【正文】 ard公司的Rotaflam型、FLS公司的wirlax型、KHD公司的Pyrojet型等。因此，在經(jīng)濟(jì)合理的條件下，預(yù)分解窯預(yù)熱器的級數(shù)以五級或六級為宜，采用六級以上得不償失。所以應(yīng)該說，首先是因為預(yù)熱器本身性能的顯著改進(jìn)，才使得增加其級數(shù)以求降低熟料熱耗的措施獲得實效。如果以四級預(yù)熱器的預(yù)分解窯系統(tǒng)為基準(zhǔn)，在采用低阻高效預(yù)熱器的條件下，一般而言，五級能降低126～128 kJ/kg熟料熱耗，六級則能再降低42～84kJ/kg。然而，單純地增加預(yù)熱器級數(shù)是難以達(dá)到滿意效果的，必須配合進(jìn)行新型預(yù)熱器的開發(fā)應(yīng)用。降低熟料熱耗主要有以下幾種措施。表23物料的水份/%成分石灰石粘土鐵粉石膏煤礦渣％ 若干參數(shù)的確定熟料熱耗的確定目前中國大力發(fā)展的水泥窯外預(yù)分解技術(shù)是將水泥煅燒過程中能量消耗最大的CaCO3分解過程轉(zhuǎn)移到回轉(zhuǎn)窯之外，采用單獨加熱分解CaCO3的方法能使能量的消耗大為減少，而與之配套的懸浮預(yù)熱器使物料的換熱效果大幅度提高，減少了廢氣溫度和能量的消耗。表21 原料及煤灰的化學(xué)組成/%名稱LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3R2O石灰石粘土鐵粉礦渣石膏煤灰2. 煤的工業(yè)分析煤的工業(yè)分析組成見表22。第二次是在礦山開采初步設(shè)計之后、工藝設(shè)計之前，其目的是：（1）提供工藝設(shè)備中的物料平衡計算和主機(jī)平衡選型所需要的資料；（2）結(jié)合礦山開采設(shè)計核算沒一臺段的礦山質(zhì)量能否滿足正常生產(chǎn)的要求。第二章 配料計算和全廠物料平衡 配料計算 配料計算的目的在水泥廠設(shè)計過程中，應(yīng)進(jìn)行兩次配料計算。車間設(shè)計的主要內(nèi)容是完成日產(chǎn)熟料2800噸水泥生產(chǎn)線窯尾車間的設(shè)計，包括窯尾系統(tǒng)風(fēng)量計算；預(yù)熱器系統(tǒng)旋風(fēng)筒級數(shù)的確定及各級旋風(fēng)筒尺寸的計算；各級旋風(fēng)筒和全預(yù)熱器系統(tǒng)的物料平衡計算；分解爐和三次風(fēng)管尺寸的計算等。 設(shè)計要求本設(shè)計包括總體設(shè)計和車間設(shè)計兩方面。工人可就近招取臨近居民，可解決大部分住宿問題。水源可采用地下水。建廠條件包括原、燃、材料和輔助材料、交通運輸、供電、供水、大件設(shè)備運輸、廠址及工程地質(zhì)、外部寫作條件、氣象、地震以及擴(kuò)建工程中的老廠工藝、設(shè)備設(shè)施、技術(shù)力量的調(diào)查和落實。在進(jìn)行廠址選擇時，必須考慮到：廠址要靠近主要原料基地、鐵路接軌車站，盡量靠近水源、電源；在有水運條件的地區(qū)，應(yīng)盡量考慮利用水運及建造碼頭的可能性。 建廠條件說明廠址選擇是否正確，不僅決定著投資的多少，而且影響著建設(shè)速度的快慢。特別在窯系統(tǒng)中，“風(fēng)、煤、料匹配”的操作原則早已不再停留在老技術(shù)慣用的定性描述上，而是利用最先進(jìn)的檢測技術(shù)和數(shù)字信息處理技術(shù)，通過精確檢測、快速信息處理、短周期反饋控制實現(xiàn)最佳穩(wěn)定匹配關(guān)系?，F(xiàn)代新型干法生產(chǎn)技術(shù)以顆粒體和粉體為處理對象，節(jié)能高效的生產(chǎn)要求導(dǎo)致過程操作的精細(xì)化。