毕业论文日产5000td的新型干法水泥厂的总体设计及生料制备车间工艺设计

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1、绵阳职业技术学院毕业设计 材 料 工 程 系毕业设计说明书专 业： 水泥工艺 班 级： 水泥122 姓 名： 指导教师： 起讫日期： 9.112.14 前言新型干法水泥生产自问世以来倍受世界各国的关注，特别是上世纪80 年代以来得到了突飞猛进的发展，国际水泥工业以预分解技术为核心，将现代科学技术和工业化生产的最新成果广泛应用于水泥生产的全过程，形成了一套具有现代高科技为特征和符合优质、高效、节能、环保以及大型化、自动化的现代生产方法。新型干法水泥技术代表了现阶段最高的水泥烧成技术，可以提高窑单位容积产量、提高窑砖衬寿命和运转率，且自动化水平高、生产规模大，可以选用低质燃料或低价废物燃料，节省燃

2、料，降低热耗和电耗，减小设备和基建投资费用、CO 和 NO x 生成量少和事故率低，操作稳定。发展新型干法水泥技术是环境保护和资源综合利用的必然结果。同时，新型干法水泥技术涵盖了许多丰富的理论和科研成果，指导着水泥工业设计、研发、生产等工作的不断完善、优化和提升。近年来，我国新型干法水泥生产技术也得到了飞速发展。尤其是进入21世纪，大批4000，5000t/d熟料新型干法水泥生产线的建成、投产，标志着我国新型干法水泥生产技术已经成熟。 水泥生产主要工艺过程简要包括为“两磨一烧”。按主要生产环节论述为：矿山采运（自备矿山时，包括矿山开采、破碎、均化）、生料制备（包括物料破碎、原料预均化、原料的配

3、比、生料的粉磨和均化等）、熟料煅烧（包括煤粉制备、熟料煅烧和冷却等）、水泥的粉磨（包括粉磨站）与水泥包装（包括散装）等。新型干法是以悬浮预热和预分解技术装备为核心，以先进的环保、热工、粉磨、均化、储运、在线检测、信息化等技术装备未能基础；采用新技术和新材料；节约资源和能源，充分利用废料、矿渣，促进环境经济，实现人与自然和谐相处的现代化水泥生产方法。一原料与燃料1. 原燃材料的评价水泥原料（普通硅酸盐水泥）原料的成分和性能直接影响配料、粉磨、煅烧和熟料的质量，最终也影响水泥的质量。生产硅酸盐水泥的主要原料是石灰质原料（主要提供氧化钙）和粘土质原料（主要提供氧化硅和氧化铝，也提供部分氧化铁）。我国

4、粘土原料及煤炭灰分中一般含氧化铝较高，而含氧化铁不足，因此需要加入铁质校正原料。当粘土中氧化硅或氧化铝含量偏低时，可加入硅质或铝质校正原料。水泥的原料应满足以下工艺要求：a化学成分必须满足配料的要求，以能制得成分合适的熟料，否则会使配料困难，甚至无法配料。b 有害杂质的含量应尽量少，以利于工艺操作和水泥的质量。c 应有良好的工艺性能，如易磨性、易烧性、热稳定性、易混合性等。（1）石灰质原料在本设计中所使用的石灰石化学分析结果如下：石灰石化学成分（%）成分名称LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3石灰石42.533.671.020.2151.600.530.0599.61本设计采

5、用的石灰石各项指标基本达到了一级品（CaO48%, MgO3%）要求，该石灰石属于生产水泥较为优质的原料。据了解，该矿山在厂区北方，距厂5.5公里，储量为1.66亿吨，储量丰富。初步估计其储存量能服务5000t/d熟料生产线50年以上，交通方便。（2）黏土质原料在本此设计中所使用的砂岩化学分析结果如下：砂岩化学成分（%）成分名称LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3砂岩3.5379.8312.761.651.650.160.0299.60本设计采用的砂岩基本满足生产要求，砂岩矿山位于厂区南面璋山岭，距厂10公里, 储量7200万吨，运输距离相对较远，但用量不大，对生产影响较小。

6、（3）校正原料在本此设计中所使用的校正原料化学分析结果如下：铝质校正原料化学成分（%）成分名称LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3铝矾土13.3731.4233.2115.160.481.13-94.77铁质校正原料化学成分（%）成分名称LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3硫酸渣0.585.005.2968.215.963.128.5996.75校正原料的来源主要是采购，化学成分基本满足生产需求，由于用量极少，所以交通的影响较小。（4）燃料水泥工业用燃料的质量分析包括以下几个方面：（1）热值：对燃煤的热值希望越高越好，可有效地提高发热能力和煅烧温度。因此对于

