5000td水泥熟料带DD型分解炉的NSP窑的设计-课程设计

PAGEPAGE21前言课程设计是对所学知识和技术的综合考察，是高层次的教学环节。它极大地提高了学生理论联系实际的能力，并在老师的指导下，由学生综合运用基础理论、专业知识、实际生产技术及在岗位实习和挂职实习中收集到各方面技术资料与自己的设计课题及任务对照，进行全面合理的分析、论证、计算、绘图、编写技术文件等内容，完成工程设计任务，达到工艺人员素质训练的基本要求。课程设计，能使学生把所学的理论基础知识得以全面的巩固、深化和发展，并进一步培养学生实事求是的工作态度与科学的工作方法，培养独立承担技术任务的能力和探索新知识、新技术的创造力。本设计中，以假拟设计题目的形式，结合所学知识及下厂实习经验，对设备进行标定和核算。本次的设计任务是：设计一个5000t/d水泥熟料带DD型分解炉的NSP窑系统。设计范围包括：1、窑的规格计算确定；2、物料平衡计算和热平衡计算；3、主要热工技术参数计算；4、NSP窑初步设计：工艺布置与工艺布置图（1号图）。在此次设计中得到李海涛老师的耐心指导和大力支持，但是由于本人水平有限，在设计中难免会出现不足或错误的地方，敬请老师批评指正！设计人：200目录1．设计课题……………………32.配料计算……………………42.1原始资料与数据…………2.2配料计算………………43、窑尾物料和热平衡计算…………………3.1原始参数设置…………3.2熟料形成热耗的计算：…………………3.3物料平衡及热量平衡计算………3.3.1物料平衡计算………………3.3.2.热量平衡计算…………………3.4物料平衡表与热平衡表4、窑外分解系统的设计计算TC"§8.窑外分解系统的设计计算"\fCTC"§8.窑外分解系统的设计计算"\fA4.1方案的选择TC"§8.1方案的选择"\fC4.2原始资料及相关参数的设定TC"§8.2原始资料及相关参数的设定"\fC4.3单位烟气量的计算TC"§8.3单位烟气量的计算"\fC4.4系统各部烟气量的计算TC"§8.4系统各部烟气量的计算"\fC4.5DD分解炉尺寸的确定TC"§8.6DCD分解炉尺寸的确定"\fC:6.6分解炉尺寸汇总表6．结束语……………197.参考文献…………………191、设计课题5000t/d水泥熟料带DD型分解炉的NSP窑的设计原始资料依据收集技术资料自主选用,对工艺参数应予以必要说明课程内容及要求:窑的规格的计算确定物料平衡计算与热平衡计算主要热工技术参数的计算NSP窑初步设计:工艺布置与工艺布置图课题任务及工作量设计说明书(不少于1万字,打印,计算草稿)NSP窑初步设计工艺布置图(1号图纸1张,手画),原始资料另附时间与进度（2周）第3周：物料平衡与热工平衡计算第四周：绘图2、回转窑的选型及标定原始资料：日产5000吨熟料的带DD型分解炉的NSP窑。2.1窑的规格计算已知：G=5000t/dD=D:窑的有效内径，m；G：窑的产量，t/d；k：系数t/（dm）NSP窑50 ~60取k=57D==4.443（m）根据《水泥工业热工设备》P页公式2-108L/D=15.36D可得有效长度：L=15.36（m）已知：D=4.443可去耐火砖厚度δ=0.22m+2δ=4.443+20.22=4.883m2.2窑的选型根据窑的有效内径和长度选型，结合市场上的规格和实际工程的窑型规格选择φ4.8m74m可得有效内径D=4.8-2δ=4.8-20.22=4.36m有效长度L=74m2.3窑产量的标定经计算验证，用公式Gd=24×Gh=24×211.6666=5079.9991标定量和实际量相符，可见该型号符合要求设计量。2.4评述根据计算选得型号为φ4.8m74m的NSP窑符合生产要求。而在南京水泥设计院网站设计成果展示上，也为安徽铜陵海螺公司设计了φ4.8m74m规格的回转窑，并顺利投产使用，并达产达标。可见该型号的NSP窑是符合设计要求的，可以达到标定的要求。