日产3000吨水泥熟料窑尾预热器与分解炉系统设计

hhhh1前言水泥产业进展概述，我国水泥工业正面临着更好更快地进展、完善自身、节能环保的重任[1]。物组成的熟料的过程[2]。此过程所使用的设备包括旋风筒预热器、分解炉、回和料气运动、换热规律进展探讨[3]。通过建立单级和多级粉体悬浮热交换器热并以此为理论指导，开发出型干法水泥熟料生产技术装备[4]。国内外争论现状天津水泥工业设计争论院开发的TDF热效果好、阻力系数低等特点[5]。穿插料流型预分解法在保证全系统固气比不度[6]。整个系统在相对低温下操作可以削减钾、钠、氯盐及一些低熔点矿物形徐德龙院士团队制造的悬浮态高固气比预热分解技术[7]。以Prepol和Pyroclon型炉[8]为代表的管道式分解炉，主要依靠了这种低阻旋风筒，其五级旋风预热器的阻力损失相当于或略低于四级旋风预热器的水平[9]。南京化工学院近年来开发的SWP喷旋预热器是通过轴流取代折流而使阻力内筒呈靴形构造，在其进口装设导流板，从而使循环气流量及降低了旋风筒阻力损失[10]类似构造的旋风筒，使五级筒和分解炉全系统的阻力损失低于4500Pa，到达KoLBoc筒为例，加装导向叶片，使旋风筒失仅为洪堡型旋风筒的65%左右，分别效率可以满足作为中间级旋风筒的要求[12]。染行业。2023年，河北省因雾霾问题压减了钢铁、水泥、玻璃等工业的产量。广型干法水泥生产工艺的节能技术。本次设计的内容及特点3000吨水泥熟料是打算全局的关键。本次毕业设计的有以下几个任务：第一，参照同类型厂家进展数据的选择，包括适当的率值，热耗，进展配料选型及尺寸确定。最终依据以上内容完成毕业设计说明书及毕业设计图纸。水泥工业每年要消耗大量的石灰石、粘土等自然资源,CO、2SO及粉尘等有害物质，对环境造成污染。而粘土本身水分含量高，需要加设烘2[13]国家节能减排的要求，走可持续进展之路[14]。本次毕业设计，旨在让学生整合大学期间所学习的专业学问，同时参阅资料进展和提升打下坚实的根底。设计根底原料化学成分生产水泥熟料所用的原料、燃料的成分如下：2.1原料与煤灰的化学成分〔%〕名称LossSiO名称LossSiO2AlO2 3FeOCaOMgO∑其他石灰石39.527.201.300.4648.541.5698.581.42砂岩11.5257.6111.504.6410.600.8896.753.25铁铝土9.8030.5237.3815.491.550.3095.044.96硫酸渣6.9120.406.3848.549.333.8095.364.64煤灰50.6829.854.397.392.6094.915.09原、燃料水分生产水泥熟料所用的原料、燃料水分如下2.2原、燃料的操作水分〔%〕物料 石灰石水分 3

3.5

铁铝土20

硫酸渣 煤4 6燃料的元素分析和工业分析生产水泥熟料所用的燃料的元素及工业分析如下2.4燃料的元素分析(%)元素分析〔%〕 工业分析〔%〕Cf Hf

M %V Sf Nf Of ad ad

A %FCad

%Qnet.ad

(kJkg)67.48 4.08 0.25 1.19 10.92 1.14 29.20 20.06 49.60 25616.00建厂条件建厂地点及自然条件401025℃100mm(6)1.5m/s地耐力：17.5吨/平方米，压力：750mm汞柱建厂的原燃料条件(2)砂岩：外运，储量丰富，火车运入(4)硫酸渣：某钢厂供给，汽车运入(6)混合材：某钢厂供给，汽车运入(7)烟煤：煤矿供给，火车运入配料计算影响因素。配料计算首先要确定率值，率值确实定方法将会在下文中提到。其次是依据100%最终得到既符合熟料成分要求，又符合率值的要求的配比。率值确定率值是水泥熟料中各主要氧化物含量之间的比例关系，包括石灰饱和系数KH、硅率〔SM、铝率〔IM。石灰饱和系数是熟料中总的CaOAlO2 3

FeO2

所需的氧化钙，与SiO2化合的CaO的含量，比上SiO2全部化合成C3S所需的CaO的含量，SiO2

被CaOC3

SCS和3CSC2

S的含量越多，0.84~0.92之间。SiO2

AlO2 3

FeO2

相加的和的1.8~2.5.AlO2 3

FeO2

含量的比值。它反映了熟料中CA和CAF的相对含量。铝率值偏大，也就是CA含量偏多，会使CS的形成变得困3 4 3 3难；铝率值偏小，虽然有助于CS的形成，但同样易结大块，对窑造成损害。因3此，实际生产中一般取0.9~1.8。本次设计参考同类型水泥生产厂家，取值如下[15]：KH0.870.02SM2.500.1IM1.600.1熟料热耗和掺入煤灰量熟料热耗熟料热耗是指烧成每千克熟料索要消耗的热量。型干法生产线熟料热耗约为q2969(kJkg)，不超过3200(kJkg)。本设计设定熟料烧成热耗为：q3177(kJkg)。掺入煤灰量熟料中的煤灰掺入量可按下式计算：qA S PA SG ad A 100Qnet.ad

ad100

〔3.1〕式中GA

%；qkJkg熟料；Qnet.ad

kJkg煤；A ；adS；Pkgkg熟料。3.1：qA S

S 317720.06100G ad

2.488% 〔3.2〕A 100Q

net.ad

100 10025616配料计算过程要求熟料化学成分由式计算要求熟料的化学成分97.5〔为熟料中CaO、SiO

、Al2

O、FeO2 3 2

四种氧化物的总量估量值〕FeO2 3

(2.8KH1)(IM1)SM2.6IM1.35 (2.80.871)(1.601)2.502.61.601.35

〔3.3〕3.502%AlO2 3

IMFeO2 31.603.502 〔3.4〕5.603%SiO2

SM(AlO2 3

FeO)2 3〔3.5〕22.761%CaO(SiO2

AlO2

FeO)2 397.5(22.7615.0633.502) 〔3.6〕65.635%以100kg3.1。计算步骤

3.1累加试凑表%SiO2AlSiO2AlO2 3FeOCaOMgO其他合计22.7615.6033.50265.63597.5001.2610.7430.1090.1840.0650.1279.7081.7530.62065.4512.1031.91511.7912.3540.9502.1700.1800.6652 3要求熟料成分〔+2.48〕石灰石〔+134.84)砂岩〔+20.468〕

