工艺技术-水泥熟料预分解窑窑尾工艺设计说明书(doc 83页)

武汉理工大学专科生毕业论文 5000t/d 水泥分解窑窑尾（低氮氧化合物排 放）工艺设计 摘要：水泥是社会经济发展最重要的建筑材料之一，在今后几十年甚至是上百年之 内仍然是无可替代的基础材料，对人； 低氮排放； 工艺设计 The Process Design of the Back End of Precalciner Kiln for 5000T/D Cement Clinker(Low Nitrogen Oxide Emissions) Abstract:Cement is one of the most important building materials of the social and economic development, within the coming decades or even a century,Cement is still no substitute for basic materials, the importance of human civilization is self-evident. calciner kiln as the representatives has become leading technology and the most advanced technology of the cement industry. It has many advantages, such as high throughput, a high degree of auto mation, high quality products, low energy consumption, low emissions of harmful substances, etc. In the production process of cement will release a number of harmful substances,particularly nitrogen oxides,according to the requirement of this design,the design uses a range of methods to reduce the concentration of nitrogen oxide .Based on the design of new dry cement production technology in todays design requirements, the main task is the back-end part of the process design, including the production of cement raw materials, fuel quality requirements, the design of ingredients and ingredients, the material balance calculation , the main auxiliary balance and equipment selection, calculation and storage back-end process design. Key words: 5000T / D, Low Nitrogen Emissions, Process Precalciner kiln, Design 武汉理工大学专科生毕业论文 I 目 录 第 1 章 绪论. 1 1.1 引言.1 1.2 设计简介1 第 2 章 建厂基本资料3 2.1 设计题目 .3 2.2 建厂条件 3 武汉理工大学专科生毕业论文 II 2.3 原料质量要求3 2.3.1 水泥原料质量要求 .3 2.3.2 石膏和混合材质量要求.4 2.4 燃料品质要求5 2.5 熟料热耗的选择6 2.6 生产方法和窑型的选择6 第 3 章 配料计算与物料和主机平衡8 3.1 配料计算8 3.1.1 原料.24 3.3 主机平衡与选型.24 3.3.1 车间工作制度确定24 3.3.2 主机选型25 3.3.3 主机平衡表32 第 4 章 储库计算33 4.1 各种物料储存期的确定33 4.2 各种原料储存设施的计算34 4.2.1 石灰石、原煤、联合预均化堆场、石膏、矿渣预均化堆场计算. .34 石灰石预均化堆场计算34 原煤预均化堆场计算. 35 联合储库计算. 36 石膏、矿渣预均化堆场计算 .36 4.3 各种物料的储存设施计算37 4.3.1 生料配料站 . .37 4.3.2 生料均化库. .39 4.3.3 熟料库 . .40 武汉理工大学专科生毕业论文 III 4.3.4 熟料配料站 40 4.4 水泥库计算 41 4.5 储库一览表.42 第 5 章 物料和热平衡计算. . 43 5.1 原始资料. 43 5.2 物料平衡与热平衡计算 .44 5.2.1 物料平衡计算. .44 5.2.2 热平衡计算. .50 5.3 物料平衡表与热平衡表的编制. 