【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 感。由于水泥生料是以天然礦物做原料配置而成，隨著礦山開采及開采地段的不同，原料成分波動(dòng)在所難免。另一方面，由于水泥廠規(guī)模趨向大型化以及水泥其它工業(yè)發(fā)展，對(duì)石灰石的需求量日益增長(zhǎng)，從而是石灰石高品位的原料不能滿足生產(chǎn)的需求，勢(shì)必要采用高低品位礦石搭配或由數(shù)個(gè)礦山的礦石搭配的方法，以充分利用礦山資源。因此生產(chǎn)中對(duì)原料、生料采用有效的均化措施，以滿足生料化學(xué)成分均齊性的要求。現(xiàn)在大多數(shù)水泥廠尤其是新廠采用的是矩形預(yù)均化堆場(chǎng)。本廠廠區(qū)地形是矩形，所以采用的矩形預(yù)均化堆場(chǎng),具體流程見圖42。圖 42 預(yù)均化堆場(chǎng) 生料制備系統(tǒng)目前按設(shè)備分為立磨和球磨。輥磨機(jī)又稱立式磨。它適用于粉磨軟質(zhì)或中等硬度的物料，當(dāng)磨機(jī)內(nèi)通入熱空氣時(shí)，物料同時(shí)得到烘干和粉磨。與球磨機(jī)比較，球磨機(jī)是借助于介質(zhì)對(duì)物料的沖擊及磨剝作用而實(shí)現(xiàn)粉碎的。磨內(nèi)介質(zhì)與物料相遇的機(jī)會(huì)遠(yuǎn)少于介質(zhì)本身相遇的機(jī)會(huì)，故絕大部分能量消耗于彼此的沖撞之中。因此在粉磨過程中，磨機(jī)消耗大量無用功，決定了其粉磨效率極低。輥磨機(jī)的粉磨作用，是基于沉重的磨輥對(duì)物料層的滾壓作用而實(shí)現(xiàn)的。對(duì)經(jīng)過滾壓的物料再次加以滾壓時(shí)，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)相當(dāng)有效的粉磨。輥磨機(jī)帶有空氣分級(jí)裝置（即分離機(jī)），粉磨物料從磨盤邊緣溢出，由于磨盤的慣性離心力和高速氣流作用，使物料揚(yáng)起進(jìn)行初分級(jí)，粗粉返回磨盤再粉磨，這種連續(xù)循環(huán)的粉磨是很有效的，可得到所需的細(xì)度而不發(fā)生結(jié)塊現(xiàn)象。同時(shí)，喂入物料在研磨室停留時(shí)間短，因而料床實(shí)際上不存在以磨細(xì)的物料，磨機(jī)沒有多余負(fù)荷以及結(jié)塊形成的威脅。圖43生料制備系統(tǒng) 生料的均化在生料均化鏈中是最后一個(gè)均化環(huán)節(jié)，也是保證入窯生料符合指標(biāo)要求的最重要的均化環(huán)節(jié)。隨著工程對(duì)水泥質(zhì)量和強(qiáng)度提出了較高的要求，一系列物料均化技術(shù)出現(xiàn)，均化工藝已經(jīng)是現(xiàn)代水泥生產(chǎn)工藝工程中必不可少的技術(shù)環(huán)節(jié)。 出磨的生料粉其化學(xué)成分總難免有些波動(dòng)，必須經(jīng)過預(yù)均化以至調(diào)整，才能滿足入窯生料控制指標(biāo)的要求。生料的均化有間歇均化系統(tǒng)和連續(xù)均化系統(tǒng)。連續(xù)均化系統(tǒng)具有流程簡(jiǎn)單、操作管理方便和便于自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)；而間歇均化系統(tǒng)的均化效果則較好。選擇何種均化系統(tǒng)主要取決于出磨生料成分的波動(dòng)情況、工廠的規(guī)模、自動(dòng)控制的水平及入窯生料質(zhì)量的要求，并綜合考慮生料制備系統(tǒng)四個(gè)均化環(huán)節(jié)的合理匹配。在生料均化鏈中生料的均化是最后一個(gè)均化環(huán)節(jié)，也是保證入窯生料符合指標(biāo)要求的最重要的均化環(huán)節(jié)。一般來說，當(dāng)出磨生料成分波動(dòng)不大，特別是設(shè)有預(yù)均化堆場(chǎng)的工廠。計(jì)測(cè)和控制水平較高時(shí)，磨機(jī)出料均化周期較短，則可采用連續(xù)均化系統(tǒng)。當(dāng)出磨生料成分波動(dòng)大，計(jì)測(cè)和控制水平不高時(shí)，磨機(jī)出料均化周期較長(zhǎng)，則以采用間歇均化系統(tǒng)為宜。本設(shè)計(jì)生料的均化系統(tǒng)采用連續(xù)均化系統(tǒng)。