1、新型干法水泥熟料生产线工艺流程设计课程设计任务书安徽建筑大学材料与化学工程学院二 O 一三年十二月一、课程设计的目的和要求课程设计的目的在于培养学生运用所学理论知识的能力，使学生更加系统而又熟练地掌握水泥厂工艺流程，同时锻炼和提高学生制图、查阅文献资料、编写说明书等技能，使学生具有一定的发现问题、分析问题、解决一般问题以及具有完成水泥厂工艺流程设计的能力，为下学期毕业设计及今后的工作打下基础。要求学生掌握水泥厂配料计算、物料平衡计算及水泥厂工艺流程设计的原理、步骤和方法；通过设计图纸和说明书能对所设计的内容进行阐述与论证。通过设计，树立尊重科学和勇于实践的科学态度，鼓励采用新技术、新工艺、发扬
2、创新精神，同时又应遵循工艺设计规范，实事求是，严谨塌实，使设计体现技术先进可靠、经济合理的原则。设计说明书和图纸应做到设计准确、制图正确、字体端正、图面整洁，并能独立完成设计任务。二、设计任务日产 2500 吨新型干法水泥熟料生产线工艺流程设计1.设计范围从原燃料进厂、石灰石破碎起至熟料散装出厂为止的熟料生产线工艺流程设计。2. 基本条件和数据基本条件 1：1）采用窑外分解窑生产熟料；2）物料参数见表 1-11-3；3）要求熟料三个率值：KH=0.890.01、SM=2.600.10、IM=1.600.10；4）单位熟料热耗：3178kJ/kg；5）生产损失：生料按 1%计算，其它按 3%计算
3、。表 11 原燃料化学成分（% ）名称 烧失量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO 其它 石灰石 41.82 3.08 0.67 0.46 52.54 0.68 0.75 100.00粘土 5.04 69.98 14.05 5.92 0.47 0.97 3.57 100.00铁 粉 4.15 16.06 4.18 59.74 8.48 2.43 4.96 100.00煤灰 52.47 29.67 5.04 6.34 1.84 4.64 100.00表 12 进厂原燃料水分及粒度物料名称 石灰石 粘土 铁粉 原煤水分（%） 1 15 3 8粒度（mm） 600 40 10 100表
4、 13 煤的工业分析挥发分 固定碳 灰 分 热 值25.92% 45.92% 26.28% 22920kJ/kg三、要求完成的主要任务1、设计计算说明书应包括以下内容：设计的目的和意义；干法水泥生产技术综述、场址选择(可结合有关信息做一定假设)、配料计算、物料平衡计算（编制物料平衡表） 、设计方案的选择、主机设备的选型计算（有关性能指标一览表） 、 。总平面布置图和全厂工艺流程图的说明、设计评述、参考资料。2、画出有全厂的总平面布置图和工艺流程图（A0 图纸 1 张，A1 图纸 12 张） 。四、课程设计进度安排序号 阶段内容 所需时间 1 设计基础训练 2 天2 设计计算 3 天3 设计图纸
5、绘制 6 天4 编制说明书、答辩 3 天 合 计 2 周 五、课程设计评分标准 评 定 项 目 评分成绩 1设计目的明确，选址合理、 （10 分） 2设计方案正确，具有可行性、创新性(15 分)3设计过程及结果 （30 分） 4态度认真、学习刻苦、遵守纪律（10 分） 5设计报告的规范化、参考文献充分（不少于 5 篇） （10 分） 6答辩（25 分） 总分 100六、参考资料1 水泥工艺学 ，沈威编，武汉工业大学出版社，1991 年2 新型干法水泥技术 ，刘志江主编，中国建材工业出版社，2005 年3 水泥厂工艺设计概论 ，金容容主编，武汉理工大学出版社，2000 年4 水泥厂工艺设计手册
6、，严生主编，中国建材工业出版社，2007 年5 水泥生产工艺计算手册 ，王君伟主编，中国建材工业出版社，2001 年6 粉磨工艺与设备，王仲春主编，化学工业出版社，2005 年1. 设 计 任 务日 产 2500 吨 熟 料 水 泥 厂 设 计2. 确 定 率 值综 上 所 述 ， 最 终 率 值 的 确 定 如 下 ： KH=0.89， SM=2.60， IM=1.58。烧失量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO 其他 比例石灰石 41.82 3.08 0.67 0.46 52.54 0.68 0.75 100.00 83.02 粘土 5.04 69.98 14.05 5.92
