【正文】 佳木斯大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）論文題目4000t/d水泥熟料預(yù)分解窯熟料粉磨系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)學(xué) 院年 級(jí)專 業(yè)學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）論文題目4000t/d水泥熟料預(yù)分解窯熟料粉磨系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)學(xué) 院材料科學(xué)與工程年 級(jí)專 業(yè)無機(jī)非金屬材料工程學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師II摘 要 水泥粉磨是水泥成品制備的重要工藝過程，它直接影響水泥質(zhì)量的好壞，因此水泥粉磨車間的設(shè)計(jì)在整個(gè)的水泥廠的設(shè)計(jì)中是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。本論文就4000 t/d（日產(chǎn)4000噸）噸硅酸鹽水泥工廠水泥粉磨車間進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)以及對(duì)產(chǎn)量要求對(duì)水泥的配料方案、三大平衡（物料平衡、主機(jī)平衡、儲(chǔ)庫平衡）和水泥粉磨車間系統(tǒng)設(shè)備的選型進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算，并據(jù)此對(duì)水泥粉磨車間的主要粉磨設(shè)備以及其相關(guān)的附屬設(shè)備（選粉機(jī)、收塵器等）的型號(hào)進(jìn)行了選擇。本次設(shè)計(jì)秉著力求使產(chǎn)品達(dá)到“優(yōu)質(zhì)、環(huán)保、節(jié)能”的原則，對(duì)生產(chǎn)工藝技術(shù)方案以及粉磨車間設(shè)備進(jìn)行了仔細(xì)的斟酌與取舍，并做出了生產(chǎn)總體布置平面圖和水泥粉磨系統(tǒng)工藝布置圖。關(guān)鍵詞：水泥，工廠設(shè)計(jì)，4000t/d IAbstractCement plant design is a very important aspect. This thesis on 4000 t / d (Nissan 4000 tons) tons of Portland cement factory cement grinding plant design, according to the relevant literature as well as production req Cement grinding is finished cement important preparation process, which directly affects the quality of cement is good or bad, so the design of cement grinding plant in the whole of the uirements for cement batching scheme, the three balance (material balance, the host balancing reservoir balance) and cement grinding plant equipment selection system design and calculation, and accordingly cement grinding plant on the main grinding equipment and its associated ancillary equipment (separator, dust collector, etc.) models were selection. This design holds strive to make products to achieve quality, environmental protection, energy conservation, the principle of the production technology programs and grinding workshop equipment were carefully consider the tradeoffs, and make the overall layout of the production plan and cement grinding system process layout.Keywords: cement, plant design, 4000t/d。