过程装备成套设计与选型课件

2023/9/13过程装备成套技术1第四章过程装备设计与选型4.1物料破碎4.2物料的烘干4.3物料粉磨4.4熟料烧成4.5.物料均化4.6输送设备4.7其他附属设备选型设计2023/8/3过程装备成套技术1第四章过程装备设计与选型2023/9/13过程装备成套技术2单元设备的设计，是过程装备成套设计中的一个重要部分。在一个现代化的过程工业中、大多数的设备都在进行颗粒粉碎，分选分级、计量配料，混合均化、流体输送、热交换、分离等各种前后处理操作。由此可见，设计出合理的单元设备，对过程的顺利进行具有重要意义。单元设备按其作用可分为粉碎设备、烧成设备、换热设备、分选分级分离设备、干燥设备、加热设备、输送设备、计量配料设备、混合均化设备、环保设备等。设备工艺设计要保证使设计的设备能满足工艺的要求。例如，换热设备使物料达到规定的温度，传质设备使产品达到规定的纯度和收率，使设备技术上先进、可靠。

设备工艺设计首先要明确设备的设计任务与条件，包括：进出物料的组成、相态、物理化学性质、物理数据、操作压力、温度、负荷波动范围等。同时要调查所设计设备的国内外现状及发展趋势，综合考虑技术的先进性、可靠性、生产成本和运行、消耗费用等因素．评价各类设备的优缺点，选择适合本设计要求的设备型式。在确定方案时，应优先考虑标准系列。由于过程工业的特点，对设备的要求往往不可能完全相同，所以大部分情况都找不到现成待用的理想设备，而需要进行详细的工艺和机械结构的设计、计算。即使采用标准系列，采用前也必须进行必要的工艺计算。2023/8/3过程装备成套技术2单元设备的设计，是过程装备2023/9/13过程装备成套技术3设备工艺计算主要包括设备的物料衡算、能量衡算，设备的特性尺寸计算以及流体流动阻力与操作范围的计算等。物料衡算的目的是求出设备物料各组分的质量、各组分的成分百分比、各组分的容积等，它是确定设备容量及主要尺寸的依据，是设备设计的前提。能量衡算在设备的物料衡算的基础上进行。热量衡算是能量衔算的重要内容，其目的是确定各单元过程(蒸发、蒸馏、冷凝、冷却等)以及具有热效应的化学反应所需的热量和冷量。此外，确定流体机械和搅拌器等其他机械所需的功率．也是能量衡算的内容。设备的特件尺寸包括设备的容积、壳体直径和长度等。设备流体流动阻力和操作范围是计算配用流体机械功率和制定设备操作规程、操作条件的重要依据，同时也是判别设备优劣的一个重要方面。

2023/8/3过程装备成套技术3设备工艺计算主要包括设备的2023/9/13过程装备成套技术4工艺流程框图2023/8/3过程装备成套技术4工艺流程框图2023/9/13过程装备成套技术5三、干法线生产工艺流程2023/8/3过程装备成套技术5三、干法线生产工艺流程2023/9/13过程装备成套技术6第一节物料的破碎生产水泥的原料，大部分都要经过预先破碎，因为从矿山开采来的石灰石、砂岩、石膏混合材料以及煤等原、燃料块度均较大，给运输、储存及粉磨带来一定的困难。从窑中煅蛙得到的熟料，其中有些块度较大的亦必须经过破碎。物料经过破碎后，其粒度减小，表面Q增加，在一定程度上可提高烘干和粉磨的效率。2023/8/3过程装备成套技术6第一节物料的破碎2023/9/13过程装备成套技术7一、破碎系统发展概况1破碎设备大型化

大规格的破碎机，为提高破碎机的生产能力和放宽矿山开采块度创造了条件。2破碎流程单段化.发展高效能、大破碎比的破碎机为实现单段破碎创造了条件。如果选用一种破碎机就能满足破碎比及产量的要求时，即可选用单段破碎，以简化生产流程。3破碎设备移动化

移动式破碎机可随开采地段改变而移动，碎石可用胶带输送机输送至工厂，可节省能源和提高劳动生产率。4破碎设备多功能化目前破碎设备的发展，趋向多功能化。如烘干兼破碎的锤式破碎机，可利用窑尾废气余热在破碎含水分较高的粘湿物料的同时予以烘干，为湿磨干烧新型干法生产了条件。2023/8/3过程装备成套技术7一、破碎系统发展概况1破碎2023/9/13过程装备成套技术8二、破碎系统的选择与破碎设备的选型1选择破碎系统应考虑的因1.1物料的性质物料的硬度、水分、形状和杂质含量均将直接影响破碎系统的技术经济指标。(水泥厂所需破碎的物料性质见表6-1)序号物料名称主要性质

1中硬石灰石抗压强度80—160MPa，水分<l％

2粘土、粉砂岩抗压强度<20MPa，水分10—20％

3硬质砂页岩抗压强度>20MPa，水分<10％

4熟料磨损、腐蚀性强，温度70—300℃

5煤、石膏抗压强度<40MPa，水分<10％2023/8/3过程装备成套技术8二、破碎系统的选择与破碎设2023/9/13过程装备成套技术91.2.物料的粒度1.2.1进料块度破碎系统的最大进料块度，主要取决于工厂规模、矿山的爆破方法，装运设备以及破碎机的型式和规格。1.2.2出料粒度破碎机出料粒度即破碎后的产品粒度。一般以80％产品通过的筛孔的尺寸表示。破碎机出料粒度可根据下一级处理物料的设备进料粒度要求而定，如能确定一个对破碎机产品及入磨粒度均适宜的最佳粒度，则可以获得使破碎机和磨机的产量均较高而单位电耗均较低的效果2023/8/3过程装备成套技术91.2.物料的粒度1.2.2023/9/13过程装备成套技术101.2.2出料粒度破碎机出料粒度即破碎后的产品粒度。一般以80％产品通过的筛孔的尺寸表示。破碎机出料粒度可根据下一级处理物料的设备进料粒度要求而定，因而它与破碎流程的段数有关。锻碎或多段破碎的最终产品粒度，主要取决于磨机对进磨物料粒度的要求。如能确定一个对破碎机产品及入磨粒度均适宜的最佳粒度，则可以获得使破碎机和磨机的产量均较高而单位电耗均较低的效果2023/8/3过程装备成套技术101.2.2出料粒度破碎2023/9/13过程装备成套技术11表6-3各种物料的进料粒度序号物料名称最大进料粒度(mm)备注大型厂中型厂小型厂

1石灰石800—1000650～800

<350

2粘土、砂页岩

400

400

250

3熟料

100

100200～300操作不正常出现300mm大块

4石膏

300

300

300

5煤

300

300

300许多厂均为碎煤，仅夹杂少许大块2023/8/3过程装备成套技术11表6-3各种物料的进2023/9/13过程装备成套技术12影响破碎产品粒度的主要因素如下：物料的易磨性及其硬度、粉磨的流程、磨机的型式等。一般在新建厂的设计中，石灰石、熟料的入磨粒度考虑为<20～25㎜。对其它需要破碎的物料，因其数量较少，在选择破碎机时如有困难，可将入磨物料粒度放宽至<30mm为宜。2023/8/3过程装备成套技术12影响破碎产品粒度的主要因2023/9/13过程装备成套技术131.2.3破碎系统的破碎比

破碎系统的进料最大块度与出料粒度之比，即为破碎系统的破碎比。可根据所要求破碎比、破碎物料量以及可供选用的破碎机型式、规格来决定破碎系统的段数。在水泥生产中，入磨粒度只要求控制上限尺寸，对物料过碎现象不予控制，故在水泥厂中已很少采用闭路破碎系统。但在要求进料粒度较细,且破碎机能力有富余时可采用筛分破碎。