54 第 6 章 窑外分解系统的设计计算56 6.1 原始资料. 56 6.2 相关参数的设定56 6.3 单位烟气的.61 6.7 分解炉结构尺寸计算. 63 6.8 旋风筒设计方案选择66 6.9 旋风筒结构尺寸计算68 6.10 分解炉与旋风筒尺寸汇总表.75 第 7 章 窑尾设备的91 致谢. .92 参考文献 93 武汉理工大学专科生毕业论文 0 第一章 绪论 1.1 引言 我国氮氧化合物的排放量年增长 5%-8%，如果不采取进一步的的减排措施，到 2030 年我国氮氧化合物排放量将达到 3540 吨，如此巨大的排放量讲给公众健康和 生态环境带来灾难家有着明显差距，同时水泥行业排污严重的情况下，为了使我国 水泥工业实现可持续发展，必须加大发展新型干法水泥生产技术和水泥产业结构调 整的力度，同时通过对各种设备的改进达到低碳低氮氧化合物排放的目标。 1.2 设计简介 水泥工厂的设计是一项复杂的系统工程，涉及专业多，知识面广，其生产又具 有连续化，各环节相互制约，故设计时，对生产技术配套设备等的选择，要选择最 佳方案，统筹安排。尽量选取国内先进的工艺和设备，力求做到工艺先进，流程顺 畅，设备选型合理，技术指标先进可行。毕业设计是工艺专业的学生在学完全部课 程后，模拟工艺设计的基本内容而进行的一次实际的训练。它有助于培养学生综合 运用该学科基本理论、基本技能和专业知识，结合生产实际，提高分析和解决问题 的能力，它有助于培养学生理论联系实际，注重调查研究的良好作风，提高查阅文 件资料，处理数据和识图、绘图技术水平，为今后的学习和工作打下良好的基础。 新型干法工艺是当代最具现代化、规模化的水泥生产方式，已被世界各国普遍 采用，成为水泥生产技术的主流。通过技术攻关和科技创新，我国相继完成了 7005000t/d的国产化装备系列生产线的设计，主要经济技术指标达到了20世纪90 年代国际先进水平。通过不断技术创新，新型干法水泥工艺技术和装备的开发已形 成10008000t/d生产线系列，10000t/d的新型干法水泥生产线也已建成，我国的水 泥生产已迈入新时代。 我国已经成为名副其实的水泥生 (2)有害杂质的含量应尽量少 第三章 配料计算与物料和主机平衡 3.1 配料计算： 3.1.1 原料原始数据 武汉理工大学专科生毕业论文 1 3.1.11 原、燃料化学成分 表 3-1 原料的化分分析 原、燃料水分 表 3-2 原、燃料水分表 原料名称 石灰石 粘土 铁粉 煤粉 水分 1% 0.8% 12% 1% 烟煤的工业分析 表 3-3 煤的工业分析及发热量（%） 组 分 Wf Af Vf Ff QfD（kJ/kg ） 含量（%） 1.00 20.86 28.28 49.86 24321 烟煤的元素分析 表 3-4 该煤的元素分析（%） 组分 Wy Ay Hy Sy Oy Ny Cy 含量 （%） 1.00 20.86 4.29 0.48 9.17 1.49 62.71 3.1.2 水泥配料方案 水泥的性能和质量取决于熟料的矿物组成，而熟料的矿 物组成取决于熟料的组分， 项 目 比例 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 原料名 称 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 总和 石灰石 42.66 2.42 0.31 0.19 53.13 0.57 99.28 粘土 5.27 70.25 14.72 5.48 1.41 0.92 0.06 99.01 铁粉 34.42 11.53. 48.27 3.53 0.09. 1.02 98.86 煤灰 53.52 35.34 4.46 4.79 1.19 0.04 99.34 武汉理工大学专科生毕业论文 2 灼烧生料 （100- GA） 97.43 21.408 4.441 3.629 65.229 0.920 0.061 95.688 煤灰成分 GA 2.57 1.515 1.000 0.126 0.136 0.034 0.001 2.812 熟料成分 100 22.923 5.441 3.855 65.365 0.954 0.062 98.600 SM= = =2.4723SiO+AlFe41.58.923 IM= = =1.4123. C3S= =3.8（30.858-2 ）22.923% =50.00%2.8SiO()KH C2S=8.60SiO2（1-KH）=8.60 22.923%(1-0.858) =27.99% C3A= =2.65（5.441-0.643.855）%=7.88%323.65(Al0.64Fe) C4AF= =3.043.855% =11.72% KH 值偏低，SM 和 IM 也偏低，孰料矿物中 C3S 较低 ，说明石灰石质原料掺量偏 低，应适当增加石灰石的配比。 