7、 0.47 0.97 3.57 100.00 15.63 铁粉 4.15 16.06 4.18 59.74 8.48 2.43 4.96 100.00 1.35 生料 35.564 13.711 2.809 2.111 43.809 0.749 0.000 0.00 灼烧生料 21.279 4.359 3.276 67.988 1.162 0.000 0.00 96.36 煤成分 0.000 52.470 29.670 5.040 6.340 1.840 4.640 100.00 3.64 熟料 22.415 5.281 3.340 65.742 1.187 0.169 熟料热耗（KJ/Kg）
8、 3178煤热值（KJ/Kg） 22920煤灰分% 26.28 熟料率值 目标 计算熟料 KH 0.89 0.89熟料 SM 2.6 2.6熟料 IM 1.6 1.58 3.计 算 煤 灰 掺 入 量煤的工业分析4. 烧 成 车 间 生 产 能 力 和 工 厂 生 产 能 力 的 计 算4.1.窑 的 选 型 及 标 定制 造 商 窑 规 格 （ mm） 窑 产 量 （ t/d）宇 部 兴 产 475 2600资 料 来 源 （ 新 型 干 法 水 泥 厂 设 备 选 用 使 用 手 册 ）42P4.2.窑 的 年 利 用 率 =300/365=0.82挥发分 固定碳 灰 分 热 值25.92
9、% 45.92% 26.28% 22920kJ/kg%/q q,arnet煤 沉 落 率 ，煤 收 到 基 灰 分 含 量 ，煤 收 到 基 低 热 值 ，单 位 熟 料 热 耗 ，熟 料 中 粉 煤 灰 参 入 量 ，SAkgKJQGSAarnet 64.329018.6317G .y其 他 OM%15.034.004.3 %3.8)40.628(6)6.(652 1.)9.8)1.8 7.5(.324 23 OFeACelSiKHS4.3. 确 定 窑 的 台 数 ：n= =0.96， 故 窑 的 台 数 取 1 台 。25烧 成 系 统 的 生 产 能 力熟 料 小 时 产 量 ： Qh
10、=nQh.l t/h=1108.33=108.33t/h熟 料 日 产 量 ： Qd=24Qh t/d=24108.33=2600t/d熟 料 年 产 量 ： Qw=300Qh t/y=3002600=780000t/y工 厂 的 生 产 能 力水 泥 时 产 量 ： Gh=Qh(100-p)/(100-d-e) =108.33(100-3)/100=105.08t/h水 泥 日 产 量 ： Gd=24Gh t/d=24105.08=2521.92t/d水 泥 年 产 量 ： Qy=300Gh t/y=3002521.92=756576.72t/y4.4.原 、 燃 材 料 消 耗 定 额 的
11、 确 定理论料耗 熟 料生 料）（）（实 际 料 耗 熟 料生 料生 kg/510.%-1495.-1kg/.630.1-tt PKLG式中 G-煤粉掺入量 %L-生料烧失量 %生P-生料的生产损失干基实际消耗定额实际料耗定额=（实际料耗 K百分比）/(1-生产损失) 干基石灰石（1.5105 83.02%）/(1-3%)=1.2928kg/kg 熟料干基粘土 （1.5105 15.63%）/(1-3%)=0.2434kg/kg 熟料干基铁粉 （1.5105 1.35%）/(1-3%)=0.0210kg/kg 熟料湿基实际消耗定额湿基石灰石= 干基石灰石/(1-石灰石含水率)=1.2928/(
12、1-1%)= 1.3059kg 湿基石灰石/kg 熟料湿基粘土= 干基粘土/(1-粘土含水率)=0.2423/(1-15%)= 0.2851kg 湿基粘土/kg 熟料湿基铁粉= 干基铁粉/(1-铁粉含水率)=0.0210/(1-3%)= 0.0216kg 湿基铁粉/kg 熟料湿基煤粉= 干基煤粉/(1-煤粉含水率)=0.1430/(1-8%)= 0.1554kg 湿基煤粉/kg 熟料4.5.物 料 平 衡 表5. 主 机 设 备 选 型消耗定额（t/t 熟料） 总物料（t）干基物料 湿基物料物料名称配合比%含水率%生产损失%干基湿基时 日 年 时 日 年石灰石83.02 1 3 1.2928
13、1.3059 134.4512 3232 969600 135.8136 3264.75 979425粘土15.63 15 3 0.2434 0.2851 25.3136 608.5 182550 29.6504 712.75 213825铁粉1.35 3 3 0.0210 0.0216 2.184 52.5 15750 2.2464 54 16200煤灰3.64 8 3 0.1430 0.1554 14.875 357.5 107250 16.1304 387.75 116325生料19 1 1.5105 1.8648 157.092 3776.25 1132875 193.941 4662
