：25cm5、风向：本地区风向年频率见“风玫瑰图”。夏季多东南东风向，最大风速19.3米/6秒。1.2.1.3水文、工程地质资料1、洪水位最大标高：海拔33.58米（1963年9月8日），地区水利部门下达设计指标为34米。2、经钻孔勘测未发现溶洞，裂隙和断层。3、地震等级

5、：国家地震局、武汉地震大队71年67调查。该地区几十年内地地震烈度定为7度。1.2.2.3储量计算石灰石矿石的工业指标：根据矿区实际情况确定其技术指标为：a、最低储量计算标高采用该地区地平面标高32米（历年来未被水淹没）。b、开采场边坡角采用 60°，由于矿山为一整体，大部分在开采时可完全采完，故在这些地段不考虑边坡角。c、储量计算参数的确定：、石灰石氧化镁含量不大于2.5%，氧化钙大于48%者划为矿石。、矿石体重：经大小体重测定其范围在2.642.691吨/米2经过计算求得， C1级贮量 6503万吨C2级贮量 2985万吨表1-2 矿石物理性质试验数据：岩石名称数值抗压强度（公斤

6、/厘米）耐磨强度(g/cm)比重(t/m3)体重(t/m3)抗剪断强度垂直（风干）垂直风干平行风干内摩擦角凝聚力(kg/cm)鲕状灰 岩平均值9309302.602.7322.62400215最大值1010960最小值810680致密块状灰岩平均值134010101.7327.32.68390225最大值14501060最小值1180950矿区矿石体重测定如表1-3所示，表1-3 矿石体重测定结果表：样品编号岩石名称空中称重（g）水中称重（g）排水重量（g）体重 (t/m3)1鲕状灰岩8450531031402.6912鲕状灰岩296.2185.9110.32.6853薄层灰岩136.885.

7、451.42.6614块状灰岩12600792546752.6955块状灰岩13684.551.52.6406块状灰岩75.446.928.52.6457生物碎屑108.667.740.92.6558灰岩80.853.027.82.900平均2.67说明：1号为鲕状灰岩大体重样，4号为块状灰岩大体重样8号无代表性未参加平均体重计算表。1.2.3 厂址的选择1.2.3.1 概述水泥厂厂址选择工作是可行性研究工作的重要环节，在提交可行性研究报告的同时，应同时提交厂址选择报告。工业企业及其所属工人村的建设地选择是工厂建设的重要环节。厂址选择的合理与否，将直接影响工厂建设的投资建设进度，同时也长期影响

8、工厂投资后的生产、管理和工厂今后的发展。因而，对于新建项目的厂址选择，必须予以足够的重视。厂址选择工作，一般是由负责编制可行性研究的单位按厂址选择不同阶段的要求，提出工程水文地质初堪、地形的测量、环境影响初评、厂外交通供水供电供油等。具备以上条件后，由筹建单位组织各有关部门进行厂址预选工作。可行性报告编制单位应根据项目建设和生产的各项要求进行技术、经济和社会等因素的全面分析论证，经多方案比较后，推荐最佳厂址方案和后备厂址方案以及生活区位置，提交厂址选择报告，报主管部门终审。厂址选择工作是一项综合性工作，需要有关专业有经验的技术人员参加，一般包括：技术经济专业、总图运输专业、原料专业、采矿专业、

9、工艺专业、水道专业、环保专业、电气专业等。a、工厂总平面布置应有以下指标： 工厂和工人村占地面积； 用水及用电量； 生产用的基本原料、燃料数量； 运入及运出的物料周转量； 建厂用的主要建筑材料用量； 工厂及工人村的基建投资以及必要的各项扩大技术经济指标等。b、影响厂址选择的主要因素： 厂址靠近主要原料基地； 厂址靠近铁路接轨车站； 在有水运条件的地区，应尽量考虑利用水运及建设码头的可能性，厂址最好靠近主航道的一侧； 厂址尽量靠近水源； 厂址应靠近电源； 厂址应有足够的建厂场地，但必须坚持贯彻国家节约用地方针政策。尽可能利用荒山野地。 厂址地形最好是宽阔平坦，并捎带倾斜，以利简化工厂的竖向布置与

