每天4000吨新型干法水泥生产线工程毕业设计说明

武汉理工大学网络教育学院本科生毕业设计说明PAGEPAGE1PAGE1武汉理工大学网络教育学院本科生毕业设计说明 目录TOC\o"1-2"\h\z\u第一章总论 11.1项目概况 11.1.1项目名称 11.1.2项目建设地点 11.1.3项目建设规模 1第二章配料计算 52.2原、燃材料 52.3熟料热耗的选择 72.4配料计算 7第三章全厂物料平衡计算 133.1所需的原始数据。 133.2计算步骤和方法 133.3全厂物料平衡表 18第四章主机平衡计算及选型 194.1选定车间工作制度 194.2各主机要求的小时产量 194.3主机选型 204.4主机平衡表 22第五章储库平衡计算 245.1储库类型及储存期的选择 245.2储库计算 25第六章制成车间工艺设计计算 326.1水泥粉磨系统 366.2粉磨系统选型 42第七章全厂总平面布置 58第八章水泥制成车间工艺布置 61结论 62参考文献 63第一章总论1.1项目概况1.1.1项目名称乌苏市青松建材有限责任公司4000t/d新型干法水泥生产线工程。1.1.2项目建设地点拟建厂址位于新疆塔城地区乌苏市东工业区东南角，中电投乌苏热电厂一期工程北侧，厂区围墙内占地面积423.5亩。厂址据乌苏市中心约3.5km。1.1.3项目建设规模建设规模：日产熟料4000吨；年产水泥150万吨，其中年产P·C32.5复合硅酸盐水泥100万吨；P·O42.5普通硅酸盐水泥50万吨。配套建设水泥窑余热利用系统设置要为余热锅炉、窑头余热锅炉和过热器，生产的饱和蒸汽送往热电厂，由热电厂统一输送至乌苏市采暖用热。1.2建厂条件1.2.1水泥生产线建于乌苏市东工业区东南角处，中电投乌苏热电厂一期工程北侧，厂址距离市中心约3.5km。厂址北邻工业圆的北京东路。水泥生产线总占地面积423.5亩。1.2.2（1）石灰质原料考虑在乌苏市自建石灰岩矿。乌苏市已探明石灰岩储量丰富，矿石氧化钙含量48%以上，是生产水泥的良好原料。乌苏市及沙湾县境内有多处石灰岩矿山资源。经调查，求得储量1600万吨。（5500万吨，30年）乌苏市托托河上游查岗果勒一带石灰岩矿床，由国家建材工业局地质公司新疆地勘大队于1977年至1978年进行了详查，计算出储量1932.4万吨。矿石品位：CaO：46~52%，MgO<2.5%，SiO23~12%。其中有益、有害组分含量均符合水泥用石灰岩矿石的质量标准。（2）硅铝质原料及硅质校正原料乌苏市境内有丰富的硅铝质原料及硅质校正原料资源。A．砂岩、泥岩矿乌苏市周边砂岩、泥灰岩等水泥配料用硅铝质原料矿山较多，储量丰富，可作为硅质料正原料。砂岩化学成分中SiO2含量66.79%偏低，但硅酸铝值较高，基本符合硅质校正原料要求。B.热电厂粉煤灰、煤渣粉煤灰来自中电投乌苏热电厂煤粉锅炉，热电厂一期工程年干排粉煤灰13.9万吨、煤渣1.55万吨。（3）铁质原料铁质校正原料采用阿勒泰市富蕴县铜矿冶炼废渣—铜渣或采用石河子市、奎屯市化工企业生产的硫酸渣，化学成分稳定，质量满足水泥工业生产要求。（4）燃料乌苏市境内有着十分丰富的煤炭资源。本工程所需燃料由年产100万吨优质原煤的四棵树煤炭集团供应，原燃料化学成分表1-1原料及煤灰化学成分(%)物料名称LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OSO3Cl-石灰石38.747.960.750.4849.431.210.500.120.070.012砂岩3.6766.7910.532.872.941.753.781.460.340.017粉煤灰0.0053.7726.064.747.162.150.780.242.090.014铜渣-5.6335.376.7244.089.855.050.420.051.620.039硫酸渣-5.1534.826.3444.9812.412.230.460.071.660.039煤灰—44.2314.5711.8917.852.602.120.765.000.028表1-2烟煤工业分析(%)MadAadVadCSt,adQnet,ad(kJ/kg)0.5012.8542.546.900.4122345（5）石膏采用中电投乌苏热电厂的脱硫石膏灰作为水泥缓凝剂。拟用脱硫石膏的SO3含量较高，其质量符合国标的技术要求，满足本项目水泥品种的生产需求。（6）混合材A.采用中电投乌苏热电厂粉煤灰作为混合材，本项目可全部消耗由中电投乌苏热电厂一期工程产生的粉煤灰，即产生的13.9万吨粉煤灰可全部使用，而不产生外排。B.采用四棵树煤矿的废弃物—烧煤矸石作为混合材，其质量符合国标要求，满足本项目水泥品种的生产需求。表1-3各种原燃材料的进厂粒度（mm）、水分（%）物料石灰石砂岩干粉煤灰铜渣硫酸渣烟煤脱硫石膏烧煤干石湿粉煤灰粒度≤1000≤600-≤20≤20≤100≤20≤500≤20水分≤2.0≤3.0≤1.0≤3.0≤5.0≤16.5≤20.0≤3.0≤15.01.3基础设施条件1.3.1本项目用电由工业圆区110kv果圆变电所供电，距水泥生产线供电距离5km，线路采用架空敷设。1.3.2供水水源：乌苏市给排水供水二水厂（地下水），可满足水泥厂年需要量。1.3.3水泥生产线热源由中电投乌苏热电厂一期工程提供蒸汽，水泥厂设换热站一座，用以向各个采暖点提供热量进行采暖。1.3.4水泥生产线建于乌苏石化工业圆区一期规划区内，圆区位于乌苏市东部。场地地貌为荒漠戈壁，在奎屯河的冲洪积扇的中部，地势平坦开阔，南高北低，地形坡度为1%，厂址工程地质条件较好。根据现状评估和预测评估结果，厂址区域均不具备发生崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等地质灾害的条件。1.4气象条件1.4.1年平均气温：5.3℃.极端最高气温：42极端最低气温：－37.51.4.2年平均相对湿度：59%1.4.3年平均气压：964.5hPa1.4.4全年主导风向为S相对频率：11%冬季主导风向为S相对频率：10%1.5交通条件水泥生产线位于乌苏石化工业圆区一期规划区内，圆区位于乌苏市东部，距离乌苏市市中心3.5km，是乌苏、奎屯和独山子“金三角”的中心，紧靠312国道、奎-赛高等级公路、北疆铁路等交通运输线，距离奎屯、独山子仅9km，距离首府乌鲁木齐260km，圆区内电信、移动等现代通讯网络已全面建成。

