【正文】 natural this paper, including the design and prekiln backend design in two parts. In the overall design, the main ingredients for the calculation, the material balance of the audience, the host puting balance and storage. Design in the workshop include preheater and calciner system thermal calculation and backend process equipment selection. The design of the main features of the application of the prekiln. Precalciner kiln is preheated in the suspension preheater kilns and between the addition of a rotary kiln calciner as a second heat source, so that the exothermic fuel bustion process and raw materials endothermic carbonate deposition process, in the suspended state or fluidization conditions and rapid manner, so as to reduce the heat intensity of the rotary materials into the kiln and the carbonate deposition rate to 85 % 95%, so the kiln production capacity doubled. Key words: NSP。 Cyclone preheater 。 附錄 4 ............................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。水泥工業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)與裝備在發(fā)展過程中：高溫窯爐經(jīng)歷了立窯，干法中空回轉(zhuǎn)窯，濕法窯，立波爾窯，懸浮預(yù)熱器窯以及窯外分解窯。 在此變化中經(jīng)歷了幾次重大技術(shù)攻關(guān)：在 20 世紀初濕法回轉(zhuǎn)窯出現(xiàn)并得到全面推廣，提高 了水泥產(chǎn)量和質(zhì)量，奠定了水泥工業(yè)作為現(xiàn)代化工業(yè)的基礎(chǔ)；第二是在 20 世紀 50～ 70 年代懸浮預(yù)熱和預(yù)分解技術(shù)的出現(xiàn)，大大提高了水泥窯的熱效率和單機生產(chǎn)能力，促進了水泥工業(yè)向大型化，現(xiàn)代化的進一步發(fā)展；第三次是 80 年代以后計算機信息化和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)在水泥工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，使得水泥工業(yè)真正進入現(xiàn)代化階段；另外，從 90 年代中期開始廢棄物再利用的水泥生態(tài)化技術(shù)，在工業(yè)發(fā)達國家取得了很大進展。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟是水泥工業(yè)走新型工業(yè)化道路，發(fā)展節(jié)約型、環(huán)保型產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)經(jīng)濟增長方式根本性轉(zhuǎn)變的必由之路。 2020 年下半年以來，全國水泥生產(chǎn)增長下行趨勢更加明顯，庫存增加。為了積極應(yīng)對世界經(jīng)濟金融危機，為抵御國際經(jīng)濟環(huán)境對我國的不利影響，促進我國經(jīng)濟平穩(wěn)增長，中央及時出臺了擴大內(nèi)需、促進經(jīng)濟增長十項措施，到 2020 年底前 投資 4 萬億元， 2020 年第四季度增加中央投資 1000 億元。 