毕业设计（论文）-日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）

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日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）摘要现代最先进的水泥生产技术就是新型干法预分解窑。预分解窑是在悬浮预热器与回转窑之间增设分解炉，在分解炉中加入占总用量50%-60%的燃料，使燃料燃烧的过程与生料碳酸盐分解的吸热过程在悬浮状态或沸腾状态下迅速进行，从而使入窑生料的分解率从悬浮预热窑的30%-40%提高到85%-90%，使窑的热负荷大为减轻，窑的寿命延长，而窑的产量却可成倍增长.为了符合当今水泥行业的发展需求同时也是对大学本科四年所学知识的考查，我选择了“日产10000吨水泥熟料新型干法生产线窑尾系统工艺设计”这个课题作为我的毕业课题。设计范围主要是窑尾系统，通过配料计算、工艺平衡计算等得出结果，并结合实际对主机及附属设备进行选型，进而对各种设备进行工艺布置，对全厂的设备进行简单规划。关键词：预分解系统；烧成系统；配料系统；粉磨系统43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）ABSTRACTModernmostadvancedcementproductiontechnologyisNSPkilnadvancedecomposition.Predecompositionkilnisinsuspensionpreheaterbetweendecomposingfurnacewithrotarykilnadded,joinincalcinerintotalamount50%-60%offuel,tomakethefuelburningprocessandrawintheabsorptionprocessdecomposecarbonatestateofsuspensionorboilingcondition,thusmakerapiddecompositionrateofkilnrawfromsuspensionpreheaterkiln30to40percentoftheincreasedto85percentto90percent,theheatloadofkilnisreducedgreatly,whiletheprolongingfurnaceproductionbutcanincreaseexponentially.Inordertomeetthedevelopmentneedsofthecementindustrytodayandatthesametimeexaminetheknowledgeofuniversityundergraduatecoursefouryears,Ichose"nissan10000tonsofcementclinkerNSPproductionlinepreheatersystemprocessdesign"thistopicasmygraduationproject.Preheatersystemdesignrangeismainlybyingredientscalculation,craftequilibriumcalculationetc,andactualresultstohostandaffiliatedequipments,andselectionofequipment,processarrangementofalltheequipmentsimpleplanning.Keywords：Precalciningsystem；Firingsystem；Batchingsystem；Gridingsystem43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）目录摘要IABSTRACTII前言1第一章工艺设计介绍61.1指导思想61.3全厂工艺流程81.3.1原料工段81.3.2烧成工段9第二章配料计算122.1窑的选型及标定122.1.1窑的选型计算122.1.2回转窑产量的标定132.1.3窑的年利用率132.2煤灰掺入量确定142.3配料计算142.3.1，原料化学成分152.3.2计算原料配合比：152.3.3计算湿原料的配比：162.4全厂物料平衡的计算162.4.1原料消耗定额172.4.2烧成用干煤消耗定额1743 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）2.4.3．含水湿物料的消耗定额172.4.5湿煤的消耗定额182.510000t/d水泥熟料物料平衡表19第三章储库计算203.1石灰石预均化堆场的计算203.2储库的选型计算203.2.1石灰石配料库203.2.2粘土配料库203.2.3铁粉配料库203.3生料均化库的计算203.4熟料库的选取与计算20第四章烧成窑尾工艺计算224.1理论消耗物料224.1.1生料料耗224.1.2预热器飞灰量224.1.3收尘器收入灰量224.1.4出收尘器的飞灰量224.1.5实际料耗224.1.6预热器喂料量224.2预热器及分解炉工艺计算234.2.1准备计算234.2.2三次风管抽风量2443 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）4.3预热器废气量计算244.3.1C5废气量244.3.2C4废气量254.3.3C3废气量254.3.4C2废气量264.3.5C1废气量26第五章烧成窑尾规格计算285.1分解炉规格的计算确定285.1.1分解炉的有效截面和有效直径（直筒部分）285.1.2分解炉的高度285.2预热器规格的确定295.2.1C5规格的确定295.2.2C4规格的确定295.2.3C3规格的确定295.2.4C2规格的确定305.2.5C1规格的确定30第六章主机设备选型计算326.1主机平衡计算326.1.1破碎机的选型326.1.2原料粉磨设备336.1.2低压损预热器346.1.3分解炉选型3443 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）6.1.4回转窑规格346.2煤磨粉末系统356.2.1煤粉袋收尘366.3窑尾废气处理系统376.3.1窑尾高温风机386.3.2生料入窑提升机386.4窑头篦冷机396.5熟料破碎机选型406.5.1熟料输送设备选型406.5.2窑头电收尘,406.6最终确定车间工作制度41总结42主要参考文献43致谢4443 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）前言本计的目的、意义、范围和技术性能要求：通过三年的专业学习，在毕业设计时运用所学的专业知识来设计论文，培养我们综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能，提高分析、解决实际问题能力；提高查阅文献和收集资料的能力，计算机技术和外语应用能力；使我们系统而又熟练地掌握水泥厂工艺流程，具有进行水泥厂主要车间初步设计计算、编写设计说明书等工作能力；进而培养学生创新精神和实践能力，为今后的实际工作打基础。通过本设计对大学所学知识进行系统应用，培养自己综合运用所学的基本理论、基本知识和基本技能分析解决实际问题的能力，帮助自己建立正确的设计思想和严谨的科学作风。本次的设计是设计日产10000吨水泥熟料水泥厂新型干法工艺烧成系统窑尾工艺设计，在降低电耗、提高产品煅烧质量的指导思想下进行设计。主要设计在预热系统、预分解系统、烧成系统，设备的选型如何能在达到生产能力的要求下还能提高产品的质量。本次设计的设计主要内容是水泥生产的工艺流程,水泥厂区及车间布置和烧成系统主要设备的计算选型等。因此有必要对烧成系统的设备及其发展进行了解。当前国内外水泥工业发展现状和存在的问题:由于我国水泥行业起步比较晚，在国外技术都基本成熟的情况下，我国还是用立窑生产，不仅产量低，而且污染重，耗能高，水泥质量差，所以我国水泥行业起步时，就准备吸收借鉴外国技术，当时中国建材部英明决定同日本三家主要水泥机械制造商进行技术交流。