【正文】 ts (mgs+Cs+mwsCw)ts=cs— 生料的比熱 kJ/kg℃ tr — 燃料溫度， (411) (3) 生料帶入熱量： Qs=ms cr ρ1k V1k、 m1k— 分別為進(jìn)入系統(tǒng)一次空氣量的體積和質(zhì)量， Nm3/ kg 熟料； kg/kg 熟料； ρ1k— 一次空氣的密度 kg/ Nm3。 考慮飛損后干生料實(shí)際消耗量 100100 Fhgs gsl F hsLm m m L??? ? mgs— 干生料實(shí)際消耗量， kg/kg 熟料； LFh— 飛灰燒失量。 煙囪飛損飛灰量 mF h= (1η ) mFh— 煙囪費(fèi)飛損飛灰量， kg/kg 熟料； mfh— 出預(yù)熱器飛灰量， kg/kg 熟料； η — 收塵器收塵效率，以小數(shù)表示。 物料平衡計(jì)算 基準(zhǔn)： 1kg 熟料，溫度： 0 ℃ ； 范圍： 回轉(zhuǎn)窯 +分解爐 +預(yù)熱器系統(tǒng)。 15. 生料水分： %。 13. 熟料形成熱： 1 kJ/ kg 熟料。 11. 分解爐和窯漏風(fēng)占整個(gè)分解爐用燃料理論空氣的比例： k=。 9. 出預(yù)熱器飛灰燒失量： %。 7. 燃料比 (%)： 回轉(zhuǎn)窯 (Ky) ：分解爐 (Kf)=40： 60。 表 42 燃料元素分析 單位 % CY HY SY NY OY AY WY 表 43 工業(yè)分析及發(fā)熱量 單位 % Aad Vad Fcad Mad QDWkJ/kg 熟料 20 930 5. 溫度： (1) 入預(yù)熱器生料溫度： 50℃ ； (2) 入窯 溫度： 50℃ ； (3) 入窯一次空氣溫度： 30℃ ； (4) 入窯二次空氣溫度： 950℃ ； (5) 環(huán)境溫度： 30℃ ； (6) 入窯、分解爐燃料溫度： 60℃ ； (7) 入分解爐三次空氣溫度： 740℃ ； (8) 氣力提升泵輸送生料空氣溫度： 50℃ ； (9) 熟料出窯溫度： 1 372℃ ； (10) 廢氣出預(yù)熱器溫度： 370℃ ； (11) 飛灰出預(yù)熱器 溫度： 330℃ 。 3. 物料化學(xué)成分： 見(jiàn)表 41。 佳木斯大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文） 17 表 24 全廠物料平衡表 物料名稱 配比 % 水分 % 生產(chǎn)損失 消耗定額 t/t熟料 物料平衡量 /t 干料 濕料 干料 濕料 小時(shí) 日 周 小時(shí) 日 周 石灰石 79 252 6056 36033 255 6116 36390 粘土 1354 8054 65 1554 9247 鐵粉 271 1611 12 291 1730 配合生料 100 1 320 7680 45697 332 7961 47367 熟料 1 5013 29827 石膏 3 210 1470 220 1539 礦渣 4 22 3 186 1304 239 1671 燃煤用量 3 8 1 20 476 3335 21 507 3552 佳木斯大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文） 18 第 3章 主機(jī)平衡 由于工廠規(guī)模以熟料日產(chǎn)量表示，故采用周平衡法 （ 1） 石灰石破碎機(jī)： h/ 3 5 4 2 3 9 GG wh ??????? ? (31) （ 2） 生料粉磨系統(tǒng)： htHGG wh / 9 61 5 44 5 6 9 7 ??? (32) （ 3） 窯系統(tǒng)： htHGG wh / ??? (33) （ 4） 煤磨： htHGG wh / 5 43 3 3 5 ??? (34) （ 5） 水泥磨： htHGG wh / ??? (35) （ 6） 篦冷機(jī)： htHGG wh / ??? (36) 主機(jī)生產(chǎn)能力平衡表（見(jiàn)表 31）： 表 11 