第二章配料计算2.1三率值的选择熟料率值的选择要考虑两方面的因素：一是熟料的质量及熟料煅烧时窑系统情况；二是市场商品混凝土的推行使用。原则上三个率值不能只强调某一率值而忽视其它两个率值，必须相互吻合。实际生产中，KH值过高（0.96以上）时，f-CaO会剧增从而导致熟料安定性不良，并且熟料煅烧困难。确定n值时既要保证熟料中有一定的硅酸盐矿物，又必须与KH值相适应。为保证熟料强度，n值应稍高。p值的选择更要兼顾KH。一般情况下，提高KH值便应降低p值，以降低液相出现温度和粘度，有利于C3S,一般铝氧率应不高于1.6为宜。国内新型干法生产的熟料率值参考范围为：KH在0.86～0.92，SM在2.2～2.7，IM在1.3～1.8[1]即采用高饱和比，高硅酸率，高铝率的配料方案。根据以上资料并结合本设计提供的原料的成分，设定KH为0.90±0.02，SM为2.7±0.1，IM为1.6±0.1。2.2原、燃材料2.2.1石灰质原料凡以碳酸钙为主要成分的原料都属于石灰质原料。生产一吨水泥熟料约耗1.2-1.4吨的石灰质原料。石灰质原料有石灰石、贝壳以及工业废渣中的电石渣和制糖绿泥等，其中石灰石的使用最为广范。我国对一级品石灰石的要求是氧化钙含量大于48%，氧化镁含量小于2.5%，碱含量小于1.0%，三氧化硫含量小于1.0%，氯离子含量小于0.015%。本设计中所采用的石灰石其主要成分如表2-1所示。表2-1石灰石化学成分(%)成分名称LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OSO3CL-石灰石（%）38.747.960.750.4849.431.210.500.120.070.012其成分完全符合一级品[1]的要求。2.2.2粘土质原料中国水泥工业采用的天然粘土质原料有粘土、黄土、页岩、砂岩、河泥等，主要化学成分是SiO2,,其次是Al2O3，,还有少量Fe2O3,一般生产一吨熟料用0.3t-0.4t粘土质原料。粘土原料质量好坏与否主要依靠它的硅酸率、铝氧率、碱含量以及可塑性，热稳定性等工艺性能来判断。其一级品要求SM为2.7～3.5，IM为1.5～3.5，氧化镁小于3.0，碱含量小于4.0，三氧化硫小于2.0，氯离子小于0.015。本设计中所采用的粘土的主要的化学成分如表2-2所示。表2-2砂岩化学成分(%)成分名称LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OSO3CL-砂岩（%）3.6766.7910.532.872.941.753.781.460.340.017粉煤灰（%）0.0053.7726.064.747.162.150.780.242.090.014质量评价砂岩：SM=SiO2÷(Al2O3+Fe2O3)=66.79÷（10.53+2.87）=4.98IM=Al2O3÷Fe2O3=10.53÷2.87=3.66粉煤灰：SM=SiO2÷(Al2O3+Fe2O3)=53.77÷（26.06+4.74）=1.74IM=Al2O3÷Fe2O3=26.06÷4.74=5.49由上可知砂岩的硅酸铝较高与粉煤灰搭配使用能符合一级品要求，但是两种原料的铝氧率均很高都超出了一级品要求，熟料煅烧过程中应注意防止结窑皮，结大块。2.2.3校正原料铁质校正原料中三氧化二铁的含量应该大于40%，铝质校正原料中三氧化二铝的含量应该大于30%，硅质校正原料中二氧化硅的含量应该为70-90%，碱含量小于4%。表2-3校正原料化学成分(%)成分名称LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OSO3CL-铜渣（%）-5.6335.376.7244.089.855.050.420.051.620.039硫酸渣（%）-5.1534.826.3444.9812.412.230.460.071.660.0392.2.4石膏水泥生产中掺加适量石膏，既可以调节水泥的凝结硬化速度，又可以激发水泥强度（掺矿渣时）。本设计采用中电投乌苏热电厂的脱硫石膏灰作为水泥缓凝剂。拟用脱硫石膏的SO3含量较高，其质量符合国标的技术要求，满足本项目水泥品种的生产需求。2.2.5混合材在磨制水泥时，为改善水泥性能，调整水泥标号、增加水泥产量、降低能耗而通常加入一部分混合材。目前所用的混合材中，大部分是工业废渣，因此水泥中掺混合材又是废渣综合利用的重要途径，有利于保护环境。混合材又分为活性混合材和非活性混合材。本设计中加入一定量的烧煤矸石、粉煤灰作为其活性混合材。2.2.6燃料燃料是水泥生产中必不可少的部分。我国水泥工业企业一般使用煤做为燃料，燃料品质既影响煅烧过程又影响熟料质量，发热量高、灰分低的的优质燃料，其火焰温度高，能更好的保证窑的热工制度，提高熟料质量；反之若燃料质量差，除了火焰温度低外，会带入过多的煤灰，降低熟料石灰饱和系数，降低熟料质量。本设计中所采用的燃料的主要的化学成分以及煤的工业分析分别见表2-4、表2-5所示。表2-4煤的化学成分(%)成分名称LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OSO3CL-煤灰（%）0.0044.2314.5711.8917.852.602.120.765.000.28表2-5煤粉工业分析(%)MadAadVadCSt,adQnet,ad(KJ/Kg)0.5012.8542.5046.900.41223452.2.7原料的含水率原料的粒度及含水率见表2-6：表2-6原料的粒度及含水率物料石灰石砂岩干粉煤灰铜渣硫酸渣烟煤脱硫石膏烧煤矸石粒度(mm)≤1000600/202030020500水分(%)≤2.03.01.03.05.016.520.03.02.3熟料热耗的选择随着我国新型干法水泥生产技术的快速发展，熟料的烧成热耗得到了明显降低。根据GB50443-2007《水泥工厂节能设计规范》要求：4000t/d及以上带预分解系统的新型干法水泥厂熟料烧成热耗要小于等于3050kJ/kg-熟料，本次设计的熟料烧成热耗定为3045kJ/kg-熟料[14]。2.4配料计算配料计算的依据是物料平衡。化学反应的物料平衡是：反应物的量应等于生成物的量。计算时必须采用统一标准。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）、矿物组成法、最小二乘法等。尝试误差法计算方法很多，但原理都相同。其中一种方法是：先按假定的原料配合比计算熟料组成，若计算不符合要求，则要求重新调整原料配比，再进行计算，重复至符合为止，另一种方法是从熟料化学成分中依次递减假定配合比的原料成分，试凑至符合要求为止（又称递减试凑法）。本设计配料计算采用的是尝试误差法第一种计算方法，并结合计算机计算原料配合比。2.4.1原料的各种原始数据表2-7原燃料化学成分（%）原料名称LOSS（%）SiO2（%）Al2O3（%）Fe2O3（%）CaO（%）MgO（%）Na2O（%）K2O（%）SO3（%）Cl-（%）总合（%）石灰石38.7407.9600.7500.48049.4301.2100.5000.1200.0700.01299.272砂岩3.67066.79010.5302.8702.9401.7503.7801.4600.3400.01794.147粉煤灰0.00053.77026.0604.7407.1602.1500.7800.2402.0900.01497.004硫酸渣-5.15034.8206.34044.98012.4102.2300.4600.0701.6600.03997.859煤灰0.00044.23014.57011.89017.8502.6002.1200.7605.0000.02899.048表2-8煤粉工业分析(%)MadAadVadCSt,adQnet,ad(KJ/Kg)0.5012.8542.5046.900.4122345熟料热耗：q=3045kJ/kg.孰料。2.4.2计算煤灰掺入量==（3045×12.85×100）÷（22345×100）=1.751GA——熟料中煤灰掺入量，%；q——单位熟料热耗，kJ/kg煤；——应用基煤的灰份含量，%——煤的应用基低热值，kJ/kg煤；S——煤的沉降率，%；窑尾有袋收尘且窑灰入窑，故取100%。