首先决定冀东水泥厂引进石川岛的SF分解炉预热器窑4000t/d熟料生产线，然后宁国水泥厂引进了三菱的MFC分解炉预热器窑4000t/d熟料生产线等。之后国内各大水泥行业设计院在引进消化吸收的基础上相继成功开发出自己的预热预5分解系统。从此中国的水泥新技术如雨后竹笋，迅猛发展。如像海螺水泥厂现在都已经淘汰所有落后的水泥生产技术，全部是新型干法生产技术，不仅节约了能源，还提高了产量，现在国家大力扶持新技术，逐步关闭落后产能高、污染重的小型水泥厂，我相信中国水泥以后必将走在世界的前列。43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）新型干法水泥生产技术发展的第一阶段为20世纪50年代初到70年初，是悬浮预热技术诞生和发展阶段，第二阶段是20世纪70年代初至今，是预热分解技术诞生和发展阶段。50年代德国洪堡公司将世界第一台预热器投入生产，洪堡型旋风预热窑，是把生料的预热和部分分解由预热器来完成，代替回转窑部分回转筒体功能，达到缩短回转窑长度，使生料在回转窑外与气体充分混合，提高换热效率，从而提高窑系统生产效率。1959年伯力鸠斯公司开时建造第一代多波尔旋风预热器，由于它是双旋风筒的系统，对于很高产量的窑系统很适应，不需要采用几条平行工作预热器系统，又能达到个报告稿的分离效率。这种多波预热器窑的生产能力可达7200t/d。之后克虏伯——伯力鸠斯公司发明克波尔逆流悬浮预热器。窑外分解技术是1971年以来发展起来的一种水泥熟料煅烧新技术，窑外分解锻烧技术就是在悬浮预热器与回转窑之间增设一个分解炉,在其中加人约60%的燃料,与生料紧密混合,使燃料的燃烧过程和生料的吸热分解过程同时在悬浮状态下极其迅速地进行,导致生料在入回转窑时已基本上完全(90~95%)分解。关于在回转窑后面加一把火,提高生料分解率的设想早在1960年以后就已出现在外国刊物和专利上。例如1965年一篇文章提出,这里不需要高温,故可利用劣质燃料。以后不久一份捷克专利建议把熟料锻烧过程分成三个阶段.预热、分解和烧成,分别在不同的设备内进行。在回转窑后面增设一个专门的装置,加人燃料进行燃烧,使经过预热器预热的生料分解,再人回转窑烧成熟料。但这些设想都未付诸实现。1971年日本石川岛公司首先在日本水泥公司进行预分解技术实验获得成功，而后把该公司Φ3.9m×53.5m立波尔窑改建为带SF分解炉的悬浮预热窑，使该窑日产量提高一倍，达到2000t/d。分解炉的优点使日本小野田公司在1972年先建Φ1.8m×25mRSP实验窑，随后,日本川崎重工业公司和小野田水泥公司分别研制了带KSV型和RSP型分解炉的回转窑,并投人了工业生产。近两三年西德的伯力鸡斯公司、丹麦的史密斯公司和西德的洪堡公司也相继研制了自己的分解炉型式。最近几年实现的各种分解炉,如与早期提出的设想对比,明显地有一个共同的特点,就是燃料和生料紧密混合,43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）燃料的燃烧过程和生料的吸热分解过程是在悬浮状态下在同一个空间内迅速地同时进行的，而早期的想法一般都专设一个燃烧炉,燃料在其中燃烧,然后用燃烧废气将热量带人预热器,传给生料,使之分解。但是最近几年，国际水泥界在工艺方面并未取得新的突破性进展，新技术绝大部分是在上世纪几大创新技术的基础上开发或发展的，这些新技术包括降低热耗、提高自动化程度、扩大生产规模、废物利用、环境保护、产品深加工等方面，都是对原有创新技术的完善和提高，总体上还未出现重大的技术创新。大量的工作主要还是对新型干法生产工艺全过程进行优化和完善提高方面。利用以信息技术为主的一大批高新技术对传统的水泥工业进行改造，使其成为可持续发展的绿色产业。本设计的指导思想和设计路线：是旋风预热器加预分解炉的窑尾工艺设计，具有生产能力大、产量高、熟料热耗低、环境污染少、预热得到充分利用等技术优势外，还具有熟料煅烧温度高、煅烧均匀、冷却速度快的技术冼势，从而使熟料质量更好。窑尾预热分解系统：预分解系统是热工系统，是高温烟气与物料完成换热分离的装备，主要功能是充分利用回转窑和分解炉排出的废气余热加热生料，使生料预热及部分碳酸钙分解。因此应根据各个工厂不同的海拔、气候、地理优势等自然条件，以及不同的原燃料条件，如成分、运输等．对系统进行最优化的设计。预热器系统1）推广五级预热器。通过对预热器系统阻力和分离效率的优化以及热量的综合利用．可以使用五级预热分解系统的综合节热效果投资会节省很多．操作运行也简单许多。虽然投资成本加大，但具有更高的生产效益，在各各方面都有小号的收益，例如熟料热耗约可以降低20～30kcal／kg熟料．一条5O00t／d的熟料生产线．年节约标煤约4400t～6600t。2）)减小预热器直径，这会带来设备、耐火材料、窑尾框架基建投资降低等一系列好处。3）)预热器分离效率匹配，保证其高效率，．既对降低系统热耗有好处，还能够明显减轻废气处理系统的负担．利于环保减排。4）)预热器的阻力，降阻的关键是优化预热器系统的工艺参数，关键是涡壳、内筒结构及尺寸的优化，5)通过对对适应生料放粗的要求，进行对生料磨针对性设计。分解炉系统43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）1)一台设计合理的在线型（窑气与炉气混合）燃烧炉对低质煤粉燃烧的适应性强于离线型燃烧炉.因此得出离线型燃烧炉对煤粉适应性好的结论.在线型燃烧炉底具备高温窑气条件，煤粉能够首先喷入高温烟气中快速升温并烘干水分(具备了高温条件)．然后随高温烟气上升遇到三次风(具备了氧气条件)，使低质煤得以迅速起燃。所以选择在线型燃烧炉。2)设计中提高分解炉的用煤比例，减少窑头的用煤比例，其喷煤量占60%，窑头喷煤管处喷40%.总体降低燃料的使用量。3)分解炉的结构形式力求简单可靠，能最大限度降低生产成本，提高产量。4)重视料、风、煤人炉位置上的合理匹配，提高碳酸钙的分解，保证碳酸钙的分解率达到90%-95%。5)降低分解炉的阻力，提高换热效率。4）主要分解炉介绍：日本川崎重工KSV炉，主要由下部喷腾层和上部涡室组成。DD型分解炉，主要由四个区组成，包括还原区、燃料分解和燃烧区、主要燃烧区、完全燃烧区，根据工艺性能分四个区：流化区、供气区（涡流区）、稀薄流化区、悬浮区。对于分解炉的选型有;单纯旋流：虽然能增加物料在炉内的停留时时，但旋流强度过大易造成粉料贴壁运动，对均匀不利。单纯喷腾：有利分散和纵向均布，但会造成疏密两区，同时会引起部分物料短路。单纯流态化：由于气固参数相一致，降降低传递和反应的推动力，若要反应程度高，对炉温要求相应较高，且阻力损失过大。简单的湍流：设备高度过高。因此，实践结果表明，原来不同类型和结构的分解炉有目趋接近的倾向，即采用：喷（腾）—旋（流）或湍（流）—旋（流）迭加的流动方式，效果更好。本设计采用喷（腾）—旋（流）。预分解窑的生产操作过程实际上是一个系统热平衡与物料平衡建立的过程，并应确保烧成设备发热能力的平衡稳定，保持烧结能力和预烧能力的平衡稳定，近年来，在能源危机及重视能源利用的国家的水泥工业发展中，极力推荐并发展5级旋风预热器技术。5级比4级换热效率高，热量利用率高，热耗降低84，-126kJ／kg熟料，产量高，电耗低,，级数愈多，愈趋于可逆过程，能量品位熵的损失愈小，愈合理。5级系统降低电耗的关键是旋风筒，因此预热器技术较为先进国家的设备制造厂均开发有独自的高效低阻旋风筒新型预分解系统是由低阻高效偏锥防堵旋风预热器扩散式撤料箱、喷旋结合管道式分解炉等构成。熟料煅烧系统43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）对于日产10O00t熟料的生产线．设计回转窑的宗旨由以下二点：（1）回转窑长度进一步缩短，向较高转速较低斜度方向发展。（2）回转窑的直径进一步减小，用相对较小直径的窑获得高产量。为了保证回转窑不会造成漏料：我们初步设计回转窑规格是6.0x95m本次设计方案：我国水泥工业窑尾设备的先进性在不断提高之中。因此大型（10000t/d线）水泥窑尾设备的研制、改进与完善，确保其可靠性。此次设计为日产10000吨水泥熟料水泥厂新型干法生产工艺窑尾烧成系统设计，经过慎重考虑，窑尾系统首选确定为C5+MSC，即五级旋风预热器和旋流+喷腾式的MSC型分解炉。