毕业设计---日产5000吨水泥磨系统工艺设计.doc

日产五千吨水泥熟料系统水泥磨系统工艺设计摘要本设计的任务要求是日产5000吨水泥熟料系统水泥磨系统工艺设计。做这个设计的主要是我们在水泥厂里实习的车间是水泥磨，设计要求我们结合自己单位的实际，来设计一套水泥磨系统本设计通过在自己单位的实际生产中遇到的问题和系统上一些不合理的工艺生产流程，将其问题进行解决和进行改进本次设计一个年产160万吨普通硅酸盐水泥厂水泥粉磨车间。在这次设计中，以国内外先进的生产工艺和技术装备以及经验参数为基础，以节能降耗和保护环境为原则，并结合生产实际，采用了先进和合理的生产工艺流程及设备，同时进行了合理的全厂总平面布置和重点车间布置。本次设计生产的水泥是po42.5。1）5000t/d熟料的水泥厂配料设计、物料平衡计算；2）5000t/d熟料的水泥厂设备选型计算和主机生产能力平衡计算；3）5000t/d熟料的水泥厂水泥磨系统工艺设计说明书的编制；4）5000t/d熟料的水泥厂工艺流程图及水泥磨系统工艺布置图设计。关键字：水泥磨系统工艺设计，全厂总平面布置，重点车间布置，物料平衡，po42.5abstract the design of the task requirement is 5,000 tons daily production of cement clinker cement mill system process design system. designed to do this mainly because we practice in the cement plant is in the cement mill, in conjunction with their unit design requires practical, to design a cement mill systemthis design through actual production units in their own problems and systems in some reasonable production process technology, to improve problem solving and the design of an annual output of 1.60 million tons of cement grinding of ordinary portland cement plant. in this design, to advanced production technology and technical equipment and experience parameters as the basis for the energy saving and environmental protection principles, and actual production, and reasonable use of advanced production process and equipment, while for a reasonable whole plant general layout and key plant layout.keywords: portland cement, dry production process, portland cement clinker, cement grinding, material balance目录第一章 总论11.1我国水泥生产的现状11.2 水泥粉磨系统11.2.1 开流粉磨11.2.2 闭路粉磨11.3球磨机2第二章 配料计算42.1 基条条件42.2 配料计算52.2.1计算湿原料的配合比52.2.2原料消耗定额52.2.3石膏和混合材的消耗定额62.2.4烧成用煤消耗定额72.2.5熟料及水泥消耗定额72,2.6干原燃材料需要量计82.2.7含天然水分原燃材料需要量计算82.3 编制全厂物料平衡表1第三章 全厂工艺流程简介13.1 全厂工艺流程13.1.1水泥生产原料13.2 水泥粉磨3第四章 水泥磨系统设备计算及选型54.1 水泥磨机的选择54.2 循环负荷、选粉效率及选粉设备74.2.1循环负荷和选粉效率74.3通风及除尘系统94.3.1通风及除尘的作用94.3.2 除尘系统的计算104.3.3 袋式除尘器的选型114.4 除尘风管直径及管道阻力计算134.4.1除尘风管直径计算134.4.2管网的局部阻力计算154.4.3风机选型164.4.4废气排放浓度174.5输送设备选型174.5.1斗式提升机的选型174.5.2空气输送斜槽的选型194.5.3 其他输送设备的选型204.6主机能力平衡表21第5章 结论22参考文献23致谢2423第一章 总论1.1我国水泥生产的现状目前我国有7000多家水泥企业，水泥年产量占世界水泥总产量的40以上，仅就数量而言，是世界第一水泥生产大国。