【正文】 料 （ %） （ %） 干料 含水分料 小時(shí) 日 年 小時(shí) 日 年 石灰石 3 1799169 1836026 砂巖 3 62793 64159 粉煤灰 3 173364 174730 硫酸渣 3 46413 49143 生料 3 2081739 熟料 1 1 1365075 脫硫 石膏 3 187015 233428 煤矸石 3 500983 515998 粉煤灰 1 3 237523 240253 燒成用煤 3 192476 230698 3 1199451 3 532275 水泥合計(jì) 3 1731726 粉煤灰合計(jì) 1 3 410887 414983 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 19 第四章 主機(jī)平衡計(jì)算及選型 主機(jī)平衡即在物料平衡計(jì)算（周平衡量）和選定車(chē)間工作制度的基礎(chǔ)上，計(jì)算各車(chē)間主機(jī)要求的生產(chǎn)能力（要求主機(jī)小時(shí)產(chǎn)量），為選定各車(chē)間主機(jī)的型號(hào)、規(guī)格和臺(tái)數(shù)提供依據(jù)。 水泥磨的年利用率取 。 燒成用煤 干燥基低位熱值為： 22345kJ/kg。 用此公式計(jì)算見(jiàn)下表： 表 32 原料消耗定額表 （ 公斤 /每公斤孰料） 名稱 石灰石 砂巖 粉煤灰 硫酸渣 煤 煤矸石 粉煤灰 脫硫 石膏 ω o 20 K干 K濕 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 18 全廠物料平衡表 將各種物料消耗定額乘以燒成系統(tǒng)生產(chǎn)能力，可求出各種物料的需要量。 (7)燒成用干煤消耗定額 QgDW=(+25Mar)*100/(100Mar) =(22345+25*)*100/(100+) = kJ/kg干煤 Kf1=100q{ QgDW (100Pf) 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 17 =100*3045/{*(1003)} = kg煤 /kg熟料 式中 ： 1fK —— 燒成用干煤消耗定額（ kg煤 /kg熟料） —— 煤的應(yīng)用基低熱值，（ kJ/kg干 煤） q —— 熟料燒成熱耗（ kJ/kg熟料） QgDW—— 干煤低位熱值（ kJ/kg干煤） fP —— 煤的生產(chǎn)損失，取 3% (8)各干物料消耗定額換算為含天然水分的濕物料消耗定額 由公式 K濕 =100*K干 /(100ω o) 計(jì)算即可。 (5)干煤矸石 的消耗定額 Ke=Ke1+Ke2=+= 復(fù)合水泥 煤矸石消耗定額 Ke1=100 e/{(100de)(100Pe)} =12/（ 71*97） = 普通水泥 煤矸石消耗定額 Ke2=100 e/{(100def)(100Pe)} =100*15/（ 80*97） = 式中 ： Ke—— 干煤矸石消耗定額（ t/t 熟料）； Ke1—— 復(fù)合水泥煤矸石消耗定額； Ke2—— 普通水泥煤矸石消耗定額； d、 e、 f—— 分別表示水泥中 脫硫 石膏 、煤矸石 及 粉煤灰 的摻入量 (%)； Pe—— 煤矸石 的 生產(chǎn)損失， 取 3%。 式中 K原 —— 某種干原料的消耗定額（ t/t熟料）； K生 —— 干生料消耗定額（ t/t熟料）； ix —— 干生料中該原料的配合比（ %）。 (1)考慮煤灰摻入時(shí)， 1噸熟料的干生料理論消耗量 ： KT=（ 100S） /（ 100I） =（ ） /（ ） = 式中 ： KT —— 干生料的理論消耗量（ t/t熟料）； I—— 干生料的燒失量（ %） I=， 見(jiàn)表 214； s—— 煤灰摻入量， （ %） s=， 見(jiàn)表 214。 (注： ) (3)計(jì)算燒成系統(tǒng)的生產(chǎn)能力 熟料小時(shí)產(chǎn)量： hQ =n* .1hQ ==(t/h) 熟料日產(chǎn)量： dQ =24*=(t/d) 孰料年產(chǎn)量： Qy=8760Qh*η =8760**=(t/y) 以上各式中： hQ —— 表示熟料小時(shí)產(chǎn)量（ t/h）； dQ —— 表示熟料日產(chǎn)量（ t/d） wQ —— 表示熟料周產(chǎn)量（ t/w） Qy —— 表示熟料周產(chǎn)量（ t/y） (4)工廠 生產(chǎn)能力計(jì)算 水泥 小時(shí) 