1、洛阳理工学院毕 业 论 文（ 设 计 ）题目虞城水泥厂 5200t/d 熟料水泥生产线窑尾工艺设计（PSB32.5）系 （部） 材料科学与工程系专 业 无机非金属材料工程2012 年 6 月 1 日洛阳理工学院毕业设计（论文）II虞城水泥厂 5200t/d 熟料水泥生产线窑尾工艺设计（PSB32.5）摘 要本 设 计 任 务 是 设 计 日 产 熟 料 5200 吨 水 泥 生 产 线 线 烧 成 窑 尾 系 统 。 设 计 过程 经 过 厂 址 选 择 、 全 厂 布 局 、 窑 的 选 型 、 物 料 平 衡 计 算 、 各 生 产 车 间 工 艺 设 计及 主 机 选 型 、 物 料 的
2、 储 存 和 均 化 、 重 点 车 间 设 计 等 步 骤 。设 计 生 料 粉 磨 采 用 立 磨 ， 熟 料 煅 烧 采 用 4.874 带 窑 外 分 解 回 转 窑 烧 成系 统 ， 水 泥 粉 磨 车 间 采 用 带 辊 压 机 的 预 粉 磨 系 统 。重 点 车 间 为 水 泥 粉 磨 环 节 ， 采 用 目 前 较 为 广 泛 使 用 的 辊 压 机 预 粉 磨 系 统 ，该 粉 磨 系 统 系 将 物 料 先 经 辊 压 机 辊 压 后 送 入 后 续 球 磨 机 粉 磨 成 成 品 ， 球 磨 机 出来 的 粗 料 从 新 进 入 辊 压 机 滚 压 粉 碎 ， 这 样
3、就 组 成 一 个 循 环 系 统 ， 大 大 提 高 了 水泥 粉 磨 效 率 ， 并 未 水 泥 粉 磨 减 低 能 耗 提 供 了 解 决 方 案 。 该 系 统 目 前 运 用 技 术 已日 趋 成 熟 ， 具 有 节 能 高 效 等 特 点 ， 为 大 多 数 大 型 水 泥 厂 家 所 接 受 。 本 次 设 计 重点 论 述 了 水 泥 烧 成 车 间 ， 通 过 综 合 选 择 了 高 产 、 低 电 耗 、 环 保 的 工 艺 流 程 。 其中 包 括 回 转 窑 、 预 热 器 、 分 解 炉 的 选 型 和 生 产 能 力 的 标 定 等 ， 然 后 通 过 对 这 些设
4、 备 的 通 风 量 的 计 算 来 进 行 其 他 附 属 设 备 （ 带 式 收 尘 器 及 斗 提 等 ） 的 计 算 和 选型 。关 键 字 ： 水 泥 ， 新 型 干 法 生 产 工 艺 ， 回 转 窑 ， 烧 成 窑 尾 系 统洛阳理工学院毕业设计（论文）III目 录前言 .1第一章 工艺设计指导思想与原则 .21.1 毕业设计原始资料 .21.3 指导思想 .41.4 设计原则 .51.5 全厂工艺流程 .7第二章 配料计算 .122.1 熟料率值的确定 .122.2 熟料热耗的确定 .122.3 用 Excel 进行配料计算 .122.3.1 准备工作 .132.3.2 在 E
5、XCEL 表中输入数据 .132.3.3 假设原料配比，计算生料成分 .142.3.4 计算生料成分 .142.3.5 计算灼烧基生料成分 .142.3.6 计算煤灰掺入量 .142.3.7 计算熟料成分 .152.3.8 求解原料配比 .152.4 将干料配比折算成湿料配比 .16第三章 物料平衡 .183.1 窑型和规格的选取 .183.1.1 NSP 窑的直径 .183.1.2 窑的台时产量标定 .193.2 原、燃材料消耗定额的计算 .203.2.1 生料消耗定额 .203.2.2 干煤消耗定额 .203.2.3 各种干原料消耗定额 .203.2.4 干石膏和干混合材消耗定额 .213
6、.2.5 设计水泥产量 .22洛阳理工学院毕业设计（论文）IV3.3 原、燃材料需要量的计算和物料平衡表的编制 .22第四章 主机平衡 .244.1 主机设备运转率的确定 .244.2 主机小时产量 .254.3 主机选型 .264.3.1 石灰石破碎机的选型 .264.3.2 生料磨选型 .264.3.3 窑的选型 .264.3.4 煤磨的选型 .264.3.5 水泥磨的选型 .264.3.6 包装机的选型 .274.3.7 主机平衡表 .27第五章 储库平衡 .295.1 各种物料的储存期 .295.2 储库设施的计算 .295.2.1 石灰石均化库 .305.2.2 砂岩堆场 .305.
