年产熟料150万毕业设计说明书.doc

i * 本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书 年产熟料 150 万吨干法水泥生产线设计 annual production capacity of 1.5 million tons of clinker dry process cement production line design 学院（部）： * 专业班级： * 学生姓名： * 指导教师： * * 年 * 月 * 日 ii * 毕业设计任务书 专业班级 * 姓名 * 日期 2009.3.15 1 设计题目 年产熟料 150 万吨干法水泥生产线设计 重点设计 水泥粉磨 2 设计原始资料：水泥工厂毕业设计指示书 3 设计文件： 说 明 书： 1 份 设备明细表： 1 份 图 纸： 6 份 4 设计任务下达日期：2009.3.15 5 设计完成日期：2009.6.5 6 设计各章节答疑人：* 部分 部分 部分 部分 部分 部分 7 指导教师 8 教研室负责人 9 系负责人 iii * 毕业设计成绩评定 专业班级*姓名*完成日期 2009.6.5 1、设计题目 年产熟料 150 万吨干法水泥生产线设计 重点设计 水泥粉磨 2、答辩评定意见 3、毕业设计成绩的评定 指导教师（分）评阅教师（分）毕业答辩（分）总 分 4、答辩委员会（签名） 日期 安徽理工大学毕业设计 i 年产熟料 150 万吨干法水泥生产线设计 摘 要 本设计任务是设计年产熟料 150 万吨干法水泥生产线。设计过程经过厂址选择、 全厂布局、窑的选型、物料平衡计算、各生产车间工艺设计及主机选型、物料的储 存和均化、重点车间设计等步骤。 设计生料粉磨采用立磨，熟料煅烧采用 4.872 带窑外分解回转窑烧成系统， 重点车间水泥粉磨采用带辊压机和 v 型选粉机的联合磨系统。 重点车间水泥粉磨环节，采用目前较为广泛使用的联合磨系统，该粉磨系统系 将物料先经选粉机选粉后送入辊压机，辊压后送入后续球磨机粉磨成成品。该系统 具有粉磨效率高、电耗低、适宜大型生产等特点，而为众多厂家选用。 关关键键字字：水水泥泥，干干法法生生产产工工艺艺，回回转转窑窑，水水泥泥粉粉磨磨 安徽理工大学毕业设计 ii annual production capacity of 1.5 million tons of clinker dry process cement production line design abstract the design task is to design an annual output of 1,500,000 tons of clinker cement production line dry. after the design process of site selection, plant layout, the selection of the kiln, the material balance calculation, the production process design and host selection, storage and all materials, and the focus of the workshop design steps. raw material grinding design using vertical mill, clinker calcined 4.8 72 with the use of outside the decomposition of rotary kiln sintering system, the focus of cement grinding plant with a roller press and v-separator system joint grinding. focus on aspects of cement grinding plant, more extensive use of the current joint grinding system, which will be material grinding system in the first election by the separator into the roller press after the powder, roll into the follow-up after the ball mill grinding into a finished product. the system is grinding with high efficiency, low power consumption, suitable for large-scale production, etc., and the