1、唐 山 学 院毕 业 设 计设计题目： 5000t/d 新型干法水泥厂煤粉制备车间工艺设计系 别：_班 级：_姓 名：_指 导 教 师：_2013 年 6 月 13 日刘臻09 无机非金属材料（2）班环境与化学工程系5000t/d 新型干法水泥厂煤粉制备车间工艺设计摘 要本 设 计 的 任 务 是 设 计 日 产 熟 料 5000 吨 的 水 泥 厂 。 设 计 过 程 包 括 厂 址 的 选择 、 全 厂 的 布 局 、 窑 的 选 型 、 物 料 的 平 衡 计 算 、 各 车 间 工 艺 设 计 以 及 主 机 选 型 、物 料 的 储 存 、 物 料 的 预 均 化 和 重 点 车 间
2、 设 计 等 内 容 。 重 点 设 计 的 车 间 是 煤 粉 制备 车 间 。 采 用 的 是 目 前 较 为 广 泛 使 用 的 立 磨 粉 磨 系 统 ， 此 粉 磨 系 统 是 将 物 料 喂入 辊 式 磨 后 ， 在 磨 内 粉 磨 成 品 。 该 粉 磨 系 统 目 前 的 运 用 技 术 已 经 成 熟 ， 具 有 高效 节 能 等 特 点 ， 被 许 多 大 型 的 水 泥 厂 家 所 青 睐 。关 键 字 ： 工 艺 设 计 新 型 干 法 煤 粉 粉 磨The Daily 5,000 Ton Clinker NSP Cement Powered Coal Prepares
3、 The Workshop Technological DesignAbstractThe design task is to design 5,000 tons of clinker cement factory.Design process including site selection, layout of the entire plant, the Selection kiln, the material balance calculations, the production workshop process design and host selection, material
4、storage ,material homogenizing and the key workshop design etc. Focus on the design of the workshop is pulverized coal preparation plant, we use the more widespread use of vertical mill grinding system ,the grinding system is the material after roller press rolling and powder into the finished produ
5、ct. The system is currently using technology has become increasingly mature, a highly efficient energy-saving features such as large-scale cement factory home to the majority to accept.Key word： technological design; NSP; coal grinding目 录第一部分：总体设计 11 新型干法水泥生产的发展与特点 11.1 新型干法水泥生产的发展 .11.2 新型干法水泥生产的特点
6、 .22 参数的确定 42.1 熟料率值的确定 .42.2 熟料热耗的确定 .52.3 熟料标号的确定 .52.4 矿渣及石膏掺加量的确定 .63 物料平衡的计算 83.1 配料计算 .83.1.1 计算煤灰掺入量 83.1.2 计算干燥原料的配合比 .93.1.3 熟料矿物组成 93.1.4 计算湿物料的配合比 .103.2 物料平衡 .103.2.1 工厂生产能力 .103.2.2 原料消耗定额 .114 全厂流程的确定 .154.1 流程论述 154.2 主机设备选型计算 194.2.1 各种主机小时产量 .204.2.2 主机平衡表 .254.2.3 全厂堆场及储库计算 .254.4
