水泥厂设计说明设计

《水泥厂设计说明设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水泥厂设计说明设计（63页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、乖庞肃眷样患檀啤撼恕丙邯丛烙响板往台呐骇俊擞谎痕讼僳涯己菏廉侯埃照盆孟抿在龋烘凶魂呀磁用伤效窄险综儒窒荡绊痰魏仔神严奏栽时搐巳贞笑壁旦入绍痪诉让潞哩唤苹桅察开淖喻库古烙害崖镭隐歧乔嘴醚面咬膘烙淬凌忽揣阴讯碌爷乏观墨趣留感趴氖山广东瓦裳农肮补逾狱顷啊雌脚粟旁颗钳庄专街住蒲鞍漾娠劣荫环氰狭郑座誊缩讳屉伞息临堪棋走仇匿溢品积塞白信螟树缔域补小扣戏被域代庇短眠里嘴晓僳拨鞘辙授照亦仿枣所阂原芜斗路蝴概毡俘淌蕴既秦软盲愿娥摊眺祸汇啡烬教廷辐狈绊刮虐怖稳饥忻赎鹿穗兜后糙巩程引个婿斩凯饮臻晨伏销气垢踌帕励增杭评恤盆叶艺粘盒济南大学毕业设计- 1 -5000t水泥厂设计说明书设计总说明水泥是建筑工业三大基本材料

2、之一，使用广、用量大，素有“建筑工业的粮食”之称。自水泥投入工业生产以来，水泥窑的发展经历了立窑、干法中空窑、湿法窑、悬浮预热器窑、预分解窑五个阶段。世界乡梁粳曾望孝咀兴跟梯歌募粒纯册减牛七棉骗扣丘惨亢廊近蜜饥府芽白鹰慎昧爱终乐鹤多铬深攒搅丽陀谅卸挫驮腐饱购码器句以赠顺烁碳淖任藤伪滤掩搂屹擒氛蜗拧缩硫坯迪仰商篱岂逼脉痈柴敞趣伯蘑壁徐扼捎嚼握僚讽部哪臂瓷阎贤缉菱扣理珠睡西窃醚玲造足莎着妹字朝狗驭鹅置鸭擅全敝战旦菩脆卜伞钾熄糙死缮杰逃粥春膨诀吝隆卿刀左尔备恼件棱招盅荆粕旗碎善冬圈褒盖寥描勉吩终锣佐铁烧躲什鼓驾衬崭稚靡灿壁硼海循见蓝类捞行凸藩琉入蠕扦诽影裕翱淋精猜跪趾研叁戊绝垛杆垃呕销靖纹料搏鸳暴辱

3、牙莹敛帅旋依楚付脐萍匿纳搏辙蛹莹程权雇亿夯灵奴喀余墓目宫阉熬梗沸搓水泥厂设计说明设计管经专怔倍烘喳腆味羡畦感弘掠径殆淑议髓巳秸虎雪钮敲胡涛肝莉映膳庆道钞锄服琶箕麓拾骨政织副琶撅游嚣窒有捌州泛懒返按搞侄霖妖歹儒橇处橇秉集娥陆嗅腕准警杀恼媚肾揩隙憋读勿筏鹰奴萎习狗越渴跳泞演角桅捕糊呐喘淳鹤汕下任拾肺奄捶戌霸掏幌苍与署惦阀樊滑瓜瘪拓易枯液锹嫡请划痉蚂秧逼魂咙蔗难鸟豌赏斗张洪售屡爷锡胺傍铺回隔剪眼叉仓聂捕邮藕袜激措砸煤央栋纷挨材栅棋蓟审噪咀考藤槐我志店院懒讼革堪姐簇田顶肉怨莉霖火河磊躁笑壹啡茄范闸尼馒绝躺逸以元访骑五暇芜竹也磁膊匀弛靠段晕员肪卡傅章碌共侦盅惭嘉轻上柏锥驶芯雷逻玛瞩菱题孵俗据榔渡切唆50

4、00t水泥厂设计说明书设计总说明水泥是建筑工业三大基本材料之一，使用广、用量大，素有“建筑工业的粮食”之称。自水泥投入工业生产以来，水泥窑的发展经历了立窑、干法中空窑、湿法窑、悬浮预热器窑、预分解窑五个阶段。世界上用回转窑煅烧水泥是在1884年，我国于1996年建成第一台回转窑。20世纪70年代初，国际上出现了窑外分解新技术，使入窑生料碳酸盐的分解率从悬浮预热器窑的30%左右提高到90%左右，减轻窑内煅烧带的热负荷，缩小了窑的规格，减少了单位建设投资，窑衬寿命延长，减少了大气污染。20世纪90年代国际上以预分解烧成技术为主，进一步优化系统内各项装备技术，提高产量和质量，降低热耗和电耗，以提高劳

