毕业设计--日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统工艺设计

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日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统工艺设计摘要本设计的设计题目是日产5000吨水泥熟料水泥厂新型干法生产线烧成系统工艺设计。本设计的主要内容是水泥生产的工艺流程、水泥厂区布置及主机设备选型等。重点是窑中部分的设计。本设计选用了现代回转窑中最先进的两档回转窑。由于本人设计水平有限，在设计当中还有很多问题，希望老师批评指正。1.窑的选择：在选择窑的过程中，我运用理论公式算出窑型，同时我也查找了实际厂家的情况，最后我综合两者定出我的窑型；2.物料平衡计算：按照经验公式（石灰石饱和系数、硅酸率、铝氧率）计算，得出恰当的率值。确定出最终物料配比;3.生产工艺设计和主机设备选型计算：依据之前物料平衡计算结果，结合理论公式以及应用实例得出所选机型。关键词：水泥、新型干法生产线、回转窑、煅烧19 日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统工艺设计AbstractThedesignofthistopicisatthedesigncapacityofover5,000tonsofcementclinkerproductionlineofnewdrycementkilnsystemprocessdesign.Thedesignofthemaincontentofthecementproductionprocess,thecementplantareaandotherlayoutandselectionofthehostdevice.Focusonthedesignofsomeofthekiln.Thisdesignusesamoderntwotranchesofthemostadvancedrotarykiln.Ilimitedthedesignlevel,therearemanyproblemsintheirdesign,Ihopetheteachercriticizedthecorrection.1.kilnschoice:thechoiceofthekilnprocess,Icalculatethetheoreticalformulausedkiln,andIalsofindtheactualmanufacturerofthesituation,finally,Isetmycombinationofthetwokiln;2.thematerialbalancecalculation:AccordingtoEmpiricalformula(limestonesaturationcoefficient,rateofsilicate,aluminumoxideratio)calculatedtheappropriatevalues.Determinethefinalratioofrawmaterials;3.theproductionprocessdesignandequipmentselectionforthehostcomputing:thematerialbalancecalculationsbasedonpreviousresults,combinedwiththeoreticalformulaandselectedexamplesdrawnmodels.Keywords:cement,dryprocessproductionline,rotarykiln,calcination19 日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统工艺设计目录前言3第一章工艺设计的指导思想与原则61.1指导思想61.2设计原则61.2.1根据计划任务书规定的产品品种、质量、规模进行设计61.2.2主要设备的能力应与工厂规模相适应71.2.3选择技术先进经济、合理的工艺流程和设备71.2.4全面解决工厂生产、厂外运输和各种物料储备的关系71.2.5注意考虑工厂建成后生产挖潜的可能和留有工厂发展余地71.2.6合理考虑机械化、自动化装备水平71.2.7重视消音除尘，满足环保要求71.2.8方便施工、安装、方便生产、维修8第二章配料计算92.1设计内容92.2原始数据92.3配料计算92.3.1确保熟料率值的组成92.3.2熟料热耗的确定102.3.3计算煤灰掺入量102.3.4计算干生料的配合比102.3.5将干料配比折算成湿料配比11第三章物料平衡表12第四章工艺流程简述134.1原料工段134.1.1石灰石开采与输送134.1.2石灰石预均化堆场134.1.3物料联合储库与输送134.1.4原料调配库及输送134.1.5生料粉磨134.1.6原煤破碎及输送134.1.7煤粉制备134.2烧成工段134.2.1窑磨废气处理系统134.2.2生料均化库和窑喂料134.2.3预热器系统144.2.4窑中144.2.5窑头熟料冷却及输送144.2.6熟料储存14第五章设备选型计算1519 