2.4.3计算干燥原料配合比[1]设干燥原料配合比为（表2-9）：表2-9假设干基原料配比石灰石（%）砂岩（%）粉煤灰（%）硫酸渣（%）85.03.58.03.5以此计算生料的化学成分，如表2-10所示表2-10生料的化学成分原料名称LOSS（%）SiO2（%）Al2O3（%）Fe2O3（%）CaO（%）MgO（%）Na2O（%）K2O（%）SO3（%）Cl-（%）总合（%）石灰石38.7407.9600.7500.48049.4301.2100.5000.1200.0700.01299.272砂岩3.67066.79010.5302.8702.9401.7503.7801.4600.3400.01794.147粉煤灰0.00053.77026.0604.7407.1602.1500.7800.2402.0900.01497.004硫酸渣-5.15034.8206.34044.98012.4102.2300.4600.0701.6600.03997.859白生料32.87714.6243.3132.46243.1261.3400.6360.1750.2970.01398.862灼烧生料0.00021.7874.9353.66864.2491.9960.9470.2600.4420.02098.304煤灰掺入量GA=1.751%，则灼减生料配合比为100%-1.751%=98.249%。按此计算熟料化学成分，如表2-11所示：表2-11熟料化学成分名称配比SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgONa2OK2OSO3Cl-总合灼烧生料98.24921.4054.8493.60463.1241.9610.9310.2560.4340.01996.583煤灰1.7510.7750.2550.2080.3130.0460.0370.0130.0880.0001.734熟料100.00022.1805.1043.81263.4362.0070.9680.2690.5220.02098.317则熟料的率值计算如下：KH==(63.436-1.65×5.104-0.35×3.812)÷(2.8×22.18)=0.86SM==22.18÷(5.104+3.812)=2.48IM==5.104÷3.812=1.33上述计算结果中，KH、SM、IM值均偏低。重新调整原料配比计算，配比结如表：表2-12假设干基原料配比石灰石（%）砂岩（%）粉煤灰（%）硫酸渣（%）86.403.08.352.25表2-13生料的化学成分原料名称LOSS（%）SiO2（%）Al2O3（%）Fe2O3（%）CaO（%）MgO（%）Na2O（%）K2O（%）SO3（%）Cl-（%）总合（%）石灰石38.7407.9600.7500.48049.4301.2100.5000.1200.0700.01299.272砂岩3.67066.79010.5302.8702.9401.7503.7801.4600.3400.01794.147粉煤灰0.00053.77026.0604.7407.1602.1500.7800.2402.0900.01497.004硫酸渣-5.15034.8206.34044.98012.4102.2300.4600.0701.6600.03997.859白生料33.46614.1543.2831.90943.6731.3280.6210.1690.2830.01398.897灼烧生料0.00021.2744.9342.86965.6391.9950.9330.2540.4250.01998.342表2-14熟料化学成分名称配比SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgONa2OK2OSO3Cl-总合灼烧生料98.24920.9014.8472.81864.4901.9600.9170.2500.4170.01996.620煤灰1.7510.7750.2550.2080.3130.0460.0370.0130.0880.0001.734熟料100.00021.6765.1023.02764.8032.0060.9540.2630.5050.02098.355根据表2-14中的数据计算熟料的各率值KH==(64.803-1.65×5.102-0.35×3.027)÷(2.8×21.676)=0.91SM==21.676÷(5.102+3.027)=2.66IM==5.102÷3.027=1.68重新调整配比后，熟料率值和矿物组成均符合设计要求：KH为0.91，SM为2.66，IM为1.68。熟料矿物组成为：C3S=3.8×（3×KH-2）×21.676%=60.11%C2S=8.60×（1-KH）×21.676%=16.78%C3A=2.65×（5.102-0.64×3.027）%=8.39C4AF=3.04×3.027%=9.20%熟料液相量计算：当烧成温度为1400时：W%=2.95A+2.2F+a+b=2.95×5.102+2.2×3.027当烧成温度为1450时：W%=3.0A+2.25F+a+b=3.0×5.102+2.25×3.027+0.954+0.263=23.33A——熟料中三氧化二铝百分含量（%）F——熟料中三氧化二铁百分含量（%）a——熟料中氧化镁铝百分含量（%）b——熟料中钾、钠和量百分含量（%）熟料液相量一般控制在20%～30%上述计算结果符合要求[6]。上述参与计算的氧化镁、碱含量以及三氧化硫、氯离子是有害成分，适量可降低液相表面张力，润湿固体物质或熟料颗粒，有利于固液反应，促进硅酸三钙的形成。当熟料中上述物质较多时容易造成预热系统结皮、堵塞和熟料质量下降（影响不是绝对的，不是单一的）。所以原料配比确定为：表2-15干基原料配比石灰石（%）砂岩（%）粉煤灰（%）硫酸渣（%）86.403.08.352.252.4.4计算湿物料的配合比参考表2-6计算湿物料的配合比，则：则湿原料质量配合比为：湿石灰石=86.40÷（100-2）×100%=88.16%湿砂岩=3.0÷(100-3)×100%=3.09%湿粉煤灰=8.35÷(100-1)×100%=8.43%湿硫酸渣=2.25÷（100-5）×100%=2.37%将上述质量比换算为百分比：湿石灰石=88.16÷(88.16+3.09+8.43+2.37)×100%=86.39%湿砂岩=3.09÷(88.16+3.09+8.43+2.37)×100%=3.03%湿粉煤灰=8.43÷(88.16+3.09+8.43+2.37)×100%=8.26%湿硫酸渣=2.37÷(88.16+3.09+8.43+2.37)×100%=2.32%

