【正文】 燒與生料從分分解，也能適應(yīng)利用劣質(zhì)燃料和可燃廢棄物的需求[18]。為適低揮發(fā)省質(zhì)煤和無煙煤的燃燒，出現(xiàn)了多種在主爐外增加預(yù)燃爐或后燃燒裝置的組合型分解爐。同時，旋風(fēng)筒內(nèi)筒陶瓷化，使用碳化硅陶瓷做成內(nèi)筒，有效的降低了熱耗并使旋風(fēng)筒的內(nèi)筒長壽化[15]?，F(xiàn)如今，為實現(xiàn)節(jié)能、高效，降低預(yù)熱器的壓損，提高分高效率，預(yù)熱器不斷地從結(jié)構(gòu)或工作參數(shù)上進(jìn)行優(yōu)化，采用的多級預(yù)熱器結(jié)構(gòu)形式[13]。我國成功研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型高效、低阻、低NOx的預(yù)分解系統(tǒng)，主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平，全面提升了中國新型干法水泥熟料燒成系統(tǒng)的國產(chǎn)化、大型化技術(shù)水平[12]。大批5000t/d 新型干法水泥生產(chǎn)線的建成、投產(chǎn)，標(biāo)志著我國新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)成熟。例如，天津院在4000t/d規(guī)模新型干法水泥工程設(shè)計和裝備開發(fā)上，系統(tǒng)的開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的、完整的5000t/d水泥生產(chǎn)的技術(shù)與裝備[10]。在新型干法水泥生產(chǎn)線所占比重快速增長同時，我國新型干法水泥技術(shù)的發(fā)展也從單純的數(shù)量增長型不斷地向質(zhì)量效益型轉(zhuǎn)變。就是說新型干法水泥產(chǎn)量達(dá)到了總量的三分之一[7]。經(jīng)中國水泥協(xié)會統(tǒng)計計算，%。 國內(nèi)現(xiàn)狀21世紀(jì)以來，我國新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)飛速發(fā)展。21世紀(jì)水泥企業(yè)在環(huán)保上的目標(biāo)做到“三零一負(fù)”，即在水泥生產(chǎn)過程中實現(xiàn)對環(huán)境的零污染；對電能和天然礦物燃料的零消耗；對廢渣、廢料的零排放，最大限度減輕社會環(huán)境負(fù)荷。（4）環(huán)境效應(yīng)。（3）自動化程度高。h/t（水泥）。大型化燒成熟料熱耗可低于2717kJ/kg（650kcal/kg）?；剞D(zhuǎn)窯的單機(jī)最大能力達(dá)12000噸/天，用于生料粉磨輥式磨的最大能力可達(dá)800噸/小時，且運(yùn)轉(zhuǎn)率與窯匹配，與之相適應(yīng)的材料及加工方法同步發(fā)展，計算機(jī)輔助設(shè)計、有限元分析、計算流體力學(xué)、計算機(jī)仿真手段可確保大型化設(shè)備的設(shè)計更可靠有效?；剞D(zhuǎn)窯的平均規(guī)模不斷擴(kuò)大，尤其是20世紀(jì)90年代以來，投產(chǎn)了較多的5500t/d和7500t/d以及少數(shù)10000t/d級的回轉(zhuǎn)窯。在燒廢料方面，1999年德國和瑞典已取代了熟料煅燒用燃料的18%~20%，北歐各國為10%~14%，英國為8%，美國為5%。年）[2]。新型干法窯大型化發(fā)展，自動化水平不斷提高，單機(jī)最大能力達(dá)12000t/d，噸水泥綜合電耗已降低到90kW它憑借著生產(chǎn)能力大、自動化程度高、產(chǎn)品質(zhì)量高、低能耗、有害物排放低、廣業(yè)廢棄物利用量大等一系列優(yōu)點(diǎn)成為世界水泥工業(yè)生產(chǎn)的主要技術(shù)。水泥窯的發(fā)展經(jīng)歷了五個階段,分別是立窯、干法中空窯、濕法窯、懸浮預(yù)熱器窯、預(yù)分解窯。在符合最新生產(chǎn)發(fā)展要求的基礎(chǔ)上，達(dá)到最大程度節(jié)約資源、能源，做到既降低生產(chǎn)成本又能穩(wěn)定生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益雙贏的可持續(xù)生產(chǎn)。在設(shè)計中，我盡可能的使用比較新的技術(shù)和思想，比如采用高效立式輥磨，利用窯尾廢氣預(yù)熱物料，使用工業(yè)礦渣作為原料等。我在設(shè)計過程中參考了許多水泥廠設(shè)計實例，并通過理論和經(jīng)驗數(shù)據(jù)相結(jié)合的方法完成了整個設(shè)計。