佳木斯大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論 文） 2 國內(nèi)外燒成技術(shù)現(xiàn)狀 國際燒成技術(shù)現(xiàn)狀 ( 1) 預(yù)熱器、預(yù)分解系統(tǒng) 預(yù)熱器系統(tǒng)初期為 4 級，系統(tǒng)阻力較高，隨著技術(shù)優(yōu)化，出現(xiàn)了高效低阻預(yù)熱器，在系統(tǒng)阻力不增加或有所降低的情況下， 80 年代出現(xiàn)了 5 級預(yù)熱器 ,而后逐步發(fā)展為 90 年代的 6 級預(yù)熱器，還出現(xiàn)了超過 6 級熱交換的多級熱交換預(yù)熱器，預(yù)熱器的廢氣溫度從 4 級的 380℃ ～ 400℃ ，下降至 5 級的 320℃ ～ 340℃ ， 6 級的 260℃ ～280℃ ，多級則降至 260℃ 以下。隨著預(yù)熱器系統(tǒng)降阻技術(shù)的使用合理，技術(shù)先進的窯尾預(yù)分解系統(tǒng)阻力已降至 5 級 4 500Pa、 6 級 5 200Pa 以下， 預(yù)熱器的高度隨技術(shù)優(yōu)化而下降，雖然增加了級數(shù)，但總體高度增加不多。在大型生產(chǎn)線，原料綜 合水含量較低、燃料價格昂貴或水資源缺乏的國家和地區(qū)，已開始大量應(yīng)用。 ( 2) 回轉(zhuǎn)窯 預(yù)分解窯在發(fā)展初期，均采用長度與直徑的比例 L/D≥15的回轉(zhuǎn)窯來滿足熟料煅燒的熱工需求。隨著窯的產(chǎn)量提高，窯的容積產(chǎn)量從 m3。窯速從 3r/min提高至 4r/min以上 , 物料在窯內(nèi)停留時間從 40min逐步下降至30min以下。上世紀 80年代初，第一臺 L/D11的二檔窯在歐洲投入生產(chǎn)， 佳木斯大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論 文） 3 在工業(yè)生產(chǎn)實踐的基礎(chǔ)上， 90年代得以快速發(fā)展， 進入 21世紀， 國際上新建生產(chǎn)線投入的二檔窯數(shù)量已超過三檔窯。新型燃燒器的一次凈空氣量為 6%，送風(fēng)為 2%～ 4%，合計一次風(fēng)量為8%～ 10%。進一步改善通風(fēng)效率、提高熱回收率、簡化裝備結(jié)構(gòu)、提高運轉(zhuǎn)率、降低裝備高度、減少基建投資已成為冷卻機發(fā)展的方向。d 。 (4) 熟料燒成系統(tǒng) 由 6 級或多級預(yù)熱器、低 NOX分解爐系統(tǒng)、二檔短窯、高效燃燒器、步進式無漏料冷卻機組成的 5000t/d 熟料燒成系統(tǒng)，設(shè)計熱耗低于 690kcal/kg( 長期運行生產(chǎn)熱耗730kcal/kg)，電耗低于 17～ 19kWh/t，預(yù)熱器和冷卻機廢氣熱量可烘干綜合水分 8%左右的原料 [2]。300Pa，廢氣溫度接近 320℃ ，分解爐可大量煅燒低揮發(fā)無煙煤，工業(yè)廢棄物作燃料已起步， NOX 排放值高于 800mg/Nm3，入窯物料分解率超過90%，但生產(chǎn)平均數(shù)據(jù)較上述數(shù)據(jù)差。生產(chǎn)情況較好時，大型窯的容積產(chǎn)量一般低于 國內(nèi)的三通道、四通道燃燒器均采用內(nèi)旋流，主要使用于不同性能的煤粉燃燒， NOX 的排放量難于降低。 ( 3) 冷卻機 新型干法生產(chǎn)線投入生產(chǎn)的 6000t/d級及以下規(guī)格的國產(chǎn)裝備基本為第三代空氣梁冷卻機，在生產(chǎn)較為正常時，熱回收效率平均 68%左右，運轉(zhuǎn)率相對較低 ，熟料冷卻效果較差，廢氣溫度偏高。cl ，篦冷機的熱回收效率低于 70% ， 平 均 生 產(chǎn) 熱 耗 約800 新型節(jié)能燒成系統(tǒng) 目前，天津院研發(fā)的由六級新型預(yù)熱器分解系統(tǒng)、兩檔支撐回轉(zhuǎn)窯、行進式穩(wěn)流冷卻機、高效燃燒器等組成的 5500t/d新一代燒成系統(tǒng)已經(jīng)投產(chǎn)運行。 六級預(yù)熱器技術(shù)是在五級基礎(chǔ)上優(yōu)化和擴展的， 預(yù)熱器級數(shù)增加，有利于系統(tǒng)熱交換，降低預(yù)熱器出口廢氣溫度。