5000td新型干法水泥厂煤粉制备车间工艺设计

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1、唐 山 学 院毕 业 设 计设计题目：5000t/d新型干法水泥厂煤粉制备车间工艺设计 环境与化学工程系10材料工程技术（1）班 系 别：_ 班 级：_刘臻姓 名：_指 导 教 师：_2013年6月6日5000t/d新型干法水泥厂煤粉制备车间工艺设计摘 要毕业设计题目是5000t/d新型干法水泥厂煤粉制备车间的设计。主要包括总体设计和车间设计两部分。进行了配料方案的确定、物料平衡的计算、全厂工艺流程的确定、全厂主机设备的选型、堆场储库的设计、全厂总平面布置、煤粉制备车间的设计等。生料磨为立磨，熟料煅烧采用4.872m的窑外分解窑烧成系统，设计的重点车间是煤粉制备车间。煤粉制备采用的是立磨粉磨系

2、统，碎煤在煤磨内由窑尾的热气进行烘干，通过磨辊与磨盘的挤压进行粉磨，磨内气体夹带着煤粉入磨内的高效选粉机进行分选。粗粒落回磨盘，气体夹带着成品煤粉入袋收尘器，收集后存于煤粉仓。关键字：水泥 新型干法生产工艺 煤粉制备5000t/d Process Design of pulverized Coal Preparation Plant in New Dry Process Cement PlantAbstract新!为您提供类似表述，查看示例用法： 分享到 翻译结果重试抱歉，系统响应超时，请稍后再试 支持中英、中日、泰英、日英在线互译 支持网页翻译，在输入框输入网页地址即可 提供一键清空、复制功

3、能、支持双语对照查看，使您体验更加流畅 The graduation design topic is the design of 5000t/d new dry process cement plant pulverized coal preparation plan. Mainly includes overall design and workshop design. The design of the burden , material balance calculation, the determining of the whole process of host plant, equ

4、ipment selection, storage design, factory layout, the design of coal preparation plant.For vertical mill grinding clinker raw materials, using of 4.8 72m kiln system, focus on the design of the workshop is pulverized coal preparation plant.Pulverized coal preparation is using grinding system of vert

5、ical mill, coal in the coal mill dry by the kiln heat, grinding through the extrusion roller and grinding, the gas in the grinding coal with high efficiency separator for separating mill. Coarse grain fall back to the disk, with refined coal gas into the bag dust collector, collected and stored in t

6、he pulverized coal bunker. Key words: Cement New dry process production pulverized coal preparation目 录1 引言12全厂设计32.1配料方案的确定32.1.1熟料率值的确定32.1.2熟料热耗的确定42.1.3熟料标号的确定42.1.4矿渣与石膏掺入量的确定52.2配料计算52.2.1计算煤灰的掺入量62.2.2计算干燥原料的配合比62.2.3计算湿物料的配合比82.3物料平衡82.3.1工厂生产能力82.3.2原料消耗定额92.4确定全厂工艺流程112.4.1全厂工艺流程的选择112.4.2主

7、机设备选型计算172.4.3全厂堆场和储库的计算222.4.4全厂工艺流程方框图302.5全厂的质量控制点及控制指标322.6全厂总平面布置图的设计要点333 车间设计343.1 煤粉制备系统车间流程的确定343.1.1车间流程的确定343.1.2煤磨设备的技术参数353.1.3喂料及计量设备363.1.4粗煤仓和细煤仓的设计373.1.5输送设备373.1.6通风和收尘383.1.7煤粉制备系统的安全要求393.2提高煤粉制备系统产质量的措施403.3 煤粉制备车间工艺布置图的设计思路与要点414结论42谢辞43参考文献44 唐山学院毕业设计1 引言新型干法水泥生产技术已经经历了五大阶段。第

8、一阶段：20世纪50年代初期至70年代初期。伴随悬浮预热技术突破并成功应用于工业生产，新型干法水泥生产诞生，并随着悬浮预热窑的大型化而发展。第二阶段：20世纪70年代初期至中、后期。伴随预分解窑诞生与发展，新型干法水泥技术向水泥生产全过程发展。同时，随着预分解技术日趋成熟，各种类型的旋风预热器与各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。在本阶段中，悬浮预热窑的发展优势逐渐被预分解窑所代替。至今各种新型旋风预热器在预分解窑发展的同时，仍在继续发展完善，发挥着重要作用。第三阶段：20世纪70年代中后期至80年代中期。1973年国际石油危机之后，油源短缺，许多预分解窑被迫以煤代油，通过

9、总结改进，各种第二代、第三代分解炉应运而生，改善和提高预分解系统的功效。第四个阶段：20世纪80年代中期至90年代中期。随着悬浮预热和预分解技术的发展，预分解窑旋风筒换热管道分解炉回转窑篦冷机以及挤压粉磨，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优化。第五个阶段：20世纪90年代中期至今。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1。随着技术的发展，设备的不断的优化和改进，新型干法水泥生产技术的可靠性得

