普通硅酸盐水泥的熟料烧成车间设计

1、1前言1.1选题背景水泥是国民经济的基础原材料，水泥工业与经济建设密切相关，在未来相当长的时期内，水泥仍将是人类社会的主要建筑材料。水泥厂设计工作的水平和质量，不仅关系到工厂建设过程中的各项任务能否顺利完成，而且对工厂键成后能够正常生产，以及能否获得较好的投资效果，均有重大的影响。工厂设计除必须认真贯彻国家的经济和工业政策外，还应结合实际情况深入细致的开展工作，力求做到技术先进、经济合理、安全实用，为水泥工业的发展创造有利条件 1。改革开放以来，我国水泥工业得到较快的发展，整体素质明显提高，以预分解窑为中心的新型干法生产工艺取得了较大的进展，日产2000t预分解窑成套设备已基本国产化；产品质量

2、大幅度提高，热耗指标明显下降2。产量已多年居世界第一位。党的十六大提出了全面建设小康社会的宏伟目标，随着我国工业化和城镇化进程的加快，水泥消费将继续保持较高的水平，水泥工业也将进入新的发展时期。当前我国水泥工业还存在新型干法窑发展速度太快，落后生产能力退出太慢的问题，所以.政府要采取措施，促进落后生产能力尽快退出市场。大企业要担负起调控市场重任3。熟料烧成系统是水泥生产过程的重要环节。它包括窑、预热器、蓖冷机 喂料系统以及其他的相关设备等。因此，所有系统工艺装备的选型和优化配置应密切结合对原料的正确分析和评价。在原料处理和应用方面的丰富经验是设计成功的原料制备方案，从而生产高质量的水泥的必要前

3、提。在原料制备方案中的每个环节，都可能对投资成本产生巨大的影响4。因此节能是熟料烧成系统最突出的问题之一，在进行烧成系统的选择时，对节能问题应予充分的重视5。1.2国内外的研究发展状况进入新世纪以来、水泥企业出现了集团化、大型化趋势。大型水泥集团产量占总量1/3,2006年1-7月份大型水泥集团水泥熟料产量14959万t,占个国总量的32.26%;预分解窑熟料产量13334万t,占个国总量的62.84%;水泥产量16584万t,占全国总量的25.65%。大型水泥集团控制了全国水泥熟料产量的1/3，新型干法熟料产量近2 /3，对改变水泥工业的工艺结构和企业结构起着举足轻重的作用6。一百多年来，对

4、回转窑的改进主要从两个方向进行的，一方面是局限于窑本体的改进。例如，对窑直径某部分的扩大、窑长度的变化，或者窑内装设附加换热装置等，以达到改进某些部分换热条件，改变气流速度或延长滞留时问的目的；另一方面,则是将某些熟料形成化学过程移到窑外，以改善换热和化学反应条件。从对回转窑技术改进方面分析，后一方面的改进，才具有真正对回转窑挑战的意义。从1928年立波尔窑的诞生，1932年旋风预热器专利的获取，1950年旋风预热窑的出现，1971年预分解窑的诞生，以及80年代长径比为10的两支点短回转窑用于生产等，这些对回转窑功能削弱的技术革新过程至今仍在进行。这样，就使凡是能采用比回转窑更加优越的设备进行

5、的水泥熟料锻烧过程，都转移到窑外进行，以尽量克服其固有的缺点和不足。但是，到目前为止:熟料锻烧的最后烧结过程，仍采用回转窑来完成，还没有研制开发出可用于现代化大型生产的更好装备。特别是回转窑所具有的降解利用各种废弃物的优良环保功能被挖掘利用后、更赋子其新的发展活力7。新型干法水泥生产技术的应用，使水泥生产在大型化方而有了新的突破，更重要的是它指标的先进性和技术上的实用性。但新型水泥窑外分解技术木身的先进性却与过程的复杂性并存，因此，掌握窑外分解锻烧系统的合理操作十分重要。在窑外分解窑上影响热工制度的可变因素较多。除风、煤、料和窑速外，全系统的阻力变化，入分解炉的三次进风、风量的变化，窑尾缩口闸

6、板的开度，预热器及下料管的结皮和堵塞，冷却机内料层厚度及冷却风量的调整等，都将会影响预分解窑的正确操作。对上述因素如果分析判断不准，操作调整不正确，或不及时，全系统的热工制度很快就会被破坏，影响窑的正常运行8。在水泥熟料的生产过程中，粉磨发生在水泥的制作开始和结束的过程中. 大约1.5吨原料可以制作成1吨的成品水泥。电能消耗在水泥生产过程中110kwh/tonne，约30%是用做原料制备及约40%是用做最终生产水泥熟料粉磨. 生产成本和对环境的关住,强调需要使用更少的能源,因此需要开发更多高效粉磨机种类。对于20世纪的大部分时间，干磨回路生产成品水泥熟料分为两个部分-磨煤机和空气分离机。它是一

