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正文內(nèi)容

4000td熟料水泥廠工藝設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2025-03-09 05:57 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 推薦的節(jié)能機(jī)電設(shè)備,以降低產(chǎn)品成本。 (6) 在滿足生產(chǎn)要求的前提下,以及充分考慮當(dāng)?shù)貧庀髼l件,通過(guò)設(shè)備露天化布置,優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等措施,降低土建工程造價(jià)。 (7) 采用先進(jìn)、可靠的 DCS 集散計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),以達(dá)到高效、節(jié)能、穩(wěn)定生產(chǎn)、優(yōu)化控制的目的。并最大程度地減少操作崗位定員,以降低成本。 (8) 貫徹執(zhí)行國(guó)家和地區(qū)對(duì)環(huán)保、勞動(dòng)安全、工業(yè)衛(wèi)生、 計(jì)量、消防等方面的有關(guān)現(xiàn)行規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)。 設(shè)計(jì)原則 在新型干法水泥廠的設(shè)計(jì)中,建立采用先進(jìn)技術(shù),超前控制和連續(xù)生產(chǎn)的設(shè)計(jì)新概念,用技術(shù)創(chuàng)新來(lái)改造生產(chǎn)工藝,提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低投資,降低成本,利用三廢,追求工廠建成后的最大經(jīng)濟(jì)效益。 進(jìn)行工廠總體布置設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意 : (1) 應(yīng)充分利用地形,適當(dāng)選擇標(biāo)高 , 減少土石方工程量 , 長(zhǎng)形車間注意順著等高線布置 , 如地形變化大 , 應(yīng)按生產(chǎn)流程利用地形來(lái)分段布置 (2) 注意粉塵流向,揚(yáng)塵點(diǎn)設(shè)在水泥廠的下風(fēng)向,避免對(duì)其它車間發(fā)生影響。 (3) 生產(chǎn)流程順暢,避免物 料倒流 。 (4) 各車間應(yīng)設(shè)在有利于生產(chǎn)的適當(dāng)位置,相關(guān)建構(gòu)物應(yīng)盡可能相鄰或者接近。如原料車間應(yīng)接近礦山來(lái)料的方向,水泥庫(kù)包裝車間,材料庫(kù)最好設(shè)計(jì)在進(jìn)廠的鐵路專用 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 第 4 頁(yè) 4 線附近,壓縮空氣機(jī) .變電所及配電所最好在負(fù)荷的中心 ,修理車間 .材料庫(kù)及車間辦公室應(yīng)設(shè)在與各車間聯(lián)系方便的位置。 (5) 較大荷重的建構(gòu)筑物 ,如水泥庫(kù)、生料庫(kù)、熟料庫(kù)及大型設(shè)備基礎(chǔ)等 ,在滿足生產(chǎn)要求的前提下 ,盡量選擇在工程和地質(zhì)條件較好的地方。 (6) 工廠布置要求集中緊湊,運(yùn)輸簡(jiǎn)捷方便,避免平面交叉。但也要注意防火 .采光 .通風(fēng)的要求 ,在節(jié)約的原則下 ,適當(dāng)?shù)仡櫲S的整齊 .美觀。 (7) 盡量考慮本車間的發(fā)展余地,相鄰兩車間應(yīng)向外側(cè)發(fā)展,水泥庫(kù)的發(fā)展應(yīng)留在鐵路的盡頭方向,以減少擴(kuò)建時(shí)對(duì)生產(chǎn)的影響。 進(jìn)行車間工藝布置時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 (1)保證生產(chǎn)需要,例如磨頭倉(cāng)有適當(dāng)?shù)母叩痛笮。剞D(zhuǎn)窯應(yīng)有一定的斜度,設(shè)備操作開(kāi)關(guān)和指示控制儀表應(yīng)鄰近操作崗位。 (2)便于檢修,車間位置應(yīng)有足夠的檢修面積和起重設(shè)備。 (3)安全措施,車間應(yīng)有足夠?qū)挾鹊淖叩?,安全平臺(tái)和通道,并設(shè)置防爆閥和安全罩。 (4)便于施工,車間設(shè)計(jì)應(yīng)考慮施工條件,考慮擴(kuò)建。 (5)下雨作業(yè) ,車間應(yīng)考慮到防雨措施及設(shè)備在下雨天的工作情況。 (6)注意節(jié)約,盡量避免浪費(fèi)。 本設(shè)計(jì)的范圍與要求 本 設(shè)計(jì) 包括總體設(shè)計(jì)和車間設(shè)計(jì)兩個(gè)方面,總體設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括配料計(jì)算、全廠物料平衡計(jì)算、主機(jī)設(shè)備選型以及堆場(chǎng)儲(chǔ)庫(kù)計(jì)算等方面。車間設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是 4000t/d預(yù)分解窯生產(chǎn)線生料磨(立式磨)車間工藝流程的選擇與設(shè)備選型、立式磨的選型計(jì)算句、及熱平衡計(jì)算等。 設(shè)計(jì) 要符合水泥工藝 學(xué) 要求 ,即 工藝流程簡(jiǎn)單、設(shè)備選型恰當(dāng)、布局合理、能滿足生產(chǎn)的要求。此外,還要求考慮環(huán)保要求、自動(dòng)化要求,是否需要考慮闊建留下余地也是 相當(dāng)重要的。 設(shè)計(jì)的基本原則是 “ 生產(chǎn)可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理 ” 。首先要保證工廠的正常生產(chǎn),并在盡可能短的時(shí)間內(nèi)達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn),盡快成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)??傮w水平的提高主要體現(xiàn)為技術(shù)水平的提高,選用大型粉磨系統(tǒng)并提高自動(dòng)化水平、改變傳統(tǒng)模式,可以大幅度降低粉磨電耗,使水泥綜合電耗< 110kwh/t,水泥工藝過(guò)程電耗< 110kwh/t,得到更好的經(jīng)濟(jì)效益。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 第 5 頁(yè) 5 建廠條件 廠址概況 (1) 廠址的選擇和其它條件 a. 靠近石灰石礦山,在礦山上將石灰石破碎后用皮帶運(yùn)輸?shù)皆项A(yù)均化堆場(chǎng),利于節(jié)約費(fèi)用。 b. 本廠采用 U 型設(shè)計(jì),把住房和廠房分隔開(kāi)來(lái),不會(huì)影響工人的休息,也不會(huì)影響到生產(chǎn)的進(jìn)行,在開(kāi)采礦山時(shí)不會(huì)對(duì)周圍的居民造成影響。 c. 本廠的占地面積廣,由于礦山開(kāi)采后會(huì)留下空地,我們將多余的空地用來(lái)建設(shè)各種不同的娛樂(lè)場(chǎng)所和不同的建筑物,美化環(huán)境,減少污染。 d. 本廠地處于郊區(qū),沒(méi)有占農(nóng)民的良田,沒(méi)有占國(guó)家的交通干線,排放的污水是經(jīng)過(guò)處理了的,不會(huì)對(duì)周圍的一切農(nóng)作物造成傷害。 e. 廠區(qū)的交通方便,有一條直通南北的交通干線,這為水泥的銷售起了很大的作用,有利于原料和燃料的進(jìn)出。 f. 廠區(qū)的地址條件較好,忍 耐力為 22 t/ 2m 以上。地下不會(huì)出現(xiàn)斷層、滑坡、古墓和其他的礦體。 (2) 工程地質(zhì) 場(chǎng)地內(nèi)無(wú)泥石流、滑坡、崩塌、塌陷等地質(zhì)災(zāi)害記錄,不良地質(zhì)現(xiàn)象主要為巖溶,地層為第四級(jí)紅粘土和二迭紀(jì)毛口組厚層石灰?guī)r組成,赤泥層二迭紀(jì)毛口組石灰?guī)r。 (3) 氣象條件 a. 溫度 年平均氣溫: 16℃; 最熱月 7 月平均氣溫: ℃; 最冷月 1 月平均氣溫: ℃; 歷史最高氣溫: ℃; 歷史最低氣溫: ℃。 b. 風(fēng)速 全年平均風(fēng)速: m/s; 夏季平均風(fēng)速: m/s; 冬季平均風(fēng)速: m/s; 年平均靜風(fēng)頻率: 375。 