【文章內(nèi)容簡介】 技術(shù)和設(shè)備，最大限度的降低能耗、降低基建投資，又最大限度的提高產(chǎn)、質(zhì)量，做到環(huán)保，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)、合理。 本設(shè)計石灰石設(shè)置圓形預(yù)均化堆場，其規(guī)模為 216。 110 m。石灰石礦山全礦化學(xué)成分穩(wěn)定，品質(zhì)優(yōu)良，均勻性好。廠區(qū)設(shè) 1 個 216。818m 圓庫儲存石灰石用于生料配料，庫有效儲量 t，實際儲存時間為 ，能滿足生產(chǎn)的正常進(jìn)行。 同時對原煤設(shè)置圓形預(yù)均化堆場，原煤成分的波動對燒成工藝、熱工制度的穩(wěn)定性及熟料質(zhì)量等影響極大，外購煤的質(zhì)量難以完全預(yù)先控制，同時多 點(diǎn)供應(yīng)原煤的可能性是存在的，并且考慮將來使用低品位原煤的需要，故設(shè)置原煤預(yù)均化設(shè)施。原煤圓形預(yù)均化堆場直徑 90m，堆場有效儲量 ?；剞D(zhuǎn)懸臂堆料機(jī)生產(chǎn)能力 150t/h，橋式刮板取料機(jī)取料能力 60t/h。原煤預(yù)均化堆場外設(shè)置一個煤堆棚，直接在 鐵路 旁邊， 到廠的煤可以由卡車直接 運(yùn) 料到煤堆棚內(nèi)，這樣可以節(jié)約基建投資， 降低運(yùn)輸成本 。 采用 4 組分（石灰石、頁巖、砂巖、硫酸渣）配料，頁巖配料倉下設(shè) Centrex筒倉卸料器，以順利排出粘濕物料。 生料粉磨采用 MPS5000B 立磨系統(tǒng)，此磨在國內(nèi)幾家新建干法水泥生產(chǎn) 線運(yùn)行正常，其臺時產(chǎn)量為： 380t/h。入磨水分＜ 6%，出磨水分＜ %，入磨粒度允許 2%＞ 100mm，出磨細(xì)度： 80μm篩余 ≤10%，主電機(jī)功率 3800 kw。為了減小磨機(jī)風(fēng)環(huán)風(fēng)速，降低磨內(nèi)壓降，節(jié)約粉磨電耗，設(shè)有物料外循環(huán)系統(tǒng)。 生料均化庫采用 IBAU型均化庫，根據(jù) 煙臺東原日產(chǎn) 5000t熟料生產(chǎn)線的生產(chǎn)情況 ,規(guī)格為 216。 m48 m，有效儲量 16000t，該庫集生料儲存、均化和喂料于一體，具有均化效果好、電耗低、系統(tǒng)簡單、操作管理方便等優(yōu)點(diǎn)。庫內(nèi)分 8個卸料區(qū)，生料按照一定的順序分別由各個卸料區(qū) 卸出進(jìn)入均化小倉 (兼窯喂料倉 )，均化作用主要由庫內(nèi)重力切割和均化小倉的攪拌來實現(xiàn)。 生料入窯計量采用沖板流量計，由氣動流量調(diào)節(jié)閥 (由德國的 CP公司供貨 )調(diào)節(jié)人窯流量。 儲期 。 窯尾喂料采用國外進(jìn)口的提升機(jī)，單段提升， 100m3入窯生料計量倉位于生料庫頂，本科生畢業(yè)論文 3 布置緊湊，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)可靠。入窯生料采用申克皮帶秤計量，計量準(zhǔn)確可靠。 熟料燒成采用帶 CDC 分解爐的雙系列五級旋風(fēng)預(yù)熱器， CDC 分解爐特別適合于低揮發(fā)分煤的完全燃燒；旋風(fēng)預(yù)熱器結(jié)構(gòu)優(yōu)化，系統(tǒng)阻力低，節(jié)能效果顯著。 PYROJET多通道燃燒器和 PYROSTEP 篦冷機(jī)系統(tǒng)。日產(chǎn)熟料正常生產(chǎn)能力 5000t，目標(biāo)生產(chǎn)能力，熟料熱耗 3000kJ/kg。窯尾預(yù)熱器采用 42222 組合。預(yù)熱器規(guī)格： C1 為4216。4630mm， C C3為 216。6360mm， C C5為 2216。6630mm。出 C1廢氣量為 熟料。 CDC 分解爐：直徑 216。 7960mm，有效高度 。窯與分解爐用煤比例為 40%和 60%。 PYRORAPID 回轉(zhuǎn)窯規(guī)格為： 216。 