【正文】 oubled.Key words: NSP。 Cyclone preheater 。水泥工業(yè)的生產技術與裝備在發(fā)展過程中：高溫窯爐經歷了立窯，干法中空回轉窯，濕法窯，立波爾窯，懸浮預熱器窯以及窯外分解窯。在此變化中經歷了幾次重大技術攻關：在20世紀初濕法回轉窯出現并得到全面推廣，提高了水泥產量和質量，奠定了水泥工業(yè)作為現代化工業(yè)的基礎；第二是在20世紀50～70年代懸浮預熱和預分解技術的出現，大大提高了水泥窯的熱效率和單機生產能力，促進了水泥工業(yè)向大型化，現代化的進一步發(fā)展；第三次是80年代以后計算機信息化和網絡化技術在水泥工業(yè)中得到了廣泛應用，使得水泥工業(yè)真正進入現代化階段；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，在工業(yè)發(fā)達國家取得了很大進展。發(fā)展循環(huán)經濟是水泥工業(yè)走新型工業(yè)化道路，發(fā)展節(jié)約型、環(huán)保型產業(yè)，實現經濟增長方式根本性轉變的必由之路。2008年下半年以來，全國水泥生產增長下行趨勢更加明顯，庫存增加。為了積極應對世界經濟金融危機，為抵御國際經濟環(huán)境對我國的不利影響，促進我國經濟平穩(wěn)增長，中央及時出臺了擴大內需、促進經濟增長十項措施，到2010年底前投資4萬億元，2008年第四季度增加中央投資1000億元。 國內外燒成技術現狀 國際燒成技術現狀( 1) 預熱器、預分解系統預熱器系統初期為4 級，系統阻力較高，隨著技術優(yōu)化，出現了高效低阻預熱器，在系統阻力不增加或有所降低的情況下，80 年代出現了5 級預熱器,而后逐步發(fā)展為90 年代的6 級預熱器，還出現了超過6 級熱交換的多級熱交換預熱器，預熱器的廢氣溫度從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。隨著預熱器系統降阻技術的使用合理，技術先進的窯尾預分解系統阻力已降至5 級4 500Pa、6 級5 200Pa 以下，預熱器的高度隨技術優(yōu)化而下降，雖然增加了級數，但總體高度增加不多。在大型生產線，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)，已開始大量應用。 ( 2) 回轉窯 預分解窯在發(fā)展初期，均采用長度與直徑的比例L/D≥15的回轉窯來滿足熟料煅燒的熱工需求。隨著窯的產量提高，m3。窯速從3r/min提高至4r/min以上, 物料在窯內停留時間從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， 在工業(yè)生產實踐的基礎上，90年代得以快速發(fā)展， 進入21世紀， 國際上新建生產線投入的二檔窯數量已超過三檔窯。新型燃燒器的一次凈空氣量為6%，送風為2%～4%，合計一次風量為8%～10%。進一步改善通風效率、提高熱回收率、簡化裝備結構、提高運轉率、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) 熟料燒成系統由6 級或多級預熱器、低NOX分解爐系統、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，設計熱耗低于690kcal/kg( 長期運行生產熱耗730kcal/kg)，電耗低于17～19kWh/t，預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%，但生產平均數據較上述數據差。生產情況較好時，國內的三通道、四通道燃燒器均采用內旋流，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 新型干法生產線投入生產的6000t/d級及以下規(guī)格的國產裝備基本為第三代空氣梁冷卻機，在生產較為正常時，熱回收效率平均68%左右，運轉率相對較低，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%，平均生產熱耗約800 新型節(jié)能燒成系統目前，天津院研發(fā)的由六級新型預熱器分解系統、兩檔支撐回轉窯、行進式穩(wěn)流冷卻機、高效燃燒器等組成的5500t/d新一代燒成系統已經投產運行。六級預熱器技術是在五級基礎上優(yōu)化和擴展的，預熱器級數增加，有利于系統熱交換，降低預熱器出口廢氣溫度。實施上述措施后，預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，降低預熱器出口溫度30℃～50℃，～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，應用全新篦板結構等多項專利技術，具有熱回收率高、能耗低、使用壽命長、易于維護、模塊化設計、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%。 燒成系統發(fā)展趨勢（1） 預分解窯近年來，預分解窯生產工藝不斷完善和優(yōu)化，單線規(guī)模越來越大，日產熟料大都在7500~10000t，熱耗2898~3024kJ/kg，105m，采用5級4列預熱器和雙分解爐的預分解窯生產線，設計能力為2000t/d，熟料燒成熱耗為2864kJ/kg。如新型槽齒輪帶、托輪自位調整等新結構、新技術，為預分解窯大型化提供了技術保障。根據原料綜合水分及余熱利用的要求不同，一般都設計4~6級，多數為5級，按照回轉窯生產能力大小可設計1~4列，多數為雙系列預熱器。為適應低揮發(fā)份劣質煤和無煙煤燃燒的需要，出現了多種在分解爐外增加預燃爐或后燃燒裝置的組合式分解爐；通過爐型改進，調整喂煤點和三次風進入的位置，使在分解爐初始階段造成還原氣氛，以實現低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，其冷卻效率進一步提高，冷卻風量可降到2Nm3/kg?cl以下，電耗也會進一步下降，預計會有較好的發(fā)展前景。下一步準備擴大到I000t/d的工業(yè)性試驗。