產(chǎn)量： Gh=Gh1+Gh2= +=(t/h) 復(fù)合水泥小時(shí) 產(chǎn)量： Gh1=（ 100P） /（ 100de1 e2） *Qh*2/3 =(1003)/(10051212)**2/3=(t/h) 普通水泥小時(shí) 產(chǎn)量 ： Gh2=（ 100P） /（ 100de1） *Qh*1/3 =(1003)/(100155)**1/3=(t/h) 以上各式中： Gh—— 表示水泥小時(shí) 產(chǎn)量（ t/h）； Gh1—— 復(fù)合水泥小時(shí) 產(chǎn)量 （ t/h） ； Gh2—— 普通水泥小時(shí) 產(chǎn)量 （ t/h） ； Gh—— 水泥 小時(shí)產(chǎn)量（ t/h）； 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 15 d —— 表示水泥中 脫硫 石膏的摻入量（﹪） ； e1 —— 表示水泥中 煤矸石 的摻入量（﹪）； e2 —— 表示水泥中粉煤灰慘入量 （﹪）； P —— 水泥的生產(chǎn)損失，取 3%。 式中： n —— 窯的臺(tái)數(shù)（臺(tái)）； dQ —— 要求的熟料日產(chǎn)量（ t/d）； .1hQ —— 所選窯的標(biāo)定臺(tái)時(shí)產(chǎn)量（ t/臺(tái) Gy—— 復(fù)合水泥生產(chǎn) 規(guī)模（ t 水泥 /年） Gy2—— 普通水泥生產(chǎn)規(guī)模（ t 水泥 /年） (2)窯的臺(tái)數(shù) 考慮 10%的儲(chǔ)備 [5]后窯標(biāo)定 臺(tái)產(chǎn)定為 ： Qh,1=G=*4000/24=（ t/臺(tái) 計(jì)算步驟和方法 本設(shè)計(jì)采用 年 平衡法計(jì)算：按計(jì)劃任務(wù)書(shū)對(duì)工廠規(guī)模（水泥 產(chǎn)量）的要求，選擇窯型和規(guī)格，標(biāo)定窯的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，計(jì)算窯的臺(tái)數(shù)，然后再算出燒成系統(tǒng)和工廠的每周 生產(chǎn)能力。 復(fù)合硅酸鹽水泥選用煤矸石和粉 煤灰作為混合材 其中 煤矸石和粉煤灰各摻 12%。 (6)混合材摻入量。參照表 26 原料的含水率 。 (3)各物料生產(chǎn)損失：水泥的生產(chǎn)損失取 3%，生料的生產(chǎn)損失 3%，煤的生產(chǎn)損失一般取 3%[5]。 (1)孰料 日產(chǎn)量 4000t/d (2)窯的年利用率 。 物料平衡計(jì)算是以熟料產(chǎn)量 為基準(zhǔn)的。是主機(jī)平衡和儲(chǔ)庫(kù)平衡計(jì)算的基礎(chǔ)和依據(jù)。 (+++)100%=% 濕硫酸渣 =247。 (+++)100%=% 濕 砂巖 =247。 (1001)100%=% 濕硫酸渣 =247。 （ 1002） 100 %=% 濕 砂巖 =247。當(dāng)熟料中上述物質(zhì)較多時(shí)容易造成預(yù)熱系統(tǒng)結(jié)皮、堵塞和熟料質(zhì)量下降（ 影響不是絕對(duì)的，不是單一的）。 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 11 熟料礦物組成為： C3S=（ 3 KH2） % =% C2S=（ 1KH） % =% C3A=（ ） %=% C4AF= % =% 熟料液相量計(jì)算： 當(dāng)燒成溫度為 1400 時(shí)： W%=++a+b= + ++=% 當(dāng)燒成溫度為 1450 時(shí)： W%=++a+b= + ++=% A—— 熟料中三氧化二鋁百分含量（ %） F—— 熟料中三氧化二鐵百分含量（ %） a—— 熟料中氧化鎂鋁百分含量（ %） b—— 熟料中鉀、鈉和量 百分含量（ %） 熟料液相量一般控制在 20%～ 30%上述計(jì)算結(jié)果 符合要求 [6]。 (+)= IM=3232OFeOAl = 247。 