目 錄 摘 要 IAbstract II目 錄 III第1章 緒 論 1 引言 1 國內(nèi)外現(xiàn)狀 1 目前世界水泥行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)和發(fā)展 3 生產(chǎn)需求狀況 4 設(shè)計(jì)特點(diǎn) 5第2章 原料與燃料 10 原料的質(zhì)量要求 10 水泥原料（普通硅酸鹽水泥） 10 混合材及石膏 11 燃料的質(zhì)量要求 12 煤 12 熟料熱耗的選擇 13第3章 配料計(jì)算與物料平衡 14 配料計(jì)算 14 原料選擇 14 率值及率值確定 14 水泥配料方案 15 物料平衡計(jì)算 19 燒成車間生產(chǎn)能力和工廠生產(chǎn)能力的計(jì)算 19 原、燃料消耗定額 21 燒成系統(tǒng)和工廠的生產(chǎn)能力 24 全廠物料平衡表 24第4章 主機(jī)平衡計(jì)算及選型 26 車間工作制度的確定 26 主機(jī)選型 26 破碎機(jī)的選型 26 生料磨的選型 27 窯系統(tǒng) 27 煤磨的選型 28 水泥磨的選型 29 包裝機(jī)的選型 30 主機(jī)平衡表 30第5章 儲(chǔ)庫計(jì)算 32 確定各種物料儲(chǔ)存期 32 堆場(chǎng)計(jì)算 32 石灰石預(yù)均化堆場(chǎng) 33 原煤預(yù)均化堆場(chǎng) 34 聯(lián)合預(yù)均化堆場(chǎng) 35 儲(chǔ)庫計(jì)算 38 生料配料站 38 熟料庫 42 水泥配料站 43 水泥庫 47 儲(chǔ)庫一覽表 47第6章 水泥制成車間設(shè)計(jì)計(jì)算 49 水泥制成車間介紹 49 水泥粉磨的功能和意義 49 現(xiàn)代水泥粉磨技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn) 49 水泥粉磨流程發(fā)展情況 51 輥壓機(jī)粉磨系統(tǒng)的發(fā)展 52 輥壓機(jī)水泥粉磨工藝方案 52 本設(shè)計(jì)工藝流程 54 制成車間選型計(jì)算 55 球磨機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 55 水泥球磨機(jī)的熱平衡計(jì)算 61 輥壓機(jī)系統(tǒng)選型計(jì)算 64 輥壓機(jī)選型計(jì)算 64 V型選粉機(jī)、旋風(fēng)筒選型及其他設(shè)備選型 65 其他附屬設(shè)備的選型計(jì)算 67 OSEPA選粉機(jī) 67 收塵器 68 喂料計(jì)量設(shè)備 68 配料裝置設(shè)計(jì) 69 輸送設(shè)備 70第7章 水泥制成車間工藝布置 73第8章 全廠平面工藝布置 74 全廠總平面設(shè)計(jì)的基本原則 74 全廠工藝平面布置說明 75結(jié) 論 77致 謝 78參考文獻(xiàn) 79V第1章 緒 論 引言 新型干法水泥生產(chǎn)自問世以來倍受世界各國的關(guān)注，特別是 上世紀(jì)80 年代以來得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，國際水泥工業(yè)以預(yù)分解技術(shù)為核心，將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)化生產(chǎn)的最新成果廣泛應(yīng)用于水泥生產(chǎn)的全過程，形成了一套具有現(xiàn)代高科技為特征和符合優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、環(huán)保以及大型化、自動(dòng)化的現(xiàn)代生產(chǎn)方法。新型干法水泥技術(shù)代表了現(xiàn)階段最高的水泥燒成技術(shù)，可以提高窯單位容積產(chǎn)量，提高窯磚襯壽命和運(yùn)轉(zhuǎn)率 ，且自動(dòng)化水平高、生產(chǎn)規(guī)模大，可以選用低質(zhì)燃料或低價(jià)廢物燃料，節(jié)省燃料，降低熱耗和電耗，減小設(shè)備和基建投資費(fèi)用、 CO 和 NO x 生成量少和事故率低，操作穩(wěn)定。發(fā)展新型干法水泥技術(shù)是環(huán)境保護(hù)和資源綜合利用的必然結(jié)果。同時(shí)，新型干法水泥技術(shù)涵蓋了許多豐富的理論和科研成果，指導(dǎo)著水泥工業(yè)設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)等工作的不斷完善、優(yōu)化和提升。近年來，我國新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。尤其是進(jìn)入21世紀(jì)，大批4000，5000t/d熟料新型干法水泥生產(chǎn)線的建成、投產(chǎn)，標(biāo)志著我國新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)成熟。 國內(nèi)外現(xiàn)狀目前，以懸浮預(yù)熱和窯外分解為核心的新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今水泥工業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)技術(shù)和最先進(jìn)的工藝。