本次设计所要解决的问题：1．配料设计和物料平衡计算并填写物料平衡表；2．烧成系统主要设备选型计算，确定设备型号规格和主要技术参数，并填写主机设备生产能力平衡表；3．绘制烧成系统工艺流程图（1张）；4．一套能反映主机设备安装位置和各设备连接关系的工艺布置图样6～7张；5．手工图4～5张，计算机绘图2～3张。6．编制设计计算说明书。7.科技文献翻译（英译汉）（需查阅一篇与本次设计内容相关的英文文献进行翻译）43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）第一章工艺设计介绍1.1指导思想水泥工业及水泥工厂设计有如下几个特点：⑴、水泥厂需要用大量的矿物原料（如石灰石）等，因此水泥厂大都自行开采矿山，并靠近矿源建厂。⑵、产品（水泥）、燃料（煤）等物料运输量大，且价格底，因此要求要有良好的运输条件。⑶、水泥工业能耗和电耗较大，因此，在水泥厂设计中要注意确保能源供应，并充分重视节约能源的问题。⑷、水泥厂采用的主机多属重型设备，重量大，建构筑物荷重也大。因此，一般要求在工程地质条件好的场地建厂。⑸、水泥厂设备种类多，布置复杂。因此，工艺布置应同土建设计紧密结合。⑹、水泥厂用水量大，且水无卫生要求。因此，一般水泥厂多建在远离城市的地方，且自备水源。⑺、水泥厂存在粉尘和噪音两大污染。因此，设计时必须加强收尘措施，尽量搞好厂区绿化。⑻、从发展来看，水泥工业的发展逐渐趋向大型化和自动化。因此在设计时，应尽量采用新技术，新方案并要重点考虑节约能源。从水泥厂的整体设计来说，工艺设计是主体，它的主要任务是确定工艺流程，进行工艺设计的选型和布置。但工厂设计是各专业共同完成的一个整体。因此，工业设计与其它专业的设计有着密切的联系，特别是工艺布置和其土建的关系更密切。生产设备的布置直接影响到建筑物的结构形式和尺寸。因此，工艺人员只有与其他人员相互配合，共同研究，才能产生交好的方案。1.2设计原则⑴根据计划任务书规定的产品品种、质量、规模进行设计。计划任务书规定的产品规模往往有一定的范围，设计规模在该范围之内或略超出该范围，都认为是合适的；但如限于设备选型，设计达到的规模略低于该范围，则说明原因，取得上级同意后，才能继续设计。43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）对于产品品种，如果认为计划任务书的规定在技术上或经济上有不当之处，也应阐明理由，建议调整，并取得上级部门的同意。窑、磨等主机的产量，除了参考设备说明书和经验公式计算外，还应根据国内同类型主机的生产数据并参考国内外近似规格的主机产品进行标定。在工厂建成后的较短时期内，主机应能达到标定的产量，同时标定的主机产量应符合优质、高产、低消耗和设备长期安全运转的要求。既要充分发挥设备的能力，但又不能过分追求强化操作。⑵主要设备的能力应与工厂规模相适应大型工厂应配套与之相适应的大型设备，否则将造成工艺线过多的现象。在现代大中型水泥厂的设计中，一般只采用一条或两条由大型设备组成的工艺线。⑶选择技术先进经济、合理的工艺流程和设备工厂的工艺流程和主要设备确定以后，整个工厂设计可谓大局已定。在选择生产工艺流程和设备时，应尽量考虑节省能源，采用国内外较成熟的先进经验和先进技术。如在原料的破碎方面，采用一级反击式反击式锤式破碎机代替二级或三级破碎系统；在干法生料粉磨工序普遍采用烘干兼粉磨系统；在水泥粉磨系统采用辊压、机球磨、高效选粉机（如O—SEPA选粉机等）的混合粉磨系统。工艺流程和设备的选择应进行方案比较，以达到技术先进、经济合理的目的。在进行具体设备的选型时，应注意下列一些问题：尽量选用结构新、体型小、质量轻、效率高、消耗省且操作可靠维修方便、供应有保证或能自行加工制造的设备。各种附属设备的型号、规格应尽量统一，以便于生产管理和减少配、备件的种类。⑷全面解决工厂生产、厂外运输和各种物料储备的关系由于工厂生产要求长期连续运转，而回转窑、磨机和破碎机等设备则需一定的时间进行计划检修；同时受各种复杂条件如厂外运输等因素的制约，所以各种物料都应有适当的储备。各种堆场、储库的容量，应满足各种物料储存期的要求。储存期的确定应使生产有一定的机动性，以利于工厂均衡连续地生产。但储存期也不应太长，以免增加基建工程量和费用及占用工厂的流动资金。⑸注意考虑工厂建成后生产挖潜的可能和留有工厂发展余地43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）工厂从设计到建成投产往往要好几年时间，而生产技术却是向前发展的。因此设备能力应能切实满足生产要求并留有余地。此外应结合设计的国内外未来时期水泥需求情况的预测，以及当前国民经济发展的方针政策，考虑在设计中是否需要或应留有多大的扩建余地。考虑工厂扩建的原则是：既要便于今后的扩建，使工厂扩建时尽量不影响原有的生产，又要尽可能不增加当前建厂的占地面积的投资。⑹合理考虑机械化、自动化装备水平机械化水平应与工厂规模和装备水平相适应，特别是连续生产过程中大宗物料的装、运、卸，必须实现机械化。重大设备的检修、起重以及需要减轻繁重体力劳动的场合，也应尽可能实现机械化。⑺重视消音除尘，满足环保要求贯彻执行国家环保、工业卫生等方面的规定。我国水泥生产最高容许排放浓度为50mg/m3。今后，由于对环保要求愈睐愈高，应采取积极措施，减少环境污染，以保护职工身体健康和延长设备生产寿命。为减少环境污染，应广泛的采用新型高效除尘设备，在物料储存设计上采用以“圆库”为主方案。与此同时，也应重视噪音防治、污水治理、绿化环境，使水泥厂工业实现文明生产⑻方便施工、安装、方便生产、维修工艺布置做到生产流程顺畅、紧凑、便捷。力求缩短物料的运输距离，并充分考虑设备安装、操作、检修和通行的方便，以及其它专业对工艺布置的要求1.3全厂工艺流程1.3.1原料工段（1）石灰石开采与输送石灰石在矿山车间破碎后，经皮带机输送到厂内的碎石库，再经皮带机转运，送入石灰石与均化堆场。（2）石灰石预均化堆场石灰石由皮带机送至预均化堆场中心，由悬臂堆料皮带机进行连续人字型堆料，由刮板取料机横切取料。预均化后的石灰石从堆场中心漏斗卸出，有皮带机输送到石灰石库顶。（3）物料联合储库与输送43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）黏土和铁粉分别由装载机从物料联合库送到卸料坑，经皮带和两路阀，分别送到黏土和铁粉调配库。（4）原料调配库及输送原料调配库由石灰石、黏土、铁粉和粉煤灰库组成。粉煤灰由汽车运输进厂，气力输送入库，库下由调速螺运机按设定配比卸出，经冲击式流量计计量控制，卸出量按设定值由电子皮带秤计量，最后由皮带输送到生料磨。（5）生料粉磨配合原料经磨头锁风阀进入立磨进行烘干和粉磨，烘干热源来自窑尾高温风机的废气。出磨物料和粉煤灰一起入选粉机选粉，选下的细粉入生料库，粗粉继续回磨粉碎。（6）原煤破碎及输送原料由公路路运输进厂，由装载机运至皮带机上，进入煤破碎车间破碎。破碎前设有倾斜格筛，将教小粒度的煤筛下，破碎后入煤库。（7）煤粉制备原煤从磨头仓经原盘喂料机喂入立磨粉磨，烘干用热风来自窑尾预热器废气。出磨煤粉随气流进入袋收尘器，收尘净化后的气体排如大气；收下的煤粉有链运机送到衡压仓，仓下有调速螺运机卸出，经煤粉计量控制，分别泵送至窑头和窑尾分解炉。1.3.2烧成工段（1）窑磨废气处理系统出生料磨排出的废气与经过增湿塔降温调质处理的另一部分窑尾废气入汇风箱汇合，一同进入袋收尘器收尘，最后经烟囱排入大气，收下的粉尘经链运机入提升机送入生料均化库。（2）生料均化库和窑喂料生料由提升机送入均化库顶后，由生料分离器呈放射状多点下料入库。生料经流量阀和斜槽，从衡压仓卸出，经高效提升机入窑尾一级预热器（3）预热器系统43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）生料经5级双系列旋风预热器预热和分解炉预分解后，入窑碳酸和钙分解率将大于95%。出预热器气体经窑尾高温风机排出，部分入增湿塔；部分入生料磨作为烘干热源；还有一部分如煤磨烘干煤粉。（4）窑中生料经预热和预分解，进入回转窑内煅烧成熟料。本次设计所设计的回转窑为新型三档短回转窑。（5）窑头熟料冷却及输送熟料从回转窑落入篦冷机，由篦板下鼓入的冷风急速冷却，出篦冷机的熟料温度比环境的温度高65℃，由链斗输送机送入熟料库。