1、南京工业大学水泥厂设计说明书题目：2500T/D 水泥熟料新型干法水泥厂设计 学院： 材料科学与工程 专业： 无机非金属材料工程 班级： 材料 1101 学号： 1101110104 姓名： 徐晓艳 指导教师： 胡勇 2014 年 12 月工艺流程水泥生产过程可概括为生料制备、熟料煅烧、水泥粉磨。生产方法依生料制备方法不同分为干法和湿法。湿法生产产量低、熟料热好高、耗水量大，逐渐被干法生产取代。干法生产主要包括干法回转窑生产、悬浮预热窑生产、预分解窑生产，其熟料的煅烧大致分为预热、分解及烧成三个过程。其中窑外分解技术是将水泥煅烧过程中的不同阶段分别在旋风预热器、分解炉和回转窑内进行，把烧成用煤
2、的 5060%放在窑外分解炉内，是燃料燃烧过程与生料吸热同时在悬浮状态下极其迅速的进行，时入窑物料的分解率达到90%以上，使生料入窑前基本完成硅酸盐的分解。预热分解窑生产工艺，煅烧系统的热工布局更加合理、窑生产效率高、产品质量好、能源消耗低、窑内衬体寿命长，环境保护诸多方面具有更加优越的性能。本水泥生产工艺采用先进的预分解窑干法生产工艺，其工艺流程简述如下：4.3.1 生料制备（1）原料破碎、输送及均化石灰石破碎车间设在矿区，采用一段破碎。自卸汽车将石灰石倒入板式喂料机，再喂入 PCF-2022锤式破碎机破碎，破碎后，由长带式输送机送到厂区 80m 的圆形石灰石均化库，由悬臂堆料皮带机人字形堆
3、料，由桥式刮板取料机取料将预均化后的石灰石由带式输送机送至 7.018 的石灰石调备库。砂 岩 由 汽 车 运 进 厂 先 入 砂 岩 堆 场 储 存 ， 由 铲 车 卸 入 破 碎 机 破 碎 ， 选 用 一 台PCF-1412锤 式 破 碎 机 ， 经 破 碎 后 的 砂 岩 由 带 式 输 送 机 送 入 7.013 的砂 岩 库 。粉煤灰由专用罐车运进厂后送入 8.022 的粉煤灰库储存。铁粉矿由汽车运进厂先入铁粉堆棚储存，由铲车卸入下料仓后经带式输送机送入 5.514 的铁粉库。各物料的配料在各自的调备库内进行，配料采用多种元素荧光分析仪和微机组成的生料质量控制系统、自动调节的定量给
4、料机。四种原料由各自的定量给料机计量后，由带式输送机送入生料磨。所有物料破碎与转运点设有除尘器，确保粉尘达标排放。（2）生料粉磨与废气处理生料粉磨采用带外循环的立式磨系统，利用窑尾排出的高温废气作为烘干热源。生料由锁风阀进入磨内，经磨辊碾磨后的物料在风环处被高速气流带起，经分离器分离后，粗物料落回磨内继续被碾压，细粉随气流出磨，经电收尘收集，收下的成品经空气输送斜槽、斗式提升机送入生料均化库。出电收尘的废气经循环风机后，一部分废气作为循环风重新回磨；剩下的含尘废气进入磨废气处理系统，经净化后排入大气。当生料磨停磨而烧成系统运转时，窑尾废气经增湿塔作调质处理后，直接进入窑尾收尘器净化处理，增湿塔
5、喷水量根据增湿塔出口废气温度自动控制，使废气温度处进窑尾袋收尘器的最佳范围内，废气经净化后排入大气。由袋收尘器收下的粉尘，经链运机、空气输送斜槽，由提升机送入生料库。增湿塔下的窑灰直接与出库生料搭配，喂入预热器系统。（3）生料均化及生料入窑生料均化采用 22.554M 3型库，库内分 4 个卸料口，生料按一定顺序分别由各自的卸料区卸出进入均化小库，由库内重力切割和均化小库的搅拌实现均化，均化后的生料由斗式提升机、空气输送斜槽送入生料缓冲仓，经计量器计量后由空气输送斜槽送入气力提升泵再送至窑尾预热器的进口4.3.2 熟料烧成（1）烧成系统由五级旋风预热器、分解炉、回转窑、篦冷机组成。喂入预热器的