****畢業(yè)設(shè)計 摘 要為了對大學(xué)本科所學(xué)知識進(jìn)行系統(tǒng)的考查和實踐，我選擇了“富強(qiáng)水泥廠日產(chǎn)4000噸水泥熟料窯尾系統(tǒng)工藝設(shè)計”這個課題。該課題是在貴州省貴陽市郊區(qū)建一座日產(chǎn)4000噸熟料水泥廠，重點(diǎn)車間是窯尾系統(tǒng)。課程的主要內(nèi)容包括生料配料計算，全廠工藝平衡計算，重點(diǎn)車間的設(shè)計計算，進(jìn)而給出一個全廠工藝流程圖和全廠工藝布置圖。此外，我本著合理可行、經(jīng)濟(jì)高效、環(huán)保的原則設(shè)計了全廠總平面布置圖。關(guān)鍵詞：水泥廠；窯尾系統(tǒng)；新型干法窯ABSTRACTIn order to examine and practice the university knowledge , I chose “Technological design of kiln system with 4000 tons cement clinker ouput per day for FuQiang cement plant” as my project .The graduating project is constructing a production lined with 4000 tons cement clinker per day in the suburban district of Guiyang City of Guizhou Province,and the key workshop is kiln rear system. In the designed process, I referenced many designed examples of cement plant , and pleted this design through bining theory and empirical data .The main contents of this design are the calculation of raw mix proportions, the process equilibrium calculation, and the calculation of the key workshop, and then,giving a flow chart of the process and process arrangement layout plans.In this design, I trying to work with relatively new technologies and conception such as adopting high efficiency vertical roller mill, utilizing the waste gas in the rotary kiln to preheat raw materials，and using industrial waste slag as raw meal, etc.Furthermore，I follow the principle in reasonable and achievable，economical and efficient , and environmental in my work for general layout of power plant. In accorded with the requirements of the development of the latest production, we reach maximum conservation resources and energies, and to meet both reduce production cost and stable production,thus benefiting both economic and social to winwin sustainable production.Key words：Cement plant；Kiln system；New dry process kiln目 錄摘 要 IABSTRACT II1 前言 1 國際現(xiàn)狀 1 國內(nèi)現(xiàn)狀 2 選題的目的及意義 32 基礎(chǔ)資料 4 設(shè)計題目 4 建廠條件 4 原始數(shù)據(jù) 43 配料計算 6 計算目的 6 率值確定 6 熱耗確定 7 計算過程 7 根據(jù)燃料組成計算發(fā)熱量 7 計算煤灰摻入量 7 計算要求熟料的化學(xué)成分 8 生料配料計算 9 計算干原料料耗 9 計算生料的干原料配合比 9 根據(jù)原料配合比驗證率值 104 全廠工藝平衡計算 11 窯規(guī)格的設(shè)計及產(chǎn)量標(biāo)定 