10、到了根本上的改善。其中最具有代表性的是原料均化技术、粉碎粉磨工艺、预分解窑锻烧工艺、自动控制技术和环保技术。目前应用的原料预均化技术有，矿化模型系统应用于矿山的开采。原燃料的烘干粉磨系统具有节能、流程简单、烘干能力强等特点。随着辊式磨的发展，磨机的节电效果、使用寿命、可靠性都得到了提升。并且对原材料的适应性强，由于采用了高效选粉机，简化了流程，使电耗和成本得到了大幅降低，提高了产量。预分解窑节能煅烧工艺，开发出了二支撑和三支撑的回转窑系列产品以满足不同生产规模的需要，开发了燃烧器系列产品以满足不同性能燃料的燃烧需求。由于新型干法水泥生产线上有很多的设备，为了保证产品质量的优良和系统运行的稳定性

11、，就必须通过自动化控制来实现。新型干法水泥生产技术节能、高效、几乎无污染，且能最大程度的利用工业废渣等作为原材料。新型干法生产具有均化、节能、环保、自动控制、长期安全运转和科学管理六大保证体系，是当代高新技术在水泥工业的集成，其特征如下：（1）生料制备全过程广泛采用现代均化技术。使矿山采运原料预均化生料粉磨生料均化过程，成为生料制备过程中完整的“均化链”。（2）用悬浮预热及预分解技术改变传统回转窑内物料堆积态的预热和分解方法。（3）采用高效多功能挤压粉磨技术和新型机械粉体输送装置。（4）工艺装备大型化，使水泥工业向集约化方向发展。（5）为“清洁生产和广泛利用废渣、废料、再生燃料和降解有毒有害危

12、险废弃物创造了有利条件。传统的水泥生产过程会排放大量有害的气体、粉尘、废水等污染源，而新型干法水泥生产技术就相对环保的多。（6）生产控制自动化。为了保证产品质量的优良和系统运行的稳定性，必须生产控制自动化。（7）广泛采用新型耐热、耐磨、隔热和配套耐火材料。（8）应用IT技术，实行现代化科学管理。采用新型干法生产1吨熟料，由于原料生料成分及工艺设备的不同，一般在100130kg之间，燃料费用约占水泥生产成本的15%。生产水泥使用的煤炭，一般来说必须磨制成煤粉，而煤粉的质量直接影响着熟料的质量。在煤粉制备贮存输送和使用过程中，处理不当，又容易污染环境，甚至发生安全事故，造成人身伤害和设备的损坏。因

13、此，在水泥生产中，煤粉制备系统的可靠性经济性安全性以及环境保护条件自动化水平都是非常重要的。2全厂设计2.1配料方案的确定2.1.1熟料率值的确定水泥熟料是一种多矿物集合体，而这些矿物是由四种主要氧化物化合而成。因此，在生产控制过程中，不仅要控制熟料氧化物的含量，还应控制各氧化物之间的比例即率值。这样，可以方便的表示化学成分和矿物之间的关系，明确的表示出对水泥熟料的性能和煅烧的影响。因此在生产中，常用率值作为生产控制的一种指标。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。KH石灰饱和系数KH值为熟料中全部氧化硅生成硅酸钙（硅酸二钙和硅酸三钙）所需的氧化钙含量与全部氧化硅生成硅

14、酸三钙所需氧化钙最大含量的比值，也表示熟料中氧化硅被氧化钙饱和形成硅酸三钙的程度。当石灰饱和系数等于1.0时，此时形成的矿物组成是C3S、C3A、C4AF，无C2S生成；当石灰饱和系数等于0.667时，形成的矿物组成为C2S、C3A和C4AF，无C3S生成。并且KH的计算式只适用于IM0.64的熟料。如IM0.64，则熟料的矿物组成为C3S、C2S、C2F和C4AF，故由此导出的是一个不同的式子。同时，在煅烧熟料时使用氟、硫等矿化剂的情况下，由于会生成另外的一些含铝相，计算式也必须做出相应的调整。为使熟料顺利的形成，不致因过多游离石灰而影响熟料质量，通常在工厂条件下，石灰饱和系数控制在0.82

15、0.94之间。硅率是表示熟料中氧化硅含量与氧化铝、氧化铁之和的质量比，也表示熟料中硅酸盐矿物与溶剂矿物的比例。硅率和氧化物之间关系的数学式是：SM硅率会随着硅酸盐矿物与溶剂矿物之比的变化而变化。如果熟料中硅率过高，在煅烧时液相量会显著减少，熟料煅烧困难；特别是当氧化钙含量低硅酸二钙含量多时，熟料易于粉化。硅率过低，则会导致熟料中硅酸盐矿物太少而影响水泥强度，且由于液相过多，容易出现结大块、结炉瘤、结圈等现象，影响窑的操作。铝率表示的是熟料中氧化铝和氧化铁含量的质量比，也表示熟料溶剂矿物中铝酸三钙和铁铝酸四钙的比值。铝率的表达式是：IM铝率的高低，在一定程度上反映了水泥煅烧过程中高温液相的黏度。