7、全厂工艺流程方框图 345 全厂的质量控制点及控制指标 .356 全厂总平面布置图的设计 .376.1 全场总平面设计的基本原则 37第二部分：煤粉制备车间设计 .381 车间工艺流程的确定 .381.1 车间流程的确定 381.2 煤磨设备的技术参数 391.3 煤粉的计量及喂料设备 411.4 粗煤仓与细煤仓的设计 421.5 输送设备的选择 421.6 煤粉车间的通风和收尘 431.6.1 通风的作用 431.6.2 除尘设施 441.7 车间安全设施的设计 442 提高煤粉制备系统产质量的措施 .473 煤粉制备车间工艺布置图的设计思路与要点 .48结论 .49参考文献 .50结 束
8、语 .51谢 辞 .52唐山学院毕业设计1第一部分：总体设计1 新型干法水泥生产的发展与特点1.1 新型干法水泥生产的发展近年来，代表最新水泥生产技术水平的新型干法水泥生产技术和装备，具有单位容积大、热利用率好、电耗低、污染小、生产效率高、产品质量稳定、规模经济效益好等特点，使工厂在生产规模和技术装备大型化、生产工艺节能化、操作管理自动化、环境保护生态化等方面取得了很大的进步。 一、生产规模和技术装备大型化新型干法技术的发展，使水泥生产装备的单机能力和性能的可靠性大大提高，而设备的大型化又是实现先进工艺技术的手段和途径。目前世界上已有日产 1000012000t 的水泥熟料生产线和 600t/
9、h 以上的生料磨，大型的现代化水泥生产线和生产企业，大大提高了水泥生产效率，降低了生产成本。 二、生产工艺节能化高效低压损预热器，理想流场的预分解炉，超短窑应用，三通道燃烧器，可控流第三代篦冷机，中低温余热发电，无烟煤资源利用，立磨、辊压机、辊筒磨终粉系统代替传统球磨，高效选粉机使用，机械输送取代气力输送，变频调速代替风门开度等等，在水泥工业生产中推广与应用。进入 90 年代以来，立磨及辊压机技术得到进一步发展。各制造商都在提高设备可靠性，提高耐磨衬板（衬套）的使用寿命，改进磨盘、送粉机及其它部件结构，提高粉磨效率，进一步降低电耗等方面做出了很大努力。 由于生料配合原料的易磨性比熟料好的多，对
10、机械性能要求不是很高，加之原料有烘干要求，立磨终粉磨技术在原料粉磨方面应用的更为广泛。对于水泥粉磨，和辊压机相比，立磨用于熟料粉磨的主要优点在于要求的磨辊压力低，因而对轴承及磨损件的要求低，即采用同样的材质，立磨的设备可靠性、磨损件的寿命等优于辊压机。立磨终粉磨系统也大量用于矿渣粉磨。三、操作管理自动化计算机控制技术、高速通讯技术、图形动态显示技术的飞速发展，为生产过程实现自动化操作管理提供了方便；DCS 集散控制技术，QCS 生料质量管理控制系统，回转窑模糊逻辑控制系统，磨机负荷控制系统，窑筒体温度检测系统等得到广泛应用。劳动定员大大地减少。 使用磨前在线元素分析仪质量控制系统有望采用简易预
11、均化堆场，取代昂贵的原料预均化堆场，降低预均化设施投资。由于在线分析仪能实时、连续、在线在磨前进行物料成分的分析和控制，使出磨生料成分均匀性得到提高，使生料储存库取代生料均化库成为可能。四、环保生态化对水泥工业生产中产生的粉尘和有害气体的排放标准要求将更加严格，粉尘收集设备的效率可达到 99.9%以上，排放量小于 0.01%；而有害气体的排放标准在发展中国家要求小于 100mg/Bm3，在发达国家已达到50mg/Bm3。 除此之外，在一些发达国家的水泥工业生产中，正在利用废料、垃圾作为燃料、原料或混合材生产水泥，变废为宝，保护生态环境。 20 世纪 80 年代初，我国开始引进国外先进技术装备。
12、1984 年 4 月，河北省冀东建成投产第一条日产 4000 吨新型干法水泥生产线，开创了新型干法水泥发展的先河。20 世纪 90 年代，我国对引进的日产 2000 吨、3200 吨、4000 吨、7200吨不断地消化吸收，优化设计，使其逐步实现了国产化。到 2000 年末国产化率达到 85%90%，其中日产 20002500 吨的技术装备国产化率达到 100%，这就为我国新型干法水泥生产线建设朝着低投资、国产化和大型化方向发展奠定了可靠的技术和装备基础。21 世纪在“结构调整为主线” 、 “以科技进步为动力”、 “以经济效益为中心”的产业方针政策推动下，我国新型干法水泥工业开始朝着“科技含量