針對現(xiàn)有的X螢光分析技術(shù)必須離線制樣才能分析其成分導(dǎo)致控制周期長的缺點，美國Metrics公司在上世紀(jì)80年代初開發(fā)了在線瞬發(fā)中子分析儀產(chǎn)品及其應(yīng)用技術(shù)，在過去10年中漸被國際水泥界所接受，在一些工廠實現(xiàn)了改善生料成分穩(wěn)定性，降低燒成系統(tǒng)熱耗和省卻預(yù)均化取樣站或生料均化庫的操作效果?，F(xiàn)代社會對各種超大型超高層建筑極限的挑戰(zhàn)對作為混凝土原材料的水泥性能在強度、耐久性和其他物理化學(xué)性能上提出了更高的要求。當(dāng)前，%的高入口粉塵濃度高效除塵器以其簡化工藝的效果已愈來愈多地成為現(xiàn)代水泥廠粉磨系統(tǒng)的標(biāo)志性技術(shù)裝備。（7）除塵技術(shù)與有害氣體、噪音、熱輻射等技術(shù)相比，粉塵治理技術(shù)是水泥工業(yè)在環(huán)境治理方面取得最大成功的一項技術(shù)，其技術(shù)創(chuàng)新活動持續(xù)于新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)30年的發(fā)展史，并為新型干法技術(shù)增添了無可爭議的亮色。在水泥粉磨領(lǐng)域,受研磨件磨損和產(chǎn)品水泥質(zhì)量問題的困擾，已取得的商業(yè)成功還只是有限的。這一預(yù)熱器單體技術(shù)優(yōu)化工作仍在進(jìn)行中。此外，歐洲綜合污染防控局(EIPPCB)于2000年提出的“水泥石灰制造業(yè)現(xiàn)有最佳技術(shù)”參考文件中認(rèn)為，～。2000年歐盟發(fā)布的“廢物焚燒技術(shù)指導(dǎo)意見”規(guī)定。這種新的技術(shù)組合方式改善了冷卻空氣分布的均勻性和料層分布的均勻性，進(jìn)一步提高了冷卻機(jī)熱回收率和操作可靠性，有效地降低了設(shè)備制造成本。上世紀(jì)90年代初期出現(xiàn)的第三代篦式冷卻機(jī)以高阻力篦板和充氣梁結(jié)構(gòu)為特征，通過分區(qū)域高速射流供風(fēng)和厚料層作業(yè)提高了冷卻機(jī)熱回采區(qū)的熱回收效率和入窯風(fēng)溫。（2）回轉(zhuǎn)窯技術(shù)自1990年KHD公司推出長徑比為11的兩支承短窯技術(shù)以來，這一技術(shù)以其改善窯體受力狀況、簡化窯體設(shè)備設(shè)計、降低設(shè)備成本和良好的操作適應(yīng)性的優(yōu)點，逐漸被國際水泥界接受并得到愈來愈廣泛應(yīng)用，預(yù)分解工藝采用兩支承短窯已成為業(yè)界共識。水泥工業(yè)用低品位石灰石代替優(yōu)質(zhì)灰?guī)r做鈣質(zhì)原料，用砂頁巖或工業(yè)廢棄物煤矸石粉煤灰代替農(nóng)田黏土做硅鋁質(zhì)原料已有久遠(yuǎn)歷史和成熟經(jīng)驗。由于水泥熟料本質(zhì)上是一種具有特定組成的多元素化合物，在混合成滿足熟料組成要求的用于煅燒的水泥生料之前，其多品種原料本身的化學(xué)成分對產(chǎn)品熟料的質(zhì)量并無直接影響。 水泥工業(yè)技術(shù)開發(fā)熱點目前一些技術(shù)較先進(jìn)的國家在選擇水泥生產(chǎn)方法時趨向于盡可能選用新型干法生產(chǎn)，對原有的一些濕法生產(chǎn)或老式干法生產(chǎn)窯也大多加以技術(shù)改造。近幾年投產(chǎn)的新型干法生產(chǎn)線，其熱工設(shè)備的粉塵排放濃度不超過100mg/Nm3，非熱工設(shè)備不超過50mg/Nm3。（5）對環(huán)境的影響水泥廠對環(huán)境的影響主要是粉塵污染，根據(jù)國家環(huán)?？偩纸y(tǒng)計，1999年全國水泥企業(yè)排放的工業(yè)粉塵和煙塵共972萬t，％，占全國總排放量近42％。在老廠擴(kuò)建或改造一條2500t/d熟料生產(chǎn)線，從礦山至熟料庫(不含水泥粉磨、儲存及包裝)，(每噸熟料約323元)。