目前，日本、德國、法國等發(fā)達(dá)國家新型干法技術(shù)已占 95% 以上，其他的發(fā)達(dá)國家也達(dá)到 80% 以上，而我國的新型干法技術(shù)只占到 55% ，其余的全是立窯和其他落后的生產(chǎn)方法，因此發(fā)展我國的新型干法水泥技術(shù)任重道遠(yuǎn)。在我國，新型干法水泥起步于上世紀(jì)70年代，至今已有30多年，但發(fā)展步伐較小，速度緩慢。進(jìn)入新世紀(jì)以來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國新型干法水泥生產(chǎn)的發(fā)展進(jìn)入了快車道。通過技術(shù)引進(jìn)、科研開發(fā)等一系列措施，生產(chǎn)線的技術(shù)裝備水平和規(guī)模得到長足發(fā)展。裝備上從完全進(jìn)口到現(xiàn)在日產(chǎn)4000t、5000t以下生產(chǎn)線的完全國產(chǎn)化達(dá)到95%及日產(chǎn)8000t、10000t生產(chǎn)線的基本國產(chǎn)化，表明我國建材機(jī)械工業(yè)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了發(fā)展的新階段。一批自行設(shè)計(jì)建設(shè)的3000 t/d、4000 t/d、5000t/d及10000 t/d熟料生產(chǎn)線已投入運(yùn)行，建設(shè)投資和生產(chǎn)耗能大大降低。截止2007年上半年，新型干法的比重已達(dá)到53%。隨著我國新型干法水泥設(shè)備與工藝的日臻完善、大型水泥裝備國產(chǎn)化的解決和國家節(jié)能檢排政策的實(shí)施，新型干法水泥技術(shù)將占據(jù)主導(dǎo)地位。伴隨著20世紀(jì)70年代初期日本石川公司（IHI）預(yù)分解窯的誕生，新型干法水泥技術(shù)向水泥生產(chǎn)全過程發(fā)展。同時(shí)，隨著與分解技術(shù)日趨成熟，各種類型的旋風(fēng)預(yù)熱器與各種不同的預(yù)分解方法相結(jié)合，發(fā)展成為許多類型的預(yù)分解技術(shù) 。到90年代中期，通過不斷的技術(shù)改進(jìn)，預(yù)分解窯旋風(fēng)筒—換熱管道—分解爐—回轉(zhuǎn)窯—篦冷機(jī)以及擠壓粉磨，和同它們配套的耐熱、耐磨、耐火、隔熱材料，自動(dòng)化空盒子，環(huán)保技術(shù)等的全面發(fā)展和提高，新型干法水泥生產(chǎn)的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)得到進(jìn)一步優(yōu)化。社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,使得國家的各種基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)蓬勃展開,人們對(duì)工程質(zhì)量的要求越來越高,相應(yīng)地對(duì)混凝土質(zhì)量以及水泥的性能提出了越來越高的要求。熟料質(zhì)量的好壞決定水泥質(zhì)量的高低。高品質(zhì)熟料的生產(chǎn)條件是提高煅燒溫度,增快冷卻速度,即實(shí)現(xiàn)高溫煅燒和快速冷卻。立窯工藝難以滿足高溫煅燒和快速冷卻的要求；濕法轉(zhuǎn)窯不能避免回轉(zhuǎn)窯的煅燒矛盾,難以滿足高溫煅燒的要求；新型干法回轉(zhuǎn)窯工藝是實(shí)現(xiàn)高溫煅燒和快速冷卻的重要方法。新型干法轉(zhuǎn)窯工藝的特點(diǎn)是采用了窯外分解技術(shù)，使生料入窯生料的碳酸鈣表觀分解率,從原來的懸浮預(yù)熱器的40%～50%提高到85%～95%,由于這一特點(diǎn),使得窯內(nèi)傳熱已不是主要矛盾,這樣可適當(dāng)延長燒成帶長度,也可提高窯內(nèi)的煅燒溫度,使熟料質(zhì)量大大提高 。伴隨著新型干法水泥熟料生產(chǎn)工藝技術(shù)水平的發(fā)展,我國水泥工業(yè)窯尾節(jié)能技術(shù)水平有了長足的進(jìn)步,高溫余熱已在水泥生產(chǎn)過程中被回收利用,水泥熟料熱耗已由過去的 4600～6700kJ/kg下降至2900～3300kJ/kg。繼國內(nèi)低參數(shù)、多級(jí)進(jìn)氣汽輪機(jī)的開發(fā)成功,國產(chǎn)裝備的純中、低溫余熱電站也進(jìn)入了成熟階段,采用中、低品位余熱動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)械的純中、低溫余熱發(fā)電技術(shù)具有更顯著的節(jié)能效果。到 2010年，我國新型干法水泥采用預(yù)熱發(fā)電的生產(chǎn)線窯達(dá)到干法水泥生產(chǎn)線的 40%。在水泥廠利用廢物的工作也在逐步展開，新型干法窯是處理和利用廢物最好的焚燒設(shè)備，這項(xiàng)工作尚處于起步階段，以后將進(jìn)一步推廣。