13、高、资源消耗低、经济效益”的新型工业化道路的方向迈进。安徽海螺水泥率先加快调整的步伐，闯出了一条低投资、国产化的道路。他们计划五年之内建设 22 条生产线，跻身世界水泥 10 强之列。海螺集团的发展也促进了其他大型水泥集团的快速发展。2003 年全国新型干法水泥产量折合 P.O42.5 级水泥约 9460 万吨，约占全国水泥产量的13.22%，比 2000 年高 6.25 的百分点。新世纪以来，2004 年是水泥新型干法发展历程的第一个高峰，当年投产新型干法生产线 166 条，新增熟料生产能力 1.43 亿吨。2008 年全国新投产新型干法生产线 132 条，新增熟料生产能力 1.61 亿吨，
14、由于大吨位水泥窑数量增加，新增能力为历年之最 2 。1.2 新型干法水泥生产的特点(1)优质 生料制备的全过程广泛采用了现代均化技术。矿山开采、原料预均化、原料配料及粉磨、生料空气搅拌均化四个关键环节互相衔接，紧密配合，形成生料制备全过程的均化控制保证体系，即“均化链”。满足了悬浮预热、预分解窑新技术以及大型化对生料质量提出的严格要求，其产品质量可与湿法相媲美，使干法生产的熟料质量得到了可靠地保证。 (2)低耗 唐山学院毕业设计3采用高效多功能的挤压粉磨、新型粉体输送装置，大大节约了粉磨和输送的能耗；悬浮预热以及预分解技术改变了传统的回转窑内物料堆积态的预热和分解方法，熟料的煅烧所需要的能耗有
15、所下降。总体来说，熟料热耗低，烧成热耗可降到 3000kJ/kg 以下，水泥单位电耗降低到 90 110kWh/t 以下。 (3)高效 悬浮预热、预分解窑技术从根本上改变了物料预热、分解过程的传热状态，传热、传质快，大幅度提高了热效率和生产效率。操作基本实现自动化，单位容积产量可达 110 270kg /m 2，劳动生产率高达 1000 4000t/ 年人。 (4) 环保 由于“均化链”技术的采用，可有效地利用在传统开采方式下须丢弃的石灰石资源；悬浮、预分解技术及新型多通道燃烧器的应用，有利于低质燃料以及再生燃料的利用，同时也可降低系统的废气排放量、排放的温度和还原窑气中产生的 NOx 含量，
16、减少对环境的污染。为“清洁生产 ” 以及广泛利用废渣、再生燃料、废料及降解有害危险废弃物创造条件。 (5)装备大型化 装备的大型化、单机生产能力大，使水泥工业向节约化方向发展。水泥熟料烧成系统单机生产能力最高可以达到 10000t/d ，有可能建成年产数百万吨规模的大型水泥厂，进一步提高水泥生产效率。 (6) 生产控制自动化 利用各种检测仪表、计算机、控制装置以及执行机构等对生产过程自动测量、检验、控制、计算、监测，保证生产的“均衡稳定”与设备的安全运行，生产过程经常处于最优状态，从而实现优质、高效、低消耗。 (7) 管理科学化 应用 IT 技术进行有效管理，信息获取、分析、处理的方法科学现代
17、化。 (8)投资大建设周期较长 技术含量高，资源、地质、交通运输等条件要求比较高，耐火材料的消耗也较大，整体投资大。 2 参数的确定2.1 熟料率值的确定水泥熟料是一种多矿物集合体，而这些矿物是由四种主要氧化物化合而成。因此，在生产控制过程中，不但要控制熟料氧化物的含量，而且还要控制各氧化物之间的比例，即率值。这样，便可以方便的表示化学成分和矿物之间的关系，明确的表示出对水泥熟料的性能和煅烧的影响。因此在生产中，常用率值作为生产控制的一种指标。目前我国采用的是石灰饱和系数 KH、硅率 SM 和铝率 IM 三个率值。KH 23238.5.061SiOFeAlCa石灰饱和系数 KH 值是熟料中全部