冷却机高温空气一部分作为窑用二次风，另一部分经沉降室，由三次风管送到分解炉作为燃烧空气；剩余低温废气经电收尘器收尘后，排入大气。电收尘器收下的粉尘经链运机送到熟料链斗机上。（6）熟料储存熟料由链斗输送机送入熟料库中的一座，再经两路阀和链板输送机送入另一座。黄料送入废品库。如需散装，熟料入散料库。43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）表1全厂流程图铁矿石粘土石灰石矿渣石灰石破碎碎碎碎联合预均化堆场矿渣露天堆场石膏露天堆场预均化堆场场厂铁矿石库石灰石库库库矿渣库石膏库库底配料生料磨生料均化库库回转窑熟料库石膏水泥磨水泥库袋装出厂散装出厂煤预均化堆场煤磨分解炉煤粉仓窑头煤粉仓回转窑分解炉粘土库库43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）第二章配料计算2.1窑的选型及标定干法回转窑系统的设计，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。2.1.1窑的选型计算根据《新型干法水泥厂设备选型使用手册》P399确定日生产能力10000t的熟料回转窑通体尺寸：按公式确定回转窑耐火砖内径=式中：——窑耐火砖内径，m；G——窑额定产量，t/d；K——与窑型有关的数据，查书中（表5.1-1）取K=50=5.50确定回转窑筒体内径：D=2式中：D——窑筒体内径——窑最小耐火砖厚度，与窑筒体内径有关,mm；可查书中（表5.1-2），取=220mm;D=5.50+0.44=5.94，窑内径取6.0m确定回转窑筒体长度，=16（查书5.1-4），L=95m。Φ6.0×95m回转窑窑型技术参数如表2-1所示表2-1选定的窑型技术参数表规格生产能力(t/d)筒体内径筒体长度筒体斜度转速主转（r/min）主电动机功率(kw)挡轮形式Φ6.0×95m100006.0954%0.36~3.6915×2液压43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）2.1.2回转窑产量的标定（1）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，标定窑的日产量为：M=8.495=8.495××=13426t/d（2）根据日本水泥协会推荐公式可计算窑的时产量为：=0.37743=0.37743×=340.55t/h=0.2725=0.2725=341.29t/h=1.5564=1.5564=347.38t/h=343.07t/h（3）实际例子（现实生产中Φ6.0×95m窑的产量）铜陵海螺水泥有限公司、枞阳海螺有限公司等厂家应用Φ6.2×98回转窑组成日产熟料10000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Φ6.0×95窑外分解系统回转窑日产熟料量为10000吨。最终标定的时产量Gt/d=450t/h2.1.3窑的年利用率（4）窑的年利用率新型干法窑年利用率η为0.80~0.9，熟料日产量﹥4000吨，η﹥0.85，所以年利用率η=0.85。每日三班，每班8小时，一年工作310天。（5）烧成系统的生产能力：熟料小时产量：=450(t/h)熟料日产量：==24450=10800（t/d)熟料年产量：==87600.9450=3547800(t/y)（6）确定窑的台数：n=…………………………………………………（2-10）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。43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）2.2煤灰掺入量确定q的取值前面已确定，取q=2980kJ/kg熟料==3.6439%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，可参考表选择煤灰沉落率：表2-2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窑（L/D=30～50）有链条100%干法中空窑30～40%湿法短窑（L/D＜30）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：①以上煤灰沉落率均为无电收尘器时的数值。（资料来源：《水泥工艺学》）②有电收尘器时，煤灰沉落率为100%（以上均是）。2.3配料计算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。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=0.89±0.01，SM=2.60±0.10，IM=1.60±0.10。以尝试误差法计算各原料配合比5）单位熟料热耗：3178kJ/kg；6）生产损失：生料、水泥按1%计算，其它按3%计算。43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）2.3.1，原料化学成分表2-3原料化学成分名称烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其它Σ石灰石41.823.080.670.4652.540.680.75100.00粘土5.0469.9814.055.920.470.973.57100.00铁粉4.1516.064.1859.748.482.434.96100.00煤灰52.4729.675.046.341.844.64100.00表2－4进厂原燃料水分及粒度物料名称石灰石粘土铁粉矿渣石膏原煤水分（%）11531828粒度（mm）≤600≤40≤10≤10≤20≤100表2－5煤的工业分析挥发分固定碳灰分热值25.92%45.92%26.28%22920kJ/kg2.3.2计算原料配合比：设定干燥物料的配合比为石灰石：砂岩：粘土：铁质原料=83:15.7:1.3表2-6名称配比烧失量MgO其他石灰石83.0034.71062.55640.55610.381843.60820.56440.6225粘土15.70.791310.98692.20590.92940.073790.15230.5605铁粉1.30.05390.208780.05430.77660.110240.03160.0645生料100.0035.555813.75202.81632.087943.79220.74831.2475灼烧生料100.0021.33944.37013.239867.95371.16111.9357煤灰的参入量=3.6439%，则灼烧生料的配合比为100-3.6439%=96.3561%。以此计算熟料的化学成分表2—743 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）名称配合比MgO其他灼烧生料96.356120.56194.21093.121765.47751.11881.8652煤灰3.64391.91191.08110.18370.23110.06700.1691熟料10022.47385.29203.305465.70861.18582.0343则熟料的率值计算如下：可见上述的率值都在误差允许的范围内，所以得出的各干原料的配合比为：石灰石83.0%，砂页岩15.7%，铁粉1.3%，2.3.3计算湿原料的配比：已知各原料的含水量为：石灰石1%，粘土15%，铁粉3%。则湿原料的质量配合比为：湿石灰石==84.838%湿粘土==18.471%湿铁粉==1.340%湿石灰石==80.89%湿粘土==17.82%湿铁粉==1.29%综上所述：最终确定各原料的干物料配合比为：石灰石83.0%，粘土15.7%，铁粉1.3%。2.4全厂物料平衡的计算在窑的选型计算中确定窑的台数为一台，熟料的小时产量为=450t/h，43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）原、燃材料消耗定额的计算2.4.1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=1.495（t/t熟料）其中：I—干生料的烧失量（%）S—煤灰参入量，以熟料百分数表示（%）（2）．