【正文】 體的改進(jìn)。大型水泥集團(tuán)產(chǎn)量占總量 1/3,20xx 年 17 月份大型水泥集團(tuán)水泥熟 料產(chǎn)量 14959 萬 t,占個(gè)國總量的%。在原料處理和應(yīng)用方面的豐富經(jīng)驗(yàn)是設(shè)計(jì)成功的原料制備方案，從而生產(chǎn)高質(zhì)量的水泥的必要前提。大企業(yè)要擔(dān)負(fù)起調(diào)控市場重任 [3]。 改革開放以來，我國水泥工業(yè)得到較快的發(fā)展，整體素質(zhì)明顯提高， 以預(yù) 分解窯為中心的新型干法生產(chǎn)工藝取得了較大的進(jìn)展，日產(chǎn) 20xxt 預(yù)分解窯成套設(shè)備已基本國產(chǎn)化；產(chǎn)品質(zhì)量大幅度提高，熱耗指標(biāo)明顯下降 [2]。 1 前言 選題背景 水泥是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)原材料，水泥工業(yè)與經(jīng)濟(jì)建設(shè)密切相關(guān)，在未來 相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi) ， 水泥仍將是人類社會(huì)的主要建筑材料 。 產(chǎn)量已多年居世界第一位。 熟料燒成系統(tǒng)是水泥生產(chǎn)過程的重要環(huán)節(jié)。在原料制備方案中的每個(gè)環(huán)節(jié)，都可能對(duì)投資成本產(chǎn)生巨大的影響 [4]。預(yù)分解窯熟料產(chǎn)量 13334 萬 t,占個(gè)國總量的 %。 例如，對(duì)窯直徑某部分的擴(kuò)大、窯長度的變化，或者窯內(nèi)裝設(shè)附加換熱裝置等，以達(dá)到改進(jìn)某些部分換熱條件，改變氣流速度或延長滯留時(shí)問的目的；另一方面 ,則是 將某些熟料形成化學(xué)過程移到窯外，以改善換熱和化學(xué)反應(yīng)條件。但是，到目前為止 :熟料鍛燒的最后燒結(jié)過程，仍采用回轉(zhuǎn) 窯來完成，還沒有研制開發(fā)出可用于現(xiàn)代化大型生產(chǎn)的更好裝備。在窯外分解窯上影響熱工制度的可變因素較多。 電能消耗在水泥生產(chǎn)過程中110kwh/tonne， 約 30%是用 做 原料制備及約 40%是用做 最終生產(chǎn)水泥熟料粉磨 . 生產(chǎn)成本和對(duì)環(huán)境的關(guān) 住 ,強(qiáng)調(diào)需要使用更少的能源 ,因此 需要 開發(fā)更多高效 粉磨機(jī)種 類 。 水泥熟料的冷卻是一個(gè)非常重要的過程、蓖式冷卻機(jī)屬穿流驟冷式氣固換熱裝備，冷卻空氣以垂直方向穿過熟料料層，使熟料得以冷卻。分離效率和阻力損失是設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)旋風(fēng)預(yù)熱器最主要的兩項(xiàng)性能指標(biāo) [13]。 以旋風(fēng)預(yù)熱器為主組合的旋風(fēng)預(yù)熱器窯。 當(dāng)前，世界水泥工業(yè)中心的課題仍然能源、資源和環(huán)境保護(hù)等。(2)回轉(zhuǎn)窯由三支點(diǎn)改為雙支點(diǎn)。 (5)加快利用新型干法窯處置城市混合型廢棄物技術(shù)及裝備的研究和開發(fā)。近年來，為實(shí)現(xiàn)與新型干法技術(shù)接軌，大量的立窯生產(chǎn)企業(yè)興建新型干法生產(chǎn)線，均取得較好的效果，應(yīng)在此基礎(chǔ)上，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高技術(shù)水平，加速發(fā)展進(jìn)程 [18]。最后進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，繪制布置圖。 篦式冷卻機(jī)采用水平推動(dòng)篦式冷卻機(jī)。 （ 4）降雨量：年總降水量 800 mm，最大日降水量 100 mm。 （ 2）擴(kuò)大了單機(jī)的生產(chǎn)能力。 （ 6）單機(jī)熟料熱耗較低。 b. 預(yù)分解窯同立窯的比較 ： 立窯有兩個(gè)很大的缺點(diǎn)；一是臺(tái)時(shí)產(chǎn)量低，一般臺(tái)時(shí)產(chǎn)量只能達(dá)到 10t 左右。 2）預(yù)分解窯對(duì)燃料中堿、氯、硫含量也有一定的要求，含量高時(shí)易結(jié)皮。 4 配料計(jì)算 4． 1 煤的工業(yè)分析及元素分析 表 工業(yè)分析 組成 Wad Aad Vad Cad QadDW(KJ/Kg熟料 ) % 表 元素分析（ 1） 組成 Cad Had Nad Oad Sad Wad Aad ∑ % 設(shè) War=， 則 收到基 =adarWW??100100 ? 