主機(jī)生產(chǎn)能力平衡表 主機(jī)名稱 主機(jī)每周運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間 h/w 周平衡量 t/w 要求主機(jī)小時(shí)產(chǎn)量 t/h 石灰石破碎機(jī) 72 42390 生料磨 154 45697 回轉(zhuǎn)窯 168 29827 煤磨 154 3335 水泥磨 154 32601 篦冷機(jī) 168 29827 佳木斯大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文） 19 第 4章 燒成系統(tǒng)熱平衡計(jì)算 原始資料 1. 窯型：Φ 70m帶 RSP 型預(yù)分解窯。 計(jì)算步驟及計(jì)算公式 （ 1）工廠生產(chǎn)能力 （ A）熟料產(chǎn)量計(jì)算 熟料小時(shí)產(chǎn)量： hQ = h/ 0 1 324Q d ?? (212) 熟料周產(chǎn) 量的確定： 2 9 8 2 dw ??????? ? t/周 (213) （ B）水泥周產(chǎn)量的確定 佳木斯大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文） 15 設(shè)水泥周產(chǎn)量為 wG ，則由熟料平衡得： % WW ?? (214) wG =32601 t/周 （ 2）原始材料消耗定額的計(jì)算 （ A）干生料理論消耗（即理論料耗） TK G100K AT ??????? t/t熟料 (215) 式中： GA — 熟料中煤灰摻入量； Ls — 生料的燒失量。 SO3摻量對(duì)中后期的強(qiáng)度的影響與早期相反。 （ D）混合材的種 類(lèi)和性質(zhì)： 活性越大的混合材其摻入量就可以越大。 （ C）水泥的細(xì)度： 提高水泥的細(xì)度，使水泥含有較多的小于 25 微米的顆粒，可以加快水泥的硬化速度，從而提高水泥強(qiáng)度。在C3A 含量高， C3A 呈粗大晶體析出，石膏用量應(yīng)適當(dāng)增多。 （ B）熟料的性質(zhì)： 許多學(xué)者指出，水泥中石膏摻入量，應(yīng)是水泥加水后 24 小時(shí)左右剛被耗盡的數(shù)量。m應(yīng)達(dá) 40%至 50%對(duì)于高強(qiáng)快硬水泥應(yīng)達(dá) 50%到 60%。對(duì)于硅酸鹽水泥 3181。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)選擇合適的比表面積，細(xì)度控制區(qū)間，制定切實(shí)可行的控制指標(biāo)。隨著水泥粉磨細(xì)度的提高，磨機(jī)產(chǎn)量下降，電耗，球段，襯板的消耗也在增加。 不同的粉磨細(xì)度對(duì)水泥性能的影響是顯著的，適當(dāng)提高水泥比表面積對(duì)其提高強(qiáng)度是有利的。 表 23 國(guó)內(nèi)部分水泥廠熟料標(biāo)號(hào) 廠名 規(guī)模（ t/d） 窯型 標(biāo)號(hào) (MPa) 新疆水泥公司 5000 預(yù)分解窯 溧陽(yáng)天山水泥 5000 預(yù)分解窯 華新水泥廠 2500 預(yù)分解窯 （ 4）水泥比表面積的確定 通常水泥的細(xì)度高，比表面積大，水化速度越快，越易水化完全，對(duì)水泥凝膠性質(zhì)有效利用率就高；水泥強(qiáng)度特別是早期強(qiáng)度高。同時(shí)還要保證生料的細(xì)度，細(xì)度越大，混合均勻性越好，固相反應(yīng)速度就越快越充分，煅燒容易，熟料質(zhì)量也就越好。 （ B）原料配合比及均化情況。綜上所述，最后確定混合材摻入量為： 強(qiáng)度等級(jí)為 礦渣硅酸鹽水泥礦渣摻入量為 40%； 強(qiáng)度等級(jí)為 Ⅱ 型硅酸鹽水泥礦渣摻入量為 3%。 （ C）水泥標(biāo)號(hào)不同，混合材參量不同。 