第三章全厂物料平衡计算物料平衡计算是水泥厂设计必不可少的工艺计算内容之一。是主机平衡和储库平衡计算的基础和依据。物料平衡计算是计算从原料进厂到成品出厂各个生产环节需要处理的物料量，包括所有原料、燃料、半成品、成品的量，并表达为小时、日、周、年需要量，作为确定工厂各种物料需要量、运输量、工艺设备选型和计算存储设施容量的依据。物料平衡计算是以熟料产量为基准的。3.1所需的原始数据。孰料日产量4000t/d窑的年利用率。η=0.85，η应该在0.80~0.85之间[5]。各物料生产损失：水泥的生产损失取3%，生料的生产损失3%，煤的生产损失一般取3%[5]。物料天然水分。参照表2-6原料的含水率。拟用脱硫石膏的SO3含量较高，其质量符合国标的技术要求，满足本项目水泥品种的生产需求所以能够完全适应生产。混合材掺入量。根据GB175——2007要求：42.5普通硅酸盐水泥选用烧煤矸石作为混合材掺量15%。32.5复合硅酸盐水泥选用煤矸石和粉煤灰作为混合材其中煤矸石和粉煤灰各掺12%。熟料烧成热耗：参见第二章，本设计取熟料烧成热耗为3045kJ/kg孰料。3.2计算步骤和方法本设计采用年平衡法计算：按计划任务书对工厂规模（水泥产量）的要求，选择窑型和规格，标定窑的台时产量，计算窑的台数，然后再算出烧成系统和工厂的每周生产能力。3.2.1熟料产量和水泥产量的计算(1)孰料年产量：Qy=Qy1+Qy2=731958.8+412371.1=1144329.9(t/y)32.5复合水泥年产量：Qy1=（100-d-e1-e2）/（100-P）*Gy1=(100-12-12-5)/(100-3)*1000000=731958.8(t/y)42.5普通水泥年产量：Qy1=（100-d-e1）/（100-P）*Gy2=(100-15-5)/(100-3)*500000=412371.1(t/y)以上各式中：Qy——表示孰料年产量（t/y）；Qy1——32.5复合水泥年产量（t/y）；Qy2——42.5普通水泥年产量（t/y）；d——表示水泥中脱硫石膏的掺入量（﹪）；e1——表示水泥中煤矸石的掺入量（﹪）；e2——表示水泥中粉煤灰惨入量（﹪）；P——水泥的生产损失，取3%。Gy——32.5复合水泥生产规模（t水泥/年）Gy2——42.5普通水泥生产规模（t水泥/年）(2)窑的台数考虑10%的储备[5]后窑标定台产定为：Qh,1=G=1.1*4000/24=183.33（t/台·h）n=Qy/（8760ηQh,1）=1144329.9/（8760*0.85*183.33）=0.84；故n取1。式中：n——窑的台数（台）；——要求的熟料日产量（t/d）；——所选窑的标定台时产量（t/台·h）。(注：)(3)计算烧成系统的生产能力熟料小时产量：=n*=183.331=183.33(t/h)熟料日产量：=24*183.33=4399.92(t/d)孰料年产量：Qy=8760Qh*η=8760*183.33*0.85=1365075.2(t/y)以上各式中：——表示熟料小时产量（t/h）；——表示熟料日产量（t/d）——表示熟料周产量（t/w）Qy——表示熟料周产量（t/y）(4)工厂生产能力计算水泥小时产量： Gh=Gh1+Gh2=166.98+74.10=241.08(t/h)3.25复合水泥小时产量：Gh1=（100-P）/（100-d-e1-e2）*Qh*2/3=(100-3)/(100-5-12-12)*183.33*2/3=166.98(t/h42.5普通水泥小时产量：Gh2=（100-P）/（100-d-e1）*Qh*1/3=(100-3)/(100-15-5)*183.33*1/3=74.10(t/h)以上各式中：Gh——表示水泥小时产量（t/h）；Gh1——32.5复合水泥小时产量（t/h）；Gh2——42.5普通水泥小时产量（t/h）；Gh——水泥小时产量（t/h）；d——表示水泥中脱硫石膏的掺入量（﹪）；e1——表示水泥中煤矸石的掺入量（﹪）；e2——表示水泥中粉煤灰惨入量（﹪）；P——水泥的生产损失，取3%。水泥日产量：Gd=24*Gh=24*241.08=5785.92(t/d)水泥年产量：Gy=8760*η*Gh=8760*0.82*241.08=1731725.86(t/y)[5]3.2.2原、燃材料消耗定额的计算。(1)考虑煤灰掺入时，1吨熟料的干生料理论消耗量：KT=（100-S）/（100-I）=（100-1.751）/（100-33.466）=1.48式中：KT——干生料的理论消耗量（t/t熟料）；I——干生料的烧失量（%）I=33.466，见表2-14；s——煤灰掺入量，（%）s=1.751，见表2-14。(2)考虑生产损失时，1t熟料的干生料消耗定额K生=100KT/(100-P生)=（100*1.48）/（100-3）=1.525式中：K生——干生料消耗定额（t/t熟料）P生——生料的生产损失，P生取=3%(3)各种干原料消耗定额由公式计算可得。式中——某种干原料的消耗定额（t/t熟料）；——干生料消耗定额（t/t熟料）；——干生料中该原料的配合比（%）。计算结果见表3-1表3-1干原料消耗定额名称石灰石砂岩粉煤灰硫酸渣K生(t/t熟料)1.525（%）86.403.008.352.25(t/t熟料)1.3180.0460.1270.034(4)干脱硫石膏消耗定额Kd=Kd1+Kd2=0.0726+0.0644=0.137复合水泥石膏消耗定额Kd1=100d/{(100-d-e)(100-Pd)}=100*5/{（100-5-24）（100-3）}=0.0726普通水泥石膏消耗定额Kd2=100d/{(100-d-e)(100-Pd)}=100*5/{（100-5-15）（100-3）}=0.0644式中——干脱硫石膏消耗定额（t/t熟料）；Kd1——复合水泥石膏消耗定额；Kd2——普通水泥石膏消耗定额；d、e——分别表示水泥中石膏及混合材的掺入量(%)；——干脱硫石膏的生产损失，取3%。(5)干煤矸石的消耗定额Ke=Ke1+Ke2=0.174+0.193=0.367复合水泥煤矸石消耗定额Ke1=100e/{(100-d-e)(100-Pe)}=12/（71*97）=0.174普通水泥煤矸石消耗定额Ke2=100e/{(100-d-e-f)(100-Pe)}=100*15/（80*97）=0.193式中：Ke——干煤矸石消耗定额（t/t熟料）；Ke1——复合水泥煤矸石消耗定额；Ke2——普通水泥煤矸石消耗定额；d、e、f——分别表示水泥中脱硫石膏、煤矸石及粉煤灰的掺入量(%)；Pe——煤矸石的生产损失，取3%。(6)干粉煤灰的消耗定额复合水泥粉煤灰消耗定额Kf=f/{(100-d-e-f)(100-Pf)}=12/（71*97）=0.174式中：Kf——干粉煤灰消耗定额（t/t熟料）；d、e、f——分别表示水泥中脱硫石膏、煤矸石及粉煤灰的掺入量(%)；Pf——粉煤灰的生产损失，取3%。(7)烧成用干煤消耗定额QgDW=(Qnet.ar+25Mar)*100/(100-Mar)=(22345+25*0.5)*100/(100+0.5)=22246.27kJ/kg干煤Kf1=100q{QgDW(100-Pf)=100*3045/{22246.27*(100-3)}=0.141kg煤/kg熟料式中：——烧成用干煤消耗定额（kg煤/kg熟料）Qnet.ar——煤的应用基低热值，（kJ/kg干煤）——熟料烧成热耗（kJ/kg熟料）QgDW——干煤低位热值（kJ/kg干煤）——煤的生产损失，取3%(8)各干物料消耗定额换算为含天然水分的湿物料消耗定额由公式K湿=100*K干/(100-ωo)计算即可。式中：K干、K湿——分别表示湿物料、干物料消耗定额，kg/kg熟料；ωo——该物料的天然水分，%。