日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统工艺设计5.1回转窑的计算155.2窑头电收尘选型计算165.3熟料破碎机选型175.4熟料输送设备选型17参考文献19致谢2019 日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统工艺设计前言本设计的设计题目是日产5000吨水泥熟料水泥厂新型干法生产线烧成系统工艺设计。本设计的主要内容是水泥生产的工艺流程、水泥厂区布置及主机设备选型等。重点是窑中部分的设计。通过本设可以计培养我们综合运用所学的基本理论、基本知识和基本技能分析解决实际问题的能力，帮助我们建立正确的设计思想和严谨的科学作风，进一步提高外语水平、写作水平和使用计算机的能力。通过毕业设计使我们受到专业技术人才所必须的综合训练和独立工作能力的培养。为即将走向工作岗位打下坚实的基础。本设计过程中除了必须达到满足日产5000吨水泥生产所需的工艺要求和国家对环境等项目的相关法律规定外，还应该尽可能做到绿色环保和降低能耗。本设计主要在回转窑部分，所以有必要对其国内外情况进行了解。窑技术的发展完全可以按照原材料和通过主燃烧器入窑的低反应性燃料的要求选择回转窑，通常要求用较长的窑。根据窑的规模，可以采用直接设置在入料一侧的托轮站上或两个托轮站上的机电方式或电力液压方式进行驱动，这种窑最早于1993年投入运行。由于在预热器和分解炉中生料几乎完全分解，窑中无需分解带，这就意味着回转窑可以小一些，因此也将更便宜。所产生的结果是，目前L/D比小于13的两支点(两档窑)回转窑在市场上已占主导地位，尤其是产能低于6000t/d的小型和中型窑。目前，国内至少有不下于10条生产线采用新型超短窑技术:新疆天山水泥股份有限公司、山西晋牌水泥集团有限公司、龙岩三德公司、都江堰拉法基公司等等。但这些都是从国外引进的。尽管“NC型两支承短窑”2008年4月11日才通过鉴定，事实上该技术早就应用在工程建设中了。5000t/d水泥生产线配套的ф5.2m×61m的NC型两支承短窑，已于2004年11月在江苏联合水泥有限公司投运，其运转率达到97%，实现了100%无烟煤燃烧，熟料热耗719.77×4.18kJ/kg.cl，熟料电耗52kWh/t.cl，熟料产能5446t/d，耐火砖耗0.26kg/t..cl。5000吨级NC型两支承短窑与国外进口设备相比，窑重量轻了20多吨，电机功率低了80kW；与ф4.8×74m三支承窑比，耐火材料少用48吨，设备散热表面积减少119m2，系统投资节省约20%。，世界上最大规格的回转窑是美国的фP7．62／6．4／6．91×232m湿法窑；单机产量最大的是日本字部水泥公司伊佐水泥厂的ф6．2×125m，日产9000t的KSV型预分解窑。目前，直径在4—5m，日产20004000t级预分解窑，在世界各国已普遍采用。国外高动能型燃烧器的主要产品是KHD公司生产的PYRO-JET燃烧器；国内大部分燃烧器也可归为此类型。一般可统称为三通道燃烧器。国外高冲量型燃烧器的主要产品是FLS公司生产的DUOFLEX燃烧器，PILLARD公司生产的PILLARD燃烧器；国内也有几家生产此类燃烧器。一般可统称为四通道燃烧器。设备大型化是过去多年来国外水泥工业发展中的一个突出特点，它具有占地面积小，设备投资省、劳动生产率高、管理简单、热耗少、成本低，以及便于实现自动化等优点。所以，国外新建的水泥厂，有不少都是由大型设备组成的单一生产线。但是，设备大型化的发展也不是没有限度的，例如，超大零件运输困难，备配件费用增加．窑衬寿命缩短等，囤此窑的规格也稂难再进一步。从各项资料看现在不管国内还是国外大部分都是使用的干法水泥生产。从世界范围内的新建水泥工程来看，干法生产19 日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统工艺设计在市场上应该不能说是占主导地位，应该是应用趋势。趋势也罢，主导地位也罢，至少都取决于它的优势。