11 窯尺寸的計算 11 產(chǎn)量標(biāo)定 12 全廠物料平衡計算 13 計算窯的臺數(shù) 13 燒成系統(tǒng)的生產(chǎn)能力 14 水泥的生產(chǎn)能力 14 原、燃料消耗定額計算 14 編制物料平衡表 19 全廠主機(jī)平衡計算和主機(jī)選型 20 破碎機(jī)選型 20 回轉(zhuǎn)窯設(shè)備選型 22 烘干機(jī)選型 22 磨機(jī)選型 22 25 儲存設(shè)施的計算 25 堆場的設(shè)計 26 堆棚的設(shè)計 29 圓庫的設(shè)計 30 物料儲存庫、堆場選型表 355 全廠工藝布置和工藝流程圖 36 全廠工藝布置 36 工藝流程圖 376 重點(diǎn)車間的設(shè)計計算 38 38 39 收入物料 40 支出物料 44 窯尾系統(tǒng)的熱量平衡計算 49 收入熱量 49 支出熱量 51 燃料消耗量 52 物料平衡表與熱量平衡表 53 窯尾系統(tǒng)煙氣平衡計算 54 系統(tǒng)各部位煙氣量計算 55 窯尾系統(tǒng)預(yù)熱器與分解爐的選型及尺寸確定 59 懸浮預(yù)熱器 59 分解爐 61參 考 文 獻(xiàn) 62致 謝 63 67 1 前言水泥是當(dāng)今世界上最重要的建筑材料之一。如今以預(yù)分解窯為代表的新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)是國際公認(rèn)的代表當(dāng)代技術(shù)發(fā)展水平的水泥生產(chǎn)技術(shù)。 國際現(xiàn)狀20世紀(jì)90年代，國際上圍繞著預(yù)分解燒成技術(shù)，對系統(tǒng)內(nèi)各單項裝備技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化，提高產(chǎn)量和質(zhì)量，降低熱耗和電耗，進(jìn)而提高勞動生產(chǎn)率，降低產(chǎn)品成本，增加經(jīng)濟(jì)效益，同時擴(kuò)大原料試用范圍，減少粉塵及有害氣體的排放，以保持可持續(xù)發(fā)展[1]。h以下，熟料熱耗低于2827kJ/kg（700kcal/kg），勞動生產(chǎn)率（水泥）提高到15000~20000t/（人環(huán)保日益受到重視，在德國、英國、法國等一些環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)較高的國家，對新建水泥廠污染物排放的限值為：粉塵（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）＜40mg/m3，SO2（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）＜200mg/m3，NOx（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）＜500mg/m3。在瑞典和美國的個別水泥企業(yè)中，燒廢料的比例已有高達(dá)80%的實例，瑞典計劃2008年全國達(dá)到50%以上，2020年基本實現(xiàn)100%[3]。進(jìn)入21世紀(jì)以來，國際水泥工業(yè)的發(fā)展特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：（1）設(shè)備大型化。（2）操作及維護(hù)成本低。噸水泥電耗可低于80kW余熱、替代原料的利用、有害有毒廢物利用，使產(chǎn)品成本進(jìn)一步降低，擴(kuò)大了資源的有效利用[4,5]。生產(chǎn)過程控制（各種專家系統(tǒng)），產(chǎn)品質(zhì)量的全方位控制，生產(chǎn)、銷售的網(wǎng)絡(luò)化管理、使工廠資本運(yùn)作達(dá)到最佳化。水泥工業(yè)進(jìn)一步與環(huán)境相容，不但降低粉塵的排放，而且采用新技術(shù)使氣體中得CONOx、SO2的排放量達(dá)到最小。此外，水泥企業(yè)還能治理和循環(huán)利用部分有毒，有害廢棄物和城市垃圾等作為二次原料，減輕全社會的環(huán)境問題，實現(xiàn)水泥工業(yè)可持續(xù)發(fā)展[6]。%。%。2010年底我國新型干法生產(chǎn)線已達(dá)到1432條，產(chǎn)能總量占水泥總產(chǎn)量的80%左右[8]，到2012年底，我國新型干法生產(chǎn)線將達(dá)到1600條[9]。在原料預(yù)均化技術(shù)，預(yù)分解窯節(jié)能煅燒工藝和技術(shù)裝備，節(jié)能粉碎粉磨技術(shù)與裝備，自動控制技術(shù)，環(huán)境保護(hù)等方面取得了很大進(jìn)步。