考虑煤灰参入时，1t熟料的干生料的消耗定额=1.510（t/t熟料）式中：—生料的生产损失（%），本设计中取1%（3）．各种干原料消耗定额……………………………………………………………（3-24）式中：—各种原料的消耗定额（t/t熟料）—干生料消耗定额（t/t熟料）—生料中该原料的配合比（%）所以，各干原料的消耗定额为：1.510×83%=1.254（t/t熟料）=1.510×15.7%=0.237（t/t熟料）=1.510×1.3%=0.0196（t/t熟料）2.4.2烧成用干煤消耗定额==0.130t/t熟料=（22920+25×8）=25130.43kJ/kg干煤式中：—煤的应用基水分（%），取8%—煤的干燥基低位热值，kJ/kg干煤—煤的应用基低位热值，kJ/kg原煤—烧成用干煤消耗定额，t/t熟料—煤的生产损失，取3%烧成用干煤消耗定额，t/t熟料2.4.3．含水湿物料的消耗定额43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）1.254×100/（100-1）=1.267（t/t熟料）=0.237×100/（100-15）=0.279（t/t熟料）=0.0196×100/（100-3）=0.020（t/t熟料）2.4.5湿煤的消耗定额43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）2.510000t/d水泥熟料物料平衡表物料名称配比%水分%消耗定额（kg/t熟料）物料平衡（带1%生产损失）备注干基（t）湿基（t）干基湿基每小时每天每年每小时每天每年石灰石83.011.2541.267522.5125403887400527.912670392700窑运转天数：310粘土15.7150.2370.27998.752370734700116.252790864900燃烧热值：22920铁质原料1.330.01960.0208.2196607608.320062000烧成热耗：3178生料1001.510629.0151004681000熟料416.7100003100000烧成用煤80.1300.14354.2130040300059.6143044330043 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）第三章储库计算3.1石灰石预均化堆场的计算石灰石的容重为1.45，休止角为40度(教材表3-16)，物料日需要量为12540t，石灰石质原料储蓄期选择为7天。国内大多是水泥厂采用直径为90m，则料堆最小内直径为6m，料堆中心直径为48m，料堆宽为40m。根据产需要量选择2个圆形堆场每个堆场要求设计储量：V=12540×7÷2=43890t则高度h=40×tan40/2=16.78m所以石灰石堆场的大小为直径为90m，高度为18m的2个圆型堆场。3.2储库的选型计算3.2.1石灰石配料库要求储蓄期为1天，则储蓄量为：Q=12540×1=12540tv=Q/nr=12540/(1×1.45)=8648.3m³选择圆库：直径D=15m，库直筒高H=30;,有效容积为V=5000m³库的个数：n=V/v=8648.3/5000=1.73所以选用的石灰石配料库的数量为2个3.2.2粘土配料库要求储蓄期为2天。则储蓄量为：Q=2370×2=4740tV=Q/nr=4740/（1×1.5）=3160m³选择圆库：直径D=10m，筒直高度H=20m;有效容积为v=16000m³库的个数：n=V/v=3160/1600=1.975所以选用的粘土配料库的数量为2个。3.2.3铁粉配料库铁粉的配料库也选用圆库：直径D=7m，库直筒高H=15m，有效容积为v=576m³。可储存天数为：T=Q/Qd=576/196=2.94d可标定为铁粉配料库的存储期限为3天。3.3生料均化库的计算要求存储期为2天，则存储量为：Q=2×15100=30200tV=Q/nr=30200/（1×1.1）=27454.5m³选取连续式NC均化库：Φ22.5×58m储量：20000×2t实际储存天数：T=40000×2/27454.5=2.9d3.4熟料库的选取与计算本次设计根据海螺集团铜陵水泥厂的储存期为10天。则储量为：Q=1043 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）×10000=100000t要求圆库容积：V=Q/nr=100000/1.45=68965.5m³所以选取熟料库规格为Φ60×22m，储量100000t。表3-1各堆场、储库的物料储存量及储存期序号物料名称储存方式及规格（m）数量储存量（t）储存期（d）1石灰石圆形预均化堆场Φ9022×13000022石灰石配料库圆库Φ1522×500023粘土配料库圆库Φ1022×1600024铁粉配料库圆库Φ711×57625生料圆库Φ22.522×2000026熟料圆库Φ9011×100001043 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）第四章烧成窑尾工艺计算4.1理论消耗物料表4-1原始参数：温度负压a空气系数e分解率％风速窑尾烟室1271-12314701.02分解炉889-10751840-18701.05807.9880-8751840-27801.03954.80680-8132670-34301.05304.70519-6853740-46501.10104.705393750-47401.1534.203356790-59901.2003.70大气空气系数a=1.02漏风量：5%来自《预分解窑水泥生产综合技术及操作实例》表10.264.1.1生料料耗由工艺计算可知K生=1.510（kg/kg熟料）；4.1.2预热器飞灰量式中——C1筒的分离效率，一般取95%。4.1.3收尘器收入灰量式中——收尘器收尘效率，取99.9%。4.1.4出收尘器的飞灰量4.1.5实际料耗L=K生+F=1.510+0.00079=1.51079(kg/kg熟料)4.1.6预热器喂料量L1=L+F2=1.51079+0.0794=1.59019(kg/kg熟料)43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）4.2预热器及分解炉工艺计算4.2.1准备计算熟料煤耗量:由工艺计算可知：Km=q/Qnetar==0.139理论空气量:（式4.2）理论废气量:（式4.3）生料分解生成废气量：（式4.4）I-生料烧失量窑尾排出废气量：1窑内煤燃烧产生废气量：式中：40%——回转窑用燃料比；2窑尾过剩空气量：α-窑尾过剩空气系数取1.023生料入窑分解放出的CO2：4窑尾废气量：每小时抽风量：0.3832×=1.596×Nm3/h化为工作态工作态每小时的抽风量：2.1743×=9.06×Nm3/h43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）4.2.2三次风管抽风量窑尾废气带入空气量=0.0067（Nm³/kg熟料）炉内煤燃烧需要空气量Va060%=0.837360%=0.5024（Nm³/kg熟料）分解炉漏风量为5%，取漏风空气量的Va00.05=0.0419（Nm³/kg熟料）出炉废气的过剩空气量(α-1)Va0=(1.02-1)0.8373=0.0167（Nm³/kg熟料）三次风管抽风量=0.5024-0.0419+0.0067-0.0167=0.4505（Nm³/kg熟料）每小时抽风量：0.4505×=1.88×Nm3/h分解炉内废气量：1煤燃烧的废气量：=（炉煤+窑煤）燃烧产生的废气量=Vg=0.9079（Nm3/kg熟料）2生料分解产生CO2：=全部生料分解放出的CO2总量（炉内分解率+窑内分解率）=UR（94%+5%）=0.266899%=0.2641（Nm3/kg熟料）3过剩空气量：=4炉内废气量：每小时抽风量：1.0721×=4.47×Nm3/h化为工作态:工作态每小时的抽风量：4.6917×=1.55×Nm3