7、2.3 石膏堆棚 .305.2.4 原煤堆场 .315.2.5 铁粉堆场 .315.2.6 矿渣堆场 .315.3 库的选择 .325.3.1 石灰石配料库 .325.3.2 砂岩配料库 .325.3.3 铁粉配料库 .325.3.4 粉煤灰配料库 .335.3.5 生料均化库 .335.3.6 熟料库 .335.3.7 熟料散装库 .335.3.8 熟料调备库 .345.3.9 矿渣库 .34洛阳理工学院毕业设计（论文）V5.3.10 石膏库 .345.3.11 水泥储库 .35第六章 烧成窑尾工艺计 .376.1 窑尾烧成系统的热工设备简介 .376.1.1 预热器 .376.1.3 回转
8、窑 .386.2 烧成窑尾工艺计算 .386.2.1 理论消耗料耗 .386.2.2 生料料耗 .396.2.3 预热器飞灰量 .396.2.4 收尘器收入灰量 .396.2.5 出收尘器的飞灰量 .396.2.6 实际料耗 .396.2.7 预热器喂料量 .406.3 预热器及分解炉工艺计算 .406.3.1 准备计算 .406.3.2 窑尾排出废气量 .406.3.3 分解炉内废气量 .416.3.4 C5 废气量 .426.3.5 C4 废气量 .426.3.6 C3 废气量 .436.3.7 C2 废气量 .436.3.8 C1 废气量 .436.3.9 入高温风机废气量 .446.3
9、.10 三次风管抽风量 .44第六章 烧成窑尾 .467.1 结构参数 .467.2 预热器规格的确定 .477.2.1 三次风管直径的确定 .477.2.2 分解炉规格的确定 .477.2.3 五级预热器的确定 .49洛阳理工学院毕业设计（论文）VI7.2.4 四级预热器规格的确定 .497.2.5 三级预热器规格的确定 .507.2.6 二级预热器规格的确定 .507.2.7 一级预热器规格的确定 .507.2.8 烧成窑尾工艺设备表 .52第八章 水泥生产质量控制与说明 .55结 论 .60谢 辞 .61参考文献 .62附 录 .64外文翻译 .65洛阳理工学院毕业设计（论文）1前 言新
10、型干法水泥生产，就是以悬浮预热和窑外分解技术为核心，把现代科学技术和工业生产，如原料预均化、生料气力均化、烘干粉磨、各种新型耐热耐磨耐火材料以及电子计算机、自控技术等等，广泛地应用于水泥干法生产的全过程，使水泥生产具有高效、优质、低耗、符合环保要求和大型化，自动化的特征的现代水泥生产方法 1。毕业设计是学生完成所有理论课和实验实习课程后的一个教学环节。它是在教师指导下，由学生综合运用所学过的基础知识和实践生产知识，查找工具书和各种技术资料达到计算、绘图、编写说明书等来解决实际生产技术问题的教学环节，是 高 等 学 校 无 机 非 金 属 材 料 和 硅 酸 盐 工 程 专 业 所 必 须 完
11、成 的 课 题 ， 也是从事技术工作的一次演习，与先前的教学过程相比，具有较强的综合性、实践性和探索性。通过毕业设计，不仅使学过的知识得以巩固、提高，而且进一步培养我们独立思考、设计及解决实际技术问题的能力，使自己的学识和工程实践能力有一个很大程度的进步，最终完成在校的学习任务。本次设计是为了顺应水泥发展的趋势，提高我校水泥工艺专业毕业生的综合素质和适应能力，因此设计的预分解窑。预分解窑是在悬浮预热器窑基础上发展起来的，是水泥工业继悬浮预热窑后的一次重大革新。预分解窑系统由高效低阻预热器、TDF 分解炉、回转窑和高效篦式冷却机等几部分组成，分解炉处于预热器与窑尾之间，是系统提供二次热并进行分解
12、反应的区域，入窑生料的分解率可达 90%以上，从而大大减轻了窑的负荷 2。该设计的目的是在河南省虞城县建一个日产 5200 吨的水泥厂，该县城周边至今还没有大型水泥厂，大规模所用的水泥主要从较远的水泥厂运过来，运输成本比较高。而且该县有一座大型矿山，能够为日产 5000 吨的水泥厂提供石灰石 60 年，另外，水泥生产所需的辅料都能从周边城市运过来，成本比较低。该水泥厂建成后，产品主要销往商丘市、徐州市和宿州市等周边城市，另外，该水泥厂的建设为周边新农村的建设提供了水泥保障。洛阳理工学院毕业设计（论文）2第一章 工艺设计指导思想与原则1.1 毕业设计原始资料原材料化学成分见表 1-1。表 1-1
