【正文】 設備選型 ………………………………………… ………… … . .21 包裝機的設備選型 ………………………………………… ………… … . .22 主機平衡表見表 …………………………………………… ………… … . .22 堆場（棚）的選型設計 ………………………………………………… ………… 23 …… ……………………………………… … . 24 預均化堆場的計算 ………………………………………… …… .… . 25 濕鐵粉、鋁土礦聯(lián)合 堆棚 ……………………………………… ……… . . 26 ………………………………………… ……… .. 26 石膏露天堆場 ……………………………… … ……………… ……… … . .27 儲庫的選型計算 …………………………………………………… ………… … . 28 石灰石配料庫 ………………………………………………………… … . 29 礦渣露天堆場計算 ……………………… … ………………… ……… … . 30 石膏露天堆場計算 ……………………… … ……………… … ……… … . 30 生料均化庫的計算 ……………………… … ………………… ……… … . 30 熟料庫的選取與計算 …………………… … ………………… ……… … . 30 水泥配料庫的計算 ……………………… … ………………… ……… … . 31 水泥庫的選取與計算 …………………… … ………………… ……… … . 30 全廠工藝流程 ……………………………………………………… ………… … .34 5 燒成車間設計 …………………………………………………………… ………… … . ..35 確定工藝流程 ……………………………………………………… ………… … .35 回轉窯規(guī)格參數(shù)確定 ……………………………………………… ………… … .36 窯尾系統(tǒng)選型 ……………………………………………………… ………… … .36 懸浮預熱器 ……………………………………………… …………… . .36 分解爐 …………………………………………………… ………… … . .36 窯系系統(tǒng)物料平衡 ………………………………………………………… …… 36 收入物料 ……………………………………………………… ………… ..38 支出物料 ……………………………………………………… ………… ..41 窯尾系統(tǒng)熱平衡計算 ……………………………………………………… …… 44 收入熱量 ……………………………………………………… ………… ..45 支出項目 ……………………………………………………… ………… ..46 5 窯尾系統(tǒng)煙氣平衡計算 ……………………………………………………… 48 選定相關系數(shù) ……………………………………………………… … .48 系統(tǒng)各部位煙氣量計算 …………………………………………… … .49 窯尾設備及其尺寸確定 ……………………………………………………… . .51 分解爐尺寸規(guī)格計算 ………………………………………………… .51 旋風預熱器規(guī)格計算 ………………………………………………… .52 窯尾附屬設備選型 …………………………………………………… ……… .55 窯 尾高溫風機選型計算 ……………………………………… ……… ..55 增濕塔選型計算 ……………………………………………… ……… ..56 窯尾電收塵 …………………………………………………… ……… ..57 窯尾廢氣排風機 ………………………………………………… ……… .57 排氣煙囪選型計算 ……………………………………………… ……… .57 參考文獻 ......................…………….………………… ..… .… ..……………… .………… .58 致謝 ......................