/h4.3预热器废气量计算4.3.1C5废气量1出炉废气量=1.0721Nm3/kg熟料43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）2漏入空气量=5%（窑+炉）的理论空气量=5%·Va0=5%0.8373=0.0419（Nm3/kg熟料）3C5内分解的CO2量=4C5废气量=每小时的抽风量：1.3675×=5.69×Nm3/h化为工作态：工作态每小时的抽风量：5.9037×=2.46×Nm3/h4.3.2C4废气量1来自C5的废气=1.3675Nm3/kg熟料2漏入空气量=3C4废气量=(1+5%)=1.051.3675=1.4359（Nm3/kg熟料）每小时的抽风量：1.4359×=5.98×Nm3/h化为工作态：工作态每小时的抽风量：5.5449×=2.31×Nm3/h4.3.3C3废气量1来自C4的废气=1.4359Nm3/kg熟料2漏入空气量=3C3废气量=(1+5%)=1.051.4359=1.5077（Nm3/kg熟料）43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）每小时的抽风量：1.5077×=6.28×Nm3/h化为工作态：工作态每小时的抽风量：4.9684×=2.07×Nm3/h4.3.4C2废气量1来自C3的废气=1.5077Nm3/kg熟料2漏入空气量=3C2废气量=(1+5%)=1.051.5077=1.5831（Nm3/kg熟料）每小时的抽风量：1.5831×=6.59×Nm3/h化为工作态：工作态每小时的抽风量：4.9326×=2.06×Nm3/h4.3.5C1废气量1来自C2的废气=1.5831Nm3/kg熟料2漏入空气量=3C1废气量=(1+5%)=1.051.5831=1.6623（Nm3/kg熟料）工作态每小时的抽风量：1.6623×=6.93×Nm3/h化为工作态：43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）工作态每小时的抽风量：3.9476×=1.64×Nm3/h把以上各工作状态数据列表，即可得到气体平衡表，从表中可读到系统各部分实际处理气体量：表4-2气体平衡表位置过剩空气系数α标准态工作态Nm3/kg.clNm3/h(×105)m3/kg.clm3/h(×106)窑尾烟室1.020.38321.592.17430.91三次风管0.45051.88分解炉出口1.051.07214.474.69171.55五级出口1.061.36755.695.90372.46四级出口1.071.43595.985.54492.31三级出口1.081.50776.284.96482.07二级出口1.091.58316.594.93262.06一级出口1.111.66236.933.94761.64表4-3数值的设定项目C1C2C3C4C5分解炉风速(m/s)3.734.284.784.75843 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）第五章烧成窑尾规格计算5.1分解炉规格的计算确定5.1.1分解炉的有效截面和有效直径（直筒部分）；（式5.1）式中S炉——分解炉有效截面积；D炉——分解炉的内径；Vg——通过分解炉的工况风量，m3/h;Wg——分解炉断面风速，m/s;选择悬浮式MSC分解炉，炉子截面风速Wg=5.5～9.5m/s，在这里取Wg=8m/s耐火砖厚度：D炉=+即分解炉有效面积为53.82m2,有效直径为8.68m,取直径为8.8m.5.1.2分解炉的高度一般可以由气流在炉内停留时间计算。H=Wt式中H——分解炉高度，m;W——气流在炉内平均流速，m/s;T——气流在炉内经历时间，s;MSC炉气流在炉内经历时间t为2～5s,取t=3s,取Wg=5.5m/s则：H=3*5.5=16.5.m;分解炉高度为16.5m;有效截面积：S炉=55.39m2;有效内经;D有=8.4m;分解炉高：H=16.5m。三次风管直径计算：入炉风管直径一般按管内风速20m/s计算，一般去窑直径的0.6倍左右=3.6m43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）通过其缩口风速取26m/s5.2预热器规格的确定5.2.1C5规格的确定计算旋风筒直径:（式5.2）式中D——筒圆柱体内径，m;Q——旋风筒内气流量，m3/sVA——截面风速，m/s.对C5而言，推荐风速为5-5.5m/s，取V5=5m/s,则取9.0m.内筒直径:d1=0.51D=4.59m;料管直径:d2=0.16D=1.44m;进口宽:b=0.35D=3.15m;进口高:a=0.55D=4.95m;柱体高:h1=0.7D=6.3m;锥体高:h2=1.02D=9.18m;总高:H=1.72D=15.48m;内筒高:P=0.4D=3.6m;此为两个C5筒的规格.5.2.2C4规格的确定取V4=4.7m/s,则C4直径为：C4的规格取值为9.3m内筒直径:d1=0.51D=4.74m;料管直径:d2=0.16D=1.49m;进口宽:b=0.35D=3.25m;进口高:a=0.55D=5.12m;柱体高:h1=0.7D=6.51m;锥体高:h2=1.02D=9.49m;总高:H=1.72D=15.99m;内筒高:P=0.4D=3.72m;5.2.3C3规格的确定取V3=4.70m/s，则C3直径为：43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）取8.8m内筒直径:d1=0.51D=4.49m;料管直径:d2=0.16D=1.4m;进口宽:b=0.35D=3.08m;进口高:a=0.55D=4.84m;柱体高:h1=0.7D=6.16m;锥体高:h2=1.02D=8.98m;总高:H=1.72D=15.14m;内筒高:P=0.4D=3.52m;此为两个C3筒的规格.5.2.4C2规格的确定取V2=4.20m/s，则C2直径为规格取8.3m内筒直径:d1=0.51D=4.23m;料管直径:d2=0.16D=1.33m;进口宽:b=0.35D=2.91m;进口高:a=0.55D=4.56m;柱体高:h1=0.7D=5.81m;锥体高:h2=1.02D=8.47m;总高:H=1.72D=14.28m;内筒高:P=0.4D=3.32m;5.2.5C1规格的确定取V1=4.70m/s，则C1直径为：内筒直径:d1=0.51D=3.98m;料管直径:d2=0.16D=1.25m;进口宽:b=0.35D=2.73m;进口高:a=0.55D=4.29m;柱体高:h1=0.7D=5.46m;锥体高:h2=1.02D=7.96m;总高:H=1.72D=13.42m;内筒高:P=0.4D=3.12m;据上将出各部分尺寸总列如下表43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）表5-1各级悬浮预热器尺寸级数12345直径D(m)7.88.38.89.39.0内筒直径d13.984.234.494.744.59料管直径d21.251.331.401.491.44进口宽b(m)2.732.913.083.253.15进口高a(m)4.294.564.845.124.95柱体高h15.465.816.166.516.30锥体高h27.968.478.989.499.18总高H(m)13.4214.2815.1415.9915.48内筒高P(m)3.123.323.523.723.6043 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）第六章主机设备选型计算在物料平衡计算和窑尾热工设备工艺计算基础上，计算各车间主机要求生产能力（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，最后选定车间工作制度。本次设计的是烧成车间。