(65.635-0.184)/48.54%=134.84(22.716-1.261-9.708)/57.61%=20.468铁铝土〔+2.015〕

0.615 0.7530.312 0.031 0.0060.100

(5.603-0.743-1.753-2.354)/37.38%=2.015硫酸渣〔+3.111〕累计熟料成分石灰石〔-8.040)砂岩〔-2.417〕铁铝土〔+0.023〕硫酸渣〔+0.075〕累计熟料成分

0.635 0.1991.510 0.290 0.1180.144

(3.502-0.109-0.62-0.95-0.312)/48.54%=3.111KH0.853,SM2.58124.0115.8013.50268.1262.4732.951106.8639.1301.64824.0115.8013.50268.1262.4732.951106.8639.1301.6480.58361.5481.9781.80110.3992.0760.8381.9130.1590.5870.6220.7620.3160.0320.0060.1010.6500.2031.5470.2970.1210.14822.0615.4323.39263.9752.3292.76399.952=100×3177/106.863=2972.969KH0.871,SM2.500IM1.601热耗=100×3179.952=热耗3178.519干原料料耗计算干原料料耗〔熟料料耗〕100kg熟料所需的干原料如下：126.800干石灰石

99.95218.050

100126.860

干砂岩99.95210018.0592.039干铁铝土99.9521002.0393.186干硫酸渣99.9521003.188126.86干石灰石126.8618.062.043.18100%84.491%18.059干砂岩126.8618.062.043.18100%12.028%2.039干铁铝土126.8618.062.043.18100%1.358%3.188干硫酸渣126.8618.062.043.18100%2.123%3.2熟料化学成分及率值校核表名称 协作比%Loss

SiO2

AlO2

FeO2

CaO

MgO 其他 ∑石灰石84.4933.396.081.100.3941.011.321.2084.49砂岩12.031.396.931.380.561.270.110.3912.03铁铝土1.360.130.410.510.210.020.000.071.36硫酸渣2.120.150.430.141.030.200.080.102.12生料100.0035.0613.863.122.1942.511.511.76100.00灼烧生料100.0021.344.813.3765.452.322.70100.00灼烧生料97.5120.814.693.2863.822.272.6497.51煤灰2.491.260.740.110.180.060.132.49熟料100.0022.075.433.3964.012.332.76100.00全厂工艺平衡计算〔即水泥年产量或者熟料日产量，本设计为熟料日产量、生产工艺流程、以及同类型厂家的果，才能为马上建设的水泥厂供给理论依据和全厂工艺布置图及工艺流程图。回转窑的相关计算

iG 41.3817D3.1462 〔4.1〕i式中G窑的日产量D Di

3.902m回转窑的有效内径Di

DDi

D2，一般来说回转窑耐火衬砖的厚度为：180mm。因此，D3.900.364.26mL/D15L64.5m参照国内局部回转窑的规格，本次设计承受回转窑规格为4.262。3000吨水泥熟料回转窑。运用阅历公式验证要的产量：

G11.3943D2.6388L0.4806i11.39434.22.6388620.48063653.77(td)3000(td) 〔4.2〕n Qd 3000 0.821 〔4.3〕式中n窑的台数；

24Q

h.1

24152.24Q 要求的熟料日产量(td)；d24每日小时数。烧成系统的生产力量

Q nQ 1152.24152.24(th)h h.1熟料日产量：Q 24Qd h

24152.243653.77(t/d)熟料周产量：Q 168Qw h

水泥产量水泥小时产量：100p 1004Gh100deQh

152.24182.69(t/h)100515水泥日产量：G 24Gd h

24182.694384.51(t/d)水泥周产量：G w h

式中d水泥中石膏的掺入量〔%〕e 水泥中混合材的掺入量〔%，取e15%p水泥的生产损失〔p4%。全厂物料平衡计算阅历，总图设计供给依据；以及后续的重点车间的设计计算供给依据。原料消耗定额3000t/d熟料窑外预分解窑为40%包装，60%散装出厂。原料、燃料、材料消耗定额①1t熟料的干生料理论消耗量：K 100s