然而，我国水泥工业却是大而不强，主要表现在：规模不大的小水泥多，有许多小水泥企业技术落后、污染严重、大量耗费资源、劳动生产率低、产品质量低劣。技术先进的大型新型干法窑生产企业少， 我国水泥质量的总体水平低。近年来随着我国装备制造业技术水平和生产能力的不断提高，水泥生产线的规模大型化已渐成趋势。从国内外诸多水泥厂建设过程经历来看，主机选型特别是生料磨的选型合理与否影响项目投资、工程进度和投产后经济效益的重要因素。在设备选型时，合理选择各系统的主机，降低项目投资，可提升我国对外水泥行业的竞争力。为了适应新型干法水泥生产线的工艺特点，充分利用窑尾预热分解系统的废气余热，节约能源，水泥制备通常采用烘干兼粉磨系统。目前使用较多的粉磨系统主要有球磨机、辊压机、辊式磨（立磨）。该流程简介如下：熟料、石膏和混合材由各自的调备库经定量给料机配好后，由带式输送机输送入磨前斗式提升机，再由斗提机送至稳流称重仓，这一过程物料经除铁器去掉磁性物质。接着混合料经联合粉磨后，粗粉回料入磨前斗提机再进稳流仓，细粉则进入水泥磨粉磨。出磨物料送入高效选粉机，选粉后粗粉回水泥磨，细粉则由气箱脉冲袋式收尘器收集下来，由斜槽、提升机送至各个水泥库。1.2 水泥粉磨系统1.2.1 开流粉磨在水泥粉磨中，开流粉磨主要应用在管磨机上，广泛使用高细管磨机。由于开流粉磨中往往存在过粉磨现象，且水泥温度超标的问题，因而从多方面考虑，圈流粉磨被广泛使用1.2.2 闭路粉磨.闭路流程：一级管磨闭路、二级球磨闭路、中卸磨一级闭路、康必丹管一级闭路、辊式磨和辊压机。近年来，水泥粉磨已趋向于闭路流程，特别是大型磨机更是这样。在闭路流程中，又趋向于球磨机、辊压机及高效选粉机不同组合的粉磨流程。辊压机用在水泥粉磨方面由五种粉磨流程形式：（1）预粉磨：在闭路流程上辊压机装在球磨机前面，用以降低入磨物料粒度。（2）混合式粉磨：在闭路系统上辊压机装在球磨机前面，选粉机一部分粗粉回到辊压机。（3）联合粉磨：辊压机和选粉机自成一个闭路系统，后面再串接球磨机。（4）部分终粉磨：辊压机与选粉机组成闭路流程，选粉机一部分粗粉回球磨机。（5）终粉磨：只用辊压机和选粉机；不接球磨机。这5种粉磨型式，就增产节能而言，按上列顺序依次增大，尤以第五种形式最好，但其生产的水泥质量目前尚不理想，与球磨机生产的水泥相比，主要时需水量大、易产生急凝和早期强度低，因而阻碍了目前终粉磨系统在水泥粉磨中的应用。 1.3球磨机球磨机主体是一个回转的筒体，两端装有带空心轴的端盖，空心轴由主轴承支撑，整个磨机借传动装置以16.527r/min的转速（大磨转速低、小磨转速高）运转，并伴随着冲击声，把约20mm左右的块状物料磨成细粉。筒体内被隔仓板分割成了若干个仓，不同的仓里装入适量的、用于粉磨（冲击、研磨）物料用的不同规格和种类的钢球、钢段或钢棒等作为研磨体（烘干仓和卸料仓不装研磨体），筒体内壁还装有衬板，以保护筒体免受钢球的直接撞击和钢球及物料对它的滑动摩擦，同时又能改善钢球的运动状态、提高粉磨效率。我们把距进料端（也是磨头）近的那一仓叫粗磨仓，所装研磨体（干法磨为钢球，湿法磨为钢棒）的平均尺寸（34种不同球径的尺寸配合在一起）大一些，这主要是刚喂入的物料是从前一道工序破碎、预均化后送来的配合原料，这其中占有绝大多数的块状石灰石20 mm左右的粒度，尺寸也不算小，在粗磨仓里首先要受到冲击和研磨的共同作用而粉碎，成为小颗粒状物料和粉状物料（粗粉），通过隔仓板的篦孔进入下一仓（细磨仓）继续研磨。第二仓或第三仓、四仓研磨体（钢球或钢段）的平均尺寸就逐渐减小了，对小颗粒物料和粗粉主要是研磨，从磨端（磨尾）或磨中（中卸）卸出。球磨机是目前应用最为广泛的一种粉磨设备，对粉磨物料的适应性较强，能连续生产，粉碎比较大（3001000），既可干法粉磨又可湿法粉磨，还可烘干兼粉磨同时进行。