3、煤耗计算及物料平衡和热量平衡的计算3.1原始资料（1）窑型为φ4.8m74m带DD型分解炉的预分解窑（2）生产品种：普通硅酸盐水泥熟料；（3）物料化学成分见表一物料化学成分表一单位：%成成分项目烧失量其他总和干生料35.8813.273.032.0944.680.290.160.60100.00熟料022.485.543.7966.830.590.050.72100.00煤灰051.6031.944.163.620.682.205.95100.00(4)燃料元素分析和工业分析机发热量见表2表3燃料元素分析表2单位：%60.103.960.350.977.9125.711.00工业分析及发热量表3单位：%25.7128.3644.931.0023614（5）温度：a.入预热器生料温度：50℃b.入窑回灰温度：50c.入窑一次空气温度：30d.入窑二次空气温度：950f.入窑、分解炉燃料温度：60g.入分解炉二次空气温度：740h.熟料出窑温度：1360i.废气出预热器温度：340k.飞灰出预热器温度：300（6）入窑风量比（%）一次空气（）：二次空气():窑头漏风（）=15:80:5(7)燃料比（%）回转窑（）：分解炉（）=40:60(8)出预热器飞灰：0.1kg/kg熟料（9）出预热器飞灰烧失量：35.20%（10）各处过剩空气空气系数，窑尾：α=1.05分解炉混合室出口：=1.15；预热器出口：=1.40其中：预热器漏风占理论空气量的比例=0.16（11）分解炉及窑尾漏风（包括分解炉一次风空气量）占分解炉用燃料理论空气量的比例=0.05.（12）电收尘和增湿塔综合收尘效率为99.6%。（13）熟料形成热：1736.9kJ/kg熟料。（14）系统表面散热损失：460kJ/kg熟料。（15）生料水分：0.2%。（16）窑的产量：5079.9991t/d。3.2物料平衡与热量平衡计算3.2.1基准和范围基准：1kg熟料，温度：0℃范围：回转窑+分解炉+预热器系统根据确定的基准和范围，绘制热量平衡图图1物料平衡图图2回转窑回转窑预热器与分解炉收尘器+界面界面图1热量平衡图1kg熟料回转窑1kg熟料回转窑预热器与分解炉收尘器界限界线3.2.2物料平衡计算1.收入项目：（1）燃料总消耗量：（kg/kg熟料）其中：窑头燃料量：分解炉燃料量：。（2）生料消耗量、入预热器物料量a.干生料理论消耗量式中α——燃料灰分参入量，100%b.出袋收尘飞损量及回灰量kg/kgkg/kgC.考虑飞损后干料实际消耗量kg/kgd.考虑飞损后生料实际消耗量kg/kge.入预热器物料量入预热器物料量=kg/kg（3）入窑系统空气量a.燃料燃烧理论煤（标准状态）kg/kg煤b.入窑实际干空气量（标准状态）kg/kg其中，入窑一次空气量、二次空气量及漏风量分别为c.分解炉从冷却机抽空气量（a）出分解炉混合室过剩空气量（b）分解炉燃料燃烧空气量（c）窑尾过剩空气量（d）分解炉及窑尾漏入空气量（e）分解炉冷却机抽空气量d漏入空气量预热器漏入空气量为:（标准状态）窑尾系统混入空气总量为：（标准状态）全系统漏入空气量为：（标准状态）kg/kg2.支出项目(1)熟料：。（2）出预热器废气量a.生料中物理水含量kg/kg（标准状态）b.生料中化学水含量kg/kg（标准状态）c.生料分解放出CO气体量kg/kg（标准状态）d.燃料燃烧生成理论烟气量＝＝＝1.122mrm3/kg(标态)＝＋＝＝4.872mrm3/kg(标态)m3/kg(标态)m3/kg(标态)m3/Kg(标态)kg/kge.烟气中过剩空气量m3/kg(标态)kg/kg其中，有m3/kg(标态)kg/kgm3/kg(标态)kg/kgf．总废气量=0.304＋8.837mrm3/kg(标态)出预热器飞灰量mfh＝0.100kg/kg3.2.3热量平衡计算如下.⑴收入项目①燃料燃烧生成热QRr＝mrQnet,ar＝23614mrkJ/kg②燃料带入显热kJ/kg【0～60℃时熟料平均比热容Cr＝1.154kJ/(kg·℃生料带入热量【0～50℃时，水的平均比热容Cw＝4.182kJ/(kg·℃)，干生料平均比热容Cs＝0.878kJ/(kg·℃入窑回灰带入热量【0～50℃时，回灰平均比热容Cyh＝0.836kJ/(kg·℃)空气带入热量入窑一次空气带入热量【0～30℃时，空气平均比热容Cylk＝1.298kJ/(kg·℃)】入窑二次空气带入热量【0～950℃时，空气平均比热容Cy2k＝1.403kJ/(kg·℃)】入分解炉二次空气带入热量【0～740℃时，空气平均比热