1002.488

1.501〔tt熟料〕 〔4.4〕干100I 10035.06式中K干

干生料理论消耗量〔tt熟料〕I干生料的烧失量〔%〕s 煤灰掺入量，以熟料百分数表示〔%。②1t熟料的干生料消耗定额：100KK

1001.501

1.564〔tt熟料〕 〔4.5〕生 100P生

1004K生P

干生料消耗定额〔t水泥的生产损失〔%P

4。生 生③干原料消耗定额式中K原

K K x 〔4.6〕干原 生某种干原料的消耗定额〔tt熟料〕x 干生料中该原料的协作比〔%〕代入数据得K

原

K 干

1.56484.491.321〔tt熟料〕K K x原 干 砂岩

1.56412.030.188〔tt熟料〕K原铁铝土K

K 干K x

1.5641.36%0.212(tt熟料)1.5642.12%0.332tt熟料)原硫酸渣

干 硫酸渣K d 5 0.0625〔tt熟料〕 〔4.7〕d 100de 100515式中Kd

干石膏消耗定额〔tt熟料〕干混合材消耗定额K e 15 0.1875〔tt熟料〕 〔4.8〕e 100de 100515式中Ke

干混合材消耗定额〔tt熟料〕烧成用干煤消耗定额K 100q 1003177 0.129〔tt熟料〕〔4.9〕f Qnet.ad

f

) 式中Kq

烧成用干煤消耗定额〔tt熟料〕f1熟料烧成消耗〔tt熟料〕Qnet.ad

干煤低位热值〔tt熟料〕P 煤的生产损失，一般取3%。f烘干用干煤消耗定额M ww

100K 湿

2 烘 f2 Q烧

100w Q2

100Pfw 1w2w

q烘

100

〔4.10〕Q 100w Q烧 2

100Pf式中K 烘干用干煤消耗定额〔tt熟料，f2M 需烘干的湿物料量〔t周；湿Q 烧成系统的生产力量，用周平衡法时以熟料周产量表示〔t周；烧w，w1 2

分别表示烘干前后物料的含水量〔；q 蒸发1kg 水分的耗热量〔kJ/kg水分。烘上述各种干物料消耗定额换算为含自然水分的湿物料消耗定额时，可用下式：K100KK

干 〔4.11〕湿 100-w0式中K ，K湿 干

分别表示湿物料、干物料消耗定额〔kgk熟料；w0该湿物料的自然水分〔%。所以各湿物料的消耗定额：100湿石灰石K 126.86湿石灰石 1003100

130.67〔kg/kg熟料〕湿砂岩K

湿砂岩

18.06

1003.50100

18.69〔kg/kg熟料〕K

湿铁铝土

2.04

10020100

2.45〔kg/kg熟料〕K

湿硫酸渣

3.19

1004

3.315〔kg/kg熟料〕物料平衡表原料、燃料。材料需要量的计算和的编制算结果汇总成物料平衡表：水分%生产损失%水分%生产损失%消耗定额tt熟物料平衡量/t料干料 湿料干料 湿料小时日周小时日周351.3211.361201.18482833798207.214973348123.550.1880.19528.64687481129.6471149802050.2120.0253.23785433.8893652450.3320.0355.061218495.26126883物 料名称石灰石砂岩铁铝土硫酸渣配合1.564 1.616 238.10 5714 40001 245.99 5904 41326生料熟 152.24 3654 25576料33330.06250.06519.52228.41598.59.91237.91665.12030.1880.24428.55685.14795.637.07889.76228.0182.69438530692630.1290.13919.64471.33299.321.12506.83547.763630.1290.13919.64471.33299.321.12506.83547.7工艺设备的选型与计算序的加工量和设备的生产力量进展计算，确定所需设备台数。相关车间主机周运转小时数设定及工作班制安排4.24.2车间主机周运转小时数及工作班制安排主机名称每日运转时间〔h/d〕每周运转时间〔t/周〕生产周制〔d/周〕生产班制石灰石裂开机6726每日两班生料磨221547每日一班回转窑241687每日一班煤磨221547每日一班水泥磨221547每日一班包装机6847每日两班水泥厂主机设备确实定的型号、规格和台数供给依据。本次设计利用周平衡法。该主机要求的小时产量：GG W 〔4.12〕H H式中GH要求主机小时产量；G 物料周平衡量；WH主机每周运转小时数。主机的数量可按式计算：Gn GH 〔4.12〕台时式中 n主机台数；GH要求主机小时产量〔th；G 主机标定台时产量〔th。核算主机的实际利用率：HGHH H0 nG式中H0

台时 〔4.13〕主机每周实际运转小时数；H主机平衡计算时的每周运转小时产量。石灰石裂开机其自身硬度较高，因此为石灰石选择适宜的裂开机格外重要[18]。锥式裂开机、辊式裂开机、锤式裂开机、还击式裂开机、复合式裂开机等320MPa。颚式裂开机性能特点：裂开比大，产品粒度均匀，构造简洁，性能牢靠，修理简便，运营费用低。型具有锤式和还击式两种裂开机的特点，对于大块物料可省去鄂式裂开机具有,它还具有以下特点：①进料口大，裂开腔高，进料粒度大；磨损小，生产效率高。中等硬度以下脆性物料的主要设备之一，具有裂开比大，生产力量高，产品粒度机的优点:①进料口大,裂开腔高，适应物料硬度高、块度大，产品石粉少。②裂开功耗小；③颖锤头，冲击力大；④锤轴安装可调，锤头寿命长；方柄螺栓，抗冲击、抗磨损；⑧构造紧凑，机器刚性强；⑨拼体构造,搬运、安装便利；⑩冲击、还击、撞击(石打石)裂开功能全,生产效率高,机件磨耗小,综合效益显著。GG W

34812483.5(th)H H 72626小时.250t/h依据台时产量和入料粒度要求及生料入磨要求,综合以上各裂开机优点，选4.3辊子

4.3锤式还击式裂开机参数转子 重量进料粒型号 (mm)

(mm)

转数度分)分)机Kg)PFC-1616ф16001600580<1000220-300400567002640x3014x3572

处理能功率(不包〔t/h〕(kw)括电

外型尺寸确定台数：HnGGH

483.5250

1.9342台时取n2〔台〕核算周实际运转小时数：GH H0 nG台时

H 483.57269.7(h)2250烘干机的选择符合入生料磨的水分要求。=每种湿物料中所含水分比例每种湿物料的协作比由此可得每种湿物料中所含水分比例分别为：湿石灰石384.182.525%湿砂 岩3.512.050.422%湿铁铝土201.640.328%湿硫酸渣42.140.085%湿物料中所含水分比例2.5250.4220.3280.0853.361%依据下文中所选择的生料磨参数要求：生料水分%=3.3605%10%论：10%，而生料磨本身自带烘干功能，故无需选择烘干设备。生料磨的选择能到达入窑要求。凑，体积小；噪声小，扬尘少；能耗低，产量高；系统运行稳定。GG W

41326268.4(th)H H 1547122小时.270t/h本次设计选择拂晓重工科技规格型号为LM-3700的磨机，具体参数见表4.44.4生料磨参数

th

分%

生料细度〔RO.08〕% %

率kwLM-3700

240-290

<10%

<15%

1%

2240HnGGH

268.4270

0.9951台时取n1〔台〕核算周实际运转小时数：GH H0 nG台时

H268.4154153.1(h)1270回转窑的选择水泥生产过程可以用与回转窑的选择息息相关[19]。企业所使用的窑系统。按打算任务书对工厂规模的要求，本次设计任务为日产3000吨水泥预分解窑，选择河南中材水泥装备日产3000吨回转窑，具体参数见表4.54.5回转窑相关参数厂名 格(m)

生产窑体 力量斜度 主电机型号 (td) (%) (kw)

河南中材水泥装备

4.262

3000 3.5 ZSN4-355-12 420 ZSY710-35.5 35.7143.1462i式中G窑的日产量iiDDii

3.902miDi

DD

D2，一般来i说回转窑耐火衬砖的厚度180mmD3.900.364.26m取L/D15L64.5m参照以上三家预分解窑的规格，本次设计承受长城机械的回转窑，规格为4.262。i核算周实际运转小时数：

