【正文】 文題目4000t/d水泥熟料預分解窯熟料粉磨系統(tǒng)的初步設計學 院年 級專 業(yè)學生姓名學 號指導教師畢業(yè)論文（設計）論文題目4000t/d水泥熟料預分解窯熟料粉磨系統(tǒng)的初步設計學 院材料科學與工程年 級專 業(yè)無機非金屬材料工程學生姓名學 號指導教師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計在整個的水泥廠的設計中是很重要的一個環(huán)節(jié)。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)的先進技術(shù)和發(fā)展 3 生產(chǎn)需求狀況 4 設計特點 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 配料計算與物料平衡 14 配料計算 14 原料選擇 14 率值及率值確定 14 水泥配料方案 15 物料平衡計算 19 燒成車間生產(chǎn)能力和工廠生產(chǎn)能力的計算 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 主機平衡計算及選型 26 車間工作制度的確定 26 主機選型 26 破碎機的選型 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 包裝機的選型 30 主機平衡表 30第5章 儲庫計算 32 確定各種物料儲存期 32 堆場計算 32 石灰石預均化堆場 33 原煤預均化堆場 34 聯(lián)合預均化堆場 35 儲庫計算 38 生料配料站 38 熟料庫 42 水泥配料站 43 水泥庫 47 儲庫一覽表 47第6章 水泥制成車間設計計算 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 49 水泥粉磨流程發(fā)展情況 51 輥壓機粉磨系統(tǒng)的發(fā)展 52 輥壓機水泥粉磨工藝方案 52 本設計工藝流程 54 制成車間選型計算 55 球磨機的設計計算 55 水泥球磨機的熱平衡計算 61 輥壓機系統(tǒng)選型計算 64 輥壓機選型計算 64 V型選粉機、旋風筒選型及其他設備選型 65 其他附屬設備的選型計算 67 OSEPA選粉機 67 收塵器 68 喂料計量設備 68 配料裝置設計 69 輸送設備 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 全廠總平面設計的基本原則 74 全廠工藝平面布置說明 75結(jié) 論 77致 謝 78參考文獻 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注，特別是 上世紀80 年代以來得到了突飛猛進的發(fā)展，國際水泥工業(yè)以預分解技術(shù)為核心，將現(xiàn)代科學技術(shù)和工業(yè)化生產(chǎn)的最新成果廣泛應用于水泥生產(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、自動化的現(xiàn)代生產(chǎn)方法。在我國，新型干法水泥起步于上世紀70年代，至今已有30多年，但發(fā)展步伐較小，速度緩慢。同時，隨著與分解技術(shù)日趨成熟，各種類型的旋風預熱器與各種不同的預分解方法相結(jié)合，發(fā)展成為許多類型的預分解技術(shù) 。繼國內(nèi)低參數(shù)、多級進氣汽輪機的開發(fā)成功,國產(chǎn)裝備的純中、低溫余熱電站也進入了成熟階段,采用中、低品位余熱動力轉(zhuǎn)換機械的純中、低溫余熱發(fā)電技術(shù)具有更顯著的節(jié)能效果。從上世紀 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)線采用六級預熱器。 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48%左右。