14、.0371398611.111熟料108.33 2600 780000水泥 3 105.08 2521.92 756576.72表 5-1 水 泥 厂 最 大 入 磨 物 料 的 粒 度物 料 种 类 石 灰 石 粘 土 熟 料 石 膏 混 合 材 煤最 大 粒 度 25 50 30 50 30 30（资料来源：新型干法水泥技术与设备 ）61P（ 水 泥 厂 工 艺 设 计 概 论 ）41P5.1.石 灰 石 破 碎 设 备 选 型（ 1） 确 定 破 碎 车 间 的 工 作 制 度石 灰 石 破 碎 车 间 采 用 2 班 制 ， 每 班 工 作 7 小 时 ， 6 日 /周 ， 每 年 工
15、 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 ：48.087630k2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/h210-167248.01f-t24t ）（）（破 碎 窑窑破 碎 CRVQ式中 破 碎 -破碎机产量，t/hCRV-原料/熟料的比率窑t-窑每周工作时间，h破 碎 -破碎机每周工作时间，hf-原料含水率，%（ 新 型 干 法 水 泥 厂 设 备 选 用 使 用 手 册 ）16P主机产量标定：240t/h选 1 台92.041n1h，
16、GH式中：n主机台数；GH要求主机小时产量 t/h；规 格 最 大 进 料 粒 度（ mm）生 产 能 力（ t/h）出 料 粒 度（ mm）PPC1616 700 160240 25Gh,1主机标定台时产量 t/h。6. 物 料 的 粉 磨 系 统6.1 生料磨（ 1） 确 定 粉 磨 车 间 的 工 作 制 度 ： 22h/日，154h/周，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 ：（3）主机要求小时产量：（t/h）6.14572.9.lGhH（4）设备的选型：型号 产量（t/h）MPS3150 立磨 1
17、50（资料来源新型干法水泥生产技术与设备 ）7P（ 5） 计 算 主 机 的 数 量, 选 1 台。64.015,hGn式中：n主机台数；GH要求主机小时产量 t/h；Gh,1主机标定台时产量 t/h。（6）核算主机的年利用率58.076.141,0 hnG6.2 煤磨 （ 1） 确 定 煤 粉 制 备 车 间 的 工 作 制 度 ： 22h/日，154h/周，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76.081543.（3）主机 要求小时产量：（t/h）（4）设备的选型：规格 生 产 能 力 （ t/h）
18、磨 辊 直 径 (mm) 磨 盘 工 作 直 径（ mm）MP1410 24 1019 1400（新型干法水泥厂设备选型使用手册 ）28P（ 5） 生 产 能 力 的 标 定 ：结 合 上 述 资 料 ， 标 定 该 机 的 台 时 产 量 为 24t/h。（ 6） 计 算 主 机 的 数 量， 故选取 1 台。73.02465.1,hGn式中： 主机台数，要求主机小时产量（ t/h） ，h主机标定台时产量（t/h） 。l（7）核算主机的年利用率59.076.241.,0 hnG式中： 主机的实际年利用率，预定的主机年利用率。7. 熟 料 烧 成 系 统表 7-1 4.075回 转 窑 配 套
19、 设 备规 模 t/d 2500625.175438.HGh回 转 窑 475C1 2 50504030C2 2 55104100C3 2 55104100C4 2 55106470预 热 器 C5 2 60606910(资 料 来 源 新 型 干 法 水 泥 厂 设 备 选 型 手 册 ， )4P528. 冷 却 机 选 型（ 1） 确 定 工 作 制 度 ： 采 用 一 班 制 ， 每 班 工 作 8 小 时 ， 每 年 工 作 321 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 ：.08763210k3式 中 ：
20、 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/h18.0.8760yHG日产量为 )/(241.24htd选择合肥院 HCFC 型篦式冷却机型号 H1067额定 2500产量(t/h) 最大 2750段数 2有效面积( ）2m63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（新型干法水泥厂设备选型使用手册 )583P（ 5） 生 产 能 力 的 标 定 ：标 定 该 机 的 台 时 产 量 为 2500t/d ,则 小 时 产 量 为 : t/h17.04251,