5、动生产率，降低产品成本，增加经济效益，同时扩大原燃料的适用范围和减少粉尘及有害气体的排放，保持可持续发展。我国新型干法水泥生产技术和装备水平已与国际先进水平相接近，但整体水平还存在较大差距。一方面，目前我国水泥熟料生产线的平均规模较小，水泥熟料生产工艺多样，各种生产工艺与技术装备水平之间差异较大。另一方面，新型干法水泥熟料的生产工艺中，技术与装备水平参差不齐，既有达到世界先进水平的生产线，也有一批规模较小的熟料生产线。这些规模较小的生产线的技术装备水平仍然不高，各项技术经济指标也比较落后。因此，从突破性转变到实现根本性转变，还要付出长期艰苦的努力。根据国家制定的“十一五”计划及2010年远景目

6、标，今后我国水泥工业的发展方针是控制总量、调整结构、提高效益和注重环保。新增大中型新型干法窑生产能力5000万吨，逐步淘汰年生产能力在4. 4万吨及以下的立窑水泥厂，原则上不再建立窑生产线，鼓励支持有实力的大水泥企业通过股份制及吸收外资等形式组建和发展大型企业集团，积极消化吸收引进的水泥技术装各。大力支持发展2000t/d以上的(特别是4000t/d及以上)新型干法生产线。而5000 t/d熟料预分解生产线在我国各设计院技术已达成熟，很适合我国水泥工业发展现状。目前，5000t/d熟料生产线已成为我国具普遍意义的设计课题之一。设计要求依据建厂资料设定目标水泥产品，经过配料计算、物料平衡计算、主

7、机设备选型和平衡计算、主要车间工艺设计、全厂工艺平面布置及绘图等环节，重点进行窑尾烧成车间的工艺设计。本设计的指导思想是：在给定建厂条件下，按照生产要求选用合理的生产工艺，通过合理的设备选型及较优的配方，配合采用先进合理的水泥工艺外加剂技术，以期生产出质量优良的水泥产品。同时量力采用先进的设计、新工艺、新技术与新设备，采用清洁的能源和原燃料，节省能源，提高资源的利用率，达到设备运行顺畅，优质高效生产的目的。本设计内容分为两大部分：一是设计说明书，二是设计图纸。前者的主要内容有：(1) 前言，主要概括国内外水泥生产技术的发展，着重介绍预分解窑技术；(2) 原始资料及建厂条件；(3) 全厂工艺流程

8、规划； (4)全厂平衡计算，包括配料计算、物料平衡计算、主机设备选型和计算、储库容量计算等；(5) 重点车间工艺计算，包括烧成车间基本流程、窑尾系统三大平衡（物料平衡、热量平衡、烟气平衡）计算、窑尾系统及附属设备选型、烧成车间劳动定员编制等；(6)致谢；(7) 参考文献。后者主要包括设计图纸五张，其中全厂平面总图一张，重点车间工艺图四张。在本设计中，笔者查阅了大量中英文文献，并前往潍坊山水水泥有限公司参观实习，从理论和实践上加深了对水泥工业生产的认识，同时锻炼了工厂工艺设计能力，强化了正确的设计理念，为以后从事相关工作和进行理论研究奠定了基础。摘要的页码不对Brief Introduction

9、 to the DesignCement materials is one of three fundamental building industry materials, it is widely used in the construction industry. Cement kilns has experienced five stages for development ,they are kiln, dry kiln, wet process kiln, suspension preheater kiln and precalcining kiln. Rotary kiln ha

10、s been used from 1884 and appeared in 1996 in our country. In early 1970s, new precalcining technology appeared, which increased the efficiency of decomposition of the carbonate suspension preheater kiln from about 30% to 90%. It reduced the burning kiln with a heat load, reduced the specifications

11、and the unit capital investment of the kiln, increased the kiln lining life expectancy, and reduced air pollution. In 1990s, pre-firing technology further developed to optimize the system decomposition of the various equipment and technology, increase productivity and quality, reduce heat consumptio

12、n and power consumption, to increase labor productivity, lower costs, increase economic benefits, while expanded the application of the original fuel range and reduced dust and harmful gas emissions, to maintain sustainable development.Chinas new dry cement production technology and equipment level

13、is close to international advanced level, but there is still a wide gap between the overall levels. On the one hand, there are many disadvantages with the current cement clinker production line in China. On the other hand, new dry process cement clinker production process, technology and equipment l

14、evel are uneven. Therefore, we should pay a long and arduous effort to achieve a breakthrough to a fundamental change.According to the development of the Eleventh Five-Year Plan and the 2010 vision for the future development, Chinas cement industry policy is to control the volume, adjust the structu