7、预分解窑一般要求煤的低位发热量大于21000kJ/kg煤。本设计用煤热质为21734kJ/kg煤。（2）挥发分：挥发分低的煤不易着火，窑内会出现较长的黑火头，高温带比较集中，易形成“短焰急烧”。挥发分相对较高，为25.74%。（3）灰分：一般要小于25%-30%，本设计中所用煤的灰分为13.92%。（4）水分：生产中对煤粉的水分应控制在1%-1.5%。（5）煤粉的细度：煤粉的细度直接影响火焰的长度及形状。国内生产、设计采用的煤粉细度，通常80m筛余为8-10%，煤的工业分析MarMadVadAadFCadQnet,ad原煤(沐川烟煤）5.301.8017.3032.8048.1021734煤灰

8、化学分析（%）成分名称LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3煤灰-56.1226.4010.001.121.193.0297.85二配料计算1.配料计算原料化学成分（%）成分名称LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3石灰石42.533.671.020.2151.600.530.0599.61铝矾土13.3731.4233.2115.160.481.13-94.77砂岩3.5379.8312.761.651.650.160.0299.60硫酸渣0.585.005.2968.215.963.128.5996.75煤灰-56.1226.4010.001.121.193

9、.0297.85原煤工业分析（）MarMadVadAadFCadQnet,ad原煤(沐川烟煤）5.301.8017.3032.8048.1021734单位熟料热耗为：q=3150kJ/kg(1)率值确定KH值：KH越大，则硅酸盐矿物中的C3S的比例越高，熟料质量越好，故提高KH有利于提高水泥质量，但KH过高，熟料煅烧困难，保温时间长，否则会出现游离CaO，热耗高，厂中KH值一般在0.880.91之间取得。SM值：硅酸率SM的大小表示熟料在煅烧过程中生成硅酸盐矿物和溶剂矿物的相对含量。通常硅酸盐水泥的硅率在2.42.7之间。IM值：铝率表示熟料中氧化铝与氧化铁的质量百分比，也表示熟料中C3A与C

10、4AF的比例关系，铝率一般是在1.41.7之间取得。参考国内外大型预分解窑熟料率值的配料方案，结合本设计的原料品质，本次设计的初始率值目标值定为：KH=0.90，SM=2.55，IM=1.50（2）计算煤灰掺入量GA=（S=100）=32.803150100/10021734=4.75%假设干基配比为：假设干燥基原料配比（%）石灰石铝矾土硫酸渣砂岩80.1%2.3%1.8%15.8%煤灰掺入量GA=4.75%，则灼烧生料配合比为（100-4.75）%=95.25%。按此计算熟料的化学成分，如表所示：熟料的化学成分（%，wt）名称配合比SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3灼烧生料95.

11、2517.39 3.62 2.46 60.55 0.74 17.39 煤灰4.752.67 1.26 0.48 0.05 0.06 2.67 熟料10020.064.882.9360.610.790.43熟料率值计算如下：KH=（CaO1.65 Al2O30.35 Fe2O30.7 SO3）/2.8 SiO2= （60.611.654.880.352.930.70.43）/2.820.06=0.91SM=20.06/4.88+2.93=2.57IM=4.88/2.93=1.66由上述计算结果可知，KH接近，SM接近，但IM较高，为此应该调整配比。调整后假设干燥基原料配比为：假设干燥基原料配比（

12、%）石灰石铝矾土硫酸渣砂岩79.7%2.6%2%15.7%熟料的化学成分，如表所示：熟料的化学成分（%，wt）名称配合比SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3灼烧生料95.2517.403.662.6760.130.740.31煤灰4.754.751.260.480.050.060.14熟料10020.074.923.1460.180.800.45熟料率值计算如下：KH=（CaO1.65 Al2O30.35 Fe2O30.7 SO3）/2.8 SiO2=（60.181.654.920.353.140.70.45）/2.820.07=0.9SM=20.07/4.92+3.14=2.49I

13、M=4.92/3.14=1.56有上述计算结果可知，KH满足，SM较接近，IM较接近，三率值基本满足生产的需求，可用于生产工作。原料的天然水分（%）石灰石铝矾土铁粉煤矿渣石膏砂岩1.501.0017.608.008.004.0015.00湿原料=干原料计算结果（%）湿原料石灰石铝矾土硫酸渣砂岩份数0.79700.02600.02000.15701换算成百分比熟料煤耗：P1=3150/21734=0.14493 kg/kg = 144.93（kg煤/100kg熟料）三物料平衡1.窑的台数窑型的选择：窑尺寸的计算：要求熟料小时产量 G=5000/24=208.5t/h由经验公式G=1.5564Di

