日产2500吨水泥熟料干法水泥厂设计

新型干法水泥熟料 生产线工艺流程设计课程设计任务书安徽建筑大学材料与化学工程学院二O一三年十二月一、课程设计的目的和要求课程设计的目的在于培养学生运用所学理论知识的能力，使学生更加系统而又熟练地掌握水泥厂工艺流程，同时锻炼和提高学生制图、查阅文献资料、编写说明书等技能，使学生具有一定的发现问题、分析问题、解决一般问题以及具有完成水泥厂工艺流程设计的能力，为下学期毕业设计及今后的工作打下基础。要求学生掌握水泥厂配料计算、物料平衡计算及水泥厂工艺流程设计的原理、步骤和方法；通过设计图纸和说明书能对所设计的内容进行阐述与论证。通过设计，树立尊重科学和勇于实践的科学态度，鼓励采用新技术、新工艺、发扬创新精神，同时又应遵循工艺设计规范，实事求是，严谨塌实，使设计体现技术先进可靠、经济合理的原则。设计说明书和图纸应做到设计准确、制图正确、字体端正、图面整洁，并能独立完成设计任务。二、设计任务日产2500吨新型干法水泥熟料生产线工艺流程设计1.设计范围从原燃料进厂、石灰石破碎起至熟料散装出厂为止的熟料生产线工艺流程设计。2. 基本条件和数据基本条件1：1）采用窑外分解窑生产熟料；2）物料参数见表1-11-3；3）要求熟料三个率值：KH=0.890.01、SM=2.600.10、IM=1.600.10；4）单位熟料热耗：3178kJ/kg；5）生产损失：生料按1%计算，其它按3%计算。表11 原燃料化学成分（%）名称烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其它石灰石41.823.080.670.4652.540.680.75100.00粘土5.0469.9814.055.920.470.973.57100.00铁 粉4.1516.064.1859.748.482.434.96100.00煤灰52.4729.675.046.341.844.64100.00表12 进厂原燃料水分及粒度物料名称石灰石粘土铁粉原煤水分（%）11538粒度（mm）6004010100表13 煤的工业分析挥发分固定碳灰 分热 值25.92%45.92%26.28%22920kJ/kg三、要求完成的主要任务1、设计计算说明书应包括以下内容：设计的目的和意义；干法水泥生产技术综述、场址选择(可结合有关信息做一定假设)、配料计算、物料平衡计算（编制物料平衡表）、设计方案的选择、主机设备的选型计算（有关性能指标一览表）、。总平面布置图和全厂工艺流程图的说明、设计评述、参考资料。2、画出有全厂的总平面布置图和工艺流程图（A0图纸1张，A1图纸12张）。四、课程设计进度安排序号 阶段内容 所需时间 1设计基础训练 2天2设计计算 3天3设计图纸绘制 6天4编制说明书、答辩 3天 合 计 2周 五、课程设计评分标准 评 定 项 目 评分成绩 1设计目的明确，选址合理、（10分） 2设计方案正确，具有可行性、创新性(15分)3设计过程及结果 （30分） 4态度认真、学习刻苦、遵守纪律（10分） 5设计报告的规范化、参考文献充分（不少于5篇）（10分） 6答辩（25分） 总分 100六、参考资料1水泥工艺学，沈威编，武汉工业大学出版社，1991年2新型干法水泥技术，刘志江主编，中国建材工业出版社，2005年3水泥厂工艺设计概论，金容容主编，武汉理工大学出版社，2000年4水泥厂工艺设计手册，严生主编，中国建材工业出版社，2007年5水泥生产工艺计算手册，王君伟主编，中国建材工业出版社，2001年6粉磨工艺与设备，王仲春主编，化学工业出版社，2005年1. 设计任务日产2500吨熟料水泥厂设计2. 确定率值烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其他比例石灰石41.823.080.670.4652.540.680.75100.00 83.02 粘土5.0469.9814.055.920.470.973.57100.00 15.63 铁粉4.1516.064.1859.748.482.434.96100.00 1.35 生料35.564 13.711 2.809 2.111 43.809 0.749 0.000 0.00 灼烧生料21.279 4.359 3.276 67.988 1.162 0.000 0.00 96.36 煤成分0.000 52.470 29.670 5.040 6.340 1.840 4.640 100.00 3.64 熟料22.415 5.281 3.340 65.742 1.187 0.169 熟料热耗（KJ/Kg）3178煤热值（KJ/Kg）22920煤灰分%26.28 熟料率值目标计算熟料KH0.890.89熟料SM2.62.6熟料IM1.61.58 综上所述，最终率值的确定如下：KH=0.89，SM=2.60，IM=1.58。