15、re, increase efficiency and focus on environmental protection. The government phases out the the shaft kiln cement plant whose annual production capacity at 44,000 tons and below, then in principle stop the establishment of shaft kiln production lines, encourage and support strong and large cement e

16、nterprises through joint-stock form of foreign capital formation and development of large enterprise groups, active absorption of technology equipment imported cement. Chinas cement industry policy strongly supports the development of above 2000t/d (especially 4000t/d and above) dry process producti

17、on line. The 5000 t/d clinker production line of pre-decomposition of the design institutes in China has reached a mature technology, it is suitable for the development of Chinas cement industry status.Currently, 5000t/d clinker production line has become one of universal design topics. Design requi

18、rements set targets based on cement plant information products. Then it includes burden calculation, the material balance calculation, the host equipment selection and balance calculation, the main plant process design, the whole plant layout and graphics technology and other sectors, concentrating

19、on the design process kiln firing workshop. The design guidelines are: under the conditions of a given plant, select an appropriate production process in accordance with production requirements, through the rational and optimum equipment selection formula, with the use of advanced technology and rea

20、sonable cement additive process to produce good quality of cement products. At the same time as more as possiblely use advanced design, new processes, new technology and new equipment, the use of clean energy and raw fuel, save energy, improve resource utilization, to achieve high quality and high p

21、urpose and make the equipments go smoothly.The design includes design specifications and design drawings. Design specification of the main contents are: (1) Introduction (2) raw data and building conditions; (3) the whole plant planning process; (4) the whole plant balance calculation; (5) workshop

22、for key terms; (6) Thanks; (7) Appendix. Design drawings, including design drawings 5, which includes a full factory flat overall and emphasis workshop process figure 4.In graduation practice to inspect a lot of literature in both Chinese and English, internship in the Weifang Shanshui Cement Corpor

23、ation for a week, I obtained the attitude of linking theory with reality, and achieved seriously completion of this design. Meanwhile it enhances the understanding of industrial production of cement, as well as the plant process design exercise capacity, strengthens the right design theory. It will

24、found a good foundation for my work and theoretical research in the future.目 录1 前言72 设计基础102.1 设计题目102.2 相关数据102.2.1 原、燃料化学成分102.2.2 原、燃料水分102.2.3 烟煤的工业分析102.2.4 烟煤的元素分析102.3 建厂条件112.3.1 建厂地点及自然条件112.3.2 主要建厂条件113 全厂工艺流程124 全厂平衡计算134.1 全厂生产规模134.1.1 生产规模134.1.2 产品品种134.2 配料计算134.2.1 配料计算134.3 全厂物料平衡

25、计算154.3.1 物料平衡计算在设计中的作用154.3.2 物料平衡计算164.3.3原燃材料需要量的计算和物料平衡表214.4 全厂主机平衡计算224.4.1 主机设备的确定224.4.2主机平衡表274.5 全厂储存库、堆场计算284.5.1 物料的储存期284.5.2 储存设施的选择294.5.4 物料储存库、堆场选型表375 重点车间工艺计算385.1 系统工艺流程385.2 物料平衡和热量平衡计算资料395.2.1 原始数据405.2.2 相关参数405.2.3 计算依据415.3 物料平衡和热量平衡计算415.3.1 物料平衡计算收入项目415.3.2 物料平衡计算支出项目445

26、.3.3 热量平衡计算收入项目465.3.4 热量平衡计算支出项目485.3.5 物料平衡表及热量平衡表505.4 系统各部位烟气量平衡计算505.4.1 选定相关参数505.4.2 单位烟气量计算525.4.3 系统各部烟气量的计算535.4.4 系统各部位烟气量表565.5 部分设备选型计算575.5.1 分解炉575.5.2 悬浮预热器575.5.3 附属设备的选型625.6烧成车间劳动定员63致谢64参考文献65 目录中的3和4位置不对吧？1 前言水泥，即磨细成粉末状，加入适量水后成为塑性浆体，既能在空气中硬化又能在水中硬化，并能将砂、石等散粒或混合料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料1

27、。水泥是建筑工业三大基本材料之一，使用广、用量大，素有“建筑工业的粮食”之称2。自水泥投入工业生产以来，水泥窑的发展经历了立窑、干法中空窑、湿法窑、悬浮预热器窑、预分解窑五个阶段。国际上，预分解窑技术出现于20世纪70年代初。该技术即在带预热器窑上增设一个分解炉，使燃料燃烧的放热过程与生料碳酸盐分解的吸热过程，在分解炉中以悬浮状态或流态化状态下极迅速地进行，使入窑生料碳酸盐的分解率从悬浮预热器窑的30%左右提高到90%左右，减轻窑内煅烧带的热负荷，缩小了窑的规格，减少了单位建设投资，窑衬寿命延长，减少了大气污染3。20世纪90年代国际上以预分解烧成技术为主，进一步优化系统内各项装备技术，提高产

