【文章內(nèi)容簡介】 2 表 211配料設計所用的原燃料的化學成分（ %） 14 項目 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO2 合計 天然水分 石灰石 42 52 砂巖 鐵粉 39 51 粉煤灰 3 石膏 35 35 煤灰 表 212：煤的工業(yè)分析 項目 Mar Car Aar Var 發(fā)熱量Q ar kJ/kg 噸熟料熱耗 kJ/kg 100kg煤灰摻入量 % 煤灰沉降率 2 24485 100% 167。 計算步驟： 為了獲得較高的熟料強度，良好的物料易燒性以及易于控制生產(chǎn)，選擇適宜的熟料三率值是非常必要的。由于其牽涉到非線性方程的求解，用手工計算 需反復試湊，難以得到最優(yōu)解，而各種簡化計算方法不容易為大多數(shù)人掌握，一些專用的計算程序也難以滿足廣大水泥生產(chǎn)廠的要求。采用通用辦公軟件 Excel做配料計算，可直接通過表格計算求解，這種方法在普通個人微機上，幾秒鐘即可算得最優(yōu)解，操作簡便， 結果準確、極易推廣。本設計 配料計算參考《用辦公軟件 Excel作配料計算》（南京化工大學材料學院 簡淼夫，張薇《水泥》 2020 10） 《 EXCEL電子表格在水泥配料中的應用》（洛陽工業(yè)高等專科學校教務處 劉孟賀 孫孟樂 許茂偉《洛陽工業(yè)高等專科學校學報》第 11 卷第 2期 2020年 6 月） 15 用 Excel計算如下表 [3][4]： 表 213 表 214 表 215 在計算表格中填入設定的摻入量初值，在對應的各種組分的格 子中填入相應的計算公式，即可 得到相應的數(shù)值。如 在石灰石欄中 . SiO2和 Al2O3組分的單元格 C16和 D16 中分別填入下列公式： (C16)=C5*G16/$G$ 20 (D16)= D5*G16/$G$ 20 這表示用石灰石欄中 SiO Al2O3組分等于乘以摻入量 G16，再除以生料總量 $G$ 20，即為生料中來自石 灰石的 SiO2 、 Al2O3組分的量。余下類推得生料和熟料中各 化學成分量的數(shù)值。 表中的生料化學成分數(shù)值為 4組分的累計值。灼燒生料值為減去燒失量、考慮配入煤灰后計算得出。熟料化學成分為灼燒生料化學成分加入煤灰化 學成分得出。 .3 在計算表中加入率值計算公式 ： 表 216率值目標量 在 C2 D26 、 E26加入率值計算公式 Sc FcAcCcKH ??? Fc?? AcScSM FcAcIM? (C26) =(**E23)/(D26) =C23/(D23+E23) (E26) =D23/E23 4. 計算率值偏差和規(guī)劃求解 在 C2 D27和 E27中計算率值目標值與計算值 的偏差絕對值，同 樣建立總量的目標值和偏差，在 C28 中填入三率值偏差和總量偏差的平方和。 C28 =C27*C27+D27*D27+E27*E27 然后在 Excel菜單中拉下工具 ,找到規(guī)劃求解后 ,用鼠標雙擊 . 設定目標單元格為率值偏差平方和單元 C28，設定可變單元格為各組分摻入量 $G$16～ 16 $G$19，在約束條件中點擊相應率值單元設定率值誤差限 ,對應 KH，SM， IM。然后點擊求解按鈕，幾秒鐘后可得結果如表 26 5. 計算化學組成和濕基配比 如把 C3S 、 C2S、 C3A 、 C4AF，濕基配比， 求解公式填入表格，會更方便快捷，一目了然。 表 27礦物組成 表 28濕基配比 C3S=（ 3KH2） C2S= SiO2（ 1KH） C3A =（ ） C4AF= (G25)=*C23*(3*C262) (H25)=*C23*(1C26) (I25) =*(*E23) (J25) =*E23 在 C3 D31 分別填入石灰石濕 基和濕基配比公式：石灰石濕=石灰石水分石灰石摻入量 ?100 100* 100*濕基總量 石灰石濕基石灰石濕基配比 ? 即（ C31） =G16*100/(100J5) （ D3） =C31/C35*100 。 