【文章內容簡介】 ，由羅茨鼓風機供氣。出庫水泥經庫底卸料裝置、空氣輸送斜槽、斗式提升機送往水泥包裝系統(tǒng)。采用 3 臺 BX8WY 型八咀回轉包裝機包裝水泥，臺時產量為 100t/h,完全能滿足生產的要求，并設有電子校正稱、破包機及破包清理等裝置，具有稱量精度高（袋誤差為177。） 、密封性能好、揚塵小、自動化程度高及操作簡便等優(yōu)點。全廠的中央地帶修建生產控制樓，生產樓內設置中央控制室，采用施耐德的Quantum 和 Momentum PLC 控制系統(tǒng)控制，同時生產樓內設置車間辦公室。化驗室與中央控制室在同一棟樓，負責全廠原、燃材料、半成品和成品的物理檢驗、化學分析及質量控制。設半露天布置總降壓站 1 座，分別向廠區(qū)和礦山供電。設置給水處理系統(tǒng)滿足生產生活需要。生活、消防給水管網和生產給水管網皆設計為環(huán)狀管網。設置污水處理場對生活污水、生產廢水進行處理。辦公樓、生產樓采用中央空調機組調節(jié)空氣流量和溫度；電氣室、變電所、總降壓站等處采用柜式空調機調節(jié)空氣流量和溫度。設計全廠收塵器均為袋收塵器。最大限度地保護當地的自然環(huán)境，對環(huán)境的污染降到最小。本科生畢業(yè)論文5第 2 章 原料與燃料 原料的質量要求 水泥原料（普通硅酸鹽水泥）原料的成分和性能直接影響配料、粉磨、煅燒和熟料的質量，最終也影響水泥的質量。生產硅酸鹽水泥的主要原料是石灰質原料（主要提供氧化鈣）和粘土質原料（主要提供氧化硅和氧化鋁，也提供部分氧化鐵） 。我國粘土原料及煤炭灰分中一般含氧化鋁較高，而含氧化鐵不足，因此需要加入鐵質校正原料。當粘土中氧化硅或氧化鋁含量偏低時，可加入硅質或鋁質校正原料。水泥的原料應滿足以下工藝要求：a 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。b 有害雜質的含量應盡量少，以利于工藝操作和水泥的質量。c 應有良好的工藝性能，如易磨性、易燒性、熱穩(wěn)定性、易混合性等。1）石灰質原料凡以碳酸鈣為主要成分的原料都叫石灰質原料，主要有石灰?guī)r、泥灰?guī)r、白堊、貝殼等。是水泥生產中用量最大的一種原料，一般生產 1 噸熟料約需 噸左右的石灰質干原料。在本此設計中所使用的石灰石化學分析結果如下：表 21 石灰石化學成分（%）loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 R2O ∑石灰石 —— 本設計采用的石灰石各項指標都達到了一級品（CaO48%, MgO＜ %，R 2O＜%）的要求，該石灰石屬于生產水泥的優(yōu)質原料。據了解，該礦山在廠區(qū)東北方，距廠 5 公里，儲量豐富。初步勘測其儲存量能服務 5000t/d 熟料生產線 30 年以上，礦石成分穩(wěn)定性好，交通方便。2）輔助校正原料傳統(tǒng)的水泥生產的輔助原料主要是粘土質原料，校正原料是鐵粉和砂巖。粘土質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 Fe2O3，一般本科生畢業(yè)論文6生產 1 噸熟料用 ~ 噸粘土質原料。天然的粘土質原料有黃土、粘土、頁巖、泥巖及河泥等，其中黃土和粘土使用最廣。本設計采用的校正原料化學成分分析如下：表 22 粘土化學成分（%）loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 ∑粘土 —— 表 23 鐵粉化學成分（%）loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 ∑鐵粉 —— 混合材及石膏1）混合材本設計的混合材主要采用礦渣，同時搭配少量的石灰石，通過對本設計的石灰石原料的化學成分分析后的評價，此石灰石同時也是優(yōu)質的混合材原料，這樣加入少量的石灰石作為混合材，不僅提高水泥早期強度從而提高了水泥質量，而且還減小了粒化高爐礦渣的消耗量，減小了成本投入，為企業(yè)帶來顯著的經濟效益。 本設計所使用的礦渣化學成分分析如下：表 24 礦渣化學成分(%)loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 ∑礦渣—— 礦渣含水量 %2）石膏本此設計所使用的石膏其化學成分分析如下： 表 25 石膏化學成分（%）loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 ∑石膏 —— 石膏含水量為 % 燃料的質量要求 煤煤炭是水泥工業(yè)生產中使用最為廣泛的一種燃料，我國水泥工業(yè)主要使用煤做為本科生畢業(yè)論文7燃料。