10、减少平地的土石方量，并利于排水； 工程地址条件。尽量避免死断层、溶洞、滑坡等； 水文地质条件； 雨水、污水排出的可能； 地震，一般6级以下地区不考虑防震措施，6度以上地区要考虑设防震和抗震措施。9度以上地区不宜建厂； 大件设备的运输； 合理确定工人村建设场地； 与其他方面协作。c、 厂址选择报告的内容和深度要求： 厂址选择的依据； 各厂址的具体位置、地形、地势和占用土地情况； 各厂址的建设条件、交通情况、工程、水文地质、地震烈度、供电供水、防洪要求和施工条件等； 工厂的位置和居民区、车站、矿山、附近居民点或企业之间的关系是否合理； 对环境保护和生态平衡的预评价； 协作条件； 各厂址建设投资和经

11、营费用的比较； 各厂址建设工期的估算； 各厂址优点和缺点的综合评论； 推荐方案及其理由； 附表1（各种方案对比表） 附图（工厂总平面图、各厂址方案的区域位置图）。1.2.3.3 矿山矿石质量矿山矿石质量良好，化学成分稳定，一般氧化钙含量多在52%以上，氧化镁含量多低于1.5%，其他有害杂质含量低。矿石中未发现游离二氧化硅及其矿物。矿床储量大，已探明的C1+C2级储量9488万t（其中C2级6503万t）所探明的储量和工作程度完全满足铜山县办好水泥厂的要求。1.2.3.4 地形图（见附表）1.2.3.5 方案比较（如表1-5所示）表1-5 三中方案的综合比较项目A方案B方案C方案位置距石灰石矿1

12、.1km距砂岩矿1.6km距石灰石矿1.6km距砂岩矿2.0km距石灰石矿0.1km距砂岩矿1.9km地形东低西高，坡度大约2%，有坡地。东低西高，坡度大约3%，有坡地。东低西高，比较平坦，略有坡地。 交通厂外交通工程量大，要在大毛山和二毛三毛山之间建条公路以运砂岩，另建一条铁路经长山和奶山之间与茅村站接轨以运产品。厂外交通工程量小于A，在二毛、三毛山东侧70km处新建一条公路通砂岩矿，建一条铁路通茅村，但短于A，为1km左右。石灰石有汽车直接进厂进行二破，砂岩则需要在大毛山、二毛山、三毛山之间建一条公路，其工程量与A差不多，另外在湖上架桥，接公路以运产品。对周围环境卫生的影响由于都是丘陵地带

13、，建厂方案地点周围都无村落，故不存在污染周围村落卫生条件问题。另外，周围无农田，也不存在占用耕地等问题。距水电源距离较远较远最近矿山爆破安全性不受影响不受影响略有影响原料、燃料供给相同生活设施距村落较远最远最近从以上比较情况可见，综合实际和各方面的情况来考察，以C方案为最佳方案。1.3 窑的选型及标定回转窑系统的设计，是根据原料和燃料情况、生产的水泥品种和质量、工厂的自然条件和生产规模来确定窑系统的类型和尺寸，或对已建成的窑进行产量标定，以及计算单位产品的燃料消耗量，在窑的产量和燃料消耗量确定后，对回转窑系统的重要配套设备，如预热器、分解炉、冷却机等设备进行设计选型。1.3.1 窑的标定的意义

14、水泥厂设计过程中，当窑型与规格一旦确定之后，窑产量的标定是选择生产系统设备，计算工厂的烧成能力，和熟料年产量的依据，同类窑在不同的生产条件下，其产量差异相当大，即使同一规格的窑，由于煅烧制度不同，产量也有较大的差别。窑产量应该是工厂生产能力的限制因素，在窑以前的所有生产车间的生产能力，均以窑的产量为依据进行计算。窑产量标定过高或过低，均将产生不良后果，如标定过高生产中窑长期达不到设计产量，则浪费辅助设备的生产能力，降低工厂的经济效益；如果产量标定过低，生产中，窑很快大大超过设计产量，不仅使建厂经济效益降低，而且由于配套其它设备的生产能力限制，窑本身的生产能力也得不到正常发挥。1.3.2 窑的选