我國近年來投產(chǎn)和在建的新型干法生產(chǎn)線與許多老線相比，較多采用了立式磨、輥壓機(jī)、第三代空氣梁篦冷機(jī)等先進(jìn)高效節(jié)能設(shè)備，熟料熱耗已降至3177kJ左右，水泥綜合電耗接近105kWh，水泥的綜合能耗已降至約135kg標(biāo)煤。（3）水泥的綜合能耗2000t/d以上的預(yù)分解窯每kg熟料熱耗約為3428kJ左右，窯尾與篦冷機(jī)的廢氣可用于烘干原燃料，還可用于發(fā)電。對生產(chǎn)過程中各種物料與氣流的數(shù)量、成分、壓力的控制、計量、監(jiān)測、調(diào)節(jié)、顯示等均通過自動化系統(tǒng)操作，窯、磨等主要崗位不需專人看管，可保證生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品。這預(yù)示我國新型干法窯即將跨入世界先進(jìn)水平[1,2]。近3年增產(chǎn)的旋窯水泥有80％左右來自預(yù)分解窯生產(chǎn)線。由于預(yù)分解窯體現(xiàn)了當(dāng)代水泥工業(yè)的最高技術(shù)與經(jīng)濟(jì)水平，80年代以來在國內(nèi)外得到快速發(fā)展并不斷創(chuàng)新，成為新型干法窯的代表。90年代以來這兩種窯型的發(fā)展已趨緩慢。新型干法窯主要包括五六十年代出現(xiàn)的立筒預(yù)熱器窯、旋風(fēng)預(yù)熱器窯和70年代開發(fā)成功的預(yù)分解窯三種類型。入窯生料的碳酸鈣表觀分解率，可從原來懸浮預(yù)熱器的40~50%提高到85~95%，從而大大減輕了回轉(zhuǎn)窯的熱負(fù)荷，使回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)能力成倍的增加。其主要特點是把大量吸熱的碳酸鈣分解反應(yīng)從窯內(nèi)傳熱速率較低的區(qū)域移到懸浮預(yù)熱器于窯之間的特殊煅燒爐（分解爐）中進(jìn)行。本次設(shè)計采用新型干法工藝流程，采用預(yù)分解技術(shù)進(jìn)行熟料的制備，重點是完成燒成車間窯尾車間工藝設(shè)計和車間工藝圖的繪制。我國新型干法水泥技術(shù)雖然開發(fā)較早，總的來說我國大多數(shù)水泥企業(yè)技術(shù)落后裝備陳舊，從70年代至今我們水泥工業(yè)布局和比重上仍以低產(chǎn)、較多消耗、污染較為嚴(yán)重的小規(guī)模水泥企業(yè)為主，而且目前國內(nèi)外對水泥的要求量有增無減，特別是國內(nèi)要實行全面的重建工作，需要大量的水泥建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施，建更多的居民住宅樓解決住房問題。針對這一現(xiàn)狀，依據(jù)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求，我國制定了發(fā)展以新型干法水泥生產(chǎn)為主導(dǎo)的水泥工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略和一系列方針政策。目 錄日產(chǎn)2800噸熟料的預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝畢業(yè)設(shè)計目 錄摘 要 IAbstract II目 錄 III引 言 1第一章 緒論 2 國內(nèi)外預(yù)分解窯技術(shù)的發(fā)展概況 2 新型干法生產(chǎn)技術(shù) 2 水泥工業(yè)技術(shù)開發(fā)熱點 4 建廠條件說明 7 設(shè)計要求 7第二章 配料計算和全廠物料平衡 8 配料計算 8 配料計算的目的 8 原始數(shù)據(jù)匯總 8 若干參數(shù)的確定 9 12 15 15 若干參數(shù)的確定 15 18 物料平衡表 25第三章 主機(jī)平衡和主機(jī)設(shè)備選型 