干燥原料配合比调整 1、鉴于第一次配料结果石灰饱和系数偏低，C 3S 过少，C 2S 偏多，铝率和硅率也有 一定的偏差，现对原料配比进行如下调整： 表 3-9 干燥原料调整配比 （%） 石灰石 粘土 铁粉 81.78 15.90 2.32 2、生料的各化学成分计算： 按照前面的计算方法得到原料带入白生料中各氧化物百分含量结果如下 3-10 表： 3、灼烧生料中化学成分计算： 根据灼烧生料= 生料中各氧化物含量 ，灼烧生料中的其他氧化物Los10 的含量依次计算结果如下 3-11 表： 表 3-10 调整配合比后生粉的化学成分（ %） 武汉理工大学专科生毕业论文 3 原料名称 配比 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 石灰石 81.78 34.887 1.979 0.254 0.155 43.450 0.466 81.189 粘土 15.90 0.838 11.17 2.340 0.872 0.224 0.146 0.010 15.599 铁粉 2.32 0.798 0.267 1.120 0.082 0.002 0.023 2.294 生粉 100 35.725 13.947 2.861 2.147 43.756 0.614 0.033 99.082 表 3-11 调整配合比后灼烧生料化学成分表（%） 氧化物 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 灼烧生料 21.700 4.452 3.340 68.076 0.956 0.052 98.576 4、熟料化学成分的计算： 煤灰的掺入量 GA=2.57%，灼烧生料配合比为 100%-2.57%=97.17% 由熟料化学成 分=灼烧生料中氧化物含量（1-G A）+煤灰中相应氧化物含量G A即等于生料氧化 物含量97.43% + 煤灰氧化物含量2.57%，由此求得的调整配合比后孰料化学成 分如下 3-12 表： 表 3-12 调整配合比孰料化学成分表（%） 项 目 比例 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 灼烧生料 （100- GA） 97.43 21.142 4.338 3.254 66.326 0.929 0.050 96.039 煤灰成分 GA 2.57 1.375 0.908 0.114 0.124 0.033 0.001 2.555 熟料成分 100 22.517 5.246 3.368 66.450 0.962 0.051 98.594 5.调整配合比后的熟料率值计算及矿物组成 KH= （IM0.64）23238.5.061SiOFeAlCa = =0.9017.68.45. SM= = =2.6123i+AlFe2.53. IM= = =1.5623O68.4 武汉理工大学专科生毕业论文 4 C3S= =3.8（30.90-2 ）22.517% =59.385%2.8SiO()KH C2S=8.60SiO2（1-KH）=8.60 22.517%(1-0.90) =19.754% C3A= =2.65（5.326-0.643.368）%=8.196%33.65(Al0.64Fe) C4AF= =3.043.368% =10.227%2 KH、 SM 和 IM 均能达到预定值，孰料矿物中各矿物组成也符合水泥孰料矿物要 求，而且 MgO 和 SO3也在控制范围内，说明该配合比是符合的设计要求的。 生料湿原料配合比的计算： 前面已经确定石灰石水分为 1%，粘土水分 0.8%，铁粉水分 12%，湿原料=干原料 （M 为各原料的含水量） ，计算结果如下表：10- 表 3-13 生料湿原料质量配合比 湿原料 石灰石 粘土 铁粉 湿原料质量比 82.61 16.03 2.64 将上述质量比换算成百分比：=82.61+16.03+2.64=101.28 湿石灰石 = 82.61101.28 =81.57% 湿黏土 =16.03101.28 =15.83% 湿铁粉 =2.64101.28 =2.60% 生料配合比最终确定： 表 3-14 生料最终配合比表 湿原料 石灰石 粘土 铁粉 干燥基配比 81.78 15.90 2.32 湿原料配比 81.57 15.83 2.60 理论熟料煤耗： = = =0.1234（kg 煤/kg 熟料） rmaQnetq,24310 式中：q 熟料热耗（KJ/Kg 熟料） ； Qnet,ar燃料应用基低位热值，KJ/Kg 燃料； 单位熟料烧成总燃料量，Kg/Kg 熟料。r 水泥中石膏的掺入量 %100(5.2.3343 （ 石 膏 中 ） 熟 料 中 ）SOAFCd 武汉理工大学专科生毕业论文 5 = =4.75%1017.45.20596.820 式中 d 水泥中石膏掺入量(%)。 3.2 物料平衡计算 3.2.1 烧成车间生产能力和工厂生产能力的计算 通过物料平衡计算可得到各种原料、燃料、材料的需要量以及从原料进厂到成 品出厂各生产环节需要处理的物料量，依据这些数据可以进一步确定工厂的物料运 输量、工艺设备选型以及堆场、储库等设施的规模。因而物料平衡计算是水泥厂设 计必不可少的工艺计算内容之一，是主机平衡与储库平衡计算的基础与依据。 