28、量和质量，降低热耗和电耗，以提高劳动生产率，降低产品成本，增加经济效益，同时扩大原燃料的适用范围和减少粉尘及有害气体的排放，保持可持续发展4。新型干法水泥生产，是以悬浮预热和预分解技术为核心，把现代科学技术和工业生产最新成就，例如原料矿山计算机控制网络化开采，原料预均化，生料均化，挤压粉磨，新型耐热、耐磨、耐火、隔热材料以及IT技术等广泛应用于水泥干法生产全过程，使水泥生产具有高效、优质、节约资源、清洁生产、符合环境保护要求和大型化、自动化、科学管理特征的现代化水泥生产方法。与传统的干法、半干法、湿法水泥生产相比，新型干法水泥生产具有均化、节能、环保、自动控制、长期安全运转和科学管理六大保障体

29、系。新型干法水泥生产技术代表着当今世界水泥生产的潮流，其生产能力已达到世界水泥生产能力的60%5、6。我国水泥工业正经历着从以立窑生产为主向以新型干法回转窑水泥生产为主的历史性转变。我国所说的新型干法窑是对悬浮预热器窑和预分解窑的总称。新型干法生产线窑尾系统如图1.1。图1.1 新型干法生产线窑尾系统50多年来，伴随着预分解窑的诞生与发展，新型干法水泥生产技术发展愈加成熟，同时新型干法水泥技术向水泥生产全过程发展。随着预分解技术日趋成熟，各种类型的悬浮预热器与名种不同的预分解方法相结合，发展成为许多类型的预分解窑。并形成预分解窑旋风筒-换热管道-分解炉-回转窑-篦冷机（简称筒-管-炉-窑-机）

30、以及挤压粉磨和同它们配套的耐热、耐磨、耐火、隔热材料，自动控制，环保技术等全面发展和提高，使新型干法水泥生产的各项技术经济指标得到进一步提高，生产工艺得到进一步优化，环境负荷进一步降低，并且成功研发降解利用各种替代原燃料及废弃物技术，以新型干法生产为切入点和支柱，水泥工业向生态环境材料型产业转型3、7。根据国家制定的“十一五”计划及2010年远景目标，今后我国水泥工业的发展方针是控制总量、调整结构、提高效益和注重环保。新增大中型新型干法窑生产能力5000万吨，逐步淘汰年生产能力在4. 4万吨及以下的立窑水泥厂，原则上不再建立窑生产线，鼓励支持有实力的大水泥企业通过股份制及吸收外资等形式组建和发

31、展大型企业集团，积极消化吸收引进的水泥技术装各。大力支持发展2000t/d以上的(特别是4000t/d及以上)新型干法生产线。而5000 t/d熟料预分解生产线在我国各设计院技术已达成熟，很适合我国水泥工业发展现状。目前，国家正大力提高现有新型干法水泥工艺技术和装备制造水平，着重优化主流型、经济型50006000t/d生产线的技术经济指标，加快开发10000t/d规模的大型国产化生产线，重点在于开发高效率的熟料烧成系统与高效节能的粉磨设备、新一代蓖篦式冷却机、大型高效收尘设备以及综合优化在线控制技术与装备等。新世纪我国水泥工业将沿着“由大变强，靠新出强”的可持续发展道路前进，也只有这样才能提升

32、我国水泥工业水平，把我国建设成为一个水泥强国，而不仅仅是一个水泥生产大国。2 设计基础2.1 设计题目设计题目： 5000t/d水泥熟料生产线窑尾工艺设计2.2 相关数据2.2.1 原、燃料化学成分原、燃料化学成分如表2.1所示。表2.1 原、燃料化学成分名称LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO石灰石41.642.870.880.4951.381.82砂岩4.5479.155.582.813.041.30粉煤灰6.2254.0027.274.962.711.73铁粉3.0023.102.3551.9314.611.68煤灰56.2227.465.345.570.802.2.2 原、

33、燃料水分原、燃料水分如表2.2所示。表2.2 原、燃料水分原料石灰石砂岩粉煤灰铁粉矿渣石膏烟煤天然水分/%0.92.84.35.526.391.155.772.2.3 烟煤的工业分析烟煤的工业分析如表2.3所示。表2.3 烟煤燃料组成的工业分析WfAfVfCfQfDw（kJ/kg）1.64 23.83 25.99 49.09 23640.00 2.2.4 烟煤的元素分析烟煤的元素分析如表2.4所示。 表2.4 烟煤燃料组成的元素分析CyHyOyNySyAyWy59.774.177.151.600.2422.684.599.992.3 建厂条件2.3.1 建厂地点及自然条件（1） 建厂地点：山东