生料粉磨中通常所说的风扫磨、烘干磨和管磨或中长磨、短磨以及尾卸、中卸磨等，只是分类的方法不同。其主要分类如下表示。球磨机粉磨物料的主要工作部分发生在水平低速回转的筒体上，当筒体被传动装置带动回转时，研磨体由于惯性离心力的作用，贴附在磨机筒体内壁的衬板面上与之一起回转，被带到一定高度后，借重力作用自由落下，此时研磨体将筒体内物料击碎，同时研磨体在回转的磨机内除有上升、下落的循环运动外，还会产生滑动和滚动，致使研磨体、衬板和被磨物料之间发生研磨作用使物料磨细。物料在受到冲击破碎和研磨磨碎的同时，借进料端和出料端的物料本身料面高度差，使物料由进料端向出料端缓缓流动，完成粉磨作业。很显然，磨机在正常运转时，研磨体的运动状态对物料的研磨作用有很大的影响。不能被磨机带到较高处的，象抛射体一样落下的研磨体因其具有较高动能，所以对物料有较强的冲击破碎能力；不能被磨机带到高处的，就和物料一起滑下，对物料具有较强的研磨能力。第二章 配料计算2.1 基条条件根据实际经验值，石灰石配合比在80%左右，砂页岩10%左右，粉煤灰10%左右，铁粉4%左右，据此可以设定干燥原料配合比为：石灰石84%，砂页岩7%，粉煤灰5%，铁粉4%，以此计算生料的化学成分。表2.1 原料与煤灰的化学成分名称烧失量sio2al2o3fe2o3caomgo石灰石42.16 3.49 1.04 0.26 52.08 1.51 砂页岩2.35 89.64 2.50 2.39 1.29 0.86 粉煤灰1.77 53.09 31.48 5.79 4.23 0.41 铁矿石2.09 50.27 5.59 33.32 2.90 1.75 烟煤煤灰0.00 51.69 29.48 8.08 2.93 2.06 表2.2 原煤的工业分析名称水分（mar/%）挥发分（var/%）灰分（aar/%）固定碳（car/%）热值（qar/kj/kg）烟煤2.05 25.87 18.22 53.86 24389.25 无烟煤1.79 4.95 16.65 76.61 27563.70 对于日产熟料5000t的窑其单位熟料热耗可以取3000kj/kg，即q=3000kj/kg，则有：煤灰掺量ga=(qays)/(qy100)，其中s粉尘的沉落度，有收尘设备时s=100；代入数据有ga=2.24%得：名称烧失量sio2al2o3fe2o3caomgo石灰石35.41 2.93 0.87 0.22 43.75 1.27 砂页岩0.16 6.27 0.18 0.17 0.09 0.06 粉煤灰0.09 2.65 1.57 0.29 0.21 0.02 铁矿石0.08 2.01 0.22 1.33 0.12 0.07 生料35.7513.87 2.85 2.01 44.17 1.42 灼烧生料-21.564.433.1368.672.21煤灰掺量为ga=2.35%时，灼烧生料配合比=100%-2.35%=97.76%，可得：名称配合比sio2al2o3fe2o3caomgo灼烧生料0.976513.545722.7793141.96081243.127121.385751煤灰0.02351.2147150.692780.189880.0688550.04841熟料114.760433.4720942.15069243.195981.434161计算率值，根据率值计算公式有：kh=w(cao)-1.65w(al2o3)-0.35w(fe2o3)/(2.8w(sio2)=0.893sm=w(sio2)/w(al2o3)+w(fe2o3)=2.634im= w(al2o3)/w(fe2o3)=1.605由计算的率值可以进一步所设定的原料配比是合理的。2.2 配料计算 2.2.1计算湿原料的配合比根据测定原料操作水分分别为：石灰石为1%，砂页岩为3%，粉煤灰为0.5%，铁矿石为4%，则湿原料质量配合比为:湿石灰石=100=84.85湿砂页岩=100=7.53湿粉煤灰=100=5.26湿铁矿石=100=4.17将上述质量比换算成百分比 湿石灰石=100%=83.84%湿砂页岩=100%=7.40%湿粉煤灰=100%=5.17%湿铁矿石=100%=4.10%2.2.2原料消耗定额1.原料的干消耗定额考虑煤灰掺入时，1t熟料的干生料理论消耗是: kt= 式中: kt-干生料理论耗定额；i-干生料的烧矢量；s-煤灰掺入量，以熟料百分数表示（%）kt=1.52则有：1t熟料干生料消耗定额 =式中: -干生料耗定额； p生-生料的生产损失（%），取2% k生=1.55可得：各种干原料的消耗定额 =k生x式中: -某种干生料的消耗定额； x-干生料中该原料的配合比（%）。