窑的孰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，取孰 料年产量为基准，这种方法称为年平衡法，当工厂规模以孰料日产量表示时，取孰 料周产量为基准，这种方法称为周平衡法，本设计中采用周平衡法计算。 1、计算所需原始数据： 熟料日产量：5000t/d 生料中各原料配合比： 表 3-15 干燥原料调整配比 （%） 石灰石 粘土 铁粉 81.78 15.90 2.32 物料天然水分： 表 3-17 物料天然水分（%） 物料名称 石灰石 粘土 铁粉 矿渣 石膏 烟煤 天然水分(%) 1 0.8 12 15 19.69 1 各种物料生产损失 p: 表 3-18 物料生成损失（%） 生产损失 石灰石 粘土 铁粉 生料 石膏 矿渣 水泥 煤 （%） 4 4 4 4 3 3 4 3 熟料热耗：q=3000 kJ/kg 熟料 煤的应用基低热值： 24321 kJ/kg 煤YDWQ 石膏掺入量 d=4.75% 根据 GB175-2007 规定，P.O 水泥中混合材的掺入量为 5%-20%，本设计中掺入 武汉理工大学专科生毕业论文 6 的混合材为粒化高炉矿渣，取其掺入量为 15%；P.42.5 水泥中可掺入不超过水泥 质量的 5%的石灰石或粒化高炉矿渣,本设计中掺入的高炉矿渣为 4%； 2、窑的基础资料： 设计中要求熟料日产量为 5000 吨，小时产量 G=5000/24=208.5t/h，由经验公 式 G=1.5564Di3.0782得 Di=4.4，根据相关资料选取：L=70m ，则长径比 L/Di=68/4.3=15.8m ，根据经验值衬砖厚度选取：=0.18，按经验 4D5m, =0.18m(见水泥工艺热工设备P 109) 则筒体外径为：D=D i+2 =4.4+20.18=4.8m 综合考虑，本设计采用峨胜水泥厂所用的回转窑 表 3-19 回转窑参数 窑规格 设计产量(t/d) 实际产量(t/h) 功率(kw) 4.874 5000 208.5 630 额定电流 额定转数 斜度 总重 1006A 1500r/min 4% 844 吨 3、窑的台数计算： 标定熟料产量 Qd =5000T/D，小时产量 Qh=208.5t/h，本设计中所选的窑标定日 产量为 5000t/d 熟料；则 =208.5t/h。1,h = =11,24hdn5.208 式中 窑的台数；n 要求的熟料日产量（t/d） ；dQ 所选窑的标定台时产量（t/台.时） ；1,h 24每日小时数。 4、烧成系统的生产能力计算： 熟料小时产量： =nQh,1=1208.5t/h=208.5t/hhQ 熟料日产量： =24 = 24208.5t/h=5000t/dd 熟料周产量： =168 =168208.5=35000t/周wh 孰料年产量：Qy =8760y =87600.81208.5=1479400t/年 式中： 窑的台时产量 （t/h） ；hQ 窑的日产量 （t/d） ；d 武汉理工大学专科生毕业论文 7 窑的周产量 （t/w） ；wQ 168 每周小时数； Qy 窑的年产量（t/年） 8760 每年小时数； y 窑的年利用率，预分解窑一般为 0.8-0.82，本设计中 y 取 0.81 5、工厂的生产能力计算： 1、水泥小时产量计算： 本次设计任务书规定的水泥品种有两种，所用熟料相同，其中熟料分别：P .42.5 、P.O42.5，两种水泥各占 40%和 60%，因此水泥小时生产能力计算可先分 别求出每种水泥的小时产量，然后计算水泥小时产量的总和。 每种水泥小时产量： （P.O42.5）%40-101hhQedpG = 208.540%=99.8(t/h)57.4 (P .42.5)602-02hhedp = 208.560%= 131.6(t/h).1 水泥小时产量总和： = 99.8+131.6= 231.4(t/h)21hhG+ 式中： P.O42.5 和 P .42.5 水泥的小时总产量（t/h） ；hG ， 分别表示 P.O42.5 和 P .42.5 水泥的小时产量（t/h） ；12 ， 分别表示水泥中石膏的掺入量（ %）均为 4.75%；d ， 分别表示 P.O42.5 和 P .42.5 水泥中混合材的掺入量（） ；1e2 =15%， =4%。 水泥的生产损失（%） ，一般取 3%-5%，本设计中取 4%（见 金蓉蓉p 水泥厂工艺设计概论P 38） 。 2、水泥日产量计算： （t/d）=24231.4= 5554（t/d）hdG24 式中 P.O42.5 和 P .42.5 水泥的小时总产量（t/h） ；hG 水泥的日产量 （t/d） ； 武汉理工大学专科生毕业论文 8 3、水泥周产量 =168231.4= 38875（t/w）hwG168= 式中 水泥日产量(t/d)；dG 水泥周产量（t/w） ；w 168每周小时量。 