【文章內(nèi)容簡介】 和 “ 雙支承窯 ” 的。這是江旭昌先生下的定義，筆者認(rèn)為沒有必要去探討其準(zhǔn)確性，明白其意為何物就行了。下圖是運(yùn)行在都江堰拉法基水泥公司 1 線上的￠ ￠ 52m PYRORAPID新型超短窯。 從世界范圍內(nèi)的新建水泥工程來看，新型超短窯在市場上應(yīng)該不能說是占主導(dǎo)地位，應(yīng)該是應(yīng)用趨勢(shì)。趨勢(shì)也罷，主導(dǎo)地位也罷，至少都取決于它的優(yōu)勢(shì)。從國內(nèi)外現(xiàn)已投入運(yùn)行的幾十條新型超短窯的生產(chǎn)實(shí)踐看，其在工藝、機(jī)械運(yùn)行以及基建方面都表現(xiàn)出其他窯型不可比的優(yōu)勢(shì)。 工藝優(yōu)勢(shì) 節(jié)能 研究表明，在 CaCO3 分解過程中形成許多新生態(tài)氧化物，最主要是 CaO 和 SiO2。這些新生態(tài)的氧化物具有很高的活化能和很強(qiáng)的反應(yīng)性。在預(yù)分解窯中，入窯物料的分解率至少在 90%以上，只有很少量的碳酸鹽分解任務(wù)留待窯內(nèi)完成。窯內(nèi)的高溫帶僅局限在火焰輻射區(qū)段之內(nèi)，對(duì)于一般長徑比 L/D=14~17 的預(yù) 分解窯，已完成分解任務(wù)的物料還要在 900~1 300℃ 的過渡帶內(nèi)停留過長的時(shí)間，一般為 15~16min，延緩了物料的加熱進(jìn)程。因此， CaO等新生態(tài)氧化物的活化能和反應(yīng)性便得不到及時(shí)而充分的利用，造成C2S和 CaO的礦物長大。因?yàn)樵诖藚^(qū)段內(nèi)沒有足夠的熱量使其迅速升溫，制約了熟料的結(jié)粒和燒結(jié)。進(jìn)而造成熟料結(jié)構(gòu)不良，影響熟料質(zhì)量和易磨性。 可是在新型超短窯中，物料在過渡帶僅停留 5~6 min就馬上進(jìn)入燒成帶， CaO等新生態(tài)氧化物的活化能和反應(yīng)活性得到了充分而及時(shí)地利用，所以可降低燒成溫度，減少廢氣的熱損失，使熱耗 降低。在這種情況下所形成的熟料礦物結(jié)粒好，多呈微晶和微孔結(jié)構(gòu)，不僅可以提高熟料 28d 強(qiáng)度，而且易磨性改善，可以降低水泥的粉磨電耗。此外，窯體長度減短，不僅筒體的散熱損失隨之減少，而且傳動(dòng)功率也相應(yīng)降低。 提高熟料質(zhì)量 對(duì)新型預(yù)分解窯生產(chǎn)線，入窯物料分解率已達(dá) 90%以上。在主要礦物 C3S穩(wěn)定形成之前，物料在過渡帶停留時(shí)間越長， C2S 礦物生長越多，但剩余的 fCaO就有機(jī)會(huì)再結(jié)晶而使其結(jié)粒增大、活性降低。 C3S形成過程為固液相反應(yīng)，其形成速度即燒成時(shí)間取決于 CaO的粒度和活性。 CaO晶粒越小、活性越強(qiáng)，則 越有利于 C3S的形成，熟料 28d強(qiáng)度越高。此外，升溫速度越快， CaO的吸收速度也越快，越有利于 C3S 的形成。而新型超短窯內(nèi)的煅燒情況滿足了上述要求。實(shí)踐證明，在正常情況下，新型超短窯所生產(chǎn)的熟料質(zhì)量都比較好。如福建龍巖三德水泥建材工業(yè)有限公司 100%燒無煙煤新型超短窯生產(chǎn)線，其熟料強(qiáng)度經(jīng)常都在66 ~67MPa，有時(shí)達(dá)到 70MPa。 在相同生產(chǎn)能力的情況下，新型超短窯的直徑一般應(yīng)大于三檔預(yù)分解窯。因此，在相同操作條件下熱負(fù)荷降低。這樣，對(duì)于易燒性較差、堿或其它有害成分日產(chǎn) 5000 噸水泥熟料新型干法生產(chǎn)線燒成系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì) 5 含量較高的 生料，其適應(yīng)性更強(qiáng)。一是因?yàn)榭梢缘玫礁玫幕鹧孑椛鋫鳠?