则有：k干石灰石=1.5584%=1.302；k干砂页岩=1.557%=0.109；k干粉煤灰=1.555%=0.078；k干铁矿石=1.554%=0.0622.各种湿原料的消耗定额k湿=100k干/(100-w0)式中： k湿、k干-分别表示湿、干物料消耗定额（t/t熟料）； w0-该湿物料的天然水分（）。则有：k湿生=100k生/(100-w0)=1.569（t/t熟料）其中w生=（0.841+0.073+0.050.5+0.044）/100=1.24%；k湿石=100k干石/(100-w0)=1.315（t/t熟料）；k湿砂=100k干砂/(100-w0)=0.112（t/t熟料）；k湿粉=100k干粉/(100-w0)=0.079（t/t熟料）；k湿铁=100k干铁/(100-w0)=0.065（t/t熟料）。2.2.3石膏和混合材的消耗定额干石膏消耗定额： kd=100d/(100-d-e)(100-pd)式中： -干石膏消耗定额（t/t熟料）； d，e-分别表示水泥中石膏、混合材掺入量（）； pd-干石膏的生产损失（），可取3%。则有：kd=5100/(100-5-10)(100-3)=0.061（t/t熟料）；湿石膏消耗定额：k湿d=100kd/(100-w0)=1000.061/(100-1)=0.062(其中石膏含水量w石膏=1%)； 干混合材消耗定额： ke=100e/(100-d-e)(100-pe)式中 ke干混合材消耗定额（t/t熟料）； d，e分别表示水泥中石膏、混合材掺入量（）； pe干混合材的生产损失（），可取3%。则有：ke=10100/(100-5-10)(100-3)=0.121（t/t熟料）；湿混合材消耗定额：k湿e=100ke/(100-w0)=1000.121/(100-15)=0.142（t/t熟料）（湿混合材的含水量w混合材=15%）。2.2.4烧成用煤消耗定额烧成用干煤消耗定额： kf=100q/q(100-pf)式中： kf烧成用干煤消耗定额（t/t熟料）； q熟料烧成消耗（kj/kg熟料）； q干煤低位热值（kj/kg干煤）； pf煤的生产损失（），一般取3,其中q=100（qy+25wy）/(100-wy),代入数据有 kf=0.130（t/t熟料），式中无烟煤中的水分烧成用湿煤消耗定额： kf=100kf/(100-w0)=1000.130/(100-2.05)=0.133（t/t熟料）。因为该生产流程采用余热烘干，所以不考虑烘干用煤的消耗。2.2.5熟料及水泥消耗定额熟料的干消耗定额：k熟=1.000（t/t熟料），由于熟料中几乎不含水分，因此其湿消耗定额：k湿熟= k熟=1.000（t/t熟料）。水泥的干消耗定额：k水泥=k熟+kd+ke=1.182（t/t熟料）；水泥湿消耗定额：k湿水泥=k湿熟+k湿d+ k湿e=1.204（t/t熟料）。2,2.6干原燃材料需要量计干原燃材料需要量=各物料干消耗定额烧成系统生产能力 各干原燃材料小时需要量：石灰石m石= k干石qh=271.2（t）；砂页岩m砂= k干砂qh=22.7（t）；粉煤灰m粉= k干粉qh=16.2（t）；铁矿石k干铁qh=12.9（t）；石膏m石膏= kdqh=12.7（t）；混合材m混合材= keqh=25.2（t）；烟煤m烟煤= kfqh=27.1（t）；生料：k干生=322.9（t）。各干原燃材料每天需要量：石灰石m石= k干石qd=6510（t）；砂页岩m砂= k干砂qd=545（t）；粉煤灰m粉= k干粉qd=390（t）；铁矿石k干铁qd=310（t）；石膏m石膏= kdqd=305（t）；混合材m混合材= keqd=605（t）；烟煤m烟煤= kfqd=650（t）；生料：k干生=7750（t）。各干原燃材料年需要量：石灰石m石= k干石qy=2138192.8（t）；砂页岩m砂= k干砂qy=179003.9（t）；粉煤灰m粉= k干粉qy=128094.5（t）；铁矿石k干铁qy=101818.7（t）；石膏m石膏= kdqy=100176.5（t）；混合材m混合材= keqy=198710.7（t）；烟煤m烟煤= kfqy=213490.8（t）；生料：k干生=2545467.7（t）。