【文章內(nèi)容簡介】 確保能源供應(yīng)，并充分重視節(jié)約能源的問題。 (8) 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化。因此在設(shè)計時，應(yīng)盡量采用新技術(shù)，新方案并要重點考慮節(jié)約能源。 從水泥廠的整體設(shè)計來說，工藝設(shè)計是主體，它的主要任務(wù)是確定工藝流程，進行工藝設(shè)計的選型和布置。但工廠設(shè)計是各專業(yè)共同完成的一個整體。因此，工業(yè)設(shè)計與其它專業(yè)的設(shè)計 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)生較好的方案。 設(shè)計原則 (1) 根據(jù)計劃任務(wù)書規(guī)定的產(chǎn)品品種、質(zhì)量、規(guī)模進行設(shè)計。 計劃任務(wù)書規(guī)定的產(chǎn)品規(guī)模往往有一定的范圍，設(shè)計規(guī)模在該范圍之洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 5 內(nèi)或略超出該范圍，都認為是合適的；但如限于設(shè)備選型，設(shè)計達到的規(guī)模略低于該范圍，則說明原因，取得上級同意后，才能繼續(xù)設(shè)計。 對于產(chǎn)品品種，如果認為計劃任務(wù)書的規(guī)定在技術(shù)上或經(jīng)濟上有不當(dāng)之處，也應(yīng)闡明理由，建 議調(diào)整，并取得上級部門的同意。 窯、磨等主機的產(chǎn)量，除了參考設(shè)備說明書和經(jīng)驗公式計算外，還應(yīng)根據(jù)國內(nèi)同類型主機的生產(chǎn)數(shù)據(jù)并參考國內(nèi)外近似規(guī)格的主機產(chǎn)品進行標定。在工廠建成后的較短時期內(nèi)，主機應(yīng)能達到標定的產(chǎn)量，同時標定的主機產(chǎn)量應(yīng)符合優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗和設(shè)備長期安全運轉(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化操作。 (2) 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)計中，一般只采用一條或兩條由大型設(shè)備組成的工藝線。 (3) 選擇技術(shù)先進經(jīng)濟、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，整個工廠設(shè)計可謂大局已定。在選擇生產(chǎn)工藝流程和設(shè)備時，應(yīng)盡量考慮節(jié)省能源，采用國內(nèi)外較成熟的先進經(jīng)驗和先進技術(shù)。如在原料的破碎方面，采用一級反擊式錘式破碎機代替二級或三級破碎系統(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、機球磨、高效選粉機（如 OSEPA 選粉機等）的混合粉磨系統(tǒng)。 對于新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，必須經(jīng)過生產(chǎn)實踐鑒定合格后，才可應(yīng)用于新建廠的設(shè)計中。工藝流程和設(shè)備的選擇應(yīng)進行方案比較，以達到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的目的。 在進行具體設(shè)備的選型時，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、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。 (4) 全面解決工廠生產(chǎn)、廠外運輸和各種物料儲備的關(guān)系 由于工廠生產(chǎn)要求長期連續(xù)運轉(zhuǎn)，而回轉(zhuǎn)窯、磨機和破碎機等設(shè)備則需一定的時間進行計劃檢修；同時受各種復(fù)雜條件如廠外運輸?shù)纫蛩氐闹萍s，所以各種物料都應(yīng)有適當(dāng)?shù)膬洹８鞣N堆場、儲庫的容量，應(yīng)滿足各洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 6 種物料儲存期的要求。儲 存期的確定應(yīng)使生產(chǎn)有一定的機動性，以利于工廠均衡連續(xù)地生產(chǎn)。但儲存期也不應(yīng)太長，以免增加基建工程量和費用及占用工廠的流動資金。 (5) 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)計到建成投產(chǎn)往往要好幾年時間，而生產(chǎn)技術(shù)卻是向前發(fā)展的。因此設(shè)備能力應(yīng)能切實滿足生產(chǎn)要求并留有余地。此外應(yīng)結(jié)合設(shè)計的國內(nèi)外未來時期水泥需求情況的預(yù)測，以及當(dāng)前國民經(jīng)濟發(fā)展的方針政策，考慮在設(shè)計中是否需要或應(yīng)留有多大的擴建余地。 考慮工廠擴建的原則是：既要便于今后的擴建，使工廠擴建時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。 (6) 合理考慮機械化、自動化裝備水平、機械化水平應(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、卸，必須實現(xiàn)機械化。重大設(shè)備的檢修、起重以及需要減輕繁重體力勞動的場合，也應(yīng)盡可能實現(xiàn)機械化。 生產(chǎn)控制自動化，具有反應(yīng)靈敏控制及時調(diào)整精確的特點，是保證現(xiàn)代化連續(xù)性大生產(chǎn)安全穩(wěn)定進行的必不可少的手段。如在原料配料和粉磨過程中，新型干法生產(chǎn)廣泛地采用電子秤 X 熒光分析儀 電子計算機自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，控制原料配料，實現(xiàn)了原料配料的自動控制。在水泥粉磨系統(tǒng)已廣泛采用電 子定量喂料秤、自動化儀表、電子計算機控制生產(chǎn)。其主要利用電耳、提升機負荷和選粉機回料量等進行磨機負荷控制。 (7) 重視消音除塵，滿足環(huán)保要求 貫徹執(zhí)行國家環(huán)保、工業(yè)衛(wèi)生等方面的規(guī)定。我國水泥生產(chǎn)最高容許排放濃度為 50mg/m3 。今后，由于對環(huán)保要求愈睞愈高，應(yīng)采取積極措施，減少環(huán)境污染，以保護職工身體健康和延長設(shè)備生產(chǎn)壽命。 為減少環(huán)境污染，應(yīng)廣泛的采用新型高效除塵設(shè)備，在物料儲存設(shè)計上采用以 ” 圓庫 ” 為主方案。與此同時，也應(yīng)重視噪音防治、污水治理、綠化環(huán)境，使水泥廠工業(yè)實現(xiàn)文明生產(chǎn) (8) 方便施工、安 裝、方便生產(chǎn)、維修 工藝布置做到生產(chǎn)流程順暢、緊湊、便捷。力求縮短物料的運輸距離，并充分考慮設(shè)備安裝、操作、檢修和通行的方便，以及其它專業(yè)對工藝布置的要求。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7 廠址選擇 工業(yè)企業(yè)及其所屬工人村場地選擇是工廠建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。廠址選擇的合理與否，將直接影響工廠建設(shè)的投資。建設(shè)進度，同時也將長期影響工廠投產(chǎn)后的生產(chǎn) .管理和工廠今后的發(fā)展。因此，新建項目根據(jù)生產(chǎn)建筑要求，進行經(jīng)濟技術(shù)比較，抓住主要條件，認真做好廠址選擇的工作。 影響廠址選擇的主要因素 [1]： (1) 廠址要靠近主要原料基地。