用此公式计算见下表：表3-2原料消耗定额表（公斤/每公斤孰料）名称石灰石砂岩粉煤灰硫酸渣煤煤矸石粉煤灰脱硫石膏ωo2.03.01.05.016.53.01.020K干1.3180.0460.1270.0340.1410.3670.1740.137K湿1.3450.0470.1280.0360.1690.3780.1760.1713.3全厂物料平衡表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。物料名称水分生产损失消耗定额（T/T熟料）物料平衡表（T）干料含水分料（%）（%）干料含水分料小时日年小时日年石灰石2.031.3181.345241.625798.881799169246.585917.921836026砂岩3.030.0460.0478.43202.32627938.62206.8864159粉煤灰1.030.1270.12823.28558.7217336423.47563.28174730硫酸渣5.030.0340.0366.23149.52464136.60158.4049143生料-31.5251.525279.586709.922081739熟料--11183.334399.921365075脱硫石膏20.030.1370.17125.12602.8818701531.35752.40233428煤矸石3.030.3670.37867.281614.7250098369.301663.20515998粉煤灰130.1740.17631.90765.6023752332.27774.48240253烧成用煤16.530.1410.16925.85620.4019247630.98743.5223069832.5P.C-3--166.984007.52119945142.5P.O-3--74.101778.40532275水泥合计-3--241.085785.921731726粉煤灰合计13--55.181324.3241088755.741337.76414983表3-3全厂物料平衡表注:1、窑熟料产量4000t/d；熟料热耗3045kJ/kg-煤。2、烧成用煤干燥基低位热值为：22345kJ/kg。3、窑的年利用率取0.85。4、水泥磨的年利用率取0.67。（新疆地区78家水泥厂3年的平均值）4、物料配比：石灰石：砂岩：粉煤灰：硫酸渣=86.40：3.00：8.35：2.25。

第四章主机平衡计算及选型主机平衡即在物料平衡计算（周平衡量）和选定车间工作制度的基础上，计算各车间主机要求的生产能力（要求主机小时产量），为选定各车间主机的型号、规格和台数提供依据。确定车间的工艺流程并选定主机的型号、规格并规定主机的产量和需用台数。4.1选定车间工作制度表4-1车间工作制度表本设计主机每周运转小时数及班制表主机名称每日运转时间（h/日）每周运转时间（h/周）生产周制（日/周）生产班制石灰石破碎机8567每日一班每班8小时辅助材料破碎机8567每日一班每班8小时生料磨241687-窑241687-煤磨241687-混合材破碎机8567每日一班每班8小时水泥磨241687-包装机161127每日两班每班8小时注：每日运转时间为24小时者，按每日三班，每班八小时计算。4.2各主机要求的小时产量根据车间的工作制度，选取主机的年利用率，并根据物料年平衡量，求出各主机要求的小时产量。GH=Gy/（8760*η）式中：GH——要求主机小时产量（t/h）。Gy——物料年平衡量（t）。预定的主机年利用率根据车间工作制度和主机运转时间求出：η=k0k1k2k3/8760式中：η——预定主机年利用率。k0——每年工作周数（周/年）。k1——每周工作日数（日/周）。k2——每日工作班数（班/日）。k3——每班工作日数（小时/班）。将计算结果汇总成主机生产能力平衡表，见表4-2，然后根据表中列出的各主机要求小时产量进行相应的设备选型。表4-2主机生产能力平衡表主机名称预定主机年利用率%年平衡量t/年要求主机小时产量t/h石灰石破碎机33.21799169618.62辅助材料破碎机33.26279321.59生料磨99.72081739238.36窑99.71365075156.30煤磨99.719247622.03混合材破碎机33.2500983172.26水泥磨99.71731726198.28包装机66.51212208208.09注：按设计规范要求本设水泥的70%需要袋装，即包装机的年平衡量为：1731726×70%=1212208（t/年）。4.3主机选型根据算出的要求主机小时产量并考虑全面工艺流程和工艺布置后，即可进行主机选型计算，确定主机的型式、规格和台数，最后可混总成主机平衡表。4.3.1石灰石破碎机的选型本设计选用PPC2022型单段锤式破碎机[15]。双转子单段锤式破碎机用于破碎一般性的脆性矿石，如石灰石、砂岩、煤矸石、铁矿石等。此破碎机破碎比大，可将大块原矿石一次破碎到符合入磨粒度且产品粒度均匀，与传统的两段破碎系统相比，可节省一次性投资，大幅降低矿石破碎成本，而且操作简单，维修方便且减轻了工人的劳动强度。它的生产能力800t/h，最大进料粒度≤1000mm；出料粒度≤75mm[22]，同时配备重型板式喂料机，2300×10000mm,喂料能力700~900t/h，其石灰石破碎机的数量：n=Gh/Gh,1=618.62/800=0.77（台）小于1；故选一台。n——主机台数。Gh——主机要求产量（t/h）。Gh,1——主机标定产量（t/h）。石灰石破碎机的年利用率：η0=Gh/（n*Gh,1）η=618.62/（1*800）*33.2=25.7%η0——主机实际年利用率（%）Gh——主机要求产量（t/h）。Gh,1——主机标定产量（t/h）。η——预定主机年利用率（%）石灰石破碎机周实际运转小时：H0=Gh/（nGh,1）*H=618.62/（1*800）×56=43.30（h）<56(h)符合要求H0——主机每周实际运转小时数（h）Gh——主机要求产量（t/h）。Gh,1——主机标定产量（t/h）。H——主机平衡计算时的每周运转小时数（h）。即所选破碎机能够完全满足正常运转4.3.2辅助原料砂岩破碎机的选型本设计选用PFC-1609反击锤式式破碎机破碎砂岩，生产能力60t/h，最大进料粒度≤600mm；出料粒度≤25mm[15]。砂岩破碎机的数量：n=Gh/Gh,1=21.59/60=0.36（台）小于1；故选一台。n——主机台数。Gh——主机要求产量（t/h）。Gh,1——主机标定产量（t/h）。砂岩破碎机的年利用率：η0=Gh/（n*Gh,1）η=21.59/（1*60）*33.2=11.9%η0——主机实际年利用率（%）Gh——主机要求产量（t/h）。Gh,1——主机标定产量（t/h）。η——预定主机年利用率（%）砂岩破碎机周实际运转小时：H0=Gh/（nGh,1）*H=21.59/（1*60）×56=20.15（h）<56(h)，符合要求。H0——主机每周实际运转小时数（h）Gh——主机要求产量（t/h）。Gh,1——主机标定产量（t/h）。H——主机平衡计算时的每周运转小时数（h）。即所选破碎机能够完全满足正常运转4.3.3生料磨的选型。近年来，随着水泥企业设计产能的不断提高，立式辊磨得到了迅速的发展。它具有结构紧凑、粉碎比大、金属磨损量低，比管磨机低25%、噪音低，约为80dB、体积小质量轻、占地面积小、安装容易。