【正文】 本科生畢業(yè)設計說明書題 目：日產熟料3200噸預分解回轉窯水泥廠的窯尾車間設計 英文題目： Nissan 3200 tons of clinker cement kiln the backend esign workshop II摘 要摘 要預分解窯是在懸浮預熱窯的預熱器和回轉窯之間增設了一個分解爐作為第二熱源，使燃料燃燒的放熱過程與生料的碳酸鹽分解的吸熱過程，在懸浮態(tài)或流態(tài)化條件下及其迅速地進行，從而減輕了回轉窯的熱力強度，并使入窯生料的碳酸鹽分解率提高到8595%，使窯的生產能力成倍增長。由于其質量穩(wěn)定、熟料標號高、綜合能耗低、勞動生產率高，有害氣體濃度低等諸多優(yōu)點，使該生產工藝呈現(xiàn)出強勁生命力。是近代水泥工業(yè)發(fā)展中的重大技術革命。國家制定的《中國建筑材料工業(yè)跨世紀發(fā)展戰(zhàn)略》明確提出了大力發(fā)展預分解及當代先進工藝技術，力爭在21世紀30年代實現(xiàn)水泥工業(yè)現(xiàn)代化的宏偉目標。預分解窯是新型干法水泥生產的核心裝備，具有廣泛的高新技術內涵，本設計重點放在預分解窯系統(tǒng)中的旋風筒、換熱管道、分解爐、回轉窯(簡稱:筒、管、爐、窯)等全系統(tǒng)熱工系統(tǒng)工程的分析上。關鍵詞：懸浮預熱器，預分解，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 國內外預分解窯技術的發(fā)展概況 1 設計的要求 5第二章 配料計算和全廠物料平衡 6 6 6 7 9 9 11 11 12 14 15 16 18 19第三章 主機平衡計算 20 車間的工作制度、設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 儲庫計算 31 物料儲存期的確定 31 儲存方式的選擇 32 各種原燃料的休止角 33 儲存設施計算 33 儲庫設施一覽表 37第五章 窯尾車間工藝計算 38 主要參數(shù)確定 38 回轉窯的規(guī)格及產量標定 38 窯爐燃料比的確定 38 預熱器級數(shù)及各級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)據和選定參數(shù)匯總 40 40 分解爐和預熱器系統(tǒng)熱工計算 42 物料平衡計算 42 46 50 窯尾工藝設備選型 54 54 55 分解爐和三次風管的尺寸計算 56 各級旋風筒的設計計算 60 增濕塔的設計計算 66 電收塵器的選型計算 66參考文獻 70謝辭 71河 北 理 工 大 學 畢 業(yè) 設 計 說 明 書第一章 緒論 國內外預分解窯技術的發(fā)展概況新型干法窯包括3種類型：五六十年代出現(xiàn)的立筒預熱器窯和旋風預熱器窯，70年代開發(fā)成功的預分解窯。立筒和旋風預熱器窯日產熟料能力一般不超過1000t，國內較多為180t～600t，每kg熟料熱耗為3971kJ～5016kJ左右。90年代以來這兩種窯型的發(fā)展已趨緩慢。預分解窯能適應大型化要求，國外已有幾條日產熟料能力9000t及以上的預分解窯，每kg熟料熱耗在2926kJ以下，水泥綜合電耗低于100kWh。由于預分解窯體現(xiàn)了當代水泥工業(yè)的最高技術與經濟水平，80年代以來在國內外得到快速發(fā)展并不斷創(chuàng)新，成為新型干法窯的代表。我國已經投產的預分解窯有170多條，單線日產熟料700t～7200t，熟料總生產能力8000萬t。近3年增產的旋窯水泥有80％左右來自預分解窯生產線。在“十五”期間，安徽海螺集團將要建設2條日產8000t～10000t的熟料生產線，技術裝備大多由國內開發(fā)。這預示我國新型干法窯即將跨入世界先進水平[1,2]。分析其主要原因如下：1)生產工藝的先進性：新型干法生產線對原料、燃料(煤)、生料均有嚴格的預均化及均化措施，可保證生料及煤粉成分的均勻性。對生產過程中各種物料與氣流的數(shù)量、成分、壓力的控制、計量、監(jiān)測、調節(jié)、顯示等均通過自動化系統(tǒng)操作，窯、磨等主要崗位不需專人看管，可保證生產高質量產品。2)產品質量及對使用的影響：新型干法窯采用高硅酸率(≥)和高鋁氧率(≥)配料，生料在預熱器、分解爐及回轉窯內可以同氣流、火焰均勻而充分接觸，化學反應完善，熟料中C3S與C2S合量可達77％以上，有害成分游離氧化鈣不超過1％，～。3)水泥的綜合能耗：2000t/d以上的預分解窯每kg熟料熱耗約為3428kJ左右，窯尾與篦冷機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。我國近年來投產和在建的新型干法生產線與許多老線相比，較多采用了立式磨、輥壓機、第三代空氣梁篦冷機等先進高效節(jié)能設備，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標煤。4)建設投資：長期以來人們形成一種印象：新型干法窯雖然先進，但投資高，達產難，因此發(fā)展緩慢；近幾年來情況變化很快，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4500t熟料年產水泥170萬t的生產線，從原料礦山至水泥出廠，固定資產投資僅7億元左右(每噸水泥約412元)。在老廠擴建或改造一條2500t/d熟料生產線，從礦山至熟料庫(不含水泥粉磨、儲存及包裝)，(每噸熟料約323元)。投資下降的原因，一是原國家建材局與設計單位從1997年開始狠抓“低投資、國產化”及優(yōu)化設計方案，注意節(jié)省投資；二是建設單位在設計、施工、設備及材料采購以及安裝等環(huán)節(jié)執(zhí)行招標制度，加強了科學管理，建設周期比前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，還給予優(yōu)惠條件；四是銀行貸款利率下調；五是物價比較平穩(wěn)或下降。