16、铝率高，熟料中铝酸三钙多，相应的铁铝酸四钙就较少，液相黏度大，物料就难烧；铝率过低，虽然液相黏度小了，液相中质点易于扩散，对硅酸三钙的形成有利，但烧结的范围变窄了，窑内易结大块，不利于窑的操作2。确定KH=0.870.91，SM=2.02.1，IM=1.21.4。2.1.2熟料热耗的确定水泥厂影响熟料热耗的因素很多，国内系统热耗较高的主要原因是：结皮堵塞现象严重，还有设备故障较频繁，从而导致窑的运转率不高。而国外水泥厂家通过采用低阻高效的多级预热系统，以及新型篦式冷却机和多通道喷煤管等先进工艺，降低了水泥生产的熟料热耗3。工厂实例如表2-1所示：表2-1 实际厂家的例子厂名设计能力（t/d）设

17、计热耗（kJ/kg熟料）回转窑规格（m）分解炉型式分解炉规格（m）冀东水泥厂40003308NSF宁国水泥厂40003349MFC从上表可以看出，熟料烧成过程所消耗的实际热量与煅烧全过程有关，除涉及到原、燃料性质和回转窑（包括分解炉）外，还与废气热回收装置（各类预热器或余热锅炉、余热烘干等）和熟料余热回收装置（各类冷却机）等有关。结合水泥厂设计规范的相关要求后，综合考虑确定热耗为3350kJ/kg。2.1.3熟料标号的确定熟料强度是决定水泥质量的重要因素。熟料标号是以其28天抗压强度的值来划分等级的。熟料标号与原料的品质、燃料的品质、燃料的性能、熟料的率值以及生料成分的均匀性、窑型与规格、生料

18、的易烧性有关。众所周知，水泥熟料是由SiO2 、Al203、Fe203、CaO等主要氧化物， 按一定比例化合而成的多矿物集合体。一般用C3S、C2S、C3A、C4AF、f-CaO等来表示。作为熟料组成主体的这些矿物，它们与熟料率有如下关系： 将式 ( +1)整理，得：图2-1熟料28d抗压强度与L值相关图通过计算确定熟料的标号为62.5。2.1.4矿渣与石膏掺入量的确定 矿渣是一种可以在碱性激发剂，硫酸盐激发剂的作用下表现出水硬性且活性指标要超过国家标准的活性混合材，已成为水泥工业活性混合材的重要原料。具有扩大水泥品种，改进水泥性能，调节水泥标号，增加水泥产量，改善水泥安定性能等性能4。根据国

19、家标准GB1752007，普通硅酸盐水泥掺加活性混合材5%且20%。设计的水泥品种是42.5R的普通硅酸盐水泥则矿渣的掺入量定为15%。一般水泥熟料磨成细粉后与水相遇会很快凝结，无法施工。掺加适量的石膏不仅可调节凝结时间，还能提高水泥的早期强度，降低干缩变形，改善耐蚀性，抗渗性，抗冻性等一系列性能。我国生产的普通水泥，其石膏掺量一般波动于SO3含量为1.5%2.5%间。石膏中SO3含量为42.10%，由此算出石膏的掺量为3.6%5.9%。设计的水泥品种是42.5R的普通硅酸盐水泥则石膏的掺入量定为5.2%。2.2配料计算原始数据包括：原料的化学组成如表2-2所示、煤的工业分析如表2-3所示以及

20、煤灰的沉降率为100%，熟料的热耗为3350KJ/Kg。 表2-2 原料的化学成分原料Loss结晶水SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3W石灰石42.231.790.500.2354.140.541.58粘 土8.5661.5913.325.076.811.9212.30镁 渣2.0822.801.413.6551.3717.203.3铁 渣0.5121.459.4556.109.580.215.5煤 灰63.86 25.54 3.54 0.42 0.73 粉煤灰3.9349.3531.844.4724.620.95矿 渣38.587.621.2543.466.0820.00无水石膏

21、3.541.4212.512.881.2332.3542.102.00表2-3煤的工业分析名称水分Mar/%挥发分Var/%灰分Aar/%固定碳Car/%热值Oar/KJkg烟煤1.6517.6423.4257.2922283.132.2.1计算煤灰的掺入量根据以下公式计算煤灰的掺入量： =3.52%2.2.2计算干燥原料的配合比设定干燥物料的配合比为：石灰石75.10%、粘土13.80%、镁渣3.90%铁渣 3.70%粉煤灰 3.50%，以此计算生料的化学成分，如表2-4所示。 表2-4生料的化学成分原料配合比烧失量氧化硅氧化铝氧化铁氧化钙水石灰石75.1031.711.340.380.17

22、40.661.58粘 土13.801.188.501.840.700.9412.30镁 渣3.900.080.890.050.142.003.3铁 渣3.700.020.790.352.080.355.5粉煤灰3.500.151.731.110.160.16生 料10033.1313.253.733.2544.11灼烧生料19.815.584.8665.96煤灰掺入量3.52%，则灼烧生料配合比为100%3.52%=96.48%。按此计算的熟料的化学成分，如表2-5所示。表 2-5熟料的化学成分 名 称配合比氧化硅氧化铝氧化铁氧化钙灼烧生料96.4819.115.584.8665.96煤 灰3