2023/8/3过程装备成套技术131.2.3破碎系统的破2023/9/13过程装备成套技术142破碎设备的选型选用破碎设备时主要考虑因素，

2.1由全厂主机平衡计算确定的破碎车间要求小时产量，是破碎机选型的依据，可据此确定破碎机的规格与台数。

2.2物料的物理性质，即物料的硬度、块度、杂质含量与形状。2023/8/3过程装备成套技术142破碎设备的选型2023/9/13过程装备成套技术152.2.1石灰石破碎我国水泥厂所用石灰石大多数屑中等硬度，因此可供选择之破碎设备的类型也较多。当石灰石中含有较多的粘性夹缝土(又称裂隙土)时，如选用颚式、旋回式破碎机，容易造成机腔下部的堵塞，如选用锤式破碎机也容易造成下篦条的堵塞；反击式破碎机的防堵性能也不好。故使用这些破碎机时，要特别注意喂料均匀。根据国外资料，采用破碎兼烘干流程(向破碎机通入热气)，用锤式、反击式破碎机来破碎粘性物料有良好效果。2023/8/3过程装备成套技术152.2.1石灰石破碎2023/9/13过程装备成套技术16对于片状石灰石，宜选用旋回式破碎机。如选用颚式破碎机，则片状石灰石容易从机腔中滑下而不能有效地受到压碎作用。在破碎机运转时，若落入铁件，将会损坏破碎机，特别对反击式和锤式破碎机的损坏更严重。因此，除了在矿山和破碎机操作中注意防止铁件掉入以外，在设计上必须考虑在锤式或反击式破碎机前设置铁件分离装置。通常在粗碎后、中细碎段前的胶带输送机上装置电，磁吸铁装置，以除去进料中的铁质夹杂物。电磁吸铁装置可选用电磁分离滚筒，CF型悬挂武电磁分离器和悬挂带式电磁分离器。对于其他金属件(如锰等)，因靠电磁吸铁装置不能排徐，故可用金属探测器探测，在探知后，停机用人工除去。2023/8/3过程装备成套技术16对于片状石灰石，宜选用旋2023/9/13过程装备成套技术172.2.2熟料破碎对于熟料破碎，需破碎的熟料量及破碎机的进口尺寸可参考同类型同规格或近似规格的窑的熟料粒度特性资料来确定(不能按回转窑掉窑皮的块度或立窑大块熟料的块度来确定)。由于熟料硬、磨耗性大，我国大、中型水泥厂中一般采用慢速锤式破碎机进行熟料的破碎，有的厂采用反击式破碎机和圆锥式破碎机，小型厂多采用颚式破碎机。应当指出，熟料破碎机选用快速运转的破碎机时，要注意磨损件的材质问题，磨损件一般要用耐磨的材料做成(如高锰钢等)。2023/8/3过程装备成套技术172.2.2熟料破碎对于2023/9/13过程装备成套技术182.2.3煤和石膏的破碎水泥厂使用的煤经常含有大块，最大块度可达200—300mm，煤的破碎多采用锤式破碎机，也可采用反击式破碎机。石膏进厂的最大块度一般在300mm左右，石膏的破碎常用颚式破碎机。2023/8/3过程装备成套技术182.2.3煤和石膏的破2023/9/13过程装备成套技术19三、破碎车间的布置破碎车间主要是接受来自矿山开采后的硬质原料及出窑熟料和某些块状硬质混合材的破碎。故其位置应按照总平面图上的整体布局、并考虑到进出料的方向加以决定。而熟料及混洽材的破碎、石膏破碎等往往附设在相关的主要车间内，如烧成车间、粉磨车间及烘干车间等。因而在此仅就石灰石破碎系统布置时应注意的问题作简单的叙述。2023/8/3过程装备成套技术19三、破碎车间的布置破碎车2023/9/13过程装备成套技术201破碎车间与矿山的距离。当破碎车间设在矿山附近时，车间位置应选择在爆破安全距离之外，并不得放在勘探圈定的矿体上，同时要注意所选位置不致妨碍将来对有用矿体的开采和运输。一般矿床开采边界对公路、铁路、高压线、居民区、工厂和其它重要建筑物等爆破安全距离不小于400m。2023/8/3过程装备成套技术201破碎车间与矿山的距2023/9/13过程装备成套技术212粗碎(一段破碎)车间的进出料高差较大，为了利用地形、节省土石方工程量，粗碎车间的位置一般都选在斜坡上，并把粗碎机的基础放在挖方部位的基岩或实土上。车间的位置和标高应与矿山来料的运输方向相适应。在确定车间标高时，尽量避免出现运载矿石的重大事故车上坡情况，并且既要考虑到有利于初期生产的运输，又要考虑到开采标高逐年降低的情况以及开采最终标高的情况。2023/8/3过程装备成套技术212粗碎(一段破碎)2023/9/13过程装备成套技术223粗碎车间因进料块度较大，特别是大型破碎机，必须选用结构坚固、耐冲击的喂料设备。在喂料设备受料处上部设钢筋混凝土受料斗，并在其侧壁辅设钢轨。4中碎车间(二段破碎)与粗碎车间的厂房宜互相分开，以减小车间的噪音，但在可能的条件下，两者之间的距离应尽量缩短，中碎车间与粗碎车间最好布置成一直线，以利破碎机的进、出料的配置。5如采用胶带输送机将粗碎机出料送至中碎机(或中间仓)时，粗、中碎之间的距离取决于粗碎机出料处的标高、中碎机(或中间仓)进料处的标高以及胶带输送机的斜度。在大型工厂中，由于破碎机进出料处的高差较大，而且胶带输送机斜度有一定限度(一般为15°～18°)。所以中碎车间与粗碎车间的距离往往拉得较远。·2023/8/3过程装备成套技术223粗碎车间因进料块度2023/9/13过程装备成套技术236在大型工厂中不宜将中碎机布置在同一厂房内的粗碎机之下，因为这样布置需要下挖较深的地坑，不仅破碎机基础、厂房建筑难于处理，也不利于设备检修。此外，两台重型设备同时运转，噪声大而又相互干扰，给操作、维护带来很大困难。7在进行破碎车间布置时，应注意拆装颚式破碎机动颚连接拉杆和弹簧、抽出锤式破碎机的下蓖条、安装旋回式或圆锥式破碎机的锥体所需的空间。车间外部应有方便的运输条件，以便于检修时运送重大配件。2023/8/3过程装备成套技术236在大型工厂中不宜将2023/9/13过程装备成套技术248大、中型水泥厂的石灰石破碎车间，一般应设置检修起重机，起重机的起重量摸需要检修起吊的最重部件的质量来考虑。有的部件须组装起吊的(例如锥式和反击式破碎罐的转子，颚式破碎机的动颚与轴)，应以组装部件的总质量来考虑。当起吊部件质量小于10t时，一般用手动起重机；大于10t时用电动起重机轻级工作制(JC=15％)。对于小型破碎机则可在它的上方房梁上设置起重吊钩，以便检修设备时悬挂起重葫芦之用。9如破碎机地坑较深且低于地下水位时，除了在建筑中须考虑防水措施以外，必要时可设置小水泵，以便排除地坑内可能出现的积水。2023/8/3过程装备成套技术248大、中型水泥厂的石2023/9/13过程装备成套技术2510当一台粗碎机配用一台中碎机时，粗碎产品可用胶带输送机直接送入中碎机而不必设置喂料机，但中碎机破碎能力必须大于粗碎机破碎能力。如一台粗碎机配用两台中碎机时，粗碎产品由胶带输送机送入中间仓中，然后通过仓底喂料没备，分别加入两台中碎机中破碎。经中碎得到的碎石再用胶带输送机送至碎石库(或联合储库)或直接加入生料磨磨头仓中。图4－1(书后插页)为一台粗碎机配用两台中碎机时设有中间仓的中碎车间布置图。2023/8/3过程装备成套技术2510当一台粗碎机配用一台2023/9/13过程装备成套技术262023/8/3过程装备成套技术262023/9/13过程装备成套技术272023/8/3过程装备成套技术272023/9/13过程装备成套技术282023/8/3过程装备成套技术282023/9/13过程装备成套技术292023/8/3过程装备成套技术292023/9/13过程装备成套技术30图4－2(书后插页)为设有1500X1200mm颚式破碎机的粗碎车间布置图。矿石由标高为10.240m的侧卸矿车运来，卸入有效容积为100t的受料斗中，然后由受料仓下设置的重型板式喂料机(1800X8000mm，斜度13°)喂入颚式破碎机中。在板式喂料机下面设有两个漏斗以收集漏料。破碎机卸出的碎石以及漏料，一起用倾斜槽形胶带输送机(B1000X58570㎜)送至中碎车间。为了设备检修的需要，车间设置了起重量为30／5t、跨度为10.5m的桥式电动起重机(轻级工作制)。此外，设置了收尘器，收集破碎过程中产生的粉尘。2023/8/3过程装备成套技术30图4－2(书后插页)为设2023/9/13过程装备成套技术312023/8/3过程装备成套技术312023/9/13过程装备成套技术322023/8/3过程装备成套技术322023/9/13过程装备成套技术3310.15上次内容检查与回顾设备工艺设计要保证使设计的设备能满足