14、3.0782得Di=4.4参考同类厂家Di=4.5m根据相关资料选取：L=72m L/Di=68/4.3=15.8m 根据经验值选取：=0.22考虑衬砖厚度，则筒体外径为：D=Di+2 =4.4+20.15=4.7m 根据我国现有的同类型窑的生产情况相比较，及本次设计的设备情况，选用 4.874m的回转窑。有效内径D=4.8-2=4.8-20.22=4.36 m有效长度 L=72 m经计算验证，用公式:211.7tGd=24211.66=5080tn=0.99 故n取1。物料平衡计算以一台5000t/d熟料窑外预分解窑为基础, P.O42.5水泥45%，P.C 42.5水泥55%，矿渣掺入量为

15、30%，水泥35%包装，65%散装出厂。采用周平衡法计算。 (1)计算烧成系统的生产能力熟料小时产量：5000/24=208.5t/h熟料日产量： 5000t/d 熟料周产量：50007=35000t/周每种水泥小时产量：=100-3/100-3.96-32211.745%=144.30t=100-3/100-3.96-12211.755%=134.40t水泥小时产量总和：=278.7t式中：，分别表示每种水泥小时产量（t/h）；，分别表示水泥中石膏的掺入量（）；分别为3.96、3.96；， 分别表示每种水泥中混合材的掺入量（）；分别为12、32；干生料生产损失，%，取3%（见水泥厂工艺设计概

16、论P40）； 两种水泥小时产量的总和（t/h）。水泥日产量：=6688.8t水泥周产量：=46821.6t（2）原、燃料消耗定额原料消耗定额：考虑生产损失时，1t熟料的干生料理论消耗量：KT = =1004.75/10034.39=1.45（t/t 熟料）式中：KT 干生料理论消耗定额，t/t 熟料；S 煤灰掺入量，%；I 干生料的烧失量，%。考虑煤灰掺入时，1t熟料的干生料消耗定额：K生 = =1001.45/1003=1.49（t/t 熟料）式中：K生干生料消耗的定额，t/t 熟料；P生干生料生产损失。%，取3%（见水泥厂工艺设计概论P40）各种干原料的消耗定额：K原 = K生K原 某种干

17、原料的消耗定额（t/t 熟料）K生 干生料消耗定额（t/t 熟料） 干生料中该原料的配比（%）K石灰石= K生 =1.4979.7%=1.1875（t/t 熟料）K硫酸渣= K生 =1.492%=0.0298（t/t 熟料）K砂岩= K生 =1.4915.7%=0.2339（t/t 熟料）K铝矾土= K生 =1.492.6%=0.0387（t/t 熟料）四矿物组成：=53.39=17.26=7.71=9.55干石膏消耗定额：石膏掺入量：d =（0.27.71+0.059.55-0.45）/39.64=3.96%Kd= kg/kg熟料K1：0.0485 K2：0.0637式中Kd 干石膏消耗定额

18、（Kg/Kg熟料）；Pd混合材生产损失（%），取3%(水泥工艺计算手册P78)水泥中石膏掺入量（%），=3.96%；水泥中混合材掺入量（%）,取12%,32%。确定P.O42.5，P.C 42.5水泥混合材掺入量分别为e=12%、e=32%,生产损失均为Pd=3%, 则：干混合材消耗定额：Ke= kg/kg熟料K1：0.1472 K1：0.1614式中 干混合材消耗定额（Kg/Kg熟料）；混合材生产损失（%），取3%(见王君伟水泥工艺计算手册P78)水泥中石膏掺入量（%），=3.96%；水泥中混合材掺入量（%）,取12%,32%。烧成用煤消耗定额：干煤低位热值= 21734kJ/kg干煤Kf，

19、1=100q/Q(100-pf)=1003150/21734(100-3)=0.15 (t/t熟料) 式中 Kf，1烧成用干煤消耗定额(t/t熟料)；煤的生产损失(%)，一般取3%。q熟料烧成热耗(3150kJ/kg熟料)。烘干用干煤消耗定额：（主要对混合材进行烘干处理）Kf2=6123.86/350009.5-1/100-14810/21734100/100-3=0.0033式中：Kf2烘干用干煤消耗定额，kg/kg 熟料；pf煤的生产损失%，一般取3%。（见水泥厂工艺设计概论P41）Qnet.ad煤的低位热值，kJ/kg 熟料；w1、w2分别表示该物料烘干前、后的水分，%，分别为：9.5%