choice of many manufacturers. key word：cement，dry process，rotary，cement grinding 安徽理工大学毕业设计 i 目录 .i 摘 要 .i abstract .ii 绪 论 .1 1 总论 2 1.1 设计任务及其依据，论述所生产产品的意义和价值.2 1.1.1 设计任务 .2 1.1.2 生产产品的种类及意义和价值 .2 1.2 厂址的选择.3 1.2.1 建厂的原始资料 .3 1.2.2 江苏省铜山县青龙山石灰石矿区地质评价报告（摘要）4 1.2.3 厂址的选择 8 1.3 窑的选型及标定10 1.3.1 窑的标定的意义 10 1.3.2 窑的选型计算 10 1.3.3 回转窑产量的标定 11 1.4 确定石膏和混合材掺量13 1.4.1 概述（石膏） 13 1.4.2 石膏的分类： 14 1.4.3 技术要求： 14 1.4.4 确定石膏的含量 .15 1.4.5 混合材概述 15 1.4.6 混合材的掺量 15 1.5 配料计算16 1.5.1 确定率值 16 1.5.2 计算粉煤灰掺入量 16 1.5.3 计算物料平衡 17 1.5.4 原燃料消耗定额的计算 18 2 生产车间工艺设计及主机设备选型 .21 2.1 物料的破碎22 2.1.1 破碎系统的发展状况 22 2.1.2 破碎设备的工作原理 23 2.1.3 影响破碎系统的选择因素 23 2.1.4 石灰石破碎 24 2.1.5 砂岩破碎 25 2.1.6 石膏破碎.27 2.3 物料的粉磨系统28 2.3.1 生料粉磨.28 2.3.2 水泥粉磨.29 2.3.3 煤粉制备.31 2.4 熟料烧成系统32 2.5 水泥包装车间 33 3 物料的储存和均化 .36 安徽理工大学毕业设计 ii 3.1 堆场和堆棚37 3.1.1 石灰石均化库 37 3.1.2 砂岩堆场 38 3.1.3 石膏堆棚 38 3.1.4 原煤堆场 39 3.1.5 铁粉堆棚 40 3.2 库的选择41 3.2.1 石灰石调备库 42 3.2.2 粉煤灰库 .43 3.2.3 铁粉库 43 3.2.4 砂岩库 44 3.2.5 生料库 44 3.2.6.1 熟料库 45 3.2.6.2 熟料调备库 45 3.2.7 石膏库 46 3.2.8 水泥库 47 3.2.9 成品库 47 4 总平面布置和工艺流程 .50 4.1 水泥总平面设计的步骤50 4.1.1 初步设计.50 4.1.2 施工图设计.50 资料来自水泥厂工业设计51 4.2 工艺设计的基本原则和程序51 4.2.1 工艺设计的基本原则 51 4.2.2 工艺设计的程序 51 4.3 工艺流程52 4.3.1 生料制备 52 4.3.2 熟料烧成 53 4.3.3 水泥粉磨 53 5 重点车间设计水泥粉磨 .55 5.1 概述 55 5.2 磨机和的选型及产品的标定57 5.3 循环负荷、选粉效率、选粉设备57 5.3.1 循环负荷和选粉效率 57 5.3.2 选粉设备的选型 57 5.3.3 辊压机的选型.59 5.4 磨机的通风60 5.4.1 通风的作用.60 5.4.2 磨机通风计算.60 5.5 除尘系统60 5.5.1 除尘设施 60 5.5.2 除尘系统的计算 61 5.5.3 袋式除尘器的选型 61 5.6 除尘风管直径和管道阻力计算63 安徽理工大学毕业设计 iii 5.6.1 除尘风管直径计算 63 5.6.2 风机选型 65 5.6.3 废气排放浓度 65 5.7 输送设备选型66 5.7.1 斗式提升机的选型 66 5.7.2 空气输送斜槽的选型 67 结束语 .71 致 谢 72 安徽理工大学毕业设计 1 绪 论 根据国家统计局最新统计，2008年规模以上水泥企业全年水泥产量13.88亿吨， 同比去年增长5.2%，环比上月增长9.59%，可以说在经济下行的背景下，水泥产量仍保 持适度增长。 20世纪5070年代出现的悬浮预热和预分解技术（即新型干法水泥技术）大 大提高了水泥窑的热效率和单机生产能力，以其技术先进性、设备可靠性、生产适 应性和工艺性能优良等特点，促进水泥工业向大型化进一步发展，也是实现水泥工 业现代化的必经之路。 目前，水泥生产规模的大型化已成为水泥工业发展的趋势。截 至2007年年底，经中国水泥协会统计，新型干法生产线798条，年熟料总产能为 60704.20万吨。其中20005000吨/日规模生产线340条，占熟料总产能的45.37%；5000 吨/日及以上规模生产线137条，占熟料总产能的36.80%。目前，世界最大规模水泥熟 料生产线已达10000吨/日，我国共有4条。 水泥生产主要工艺过程可简要包括为 “两磨一烧” 。按主要生产环节分为： 矿山开采、生料制备、熟料煅烧、水泥粉磨与水泥包装等。 