从国内外现已投入运行的生产线的生产实践看，其在工艺、机械运行以及基建方面都表现出湿法窑型不可比的优势。本设计对回转窑的设计准备了两种方案：方案一；使用三档回转窑，三档回转窑目前国内技术已经比较成熟，应用比较多。烧成熟料稳定。方案二；使用两档回转窑。两档窑采用了预分解技术和快速煅烧理论的研究成果，使其无论在工艺、机械和操作运行方面都具有比较突出的优点。与传统的超短立波尔窑和SP窑都显著不同，能力大幅度提高。为与三档支承、长径比在10.5～12.5的立波尔窑、SP窑和长径比在14～17的一般新型干法窑相区别，故称这种采用两档支承的预分解超短窑为“新型超短窑”，也有称为“两档窑”和“双支承窑”的。这是江旭昌先生下的定义，笔者认为没有必要去探讨其准确性，明白其意为何物就行了。下图是运行在都江堰拉法基水泥公司1线上的￠4.8m￠52mPYRORAPID新型超短窑。从世界范围内的新建水泥工程来看，新型超短窑在市场上应该不能说是占主导地位，应该是应用趋势。趋势也罢，主导地位也罢，至少都取决于它的优势。从国内外现已投入运行的几十条新型超短窑的生产实践看，其在工艺、机械运行以及基建方面都表现出其他窑型不可比的优势。1、工艺优势1.1节能    研究表明，在CaCO3分解过程中形成许多新生态氧化物，最主要是CaO和SiO2。这些新生态的氧化物具有很高的活化能和很强的反应性。在预分解窑中，入窑物料的分解率至少在90%以上，只有很少量的碳酸盐分解任务留待窑内完成。窑内的高温带仅局限在火焰辐射区段之内，对于一般长径比L/D=14~17的预分解窑，已完成分解任务的物料还要在900~1300℃的过渡带内停留过长的时间，一般为15~16min，延缓了物料的加热进程。因此，CaO等新生态氧化物的活化能和反应性便得不到及时而充分的利用，造成C2S和CaO的矿物长大。因为在此区段内没有足够的热量使其迅速升温，制约了熟料的结粒和烧结。进而造成熟料结构不良，影响熟料质量和易磨性。可是在新型超短窑中，物料在过渡带仅停留5~6min就马上进入烧成带，CaO等新生态氧化物的活化能和反应活性得到了充分而及时地利用，所以可降低烧成温度，减少废气的热损失，使热耗降低。在这种情况下所形成的熟料矿物结粒好，多呈微晶和微孔结构，不仅可以提高熟料28d强度，而且易磨性改善，可以降低水泥的粉磨电耗。此外，窑体长度减短，不仅筒体的散热损失随之减少，而且传动功率也相应降低。1.2 提高熟料质量对新型预分解窑生产线，入窑物料分解率已达90%以上。在主要矿物C3S稳定形成之前，物料在过渡带停留时间越长，C2S矿物生长越多，但剩余的fCaO就有机会再结晶而使其结粒增大、活性降低。C3S形成过程为固液相反应，其形成速度即烧成时间取决于CaO的粒度和活性。CaO晶粒越小、活性越强，则越有利于C3S的形成，熟料28d强度越高。此外，升温速度越快，CaO的吸收速度也越快，越有利于C3S的形成。而新型超短窑内的煅烧情况满足了上述要求。实践证明，在正常情况下，新型超短窑所生产的熟料质量都比较好。如福建龙岩三德水泥建材工业有限公司100%烧无烟煤新型超短窑生产线，其熟料强度经常都在66~67MPa，有时达到70MPa。1.3对原燃料的适应性更强 19 日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统工艺设计在相同生产能力的情况下，新型超短窑的直径一般应大于三档预分解窑。因此，在相同操作条件下热负荷降低。这样，对于易烧性较差、碱或其它有害成分含量较高的生料，其适应性更强。一是因为可以得到更好的火焰辐射传热；二是能更好地控制物料在烧成带的停留时间；三是窑尾温度稍高，碱性物不易在窑内凝结，放风排碱效率高。所以，可以促进碱或其它有害成分的降低。生产实践已充分证明，新型超短窑对任何种类的生料和燃料都能适应，并比一般预分解窑的适应性更强。如朝鲜祥原水泥厂的Ф4.8m×52m新型超短窑，除烧100%低质无烟煤外，原料中的碱含量也很高。我国的龙岩三德公司Ф4m×47m新型超短窑，烧100%福建产挥发分在3%左右的劣质无烟煤；山西晋牌水泥集团公司的Ф3.96m×42.67m新型超短窑，虽使用落后的双风道煤粉燃烧器烧低挥发分煤，其效果亦很好。1.4机械优势    新型超短窑的窑体长度比常规预分解窑可以减短20%以上，不仅与工艺有关的因素得到大大改善，而且在机械方面的优点也很突出。由三档支承改为两档支承后，使结构由静不定系统变成静定系统。这样，无论基础下沉，或窑筒体变形和弯曲等，都不会引起筒体、托轮、轮带和传动机构等机件超负荷，也不会造成托轮与轮带的不均匀接触，和各档以及每个支承两侧托轮受力的不均衡。