生產(chǎn)水泥的主要原料是 石灰石和粘土（本設(shè)計中不采用粘土），故水泥廠應(yīng)靠近石灰石礦山，以縮短石灰石運輸距離，方便采用經(jīng)濟可靠的運輸方式，以節(jié)約投資和運輸費用。但應(yīng)注意廠區(qū)和住宅區(qū)不得建在有用礦藏上或處于爆破危險范圍內(nèi)。 (2) 廠址有良好的交通條件。水泥生產(chǎn)因物料吞吐量很大，故大中型水泥廠應(yīng)力求靠近鐵路線，小型水泥廠靠近公路線。 (3 廠址盡量靠近水源。水泥廠是耗水量較大的企業(yè)，水源必須充足，水泥質(zhì)量合格，保證不間斷供水。 (4) 廠址盡量靠近電源。水泥廠是耗電量很大的企業(yè)，故廠址最好靠近電力網(wǎng)，并有方便的供電條件和措施，以保證供 電和減少輸電線路的投資。 (5) 廠址應(yīng)有足夠的建廠場地，但必須堅持貫徹國家節(jié)約用地方針政策，不占良田，少占良田，盡可能利用荒山野地。 (6) 廠址地形。廠址地形最好寬闊平坦，并稍帶傾斜，以利簡化工廠的豎向布置與減少平整場的土石方量，并利于排水。礦山、廠區(qū)和住宅區(qū)應(yīng)盡可能布置在鐵路、公路、河流的同一側(cè)。 (7) 工程地質(zhì)條件。應(yīng)有良好的工程地質(zhì)條件，土壤深度在地下～ 2m 處的耐力最好在于 200kpa 以上，廠址下面要避免有用礦藏，沒有活斷層，并應(yīng)盡量避免死斷層，溶洞，滑坡等。 (8) 廠址應(yīng)有良好的水文地 質(zhì)條件 .地下水位在地表以下 5m 為好，且廠址不應(yīng)處在水庫、堤壩附近的下游。 (9) 廠址的選擇必須考慮工廠的雨水、污排出廠外的方便條件，并遵守環(huán)境保護衛(wèi)生規(guī)范。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 8 (10) 選擇廠址是必須確定該地區(qū)的地震烈度。一般 6 度以下地區(qū)可不考慮防震措施， 6 度以上地區(qū)要考慮設(shè)防震措施， 9 度以上地區(qū)不宜建廠。 (11) 廠址選擇中 .必須落實大件設(shè)備的運輸問題。 綜上所述，在選擇廠址時需要同時考慮多方面的問題，而實際上卻很難找到各方都較理想的廠址。因此必須在多方面綜合比較的基礎(chǔ)上加以選擇，從而得到相對而言較為理想的廠址 [16] 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 9 第 2 章 配料計算 畢業(yè)設(shè)計原始資料 一、原燃料化學(xué)成分（ %） 表 21 配料用原料匯總表（包括水泥配料） 名稱 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 Cl－ 原始 水分 石灰石 砂巖 油頁巖 硫酸渣 鐵礦石 石膏 磷石膏 礦渣 粉煤灰 煤灰 二、煤的工業(yè)分析 表 22 煤的工業(yè)分析（ %） Mad Vad Aad Fcad S (kJ/kg) 原始水分 26 48 23000 表 23 煤灰的化學(xué)成分（ %） LOI SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 Cl 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 10 三、其它 年平均氣溫 15 ℃ 當(dāng)?shù)貧鈮? 100236Pa 地下水位 14m 四、水泥品種 ： P178。 60%； P178。 30%； . 10%。 五、袋散比 ： 40%:60% 設(shè)計內(nèi)容 畢業(yè)設(shè)計題目為 :《 廊坊太行水泥有限公司 5200t/d 熟料 新型干法水泥生產(chǎn)線燒成窯尾工藝設(shè)計 —— , ， 水泥 》 ， 重點車間：燒成窯尾系統(tǒng)的工藝設(shè)計。 配料計算 確保熟料率值的組成 因為硅酸鹽水泥熟料是由兩種或兩種以上的氧化物化合而成，因此，在水泥生產(chǎn)中控制各氧化物之間的比值（即率值），比單獨控制各氧化物的含量，更能反映出對熟料礦物組成和性能的影響。故常用表示各氧化物之間相對含量的率值來作為生產(chǎn)控制的指標。