新型干法生产以悬浮预热器和窑外分解技术为核心，采用新型原料、燃料均化 和节能粉磨技术及装备，全线采用计算机集散控制，实现水泥生产过程自动化和 高效、优质、低耗、环保。 新型干法水泥在生产过程中掺加了一定量的工业废弃物 降低了成本，同时也减少对环境的污染。 安徽理工大学毕业设计 2 1 1 总论 1 1. .1 1 设计任务及其依据，论述所生产产品的意义和价值 1 1. .1 1. .1 1 设计任务 年产熟料 150 万吨干法水泥生产线设计 ,重点设计水泥粉磨车间。 1 1. .1 1. .2 2 生产产品的种类及意义和价值 1 1. .1 1. .2 2. .1 1 生产产品的种类及定义 硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料、6 15混合材料、适量石膏磨细制成的水硬 性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥(简称普通水泥)，代号p.o。 掺活性混合材料时，最大掺量不得超过15，其中允许用不超过水 泥质量 5的窑灰或不超过水泥质量10的非活性混合材料来代替。掺非 活性混合材料时，最大掺量不得超过水泥质量10。 特性：和匀性好，快硬，早期强度高，抗冻、耐磨，抗渗透性较强。缺点是耐酸、 碱等化学腐蚀较差 适用范围：一般地上工程及受侵蚀作用的地下工程；无腐蚀水中的受冻工程；早 期强度要求较高的工程；低温环境中需要强度发挥较快的工程。不适用于大体积混泥 土工程和受化学侵蚀的工程。 1 1. .1 1. .2 2. .2 2 产品的意义和价值 水泥是建筑工业三大基本材料之一。使用广，用量大，素有 “建筑工业的粮食 ” 之称。其单位质量的能耗只有钢材的 1/51/6，合金的 1/25，比红砖还底 35%。根 据预测，下一个世纪的主要建筑材料，还将是水泥和混凝土，水泥的生产和研究仍 然极为重要。水泥粉磨和搅拌后，表面的熟料矿物立即与水发生水化反应，放出热 量，形成一定的水化产物。由于各种水化物的溶解度很小，就在水泥颗粒周围析出。 随着水化作用的进行，析出的水化产物不断增多，以致互相结合。这个过程的进行， 使水泥浆体稠化而凝结，随后变硬，并能将与其搅拌在一起的混合材胶粒胶结成整 体，逐渐产生强度。因此，水泥混凝土的强度是随龄期延长而逐渐增长的。早期增 长快，但是，只要维持适当的温度和湿度，其强度在几个月、几年后还会进一步有 所增长；另一方面，也可能在几十年后尚有未水化的部分残留，仍具有继续进行水 化作用的潜在能力。 水泥作为胶凝材料，除水硬性外，水泥还有许多优点：水泥浆有很好的可塑性， 安徽理工大学毕业设计 3 与石膏拌合后仍能使混合物具有和易性，可浇注成各种形状尺寸的构件，以满足设 计的不同要求，适应性强；还可以用于海上、地下、深水或者严寒、干热的地区， 以及耐侵蚀、防辐射核电站等特殊要求的工程；硬化后可以获得较高的强度，并且 改变水泥的组成，可以适当调节其性能，满足一些工程的不同的需要；还可与纤维 或者聚合物等多种有机、无机材料匹配，制成各种水泥基复合材料，有效发挥材料 的潜力；与普通的钢铁相比，水泥制品不会生锈，也没有木材这类材料易于腐朽的 特点，更不会有塑性年久老化的问题，耐久性好，维修工作量小等等。因此水泥不 但大量用于工业和民用建筑，还广泛应用于交通、城市建设、农林、水利及海港等 工程，制成各种形式的混凝土，钢筋混凝土的构件和构件物，而使水泥管、水泥船 等各种特殊功能的建筑物、构筑物的出现成了可能。此外，如宇宙工业、核工业以 及其他新型工业的建设也需要各种无机非金属材料，其中最为基本的是以水泥为主 的新型复合材料。因此，水泥工业的发展对保证国家建设计划顺利进行，人民生活 水平提高具有十分重要的意义，而且，其他领域的新技术也必须渗透到水泥工业中 来，传统的水泥工业势必随着科学技术的发展而带来新的工艺变革和品种演变，应 用领域必将有新的开拓，从而使其在国民经济中起到重要的作用。 1 1. .2 2 厂址的选择 1 1. .2 2. .1 1 建厂的原始资料 1.2.1.11.2.1.1 原料资源原料资源 1、 石灰石：青龙山石灰石矿山。 2、 粘土：在石灰石矿山附近孔家村，含水量 15%。 3、 砂岩：自备矿山，含水量 3%。 石灰石、粘土、砂岩矿山的位置见“江苏省铜山县青龙山地区地质图” 4、 铁矿石（粉）：外购，含水量 4%。 5、 矿渣（混合材）：徐州钢铁厂碱性矿渣。含水量 15% 6、 粉煤灰：外购，含水量 0.5%。 7、 石膏：山东产 so3，40%；含水量少量，块度300 毫米。 8、 燃料：权台煤矿烟煤；易磨性系数 1.36；块度80 毫米。 9、 燃料：河南焦作无烟煤；块度2000t/d 的熟料生产线85 干法原料磨6575 水泥磨6580 煤磨6075 石灰石破碎机2050 水泥包装机20 2 2. .1 1 物料的破碎 生产水泥的原料，大部分都要经过预先破碎，因为从矿山开采回来的石灰石， 砂岩，石膏，混合材料以及煤等原料，燃料块度较大，给运输，贮存，粉磨带来一 定的困难。