2.2.7含天然水分原燃材料需要量计算含天然水分原燃材料需要量=各物料湿消耗定额烧成系统生产能力 各含天然水分原燃材料小时需要量：石灰石m石= k干石qh=273.9（t）；砂页岩m砂= k干砂qh=23.3（t）；粉煤灰m粉= k干粉qh=16.5（t）；铁矿石k干铁qh=13.5（t）；石膏m石膏= kdqh=12.9（t）；混合材m混合材= keqh=29.6（t）；烟煤m烟煤= kfqh=27.7（t）；生料：k湿生=326.8（t）。各含天然水分原燃材料每天需要量：石灰石m石= k干石qd=6575（t）；砂页岩m砂= k干砂qd=560（t）；粉煤灰m粉= k干粉qd=395（t）；铁矿石k干铁qd=325（t）；石膏m石膏= kdqd=310（t）；混合材m混合材= keqd=710（t）；烟煤m烟煤= kfqd=665（t）；生料：k湿生=7845（t）。各含天然水分原燃材料年需要量：石灰石m石= k干石qy=2159541.9（t）；砂页岩m砂= k干砂qy=183930.6（t）；粉煤灰m粉= k干粉qy=129736.7（t）；铁矿石k干铁qy=106745.4（t）；石膏m石膏= kdqy=101818.7（t）；混合材m混合材= keqy=233197.7（t）；烟煤m烟煤= kfqy=218417.5（t）；生料：k湿生=2576670.2（t）。 2.3 编制全厂物料平衡表表2.1 物料平衡表 水分生产损失消耗定额干料含天然水分的料干料/（t/t熟料）含天然水分的料/（t/t熟料）小时/ t日/ t年/t小时/ t日/t年/t石灰石1-1.3021.315271.265102138192.8273.965752159砂页岩3-0.1090.11222.7545179003.923.3560183930.6粉煤灰0.5-0.0780.07916.2390128094.516.5395129736.7铁矿石4-0.0620.06512.9310101818.713.5325106745.4石膏130.0610.06212.7305100176.512.9310101818.7混合材1530.1210.14225.2605198710.729.6710233197.7生料1.2421.551.569322.977502545467.7326.878452576670.2熟料-11208.350001642237.2-水泥-21.1821.204-218417.5240.25764.82104152烧成用煤2.0530.130.13327.1650213490.827.7665备注：（1），一年工作310天，每天3班制，每班8小时。（2），单位熟料热耗：3010kj/kg。（3）原煤热值：25160 kj/kg。第三章 全厂工艺流程简介3.1 全厂工艺流程新型干法水泥熟料生产工艺流程包括原燃料进厂、原燃料破碎、生料制备、熟料煅烧、熟料储存、水泥粉磨及发运等。典型的新型干法水泥熟料生产工艺流程如图所示3.1.1水泥生产原料生产硅酸盐水泥的主要原料为石灰质原料和粘土质原料，有时还要根据原燃料品质和水泥品种，掺加校正原料以补充某些成分的不足，还可以利用工业废渣作为水泥的原料或混合材料进行生产。本次设计采用石灰石、砂页岩和硫酸渣。1、石灰质原料石灰质原料是指以碳酸钙为主要的石灰石、泥灰岩和贝克等。石灰石是水泥生产的主要原料，生料中80%以上是石灰石。石灰石由矿山运送至石灰石堆场，铲车送入板式喂料机入口，经板式喂料机送至破碎机，破碎合格的石灰石(最大粒径80mm)经皮带机送至圆形石灰石预均化堆场，经堆料机堆成料堆。板式喂料机及皮带输送机产生的扬尘经袋式收尘器收尘后回收至皮带机上，袋收尘器脉冲气源由压缩空气提供，通过收尘的气体经排风机排入大气。排风机保证袋收尘内的负压状态。石灰石预均化堆场采用圆形堆场，采用分层堆料的方式堆成料堆。均化后的石灰石经取料机取料由皮带送至原料配料系统石灰石仓。石灰石仓顶部设置袋收尘一台收集的石灰石粉尘回收到仓内。2、其他原材料砂页岩、硫酸渣由火车运输进厂后卸入堆棚内储存，堆棚内的砂页岩、硫酸渣由带式输送机分别送至原料配料站的砂页岩仓、硫酸渣仓。各原料仓的上部都有相应的收尘设备。3、原料配料及输送原料配料站设有石灰石库，砂页岩库，硫酸渣库。仓底均设有定量称重给料机，即皮带秤。物料按配料比由带式输送机定量输送至生料立磨进行粉磨，配料站出口皮带上设置一台除铁器。