燃料品質既影響煅燒過程又影響熟料質量，發(fā)熱量高的優(yōu)質燃料，其火焰溫度高，熟料 KH 值可高些，若燃料質量差，灰分含量多，熱值過低，會降低與分解窯的生產效率，同時容易造成燃料燃燒不完全，預熱分解系統(tǒng)粘結堵塞，降低熟料質量。低品位煤除了火焰溫度低外，還會因煤灰的沉落不均勻，對熟料質量影響極大。對回轉窯來說，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，熟料易結大塊，游離氧化鈣增加，耐火磚壽命縮短。水泥工業(yè)用燃料的質量分析包括以下幾個方面：（1）熱值：對燃煤的熱值希望越高越好，可有效地提高發(fā)熱能力和煅燒溫度。熱值較低的煤使煅燒熟料的單位熱耗增加，同時窯的單位產量降低。因此對于預分解窯一般要求煤的低位發(fā)熱量大于 21000kJ/kg 煤。本設計用煤熱質為 21029kJ/kg 煤。（2）揮發(fā)分：煤的固定碳和揮發(fā)分是可燃成分，揮發(fā)分低的煤不易著火，窯內會出現(xiàn)較長的黑火頭，高溫帶比較集中，易形成“短焰急燒” 。綜合考慮燃料成本和技術條件，本設計中的使用的是煙煤，其揮發(fā)分相對較高，為 %。（3）灰分：煤的灰分是水泥工業(yè)用煤的主要指標之一。如果灰分過高將導致煤的著火點后移，輻射傳熱效率下降；導致熟料顆粒的成分不均勻，從而影響窯熱工制度的穩(wěn)定和窯熟料產、質量的提高。在新型干法中，煤灰分過高，熱值過低，不僅會降低預分解窯生產效率，同時造成燃料不完全燃燒，預分解系統(tǒng)黏結堵塞，降低熟料質量。一般要小于 25%30%，本設計中所用煤的灰分為 %。（4）水分：水分是影響煤粉制備和燃燒的不利因素之一。對于燃燒，水分越高，煤粉滯后起燃越嚴重，相應的熱耗增大。對于粉磨，則由于流動性變差，使其運輸、喂料不暢，粉磨困難，相應的煤磨的產量降低，電耗也會增加。生產中對煤粉的水分應控制在 1%%。（5）煤粉的細度：煤粉的細度直接影響火焰的長度及形狀。國內生產、設計采用的煤粉細度，通常 80μm篩余為 810%，煤粉越細比表面積越大，在空氣中與氧氣接觸的機會越多，燃燒速度快，燃燒越完全，單位時間放出的熱量越多，可以提高窯內火焰的溫度；煤粉太粗時，黑火頭長，難著火，燃燒速度慢，火力不集中，燒成溫度低，太粗時也會造成煤灰的不均勻摻入。這些因素都會使熟料質量降低，窯內熱工制度不穩(wěn)定，操作困難。但是當煤粉太細時，其自燃的幾率也增大（見《新型干法水泥技術》P116） 。本次設計所使用的煤是煙煤，其元素分析和工業(yè)分析結果如下：本科生畢業(yè)論文8表 26 煤的工業(yè)分析W yA yV yC yQ yDW原煤（煙煤）% % % % 21029kJ/kg 表 27 煤灰化學分析（%）loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 ∑煤灰—— 熟料熱耗的選擇我國的預分解窯的熟料燒成熱耗一般為 3100—3300kJ/kg 熟料，但現(xiàn)有技術已經使得水泥熟料燒成熱耗有所下降，本設計選取單位熟料燒成熱耗為 3050kJ/kg 熟料。本科生畢業(yè)論文9第 3 章 配料計算與物料平衡 配料計算 原料選擇 表 31 原料化學成分（%）成分名稱 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 ∑石灰石 —— 粘土 —— 鐵粉 —— 煤灰 —— 表 32 煤的工業(yè)分析W yA yV yC yQ yDW原煤（煙煤）% % % % 21029kJ/kg單位熟料熱耗為：q=3050kJ/kg。 率值及率值確定1）硅率 SM硅酸率 SM 的大小表示熟料在煅燒過程中生成硅酸鹽礦物和溶劑礦物的相對含量。SM 值過高，溶劑礦物減少，燒成溫度需要相對提高，熱耗高，且不利于 C3S 的形成。SM 值過低,則熟料因硅酸鹽礦物少而強度低，并且由于液相量過多易出現(xiàn)大塊、結圈等，影響要的操作，通常硅酸鹽水泥的硅率在 — 之間。