72m，斜度 %，正常轉(zhuǎn)速 。窯磨廢氣處理采用袋收塵器，確保了廢氣達(dá)標(biāo)排放。 在預(yù)熱器塔后設(shè)有余熱發(fā)電以及增濕塔，以調(diào)節(jié)收塵器入口溫度。 4 座 216。1832m 圓庫（預(yù)應(yīng)力隧道庫）儲存熟料，有效儲量為 ，另設(shè) 1 座216。821m 的黃料庫，有效儲量 。同時設(shè)計規(guī)格為 22320m 的條形熟料堆場，儲量為 20210t 在水泥銷售淡季，儲存過剩的熟料，以保證生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行，同時也可以直接銷售熟料。 煤磨采用煤粉制備系統(tǒng)設(shè)計，放棄傳統(tǒng)的風(fēng)掃管磨 +粗粉分離器 +旋風(fēng)除塵器 +電除塵器的方案，采用 MPF2117 輥式磨，其生產(chǎn) 能力為 45 t/h，煤粉細(xì)度可靈活調(diào)節(jié)，原煤入磨粒度 25mm，出磨粒度 80μm，篩余 ≤12%；水分 % ，煤粉水分 %， 主電機(jī)功率 630kW。 煤磨 +脈沖噴吹袋式收塵器的方案，原煤經(jīng)全密閉計量給煤機(jī)喂入輥式磨烘干粉磨，熱源取自窯頭篦式冷卻機(jī)余風(fēng)。該方案較前者節(jié)省了投資設(shè)備，減少了建筑占地面積，并且操作簡單穩(wěn)定，充分利用了余熱。設(shè)有煤粉倉 2 個， 1 個放置于煤磨車間為分解爐供煤，一個放置于窯頭車間為回轉(zhuǎn)窯供煤。窯頭和分解爐喂煤采用申克科里奧力秤計量 。 本設(shè)計選用混合材（礦渣）初水分為 %，要求終水分達(dá)到 1%，因此選擇承德礦機(jī)廠生產(chǎn)的 12m的 回轉(zhuǎn)烘干磨，其 臺時產(chǎn)量（礦渣初水分為 15%，要求終水分達(dá)到 1%）可達(dá) ，烘干熱耗為 4790 kJ/kg水分。 水泥粉磨采用 2 套帶 OSepa N2021 選粉機(jī)的閉路球磨機(jī)粉磨系統(tǒng)，簡單實用、運(yùn)轉(zhuǎn)率高，調(diào)節(jié)水泥細(xì)度方便，能同時生產(chǎn)不同品種水泥。磨機(jī)選用了 16m球磨機(jī)，其傳動采用了中心傳動系統(tǒng)，具有傳遞功率大、投資省、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。 OSepa選粉機(jī)一、二、三次風(fēng)全為環(huán)境冷空氣，大大改進(jìn)水泥質(zhì)量、提高粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量。臺時產(chǎn)量 可達(dá) 125t/h。磨出水泥細(xì)度比表面積達(dá) 3000 cm2/g。 本科生畢業(yè)論文 4 8 座 216。1519m圓型水泥庫用于儲存和發(fā)運(yùn)水泥，每庫儲量 4866t，水泥庫底可直接發(fā)運(yùn)散裝水泥。采用 3 條 BX8WY 型八咀回轉(zhuǎn)包裝機(jī)包裝水泥，臺時產(chǎn)量為 80~100t/h,完全能滿足生產(chǎn)的要求，并設(shè)有電子校正稱、破包機(jī)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(yáng)塵小、自動化程度高及操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。 燒成車間地帶修建生產(chǎn)控制樓，生產(chǎn)樓內(nèi)設(shè)置中央控制室，同時生產(chǎn)樓內(nèi)設(shè)置車間辦公室。中央化驗室則布置在廠前區(qū)，負(fù)責(zé)全廠原、燃 材料、半成品和成品的物理檢驗、化學(xué)分析及質(zhì)量控制。 在 熟料堆場與耐火材料庫旁 布置總降壓站 1 座， 為全廠 供電。設(shè)置污水處理場對生活污水、生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理。 設(shè)計全廠收塵器均為袋收塵器。最大限度地保護(hù)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境，對環(huán)境的污染降到最小。 