15、型计算 根据水泥工业热工设备P107确定生产能力为日产5000t的熟料预分解回转窑筒体的尺寸。 根据要求的生产能力由（图2-98）查得：回转窑的有效直径 =4.8m 则回转窑的衬砖内径Di：Di=D-2 当D4m时，=0.15m当4mD5m时，=0.18m当5mD6m时，=0.2m当D6m时，=0.23m所以Di=D-2=4.8-20.18=4.44m 再由水泥工业热工设备P110的图（图2-100、图2-101、图2-102）查得：单位容积产量，取平均值3.83t/m3·日单位表面积产量=126228，取平均值177kg/m2·h单位截面积产量=9.014.0，取平均值1

16、1.5 t/m2·h再由公式 Di=0.096 L=24 L/D=250L窑的筒体长度m，得：Di=0.096×（177/3.83）=4.44mL=24×（11.5/3.83）=72.06mL/D=250×（11.5/177）=16.24 考虑衬砖厚度D=Di+2=4.44+0.2×2=4.84m 考虑窑体数据应取整数，确定回转窑筒体内径为4.8m，长度为72m。4.8×72回转窑的窑型技术参数如表1-6所示， 表1-6 选定的窑型技术参数表（新型干法水泥厂工艺设计手册）规格生产能力筒体内径筒体长度筒体斜度转速功率(kw)支撑数主转（

17、r/min）辅转(r/h)主转辅转4.8×72 t/d4.8723.5%0.3693.6911.45630753档说明：* 表示该回转窑配窑外分解系统。1.3.3 回转窑产量的标定1.3.3.1 用经验公式计算查新型干法水泥厂工艺设计手册所得回转窑产量标定公式，回转窑技术规格如下：内径 D4.8m；有效长度 L72m；因4mD5m；所选用耐火砖厚度为0.18m。有效内径DiD4.82×0.184.44m1.3.3.2 实际例子（现实生产中4.8×72窑的产量）辽宁工源水泥（集团）有限责任公司、湖南11海螺水泥有限公司、冀东水泥厂、枣庄市金源水泥粉磨有限公司

18、0;、中材亨达水泥有限公司、铜陵海螺水泥有限公司、烟台东源水泥有限公司等厂家应用4.8×72回转窑组成日产熟料5000吨的干法烧成线，且达到预期效果；上海新建重型机械有限公司、江苏鹏飞集团股份有限公司、徐州天圣重工机械设备有限公司都定义4.8×72窑外分解系统回转窑日产熟料量为5000吨。1.3.3.3 结论 回转窑的产量是确定工厂生产规模、原料、燃料消耗定额和全厂设备选型设计的依据，因而是水泥厂设计的重要指标。除了窑的类型和尺寸外，影响回转窑产量的因素很多，特别是近年来，随着生料预均化系统的完善，悬浮预热与窑外分解技术的不断发展，电子计算机过程控制的广泛应用和科学管理的加

19、强，使窑的单位产量指标有所提高。因此对设计中已确定的回转窑，必须进行产量的标定。产量的标定应该是在确保优质、低消耗、长期安全运转的情况下，窑所能达到的合理产量。如果对窑的产量标定过低或过高，均会使整个系统不配套，生产操作出现不平衡。利用经验公式计算窑的产量，是标定产量的主要方法，另外还需要根据工厂具体条件和我国实际生产水平进行综合考虑。科技在不断进步，水泥厂管理水平也日益提高，生产线的逐步完善将使窑的生产能力进一步提高，结合厂家生产和重工机械公司给出的技术参数，这里标定窑的产量为5000t/d（或208.3t/h）。1.3.3.4 窑的年利用率不同窑的年利用率可参考以下参数：湿法窑 0.90；