的要求。

设备工艺设计首先要明确设备的

与

，包括：进出物料的组成、相态、物理化学性质、物理数据、操作压力、温度、负荷波动范围等。同时要调查所设计设备的国内外现状及发展趋势，综合考虑技术的先进性、

、生产成本和运行、消耗费用等因素．评价各类设备的优缺点，选择适合本设计要求的设备型式。设备工艺计算主要包括设备的

衡算、

衡算，设备的特性尺寸计算以及流体

与操作范围的计算等。能量衡算在设备的的

基础上进行。

是能量衔算的重要内容，工艺、设计任务、条件、可靠性、物料、能量、流动阻力、物料衡算、热量衡算2023/8/3过程装备成套技术3310.15上次内容检查与2023/9/13过程装备成套技术34第二节物料烘干一、烘干系统的发展趋势和选择原则烘干系统可分为两种：一种是烘干磨，即物料在粉磨过程中同时进行烘干；另一种是用单独的烘干设备。目前，烘干磨得到了很大的发展。煤的烘干已广泛采用了烘干磨，利用窑头或熟料篦式冷却机热端气体作烘干介质，使煤的烘干与粉磨同时进行，制备窑和分解炉所需的煤粉。随着预热器窑和预分解窑的不断发展，干法水泥厂的原料烘干与粉磨，也广泛采用了烘干磨，并用窑尾废气作为烘干介质，充分利用了废气余热。在各种烘干磨中，辊式磨由于电耗低，在国内外获得了较大的发展。2023/8/3过程装备成套技术34第二节物料烘干一、烘干2023/9/13过程装备成套技术35混合材的烘干，一般采用单独的烘干设备，烘干热源可取自专设的热风炉；也可取用熟料篦式冷却机的低温废气(200℃左右)作为烘干机的主要干燥热源，并设热风炉作为辅助热源。单独进行烘干的烘干设备有回转式烘干机、快速烘干机(装有搅拌叶片)等。而在反击式破碎烘干机(带有烘干装置的反击式破碎机)、串联式烘干—粉磨设备(一台锤式破碎机与一台风扫球磨相结合，亦称为坦登磨)以及在机械空气分离器和自磨机(气落磨)中进行的作业，则兼具烘干与破碎或粉磨的功能。其中应用最广泛的是回转式烘干机。2023/8/3过程装备成套技术35混合材的烘干，一般采用单2023/9/13过程装备成套技术36为抽取熟料篦式冷却机低温废气烘干混合材以充分利用余热，对回转烘干机作了相应的改进。内部装置为四格扇形式并配有适应于低温大容量废气时所需要的密闭进气室和出料罩。进气室设有水的雾化喷嘴，当停止喂料时，可喷水使废气增湿降温，以利收尘。出料罩适当扩大并装有百叶板以减少随烘干机带出的粉尘，进料端有局部扩大的一段简体并装有螺旋叶板，能帮助物料前进，防止倒料等。低温矿渣烘干机的生产流程如图4－3所示。（p65）2023/8/3过程装备成套技术36为抽取熟料篦式冷却机低温2023/9/13过程装备成套技术372023/8/3过程装备成套技术372023/9/13过程装备成套技术38水泥厂所用的回转烘干机，大都是直接传热的，即物料与气流是直接接触的。按物料与气流流动方向的异同，又有顺流式和逆流式两种，其中以顺流式的应用较多。在选择烘干系统时，主要应考虑下列一些原则：(一)尽量采用烘干兼粉磨的系统来制备煤粉和生料。因为这种系统可以简化工艺过程,减少生产环节，节省设备投资，减少扬尘机会，并可充分利用干法窑和冷却机的废气余热。但在选用烘干磨时，应特别注意物料水分含量的影响。在利用320～350℃废气作烘干介质时,一般只能处理入磨平均水分不大于8％的物料。如果水分较高，就应考虑采取相应措施，例如设置燃烧室(热风炉)提供补充热源，以提高烘干介质的温度；或者将某种含水分高的原料先用单独烘干设备进行预烘干，然后再与其他原料一起用烘干磨继续烘干并同时进行粉磨。2023/8/3过程装备成套技术38水泥厂所用的回转烘干机，2023/9/13过程装备成套技术39(二)当采用先烘干后粉磨的流程时，烘干系统应使烘干后物料的终水分符合入磨物料水分的要求。入磨物料水分的要求一般为：石灰石小于1％，粘土原料小于1.5％，铁质原料小于2％，煤小于1～2％，矿渣小于1～2％。(三)当选用回转烘干机时，对于初水分含量高的物料及粘性物料，以采用顺流式烘干机为宜，对于要求终水分含量低的物料，以采用逆流式烘干机为宜。(四)当由燃烧室提供热源或利用烧成系统余热需设置辅助热风炉时，采用重油或煤粉燃烧室比采用碎块煤燃烧室为好，因前者调节方便，燃料较节省，烘干机产量较高。如考虑到节约燃油，则以采用煤粉燃烧室为宜。如采用块煤燃烧室时，应考虑喂煤的机械化及出渣的方便，尽量减少繁重的体力劳动。(五)如热风炉用劣质无烟煤或无烟煤掺煤矸石(或石煤)作燃料时，尽量采用热效率较高的沸腾燃烧室，并采用自动给煤系统(配用单板微机)，使操作自动化。(六)烘干机是水泥厂的主要尘源之一，应注意搞好收尘设施，防止环境污染。2023/8/3过程装备成套技术39(二)当采用先烘干后粉磨2023/9/13过程装备成套技术402023/8/3过程装备成套技术402023/9/13过程装备成套技术412023/8/3过程装备成套技术412023/9/13过程装备成套技术422023/8/3过程装备成套技术422023/9/13过程装备成套技术43图4-4筒式烘干机的热平衡2023/8/3过程装备成套技术43图4-4筒式烘干机的热2023/9/13过程装备成套技术44二、回转式烘干机的选型计算回转式烘干机热系统包括燃烧室，烘干机和收尘排风等部分。烘干机的参数选择和排风机选型合理与否直接关系到烘干能力和煤电耗。这项计算可分三步进行：第一步，根据单位容积蒸发强度，首先计算烘干机的产量和蒸发水量，第二步，根据热平衡原理，求出蒸发1kg水所需要的热气体量(烟气量)，第三步，根据求得的热气体量计算烘干机的耗煤量和排风机风量现分述如下：2023/8/3过程装备成套技术44二、回转式烘干机的选型计2023/9/13过程装备成套技术451回转式烘干机的产量和水分蒸发量的计算1.1回转式烘干机的产量，可按单位容积水分蒸发量指标进行计算,一般以含有终水分W2的烘干物料G表示,2023/8/3过程装备成套技术451回转式烘干机的产量和2023/9/13过程装备成套技术46