2）鋁率 IM鋁率表示熟料中氧化鋁與氧化鐵的質量百分比，也表示熟料中 C3A 與 C4AF 的比例關系，因而也關系到熟料的凝結快慢。同時還關系到熟料液相黏度，從而影響到熟料的煅燒難易，鋁率高，熟料中 C3A 多，液相黏度大，物料難燒，水泥凝結快。但鋁率過低，雖然液相黏度小，液相中質點容易擴散 C3S 形成有利，但燒結范圍窄，窯內易結大塊，不利于窯的操作。鋁率一般是在 — 之間取得。3）石灰飽和系數 KH本科生畢業(yè)論文10KH 表示的是熟料中氧化鈣被氧化硅飽和成硅酸三鈣的程度。KH 實際上表示了熟料中 C3S 與 C2S 百分含量的比例，KH 越大，則硅酸鹽礦物中的 C3S 的比例越高，熟料質量越好，故提高 KH 有利于提高水泥質量，但 KH 過高，熟料煅燒困難，保溫時間長，否則會出現(xiàn)游離 CaO，同時窯的產量低，熱耗高，窯襯工作條件惡化。工廠中KH 值一般在 — 之間取得。預分解窯生料預熱好，分解率高，另外由于單位產量窯體的散熱損失少以及耗熱最大的碳酸鹽分解帶已移到窯外，因此窯內的氣流溫度高，為了有利于掛窯皮和防止結皮、堵塞、結大塊，目前趨于低液相量的配料方案。熟料率值的確定，首先要滿足產品方案的要求，并在生產中逐步摸索適合本廠設備和資源條件的指標。若原料易燒性較好，燒成熟料游離鈣＜1%，即可提高率值，以取得高強度熟料，從而增加混合材摻加量；若生產硅酸鹽水泥，買方又不需要高標號， 即可在滿足產品質量要求的前提下，適當降低率值，以減少煤耗，這就是經濟率值。參考國內外大型預分解窯熟料率值的配料方案，結合本設計的原料品質，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 GAGA= （S ：煤灰沉落率，帶電收塵器的窯為：100%）0?DWFyQq = （3050100 ）/（10021029）= %2）假設原料配比，計算配料數據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 粘土 鐵粉% % %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：SiO 2=%%=%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 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3石灰石 86 0本科生畢業(yè)論文11粘土 11 0鐵粉 3 0生料 100 0灼燒生料 —— —— 0灼燒基生料= 白生料中各氧化物含量 10L白= ?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G A表 35 熟料的計算成分（%）項 目 配合比 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3灼燒生料 % 煤灰 % 熟料 100 4）熟料率值及其礦物組成計算 （IM≥）KH= =SM= =+eIM= =根據計算結果，KH 偏高、IM、SM 都低于配料目標值，所以重新調整原料原料配比。5）重新假設調節(jié)原料配比，計算配料數據及灼燒基生料成分，設干燥基原料配比如下： 表 36 重新調整原料配比（%）石灰石 粘土 鐵粉% % %計算所有原料帶入白生料中各氧化物百分含量列于下表：表 37 化學成分（%）原料名稱 配比 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3本科生畢業(yè)論文12石灰石 0粘土 0鐵粉 0生料 100 0灼燒生料 —— —— 0表 38 熟料的計算成分（%）項 目 配合比 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3灼燒生料 % 煤灰 % 熟料 100 6）計算熟料率值及礦物組成 （P≧ ）KH= =SM= =+lIM= =C3S= =（3 ） % =%()KH?C2S= =（）% =%61C3A= =（）%=%()C4AF= =% =%eO重新調整生料配比后，熟料率值和礦物組成均符合設計要求，而且 MgO 和 SO3 也在控制范圍內。所得的結果 KH、SM、IM 已十分接近要求值。所以原料配比確定為： 表 39 確定原料配比（%）石灰石 粘土 鐵粉% % %7）將干燥基原料配比換算為濕原料配比，計算生料濕原料質量配合比：表 310 原料中水分（%