【正文】 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書題 目：日產(chǎn)熟料3200噸預(yù)分解回轉(zhuǎn)窯水泥廠的窯尾車間設(shè)計(jì) 英文題目： Nissan 3200 tons of clinker cement kiln the backend esign workshop II摘 要摘 要預(yù)分解窯是在懸浮預(yù)熱窯的預(yù)熱器和回轉(zhuǎn)窯之間增設(shè)了一個(gè)分解爐作為第二熱源，使燃料燃燒的放熱過(guò)程與生料的碳酸鹽分解的吸熱過(guò)程，在懸浮態(tài)或流態(tài)化條件下及其迅速地進(jìn)行，從而減輕了回轉(zhuǎn)窯的熱力強(qiáng)度，并使入窯生料的碳酸鹽分解率提高到8595%，使窯的生產(chǎn)能力成倍增長(zhǎng)。由于其質(zhì)量穩(wěn)定、熟料標(biāo)號(hào)高、綜合能耗低、勞動(dòng)生產(chǎn)率高，有害氣體濃度低等諸多優(yōu)點(diǎn)，使該生產(chǎn)工藝呈現(xiàn)出強(qiáng)勁生命力。是近代水泥工業(yè)發(fā)展中的重大技術(shù)革命。國(guó)家制定的《中國(guó)建筑材料工業(yè)跨世紀(jì)發(fā)展戰(zhàn)略》明確提出了大力發(fā)展預(yù)分解及當(dāng)代先進(jìn)工藝技術(shù)，力爭(zhēng)在21世紀(jì)30年代實(shí)現(xiàn)水泥工業(yè)現(xiàn)代化的宏偉目標(biāo)。預(yù)分解窯是新型干法水泥生產(chǎn)的核心裝備，具有廣泛的高新技術(shù)內(nèi)涵，本設(shè)計(jì)重點(diǎn)放在預(yù)分解窯系統(tǒng)中的旋風(fēng)筒、換熱管道、分解爐、回轉(zhuǎn)窯(簡(jiǎn)稱:筒、管、爐、窯)等全系統(tǒng)熱工系統(tǒng)工程的分析上。關(guān)鍵詞：懸浮預(yù)熱器，預(yù)分解，筒，爐，窯74AbstractAbstractPrecalcining kiln technique is used a second heater in the cement clinker sintering procecs, which is a precalcining kiln linking suspension preheater with rotator kiln，in order to increase qucichen the processes of fuel heat releasing and carbonate deposition in the raw meal during the suspended and flowing is a great technic innovation in cement heating power of cement rotator kiln is decreases after adopting the ratio of carbonate materials in raw meal can be reached as high as 85^95%，so that production capacity of the same cement kiln can be doubled or more. The benefits of stabilizing clinker quality and higher products mark, enhancing efficiency of prehensive energy consumption and human labor productivity, decreasing concentration of harmful gases all made it with great industrial potential.(The developing stratagem of the building materials industry of china in the twentyfirst century) which was piled by the government,definitely stated that cement industry apply the precalcining technique and other modern advanced technology in order to the realize the great goal of the mordenization of cement industry of china before the third decade of 21 century.Precalcining kiln is the core equipment of the newdrymaking method. and relates many state of cements technique, connotation. Precalcining cyclone,heatexchange pipeline, precalcinator and kiln, cooler