；二是能更好地控制物料在燒成帶的停留時(shí)間；三是窯尾溫度稍高，堿性物不易在窯內(nèi)凝結(jié)，放風(fēng)排堿效率高。所以，可以促進(jìn)堿或其它有害成分的降低。 生產(chǎn)實(shí)踐已充分證明，新型超短窯對(duì)任何種類的生料和燃料都能適應(yīng)，并比一般預(yù)分解窯的適應(yīng)性更強(qiáng)。如朝鮮祥原水泥廠的 m52 m 新型超短窯，除燒 100%低質(zhì)無煙煤外，原料中的堿含量也很高。我國的龍巖三德公司 Ф4 m47 m 新型超短窯，燒 100%福建產(chǎn)揮發(fā)分在 3%左右的劣質(zhì)無煙煤；山西晉牌水泥集團(tuán)公司的 m m 新型超短窯，雖使用落后的雙風(fēng)道煤粉燃燒器燒低揮發(fā)分煤，其效果亦很好。 新型超短窯的窯體長度比常規(guī)預(yù)分解窯可以減短 20%以上，不僅與工藝有關(guān)的因素得到大大改善，而且在機(jī)械方面的優(yōu)點(diǎn)也很突出。由三檔支承改為兩檔支承后，使結(jié)構(gòu)由靜不定系統(tǒng)變成靜定系統(tǒng)。這樣，無論基礎(chǔ)下沉，或窯筒體變形和彎曲等，都不會(huì)引起筒體、托輪、輪帶和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等機(jī)件超負(fù)荷，也不會(huì)造成托輪與輪帶的不均勻接觸，和各檔以及每個(gè)支承兩側(cè)托輪受力的不均衡。從而避免筒體斷裂、托輪斷軸、軸承超溫和燒瓦、托輪與輪帶過 快和不均勻磨損、燒毀傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)、主減速器的異常損壞等機(jī)械事故發(fā)生，大大提高了可靠性。另外，新型超短窯為摩擦傳動(dòng)這種先進(jìn)傳動(dòng)方式的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造了必要條件。 綜合各方面因素，本人決定采用優(yōu)勢(shì)比較大的二檔回轉(zhuǎn)窯。 本次設(shè)計(jì)所要完成的任務(wù)包括以下幾個(gè)方面： 一、 配料設(shè)計(jì)和物料平衡計(jì)算并填寫物料平衡表和物料儲(chǔ)存庫明細(xì)表； 二、 設(shè)備選型計(jì)算，確定設(shè)備型號(hào)規(guī)格和主要技術(shù)參數(shù)，并填寫主機(jī)設(shè)備生產(chǎn)能力平衡表； 三、 繪制全廠工藝流程圖和全廠布局圖； 四、 繪制燒成系統(tǒng)工藝流程圖； 五、 編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書； 6 第一章 工藝設(shè)計(jì)的指導(dǎo) 思想與原則 指導(dǎo)思想 水泥工業(yè)及水泥工廠設(shè)計(jì)有如下幾個(gè)特點(diǎn)： ⑴、水泥廠需要用大量的礦物原料（如石灰石）等，因此水泥廠大都自行開采礦山，并靠近礦源建廠。 ⑵、產(chǎn)品（水泥）、燃料（煤）等物料運(yùn)輸量大，且價(jià)格底，因此要求要有良好的運(yùn)輸條件。 ⑶、水泥工業(yè)能耗和電耗較大，因此，在水泥廠設(shè)計(jì)中要注意確保能源供應(yīng)，并充分重視節(jié)約能源的問題。 ⑷、水泥廠采用的主機(jī)多屬重型設(shè)備，重量大，建構(gòu)筑物荷重也大。因此，一般要求在工程地質(zhì)條件好的場地建廠。 ⑸、水泥廠設(shè)備種類多，布置復(fù)雜。因此，工藝布置應(yīng)同土建設(shè)計(jì)緊密結(jié) 合。 ⑹、水泥廠用水量大，且水無衛(wèi)生要求。因此，一般水泥廠多建在遠(yuǎn)離城市的地方，且自備水源。 ⑺、水泥廠存在粉塵和噪音兩大污染。因此，設(shè)計(jì)時(shí)必須加強(qiáng)收塵措施，盡量搞好廠區(qū)綠化。 ⑻、從發(fā)展來看，水泥工業(yè)的發(fā)展逐漸趨向大型化和自動(dòng)化。因此在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量采用新技術(shù)，新方案并要重點(diǎn)考慮節(jié)約能源。 