容CF2k＝1.377kJ/(kg·℃)系统漏风带入热量【0～30℃时，空气平均比热容Clok＝1.298kJ/(kg·℃总收入热量⑵支出项目熟料形成热蒸发生料中水分耗热量【50℃时，水的汽化热qqh废气带走热量【0～340℃时，各气体平均比热容(标准状态下)：kJ/(m3·℃)；kJ/(m3·℃)；kJ/(m3·℃)；kJ/(m3·℃)；kJ/(m3·℃)】出窑熟料带走热量【0～1360℃时，熟料平均比热容Csh＝1.078kJ/(kg·℃)】出预热器飞灰带走热量【0～300℃时，飞灰平均比热容Cfh＝0.895kJ/(kg·℃)】系统表面散热损失QB＝460kJ/kg支出总热量为Qzc＝Qsh＋Qss＋Qf＋Qysh＋Qfh＋QB＝1736.9＋(47.60－11.9mr)＋(195.5＋4222.8mr)＋1466.1＋26.850＋460＝3933.0＋4210.9mrkJ/kg⑶列出收支热量平衡方程式Qzs＝Qzc73.291＋30880mr＝3933.0＋4210.9mr求得mr＝0.1447kg/kg即烧成1Kg熟料需要消耗0.1447kg燃料。求得燃料消耗量后，即可列出物料平衡(见表3-1)和热量平衡表(见表3-2)。表4-1物料平衡表单位：kg/kg料收入项目数量％支出项目数量％燃料消耗量0.1454.45熟料量129.66入预热器生料量1.60549.25出预热器飞灰量0.1002.97入窑实际干空气量0.48414.85出预热器废气量分解炉抽空气量0.80624.73生料中物理水量0.0030.09窑尾系统漏入空气量0.2196.72生料分解CO2量0.53215.78生料中化学水量0.0160.47燃料燃烧理论烟气量1.25937.35烟气中过剩空气量0.46113.68总计3.259100.0总计3.371100.00表4-2热量平衡表单位：kJ/kg熟料收入项目数量％支出项目数量％燃料燃烧热3416.975.31熟料形成热1736.938.24燃料显热10.00.22蒸发生料水分耗热45.91.01生料带入热66.51.46废气带出热量806.517.76回灰带入热4.20.09熟料带出热量1466.132.28入窑一次空气带入热2.20.05飞灰带出热量26.850.59入窑二次空气带入热399.08.79系统散热损失460.010.13入分解炉空气带入热635.514.01系统总漏风带入热7.30.16合计4537.4100.00合计4542.3100.004、主要热工技术参数的计算⑴熟料单位烧成热耗为QrR＝mrQnet,ar＝23614×0.1447＝3416.9kJ/kg⑵熟料烧成热效率⑶窑的发热能力为⑷燃烧带衬砖断面热负荷为(5)燃烧带标况风速W0(每公斤熟料燃气量为：0.33)W0=（6）窑尾风速Wt（窑尾烟气量为：0.4）5、工艺布置图见：副本用1#图纸手工绘制的窑工艺布置图6、结束语综上设计说明，本人在设计中考虑了各个方面的因素，尽量使整个设计的数据准确、充分，资料详尽，做到科学性和实用性。使设计与现实生产应用更加接近。本设计说明书中所表明的各种观点，完全是个人的看法和分析，由于本人能力有限仍有许多地方考虑不周到或没有考虑到，而且本人充分尊重其他同学的学术主张和技术观点，欢迎各位同学和老师批评和指正，我会真诚的向大家学习，我将在以后的学习、工作中不断的改进、完善、扩展知识面、积累生产经验和实用技术，以提高自身的水平，对先进水泥生产技术有更好的理解和应用。7、参考书籍1、李海涛主编。《新型干法水泥生产技术与设备》北京：化学工业出版社，2005.102、胡道和主编。《水泥工业热工设备》武汉：武汉工业大学出版社，1992.123、金容容主编。《水泥厂工艺设计概论》武汉：武汉工业大学出版社，1992.84、姜洪舟主编。《无机非金属材料热工设备》武汉：武汉理工大学出版社，2005.15、刘述祖主编.《水泥悬浮预热及窑外分解技术》 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用基于ATmega16单片机的流量控制器的开发基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计