原料資源 (1) 石灰石礦山就在廠房的上游,離廠房石灰石原料車間有 100 m 左右,使用年限大于 30 年。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 第 6 頁(yè) 6 (2) 石膏是用汽車或火車從外地進(jìn)來(lái)的, SO3含量為 %。 (3) 煤的來(lái)源于貴州,是優(yōu)質(zhì)煤,含硫量極少,可以不作為計(jì)算。 外界的資源 (1) 用水方面,本廠的水 是就地取的,廠的旁邊有一小溪,可以作為生活用水,終年不會(huì)停水,夏季的水量不會(huì)對(duì)廠的存在造成威脅,水費(fèi)是免費(fèi)的,廠區(qū)放出的污水是經(jīng)過(guò)處理后才排放的,不會(huì)對(duì)下游的農(nóng)田造成損失。 (2) 用電方面,在廠的旁邊安裝的有一個(gè) 20 千伏安的變壓器,專供本廠的生產(chǎn)和生活用電所需要。電費(fèi)的價(jià)格合理,平均 元 /度。 (3) 交通方便,快捷,有一條二級(jí)公路穿梭于廠區(qū)。 設(shè)計(jì)總平面布置圖的要求 為了求的生產(chǎn)過(guò)程的暢通、快捷,妥善處理原料和燃料與成品的進(jìn)出廠的交通關(guān)系,主要設(shè)備與輔助生產(chǎn)車間的關(guān)系,地上設(shè)施與地下 設(shè)施的關(guān)系,供電、供氣、供排水系統(tǒng)相互之間的關(guān)系等等,使企業(yè)組成一個(gè)有機(jī)的整體。 對(duì)于總平面設(shè)計(jì)的主要要求如下: (1) 工廠總平面布置應(yīng)力求集中緊湊,運(yùn)輸簡(jiǎn)潔,交通方便,采用 L 型設(shè)計(jì),避免了平面的交叉。防火、采光和通風(fēng)都好。工廠的整體布局好,美觀。 (2) 各個(gè)車間的位置較好,原料車間接近礦山的來(lái)料方向,水泥庫(kù)、包裝車間、材料庫(kù)都放在專用線的附近,可以方便快捷的利用。 (3) 水泥庫(kù)、料漿庫(kù)、聯(lián)合儲(chǔ)庫(kù)和干涸中大型設(shè)備基礎(chǔ),都是建在工程質(zhì)量較好的地方。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 第 7 頁(yè) 7 第二章 配料計(jì)算 配料計(jì)算的概述 制造水泥 熟料的主要原料是石灰石(主要提供氧化鈣),砂巖(主要提供氧化硅),鐵粉(主要提供氧化鐵),粉煤灰(主要提供氧化硅和氧化鋁),為了準(zhǔn)確地控制熟料的礦物組成,這些原料必須按一定的配比進(jìn)行混合、粉磨。所以在 設(shè)計(jì)水泥工廠 生產(chǎn)的過(guò)程中,一般要進(jìn)行配料計(jì) 算( 兩次 ) ,第一次是在礦山初步設(shè)計(jì)之前的初步配料計(jì)算,其目的是: ;; 的要求 。 第二次計(jì)算是在礦山 開(kāi)采 之后、工廠設(shè)計(jì)之前,其目的是 ; 物料平衡計(jì)算和主機(jī)選型所需要的資料; 滿足正常的要求。熟料組成確定以后,便可根據(jù)所用原料進(jìn)行配料計(jì)算,以求出符合要求的熟料組成的原料配合 比 。 配料計(jì)算的依據(jù)是物料平衡,任何化學(xué)反應(yīng)的物料平衡是:反應(yīng)物的量等于生成物的量。隨著溫度的升高,生料煅燒成熟料經(jīng)歷著以下過(guò)程:即生料干燥蒸發(fā)物理水、粘土礦物分解放出結(jié)晶水、有機(jī)物質(zhì)的分解揮發(fā)、碳酸鹽分解放出二氧化碳、液相出現(xiàn)使熟料燒成。因?yàn)樵现泻兴?,二氧化碳以吸收一些物質(zhì)移出,所以計(jì)算時(shí)必須采用統(tǒng)一基準(zhǔn)。 蒸發(fā)物理水以后,生料處于干燥狀態(tài) ,以干燥狀態(tài)質(zhì)量所表示的計(jì)算單位,稱為干燥基準(zhǔn)。干燥基準(zhǔn)用于計(jì)算干燥原料的配合比和干燥原料的化學(xué)成分。 如果不考慮生產(chǎn)損失,則干燥原料的質(zhì)量應(yīng)等于生料的質(zhì)量,即是: 干石灰石+干砂巖+干鐵粉+ 粉煤灰 =干生料 去掉燒失量 (結(jié)晶水、二氧化硅和揮發(fā)物 )以后,生料處于著灼燒狀態(tài)。以灼燒狀態(tài)質(zhì)量所表示的計(jì)算單位,稱為灼燒基。