從水泥廠的整體設(shè)計(jì)來說，工藝設(shè)計(jì)是主體，它的主要任務(wù)是確定工藝流程，進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的選型和布置。但工廠設(shè)計(jì)是各專業(yè)共同完成的一個(gè)整體。因此，工業(yè)設(shè)計(jì)與其它專業(yè)的設(shè)計(jì)有著密切的聯(lián)系，特別是工藝布置和其土建的關(guān)系更密切。生 產(chǎn)設(shè)備的布置直接影響到建筑物的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。因此，工藝人員只有與其他人員相互配合，共同研究，才能產(chǎn)生交好的方案。 設(shè)計(jì)原則 根據(jù)計(jì)劃任務(wù)書規(guī)定的產(chǎn)品品種、質(zhì)量、規(guī)模進(jìn)行設(shè)計(jì) 計(jì)劃任務(wù)書規(guī)定的產(chǎn)品規(guī)模往往有一定的范圍，設(shè)計(jì)規(guī)模在該范圍之內(nèi)或略超出該范圍，都認(rèn)為是合適的；但如限于設(shè)備選型，設(shè)計(jì)達(dá)到的規(guī)模略低于該范圍，則說明原因，取得上級(jí)同意后，才能繼續(xù)設(shè)計(jì)。 對(duì)于產(chǎn)品品種，如果認(rèn)為計(jì)劃任務(wù)書的規(guī)定在技術(shù)上或經(jīng)濟(jì)上有不當(dāng)之處，也應(yīng)闡明理由，建議調(diào)整，并取得上級(jí)部門的同意。 窯、磨等主 機(jī)的產(chǎn)量，除了參考設(shè)備說明書和經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算外，還應(yīng)根據(jù)國內(nèi)同類型主機(jī)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)并參考國內(nèi)外近似規(guī)格的主機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行標(biāo)定。在工廠建成后的較短時(shí)期內(nèi)，主機(jī)應(yīng)能達(dá)到標(biāo)定的產(chǎn)量，同時(shí)標(biāo)定的主機(jī)產(chǎn)量應(yīng)符合優(yōu)日產(chǎn) 5000 噸水泥熟料新型干法生產(chǎn)線燒成系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì) 7 質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗和設(shè)備長期安全運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。既要充分發(fā)揮設(shè)備的能力，但又不能過分追求強(qiáng)化操作。 主要設(shè)備的能力應(yīng)與工廠規(guī)模相適應(yīng) 大型工廠應(yīng)配套與之相適應(yīng)的大型設(shè)備，否則將造成工藝線過多的現(xiàn)象。在現(xiàn)代大中型水泥廠的設(shè)計(jì)中，一般只采用一條或兩條由大型設(shè)備組成的工藝線。 選擇技術(shù)先進(jìn)經(jīng)濟(jì)、合理的工藝流程 和設(shè)備 工廠的工藝流程和主要設(shè)備確定以后，整個(gè)工廠設(shè)計(jì)可謂大局已定。在選擇生產(chǎn)工藝流程和設(shè)備時(shí)，應(yīng)盡量考慮節(jié)省能源，采用國內(nèi)外較成熟的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)技術(shù)。