23、.522.250.900.121.48熟 料10021.366.284.8165.12则熟料的率值计算如下： 由以上的结果可知KH，IM接近，SM偏低。为此根据经验统计，每增减1%石灰石相应减增1%粘土，约增减KH=0.05，则则X=0.06，配比： 石灰石75.1%，粘土14.3%，煤渣3.9%，铁渣3.7%，粉煤灰3.0%。此时生料的化学成分如表2-6所示。 表2-6生料的化学成分原料配合比烧失量氧化硅氧化铝氧化铁氧化钙水石灰石75.1031.711.340.380.1740.661.58粘 土14.301.228.811.900.730.9712.30煤 渣3.900.080.890.0

24、50.142.003.3铁 渣3.700.020.790.352.080.355.5粉煤灰3.000.121.480.960.130.14生 料100.0033.1513.313.643.2544.12灼烧生料19.915.454.8666.00煤灰掺入量3.52%，则灼烧生料配合比为100%3.52%=96.48%。按此计算的熟料的化学成分，如表2-7所示。表 2-7 熟料的化学成分 名 称配合比氧化硅氧化铝氧化铁氧化钙灼烧生料96.4819.215.264.6963.68煤 灰3.522.250.900.121.48熟 料10021.466.164.8165.16则熟料的率值计算如下：率值

25、符合设计的要求可按此比例生产。2.2.3计算湿物料的配合比原料的水分为：石灰石为1.58%，粘土为12.30%，镁渣为3.3%，铁渣为5.5%则湿原料质量配合比为：湿石灰石=湿粘土=湿镁渣=湿铁渣=将上述质量比换算成百分比：湿石灰石=湿粘土=湿镁渣=湿铁渣=湿粉煤灰=2.3物料平衡2.3.1工厂生产能力窑的台数的计算：本设计采用周平衡法计算，参照石家庄冀中水泥有限公司，选用4.872m的回转窑，台时产量为222.92t/台h，本设计标定产量为223t/台h。n= 式中： n窑的台数； 要求的熟料日产量（t/d） 所选窑的标定台时产量t/(台h)。故本设计选用4.872m窑一台。熟料周产量：=1

26、68=168223=37464(t/周)水泥小时产量：用于生产42.5R普通硅酸盐水泥的熟料的水泥小时产量：G42.5R= =223= 271.07(t/h)式中： p水泥的生产损失；d水泥中石膏的掺入量(%)；e水泥中矿渣的掺入量(%)。水泥的小时产量：Gh = G42.5R=271.07(t/h)水泥周产量：Gw =168Gh=168271.07=45539.76(t/周)2.3.2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：=（t/t熟料）式中： KT干生料理论消耗量（t/t熟料）； l干生料的烧失量（%）； s煤灰掺入量，以熟料百分数表示（%）。（2）考虑煤灰掺入时，

27、1t熟料的干生料消耗定额：=（t/t熟料）式中： K生干生料消耗定额（t/t熟料）；P生生料的生产损失（%）。（3）各种干原料消耗定额：K原=K生x式中： K原各种干原料的消耗定额（t/t熟料）；K生干生料消耗定额（t/t熟料）；x干生料中该原料的配合比（%）。K石灰石=K生x石灰石=1.600.7510=1.20（t/t熟料）K粘土=K生x粘土=1.600.1430=0.23（t/t熟料）K镁渣=K镁渣x镁渣=1.600.0390=0.06（t/t熟料）K粉煤灰=K粉煤灰x粉煤灰=1.600.0300=0.05（t/t熟料）K铁渣=K生x铁渣=1.600.0370=0.06（t/t熟料）(4

28、) 干石膏消耗定额：Kd1=（kg/kg熟料）式中： Kd1干石膏的消耗定额（kg/kg熟料）；Pd石膏的生产损失（%）。 (5)干矿渣消耗定额：Ke1=0.20（kg/kg熟料）式中： Ke1干矿渣的消耗定额（kg/kg熟料）；Pe矿渣的生产损失（%）。 (6)烧成用干煤消耗定额：Q=(Q+25W) =(22283.13+251.65) = 22698.912kJ/kg干煤Kf1=0.15（kg/kg熟料）式中： Kf1烧成用干煤消耗定额（kg/kg熟料）；q熟料烧成热耗（kg/kg熟料）；干煤低位热值（kg/kg熟料）；Pf煤的生产损失（%），一般取3%；Q煤的应用基低位发热量（kg/kg

29、熟料）；W煤的水分。(7)湿物料消耗定额：K湿=式中： W0物料天然含水量（%）；K湿石灰石=1.22（t/t熟料）K湿粘土=0.26 （t/t熟料）K镁渣=0.06（t/t熟料）K铁渣=0.06（t/t熟料）K湿d=0.09（t/t熟料）K湿e=0.31（t/t熟料）（8）物料平衡表表2-8 物料平衡表消耗定额t/t熟料物料平衡表(t)干料含天然水分料干料含天然水分料小时日周小时日周石灰石1.20 1.22 267.60 6422.40 44956.80 272.06 6529.4445706.08粘土0.23 0.26 51.29 1230.968616.7257.981391.52974