4、水泥年产量计算： =8760y =87600.81231.4=1641922（t/年）yhG 式中 水泥的年产量（t/年） ；G y 窑的年利用率，本设计中采用悬浮预热器窑，y 取 0.81 水泥的日产量 （t/d） ；h 32.2 原、燃料消耗定额计算 1、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： KT = = =1.512 t/t 熟料10SI725.38 式中：K T 干生料理论消耗定额，t/t 熟料； I 干生料的烧失量(%)；I=35.725 S 煤灰掺入量,以熟料百分数表示(%)；S=2.83。 （2）考虑煤灰掺入时，1t 熟料的干生料消耗定额： = = =1.575(t/t 熟料) 生K10TP生 4512. 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，一般有电收尘器时取 3%5%水泥厂工艺设计概 论P 40）本设计中取 P 生=4% （3）各种干原料的消耗定额： xK生原 式中： K 原 某干生料的消耗定额； K 生干生料消耗的定额（t/t 熟料） ； 干生料中该原料的配合比（%） 。x 则：K 石灰石= K 生 =1.57581.78%=1.288(t/t 熟料)x 武汉理工大学专科生毕业论文 9 K 粘土= K 生 =1.57515.90%=0.250(t/t 熟料)x K 铁粉= K 生 =1.5752.32%=0.037(t/t 熟料) 2、干石膏消耗定额： =d )-10()-10(dPe 式中 干石膏消耗定额（Kg/Kg 熟料） ；dK 水泥中石膏掺入量（%） ， =4.75%； 水泥中混合材掺入量（%） ；P .O 42.5、P .42.5 水泥混合材掺e 入量分别为 =15%、 =4%；12e 石膏生产损失（%） ，取 3%(见王君伟水泥工艺计算手册P 78)dP 则 = 40% （P .O 42.5）1dK)-10()-0(de = 40%=0.024（Kg/Kg 熟料）)3-()5-7.4(. = 60% （P .42.5）2dK)-10()2-10(de = 60%=0.032（Kg/Kg 熟料）)3-()4-75.(. =0.024+0.032=0.056（Kg/Kg 熟料）dK 3、干混合材消耗定额： =e10()()edP 式中 干混合材消耗定额（Kg/Kg 熟料） ；eK 混合材生产损失（%） ，取 3%(见王君伟水泥工艺计算手册P 78)P 水泥中石膏掺入量（%） ， =4.75%；dd 水泥中混合材掺入量（%） ；P .O 42.5、P .42.5 水泥混合材掺入e 量分别为 =15%、 =4%；12e = 40% （P .O 42.5）1K)-10()-0(ded 武汉理工大学专科生毕业论文 10 = 40%=0.077（Kg/Kg 熟料）)3-10()5-7.410( = 60% （P .42.5）eK2dPed = 60%=0.027（Kg/Kg 熟料）)-()-.( =0.077+0.027=0.104（Kg/Kg 熟料）e 4烧成用干煤消耗定额： Kf1= )P-10(f.arnetQq 式中： K f1烧成用干煤消耗定额，Kg/Kg 熟料； q 熟料烧成热耗，KJ/Kg 熟料；取 3300 Pf 煤的生产损失，%，一般取 3% 干煤低位热值，KJ/Kg 干煤，本设计用煤热值为 24321。FDWQ 则： K f1= =0.127 Kg/Kg 熟料)3-10(24 5烘干用干煤消耗定额：（本设计主要是对混合材进行烘干处理） Kf2= MQ湿烧 21-0arq烘 fP-10 = =0.00379kg/kg 熟料35428435 式中：K f1烧成用干煤消耗定额，kg/kg 熟料； Kf2烘干用干煤消耗定额，kg/kg 熟料； pf煤的生产损失%，取 3%。 （见水泥厂工艺设计概论P40） Qnet.ar煤的低位热值，kJ/kg 熟料，Q net.ar =24321 kJ/kg 熟料； w1、w 2主要是粒化高炉矿渣水分，分别表示该物料烘干前、后的水分， %， ，分别为：15%、1%。 q熟料烧成热耗，kJ/kg 熟料，q = 3000 kJ/kg 熟料； M 湿须烘干的湿物料量，t/周；M 湿=100 /(100-15) 35000=4282eK Q 烧烧成系统生产能力，t/周；取 35000； q 烘蒸发 1kg 水分的热耗量，kJ/kg 水分，5150，参考新型干法水泥厂 工艺设计手册P 113烘干机的热工参数。 武汉理工大学专科生毕业论文 11 6、各种干物料消耗定额换算为天然水分的湿物料消耗定额的计算： =湿Kow-10干 （1） 、 = = =1.301（Kg/Kg 熟料）湿 石 灰K石 灰石 灰 石w-10-28.0 （2） 、 = = =0.252（Kg/Kg 熟料）湿 粘 土 粘 土粘 土-8.0-5 （3） 、 = = =0.042（Kg/Kg 熟料）湿 铁 粉K铁 粉铁 粉w-1012-37 （4） 、 = = =0.030（Kg/Kg 熟料）1湿 石 膏 石 膏石 膏-169.-04 = = =0.040（Kg/Kg 熟料）2湿 石 膏K石 膏石 膏w-02.-32 （5） 、 = = =0.091（Kg/Kg 熟料）1湿 矿 渣 矿 渣矿 渣-1K5-07 = = =0.034（Kg/Kg 熟料）2湿 矿 渣K矿 渣矿 渣w-0269.