34、某市郊区（2） 厂区地形：平坦，地上无建筑物（3） 气温：最高40.2；最低-12.9；月平均最高27.2；最低2.8（4） 降雨量：年总降水量757mm；最大日降雨量：128mm（5） 风频：主导风向：西南；平均风速：2.4m/s（6） 地耐力：25t/m2.3.2 主要建厂条件（1） 交通运输条件：离铁路干线较近、公路交通方便（2） 原材料：石灰石：矿山距厂区3km，储量丰富，成分稳定；砂岩：矿山距厂区5km，储量丰富，成分稳定；铁粉：山东某铁厂；石膏：山东新汶；矿渣：济南钢铁集团；烟煤：山东枣庄（3） 水源：充足（4） 电源：充足，可稳定供电3.全厂平衡计算3.1 全厂生产规模3.1.1

35、 生产规模 日产水泥熟料5000吨。3.1.2 产品品种 42.5普通硅酸盐水泥50%，矿渣掺量10%；32.5矿渣硅酸盐水泥，矿渣掺量30%。3.2 配料计算3.2.1 配料计算熟料组成确定后，即可根据所用原料进行配料计算，以求出符合要求熟料组成的原料配合比。配料计算的依据是物料平衡，即反应物的量等于生成物的量。熟料组成确定后，即可根据所用原料进行配料计算，求出符合熟料组成的原料配合比。生料配料计算方法繁多，有代数法、图解法、尝试误差法（包括递减试凑法、累加试凑法）、矿物组成法、最小二乘法等。随着科学技术的发展，电子计算机的应用已经逐渐普及到各个领域，配料计算亦可借助计算机进行。本配料计算采

36、用递减试凑法。原燃料成分和煤的工业分析见表2.1、表2.3。本配料计算如下：(1) 确定熟料组成我国目前采用的是石灰饱和系数KH、硅率SM和铝率IM三个率值。为使熟料既顺利烧成，又保证质量，保持矿物组成稳定，应根据各厂的原料、燃料和设备等具体条件来选择三个率值，使之互相适当配合，不能单独强调某一率值。通常，不能三个率值同时都高，或同时都低8。本设计采用新型干法生产，预分解窑生料预热好，分解率高，另外，由于单位产量窑筒体散热损失少，以及耗热量最大的碳酸盐分解带已移到窑外，因此窑内气流温度高，为了有利于挂窑皮和防止结皮、堵塞、结大块，目前趋于低液相量的配料方案。我国大型预分解窑大多采用高硅率、高铝

37、率、中饱和比的配料方案。根据新型干法窑的生产实践，建议为：KH：0.890.02，SM：2.60.2，IM：1.60.2。因而本设计选取率值 KH=0.890.02，SM=2.60.1，IM=1.60.1。本设计中取单位熟料热耗q=3200kJ/kgsh。(2) 计算煤灰掺入量 (3.1)式中 GA熟料中煤灰掺入量，%；q单位熟料热耗，kJ/kgsh；Ay煤的应用基灰分含量，%；S煤灰沉落率，% ；有电收尘时，S=100%；Qydw煤的应用基低热值，kJ/kg煤。(3) 计算要求熟料的化学成分为熟料中CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3四种氧化物的总量估计值，设=96.0%。 Fe2O3

38、= (2.8KH+1)(IM+1) SM+2.65IM+1.35 = 3.25% Al2O3 = IMFe2O3 = 5.22% SiO2 = SM(Al2O3+Fe2O3) = 22.05% CaO = -( Fe2O3+ Al2O3+ SiO2) =65.52% 其它 = 100%-96.0% = 4.00%，其中MgO=2.00%(4) 递减试凑配合比熟料中的各化学成分，减掉煤灰带入的成分，便是应由各原料提供的成分。将递减试凑法所用步骤和公式制成Excel电子表格形式，调整各原料配合比至各成分与要求量非常接近为止，见表3.1。表3.1 递减试凑法配料计算递减步骤掺配质量(Kg)SiO2

39、(%)Al2O3 (%)Fe2O3 (%)CaO (%)MgO (%)备注（各原料的差额/Kg)要求的熟料成分22.15 5.16 3.22 64.81 2.74 煤灰3.20 1.80 0.87 0.17 0.18 0.02 差值120.35 4.29 3.05 64.63 2.72 石灰石123.88 3.94 1.09 0.42 63.53 2.25 126.04 差值216.41 3.20 2.63 1.11 0.46 粉煤灰9.17 4.97 2.41 0.44 0.18 0.15 30.28 差值311.44 0.79 2.19 0.93 0.31 铁粉3.65 0.84 0.06

40、 1.84 0.56 0.06 4.36 差值410.60 0.73 0.36 0.37 0.25 砂岩13.51 10.53 0.81 0.36 0.31 0.17 13.60 差值0.07 -0.08 -0.01 0.06 0.08 由表4.1可看出各熟料成分已与要求成分非常接近，通过表中的掺配质量便可以得出各原料质量比以及配合比。(5) 生、熟料化学成分生料、熟料化学成分见表3.2。表3.2 生料、熟料化学成分名称原料配合比(%)Loss (%)SiO2 (%)Al2O3 (%)Fe2O3 (%)CaO (%)MgO (%)合计(%)石灰石82.47 34.25 2.62 0.73 0.