以防有铁块进入生料磨，影响磨的粉磨效率。4、原料粉磨及废气处理原料粉磨利用窑尾废气作为烘干热源。来自生料配料站的原料经金属探测仪（除铁器）及三通阀经回转喂料器喂入生料磨，粉磨合格的生料随废气一起进入旋风筒进行气固分离，分离出来的合格生料经斜槽及提升机送至生料均化库，在斜槽风机出口处设置一袋收尘器，将扬尘回收。出排风机的废气一部分作为磨机循环风，剩余部分入袋收尘器。当磨机不运行时，窑尾废气通过增湿塔降至150温度后，直接进入电收尘器。废气经电收尘器处理后，烟气的排放浓度满足国家标准要求。为了有效监测与控制粉尘及废气对外界环境的污染，在窑尾、窑头烟囱安装了烟气颗粒物、no2和so3在线监测仪。在生料入库前设置有生料连续取样装置，取出的样品送到质管部进行多元素分析检测，质管部根据其检测结果调整原料配合比，以保证出磨生料的合格率及稳定性。5、生料均化库及喂料生料磨系统送来的生料由提升机经空气输送斜槽输送入均化库内，生料均匀分布于库内。当库底卸料时，形成“漏斗”状料流垂直切割各料层，达到重力均化作用。均化库设八个卸料口，库内底部有八大卸料区。一个大卸料区围绕一个卸料口，又分成两个小区，卸料口出料时，这两个小区轮换充气。库底环行区所需强空气由一台均化风机（罗茨）提供。库底卸料是由程序器对各充气管路上的电控气动阀控制，以实现有序卸料。此外生料均化库还配置一台供均化仓的均化风机。外接压缩空气用于操作气动阀、气动开关阀以及除尘器。配置一台备用均化风机，实现三台均化风机互为备用。生料经提升机、空气输送斜槽送入生料库中。库内分八个卸料区，生料按照一定的顺序分别由各个卸料区卸出进入搅拌仓进行搅拌，均化作用主要由库内重力切割和搅拌仓的搅拌来实现。搅拌仓同时为窑喂料仓，带有荷重传感器、充气装置，仓下设流量控制阀和流量计实现窑喂料量的计量和调节。经计量的生料通过斜槽、提升机喂入窑尾预热器。在生料进入窑尾预热器前设有生料取样装置，对入窑生料进行分析检测，用以作为烧成系统的操作指导3.2 水泥粉磨1、石膏及混合材备料石膏由汽车运进厂先入18m70m的堆棚内储存，由铲车卸入破碎机破碎破碎机选用颚式破碎机pe400，经破碎后的石膏由带式输送机送入石膏库。混合材由汽车运进厂先入混合材库储存，由空气输送斜槽、斗式提升机送至磨头仓。2、按不同水泥品种，设定相应的物料配比，经定量给料机配好的物料由带式输送机输送至水泥粉磨系统。水泥磨采用两套4.212.5球磨机和o-sepa选粉机组成的闭路粉磨系统，出磨物料由斗式提升机送入选粉机中分选，粗粉返回磨内再次粉磨，成品随出选粉机的气流进入袋收尘器后被收集下来，成品通过锁风阀和螺旋输送机送入斜槽，经斗式提升机送至水泥库储存，废气经净化后排入大气。3、水泥储存、散装、包装 设8座15m32m的ibau型储存兼均化库，每库库底各设两台移动式散装机。水泥由库底充气卸料系统卸出后由空气输送斜槽、斗提机送往包装车间包装或送入水泥汽车散装库进行汽车散装，或送入散装机进行火车散装。水泥包装采用2台bhyw-8型回转包装机，包装成的袋装水泥直接装车发送或送成品库储存。水泥库顶、库底均化仓等分别设气箱脉冲袋收尘器处理系统中的含尘气体，包装车间用脉冲袋收尘器对个扬尘点进行收第四章 水泥磨系统设备计算及选型4.1 水泥磨机的选择目前水泥磨系统设备大型化且高效节能；采用高效选粉机，采用新型衬板，改善磨机部件及研磨件材质；添加助磨剂，提高粉磨效率；降低水泥温度，提高粉磨效率，改善水泥品质；实现操作自动化。1.预定水泥磨年利用率为0.8（每日三班，每班8小时）；2.参照第二章物料平衡表，同时考虑到设计的该生产线50%的熟料以散装形式销售，则该厂生产水泥量为：gy=210415250%=1052076（t/y），有主机要求小时产量为： gh=150.1（t/h）依车间要求的小时产量150.1t/h，同时结合水泥厂的实际生产情况，所选设备的规格及性能参数如表：表4.1 水泥磨参数 水泥磨规格：4.2x12.5m生产能力： 115t/h p.o42.5成品细度:320m2/kg入料粒度：15mm筒体转速：16r/min装球量：250t（max）工艺流程：物料配比，经定量给料机配好的物料由带式输送机输送至水泥粉磨系统，经磨机粉磨后，出磨物料由斗式提升机送入选粉机中分选，粗粉返回磨内再次粉磨。3.