20、、1%。q熟料烧成热耗，kJ/kg熟料；M湿须烘干的湿物料量，t/周；6123.86Q烧烧成系统生产能力，t/周；35000。q烘蒸发1kg水分的热耗量，kJ/kg水分，4810，参考水泥厂工艺设计概论P68烘干机的热工参数。含天然水分的湿物料消耗定额：K湿=式中：K干、K湿分别表示干物料、湿物料消耗定额，kg/kg 熟料；w0该物料的天然水分，%表 3-17 全厂物料平衡表原料名称水分含量(%)生产损失(%)消耗定额 (t/t熟料)物料平衡表(t)备注干料含天然水分料干料水分料小时日周小时日周砂岩150.23390.269049.521188.408318.7956.951366.75956

21、7.26石灰石1.51.18751.3594251.396033.4542234.15255.166123.8642867.02铝矾土1.00.03870.20938.19196.631376.398.27198.531389.68硫酸渣17.600.02980.01786.31151.411059.857.42178.091246.65生料3.01.49315.437570.3952992.74石膏P.C 4254.03.00.03960.04005.32127.73894.145.53132.79929.51P.O 4254.03.00.03960.04005.71137.149605.9

22、4142.52997.65矿渣P.C 4258.03.00.14720.081816.13387.072709.5017.42418.12926.63P.O 4258.03.00.16140.174346.181108.227757.5749.8711978379熟料211.7508035560水泥P.O 5253.0134.403225.622579.2P.O 4253.0144.303463.224242.4烧成用煤8.03.00.150.162031.76762.125334.8434.30823.225762.53烘干用煤8.03.00.00330.00360.70 16.77117.

23、370.7718.14127.01燃煤合计8.03.00.15330.165632.46778.895452.2135.071657.095889.54四主机平衡车间工作制度表主机名称每日运转小时数（h/d）每周运转小时数（h/w）生产周制年利用率生产班制石灰石破碎12-1472-8460.50每日两班，每班6-7h原煤破碎6-736-4960.30每日一班，每班6-7h石膏破碎6-736-4960.30每日一班，每班6-7h生料磨2215470.92每日三班回转窑2416870.95每日三班煤磨2316170.92每日三班水泥磨2316170.96每日三班包装机12-1484-9870.50

24、每日两班，每班6-7h注：1.每日运转时间为24h，按每日三班，每班8h计算；每日运转22h，按扣除每班检修时间2h计算。2.生产班制一栏，每班6-7h指主机运转小时数，已经扣除每班检修时间1-2h。本次设计采用周平衡法，根据车间工作制度，定出主机每周运转小时数，并根据物料周平衡量，求出该主机要求的小时产量6： GH = Gw /H 式中GH要求的主机小时产量(t/h)；Gw物料的周平衡量(t/w)；H主机每周运转的小时数。主机选型：破碎机选型：（1）破碎系统要求的生产能力 GH=GW/H=/84=510.32 (t/h) 式中GH要求的石灰石小时产量(t/h)；Gw石灰石的周平衡量(t/w)

25、； H主机每周运转的小时数，84h。选择世博机械生产型号规格：PE15001800，生产能力：350-700t/h主机功率：280kw，入料粒度: 1200mm出料粒度:90%25mm（2）标定产量设计生产能力为450550t/h，根据实际生产条件，设定其产量为525t/h。(3) 核算每周实际运转小时数H0=GH/(nGM)=510.32/52584=81.65(h)式中 GH 、GM要求石灰石的小时产量，所选破碎机的小时产量。生料磨的选型：石灰石破碎机要求小时产量：Gh =52992.74/（1680.92）=342.86(t/h)采用丹麦史密斯公司生产的ATOX50型立磨。其生产能力为4

26、10t/h，允许入磨物料最大粒度为100mm，允许入磨物料最大水分为8%，成品细度为80m筛筛余12%，出磨物料水分0.5%，磨盘直径：5000/5610mm，磨辊数量为3个。核算实际周利用率：=Gy/(168G标)=52992.74/(168410)=0.780.92满足要求。回转窑选型：主机要求时产量：Gh= Gy/(168)= 35000/(1680.95)=219.30(t/h )选择中德重工产回转窑，规格为4.874m，能力为5000 t/d，斜度为4.0，窑体转速为主传动时0.3983.981 r/min，电机功率630kw。核算实际周利用率：实际= Gy/(7G标)=33782/