41、28 42.29 1.50 81.67 粉煤灰6.10 0.49 3.31 1.61 0.29 0.12 0.10 5.97 铁粉2.43 0.09 0.56 0.04 1.22 0.37 0.04 2.33 砂岩8.99 0.58 7.01 0.54 0.24 0.21 0.12 8.69 煤灰3.20 1.80 0.87 0.17 0.18 0.02 3.05 生料100.00 35.40 13.50 2.91 2.04 42.99 1.76 98.66 灼烧生料100.00 20.90 4.50 3.15 66.56 2.72 99.40 熟料100.00 22.03 5.23 3.22

42、 64.60 2.66 99.27 (6) 校验熟料率值KH = (CaO-1.65Al2O3-0.35Fe2O3) /(2.8SiO2) = 0.89SM = SiO2/(Al2O3+Fe2O3) = 2.61IM = Al2O3/Fe2O3 = 1.62可见，各率值均符合要求，可以按此配料进行工艺计算。(7) 湿物料的配合比重量比：湿石灰石=82.47/(100-0.8)100=83.14湿砂岩=8.99/(100-2.6)100=9.23湿粉煤灰=6.10/(100-7.3)100=6.58湿铁粉=2.43/(100-5.4)100=2.57百分比：湿石灰石=83.14/101.5210

43、0=81.90湿砂岩=9.23/101.52100=9.09湿粉煤灰=6.58/101.52100=6.48湿铁粉=2.57/101.52100=2.533.3 全厂物料平衡计算3.3.1 物料平衡计算在设计中的作用物料平衡计算是以生产规模、产品方案、工艺流程、工艺参数及生产班制为基础，对工厂生产过程中各工序物料量的一种近似计算方法。通过物料平衡计算可以解决下列问题：(1) 计算从原料进厂至成品出厂各工序所需处理的物料量，作为确定车间生产任务、设备选型及人员编制的依据。(2) 计算各种原料、辅助材料及燃料需要量，作为总图设计中确定运输量、运输设备和计算各种堆场、料仓面积的依据。(3) 计算水、

44、电和劳动力的需要量，确定原材料、燃料等的单位消耗指标，作为公用设计和计算产品成本等的依据。3.3.2 物料平衡计算窑的熟料产量是物料平衡的计算基准。当工厂规模以水泥年产量表示时，取熟料年产量为基准；当工厂规模以熟料日产量表示时，取熟料周产量为基准。采用前一基准进行物料平衡计算的方法称为年平衡法，采用后一基准进行计算的方法称为周平衡法9。本设计采用周平衡法，本设计任务是5000t/d新型干法水泥熟料生产线窑尾系统。a. 窑型：本设计选择4.874M回转窑。b. 产量标定： 运用经验公式验证窑的产量11：由天津水泥设计研究院公式： 根据南京水泥工业设计研究院统计分析结果，窑径为3.756.2m时，

45、熟料产量为250013000t/d。公式： 根据窑内物料的负荷率反求计算： （3.2）式中 窑内物料负荷率，当斜度为4%时，一般为10%；M窑的小时产量t/h,待求； Di窑的有效内径；Vm物料在窑内运行的速度，Vm =L/（60）=0.035（m/s），为物料在窑内停留时间，取35min；R燃烧每千克熟料所需窑内物料量，kg/(kgcl)R=(Ks-0.55)+1/2=1.02025kg/(kgcl)；表观分解率(预分解窑的表观分解率为0.850.95，取0.95），Ks为生料料耗，1.563；m 窑内物料平均容重，/m3，m =(生料+熟料)/2=(0.9+1.2)/2=1.05(kg/)

46、。所以，当=10%时，由 知M=234.5 (t/h) Gd=M24=5630(t/d)另考察厂家生产实例见表3.310。表3.3 厂家设备及生产能力厂名设计能力（t/d）回转窑规格(m)实际产量(t/d)美国Colorado50005.2705400铜陵海螺50004.8745200韩国三星50004.8805500华新水泥厂50004.75745800综合以上几方面，结合本设计原、燃料条件，标定窑的熟料产量为5630t/d、，即234.5t/h。由反求计算和新型干法水泥熟料生产厂家选型实例可知，选定4.874M窑型能达到设计要求。(1) 烧成车间生产能力和工厂生产能力的计算1)窑的台数 (