6.1主机平衡计算根据《水泥厂工艺设计概论》（1993版金蓉蓉主编）P43公式3—27Gn=Gw/H式中：Gn——要求主机平衡产量Gw——物料周平衡量H——主机每周运转小时数石灰石破碎机要求小时产量：GH=12670/14=905t/h窑要求小时产量：GH=10000/24=416.2t/h煤磨要求小时产量：GH=10000*0.130/24=54.2t/h6.1.1破碎机的选型表6-1-1石灰石破碎机选型表序号项目单位计算公式及依据计算结果1需破碎物料物料参照《物料平衡表》石灰石，水分1%时产量Ght/h905日产量Gdt/d12670年产量Gyt/y39277002破碎粒度开采粒度Dmm参照设计任务书表2≤600磨机喂入粒度mm≤70破碎粒度dmm≤253破碎比i=D/d244确定工艺方案锤式破碎机反击式破碎机5破碎系统要求产量t/h《手册》（4-4）G=gG0/dntk1193.4259烧成车间年产熟料量G0t/y参照《物料平衡表》3100000每吨熟料的石灰石耗量gt/t1.267破碎系统全年工作日dd310每天工作班数n班两班每班工作小时数th7小时供料不均衡系数k同上，0.8～10.9序号项目单位计算公式及依据计算结果方案Ⅰ方案Ⅱ43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）6选择破碎机规格型号分别参考中国破碎机网和《手册》表4-16PPC2022PF-1622生产能力t/h400~600500~600转子（直径D×长度L）mm2022*22551600*2250最大入料粒度mm≤1000≤800续表出料粒度mm≤25≤25转子转速nr/min3187确定破碎机台数Ｎ，班数Ｍ综合考虑生产能力和系统要求产量N=2M=2N=2M=28电动机功率kw800~900450~5009综合分析、比较反击式破碎机结构简单，制造维修方便，工作时无显著不平衡震动，无需笨重的基础。它比锤式破碎机更多的利用冲击和反冲击作用进行选择性破碎，料块自击粉碎强烈，因此粉磨效率高，生产能力大，电耗低，磨损少，产品粒度均匀且多呈立方块状。所以，采用方案II表6-1-2反击式破碎机的技术性能参数型号规格最大进料(mm)转子直径(mm)转子长度(mm)出料粒度(mm)生产能力(t/h)电机功率(kw)设备重量(kg)(不包括电机)PF-162210001600225025500~600450~500920006.1.2原料粉磨设备辊式磨作为一种集破碎、烘干、粉磨、选粉、输送等功能于一体的高效节能设备，在生料粉磨中应用最为广泛,根据物料平衡表选择ATOX50立式磨。表6-1-3ATOX50立式磨技术性能参数磨机型号ATOX50入磨物料粒度mm95入磨物料综合水分%6%产量t/h450产品细度(R0.08)%80µm筛余≤14%产品水分%≤0.5出磨风量m3/h840000出磨风温℃9043 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）磨盘中径mm5000磨盘最大外径mm5610磨辊直径mm3000台数26.1.2低压损预热器近年来，在能源危机及重视能源利用的国家的水泥工业发展中，极力推荐并发展5级旋风预热器技术。5级比4级出口温度可降低300C以上．热耗降低84~126KJ／kg熟料。5级系统降低能耗的关键是旋风筒，因此预热器技术较为先进国家的设备制造厂均开发有独自的高效低阻旋风筒。目前已有经过改进的4级预热器压降为2．1KPa，5级压降为3．0KPa。根据表5.1：以及枞阳海螺10000t/d生产线，我选择DOPOL双系列五级旋风预热器，其具有高换热效率，低废气量排放和单位熟料热耗低<2974KJ>的优点，各级悬浮预热器尺寸选择五级双系列窜风预热器系统表6-1-4低压损预热器规格型号一级筒二级筒三级筒四级筒五级筒内径*柱体高7.8*5.468.3*5.818.8*6.169.3*6.519.0*6.30数量（套）22222内筒内径3.98m4.23m4.49m4.74m4.59m下料管道直径1.25mm1.33mm1.40mm1.49mm1.44mm6.1.3分解炉选型根据第五章分解炉计算可得，在根据枞阳海螺水泥厂设备可知，本设计选用MSC型分解炉，其MSC分解炉具有煤适应性好，容积产量高和高换热效率的特点。6-1-5分解炉的技术性能参数设备名称MSC分解炉规格Φ8.8×41分解炉主截面风速5.5m/s气体停留时间3s底部直径3.18m喷煤嘴数量4套6.1.4回转窑规格选用三档窑，L/D=15。斜率4%，转速3.6r/min。表6-1-6回转窑选型计算序号项目单位计算公式和依据计算结果1设计要求日额定产量t/d设计任务要求及《新型干法水泥厂设备选型使用手册》10000最大连续产量t/d11000最小连续量t/d950043 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）2回转窑计算耐火砖内径m（k为与窑型有关系的常数NSP取50~60）5.50回转窑筒体内径m（耐火砖本设计取220mm）6.0确定筒体长度m《新型干法水泥厂设备选型使用手册》表5.1-495回转窑斜度%《新型干法水泥厂设备选型使用手册》表5.1-54回转窑转速r/min《新型干法水泥厂设备选型使用手册》Pg4440.36-3.63选择回转窑规格《新型干法水泥厂设备选型使用手册》及目前各水泥生产厂家10000t/d线生产使用情况Φ6.0×95m生产能力t/d10000筒体直径m6.0筒长m95筒体斜度%4筒体转速r/min0.36-3.6支撑数档34回转窑年利用率%《新型干法水泥厂设备选型使用手册》η=310/365855窑的台数计算台n=3100000/（8760×η×Qhv）（窑的标定台时产量）0.99985取16.2煤磨粉末系统表6-2序号项目单位计算公式和依据计算结果1需粉磨物料量时产量t/h参照《物料平衡表》54.2日产量t/d1300年产量t/y4030002入磨物料性质喂入物料参照《物料平衡表》参照表3.1序号6数据煤粒度mm≤100水分%83要求主机小时产量t/h参照《手册》公式2-33752.9643 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）Gh=Gy/8760η适宜年利用率η参照《手册》表2-10η=0.70～0.80η=310×3×7/8760=0.743序号项目单位计算公式和依据计算结果方案Ⅰ方案Ⅱ续表4选择磨机磨机型号参照《中国水泥》2006.9《为10000t/d生产线配套的大型原料立磨的技术现状》风扫煤磨Φ3.8m×9.5mMPF2116最大入磨粒度mm≤25≤50产量t/h3840产品细度(R0.08)%≤3%≤12%产品水分%≤1.2%≤0.8%磨辊直径mm2120序号项目单位计算公式和依据计算结果磨辊宽度mm1150磨辊数量3磨盘转速r/min24.8主电机功率kW1250560选粉机型号O-SEPASLS2650选粉机效率%95%>90%5确定磨机台数N班数M根据台时产量和要求的主机小时产量N=2M=3N=2M=36综合分析、比较风扫煤磨与立磨相比，产量低，能耗高，所以方案二比较合理。7结论通过以上综合比较决定采用方案II表6-2-1MPF2116立式磨技术性能参数磨机型号MPF2116入磨物料粒度mm≤50mm入磨物料综合水分%10%产量t/h40产品细度(R0.08)%80µm筛筛余≤10-15%产品水分%≤0.5磨盘转速r/min24.8磨辊直径mm21206.2.1煤粉袋收尘煤粉采用袋收尘，技术参数如下表表6-2-2袋收尘的技术性能参数43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）规格型号处理废气量(m3/h)废气温度(℃)入口废气浓度（g/m3）出口废气浓度（mg/Nm3）过滤风速（m/min）横断面积（m2）承受负压（pa）压力损失（pa）台数FGM96-2×10（M）110000＜120≤550≤50129014000≤200026.3窑尾废气处理系统窑尾废气处理采用高浓度电收尘表6-3电收尘器选型计算序号项目单位计算公式及依据计算结果1设备通风量循环风机出风量Qm3/h参照说明书第章窑尾废气计算结果窑尾风量Q2Nm3/h6.93×2系统漏风量Q3m3/h设备通风量的10～30%1640003处理风量Qm3/hQ=Q1+Q2+Q34气体温度循环风机出风温℃参照表3.580窑尾风温（经增湿塔降温）℃120~2505含尘浓度g/m36006选择收尘器根据以上参数选择序号项目单位计算公式及依据计算结果7净过滤速度VNm/s0.668净过滤面积ANm2AN=Q/60VN503039选择型号根据产品目录性能参数表选择型号BS930续表10实际处理风量m3/h288000011横断面积m229043 