20、传统干法窑 0.85；机立窑 0.80.85；悬浮预热窑、预分解窑 0.80.82。所以年利用率 =310/365=0.851.3.3.5 烧成系统的生产能力： 熟料的小时产量： 熟料的日产量： 熟料的年产量：1.3.3.6 确定窑的台数：利用公式n= 计算台数，式中：n窑的台数Qy要求的熟料年产量（t/年）Qh·l所选窑的标定台时产量（t/台·时）窑的年利用率 所以n=1.0，故窑的台数取1台。1.3.3.7 确定窑的烧成热耗对新建窑确定燃料消耗量，计算单位熟料热耗是分析窑系统热工性能，为优质、高产、低耗及节能技改提供科学的依据。窑的单位热耗是指窑系统生产单位熟料产量的实

21、际烧成热耗。由于熟料在煅烧过程中损失了大量的热量，如废气和熟料带走的热焓、窑体向外界散失的热量、湿法生产中蒸发料浆水分的热耗量等等。因此窑的实际热耗比理论热耗高得多。不同窑型对应的烧成热耗如表1-7所示，表1-7 窑型与熟料烧成热耗（A）窑型熟料烧成热耗窑型熟料烧成热耗kJ/kg熟料kg熟料kJ/kg熟料kg熟料湿法长窑5000590012001400旋风预热器窑33003600780850干法长窑4600500011001200预分解窑31003300740780带预热锅炉窑5900670014001600立窑36003800850900立波尔窑36003800850900实际厂家的例子如表

22、1-8所示，表1-8 实际厂家的例子厂名窑型生产能力热耗辽宁工源水泥（集团）有限责任公司4.8×72m5000t/d2968.9kJ/kg海螺集团安徽铜陵海螺水泥有限公司4.8×74m5000 t/d2970kJ/kg湖南11海螺水泥有限公司4×72m5000 t/d3100kJ/kg以上两个表可以看出，熟料烧成过程所消耗的实际热量与煅烧全过程有关，除涉及到原、燃料性质和回转窑（包括分解炉）外，还与废气热回收装置（各类预热器或余热锅炉、余热烘干等）和熟料余热回收装置（各类冷却机）等有关。结合水泥厂设计规范的相关要求后，综合考虑确定热耗为3100kJ/kg。1.4

23、确定石膏和混合材掺量1.4.1 概述（石膏）硅酸盐水泥以其力学性能稳定，原料来源广泛，制造成本低廉等诸多优点，多年来一直占据着建筑工程材料的主导地位。传统的硅酸盐水泥材料固有的韧性差、水化热高、抗冻、抗渗、抗腐蚀性差等缺点，愈来愈不适应混凝土发展的需要。石膏作为水泥的缓凝剂，用于调节水泥似的凝结时间，也可以增加水泥的强度，特别对矿渣水泥作用更明显。石膏也可作矿化剂用于熟料煅烧，对提高熟料产量和质量有明显的效果。石膏的质量控制，应该进厂一批，取样化验一次。一般情况下，测定石膏中的SO3含量就可以了。根据SO3的含量计算水泥中石膏的掺入量，如磨石膏粒度不应大于30mm，一般应有20天的储存量，使用

24、的石膏和硬石膏的质量应符合国家标准规定的技术要求。除石膏的掺量外，石膏的品种也会影响水泥的水化进程。内川浩研究指出，石膏的溶解度与水泥中Ca2+、Al3+浓度之间维持良好的平衡是很重要的。不同品种的石膏具有不同的溶解度和溶解速度。沈梅非等研究了不同形态石膏在蒸馏水和饱和石灰水溶液中的溶解度（见表1-9）表1-9 石膏在不同溶液中溶解度随时间的变化石膏品种溶液类型CaSO4的质量浓度/（g·L-1）5min10min30min1h2h1d4d7d硬石膏蒸馏水0.941.061.321.341.471.972.212.38饱和石灰水0.660.811.051.171.172.132.30