同樣填入砂巖、鐵粉、粉煤灰的計算公式。這樣規(guī)劃求解后就可以直接求出化學組成和濕基配比 。 ： IM 1338℃ L==*=% 1450℃ L=3A+=3*+*=% 基本符合預分解窯 L=21%～ 24%范圍 如需調(diào)整三率值，只要在 C2 D2 E25 中輸入目標率值，重新規(guī)劃求解 即可 表 213 原料化學成分表 A B C D E F G H I J 17 表 214 煤的工業(yè)分析 A B C D E F G H I 12 項目 Mar Car Aar Var 發(fā)熱量Q ar kJ/kg 噸熟料熱耗 kJ/kg 100kg煤灰摻入量 % 煤灰沉降率 13 2 24485 100% 4 項目 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO2 合計 天然水分 5 石灰石 42 52 6 砂巖 7 鐵粉 39 51 8 粉煤灰 3 9 石膏 35 35 10 煤灰 18 表 215 配料計算表 A B C D E F G 15 項目 Loss SiO2 Al2O3 Fe 2O3 CaO 摻入量 % 16 石灰石 279 5 139 1 1869 903 17 砂巖 349 1174 3 938 827 18 鐵粉 284 1 2635 3 7685 515 19 粉煤灰 458 7 2806 8 9548 29 20 生料 988 3 8006 5 0531 100 21 灼燒生料 22 煤灰 8 7699 3 9947 771 23 熟料 8 2207 7 0828 100 19 表 216率值目標量 表 217礦物組成 F G H I J 24 礦物組成 C 3 S C 2 S C 3 A C 4 AF 25 計算值 表 218濕基配比 B C D 30 項 目 濕基用量 濕基配比 31 石灰石 32 砂巖 33 鐵粉 34 粉煤灰 35 合計 100 B C D E 24 目標量 ＫＨ ＳＭ ＩＭ 25 目標值 26 計算值 27 率值誤差 28 方差 20 167。 物料平衡 : [5][6]物料平衡計算是質(zhì)量守恒定律在水泥工廠工藝設計中的具體應用。工藝設計之初，必須先進行物料平衡計算。 167。 (1)計算出水泥工廠物料進廠和產(chǎn)品出廠的需要量和 生產(chǎn) 量 。 (2)作為工藝設計中選擇主機和輔機規(guī)格的依據(jù) 。 (3)作為原料礦山開采和運輸設計的依據(jù) 。 (4)作為廠內(nèi)外總圖運輸設計的依據(jù) 。 (5)作為技術經(jīng)濟計算產(chǎn)品成本的依據(jù) 。 (6)作為工廠原料、燃料以及其它材料供應量和工廠 產(chǎn)品出廠量建廠初期的參數(shù)。 物料平衡計算一般是以窯的生產(chǎn)能力 (t/t)為基準的，以此算出原料、燃料、生料、熟料、混合材料、水泥等物料的需要量或生產(chǎn)量。參考《水泥廠工藝設計中物料平衡的計算方法》（北京建筑材料工業(yè)學校硅工科 龔文虎 《水泥技術》 2020 .1）和《水泥工廠工藝設計中物料平衡 計算的探討》（袁振基《水泥技術》 ）對所謂的 “ 內(nèi)摻法 ” 和 “ 外摻法 ” 的討論， “ 內(nèi)摻法 ” 在計算過程中以 “ 熟料 (%)+混合材料 (%)+石膏 (%)=100(%)水泥 ,另外以分別考慮一些生產(chǎn)損失為出發(fā)點。此種觀點以《水泥廠工藝設計概論》(1982年版 ,何俊元編 )和《水泥廠工藝設計概論》 (1993 年版 ,金容容主編 )兩本高校教材為代表。 “ 外摻法 ” 在計算過程中以 “ 熟料 (%)+混合材料 (%)=100(%)水泥 ,石膏用量抵作水泥生產(chǎn)中所有的生產(chǎn)損失 ” 為出發(fā)點。此種觀點以《水泥廠工藝設計手冊 178。 上冊》 (1976 年版 )為 代表。兩篇論文都傾向 “ 外摻法 ” ，認為“ 內(nèi)摻法 ” 的計算基準不統(tǒng)一。