21、hG（ 6） 计 算 主 机 的 数 量,故 先 1 台 冷 却 机 .97.1.0481,hGn（7）核算主机的年利用率906.8.107.41,0 hn式中 主机的实际年利用率预定的主机年利用率主机平衡表主 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 PPC16162401 221 240 0.48生 料 磨 MPS3150 立 磨 150 1 105.08 150 0.58煤 磨 MP1410 24 1 17.625 24 0.59冷 却
22、 机 H1067 104.17 1 101.18 104.17 0.906回 转 窑 475 108.33 1 165.74 108.33 0.829.物料的储存和均化表 9-1 水泥厂各种物料的最低储存期（d）物料名称 大、中型水泥厂 小型水泥厂 物料名称 大、中型水泥厂 小型水泥厂石灰石 5 15 石膏 30 20粘土 10 7生料粉(浆)2 4燃料 10 10 熟料 5 7混合材料 10 10 水泥 7 7铁粉 10 20（ 资料来源：新型干法水泥技术与设备 ）20P表 9-2 须用物料的密度和休止角物料名称密度(t/m3)休止角 物料名称密度(t/m3)休止角生产用含水 15%的粘土
23、2.0 25 铁矿石（粉） 1.5 35煤 0.9 27 300mm 以下的二水石膏 1.4 40粉磨后生料粉 1.0 35 回转窑熟料 1.45 33粉磨后硅酸盐水泥 1.1 33 存放库内硅酸盐水泥 1.45 30（ 资料来源：水泥厂工艺设计概论 ）279P9.1 石灰石堆场1）物料储存期的确定：各种物料储存期的确定，需要考虑到许多因素。但因为石灰石是自备矿山，所以适当选择储存期数为 5 天2）储存量Q=日需要量储存期=3264.755=16323.75(t)3）参考淮北相山水泥厂选用 80 的堆场，其石灰石预均化堆场储存期为20000t4）库的数量： ， 选 1 堆8.0275.163n
24、5)实际储存天数=200001/3264.75=6.13d9.2 粘 土 堆 场日消耗粘土量：G 1=712.75t/d.预设粘土的储存期：10d，粘土的储存量：Q=712.7510=7125.5tL= HctgBtQ342根据厂区面积，总平面图布置，选 B=30m，H=7m，则料堆的底边长度：L= ctgt342= 2573025.71cttgt=44m取 L=45m，则HctgBctgHtBLQ342= 2573402575730245 ctgtt=7344.34t粘土露天堆场的实际储存期= d.175.234堆场规格： mHLW45309.3 原煤堆场1）储存量Q=日需要量储存期=387
25、.755=1938.75(t)2）占地面积mB，RmHctgBm20,9.27,63.1982,5 取其 中取 )(95.48)2750(9.)347.13)(22mctgtHtBrcgctgQL取 L=50m，则占地面积 A=5020=1000(m 2)3）实际储量 )(6.198 )2753420(759.0)27505 34( 22t ctgctgctgHBrHBrLQ 4）实际储期1.57.38QT实9.4 铁粉堆棚1）储存量Q=日需要量储存期=548=432(t)2）占地面积mB，RmHctgBm15,.35,.14352,5 取其 中取 )(3.12)351(.5)4.4)(22m
26、ctgttrHctgBQL取 L=14m，则占地面积 A=1415=210（m 2）3）实际储量)(79.531 )35415(35.1)354)4( 22t ctgctgctgHBrHBrLQ 4）实际储期8.54.QT实储库一览表库容量储库名称 规格 数量 单个（t）总共（t）预设储存期（d）实际储存期（d）石灰石预均化堆场80 的堆场 1 20000 20000 5 6.13煤预均化堆场 mHLW5021 1986.661986.665 5.1铁粉堆棚 1451 531.79 531.79 8 9.8粘土堆棚 mHLW745301 7344.347344.3410 10.3第 I 条 5 结论第 II 条 6 谢辞本次课程设计为期二周，在这二周日里，我们进行了材料准备、知识点查询、配料计算、物料平衡计算、主机平衡计算、储库堆场计算、全厂及车间工艺流程的选择、绘制全厂流程图、课程设计书及草图的修改等工作。最后在规定的时间里，成功的完成了这次课程设计。参考资料水泥厂工艺设计概论金容容主编新型干法水泥厂工艺设计手册严生 常捷 程麟主编新型干法水泥生产技术与设备李海涛主编新型干法水泥厂设备选型使用手册熊会思 熊然主编