影響礦渣摻入量的因數(shù)： （ A）礦渣活性性較高時(shí)，可適當(dāng)加摻量。 國(guó)外預(yù)分解窯年利用率一般水平在 80%到 90%，本設(shè)計(jì)定年利用率 85% （ 2）礦渣摻入量確定影響 礦渣的質(zhì)量評(píng)定：利用化學(xué)分析法評(píng)定礦渣質(zhì)量是目前國(guó)內(nèi)外?；郀t礦渣的主要方法。窯的煅燒工藝也將影響窯的年利用率。 相關(guān)參數(shù)的確定 （ 1）預(yù)分解窯的年利用率 影響回轉(zhuǎn)窯年利用率的因素：原料品質(zhì)，原料的均化不好，也會(huì)使窯的反應(yīng)分散。包括所有原料、燃料、半成品、成品的量并表達(dá)為小時(shí)、日、年需要量，作為確定工廠各種物料需要量，運(yùn)輸量，工藝設(shè)備選型和計(jì)算儲(chǔ)存設(shè)施的依據(jù)。 根據(jù)有關(guān)工廠的實(shí)際生產(chǎn)情況，熟料燒成熱耗約為 3345kJ/kg，煤的沉降率S=100%，煤灰的摻入量： GA=Qas/100Q=%。 根據(jù)原料的化學(xué)成分、選用石灰石、粘土、鐵粉為原材料，干的原料配合比：石灰石 %，粘土 %，鐵粉 %。 SM=177。硅酸鹽水泥熟料鋁氧率波動(dòng)在 ~ 范圍內(nèi)。在立窯煅燒中，若鋁氧率過(guò)低，即 Fe2O3 過(guò)高時(shí)，在立窯中部通風(fēng)不良的情況下， Fe2O3 容易還原成 FeO，在熟料燒結(jié)溫度下，有相當(dāng)數(shù)量的 FeO 會(huì)進(jìn)入 C3S晶格中，是 C3S 穩(wěn)定性大大降低，在冷卻過(guò)程中，又使它分解為 C2S 和 CaO，導(dǎo)致熟料強(qiáng)度和體積穩(wěn)定性降低。熟料煅燒時(shí)，液相粘度增加，不利于 C2S 進(jìn)一步與 CaO 化合成 C3S。鋁氧率是控制鋁酸鹽礦物與鐵鋁酸鹽礦物相對(duì)含量的比率系數(shù)。硅酸鹽水泥熟料的硅酸率波動(dòng)在 ~ 內(nèi)。硅酸率過(guò)高時(shí)，即溶劑礦物減少，燒成溫度要提高，立窯煅燒是，易產(chǎn)生風(fēng)洞，回轉(zhuǎn)窯煅燒時(shí)不易掛窯皮；提高硅酸率，還會(huì)減慢水泥的凝結(jié)核硬化。 硅酸率 (SM)：水泥熟料中 SiO2 與 Al2O3 及 Fe2O3 之和的比值。 KH 愈高， C3S 含量越多， C2S 含量越少，此時(shí)生料難燒成，如果煅燒充分，這種熟料制成的水泥硬化較快，強(qiáng)度高。所以 KH 介于 ~ 之間。石灰飽和系數(shù)表示了二氧化硅被氧化鈣飽和成硅酸三鈣的程度， KH=1 時(shí)，熟料中的硅酸鹽礦物全部為 C3S。 表 21 原料與煤灰的化學(xué)成分 （ wt%） 名稱 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO 合計(jì) 石灰石 粘土 鐵粉 — 煤灰 — 表 22 煤的工業(yè)分析 （ mol%） 根據(jù)有資料表明，我們采用兩高一中的方案是比較合適的，因此可以確定本設(shè)計(jì)的水泥熟料的三個(gè)率值分別是： KH=， SM=， IM=。 第二次是在礦山開(kāi)采初步設(shè)計(jì)之后，工藝初步設(shè)計(jì)之前，其目的是： （ a）提供工藝設(shè)備中物料平衡計(jì)算和主機(jī)平衡選型所需要的資料； （ b）結(jié)合礦山開(kāi)采設(shè)計(jì)核算每一臺(tái)段的礦山質(zhì)量能否滿足正常生產(chǎn)的要求。面對(duì)這樣的市場(chǎng)，建設(shè)好的企業(yè)必定有一個(gè)光明的未來(lái)。廠址選擇在這個(gè)地方就是看好了當(dāng)?shù)鬲?dú)特的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)?shù)仉m然有豐富的石灰石礦產(chǎn)資源，卻沒(méi)有什么水泥生產(chǎn)企業(yè)。