GH H0 nG台时

H 152.24 168168(h)1152.24小局部煤粉〔40%〕进入回转窑，燃烧后为熟料煅烧供给热量；大局部煤粉〔60%〕被送去分解炉，为碳酸钙的分解供给热量。煤粉细度越大，越简洁着火，燃烧越完全，飞灰含量越低，但是过细的煤粉中速微粉磨、超压梯形磨、雷蒙磨等。工艺流程简洁；噪音低、扬尘少、操作环境清洁；金属损耗小，利用率高；使用经济。综合以上特点，在本次设计中选择立磨。GG W

3547.723.1(th)H H 1547122小时.25t/hHRM13004.64.6煤磨主要参数技术入磨入磨技术入磨入磨参数产量物料物料产品细度/型号〔t/h〕粒度(mm〕水分〔%〕〔R0.08〕产品主电机入磨出磨水分功率风风〔%〕〔KW〕温℃温℃〔M3/h〕〔pa〕

设备〔t〕HRM20～25 0～351300确定台数：

70～＜10 ＜12% 1 220 35095

～45000 ～5000 43HnGGH

23.125

0.9241台时取n2〔台〕核算周实际运转小时数：

GH H0 nG台时

H23.1154142.3(h)125以水泥粉磨时要依据所要生产的水泥的性质来掌握细度。本次设计所选择的，除具有开流磨一切优点之外，与同规格的球磨机相比，机运转平稳，使用寿命长，提高了粉磨效率。GG W

30692199.3(th)H H 1547122小时.100t/h江苏鹏飞集团股份水泥磨，具体参数见表4.74.7水泥磨主要参数研磨

主电机规格 入料 生产能转速 体装〔直径 粒度 力〔r/min〕 载量 型号长度〕 〔mm〕〔t/h〕〔t〕

功率 转速〔kw〕〔r.p.m〕

重量〔t〕4.2×1承式〕

100～15.8 25110

182～190

YR2800-8/17830

2800 740 350确定台数：HnGGH

199.3100

1.992台时取n2〔台〕核算周实际运转小时数：〔7〕包装机的选择

GH H0 nG台时

H199.3154153.5(h)210040%袋装，60%散装。G 306920.4G W 146.2(th)H H 84726小时选择其产量为80t/hDGH-50系列旋转式水泥包装机具有以下特②根本实现自动化，灌装、计量、掉袋等动作均自动连续完成；③工作环境干净动关闭停顿灌装；⑤修理简洁，易损件少，无液压、气动元件。4.8包装机主要参数序参数名称 单位号

型号DGH-5061出料嘴数个62装袋力量单袋重量t/hkg60-80503称量精度 袋重合格率%9520袋总重kg10004出料嘴距地面高度mm135056

旋转筒转速电源电压

R/minV

0∽5380±10%HnGGH

146.2 80

1.832台时取n2(台)核算周实际运转小时数：GH H0 nG台时

146.2H2808476.8h表4.9全厂主机设备表石灰石裂开机石灰石裂开机PFC-1616生料磨

主机型号规格主机产量t/(主机产量t/(台*h)主机台数要求主机小时产量t/h主机生产t/h每周实际运转小时数h220-3002483.525069.7240-2901268.4270153.1152.241152.24152.2416820～25123.125142.3100～1102199.3100153.360-802142.28076.8回转窑 4.262煤磨水泥磨

HRM13004.2×1主轴承式〕包装机 DGH-506储库和堆厂的计算水平、市场因素等具体状况确定。膏储存足够的物料量，满足检验工作所需要的天数。4.10各物料的储存期设定值物料名称日储量t预定储期dt容积密度t/m3休止角存储方式石灰石4973.0629838.01.4535矩形均化堆场砂岩711.0139243.01.7033矩形堆棚铁铝土93.0252325.01.4042矩形堆棚硫酸渣126.0303780.01.5035矩形堆棚煤506.8255068.00.8535预均化堆场生料5904.0317712.01.2030生料均化库熟料3654.0518270.01.3033熟料库石膏237.9255947.51.4035矩形均化堆场水泥4385.0730695.01.4030水泥库堆场的计算依据料堆高度、宽度可计算料堆的长度：QH2cotB4Hcot 3L 3H BHcotL和B2Hcot

〔4.14〕式中L某种物料料堆的底边长度；Q该物料在露天堆场的储存量；H料堆高度；B料堆底边宽度；该物料的积存密度；该物料的休止角。

SLB 〔4.15〕式中0.60~0.75，取0.7Q29838tH10m1.45t/m3，35。由于B2Hcot210cot3528.56 取B30m 4 298381.45102cot3530 10cot35L 3 134.2(m)1.45103010cot35L135m，0.7堆场面积：

S石灰石

135300.7

5785.7(m2)L135mB30mH10mQ5068tH10m

0.9t/m3

35由于B2Hcot210cot3528.56 取B30m 4 50680.85102cot3530 10cot35L 3 98.1(m)0.85103010cot35L98m，0.7堆场面积：

9830S 煤 0.7

4200(m2)L98mB30mH10mQ5947.5tH10m1.40t/m3，35由于B2Hcot210cot3528.56 取B30m 4 5947.51.40102cot3530 10cot35L

3

30.3(m)1.40103010cot35L31m，0.7堆场面积：

3130石膏 0.7

1328.6(m2)L31mB30mH10m堆棚的设计

S Qh

〔4.16〕式中S原料的存放面积；Q原料的储存量；h原料堆的高度；0.7~0.80.75;原料的积存密度。〔1〕Q9243tH10m1.70t/m30.759243S100.751.70

724.95(m2)L50mB15mS LB5015750(m2)实际实际储存期：QT 实际 Gd

100.751.70750711

13.5(d)Q2325tH10m1.40t/m30.752325S100.751.40

221.5(m2)L50mB5mS LB505250(m2)实际实际储存期：Q 100.751.40250T 实际 Gd

28.3(d)93Q3780tH10m1.50t/m30.753780S100.751.50

336(m2)L50mB7mS LB507350(m2)实际实际储存期：T实际4.4.2圆库的设计

Q Gd

100.751.50350126

31.3(d)《水泥厂工艺设计P394》物料要求储存量可按下式计算：QG Td式中Qt；

〔4.17〕Gd该物料的日平衡量〔见物料平衡表td；Td；

n QV

〔4.18〕式中n圆库的个数，个；Vm3个；该物料的容积密度，tm3；石灰石库石灰石的储存期取1dQGd

T497314973(t)选择153010~15m2m计算，所以有效容积为4720m3

nQ

4973

0.73取n1计算实际储存期：

V 1.454720T nV11.4547201.4(d)0 Gd砂岩库砂岩的储存期取1dQGd

4973T7111711(t)选择7185~8m1.5m计算，所以有效容积为650m3

nQ 711

0.64取n1计算实际储存期：

V 1.7650T nV1.76501.6(d)铁铝土库

0 G 711dQGd

T932186(t)选择5.514平底库，对直径5.5~8m2m计算，所以有效容积为270m3nQ 186 0.493V 1.4270取n1计算实际储存期：T nV1.42704(d)0 G 93d硫酸渣库硫酸渣的储存期取2dQGd