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）12室数个2每室电场数个813电场风速m/s0.64214出口废气浓度mg/Nm3≤5015设计压力pa－1150016国家排放浓度标准mg/Nm35017确定电收尘器台数台2表6-3-1电收尘器的技术性能参数规格型号处理废气量(m3/h)废气温度(℃)入口废气浓度（g/m3）出口废气浓度（mg/Nm3）电场风速（m/s）横断面积（m2）室数（个）每室电场数（个）设计压力（pa）BS930288000070-400≤730≤500.64229028-115006.3.1窑尾高温风机通过第四章烧成窑尾工艺计算，窑尾废气量为1.64×Nm3/h，综合窑尾最大烟气量，我们选择高温风机的规格如下：表6-3-2高温风机技术参数规格型号处理废气量(m3/h)型式气体含尘量（g/m3）气体温度0C（原料磨开时）气体温度0C（原料磨开时）转速r/min台数数（个）设计压力（pa）W6-2x39No31.5828000--687000双吸口式70296150-160290272006.3.2生料入窑提升机斗提机在水泥厂中被广泛应用于垂直输送块状、粒状及小块状的物料，具有布置紧凑，提升高度高，密封性好等优点。这里是将均化库卸出的物料输送给预热器。根据第三章物料平衡表可知，生料每小时消耗量为629t，表6-3-3斗式提升机设备选型计算项目单位参数胶带式斗式提升机BWG-1000/360/5提升能力t/h170斗速m/min3143 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）主轴转速r/min13.8料斗容积l35斗宽mm100斗距mm400运行部件重量Kg/m89物料最大块度10mm允许所占百分比%13025mm%10550mm%8075mm%65100mm%556.4窑头篦冷机根据日产量，我根据铜陵海螺日产10000吨熟料线，我选用用CP公司HE10推动篦式冷却机，该篦冷机采用新型控制流冷却技术，熟料骤冷效果好!篦冷机单位面积生产能力高，出料温度低，热回收效率高，冷却用风量、余风排放量少，节能降耗，对烧成熟料的适应性以及在产量波动，恶劣工况下的可靠性好，篦板等易磨易损件损耗小，使用寿命更长，正常使用时，固定篦床篦板不低于1.5年，热端篦板不低于2年，设备故障少，运转率高，技术参数如下表：表6-4篦冷机参数技术参数数值型号HE101845R生产能力（t/d）10000-11000入料温度（0C）1400出料温度环境温度（0C）650C+环境温度系统热回收效率≥74出料粒度（≤25mm）%≥90篦板有效面积（m2）255.8篦板单位面积产量（t/m2·d）39.1-43篦板冲程（mm）130（最大140）冲程频率（次/min）4-25熟料装机风量（标况）（m3/kg）2.14熟料使用风量（标况）（m3/kg）1.916.5熟料破碎机选型43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）由于熟料煅烧后有许多大体积熟料块，而球磨机的入料粒度又比较小，所以就必须在篦冷机出口安装一个破碎机，这样才能满足球磨机的入料粒度。破碎机就显得至关重要。表6-5破碎机技术参数型号RB488-6宽度（mm）4880生产能力（t/d）12000出料粒度（mm）≤25转速（r/min）4传动电机功率（Kw）6×116.5.1熟料输送设备选型水泥场内熟料作为粉状物料形式输送，粒度细，易飞扬且温度高，要求用具有良好密封性和耐磨性的输送设备进行输送。本设计选用天津水泥设计院设计的拉链机作为熟料输送设备。输送选型设备如下表：表6-5-1拉链输送机的技术性能参数规格型号最大输送能力（m3/h）输送带的宽度B（mm）托辊形式带速（m/s）DTⅡ型6491000缓冲托辊1.66.5.2窑头电收尘,规格型号处理废气量(m3/h)废气温度(℃)入口废气浓度（g/m3）出口废气浓度（mg/Nm3）电场风速（m/s）横断面积（m2）室数（个）每室电场数（个）设计压力（pa）BS930288000070-400≤730≤500.64229028-11500窑头电收尘也采用BS950，电收尘器的技术性能参数表6-5-26.6最终确定车间工作制度43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）参见《水泥厂工艺设计概论P4-I表3--7》设计主机每周运转小时数及班制表：表6-6主机名称每日运转时间(h/d)每周运转时间（h／周）生产周制（d/周）生产班制石灰石破碎机12726每天两班，每班6小时窑241687每天3班每班8小时煤磨241687每天3班每班8小时43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）总结本次毕业设计历时两个多月的时间才最终完成，通过此次的设计使我把大学中所学的知识运用到这次设计之中。同时在查阅资料的过程中也学习了更多水泥方面的知识，使自己对水泥行业有了更深层次的了解。　　本次设计首先从原始资料入手，进行工艺的选择与配料计算以及全厂物料平衡计算，以求出符合要求熟料组成的原料配合比和各种物料的消耗定额。以全厂物料平衡表为依据进行主机的选型和标定。然后通过对海螺水泥厂的实地考查，选出蓖冷机的型号。这次是第一次来做水泥产设计所以查阅了大量资料。10000T/D目前是世界最大的生产线，所以没有对比和参考。设计很粗糙。由于本人的能力有限所以难免有很多不妥之处。希望错误之处望大家指出。在设备选型的时候不同的设备对比较少。设备选的不妥之处愿大家提出指正，。43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）主要参考文献[1]严生、常捷、程麟.新型干法水泥厂工艺设计手册[M]，北京：中国建材工业出版社，2007[2]张庆今.硅酸盐工业机械及设备[M]，广州：华南理工大学出版社[3]马保国.新型干法水泥生产工艺[M]，北京：化学工业出版社，2007年[4]王军伟.新型干法水泥生产工艺读本[M]，北京：化学工业出版社，2006年[5]金容容.水泥厂工艺设计概论[M]，武汉：武汉理工大学出版社[6]熊会思、熊然.新型干法水泥厂设备选型使用手册[M]，北京：中国建材工业出版社，2007[7]陶珍东，郑少华.粉体工程与设备.北京：化学工业出版社[8]陈绍龙，张朝发，李福州.水泥生产破碎与粉磨工艺技术及设备[M]，北京：化学工业出版社，2006年[9]姜洪舟.无机非金属材料热工设备[M]，武汉：武汉理工大学出版社[10]熊会思.新型干法烧成水泥熟料设备[M]，北京：中国建材工业出版社[11]刘志江.新型干法水泥技术[M]，北京：中国建材工业出版社，2005年[12]李海涛.新型干法水泥生产技术与设备，北京：化学工业出版社，2006年[13]芮君渭、彭宝利著.水泥粉磨工艺及设备，北京：化学工业出版社，2006年[14]彭宝利.《水泥生产工艺流程及设备参考图册》，武汉工业大学出版社[15]肖争鸣、李坚利.水泥工艺技术，北京：化学工业出版社，2006年43 日产10000水泥熟料新型干法水泥厂烧成系统工艺设计（窑尾）致谢经过三个多月的努力，日产10000吨水泥熟料窑尾系统设计的毕业设计终于要完成了。在此，特向在这次毕业设计中给与我悉心指导和帮助的老师致以最真诚的感谢！同时还得到了学院其他老师和同学的指导和帮助，在此一并表示感谢！导师严谨的学术作风和平易近人的谆谆教诲深深的感染了我，它将是我今后的人生道路上的一笔重要财富。本次设计我们除了在参观实习中获得一些知识外，还查阅了大量的资料和文献。尽管如此，由于我们缺少实践经验，在设计中就难以避免的出现了很多的不足和不合理的地方。加之本次设计只是一次教学模拟，缺少实践经验，从理论上升到实际生产，很多的东西还有待完善。同时由于时间和经验有限，在此设计中难免有错漏的地方，敬请老师批评指正。43