【正文】 .................................................... 40 預(yù)熱器規(guī)格的確定 ................................................................. 42 五級(jí)預(yù)熱器規(guī)格的確定 ................................................. 42 四級(jí)預(yù)熱器規(guī)格的確定 ................................................. 42 三級(jí)預(yù)熱器規(guī)格的確定 ................................................. 43 日產(chǎn) 5000 噸熟料水泥生產(chǎn)線工藝設(shè)計(jì)參數(shù) V 二級(jí)預(yù)熱器規(guī)格的確定 ................................................. 43 一級(jí)預(yù)熱器規(guī)格的確定 ................................................. 43 結(jié) 論 ..................................................................................................... 45 謝 辭 ..................................................................................................... 46 參考文獻(xiàn) ................................................................................................. 47 外文翻譯 ................................................................................................. 49 日產(chǎn) 5000 噸熟料水泥生產(chǎn)線工藝設(shè)計(jì)參數(shù) 1 前 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生完成所有理論課和實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)課程后 的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，它在教師的指導(dǎo)下，由學(xué)生綜合運(yùn)用學(xué)過的專業(yè)基礎(chǔ)理論和實(shí)踐生產(chǎn)知識(shí)，查閱 工具書和各種技術(shù)資料 以 達(dá)到計(jì)算繪圖編寫說明書等來解決實(shí)際技術(shù)問題的教學(xué)環(huán)節(jié)，也是從事技術(shù)工作的一次技術(shù)演習(xí)，與先前教學(xué)過程相比，具有較強(qiáng)的綜合性、實(shí)踐性和探索性，是學(xué)生在校學(xué)習(xí)的最高階段。 本次設(shè)計(jì) 是 為了順應(yīng)水泥發(fā)展的趨勢(shì)，提高我校水泥工藝專業(yè)畢業(yè)生的綜合素質(zhì)和適應(yīng)能力，因此設(shè)計(jì)的預(yù)分解窯。預(yù)分解窯系統(tǒng)由高效低阻預(yù)熱器、 TDF 分解爐、回轉(zhuǎn)窯和高效篦式冷卻機(jī)等幾部分組成，分解爐處于預(yù)熱器與窯尾之間，是系統(tǒng)提供二次熱 并 進(jìn)行分解反應(yīng)的區(qū)域，入窯生料的分解率可達(dá) 90%以上，從而大大減輕了窯的負(fù)荷。 2． 由于原料預(yù)均化和生料均化技術(shù)的發(fā)展，使熟料質(zhì)量得到了保證，并由于采用新技術(shù)措施，并不斷改進(jìn)燃燒系統(tǒng)， 增 強(qiáng)了新型干法生產(chǎn)對(duì)原料的適應(yīng)性。 4． 與產(chǎn)量相同的濕法窯相比 ,預(yù)分解窯的工藝流程簡(jiǎn)捷、緊湊、設(shè)備質(zhì)量輕、占地面積小、基建投資省等優(yōu)點(diǎn)。 