圖44 生料均化工藝流程圖由于入廠煤的粒度較大，所以在進(jìn)入煤預(yù)均化堆場(chǎng)前要經(jīng)過破碎，達(dá)到一定的粒度要求，有利于煤的均化，可以提高均化效果。本設(shè)計(jì)采用顎式破碎機(jī)，設(shè)備占地面積小，操作簡(jiǎn)單。煤的預(yù)均化效果，直接影響了煤粉的點(diǎn)燃和燃燒，進(jìn)而影響窯的熱工制度。均化原理同石灰石的均化原理，采用矩形均化堆場(chǎng)。制備煤粉的設(shè)備，目前大都采用烘干磨，主要有風(fēng)掃磨、輥式磨和風(fēng)扇磨三種。在水泥廠中，廣泛使用輥式磨和風(fēng)掃磨。風(fēng)扇磨的機(jī)件易磨損，且其煤粉細(xì)度達(dá)不到回轉(zhuǎn)窯用煤的細(xì)度要求，故不適用于水泥廠窯用煤粉的制備。立磨的占地面積小，生產(chǎn)操作靈活，產(chǎn)品粒度均勻且易于調(diào)節(jié)，綜合考慮，本次設(shè)計(jì)采用立磨。目前水泥燒成設(shè)備主要有回轉(zhuǎn)窯和立窯兩大類，立窯為干法生產(chǎn)，回轉(zhuǎn)窯則按其生料制備方法又分為濕法生產(chǎn)與干法生產(chǎn)兩種。濕法窯有濕法長(zhǎng)窯及帶料漿蒸發(fā)機(jī)窯；干法窯有中空干法長(zhǎng)窯及立波爾窯、帶預(yù)熱鍋爐發(fā)電窯、旋風(fēng)預(yù)熱窯、立筒預(yù)熱窯及預(yù)分解窯等短窯。從世界水泥工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)看，干法中空窯和濕法長(zhǎng)窯由于單機(jī)產(chǎn)量低、熱耗高；立波爾窯及料漿蒸發(fā)機(jī)窯則有本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作維修要求高，揚(yáng)塵大等缺點(diǎn)，其單機(jī)產(chǎn)量雖較高，而熟料質(zhì)量卻不如濕法窯；余熱鍋爐發(fā)電窯則由于窯的生產(chǎn)和發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行相互牽制，有時(shí)會(huì)形成惡性循環(huán)，因而使這些窯型在世界水泥工業(yè)中所占的比重日益減少。更由于世界性的能源日趨緊張，代之而起的是新型干法懸浮預(yù)熱器窯和預(yù)分解窯?，F(xiàn)有的濕法長(zhǎng)窯及其它類型的老式干法窯，在條件具備時(shí)亦將陸續(xù)改造為新型干法窯。熟料燒成系統(tǒng)是水泥生產(chǎn)過程的中心環(huán)節(jié)，也是消耗大量燃料的工序。它包括窯、預(yù)熱器、冷卻機(jī)、喂料系統(tǒng)以及其它附屬設(shè)備等。因此，選擇燒成系統(tǒng)應(yīng)該綜合考慮原料燃料情況、產(chǎn)品質(zhì)量要求、工廠規(guī)模、建廠的具體條件以及不同的燒成系統(tǒng)的特點(diǎn)。因此，綜合考慮，本次設(shè)計(jì)采用預(yù)分解窯，預(yù)分解技術(shù)的特點(diǎn)是在預(yù)熱器和窯之間增設(shè)分解爐，在分解爐中加入占總用量50～60%的燃料，使燃料燃燒的過程與生料的預(yù)熱和分解過程，在懸浮狀態(tài)或沸騰狀態(tài)下迅速地進(jìn)行，入窯的生料分解率可達(dá)90%左右，因此窯的熱負(fù)荷大為減輕，而產(chǎn)量卻成倍增長(zhǎng)。圖45 熟料燒成系統(tǒng)由于入廠的礦渣水分較大，所以必須采用烘干兼粉磨的立磨，又由于礦渣比較難磨，所以要預(yù)粉磨，粉磨到到一定粒度，有利于生產(chǎn)的穩(wěn)定操作和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定。本設(shè)計(jì)采用立磨系統(tǒng)，車間流程圖見圖46。 圖46 礦渣粉磨系統(tǒng)水泥粉磨工藝流程主要有開路流程和閉路流程兩種，其中閉路系統(tǒng)又可分為多種不同的種類。在水泥粉磨中，開路系統(tǒng)主要應(yīng)用在管磨機(jī)上，廣泛使用高細(xì)管磨機(jī)。由于開路系統(tǒng)中往往過分磨現(xiàn)象嚴(yán)重，且水泥溫度超標(biāo)的問題，因而從節(jié)能的角度考慮，閉路系統(tǒng)受到推崇。