T1262252(t)选择5.514平底库，对直径5.5~8m2m计算，所以有效容积为270m3

nQ 252

0.62取n1计算实际储存期：

V 1.5270T nV1.52703.2(d)煤库煤的储存期取6d

0 G 126dQGd

T506.863040.8(t)选择153010~15m2m计算，所以有效容积为4720m3

nQ

3040.8

0.76取n1计算实际储存期：

V 0.854720T nV0 Gd

0.854720506.8

7.9(d)生料均化库QGd

T5904317712(t)选择22.570生料平底库，有效容积为20230m3nQ

17712

0.74取n1计算实际储存期：

V 1.2020230T nV1.20202304.1(d)0 Gd熟料库熟料的储存期取5dQGd

5904T3654518270(t)选择153010~15m2m计算，所以有效容积为4720m3

nQ

18270

2.98取n3计算实际储存期：

V 1.304720T nV31.301827015.1(d)0 Gd石膏库石膏的储存期取5dQGd

4720T237.951189.5(t)选择8205.5~8m2m计算，所以有效容积为930m3取n1

nQ 1189.5 0.91V 1.40930计算实际储存期：水泥库

T nV1.409305.5(d)0 G 237.9dQG

T4385730695(t)d选择2040带减压仓水泥库，有效容积为11938m3取n2

nQ V

306951.4511938

1.78成品库

0 Gd

21.45119384385

7.9(d)

Ft

〔4.19〕式中F要求成品库的面积；0.7；c储存水泥总量；t2t/m2；40%。

438540%3F 0.72

3758.6(m2)取成品库的大小为4000m3，则可以选用规格为8050成品库。

T

0.724000

3.2(d)0 c 438540%4.11全厂堆场一览表堆场名称储存期规格个数石灰石预均化堆库613530101煤预均化堆库259830101石膏堆库253130101砂岩堆棚13.55015101铁铝土堆棚28.3505101硫酸渣堆棚31.35071014.11原燃料储库储库名称 规格数量单位库容m2 总库容m2储存期d石灰石库 1530m14720 47201.4砂岩库 718m1650 6501.6铁铝土库 5.514m1270 2704.0硫酸渣库 5.514m1270 2703.2煤库 1530m14720 47207.9生料库 22.570m12023 202304.1熟料库 1530m34720 1416015.1石膏库 820m1930 9305.5水泥库 2040m211938 238767.9成品库 80×5514000 40003.25预热器与分解炉的设计计算设计计算根底〔1〕3000t/d熟料型干法水泥生产线〔2〕窑型4.262m物料化学成分〔%〕5.1物料化学成分%工程LossSiO AlO FeO CaO MgO SO 其他 ∑干生料35.06213.862 33.122 32.1942.511.5131.76100.00熟料22.075.433.3964.012.332.76100.00飞灰33.4014.594.092.0741.851.872.13100.00煤灰50.6829.854.397.392.602.023.07100.00熟料矿物组成5.2熟料矿物组成熟料矿物组成%

CS351.506

CS224.417

CA38.645

CAF410.318烧成热耗q3177kJkg熟料,标准煤的低位发热量为Qnet.ad25616kJkg。tLsh65℃tr40℃tylk30℃tk30℃tyLOK30℃tFLOK30℃txLOK30℃入冷却机冷空气量：VLK2.14Nm3kg熟料入窑风量比〔%：一次空气:二次空气:漏风=7:89:415〕燃料比〔%：回转窑:分解炉=40:60出预热器废气温度：tf出预热器飞灰量：mfh

290℃0.1kgkg熟料窑尾综合收尘效率：99.9%回收飞灰入窑温度：tyh

窑尾过剩空气系数：y

1.10分解炉漏风占分解炉燃料燃烧用理论空气用量的5%分解炉出口过剩空气系数：F

1.15每级旋风筒漏入空气量为理论空气量的5%QB

430kJkg熟料a100生料中的水分含量：W 0.05%s冷却机排出废气温度：tpk

窑尾系统的物料平衡计算窑尾系统物料平衡计算是分解炉和旋风预热器设计的根底。平衡范围及基准炉和预热器系统〔5-1〕0℃1kg熟料h5-1窑尾系统物料平衡示意图收入物料燃料消耗量m mr yr

m 〔kgkg熟料〕 〔5.1〕Fr式中mr

kgkg熟料；m 0.4mkgkg熟料；yr rm 0.6mFr

kgkg熟料。生料消耗量hhhhh100

a A mm gs1

100 ad r100Ls10010020.06m 100 r10035.06

〔5.2〕1.5400.308mr

(kgkg熟料)式中m 干生料理论消耗量，kgkg熟料；gs1a熟料中燃烧灰分掺入百分比；Af分解炉用燃料量，%；L干生料烧失量，%。sm mFh fh

(1)0.1(10.9990)0.0001〔kgkg熟料〕

〔5.3〕式中mFhmfh

烟囱飞损飞灰量，kgkg熟料；kgkg熟料；袋式收尘器收尘效率，以小数表示。m m myh fh Fh

0.10.00010.0100〔kgkg熟料〕

〔5.4〕式中myh

kgkg熟料。100Lm mgs

m gs1 Fh

Fh100 L1.5400.308mr1.5400.308mr

s0.000110033.4010035.06(kgkg熟料)