6、生料经预热器预热、在分解炉内分解后，喂入窑内煅烧；出窑高温熟料在水平推动篦式冷却机内得到冷却，大块熟料经冷却机出口处锤式破碎机破碎后，汇同出冷却机的小粒熟料经盘式输送机送至熟料库。篦冷机排出的热空气部分作为高温风入窑和三次风送往分解炉，部分作为煤粉制备的烘干热源，剩余废气经电收尘净化后排入大气。（2）熟料储存、输送和散装熟料库规格 1826m，熟料经库底卸出后，由带式输送机分别送往水泥磨前的熟料调备库和汽车散装熟料库。熟料散装库顶采用多点盘式输送机卸料。（3）原煤预均化及输送原煤由火车运输进厂卸入原煤堆场，由铲车卸入下料仓后，经 定量给料机喂入煤磨。（4）煤粉制备及输送煤粉制备采用立式煤磨，利
7、用窑头高温废气作为烘干热源。原煤由定量给料机喂入磨内烘干与粉磨。通过各阀门的调节改变磨内的风速，配合调整分离器的转速，从而实现合格煤粉与粗煤粉的分离，使细粉随气流进防爆型袋收尘器，粗粉继续在磨内循环，重新被粉碎。经袋收尘器收集下的煤粉通过锁风阀和螺旋输送机送入窑头、分解炉、回转烘干机供应其燃煤，废气经收尘器净化后排入大气。煤粉制备系统设有防爆阀、CO 浓度检测仪、N2 自动灭火系统等安全措施。4.3.3 水泥粉磨（1）混合材备料石膏由汽车运进厂先入堆棚内储存，由铲车卸入破碎机破碎，选 用 一 台PF-080 型 反 击 式 破 碎 机 ， 经 破 碎 后 的 石 膏 由 带式输送机送入 6.0
8、18 石膏库。按不同水泥品种，设定相应的物量配比，经定量给料机配好的物料由带式输送机输送至水泥粉磨系统。水泥磨采用一套由辊压机、4.213 水泥磨机和 O-Sepa 选粉机组成的闭路预粉磨系统，物料经辊压机预粉碎后粗粉回料，细粉进水泥磨粉磨，出磨物料由斗式提升机送入选粉机中分选，粗粉返回磨内再次粉磨，成品随出选粉机气流进入袋收尘器后被收集下来，由斜槽、提升机送至水泥库储存。废气经净化后排入大气。（2）水泥储存、散装、包装设 4 座 1536 的 IBAU 型储存兼均化库，每库库底各设两台移动式散装机。水泥由库底充气卸料系统卸出后由空气输送斜槽、斗提机送往包装车间包装或送入水泥汽车散装库进行汽车
9、散装，或送入散装机进行火车散装。水泥包装采用一台 RA-12 型回转包装机，包装成的袋装水泥直接装车发送或送成品库储存。水泥库顶、库底均化仓等分别设气箱脉冲袋收尘器处理系统中的含尘气体。包装车间用脉冲袋收尘器对个扬尘点进行收尘。建 厂 的 原 始 资 料1、 石灰石：青龙山石灰石矿山。2、 砂岩：自备矿山，含水量 3%。3、 铁矿石（粉）：外购，含水量 4%。4、 粉煤灰：外购，含水量 0.5%。5、 石膏：山东产 SO3，40%；含水量少量，块度300 毫米。10、电源：从彭场变电所接线进厂。35KV11、水源：可采用地下水或不牢河水12、原料化学成份：见附表。13、烟煤及无烟煤工业分析：见
10、附表。14、表 1-1 原 材 料 化 学 成 分 分 析 ：名 称 烧 失 量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO 总 和石 灰 石 41.81 2.60 1.19 1.32 51.90 0.81 99.63砂 页 岩 2.43 89.11 2.73 1.25 2.09 1.37 98.98铁 矿 石 3.27 49.59 5.46 34.12 2.67 1.58 96.69粉 煤 灰 2.76 52.69 31.41 5.04 3.46 0.62 95.98烟 煤 煤 灰 0.00 51.85 32.50 5.38 4.05 1.64 95.42烟 煤 资 料 ：1、 工 业