空氣干燥基 （ ） =? 空氣干燥基 得 收到基 如下表： 表 元素分析（ 2） 組成 Car Har Nar Oar Sar War Aar ∑ % 收到基 時(shí)燃料的低位發(fā)熱值： arDWQ =339 arC +1036 arH 109 （ arar SO ? ） 25 arW （ ） =339? +1036? （ ） 25? =4． 2 設(shè)計(jì)要求 對(duì)于窯外分解窯，一方面由于生料的預(yù)熱好 ，分解率高。 SM: 177。如果有害成分含量過高，則需要在窯尾放風(fēng)，這樣就有一定的能量和物料損失。目前 60? ? m 窯 年產(chǎn)量在 60W 噸左右。 qA= ??產(chǎn) 量 熱 耗 窯 用 燃 料 比窯 燃 料 帶 截 面 積 （ ） =28 6 1 .2 43 .6 74?? ? ??8 3 . 6 1 0 0 0 0 . 4 0 =? 106(Kcal/m2gh)＜ ? 106(Kcal/m2gh) W= 窯燃料帶截面積每千克熟料窯頭燃?xì)饬棵啃r(shí)產(chǎn)量 ??3 6 0 0 （ ） =283 .6 10 00 5 7 36 004????? =＜ 2Bm/s Wt= 窯燃料帶截面積每千克熟料窯尾煙氣量每小時(shí)產(chǎn)量 ??3 6 0 0 （ ） =227 3 10 002733. 64 35 004?? ? ????83 .6 10 00 0. 60 =＜ 10m/s 由以上熱工參數(shù)的計(jì)算可知，其截面熱負(fù)荷較低，窯頭窯尾的風(fēng)速也較低，對(duì)于 60m窯 年產(chǎn) 60 萬 噸熟料是 合理 的。另外，如果提高截面熱負(fù)荷，窯對(duì)耐熱材料的要求也相應(yīng)提高。 原料消耗定額 1. 考慮煤灰摻入時(shí)， 干 生料理論消耗量 ： S— 煤灰摻入量、 I— 干生料燒矢量 1 0 0 1 0 0 2 . 1 9 1 . 5 0 7 /1 0 0 1 0 0 3 5 . 1 1T sK K g K gI??? ? ? 熟 料 （ ） 2 . 考慮 生產(chǎn) 損失 時(shí)，生料 實(shí)際 消耗量 p生 — 生產(chǎn)損失（ 4%） 100 1 0 0 1 .5 0 71 0 0 1 0 0 4TKK p ?????生生=（ ） 3. 各 種 干 生 料 消 耗 定 額 ： K =K x原 生 （ ） K 石灰石 =? %=K 粘土 =? %=K 鐵粉 =? %=4. 含天然水分 各種濕物料 消耗定額 1001 .3 3 1 0 0 2K ?? ?濕 石 灰 石= 1000 .3 1 1 0 0 1 5K ? ? ??濕 粘 土 1000 .0 2 4 1 0 0 5K ? ? ??濕 鐵 粉 石膏消耗定額 水泥石膏摻入量為 5%， 石膏生產(chǎn)損失 Pd 為 3% 。 粘土烘干用煤 消耗 量 粘土烘干率 8% 干 煤 fgDWf PQqQMK ??????? 100 1001002212 烘燒濕 （ ） q 烘 =6140KJ/Kg 水 （烘干機(jī)經(jīng)驗(yàn)值） Kf2=濕 煤 39。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，主機(jī)平衡計(jì)算是與車間工藝流程、車間工藝布置密切相連的，故在進(jìn)行主機(jī)平衡計(jì)算選定主機(jī)時(shí)必須考慮到車間工藝流程和工藝布置問題。 H 889G = =25t/h36 采用 PYZ 圓錐式 破 碎 機(jī)。 24528 159154WH GG H? ? ?t/h 采用 兩臺(tái) 10m中卸烘干 磨 機(jī)。 1 5 3 6 6?? HGG WH =選用 兩臺(tái) 18（順流）回轉(zhuǎn)烘干機(jī) 表 礦渣烘干機(jī) 型號(hào) 初水分（ %） 終水分（ %） 干料 產(chǎn)量 t/h 18（順流） 本設(shè)計(jì) 礦渣 初水分 15%、終水分 1%； 標(biāo)定產(chǎn)量：由經(jīng)驗(yàn)公式（ ）、（ ）有： 1. 按烘干物料表示的烘干機(jī)的產(chǎn)量： 121AVG= W W1000 100 W? （ ） =)15100 115(10004/ 2??? ???=2. 用濕物料表示的烘干機(jī)的產(chǎn)量： GWWGW ???? 12100100 （ ） = 15100 1100??? =A— 回轉(zhuǎn)烘干機(jī)的單位容積蒸發(fā)強(qiáng)度，（ kg水 /m3h） 。所以本次設(shè)計(jì)散裝所占的比例較大，約 50%。為提高 生料入窯的 合格率，在石灰石粘土等破碎后，化堆場進(jìn)行均化處理。 