進入9月份，在全球經(jīng)濟衰退的影響下，煤炭庫存量持續(xù)增加，價格開始回落，煤炭行業(yè)驟然“降溫”。日產(chǎn)4000噸以上大型新型干法水泥生產(chǎn)線，技術(shù)經(jīng)濟指標達到噸水泥綜合電耗小于95kw其規(guī)模 216。，該破碎機其特點為破碎比大,可將大塊原礦石一次性破碎到符合入磨標準的粒度,與傳統(tǒng)的兩段破碎系統(tǒng)相比,維修方便。%。 8200 mm。 本次設計選擇3個熟料庫，其中1，2庫儲存合格的熟料，3庫（設計儲量為2000t）為次熟料庫。窯頭和分解爐喂煤采用菲斯特秤計量系統(tǒng)。能力:96~160t/h。中央化驗室則和中央控制室平行布置 ，負責全廠原、燃材料、半成品和成品的物理檢驗、化學分析及質(zhì)量控制。 設計是工廠建設的靈魂，工藝設計是工廠設計的主要環(huán)節(jié)，是決定全局的關鍵。水泥的原料應滿足以下工藝要求：化學成分必須滿足配料的要求，以能制得成分合適的熟料，否則會使配料困難，甚至無法配料。粘土質(zhì)原料是含堿和堿土的鋁硅酸鹽，主要化學成分是SiO2，其次Al2O3，還有Fe2O3，~。對回轉(zhuǎn)窯來說，采用的煤的發(fā)熱量高，揮發(fā)分低，則因揮發(fā)分低，火焰黑火頭長，燃燒部分短，熱力集中，熟料易結(jié)大塊，游離氧化鈣增加，耐火磚壽命縮短。但鋁率過低，雖然液相黏度小，液相中質(zhì)點容易擴散C3S形成有利，但燒結(jié)范圍窄，窯內(nèi)易結(jié)大塊，不利于窯的操作。參考國內(nèi)外大型預分解窯熟料率值的配料方案，結(jié)合本設計的原料品質(zhì)，本次設計的初始率值目標值定為：KH= SM= IM= 水泥配料方案1）計算熟料中煤灰摻入量GA GA = （B：煤灰沉落率，帶電收塵器的窯為：100%） ==2）假設原料配比，計算配料數(shù)據(jù)及生料成分設干燥基原料配比為：表 33 假設干燥基原料配比石灰石砂巖硫酸渣頁巖%%%%計算各原料帶入白生料中的成分量：原料配比該原料化學成分中各氧化物含量，如：石灰石帶入白生料中的SiO2的百分含量為：SiO2=%%=%用此法計算所有原料帶入白生料中各氧化物百分含量列于表34：表 34 化學成分（%）原料名稱配比LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3∑石灰石—　砂巖—頁巖—硫酸渣白生料100灼燒基生料——灼燒基生料=白生料中各氧化物含量 =白生料中各氧化物含量3）計算熟料成分 熟料中各氧化物含量=灼燒基生料中各氧化物含量（100煤灰摻入量GA）+煤灰中各氧化物含量GA表 35 熟料的計算成分（%）項 目配合比SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3∑灼燒基（100GA）%煤灰成分GA%熟料成分1004）熟料率值及其礦物組成計算 （IM≥）KH==SM==IM==根據(jù)計算結(jié)果，KH、IM、SM都略低于配料目標值，所以重新調(diào)整原料原料配比。當設計任務書是兩種或者兩種以上，但所用熟料相同時，可先分別求出每種水泥的產(chǎn)量，然后計算水泥產(chǎn)量的總和。砂巖——硫酸渣——生料——————石膏—粉煤灰—石灰石（混合材）建筑垃圾（紅磚）—熟料————400028000————水泥（）———————燒成用煤—注：窯熟料產(chǎn)量：4000t/d；熟料熱耗3093kJ/kg。與傳統(tǒng)的的球磨相比，立式磨粉碎比大，粉碎效率高，節(jié)能可達30%，對入磨原料的適應性強，設備噪音小，工藝緊湊，占地面積和建設投資分別比球磨粉磨系統(tǒng)減少50%和70%。分解爐選用阻力較小的NSF分解爐（參考冀東水泥），其有效容積較大，有利于煤粉充分燃燒與氣料熱交換，提高了分解爐的分解效率。此設備搭配方案在都江堰拉法基水泥廠從投產(chǎn)效果看，振動極小，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠。通過量:485~550t/h；喂料粒度95%≤45mm，Max≤75mm；產(chǎn)品粒度平均:＜2mm占 65%；＜ 20%；功率：2800kW，轉(zhuǎn)速1485r/min3。）、密封性能好、揚塵小、自動化程度高及操作簡便等優(yōu)點。本設計確定各物料的儲存期如下：（《新型干法水泥廠工藝計算手冊》P312）表 51 各原料堆場及堆棚的儲存期物料名稱石灰石頁巖砂巖硫酸渣煤生料建筑垃圾熟料石膏粉煤灰石灰石混合材水泥儲存期（d）5101420152082051010 堆場計算各物料的密度和休止角如下表所示(參照《水泥廠工藝設計概論》P289 附錄（一）常用物料的密度和休止角)：表 52 常用物料密度和休止角物 料名 稱碎石灰石干頁巖干砂巖硫酸渣塊煤煤粉粉煤灰生料粉熟 料 （回轉(zhuǎn)窯）石膏建筑垃圾（紅磚）普通水泥（庫內(nèi)）物料容重γ（t/m3）休止角α(度)30253635270323533454030 石灰石預均化堆場目前大型水泥廠的石灰石預均化可采用長形或圓形2種形式的堆場，其主要特點粗略比較如下：表53 石灰石預均化堆場特點的粗略比較 比較項目 圓形堆場 長形堆場 堆取料方式 連續(xù)堆、取料 一堆一取 均化效果 較好 好 堆料機 懸臂，環(huán)線連續(xù)布料 懸臂，直線連續(xù)布料 取料機 橋式，端面取料，中心卸料 橋式，端面取料 卸料方式 地坑卸料 地面卸料 總投資 100% 126% 有無擴建條件 無 有長形堆場占地面積較大，且建設投資較高，其均化效果較好，設備操作比較復雜，可以根據(jù)需要和場地條件予以擴建；圓形堆場占地面積比矩形少30%~40%，總投資比矩形少30%~40%，均化效果比矩形稍差，但通過采用新的工作系統(tǒng)，均化效果已大為提高，設備操作方便，有利于自動控制。 原煤預均化堆場同樣，原煤預均化堆場也采用圓形預均化堆場設置。QV===，得： L鐵粉=（m）1聯(lián)合預均化堆場的長度等于各個堆場之和加上10m的富裕長度：L總1= L頁巖+L砂巖+L硫酸渣+10=+++10=（m），取為72m；再考慮取料機的軌道和過道寬度，可確定堆場的寬度為40m，因此，1聯(lián)合儲庫的規(guī)格為： 4072 m。QV=V1+V2=tanα +H1，Vγ≥Q式中：V1 、V2——分別為圓庫錐體和圓柱體部分體積m；γ——該物料的堆積密度，t/m3；α——該物料的休止角，度； Q——該物料的儲存量，t； D、H1——分別為圓庫有效內(nèi)徑和直筒部分有效高度，m。V= tan25+H1Vγ=(tan25+H1)≥2H1≥（m）錐體部分的高度為：H2=D有效儲量=(tan36+)=（t）實際儲存期=（d）由此，確定砂巖庫的規(guī)格為：216。 生料均化庫（IBAU庫）生料均化庫的幾種主要類型及特點比較：表 54 生料均化庫的幾種主要類型及特點比較項目IBAU庫Polysius MF庫 CF庫均化用空氣壓力60~8060~8050~80均化用空氣量7~107~107~12均化電耗~~均化效果7~107~1010~16基建投資較高較低較高操作要求很簡單很簡單簡單均化庫結(jié)構(gòu)或特點土建結(jié)構(gòu)較復雜，電耗很低，操作很簡單管理方便，電耗很低均化效果很好，控制系統(tǒng)較復雜，基建費較高生料入窯計量采用變頻調(diào)速的定量給料機，型號DEM2060+S1右裝，計量范圍35~350t/h，計量精度≤177。γ=(tan33+ H1)≥解得：H1=（m）， 錐體部分的高度為： H2=D V=V+V2=tanα +H1，Vγ≥Q式中：V1 、V2——分別為圓庫錐體部分和圓柱體體積m；γ——該物料的堆積密度，t/m3；α——該物料的休止角，度； Q——該物料的儲存量，t； D、H1——分別為圓庫有效內(nèi)徑和直筒部分有效高度，m。V=tan45+H1Vγ=(tan45+H1)≥2H1≥（m）錐體部分的高度為： H2=D有效儲量=(tan40+)=（t）實際儲存期=（d）由此，確定建筑垃圾（紅磚）庫的規(guī)格為：14m。要求總儲量為Q總=Q715m1生料均化庫生料均化庫（IBAU庫）60m11700017000熟料庫熟料庫