30、0.64镁渣0.060.0613.38321.122247.8413.38321.122247.84铁渣0.060.0613.38321.122247.8413.38321.122247.84粉煤灰0.0511.15267.601873.2生料1.60 356.808563.2059942.4熟料1.00 1.002235352.00 37464无水石膏0.07 0.0915.61 374.642622.4820.07481.683371.76矿渣0.20 0.31 44.601070.47492.8069.131659.1211613.84水泥283.21 6797.0447579.28 用

31、煤0.15 0.15 33.45 802.805619.6033.45 802.805619.602.4确定全厂工艺流程2.4.1全厂工艺流程的选择1. 石灰石与石膏和煤的破碎工艺石灰石破碎系统有以下几种形式：一段破碎系统，石灰石只经过一次破碎即能达到入磨粒度要求的选用一段破碎系统。二段破碎系统，对规模较大，矿石提供的块度也大，对选择一段破碎工艺有困难的，可采用二段破碎工艺5。由于二段破碎系统占地面积大，设备投资大，噪声污染大，因此通过控制进场原料的粒度来尽可能的多采用一段破碎。并且参考水泥厂设计手册，本设计石灰石破碎采用一段破碎系统，单转子反击式破碎机，其特点是流程简单，占地少，投资小。石膏

32、和煤采用一段破碎系统，细碎颚式破碎机。2. 石灰石和煤的预均化原料的预均化有利于稳定水泥窑入窑生料成分稳定，有利于扩大资源利用范围，有利于利用矿山夹层废石、扩大矿山使用年限，满足矿山储存及均化双重要求，节约建设资源。煤的预均化有利于稳定入窑煤粉质量有利于扩大资源利用的范围，有利于利用低品质的煤粉。原燃料预均化的基本原理在于“平铺直取”。即在进行原料堆放时，尽可能以最多的相互平行和上下重叠的同厚度的料层构成料堆；取料时则设法垂直于料层的方向，尽可能同时切取所有料层，依次切取，直到取尽。预均化堆场的布置形式有矩形和圆形两种。矩形和圆形预均化堆场的比较：（1）占地面积：同样的有效储存容积，矩形堆场的

33、占地面积比圆形堆场多30%40%。（2）需要投资：圆形堆场设备购置费较低，比距形堆场节约25%，总投资可减少30%40%。（3）均化效果：矩形堆场的布料比较均匀，而且可以用各种堆料方法，圆形堆场一般都用人字形或圆锥体和人字形料堆结合的方法。由于料堆呈圆环形，内外圈相差很大，物料分布不如矩形对称和均匀。 （4）设备操作和维护使用：矩形堆场的堆、取料机分别对两个堆场作业，操作不方便，操作不当，容易发生事故。圆形堆场的堆、取料机永远不用移动场地，总是一前一后，保持一定的距离，连续围绕中心运转。操作简单，有利于自动控制，但由于圆形堆场的出料经中心卸料斗转运，在均化粘性物料时，要防止发生堵塞。 （5）企

34、业建设扩建：矩形堆场可以根据需要和场地条件予以扩建，而圆形堆场无法在原有基础上扩大，只能另建新堆场。经过上面的比较，本设计石灰石和煤均选择矩形预均化堆场。3. 生料制备系统生料粉磨系统按粉磨设备不同可以分成三类，即钢球磨系统路、立式磨系统、气落磨系统。由于气落磨的应用很少，立式磨与钢球磨相比，立式磨具有以下优点：（1）物料在磨内停留时间一般为24min（球磨1520min），故粉磨效率较高，能耗较低。从整个磨机系统来讲，电耗可降低10%30%。（2）入磨热风从环缝喷入，风速大，磨内通风截面也大，阻力小，通风能力强，烘干效率较高。（3）允许入磨物料粒度较大，一般可达磨辊直径的5%，大型磨入磨物料

35、粒度可高达100150mm，因而可省略第二段破碎，节约投资。（4）物料在磨内停留时间短，生产调节反应快，易于对生料成分及细度调节控制，也便于实现操作自动化。（5）生产适应性强，可处理粗细混杂及掺有金属杂物的物料。（6）设备布置紧凑，建筑空间小，可露天设置或采用轻结构的简易厂棚。（7）金属消耗省，检修时间少，不需要清球，设备运转率可高达95%以上。（8）磨机结构合理，整体密闭好，扬尘少，噪音低，有利于环境保护。目前，新开发的系统已将选粉机单独设置，构成完整的闭路系统，外循环系统利用提升机将物料送至选粉机来进行。由于这一系统其成品大部分是由提升机送至选粉机选取出来的，仅有少量成品是利用烘干热风带至

36、收尘系统，从而对出立磨的风速要求相对低一些，从而大大降低了立磨的阻力，节约了电耗6。本设生料粉磨采用立磨，来自配料站的原料经金属探测仪和喂料器喂入生料磨，磨后的物料大部分由提升机送到选粉机进行选粉，选出合格的产品少量利用烘干热风帯至收尘系统。具体流程如2-2图所示。图2-2生料粉磨流程示意图4. 生料均化系统在水泥工业生料制备过程的“均化链”中，生料均化是最重要的链环。在生料制备四个主要链环中，生料均化年平均均化周期较短，均化效果良好，又是生料入窑前的最后一个均化环节，其重要地位十分显著。生料的均化有间歇均化系统和连续均化系统。连续均化系统具有流程简单、操作管理方便和便于自动控制等优点；而间歇