从而避免筒体断裂、托轮断轴、轴承超温和烧瓦、托轮与轮带过快和不均匀磨损、烧毁传动电动机、主减速器的异常损坏等机械事故发生，大大提高了可靠性。另外，新型超短窑为摩擦传动这种先进传动方式的实现创造了必要条件。综合各方面因素，本人决定采用优势比较大的二档回转窑。本次设计所要完成的任务包括以下几个方面：一、配料设计和物料平衡计算并填写物料平衡表和物料储存库明细表；二、设备选型计算，确定设备型号规格和主要技术参数，并填写主机设备生产能力平衡表；三、绘制全厂工艺流程图和全厂布局图；四、绘制烧成系统工艺流程图；五、编制设计计算说明书；19 日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统工艺设计第一章工艺设计的指导思想与原则1.1指导思想水泥工业及水泥工厂设计有如下几个特点：⑴、水泥厂需要用大量的矿物原料（如石灰石）等，因此水泥厂大都自行开采矿山，并靠近矿源建厂。⑵、产品（水泥）、燃料（煤）等物料运输量大，且价格底，因此要求要有良好的运输条件。⑶、水泥工业能耗和电耗较大，因此，在水泥厂设计中要注意确保能源供应，并充分重视节约能源的问题。⑷、水泥厂采用的主机多属重型设备，重量大，建构筑物荷重也大。因此，一般要求在工程地质条件好的场地建厂。⑸、水泥厂设备种类多，布置复杂。因此，工艺布置应同土建设计紧密结合。⑹、水泥厂用水量大，且水无卫生要求。因此，一般水泥厂多建在远离城市的地方，且自备水源。⑺、水泥厂存在粉尘和噪音两大污染。因此，设计时必须加强收尘措施，尽量搞好厂区绿化。⑻、从发展来看，水泥工业的发展逐渐趋向大型化和自动化。因此在设计时，应尽量采用新技术，新方案并要重点考虑节约能源。从水泥厂的整体设计来说，工艺设计是主体，它的主要任务是确定工艺流程，进行工艺设计的选型和布置。但工厂设计是各专业共同完成的一个整体。因此，工业设计与其它专业的设计有着密切的联系，特别是工艺布置和其土建的关系更密切。生产设备的布置直接影响到建筑物的结构形式和尺寸。因此，工艺人员只有与其他人员相互配合，共同研究，才能产生交好的方案。1.2设计原则1.2.1根据计划任务书规定的产品品种、质量、规模进行设计计划任务书规定的产品规模往往有一定的范围，设计规模在该范围之内或略超出该范围，都认为是合适的；但如限于设备选型，设计达到的规模略低于该范围，则说明原因，取得上级同意后，才能继续设计。对于产品品种，如果认为计划任务书的规定在技术上或经济上有不当之处，也应阐明理由，建议调整，并取得上级部门的同意。19 日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统工艺设计窑、磨等主机的产量，除了参考设备说明书和经验公式计算外，还应根据国内同类型主机的生产数据并参考国内外近似规格的主机产品进行标定。在工厂建成后的较短时期内，主机应能达到标定的产量，同时标定的主机产量应符合优质、高产、低消耗和设备长期安全运转的要求。既要充分发挥设备的能力，但又不能过分追求强化操作。1.2.2主要设备的能力应与工厂规模相适应大型工厂应配套与之相适应的大型设备，否则将造成工艺线过多的现象。在现代大中型水泥厂的设计中，一般只采用一条或两条由大型设备组成的工艺线。1.2.3选择技术先进经济、合理的工艺流程和设备工厂的工艺流程和主要设备确定以后，整个工厂设计可谓大局已定。在选择生产工艺流程和设备时，应尽量考虑节省能源，采用国内外较成熟的先进经验和先进技术。如在原料的破碎方面，采用一级反击式反击式锤式破碎机代替二级或三级破碎系统；在干法生料粉磨工序普遍采用烘干兼粉磨系统；在水泥粉磨系统采用辊压、机球磨、高效选粉机（如O—SEPA选粉机等）的混合粉磨系统。对于新技术、新工艺、新设备，必须经过生产实践鉴定合格后，才可应用于新建厂的设计中。工艺流程和设备的选择应进行方案比较，以达到技术先进、经济合理的目的。在进行具体设备的选型时，应注意下列一些问题：尽量选用结构新、体型小、质量轻、效率高、消耗省且操作可靠维修方便、供应有保证或能自行加工制造的设备。各种附属设备的型号、规格应尽量统一，以便于生产管理和减少配、备件的种类。1.2.4全面解决工厂生产、厂外运输和各种物料储备的关系由于工厂生产要求长期连续运转，而回转窑、磨机和破碎机等设备则需一定的时间进行计划检修；同时受各种复杂条件如厂外运输等因素的制约，所以各种物料都应有适当的储备。各种堆场、储库的容量，应满足各种物料储存期的要求。储存期的确定应使生产有一定的机动性，以利于工厂均衡连续地生产。但储存期也不应太长，以免增加基建工程量和费用及占用工厂的流动资金。