18、氧化硅生成硅酸钙（硅酸二钙和硅酸三钙）所需的氧化钙含量与全部氧化硅生成硅酸三钙所需氧化钙最大含量的比值，也表示熟料中氧化硅被氧化钙饱和形成硅酸三钙的程度。当石灰饱和系数等于 1.0 时，此时形成的矿物组成是 C3S、C 3A、C 4AF，无 C2S 生成；当石灰饱和系数等于0.667 时，形成的矿物组成为 C2S、C 3A 和 C4AF，无 C3S 生成。为使熟料顺利的形成，不致因过多游离石灰而影响熟料质量，通常在工厂条件下，石灰饱和系数控制在 0.820.94 之间。硅率表示熟料中氧化硅含量与氧化铝、氧化铁之和的质量比，也表示熟料中硅酸盐矿物与溶剂矿物的比例。硅率和氧化物之间关系的表达式是：
19、SM 3232OFeAlSi硅率会随着硅酸盐矿物与溶剂矿物之比的大小而增（减） 。如果熟料中硅率过高，在煅烧时液相量会显著减少，熟料煅烧困难；特别是当氧化钙含量低硅酸二钙含量多时，熟料易于粉化。硅率过低，则会导致熟料中硅酸盐矿物太少而影响水泥强度，且由于液相过多，容易出现结大块、结炉瘤、结圈等现象，影响窑的操作。铝率表示的是熟料中氧化铝和氧化铁含量的质量比，也表示熟料溶剂矿物中铝酸三钙和氯酸四钙的比值。铝率的表达式是：IM 32OFeAl铝率的高低，在一定程度上反映了水泥煅烧过程中高温液相的黏度。铝率高，唐山学院毕业设计5熟料中铝酸三钙多，相应的铁铝酸四钙就较少，液相黏度大，物料就难烧；铝率过
20、低，虽然液相黏度小了，液相中质点易于扩散，对硅酸三钙的形成有利，但烧结的范围变窄了，窑内易结大块，不利于窑的操作。确定 KH=0.860.90，SM=2.12.5，IM=1.2 1.7 。2.2 熟料热耗的确定影响熟料热耗的因素很多，国内系统热耗较高的主要原因是：结皮堵塞现象严重，还有设备故障较频繁，从而导致窑的运转率不高。而国外水泥厂家通过采用低阻高效的多级预热系统，以及新型篦式冷却机和多通道喷煤管等先进工艺，降低了水泥生产的熟料热耗 4。根据新型干法水泥厂工艺设计手册，见表 2-1。表 2-1 国内部分预分解窑的规格和特性熟 料 烧 成 热 耗 熟 料 烧 成 热 耗窑 型kJ/kg 熟
21、料 kg 熟 料窑 型kJ/kg 熟 料 kg 熟 料湿 法 长 窑 5000 5900 1200 1400 旋 风 预 热 器 窑 3300 3600 780 850干 法 长 窑 4600 5000 1100 1200 预 分 解 窑 3100 3300 740 780带 预 热 锅 炉 窑 5900 6700 1400 1600 立 窑 3600 3800 850 900立 波 尔 窑 3600 3800 850 900实 际 厂 家 的 例 子 如 表 2-2 所 示 ：表 2-2 实 际 厂 家 的 例 子厂名 设计能力 （t/d） 设计热耗（kJ/kg 熟料） 回转窑规格 （m ）
22、 分解炉型式 分解炉规格（m）冀东水泥厂 4000 3308 4.7NSF 7.548宁国水泥厂 4000 3349 5MFC 3.2从 以 上 两 个 表 可 以 看 出 ， 熟 料 烧 成 过 程 所 消 耗 的 实 际 热 量 与 煅 烧 全 过 程 有关 ， 除 涉 及 到 原 燃 料 性 质 和 回 转 窑 （ 包 括 分 解 炉 ） 外 ， 还 与 废 气 热 回 收 装 置 （ 各类 预 热 器 或 余 热 锅 炉 、 余 热 烘 干 等 ） 和 熟 料 余 热 回 收 装 置 （ 各 类 冷 却 机 ） 等 有 关 。结 合 水 泥 厂 设 计 规 范 的 相 关 要 求 后
23、， 综 合 考 虑 确 定 热 耗 为 3200kJ/kg。2.3 熟料标号的确定熟料强度是决定水泥质量的重要因素。熟料标号是以其 28 天抗压强度的值来划分等级的。熟料标号与原料的品质、燃料的品质、燃料的性能、熟料的率值以及生料成分的均匀性、窑型与规格、生料的易烧性有关。如果原料中石灰石品位低而粘土的氧化硅的含量又不高，这样就无法提高 KH 和 SM，导致熟料强度难以提高，只有采用高品位的石灰石和氧化硅含量高的粘土才能提高 KH 和 SM 的值，烧出高标号水泥。燃料的品质影响煅烧过程中熟料的质量。气体与液体燃料着火快，燃烧时间短，回转窑中热力集中，易造成短焰急烧，熟料反应时间短，但基本上无灰