37、均化系统的均化效果则较好。连续式均化库兼备储存和均化的功能但是生料卸空率较低，电耗较高。间歇式均化库库容一般较小，个数较多，动力消耗大。选择何种均化系统主要取决于出磨生料成分的波动幅度和频率、工厂的规模、自动控制的水平及对入窑生料质量的要求，并综合考虑生料制备系统其他均化环节的合理匹配。一般来说，当出磨生料成分波动不大，特别是设有预均化堆场的工厂，计测和控制水平较高时，磨机出料均化周期较短，则可采用连续均化系统。当出磨生料成分波动较大，计测和控制水平不高时，磨机出料均化周期较长，则采用间歇均化系统7。本设计生料均化系统采用连续均化系统。5. 矿渣烘干粉磨系统粉磨混合物料有两种方法分别粉磨和混合

38、粉磨，不同质量配比的水泥熟料和矿渣混合粉磨时对产品比表面积和功耗指标有一定的影响。矿渣的功耗指标较大，因为它比较难磨。水泥熟料掺入少量的矿渣，功耗指标增大，产品的比表面积增大。产品比表面积的增大是以功耗指标的增大为代价换回来的，粉磨要消耗更多的能量。本设计采用立磨粉磨矿渣系统，流程简单、烘干、粉磨、选粉的全部过程均在磨中完成。由于是料床粉磨，粉磨效率高，单位电耗低，特别是磨内空间大，环隙处风速高，传热快，因此烘干能强。这些特点非常适合矿渣水分高、难磨的要求。矿渣露天堆场的原料经过提升机进入到磨机内，通过磨辊与磨盘的挤压进行粉磨，粉磨后的物料在磨内进行选粉，不合格的落回磨内接着粉磨，合格的随着气

39、体进入袋收尘收集于矿渣磨中。其流程如2-3图所示。图2-3 立磨矿渣粉磨系统6. 煤粉制备系统煤粉制备系统有风扫磨系统和立磨系统。随着水泥行业的大型化发展，和立式磨系统的发展，越来越多的水泥厂采用立式磨系统作为煤粉制备系统，立磨具有，烘干能力强，允许入磨物料的粒度较大，生产适应性强，占地面积小，噪音小，扬尘少，有利于环境保护，生产操作灵活，细度易于调节等优点。因此本设计采用立磨系统，车间流程图见重点车间设计。7. 熟料烧成系统的选择本设计采用预分解窑，预分解窑是一种能显著提高水泥回转窑产量的煅烧工艺设备。其主要特点是把大量吸热的碳酸钙分解反应从窑内传热速率较低的区域移到悬浮预热器与窑之间的分解

40、炉中进行。生料颗粒分散在分解炉中，处于悬浮或沸腾状态，在燃料燃烧的同时，以最小的温度差进行高速传热过程，使生料迅速发生分解反应。入窑生料中碳酸钙的分解率由悬浮预热器的40%50%提高到85%95%，从而大大减轻了回转窑的负荷，使回转窑的生产能力成倍的增加8。其基本流程如下图2-4所示：图2-4 预分解窑流程8. 水泥制备系统 水泥粉磨系统有开路和闭路两种。在粉磨过程中，当物料一次通过磨机后即为产品时，称为开路系统；当物料出磨后经过分级设备选出产品，粗粉返回磨机内再磨，称为闭路系统。开路系统的优点是：流程简单，设备少，投资省，操作维护方便，但物料必须全部达到产品细度后才能出磨。因此，当要求产品细

41、度较细时，已被磨细的物料将会产生过粉磨现象，并在磨内形成缓冲垫层，妨碍粗料进一步粉磨，有时会出现细粉包球现象，降低粉磨效率，产量低，电耗高。闭路系统可以减少过粉磨现象，同时出磨物料经过输送和分级可散失一部分热量，粗粉回磨时可以降低磨内温度，有利于提高磨机产量并降低热耗。产品细度可以通过调节分级设备的方法来控制，操作方便。但是闭路系统流程较复杂，设备多，系统设备利用率较低，投资较大，操作、维护、管理较复杂。开路系统的产品颗粒分布较宽；而闭路系统产品的颗粒组成较均匀，粗粒少，微粒少，有利于熟料的煅烧。经过比较本采用一级管磨闭路系统，其流程如图2-5。 图2-5水泥磨基本流程图9. 水泥库及包装系统

42、的确定图2-6包装散装工艺流程图水泥库的圆库型式较多，主要区别在于库底的形状不同。水泥厂采用圆库储存物料时，圆库的直径规格不宜太多，采用库群布置时，库的高度和直径尽可能的统一。本设计水泥库采用底部中心设置减压仓的圆库。水泥包装机是水泥生产必需的一种专用设备，用于完成对水泥的自动包装。水泥包装机大都分为固定式和旋转式，固定式水泥包装机是指1-4嘴包装机，由人工移动插袋来完成水泥的灌装，旋转式水泥包装机是指6-14嘴，人工不动，包装机旋转来完成插袋灌装。除了通常的包装机喂料、卸包、计量、破包设备外，全自动系统在包装机前增加了自动插袋机破包机后增加了自动堆垛机和打包机。由于固定式包装机劳动条件差，粉