25、2.38二水石膏蒸馏水2.052.062.072.06饱和石灰水1.721.711.711.701.701.681.68注：试验温度为2022参考资料：内川浩、宇智田俊一郎。，石膏石灰1972（118）。沈梅非等。双快型砂水泥中不同石膏形态的研究J，硅酸盐学报，1982（9）。1.4.2 石膏的分类：GB/T 5483石膏和硬石膏国家标准中对石膏和硬石膏矿产品按矿物组分分为两类：G类：称为石膏产品。该产品以二水硫酸钙（CaSO4·2H2O）的质量百分含量表示其品位。M类：称为混合石膏产品。该产品以无水硫酸钙（CaSO4）与二水硫酸钙（CaSO4·2H2O）的质量百分含量之和

26、表示其品位， （质量比）。1.4.3 技术要求：GB/T 5483石膏和硬石膏国家标准中规定的技术要求是：（1）附着水：产品附着水不得超过4%（m/m）。（2）块度尺寸：产品的块度不大于400mm。如有特殊要求，由供需双方商定。（3）分级：各类产品按其品位分级，并应符合表1-10的要求。表1-10 石膏的标准要求产品名称石膏（G）混合石膏（M）品位%（m/m）级别CaSO4·2H2OCaSO4·2H2O+ CaSO4且（质量比）特级9595一级85756555二级三级四级1.4.4 确定石膏的含量取SO3=1.6，则需要的 ，即石膏的掺入量为4%。1.4.5 混合材概述为了

27、增加水泥产量，节约能源，降低成本，改善和调节水泥的某些性能，综合利用工业废渣，减少环境污染，在磨制水泥时，可以掺加数量不超过国家标准规定的混合材料。混合材按其性质可以分为两大类：活性混合材料和非活性混合材料。凡是天然的或人工制成的矿物质材料，磨成细粉，加水后其本身不硬化，但与石灰加水调和胶泥状态，不仅能在空气中硬化，并能继续在水中硬化，这类材料称为活性混合材料或水硬化混合材料。生产通过水泥时，国家标准规定的活性混合材料主要有以下三类：（1）粒化高炉矿渣（GB/T203），粒化高炉矿渣粉（GB/T18046）。（2）粉煤灰（GB/T 1596）。（3）火山灰质混合材（GB/T 2847）。非活性

28、混合材料，又称填充性混合材，其活性指标不符合以上技术标准要求的粉煤灰、火山灰质混合材料和粒化高炉矿渣等及石灰石和砂岩。1.4.6 混合材的掺量本次设计决定掺加5%的矿渣作为混合材。我国水泥工业生产中使用的混合材料基本有两大类：粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料。水泥中混合材掺量按质量百分比计：活性混合材掺加量为5%且20%，其中可以用不超过水泥质量8%的非活性混合材料或不超过水泥质量5%的窑灰来代替。根据中华人命共和国国家标准（GB172-2007）对通用硅酸盐的规定，P·型硅酸盐水泥熟料+石膏所占组分95%，粒化高炉矿渣或石灰石等混合材5%。1.4.7 粒化高炉矿渣的技术指标（见表1-

29、11）表1-11 粒化高炉矿渣的技术指标技术指标一类二类碱性系数不小于0.650.50活性系数不小于0.200.12质量系数1.251.00 1.5 配料计算1.5.1 确定率值1.5.1.1 什么是率值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

30、提高了熟料的三天强度和扩大了烧成范围，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。对预分解窑熟料率值选取可参考表1-12、1-13，表1-12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率值国内“设计规范”“新型干法水泥技术”C3S/%546165KH0.870.910.860.900.880.91C2S/%172313SM2.52.72.402.802.402.70C3