磨机产量的标定：公式 g=n0k1k2k3k4式中： g-磨机的台时产量（t/h）n0-磨机的需要功率（kw）k1-磨机的单位功率 ，见表3.6.1k2-入磨物料修正系数，见表3.6.2k3-产品细度修正系数，见表3.6.3k4-磨机流程系数 圈流k4 =1.131.5表4.1.1物料种类k1值,t/(kw*h）配合原料0.055-0.06回转窑熟料0.046-0.052表4.1.2粒度（）15202530k2值1.05-1.141.02-1.061.00.98-0.96表4.1.30.08微米方孔筛筛余90%5678910111213k3值0.770.820.810.910.961.001.041.091.13 有关n0的计算如下： n0=式中: k1-与磨机型号和传动方式等因素有关系数，在1.1-1.5之间k2-电动机储备系数，取值在1.05-1.2之间n0=2386.36（kw）g=n0k1k2k3k4=2386.36 0.051.00.821.5=146.76（t/h）结合实际水泥生产中可将产量标定为110t/h。4.主机数量n=1.36，故选用2台5. 核算主机年利用率：5. 核算主机年利用率=0.55由水泥厂主机年利用率表可知0.55在0.82范围之内，说明水泥磨的选型是合理的。 4.2 循环负荷、选粉效率及选粉设备4.2.1循环负荷和选粉效率1.循环负荷是指选粉机的回料量与成品之比，见表。图4.1 循环负荷fcgctb2.选粉效率是指成品中所含的细粉量与选粉机喂料量中的细粉量之比: e-选粉效率； f-出磨物料量； g-粉磨产品量； a-选粉机的喂料细度； b-选粉机的细粉细度。一般情况下，各种不同粉磨系统的循环负荷考虑如下：风扫生料磨 l=50150%一级圈流水泥磨 l=150300%二级圈流干法生料磨 l=200450%二级圈流水泥磨（短磨） l=300600%o-sepa选粉机系统比生产率最高点，位于循环负荷为200%处，而小于150%时，则降低较快，因此循环负荷宜为150%200%，而相应的选粉机效率为71%63%。（见表6-1）在此取循环负荷为200%，则选粉效率为63%。 表4.2 o-sepa选粉机的循环负荷与选粉效率关系循环负荷（%） 50 100 200 300选粉效率（%） 90.0 79.0 63.0 50.0 闭路流程的干法生料磨，煤磨和水泥磨的分级设备采用选粉机，它主要有以下几种型式：通过式、离心式和高效选粉机。本厂根据实际情况选用高效选粉机，具有80年代国际先进水平的新型高效选粉机主要有日本小野田工业公司的o-sepa、丹麦史密斯公司的sepax和美国斯特蒂文公司sp测流式选粉机等。采用高效选粉机可使磨机系统产量提高10-30%，本次设计采用o-sepa选粉机，下面主要介绍o-sepa选粉机的情况。o-sepa选粉机使目前广泛采用的选粉形式。该机主体是一个涡壳旋风筒，内设笼形转子，其外圈装一圈导向叶片，被选粉料从顶部喂入落到撒料盘上，靠离心力将物料抛撒。粗粉则受离心力作用而下落到下部选粉室，再经由下部吹入的三次风风选后，细分随风上升，而粗粉则落入锥形斗卸出。分级选粉有三股风：从磨内排出的气体为一次风（含尘），其它粉磨系统排出的气体为二次风（含尘），三次风（净）由下部吹入。一次风、二次风由上壳体两侧进风口引入机内，形成水平旋流分离场，将较细颗粒带入转子内抛出，然后细粉由收尘器收集为成品。o-sepa选粉机的主要优点：(1)提高选粉效率，可达74%，使磨机产量增加大约2224%、节能约820%。(2)成品粒径分布344m的细料所占的百分比较高，水泥颗粒组成合理，有利提高水泥强度。(3)借助变速驱动装置，易于调节产品细度。(4)体积小，质量轻，只需传统式选粉机的1/2或1/6空间。减少基建投资。由于产量较大，故选取两套水泥粉磨设备，总磨机标定产量270t/h，故每套磨机标定的产量为135t/h，对o-sepa选粉机进行选型：式中： n1-按选分浓度计算的o-sepa选粉机的规格,m3/min g-水泥磨标定的产量,t/h cx-o-sepa选粉浓度，在0.750.85kg/m3，取cx=0.75kg/m3 式中： n2-按喂料浓度计算的o-sepa选粉机的规格,m3/min l-o-sepa选粉机的循环符合 ca-最大喂料浓度，ca=2.5kg/m3 因此可以选用n3000 o-sepa选粉机，其规格性能如表：表4.3 选粉机规格性能型号n-3000风量18000电机功率kw160处理能力t/h540主轴转速(r/min)135190比表面积(cm2/g)34003600水泥产量t/h1101904.3通风及除尘系统4.3.1通风及除尘的作用通风的作用：（1）冷却磨内物料，改善磨内物料的易磨性。