24、分掺入熟料。用煤作燃料时，煤的灰分大部分掺入熟料中。燃料质量差，除了火焰温度低还会因煤灰降落的不均匀，降低熟料的质量，影响熟料标号。生料易烧性的好坏直接影响石灰饱系数，硅率，铝率的高低，从而影响熟料的标号5 。众所周知，水泥熟料是由 SiO2 、Al 203、Fe 203、CaO 等主要氧化物， 按一定比例化合而成的多矿物集合体。一般用 C3S、C 2S、C 3A、C 4AF、f-CaO 等来表示。作为熟料组成主体的这些矿物，它们与熟料率有如下关系：1.256SC08KH3AF04CA4SM32.68FC15I4将式 ( +1)整理，得：AFCS0.83AFCS1pn1.25KHL 4243图
25、2.1 熟料28d抗压强度与L值相关图2.4 矿渣及石膏掺加量的确定矿渣的作用：矿渣是一种具有潜在水硬活性的材料，已成为水泥工业活性混唐山学院毕业设计7合材的重要原料。具有扩大水泥品种，改进水泥性能，调节水泥标号，增加水泥产量，改善水泥安定性能等性能。石膏的作用：一般水泥熟料磨成细粉后与水相遇会很快凝结，无法施工。掺加适量的石膏不仅可调节凝结时间，还能提高水泥的早期强度，降低干缩变形，改善耐蚀性，抗渗性，抗冻性等一系列性能。混合材的活性较高时，可以适当增加混合材掺加量。熟料的标号越高，要求混合材含量就越多；反之则越少。水泥标号不同，强度的等级也不同，从而掺入的矿渣不同。水泥粉磨细度不同，比表面
26、积不同，水泥的强度相应也有所差别，从而要求掺入的矿渣量也不同。根据国家标准 GB1752007，普通硅酸盐水泥掺加活性混合材不得超过 15%。我国生产的普通水泥，其石膏掺量一般波动于 SO3 含量为 1.5%2.5%间。石膏中 SO3 含量为 42.10%， , ，由此算出石膏的掺量为 3.56% 5.94%。本设计要求的水泥品种是 42.5R 的普通硅酸盐水泥 40%，52.5R 矿渣硅酸盐水泥 60%，由此确定：42.5R 普通硅酸盐水泥矿渣掺量为 10%，粉煤灰掺量为 5%，石膏掺量为 5%，52.5R 矿渣硅酸盐水泥矿渣掺量为 35%，石膏掺量为 5%。设计配合比如表 2-3 所示。表
27、 2-3 设 计 配 合 比品种 粉煤灰（%） 矿渣（%） 石膏（%）42.5R 普通硅酸盐水泥 5 10 552.5R 矿渣硅酸盐水泥 35 5%94.510.4256.3%10.423 物料平衡的计算3.1 配料计算原料的化学成分如下表3-1所示。表3-1 原料的化学成分原料 Loss 结晶水 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 W石灰石 42.23 1.79 0.50 0.23 54.14 0.54 1.58粘 土 8.56 61.59 13.32 5.07 6.81 1.92 12.30镁 渣 2.08 22.80 1.41 3.65 51.37 17.20 3.
28、3铁 渣 0.51 21.45 9.45 56.10 9.58 0.21 5.5煤 灰 63.86 25.54 3.54 0.42 0.73 粉煤灰 3.93 49.35 31.84 4.472 4.62 0.95矿 渣 38.58 7.62 1.25 43.46 6.08 20.00无水石膏 3.54 1.42 12.51 2.88 1.23 32.35 42.10 2.00所用煤的工业分析如表 3-2 所示。表 3-2 煤的工业分析（%）名称 水分Mar/% 挥发分 Var/% 灰分Aar/% 固定碳 Car/% 热值Oar/KJkg烟煤 1.65 17.64 23.42 57.29 22
29、283.13各种物料的生产损失表 3-3 所示。表 3-3 生产损失 名称 石膏 粉煤灰 硫酸渣 生料 水泥生产损失/ 3 3 8 5 33.1.1 计算煤灰掺入量根据以下公式计算煤灰的掺入量： 唐山学院毕业设计90Y34.1.28301SqAQG3.1.2 计算干燥原料的配合比设定干燥物料的配合比为：石灰石 76.40%、粘土 17.60%、镁渣 3.00%、铁渣 3.00%，以此计算生料的化学成分，如表 3-4 所示。表 3-4 生料的化学成分原料 配合比 烧失量 氧化硅 氧化铝 氧化铁 氧化钙石灰石 76.40 32.26 1.37 0.38 0.18 41.36粘 土 17.60 1.