工藝設(shè)計的主要任務(wù)是確定生產(chǎn)方法、選擇生產(chǎn)工藝流程；確定生產(chǎn)設(shè)備的類型、規(guī)格、數(shù)量，選取各項工藝參數(shù)及定額指標(biāo)。本次設(shè)計根據(jù)現(xiàn)代新型干法的發(fā)展趨勢，結(jié)合國內(nèi)同類型的新型干法水泥生產(chǎn)線的設(shè)計，采用了目前比較先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和技術(shù)裝備，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合分析，切合實際，經(jīng)濟(jì)合理，選擇最 合適的熟料燒成車間工藝布置流程。設(shè)計力求做到 ―清潔生產(chǎn) ‖，并且節(jié)約能源、提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率，使水泥生產(chǎn)向集約化、高質(zhì)量的現(xiàn)代化工業(yè)方向發(fā)展。 本科生畢業(yè)論文 5 第 2章 原料與燃料 2． （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(zhì)量，最終也影響水泥的質(zhì)量。水泥的原料應(yīng)滿足以下工藝要求： (1) 化學(xué)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； (2)有害雜質(zhì)的含量應(yīng)盡量少，以利于工藝操作和水泥 的質(zhì)量； (3)應(yīng)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。 石灰質(zhì)原料 凡以碳酸鈣為主要成分 的原料 叫石灰質(zhì)原料，是水泥生產(chǎn)中用量最大的一種原料，一般生產(chǎn) 1 噸熟料約需 ~ 噸石灰質(zhì)干原料。在本此設(shè)計中所使用的石灰石化學(xué)分析結(jié)果如下： 表 21 石灰石化學(xué)成分 (%) 石灰石（塊樣） loss SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO 本設(shè)計采用的石灰石各項指標(biāo)都達(dá)到了一級品（ CaO48%, MgO%）的要求，所以該石灰石是生產(chǎn)水泥的優(yōu)質(zhì)原料，據(jù)了解該礦山儲量豐富，據(jù)初步勘測其儲存量能服務(wù) 5000t/d 熟料生產(chǎn)線 30 年以上，成分穩(wěn)定性好，距建廠位置有 3 公里，交通方便，是生產(chǎn)水泥的最佳選擇。 輔助校正原料 傳統(tǒng)的水泥生產(chǎn)的輔助原料主要是粘土質(zhì)原料，校正原料是鐵粉和砂巖。粘土質(zhì)原料是含堿和堿土的鋁硅酸鹽，主要化學(xué)成分是 SiO2，其次 Al2O3，還有 Fe2O3，一般生產(chǎn) 1 噸熟料用 ~ 噸粘土質(zhì)原料。但是粘土資源越來越緊缺，如果用來生產(chǎn)水泥則會提高水泥成本同時還造成較大的浪費(fèi)，所以決定不 使用粘土，而改用頁巖和砂巖來代替。鐵粉則選用硫酸渣。其化學(xué)成分全分析如下： 本科生畢業(yè)論文 6 表 22 硫酸渣化學(xué)成分 (%) 硫酸渣（鐵粉） SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 表 23 砂巖化學(xué)成分 (%) 砂巖 loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 表 24 頁巖化學(xué)成分 (%) 頁巖 loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 59． 96 2． 