基于此本設計采用 “ 外摻法 ” 計算。 21 167。 燒成車間生產(chǎn)能力和工廠能力的計算 : .1 NSP 窯規(guī)格的確定 [2] .(1)NSP 窯的直徑 要設計生產(chǎn)能力 5000t/d熟料的回轉窯 由經(jīng)驗公式： G= 其中 G(t/t)— 窯產(chǎn)量， Di為窯筒體有效內(nèi)徑（ m） )m( ???? 取窯內(nèi)耐火磚的厚度 ? =200mm 則窯內(nèi)徑 D= 2iD ?? =+2? =(m) (2)NSP窯的長度 將 Di = 帶入經(jīng)驗公式 ： 8 0iG =8 .49 1D L ? )m(. GL 68 32 32 ???? 考慮各個水泥設備公司提供的產(chǎn)品，初步確定窯的規(guī)格為 179。72m 即 D= L=72米 （ 1）根據(jù)經(jīng)驗公式核準窯產(chǎn)量，將 Di =， L=72米代入 2 .32 8 0 .68 0iG =8 .491D L =179。 179。72 =5996t/t （ 2）根據(jù)生產(chǎn)實際 2020年 6月 26 日投產(chǎn)的義馬煤業(yè)集團水泥有限責任公司的 5000t/t 生產(chǎn)線， 2020 年投產(chǎn)的河南省鶴壁豫 鶴同力、洛陽黃河同力、新鄉(xiāng)平原同力，駐馬店豫龍同力 5000t/d水泥熟料新型水泥生產(chǎn)線，湖南瀏陽公司 5000t/d水泥熟料新型干法線均采用 179。72m 的回轉窯，且均超過設計產(chǎn)量 ?？紤]經(jīng)驗公式受數(shù)量、地域、工藝、時間限制，以及產(chǎn) 22 量受窯規(guī)格、原燃料、操作等影響極大，可以確定同類型窯的實際產(chǎn)量完全可以達到 5000t/d水泥熟料。 （ 3）確定窯的規(guī)格為 179。72m 的回轉窯熟料產(chǎn)量完全可以達到設計要求 5000t/t. 采用年平衡法不直觀，不能一目了然，不能為主機 平衡計算創(chuàng)造方便條件。因主機一般是按周平衡的，所以采用周平衡法比較符合實際。 根據(jù)公式標定的產(chǎn)量和實際生產(chǎn)情況取 標Q =5200t/t 窯的臺數(shù)按《水泥工藝設計概論》（ 1993版 金容容 主編） 312 計算 : n= dQ / 標Q =5000/5200=(臺 ) 取 n=1 dQ —— 要求的熟料日產(chǎn)量 t/t n —— 窯的臺數(shù) ,計算按《水泥工藝設計概論》 3 37 熟料小時產(chǎn)量 : hQ =n 標Q /24=1179。5200/24 (t/h)=熟料日產(chǎn)量 : dQ =24 標Q =24179。=5200(t/t) 熟料周產(chǎn)量 : wQ =168 標Q =168179。= (t/w) 按《水泥廠工藝設計概論》 3 3 311計算 石膏摻入量的計算 : 參考《無機材料基礎》（洛陽工業(yè)高等?？茖W校） ， 水泥中 SO3的控制范圍為 %～ %,取 SO3含量為 %,由熟料帶入的 SO3量為 %,則石膏摻加量 d=( )/35=% 取 d=%.水泥的生產(chǎn)損失 P=% (1).原料消耗定額 考慮煤灰摻入時， 1t 熟料的干生料理論消耗量 根據(jù)《水泥廠工藝設計概論》（ 1993 版 金容容 主編） P39 公式 3－ 15 ， KT=(100S)/(100I)=()/()= 23 式中 KT—— 干生料理論消耗量 t/t 熟料 S—— 煤灰摻入量 % I—— 干生料的燒失量 % (2) 干生料消耗定額： 考慮生料生產(chǎn)時的損失：根據(jù)《水泥廠工藝設計概論》（ 1993版 金容容 主編） P40 式 3－ 17 K 生 ＝ 100KT/（ 100P 生 ） =100179。(100 )= t/t 熟料 . K 生 —— 干生料的消耗定額 t/t 熟料 P 生 —— 生料的生產(chǎn)損失取 ％ (3)各種干原料消耗定額 ： 由式 3－ 18：