27、(168211.7)=0.9480.95满足要求。煤磨的选型：根据物料平衡表，要求小时产量：GH=GW/H=5889.54/154=38.24(t/h) 式中GH煤磨要求的小时产量(t/h)； Gw每周需要的煤粉总量(t/w)； H每周工作的小时数(154h)。选用ZGM133M风扫磨,生产能力：40t/h；进口粒度50 mm：进料水分10 %；成品水分0.5 %；成品细度为0.080mm方孔筛筛余810%筛余；磨盘为2250。核算每周实际运转小时数：H0=GH/nGM=38.24/40168=160.6h161h式中GH 、GM要求煤磨的小时产量，所选煤磨的小时产量。满足要求。水泥磨的设备选

28、型：要求生产能力：GH=GW/H=46821.6/161= 290.82(t/h) 式中GH水泥要求的小时产量(t/h)； Gw每周需要的水泥总量(t/w)； H每周工作的小时数，161h。选用2台辊压机配球磨联合粉磨系统：辊压机：选用型号为HFCG140-65；喂料粒度80mm；通过量210300t/h；功率1000kw；球磨：4.2m11m；装机功率 2800kw；生产能力 180t/h。标定产量根据实际生产条件，标定其产量为300t/h。核算每周实际运转小时数 H0=GH/nGM=290.82/300161=156h161h (4.13)式中GH、GM要求水泥的小时产量，所选磨机的小时产

29、量。满足要求。包装机的设备选型：本次设计采用65%水泥散装，35%水泥包装。每周需包装水泥量：46821.60.35=16387.56t包装机要求生产能力GH=GW/H=16387.56/84=195.09 (t/h) 式中GH包装机要求的小时产量(t/h)；Gw每周需要的水泥总量(t/w)； H每周工作的小时数, 84 h。故选取2台RS14嘴回转包装机，生产能力为100t/h，根据实际生产条件，标定主机生产能力为90t/h。核算每周实际运转小时数：H0=GH/ GM84=195.09/(390)84=60.7h84h式中GH、GM要求包装机的小时产量、所选包装机的小时产量。满足要求。主机平

30、衡表序号主机名称主机型号及规格性能参数主机台数（台）要求主机产量（t/h）主机标定生产能力（t/h）每周实际运转小时数(h)1石灰石破碎机PE15001800生产能力：350-700t/h主机功率：280kw，入料粒度: 1200mm出料粒度:90%25mm1510.3252581.652回转窑4.874m预分解窑能力为5000 t/d，斜度为4.0，窑体转速为主传动时0.3983.981 r/min，电机功率630kw150005080159.33生料磨ATOX50型立磨允许入磨物料最大粒度：100mm允许入磨物料最大水分：8%成品细度：80m筛筛余12%出磨物料水分：0.5%磨盘直径：50

31、00/5610mm磨辊数量：3个1342.86410131.044水泥磨辊压机配管磨系统HFCG140-65型辊压机4.2m11m管磨机2290821801565包装机RS14嘴回转包装机旋转调速范围：06r/min称量精度：单袋500.5 kg整机旋转方向：顺时针（俯视）2195.099060.76煤磨ZGM133M风扫磨进料粒度：50 mm进料水分：10 %成品水分：0.5 %成品细度：0.080mm方孔筛筛余810%磨盘：2250138.2440160.6五储库平衡1.确定各种物料储存期各原料堆场及堆棚的储存期物料名称石灰石粘土硫酸渣煤生料熟料石膏矿渣铝矾土水泥储存期（d）6203010

32、220401030102. 堆场计算各物料的密度和休止角如下表所示(参照水泥厂工艺设计概论P289 附录（一）常用物料的密度和休止角：常用物料密度和休止角物 料名 称碎石灰石块煤铁粉矿渣砂岩煤粉生料粉熟 料（回转窑）石膏普通水泥（库内）物料容重（t/m3）1.450.91.50.81.50.51.31.451.31.45休止角(度)3027353536035334530石灰石预均化堆场：目前大型水泥厂的石灰石预均化可采用长形或圆形2种形式的堆场，其主要特点粗略比较如下：石灰石预均化堆场特点的粗略比较比较项目圆形堆场长形堆场堆取料方式连续堆、取料一堆一取均化效果较好好堆料机悬臂，环线连续布料悬臂