國內外新型干法燒成系統裝備在未來若干年內發(fā)展的主流是由多級熱交換預熱器，適應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，預熱器分解爐系統阻力降至5500Pa 以內，同級預熱器的窯尾塔架高度將比現有高度降低10m，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 級燒成系統熱耗降至670~680kcal/kg ( 生產熱耗710~720kcal/kg) , 電耗低于18kWh/t 本設計的意義現在水泥已廣泛的應用于工業(yè)建筑、民用建筑、水工建筑、農田水利建設和軍事工程等方面。由于鋼筋混凝土、預應力混凝土和鋼結構材料的混合使用，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，經濟的不斷發(fā)展，人口的不斷增加，對交通、住房、基礎設施的需求正在不斷的增加。；另一方面，近年來隨著災難的不斷頻發(fā)，像汶川地震、舟曲泥石流等毀滅性的災難。不斷發(fā)展的房地產業(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窯兩種窯型，立窯由于其能耗高、熟料質量差正在逐漸被淘汰；回轉窯是目前水泥生產中最先進的窯型，特備是帶有懸浮預熱的回轉窯，是目前水泥廠的首選。本設計主要是對水泥廠的核心部分——燒成車間進行設計。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”、“產業(yè)富民”、“城市牽動”、發(fā)展戰(zhàn)略，不斷加大項目建設、改革開放、結構調整和環(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)建設為載體，把招商引資為手段，以項目建設為支撐，著力培育立市骨干企業(yè)，工業(yè)經濟呈現快速發(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，供不應求的狀況也必然會發(fā)生。當地的經濟發(fā)展較晚，所以一切都在發(fā)展與建設中。第2章 物料平衡計算在水泥廠設計過程中，應進行兩次系統的配料計算：第一次是在礦山初步設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方法；（c）從原料質量上提出對礦山開采設計的要求。 水泥熟料成分設定生產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(KH)：是水泥中總的氧化鈣含量減去飽和酸性氧化物(Al2OFe2OSO3)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=，硅酸鹽礦物全部為C2S。實際生產條件下，為了使煅燒過程中不致出現很多fCaO，~。KH愈低，C3S含量越少，C2S含量越多，此時生料不耐火，這種熟料制成的水泥硬化較慢，早期強度低。根據硅酸率的大小，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，在回轉窯內不利于熟料正常結粒和窯皮粘掛。當Fe2O3被還原成FeO時，料球過早出現液相，易結大塊。依據生產的情況確定生產時的率值范圍為：KH=177。IM=177。物料的天然水分：石灰石 1%，粘土 15%，煤 %，鐵粉 1%。 物料平衡的計算 物料平衡計算(1)要求熟料的產量：Qd =4000t/d；Qy=Qd365=1460000t/y；Qh= Qd/24=(21)Qd包括所有原料、燃料、半成品、成品的量并表達為小時、日、年需要量，作為確定工廠各種物料需要量，運輸量，工藝設備選型和計算儲存設施的依據。 相關參數的確定（1）預分解窯的年利用率影響回轉窯年利用率的因素：原料品質，原料的均化不好，也會使窯的反應分散。窯的煅燒工藝也將影響窯的年利用率。國外預分解窯年利用率一般水平在80%到90%，本設計定年利用率85%（2）礦渣摻入量確定影響礦渣的質量評定：利用化學分析法評定礦渣質量是目前國內外粒化高爐礦渣的主要方法。影響礦渣摻入量的因數：（A）礦渣活性性較高時，可適當加摻量。（C）水泥標號不同，混合材參量不同。綜上所述，最后確定混合材摻入量為：%；Ⅱ型硅酸鹽水泥礦渣摻入量為3%。（B）原料配合比及均化情況。同時還要保證生料的細度，細度越大，混合均勻性越好，固相反應速度就越快越充分，煅燒容易，熟料質量也就越好。表 23國內部分水泥廠熟料標號廠名規(guī)模（t/d）窯型標號(MPa)新疆水泥公司5000預分解窯溧陽天山水泥5000預分解窯華新水泥廠2500預分解窯（4）水泥比表面積的確定通常水泥的細度高，比表面積大，水化速度越快，越易水化完全，對水泥凝膠性質有效利用率就高；水泥強度特別是早期強度高。不同的粉磨細度對水泥性能的影響是顯著的，適當提高水泥比表面積對其提高強度是有利的。隨著水泥粉磨細度的提高，磨機產量下降，電耗，球段，襯板的消耗也在增加。根據生產經驗選擇合適的比表面積，細度控制區(qū)間，制定切實可行的控制指標。對于硅酸鹽水泥3181。m應達40%至50%對于高強快硬水泥應達50%到60%。（B）熟料的性質：許多學者指出，水泥中石膏摻入量，應是水泥加水后24小時左右剛被耗盡的數量。在C3A含量高，C3A呈粗大晶體析出，石膏用量應適當增多。（C）水泥的細度：提高水泥的細度，使水泥含有較多的小于25微米的顆粒，可以加快水泥的硬化速度，從而提高水泥強度。（D）混合材的種類和性質：活性越大的混合材其摻入量就可以越大。SO3摻量對中后期的強度的影響與早期相反。 計算步驟及計算公式（1）工廠生產能力（A）熟料產量計算 熟料小時產量：= (212) 熟料周產量的確定：t/周 (213)（B）水泥周產量的確定 設水泥周產量為，則由熟料平衡得： (214) =32601 t/周（2）原始材料消耗定額的計算（A）干生料理論消耗（即理論料耗） t/t熟料 (215)式中：GA — 熟料中煤灰摻入量； Ls — 生料的燒失量。表24 全廠物料平衡表物料名稱配比%水分%生產損失消耗定額t/t熟料物料平衡量/t干料濕料干料濕料小時日周小時日周石灰石79252605636033255611636390粘土135480546515549247鐵粉2711611122911730配合生料1001320768045697332796147367熟料15013298