13、 原材料化学成分（%）项目 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 合计 天然水分石灰石 39.9 3.0 1.5 0.45 51.1 1.2 1.1砂岩 1.0 93.5 1.6 0.68 1.21 0.46 0.7铁粉 2.26 10.1 2.8 76.47 2.29 2.5 1.28 1.5粉煤灰 1.76 51.9 32.04 4.51 6.25 1.12 3.0石膏 34.2煤灰 54.2 31.19 8.32 3.52 1.56煤的工业分析见表 1-2。表 1-2 煤的工业分析工业分析（ %）Mad 水分 Cad 固定碳 Aad 灰分 Vad 挥发分发热
14、量 Qnet.adKJ/Kg1.0 49.5 25 24.5 23700原煤水分：2.16其它1、年平均气温：16 2、当地气压：752mmHg3、地下水位：-13m水泥品种：P SB32.5袋散比：25%:75%洛阳理工学院毕业设计（论文）31.2 厂址选择工业企业及其所属工人村场地选择是工厂建设的重要环节。厂址选择的合理与否，将直接影响工厂建设的投资。建设进度,同时也将长期影响工厂投产后的生产.管理和工厂今后的发展。因此，新建项目根据生产建筑要求，进行经济技术比较，抓住主要条件，认真做好厂址选择的工作。影响厂址选择的主要因素 3：1、厂址要靠近主要原料基地。生产水泥的主要原料是石灰石和粘土
15、（本设计中不采用粘土） ，故水泥厂应靠近石灰石矿山，以缩短石灰石运输距离，方便采用经济可靠的运输方式，以节约投资和运输费用。但应注意厂区和住宅区不得建在有用矿藏上或处于爆破危险范围内。2、厂址有良好的交通条件。水泥生产因物料吞吐量很大，故大中型水泥厂应力求靠近铁路线，小型水泥厂靠近公路线。3、厂址尽量靠近水源。水泥厂是耗水量较大的企业，水源必须充足，水泥质量合格，保证不间断供水。4、厂址尽量靠近电源。水泥厂是耗电量很大的企业，故厂址最好靠近电力网，并有方便的供电条件和措施，以保证供电和减少输电线路的投资。5、厂址应有足够的建厂场地，但必须坚持贯彻国家节约用地方针政策，不占良田，少占良田，尽可能
16、利用荒山野地。6、厂址地形。厂址地形最好宽阔平坦，并稍带倾斜，以利简化工厂的竖向布置与减少平整场的土石方量，并利于排水。矿山、厂区和住宅区应尽可能布置在铁路、公路、河流的同一侧。7、工程地质条件。应有良好的工程地质条件，土壤深度在地下 1.52m处的耐力最好在于 200kpa 以上，厂址下面要避免有用矿藏，没有活断层，并应尽量避免死断层、溶洞、滑坡等。8、厂址应有良好的水文地质条件。地下水位在地表以下 5m 为好，且厂址不应处在水库、堤坝附近的下游。9、厂址的选择必须考虑工厂的雨水、污排出厂外的方便条件，并遵守环境保护卫生规范。10、选择厂址是必须确定该地区的地震烈度。一般 6 度以下地区可不
17、考虑防震措施，6 度以上地区要考虑设防震措施，9 度以上地区不宜建厂。洛阳理工学院毕业设计（论文）411 厂址选择中，必须落实大件设备的运输问题。综上所述,在选择厂址时需要同时考虑多方面的问题,而实际上却很难找到各方都较理想的厂址。因此必须在多方面综合比较的基础上加以选择，从而得到相对而言较为理想的厂址。1.3 指导思想水泥工业及水泥工厂设计有如下几个特点 4：1、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。2、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。3、水泥厂存在粉尘和噪音两大污染。因此，设计时必须
18、加强收尘措施，尽量搞好厂区绿化。4、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。5、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。6、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。7、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。8、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，才能产生较好的方案。