………………….…………………… ..…… .………… ...…………… .59 附錄 ......................………………… ..…… ....… ...… ...… ...……………………… .……… 60 1 1 前言 水泥與鋼材、木材、塑料為四大工程基礎材料，而水泥以其數(shù)量大、用途廣、耐久性強和具備許多其它材料不可取代的性能而處于非常重要的地位，素有 “ 建筑工業(yè)的糧食 ” 之稱。 自 九十 年代以來世界水泥產量平均每年以 4%的速度連續(xù)增長。近 10 年來，發(fā)達國家由于各國經濟發(fā)展速度減緩，生產成本增高和能源消耗、環(huán)保要求等各方面原因，水泥生產呈現(xiàn)飽和和縮減態(tài)勢。 七十年代我國陸續(xù)建立了一些立筒預熱器窯和旋風預熱器窯，并在預分解的開 發(fā)方面燒油燒煤實驗均獲得成功。在此基礎上，通過對國外設備的消化和國內自行建設的新型干法生產線的總結，八十年代初我國自行設計了 700t/d熟料生產線的預分解窯成套設備，并組織了 2020t/d熟料預分解窯干法生產線成套設備的設計、制造和建設。二十世紀九十年代初，我國實施開發(fā) 4000t/d 大型新型干法燒成系統(tǒng)。其間，5000 噸水泥生料生產線安裝調試成功。 2020 年，規(guī)劃 億噸，實際生產 億噸。 （ 2） 技術進步步伐加快，但總體技術水平與世界先進水平差距較大 懸浮預熱器窯是在窯后安裝了懸浮預熱器，使原來在窯 內以堆積態(tài)進行的物料預熱 2 及部分硅酸鹽分解過程移到懸浮預熱器內以懸浮狀態(tài)進行。生料粉能在數(shù)十秒內從常溫提高到 750℃ 以上，入窯生料的表觀分解率可達 3040%，從而大大的減輕了回轉窯的預燒負擔，窯產量的以提高；從回轉窯窯尾排出的高溫煙氣的熱量能得到很好的利用，出預熱器的廢氣溫度可降低到 350400℃ ，熟料的單位熱耗可大大降低，且出預熱器的廢氣還可用于烘干含 68%水分的物料。 懸浮預熱器窯的特性主要取決于同它配套的懸浮預熱器的特性，而各種懸浮預熱器的特性有取決于它的結構及熱交換方式。 預分解窯是在懸浮預熱器窯基礎上發(fā)展起來的，它是在懸浮預熱器窯的懸浮預熱器與回轉窯之間增設分解爐，在解爐中加入占總用量 50%60%的燃料，使燃料燃燒的過程與生料碳酸鹽分解的吸熱過程在懸浮狀態(tài)或沸騰狀態(tài)下迅速進行，從而使入窯生料的分解率從懸浮預熱窯的 3040%提高到 8590%， 使窯的熱負荷大為減輕，窯的壽命延長，爾窯的產量卻可成倍增長。 圖 預熱器和分解爐 3 水泥工廠的設計是一項復雜的系統(tǒng)工程，涉及專業(yè)多，知識面廣，其生產又具有連續(xù)化，各環(huán)節(jié)相互制約，故設計時，對生產技術配套設備等的選擇，要選擇最佳方案，統(tǒng)籌安排。畢業(yè)設計是工藝專業(yè)的學生在學完全部課程后，模擬工藝設計的基本內容而進行的一次實際的訓練。 4 2 建廠基礎資料 在正式開展設計前，設計單位應注意收集有關的設計基礎資料和設計資料，為順利進行設計創(chuàng)造條件。 （ 3） 廠址的自然條件： ① 廠區(qū)地形：平坦 ﹑ 無建筑物；②地耐力： 200kpa。 （ 6） 生產方法：新型干法 。預分解窯是最新的水泥煅燒工藝，目前在國 內 已經得到廣泛的應用，其特點如下 [2]： (1)窯外預分解窯與其他窯型相比有許多優(yōu)點： ① 預分解窯熟料單位熱耗低，單機生產能力大，并可利 用窯的余熱烘干物料。 6 ② 生產的熟料的質量得到了保證，增強了新型干法生產時，原料及燃料的適應性。 ④ 延長了窯的襯料壽命及運轉周期。 ⑥ 干法廠在環(huán)境污染方面有了很大的改善。 ② 預分解窯對原燃料中堿、氯、硫含量也有一定的要求，含量高時易結皮。 總之，預分解窯是以后水泥生產工業(yè)的發(fā)展方向。 7 3 全廠工藝平衡計算 配料計算 水泥的性能和質量取決于熟料的礦物組成，而熟料的礦物組成取決于熟料的組分，熟料的組分又與生料的成分密切相關。