1.2.5注意考虑工厂建成后生产挖潜的可能和留有工厂发展余地工厂从设计到建成投产往往要好几年时间，而生产技术却是向前发展的。因此设备能力应能切实满足生产要求并留有余地。此外应结合设计的国内外未来时期水泥需求情况的预测，以及当前国民经济发展的方针政策，考虑在设计中是否需要或应留有多大的扩建余地。考虑工厂扩建的原则是：既要便于今后的扩建，使工厂扩建时尽量不影响原有的生产，又要尽可能不增加当前建厂的占地面积的投资。1.2.6合理考虑机械化、自动化装备水平机械化水平应与工厂规模和装备水平相适应，特别是连续生产过程中大宗物料的装、运、卸，必须实现机械化。重大设备的检修、起重以及需要减轻繁重体力劳动的场合，也应尽可能实现机械化。生产控制自动化，具有反应灵敏控制及时调整精确的特点，是保证现代化连续性大生产安全稳定进行的必不可少的手段。如在原料配料和粉磨过程中，新型干法生产广泛地采用电子秤-X荧光分析仪-电子计算机自动调节系统，控制原料配料，实现了原料配料的自动控制。在水泥粉磨系统已广泛采用电子定量喂料秤、自动化仪表、电子计算机控制生产。其主要利用电耳、提升机负荷和选粉机回料量等进行磨机负荷控制。1.2.7重视消音除尘，满足环保要求贯彻执行国家环保、工业卫生等方面的规定。我国水泥生产最高容许排放浓度为50mg/m319 日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统工艺设计。今后，由于对环保要求愈睐愈高，应采取积极措施，减少环境污染，以保护职工身体健康和延长设备生产寿命。为减少环境污染，应广泛的采用新型高效除尘设备，在物料储存设计上采用以“圆库”为主方案。与此同时，也应重视噪音防治、污水治理、绿化环境，使水泥厂工业实现文明生产1.2.8方便施工、安装、方便生产、维修工艺布置做到生产流程顺畅、紧凑、便捷。力求缩短物料的运输距离，并充分考虑设备安装、操作、检修和通行的方便，以及其它专业对工艺布置的要求。19 日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统工艺设计第二章配料计算2.1设计内容设计课题名称：《日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统工艺设计（窑中）》2.2原始数据1）采用窑外分解窑生产熟料；2）物料参数见表3-1～3-3；3）要求熟料三个率值：KH=0.91±0.01、SM=2.60±0.10、IM=1.70±0.104）单位熟料热耗：3120kJ/kg5）生产损失：生料按1%计算，其它按3%计算。表3－1原燃料化学成分（%）名称烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其它Σ石灰石41.273.451.150.4852.390.650.61100.00砂页岩4.7675.0212.464.151.020.781.81100.00硫酸渣0.3516.022.3069.515.652.543.63100.00煤灰52.4729.675.046.341.844.64100.00表3－2进厂原燃料水分及粒度物料名称石灰石砂页岩硫酸渣原煤水分（%）131510粒度（mm）≤600≤40≤10≤100表3－3煤的工业分析挥发分固定碳灰分热值25.00%46.15%25.92%22851kJ/kg2.3配料计算2.3.1确保熟料率值的组成为了获得较高的熟料强度，良好的物料易烧性以及控制生产，选择适宜的熟料三率值是非常必要的。本次设计为一台窑外分解窑，在生产工艺上要求煅烧高饱和比19 日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统工艺设计高硅率的生料，这样能提高熟料的质量并能减少预热器分解炉系统的堵塞和回转窑烧成带的结圈。对于新型干法水泥生工艺，水泥熟料率值大致为：KH=0.88～0.91，SM=2.4～2.7，IM=1.4～1.8。故根据生产实践和设计要求确定熟料的率值：KH=0.91±0.01、SM=2.60±0.10、IM=1.70±0.102.3.2熟料热耗的确定随着新型干法水泥煅烧技术的不断提高，熟料的热耗不断降低，单位熟料热耗依国内新型干法厂现状，熟料热耗取3120kJ/kg熟料。