工藝流程圖 見附錄 AD。 參考國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，本設(shè)計(jì)取窯的 轉(zhuǎn) 速為 ~，斜度 %。它具有結(jié)構(gòu)簡單，在保持一定收塵效率和壓力損失的條件下，旋風(fēng)筒體積和高度相對(duì)較小，有利于減少投資和便于布置的優(yōu)點(diǎn)。 所以本設(shè)計(jì)選 取 n=5級(jí) 。 其相對(duì)于其它爐型有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）燒成能力強(qiáng)，旋窯產(chǎn)量高；（ 2）設(shè)有 SB 爐，燃燒穩(wěn)定，窯尾煙道很短可以減少結(jié)皮；（ 3）可以分步供料，以強(qiáng)化燃燒，有利于劣質(zhì)煤和無煙煤的燃燒 ； （ 4）熱損失少；（ 5）旋窯的熱負(fù)荷??；（ 6）分解爐的熱負(fù)荷相當(dāng)高，其配備旋窯規(guī)格可以縮小，從而簡化總體布置；（ 7）傳熱效率高；（ 8）能有效降低大氣污染，對(duì)燃料燃燒所產(chǎn)生的 SO3 吸收程度高。其內(nèi)部裝設(shè)水平篦板，它由固定篦板和活動(dòng)篦板相間排列組成。 （ 2） 推動(dòng)式冷卻機(jī)的入窯二次空氣溫度較高，最高可達(dá)到 750℃ 左右，因此，它的熱利用率也較高，達(dá)到 65%左右。 從以上對(duì)比來看，熱的利用率、冷卻效果等方面，推動(dòng)式冷卻機(jī)優(yōu)于其它型式冷卻機(jī) 6． 4 燒成系統(tǒng)物料平衡 物料平衡是根據(jù)國內(nèi)設(shè)備的制造水平和操作水平，對(duì)窯系統(tǒng)的物料量和用風(fēng)量進(jìn)行計(jì)算，用作選擇輔機(jī)及計(jì)算燃煤量的依據(jù)。 基準(zhǔn)： 1kg 熟料 、溫度： 0℃ 范圍：窯 +冷卻機(jī) +分解爐、 預(yù)熱器 表 假設(shè)參數(shù) 物料名稱 溫度 ℃ 比熱：氣體（ KJ/m3℃ ）、固體 (KJ/Kg℃ ) 入窯燃料 50 入窯生料 30 窯灰 50 環(huán)境空氣 20 生料帶入空氣 30 出冷卻機(jī)熟料 80 出預(yù)熱器廢氣 320 — 出冷卻機(jī)廢氣 200 熱量平衡 A. 收入熱量 （ 1）燃料燃燒熱： ?rRQ 3500KJ/Kg 熟料 （ 2）燃料熱 量 ： 3 ?????? rrrr tcmQ = KJ/Kg 熟料 （ ） （ 3）生料帶入 熱量 ： shwssgsssss tcmcmtcmQ )( ?????? （ ） =（ ? +? ） ? 30 = KJ/Kg 熟料 （ 4）入窯回灰 熱量 ： 1 6 3 9 9 ??????? yhyhyhyh tcmQ KJ/Kg 熟料 （ 5）一次空氣 熱量 ； 1 7 ??????? kKKk tcVQ KJ/Kg 熟料 （ ） （ 6）進(jìn)入冷卻機(jī)空氣 熱量 ： ??????? lklKlKlk tcVQ KJ/Kg 熟料 （ 7）生料帶入空氣 熱量 ： ??????? skKsKsk tcVQ KJ/Kg 熟料 （ 8）漏風(fēng)帶入空氣 熱量 ： L o K L o k K KQ = V c t = 0. 25 63 1. 29 8 20 = 6. 65 35? ? ? ?KJ/Kg 熟料 熱量總收入： Z S r R r s y h 1 K L K S K L o kQ = Q Q Q Q Q Q Q Q? ? ? ? ? ? ? =3500+++++++ = KJ/Kg 熟料 B. 支出熱量 （ 1）熟料形成熱： shQ = s h s h s h s h s h2 2 31 7 . 1 9 A 2 7 . 1 0 M g O 3 2 . 0 1 C a O 2 1 . 4 0 S i O 2 . 4 7 F e O?? （ ） =1 7 . 1 9 5 . 5 0 2 7 . 1 0 3 . 2 0 3 2 . 0 1 6 3 . 7 0 2 1 . 4 0 2 1 . 6 5 2 . 4 7 3 . 4 7? ? ? ? ? ? ? = KJ/Kg 熟料 （ 2）蒸發(fā)生料中水分耗熱： (qqh= KJ/Kg 熟料 ) ssQ = ? ?Ws hs qhm m q?? （ ） =? ?0 .0 0 7 6 0 .0 1 7 8 2 3 1 8 .5??= KJ/Kg 熟料 （ 3） 熟料帶走 熱量 ： Lsh sh shQ =0. 99 2c t? （ ） = 80?? = KJ/Kg 熟料 （ 4）出預(yù)熱 器廢氣顯熱： f i i 1 . 8 9 0 4 0 . 4 2 7 0 0 . 9 5 6 7 1 . 3 1 5 1 . 5 4 5 0 . 1 2 0 3Q = V c t = 3 2 01 . 3 6 5 0