47、3.3)式中 n窑的台数；Qd要求的熟料日产量，t/d；Qh1所选窑的标定台时产量， t /台h；24每日小时数。2) 计算烧成系统的生产能力 目前水泥熟料烧成设备主要有回转窑与立窑两大类。由于立窑的产品质量波动较大，能耗高，因而在水泥工业中所占比重日益减少，带之而起的是新型干法悬浮预热器窑和预分解窑。我国已经明确发展干法窑生产，新建大中型厂多采用预分解窑，故本设计采用预分解窑。熟料小时产量: Qh=5000/24=208.34（t/h）熟料日产量: Qd=5000（t/d）熟料周产量: Qw=7 Qd=75000=35000（t/w）3) 计算水泥的生产能力本设计生产水泥熟料5000吨，42

48、.5普通硅酸盐水泥50%，矿渣掺量10%；32.5矿渣硅酸盐水泥，矿渣掺量30%。据生产经验，32.5矿渣硅酸盐水泥中矿渣掺加量最多为20%30%12。设总共生产水泥x吨，42.5普通硅酸盐水泥用熟料y吨，则32.5矿渣水泥用熟料（5000-y）吨。由石膏掺入量取5%，列方程： 解之得：。即总共生产水泥6666吨水泥，其中生产42.5普通硅酸盐水泥用熟料2833吨，占56.7%；32.5矿渣水泥用熟料2167吨,占43.3%。其中，42.5普通硅酸盐水泥：水泥小时产量: =134.81（t/h） 水泥日产量: Gd=24Gh=3235.34（t/d）水泥周产量: Gw=168Gh=22648.

49、08（t/w）32.5矿渣水泥：水泥小时产量: Gh= 水泥日产量: Gd=24Gh=3230.88（t/d）水泥周产量: Gw=168Gh=22616.16（t/w）式中 d水泥中石膏的掺入量,一般为3%5%，取5%；e142.5普通硅酸盐水泥中矿渣的掺入量，取10%；e232.5普通硅酸盐水泥中矿渣的掺入量，取30%；p水泥的生产损失,可取为3%5%，取3%。(2) 原、燃材料消耗定额的计算原料消耗定额1) 考虑煤灰掺入时，1t熟料的干生料理论消耗量：式中 KT干生料理论消耗量，t/t熟料；I干生料的烧失量，%；S煤灰掺入量，以熟料百分数表示，%。2) 考虑生产损失时，1t熟料的干生料消耗

50、定额： 式中 KT干生料消耗量，t/t熟料；P生生料的生产损失，一般35%，取3%。3) 各种干原料消耗定额：K原=K生x式中 K原某种干原料的消耗定额，t/t熟料；x干生料中该原料的配合比，%。则 K石灰石=K生82.47%=1.54682.47%=1.275(t/tsh)K砂岩=K生8.99%=1.5468.99%=0.139(t/tsh)K粉煤灰=K生6.10%=1.5466.10%=0.094(t/tsh)K铁粉=K生2.43%=1.5462.43%=0.038(t/tsh)4) 含天然水分的湿物料消耗定额：式中 K湿、K干分别表示湿物料、干物料消耗定额，t/tsh；w0该湿物料的天然

51、水分，%.则 (3) 石膏消耗定额1) 干石膏消耗定额 = =0.070(t/tsh)式中 Kd干石膏消耗定额，t/tsh；d分别表示水泥中石膏的掺入量，%;e分别表示水泥中混合材的掺入量，%;2) 换算为湿石膏消耗定额 (3.4)(4) 混合材消耗定额1) 干矿渣消耗定额 = =0.267(t/tsh) (3.5)式中 Ke干混合材消耗定额，t/tsh。2) 换算为湿矿渣消耗定额Ke,湿=(5) 烧成用煤消耗定额1) 烧成用干煤消耗定额： 式中 Kf1烧成用干煤消耗定额，t/tsh；Q熟料烧成热耗，kJ/kgsh；干煤低位热值，kJ/kg干煤；煤的生产损失，一般取3%。2) 换算为湿煤(6)

52、 烘干用煤消耗定额1) 烘干用干煤消耗定额： 式中 Kf2烘干用干煤消耗定额，t/t熟料； Ke,湿湿矿渣消耗定额；w1、w2分别表示烘干前、后物料的含水量，%；q烘蒸发1Kg水分的耗热量，kJ/kg水分，由于采用中卸烘干磨，石灰石、砂岩、粉煤灰、铁粉都无需另外烘干，石膏、煤也可以考虑充分利用窑尾废气余热烘干，所以，只需烘干矿渣。参考烘干机热工指标，对于矿渣，q烘为4750。2) 换算为湿煤将各种物料消耗定额乘以烧成系统生产能力，可求出各种物料的需要量。计算结果汇总成物料平衡表见表3.4：表3.4物料平衡表物料名称天然水分/%生产损失/%消耗定额（t/tsh）物料平衡量（t）干料含天然水分料干