通常，一種原料的成分很難滿足需要，必須將幾種原料按一定的比例混合，才能滿足煅燒熟料所用生料成分的要求。 配料計算目的是：生產 過程中，經濟合理的使用各種原料，確保熟料質量，是煅燒出來的熟料強度高、易燒性好；配制的生料易于粉磨、易于燒成，則水泥生產過程易于控制、管理，便于操作。熟料組成確定后，即可根據(jù)所用原料進行配料計算，求出復合熟料組成的原料配合比 。KH 值一般波動在 之間。 KH 過低時，數(shù)料中 2CS含量增多，水泥強度發(fā)張緩慢，早期強度不高。 SM 值一般波動在 之間。但 SM 值過小，熟料因硅酸鹽礦物少而強度降低，而由于液相過多，窯內易結圈，結大塊，影響窯的正常操作 [14]。若 IM 值越高， 3CS含量高，煅燒過程中液相黏度大，物料不易燒成，同時會使水泥 凝結過快。 因此，選擇率值時，要創(chuàng)造條件適當提高 KH 值，并選擇與 KH 值相適應的 SM值和 IM 值。 IM:~ 熱耗： ~。 取 KH= 177。 ； IM= 177。值得注意的是，累計熟料的合計值不一定非要等于 100，只要驗算的熟料率值和熱耗符合要求即可，但此時熟料成分必須換算成百分數(shù)。物料平衡計算的依據(jù)是：工廠規(guī)模、生料各組分配合比、水分消耗定額、水泥各組分配合比、燃料品種和熱值、熟料燒成熱耗、物料烘干熱耗和車間工作制度。當工廠的生產規(guī)模以水泥年產量表示時，取熟料年產量為基準；當工廠的生產規(guī)模以水泥日產量表示時，取熟料周產量為基準。本次設計采用周平衡法。 表 河南華瑞重工機械制造有限公司 廠家 窯規(guī)格 設計產量 (t/d) 實際產量 (t/h) 功率 (kw) 河南華瑞重工機械制造有限公司 74 5000 630 ② 產量標定 [1213] 由 天津設計院經驗公式 G= ==5658(t/d) G= ==5756t/d () 一般水泥廠 5000t/d 水泥熟料生產線實際產量接近 5500t， 結合同類型廠家情況，最終標定產量： 5700t/d，即 238t/h。 全廠物料平衡計算 全廠物料平衡計算以一臺 5000t/d熟料窯外預分解窯為基礎 ,50%， 50%， 礦渣摻入量為 30%， 水泥 40%包裝 ， 60%散裝出廠。 12 (1)計算燒成系統(tǒng)的生產能力 熟料小時產量： hQ =nhQ = 24147t/h=5000t/d 熟料周產量： wQ =168 hQ =168147=35000t/周 水泥小時產量： Gh=(100P)/(100de)Qh(t/h)=(1003)/(100414)147=() 式中 d— 石膏摻入量 , 取 d=4%； e— 水泥中混合材摻入量，取 e=14%； P— 生產損失，取 P=3%。 ② 考慮煤灰摻入時， 1 噸熟料的干生料消耗定額 K 生 =100K 干 /(100P 生 )=() 式中 K 生 —干生料消耗定額 (t/t 熟料 )； P生 —生料的生產損失 (%)，一般 3%—5%。 石灰石 K1=8 %=(t/t 熟料 ) 砂巖 K2=%=(t/t 熟料 ) 13 鐵粉 K3=%=(t/t 熟料 ) 鋁土礦 K4=%=( t/t 熟料 ) (3)干石膏消耗定額 Kd=d/(100de)=4/(100414)=(t/t熟料 ) () 式中 Kd— 干石膏消耗定額 (t/t 熟料 )； d—石膏摻入量 (%)； e—混合才摻入量 (%)。 (5)燒成用煤消耗定額 干煤低位熱值 QyDW=23280kJ/kg 干煤 Kf， 1=100q/[Q(100pf)]=1003174/[23280( 1003)]=(t/t 熟料 ) () 式中 Kf， 1—燒成用干煤消耗定額 (t/t 熟料 )； fP —煤的生產損失 (%)，一般取 3%。 (6) 含天然水分的濕物料消耗定額 K 濕 =100K 干 /(100w0) () 式中 K 濕 ， K 干 —分別代表濕物料 、 干物料消耗定額 (kg/kg熟料 )； ? 0—該濕物料的天然水分 (%)。 16 4 工藝設備選型與計算 工藝設備選型與計算的目的