31、A/%798IM1.41.81.401.901.401.80C4AF/%91110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=2.42.8）、中硅酸率（SM=2.02.3）、低硅酸率（SM=1.61.9）；高铝氧率（IM=1.01.3）、低铝氧率（IM=1.41.6）；表1-13硅酸盐水泥熟料配料率值和矿物组成建议范围窑型KHSMIMC3S%C2S%C3A%C4AF%湿法窑0.88-0.921.9-2.51.0-1.851-5916-245-1111-17干法窑0.86

32、-0.892.0-2.351.0-1.646-6719-286-1111-18立波尔窑0.85-0.881.9-2.31.0-1.844-5322-305-1111-17预分解窑0.87-0.922.2-2.61.3-1.848-6214-287-1010-12机立窑适宜范围0.86-0.932.0-2.51.1-1.5有矿化剂0.92-0.961.6-2.01.1-1.355-6318-2212-166-10预分解窑推荐值0.882.501.60适宜范围0.86-0.902.40-2.801.40-1.90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

33、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%。1.5.1.2 结论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(n)=2.6±0.1,IM(p)=1.6±0.1，综上所述，最终率值的确定如下：KH=0.90，SM=2.5，IM=1.5。配料方案分析，如表1-12所示，这种配料方案，用较低的铝氧率，液相黏度低，能很好的完成C2S吸收游离石灰的过程。高硅酸率有利于增加硅酸盐矿物总量，为提高熟料各龄期强度创造条件，相应

34、溶剂矿物总量减少，熟料易烧性低，但由于窑内火焰温度高，且窑内物料需热量烧，高硅酸率的生料时可以烧成的。在高硅酸率下，饱和比无需太高就能达到高的C3S值。 1.5.2 计算粉煤灰掺入量利用下列公式， q的取值前面已确定，取 q=3100kJ/kg熟料 ， 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（kJ/kg煤） 煤的应用基灰分含量（%） q熟料烧成热耗（kJ/kg熟料） 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1-14选择煤灰沉落率：表1-14 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

35、窑（L/D=3050）有链条100%干法中空窑3040%湿法短窑（L/D30）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%立波尔窑80%立窑100%注： 以上煤灰沉落率均为无电收尘器时的数值。 有电收尘器时，煤灰沉落率为100%（以上均是）。1.5.3 计算物料平衡（1）率值由以上述定为 KH=0.90,。（2）设 设计熟料过程中Al2O3、Fe2O3、CaO、SiO2四种氧化物含量的总和，一般在97%左右。（3）煤灰掺入量 S=2.98%（4）以100kg熟料为基准列表1-15用递减式凑法计算如下：表1-15 熟料平衡计算表计算步骤SiO2Al2O3F

36、e2O3CaO其他备注要求熟料组成22.072285.3.65.598813.5-2.98kg煤灰1.0.995090.0.0.24585差20.558144.3.65.507323.25415石灰石=129.4611Kg-128.6kg石灰石3.485062.032281.3888865.07162.30194差17.073082.1.0.0.95221粉煤灰=6.Kg-4.7kg粉煤灰 2.363161.594240.25380.163560.2068差14.709920.1.0.0.74541砂岩=16.38258Kg -13.6kg砂岩12.211440.477360.1360.118

37、320.35768差2.498480.1.0.0.38773铁粉=4.Kg-4.9kg铁粉2.541630.238631.560650.116130.31262差-0.043150.0.0.0.07511 相差不大, 不必再算所以：石灰石：128.6kg，砂岩=13.6kg，粉煤灰=4.7kg ，铁粉=4.9kg 。 表1-16 熟料平衡计算检验名称配合比烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaO石灰石84.7167335.784352.1.0.42.86667粉煤灰3.0.1. 1.0.0.砂岩8.0.8.0.0.0.铁粉3.0.1.0.15721.0.生料10036.1453413.5713

38、42.2.43.12886灼烧生料21.253484.3.67.54222煤灰掺量为 S=2.98%，名称配合比SiO2Al2O3Fe2O3CaO灼烧生料97.0220.620124.346083.65.52947煤灰2.981.0.955090.0.熟料10022.134265.301173.65.62095则熟料的率值计算如下：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。（5）计算熟料矿物组成：（6）干原料质量比为：干石灰石=84.71673%干粉煤灰=3.%干砂岩=8.%干铁粉=3.% （7）有害成分计算和评定：MgO含量：石灰石中：84.71673%×0