从窑中煅烧得到的熟料，其中有些块度较大的必须进行破碎。物料经过 破碎后，其粒度减小，表面积增加，在一定程度上可以提高粉磨和烘干的效率。 2 2. .1 1. .1 1 破碎系统的发展状况 安徽理工大学毕业设计 23 进年来，随着窑，磨等设备单机生产能力的大型化以及矿山开采技术的发展， 破碎流程和破碎设备也随着有了很大的发展。 主要反映以下几个方面： （一） 破碎设备大型化 （二） 破碎流程单段化 （三） 破碎设备移动化 （四） 破碎设备多功能化 2 2. .1 1. .2 2 破碎设备的工作原理 利用挤压和冲击等机械作用的外力，使大块物料产生应力和形变，从而导致破 裂。根据破碎后的粒度不同，破碎作业大致可分为粗碎，中碎和细碎三个等级（见 表 2-3） 。资料来自tkpc 与 tklpc 单段锤式破碎机 表表 2 2- -3 3 各各级级粉粉碎碎所所对对应应的的粒粒度度 破碎等级喂料粒度（mm）出料粒度（mm） 粗碎300550100 中碎10030020100 细碎50100020 2 2. .1 1. .3 3 影响破碎系统的选择因素 （1）物料的性质物料的硬度，水分，形式和杂质含量均将直接影响破碎系 统的技术，经济指标。 各原料的物理性质如表 2-4 所示， 表表 2 2- -4 4 物物料料的的物物理理性性质质 序号物料名称主要性质 1中硬石灰石抗压强度 80160mpa，水分1% 2粘土，粉砂岩抗压强度20 mpa水分 1020% 3硬质砂页岩抗压强度20 mpa水分10% 4熟料磨损，腐蚀性强，温度 70300 5煤，石膏抗压强度40 mpa水分10% （2）物料的粒度对破碎系统的物料粒度，组成有充分的了解，有利于合理 的选择破碎系统和破碎设备。 各种水泥厂型对各原料的进料粒度要求如表 2-5、2-6 所示， 安徽理工大学毕业设计 24 表表 2 2- -5 5 各各种种物物料料的的进进料料粒粒度度 最大进料粒度备注 序号物料名称 大型厂中型厂小型厂 1石灰石8001000650800350 2粘土，砂页岩400400250 3熟料100100200300操作不正常时出现 300mm 4石膏300300300 5煤300300300许多厂均为碎煤，少许大 快 表表 2 2- -6 6 水水泥泥厂厂最最大大入入磨磨物物料料的的粒粒度度 物料种类石灰石粘土熟料石膏混合材煤 最大粒度255030503030 2 2. .1 1. .4 4 石灰石破碎 青龙山矿区石灰石属于中硬，为了实现破碎设备的大型化，破碎流程的单段化， 优化生产流程，减低热耗，减少环境污染，尽可能选择单段破碎机。 单段锤式破碎机性能特点： 破碎比大：最大进料粒度可达 1.31.5m 出料粒度 3150mm 范围可调整 出料细 工艺简化：原二级或三级破碎减少为一级 运行成本低：系统配套功率少，大大降低生产成本 石灰石破碎车间设在矿区，自卸汽车将石灰石倒入板式喂料机，再经锤式破碎机 破碎后，由长带式输送机送到厂区圆形预均化库，由悬臂堆料皮带机人字形堆料， 由桥式刮板取料机将预均化后的石灰石放带式输送机送至石灰石调备库。 （1）确定破碎车间的工作制度 石灰石破碎车间采用 1 班制，每班工作 8 小时，每年工作 320 天。 （2）根据车间运作班制和主机运转小时数，确定主机的年利用率： % 2 . 29 8760 18320 8760 32 kkk 式中：每年工作日数，k 每日工作班数， 2 k 每班主机运转小时数。 3 k （3）主机要求小时产量： 安徽理工大学毕业设计 25 ht g g y h /5 .797 % 2 . 298760 2040000 8760 （4）设备的选型： 天津水泥工业设计院设计开发的新型单段锤破分单转子（又有带与不带料辊之分） 和双转子。tpc 型单段锤式破碎机破碎比大，i40，产量高，电耗低，结构简单，维 修方便，可以破碎抗压强度不超过 250mpa 的各种物料，可以用于水泥厂破碎石灰石、 砂岩等。 而 tkpc 和 tklpc（带有料辊型）单段锤式破碎机，具有入料粒度大（最大 1100mm） 、破碎比大、排放块度小（排料中25mm 可达到占 90%以上） 、易损件（锤 头、篦条等）使用寿命长，机内设有排铁装置，转子可从外段取出的特点。 所以初步确定石灰石破碎机规格型号：锤式破碎机 tklpc20.22，其性能如表 2-7 表 2-7 tklc20.22 单段锤式破碎机 设备型号进料粒度 mm 出料粒度 mm 生产能力为 t/h 破碎机功率 kw tlpc20.22150075550800800 资料来源：tklpc20.22 单段锤式破碎机的改造和应用 （5）生产能力的标定： 根据破碎机的规格和性能，一般出料粒度小，生产能力低， 锤式破碎机 tklpc20.22 最大进料和出料都能满足要求，标定该机的台时产量时也要考虑到经验 公式的计算结果和实际例子， 故标定该机的台时产量为 800t/h。 （6）计算主机的数量 台1997 . 0 800 5 . 797 , lh h g g 式中：主机台数，n 要求主机小时产量（t/h） ， h g 主机标定台时产量（t/h） 。 h l g 故选取一台。 （7）核算主机的年利用率 % 1 . 29% 2 . 29 8001 5 . 797 , 0 lh h ng g 式中：主机的实际年利用率， 预定的主机年利用率。 2 2. .1 1. .5 5 砂岩破碎 安徽理工大学毕业设计 26 原始资料：砂岩自备矿山，含水量 3%。 砂岩由汽车运进厂先入砂岩堆场储存，由铲车卸入破碎机破碎，经破碎后的砂 岩由带式输送机送入砂岩调备库。 （1）确定砂岩破碎车间的工作制度 砂岩破碎车间采用 1 班制，每班工作 7 小时，每年工作 320 天。 （2）根据车间运作班制和主机运转小时数，确定主机的年利用率： % 6 . 25 8760 71320 8760 32 kkk 式中：每年工作日数，k 每日工作班数， 2 k 每班主机运转小时数。 3 k （3）主机要求小时产量： ht g g y h /89 % 6 . 258760 200000 8760 （4）设备的选型： 选用 pcf-1412 型单段式锤式破碎机，该型号破碎机技术参数如表 2-8 所示， 表表 2-82-8 pcf-1412pcf-1412 单转子单段锤式破碎机单转子单段锤式破碎机 进料口尺寸 mm 最大进料粒 度 mm 转子直径 长度 mm 出料粒径 mm 生产能力 t/h 电机功率 kw 机重（不包 含电机）t 13201920 900600600120014202580130 13019023.5 资料来源：新型干法水泥厂设备选型使用手册 （5）生产能力的标定： 破碎机的规格和性能，一般出料粒度小，生产能力低，产品粒度25mm，可 标定该机的台时产量为 100t/h。 （6）计算主机的数量 台189 . 0 100 89 , lh h g g n 式中：主机台数，n 要求主机小时产量（t/h） ， h g 主机标定台时产量（t/h） 。 h l g 故选取一台。 （7）核算主机的年利用率 安徽理工大学毕业设计 27 %78.22% 6 . 25 1001 89 , 0 lh h ng g 因此工作制度确定为每年 285 天，每天 1 班，每班 7 小时。 式中：主机的实际年利用率， 预定的主机年利用率。 2 2. .1 1. .6 6 石膏破碎 原始资料：石膏山东产 so3，40%；含水量少量，块度300 毫米。 石膏属于远程外购原料，是成批量的，不定期运入厂内的，在厂内的储存量大， 而日用量少，因此石膏破碎均采用集中破碎的方式，破碎一次，使用一段时间。 石膏由汽车运进厂先入石膏堆蓬储存，由铲车卸入破碎机破碎后，经带式输送 机送入石膏库。 （1）确定破碎车间的工作制度 石膏破碎车间采用 1 班制，每班工作 7 小时，每年工作 320 天。 （2）根据车间运作班制和主机运转小时数，确定主机的年利用率： % 6 . 25 8760 71320 8760 32 kkk 式中：每年工作日数，k 每日工作班数， 2 k 每班主机运转小时数。 3 k （3）主机要求小时产量： ht g g y h /16 % 6 . 258760 35800 8760 （4）设备的选型： 选用反击锤式破碎机，其各技术性能见表 2-9， 表表 2 2- -9 9 破破碎碎机机的的技技术术性性能能 产品型号 pc-1609 规格（l）mm1680918 最大进料尺寸 mm600 出料粒度 mm25 处理能力 t/h5070 电机功率 kw110 设备重量（不包含电机） t23 （5）生产能力的标定： 标定该机的台时产量为 60t/h。 安徽理工大学毕业设计 28 （6）计算主机的数量 台126 . 0 60 16 , lh h g g n 式中：主机台数，n 要求主机小时产量（t/h） ， h g 主机标定台时产量（t/h） 。 h l g 故选取一台。 （7）核算主机的年利用率 %8 . 6% 6 . 25 601 16 , 0 lh h ng g 因此工作制度确定为每年 64 天，每天 1 班，每班 7 小时 式中：主机的实际年利用率， 预定的主机年利用率。 2 2. .3 3 物料的粉磨系统 2 2. .3 3. .1 1 生料粉磨 目前，水泥工业应用最广泛的是钢球磨机系统，近年来，立式磨发展较快，采用立 式磨粉磨生料的日益增多。它是风扫磨的另一种型式，有一系列优点，主要靠磨辊和 磨盘间压力来粉碎物料，使物料在磨内受到碾压、剪切、冲击等作用，不必像钢球磨 要提升研磨介质来冲击碾磨物料，粉磨有用功率较钢球磨高的多。且磨机本身带选粉 机构，因此单从磨机本身的碾磨和选粉来讲，电耗可降低 50%之多。