(4-1)式中V——回转烘干机的容积，(m3)；A——回转烘干机的单位容积蒸发强度，(㎏水/m3.h)；A值随烘干机的结构型式和物料的种类、初水分而异，参见表4-4若以绝对干物料或以含初水分的湿物料表示，可用下列公式换算：

Gd=G（100-w2）/100(4-1A)GF=G（100-w2）/(100-w1)(4-1B)式中G、GdGF——分别按烘干物料、绝对干物料、湿物料表示的烘干机产量(t/h)；

wl、w2——分别表示物料烘干前后的初水分、终水分(％)。2023/8/3过程装备成套技术462023/9/13过程装备成套技术471.2每千克烘干物料的水分蒸发量及烘干机每小时的水分蒸发量，可用下列公式计算：(4-3)式中gw——按每㎏烘干物料计算的水分蒸发量(㎏水/㎏干物料)W——烘干机每小时的水分蒸发量(kg水/h)。(4-4)2023/8/3过程装备成套技术471.2每千克烘干物料2023/9/13过程装备成套技术482烘干机热平衡计算筒式烘干机的热平衡和物料平衡分别见图4-4、图4-5。以蒸发1kg水作为热平衡计算基础，进行热平衡计算，可求得蒸发1kg水需要的热气体量。计算方法如下：2023/8/3过程装备成套技术482烘干机热平衡计算2023/9/13过程装备成套技术49图4-4筒式烘干机的热平衡2023/8/3过程装备成套技术49图4-4筒式烘干机的热2023/9/13过程装备成套技术50图4-5筒式烘干机的物料平衡2023/8/3过程装备成套技术50图4-5筒式烘干机的物2023/9/13过程装备成套技术51热量收入部分2.1热气体带入热量(q1)q1=Lc1t1kJ/kg水(4-5)式中L——每蒸发1kg水需要的热气体量，Bm3/kg水,c1——热气体的比热，kJ/(Bm3·℃)，750℃时c1=1.4

t1——热气体的温度，℃。2.2湿物料中水分(被蒸发部分，1kg)带入的热量(q2)q2=c2t2kJ/kg水(4-6)式中c2——水的比热，c2=4.1868kJ/(kg·℃)，

t2——进烘干机物料(水分)温度，℃。热量支出部分，2.3蒸发水分消耗的热量(qw)qw=2490+1.8922t3-4.1868(100-t2)kJ/kg水(4-7)式中t3——出烘干机气体的温度℃。2490为汽化热,1.8922为120℃水蒸汽的比热,4.1868为水的比热2023/8/3过程装备成套技术51热量收入部分2023/9/13过程装备成套技术522.4出烘干机气体气体带走的热量q3q3=Lc3t3kJ/kg水(4-8)式中c3——出烘干机的烟气比热,c3=1.3kJ/(Bm3·℃)2.5加热物料消耗的热量:q4式中c4——出烘干机物料的比热,kJ/(kg·℃).见表4-5t4——出烘干机物料的温度，一般为110℃左右．

kJ/kg水(4-9)2023/8/3过程装备成套技术522.4出烘干机气体气体带2023/9/13过程装备成套技术53物料750℃烟气C1/kJ*(m3*℃)-1120℃烟气c3/kJ*(m3*℃)-1水C2/kJ*(㎏*℃)-1120℃水蒸气气c5/kJ*(㎏*℃)-1矿渣C4kJ*(㎏*℃)-1比热1.41.34.18681.89220.84物料石灰石粘土矿渣煤比热kJ/(kg·

℃)0.920.840.841.262023/8/3过程装备成套技术53物料750℃烟气C1122023/9/13过程装备成套技术542.6烘干机表面散失热量(q5)，·

式中1.15——烘干机齿轮及轮带增加散热面积系敦．

D——一烘干机筒体直径，m'·L——烘干机筒体长度，m，α——表面传热系数，kJ/m2.℃

，筒式烘干机的α值如下表

Δt——烘干机表面和周围环境的温度差，℃，，

W——烘干机每小时蒸发水量，kg水/h·，kJ/kg水(4-9)

Δt(℃)

40

50

100

150

200250

α值(kj/m2.C)

47581161752332912023/8/3过程装备成套技术542.6烘干机表面散失热2023/9/13过程装备成套技术55按热平衡原理：qi=qo，即，

q1+q2=qw+q3+q4+q5(4-10)

热气体在烘干机内消耗的热量：

q1－q3=qw+q4+q4-q2(4-11)因此求得每蒸发lkg水需要的热气体量(L)

2023/8/3过程装备成套技术55按热平衡原理：qi=qo2023/9/13过程装备成套技术563烘干机的耗煤量及排风量

3.1蒸发lkg水的耗煤量(Q):

式中G0——蒸发1kg水分的耗煤量，㎏/㎏水;η——燃烧室的热效率，(人工加煤的按η=0.8，机械加煤的取η=0.85)，

2023/8/3过程装备成套技术563烘干机的耗煤量及排风2023/9/13过程装备成套技术573.2烘干机的耗煤量

式中G,C——烘干机小时用煤量，㎏/h。——煤的应用基低热健，kJ/㎏煤。(4-14)2023/8/3过程装备成套技术573.2烘干机的耗煤量2023/9/13过程装备成套技术583.3烘干机系统的排风量‘

式中:V——排风机的排风量，m3/h;K1——漏风系数，取1.1;-K2——风量储备系数，取1.2;γ——水蒸汽重度，γ=0.805㎏/m3t3——出烘干机气体温度，℃．(4-15)2023/8/3过程装备成套技术583.3烘干机系统的排2023/9/13过程装备成套技术594烘干机的热效率烘干系统包括燃烧室，烘干机、排风除尘全系统。系统热效率按下式计算，

(4-16)2023/8/3过程装备成套技术594烘干机的热效率烘干系2023/9/13过程装备成套技术60

(五)计算实例设定条件：采用φ1.5x12m筒式烘干机，烘干矿渣，初水分25%，终水分2%，要求热气体温度750℃，废气温度120℃，出料温度110℃，使用机械加煤燃烧室，烟煤的低热值为21000kJ/㎏，环境温度20℃，并设筒体表面平均温度为120℃．试求烘干机的产量、耗煤量，排风机的排风量和烘干系统热效率。由题设知，D=1.5m；L=12m;W1=25%，：W2=2%,t1=750℃;t2=20℃t3=120℃;t4=110℃;Δt=100℃;=21000KJ/㎏;η=0。85，查表得知A=49㎏水/㎡.h;K=116W/㎡．℃