5)對環(huán)境的影響：水泥廠對環(huán)境的影響主要是粉塵污染，根據國家環(huán)?？偩纸y(tǒng)計，1999年全國水泥企業(yè)排放的工業(yè)粉塵和煙塵共972萬t，％，占全國總排放量近42％。大中型新型干法生產線在建設階段對各個粉塵排放點都配置了技術先進、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標排放。近幾年投產的新型干法生產線，其熱工設備的粉塵排放濃度不超過100mg/Nm3，非熱工設備不超過50mg/Nm3。通過上述簡略的技術經濟分析，可以看出新型干法生產工藝具有多方面的優(yōu)勢，是水泥工業(yè)的發(fā)展方向。目前一些技術較先進的國家在選擇水泥生產方法時趨向于盡可能選用新型干法生產。對原有的一些濕法生產或老式干法生產窯也大多加以技術改造。目前在水泥工業(yè)技術開發(fā)的熱點[3]：1)水泥廠替代物料及原燃料資源的利用技術：較傳統(tǒng)的內容　擴大原燃料資源是水泥技術發(fā)展史上持續(xù)活躍的一個技術開發(fā)領域。由于水泥熟料本質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成分對產品熟料的質量并無直接影響。在相對寬松的成分要求范圍內尋找價格最低廉的原料資源,通過特定工藝和適當配比制造水泥是水泥廠商降低生產成本的重要措施。水泥工業(yè)用低品位石灰石代替優(yōu)質灰?guī)r做鈣質原料,用砂頁巖或工業(yè)廢棄物煤矸石粉煤灰代替農田黏土做硅鋁質原料已有久遠歷史和成熟經驗。上世紀90年代,這一新技術在一些場合具有特殊的價值。2)回轉窯技術自1990年KHD公司推出長徑比為11的兩支承短窯技術以來,這一技術以其改善窯體受力狀況、簡化窯體設備設計、降低設備成本和良好的操作適應性的優(yōu)點逐漸被國際水泥界接受并得到愈來愈廣泛應用,預分解工藝采用兩支承短窯已成為業(yè)界共識。3)熟料冷卻技術:熟料冷卻是近10年來水泥燒成系統(tǒng)技術創(chuàng)新活動最活躍的領域。上世紀90年代初期出現(xiàn)的第三代篦式冷卻機以高阻力篦板和充氣梁結構為特征,通過分區(qū)域高速射流供風和厚料層作業(yè)提高了冷卻機熱回采區(qū)的熱回收效率和入窯風溫。、被稱為第四代冷卻機的推桿式冷卻機,把傳統(tǒng)篦式冷卻機中往復移動篦床承擔的推動物料運動和供風的雙重功能分解為由一組具氣流自適應調節(jié)功能的充氣篦板排列組成的靜止篦床實現(xiàn)供風,而讓設置于其上的一組往復移動推桿推動熟料層前進。這種新的技術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,進一步提高了冷卻機熱回收率和操作可靠性,有效地降低了設備制造成本。4)預分解窯低NOX燃燒技術本項技術的開發(fā)狀況很大程度上取決于政府對NOX污染的關注度。2000年歐盟發(fā)布的“廢物焚燒技術指導意見”規(guī)定,。該指標將于近年轉為各歐盟國家法規(guī)并將于2006年起在水泥工業(yè)中實施。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”參考文件中認為,～。5)預熱器節(jié)能技術過去20年里典型的水泥窯預熱器系統(tǒng)已由4級增加為6級,借助于更合理的預熱器結構設計及氣體和物料管路設計,預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)壓降和出一級筒氣體溫度呈現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢。這一預熱器單體技術優(yōu)化工作仍在進行中。6)筒輥磨粉磨技術：法國FCB公司于1993年完成這一新粉磨技術的工業(yè)試驗,1995年前為產品筒輥磨投放市場的第一階段,。1995～2000年為技術消化期,解決了投放市場第一階段工業(yè)實踐中的眾多問題。2002年以墨西哥CEMEX公司Tepetzingo水泥廠兩條2000t/d生產線上由4臺相同規(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)績標志了這一新技術第二階段投放市場具備的強大競爭力。其開發(fā)活動的經驗已被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：在生料粉磨領域,近20年中立磨粉磨技術穩(wěn)居首選技術的地位,為應對來自新技術的挑戰(zhàn),近來半風掃復合選粉操作原理已被用來作為完善傳統(tǒng)全風掃粉磨與選粉一體化技術的新技術措施,從而實現(xiàn)進一步降低粉磨電耗。在水泥粉磨領域,受研磨件磨損和產品水泥質量問題的困擾,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循環(huán)料除鐵技術上已取得的開發(fā)成果有望大幅度提高立磨在水泥粉磨領域的競爭力。8)水泥廠單機大型化裝備制造技術：以單機規(guī)格大型化為基礎的大型化生產方式是現(xiàn)代水泥工業(yè)的一大特點。國際上,水泥制造過程中的專用設備都是由相應專用設備制造商供應的,歷史上這些制造商是相應工藝的發(fā)明人或革新者?，F(xiàn)代水泥工業(yè)把傳統(tǒng)的單機作業(yè)模式改變成了多項設備在特定工藝的綜合要求下運行的系統(tǒng)作業(yè)模式。適應這一變化,這些制造商強化并完善了各自的技術創(chuàng)新實驗體系,特別是其中的中間試驗和工業(yè)試驗環(huán)節(jié)