have been asserted thesis after analyzing the whole heat engineering system of the lone.Key Words：Suspension preheater,Precalcining,Cyclone,Precalcinator,Kiln目 錄目錄第一章 緒論 1 國(guó)內(nèi)外預(yù)分解窯技術(shù)的發(fā)展概況 1 設(shè)計(jì)的要求 5第二章 配料計(jì)算和全廠物料平衡 6 6 6 7 9 9 11 11 12 14 15 16 18 19第三章 主機(jī)平衡計(jì)算 20 車間的工作制度、設(shè)備的年利用率的確定 20 21 2水泥磨和煤磨系統(tǒng) 23 燒成系統(tǒng) 26 29第四章 儲(chǔ)庫(kù)計(jì)算 31 物料儲(chǔ)存期的確定 31 儲(chǔ)存方式的選擇 32 各種原燃料的休止角 33 儲(chǔ)存設(shè)施計(jì)算 33 儲(chǔ)庫(kù)設(shè)施一覽表 37第五章 窯尾車間工藝計(jì)算 38 主要參數(shù)確定 38 回轉(zhuǎn)窯的規(guī)格及產(chǎn)量標(biāo)定 38 窯爐燃料比的確定 38 預(yù)熱器級(jí)數(shù)及各級(jí)筒的分離效率的確定 39 電收塵的收塵效率的確定 39 40 原始數(shù)據(jù)和選定參數(shù)匯總 40 40 分解爐和預(yù)熱器系統(tǒng)熱工計(jì)算 42 物料平衡計(jì)算 42 46 50 窯尾工藝設(shè)備選型 54 54 55 分解爐和三次風(fēng)管的尺寸計(jì)算 56 各級(jí)旋風(fēng)筒的設(shè)計(jì)計(jì)算 60 增濕塔的設(shè)計(jì)計(jì)算 66 電收塵器的選型計(jì)算 66參考文獻(xiàn) 70謝辭 71河 北 理 工 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書第一章 緒論 國(guó)內(nèi)外預(yù)分解窯技術(shù)的發(fā)展概況新型干法窯包括3種類型：五六十年代出現(xiàn)的立筒預(yù)熱器窯和旋風(fēng)預(yù)熱器窯，70年代開發(fā)成功的預(yù)分解窯。立筒和旋風(fēng)預(yù)熱器窯日產(chǎn)熟料能力一般不超過(guò)1000t，國(guó)內(nèi)較多為180t～600t，每kg熟料熱耗為3971kJ～5016kJ左右。90年代以來(lái)這兩種窯型的發(fā)展已趨緩慢。預(yù)分解窯能適應(yīng)大型化要求，國(guó)外已有幾條日產(chǎn)熟料能力9000t及以上的預(yù)分解窯，每kg熟料熱耗在2926kJ以下，水泥綜合電耗低于100kWh。由于預(yù)分解窯體現(xiàn)了當(dāng)代水泥工業(yè)的最高技術(shù)與經(jīng)濟(jì)水平，80年代以來(lái)在國(guó)內(nèi)外得到快速發(fā)展并不斷創(chuàng)新，成為新型干法窯的代表。我國(guó)已經(jīng)投產(chǎn)的預(yù)分解窯有170多條，單線日產(chǎn)熟料700t～7200t，熟料總生產(chǎn)能力8000萬(wàn)t。近3年增產(chǎn)的旋窯水泥有80％左右來(lái)自預(yù)分解窯生產(chǎn)線。在“十五”期間，安徽海螺集團(tuán)將要建設(shè)2條日產(chǎn)8000t～10000t的熟料生產(chǎn)線，技術(shù)裝備大多由國(guó)內(nèi)開發(fā)。這預(yù)示我國(guó)新型干法窯即將跨入世界先進(jìn)水平[1,2]。分析其主要原因如下：1)生產(chǎn)工藝的先進(jìn)性：新型干法生產(chǎn)線對(duì)原料、燃料(煤)、生料均有嚴(yán)格的預(yù)均化及均化措施，可保證生料及煤粉成分的均勻性。對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中各種物料與氣流的數(shù)量、成分、壓力的控制、計(jì)量、監(jiān)測(cè)、調(diào)節(jié)、顯示等均通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)操作，窯、磨等主要崗位不需專人看管，可保證生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品。2)產(chǎn)品質(zhì)量及對(duì)使用的影響：新型干法窯采用高硅酸率(≥)和高鋁氧率(≥)配料，生料在預(yù)熱器、分解爐及回轉(zhuǎn)窯內(nèi)可以同氣流、火焰均勻而充分接觸，化學(xué)反應(yīng)完善，熟料中C3S與C2S合量可達(dá)77％以上，有害成分游離氧化鈣不超過(guò)1％，～。3)水泥的綜合能耗：2000t/d以上的預(yù)分解窯每kg熟料熱耗約為3428kJ左右，窯尾與篦冷機(jī)的廢氣可用于烘干原燃料，還可用于發(fā)電。水泥綜合電耗約115kWh。