·

将以上已知值代入公式，即得，2023/8/3过程装备成套技术60(五)计算实例2023/9/13过程装备成套技术61①将以上已知值代入公式，即得烘干机的产量：②每小时蒸发水量2023/8/3过程装备成套技术61①将以上已知值代入公式2023/9/13过程装备成套技术62qw=2490+1.8922t3-4.1868t2=2490+1.8922×120-4.1868×20=2633kJ/kg水④加热物料消耗的热量

kJ/kg水③每㎏蒸发水分消耗的热量2023/8/3过程装备成套技术62qw=2490+1.82023/9/13过程装备成套技术63⑤筒体表面散失热量

kJ/kg水⑥蒸发1kg水所需热气体量㎏/kg水2023/8/3过程装备成套技术63⑤筒体表面散失热量2023/9/13过程装备成套技术64⑦烘干机的耗煤量

m3/h㎏煤/h⑧烘于机系统的排风量2023/8/3过程装备成套技术64⑦烘干机的耗煤量2023/9/13过程装备成套技术65⑨烘干系统热效率2023/8/3过程装备成套技术65⑨烘干系统热效率2023/9/13过程装备成套技术666回转烘干机规格的计算6.1烘干机容积当需要烘干的湿物料量（或要求烘干的产量）以及物料初水分终水分已知时，烘干机容积可用下式计算：

(4-17)2023/8/3过程装备成套技术666回转烘干机规格的计算2023/9/13过程装备成套技术676.2选用烘干机的长径比。根据上式所得的烘干机容积,可以计算出烘干机的直径和长度。回转烘干机的长径比一般在4-8之间。表4-4至表4-6分别列出.几种规格的回转式烘干机用于烘干石灰石，粘土和矿渣时的热工指标(其中排风量和鼓风量数值已包括储备)；表4-7列出3×20m矿渣回转式烘干机技术指标,供选型参考。以上烘干机的进气温度设定为700℃,排气温度为120℃,鼓风温度为20℃。表4-8列出φ3.3/3×25m低温回转式烘干机的技术参数，供选型参考，设定进烘干机气体温度为240℃(冷却机全部余风200℃,并掺入辅助热风炉的高温烟气)，出烘干机的废气温度为110℃。2023/8/3过程装备成套技术676.2选用烘干机的长径2023/9/13过程装备成套技术68规格物料初水分

(％)终水分

(％)转速(r/min)斜度

(％)产量(t/h/)传动电机功率(kW)φ3×20回转式矿渣

25

1

3.5

3

19.25φ3.3/3×25回转式矿渣

15

1

3.5

4

18(湿渣)

552023/8/3过程装备成套技术68规格物料初水分终水分2023/9/13过程装备成套技术69

三、燃烧室燃烧室是供燃料燃烧,向烘干机或其他烘干设备提供热烟气作为烘干介质的设备。按照燃料的不同.燃烧室分块煤燃烧室、喷燃燃烧室及沸腾式燃烧室三种。前两种燃烧室的设计可参阅教材《硅酸盐工业热工基础》和有关设计手册。下面只介绍沸腾式燃烧室的设计。沸腾燃烧室是用高压风使炉膛内的细煤粒形成沸腾料层的新型节能装置，具有强化燃烧、强化传热的特点,可用劣质无烟煤或无烟煤掺煤矸石作燃料，对发热量低和灰分大的劣质无烟煤尤为适用。燃烧热效率可达95％，排出废气中的有害成分低,基本不污染环境。2023/8/3过程装备成套技术69三、燃烧室2023/9/13过程装备成套技术70

物料方向热气流方向图5—4沸腾燃烧室布置示意图·1-煤仓及喂煤机;2-炉门;3-沸腾炉床及出渣孔;4-排灰门;4-鼓风机;6-人孔门;7-烘干机2023/8/3过程装备成套技术70物料方向2023/9/13过程装备成套技术71沸腾燃烧室及其工艺布置示意图见图4-4及图4-5。

块煤经破碎机破碎(粒度0～10mm)后,由提升机送入喂料仓中，并由调速喂料机喂入沸腾床，喂煤量使沸腾床上煤渣层厚度保持在400-,500mm左右，灼热煤层经沸腾床下面的高压风气化后,向上沸腾并在所形成的总高度为1600～1800mm左右的沸腾区内燃烧,温度达900～1100℃.燃尽的煤灰从沸腾床的排渣孔择出。沸腾燃烧室主要由三部分组成：炉床、沪膛和混合室,见图4-5混合室部分与烘干机相连：设有排灰门、人孔门、热电偶孔等2023/8/3过程装备成套技术71沸腾燃烧室及其工艺布置示2023/9/13过程装备成套技术72四、烘干车间的布置(一)在新设计的预热器窑或预分解窑的水泥厂中，一般窑尾废气余热除用作生料磨的烘干热源之外，还用来作为煤磨的烘干热源。因此，设计时往往将生料磨及煤粉刷备系统设置在窑尾预热器框架附近。(二)当利用冷却低温废气(200℃左右)作矿渣烘干的热源时，一般把矿渣烘干系统布置在窑头(熟料库)附近。(三)在设有联合储库的工厂里，烘干系统的位置多在联合储库的一侧，以便用抓斗供料和供煤。(四)如用块煤作燃料的逆流烘干机最好将其与储库平行布置，以便于向烘干机两端分供料和供煤：顺流式烘干机，一般可布置与储库垂直，‘但因烘干机的燃烧室要设置在靠近储库一侧的喂料端下方，故当燃烧室采用人工喂煤或倾斜炉篦喂煤机时，应采用胶带输送机I将物料由喂料仓送往烘干机的喂料端，而不宜将燃烧室布置在联合储库内的喂料仓下面，以保证烘干机喂料端有足够的空间和较好的操作条件。2023/8/3过程装备成套技术72四、烘干车间的布置(一)2023/9/13过程装备成套技术73(五)进烘干机的物料都有一定水分，因此喂料仓的下部应设捅料孔。(六)烘干机的喂料和输送设备，一般采用电磁振动喂料机或圆盘喂料和胶带输送机。胶带输送机中心线与烘干机中心线之间应偏离一定尺寸，并且顺着喂料管上方楼板上亦需留有孔洞，以便烘干机的喂料管在检修时能从燃烧室顶部抽出。(七)燃烧室用块煤时，一般采用胶带输送机供煤。燃烧室用煤粉时，可考虑单独设置，煤粉制备系统，或由窑的煤粉制备系统将煤粉输送至烘干系统。在后一种情况下，烘干系统的燃烧室需设置煤粉仓。(八)烘干机中心距应考虑检修，燃烧室出渣及收尘设备布置等方面的要求。φ2.4×18m烘干机中心距不宜小于7m.曲φ3×20m烘干机中心距一般为9m。烘干机基础面的斜度应与筒体斜度一致，基础墩之间的水平距离，应根据筒体热膨胀后的尺寸确定。(九)为了使烘干机的基础不致太高，烘干机出料的输送设备一般布置在地面以下的地沟内，并在沟上适当地点加设人行过桥。2023/8/3过程装备成套技术73(五)进烘干机的物料都有2023/9/13过程装备成套技术74(十)烘干系统厂房应考虑通风散热，厂房顶部应加设天窗。进料端楼面与出料端楼面眨间最好设走道连通。在大齿轮上方可考虑设置检修吊钩，或预留足够的检修空间。(十一)回转烘干机排出气体的含尘浓度，在10—50g/Nm3之间，一般选用电收尘或袋收尘器的一级收尘系统。如含尘浓度高(50—150g/Nm3)时，则选用二级或三级收尘系统。图4－9(插页)示出设有顺流烘干机的车间布置图。烘干机喂料端与喂料仓之间拉开一定距离，并设有胶带机喂料。燃料采用煤粉，它由煤粉仓经喂料器加入风管中并被吹入燃烧室内燃烧。出烘干机的废气采用两级收尘，第一级为旋风收尘器，第二级为电收尘器“出烘干机的物料以及收尘器收回的粉尘用输送设备送出。