30、51 10.84 2.34 0.89 1.20镁渣 3.00 0.06 0.68 0.04 0.11 1.54铁渣 3.00 0.02 0.64 0.28 1.68 0.29生 料 100.00 33.85 13.53 3.04 2.86 44.39灼烧生料 20.45 4.60 4.32 67.11煤灰掺入量 3.34%，则灼烧生料配合比为 100%-3.34%=96.66%。按此计算的熟料的化学成分，如表 3-5 所示。表 3-5 熟料的化学成分 名 称 配合比 氧化硅 氧化铝 氧化铁 氧化钙灼烧生料 96.66 19.77 4.45 4.18 64.87煤 灰 3.34 2.13 0.8
31、5 0.12 0.014熟 料 100 21.90 5.30 4.30 64.884则熟料的率值计算如下： 891.090.2183.45.64.8.235.061C CSFAKH2.30.4.59CSM.1.AFI3.1.3 熟料矿物组成C3S=3.8(3KH-2)SiO2=3.8(30.891-2)21.90%=56.01%C2S=8.60(1KH)SiO 2=8.60(10.891)21.90%=20.53%C3A=2.65(Al2O30.64Fe 2O3)=2.65(5.300.644.30)=6.75%C4AF=3.04Fe2O3=3.044.30=13.07%则 AFCS0.83A
32、FCS1pn1.5KHL 424367.5.36087根据熟料 28d 抗压强度与 L 值相关图，L=5.67 所对应的熟料 28d 抗压强度为70MPa，所以确定熟料标号为 70。3.1.4 计算湿物料的配合比原料的水分为：石灰石为 1.58%，粘土为 12.30%，镁渣为 3.3%，铁渣为5.5%，则湿原料质量配合比为：湿石灰石= %63.71058.764湿粘土= 23210湿镁渣= 湿铁渣= 175将上述质量比换算成百分比：湿石灰石= %67.40.3.0.263.7湿粘土= 31971湿镁渣= 8.2湿铁渣= 053072633.2 物料平衡3.2.1 工厂生产能力窑的台数的计算：本
33、设计采用周平衡法计算，参照冀东水泥厂，选用 4.774m 的回转窑，台时产量为 208.33 t/台h，本设计标定产量为 209t/台h。.150.9681242dhQn式中 n窑的台数；唐山学院毕业设计11Qd 要求的熟料日产量（t/d）Qh,l所选窑的标定台时产量t/( 台h)。因此本设计选用 4.774m 窑一台。熟料周产量：Q w=168 Qh =168209=35112 (t/周)用于生产 42.5R 普通硅酸盐水泥的熟料占总熟料的比例： 42.5R %= %06.471603-15%403-150- 用于生产 52.5R 矿渣硅酸盐水泥的熟料占总熟料的比例： 52.5R %=1-
34、42.5R %=1-47.06%=52.94%水泥小时产量：用于生产 42.5R 普通硅酸盐水泥的熟料的水泥小时产量：G42.5R= Qh 42.5R %= 20947.06%= 119.26(t/h)ed10p- 5103用于生产 52.5R 矿渣硅酸盐水泥的熟料的水泥小时产量：G52.5R= Qh 52.5R %= 20952.94%= 178.88(t/h)- 3-式中： p水泥的生产损失；d水泥中石膏的掺入量(%)；e水泥中矿渣的掺入量(%) 。水泥的小时产量Gh = G42.5R+G52.5R =178.88+119.26=298.14(t/h)水泥周产量Gw =168Gh=1682
35、98.14=50087.52(t/周)3.2.2 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：= （t/t 熟料）lKT10s-524.18.36-式中 KT干生料理论消耗量（ t/t 熟料） ；l干生料的烧失量（%） ；s煤灰掺入量，以熟料百分数表示（%） 。（2）考虑煤灰掺入时，1t 熟料的干生料消耗定额：（t/t 熟料）生生 P10KT60.150.24式中： K 生 干生料消耗定额（t/t 熟料） ；P 生 生料的生产损失（%） 。（3）各种干原料消耗定额：K 原 =K 生 x式中： K 原 各种干原料的消耗定额（t/t 熟料） ；K 生 干生料消耗定额（t/t 熟