还由于利用风扫 式，其烘干能力很强，利用窑尾废气可烘干 8%水分的物料，入磨粒度可达 100mm 大 型磨机甚至可达 150mm,可节省二级破碎系统，节省投资和消耗占地面积小细度易调节， 也便于实现微机操作自动化，通风量较，可更好得利用窑尾废气余热烘干生料。 立式磨随着窑外分解窑的发展得到迅速发展，目前各种立式磨系统的粉磨能力已 达 500t/h 以上，产品系列中生产能力最大者已达 1000t/h。 生料磨采用具有烘干兼粉磨性能的立式磨，热源来自经增湿的窑尾悬浮预热器一 级筒废气（温度 350左右）。 （1）确定粉磨车间的工作制度 生料粉磨车间采用三班制，每班工作 7 小时，每年工作 320 天。 （2）根据车间运作班制和主机运转小时数，确定主机的年利用率： %1 .75 8760 73320 8760 32 kkk n 式中：每年工作日数，k 安徽理工大学毕业设计 29 每日工作班数， 2 k 每班主机运转小时数。 3 k （3）主机要求小时产量： ht g g y h /373 % 1 . 758760 4 .245 8760 （4）设备的选型： 选用 mls4531 型立式磨，该磨机技术性能参数如表 2-10 所示， 表表 2-102-10 立式磨立式磨 磨机型号mls4531 磨盘直径 mm4500 磨辊直径 mm3150 磨盘转速 r/min21.6 出磨粒度（mm） 80 12% m r 入磨粒度（mm） 100 生产能力（t/h）360400 入磨水分（%）6 出磨水分（%）0.5 资料来源：新型干法水泥厂设备选型使用手册 （5）生产能力的标定： 海螺集团安徽铜陵海螺水泥有限公司 5000t/d 熟料国产化示范生产线选用的 mls4531 立式磨、沈阳重工业机械厂设计的“立磨之王”mls4531 立式磨，其运行 效果均达到设计要求，生产能力达到 400t/h 左右，标定该机的台时产量为 400t/h。 （6）计算主机的数量 台193 . 0 400 373 , lh h g g n 式中：主机台数，n 要求主机小时产量（t/h） ， h g 主机标定台时产量（t/h） 。 h l g 故选取一台。 （7）核算主机的年利用率 %70%1 .75 4001 373 , 0 lh h ng g 式中：主机的实际年利用率， 安徽理工大学毕业设计 30 预定的主机年利用率。 2 2. .3 3. .2 2 水泥粉磨 水泥粉磨系统分为闭路和开路两种，由于闭路粉磨有利于水泥质量，且技术经济效 果较好，因此闭路粉磨的钢球式磨机在水泥粉磨系统中应用比较广泛。同时立式磨也 开始用于水泥粉磨，但由于水泥粉磨产品中微细颗粒含量较少影响水泥质量。辊压机、 分级器等设备也运用于水泥粉磨系统中，辊压机加球磨机的圈流粉磨效率高、单位电 耗低。本次设计水泥粉磨预采用联合粉磨系统。 （1）确定粉磨车间的工作制度 水泥粉磨车间采用三班制，每班工作 8 小时，每年工作 320 天。 （2）根据车间运作班制和主机运转小时数，确定主机的年利用率： % 7 . 87 8760 38320 8760 32 kkk 式中：每年工作日数，k 每日工作班数， 2 k 每班主机运转小时数。 3 k （3）主机要求小时产量： 232 % 7 . 878760 1780000 8760 y h g g （4）设备的选型： 选用 5.019.5m 的水泥磨，该型号磨机技术性能见表 2-11， 表表 2-112-11 粉磨设备的技术性能粉磨设备的技术性能 磨机规格 m 近似产量 t电动机功率 kw 转速 r/min 最大研磨体装 载量 t 磨机质量 t 5 .190 . 5 253710014.7431421 （5）生产能力的标定： 磨机功率： kw vndn i 6593 )28 . 0 75 . 5 16 . 6 (28 . 0 7 .14) 5 . 195 . 2(5184. 0 )75. 516 . 6 (184 . 0 2 0 式中：磨机填充率， （0.250.28）这里取 0.28 磨机有效内径（m） i d n磨机转速（r/min） g磨机研磨体装载量（t） 安徽理工大学毕业设计 31 v磨机有效容积 （） 3 m 磨机生产能力标定： ht qn q c /257 1000 396593 1000 0 式中：在闭路系统中为 3539 这里取 39 c qn （6）计算主机的数量 台1903 . 0 257 232 , lh h g g n 式中：主机台数，n 要求主机小时产量（t/h） ， h g 主机标定台时产量（t/h） 。 h l g 故选取一台。 （7）核算主机的年利用率 % 2 . 79% 7 . 87 257 232 , 0 lh h ng g 式中：主机的实际年利用率， 预定的主机年利用率。 2 2. .3 3. .3 3 煤粉制备 燃料：权台煤矿烟煤；易磨性系数 1.36；块度80 毫米。 