實施上述措施后，預(yù)熱器出口廢氣溫度可降至 ≦ 280℃ ，仍可滿足原料綜合水分 4%的烘干要求，降低預(yù)熱器出口溫度 30℃ ～ 50℃ ，熱耗降低約熟料 ～ 1 。第四代行進式穩(wěn)流冷卻機采 用先進的 Walking floor行進式原理，應(yīng)用全新篦板結(jié)構(gòu)等多項專利技術(shù)，具有熱回收率高、能耗低、使用壽命長、易于維護、模塊化設(shè)計、便于施工安裝、土建投資省等優(yōu)點。第四代冷卻機與第三代冷卻機相比，熟料可降低熱耗 10kca1/kg～ 18kcal/kg，土建投資可節(jié)省 25%，維護費用可節(jié)省 70%～ 80%。 燒成系統(tǒng)發(fā)展趨勢 （ 1） 預(yù)分解窯 近年來，預(yù)分解窯生產(chǎn)工藝不斷完善和優(yōu)化，單線規(guī)模越來越大，日產(chǎn)熟料大都在 7500~10000t，熱耗 2898~3024kJ/kg，前世界上最大的預(yù)分解窯是美國正在新建的由POLYSIUS公司提供的 Ф 105m，采用 5級 4列預(yù)熱器和雙分解爐的預(yù)分解窯生產(chǎn)線，設(shè)計能力為 2020t/d，熟料燒成熱耗為 2864kJ/kg。如新型槽齒輪帶、托輪自位調(diào)整等新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)，為預(yù)分解窯大型化提供了技術(shù)保障。根據(jù)原料綜合水分及余熱利用的要求不同，一般都設(shè)計 4~6級，多數(shù)為5級，按照回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)能力大小可設(shè)計 1~4列，多數(shù)為雙系列預(yù)熱器。為適應(yīng)低揮發(fā)份劣質(zhì)煤和 無煙煤燃燒的需要，出現(xiàn)了多種在分解爐外增加預(yù)燃爐或后燃燒裝置的組合式分解爐；通過爐型改進，調(diào)整喂煤點和三次風(fēng)進入的位置，使在分解爐初始階段造成還原氣氛，以實現(xiàn)低 NOx的排放。 （ 4） 冷卻機 新型干法窯多采用推動蓖式冷卻機。阻力蓖板還可防止熟料細粉漏人蓖下室，現(xiàn)在 FLS公司又開發(fā)了 COOLER(庫勒 )更新式蓖式冷卻機，在蓖板上加一個十字交叉棒，由于不存在蓖下漏料漏風(fēng)，其冷卻效率進一步提高，冷卻風(fēng)量可降到2Nm3/kg? cl以下，電耗也會進一步下降，預(yù)計會有較好的發(fā)展前景。下一步準備擴大到 I000t/d的工業(yè)性試驗。 國內(nèi)外新型干法燒成系統(tǒng)裝備在未來若干年內(nèi)發(fā)展的主流是由多級熱交換預(yù)熱器，適應(yīng)煅燒各種低品位燃料、 NOX 等有害物排放值低的分解爐， L/D 為 10～ 12 的二檔短窯，新一代無漏料新型冷卻機組成的燒成系統(tǒng)，預(yù)熱器分解爐系統(tǒng)阻力降至5500Pa 以內(nèi)，同級預(yù)熱 器的窯尾塔架高度將比現(xiàn)有高度降低 10m，生產(chǎn)中廢氣排放量降至 ，入窯物料分解率提高至 94%，分解爐與窯的煅燒比率提高至65∶ 35，燃料在分解爐燃燒時間較大增加，以滿足各種熱值的工業(yè)廢棄物的燃燒。m3 ，窯速將進一步提高，填充率提高至8%~12%，物料在窯內(nèi)停留時間將有所下降，窯的筒體散熱量將進一步下降。由上述裝備組成的4000t/d 級燒成系統(tǒng)熱耗降至 670~680kcal/kg ( 生產(chǎn)熱耗 710~720kcal/kg) , 電耗低于佳木斯大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論 文） 7 18kWh/t 本設(shè)計的 意義 現(xiàn)在水泥已廣泛的應(yīng)用于工業(yè)建筑、民用建筑、水工建筑、農(nóng)田水利建設(shè)和軍事工程等方面。 由于鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土和鋼結(jié)構(gòu)材料的混合使用，才有高層、超高層、大跨度以及各種特殊功能的建筑物。開發(fā)占 地球面積 71%的海洋是人類進步的標志，而海洋工程的建造，如海洋平臺、海洋工廠，其主要建筑材料就是水泥。