日產(chǎn) 5000 噸熟料水泥生產(chǎn)線工藝設(shè)計(jì)參數(shù) 2 第 1 章 工藝設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想與原則 總體設(shè)計(jì) 任何工藝都有其特點(diǎn)，這些特點(diǎn)必然會(huì)貫穿在 整個(gè)工廠 設(shè)計(jì)之中。 2． 產(chǎn)品（水泥）、燃料 (煤 )等物料運(yùn)輸量大 ,且價(jià)格低 ,因此必然有良好的交通條件。因此，在水泥廠設(shè)計(jì)中要注意確保能源供應(yīng)，并充分重視節(jié)約能源的問題。因此，一般要求在工程地質(zhì)條件良好的場(chǎng)地建廠。因此，工藝布置應(yīng)同土建設(shè)計(jì)緊密結(jié)合。因此，一般水泥廠多建在遠(yuǎn)離城市的地方，且自備水源。因此，設(shè)計(jì)時(shí)必須加強(qiáng)收塵措施，盡量搞好廠區(qū)綠化。因此在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量采用新技術(shù)、新方案，并要重點(diǎn)考慮節(jié)約能源。但工廠設(shè)計(jì)是各專業(yè)共同完成的一個(gè)整體。生產(chǎn)設(shè)備的布置直接影響到建筑物的結(jié)構(gòu)型式和尺寸。 指導(dǎo)思想 水泥工業(yè)及水泥工廠設(shè)計(jì)有如下幾個(gè)特點(diǎn)： 1． 水泥廠需要用大量的礦物原料（如石灰石）等，因此水泥廠大都自行開采日產(chǎn) 5000 噸熟料水泥生產(chǎn)線工藝設(shè)計(jì)參數(shù) 3 礦山，并靠近礦源建廠。 3． 水泥工業(yè) 能耗和電耗較大，因此，在水泥廠設(shè)計(jì)中要注意確保能源供應(yīng)，并充分重視節(jié)約能源的問題。因此，一般要求在工程地質(zhì)條件好的場(chǎng)地建廠。因此，工藝布置應(yīng)同土建設(shè)計(jì)緊密結(jié)合。因此，一般水泥廠多建在遠(yuǎn)離城市的地方，且自備水源。因此，設(shè)計(jì)時(shí)必須加強(qiáng)收塵措施，盡量搞好廠區(qū)綠化。因此在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量采用新技 術(shù)，新方案并要重點(diǎn)考慮節(jié)約能源。但工廠設(shè)計(jì)是各專業(yè)共同完成的一個(gè)整體。生產(chǎn)設(shè)備的布置直接影響到建筑物的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。 設(shè)計(jì)原則 1． 根據(jù)計(jì)劃任務(wù)書規(guī)定的產(chǎn)品品種、質(zhì)量、規(guī)模進(jìn)行設(shè)計(jì)。 對(duì)于產(chǎn)品品種，如果認(rèn)為計(jì)劃任務(wù)書的規(guī)定在技術(shù)上或經(jīng)濟(jì)上有不當(dāng)之處，也應(yīng)闡明理由，建議調(diào)整，并取得上級(jí)部門的同意。在工廠建成后的較短時(shí)期內(nèi)，主機(jī)應(yīng)能達(dá)到標(biāo)定的產(chǎn)量，同時(shí)標(biāo)定的主機(jī)產(chǎn)量應(yīng)符合優(yōu)質(zhì)、日產(chǎn) 5000 噸熟料水泥生產(chǎn)線工藝設(shè)計(jì)參數(shù) 4 高產(chǎn)、低消耗和設(shè)備長(zhǎng)期安全運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。 2． 主要設(shè)備的能力應(yīng)與工廠規(guī)模相適應(yīng) 大型工廠應(yīng)配套與之相適應(yīng)的大型設(shè)備，否則將造成工藝線過多的現(xiàn)象。 3． 選擇技術(shù)先進(jìn)經(jīng)濟(jì)、合理的工藝流程和設(shè)備 工廠的工藝流程和主要設(shè)備確定以后，整個(gè)工廠設(shè)計(jì)可謂大局已定。如在原料的破碎方面， 采用一級(jí)反擊式反擊式錘式破碎機(jī)代替二級(jí)或三級(jí)破碎系統(tǒng)；在干法生料粉磨工序普遍采用烘干 兼粉磨系統(tǒng)；在水泥粉磨系統(tǒng)采用輥壓 機(jī)、 球磨、高效選粉機(jī)（如 OSEPA 選粉機(jī)等）的混合粉磨系統(tǒng)。工藝流程和設(shè)備的選擇應(yīng)進(jìn)行方案比較，以達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的目的。各種附屬設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格應(yīng)盡量統(tǒng)一，以便于生產(chǎn)管理和減少配、備件的種類。