伴隨著經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，該地區(qū)及其周邊地區(qū)水泥的需求量必然會(huì)不斷增加。以鋼達(dá) 100 萬(wàn)噸鐵粉精選及 20 萬(wàn)噸 H 型鋼、嘉能 30 萬(wàn)噸合金 鋼、天源礦治 25 萬(wàn)噸海綿鐵及 5萬(wàn)噸冶金粉未、海西礦業(yè) 7萬(wàn)噸酸級(jí)螢石粉、海聯(lián)7 萬(wàn)噸油母頁(yè)巖采選等項(xiàng)目為龍頭的治金礦業(yè)產(chǎn)業(yè)集群核心競(jìng)爭(zhēng)力不斷提高，以 10 萬(wàn)臺(tái)汽車(chē)車(chē)架總成、 20 萬(wàn)根曲軸生產(chǎn)、 1 萬(wàn)輛重型車(chē)組裝和 3 萬(wàn)輛輕型車(chē)組裝等項(xiàng)目為龍頭的汽車(chē)及零部件產(chǎn)業(yè)集群群體規(guī)模不斷壯大，以源泉 160 萬(wàn)噸新型干法水泥、世明 428 萬(wàn)重箱玻璃、鴻凌砌塊彩磚等項(xiàng)目為龍頭的新型建材產(chǎn)業(yè)集群正在加快形成。工業(yè)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)雄厚，有著儲(chǔ)量豐富、品質(zhì)上乘的礦產(chǎn)資源和豐富的農(nóng)產(chǎn)品深加工資源，境內(nèi) “ 凌汽 “ 和 ” 凌鋼 “ 兩大省市營(yíng)企業(yè)對(duì)地方工業(yè)具有強(qiáng)大的輻射和帶動(dòng)作用，已經(jīng)形成了冶金、鑄造、汽車(chē)、建材、輕工業(yè)佳木斯大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文） 8 等門(mén)類(lèi)齊全的工業(yè)體系。作為整個(gè)工廠的能耗大戶，燒成工藝的好壞既決定這產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，又對(duì)整個(gè)工廠的低碳與否起著重要的作用。本設(shè)計(jì)是在目前水泥需求量極大的情況下，依據(jù)當(dāng)前的形式和國(guó)家政策的要求，建設(shè)一日產(chǎn) 4000 噸水泥熟料的水泥工廠。面對(duì)日益增加的對(duì)水泥的需求，水泥廠的數(shù)量也在不斷的增加。需要有大量的房屋，公路等公共設(shè)施需要建設(shè)，我國(guó) 未來(lái)兩年災(zāi)后復(fù)建的水泥需求為 8400 萬(wàn)噸。在交通方面，不同地區(qū)之間的貿(mào)易往來(lái)日益頻繁，面對(duì)不斷發(fā)展的經(jīng)濟(jì)，我國(guó)的交通面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，公路、鐵路的興建，要消耗大量的水泥。今年來(lái)利用水泥新型干法窯來(lái)焚燒處理城市固態(tài)廢棄物，既可以利用可燃廢棄物解決部分原燃料來(lái)源，又可以固化危險(xiǎn)廢棄物中的重金屬離子，從而實(shí)現(xiàn)城市固體廢棄物的有效處理與重金屬離子的合理固化，意義重大。此外，如宇航工業(yè)、核工業(yè)以及其他新型工業(yè)的建設(shè)也需要各種無(wú)機(jī)非金屬材料，其中最為基本的是以水泥為主的復(fù)合材料。新的產(chǎn)業(yè)革命，又為水泥行業(yè)提出了擴(kuò)大水泥品種和擴(kuò)大應(yīng)用范圍的新課題。有水泥制成的各種水泥制品，如坑木、軌枕、水泥船和石棉水泥制品等廣發(fā)應(yīng)用于工業(yè)、交通等部門(mén)，在代鋼、代木方面，也越來(lái)越顯示出技術(shù)經(jīng)濟(jì)上