【正文】 用率基礎(chǔ)上，計算出個車間主機（如破碎機、生料磨、水泥磨、煤磨、烘干機、窯、包裝機等）要求的生產(chǎn)能力 /HG ，據(jù)此選擇產(chǎn)量與之相接近的主機型號規(guī)格，按標定主機臺時產(chǎn)量計算主機年 利用率 ? ，如果計算的 ? 值符合表 33所列范圍，則可認為主機選型和臺數(shù)是合適的，主機平衡計算結(jié)果，匯總?cè)胫鳈C平衡表。 主機設(shè)備選型 目前使用的破碎設(shè)備主要有以下幾種： a)顎式破碎機： 物料在顎式破碎機中的破碎是在兩塊顎板之間進行的。 中、細碎圓錐破碎機生產(chǎn)能力大、功率消耗低、破碎比大、產(chǎn)品粒度均勻，目前廣泛用于各種硬度礦石的中碎和細碎，但不宜處理粘性物料。作時，鉸接的錘頭高速回轉(zhuǎn)，對給入的大塊物料進行打擊，并使其拋向機體內(nèi)壁的承擊板上，在承擊板上物料進一步?jīng)_擊破碎后，落到下面 的蓖條上，粒度合格的產(chǎn)物從篦條縫隙中排出，蓖條上的河 北 理 工 大 學 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 23 物料繼續(xù)被錘頭打擊、擠壓或研磨，直至全部透過篦條為止。 反擊式破碎機具有以下優(yōu)點：利用沖擊進行破碎，使物料沿脆弱面破開，破碎效率高， 能耗小，處理能力大，產(chǎn)品粒度均勻；破碎比大；具有選擇性破碎的特點；結(jié)構(gòu)簡單，制造方便；反擊式破碎機常用于脆性物料的中碎和細碎，也可用于粗碎 [9]； 同時還有超級錘式破碎機、輥式破碎機等多種破碎機。日產(chǎn) 5000 噸水泥熟料生產(chǎn)線，生料磨機的配用功率要達到 5500 千瓦以上。立式庭是應(yīng)用料床粉磨原理，粉磨電耗低。作為終粉磨河 北 理 工 大 學 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 25 系統(tǒng)，主機設(shè)備少、工藝流程簡單、布置方便，可大幅度降低土建工程費用。 從國內(nèi)前幾年引進的輥壓機使用情況來看，輥壓機系統(tǒng)設(shè)備故障率較高，維修工作量較大，運行的可靠性不甚理想。系統(tǒng)內(nèi)負壓操作對環(huán) 境無污染。立式磨的人自原料粒度大、控制靈活、漏風少、噪音低、運轉(zhuǎn)率高、金屬磨耗少，因而成為當今生料粉磨系統(tǒng)的主導設(shè)備。 輥壓機生料粉磨系統(tǒng)是一種節(jié)能粉磨系統(tǒng)，用于生料粉磨系統(tǒng)主要有兩種工藝配置形式：一種是終粉磨系統(tǒng)，全部成品由輥壓機產(chǎn)生，取消了球磨機，能大幅度節(jié)能，單位生料粉磨電耗可低于 15 千瓦小時／噸；另一種是部分終粉磨系統(tǒng)，與球磨機、選粉機配合組成生料粉磨系統(tǒng)，輥壓機出來的料先經(jīng)過選粉機，分選出部分成品后，粗料再入磨機，使球磨機的負荷大大減輕，因而粉磨電耗也較低，一般在 16－ 18 千瓦小時／噸。因此，如何提高粉磨效率，降低粉磨電耗，提高磨機臺時產(chǎn)量是我國水泥工作者極為關(guān)注的課題。其主要缺點是物料含水分過高時易堵塞篦條縫和錘頭磨損較快。輥子表面可以帶齒牙，稱為齒輥式破碎機。當可動顎板靠近固定顎板時，位于兩顎板間的物料受以擠壓為主的作用力而破碎；當可動顎板離開固定顎板時，已破碎的物料在重力作用下由破碎機排料口排出。破碎是用機械方法減小物料粒度的過程。根據(jù)上述標準，初定粉煤灰摻加量為 15%。 d)混合材的種類和性質(zhì)： 活性越大的混合材其摻入量就可以越大，同時，混合材的比表面積越大其活性也就越大。非活性混合材不具有活性，它對水泥的強度沒有貢獻，只會使水泥的強度降河 北 理 工 大 學 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 15 低。 熟料強度的高低是由綜合因素決定的。因為分解爐承擔了生料的分解功能，而石灰石分解所需熱量占熟料燒結(jié)總耗熱量的絕大部分。 風的匹配：預分解窯操作不僅存在總風量的調(diào)節(jié)問題，而且存在風的分配問題。 b)煤灰分的波動 河 北 理 工 大 學 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 13 煤灰分引入熟料的主要成分為 SiO Al2O3 和其它微量成分?？紤]到生產(chǎn)波動熟料率值控制指標可定為： KH=177。 當 fCaO、 fSiO SO3量很小時， KH 表示為： KH=河 北 理 工 大 學 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 9 硅率系數(shù) (SM)： SM= SiO2/Al2O3+Fe2O3。 177。 Bao shan 1000 3972 Hu qiu 1000 3404 ～ ～ ～ Lu nan 2020 3667 177。三是應(yīng)用新型高效的篦式冷卻機通過提高冷卻風的利用率，降低出冷卻機的熟料溫度，以此降低系統(tǒng)熱耗。 