11、 分 析 ：表 2-2烟煤 水分（Mar/% ）挥发分（Var/%）灰分（Aar/%）固定碳（Car/% ）热值（Qar/kJ/kg）含 量 1.91 27.15 17.83 53.11 24676.75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 回 来 的 石灰 石 ， 砂 岩 ， 石 膏 ， 混 合 材 料 以 及 煤 等 原 料 ， 燃 料 块 度 较 大 ， 给 运 输 ， 贮 存 ，粉 磨 带 来 一 定 的 困 难 。 从 窑 中 煅 烧 得 到 的 熟 料 ， 其 中 有 些 块 度 较 大 的 必
12、 须 进行 破 碎 。 物 料 经 过 破 碎 后 ， 其 粒 度 减 小 ， 表 面 积 增 加 ， 在 一 定 程 度 上 可 以 提高 粉 磨 和 烘 干 的 效 率 。2.2.1 破 碎 系 统 的 发 展 状 况进 年 来 ， 随 着 窑 ， 磨 等 设 备 单 机 生 产 能 力 的 大 型 化 以 及 矿 山 开 采 技 术 的发 展 ， 破 碎 流 程 和 破 碎 设 备 也 随 着 有 了 很 大 的 发 展 。主 要 反 映 以 下 几 个 方 面 ：（ 一 ） 破 碎 设 备 大 型 化（ 二 ） 破 碎 流 程 单 段 化（ 三 ） 破 碎 设 备 移 动 化（ 四 ）
13、 破 碎 设 备 多 功 能 化2.2.2 破 碎 设 备 的 工 作 原 理利 用 挤 压 和 冲 击 等 机 械 作 用 的 外 力 ， 使 大 块 物 料 产 生 应 力 和 形 变 ， 从 而导 致 破 裂 。 根 据 破 碎 后 的 粒 度 不 同 ， 破 碎 作 业 大 致 可 分 为 粗 碎 ， 中 碎 和 细 碎三 个 等 级 （ 见 表 2-2） 。表 2-2 各 级 粉 碎 所 对 应 的 粒 度破 碎 等 级 喂 料 粒 度 （ mm） 出 料 粒 度 （ mm）粗 碎 300550 100中 碎 100300 20100细 碎 50100 0202.3 设备的选型不同种
14、类和不同规格的破碎机，对物料的最大进料粒度的要求也不同。大，中型水泥厂当矿山采用电铲装车时，石灰石最大块度与电铲的铲斗大小有关，如下表表 2-6 石灰石最大块度与电铲的铲斗的关系铲斗容积（m 3） 0.5 1.0 2.02.5 3.04.0最大块度 400 650 800 9001100表 2-7 PCF 单段锤式破碎机规格性能型号： PCF-2022最大给料尺寸： 100010001500mm转子的长度： 2230mm生产能力： 400-600 t/h电动机功率： 630-800 kW进料口尺寸： 21002380mm机器总重量(不包括电动机)： 128t出料粒度： 100mm2.4.1 生
15、 料 粉 磨目前，水泥工业应用最广泛的是钢球磨机系统，近年来，立式磨发展较快，采用立式磨粉磨生料的日益增多。它是风扫磨的另一种型式，有一系列优点，主要靠磨辊和磨盘间压力来粉碎物料，使物料在磨内受到碾压、剪切、冲击等作用，不必像钢球磨要提升研磨介质来冲击碾磨物料，粉磨有用功率较钢球磨高的多。且磨机本身带选粉机构，因此单从磨机本身的碾磨和选粉来讲，电耗可降低 50%之多。还由于利用风扫式，其烘干能力很强，利用窑尾废气可烘干8%水分的物料，入磨粒度可达 100mm 大型磨机甚至可达 150mm,可节省二级破碎系统，节省投资和消耗占地面积小细度易调节，也便于实现微机操作自动化，通风量较，可更好得利用窑