26 混合材 本設(shè)計的混合材采用礦渣， 本設(shè)計所使用的礦渣化學(xué)成分分析如下： 表 25 礦渣 化學(xué)成分 (%) 礦渣 SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO R2O SO3 石膏 本此設(shè)計所使用的石膏其化學(xué)成分分析如下： 表 26 石膏化學(xué)成分 (%) 石膏 SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO R2O SO3 我國水泥工業(yè)一般使用煤做為燃料，回轉(zhuǎn)窯水泥廠一般使用煙煤，燃料品質(zhì)既影響煅燒過程又影響熟料質(zhì)量，發(fā)熱量高的優(yōu)質(zhì)燃料，其火焰溫度高，熟料 KH 值可高些，若燃料質(zhì)量差，除了火焰溫度低外，還會因煤灰的沉落不均勻，降低熟料質(zhì)量。 對回轉(zhuǎn)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(jié)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(zhì)量分析 本科生畢業(yè)論文 7 (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 .熱值較底的煤使煅燒熟料的單位熱耗增加，同時窯的單位產(chǎn)量降低。因此對于預(yù)分解窯一般要求煤的低位發(fā)熱量大于 21000kJ/kg煤。本設(shè)計用煤熱質(zhì)為 21349kJ/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(nèi)會出現(xiàn) 較長的黑火頭，高溫帶比較集中。綜合考慮燃料成本和技術(shù)條件，本設(shè)計中的使 用的是無煙煤，其揮發(fā)分較低，為 %。 (3) 灰分 :煤的灰分是水泥工業(yè)用煤的主要指標(biāo)之一 .如果灰分過高將導(dǎo)致煤的著火點(diǎn)后移 ,輻射傳熱效率下降 。導(dǎo)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(chǎn)、質(zhì)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(yù)分解窯生產(chǎn)效率，同時造成燃料不完全燃燒，預(yù)分解系統(tǒng)黏結(jié)堵塞，降低熟料質(zhì)量。一般要小于 25%30%，本設(shè)計中所用煤品質(zhì)較差，灰分為 31%。 (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(yán)重，相應(yīng) 的熱耗增大。對于粉磨，則由于流動性變差，使其運(yùn)輸、喂料不暢，粉磨困難，相應(yīng)的煤磨的產(chǎn)量降低和電耗會增加。生產(chǎn)中對煤粉的水分應(yīng)控制在1%%。 (5) 煤粉的細(xì)度 :煤粉的細(xì)度直接影響火焰的長度及形狀。國內(nèi)生產(chǎn)、設(shè)計采用的煤粉細(xì)度，通常 80μm篩余為 810%，煤粉越細(xì)比表面積越大，與空氣中氧氣接觸的機(jī)會月多，燃燒速度快，燃燒越完全，單位時間放出的熱量也多，可以提高窯內(nèi)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(zhì)量降低， 窯內(nèi)熱工制度不穩(wěn)定，操作困難。特別是當(dāng)煤粉太細(xì)時，其自燃的幾率也增大。 本次設(shè)計所使用的煤是無煙煤，其元素分析和工業(yè)分析結(jié)果如下 ： 表 27 煤的元素分析 （ %） C ar H ar O ar N ar S ar A ar M ar 表 28 煤的工業(yè)分析及發(fā)熱量 原煤（無煙煤） W Var Aar FC Q, 31 21349 本設(shè)計選取的熟料燒成熱耗為 3000kJ/kg。 本科生畢業(yè)論文 8 第 3章 配料計算與物料平衡 表 31 原料化學(xué)成分 （ %） 成分名稱 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 石灰石 頁巖 砂巖 硫酸渣 煤灰 表 32 煤的工業(yè)分析 原煤（無煙煤） W Var Aar FC Q, 31 21349 表 33 煤的元素分析 （ %） C ar H ar O ar N ar S ar A ar M ar 熟料熱耗： q=3000kJ/kg。 