各種堆場(chǎng)、儲(chǔ)庫(kù)的容量，應(yīng)滿足各種物料儲(chǔ)存期的要求。但儲(chǔ)存期也不應(yīng)太長(zhǎng)，以免 增 加基建工程量和費(fèi)用及占用工廠的流動(dòng)資金。因此設(shè)備能力應(yīng)能切實(shí)滿足生產(chǎn)要 求并留有余地。 考慮工廠擴(kuò)建的原則是：既要便于今后的擴(kuò)建，使工廠擴(kuò)建時(shí)盡量不影響原日產(chǎn) 5000 噸熟料水泥生產(chǎn)線工藝設(shè)計(jì)參數(shù) 5 有的生產(chǎn)，又要盡可能不 增 加當(dāng)前建廠的占地面積的投資。重大設(shè)備的檢修、起重以及需要減輕繁重體力勞動(dòng)的場(chǎng)合，也應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。如在原料配料和粉磨過程中，新型干法生產(chǎn)廣泛地采用電子秤 X 熒光分析儀 電子計(jì)算機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，控制原料配料，實(shí)現(xiàn)了原料配料的自動(dòng)控制。其主要利用電耳、提升機(jī)負(fù)荷和選粉機(jī)回料量等進(jìn)行磨機(jī)負(fù)荷控制。我國(guó)水泥生產(chǎn)最高容許排放濃度為 50mg/m3。 為減少環(huán)境污染，應(yīng)廣泛的采用新型高效除塵設(shè)備，在物料儲(chǔ)存設(shè)計(jì)上采用以“圓庫(kù)”為主 的設(shè)計(jì) 方案。力求縮短物料的運(yùn)輸距離，并充分考慮設(shè)備安裝、操作、檢修和通行的方便，以及其它專業(yè)對(duì)工藝布置的要求。廠址選擇的合理與否，將直接影響工廠建 設(shè)的投資 、 建設(shè)進(jìn)度 ， 同時(shí)也將長(zhǎng)期影響工廠投產(chǎn)后的生產(chǎn) 、 管理和工廠今后的發(fā)展。 影響廠址選擇的主要因素 [3]： 1． 廠址要靠近主要原料基地。但應(yīng)注意廠區(qū)和住宅區(qū)不得建在日產(chǎn) 5000 噸熟料水泥生產(chǎn)線工藝設(shè)計(jì)參數(shù) 6 有用礦藏上或處于爆破危險(xiǎn)范圍內(nèi)。水泥生產(chǎn)因物料吞吐量很大，故大中型水泥廠應(yīng)力求靠近鐵路線，小型水泥廠靠近公路線。水泥廠是耗水量較大的企業(yè)，水源必須充足，水泥質(zhì)量合格，保證不間斷供水。水泥廠是耗電量很大的企業(yè)，故廠址最好靠近電力網(wǎng)，并有方便的供電條件和措施，以保證供電和減少輸電線路的投資。 6． 廠址地形。礦山、廠區(qū)和住宅區(qū)應(yīng)盡可能布置在鐵路、公路、河流的同一側(cè)。應(yīng)有良好的工程地質(zhì)條件，土壤深度在地下 ～ 2m處的耐力最好在于 200kpa 以上 。 8． 廠址應(yīng)有良好的水文地質(zhì)條件 。 9． 廠址的選擇必須考慮工廠的雨水、污排出廠外的方便條件 ， 并遵守環(huán)境保護(hù)衛(wèi)生規(guī)范。 我國(guó)地震烈度是按 12 度分級(jí)的，一般 6 度 以下地區(qū)可不考慮防震措施 ， 6 度以上地區(qū)要考慮設(shè)防震 和抗震 措施 ， 9度以上地區(qū)不宜建廠。 綜上所述 ， 在選擇廠址時(shí)需要同時(shí)考慮多方面的問題 ， 而實(shí)際上卻很難找到各方都較理想的廠址。 日產(chǎn) 5000 噸熟料水泥生產(chǎn)線工藝設(shè)計(jì)參數(shù) 7 第 2 章 配料計(jì)算 畢業(yè)設(shè)計(jì)原始資料 原、燃材料化學(xué)成分如表 21： 表 21 原、燃、材料化學(xué)成分 （ %） 項(xiàng)目 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 R2O Cl ∑ 石灰石 3 砂巖 硫酸渣 粉煤灰 石膏 煤灰 煤的工業(yè)分析如表 22： 表 22 煤的工 業(yè)分析 工業(yè)分析（ %） 發(fā)熱量 KJ/Kg Mar Car Aar Var 23700. 收到基水分：石灰石 %、砂巖 %、硫酸渣 %、石膏 % 其它： 1． 年平均氣溫 15℃ 2． 當(dāng)?shù)貧鈮?752mmHg 3． 地下水位 11m 4． 主導(dǎo)風(fēng)向 西北 5． 水泥品種： 50% 50% 6． 