以安徽海螺集團(tuán)池州一線5000t/d項目為代表的國產(chǎn)化示范生產(chǎn)線于2002年6月順利投產(chǎn)以后，河北冀東，亞泰明城、中國聯(lián)合水泥等三十余條5000t/d國產(chǎn)化生產(chǎn)線相繼投產(chǎn)[11]。在國家產(chǎn)業(yè)技術(shù)政策指導(dǎo)下，近10年，以預(yù)分解技術(shù)為核心的新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)得到迅速發(fā)展。預(yù)熱器作為預(yù)分解技術(shù)的主要部分。旋風(fēng)預(yù)熱器系統(tǒng)是目前普遍采用一種預(yù)熱器，一般采用雙列五級旋風(fēng)筒結(jié)構(gòu)，大型窯系統(tǒng)還采用雙列六級旋風(fēng)筒結(jié)構(gòu)，其中間級旋風(fēng)筒為低阻高效旋風(fēng)筒，這可有效地降低旋風(fēng)筒的壓損，從而對于提高旋風(fēng)筒的風(fēng)速有利（目前先進(jìn)的旋風(fēng)筒內(nèi)表面截面風(fēng)速已達(dá)6m/s）[14]。隨著分解技術(shù)的進(jìn)步和煤粉燃燒力學(xué)的研究，為適應(yīng)不同燃料燃燒的需要和低NOx排放，作為預(yù)分解系統(tǒng)核心的分解爐爐型，已達(dá)數(shù)10種之多，使入窯物料碳酸鈣分解率達(dá)到90％－95％[16]。為減少Nox排放，采用在分解爐初始段造成還原氣氛的技術(shù)手段[17]。隨著新型干法生產(chǎn)工藝各環(huán)節(jié)的不斷發(fā)展、完善與優(yōu)化，我國新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)和裝備水平已與國際水平相接近。原料均化技術(shù)，預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng)的技術(shù)性能改進(jìn)，生料粉磨系統(tǒng)以及用于水泥預(yù)粉磨、終粉磨的粉磨系統(tǒng)的開發(fā)推廣，電耗降低，現(xiàn)代信息化管理系統(tǒng)的推廣，個性化設(shè)計方案，技術(shù)裝備的開發(fā)和應(yīng)用，功能材料，生態(tài)化工程設(shè)計，替代燃料，環(huán)境保護(hù)，水泥相關(guān)產(chǎn)品，新裝備等仍是我國水泥工業(yè)面臨的重要研究課題。水泥工業(yè)是污染環(huán)境最為嚴(yán)重的工業(yè)部門之一，其主要污染物是粉塵。新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)均將窯尾煙氣用來烘干原料，并與窯尾共用一臺收塵器。新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，使得水泥生產(chǎn)新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備及操作控制手段日益更新。對于材料科學(xué)與工程專業(yè)的大四學(xué)生，通過對“富強(qiáng)水泥廠日產(chǎn)4000噸水泥熟料窯尾系統(tǒng)工藝設(shè)計”課題的實踐，模擬工藝設(shè)計的基本內(nèi)容進(jìn)行一次較為深入的專業(yè)的訓(xùn)練，將幫助我全面了解水泥生產(chǎn)新技術(shù)、新設(shè)備和新工藝，綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識，熟練掌握設(shè)計過程中所涉及的理論與實際知識。為今后的學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。這個課程設(shè)計更有助于培養(yǎng)我綜合運(yùn)用該學(xué)科基本理論、基本技能和專業(yè)知識的能力。促使我養(yǎng)成理論聯(lián)系實際，注重調(diào)查研究的良好作風(fēng)。 原始數(shù)據(jù)石灰石：工廠自備礦山，儲量豐富，火車運(yùn)入；砂巖：外運(yùn)，儲量豐富，火車運(yùn)入；硫酸渣：某廠供應(yīng)，汽車運(yùn)入；石膏：石膏礦供應(yīng)，成分穩(wěn)定，汽車運(yùn)入；礦渣：某鋼廠供應(yīng)，汽車運(yùn)入；煙煤：煤礦供應(yīng)，火車運(yùn)入。為了準(zhǔn)確地控制熟料的礦物組成，這些原料必須按一定的配比進(jìn)行混合、粉磨。 率值確定水泥熟料是一種由四種主要氧化物化合而成的多礦物集合體，因此在生產(chǎn)中要控制熟料中各氧化物含量和各氧化物之間的比例，即率值。KH值表示熟料中SiO2被CaO飽和形成C3S的程度。在實際生產(chǎn)中，為了使水泥具有較好的