為了獲得較高的熟料強度，良好的生料易燒性以及易于控制生產(chǎn)，選擇適當(dāng)?shù)氖炝先手凳欠浅１匾摹? 為了獲得較 高的熟料強度，良好的物料易燒性以及控制生產(chǎn)，選擇適宜的熟料三率值是非常必要的。本次設(shè)計為一臺窯外分解窯，在生產(chǎn)工藝上要求煅燒高飽和比 高硅率的生料，這樣能提高熟料的質(zhì)量并能減少預(yù)熱器分解爐系統(tǒng)的堵塞和回轉(zhuǎn)窯燒成帶的結(jié)圈。生產(chǎn) 號硅酸鹽水泥熟料。對于新型干法水泥生工藝，水泥熟料率值大致為： KH=～ ， SM=～ ， IM=～ 。故根據(jù)生產(chǎn)實踐和設(shè)計工藝條件確定熟料的率值： KH=177。 SM=2 .5177。 IM=177。0. 1 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 11 熟料熱耗的確定 預(yù)分解窯熟料熱耗通常在 2900~3200 kJ/kg，國外先進水平可達2721~2930 kJ/kg。隨著新型干法水泥煅燒技術(shù)的不斷提高，熟料的熱耗不斷降低，根據(jù)中華人民共和國國家標準 GB 502952021 規(guī)定， 4000t/d及以上單位熟料燒成熱耗宜不大于 3050 kJ/kg，依國內(nèi)新型干法廠現(xiàn)狀，熟料熱耗取 3000 kJ/kg 熟料。 表 24 國內(nèi)和國外部分預(yù)分解窯的單位熟料熱耗 (kJ/kg)[4] 國 內(nèi) 冀東 NSF 寧國MFC 柳州 SLC 江西 RSP 淮海 NFC 新疆 RSP 熟料熱耗 3385 3323 3439 3573 3650 3862 國 外 日本東谷廠 NMFC 丹麥 FLS SLC 日本小野田 RSP 比利時CCB ProPolAS 奧地利 PASEC 墨西哥FullerNSF 熟料熱耗 2994 3191 3078 2948 2897 2910 配料計算 配料計算的基本原則： (1)燒出的熟料應(yīng)具有較高的強度和良好的物理化學(xué)性能； (2)配制的生料易于粉磨和燒成； (3)生產(chǎn)過程中易于控制、管理，便于生產(chǎn)操作 ，能結(jié)合工廠生產(chǎn)條件、經(jīng)濟，合理地使用礦山資源。 生料配料計算方法很多，有燒矢量法、碳酸鈣滴定法、遞減試湊法、代數(shù)法、圖解法、計算機軟件配料等。本次畢業(yè)設(shè)計選用嘗試誤差法，并借助計算機 Excel 軟件協(xié)助計算進行配料。 已知原、燃料的有關(guān)分析數(shù)據(jù)如上表所示，以五種原 料配合進行生產(chǎn)，要求熟料的三個率值為： KH=、 SM=、 IM=,單位熟料熱耗為 3000 kJ/kg 熟料。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 12 計算煤灰摻入量 Aar=100Mar/100Mad Q,ar=(Q,ad+25Mad)179。 (100Mar)/(100Mad)25Mar GA=qAarS/100Q,ar=(3000179。179。100% )247。 (100179。 22729)=% 式中： GA— 熟料中煤灰摻入量 (%)； q — 單位熟料熱耗 (kJ/kg 熟料 )； — 煤的收到基熱值 (kJ/kg 煤 )； Aar— 煤的收到基灰分含量 (%)； S — 煤灰沉落率 (%)，一般 S=100%。 假設(shè)原料配比，計算配料數(shù)據(jù)及生料成分 假設(shè)干燥基原料配比，列于表 25： 表 25 干燥基原料配比（ %） 名稱 石灰石 砂巖 油頁巖 硫酸渣 鐵礦石 配比 12 計算各原料帶入白生料的成分量： 原料配比 ? 該原料化學(xué)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： SiO2=%? %=% 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下表 34 表 26 化學(xué)成分（ %） 原料名稱 LOSS SIO2 AL2O3 FE2O3 CAO MGO ∑ 配比 石灰石 油頁巖 12