39、.55%=0.466%粉煤灰中：3.%×0.62%=0.019%砂岩中：8.%×1.24%=0.111%铁粉中：3.%×1.66%=0.0536%=0.466%+0.019%+0.111%+0.0536%=0.6496%，符合GB175-2007通用硅酸盐水泥标准中规定的水泥中MgO含量不得大于5%（通过水泥压蒸试验并合格可放宽至6%），所以该配料方案可取。（8）各原料的含水量：石灰石1%，粉煤灰0.5%，砂岩3%，铁粉4%。 所以： 将上式质量比换算为百分比： 四舍五入取：湿石灰石=84.49% 湿粉煤灰=3.07% 湿砂岩=9.12% 湿铁粉=3.32% （9

40、）烧成系统的生产能力计算 （10）工厂的生产能力（工厂决定卖出40%的熟料，只60%熟料用于水泥生产） 式中：d水泥中石膏的掺入量，为4%，e水泥中混合材（矿渣）的掺入量，为5%p水泥的生产损失（%）可以取为13%，取3%。1.5.4 原燃料消耗定额的计算1.5.4.1 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：干生料理论消耗量（t/t熟料），干生料的烧失量（%），煤灰掺入量，以熟料百分数表示。（2） 考虑煤灰掺入时，1t熟料的干生料消耗定额： 式中：干生料消耗定额（t/t熟料），生料的生产损失（%），取1%。（3） 各种干原料的消耗定额： 1.5.4.2 干石膏消耗

41、定额：式中：干石膏消耗定额，表示石膏掺入量（4%），混合材掺入量（5%），石膏的生产损失，取1%。1.5.4.3 干混合材的消耗定额矿渣：（t/t熟料） 式中：矿渣消耗定额， ，表示石膏掺入量，混合材掺入量， 矿渣的生产损失，取1%。1.5.4.4 烧成用干煤消耗定额和烘干用煤消耗定额（t/t熟料）式中：烧成用干煤消耗定额（t/t熟料）， 熟料烧成热耗（kJ/kg熟料），干煤低位热值（kJ/kg熟料），煤的生产损失%，取1%。在新型干法的实际生产过程中，回转窑的用煤量为总烧成用量的40%左右，而分解炉的为60%左右，则推出（t/t熟料）式中表示回转窑用的煤则分解炉中所用的煤为（t/t熟料）矿渣

42、烘干： 式中： 烘干用煤消耗定额（t/t熟料）， 须烘干的湿物料量，用年平衡法时以t/年表示， 烧成系统的生产能力， 分别表示烘干前，烘干后物料的含水量， 蒸发1kg水分的热量（kJ/kg水分）。1.5.4.5 物料平衡表（见表1-17）表1-17 物料平衡表栏原 目料水分%损失%消耗定额t/t熟料物料平衡表（t）干 料湿 料干料湿料时日年时日年1234567891011石灰石111.3002 1.3133270.8756501273.6046566.5203.7257粉煤灰0.510.04750.04779.896237.5736849.9375238.5 73995砂岩310.13750.

43、1417528.6458687.529.53708.75铁粉410.04950.0515610.3125247.57678910.742257.879880生料1.2666511.53471.5544319.737673.5323.837772石膏少量10.04445.9052141.72540763混合材1510.05550.06537.3815177.156509458.6849208.4459951熟料208.35000水泥31333190烧成用煤1.7110.13550.1378628.229677.528.7208689.3烘干用煤1.7110.001820.001850.22445