3.计算煤灰掺入量煤的工业分析挥发分固定碳灰 分热 值25.92%45.92%26.28%22920kJ/kg4. 烧成车间生产能力和工厂生产能力的计算 4.1.窑的选型及标定制造商窑规格（mm）窑产量（t/d）宇部兴产4752600 资料来源（新型干法水泥厂设备选用使用手册） 4.2.窑的年利用率 =300/365=0.82 4.3. 确定窑的台数： n= =0.96，故窑的台数取1台。烧成系统的生产能力熟料小时产量：Qh=nQh.l t/h=1108.33=108.33t/h熟料日产量：Qd=24Qh t/d=24108.33=2600t/d熟料年产量：Qw=300Qh t/y=3002600=780000t/y工厂的生产能力水泥时产量：Gh=Qh(100-p)/(100-d-e) =108.33(100-3)/100=105.08t/h水泥日产量：Gd=24Gh t/d=24105.08=2521.92t/d水泥年产量：Qy=300Gh t/y=3002521.92=756576.72t/y4.4.原、燃材料消耗定额的确定理论料耗式中 G-煤粉掺入量 % L-生料烧失量 % -生料的生产损失干基实际消耗定额实际料耗定额=（实际料耗K百分比）/(1-生产损失) 干基石灰石（1.510583.02%）/(1-3%)=1.2928kg/kg熟料干基粘土 （1.510515.63%）/(1-3%)=0.2434kg/kg熟料干基铁粉 （1.51051.35%）/(1-3%)=0.0210kg/kg熟料 湿基实际消耗定额湿基石灰石= 干基石灰石/(1-石灰石含水率)=1.2928/(1-1%)= 1.3059kg湿基石灰石/kg熟料湿基粘土= 干基粘土/(1-粘土含水率)=0.2423/(1-15%)= 0.2851kg湿基粘土/kg熟料湿基铁粉= 干基铁粉/(1-铁粉含水率)=0.0210/(1-3%)= 0.0216kg湿基铁粉/kg熟料湿基煤粉= 干基煤粉/(1-煤粉含水率)=0.1430/(1-8%)= 0.1554kg湿基煤粉/kg熟料4.5.物料平衡表物料名称配合比%含水率%生产损失%消耗定额（t/t熟料） 总物料（t）干基湿基干基物料湿基物料时日年时日年石灰石83.02131.29281.3059134.45123232969600135.81363264.75979425粘土15.631530.24340.285125.3136608.518255029.6504712.75213825铁粉1.35330.02100.02162.18452.5157502.24645416200煤灰3.64830.14300.155414.875357.510725016.1304387.75116325生料1911.51051.8648157.0923776.251132875193.9414662.0371398611.111熟料108.332600780000水泥3105.082521.92756576.725. 主机设备选型表5-1水泥厂最大入磨物料的粒度物料种类石灰石粘土熟料石膏混合材煤最大粒度255030503030（资料来源：新型干法水泥技术与设备） （水泥厂工艺设计概论）5.1.石灰石破碎设备选型（1）确定破碎车间的工作制度 石灰石破碎车间采用2班制，每班工作7小时，6日/周，每年工作300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： 式中：每年工作日数，每日工作班数，每班主机运转小时数。（3）主机要求小时产量：t/h式中 -破碎机产量，t/h -原料/熟料的比率 -窑每周工作时间，h -破碎机每周工作时间，h f-原料含水率，%规格最大进料粒度（mm）生产能力（t/h）出料粒度（mm）PPC161670016024025（新型干法水泥厂设备选用使用手册） 主机产量标定：240t/h 选1台 式中：n主机台数； GH要求主机小时产量t/h； Gh,1主机标定台时产量t/h。6. 物料的粉磨系统6.1生料磨（1）确定粉磨车间的工作制度：22h/日，154h/周，工作43周（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：（3）主机要求小时产量： （t/h）（4） 设备的选型：型号产量（t/h）MPS3150立磨150（资料来源新型干法水泥生产技术与设备）（5）计算主机的数量 , 选1台。