水泥厂的煤粉制备系统，基本上都是采用传统的兼有烘干能力的风扫钢球磨，由 于风扫钢球磨存在，如系统效率低，煤粉质量差等缺点，很难适应水泥工业发展要 求。随着粉磨技术的发展，国内也有少数生产线在煤粉制备系统中采用了立磨。 （1）确定煤粉制备车间的工作制度 煤粉制备车间采用 3 班制，每班工作 7 小时，每年工作 320 天。 （2）根据车间运作班制和主机运转小时数，确定主机的年利用率： %7 .76 8760 37320 8760 32 kkk 式中：每年工作日数，k 每日工作班数， 2 k 每班主机运转小时数。 3 k （3）主机要求小时产量： ht g g y h / 7 . 32 % 7 . 768760 220000 8760 安徽理工大学毕业设计 32 （4）设备的选型： 根据产量选取 mpf2116 辊盘式煤磨机，其技术指标参考表 2-12， 表表 2-122-12 主机配置及技术指标主机配置及技术指标 入磨粒度 mm 入磨水分 % 成品细度 mm 成品水分 % 生产能力 t/h 主电动机功率 kw 501015108 . 067.7560 资料来源：新型干法水泥厂设备选型使用手册 （5）生产能力的标定： 结合上述资料，由于给出原煤块度 80mm，使用立磨，入料粒度可放宽至 80mm，但生产能力会有所降低，故标定该机的台时产量为40t/h。 （6）计算主机的数量 182 . 0 40 7 . 32 , lh h g g n 式中：主机台数，n 要求主机小时产量（t/h） ， h g 主机标定台时产量（t/h） 。 h l g 故选取一台。 （7）核算主机的年利用率 % 2 . 79% 7 . 87 257 232 , 0 lh h g g 式中：主机的实际年利用率， 预定的主机年利用率。 2 2. .4 4 熟料烧成系统 熟料烧成系统采用预分解窑系统流程。以五级旋风为例，生料首先喂入最上一级旋 风筒（c1）入口的上升管道内，分散的粉体颗粒与热气流迅速进行气固相热交换， 并随热风上升，在 c1旋风筒中气料分离。收下的热生料经卸料管进入c2级筒的上 升管道和旋风筒再次进行热交换分离。生料粉按此依次在各级单元进行热交换、分 离。预热后的热生料，由 c4的卸料管进入分解炉，在炉中生料被加热、分解，分解 后生料（分解率 85%95%）经 c5分离后，入窑段烧成熟料，再经冷却机冷却后卸出。 4.872 回转窑配套设备参考如表 2-13 所示， 表表 2 2- -1 13 3 部部分分厂厂家家 4 4. .8 87 72 2 回回转转窑窑配配套套设设备备 应用厂烟台东源铜陵海螺 安徽理工大学毕业设计 33 规模 t/d50005000 回转窑4.8724.872 表表 2-132-13 （续）（续） c14-4700c14-5000 c22-6700c22-6900 c32-6700c32-6900 c42-6700c42-7200 预热器 c52-6900c52-7200 分解炉75007500 冷却机有效面积（m2）121.48124.74 备注燃料为烟煤 本次设计采用铜陵海螺 4.872 回转窑设备配套方案。 2 2. .5 5 水水泥泥包装车间 水泥由库底充气卸料系统卸出后由空气输送斜槽等输送设备送往包装车间。 （1）确定工作制度 采用 2 班制，每班工作 7 小时，每年工作 255 天。20%包装，80%散装。 （2）根据车间运作班制和主机运转小时数，确定主机的年利用率： % 1 . 51 8760 28320 8760 33 kkk 式中：每年工作日数，k 每日工作班数， 2 k 每班主机运转小时数。 3 k （3）主机要求小时产量： ht g g y h / 5 . 79 % 1 . 518760 %201780000 8760 0 （4）设备的选型（见表 2-14）： 德国 haver&boecker 回转式包装机 表表 2-142-14 设备选型设备选型 型号嘴数 个 单袋重量 kg 能力 包/t 计量方式及 精度 备注 rs65020003000电子或机械叶轮垂直安 装每嘴一个 资料来源：新型干法水泥厂设备选型使用手册 安徽理工大学毕业设计 34 （5）生产能力的标定： htgh/100001 . 0 502000 （6）计算主机的数量 台1795 . 0 100 5 . 79 , lh h g g n 式中：主机台数，n 要求主机小时产量（t/h） ， h g 主机标定台时产量（t/h） 。 h l g 故选取一台。 （7）核算主机的年利用率 %41% 1 . 51 1001 5 . 79 , 0 lh h ng g 式中 主机的实际年利用率 预定的主机年利用率 因此中做制度确定为每年 255 天，每天 2 班，每班 7 小时。 