44、.38515490.22835.4791576第二章 生产车间工艺设计及主机设备选型生产车间工艺流程的选择，工艺设备选型与生产车间的工艺布置密切相关。因为工艺布置直接取决于所选定的工艺流程和设备；同时，工艺布置对工艺流程和设备的选择又有很大的影响。车间设备选型一般步骤如下：1、确定车间的工作制度，确定设备的年利用率。2、选择主机的型式和规格，根据车间要求的小时产量、进料性质、产品质量要求以及其他技术条件，选择适当型式和规格的主机设备，务必使所选的主机技术先进，管理方便，能适应进料的情况，能生产出质量符合要求的产品。同时，还应考虑设备的来源和保证。3、标定主机的生产能力，同类型规格的设备，在不同

45、的生产条件下（如物料的易磨性、易烧性、产品质量要求以及具体操作条件等），其产量可以有很大的差异。所以，在确定了主机的型式和规格后，应对主机的小时生产能力进行标定。即根据设计中的具体技术条件，确定设备的小时生产能力。标定设备生产能力的主要依据是：定型设备的技术性能说明；经验公式（理论公式）的推算；与同类型同规格生产设备的实际生产数据对比。4、计算主机的数量 式中：主机台数， 要求主机小时产量（t/h）， 主机标定台时产量（t/h）。5、核算主机的年利用率主机的实际年利用率和每周实际运转小时数，可用公式 式中：主机的实际年利用率， 预定的主机年利用率。水泥厂主机年利用率选择参考表2-1，表2-1

46、水泥厂主机年利用率（以小数表示）主机名称周别每日工作班数适宜利用率备注石灰石破碎不连续周10.240.28也可连续周石灰石破碎不连续周20.480.58回转烘干机连续周30.700.80生料磨（圈流）连续周30.700.78生料磨（开流）连续周30.700.80机械立窑连续周30.800.85旋窑连续周30.820.88水泥磨（圈流）连续周30.700.82水泥磨（开流）连续周30.750.85水泥包装不连续周10.240.28水泥散装不连续周20.480.562.1 物料的破碎生产水泥的原料，大部分都要经过预先破碎，因为从矿山开采回来的石灰石，砂岩，石膏，混合材料以及煤等原料，燃料块度较大，

47、给运输，贮存，粉磨带来一定的困难。从窑中煅烧得到的熟料，其中有些块度较大的必须进行破碎。物料经过破碎后，其粒度减小，表面积增加，在一定程度上可以提高粉磨和烘干的效率。2.1.1 破碎系统的发展状况进年来，随着窑，磨等设备单机生产能力的大型化以及矿山开采技术的发展，破碎流程和破碎设备也随着有了很大的发展。主要反映以下几个方面：（一） 破碎设备大型化（二） 破碎流程单段化（三） 破碎设备移动化（四） 破碎设备多功能化2.1.2 破碎设备的工作原理利用挤压和冲击等机械作用的外力，使大块物料产生应力和形变，从而导致破裂。根据破碎后的粒度不同，破碎作业大致可分为粗碎，中碎和细碎三个等级（见表2-2）。表

48、2-2 各级粉碎所对应的粒度破碎等级喂料粒度（mm）出料粒度（mm）粗碎300550100中碎10030020100细碎501000202.1.3 影响破碎系统的选择因素（1） 物料的性质物料的硬度，水分，形式和杂质含量均将直接影响破碎系统的技术，经济指标。各原料的物理性质如表2-3所示，表2-3 物料的物理性质序号物料名称主要性质1中硬石灰石抗压强度80160MPa，水分1%2粘土，粉砂岩抗压强度20 MPa水分1020%3硬质砂页岩抗压强度20 MPa水分10%4熟料磨损，腐蚀性强，温度703005煤，石膏抗压强度40 MPa水分10%（2） 物料的粒度对破碎系统的物料粒度，组成有充分的了解，有利于合理的选择破碎系统和破碎设备。各种水泥厂型对各原料的进料粒度要求如表2-4、2-5所示，表2-4 各种物料的进料粒度序号物料名称最大进料粒度备注大型厂中型厂小型厂1石灰石80010006508003502粘土，砂页岩4004002503熟料100100200300操作不正常时出现3