33、，直线连续布料取料机桥式，端面取料，中心卸料桥式，端面取料卸料方式地坑卸料地面卸料总投资100%126%有无扩建条件无有通过采用新的工作系统，均化效果大为提高，设备操作方便，有利于自动控制。根据工程的具体情况，本设计采用圆形预均化堆场设置。总堆料量：Q总= KQd =1.16123.866=33681.23（t）式中： Q总堆场内总堆料量，t；K堆场系数，K=1.01.2，取K=1.1；Q物料的日用量，t/d；d物料的储存期，d。堆场的尺寸确定：取堆场的料堆的长宽比为C=4.5料堆的堆量为：Q总=V=B2tan(0.25-0.1191B)=0.842B3联立求解得B=36.34（m），=138

34、.63（m） 料堆的高为H=10.54（m）料堆中心半径为由=1.2r，得r=36.79（m） 轨道半径R=r+0.5B=36.79+0.536.34=54.96（m）式中 V料堆的容积,m3； B、H分别表示料堆的宽、中心弧长、高，m； r、R分别表示料堆中心半径和堆场轨道半径。考虑在轨道外面留有4m的过道，同时参考国内现阶段同类大型圆形预均化堆场规格，因此本设计确定石灰石预均化堆场的规格为：120m。砂岩预均化堆场的计算：本设计砂岩预均化堆场采用长方形预均化堆场。其优点是：布料均匀，对周期长、成分波动大的原料容易调整，对粘湿物料适用性强，缺点是存在端堆效应。休止角36 ,储期7天, 容重=

35、1.5t/m3，要求预均化堆场储量1366.757=9567.25t规格：取B=22m（依据取料机的规格） 料堆的高度为：H22tan36=7.99m整合数值，取H= 8.0m。料堆长度可以按以下公式计算： L= (4.18)式中 L物料料堆的底边长度，m；Q该物料在堆场的储存量，t；H料堆的高度，m；B料堆底边宽度，m；该物料的容积密度，t/m3；该物料的休止角，；所以 L砂=9567.25+1.516ctg36(22-7.42)/12 (22-8ctg36)=75.84 m所以砂岩预均化堆场的规格为75.84228.0m。联合预均化堆场:根据工程的具体情况，本设计采用矩形预均化堆场本设计采

36、用3个堆场，分别为铝矾土，石膏，硫酸渣。初步确定各料堆的宽度为35m。铝矾土堆场料堆的堆量：Q总= KQd=1.1198.5320=4367.66（t） 堆场的高为：H= =14.68（m） 由Q总=V=（2.435L14.68）/2=359.66L，得：L铝矾土=63.36（m）设计B=35m,则L=22.62 m，H=8m。硫酸渣堆场料堆的堆量：Q总= KQd=1.1178.0930=5876.97（t）堆场的高为： H= =12.25（m）由Q总=V=5876.97L，得： L硫酸渣=7.75（m）石膏堆场石膏堆场储期确定为40d。料堆的堆量：Q总= KQd=1.1275.31 40=1

37、2113.64（t）堆场的高为： H= =15（m）由Q总=V=292.5L，得：L石膏=41.41（m）设计B=35m,则L=41.41 m，H=15m原煤预均化堆场：根据工程的具体情况，本设计采用矩形预均化堆场初步确定料堆的宽度为35m。总堆料量：Q总=KQd=1.1841.3610=9254.96（t）堆场的高为：H=8.92m由Q总=V=140.49L， L原煤=65.88m设过道宽度为5M设计B=45m,则L=150.49 m，H=8.92m矿渣堆场：根据工程的具体情况，本设计采用矩形预均化堆场初步确定料堆的宽度为35m。 确定矿渣储存期为10d。 料堆的堆量：Q总= KQd=1.1

38、119710=13167（t） 堆场的高为： H= =12.25（m） 由Q总=V=171.50L，得： L矿渣=76.78 （m）设过道宽度为5M设计B=45m,则L=181.50m，H=12.25m堆场规格如下表： 堆场规格石灰石堆场(圆形）联合预均化堆场砂岩堆场原煤堆场矿渣堆场铝矾土硫酸渣石膏砂岩原煤矿渣堆量（t）33681.234367.665876.9712113.649567.259254.9613167高 （m）10.5414.6812.251588.9212.25半径/宽（m）54.96353535223535长 （m）63.367.7541.4175.8465.8876.78

39、过道宽度（m）4555555规格120m4582m75.84228150.49458.92181.54512.253. 储库计算表4.6 物料的堆积密度(t/m3)碎石灰石干粘土生料粉回转窑熟料 水泥 1.451.41.251.451.4表4.7 平底库的规格和容量库内径/m库直筒高H/m几何容积/m3有效容积/m3每递减1m容积变化/m3卸料口数5.5142702352416.0163703302817.0186505903828.02893085550210.0241740158079212.026269024651132-415.030472043651774注：有效容积:：5.5-8.