成分名稱 配合比 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 石灰石 頁巖 12 砂巖 6 硫酸渣 生料 100 灼燒生料 三率值的目標(biāo)值： KH= SM= IM= GA GA=,adq Aar B100Q?? （ B：煤灰沉落率，帶電收塵器的窯為： 100%） =300031100／（ 21349100） =％ ，計算配料數(shù)據(jù)及灼燒基生料成分 設(shè)干基原料配比為： 表 33 假設(shè)干基原料配比 本科生畢業(yè)論文 9 石灰石 砂巖 硫酸渣 頁巖 79% 6% 4% % 計算各種原 料帶入白生料中各種成分的量：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的白分含量為： SiO2=%=% 用此法計算所有原料帶入白生料中各氧化物白分含量列于下表： 表 34 化學(xué)成分 （ %） 原料名稱 配比 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO 石灰石 79% 砂巖 6% 頁巖 11% 硫酸渣 4% 白生料 100% 灼燒基生料 灼燒基生料 = 100100L白白生料中各氧化物含量 =白生料中各氧化物含量 （ =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 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO 灼燒基 （ 100GA） % % 煤灰成分 G A% % 熟料成分 100% （ P≧ ） KH= 2 3 2 32C a O 1 .6 5 A l O 0 .3 5 A l O2 .8 S iO= SM= 22 3 2 3SiOAl O +Al O = IM= 2323AlOFeO = 根據(jù)計算結(jié)果， KH 高于配料目標(biāo)要求 ,而 IM、 SM 低于要求，則重新調(diào)整原料配比： 表 36 重新調(diào)整原料配比 石灰石 砂巖 硫酸渣 頁巖 本科生畢業(yè)論文 10 % % % % 5. 重新假設(shè)調(diào)節(jié)原料配比，計算配料數(shù)據(jù)及灼燒基生料成分，設(shè)干基原料配比為： 石灰石 砂巖 硫酸渣 頁巖 % % % % 用此法計算所有原料帶入白生料中各氧化物白分 含量列于下表： 表 37 化學(xué)成分 （ %） 成分名稱 配合比 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 石灰石 頁巖 12 砂巖 6 硫酸渣 生料 100 灼燒生料 表 38 熟料的計算成分（ %） 項 目 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 灼燒基（ 100GA） % % 煤灰成分 GA% % 0436 熟料成分 100% 6. 計算熟料率值及礦物組成 （ P≧ ） KH= 2 3 2 32C a O 1 .6 5 A l O 0 .3 5 A l O2 .8 S iO= SM= 22 3 2 3SiOAl O +Al O = IM= 2323AlOFeO = C3S=（ 3KH2） % =% C2S=（ 1KH） % =% C3A=（ ） %=% C4AF=% =% 重新調(diào)整配比后，熟料率值和礦物組成均符合設(shè)計要求，而且 MgO 和 SO3也在控制范圍內(nèi)。所以原料配比確定為： 表 39 確定原料配比 本科生畢業(yè)論文 11 石灰石 砂巖 硫酸渣 頁巖 % % % % ，計算生料系統(tǒng)控制指標(biāo)： 表 310 設(shè)原料操作水分 （ %）： 名稱 石灰石 砂巖 頁巖 硫酸渣 水分（ M） 濕原料 =干原料 100100M 表 311 計算結(jié)果 濕原料 石灰石 砂巖 頁巖 硫酸渣 份數(shù) 換算白生料百分比 % % % % ： 白生料理論消耗量 = A1G1L白= kg/kg熟料 9. 熟料煤耗：（熟料的空氣干燥基煤耗） P1=