生產(chǎn) 1kg 熟料所需理論熱耗 基本均在 1675~1755kj/kg 熟料的范圍內(nèi)。其中設(shè)計說明書一份，燒成車間窯尾工藝布置圖一套。雖然作為其技術(shù)最大競爭力的省卻生料均化庫操作效果尚待進一步評估 ,其挑戰(zhàn)現(xiàn)有技術(shù)的潛力仍值得充分重視。目前 ,水泥工業(yè)日產(chǎn)1 萬噸熟料生產(chǎn)線的技術(shù)及裝備已經(jīng)成熟并獲加速推廣之勢。其開發(fā)活動的經(jīng)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。 2020 年歐盟發(fā)布的“廢物焚燒技術(shù)指導意見”規(guī)定 ,現(xiàn)有兼燒廢物水泥廠的NOX排放限制為 ,新廠為 。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)原料已有久遠歷史和成熟經(jīng)驗。大中型新型干法生產(chǎn)線在建設(shè)階段對各個粉塵排放點都配置了技術(shù)先進、使用可靠的袋收塵器或電收塵器，除塵效率在 ％以上，基本上都可以保證達標排放。 2)產(chǎn)品質(zhì)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(zhuǎn)窯內(nèi)可以同氣流、火焰均勻而充分接觸，化學反應(yīng)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％，可生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定的 ～ 等級水泥。預分解窯能適應(yīng)大型化要求，國外已有幾條日產(chǎn)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。 本科生畢業(yè)設(shè)計 說明書 題 目： 日產(chǎn)熟料 3200 噸 預分解 回轉(zhuǎn)窯 水泥廠 的 窯尾車間設(shè)計 英文題目 ： Nissan 3200 tons of clinker cement kiln the backend esign workshop 摘 要 I 摘 要 預分解窯是在懸浮預熱窯的預熱器和回轉(zhuǎn)窯之間增設(shè)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(zhuǎn)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(chǎn)能力成倍增長。 90 年代以來這兩種窯型的發(fā)展已趨緩慢。對生產(chǎn)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(diào)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(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品。 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(jù)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，占當年水泥產(chǎn)量 ％，占全國總排放量近 42％。在相對寬松的成分要求范圍內(nèi)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(chǎn)成本的重要措施。 4)預分解窯低 NOX燃燒技術(shù)本項技術(shù)的開發(fā)狀況很大程度上取決于政府對 NOX污染的關(guān)注度。 2020 年以墨西哥 CEMEX 公司 Tepetzingo 水泥廠兩條 2020t/d 生產(chǎn)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(shù)第二階段投放市場具備的強大競爭力。適應(yīng)這一變化 ,這些制造商強化并完善了各自的技術(shù)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) ,有效地消解了技術(shù)創(chuàng)新及大型化過程中的工程風險。針對現(xiàn)有的 X螢光分析技術(shù)必須離線制樣才能分析其成分導致控制周期長的缺點 ,美國 Metrics公司在上世紀 80年代初開發(fā)了在線瞬發(fā)中子分析儀產(chǎn)品及其應(yīng)用技術(shù) ,在過去 10 年中漸被國際水泥界所接受 ,在一些工廠實現(xiàn)了改善生料成分穩(wěn)定性 ,降低燒 成系統(tǒng)熱耗和省卻預均化取樣站河 北 理 工 大 學 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 5 或生料均化庫的操作效果。車間設(shè)計的主要內(nèi)容是完成日產(chǎn)熟料 3000 噸水泥生產(chǎn)線窯尾車間的設(shè)計，包括窯尾系統(tǒng)風量計算；預熱器系統(tǒng)旋風筒級數(shù)的確定及各級旋風筒尺寸的計算；各級旋風筒和全預熱器系統(tǒng)的物料平衡計算；分解爐和三次風管尺寸的計算等。 