在目前的流程組合上，總的來說，人們一方面希望得到簡(jiǎn)單的工藝流程，但是由于簡(jiǎn)單的流程又不能最大可能地降低單位成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量，因而人們往往不得不在簡(jiǎn)化流程和提高效益中尋求最佳的平衡。這也形成了目前粉磨系統(tǒng)發(fā)展的兩個(gè)方面：一是尋求單一的粉磨設(shè)備以盡可能地簡(jiǎn)化流程，節(jié)省投資，并在此基礎(chǔ)上降低粉磨能耗，如各類高細(xì)磨的開發(fā)以及發(fā)展立磨、輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)；二是在現(xiàn)有的粉磨設(shè)備的基礎(chǔ)上開發(fā)出能夠盡可能降低粉磨能耗的粉磨流程，如各種預(yù)粉磨、聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。 本次設(shè)計(jì)使用閉路流程，流程圖如下：圖47水泥粉磨系統(tǒng)水泥庫的圓庫型式較多，主要區(qū)別在于庫低的形狀不同。水泥廠采用圓庫儲(chǔ)存物料時(shí)，圓庫的直徑規(guī)格不宜太多，采用庫群布置時(shí)，庫的高度和直徑盡可能的統(tǒng)一。水泥發(fā)運(yùn)系統(tǒng)包括水泥散裝系統(tǒng)和水泥包裝系統(tǒng)。水泥散裝是水泥供應(yīng)和運(yùn)輸方面的重大改革，是發(fā)展水泥生產(chǎn)、厲行增產(chǎn)節(jié)約的重大措施，也是水泥發(fā)運(yùn)系統(tǒng)的發(fā)展方向。在選擇水泥發(fā)運(yùn)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)盡量考慮采用水泥散裝。目前水泥包裝機(jī)可分為兩大類，一類是固定式包裝機(jī)，另一類是回轉(zhuǎn)式包裝機(jī)。我國國定式包裝機(jī)有單嘴、二嘴、四嘴。其包裝能力分別為15～60t/h。這類包裝機(jī)勞動(dòng)條件差，粉塵濃度大，包裝能力低，主要用于小型水泥廠及一些老的中型水泥廠。我國回轉(zhuǎn)式包裝機(jī)有14嘴等數(shù)種，其包裝能力分別為40～5896t/h。本設(shè)計(jì)選擇回轉(zhuǎn)式包裝機(jī)。、儲(chǔ)庫堆場(chǎng)計(jì)算（周平衡法）表41 水泥廠主機(jī)每周運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)主機(jī)名稱每日運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間（h/日）每周運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間（h/周）成產(chǎn)周期（日/周）生產(chǎn)班制石灰石破碎機(jī)6～736～426每日一班，每班6～7小時(shí)12～1472～846每日兩班，每班6～7小時(shí)生料磨221547窯241687煤磨221547241687水泥磨22154回轉(zhuǎn)烘干機(jī)22154包裝機(jī)6～736～426每日一班，每班6～7小時(shí)12～1472～846每日兩班，每班6～7小時(shí)6～742～497每日一班，每班6～7小時(shí)12～1484～987每日兩班，每班6～7小時(shí)(1)石灰石破碎機(jī)要求主機(jī)的小時(shí)產(chǎn)量計(jì)算公式為: 式中： GH——要求主機(jī)小時(shí)產(chǎn)量（t/h）Gw——物料周平衡量（t/周）H——主機(jī)每周運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)（注：物料周平衡量來自物料平衡表）預(yù)設(shè)石灰石破碎機(jī)的周運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)H：由表41選擇H=626=72h t/h 參考冀東水泥主機(jī)平衡表42，選用PF1622 φ16002250mm反擊式破碎機(jī)，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量為600～700，標(biāo)定產(chǎn)量為690。石灰石破碎機(jī)的臺(tái)數(shù)： 式中：n——主機(jī)臺(tái)數(shù)；Gh——要求主機(jī)小時(shí)產(chǎn)量t/h；Gh =GHGh,1——主機(jī)標(biāo)定臺(tái)時(shí)產(chǎn)量t/h。 , 選一臺(tái)破碎機(jī)。 石灰石破碎機(jī)的每周實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)： 式中：H0——主機(jī)每周實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)； H——預(yù)設(shè)主機(jī)的周運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)。 (2)石膏破碎機(jī)要求主機(jī)的小時(shí)產(chǎn)量計(jì)算公式為: 預(yù)設(shè)石膏破碎機(jī)的周運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)H：由表41選擇H=616=36h GH=t/h 參考《新型干法水泥廠工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》第67頁表411，選用XP2501200mm顎式破碎機(jī)，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量為40～85，標(biāo)定產(chǎn)量為80。石膏破碎機(jī)的臺(tái)數(shù)： , 選一臺(tái)破碎機(jī)。石膏破碎機(jī)的每周實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)： （3）礦渣磨機(jī) 要求主機(jī)的小時(shí)產(chǎn)量計(jì)算公式為: GH= 預(yù)設(shè)礦渣磨機(jī)的周運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)H：由表41選擇H=227=154h GH=t/h 參考《新型干法水泥廠工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》第168頁表620，選用MPS3450立磨，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量為180，標(biāo)定產(chǎn)量為180。礦渣磨機(jī)的臺(tái)數(shù)： , 選一臺(tái)礦渣磨機(jī)。礦渣磨機(jī)的每周實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)： (4)生料磨 要求主機(jī)的小時(shí)產(chǎn)量計(jì)算公式為: GH= 預(yù)設(shè)生料磨的周運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)H：由表41選擇H=227=154h GH=t/h 選用MLS4230立磨，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量為390，標(biāo)定產(chǎn)量為390。生料磨的臺(tái)數(shù)： , 選一臺(tái)生料磨。生料磨機(jī)機(jī)的每周實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)： （5）煤磨要求主機(jī)的小時(shí)產(chǎn)量計(jì)算公式為: GH= 預(yù)設(shè)煤磨的周運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)H：由表41選擇H=168h GH=t/h 參考冀東水泥主機(jī)平衡表42，選用MPF2217立磨，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量為45，標(biāo)定產(chǎn)量為45。煤磨的臺(tái)數(shù)： , 選一臺(tái)煤磨。煤磨的每周實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)： (6)水泥磨要求主機(jī)的小時(shí)產(chǎn)量計(jì)算公式為: GH= 預(yù)設(shè)水泥磨的周運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)H：由表41選擇H=154h所以GW=+= GH=t/h 參考冀東水泥主機(jī)平衡表42，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量為118，標(biāo)定產(chǎn)量為150。