工厂基本建设前期工作

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1、工 厂 工 艺 设 计 概 论 本课程的地位与作用v本课程面向基本学制为四年的本科生，是材料科学与工程专业的专业任选课之一。其与无机结构材料、无机功能材料、粉体工程与设备、薄膜技术、纳米材料与技术、材料专业计算机应用等专业选修课共同构成材料科学与工程专业新型无机材料方向的专业知识体系。 课程教学目的与要求v本课程的教学目的是使学生掌握工厂总平面布置的原则和方法，工厂工艺设计的原则、程序、工艺平衡计算及主要生产车间的工艺设计和工艺布置，了解整个工厂设计的程序和内容以及土建、电气、环境保护、卫生工程和技术经济等其它专业知识，为从事材料的生产工艺研究和工艺设计打下基础。 各章主要教学内容第1章 硅酸

2、盐工厂基本建设前期工作（3学时）本章应了解硅酸盐工厂的基本建设程序，内容和任务。第2章 工厂总平面布置（3学时）本章应初步掌握工厂总平面图设计的内容、步骤和方法。第3章 工艺设计的原则、程序及工艺平衡计算（4学时）本章应掌握工艺设计的基本原则，物料平衡、主机平衡、储库平衡三大平衡计算的方法。了解工艺设计的程序。 v第4章 生产车间工艺流程的选择、设备选型及工艺布置（4学时）本章应掌握工艺流程选择、设备选型的基本方法，车间工艺布置的依据，厂房平面布置、立面布置和设备布置的内容和遵循的原则及重点考虑的问题。v第5章 生产车间工艺设计（14学时）本章应掌握每个主要生产车间系统选择和设备选型计算的方法

3、，以及车间布置的注意事项，了解系统发展的趋势，对整个工厂重点车间的工艺设计有一个较全面的理解。 v第6章水泥包装、散装和发送（2学时） v第7章工艺设计所需的其他专业知识（2学时）本章应了解与工艺设计配套的其它专业知识，以保证工艺设计的合理化和全面化。 重点与难点v重点：掌握矿点的选择，影响厂址选择的主要因素，风向玫瑰图的意义和具体应用，总平面设计的基本原则，工艺设计的基本原则，物料平衡计算，主机平衡计算，储库平衡计算，工艺流程选择、设备选型的基本方法，车间工艺布置的原则及重点考虑的问题，生产车间系统的选型计算，车间工艺布置。v难点：风向玫瑰图的具体应用，总平面设计的基本原则，物料平衡计算，主

4、机平衡计算，储库平衡计算，车间工艺布置重点考虑的问题。 考核方式v本课程采用闭卷和平时考核（包括作业和课堂讨论）相结合的方式，闭卷考核成绩占80%，平时考核成绩占20%。 教材与主要参考书 v教材金容容.水泥厂工艺设计概论武汉:武汉工业大学出版社，1993年.v主要参考书1 吴晓东.陶瓷厂工艺设计概论.武汉:武汉理工大学出版社，1992年.2 杨保泉.玻璃厂工艺设计概论.武汉:武汉理工大学出版社，1989年.3 于润如，严生.水泥厂工艺设计.北京:中国建材工业出版社，1995年.4 同济大学，南京化工学院.水泥生产机械设备.北京:中国建筑工业出版社，1995年.5 张浩楠.中国现代水泥技术及装

5、备.天津:天津科学技术出版社，1991年. 6 曹文聪，杨树森.普通硅酸盐工艺学.武汉:武汉工业大学出版社，1996年. 概述 中国水泥工业的发展历史v中国水泥生产技术水平随着时代的进步而不断提高，由低到高大致分为立窑、湿法回转窑、日产2000吨熟料预分解窑新型干法和日产5000吨熟料预分解窑新型干法等4个层次。 中国水泥史上设备国产化的进程中有4个里程碑：v昆明水泥厂(后改名云南水泥有限公司)是国产设备建设立窑厂的里程碑；v湘乡水泥厂(后改名韶峰水泥集团有限公司)是国产设备建设湿法回转窑厂的里程碑；v江西水泥厂(后改名江西万年青水泥股份有限公司)是国产设备建设日产2000吨熟料预分解窑新型干

6、法厂的里程碑；v安徽海螺集团有限责任公司是国产设备建设日产5000吨熟料预分解窑新型干法厂的里程碑，中国水泥工业现代化步伐从此大大加快。 评价一个国家水泥工业综合水平的主要技术指标v水泥总产量v人均水泥消耗量v综合能耗v资源消耗v技术先进性、装备大型化程度、装备的可靠性v年运转率、污染排放标准、环保性v消纳废渣的能力、燃料替代率、科技创新 v技术开发、经营管理模式 世界水泥生产技术的发展趋势v发展大型新型干法水泥生产技术和装备：效率高、能耗低、单位投资小、生产成本较低、生产率高、效益上升、污染物单位排放少。如破碎机、生料磨、水泥窑、冷却机、水泥磨v生产工艺节能化低热耗 国际先进国家（2800k