我國的新型干法生產(chǎn)工藝技術(shù)和裝備的研制開發(fā)一直緊跟世界發(fā)展動(dòng)向，并結(jié)合本國國情做了一系列卓有成效的工作，取得可喜成果。使我國水泥生產(chǎn)裝備大型化、現(xiàn)代化，趕上國際先進(jìn)水平。現(xiàn)階段，我國的預(yù)分解系統(tǒng)的設(shè)備研發(fā)越來越成熟，實(shí)踐證明，由天津、南京、成都以及合肥設(shè)計(jì)院自行開發(fā)設(shè)計(jì)的各類分解爐和高效低壓損旋風(fēng)筒等設(shè)備，如TWD、TDF、TSD、TFD、NC、CDC等品牌已得到國內(nèi)很多新建水泥廠的青睞，并且發(fā)展越來越快。 目前世界水泥行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)和發(fā)展預(yù)熱器系統(tǒng)采用多少級(jí)最為合理是隨著人們的認(rèn)識(shí)角度和技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程而不斷變化的。目前，國際上主要幾家大的水泥公司德國伯利休斯（德國蒂森克虜伯ThyseenKrupp）公司，丹麥?zhǔn)访芩构?，德國洪堡公司等正在研發(fā)六級(jí)預(yù)熱器，主要在印度等一些能源較短缺的國家采用。從上世紀(jì) 90 年代至今，印度已經(jīng)投產(chǎn)的水泥廠中有數(shù)十條生產(chǎn)線采用六級(jí)預(yù)熱器。中國山東的大宇泗水8000t/d 水泥熟料生產(chǎn)線也采用伯利休斯公司的六級(jí)預(yù)熱器系統(tǒng)。采用六級(jí)預(yù)熱器系統(tǒng)后，由于廢氣溫度下降到280℃左右，生料磨不開時(shí)，采用管道噴水降溫至200℃以下入袋收塵器是完全有可能的；當(dāng)生料磨開時(shí)，管道噴水降至所需溫度入磨。這樣系統(tǒng)可以省去增濕塔以及輔助設(shè)備，廢氣處理系統(tǒng)變得相對(duì)簡單和經(jīng)濟(jì)，顯然是既節(jié)能又省錢的方案。很明顯，用旋風(fēng)預(yù)熱器對(duì)流換熱直接降低廢氣溫度來節(jié)能的效率是大大高于通過一個(gè)復(fù)雜的發(fā)電系統(tǒng)來節(jié)能的效率的，由于節(jié)能和經(jīng)濟(jì)等原因，國際上采用六級(jí)預(yù)熱器技術(shù)的工廠也越來越多，尤其是能源較短缺的一些國家和缺水的國家。國外幾大水泥公司都有六級(jí)預(yù)熱器的技術(shù)并都有較多工程的業(yè)績，可以認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)是先進(jìn)的和有發(fā)展前景的。六級(jí)預(yù)熱器能夠進(jìn)一步降低水泥燒成熱耗， ~，同時(shí)可以降低窯尾管道噴水難度并節(jié)約噴水量三分之一左右， 對(duì)節(jié)能節(jié)水是很有利的。六級(jí)預(yù)熱器作為一種選擇， 適合于原料水分不是很高的工廠，尤其對(duì)能源和水資源較短缺的國家是一種較好的選擇，開發(fā)應(yīng)用前景良好。 生產(chǎn)需求狀況改革開放以來，我國水泥工業(yè)取得了較快發(fā)展，已連續(xù)22年位居世界產(chǎn)量首位，占世界總產(chǎn)量的比重達(dá)48%左右。不過，我國水泥工業(yè)仍存在著整體發(fā)展粗放，工藝水平落后，資源、能源消耗高，污染嚴(yán)重，產(chǎn)業(yè)集中度低等問題。我國水泥產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在發(fā)展重點(diǎn)是鼓勵(lì)發(fā)展新型干法水泥，重點(diǎn)支持在有資源的地區(qū)建設(shè)日產(chǎn)四千噸及以上規(guī)模新型干法水泥項(xiàng)目。我國現(xiàn)有水泥企業(yè)5000多家，平均規(guī)模為25萬噸。企業(yè)平均規(guī)模普遍偏小，與世界平均規(guī)模90萬噸相差甚遠(yuǎn)。水泥企業(yè)在我國分布廣泛，除西藏外，全國各省、區(qū)、市均有大中型水泥廠。生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量偏多，產(chǎn)業(yè)集中度低。在價(jià)格上，今年以來原燃材料價(jià)格上漲，造成水泥廠成本較高，是國內(nèi)水泥價(jià)格上漲的重要因素。進(jìn)入9月份，在全球經(jīng)濟(jì)衰退的影響下，煤炭庫存量持續(xù)增加，價(jià)格開始回落，煤炭行業(yè)驟然“降溫”。煤炭價(jià)格上漲可以推動(dòng)水泥價(jià)格的上漲，煤價(jià)下跌很可能會(huì)引致水泥價(jià)格的跟跌走勢(shì)。目前中國水泥價(jià)格與國內(nèi)其他建筑材料的比價(jià)不合理、與國際水泥市場(chǎng)的比價(jià)差距太大、與生產(chǎn)水泥的原、燃材料價(jià)格上漲的幅度不適應(yīng)等等方面都