2023/8/3过程装备成套技术74(十)烘干系统厂房应考虑2023/9/13过程装备成套技术7510.162023/8/3过程装备成套技术7510.162023/9/13过程装备成套技术7610.18上次课程回顾与思考2作出图示烘干系统热平衡关系式图4-4筒式烘干机的热平衡2023/8/3过程装备成套技术7610.18上次课程回顾与2023/9/13过程装备成套技术771破碎车间应选择在爆破安全距离之外，并不得妨碍将来对有用矿体开采和运输。2车间的位置和标高应与矿山来料的运输方向相适应。既要考虑到有利于初期生产的运输，又要考虑到开采标高逐年降低的情况以及开采最终标高的情况。3中碎车间(二段破碎)与粗碎车间的厂房宜互相分开，不宜将中碎机布置在同一厂房内的粗碎机之下，中碎车间与粗碎车间最好布置成一直线，以利破碎机的进、出料的配置。4如采用胶带输送机将粗碎机出料送至中碎机(或中间仓)时，粗、中碎之间的距离取决于粗碎机出料处的标高、中碎机(或中间仓)进料处的标高以及胶带输送机的斜度。在大型工厂中，由于破碎机进出料处的高差较大，而且胶带输送机斜度有一定限度(一般为15°～18°)。所以中碎车间与粗碎车间的距离往往拉得较远。·5在进行破碎车间布置时，应注意拆装检修空间。并配备必要的吊装器具，考虑相应的给排水问题。6当一台粗碎机配用一台中碎机，又不设中间仓时，中碎机破碎能力必须大于粗碎机破碎能力。2023/8/3过程装备成套技术771破碎车间应选择在爆2023/9/13过程装备成套技术78第三节物料粉磨在水泥生产过程中，磨制生料、制备煤粉和制成水泥都要进行粉磨作业，因此，物料的粉磨是重要的工艺环节。水泥工厂中，物料的粉磨量很大，每生产1t硅酸盐水泥至少有3t物料(包括原料，燃料、熟料、混合材、石膏)需要经过粉磨。而粉磨需要的动力约占全厂动力的60％以上。椐干法厂统计，生料粉磨约占30.52％，煤磨约占2.65％，水泥粉磨约占35.90％。湿法生料粉磨的电耗比干法略低。因此，合理地选择粉磨流程和设备，对保证产品质量，降低电耗具有极其重要的意义。2023/8/3过程装备成套技术78第三节物料粉磨在水泥2023/9/13过程装备成套技术79一、原料粉磨系统(一)生料粉磨流程和设备发展特点1.

新型节能粉磨设备渐渐取代传统球磨机；2.

原料的烘干和粉磨一体化，粉磨流程得到了广泛的应用，辊式磨获得了新的发展。3.磨机与新型高效选粉机，组成了各种新型干法闭路粉磨流程，提高粉磨效率，降低电耗。4.设备日趋大型化，以简化设备和工艺流程，与窑的大型化相匹配。5.管磨机内部结构的改进：如新型环向沟槽(螺旋状)衬板；扬料板角度可调的隔仓板等。6.磨机系统操作自动化。应用自动调节回路及电子计算机控制生产.代替人工操作,力求生产稳定。2023/8/3过程装备成套技术79一、原料粉磨系统(一)生2023/9/13过程装备成套技术80(二)生料粉磨流程和粉磨设备的选择1.选用粉磨流程和粉磨设备需要考虑的因素(1)入磨物料的性质物料的性质主要包括水分、粒度、易磨性和磨蚀性。也要注意石灰质原料中燧石的影响。(2)粉磨产品的细度要求所选的粉磨流程和设备应尽可能便于控制粉磨产品的细度。(3)生料粉磨系统的要求小时产量2023/8/3过程装备成套技术80(二)生料粉磨流程和粉磨2023/9/13过程装备成套技术81生料粉磨系统的要求小时产晕。由主机平衡计算确定，所选生料磨的生产能力，应能满足这一要求。同时，为了简化工艺线，对一台窑来说，一般只配置一台生料磨；而对大型窑来说，生料磨的设置也不宜超过两台。(4)粉磨电耗所选的粉磨流程和设备应尽可能符合节省电耗的要求。干法生料磨的电耗应在63MJ(17.5kW.h/t生料)生料以下。(5)废气余热利用的可能性对于干法生料磨和煤磨来说.应考虑尽可能利用废气余热来烘干原料或燃料，使生料粉磨与烘干作业同时进行，以节约烘干热能，节省烘干设备，简化生产流程。(6)操作的可靠性和自动控制以及设备的耐磨性能。(7)所选的生料粉磨设沲应力求占地面积小，需要空间小和基建投资低。实际上，没有一种生料粉磨流程能在上述各方面都具有最好指标，故应根据具体条件进行技术经济综合分析，选择最合适的生料粉磨流程和设备。2023/8/3过程装备成套技术81生料粉磨系统的要求小时产2023/9/13过程装备成套技术822生料粉磨流程和设备选择干法生料粉磨主要有下列几种型式：2.1开路流程：管磨；2.2闭路流程：管磨、烘干磨。闭路烘干磨又分下列几种型式：钢球磨：主要有风扫磨和提升循环磨(有单仓尾卸、双仓尾卸、双仓中卸等)；辊式磨：亦称立式磨或辊轮磨；辊压机：亦称双辊磨。开路管磨和闭路管磨对进磨物料水分的要求比较严格，必须把水分较高的原料预先进行共干后才能加入磨中粉磨。烘干磨由于能同时进行物料的烘干和粉磨，并可大量利用温度为320—350℃的废气的余热，烘干平均水分达6－8％的原料，故目前得到了广泛的应用，分别进行烘干、粉磨的流程已很少见。常见的生料烘干兼粉磨流程有如下几种：2023/8/3过程装备成套技术822生料粉磨流程和设备选2023/9/13过程装备成套技术83图4-12在选粉机内烘干的烘干—粉磨流程2023/8/3过程装备成套技术83图4-12在选粉机内2023/9/13过程装备成套技术84