〔5.5〕式中mgsL

干生料实际消耗量，kgkg熟料；飞灰烧失量，%；Fh〔含物理水〕实际消耗量m ms gs

100100Ws0.308mr

100)1000.05 〔5.6〕式中msWs

1.5410.308mr生料消耗量，kgkg熟料；生料中的水分含量，%。

(kgkg熟料)入预热器生料量m ms yh〔5.7〕

1.5410.308mr

0.1001.6410.308mr

〔 kgkg熟料 〕空气消耗量V 0.089C1k

0.267Had

ad

S )ad0.08967.480.2674.080.033(10.920.25) 〔5.8〕6.743(Nm3 )m V 1k 1k k

6.7431.2938.719(kgkg煤粉) 〔5.9〕式中 V1k

、m —分别为进入系统一次空气的体积和质量， Nm3kg熟料、1kkgkg熟料； 次空气的密度，kg Nm3。1k当过剩空气系数y

1.1040%，窑头用实际干空气量V 0.4yk

V my 1k r

〔5.10〕0.41.106.743mr

2.967mr

(Nm3

kg熟料)m V yk yk k

2.832mr

1.2933.836mr

kgkg熟料 〔5.11〕其中：一次空气Vy1k2.967mr0.070.208mr(Nm3kg熟料)hh0.070.269m(kgr rkg熟料)my1khh二次空气Vy2k2.967mr0.892.641mr(Nm3kg熟料)hhhhm 3.836m0.893.414m(kgkg熟料)y2k r r窑头漏风V

2.967mr

0.040.119mr

(Nm3kg熟料)m 3.836m0.040.153m(kgkg熟料)yLOk r r式中 V 、m —分别为入窑一次空气的体积和质量，Nm3kg熟料、y1k y1kkgkg熟料；V my2k

分别为入窑二次空气的体积和质量，Nm3kg熟料、kgkg熟料；VyLOk

yLOk

分别为窑头漏风的体积和质量，Nm3kg熟料、kgkg熟料分解炉出口过剩空气系数： 1.15F出分解炉过剩空气量F

1)V m1k

(1.151)6.743mr

r

(Nm3 kg熟料)

〔5.12〕分解炉用燃料燃烧理论空气量0.60V m1k r

0.606.743mr

4.046mr

(Nm3kg熟料) 〔5.13〕窑尾过剩空气系数：y

1.10窑尾废气中过剩空气量0.4(y

1)V m1k

r

0.270mr

(Nm3kg熟料) 〔5.14〕分解炉漏风量VFLOk

0.050.60V m1k r

〔5.15〕0.050.606.743mr

0.202mr

(Nm3

kg熟料)mFLOk

V FLOk

0.202mr

1.2930.262mr

(kgkg熟料) 〔5.16〕式中V

FLOk

mFLOk

—分别为分解炉漏风空气的体积和质量，Nm3kgkgkg熟料。分解炉从三次风管抽风量V 4.046m 4.585m(Nm3kg熟料)F2k r r r r rm V 4.585m1.2935.928m(kgkg熟料)F2k F2k k r r式中 V 、m —分别为分解炉从三次风管抽风空气的体积和质量，F2k F2kNm3kg熟料、kgkg熟料。VxLOk

0.055V m1k r

0.0556.743mr

r

(Nm3kg熟料) 〔5.17〕mxLOk

V xLOk

1.686mr

1.2932.180mr

(kgkg熟料) 〔5.18〕式中 V

xLOk

mxLOk

—分别为旋风预热器系统漏风空气的体积和质量，Nm3kg熟料、kgkg熟料。VLkm V Lk Lk

2.14(Nm3kg熟料)14293767〔kgkg熟料〔5.1〕k物料总收入m mzs r

m ms

my1k

myLOk

mFLOk

m mxLOk Lkm 1.5410.308mr

0.1000.269mr

0.153mr

0.262mr2.180mr

2.7674.4083.556mr

(kgkg熟料)式中mzs

kgkg熟料。支出物料出冷却机熟料量预热器出口飞灰量

m 1kgshm kg熟料)fh冷却机排出废气量V Vpk Lk

Vy2k

VF2k2.142.641mr

4.585mr

〔5.20〕2.147.226mr

(Nm3kg熟料)m mpk Lk

m

mF2kr

5.928mr

〔5.21〕r

(kgkg熟料)式中 V 、mpk pk

—分别为冷却机排出废气的体积和质量， Nm3kg熟料、kgkg熟料。预热器出口废气①生料中的物理水：W 0.05%s生料中生成CO 的百分含量244 44 44 44COs2

CaOs

MgOs 42.51 1.51 35.05% 〔5.22〕56 40.3 56 40.3生料中化合水的百分含量

HOsL2 COs2

35.0635.050.01% 〔5.23〕sm ms

H2OH2O

gs 100(1.5400.308mr

)0.01 〔5.24〕1000.0001540.0000031mr22.4

(kgkg熟料)VH2O

m H2O 180.0001540.0000031mr

22.4 〔5.25〕18③生料中分解的CO2

0.0001920.0000039(Nm3kg熟料)ms mCO gs2

COs2100

m FhLFh 100L(1.5400.308mr

)35.050.000133.40100 100

〔5.26〕0.5400.108mr22.4

(kgkg熟料)VsCO2

ms CO2 44(0.5400.108mr

)22.444

〔5.27〕0.2750.055mr

(Nm3 kg熟料)Vf CO2

22.412

Cfm100 r22.467.48m

〔5.28〕12 100 r1.260mr

(Nm3kg熟料)22.4 NfVf 0.79V mN 1k r2

m28 100 r0.796.743m

22.41.19m

〔5.29〕r 28 100 r5.336mr

(kgkg熟料)Vf

22.4

Hfm

22.4WfmH2O

2 100

r 18

100 r22.44.08m

22.41.14m

〔5.30〕2 100

r 18 100 r0.471mr

(kgkg熟料)Vf

22.4Sf m2SO 322

100 r22.40.25m

〔5.31〕32 100 r0.002mr

(Nm3 kg熟料)Vf(1.2605.3360.4710.002)mr

7.069mr

(Nm3kg熟料)

〔5.32〕mf(m1k

Af)m100

1

20.06100

)mr

9.618mr

(kgkg熟料)

〔5.33〕式中Vf、mf分别为燃料燃烧生成的理论总烟气的体积和质量，Nm3kg熟料、kgkg熟料。Vk(1.1510.15)V m1k r0.656.743mr