43、尘浓度大、包装能力低，大型水泥厂很少采用。全自动水泥包装机目前市场上有120t/h的8嘴包装机，150t/h的10嘴包装机，180t/h的12嘴包装机即已经使用了自动插袋、堆垛、打包装置。本设计采用回转式的8嘴包装机。2.4.2主机设备选型计算参考生产厂家设备，水泥厂主机年利用率表如表2-9：表2-9 水泥厂主机年利用率主机名称年利用率生产周制（日/周）生产班制石灰石破碎机0.180.215每日一班，每班67小时0.400.486每日两班，每班67小时生料磨闭路0.787每日三班，每班6小时生料磨开路窑煤磨0.800.850.650.75777每日三班，每班67小时每日三班，每班56小时水泥磨

44、闭路0.827水泥磨开路0.857包装机0.200.246每日一班，每班67小时0.400.486每日两班，每班67小时0.230.287每日一班，每班67小时0.460.567每日两班，每班67小时1.各种主机小时产量要求主机小时产量公式：GH=(1) 石灰石破碎机： GH=761.77t/h 选用PF-1818 18001800mm反击式破碎机，最大进料尺寸16001850，最大进料边长1000mm，功率650900kw，重量75t，外形尺寸418042004900。台时产量为600850，标定产量为800。石灰石破碎机的台数：=0.951，选一台式中：n主机台数；Gh要求主机小时产量t/

45、h；Gh =GHGh，1主机标定台时产量t/h。石灰石破碎机的每周实际运转小时数：=57h式中：H0主机每周实际运转小时数；H预设主机的周运转小时数。(2) 石膏及煤破碎机石膏及煤破碎机选用PE-600900mm颚式破碎机，台时产量为3085，标定产量为85。石膏 GH=80.28t/h石膏破碎机的台数：=0.94，选一台。式中：n主机台数；Gh要求主机小时产量t/h；Gh =GHGh，1主机标定台时产量t/h。石膏破碎机的每周实际运转小时数：=39.48h式中：H0主机每周实际运转小时数；H预设主机的周运转小时数。煤 GH=74.48t煤破碎机的台数：=0.88，选一台。式中：n主机台数；G

46、h要求主机小时产量t/h；Gh =GHGh，1主机标定台时产量t/h。煤破碎机的每周实际运转小时数：=73.60h式中：H0主机每周实际运转小时数；H预设主机的周运转小时数。根据计算可看出，煤和石膏用一台破碎机完全能满足要求，生产中只需合理分配时间即可。（3） 矿渣磨机GH=t/h选用JLM1-46.2.2X矿渣立磨，台时产量为90，最大95标定产量90。矿渣磨机的台数：=0.84， 选一台。式中：n主机台数；Gh要求主机小时产量t/h；Gh =GHGh，1主机标定台时产量t/h。矿渣磨机的每周实际运转小时数：=式中：H0主机每周实际运转小时数；H预设主机的周运转小时数。(4) 生料磨 GH=

47、选用MLS4531立磨，台时产量为360400，标定产量为400。生料磨机的台数：=， 可适当增加工作时间，选一台。式中：n主机台数；Gh要求主机小时产量t/h；Gh =GHGh，1主机标定台时产量t/h。生料磨机的每周实际运转小时数：=式中：H0主机每周实际运转小时数；H预设主机的周运转小时数。 (5) 煤磨 t/h选用ZGM123G-立磨，台时产量为73.53，标定产量为70。煤磨机的台数：=0.85，选一台式中：n主机台数；Gh要求主机小时产量t/h；Gh =GHGh，1主机标定台时产量t/h。煤磨机的每周实际运转小时数：=式中：H0主机每周实际运转小时数；H预设主机的周运转小时数。(6

48、) 回转窑 GH=223t/h选用4.872m，台时产量为222.92，标定产量为223。回转窑的台数：=1， 选一台。式中：n主机台数；Gh要求主机小时产量t/h；Gh =GHGh，1主机标定台时产量t/h。生料磨机的每周实际运转小时数：=168h式中：H0主机每周实际运转小时数；H预设主机的周运转小时数。 (7) 水泥磨预设水泥磨的周运转小时数H：由上表选 H =154小时要求的小时产量： 选用4.213m球磨机，台时产量为150，综合考虑本厂情况，标定产量为150。水泥磨的台数：=2.14，可适当增加工作时间，选两台。 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

49、量t/h。水泥磨的每周实际运转小时数：=式中：H0主机每周实际运转小时数；H预设主机的周运转小时数。(8) 包装机预设包装机的周运转小时数H：由上表选 H =84小时要求的小时产量：GH=117.74t/h选用八嘴回转式包装机，台时产量为120，标定产量为120。包装机的台数：= =0.98，选一台。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。包装机的每周实际运转小时数：=82.42h式中：H0主机每周实际运转小时数；H预设主机的周运转小时数。2.主机平衡表通过计算已经确定了全厂的主机设备，全厂设备的技术参数见表2-10。表2-10 主机平衡表主机名称型号规格