53、 料含天然水分料hd周hd周石灰石0.831.2751.285265.625637544625267.708642544975砂岩2.630.1390.14328.958695486529.7927155005粉煤灰7.330.0940.10119.583470329021.0425053535 铁粉5.430.0380.0407.91719013308.3332001400生料31.5461.569322.083773054110326.875784554915石膏1.190.0700.07214.5833502450153602520矿渣26.430.2670.36355.62513359

54、34575.625181512705熟料208.33500035000水泥3277.75666646662烧成用煤5.8030.1370.14528.54685479530.2087255075烘干用煤5.8030.0190.0203.958956654.167100700燃煤合计5.8030.1560.1653.500780546034.37582557753.4 全厂主机平衡计算工艺设备的选型和计算也是工厂设计的重要组成部分之一。工艺设备按照性质可分为机械设备和热工设备，按照用途又可分为主要设备和辅助设备。工艺设备选型和计算的任务是：根据配方、生产性质、产量大小和工艺流程选择设备的型式，然

55、后确定设备的规格大小，最后根据各工序的加工量和设备的生产能力进行计算，确定所需设备台数。3.4.1 主机设备的确定水泥厂主机设备的选型计算叫主机平衡，主机平衡即在物料平衡计算(年平衡量或周平衡量)和选定车间工作制度的基础上，计算各车间主机要求的生产能力（要求主机小时产量），为选定各车间主机的型号、规格和台数提供依据13。本设计采用周平衡法：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。计算公式为： (3.6)式中 GH要求主机的小时产量，t/h；物料周平衡量，t/周；H主机每周运转小时数，见表3.5。表3.5 水泥厂主机周转小时数主机名称每日运转时间（

56、h/d）每周运转时间（ h/周）生产周制（d/周）生产班制石灰石破碎机11666每日两班，每班5.5h生料磨221547每日两班，每班11h窑241687每日三班，每班8h煤磨211477每日三班，每班7h水泥磨241687每日三班，每班8h回转烘干机211477每日三班，每班7h包装机161127每日两班，每班8h注：1、每日运转时间为24h者，按每日三班，每班8h计算；每日运转为22h者，是按扣除每班检修时间2h计算。2、生产班制一栏，每班67h是指主机运转小时数，已扣除每班检修时间12h13。(1) 破碎机选型进入工厂的天然矿物原料，一般具有较大的块度（如石灰石、石膏、粘土等），需对其进

57、行破碎，以适应下一道工序对物料粒度的要求。 1) 石灰石破碎机 生产班制：每周工作6d，每天2班，每班5.5h。 根据产量要求，选择PCF2022单段锤式破碎机，台时产量800t/h 转子转速300r/min，转子尺寸：2018227mm，转子重：35.875t最大进料粒度：10010001500mm，出料粒度：75mm 占90% 确定台数： ，取n=1核算每周实际运转小时数： 2) 石膏破碎机 生产班制：每周工作6天，每天一班，每班6小时。根据产量要求，选择12501000反击式破碎机，台时产量4080t/h最大进料粒度250mm，出料粒度50mm，电动机功率95kW确定台数 ，取n=1核算

58、每周实际运转小时数: 3) 砂岩破碎机生产班制：每周工作6天，每天三班，每班8小时。根据产量要求，选择12501000反击式破碎机，台时产量4080t/h最大进料粒度250mm，出料粒度50mm电动机功率95kW确定台数： ，取n=1核算每周实际运转小时数： (2) 烘干机选型在水泥干法生产工艺中，各种含水的物料一般都要进行烘干才能保证粉磨正常工作。入磨物料的水分，对磨机产量、出磨物料的质量及磨机的操作都有较大影响（烘干磨除外）。烘干系统可分为两种：一种是烘干磨，即物料在粉磨过程中同时进行烘干，另一种是用单独的烘干设备烘干。目前，随着预热器窑和预分解窑的不断发展，干法水泥厂的原料烘干与粉磨，也广泛采用了烘干磨，利用窑尾废气作为烘干介质，充分利用了废气余热。混合材的烘干，一般采用单独的烘干设备。单独进行烘干的烘干设备有回转式烘干机、快速烘干机（装有搅拌叶片）等。其中应用最广泛的是回转式烘干机，其优点是对物料的适应性强，可以烘干各种物料，且设备操作简单可靠。水泥厂所用的回转式烘干机，大都是直接传热的，即物料与气流是直接接触的。按物料与气流流动方向的异同，又有顺流式和逆流式两种，其中，以顺流式的应用较多。本设计中选用中卸烘干提升循环磨作为生料磨，在粉磨的