灼燒基用于計(jì)算原料的配合比和熟料的化學(xué)成分。如果不考慮生產(chǎn)損失,則采用基本上無(wú)灰分摻入的氣體或液體燃燒是時(shí),則灼燒原料、灼燒生料與熟料三者質(zhì)量應(yīng)相等,即: 灼燒石 灰石+灼燒砂巖+灼燒鐵粉+灼燒 粉煤灰 =灼燒生料=熟料 如果不考慮生產(chǎn)損失,在采用 有 灰分摻入的燃煤時(shí),則灼燒生料與摻入熟料的煤灰之和應(yīng)等于熟料的質(zhì)量,即 灼燒生料+煤灰 (摻入熟料的量 )=熟料 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 第 8 頁(yè) 8 在實(shí)際生產(chǎn)中,由于總有生產(chǎn)損失,且灰分的化學(xué)成分不可能等于生料成分,煤灰的摻入量也并不相同,因此在生產(chǎn)中應(yīng)以生料成分的差值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,對(duì)配料方案較正。 要得到高質(zhì)量的水泥必須控制好熟料的三個(gè)率值,取三個(gè)率值分別為: KH=177。 、 SM=177。 、 IM=177。 水泥熟料率值的確定 我 國(guó)目前硅酸鹽水泥熟料采用 石灰飽和系數(shù) ( KH) 、硅酸率 ( SM) 和鋁 氧 率 ( IM)三率值控制熟料質(zhì)量 。水泥熟料是一種多礦物結(jié)合體,而這些礦物又是由四種主要氧化物化合而成。在水泥生產(chǎn)過(guò)程中,不僅要控制熟料的各氧化物的含量,還應(yīng)控制各氧化物之間的比例,也就是率值。這樣可以比較方便地表示化學(xué)成分和礦物組成之間的關(guān)系,明確地表示對(duì)熟料性能和 煅 燒的影響。因此在現(xiàn)代化生產(chǎn)中,率值仍然是生產(chǎn)控制的一種重要指標(biāo)。 預(yù)分解窯 的熱工特點(diǎn),一是回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速高,物料翻滾次數(shù)多,具有傳熱傳質(zhì)速度快的特點(diǎn);二是采用預(yù)分解系統(tǒng),物料預(yù)燒性好,固 相反應(yīng)集中;三是采用高效冷卻機(jī),使熟料冷卻速度快,熟料質(zhì)量高。在高的煅燒溫度下,可煅燒低液相和高液相黏度的生料,故 預(yù)分解窯 生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料時(shí),多數(shù)選擇了 “ 兩高一中 ” 的 配料方案, 有的企業(yè)采用“三高”方案,如表 所列 。 這種配料方案,用較高的鋁氧率,雖然液相黏度高,但由于窯內(nèi)火焰溫度高,即使高黏度,也能很好地完成 SC2 吸收游離氧化鈣的過(guò)程。高硅酸率有利于增加硅酸鹽礦物總量,為提高熟料各齡期強(qiáng)度創(chuàng)造條件,相應(yīng)溶劑礦物總量減少,熟料易燒性低,但由于窯內(nèi)火焰溫度高,且窯內(nèi)物 料需熱量少,高硅酸率的生料是可以燒成的。在高硅酸率下, 石灰飽和 系數(shù)也無(wú)需太高就能達(dá)到高的 SC3 值。 表 預(yù)分解 窯水泥熟料率值 、 礦物 組 成范圍 生產(chǎn)統(tǒng)計(jì) 率值范圍 礦物組成 國(guó)內(nèi) 國(guó)外 率值 國(guó)內(nèi) 設(shè)計(jì)規(guī)范 新型干法水泥技術(shù) C3S/% 54~61 65 KH ~ ~ ~ C2S/% 17~23 13 SM ~ ~ ~ C3A/% 7~9 8 IM ~ ~ ~ C4AF/% 9~11 10 我國(guó)硅酸鹽水泥熟料一般采用“兩高一中”的配料方案 注:習(xí)慣提法,高飽和比( KH=177。 )、中飽和比( KH=177。 ); 高硅酸率( SM =~ )、中硅酸率( SM =~ )、低硅酸率( SM =~ ); 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 第 9 頁(yè) 9 低鋁氧率( IM =~ )、高鋁氧率( IM =~ ); 根據(jù)現(xiàn)代水泥質(zhì)量觀念,硅酸鹽熟料質(zhì)量 SC3 + SC2 達(dá)到 75%以上,其中 SC3 超過(guò) 55%,最好達(dá)到 60%以上。 對(duì)于大中
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