40、0m库按料装到距库顶1.5m计算；10.0-15.0m库按料装到距库顶2m计算。1.石灰石配料库:由于水泥厂中石灰石的用量最大，因此本设计采用3个石灰石库，以满足水泥生产的连续性（圆库计算公式参照水泥生产工艺计算手册P287）V=V1+V2=tan +H1，VQ式中：V1 、V2分别为圆库锥体和圆柱体部分体积m；该物料的堆积密度，t/m3；该物料的休止角，度；Q该物料的储存量，t；D、H1分别为圆库有效内径和直筒部分有效高度，m。有效内径D取12m，储存期为2d；石灰石休止角=30，物料容重=1.45t/mV=tan30+H13V=3tan30+H11.456123.862H124.64（m）

41、 锥体部分的高度为：H2=D =12 =3.46（m）H= H1+ H2=24.64+3.46=28.1（m），故取H为30m有效储量=3（tan30+24.64）1.45 =12686.49（t）实际储存期=13618.12 /6695.43=2.07（d）由此，确定石灰石库的规格为：1230m。2.砂岩配料库:考虑砂岩、铝矾土、硫酸渣相比石灰石用量少得多，本设计取铝矾土、硫酸渣、砂岩圆库均为一个，砂岩圆库有效直径D取为12m。铝矾土，硫酸渣圆库有效直径D取为6m。砂岩的储存期为4d，休止角=35，物料容重=1.5t/m。V=tan35+H1V=(tan35+H1)1.51366.754H1

42、30.74（m） 锥体部分的高度为：H2=D =12 =4.2（m）H= H1+ H2=30.84+4.2=34.94（m）考虑施工等因素，取H为30m有效储量=(tan35+30.74)1.4 =5086.35（t）实际储存期=5086.35 /1366.75=3.72（d）由此，确定砂岩库的规格为：1230m。3.铝矾土配料库：铝矾土的储存期为8d，休止角=25，物料容重=2.0t/m。V=tan25+H1V=(tan25+H1)2.0198.537H112.1（m）锥体部分的高度为：H2=D =6 =1.41（m）H= H1+ H2=12.1+1.41=13.51（m），取H为15m有效

43、储量=(tan25+12.1)2=710.45（t）实际储存期=710.45 /75.49=7.64（d）由此，确定铝矾土库的规格为：615m。4.硫酸渣配料库：硫酸渣的储存期为8d，休止角=35，物料容重=1.5t/m。V=tan35+H1V=(tan35+H1)1.5178.098H132.91（m）锥体部分的高度为：H2=D =6 =2.10（m）H= H1+ H2=32.91+2.10=35.01（m），取H为15m有效储量=(tan35+32.91)1.5=576.52（t）实际储存期=576.52 /75.49=7.64（d）由此，确定硫酸渣库的规格为：615m。5.生料均化库的选

44、择：生料均化库的几种主要类型及特点比较项目IBAU库Polysius MF库F.L.Ssmidth CF库均化用空气压力608060805080均化用空气量710710712均化电耗0.360.720.54左右0.721.08均化效果7107101016基建投资较高较低较高操作要求很简单很简单简单均化库结构或特点土建结构较复杂，电耗很低，操作很简单管理方便，电耗很低均化效果很好，控制系统较复杂，基建费较高通过对MF库、CF库和IBAU库的综合比较，本次设计生料均化库采用IBAU中心室均化库。要求存储期为2天，则存储量为：Q=27570.39=15140.78t确定生料均化库的规格为22.5 5

45、0 m，有效储量16000t。生料入窑计量采用冲板流量计，由气动流量调节阀调节入窑流量。实际储存期：d=G单库/Qd=16000/7570.39=2.11（d）6.熟料储存库：参考烟台东源日产5000熟料生产线，武安新峰5000t/d熟料生产线，辽宁公路水泥厂5000t/d水泥熟料生产线，熟料储存库的熟料存放时间定为18天。熟料储存量：Q总=Qd=508018=91440（t）采用6042圆库储存熟料，储量100000t。7. 水泥配料库：为了使工艺布置和施工建设方便，本次设计将所有的配料库设计为相同的高度。（1）熟料配料库确定熟料配料库储存期为0.5d。熟料配料库有效内径D取12m，储存期为