〔5.34〕4.383m(Nm3kg熟料)rN2

Vk N2

0.794.383m Nm3r r

kg熟料28 28mk VkN2 N2

22.4

3.463mr

4.328m22.4

kgkg熟料O Vk2 O2

0.214.383m Nm3r r32 32

kg熟料mk Vk

0.920m 1.315m kgkg熟料废气总量V

N2 O2V V

22.4 r 22.4 rV V Vf CO2

N2 H2O O SO22(0.2750.055m 1.260m22r r

)(5.336m 3.463m)r r(0.0001920.0000039m r r

)0.0002mr0.38511.395mNm3 kg熟料rm m mf CO N2 2

m m2HO O22

mf(0.5400.108m)(4.328mr r

)(0.0001540.0000031m)rr r0.54015.153mkgkg熟料r式中V 、mf f

分别为预热器出口废气的体积和质量，Nm3kg熟料、kgkg熟料。

m m m m mzc sh fh pk f10.12.7679.342m 0.54015.153mr r4.4075.811mkgkg熟料r式中m

kgkg熟料。zc窑尾系统的热量平衡计算热平衡计算的目的是为了得到窑尾系统对于燃料的消耗量。依据能量守恒：=总支出热量，可以计算得出单位熟料热耗等窑尾系统的热工参数。h为工厂进展节能减排工作供给数据根底。热量平衡示意图见图7-4图5-2热量平衡示意图收入热量

Q mQ 25616m(kJkg熟料) 〔5.35〕rR r net.ad r式中QrR

kJkg熟料；Q kJkg燃料。net.ad燃料带入显热Q mr r

c tr

m 1.1604046.4m

〔kJkg熟料〕 〔5.36〕hhhhh式中Qrcr

燃料带入显热，kJkg熟料；—40℃挥发分为30%cr

1.160kJkg℃；t 燃料温度，℃。r生料带入显热Q m c ts s s s(1.5410.308mr

)0.90040 〔5.37〕55.47611.088mr

(kJkg熟料)式中Qs

kJkg熟料；ckJkg℃；st生料的温度，℃。s入窑回灰带入显热Q myh yh

c tyh

0.1000.837453.767〔kJkg熟料〕

〔5.38〕式中Qyh

kJkg熟料；c kJkg℃；yht 入窑回灰的温度，℃。yh空气带入显热Q V c t 0.208m1.2965308.090m (kJkg熟料)y1k y1k y1k y1k r r式中Q 窑头一次空气带入显热，kJkg熟料；y1kc kJkg℃；y1kt 窑头一次空气的温度，℃。y1k

〔5.39〕Q V c tLk Lk k

2.141.29653083.235(kJkg熟料)

〔5.40〕式中QLk

kJkg熟料；ckJkg℃；kt 进入冷却机冷空气的温度，℃。kQyLOk

V cyLOk

tyLOk0.119mr4.629mr

1.296530 〔5.41〕(kJkg熟料)式中Q

yLOk

kJkg熟料；cyLOkt

窑头漏风空气的比热，kJkg℃；窑头漏风空气的温度，℃。yLOkQ

FLOk

V cFLOk

tFLOk0.202mr7.857mr

1.296530 〔5.42〕(kJkg熟料)式中QFLOkc

分解炉漏风带入显热，kJkg熟料；kJkg℃；FLOktFLOk

分解炉漏风空气的温度，℃。QxLOk

V cxLOk

txLOk1.686mr

1.296530 〔5.43〕65.577mr

(kJkg熟料)式中QxLOkc

旋风预热器系统漏风带入显热，kJkg熟料；kJkg℃；xLOktxLOk

旋风预热器系统漏风空气的温度，℃。热量总收入Q Q Qzs rR

Q Q

Q Qy1k

QyLOk

QFLOk

QxLOk25616mr

46.4m 55.47611.088mr

3.7678.090mr

83.2354.395mr

7.857mr

65.577mr142.47825737.231mr

(kJkg熟料)式中Qzs

kJkg熟料；支出热量熟料形成热Q 17.21AlOsh27.13MgOsh32.03CaOsh21.44SiOsh2.47FeOshsh 2 3 2 2 317.215.4327.132.3332.0364.0121.4422.072.473.39 〔5.44〕1725.244(kJkg熟料)式中Qsh

kJkg熟料。出冷却机熟料带走显热QLSh

1csh

tLsh

10.77696550.499(kJkg熟料) 〔5.45〕式中Qsh

kJkg熟料。预热器出口废气带走显热Q V c tf f f f[V cCO CO2 2

V cN2 N2

V

c V c2HO O O22 2

V c ]tSO SO f2 2[(0.2750.055m1.260mr r

)1.871(5.336m3.463mr

)1.306(0.0001920.0000039mr

0.471m)1.5420.920mr

1.3570.002m1.959]290r149.4374559.96m(kJkg熟料)r式中Qf

kJkg熟料。预热器出口飞灰带走显热hQ m c t 0.10.89829026.042(kJkg熟料) 〔5.46〕hf fh fh f式中Q

预热器出口飞灰带走显热，kJkg熟料。fh飞损飞灰及脱水碳酸盐分解耗热Q m

100L

HOs 100LFh 2 6699m (

Fh

COs L 100 2 Fh) tf

100Ls

100

Fh 100Ls

100 100 440.000110033.400.0166990.0001

10033.40 35.05 33.40( )10035.06 100 10035.06 100 1001001662440.010(kJkg熟料)〔5.47〕式中Q 飞损飞灰及脱水碳酸盐分解耗热，kJkg熟料。tf冷却机烟囱排出空气带走显热Q V c tpk pk pk pk(2.147.105m)1.29985r

〔5.48〕236.288784.499mr

(kJkg熟料)式中Qpk

kJkg熟料；c 冷却机烟囱排出空气的比热，kJkg℃；pkt 冷却机烟囱排出空气的温度，℃。pk系统外表散热损失Q 220kJkg熟料B热量总支出Q Q Q Q Q Q Q Qzc sh Lsh f fh tf pk B1725.24450.499149.4374559.96mr