综合上述各生产车间主机设备选型，见表 2-15， 安徽理工大学毕业设计 35 表表 2-152-15 主机平衡表主机平衡表 主机名称 主机型号规 格 主机产量 （t/h） 主机台数 要求主机小 时产量 （t/h） 车间生产能 力（t/h） 主机工作制 度，实际年 利用率 石灰石破碎 机 tklpc20.2 2 单段锤式 8001797.5800291 砂页岩破碎 机 pcf-1412 单段锤式 10018910022.78 石膏破碎 pc-1609 反 击式 60116606.8 煤磨 mpcf2116 辊盘式 40132.74062.7 生料磨mls4531400137340070 回转窑 4.87 2 213.51208213.585.4 水泥磨 5.01 9.5 257123225779.2 包装机 rs 回转包 装机（6 嘴）100179.510041 安徽理工大学毕业设计 36 3 物料的储存和均化 水泥是连续生产的工厂，为了避免由于外部运输的不均衡、设备之间生产能力的 不平衡或由于前后段生产工序的工作班制不同等因素造成物料供应的中断或物料滞留 堆积的堵塞的现象，保证工厂生产连续均衡进行和水泥均衡出厂，以及满足生产过程 中如原、材料、燃料、半成品、成品等质量控制的需要，水泥厂必须设置各种物料储 存库（包括各种堆场、堆棚、储库、成品库等） 。这些物料的物理性状有浆状、粉状、 粒块状等。有些物料具有粘性或高含水率，有些物料具有较高的温度，有些物料在储 存的同时还需要进行均化或预均化，在作物料储存设计时必须予以考虑。 （一）物料的储存期 某物料的储存量所能满足工厂生产需要的天数，称为该物料的储存期。各种物料 储存期的确定，需要考虑到许多因素。物料储存期的长短应适当，过长则会增加基建 投资和经营费用。过短将影响生产。确定物料储存期的长短的主要因素如下： 物料供应点离工厂的远近及运输方式。 物料成分波动情况。 地区气候的影响程度。 均化工艺上的要求。 质量检验的要求。 （二）储存设施的选择 储存设施的选择主要取决于工厂的规模，工厂的机械化自动化的水平，投资的大 小，物料性质以及对环境保护的要求等。 联合堆棚是一种多种块、粒状物料储存，倒运的设施，各种原料、燃料、混 合材料在储库内分别堆放，物料之间用隔墙分隔。 圆库常用于小块状、粒状、粉状物料的储存，湿法生产水泥采用圆库和料浆 搅拌池储存料浆和粘土浆。 露天堆场用于块、粒状物料的储存，倒运的设施。 此外，在确定物料储存期时，尚需考虑生产工艺线的数目、工厂规模、物料用量 的多少、工厂生产管理水平和质量控制的水平以及装卸机械化程度等因素的影响。 一般对水泥厂各种物料的储存期规定见表 3-1， 表表 3-13-1 物料储存期物料储存期 库内储存(d) 物料名称 湿料干料 露天储存(d)合计(d) 大中型水泥厂最低时限 石灰质原料5100105105 安徽理工大学毕业设计 37 表表 3-13-1 （续）（续） 硅铝质原料101503101510 铁质原料2030203030 煤5102030254010 生料23232 熟料7147145 石膏132035203530 混合材102502523010 水泥7147147 计算中须用到的物料堆积密度和休止角见表 3-2， 表表 3-23-2 须用物料的密度和休止角须用物料的密度和休止角 物料名称 密度 (t/m3) 休止角物料名称密度(t/m3)休止角 生产用含水 3%的砂岩 1.53740 铁矿石（粉） 1.535 煤 0.937 300mm 以下的二水石膏 1.340 粉煤灰0.650. 7 37 350mm 以下块石灰石 1.539 粉磨后生料粉 1.2535 回转窑熟料 1.4533 粉磨后硅酸盐水泥 1.133 存放库内硅酸盐水泥 1.4530 3 3. .1 1 堆场和堆棚 3 3. .1 1. .1 1 石灰石均化库 1）确定物料的储存期 t=6 天 2）储存量 ttgq d 3858066340 3）库的选型 参考湖南 11 海螺水泥有限公司，预用 90 的石灰石均化库，储存能力为 47000（t） 。 4）库的数量 安徽理工大学毕业设计 38 82. 0 47000 38580 q q n 故选用一座。 5）实际储存期 天3 . 7 38580 47000 6 q q td 3 3. .1 1. .2 2 砂岩堆场 1）预定储存期 t=10 天 2）储存量 ttgq d 624510 5 . 624 3）选用长方形堆场 占地面积 取 h=6m， 因此取 b=16m，mhb oo 4 . 1538cot6238cot2 m hbh hbhq l o oo 7 . 88 )38cot616(65 . 1 )38cot6 3 4 16(38cot65 . 16245 )cot( )cot 3 4 cot( 2 2 取 l=90 m，则占地面积 a=9016=1440（m2） 4）实际储量 t hbhhblhq 1 . 6341 1 . 3982 .739 )28. 16 3 4 16(28. 165 . 1)28 . 1 616(905 . 16