水泥磨的臺(tái)數(shù)： , 選兩臺(tái)水泥磨。水泥磨機(jī)的每周實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)： (7)包裝機(jī) 要求主機(jī)的小時(shí)產(chǎn)量計(jì)算公式為: GH= 預(yù)設(shè)包裝機(jī)機(jī)的周運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)H：由表41選擇H=84因?yàn)樵O(shè)計(jì)20%出廠，所以Gw =（+）20%= GH=t/h 參考《新型干法水泥廠工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》第441頁表101，選用德國Haver﹠BoeckerRs回轉(zhuǎn)式12嘴包裝機(jī)，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量為220，標(biāo)定產(chǎn)量為220。包裝機(jī)的臺(tái)數(shù)： , 選一臺(tái)包裝機(jī)。包裝機(jī)的每周實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)： 表43主機(jī)平衡表主機(jī)名稱主機(jī)型號(hào)規(guī) 格主機(jī)產(chǎn)量（）標(biāo)定產(chǎn)量（）主機(jī)臺(tái)數(shù)（臺(tái)）要求主機(jī)小時(shí)產(chǎn)量（）主機(jī)生產(chǎn)能力（）每周實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)（h）石灰石破碎機(jī)PF1622 φ16002250mm600～7006901600～700石膏破碎機(jī)XP2501200mm40～8580140～85礦渣磨機(jī)MPS3450立磨1801801180生料磨MLS4230立磨3903901390煤磨MPF2217立磨4545145回轉(zhuǎn)窯72m1水泥磨1801802180包裝機(jī)回轉(zhuǎn)式12嘴2202201220(1)物料的儲(chǔ)存期某物料的儲(chǔ)存量所能滿足工廠生產(chǎn)需要的天數(shù)，稱為該物料的儲(chǔ)存期。各種物料存期的確定，需要考慮到許多因素。物料儲(chǔ)存期的長(zhǎng)短應(yīng)適當(dāng)，過長(zhǎng)則會(huì)增加基建投資和經(jīng)營(yíng)費(fèi)用，過短將影響生產(chǎn)。水泥廠各種物料的最低儲(chǔ)存期如下表：表44 水泥廠各種物料的最低儲(chǔ)存期(d)物料名稱大、中型水泥廠小型水泥廠物料名稱大、中型水泥廠小型水泥廠石灰石515砂巖107粘土107石膏3020煤1010生料粉24硫酸渣1020熟料57氧化鐵皮屑3010水泥77(2)預(yù)均化堆場(chǎng)的設(shè)計(jì)①石灰石預(yù)均化堆場(chǎng)石灰石儲(chǔ)存量=7=采用棚式人字型350400層，36mW mL1堆，單位料堆42600t。需要料堆個(gè)數(shù)：48897/42600=，考慮生產(chǎn)的連續(xù)性，選2堆。石灰石預(yù)均化堆場(chǎng)的實(shí)際儲(chǔ)存期：=預(yù)均化堆場(chǎng)儲(chǔ)量（=單個(gè)料堆儲(chǔ)量料堆個(gè)數(shù)）/日消耗某原料量=426002/=②煤預(yù)均化堆場(chǎng)煤儲(chǔ)存量=10=采用室內(nèi)人字型10000t1座，30mW mL1堆。需要料堆個(gè)數(shù)：，考慮生產(chǎn)的連續(xù)性，選2堆。煤預(yù)均化堆場(chǎng)的實(shí)際儲(chǔ)存期：=預(yù)均化堆場(chǎng)儲(chǔ)量（=單個(gè)料堆儲(chǔ)量料堆個(gè)數(shù)）/日消耗某原料量=10000/=(3) 露天堆場(chǎng)的設(shè)計(jì)①煤的露天堆場(chǎng)由物料平衡表中得到日消耗煤量G1=, 預(yù)設(shè)煤的儲(chǔ)存期4d，得煤在露天堆場(chǎng)的儲(chǔ)存量：Q=4=。查得：γ塊煤=，α塊煤=