磨机在运转时80%以上的能量转变为热量使磨内物料温度上升，对水泥磨来说，会导致石膏脱水而产生假凝现象，影响水泥质量，且易磨性随温度上升而降低。因物料温度升高产生耗电现象，使物料粉成团，黏附在研磨体和衬板上，降低粉磨效率；（2）及时排除磨内水蒸气，可降低糊状和阻塞篦孔现象；（3）消除磨头灰，改善卫生环境，减少设备的磨损，同时还可减少细粉的缓冲热层作用。除尘的作用：（1）收集成品水泥；（2）净化气体使气体排出时在要求的含尘浓度范围内。4.3.2 除尘系统的计算为了达到排放标准，且为了设备简单化，同时满足排放高效选粉机的高浓度的含尘气体，本厂选用一级收尘系统，且选用气箱脉冲袋式收尘器。1.原始资料和设计参数（1）磨机规格：4.212.5m（2）工艺流程：闭路（3）研磨体装载量：209t（4）有效直径：4.1m（5）有效长度：14m（6）生产能力：110t/h（7）出磨废气温度：t1=80（8）提升机排出气体的含尘浓度：25g/nm3（9）辊压机收尘气体的含尘浓度：50g/nm3（10）提升机的排风量:磨尾处2000m3/h 磨头处1500m3/h（11）辊压机的排风量：2000m3/h（12）提升机排出气体温度：磨尾处80 磨头处50 （13）辊压机收尘气体温度：802.磨机通风量v=2826w(1-)式中： v-通风量（m3/h）； -磨机有效内径（m）； -钢球填充率，以小数表示，此处取0.4； w-磨内通风速度（m/s）,对闭路磨机，w=0.30.7m/s，此处取0.5 m/s。v=28260.5（1-0.4）=14251.5（nm3/h）考虑到磨尾漏风20%，则从磨尾排出风量为：=17101.8（nm3/h）3.斗式提升机的排风量4.辊压机处的排风量4.3.3 袋式除尘器的选型1.进入袋式除尘器风量进入选粉机的一次风，二次风，三次风的风量比按4：4：2计算，其中磨尾进选粉机的风为一次风，则选粉机的风量=42754.5（nm3/h）考虑到抽风管漏风系数为1.1，则进入收尘器的总风量为=1.1=47029.95（nm3/h）=1.1（+）=1.1(42754.5+1547+1269+1547)=49037.45（nm3/h）考虑到管道散热，气体进入袋式除尘器温度降至70，则进入袋式除尘器风量为=49037.45=61611.16m3/h 2.选粉机进入袋式除尘器的含尘浓度=28.7g/nm3 =28.7=22.8g/m3 3.斗式提升机、辊压机处收尘进入袋式除尘器的含尘浓度=57.9g/m3所以进入袋式除尘器的气体总含尘浓度为：+=80.7g/m3根据以上情况，选用气箱式脉冲袋式收尘器，其规格和性能如表：表4.4 袋式收尘器规格、性能型号fmqd28212处理风量m3/h247600总过滤面积m22492滤袋个数（个）2856含尘浓度g/m313004.实际滤速 5.袋收尘的过滤阻力式中， ：袋收尘的过滤阻力 ：滤布的阻力系数，羊毛绒布=3.6 ：空气粘度，70时，= ：过滤速度，0.15m/s ：粉尘堆积层平均比阻，= c：含尘浓度 c=0.936kg/ t：过滤时间袋收尘每隔6min振打一次，振打时间10s，t=606-10=350s， =3.6+0.936350 =1484整机附加阻力pm，参考表4.5，表4.5 过滤风速与整机附加阻力关系过滤风速m/min 1.0 1.5 2.0 2.5pm（pa） 80 100 150 250故=80 =+=80+1484=15644.4 除尘风管直径及管道阻力计算4.4.1除尘风管直径计算d=式中： v通风量(m3/h) 管内风速，一般倾斜管道=1216m/s， 垂直管道=812m/s， 水平管道=1822m/s d风管直径(m)计算出风管的直径应按圆形通风管道统一按规定选用，其外径的基本要求系列有：90.100.110.120.140.160.180.200.220.250.280.320.360.400.450.500.560.630.700.800.900.1000.1120.1250.1400.1600.1800.2000mm风管的厚度可按表选用：表4.6 风管的厚度一般除尘风管含尘浓度高的风管管径mm壁厚mm管径mm壁厚mm1004001.52.51003002.02.54006502.53