2.3.3计算煤灰掺入量标准热耗P=熟料热耗/煤热值=0.1365kg煤/kg熟料煤掺入量GA=P*A*S/100=0.135*0.2592*100/100=3.5390%2.3.4计算干生料的配合比一、假设原料配比石灰石：砂页岩：硫酸渣=84.36：14.24：1.4二、计算白生料化学成分名称烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其他合计配合比石灰石34.81542.91040.97010.404944.19620.54830.514684.360.8436砂页岩0.677810.68281.77430.64220.14520.11110.257714.240.1424硫酸渣0.00490.22430.03220.97310.07910.03560.05081.40.0140白生料35.498113.81762.77662.020344.42060.69500.82321001三、计算灼烧基生料化学成分成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其他合计名称21.42194.30473.132168.86701.07741.2762100四、计算熟料化学成分（%）19 日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统工艺设计成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其他合计灼烧生料0.9646120.66384.15243.021366.42981.03931.231096.4610煤灰0.1.85691.05000.17840.22440.06510.16423.5390熟料122.52075.20243.199766.65421.10441.3952100五、计算率值KH=0.9031SM=2.6804IM=1.6259经检验三项率值均符合设计要求，故此配合比可用2.3.5将干料配比折算成湿料配比原料操作水分：石灰石1%砂页岩为3%硫酸渣15%原煤10%则湿原料质量配比是：湿石灰石=84.36÷（100－1）%=85.21湿砂页岩=14.24÷（100－3）%=14.68湿硫酸渣=1.4÷（100－15）%=1.65合计：101.54将上述质量比换算为百分比：湿石灰石%=85.21÷101.54=83.92%湿砂岩%=14.68÷101.54=14.46%湿铁粉%=1.65÷101.54=1.62%19 日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统工艺设计第三章物料平衡表物料名称配比%水分生产损失消耗定额t/t物料量（t）干基湿基干湿时日年时日年石灰石83.9111.30031.3134270.96501283.66806砂页岩14.5310.21950.226345.71097471131硫酸渣1.61510.02160.02544.5108345605.312740639生料1.52593217706熟料208.335000煤0.14070.156329.370332.6781备注1、以熟料为平衡基准；2、熟料理论料耗：1.5106t生料/t熟料；3、窑年运转率：320天；4、熟料热耗：3120KJ/kg;5、烧成用煤空气干燥基准热值为：22851Kj/kg;6、生产损失：生料1%，其他3%。19 日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统工艺设计第四章工艺流程简述4.1原料工段4.1.1石灰石开采与输送石灰石在矿山车间破碎后，经皮带机输送到厂内的碎石库，再经皮带机转运，送入石灰石预均化堆场4.1.2石灰石预均化堆场石灰石由皮带机送至预均化堆场中心，由悬臂堆料皮带机进行连续人字型堆料，由刮板取料机横切取料。预均化后的石灰石从堆场中心漏斗卸出，由皮带机输送到石灰石库顶。4.1.3物料储库与输送砂页岩与硫酸渣分别由装载机从物料联合库送到卸料坑，经皮带和两路阀，分别送到砂页岩与硫酸渣库。4.1.4原料调配库及输送原料调配库由石灰石、砂页岩和硫酸渣库组成。硫酸渣由汽车运输进厂，输送入库，库下由调速螺运机按设定配比卸出，经冲击式流量计计量控制，卸出量按设定值由电子皮带秤计量，最后由皮带输送到生料磨。4.1.5生料粉磨配合原料经磨头锁风阀进入立磨进行烘干和粉磨，烘干热源来自窑尾高温风机的废气。出磨物料和粉煤灰一起入选粉机选粉，选下的细粉入生料库，粗粉继续回磨粉碎。4.1.6原煤破碎及输送原料由公路路运输进厂，由装载机运至皮带机上，进入煤破碎车间破碎。破碎前设有倾斜格筛，将较小粒度的煤筛下，破碎后入煤库。4.1.7煤粉制备原煤从磨头仓经圆盘喂料机喂入风扫式烘干磨进行烘干兼粉磨，烘干用热风来自窑尾预热器废气。出磨煤粉随气流进入旋风收尘器，收尘净化后的气体排入大气；收下的煤粉由链运机送到衡压仓，仓下有调速螺运机卸出，经煤粉计量控制，分别泵送至窑头和窑尾分解炉。