本设计的生料磨系统选用一台TRM45.4高压立式辊磨。入磨物料粒度小于100mm,入磨水分小于6%，主机功率3100kw，单机生产能力达到了340t/h。立式辊磨的数量：n=Gh/Gh,1=238.36/340=0.70（台）小于1；故选一台。n——主机台数。Gh——主机要求产量（t/h）。Gh,1——主机标定产量（t/h）。立式辊磨的年利用率：η0=Gh/（n*Gh,1）η=238.36/（1*340）*99.7=69.9%η0——主机实际年利用率（%）Gh——主机要求产量（t/h）。Gh,1——主机标定产量（t/h）。η——预定主机年利用率（%）立式辊磨周实际运转小时：H0=Gh/（nGh,1）*H=238.36/（1*340）×168=117.77（h）<168(h)符合要求H0——主机每周实际运转小时数（h）Gh——主机要求产量（t/h）。Gh,1——主机标定产量（t/h）。H——主机平衡计算时的每周运转小时数（h）。即所选TRM45.4高压立式辊磨满足正常运转。4.3.4窑的选型。本设计选用的窑型参照新疆阿克苏天山多浪水泥有限公司4000ｔ/ｄ熟料水泥生产线。所选的回转窑规格为φ4.6×66m，其主要技术参数如下：斜度4%；支座数：3档；转速：0.6~4.0r/min，目前生产能力达到4500吨/小时同时配套五级双系列预热器及管道式分解炉系统。n=Gh/Gh,1=156.30/183.33=0.85（台）小于1；故选一台。n——主机台数。Gh——主机要求产量（t/h）。Gh,1——主机标定产量（t/h）。窑的年利用率：η0=Gh/（n*Gh,1）η=156.3/（1*183.33）*99.7=85%η0——主机实际年利用率（%）Gh——主机要求产量（t/h）。Gh,1——主机标定产量（t/h）。η——预定主机年利用率（%）窑周实际运转小时：H0=Gh/（nGh,1）*H=156.3/（1*183.33）×168=143.23（h）<168(h)符合要求H0——主机每周实际运转小时数（h）Gh——主机要求产量（t/h）。Gh,1——主机标定产量（t/h）。H——主机平衡计算时的每周运转小时数（h）。即所选窑型满足正常运转。4.3.5煤磨的选型本设计选用MPF1512立式辊磨[15]优点同前生产能力：28.5t/h。立式辊磨的数量：n=Gh/Gh,1=22.03/28.5=0.77（台）小于1；故选一台。n——主机台数。Gh——主机要求产量（t/h）。Gh,1——主机标定产量（t/h）。立式辊磨的年利用率：η0=Gh/（n*Gh,1）η=22.03/（1*28.5）*99.7=77.1%η0——主机实际年利用率（%）Gh——主机要求产量（t/h）。Gh,1——主机标定产量（t/h）。η——预定主机年利用率（%）立式辊磨周实际运转小时：H0=Gh/（nGh,1）*H=22.03/（1*28.5）×168=129.86（h）<168(h)H0——主机每周实际运转小时数（h）Gh——主机要求产量（t/h）。Gh,1——主机标定产量（t/h）。H——主机平衡计算时的每周运转小时数（h）。即选立式辊磨能够完全满足正常运转。4.3.6水泥磨的选型本设计选用180/120型辊压机和φ4.2×13m球磨机联合粉磨系统，系统生产能力180t/h。辊压机及球磨机的数量：n=Gh/Gh,1=198.28/180=1.10（台）大于1；故选两套。n——主机台数。Gh——主机要求产量（t/h）。Gh,1——主机标定产量（t/h）。辊压机及球磨机的年利用率：η0=Gh/（n*Gh,1）η=198.28/（2*180）*99.7=54.9%η0——主机实际年利用率（%）Gh——主机要求产量（t/h）。Gh,1——主机标定产量（t/h）。η——预定主机年利用率（%）辊压机及球磨机周实际运转小时：H0=Gh/（nGh,1）*H=198.28/（2*180）×168=92.53（h）<168(h)H0——系统每周实际运转小时数（h）Gh——系统要求产量（t/h）。Gh,1——系统标定产量（t/h）。H——系统平衡计算时的每周运转小时数（h）。即所选两套辊压机加球磨机的联合粉磨系统能够完全满足正常运转。4.3.7混合材烧煤矸石破碎的选型混合材是配制水泥的重要原料，为提高水泥磨机产量对混合材进行破碎是非常有必要的。本设计选用PPC1616型单段锤式破碎机生产能力为160-240t/h。n=Gh/Gh,1=172.26/200=0.86（台）小于1；故选一台。n——主机台数。Gh——主机要求产量（t/h）。Gh,1——主机标定产量（t/h）。烧煤矸石破碎机的年利用率：η0=Gh/（n*Gh,1）η=172.26/（1*200）*33.2=28.6%η0——主机实际年利用率（%）Gh——主机要求产量（t/h）。Gh,1——主机标定产量（t/h）。η——预定主机年利用率（%）烧煤矸石破碎机周实际运转小时：H0=Gh/（nGh,1）*H=172.26/（1*200）×56=48.23（h）<56(h)符合要求H0——主机每周实际运转小时数（h）Gh——主机要求产量（t/h）。Gh,1——主机标定产量（t/h）。H——主机平衡计算时的每周运转小时数（h）。即选一台PPC1412型单段锤式破碎机满足正常运转。4.3.8包装机的选型本次设计选用型号为XBHYW-8的回转式八嘴水泥包装机。其台时产量为80~120t/h,能很好的满足生产需要并设有电子校正秤、顺包机及清包机等装置。袋重合格率大于等于97%，相比于其他设备，本设备配置先进，自动化程度高，容量多，计量准，出灰快，产量高并且故障率低维修费用少。为加快装车速度，每台包装机配备两台汽车装车机。n=Gh/Gh,1=208.09/100=2.08（台）远大于1；故选四台。n——主机台数。Gh——主机要求产量（t/h）。Gh,1——主机标定产量（t/h）。包装机的年利用率：η0=Gh/（n*Gh,1）η=208.09/（4*100）*66.5=34.6%η0——主机实际年利用率（%）Gh——主机要求产量（t/h）。Gh,1——主机标定产量（t/h）。η——预定主机年利用率（%）包装机周实际运转小时：H0=Gh/（nGh,1）*H=208.09/（4*100）×112=63.47（h）<112(h)符合要求H0——主机每周实际运转小时数（h）Gh——主机要求产量（t/h）。Gh,1——主机标定产量（t/h）。H——主机平衡计算时的每周运转小时数（h）。即选四台XBHYW-8的回转式八嘴水泥包装机满足正常运转4.3.9水泥散装和熟料散装水泥散装选用3台生产能力为200t/h的水泥汽车散装机；熟料散装选用2台生产能力为200t/h熟料库侧汽车散装机。4.3.10空压机站设置两座空压机站，每座空压机站内设4台螺杆式空压机，每台流量22m3/min,压力10kg/cm3，分别供熟料烧成系统及水泥成品发运系统4.4主机平衡表表4-3主机平衡表主机名称主机型号主机产量(t/台.h)主机台数(台)要求主机小时产量（t/h）主机生产能力(t/h)主机工作制度d/w×h/d主机实际年利用率（％）石灰石破碎机PCF2022单段锤式破碎机8001618.628007×825.7砂岩破碎机PCF-160960121.59607×811.9生料磨TRM45.4立式辊磨3401238.363407×2469.9窑Φ4.6×66m183.31156.30183.37×2485.0煤磨MPF151228.5122.0328.57×2477.1煤矸石破碎机PPC1616型单段锤式破碎机2001172.262007×828.6水泥磨G180/120辊压机1802198.283607×2454.9Φ4.2×13m球磨机包装机XBHYW-8型BX系列1004208.094007×1634.6