7、J/kg熟料），一般2980kJ/kg熟料，全国平均5250kJ/kg熟料，新型干法窑平均3550kJ/kg熟料 国内新型干法窑平均：耗煤3040元/t水泥 耗电7080元/t水泥 v零消耗（电）：纯低温余热发电技术v环保：零污染、零排放（窑尾CO2的处理及应用）v零消耗（燃料）：可燃物替代v利废：工业废渣废料生产水泥，达到环保和降低生产成本的双重效果。 总之，节能、减排、环保、发展循环经济。中国水泥工业将逐步纳入节能型、环保型和资源型的运行轨道。 水泥生产新技术v利用工业废渣和城市垃圾配料生产水泥；v利用低品位原料（CaO40%铝质校正原料：Al2O3 30对于新型干法窑系统，生料和燃料中有

8、害成分需符合下列要求：原料中（碱）K2ONa2O1.0；（氯）Cl0.015；硫、碱摩尔比SO3/ (K2O1/2Na2O) 1.0；燃料中SO33.0。 4.矿山储量的分级及储量要求分A、B、C、D四级。A级储量是编采掘计划的依据。B级储量是设计首期开采计划的依据。C级是设计依据的主要储量。D级是作远景规划的依据。水泥厂要求的储量熟料年产量每吨熟料所需原料地质储量矿山服务年限1吨熟料大约需2吨石灰石，0.4吨粘土。服务年限：大（100万吨熟料/年）、中厂（2080万吨熟料/年）50年，小厂（510万吨熟料/年）30年。根据测得的储量可初步确定工厂规模。 三、生产方法的选择生产方法实际就是煅烧

9、系统。煅烧系统分为两大类：立窑、回转窑。目前，国际上明显趋向新型干法生产中的预分解窑生产。因：单机产量大，热耗低，可余热利用烘干物料；预均化技术保证了熟料的质量；旁路放风等新技术改进了此方法对原料和燃料的适应性；收尘设备及技术的发展大大改善了环境污染；与同产量的其它窑型比，设备质量较轻，占地面积较小，基建投资较省。日本全采用预分解窑。在我国，有关部门已明确指示，大、中厂尽量采用新型干法窑；小厂应采用成套地技术先进的机立窑，或小型新型干法窑。坚决阻止中空干法窑。 四、项目建议书项目建议书是开展可行性研究的重要依据。根据国民经济的长远规划、地区规划和行业规划的要求，在矿点选择报告、原料资源详查报告

10、和销售市场预测的基础上，阐述建设的必要性和理由，拟定工厂的生产规模和生产方法，落实建厂的条件，取得有关部门的意性书，对建设资金的来源和筹措方式有初步落实方案，进行初步的经济效果和社会效益的估计。 项目建议书的内容：项目来由项目名称项目提出的依据和必要性建厂规模、产品方案和生产方法的初步设想建厂条件（原燃料资源、交通运输、电源、水源、建设场地、环境保护）建设项目进度按排设想工厂区域位置图附件（各类意向书和文件）最后报有关部门评估、审批 五、厂址选择 在进行厂址选择时，必须考虑以下因素：1、厂址在矿山和附近城镇间，靠近城镇。厂址由原来的靠近原料矿山逐渐向城镇郊区靠近，因而工厂也由原来的小社会浓缩成

11、专门的生产基地。大大减轻了企业的负担和基建投资，但增加了原料的运输费用并给环境带来一定的影响。2、靠近铁路接轨车站。对于大中型水泥厂，年运输量都达几十万吨，因此应力求靠近国家铁路干线以缩短工厂专用线长度。 3、在有水运条件的地区，应考虑水运、建码头的可能性。厂址最好靠近主航道的一侧。4、尽量靠近水源。对湿法生产更是如此。5、应靠近电力网。水泥厂是耗电量很大的企业（80130KW.h/t水泥）6、厂址应有足够的建厂场地。尽可能利用荒郊野地。7、厂址地形。最好宽阔平坦，并稍带倾斜，以利简化工厂竖向布置和平整场地土石方量，并利于排水。坡度12较好，矿山、厂区、住宅区尽量布置在铁路、公路、河流同一侧。

12、 8、工程地质条件。应有良好的工程地质条件，土壤深度在1.52米处的地耐力最好在200KP以上。厂址下避免有矿藏、活断层、溶洞、滑坡等。9、水文地质条件。应有良好的水文地质条件，因有较深坑和地下工程，地下水位应在地表下5米为好。不应处在水库、堤坝附近的下流。10、雨水、污水排出便利。11、地震 6级以上需考虑防震措施，9级以上不宜建厂。 12、大件设备的运输 因窑、磨等单件质量和长度可能超过火车单节车厢运载能力或高度超过隧道等的净空高度。因此在选厂址时必须落实大件设备的运输问题。13、合理确定工人村建设场地 对临近城镇的厂不需工人村，对离城镇较远的矿山，工人村一般在城镇和厂区间，尽量靠厂。工厂在工人村和城镇的下风侧。