36、料） ；x干生料中该原料的配合比（%） 。K 石灰石 =K 生 x 石灰石 =1.600.764=1.222（t/t 熟料）K 粘土 =K 生 x 粘土 =1.600.176=0.282（t/t 熟料）K 镁渣 =K 生 x 镁渣 =1.600.03=0.048（t/t 熟料）K 镁渣 =K 生 x 镁渣 =1.600.03=0.048（t/t 熟料）(4) 干石膏消耗定额：用于生产 42.5R 普通硅酸盐水泥的熟料的干石膏消耗定额：Kd1= = （kg/kg 熟料）)10)(dPed064.)31(50(式中： Kd1干石膏的消耗定额（kg/kg 熟料） ；Pd石膏的生产损失（%） 。用于生
37、产 52.5R 矿渣硅酸盐水泥的熟料的干石膏消耗定额：Kd2= = =0.086（kg/kg 熟料）)10)(dPe)310(5(式中： Kd2干石膏的消耗定额（kg/kg 熟料） ；Pd石膏的生产损失（%） 。干石膏消耗定额：Kd= Kd1 42.5R %+ Kd2 32.5R %=0.06447.06%+0.08652.94%=0.076（kg/kg 熟料）(5)干混合材消耗定额：用于生产 42.5R 普通硅酸盐水泥的熟料的干矿渣和干粉煤灰消耗定额分别为：K 矿渣 = = =0.13（kg/kg 熟料）)10)(ePd)810(5(K 粉煤灰 = = （kg/kg 熟料）e) 153.式中
38、： K 矿渣 干矿渣的消耗定额（kg/kg 熟料） ；唐山学院毕业设计13K 粉煤灰 干粉煤灰的消耗定额（kg/kg 熟料） ；Pe矿渣的生产损失（% ） 。用于生产 52.5R 矿渣硅酸盐水泥的熟料的干矿渣消耗定额：Ke2= = =0.63（kg/kg 熟料）)10)(ed）810)(35(式中： Ke2干矿渣的消耗定额（ kg/kg 熟料） ；Pe矿渣的生产损失（%） 。干矿渣消耗定额：Ke= Ke1 42.5R %+ Ke2 52.5R %=0.1347.06%+0.6352.94%=0.395（kg/kg 熟料）(7)烧成用干煤消耗定额：Q =(Q +25W )gDwyyyW10=(2
39、2283.13+251.65) 65.10=22698.91（kJ/kg 干煤）Kf1= = =0.15（kg/kg 熟料）gDWQqfP10）（ 3109.268式中： Kf1烧成用干煤消耗定额（kg/kg 熟料） ；q熟料烧成热耗（kg/kg 熟料） ；干煤低位热值（kg/kg 熟料） ；gDPf煤的生产损失（%） ，一般取 3%；Q 煤的应用基低位发热量（kg/kg 熟料） ；ywW 煤的水分。(8)湿物料消耗定额：K 湿= 0W-1干式中： W0物料天然含水量（ %） ；K 湿石灰石 = =1.24（t/t 熟料）58.12K 湿粘土 = =0.32（t/t 熟料）30K 湿镁渣 =
40、=0.05（t/t 熟料）.4K 湿铁渣 = =0.051（t/t 熟料）518K 湿石膏 = =0.08（t/t 熟料）42.31076K 湿矿渣 = =0.494（t/t 熟料）95K f 湿煤 = =0.153（t/t 熟料）6.（8）物料平衡表将各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求量。将计算结果汇总成物料平衡表，如表 3-6 所示。表 3-6 物料平衡表物料平衡表(t)消耗定额 t/t 熟料干料 含天然水分料干料 含天然水分料 小时 日 周 小时 日 周石灰石 1.22 1.24 254.98 6119.52 42836.64 259.16 6219.84 4353
41、8.88粘土 0.28 0.32 58.52 1404.48 9831.36 66.88 1605.12 11235.84镁渣 0.048 0.05 10.032 240.77 1685.38 10.45 250.80 1755.60铁渣 0.048 0.051 10.032 240.77 1685.38 10.66 255.82 1790.71生料 1.60 1.66 334.40 8025.60 56179.20 346.94 8326.56 58285.92熟料 1.00 1.00 209.00 5000.00 35000 无水石膏 0.076 0.08 15.88 381.22 266
42、8.51 16.72 401.28 2808.96矿渣 0.395 0.494 82.56 1981.32 13869.24 103.25 2477.90 17345.33粉煤灰 0.115 24.04 576.84 4037.88 42.5R PO 119.26 2862.24 20035.68 52.5R PS 178.88 4293.12 30051.84 烧成用煤 0.15 0.153 31.35 752.40 5266.80 31.98 767.45 5372.14燃煤合计 0.15 0.153 31.35 752.40 5266.80 31.98 767.45. 5372.14唐山