26.0420.010236.288784.499mr

2202407.523775.461mr依据能量守恒=支出热量

(kJkg熟料)Q Qzs zc142.47825737.231mrmr

2407.523775.461mr0.1031(kgkg熟料)物料平衡表和热量平衡表见表5.3、5.45.3物料平衡表收入工程kJkg熟料% 支出工程kJkg熟料%燃料消耗量0.11272.34 出冷却机熟料量1.000019.76入预热器生料量1.606333.29 预热器出口飞灰量0.10001.98一次空气量0.03030.63 预热器出口废气量2.247744.40入冷却机冷空气量2.76757.34 冷却机排出废气量1.71433.86系统漏入空气量0.3096.40合计4.825100.00 合计5.062100.005.4热量平衡表收入工程燃料燃烧热

kJkg熟料2886.865

%94.87

支出工程熟料形成热

kJkg熟料1725.244

%56.70燃料带入显热5.2290.17出冷却机熟料带走显热50.4991.66生料带入显热54.2261.78预热器出口废气带走显热663.33421.80入窑回灰带入显热3.7670.12预热器出口飞灰带走显热26.0420.86窑头一次空气带入显热0.9120.03飞损飞灰脱水及分解耗热0.0100.00入冷却机冷空气带入显热83.2352.74冷却机烟囱排出空气显热147.8774.86系统漏入空气显热8.7710.29系统外表散热损失430.00014.13合计3043.006100.00合计3043.006100.00通过图表计算可得物料平衡与热量平衡总收支确定误差值占总收入量的比5%，即在允许误差范围之内，则物料平衡和热量平衡有效。窑尾系统的烟气平衡计算烟气平衡是指计算出在标准状态下和工作状态下进入某一设备前和离开某〔气体量，工作状态下温度、压强和风速〕，所得格尺寸所作的根本依据[21]。熟料单位热耗熟料单位热耗Q mQ 0.1127256162886.923(kJkg熟料) 〔5.49〕rR r net.ad窑的热效率 Qshy Q

1725.24459.8% 〔5.50〕2886.923rR风量平衡选定参数245.99th②熟料单位热耗：2886.923kJkg熟料，其中窑头1154.746kJkg熟料，分解炉1732.119kJkg熟料1050℃名称5.5温度系统各局部参量压力〔KPa〕过剩系数窑尾气体1050-0.21.10分解炉出口880-0.831.15三次风管950-0.54五级出口850-1.751.15四级入口780-1.9四级出口765-2.41.20三级入口655-2.5三级出口640-2.91.25二级入口495-3.1二级出口475-3.51.30一级入口370-3.8一级出口290-4.21.35入分解炉内风速：19ms分解炉内断面风速：6msⅢ、Ⅳ、Ⅴ级预热器内断面风速：4.5~5msⅡ级预热器内断面风速：3.85msⅠ级预热器内断面风速：3.65ms分解炉：80%10%回转窑内：10%系统各局部烟气量的计算窑尾排出废气量窑内煤耗每千克煤生成烟气量窑尾废气中过剩空气量二氧化碳总量窑内分解率0.112740%6.7430.270.11270.2750.0550.112710%0.3613(Nm3/kg熟料)〔5.51〕工作态Vg

0.3613

2731050 101.325 1.7543(m3kg熟料)273 101.3250.230001000每小时抽风量Vc

1.754324

219283(m3h)分解炉从三次风管抽风量出分解炉的过剩空气分解炉燃烧煤需空气窑尾烟气中过剩空气分解炉漏风6.7430.60(1.101.00)0.11276.7430.400.2020.11276.7430.3860(Nm3kg熟料)〔5.52〕工作态Vg

0.3860

273950 101.325 1.7387(m3kg熟料)273 101.3250.54每小时抽风量Vc

1.7387

3000100024

217333(m3h)分解炉出口废气量燃料燃烧理论烟气量出分解炉过剩空气量二氧化碳总量炉内分解率0.11276.7431.0120.11270.2750.0550.112780%1.1258(Nm3/kg熟料)〔5.53〕工作态Vg

1.1258

273880 101.325 4.7938(m3/kg熟料)273 101.3250.83每小时抽风量Vc

4.7938125000599227(m3h)分解炉出口废气量C5二氧化碳总量C内分解率

漏风量51.12586.7430.14171.1906(Nm3/kg熟料)〔5.54〕

工作态Vg

273850 101.325 4.9838(m3/kg熟料)273 101.3251.75每小时抽风量Vc

4.9838125000622973(m3h)由五级旋风筒出口进风1.1906Nm3kg熟料273780 101.325工作态V 1.1906 4.6802(m3/kg熟料)g 273 101.3251.9每小时抽风量Vc

4.6802125000585023(m3h)四级旋风筒出口废气量五级旋风筒出口废气量C4

漏气量1.19066.7430.11270.051.2286(Nm3/kg熟料)〔5.55〕工作态Vg

273765 101.325 4.7848(m3/h)273 101.3252.4每小时抽风量Vc

4.7848125000598101(m3h)由四级旋风筒出口进风1.2286Nm3kg熟料工作态Vg

1.2286

273655 101.325 4.2821(m3/kg熟料)273 101.3252.5每小时抽风量Vc

4.2821125000535259(m3h)三级旋风筒出口废气量四级旋风筒出口废气量C31.2296.7430.11270.051.2666(Nm3/kg熟料)〔5.56〕

漏气量工作态Vg

1.2666

273640 101.325 4.3608(m3/h)273 101.3252.9每小时抽风量Vc

4.3608125000545099(m3h)由三级旋风筒出口进风1.2666Nm3kg熟料273495 101.325工作态V 1.2666 3.6757(m3/kg熟料)g 273 101.3253.1每小时抽风量Vc

3.6757125000459462(m3h)二级旋风筒出口废气量三级旋风筒出口废气量C2

漏气量1.26666.7430.11270.051.3046(Nm3/kg熟料)〔5.57〕工作态Vg

1.305

273475 101.325 3.7024(m3/h)273 101.3253.5每小时抽风量Vc

3.7024125000462805(m3h)⑪一级旋风筒入口废气量由二级旋风筒出口进风1.3046Nm3kg熟料273370 101.325工作态V 1.3046 3.1925(m3/kg熟料)g 273 101.3253.8每小时抽风量Vc

3.1925125000399063(m3h)⑫一级旋风筒出口废气量一级旋风筒出口废气量二级旋风筒出口废气量C11.30466.7430.11270.051.3426(Nm3/kg熟料)

漏气量〔5.58〕工作态V1.3426273290

101.325

2.8886(m3/h)273 101.3254.2每小时抽风量V 2.8886125000361070(m3h)c表5.6气体平衡位置 过剩空气系数

标准态

工作态Nm3/kg熟料Nm3/h×05)m3/kg熟料m3/h(×)窑尾废气1.100.3613451601.7543219283三次风管0.3860482