我國(guó)近年來(lái)投產(chǎn)和在建的新型干法生產(chǎn)線與許多老線相比，較多采用了立式磨、輥壓機(jī)、第三代空氣梁篦冷機(jī)等先進(jìn)高效節(jié)能設(shè)備，熟料熱耗已降至3177kJ左右，水泥綜合電耗接近105kWh，水泥的綜合能耗已降至約135kg標(biāo)煤。4)建設(shè)投資：長(zhǎng)期以來(lái)人們形成一種印象：新型干法窯雖然先進(jìn)，但投資高，達(dá)產(chǎn)難，因此發(fā)展緩慢；近幾年來(lái)情況變化很快，與5年前相比，新型干法窯的投資下降了40％～50％，新建一條日產(chǎn)4500t熟料年產(chǎn)水泥170萬(wàn)t的生產(chǎn)線，從原料礦山至水泥出廠，固定資產(chǎn)投資僅7億元左右(每噸水泥約412元)。在老廠擴(kuò)建或改造一條2500t/d熟料生產(chǎn)線，從礦山至熟料庫(kù)(不含水泥粉磨、儲(chǔ)存及包裝)，(每噸熟料約323元)。投資下降的原因，一是原國(guó)家建材局與設(shè)計(jì)單位從1997年開始狠抓“低投資、國(guó)產(chǎn)化”及優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，注意節(jié)省投資；二是建設(shè)單位在設(shè)計(jì)、施工、設(shè)備及材料采購(gòu)以及安裝等環(huán)節(jié)執(zhí)行招標(biāo)制度，加強(qiáng)了科學(xué)管理，建設(shè)周期比前3年縮短約1/2，可降低投資25％～30％；三是各地方政府大力支持，制止不合理收費(fèi)，還給予優(yōu)惠條件；四是銀行貸款利率下調(diào)；五是物價(jià)比較平穩(wěn)或下降。5)對(duì)環(huán)境的影響：水泥廠對(duì)環(huán)境的影響主要是粉塵污染，根據(jù)國(guó)家環(huán)?？偩纸y(tǒng)計(jì)，1999年全國(guó)水泥企業(yè)排放的工業(yè)粉塵和煙塵共972萬(wàn)t，％，占全國(guó)總排放量近42％。大中型新型干法生產(chǎn)線在建設(shè)階段對(duì)各個(gè)粉塵排放點(diǎn)都配置了技術(shù)先進(jìn)、使用可靠的袋收塵器或電收塵器，％以上，基本上都可以保證達(dá)標(biāo)排放。近幾年投產(chǎn)的新型干法生產(chǎn)線，其熱工設(shè)備的粉塵排放濃度不超過(guò)100mg/Nm3，非熱工設(shè)備不超過(guò)50mg/Nm3。通過(guò)上述簡(jiǎn)略的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，可以看出新型干法生產(chǎn)工藝具有多方面的優(yōu)勢(shì)，是水泥工業(yè)的發(fā)展方向。目前一些技術(shù)較先進(jìn)的國(guó)家在選擇水泥生產(chǎn)方法時(shí)趨向于盡可能選用新型干法生產(chǎn)。對(duì)原有的一些濕法生產(chǎn)或老式干法生產(chǎn)窯也大多加以技術(shù)改造。目前在水泥工業(yè)技術(shù)開發(fā)的熱點(diǎn)[3]：1)水泥廠替代物料及原燃料資源的利用技術(shù)：較傳統(tǒng)的內(nèi)容　擴(kuò)大原燃料資源是水泥技術(shù)發(fā)展史上持續(xù)活躍的一個(gè)技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域。由于水泥熟料本質(zhì)上是一種具有特定組成的多元素化合物,在混合成滿足熟料組成要求的用于煅燒的水泥生料之前,其多品種原料本身的化學(xué)成分對(duì)產(chǎn)品熟料的質(zhì)量并無(wú)直接影響。在相對(duì)寬松的成分要求范圍內(nèi)尋找價(jià)格最低廉的原料資源,通過(guò)特定工藝和適當(dāng)配比制造水泥是水泥廠商降低生產(chǎn)成本的重要措施。水泥工業(yè)用低品位石灰石代替優(yōu)質(zhì)灰?guī)r做鈣質(zhì)原料,用砂頁(yè)巖或工業(yè)廢棄物煤矸石粉煤灰代替農(nóng)田黏土做硅鋁質(zhì)原料已有久遠(yuǎn)歷史和成熟經(jīng)驗(yàn)。上世紀(jì)90年代,這一新技術(shù)在一些場(chǎng)合具有特殊的價(jià)值。2)回轉(zhuǎn)窯技術(shù)自1990年KHD公司推出長(zhǎng)徑比為11的兩支承短窯技術(shù)以來(lái),這一技術(shù)以其改善窯體受力狀況、簡(jiǎn)化窯體設(shè)備設(shè)計(jì)、降低設(shè)備成本和良好的操作適應(yīng)性的優(yōu)點(diǎn)逐漸被國(guó)際水泥界接受并得到愈來(lái)愈廣泛應(yīng)用,預(yù)分解工藝采用兩支承短窯已成為業(yè)界共識(shí)。3)熟料冷卻技術(shù):熟料冷卻是近10年來(lái)水泥燒成系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)最活躍的領(lǐng)域。上世紀(jì)90年代初期出現(xiàn)的第三代篦式冷卻機(jī)以高阻力篦板和充氣梁結(jié)構(gòu)為特征,通過(guò)分區(qū)域高速射流供風(fēng)和厚料層作業(yè)提高了冷卻機(jī)熱回采區(qū)的熱回收效率和入窯風(fēng)溫。