重新調(diào)整原料配比計(jì)算，配比結(jié) 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 10 如表： 表 212 假設(shè)干基原料配比 石灰石（ %） 砂巖（ %） 粉煤灰（ %） 硫酸渣（ %） 表 213 生料的化學(xué)成分 原料 名稱 LOSS（ %） SiO2（ %） Al2O3（ %） Fe2O3（ %） CaO（ %） MgO（ %） Na2O（ %） K2O（ %） SO3（ %） Cl （ %） 總合（ %） 石灰石 砂巖 粉煤灰 硫酸渣 白生料 灼燒 生料 表 214 熟料化學(xué)成分 名稱 配比 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O SO3 Cl 總合 灼燒生料 煤灰 熟料 根據(jù)表 214中的數(shù)據(jù)計(jì)算熟料的各率值 KH=2 Si O OFeOAlCaO =( )247。 (+)= IM=3232OFeOAl = 247。按此計(jì)算熟料化學(xué)成分，如表 211所示： 表 211 熟料化學(xué)成分 名稱 配比 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O SO3 Cl 總合 灼燒 生料 煤灰 熟料 則熟料的率值計(jì)算如下： KH=2 Si O OFeOAlCaO =( )247。 （ 22345 100） = GA—— 熟料中煤灰摻入量 ， %； q—— 單位熟料熱耗， kJ/kg 煤； yA ——應(yīng)用基煤的灰份含量， % yDWQ —— 煤的應(yīng)用基低熱值， kJ/kg 煤； S—— 煤的沉降率， %；窯尾有袋收塵且窯灰入窯，故取 100%。 原料的各種原始數(shù)據(jù) 表 27 原燃料化學(xué)成分（ %） 原料 名稱 LOSS（ %） SiO2（ %） Al2O3（ %） Fe2O3（ %） CaO（ %） MgO（ %） Na2O（ %） K2O（ %） SO3（ %） Cl （ %） 總合（ %） 石灰石 砂巖 粉煤灰 硫酸渣 煤灰 表 28 煤粉工業(yè)分析 (%) Mad Aad Vad C St,ad Q,ad(KJ/Kg) 22345 熟料熱耗： q=3045kJ/ 。其中一種方法是：先按假定的原料配合比計(jì)算熟料組成，若計(jì)算不符合要求，則要求重新調(diào)整原料配比，再進(jìn)行計(jì)算，重復(fù)至符合為止，另一種方法是從熟料化學(xué)成分中依次遞減假定配合比的原料成分，試湊至符合 要求為止（又稱遞減試湊法）。生料配料計(jì)算方法繁多，有代數(shù)法、圖解法、嘗試誤差法（包括遞減試湊法）、礦物組成法、最小二乘法等?；瘜W(xué)反應(yīng)的物料平衡是：反應(yīng)物的量應(yīng)等于生成物的量。根據(jù) GB504432021《水泥工廠節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范》要求 ： 4000t/d 及以上 帶預(yù)分解系統(tǒng)的新型干法水泥廠熟料燒成熱耗要小 于等于 3050 kJ/kg熟料 ，本次設(shè)計(jì)的熟料燒成熱耗定為 3045kJ/kg熟料 [14]。 本設(shè)計(jì)中所采用的燃料的主要的化學(xué)成分以及煤的工業(yè)分析分別見(jiàn) 表 2表 25 所示。 燃料 燃料是水泥生產(chǎn)中必不可少的部分 。混合材又分為活性混合材和非活性混合材。 混合材 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 7 在磨制水泥時(shí)，為改善水泥性能，調(diào)整水泥標(biāo)號(hào)、增加水泥產(chǎn)量、降低能耗而通常加入一部分混合材。 本設(shè)計(jì) 采用中電投烏蘇熱電廠的脫硫石膏灰作為水泥緩凝劑。 校正原料 鐵質(zhì)校正原料中三氧化二鐵的含量應(yīng)該大于 40%，鋁質(zhì)校正原料中三氧化二鋁的含量應(yīng)該大于 30%，硅質(zhì)校正原料中二氧化硅的含量應(yīng)該為 7090%，堿含量小于4%。 Fe2O3=247。 (Al2O3+Fe2O3)=247。 Fe2O3=247。 (Al2O3+Fe2O3)=247。本設(shè)計(jì)中所采用的 粘 土的主要的化學(xué)成分如表 22 所示。 粘 土 原料質(zhì)量好壞與否主要 依 靠它 的 硅 酸 率、 鋁氧率、 堿 含 量以及可塑武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 6 性，熱穩(wěn)定性等工藝性能 來(lái)判斷 。 表 21 石灰石化學(xué)成分 (%) 成分名稱 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O