【文章內(nèi)容簡介】 100 %=% 濕 砂巖 =247。 (1003)100 %=% 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 12 濕 粉煤灰 =247。 (1001)100%=% 濕硫酸渣 =247。 （ 1005） 100%=% 將上述質(zhì)量比換算為百分比： 濕石灰石 =247。 (+++)100%=% 濕 砂巖 =247。 (+++)100%=% 濕 粉煤灰 =247。 (+++)100%=% 濕硫酸渣 =247。 (+++)100%=% 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 13 第三章 全廠物料平衡計(jì)算 物料平衡計(jì)算是水泥廠設(shè)計(jì)必不可少的工藝計(jì)算內(nèi)容之一。是主機(jī)平衡和儲庫平衡計(jì)算的基礎(chǔ)和依據(jù)。物料平衡計(jì)算是計(jì)算從原料進(jìn)廠到成品出廠各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要處理的物料量，包括所有原料、燃料、半成品、成品的量，并表達(dá)為小時、日、周、 年需要量，作為確定工廠各種物料需要量、運(yùn)輸量、工藝設(shè)備選型和計(jì)算存儲設(shè)施容量的依據(jù)。 物料平衡計(jì)算是以熟料產(chǎn)量 為基準(zhǔn)的。 所需的原始數(shù)據(jù)。 (1)孰料 日產(chǎn)量 4000t/d (2)窯的年利用率 。η = ， η 應(yīng)該在 ~ 之間 [5]。 (3)各物料生產(chǎn)損失：水泥的生產(chǎn)損失取 3%，生料的生產(chǎn)損失 3%，煤的生產(chǎn)損失一般取 3%[5]。 (4)物料天然水分。參照表 26 原料的含水率 。 (5)擬用脫硫石膏的 SO3含量較高，其質(zhì)量符合國標(biāo)的技術(shù)要求，滿足本項(xiàng)目水泥品種的生產(chǎn)需求 所以能夠完全適應(yīng)生產(chǎn)。 (6)混合材摻入量。根據(jù) GB175—— 2021 要求： 普通 硅酸鹽 水泥選用 燒 煤矸石作為混合材摻量 15%。 復(fù)合硅酸鹽水泥選用煤矸石和粉 煤灰作為混合材 其中 煤矸石和粉煤灰各摻 12%。 (7)熟料燒成熱耗：參見第二章，本設(shè)計(jì)取熟料燒成熱耗 為 3045kJ/kg 孰料 。 計(jì)算步驟和方法 本設(shè)計(jì)采用 年 平衡法計(jì)算：按計(jì)劃任務(wù)書對工廠規(guī)模（水泥 產(chǎn)量）的要求，選擇窯型和規(guī)格，標(biāo)定窯的臺時產(chǎn)量，計(jì)算窯的臺數(shù)，然后再算出燒成系統(tǒng)和工廠的每周 生產(chǎn)能力。 熟料產(chǎn)量和水泥產(chǎn)量的計(jì)算 (1) 孰 料年產(chǎn)量： Qy=Qy1+Qy2=+=(t/y) 復(fù)合水泥年產(chǎn)量 ： Qy1=（ 100de1 e2） /（ 100P） *Gy1 =(10012125)/(1003)*1000000=(t/y) 普通水泥年產(chǎn)量 ： Qy1=（ 100de1） /（ 100P） * Gy2 =(100155)/(1003)*500000=(t/y) 以上各式中： Qy —— 表示孰料年 產(chǎn)量（ t/y）； Qy1—— 復(fù)合水泥年產(chǎn)量 （ t/y）； Qy2—— 普通水泥年產(chǎn)量 （ t/y）； 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 14 d —— 表示水泥中 脫硫 石膏的摻入量（﹪） ； e1 —— 表示水泥中 煤矸石 的摻入 量（﹪）； e2 —— 表示水泥中粉煤灰慘入量 （﹪）； P —— 水泥的生產(chǎn)損失，取 3%。 Gy—— 復(fù)合水泥生產(chǎn) 規(guī)模（ t 水泥 /年） Gy2—— 普通水泥生產(chǎn)規(guī)模（ t 水泥 /年） (2)窯的臺數(shù) 考慮 10%的儲備 [5]后窯標(biāo)定 臺產(chǎn)定為 ： Qh,1=G=*4000/24=（ t/臺 h） n= Qy/（ 8760η Qh,1 ） =（ 8760**） =； 故 n 取 1。 式中： n —— 窯的臺數(shù)（臺）； dQ —— 要求的熟料日產(chǎn)量（ t/d）； .1hQ —— 所選窯的標(biāo)定臺時產(chǎn)量（ t/臺 h）。 (注： ) (3)計(jì)算燒成系統(tǒng)的生產(chǎn)能力 熟料小時產(chǎn)量： hQ =n* .1hQ ==(t/h) 熟料日產(chǎn)量： dQ =24*=(t/d) 孰料年產(chǎn)量： Qy=8760Qh*η =8760**=(t/y) 以上各式中： hQ —— 表示熟料小時產(chǎn)量（ t/h）； dQ —— 表示熟料日產(chǎn)量（ t/d） wQ —— 表示熟料周產(chǎn)量（ t/w） Qy —— 表示熟料周產(chǎn)量（ t/y） (4)工廠 生產(chǎn)能力計(jì)算 水泥 小時 產(chǎn)量： Gh=Gh1+Gh2= +=(t/h) 復(fù)合水泥小時 產(chǎn)量： Gh1=（ 100P） /（ 100de1 e2） *Qh*2/3 =(1003)/(10051212)**2/3=(t/h) 普通水泥小時 產(chǎn)量 ： Gh2=（ 100P） /（ 100de1） *Qh*1/3 =(1003)/(100155)**1/3=(t/h) 以上各式中： Gh—— 表示水泥小時 產(chǎn)量（ t/h）； Gh1—— 復(fù)合水泥小時 產(chǎn)量 （ t/h） ； Gh2—— 普通水泥小時 產(chǎn)量 （ t/h） ； Gh—— 水泥 小時產(chǎn)量（ t/h）； 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 15 d —— 表示水泥中 脫硫 石膏的摻入量（﹪） ； e1 —— 表示水泥中 煤矸石 的摻入量（﹪）； e2 —— 表示水泥中粉煤灰慘入量 （﹪）； P —— 水泥的生產(chǎn)損失，取 3%。 水泥日產(chǎn)量： Gd=24* Gh=24*=(t/d) 水泥年產(chǎn)量： Gy=8760*η * Gh=8760**=(t/y)[5] 原 、 燃材料消耗定額的計(jì)算。 (1)考慮煤灰摻入時， 1噸熟料的干生料理論消耗量 ： KT=（ 100S） /（ 100I） =（ ） /（ ） = 式中 ： KT —— 干生料的理論消耗量（ t/t熟料）； I—— 干生料的燒失量（ %） I=， 見表 214； s—— 煤灰摻入量， （ %） s=， 見表 214。 (2)考慮生產(chǎn)損失 時， 1t熟料的干生料消耗定額 K生 =100 KT/(100P生 )=（ 100*） /（ 1003） = 式中 ： K生 —— 干生料消耗定額（ t/t熟料） P生 —— 生料的生產(chǎn)損失， P生 取 =3% (3)各種干原料消耗定額 由公式 iK K x?原 生 計(jì)算可得。 式中 K原 —— 某種干原料的消耗定額（ t/t熟料）； K生 —— 干生料消耗定額（ t/t熟料）； ix —— 干生料中該原料的配合比（ %）。 計(jì)算結(jié)果見表 31 表 31 干原料消耗定額 名稱 石灰石 砂巖 粉煤灰 硫酸渣 K 生 (t/t 熟料 ) ix （ %） K原 (t/t 熟料 ) (4)干 脫硫 石膏消耗定額 Kd= Kd1 +Kd2=+= 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 16 復(fù)合水泥 石膏消耗定額 Kd1=100d/{(100de)(100Pd)} =100*5/{（ 100524）（ 1003） } = 普通水泥 石膏消耗定額 Kd2=100d/{(100de)(100Pd)} = 100*5/{（ 100515）（ 1003） }= 式中 dK —— 干 脫硫 石膏消耗定額（ t/t 熟料）； Kd1—— 復(fù)合水泥石膏消耗定額； Kd2—— 普通水泥石膏消耗定額； d、 e—— 分別表示水泥中石膏 及 混合材的摻入量 (%)； dP —— 干脫硫 石膏的生產(chǎn)損失， 取 3%。 (5)干煤矸石 的消耗定額 Ke=Ke1+Ke2=+= 復(fù)合水泥 煤矸石消耗定額 Ke1=100 e/{(100de)(100Pe)} =12/（ 71*97） = 普通水泥 煤矸石消耗定額 Ke2=100 e/{(100def)(100Pe)} =100*15/（ 80*97） = 式中 ： Ke—— 干煤矸石消耗定額（ t/t 熟料）； Ke1—— 復(fù)合水泥煤矸石消耗定額； Ke2—— 普通水泥煤矸石消耗定額； d、 e、 f—— 分別表示水泥中 脫硫 石膏 、煤矸石 及 粉煤灰 的摻入量 (%)； Pe—— 煤矸石 的 生產(chǎn)損失， 取 3%。 (6)干 粉煤灰 的消耗定額 復(fù)合水泥 粉煤灰 消耗定額 Kf= f/{(100def)(100Pf)}=12/（ 71*97） = 式中 ： Kf—— 干粉煤灰 消耗定額（ t/t 熟料）； d、 e、 f—— 分別表示水泥中 脫硫 石膏、煤矸石及粉煤灰 的摻入量 (%)； Pf—— 粉煤灰 的生產(chǎn)損失，取 3%。 (7)燒成用干煤消耗定額 QgDW=(+25Mar)*100/(100Mar) =(22345+25*)*100/(100+) = kJ/kg干煤 Kf1=100q{ QgDW (100Pf) 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 17 =100*3045/{*(1003)} = kg煤 /kg熟料 式中 ： 1fK —— 燒成用干煤消耗定額（ kg煤 /kg熟料） —— 煤的應(yīng)用基低熱值，（ kJ/kg干 煤） q —— 熟料燒成熱耗（ kJ/kg熟料） QgDW—— 干煤低位熱值（ kJ/kg干煤） fP —— 煤的生產(chǎn)損失，取 3% (8)各干物料消耗定額換算為含天然水分的濕物料消耗定額 由公式 K濕 =100*K干 /(100ω o) 計(jì)算即可。 式中： K干、 K濕 —— 分別表示濕物料、干物料消耗定額， kg/kg 熟料； ω o—— 該物料的天然水分， %。 用此公式計(jì)算見下表： 表 32 原料消耗定額表 （ 公斤 /每公斤孰料） 名稱 石灰石 砂巖 粉煤灰 硫酸渣 煤 煤矸石 粉煤灰 脫硫 石膏 ω o 20 K干 K濕 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 18 全廠物料平衡表 將各種物料消耗定額乘以燒成系統(tǒng)生產(chǎn)能力，可求出各種物料的需要量。 表 33 全廠物料平衡表 注 :窯熟料產(chǎn)量 4000t/d；熟料熱耗 3045kJ/kg煤 。 燒成用煤 干燥基低位熱值為： 22345kJ/kg。 窯的年利用率取 。 水泥磨的年利用率取 。 （新疆地區(qū) 78家水泥廠 3年的平均值） 物料配比：石灰石：砂巖：粉煤灰：硫酸渣 =： ： ： 。 物料名稱 水分 生產(chǎn)損失 消耗定額（ T/T 熟料） 物料平衡表（ T） 干料 含水分料 （ %） （ %） 干料 含水分料 小時 日 年 小時 日 年 石灰石 3 1799169 1836026 砂巖 3 62793 64159 粉煤灰 3 173364 174730 硫酸渣 3 46413 49143 生料 3 2081739 熟料 1 1 1365075 脫硫 石膏 3 187015 233428 煤矸石 3 500983 515998 粉煤灰 1 3 237523 240253 燒成用煤 3 192476 230698 3 1199451 3 532275 水泥合計(jì) 3 1731726 粉煤灰合計(jì) 1 3 410887 414983 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 19 第四章 主機(jī)平衡計(jì)算及選型 主機(jī)平衡即在物料平衡計(jì)算（周平衡量）和選定車間工作制度的基礎(chǔ)上，計(jì)算各車間主機(jī)要求的生產(chǎn)能力（要求主機(jī)小時產(chǎn)量），為選定各車間主機(jī)的型號、規(guī)格和臺數(shù)提供依據(jù)。確定車間的工藝流程并選定主機(jī)的型號、規(guī)格并規(guī)定主機(jī)的產(chǎn)量和需用臺數(shù)。 選定車間工作制度 表 41 車間工作制度表 ]5[ 本設(shè)計(jì)主機(jī)每周運(yùn)轉(zhuǎn)小時數(shù)及班制表 主機(jī)名稱 每日運(yùn)轉(zhuǎn)時間 （ h/日） 每周運(yùn)轉(zhuǎn)時間 （ h/周） 生產(chǎn)周制 （日 /周） 生產(chǎn)班制 石灰石破碎機(jī) 8 56 7 每日一 班每班 8小時 輔助材料破碎機(jī) 8 56 7 每日一班每班 8小時 生料磨 24 168 7 窯 24 168 7 煤磨 24 168 7 混合材破碎機(jī) 8 56 7 每日一班每班 8小時 水泥磨 24 168 7 包裝機(jī) 16 112 7 每日兩班每班 8小時 注： 每日運(yùn)轉(zhuǎn)時間為 24 小時者，按每日三班，每班八小時計(jì) 算。 各主機(jī)要求的小時產(chǎn)量 根據(jù)車間的工作制度，選取主機(jī)的年利用率，并根據(jù)物料年平衡量 ，求出各主機(jī)要求的小時產(chǎn)量。 GH=Gy/（ 8760*η） 式中 ： GH—— 要求主機(jī)小時產(chǎn)量 （ t/h） 。 Gy—— 物料 年 平衡量 （ t） 。 預(yù)定的主機(jī)年利用率 根據(jù)車間工