因此水泥的發(fā)展對保證國家建設(shè)的順利進行起著十分重要的作用。 近年來，隨著社會的不斷進步，經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人口 的不斷增加，對交通、住房、基礎(chǔ)設(shè)施的需求正在不斷的增加。據(jù)報道僅鐵路一項將 帶動 億噸的水泥需求 ；另一方面，近年來隨著災(zāi)難的不斷頻發(fā)，像汶川地震、舟曲泥石流等毀滅性的災(zāi)難。 不斷發(fā)展的房地產(chǎn)業(yè)，這些都需要水泥 —— 這一重要的建筑材料。我 國的水泥廠主要有立窯和回轉(zhuǎn)窯兩種窯型，立窯由于其能耗高、熟料質(zhì)量差正在逐漸被淘汰；回轉(zhuǎn)窯是目前水泥生產(chǎn)中最先進的窯型，特備是帶有懸浮預(yù)熱的回轉(zhuǎn)窯，是目前水泥廠的首選。本設(shè)計主要是對水泥廠的核心部分 —— 燒成車間進行設(shè)計。 在廠址所在地，在近些年來 該市以加快推進 “ 一主四化 ” 進程為主攻方向，大力實施 “ 工業(yè)強 市 ” 、 “ 產(chǎn)業(yè)富民 ” 、 “ 城市牽動 ” 、發(fā)展戰(zhàn)略，不斷加大項目建設(shè)、改革開放、結(jié)構(gòu)調(diào)整和環(huán)境優(yōu)化力度。近年來，凌源堅持工業(yè)強市核心戰(zhàn)略不動搖，以園區(qū)建設(shè)為載體，把招商引資為手段，以項目建設(shè)為支撐，著力培育立市骨干企業(yè)，工業(yè)經(jīng)濟呈現(xiàn)快速發(fā)展的良好態(tài)勢。以上的發(fā)展均離不開水泥這一重要的建筑材料。在全國水泥需求量不斷攀升 的大背景下，在該地區(qū)水泥的銷售必將會異常的火熱，供不應(yīng)求的狀況也必然會發(fā)生。當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展較晚，所以一切都在發(fā)展與建設(shè)中。 佳木斯大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論 文） 9 第 2章 物料平衡 計算 在水泥廠設(shè)計過程中，應(yīng)進行兩次系統(tǒng)的配料計算： 第一次是在礦山初步設(shè)計之前的初步配料計算，其目的是： （ a）確定所勘探的原料能否符合計劃任務(wù)書所規(guī)定的水泥品種和水泥標號； （ b）確定原料的品種和大致的配合比及合適的生產(chǎn)方法； （ c）從原料質(zhì)量上提出對礦山開采設(shè)計的要求。 水泥 熟料 成分設(shè)定 生產(chǎn)水泥熟料所用的原料、燃料的成分見表 21 和表 22。 石灰飽和系數(shù) (KH)：是水泥中總的氧化鈣含量減去飽和酸性氧化物 (Al2OFe2O SO3)所需氧化鈣的量后，所剩下的氧化鈣與理論上二氧化硅全部化合成硅酸三鈣所需的氧化鈣的量比。如果 KH= 是，硅酸鹽礦物全部為 C2S。實際生產(chǎn)條件下，為了使煅燒過程中不致出現(xiàn)很多 fCaO，石灰飽和系數(shù)一般控制在 ~ 范圍內(nèi)。 KH 愈低， C3S 含量越少， C2S 含量越多，此時生料不耐火，這種熟料制揮發(fā)物 % 固定碳 % 灰分 % 熱值 kJ/kg 20 930 佳木斯大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論 文） 10 成的水泥硬化較慢，早期強度低。根據(jù)硅酸率的大小，可以表示熟料中生成硅酸鹽礦物 (硅酸三鈣與硅酸二鈣之和 )與溶劑礦物 (硅酸三鈣與鐵鋁酸四鈣之和 )的相對含量。硅酸率 過低時，即溶劑礦物過高，硅酸鹽礦物減少，會減低熟料強度；在煅燒時易結(jié)大塊。 鋁氧率 (IM)是水泥熟料中三氧化二鋁和三氧化二鐵之比值。當(dāng) Al2O3與 Fe2O3的總和一定是，鋁氧率提高說明 C3A 增高， C4AF 降低，水泥趨于早凝早強，水泥中石膏摻加量也需相應(yīng)增加。反之，但鋁氧率過低時，說明 C3A 降低， C4AF 提高，水泥趨于緩凝，早強低；熟料煅燒時 ，液相粘度小，有利于 C3S 的形成，但液相粘度過小，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)不利于熟料正常結(jié)粒和窯皮粘掛。當(dāng) Fe2O3 被還原成 FeO 時，