2.2.1在机械空气选粉机内烘干的烘干—粉磨系统在机械空气选粉机内烘干原料，可烘干含6－8％水分的原料，其流程如图4-12(p75)。通常采用温度较高的燃气或燃油加热炉，其热气体温度达550℃。烟气离开空气选粉机时的温度约为90℃。通过空气选粉机的压力降约为1000～1500Pa；为了保持分离过程的稳定，通过空气选粉机的烘干气体量有一定限制。热气体不进入磨机，因此潮湿的粗料首先喂入机械空气选粉机进行烘干和分级。但向空气选粉机喂料将加剧选粉机叶片的磨损,为了提高烘干能力，也有在选粉机和磨机内同时通入热风的。如我国的冀东水泥厂从日本引进的生料磨系统，见图4－13。图4—13冀东水泥厂生料磨系统流程图1-料仓;2-磨机；3-提升机；4-选粉机;4-粗粉分离器;6-搏风机2023/8/3过程装备成套技术842.2.1在机械空气选2023/9/13过程装备成套技术85图4-14在风扫磨内烘干—粉磨流程图图4-15尾卸提升循环烘干—粉磨流程2023/8/3过程装备成套技术85图4-14在风扫磨内烘干2023/9/13过程装备成套技术86图4-14为风扫磨内进行烘干兼粉磨的工艺流程。物料经喂料装置喂入磨机,在磨尾排风机的抽力作用下，热风进入磨内，已被粉磨的生料由通过磨内的热风带入粗粉分离器内分选，粗粉再次回磨，细粉由旋风收尘器收集。为了节约热耗，部分废气重新回磨内循环使用，其余废气经收尘器净化后，排入大气中。此流程的优点是：热废气利用率高，流程简单，输送设备少，维修工作量小，设备利率高，允许进磨物料水分较高，可烘干水分含量8—12%的原料。其缺点是：粉磨单位产总电耗较高，不宜用于粉磨硬质难磨的物料。2.2.2在风扫磨内进行烘干兼粉磨2023/8/3过程装备成套技术86图4-14为风扫磨内进行2023/9/13过程装备成套技术872.2.3尾卸提升循环烘干兼粉磨图4-15为尾卸提升循环烘干兼粉磨工艺流程物料从磨头喂入，经烘干仓和粗磨仓后进细磨仓，物料由磨尾卸出，由提升机送到选粉机内进行选粉，粗粉由磨头喂料端重新入磨，细粉作为成品。来自窑系统的热废气或热风炉的热气体从喂料端进入，可烘干5～8％水分原料，出磨废气经收尘器净化后排入大气中。此系统的优点是：粉磨系统的压力损失较小，总电耗比风扫磨低10％，可处理难磨物料。缺点是流程复杂，设备多，投资高，维修工作量大，运转率低。2023/8/3过程装备成套技术872.2.3尾卸提升循环2023/9/13过程装备成套技术882.2.4中卸提升循环烘干兼粉磨.图4-16为中卸提升循环烘干兼粉磨工艺流程喂入磨内物料先在烘干仓内经过烘干，再进入粗磨仓进行初次粉碎。然后从磨机中部卸曲，由提升机送入选粉机，选出合格细粉。粗粉中的少部分入磨头，大部分入磨尾细磨仓，比例约为1:4。部分入磨头的粗粉，可以起到加速物料流速，增强粉磨的作用，同时也均衡了两仓的负荷。磨内废气全部由磨机中部排出，这样通风阻力较小，不至于造成风料逆行.此流程物料出粗磨仓后经过分级设备及时选出产品，减少了细磨仓喂料中的细料，消除了过粉磨现象，从而提高了粉磨效率。除这一点较优越之外，它的优缺点与尾卸提升循环烘于磨基本相同2023/8/3过程装备成套技术882.2.4中卸提升循环烘2023/9/13过程装备成套技术89图4-16中卸提升循环烘干—粉磨流程图4-16中卸提升循环烘干—粉磨流程2023/8/3过程装备成套技术89图4-16中卸提升循2023/9/13过程装备成套技术90图4-17预破碎烘干流程1-破碎机;2-磨机;3-粗粉分离器;4-旋风筒;4-排风机2023/8/3过程装备成套技术90图4-17预破碎烘干2023/9/13过程装备成套技术912.2.5预破碎烘干流程预破碎烘干流程亦称坦登磨系统，在烘干兼粉磨的基础上增设一台锤式破碎机，进料粒度为lOOmm，出料为lOmm。由气力提升至分离器分选，物料在破碎机内得到预烘干。分离器回料水分<2％，如采用热风炉的热风，可烘干原料水分达15％。由于用锤式破碎机代替了管磨的一仓工作，使粉磨电耗大为降低。适应中硬或软质物料。其流程较中卸磨和立磨系统复杂。预破碎烘干系统见图4-17。⑤预破碎烘干流程图4-17预破碎烘干流程1-破碎机;2-磨机;3-粗粉分离器;4-旋风筒;4-排风机2023/8/3过程装备成套技术912.2.5预破碎烘干流程2023/9/13过程装备成套技术922.2.6带烘干塔的粉磨流程图4-18为带立式烘干塔粉磨系统，物料由喂料机从烘干塔中部喂入，大于5m的物料入磨，小于5mm的物料随气流上升与下降的物料在烘干筒内进行顺流和逆流的热交换。上升的物料和气流进入四个并联的旋风分离器，四个筒内的大部分物料被选出汇合后进入磨机进行粉磨。粉磨后的物料由磨尾卸出，经输送槽或溜子送入提升机，再进选粉机进行分选。合格的生料进入储存库，不合格的生料重回磨头，入磨粉磨。热风用窑尾废气，也可用备用热风炉的热空气按比例进入烘干塔和原料磨。这个系统可烘干水分小于20％的物料，但流程复杂、建筑投资高。2023/8/3过程装备成套技术922.2.6带烘干塔的粉磨2023/9/13过程装备成套技术93图4-18带立式烘干塔粉磨系统1-辅助热风炉;2-磨机；3-旋风筒：4-收尘器2023/8/3过程装备成套技术93图4-18带立式烘干2023/9/13过程装备成套技术94辊式磨本身设有选粉装置(粗粉分离器)，物料在回转的底盘与转子的辊子间受到挤压而被粉碎，从磨机底部进入的热风，由周围风道喷出(风速高达60—80m/s)，及时将被粉碎的物料带到粉磨室上部的分离器内，粗粒被甩离气流后返回磨盘再进行磨细，细粉随气流到收尘器被收集下来。此系统的优点是：流程简单、设备布置紧凑、占地少、噪音小、电耗低、设备运转率高。其缺点是：不能适应磨制硬度大的原料，否则磨辊，磨盘衬板磨损大，影响产质量。磨蚀性与原料中游离石英有关，其游离石英含量不宜超过4％。：辊式磨流程可按有无循环风分为两类：没有循环风的辊式磨，如图4-19所示。该系统要求磨机用风量和窑排风风量一致。窑尾废气全部通过磨机，当停磨时，窑尾废气由旁路入收尘器。如磨机需风量少，则在增湿塔中或磨中喷水以降温。该系统阻力较小，但需要收尘器能适应高的粉尘浓度。。2.2.7辊式磨系统2023/8/3过程装备成套技术94辊式磨本身设有选粉装置(2023/9/13过程装备成套技术95图4-20设有循环风、旋风筒辊式磨流程图4-21磨外循环辊式磨流程2023/8/3过程装备成套技术95图4-20设有循环风2023/9/13过程装备成套技术96图4-20为设有旋风筒、循环风的辊式磨，该流程适用于当磨机需风量大于由窑尾入磨的废气量时增加旋风筒及循环风。其优点是减少收尘风量，进收尘器的粉尘浓度降低。辊式磨流程就物料流动的方式来看，大部分是风扫式的。近年来辊式磨有了许多根本性改进,主要为：粗料采用机械外循环减少气力内循环的阻力消耗；内装高效选粉机取代原有的离心式选粉机，提高选粉效率。磨外循环辊式磨流程如图4-21所示；图4-21磨外循环辊式磨流程2023/8/3过程装备成套技术96图4-20为设有旋风筒、2023/9/13过程装备成套技术97流程的特点是更适于硬质物料或物料易磨性差别较大的情况。物料循环量大，渣子多，”用提升机外循环可降低环缝处的风速。如碰到原料中含燧石结核，则亦可从提升机出料处清除。这对清磨亦有利，容易排空

图4-21磨外循环辊式磨流程2023/8/3过程装备成套技术97流程的特点是更适于硬质物2023/9/13过程装备成套技术982.2.8辊压机辊压机是一种节能型的粉磨设备。其适应的物料包括：水泥熟料、水泥原料(石灰石、砂岩、页岩)、石膏、煤、石英砂、铁矿石、粒状高炉矿渣等物料。喂料粒度为20~50mm，有的可达80mm(与辊子直径有关)。最大粒度以不超过辊径的7～8％为。辊压机粉磨系统的流程有以下几种预粉磨系统预粉磨系统见图4-22。在现有粉磨系统中，安装一台辊式机作为预粉磨设备，可以使产量大幅度提高。物料喂入辊压机，挤压过的料片再喂入磨机；在闭路系统中进最终粉磨。终粉磨系统见图4-23。经配比的各种物喂入辊压机后，压成碎片，然后在细粉碎设备中将团聚在一起的细粉打散，同时使已经压出裂纹的小颗粒进一步粉碎。在打散料片的粉碎机中，一部分物料靠重力卸出，另一部分物料靠风扫带出，分别经斗式提升机和粗粉分离器进入选粉机进行分选。细粉经旋风筒或其它收尘设备收捕作为最终产品，粗粉则返回辊压机内再次处理。2023/8/3过程装备成套技术982.2.8辊压机辊压机是2023/9/13过程装备成套技术99