熟料熱耗的確定 熟料的熱耗：單位熱耗是指窯系統(tǒng)生產(chǎn)單位熟料產(chǎn)量的實際燒成熱耗。二是優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計和生產(chǎn)操作，通過采用多級低阻高效旋風預熱器系統(tǒng)，或充分利用預熱器出口廢氣熱含量和出冷卻機余風熱含量，通過低溫廢氣余熱發(fā)電技術(shù)，為降低熟料熱耗作貢獻。 177。 Chao hu 1500 177。 KH 過高，工藝條件難以滿足需要， fCaO 會明顯增加，熟料質(zhì)量反而下降； KH過底， C3S過少，熟料質(zhì)量也會很差。因此可按此配方進行生產(chǎn)。喂料量的波動將導致系統(tǒng)其它參數(shù)和熱工制度的不穩(wěn)定，當喂料量波動超過 5%時，就會對系統(tǒng)產(chǎn)生難以用操作來彌補的影響。 熟料的煅燒主要是風、煤、料、操作四者的平衡，具體表現(xiàn)在操作對其余三者的調(diào)整來達到系統(tǒng)的平衡和筒、窯、爐、機四個子系統(tǒng)的合理匹配，以達到系統(tǒng)穩(wěn)定的溫 度、壓力分布，煅燒出優(yōu)質(zhì)合格熟料。通常，分解爐喂煤量大于窯頭喂煤量。此外由于ＫＨ值下降， 造成物料易燒，煅燒溫度下降，但用煤量與正常時相當，ｗ（ f－ CaO）量相當?shù)?；若減煤則ｗ（ f－ CaO）量會突然上升到３％左右。 d)混合材的性質(zhì)： 混合材有活性混合材和非活性混合材之分，活性混 合材在水泥水化過程中也發(fā)生水化反應(yīng)，對水泥的強度有貢獻，而且混合材的比表面積越大其活性越高，水化后的強度也就越高。水泥強度提高了，混合材的摻入量就可以提高了。 (2) 本廠生產(chǎn)的為以粉煤灰為混合材的 水泥。 主機平衡計算方法簡單，但較大工作量在主機選型上，在確定個車間主機時，應(yīng)先對流程（如破碎是一次還是兩次，開路磨還是閉路磨等）進行比較、分析和選定 車間的工作制度、設(shè)備的年利用率的確定 車間工作制度的確定 表 211 水泥主機每周運轉(zhuǎn)小時數(shù) 主機名稱 每日運轉(zhuǎn)時間h/日 每周運轉(zhuǎn)時間h/周 生產(chǎn)周制 /日 /周 生產(chǎn)班制 石灰石破碎機 6~7 36~42 6 每日一班每班 6～ 7h 12~14 72~84 6 每日兩班每班 6～ 7h 生料磨 22 154 7 窯 24 168 7 煤磨 22 154 7 24 168 7 水泥磨 22 154 7 回轉(zhuǎn)烘干機 22 154 7 包裝機 6~7 36~42 6 每日一班每班 6～ 7h 12~14 72~84 6 每日兩班每班 6～ 7h 6~7 42~49 7 每日一班每班 6～ 7h 12~14 84~98 7 每日兩班每班 6～ 7h 河 北 理 工 大 學 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 21 據(jù)上表確定本設(shè)計主機每周運轉(zhuǎn)小時數(shù) 主機名稱 每日運轉(zhuǎn)時間 h/日 每周運轉(zhuǎn)時間 h/周 生產(chǎn)周制 /日 /周 生產(chǎn)班制 石灰石破碎機 14 84 6 每日兩班 生料磨 24 168 7 每日三班 窯 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 包裝機 14 98 7 每日兩班 主機名稱 年利用率 石灰石破碎機 ～ 生料磨（主磨） 回轉(zhuǎn)窯 煤磨（主磨） ～ 水泥磨 包裝機 ～ 主機設(shè)備選型 石灰石破碎機 破碎設(shè)備的作 用 在水泥生產(chǎn)中來自堆場或預均化堆場的原、燃料以及其他物料要進行破碎以滿足進一步粉磨加工的需要。破碎機的可動顎板繞懸掛軸或可動軸對固定顎板作周期性地靠近和離開運動。 d) 輥式破碎機 輥式破碎機的工作部分是兩個相對回轉(zhuǎn)的輥子。 錘式破碎機具有結(jié)構(gòu)簡單、機器緊湊、處理能力大、破碎比大以及功率消耗小等優(yōu)點。本設(shè)計選用：錘式破碎機 ,型號為 PCG2022Ⅰ 1 臺 產(chǎn)量： 600 t/h 臺 主電機功率： 800kw 生料磨、水泥磨和煤磨系統(tǒng) 在水泥生產(chǎn)中，粉磨過程是能耗最高的過程，而且其中的能量利用又極低，所消耗的能量大部分轉(zhuǎn)化成熱能而白白地浪費，僅有 3%～ 6%的能量用于增加物料比表面積。從節(jié)能的角度看，將有逐步為節(jié)能粉磨所取帶的趨勢。立式磨系統(tǒng)的單位生料粉磨電耗為球磨的 75％－ 90％，而且烘干能力強，特別適用干 SP 窯或 NSP 窯，可以利用窯尾低溫度氣進行烘干，甚至不需要建廠房，大大節(jié)省了基建投資。粉磨電耗低，節(jié)電效果突出。近幾年來，國內(nèi)立磨水泥預粉磨系統(tǒng)已開始采用，該系統(tǒng)調(diào)試方便，震動較小，運轉(zhuǎn)平