- （6） 、 = = =0.128（Kg/Kg 熟料）湿 烧 成 煤 煤烧 成 煤-1K1-027 = = =0.00382（Kg/Kg 熟料）湿 烘 干 煤K煤烘 干 煤w-0-39. 3.2.3 原、燃料需要量的计算及物料平衡表 1、生料每小时需要量：单位：（t/小时） 、干生料每小时需要量：单位：（t/小时） 石灰石： G=208.51.288=268.55 粘土 ： G=208.50.250=52.13 铁粉： G=208.50.037=7.71 石膏： G1=208.50.024=5.00 （P.O42.5） G2=208.50.032=6.67 （P. 42.5） 武汉理工大学专科生毕业论文 12 混合材： G=208.50.077=16.05 （P.O42.5） G=208.50.027=5.63 （P. 42.5） 烧成用煤：G=208.50.127=26.48 烘干用煤：G=208.50.00379=0.79 、湿生料每小时需要量：单位：（t/小时） 石灰石： G=208.51.301=271.26 粘土： G=208.50.252=52.54 铁粉： G=208.50.042=8.76 石膏： G1=208.50.030=6.26 （P.O42.5） G2=208.50.040=8.34 （P. 42.5） 混合材： G1=208.50.091=18.97 （P.O42.5） G2=208.50.034=7.09 （P. 42.5） 烧成用煤：G=208.50.128=26.69 烘干用煤：G=208.50.00382=0.80 3、 生料每日需要量：单位：（t/天） 、干生料每日需要量：单位：（t/天） 石灰石： G=50001.288=6440 粘土： G=50000.250=1250 铁粉： G=50000.037=185 石膏： G1=50000.024=120 （P.O42.5） G2=50000.032=160 （P. 42.5） 混合材：G1=50000.077=385 （P.O42.5） G2=50000.027=135 （P. 42.5） 烧成用煤：G=50000.127=635 烘干用煤：G=50000.00379=18.95 、湿生料每日需要量：单位：（t/天） 石灰石： G=50001.301=6505 粘土： G=50000.252=1260 铁粉： G=50000.042=210 石膏： G1=50000.030=150 （P.O42.5） 武汉理工大学专科生毕业论文 13 G2=50000.040=200 （P. 42.5） 混合材：G1=50000.091=455 （P.O42.5） G2=50000.034=170 （P. 42.5） 烧成用煤：G=50000.128=640 烘干用煤：G=50000.00382=19 4、 生料每周需要量：单位：（t/周） 、干生料每周需要量：单位：（t/周） 石灰石： G=500071.288=45080 粘土： G=500070.250=8750 铁粉： G=500070.037=1295 石膏： G1=500070.024=840 （P.O42.5） G2=500070.032=1120 （P. 42.5） 混合材： G1=500070.077=2695 （P.O42.5） G2=500070.027=945 （P. 42.5） 烧成用煤：G=500070.127=4445 烘干用煤：G=500070.00379=133 、湿生料每周需要量：单位：（t/周） 石灰石： G=500071.301=45535 粘土： G=500070.252=8820 铁粉： G=500070.042=1470 石膏： G1=500070.030=1050 （P.O42.5） G2=500070.040=1400（P. 42.5） 混合材： G1=500070.091=3185 （P.O42.5） G2=500070.034=1190 （P. 42.5） 烧成用煤：G=500070.128=4480 烘干用煤：G=500070.00382=134 根据以上计算结果列出物料平衡表，平衡表列出如下： 武汉理工大学专科生毕业论文 14 表 3-20 全厂物料平衡表 物料平衡表(t) 消耗定额 (t/t 熟料) 干料 含天然水分料原料名称 水分 含量 (%) 生产 损失 (%) 干料 湿料 小时 日 周 小时 日 周 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12 1.00 4 1.288 1.301 268.55 6440 45080 271.26 6505 45535 0.80 4 0.250 0.252 52.13 1250 8750 52.54 1260 8820 12.00 4 0.037 0.042 7.71 185 1295 8.76 210 1470 石灰石 粘土 铁粉 生料 4 1.575 1.595 328.56 7875 55125 332.56 7975 55825 P .42.5 19.69 3.00 0.032 0.040 6.67 160 1120 8.34 200 1400 P.O 42.5 19.69 3.00 0.024 0.030 5.00 120 840 6.26 150 1050石膏 总量 19.69 3.00 0.056 0.070 11.67 280 1960 14.60 350 2450 P .42.5 15.00 3.00 0.027 0.034 5.63 135 945 7.09 170 1190 P.O 42.5 15.00 3.00 0.077 0.091 16.05 385 2695 18.97 455 3185混合材 总量 15.00 3.00 0.104 0.125 21.58 520 3640 26.06 625 4375 熟料 208.5 5000 35000 208.5 5000 35000 P .42.5 4.00 131.6 3158 22106 131.6 3158 22106 水泥 P.O 42.5 4.00 99.8 2395 16765 99.8 2395 16765 烧成用煤 1.00 3.00 0.127 0.128 29.19 700 4900 29.40 705 4935 烘干用煤 1.00 3.00 0.00379 0.00382 0.79 18.95 133 0.80 19 106 燃煤合计 1.00 3.00 0.13079 0.11482 29.98 718.95 5033 30.20 724 5069 注 1：窑熟料产量：5000T/D；熟料热耗 3300kJ/kg； 2：水泥品种设为 40%的 P.O42.5 和 60%的 P .42.5 两种品种。 3.3 主机平衡与选型 工艺设备的选型与主机平衡计算是按照配方、生产性质、产量大小和工艺流程， 选择设备的形式，然后确定设备和规格大小，最后根据各工序的加工量和设备生产 能力进行计算，确定所需设备台数，是工厂设计的重要组成部分， 3.3.1 车间工作制度确定 武汉理工大学专科生毕业论文 15 表 3-17 水泥厂主机工作制度表 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 生产班制 石灰石破碎 12 72 6 每日两班，每班 6h 原煤破碎 6 36 6 每日一班，每班 6h 石膏破碎 6 36 6 每日一班，每班 6h 烘干机 22 154 7 每日三班 生料磨 22 154 7 每日三班 回转窑 24 168 7 每日三班 煤磨 22 154 7 每日三班 水泥磨 22 154 7 每日三班 包装机 12 84 7 每日两班，每班 6h 注：1.生产班制一栏，每班 6h 指主机运转小时数，已经扣除每班检修时间 2h。 2. 每日运转时间为 24h 者，按每日三班，每班 8h 计算；每日运转 22h 者， 按扣除每日检修时间 2h 计算。 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： = HGw 式中 要求主机小时产量（t/h） ；HG 物料周平衡量（t/周） ；W 主机每周运转小时数。 3.3.2 主机选型 1、石灰石破碎设备的选型 在水泥生产过程中，将原、燃料进行破碎是为了便于运输和储存，同时有利于 提高烘干和粉磨设备的工作效率。一般情况下，破碎系统可采用单段破碎，两段破 碎以及三段破碎。 (1)、破碎机的选型 本设计采用单段破碎系统，单段破碎系统一般用锤式破碎机和反击式破碎机， 武汉理工大学专科生毕业论文 16 石灰石破碎机要求小时产量： = = =632.43（t/h）HGw72453 式中 要求石灰石破碎机小时产量（t/h） ；HG 湿物料周平衡量（t/周） ；W 石灰石破碎机每周运转小时数。 设计中综合考虑到在投资和基建以及生产要求为，考虑每台窑使用一台石灰石 破碎机，同时为了使石灰石经过破碎后其入生料磨粒度小于 25mm，因为锤式破碎机 具有破碎比大，生产能力高，电耗低，结构简单，投资少等特点，从而选择郑州维 科重工机械集团生产的的 DLPC20.22-1 型锤式破碎机，其详细参数为： 转子尺寸 20182227,进料口尺寸 22882460mm，最大进料粒度 100010001500mm 出料粒度25mm，台时产量 600-800 t/h，所配电机型号 YRKK560-6,电机功率 800KW，设备重量 120t。(百度，锤式破碎机，反击式破碎机的 技术参数，参数辞典，2010-11-27，中国废旧物资网)进料块度,；同时配备重型板 式喂料机，230010000mm， ，喂料能力 700900t/h 其主电机功率 55kw(新型干法水 泥巩义设计手册 p96)。 （2） 、破碎机标定产量：本设计中石灰石要求小时产量为 632.43650t/h，因此选定 的主机标定产量为 650t/h。 （3） 、石灰石破碎机每周实际运转小时数为： = = 72=70.05（h）95%。 根据实际生产条件，标定生产能力为 130t/h。 核算每周实际运转小时数：H 0= H = 84=74.75（t） 2 5 3= 424。