26 車間工作制度、設(shè)備年利用率的確定 26 要求主機(jī)小時產(chǎn)量計算 26 主機(jī)型式及規(guī)格確定 27 石灰石破碎機(jī) 27 生料磨 29 回轉(zhuǎn)窯 30 煤磨 31 水泥磨 32 包裝機(jī) 33 編制主機(jī)平衡表 34第四章 儲庫計算 35 物料儲存期的確定 35 儲存方式的選擇 36 儲存設(shè)施計算 37 儲庫設(shè)施一覽表 39第五章 窯尾部分工藝計算 41 若干參數(shù)確定 41 窯爐燃料比的確定 41 預(yù)熱器級數(shù)及各級筒分離效率的確定 41 電收塵收塵效率的確定 42 出一級筒氣體含塵量的確定 43 原始數(shù)據(jù)和選定參數(shù)匯總 43 原始數(shù)據(jù) 43 窯尾各處溫度、壓力、過剩空氣系數(shù)匯總 44 分解爐和預(yù)熱器系統(tǒng)熱工計算 45 物料平衡計算 45 空氣量與廢氣量計算 50 熱平衡計算 54 窯尾工藝設(shè)備選型 58 窯外分解技術(shù)的特點 58 分解爐的主要形式及選擇 59 分解爐和三次風(fēng)管的尺寸計算 60 各級旋風(fēng)筒的設(shè)計計算 62 增濕塔的選型計算 67 電收塵器的選型計算 68第六章 設(shè)計總結(jié)評價 71參考文獻(xiàn) 72謝 辭 73III河 北 理 工 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書引 言水泥是最基本的建筑原材料，在我國社會發(fā)展的現(xiàn)階段需求很大，但其資源、能源消耗和環(huán)境負(fù)荷均較高。尤其是廣大中小型干法水泥企業(yè)由于技術(shù)與管理水平不高、生產(chǎn)效率較低、環(huán)境污染較嚴(yán)重，對社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有較大的影響。目前，我國技術(shù)人員已經(jīng)比較熟練地掌握了新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)，新型干法生產(chǎn)工藝和裝備研制開發(fā)工作也取得了長足進(jìn)步，為我國干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)。要改變這種狀況，建設(shè)大型新型干法生產(chǎn)線，充分消耗廢棄物實現(xiàn)水泥工業(yè)可持續(xù)發(fā)展是一條有效途徑。第一章 緒論 國內(nèi)外預(yù)分解窯技術(shù)的發(fā)展概況 新型干法生產(chǎn)技術(shù)窯外分解窯或稱預(yù)分解窯，是一種能顯著增加水泥回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量的煅燒工藝設(shè)備。生料顆粒分散在煅燒爐中，處于懸浮或煅燒狀態(tài)，以最小的溫度差，在燃料燃燒的同時，進(jìn)行高速傳熱過程，使生料迅速發(fā)生分解反應(yīng)。自1971年第一臺窯外分解窯建成投產(chǎn)以來，目前，最大的窯外分解窯的生產(chǎn)能力以達(dá)日產(chǎn)孰料12000噸，窯的運轉(zhuǎn)周期也有提高。立筒和旋風(fēng)預(yù)熱器窯日產(chǎn)熟料能力一般不超過1000t，國內(nèi)較多為180t～600t，每千克熟料熱耗為3971kJ～5016kJ左右。預(yù)分解窯能適應(yīng)大型化要求，國外已有幾條日產(chǎn)熟料能力9000t及以上的預(yù)分解窯，每千克熟料熱耗在2926kJ以下，水泥綜合電耗低于100kWh。我國已經(jīng)投產(chǎn)的預(yù)分解窯有170多條，單線日產(chǎn)熟料700t～7200t，熟料總生產(chǎn)能力8000萬t。