46、0.5d；=33，=1.45t/mV=tan33+H1V=(tan33+H1)1.455080 0.5H114.2m锥体部分的高度为： H2=D =12=3.9（m）H= H1+ H2=14.2+3.9=18.1（m），H取为20m有效储量=(tan33+14.2)1.45=2540.57（t）实际储存期=2540.57/5080=0.5（d）由此，确定熟料配料库的规格为：1220m。（2）石膏库（圆库）确定石膏储存期为5d。石膏库有效内径D取10m，储存期为5d；=45，=1.3t/m。V=tan45+H1V=(tan45+H1)1.3275.315H111.82（m）锥体部分的高度为：H2

47、=D =10 =5（m）H= H1+ H2=14.87+5=16.82（m），取H=20m。有效储量=(tan45+12)1.3=1394.7（t）实际储存期=1394.7/275.31=5.07（d）由此，确定石膏库的规格为：1020m。（3）矿渣库确定矿渣储存期为1d。矿渣库有效内径D取15m，储存期为1d；=46，=0.8t/m V=tan46+H1V=(tan46+H1)0.811971H113.21（m）锥体部分的高度为： H2=D =10 =5.17（m） H= H1+ H2=13.20+5.17=18.38（m），取H=20m。有效储量=(tan46+13.21)0.8=1196

48、.97（t）实际储存期=1196.97/1197=1（d）由此，确定矿渣库的规格为：1020m。8.水泥库：设定储存期10天，要求存储量：Q总=Qd=6688.810=66888（t）水泥库个数的计算：n= (4.27)式中 n水泥库个数，个；t1装满一个库所需天数，天；t1=W/24G1；W每个库的有效存储量，t；G1水泥磨车间的小时产量，t/h；t2水泥质检所需天数，现在一般按照3天强度的试验结果来确定水泥标号，从取样到试验完成需5天时间，因此t2=5天；t3卸空一个库所需时间，天；t3=W/TG2；T包装车间每天生产时间，h；G2包装车间小时产量，t/h；n1如考虑水泥有搭配出库的可能，

49、则需增加一个库，因此n1=1；n2增加一个水泥品种，增加一个库，因此n2=水泥品种数=0；所以 n = =6.24所以水泥库取7个。规格：7-1845m；储量：10000t;总储量=72000t，总储期10.71d储库一览表名称储库名称型式、规格数量需要储量（t）有效储量（t）设计 储存期（d）实际 储存期（d）单个总共生料配料站石灰石库1230m313618.124228.8312686.4922.07硫酸渣库1230m14143.324217.234217.2344.07铝矾土库615m1566.18710.45710.4587.64生料均化库生料均化库（IBAU库）22.560m1151

50、40.78160001600022.11熟料库熟料储存库6042m1914401000001000001018水泥配料站熟料配料库1220m125402540.572540.570.50.5石膏库1020m11376.551394.71394.755.07矿渣库1020m111971196.971196.971.51水泥库水泥库1534m76688872000720001010.71绵阳职业技术学院材料工程系 2014-2015学年第 1 学期水泥综合设计 任务书班级 水泥122 学生 王瑀 指导教师 吕 民 时间9、112、14 一、设计题目日产5000t/d的新型干法水泥厂的总体设计及生料

51、制备车间工艺设计生产品种： P.O42.5 P.C 42.5（1）设计主要内容及要求全厂工艺设计计算：配料设计、配料计算、物料平衡、主机平衡、储运平衡。 全厂总平面布置：合理布置全厂所有建筑物、构筑物、铁路、道路及地上的和地下的工程管线的平面相互位置，使之符合工艺过程。画图比例：1:1000。重点车间设计：磨机、风机、收尘器的选型；主要附属设备的选型；车间的工艺布置。画图比例：1:100，扩大初步设计深度。编写设计说明书：内容包括封面、任务书、内容摘要、目录、前言、正文（设计工艺计算与选型计算及相关说明）、总结、参考文献等。说明书中一级标题字号为小三加粗，二级标题为四号加粗，三级标题为小四加粗

52、、正文为小四，页数不少于40页。（2）设计进度要求：时间第1周第2周第3周第4周第5周第1014周第15周内容配料计算物料平衡主机平衡储库平衡车间设计绘制总平面图及车间布置图毕业答辩（3）学生按学校规定上课时间到设计室进行设计，严禁将食物带入设计室，保持设计室卫生。学生有事情离开设计现场，要求履行请假手续，不得无故缺席。二、综合设计原始资料（一）、原燃材料化学成份 附表1 原料化学成分（%）成分名称LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3石灰石42.533.671.020.2151.600.530.0599.61铝矾土13.3731.4233.2115.160.481.13-94.77砂岩3.5379.8312.761.651.650.160.0299.60硫酸渣0.585.