如在原料的破碎方面，采用一級(jí)反擊式反擊式錘式破碎機(jī)代替二級(jí)或三級(jí)破碎系統(tǒng)；在干法生料粉磨工序普遍采用烘干兼粉磨系統(tǒng)；在水泥粉磨系統(tǒng)采用輥壓、機(jī)球磨、高效選粉機(jī)（如 O— SEPA 選粉機(jī)等）的混合粉磨系統(tǒng)。 對(duì)于新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，必須經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐鑒定合格后，才可應(yīng)用于新建廠的設(shè)計(jì)中。 工藝流程和設(shè)備的選擇應(yīng)進(jìn)行方案比較，以達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì) 合理的目的。 在進(jìn)行具體設(shè)備的選型時(shí)，應(yīng)注意下列一些問題：盡量選用結(jié)構(gòu)新、體型小、質(zhì)量輕、效率高、消耗省且操作可靠維修方便、供應(yīng)有保證或能自行加工制造的設(shè)備。各種附屬設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格應(yīng)盡量統(tǒng)一，以便于生產(chǎn)管理和減少配、備件的種類。 全面解決工廠生產(chǎn)、廠外運(yùn)輸和各種物料儲(chǔ)備的關(guān)系 由于工廠生產(chǎn)要求長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，而回轉(zhuǎn)窯、磨機(jī)和破碎機(jī)等設(shè)備則需一定的時(shí)間進(jìn)行計(jì)劃檢修；同時(shí)受各種復(fù)雜條件如廠外運(yùn)輸?shù)纫蛩氐闹萍s，所以各種物料都應(yīng)有適當(dāng)?shù)膬?chǔ)備。各種堆場、儲(chǔ)庫的容量，應(yīng)滿足各種物料儲(chǔ)存期的要求。儲(chǔ)存期 的確定應(yīng)使生產(chǎn)有一定的機(jī)動(dòng)性，以利于工廠均衡連續(xù)地生產(chǎn)。但儲(chǔ)存期也不應(yīng)太長，以免增加基建工程量和費(fèi)用及占用工廠的流動(dòng)資金。 注意考慮工廠建成后生產(chǎn)挖潛的可能和留有工廠發(fā)展余地 工廠從設(shè)計(jì)到建成投產(chǎn)往往要好幾年時(shí)間，而生產(chǎn)技術(shù)卻是向前發(fā)展的。因此設(shè)備能力應(yīng)能切實(shí)滿足生產(chǎn)要求并留有余地。此外應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)的國內(nèi)外未來時(shí)期水泥需求情況的預(yù)測(cè)，以及當(dāng)前國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的方針政策，考慮在設(shè)計(jì)中是否需要或應(yīng)留有多大的擴(kuò)建余地。 考慮工廠擴(kuò)建的原則是：既要便于今后的擴(kuò)建，使工廠擴(kuò)建時(shí)盡量不影響原有的生產(chǎn)，又要盡可能不增 加當(dāng)前建廠的占地面積的投資。 合理考慮機(jī)械化、自動(dòng)化裝備水平 機(jī)械化水平應(yīng)與工廠規(guī)模和裝備水平相適應(yīng)，特別是連續(xù)生產(chǎn)過程中大宗物料的裝、運(yùn)、卸，必須實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。重大設(shè)備的檢修、起重以及需要減輕繁重體力勞動(dòng)的場合，也應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。 生產(chǎn)控制自動(dòng)化，具有反應(yīng)靈敏控制及時(shí)調(diào)整精確的特點(diǎn)，是保證現(xiàn)代化連續(xù)性大生產(chǎn)安全穩(wěn)定進(jìn)行的必不可少的手段