在“十五”期間，安徽海螺集團(tuán)將要建設(shè)2條日產(chǎn)8000t～10000t的熟料生產(chǎn)線，技術(shù)裝備大多由國內(nèi)開發(fā)。分析其主要原因如下： （1）生產(chǎn)工藝的先進(jìn)性新型干法生產(chǎn)線對原料、燃料(煤)、生料均有嚴(yán)格的預(yù)均化及均化措施，可保證生料及煤粉成分的均勻性。（2）產(chǎn)品質(zhì)量及對使用的影響新型干法窯采用高硅酸率(≥)和高鋁氧率(≥)配料，生料在預(yù)熱器、分解爐及回轉(zhuǎn)窯內(nèi)可以同氣流、火焰均勻而充分接觸，化學(xué)反應(yīng)完善，熟料中C3S與C2S合量可達(dá)77%以上，有害成分游離氧化鈣不超過1%，～。水泥綜合電耗約115kWh。 （4）建設(shè)投資長期以來人們形成一種印象：新型干法窯雖然先進(jìn)，但投資高，達(dá)產(chǎn)難，因此發(fā)展緩慢；近幾年來情況變化很快，與5年前相比，新型干法窯的投資下降了40%～50%，新建一條日產(chǎn)4500t熟料年產(chǎn)水泥170萬t的生產(chǎn)線，從原料礦山至水泥出廠，固定資產(chǎn)投資僅7億元左右(每噸水泥約412元)。投資下降的原因，一是原國家建材局與設(shè)計單位從1997年開始狠抓“低投資、國產(chǎn)化”及優(yōu)化設(shè)計方案，注意節(jié)省投資；二是建設(shè)單位在設(shè)計、施工、設(shè)備及材料采購以及安裝等環(huán)節(jié)執(zhí)行招標(biāo)制度，加強了科學(xué)管理，建設(shè)周期比前3年縮短約1/2，可降低投資25%～30%；三是各地方政府大力支持，制止不合理收費，還給予優(yōu)惠條件；四是銀行貸款利率下調(diào)；五是物價比較平穩(wěn)或下降。大中型新型干法生產(chǎn)線在建設(shè)階段對各個粉塵排放點都配置了技術(shù)先進(jìn)、使用可靠的袋收塵器或電收塵器，％以上，基本上都可以保證達(dá)標(biāo)排放。 由此可以看出新型干法生產(chǎn)工藝具有多方面的優(yōu)勢，是水泥工業(yè)的發(fā)展方向。目前在水泥工業(yè)技術(shù)開發(fā)的熱點[3]：（1）水泥廠替代物料及原燃料資源的利用技術(shù)擴(kuò)大原燃料資源是水泥技術(shù)發(fā)展史上持續(xù)活躍的一個技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域。在相對寬松的成分要求范圍內(nèi)尋找價格最低廉的原料資源，通過特定工藝和適當(dāng)配比制造水泥是水泥廠商降低生產(chǎn)成本的重要措施。上世紀(jì)90年代，使無煙煤和劣質(zhì)煤成功地應(yīng)用于傳統(tǒng)上只能燒煙煤的預(yù)分解窯系統(tǒng)，這一新技術(shù)在一些場合具有特殊的價值。（3）熟料冷卻技術(shù)熟料冷卻是近10年來水泥燒成系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新活動最活躍的領(lǐng)域。、被稱為第四代冷卻機(jī)的推桿式冷卻機(jī)，把傳統(tǒng)篦式冷卻機(jī)中往復(fù)移動篦床承擔(dān)的推動物料運動和供風(fēng)的雙重功能分解為由一組具氣流自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的充氣篦板排列組成的靜止篦床實現(xiàn)供風(fēng)，而讓設(shè)置于其上的一組往復(fù)移動推桿推動熟料層前進(jìn)。（4）預(yù)分解窯低NOX燃燒技術(shù)預(yù)分解窯低NOX燃燒技術(shù)的開發(fā)狀況很大程度上取決于政府對NOX污染的關(guān)注度。該指標(biāo)將于近年轉(zhuǎn)為各歐盟國家法規(guī)并將于2006年起在水泥工業(yè)中實施。