、被稱為第四代冷卻機(jī)的推桿式冷卻機(jī),把傳統(tǒng)篦式冷卻機(jī)中往復(fù)移動(dòng)篦床承擔(dān)的推動(dòng)物料運(yùn)動(dòng)和供風(fēng)的雙重功能分解為由一組具氣流自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的充氣篦板排列組成的靜止篦床實(shí)現(xiàn)供風(fēng),而讓設(shè)置于其上的一組往復(fù)移動(dòng)推桿推動(dòng)熟料層前進(jìn)。這種新的技術(shù)組合方式改善了冷卻空氣分布的均勻性和料層分布的均勻性,進(jìn)一步提高了冷卻機(jī)熱回收率和操作可靠性,有效地降低了設(shè)備制造成本。4)預(yù)分解窯低NOX燃燒技術(shù)本項(xiàng)技術(shù)的開發(fā)狀況很大程度上取決于政府對(duì)NOX污染的關(guān)注度。2000年歐盟發(fā)布的“廢物焚燒技術(shù)指導(dǎo)意見(jiàn)”規(guī)定,。該指標(biāo)將于近年轉(zhuǎn)為各歐盟國(guó)家法規(guī)并將于2006年起在水泥工業(yè)中實(shí)施。此外,歐洲綜合污染防控局(EIPPCB)于2000年提出的“水泥石灰制造業(yè)現(xiàn)有最佳技術(shù)”參考文件中認(rèn)為,～。5)預(yù)熱器節(jié)能技術(shù)過(guò)去20年里典型的水泥窯預(yù)熱器系統(tǒng)已由4級(jí)增加為6級(jí),借助于更合理的預(yù)熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及氣體和物料管路設(shè)計(jì),預(yù)熱器的分離效率和氣固傳熱效果得到了改善,操作可靠性也得以提高,窯系統(tǒng)壓降和出一級(jí)筒氣體溫度呈現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢(shì)。這一預(yù)熱器單體技術(shù)優(yōu)化工作仍在進(jìn)行中。6)筒輥磨粉磨技術(shù)：法國(guó)FCB公司于1993年完成這一新粉磨技術(shù)的工業(yè)試驗(yàn),1995年前為產(chǎn)品筒輥磨投放市場(chǎng)的第一階段,。1995～2000年為技術(shù)消化期,解決了投放市場(chǎng)第一階段工業(yè)實(shí)踐中的眾多問(wèn)題。2002年以墨西哥CEMEX公司Tepetzingo水泥廠兩條2000t/d生產(chǎn)線上由4臺(tái)相同規(guī)格筒輥磨組成的全部(生料和水泥)粉磨能力展示的優(yōu)異操作業(yè)績(jī)標(biāo)志了這一新技術(shù)第二階段投放市場(chǎng)具備的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)力。其開發(fā)活動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)已被WBCSD在“面向可持續(xù)發(fā)展的水泥工業(yè)”研究課題中用作成功范例予以介紹。7)立磨粉磨技術(shù)：在生料粉磨領(lǐng)域,近20年中立磨粉磨技術(shù)穩(wěn)居首選技術(shù)的地位,為應(yīng)對(duì)來(lái)自新技術(shù)的挑戰(zhàn),近來(lái)半風(fēng)掃復(fù)合選粉操作原理已被用來(lái)作為完善傳統(tǒng)全風(fēng)掃粉磨與選粉一體化技術(shù)的新技術(shù)措施,從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步降低粉磨電耗。在水泥粉磨領(lǐng)域,受研磨件磨損和產(chǎn)品水泥質(zhì)量問(wèn)題的困擾,已取得的商業(yè)成功還只是有限的。目前在磨輥形狀和磨內(nèi)循環(huán)料除鐵技術(shù)上已取得的開發(fā)成果有望大幅度提高立磨在水泥粉磨領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力。8)水泥廠單機(jī)大型化裝備制造技術(shù)：以單機(jī)規(guī)格大型化為基礎(chǔ)的大型化生產(chǎn)方式是現(xiàn)代水泥工業(yè)的一大特點(diǎn)。國(guó)際上,水泥制造過(guò)程中的專用設(shè)備都是由相應(yīng)專用設(shè)備制造商供應(yīng)的,歷史上這些制造商是相應(yīng)工藝的發(fā)明人或革新者?，F(xiàn)代水泥工業(yè)把傳統(tǒng)的單機(jī)作業(yè)模式改變成了多項(xiàng)設(shè)備在特定工藝的綜合要求下運(yùn)行的系統(tǒng)作業(yè)模式。適應(yīng)這一變化,這些制造商強(qiáng)化并完善了各自的技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)體系,特別是其中的中間試驗(yàn)和工業(yè)試驗(yàn)環(huán)節(jié)