第五章储库平衡计算水泥厂是连续生产的工厂，为了避免由于外部运输来料的不均衡，上、下工序设备之间生产能力的不平衡，或是由于前后段生产工序的工作班制度不同，以及其他原因造成物料供应的中断或物料滞留堆积而堵塞，保证工厂生产的连续进行和水泥的均衡出厂，以及为了满足生产过程中质量控制和产品检验的需要，水泥厂必须设置各种原料、燃料、半成品和成品的储存设施（包括各种堆场，堆棚、储库、料仓以及成品库等）。各种储库的容量应满足不同物料存储期的要求，储存量一般以储存期来确定和表示。5.1储库类型及储存期的选择5.1.1储存的类型常用的储存设施有：联合储库、堆场、露天堆场、预均化堆场和圆库等。储存量较少的储存设施有料斗（料仓）。采用何种储存设施主要取决于物料的性质、工厂的规模、工厂机械化自动化的水平、投资的大小以及对环境保护的要求。联合储库由于库的有效容积利用率低、造价高、扬尘大且难以解决，在抓运过程重会因抓斗漏料而引起少量混料，各车间的工艺布置受到它的制约难以实现集中控制，现在新建的水泥厂已经很少采用联合储库。露天堆场是一种应用较广的储存、倒运设施。具有投资省、储存量大的优点。其缺点与联合储库基本相同，而且堆场的面积利用率更低，占地面积大，操作受气候影响大。水泥厂一般用于储存外部运往的大宗块状物料，如石灰石、煤、混合材、石膏、铁粉等、；露天堆场多位于进料方便及厂区最小频率风向的上风侧。预均化堆场兼均化、储存两大功能，在原料品位参差不齐的情况下，可用做原料的预配料；布置较灵活，可以设在露天也可以设在厂房内，是现代物料均化过程中普遍采用的物料均化手段。它的缺点是占地面积大，特别是两各料堆交替的进行堆料和取料时，堆场的单位面积储存量较其他储存方式少一半，有效面积利用率大为降低。预均化堆场的投资较高，当设在厂房内时，厂房部分的土建费用可占堆场总费用的40%~50%。为了改进均化堆场占地面积大的缺陷，近年来发展起来的圆形堆场不仅占地面积小，设备和土建费用也比一般长形堆场低，但均化效果稍差。圆库常用于储存小块状、粒状和浆状物料。用圆库储存物料具有以下优点：库容积的有效利用率高，因而占地面积少；扬尘较易处理，劳动条件好；各车间布置灵活；可进行远程控制及应用范围广等。但圆库进出料环节多，散热效果差，不适宜储存含水高或粘性大的物料。料仓（料斗）是储存量较少的储存设施，如物料的中建仓、磨头仓、喂料仓等。常用的料仓有圆形和方形两种。5.1.2储存期的选择物料的储存期是工艺设计中的一个重要的参数，合理确定这个参数，具有较大的技术经济意义。物料的储存期不应该定得过短，否则对生产不利，甚至影响整个生产;但也不应该过长，以免增加基建投资和生产成本。因此要综合考虑各种条件和因素，合理的确定各种物料的储存期。下表是本设计所设定的各物料的储存期。本设计确定各物料的储存期如下：（《新型干法水泥厂工艺计算手册》P312《水泥厂工艺设计概论》P208）表5-1各物料的储存期物料名称石灰石砂岩粉煤灰硫酸渣生料煤孰料煤矸石粉煤灰石膏水泥储期（d）51010202107101020165.2储库计算各物料的密度和休止角如表5-2（《水泥厂工艺设计概论》P289附录（一））表5-2各物料的密度和休止角物料名称石灰石砂岩粉煤灰硫酸渣生料煤孰料煤矸石粉煤灰石膏水泥γt/m31.452.50.791.51.30.51.451.30.791.31.1α度30403035352433303045305.2.1石灰石预均化堆场参考国内国外的水泥厂，本设计石灰石预均化堆场采用圆形预均化堆场。圆形预均化堆场相对于矩形预均化堆场有以下优点：占地面积小，在相同容积条件下比均性堆场少占地30-40%。在相同容积条件下，设备购置费较少，约为矩形的75%，总投资可减少30-40%，带屋顶的堆场总投资约为矩形堆场的60-70%，并且经营费用比矩形堆场可省些。圆形堆场采用中心出料，出料皮带长度不改变，因此物料流是连续稳定的，从而在堆场和生料磨之间采用反馈控制比较容易。随着新型圆形均化堆场的应用，均化效果也有了大幅度的提高。设备操作、维护简单方便。并且维护费用也较低。总堆料量5.2.1石灰石预均化堆场①总堆料量：式中：—堆场内总堆料量，tK—堆场系数，K=1.0～1.2，取K=1.1；Q—物料的日用量，t/d;d—物料的储存期，d。②料堆底的长度和宽度：式中：L—堆料的长度，m；C—料堆的长宽比系数，C=3.5～6，取C=4.0；γ—料堆的容量，t/m3；B—料堆的宽度，m；③料堆的高度：④料堆中心半径(5-5)式中：R—圆形堆场料堆中心半径，m;L—圆形堆场料堆中心弧长，m.轨道直径=2（R+0.5B）=2×（37.24+0.5×35.10）=109.58（m）一般在轨道外面留有4m的过道，故确定石灰石圆形预均化堆场的规格为Ф118m。[10]在预均化堆场里要留有取料机轨道和过道，故确定石灰石矩形预均化堆场的规格为149m×44m。[3]5.2.2原煤预均化堆场①总堆量：Q总=KQd=1.1×620.40×10=6824.4t②料堆底的长度和宽度：取C=4，则=130.59m=32.65m③料堆的高度：==7.27m在预均化堆场里要留有取料机轨道和过道，所以确定原煤预均化堆场的规格为：139m×41m。5.2.3圆库的计算（1）生料配料库：设置石灰石、砂岩、粉煤灰、硫酸渣圆库用来储存原料进行配料，为满足窑磨之间的连续均衡生产，在满足工艺生产顺畅的情况下考虑基建，根据各种物料消耗量确定其储存时间石灰石库、砂岩库、粉煤灰库、硫酸渣库的存储周期设为2天，筒高与直径的比值（高径比）一般为1~2.5，这里取2。①石灰石库：==，式中：、分别为圆库圆柱体和锥体部分体积m——该物料的堆积密度，t/m3——该物料的休止角，度。——该物料的储存量，tD、——分别为圆库有效内径和直筒部分有效高度，m==≥/γ=（5798.88*2）/1.450.076D3+1.571D3≥7998.46解得：D≥16.93m；则石灰石库的计算结果为φ16.93m×33.86m。。为使石灰石得到再次均化参考众多企业石灰石库的设置，这里选两座φ12m×35m的石灰石库单库有效储量：G单=122*（35-5）*0.85*1.45*3.14/4=4179.65t实际储存期：d=2*4179.65/5798.88=1.4d②砂岩库：==≥/γ=（220.32×2）/2.50.110D3+1.571D3≥176.26D≥4.72m；则砂岩库的计算结果为φ4.72m×9.44m。同上选一座φ8m×22m的砂岩库。单库有效储量：G单=82*（22-5）*0.85*2.5*3.14/4=1814.92t实际储存期：d=1814.92/220.32=8.2d③粉煤灰库：==≥/γ=（558.72×2）/0.790.076D3+1.571D3≥1414.48D≥9.51m；则粉煤灰库的计算结果为φ9.51m×19.02m。考虑到粉煤灰的特殊性这里选一座φ10m×25m的平底充气卸料库。