16、尾废气余热烘干生料。立式磨随着窑外分解窑的发展得到迅速发展，目前各种立式磨系统的粉磨能力已达 500t/h 以上，产品系列中生产能力最大者已达 1000t/h。 生料磨采用具有烘干兼粉磨性能的立式磨，热源来自经增湿的窑尾悬浮预热器一级筒废气（温度 350左右） 。（ 1） 确 定 粉 磨 车 间 的 工 作 制 度生 料 粉 磨 车 间 采 用 三 班 制 ， 每 班 工 作 8 小 时 ， 每 星 期 工 作 7 天 ， 每 年 工作 43 周 。（ 2） 根 据 车 间 运 作 班 制 和 主 机 运 转 小 时 数 ， 确 定 主 机 的 年 利 用 率 ：25.0876340k32式
17、中 ： 每 年 工 作 日 数 ，k每日工作班数，2每班主机运转小时数。3（3）主机要求小时产量：（t/h）83.127645lGhH（4）设备的选型：选用 MLS3726 型立式磨，该磨机技术性能参数如表 2-9 所示，表 2-9 立式磨磨机名称 烘干中卸生料磨磨盘规格（m） 4.6 10最大入磨粒度（mm） 25产量（t/h） 190主电机功率（kw） 3550磨盘转速（r/min） 15.0磨机重量（t） 352水 泥 粉 磨 水泥粉磨系统分为闭路和开路两种，由于闭路粉磨有利于水泥质量，且技术经济效果较好，因此闭路粉磨的钢球式磨机在水泥粉磨系统中应用比较广泛。同时立式磨也开始用于水泥粉磨
18、，但由于水泥粉磨产品中微细颗粒含量较少影响水泥质量。辊压机、分级器等设备也运用于水泥粉磨系统中，辊压机加球磨机的圈流粉磨效率高、单位电耗低。本次设计水泥粉磨预采用带辊压机预粉碎的闭流粉磨系统。（ 1） 确 定 粉 磨 车 间 的 工 作 制 度水 泥 粉 磨 车 间 采 用 三 班 制 ， 每 班 工 作 8 小 时 ， 每 年 工 作 300 天 。（ 2） 根 据 车 间 运 作 班 制 和 主 机 运 转 小 时 数 ， 确 定 主 机 的 年 利 用 率 ：2.076380k32式 中 ： 每 年 工 作 日 数 ，k每日工作班数，2每班主机运转小时数。3（3）主机要求小时产量：htH
19、Gh/83.127645.（4）设备的选型：选用 4.213m 的双仓水泥磨，该型号磨机技术性能见表 2-10，2-10 粉磨设备的技术性能磨 机 规 格 4.213研 磨 体 装 载 量 （ t） 241转 速 （ r/min） 15.54入 磨 粒 度 20生 产 能 力 (t/h) 137传 动 方 式 中 心 传 动主 电 动 机 功 率 （ Kw） 3150主 减 速 机 型 号 速 比 JS140-C或MFY320设 备 重 量 (t) 2472.4.3 煤 粉 制 备燃料：权台煤矿烟煤；易磨性系数 1.36；块度80 毫米。水 泥 厂 的 煤 粉 制 备 系 统 ， 基 本 上
20、都 是 采 用 传 统 的 兼 有 烘 干 能 力 的 风 扫 钢 球磨 ， 由 于 风 扫 钢 球 磨 存 在 ， 如 系 统 效 率 低 ， 煤 粉 质 量 差 等 缺 点 ， 很 难 适 应 水泥 工 业 发 展 要 求 。 随 着 粉 磨 技 术 的 发 展 ， 国 内 也 有 少 数 生 产 线 在 煤 粉 制 备 系统 中 采 用 了 立 磨 。（ 1） 确 定 煤 粉 制 备 车 间 的 工 作 制 度煤 粉 制 备 车 间 采 用 三 班 制 ， 每 班 工 作 8 小 时 ， 每 周 工 作 6 天 ， 年 工 作300 天 。（ 2） 根 据 车 间 运 作 班 制 和 主