(无机非金属热工设备)设定值如下表： 表 6-1 各级旋风筒分离效率 旋风筒级别 1 2 3 4 5 袋收尘系统 效率 0.96 0.91 0.87 0.87 0.90 0.999 2窑尾各处温度、压力及过剩空气系数 系统各部分的温度、压力及过剩空气系数，见表6-2 以下数据设定参考新型干法水泥厂工艺设计手册 、 预分解窑水泥生产综合 技术与操作实例 、 新型干法烧成水泥熟料设备 、 新型干法水泥生产技术 、 新 型干法水泥技术原理与应用和新型干法水泥生产技术与设备 ，以及参照峨胜水 泥厂5000 t/d生产线数据，旋风筒单体具有低阻耗，550650Pa，加上上升连接管道 取为（800200）Pa。 表 6-2 窑尾的系统参数 检测点 压力Pa 温度/ 分解率/% 空气过剩系数 窑尾烟室 -350 1050 95 1.05 分解炉入口 -300 1000 1.10 分解炉出口 -1050 890 93 1.15 五级筒入口 -1150 870 1.15 五级筒出口 -1500 850 95 1.12 四级筒入口 -1550 790 1.12 四级筒出口 -2100 770 2040 1.20 三级筒入口 -2200 680 1.20 三级筒出口 -2700 665 510 1.25 二级筒入口 -2980 550 1.25 二级筒出口 -3500 515 24 1.30 一级筒入口 -3700 355 1.35 武汉理工大学专科生毕业论文 48 一级筒出口 -4500 320 喷水装置入口 -4700 313 1.40 喷水装置出口 -6700 200 1.45 高温风机入口 -7200 220 1.45 高温风机出口 300 210 1.50 三次风管 -250 850 袋收尘器入口 -1500 90 袋收尘器出口 -3000 75 3系统各处分解率： 分解炉：91% C3或C4循环累计：1% 回转窑内：8% 参考5000吨级水泥孰料烧成系统热工性能分析表8，预热分解系统分解功， 生产中实际入窑生料分解率约为90%92%，天津院改进的DD炉可使入窑生料分解率 达到92%以上，本设计的入窑分解率为91%。 6.3 单位烟气的计算： 1煤粉燃烧所需理论空气量 =0.089Car+0.267Har+0.033(Sar-Oar)=7.01(Nm3/kg 煤)LkV 2煤粉燃烧烟气生成量 =7.218 =7.2180.126=0.91(Nm3/kg熟料) （一般为0.8-1.2 Nm 3/kgrrm 熟料） 3生料分解生成废气量 = =0.281 (Nm3/kg熟料)1.97Ls)-(0VCO297.125.3-0( 4生料中水分生成废气量 由于生料入窑水分较低，所含水分很少，此处忽略不计。 6.4 窑尾系统各部位烟气量计算： 1窑尾排除废气量（1050，-350Pa） a、煤灰掺入量 武汉理工大学专科生毕业论文 49 GA= = =2.83%net,adqAB10Q2431086. b、入窑生料分解出CO 2量 VCO2窑内分解率=0.2818%=0.025(Nm 3/kg熟料) c、窑内燃烧产生烟气量=窑内煤耗 =0.40.91=0.36(Nm3/kg熟料)烟 d、过剩空气量=（ y=1.05.）煤耗理论空气量 =（1.05-1）0.1267.010.4 =0.018(Nm3/kg熟料) e、窑尾排出废气量=0.025+0.36+0.018=0.403(Nm 3/kg熟料) 工作态风量= 负 压大 气 压标 准 大 气 压温 度窑 尾 排 废 气 量 273 =0.403 101325（101325-350）=1.96（m 3/kg 熟料）tV窑 105273+ 每小时抽风量： = G1000=1.96208.51000=408660（m 3/h）窑 窑tV 2分解炉前废气量 出分解炉的过剩空气=（1.15-1.0）0.1267.010.6=0.079（Nm 3/kg 熟料） 窑尾烟气中的过剩空气量=（1.05-1.00）0.1267.0140%=0.018（Nm 3/kg 熟料） 分解炉燃烧煤需要空气量=0.1267.0160%=0.530（Nm 3/kg 熟料） 分解炉漏风（5%）=5%0.1267.0160%=0.026（Nm 3/kg 熟料） 分解炉从三次风管抽风量=0.079+0.530-0.018-0.026=0.565（Nm 3/kg 熟料） 工作态风量= 负 压大 气 压标 准 大 气 压温 度三 次 抽 风 量 273 =0.565 850+50-1 =2.12 （m 3/kg 熟料） 每小时抽风量=工作态风量熟料每小时产量 =2.22208.51000=442020（m 3/h） 3、分解炉内气体量=燃烧烟气量+过剩空气量+分解出的 C02+窑尾理论烟气体量 =0.60.1267.01+1.15-1）0.1267.010.6+0.28191%+0.403 武汉理工大学专科生毕业论文 50 =0.530+0.079+0.183+0.403=1.20（Nm 3/kg 熟料） 换算为工作态： 1.20 =5.17（m 3/kg