50、产量（）标定产量（）台数（台）要求小时产量（）生产能力（）实际利用率（%）石灰石破碎机PF-1818 18001800mm6008508001761.7760085033.9石膏破碎机PE-600900mm308585180.28308523.5煤破碎机PE-600900mm308585174.48308543.8矿渣磨机JLMK1-46.2.2X立磨9090175.419076.8生料磨MLS4531立磨3604004001408.736040093.7煤磨ZGM123G-III立磨75.5375159.597553.2回转窑4.872m2232231222.9222385.0水泥磨4.21

51、3m1501502321.1230098.1包装机回转式8嘴1201201117.7412049.12.4.3全厂堆场和储库的计算1.储库的形式 新型干法水泥厂是连续生产的工厂，“均衡稳定”是搞好新型干法生产的关键；是提高原料预均化均化效果的要求；是实现原料配料和烘干粉磨的必需；是保持预分解窑最佳热工制度的前提；是实现生产过程自动化的基础和目的，是提高收尘设备效率的需要；是降解利用二次燃料和废物的最佳条件。因为外部运输的不均匀，设备之间生产能力的不均衡，或由于前后段生产工序的工作班制的不同以及其它原因造成物料供应的中断或物料滞留堆积堵塞，不能保证工厂的连续生产。为了保证工厂生产连续均衡地进行和

52、水泥均衡出厂，以及为了满足生产过程中质量控制和产品检验的需要，水泥厂必须设置各种储存设施来储存生产过程中的各种物料。储库设施的选择主要取决于工厂的规模，工厂的机械化自动化水平，投资的大小，物料的性质以及环境保护的要求等.一般来说储存方式主要有露天堆场、预均化堆场和圆库三种储存方式。露天堆场是用于块、粒状物料储存、倒运的设施。采用露天堆场储存物料具有储存量大、投资省的特点。但是它的堆场面积利用率低，占地面积大；在输送过程中易产生扬尘，物料损失大；操作受气候影响。根据堆料设备的不同，分为矩形堆料和圆形堆料两种。预均化堆场是原料通过用专门的取料机械从料堆以垂直堆料薄层依次切取薄料的方式取料，从而改善

53、原料成分的波动，达到均化的目的。是否选择预均化堆场是由原料成分波动范围来确定的。当成分波动范围小于5%时，不需要采用预均化堆场。当成分波动范围大时，需要采用预均化堆场来改善原料的波动性。圆库常用于小块状、粒状、粉状物料的储存，用圆库储存物料具有以下特点：储存库的有效利用率高，因而占地面积少；由于封闭，扬尘较易处理，劳动条件好；各车间布置灵活；可以进行遥控及适用范围广等。但圆库进出料环节多：散热效果差，不利于物料的冷却。对于含水较高或粘性大的块状、粒状物料，易于造成下料堵塞，一般不宜采用圆库储存。某物料的储存量所能满足工厂生产需要的天数，称为该物料的储存期。各种物料存期的确定，需要考虑到许多因素

54、。物料储存期的长短应适当，过长则会增加建投资和经营费用，过短将影响生产。各种物料储存期的确定，需要考虑到许多因素，确定物料储存期长短的主要因素有：(1) 物料供应点离工厂生产需要的天数；(2) 物料成分波动情况；(3) 地区气候的影响程度；(4) 均化工艺上的要求；(5) 质量检验的要求9。水泥厂各种物料的最低储存期见表2-11表2-11 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515石膏3020粘土107生料粉24燃料1010熟料57混合材料1020水泥77铁粉3010本设计预设各种物料的储存周期见表2-12。表2-12 本设计预

55、设各种物料的储存期(d)物料名称堆场圆库总储存期露天堆场预均化堆场均化库储存库储存库散装库石灰石527粘土21012铁渣，镁渣23032粉煤灰21012生料22煤21012熟料55矿渣21012石膏151530混料22水泥772. 原料露天堆场的设计露天堆场的设计图2-7 料堆体积计算图公式适用条件：L和B2Hctga式中： L某种物料料堆的底边长度，m； Q该物料在露天堆场的储存量，t；H料堆高度，m；B料堆底边宽度，m；该物料的堆积密度，t/m3；该物料的休止角，度。如采用推土机堆料的露天堆场，料堆高度H为67米，选H=6米。 (1)粘土露天堆场由物料平衡表中得到日消耗粘土量为：G1=1391.52t/d， 预设粘土的储存期2d，得粘土在露天堆场的储存量：G2=1391.522=2783.04t。粘土=2.0，粘土=25根据厂区面积、总平面图布置，确定料堆底边宽度B=12.5，则料堆的底边长 则： =2782.49t粘土堆场的实际储存期：2782.49/1391.52=2.00d(2) 铁渣露天堆场 由物料平衡表中得到日消耗铁渣量为：G1=321.12t/d，预设铁渣的储存期2d，得铁渣在露天堆场的储存量：G2=321.122=642.24t。铁粉=1.5，铁粉=35根据