21、 机 运 转 小 时 数 ， 确 定 主 机 的 年 利 用 率61.087360k32式 中 ： 每 年 工 作 日 数 ，k每日工作班数，2每班主机运转小时数。3（3）主机要求小时产量：（t/） 04.16832.HGh（4）设备的选型：参考山东建材网，李庆文HRM2200 立式煤磨在我厂煤粉制备系统的应用 ，选取 HRM1700 立式煤磨。该型立式煤磨具有粉磨效率高、电耗低，比球磨系统电耗降低约 4050%，而且烘干能力大（可烘干 15%以上水分的原煤） ，煤粉细度更容易控制的特点。特别是具有对物料有“选择性”的特点，在操作时，通过调整操作参数，可将原煤中大部分较硬的煤矸石排出机外，一方
22、面相应提高了煤粉的热值，另一方面改善了煤粉的易磨性，可提高磨机产量，延长研磨体寿命。（5）HRM1700M 立式煤磨系统工艺流程：原煤堆棚中的原煤经定量给料机喂入煤磨中。在煤磨机的磨辊和磨盘的作用下原煤被粉碎，达到一定细度的煤粉随气流进入袋收尘器中，然后被滤袋过滤下来，通过锁风阀和螺旋输送机送入窑头、分解炉、矿渣烘干用回转烘干机供应其燃煤，废气经收尘器净化后排入大气。煤矸石在粉碎的过程中，从煤磨的排渣口排出，不再重新进入煤磨。通过各阀门的调节改变磨内的风速，配合调整分离器的转速，从而实现合格煤粉与粗煤粉的分离，使细粉随气流进袋收尘器，粗粉继续在磨内循环，重新被粉碎。HRM1700M 立式煤磨系
23、统主机配置及技术指标参考表 2-11，表 2-11 主机配置及技术指标入 磨 粒 度 (mm) 055煤 粉 细 度 %80R 3生 产 能 力 （ t/h） 2028入 磨 水 分 （ %） 15出 磨 水 分 （ %） 1型 号 HRM1700M功率 500kw磨 机 规 格主 减 速 型 号 L200主电机型号 Y355-6磨 机 质 量 （ t） 96选 粉 设 备 自带熟 料 烧 成 系 统熟 料 烧 成 系 统 采 用 预 分 解 窑 系 统 流 程 。 以 五 级 旋 风 为 例 ， 生 料 首 先 喂 入 最上 一 级 旋 风 筒 （ C1） 入 口 的 上 升 管 道 内 ，
24、 分 散 的 粉 体 颗 粒 与 热 气 流 迅 速 进 行气 固 相 热 交 换 ， 并 随 热 风 上 升 ， 在 C1旋 风 筒 中 气 料 分 离 。 收 下 的 热 生 料 经 卸料 管 进 入 C2级 筒 的 上 升 管 道 和 旋 风 筒 再 次 进 行 热 交 换 分 离 。 生 料 粉 按 此 依 次在 各 级 单 元 进 行 热 交 换 、 分 离 。 预 热 后 的 热 生 料 ， 由 C4的 卸 料 管 进 入 分 解炉 ， 在 炉 中 生 料 被 加 热 、 分 解 ， 分 解 后 生 料 （ 分 解 率 85%95%） 经 C5分 离 后 ，入 窑 段 烧 成 熟
25、料 ， 再 经 冷 却 机 冷 却 后 卸 出 。 4.060 回 转 窑 配 套 设 备 参 考如 表 2-12 所 示 ，表 2-12 部 分 厂 家 4.060 回 转 窑 配 套 设 备应 用 厂 烟 台 东 源 铜 陵 海 螺规 模 t/d 2500 2500回 转 窑 460 460C1 4- 4700 C1 4- 5000C2 2- 6700 C2 2- 6900C3 2- 6700 C3 2- 6900C4 2- 6700 C4 2- 7200预 热 器C5 2- 6900 C5 2- 7200分解炉 7500 7500冷却机有效面积（m 2） 121.48 124.74备注