图4-22预粉磨系统流程l-料仓;2-辊压机;3-磨机;4-提升机;4-选粉机;6-粗粉分离器;7-收尘器;8-排风机2023/8/3过程装备成套技术99图4-22预粉磨系统流程2023/9/13过程装备成套技术1001图4-23终粉磨系统流程l-料仓;2-辊压机;3-料片破碎机;4-提升机;4-粗粉分离器;6-选粉机;7-收尘器;8-排风机2023/8/3过程装备成套技术1001图4-23终粉磨系统2023/9/13过程装备成套技术10111.10上次课程回顾检查简述图4-23粉磨过程2023/8/3过程装备成套技术10111.10上次课程回顾2023/9/13过程装备成套技术102图4-24混合粉磨系统流程l-料仓;2-辊压机;-磨机;4-提升机;4-选粉机;6-粗粉分离器;7-收尘器;8-排风机2023/8/3过程装备成套技术102图4-24混合粉磨系统2023/9/13过程装备成套技术103料片破碎机的设计应使潮湿物料在气流中可以得到烘干，而温度较高的物料则可受到冷却混合粉磨系统混合粉磨是预粉磨和终粉磨相结合的方式，见图4－24。从选粉机中卸出的一部分粗粉回入磨中、一部分粗粉与原料一起喂入辊压机进行循环粉磨。几种烘干磨在生料细度为90μm筛筛余12％时的电耗比较列于表4-10。2023/8/3过程装备成套技术103料片破碎机的设计应使潮2023/9/13过程装备成套技术104综上所述，对于风扫磨、尾卸磨、中卸磨三种钢球磨系统选择：当物料水分在3～4%以下时，以尾卸磨、中卸磨经济效果较好；当物料水分>4％时，由于风扫磨通风和烘干力最强，故选用风扫磨为宜。中卸磨烘干能力较尾卸磨为大，故可磨制水分较大的物料，但其机械设计及维修较为复杂。对于钢球磨和辊式磨系统的选择：当物料的水分在3～4％以下时，可考虑选用钢球磨系统,当物料水分较大时(可达15％)，宜选用辊式磨系统。.

对于辊压机与辊式磨的选择：辊压机终粉磨系统其生料的单位电耗可降到54MJ/，(15kw.h/t)左右，稍低于辊式磨57.6～64.8MJ/t(16－18kW.h/t)。通过综合分析比较；当综合水分<3％时，可考虑采用辊压机终粉磨系统；如果原料综合水分>3％时，则辊式磨系统在基建投资和经营费用方面都比辊压机终粉磨系统经济，因此生料粉磨宜采用辊式磨系统;当磨制难磨物料、原料水分<3％时，可采用辊压机混合粉磨系统。总之，烘干—粉磨系统的选择，应根据使用条件及各种磨机系统的特性综合权衡。2023/8/3过程装备成套技术104综上所述，对于风扫磨、2023/9/13过程装备成套技术105二、煤粉制备系统制备煤粉所用的设备，目前大都采用烘干磨，主要有风扫球磨、辊式磨和风扇磨三种。水泥厂中，广泛使用辊式磨和风扫球磨。2023/8/3过程装备成套技术105二、煤粉制备系统制备煤2023/9/13过程装备成套技术106(一)煤粉制备系统流程和设备选择·煤粉制备系统的流程有多种型式，在水泥生产中广泛采用的主要有以下三种：直吹式、仓式和泵送式。

1直吹式(又称直接式)煤粉制备流程·(1)辊式磨系统原煤从仓1经喂料机2，均匀地喂入辊式磨3中。被磨细的煤粉经磨盘周围风环的上升C流送至磨上部的分离器中进行风选，合格的煤粉随气流经鼓风机4直接吹入回转窑5中燃烧。由热风炉8米的热风或从冷却机6抽取井经过沉降室(或旋风收尘器)7处理后的热风作为煤磨的烘干热源，如图4-25所示。2023/8/3过程装备成套技术106(一)煤粉制备系统流程2023/9/13过程装备成套技术107

图4-25直吹式辊式磨煤粉制备系统流程1-原煤仓；2-喂料机；3-辊式磨；4-鼓风机；4-回转窑；6-冷却机；7-沉降室(或旋风分离器)8-热风炉2023/8/3过程装备成套技术107图4-25直吹2023/9/13过程装备成套技术108(2)直吹式风扫球磨系统直吹式风扫球磨系统除研磨机理及布置形式以外，基本与辊式磨直吹式系统相仿，见图4-26。辊式磨设备体积小、系统简单、噪音小、单位电耗低。但在我国由于水泥厂用煤煤剧其原煤水分大且含有较多煤矸石，较难磨，故辊式磨磨煤存在一些问题，主要是适应性差，为此采用风扫磨系统更为普遍。直吹式煤粉制备系统的优点如下：①不需要煤粉收集设备和煤粉仓，故系统简单；②几乎没有滞留煤粉的地方，爆炸的危险性小，操作比较安全。③直吹式系统的投资一般比中间仓系统低40—50％左右。但在直吹式煤粉制备系统中，煤磨的全部风量入窑作为窑的一次风；从而减少了高温二次风入窑的风量，影响了窑的热效率。当窑的喂料量变化时，需相应改变煤磨的喂料量；而这样的系统则不能及时地应变，一般要有一定的滞后时间。当煤磨系统发生故障时，直接影响窑内煤粉供应和窑的生产。因此，许多水泥厂采用中间仓式煤粉制备系统以保证窑的生产稳定。

2023/8/3过程装备成套技术108(2)直吹式风扫球磨系2023/9/13过程装备成套技术1092.中间仓式煤粉制备系统中间仓式煤粉制备系统，见图4-27。原煤由原煤仓1经喂料机2送入媒磨3。出磨的煤粉进选粉机4选粉，粗粉返回到磨头重新入磨；粉磨，细煤粉进旋风分离器6，收下的细粉被送进中间煤粉仓7中。出中间仓的煤粉由螺旋输送机9卸出，而后再由一次风机8吹送入回转窑中进行燃烧。烘干热风由热风炉13或冷却机11提供，经沉降室12净化后，送入煤磨。出磨废气的一部分作窑的一次风，而另一部分或作磨尾循环风，或再通入磨内循环使用，循环风机5和窑头一次风机8协调控制窑的一次风量和风温，以稳定窑的热工制度。2023/8/3过程装备成套技术1092.中间仓式煤粉制2023/9/13过程装备成套技术110

图4－26直吹式风扫磨煤粉制备系统流程1-原煤仓；2-喂料机；3-风扫磨；4-粗粉分离器；4-细粉分离器；6-鼓风机；7-回转窑；8冷却机；9-热风炉；10-沉降室(或旋风分离器)2023/8/3过程装备成套技术110图4－26直吹2023/9/13过程装备成套技术111表6-20煤粉制备系统的设备表

川沙江西柳州宁国700t/d2000t/d

3200/d4000t/d煤磨规格DxL(mm)

2000X44003000x90003200X4500+28003400X7580产量(t/h)

<8

20

25

30烘干能力(％)

<8·

12

15

<10粗粉分离器(选粉机)规格D(mm)

2200

3000

2300

3500处理风量(m3/h)

17100

<47000

<51600

<72000旋风分离器细粉分离器规格D(mm)

2000

2800

3150

2700处理风量(m3/h)

19000

42000

51600

7200收尘设备处理风量(m3/h)260004200051600

47800