4.2烧成工段4.2.1窑磨废气处理系统出生料磨排出的废气与经过增湿塔降温调质处理的另一部分窑尾废气入汇风箱汇合，一同进入袋收尘器收尘，最后经烟囱排入大气，收下的粉尘经链运机入提升机送入生料均化库。4.2.2生料均化库和窑喂料19 日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统工艺设计生料由提升机送入均化库顶后，由生料分离器呈放射状多点下料入库。生料经流量阀和斜槽，从衡压仓卸出，经高效提升机入窑尾一级预热器。4.2.3预热器系统生料经5级双系列旋风预热器预热和分解炉预分解后，入窑碳酸钙分解率将大于95%。出预热器气体经窑尾高温风机排出，部分入增湿塔；部分入生料磨作为烘干热源；还有一部分如煤磨烘干煤粉。4.2.4窑中生料经预热和预分解，进入￠4.8×52m回转窑内煅烧成熟料。4.2.5窑头熟料冷却及输送熟料从回转窑落入篦冷机，由篦板下鼓入的冷风急速冷却，出篦冷机的熟料温度为环境温度的+65℃，由链斗输送机送入熟料库。冷却机高温空气一部分作为窑用二次风，另一部分经沉降室，由三次风管送到分解炉作为燃烧空气；剩余低温废气经电收尘器收尘后，排入大气。电收尘器收下的粉尘经链运机送到熟料链斗机上。4.2.6熟料储存熟料由链斗输送机送入熟料库中的一座，再经两路阀和链板输送机送入另一座。黄料送入废品库。如需散装，熟料入散料库。19 日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统工艺设计第五章设备选型计算5.1回转窑的计算回转窑的应用起源于水泥生产，1824年英国水泥工人阿斯普发明了间歇操作的土立窑;1883年德国狄茨世发明了连续操作的多层立窑;1885年英国人兰萨姆(ERansome)发明了回转窑，在英、美取得专利后将它投入生产，很快获得可观的经济效益。回转窑的发明，使得水泥工业迅速发展，同时也促进了人们对回转窑应用的研究，很快回转窑被广泛应用到许多工业领域，并在这些生产中越来越重要，成为相应企业生产的核心设备。它的技术性能和运转情况，在很大程度上决定着企业产品的质量、产量和成本。回转窑是水泥生产中的主机，俗称水泥工厂的“心脏”。建材行业中，回转窑除煅烧水泥熟料外，还用来煅烧粘土、石灰石和进行矿渣烘干等；耐火材料生产中，采用回转窑煅烧原料，时期尺寸稳定、强度增加，再加工成型。水泥工业在发展过程中出现了不同类型的回转窑，分为湿法跟干法回转窑。表一回转窑选型计算序号项目单位计算公式和依据计算结果1设计要求日额定产量t/d设计任务要求及《新型干法水泥厂设备选型使用手册》5000最大连续产量t/d5500最小连续量t/d47502回转窑计算耐火砖内径m（k为与窑型有关系数NSP取50~60）4.37回转窑筒体内径m（耐火砖本设计取220mm）4.81确定筒体长度m《新型干法水泥厂设备选型使用手册》表5.1—452.8回转窑斜度%《新型干法水泥厂设备选型使用手册》表5.1—54回转窑转速r/min《新型干发水泥厂设备选型使用手册》Pg4443.54选择回转窑规格《新型干法水泥厂设备选型使用手册》及目前各水泥生产厂家5000t/d线生产使用情况φ4.8×52生产能力t/d5000筒体直径m4.8筒长m52筒体斜度%4筒体转速r/min0.369~3.69支撑数档25回转窑年利用率%《新型干法水泥厂设备选型使用手册》η=320/36587.719 日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统工艺设计6窑的台数计算台（窑的标定台时产量）0.9994取15.2窑头电收尘选型计算电收尘的工作原理是利用高电压电场使烟气发生电离，气流中的粉尘荷电在电场作用下与气流分离。电除尘器的性能受粉尘性质、设备构造和烟气流速等三个因素的影响。粉尘的比电阻是评价导电性的指标，它对除尘效率有直接的影响，静电除尘器能处理比电阻为103～1014Ω·cm的粉尘，对比电阻范围为104～5×1011Ω·cm的粉尘最有效。比电阻过低，尘粒难以保持在集尘电极上，致使其重返气流。比电阻过高，到达集尘电极的尘粒电荷不易放出，在尘层之间形成电压梯度会产生局部击穿和放电现象。这些会对收尘不利。表8—1序号项目单位计算公式及依据计算结果1收尘废气性质出篦冷机废气温度℃由《水泥厂电除尘器应用技术》（化学工业出版社）可查得200—250废气含尘浓度g/3—20粉尘比电阻Ω•••••••••cm电收尘器处理风量要求∕h各风室风量之和（1—9风室）2电收尘器截面尺寸A=Q/3600V*m2Q—处理风量∕hV—气体在电场内流速m∕s。