26、燃 料 为 烟 煤本 次 设 计 采 用 铜 陵 海 螺 460 回 转 窑 设 备 配 套 方 案 。表 2-13 篦式冷却机型号 H1067额定 2500产量(t/h) 最大 2750段数 2有效面积( ）2m 63面积产量 )/(dt 39.7-45出料粒度（mm） 25进料温度（） 1371出料温度（） 65+环境温度传动模式 机械传动2.6 水 泥 包 装 车 间水 泥 由 库 底 充 气 卸 料 系 统 卸 出 后 由 空 气 输 送 斜 槽 等 输 送 设 备 送 往 包 装 车 间 。（ 1） 确 定 工 作 制 度采 用 一 班 制 ， 每 班 工 作 7 小 时 ， 每 年
27、 工 作 300 天 。 20%包 装 ， 80%散 装 。包 装 08.4295.2145散装 317.（ 2） 根 据 车 间 运 作 班 制 和 主 机 运 转 小 时 数 ， 确 定 主 机 的 年 利 用 率 ：.8760k32式 中 ： 每 年 工 作 日 数 ，k每日工作班数，2每班主机运转小时数。3（3）主机要求小时产量：26.10.762145HGh（4）设备的选型选择 FIUXO 回转包装机（见表 2-14）：表 2-14 设备选型型号规格 RA12单袋重量 50kg插袋方法 自动消耗功率（KW） 6袋数/H 3000工作环境 温度：-1040相对湿度 90%总重（t） 1
28、5水泥包装温度 120水泥密度 一般 1.11.3t/m32.7 各生产车间主机设备选型综合上述各生产车间主机设备选型：表 2-14 主机设备选型主 机 名 称主 机 型 号 规格主 机 产 量（ t/h）主 机 台 数要 求 产 量（ t/h）主 机 生 产 能力 （ t/h）主 机 工 作 制度 ， 实 际 年利 用 率石 灰 石 破 碎机PCF-1412 6001 425.74 600 0.23砂 页 岩 破 碎机PCF-141280 1 66 73 80 0.13立 式 磨 MLS3726 190 1 127.83 190 0.79石 膏 破 碎 机 PF-40 38 1 30.33
29、38 0.15冷 却 机 H1067 108 33 1 104 17 108 33 0 846立 式 煤 磨 HRM1700M 20-28 1 15.01 20 0 49水 泥 磨 4.213 135 1 127.83 135 0 76包 装 机 RA-12 150 1 102.06 150 0.136回 转 窑 460 108.33 1 165.74 108.33 0.96表 3-6 物料储库选型库容量（t）储库名称 规格 数量单个 总共储存期石灰石预均化库 80m 1 20000 20000 5.91d石膏堆棚 11612 1 4704 4704 30.15d煤堆场 3420 1 1664
30、 1664 5.04d铁矿石堆棚 1715 1 624 624 7.9d砂岩堆场 6613 1 3210 3210 11.22d石灰石调备库 7.018 1 876 876 6.22h粉煤灰库 8.022 1 1600 1600 6.83d铁粉库 5.514 1 240 240 3.07d砂页岩库 7.013 1 820 820 2.86d生料均化库 22.554 1 16000 16000 4.02d熟料库 1826 2 9450 18900 7.3d熟料调备库 822 1 420 420 3.88h粉煤灰库 8.022 1 1600 1600 5.12d石膏库 618 3 124 372 2.38d水泥库 1536 4 70.5 282 9.18d成品库 4624 1 1436 1436 2.34d