43、学院毕业设计154 全厂流程的确定4.1 流程论述1. 原料及燃料的破碎工艺石灰石破碎系统的流程应根据石灰石的物理性质、不同的进料粒度、原料磨要求的入磨粒度和生产能力, 以及所选用的破碎设备来确定破碎系统工艺流程。目前, 国内大部分水泥厂采用单段破碎的工艺流程。单段大型化破碎机被广泛应用且有很好的效果。参考水泥厂设计手册及冀东水泥厂破碎工艺，本设计石灰石破碎采用一段破碎系统，单转子反击式破碎机，其特点是流程简单，占地少，投资小。石膏、煤共用一条破碎生产线，采用一段破碎系统，细碎颚式破碎机。石膏经汽车运输进厂后，由铲车送入板式喂料机入口，一部分颗粒较细的合格物料从输送机下部漏出落在带式输送机上，
44、由带式输送机送入提升机，最后进入储料仓，另一部分比较大的物料随板式喂料机送入破碎机，在破碎机作用下，物料得到充分破碎合格，物料由破碎机底部卸出，落在皮带上，由皮带送入提升机，最后进入储料仓。在输送和破碎过程中所产生的粉在风机的抽吸下通过管道进入收尘器收集，最后送入储料仓。汽车运输进厂的原煤可直接卸入原煤卸车坑，经板式喂料机喂入胶带输送机输送至预均化堆场，由悬臂式堆料机堆料，桥式刮板机取料机取煤，经胶带输送机送至原煤仓。原煤有原煤仓下定量给料机喂入磨内烘干并粉磨，烘干并粉碎后的煤粉随同气流从窑尾排出，经动态选粉机分离出粗粉，粗粉由螺旋输送机送入煤粉仓。工艺流程图如下图 4.1 所示。图 4.1
45、原料破碎工艺流程图2. 石灰石的预均化措施水泥生料化学成分的均匀性，不仅直接影响熟料质量，而且对窑的产量、热耗、运转周期及窑的耐火材料消耗等都有较大的影响。这些影响对大型干法回转窑尤其敏感。由于水泥生料是以天然矿物做原料配制而成，随着矿山开采层位及开采地段的不同，原料成分波动在所难免。另一方面，由于水泥厂规模趋向于大型化以及水泥其它工业发展，对石灰石的需求量日益增长，从而使石灰石高品位的原料不能满足生产的需求，势必要采用高低品味矿石搭配或由数个矿山的矿石搭配方法，以充分利用矿山资源。因此生产中对原料、生料采取有效地均化措施，以满足生料化学成分均齐性的要求。现在大多数水泥厂尤其是新厂采用的是矩形
46、预均化堆场，本设计厂区地形是矩形，所以选择的是矩形预均化堆场。3. 生料制备系统生料制备系统目前按设备分为立磨和球磨。图 4.2 立磨生料粉磨系统目前，新开发的系统已将选粉机单独设置，构成完整的闭路系统，外循环系统利用提升机将物料送至选粉机来进行。由于这一系统其成品大部分是由提升机送至选粉机选取出来的，仅有少量成品是利用烘干热风带至收尘系统，从而对出立磨的风速要求相对低一些，从而大大降低了立磨的阻力，节约了电耗 9 。本设生料粉磨采用立磨，来自生料配料站的原料经金属探测仪（除铁器）及三通阀经回转喂料器喂入生料磨，粉磨合格的生料随废气一起进入旋风筒进行气固分离，分离出来的合格生料经斜槽及提升机送
47、至生料均化库，在斜槽风机出口处设置一袋收尘器，将扬尘回收。出排风机的废气一部分作为磨机循环风，剩余部分入袋唐山学院毕业设计17收尘器具体流程如 4.2 图所示。4. 生料粉均化系统在水泥生产过程中，均化是保证物料成分均齐、稳定，达到配料方案的要求，进而保证产品质量的重要手段。因此，生料的均化在水泥生产的全过程中是很重要的。随着工程对水泥质量和强度提出了较高的要求，一系列物料均化技术的出现，大宗物料的成分均齐和稳定成为可能，水泥生产工艺线的大型化才有了强化的物料处理技术支撑，现代干法水泥生产技术亦得到了快速发展。因此，均化工艺是现代水泥生产工艺过程中必不可少的技术环节。生料的均化有间歇均化系统和
48、连续均化系统。连续均化系统具有流程简单、操作管理方便和便于自动控制等优点；而间歇均化系统的均化效果则较好。选择何种均化系统主要取决于出磨生料成分的波动情况、工厂的规模、自动控制的水平及对入窑生料质量的要求，并综合考虑生料制备系统其他均化环节的合理匹配。生料磨出料均化周期是生料均化系统选择的重要依据之一。一般来说，当出磨生料成分波动不大，特别是设有预均化堆场的工厂，计测和控制水平较高时，磨机出料均化周期较短，则可采用连续均化系统。当出磨生料成分波动较大，计测和控制水平不高时，磨机出料均化周期较长，则采用间歇均化系统 10 。本设计生料均化系统采用连续均化系统。5. 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。在水泥厂中使用辊式磨和风扫球磨。其中立磨有占地面积小、节约能耗、生产操作灵活、细度易于调节等优点。所以本设计采用立磨系统。煤粉制备系统的流程：原煤仓中的原煤由定量给料机、三道锁风阀喂人立式磨煤机，通过定量给料机可以