式中：n主机台数；GH要求主机小时产量t/h；Gh,1主机标定台时产量t/h。（6）核算主机的年利用率 6.2煤磨 （1）确定煤粉制备车间的工作制度：22h/日，154h/周，工作43周（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（3）主机要求小时产量： （t/h）（4） 设备的选型：规格生产能力（t/h）磨辊直径(mm)磨盘工作直径（mm）MP14102410191400 （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，标定该机的台时产量为24t/h。（6）计算主机的数量 ， 故选取1台。式中：主机台数， 要求主机小时产量（t/h）， 主机标定台时产量（t/h）。（7）核算主机的年利用率 式中：主机的实际年利用率， 预定的主机年利用率。7. 熟料烧成系统 表7-1 4.075回转窑配套设备规模t/d2500回转窑475预热器C1250504030C2255104100C3255104100C4255106470C5260606910 (资料来源新型干法水泥厂设备选型手册， )8. 冷却机选型（1）确定工作制度：采用一班制，每班工作8小时，每年工作321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： 式中：每年工作日数， 每日工作班数， 每班主机运转小时数。（3）主机要求小时产量： t/h日产量为选择合肥院HCFC型篦式冷却机型号H1067产量(t/h)额定2500最大2750段数2有效面积(）63面积产量39.7-45出料粒度（mm）25进料温度（）1371出料温度（）65+环境温度传动模式机械传动（新型干法水泥厂设备选型使用手册)（5）生产能力的标定：标定该机的台时产量为2500t/d ,则小时产量为:t/h（6）计算主机的数量 ,故先1台冷却机.（7）核算主机的年利用率 式中 主机的实际年利用率 预定的主机年利用率主机平衡表主机名称主机型号规格主机产量（t/h）主机台数要求产量（t/h）主机生产能力（t/h）主机工作制度，实际年利用率石灰石破碎机PPC1616 24012212400.48生料磨MPS3150立磨1501105.081500.58煤磨MP141024117.625240.59冷却机H1067104.171101.18104.170.906回转窑475108.331165.74108.330.829.物料的储存和均化表9-1 水泥厂各种物料的最低储存期（d）物料名称大、中型水泥厂小型水泥厂物料名称大、中型水泥厂小型水泥厂石灰石515石膏3020粘土107生料粉(浆)24燃料1010熟料57混合材料1010水泥77铁粉1020（资料来源：新型干法水泥技术与设备）表9-2 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15%的粘土2.025铁矿石（粉）1.535煤0.927300mm以下的二水石膏1.440粉磨后生料粉1.035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（资料来源：水泥厂工艺设计概论）9.1石灰石堆场 1）物料储存期的确定：各种物料储存期的确定，需要考虑到许多因素。但因为石灰石是自备矿山，所以适当选择储存期数为5天2）储存量 Q=日需要量储存期=3264.755=16323.75(t)3）参考淮北相山水泥厂选用80的堆场，其石灰石预均化堆场储存期为20000t4）库的数量：， 选1堆 5)实际储存天数=200001/3264.75=6.13d9.2 粘土堆场日消耗粘土量：G1=712.75t/d.预设粘土的储存期：10d，粘土的储存量：Q=712.7510=7125.5tL=根据厂区面积，总平面图布置，选B=30m，H=7m，则料堆的底边长度：L= = =44m取L=45m，则 = =7344.34t粘土露天堆场的实际储存期=堆场规格：9.3 原煤堆场1）储存量 Q=日需要量储存期=387.755=1938.75(t)2）占地面积 取L=50m，则占地面积 A=5020=1000(m2)3）实际储量4）实际储期 9.4 铁粉堆棚1）储存量 Q=日需要量储存期=548=432(t)2）占地面积 取L=14m，则占地面积 A=1415=210（m2）3）实际储量4）实际储期 储库一览表储库名称规格数量库容量预设储存期（d）实际储存期（d）单个（t）总共（t）石灰石预均化堆场80的堆场1200002