板式电收尘器0.5—1.2m∕s，本设计取0.9m∕s162.543要求电收尘器收尘效率计算％国家要求水泥生产企业废气排放含尘浓度要求：η=/入电收尘废气含尘浓度为99.2519 日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统工艺设计4电收尘器选型规格根据处理风量、收尘器截面尺寸、收尘效率及铜陵上峰5000t/d熟料生产线使用情况选择34∕12.5∕3×10∕0.4处理风量∕h电场横断面积㎡176烟气温度℃250（最高400入口含尘浓度g／＜20出口含尘浓度mg∕N≤50压力损失Pa＜350允许烟气工作压力Pa-2000气流速度m／s0.915核算电收尘效率％《水泥厂电除尘器应用技术》（化学工业出版社）Pg348式7-499.995.3熟料破碎机选型由于熟料煅烧后有许多大体积熟料块，而球磨机的入料粒度又比较小，所以就必须在篦冷机出口安装一个破碎机，这样才能满足球磨机的入料粒度。破碎机就显得至关重要。序号项目单位计算公式及依据计算结果1计算要求产量t/h=5500÷24229.22破碎机选型规格mm满足生产能力要求下参照铜陵上峰5000t/d熟料生产线使用情况选择2PGC900×1200φ1300×3300转子转速r/min258.8出料粒度mm≤255.4熟料输送设备选型水泥场内熟料作为粉状物料形式输送，粒度细，易飞扬且温度高，要求用具有良好密封性和耐磨性的输送设备进行输送。本设计选用天津水泥设计院设计的拉链机作为熟料输送设备。序号项目单位计算公式及依据计算结果19 日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统工艺设计1输送能力篦冷机生产能力t∕d由蓖冷选型计算知5000~5500拉链机输送能力t/h由最大日产量5500吨计算小时产量=5500÷24229.172拉链机选型型号《新型干发水泥厂设备选型使用手册》查表7.2-54Y4036规格SL700×60278链速m/s0.347产量t/h260传动机型号Y280s-419 日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统工艺设计参考文献[1]金容容.水泥厂工艺设计概论[M]，武汉：武汉理工大学出版社[2]张庆今.硅酸盐工业机械及设备[M]，广州：华南理工大学出版社[3]《无机材料工学》教材[4]王军伟.新型干法水泥生产工艺读本.[M]，北京：化学工业出版社2006年[5]严生、常捷、程麟.《新型干法水泥厂工艺设计手册》[M]，北京：中国建材工业出版社，2007[6]熊会思、熊然.新型干法水泥厂设备选型使用手册[M]，北京：中国建材工业出版社，2007[7]陶珍东，郑少华.粉体工程与设备.北京：化学工业出版社[8]陈绍龙，张朝发，李福州.水泥生产破碎与粉磨工艺技术及设备[M]，北京：化学工业出版社，2006年[9]姜洪舟.无机非金属材料热工设备[M]，武汉：武汉理工大学出版社[10]熊会思.新型干法烧成水泥熟料设备[M]，北京：中国建材工业出版社[11]刘志江.新型干法水泥技术[M]，北京：中国建材工业出版社，2005年[12]李海涛.新型干法水泥生产技术与设备，北京：化学工业出版社，2006年[13]芮君渭、彭宝利著.水泥粉磨工艺及设备，北京：化学工业出版社，2006年[14]彭宝利.《水泥生产工艺流程及设备参考图册》，武汉工业大学出版社[15]肖争鸣、李坚利.水泥工艺技术，北京：化学工业出版社，2006年年19 日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统工艺设计致谢在这里首先要感谢我的导师谭京梅老师、杨明刚老师和吴修胜老师。老师们平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从外出实习到查阅资料，计算、作图，中期检查，后期详细辅导，整个过程中都给予了我悉心的指导。除了敬佩老师们的专业水平外，他们的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。其次要感谢和我一起作毕业设计的同学们，他们在本次设计中勤奋工作，我们相互帮助，一起克服了许多困难完成此次毕业设计。然后还要感谢大学四年来所有的老师，为我们打下材料专业知识的基础；同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励，此次毕业设计才会顺利完成。   最后感谢材化学院和我的母校—安徽建筑工业学院四年来对我的大力栽培。19