袋散比： 40%： 60% 日產(chǎn) 5000 噸熟料水泥生產(chǎn)線工藝設(shè)計(jì)參數(shù) 8 設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)題目為： 日產(chǎn) 5000 噸熟料水泥生產(chǎn)線工藝設(shè)計(jì) 參數(shù) 3，重點(diǎn)車間：燒成窯尾系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)為一臺(tái)窯外分解窯，在生產(chǎn)工藝上要求煅燒高飽和比高硅率的生料，這樣能提高熟料的質(zhì)量并能減少預(yù)熱器分解爐系統(tǒng)的堵塞和回轉(zhuǎn)窯燒成帶的結(jié)圈。對(duì)于新型干法水泥生工藝，水泥熟料率值大致為： KH=～， SM=～ ， IM=～ 。 SM=177。 熟料熱耗的確定 隨著新型干法水泥煅燒技術(shù)的不斷提高，使得熟料的熱耗不斷降低，參考以下新型干法水泥廠的熟料熱耗： 表 23 一些 水泥廠熟料熱耗 廠名 達(dá)州 廣元 重慶 銅陵 料耗（ KJ/kg 熟料） 2970 3078 單位熟料熱耗依國(guó)內(nèi)新型干法廠現(xiàn)狀，熟料熱耗取 3000kJ/kg 熟料 。由于其牽涉到非線性方程的求解，用手工計(jì)算需反復(fù)試湊，難以達(dá)到結(jié)果最優(yōu)，而各種簡(jiǎn)化計(jì)算方法不容易掌握，采用辦公軟件 EXCEL 做配料計(jì)算，可直接通過表格計(jì)算求解，幾秒鐘就日產(chǎn) 5000 噸熟料水泥生產(chǎn)線工藝設(shè)計(jì)參數(shù) 9 可算得最優(yōu)解，操作簡(jiǎn)便，結(jié)果準(zhǔn)確，本設(shè)計(jì)參考《用辦公軟件做配料計(jì)算》（南京化工大學(xué)材料學(xué)院簡(jiǎn)淼夫，張薇《水泥》 202110）等資料采用這種方法進(jìn)行計(jì)算 [5]。 2． 假設(shè)原料配比 在 Excel 表中填入假設(shè)的各原料配比，可以將初始配比設(shè)為石灰石 砂 巖 硫酸渣 20,最后砂巖一項(xiàng)應(yīng)填上“＝ 100（鼠標(biāo)點(diǎn)）石灰石配比的單元格 頁(yè)巖配比的單元格 鐵礦配比的單元格”，再敲回車鍵，這樣才能保證配比之和為 100。生料化學(xué)成分 =各原料化學(xué)成分與其配比的乘積之和。其中 B5:B8 為各原料 Loss 含量所在的單元格， $I5:$I8 為各原料配比所在的單元格。方法是點(diǎn)擊生料 Loss 單元格 ,將鼠標(biāo)移到該單元格的右下角，將光標(biāo)變?yōu)楹谑謺r(shí)，按下鼠標(biāo)左鍵，向右拖拉至生料成分對(duì)應(yīng)的 SO3 單元格H9,松開鼠標(biāo)左鍵即可。生料灼燒基成分 =原生料成分 /(1Loss/100)。其中 C9 為原生料 SiO2 的單元格位置， B9 為原生料 Loss 的單元格位置。 5． 計(jì)算煤灰摻入量 組成熟料的一小部分是燃料燃燒后產(chǎn)生的煤灰。煤熱值 煤灰分。其中A15 為燒成熱耗所在單元格， A17 為煤熱 值所在單元格， A19 為煤灰分所在單元格。于是在對(duì)應(yīng)的灼燒生料比例中 I10 輸入“ =100I11”回車，得到灼燒生料在熟料中的比例。 6． 計(jì)算熟料成分和率值 有了灼燒生料、煤灰的化學(xué)成分和比例就可以方便地算出熟料成分。其中 C10:C11 為灼燒生料、煤灰的 SiO2 單元格位置， $I11:$I12 為它們的比例單元格位置。 在 Excel 表中 適 當(dāng)?shù)?位 置計(jì) 算 熟料 的 率 值， 計(jì)算 KH 時(shí)輸 入“ =(**E12)/” 回車，計(jì)算 SM 時(shí)輸入 “ =C12/（ D12+E12）” 回車，計(jì)算 IM 時(shí)輸入 “ =D12/E12” 回車。 按“添加 (A)”加約束條件 KH， 在“單元格引用位置”選擇熟料實(shí)際KH 值單元格 $C$21,中間約束符選 “ =” ，約束值選 Excel 表中熟料目標(biāo) KH單元格 $A$21。再按“添加 (A)”加又一約束條件 IM，于“單元格引用位置”選實(shí)際 IM 單元格 $C$25，中間約束符選 “ =” ，約束值選熟料目標(biāo) IM單元格 $A$25。點(diǎn)擊“ 確定”保存規(guī)劃求解結(jié)果。 配料計(jì)算表 如下頁(yè) 表 23： 日產(chǎn) 5000 噸熟料水泥生產(chǎn)線工藝設(shè)計(jì)參數(shù) 11 表 23 配料計(jì)算表 項(xiàng)目 LOSS（ %） SiO2（ %） Al2O3（ %）