单库有效储量：G单=102*（25-5）*0.85*0.79*3.14/4=1054.26t实际储存期：d=1054.26/558.72=1.9d④硫酸渣库：==≥/γ=（149.52×2）/1.50.092D3+1.571D3≥199.36D≥4.93m；则硫酸渣库的计算结果为φ4.93m×9.86m。同砂岩库选一座φ8m×22m的硫酸渣库。单库有效储量：G单=82*（22-5）*0.85*1.5*3.14/4=5124.48t实际储存期：d=5124.48/149.52=34.3d（2）生料均化库：（18*48-12）目前生料库多采用多料流式均化库，其原理是侧重库内的重力混合作用，而基本不用或减小气力均化作用，以简化设备和节省电力。本次设计采用南京院设计的NC型多料流式均化库。NC型多料流式库是吸收引进的MF型均化库基础上研发的一种库型。均化电耗0.86MJ/t(0.24kW·h/t),入窑生料CaO标准偏差<0.2%,均化效果≥8，生料卸空率较高。[10]总储存量：G=Gi×d=6709.92×2=13419.84t选取H/D=2，n=1个；由得：=18.73m则生料均化库的计算结果为φ18.73m×37.46m。这里选取Φ18m×48m的生料均化库1个。单库有效储量：G单=182*（48-12）*0.85*1.3*3.14/4=10117.64t实际储存期：=10117.64/6709.92=1.5d（3）水泥配料库熟料库、烧煤矸石库、粉煤灰库、石膏库，熟料库的存储周期设为1天。①煤矸石配料库：总储存量：G=Gi×d=1614.72×1=1614.72t选取H/D=2，n=1个；由得：=9.25m则煤矸石库的计算结果为φ9.25m×18.5m。这里选取Φ10m×25m的煤矸石库1个。单库有效储量：G单=102*（25-5）*0.85*1.3*3.14/4=6939.4t实际储存期：d=6939.4/1614.72=4.3d②粉煤灰配料库：总储存量：G=Gi×d=765.60×1=765.60t选取H/D=2，n=1个；由得：=8.51m则粉煤灰库的计算结果为φ8.51m×17.02m。这里选取Φ10m×25m的粉煤灰库1个。单库有效储量：G单=102*（25-5）*0.85*1.3*3.14/4=6939.4t实际储存期：d=6939.4/765.60=9.1d③脱硫石膏配料库：总储存量：G=Gi×d=602.88×1=602.88t选取H/D=2，n=1个；由得：==6.65m则脱硫石膏库的计算结果为φ6.65m×13.30m。这里选取Φ10m×25m的脱硫石膏库1个。单库有效储量：G单=102*（25-5）*0.85*1.3*3.14/4=6939.4t实际储存期：d=6939.4/602.88=11.5d④熟料配料库：(为节省投资没单独设熟料库，故这里储存期定为7天)总储存量：G=Gi×d=4399.92×7=30799.44t选取H/D=2，n=2个；由得：D=18.91m则熟料库的计算结果为φ18.91m×37.82m。这里选取Φ18m×48m的熟料库2个。单库有效储量：G单=182*（48-5）*0.85*1.45*3.14/4=13479.38t实际储存期：d=13479.38*2/4399.92=6.1d（4）水泥储存库①总储存量：G=Gi×d=5785.92×2=11571.84t选取H/D=2，n=6个；由得：D=13.07m则水泥库的计算结果为φ13.07m×26.14m。这里选取Φ15m×35m的水泥库6个。单库有效储量：G单=152*（35-5）*0.85*1.1*3.14/4=4954.33t实际储存期：d=4954.33*6/5785.92=5.1d表5-3储库一览表名称储存方式规格（m）数量储量(t)实际储存期（d）石灰石矩形预均化堆场149m×44m131893.845煤矩形预均化堆场139m×41m16824.410生料圆库Φ18m×48m110117.641.5生料配料库石灰石圆库Φ12m×35m28359.31.4砂岩圆库Φ8m×22m11814.928.2粉煤灰圆库Φ10m×25m1558.721.9硫酸渣圆库Φ8m×22m15124.4834.3水泥配料库熟料圆库Φ18m×48m226958.766.1煤矸石圆库Φ10m×25m16393.404.3粉煤灰圆库Φ10m×25m16393.409.1石膏圆库Φ10m×25m16393.4011.5水泥成品库圆库Φ15m×35m629725.985.1第六章制成车间工艺设备选型6.1水泥粉磨系统水泥成品制备中最重要的是水泥的粉磨，由于水泥粉磨不但影响水泥质量，还是整个水泥生产过程中耗电最多的工序。其主要功能在于将水泥熟料（及缓凝剂、性能调节材料等）粉磨至适宜的粒度（以细度、比表面积等表示），形成一定的颗粒级配，增大其水化面积，加速水化速率，满足水泥浆体凝结、硬化要求。随着预分解窑发展日益完善，熟料生产热耗大幅度降低，而水泥生产综合电耗却长期居高不下。20世纪80年代，人们重点关注粉磨技术的改进和突破。关注利用挤压粉磨技术代替冲击粉磨技术的研究，以提高粉磨功的利用率，降低水泥生产综合电耗。因此，水泥粉磨技术创新，对于提高水泥产品质、节能、降低水泥制造成本，使新型干法水泥生产更具有经济竞争力，具有重要的意义。在水泥粉磨设备的研究开发环节上，我国同国外的差距依然较大，在基础研究领域这种差距更大。因此，如何在引进技术的基础上开发出具有自主知识产权的设备和工艺，并在大量基础研究的基础上推动我国粉磨装备的开发研究，尽可能的缩小与世界先进生产技术的差距是国内工作者不应回避的话题。6.1.1水泥粉磨工艺水泥粉磨工艺流程总的来说可以分为开流粉磨和圈流粉磨两种，其中圈流粉磨又可以分为不同的子类。在水泥粉磨中，开流粉磨主要应用在管磨机上，广泛使用高细管磨机。由于开流粉磨中往往存在过粉磨现象严重，且水泥温度超标的问题，因而从节能的角度考虑，圈流粉磨受到推崇。目前粉磨设备发展有两个方向：一是寻求单一的粉磨设备以尽可能地简化流程，节省投资，并在此基础上降低粉磨能耗，如各类高细磨的开发以及发展立磨、辊压机终粉磨系统；二是在现有的粉磨设备的基础上开发出能够尽可能降低粉磨能耗的粉磨流程，如各类预粉磨、联合粉磨系统。6.1.1.1现代水泥粉磨技术发展的特点现代水泥粉磨技术发展经历两个阶段：第一，20世纪50年代至70年代钢球磨机大型化及其匹配设备的优化改进和提高阶段；第二，20世纪70年代至今的挤压粉磨技术发展完善和大型化阶段。其发展特点是：在钢球磨系统实现大型化的同时，创新研发挤压粉磨技术和装备。20世纪80年代以来，随着预分解窑大型化，钢球磨系统也向大型化方向发展。用于水泥粉磨的钢球磨机直径已达5m以上，电机功率达7000kW，台时产量达300t/h以上。丹麦史密斯公司开发了微钢段节能的康必丹磨；辊式磨也开始用于水泥粉磨；西德研制了新型节能粉磨设备——辊压机。采用高效选粉设备。为了适应磨机大型化的要求，近年来圈流粉磨作业越来越多，作为其重要的配套设备的选粉机也得到了较大发展。选粉效率达到74%的日本小野田重工业公司的旋风筒式O-SEPA、丹麦史密斯公司的SEPAX和美国斯特蒂文特公司的SD等高效选粉机相继出现。撒料式选粉机（又称机械空气选粉机）是水泥工业应用最早的具有代表性的空气选粉设备，目前其最大直径已经达到11m，选粉能力达到300t/h以上，旋风式旋粉机其最大选份能力已达到500t/h。目前，选粉机