7、条并不鲜见水泥生产线。水泥粉磨技术的改进是缓慢的，这种改进只局限于发达国家9-11。水泥熟料的冷却是一个非常重要的过程、蓖式冷却机属穿流骤冷式气固换热装备，冷却空气以垂直方向穿过熟料料层，使熟料得以冷却。自20世纪30年代美国富勒公司研制成功第一台用于水泥熟料冷却的推动蓖式冷却机以来，蓖式冷却机在世界水泥下业中得到了广泛的应用，并随着水泥工业不断的技术进步而日益更新，不断完善 。水泥熟料蓖式冷却机自诞生以来，经过水泥工作者的不懈努力，其技术水平得到了不断提高、特别是近10多年来，水泥熟料的冷却成为水泥熟料烧成系统技术创新活动中最活跃的领域、20世纪90年代初期出现的第三代蓖式冷却机，以高阻力蓖

8、板和允气梁结构为特征，通过分区域高速射流供风和厚料层作业提高了冷却机热回收效率和入窑、入炉风温、新世纪之交，由史密斯(f.l.smidth)和富勒(fuller)公司共同开发出的、被称为第四代蓖式冷却机的推杆棒式蓖冷机，把传统蓖式冷却机中往复移动蓖床承担的推动物料运动和供风的双重功能分解为由一组具有气流自适应调节功能的充气蓖板排列组成的静止蓖床实现供风，而让设置于其上的一组往复移动推杆推动熟料层前进、这种新的技术组合方式改善了冷却空气分布的均匀性和料层分布的均匀性，进一步提高了冷却机热回收率和操作可靠性，有效地降低了设备制造成本12。旋风预热器是新型干法水泥生产过程的主要设备之一，承担着物料加

9、热、气固分离、物料输送及部分物理、化学反应等多项功能。分离效率和阻力损失是设计和评价旋风预热器最主要的两项性能指标13。所以在选择预热器在保持一定收尘效率和压力损失的条件下，旋风筒体积和高度相对较小，有利于减少投资和便于布置的优点。新型干法窑采用悬浮技术，窑本身具有良好的均化作用。因此，借鉴湿法精确配料的经验，可考虑省去均化库。以旋风预热器为主组合的旋风预热器窑。旋风溽热器由一级旋风预热器发展到五级旋风预热器，整整花了30多年80年代末，宝山水泥厂引进了五级旋风预热器技术及部分装备后，我国地方水泥厂掀起五级旋风预热器工艺生产线的建设热潮，至今不衰14。现代化的新型干法水泥生产线，是大型设备的连

10、续生产，生产规模大，质量好，产量高，对生产过程的自动控制的可靠性、工艺性状及工艺参数的稳定性，大型设备的安全性，均提出了更高的要求。于是根据自身需求，各种自动控制软件都运用在水泥干法生产的过程控制中15。当前，世界水泥工业中心的课题仍然能源、资源和环境保护等。我们一定要依靠技术进步来加速发展水泥工业，要在现有的技术基础上，因地制宜地采用先进技术，减少能耗，提高质量，降低成本，改善环境，增加产量，不断提高经济效益。今后要进一步优化工厂布局，加速发展采用预分解窑的骨干企业，合理配置以机械立窑为中心的小型生产线，大力推进水泥工业的现代化 16。1.3本研究课题的价值和意义目前水泥熟料烧成工艺装备开发

11、中所面临的急待解决的基础理论研究课题有：(1)工艺装备大型化，降低投资费用，如大型生产线的预热器向单系列发展。(2)回转窑由三支点改为双支点。(3)启动液压摩擦传动及无运动蓖板蓖冷机的研发工作。(4)我们需要花大力气研究开发设备的材料和制造加工问题。现实告诉我们，大型生产线国产化的难点还在于一些大型机械设备的制造加工和材料加工上，这是一个瓶颈，不容忽视。(5)加快利用新型干法窑处置城市混合型废弃物技术及装备的研究和开发。(6)加速超细粉磨装备技术的开发，最大程度地利用高炉炉渣、粉煤灰等工业废渣用作水泥混合材。(7)加快纯低温余热发电系统设备的开发与推17。我国新型干法水泥生产技术通过30年的努

12、力，技术完全成熟，产量位居世界首位，但是国内占主导的是立窑生产，仍然面临结构调整的重大仟务。近年来，为实现与新型干法技术接轨，大量的立窑生产企业兴建新型干法生产线，均取得较好的效果，应在此基础上，总结经验，提高技术水平，加速发展进程18。所以，目前在做水泥熟料生产线烧成车间设计仍然有很大的价值和意义。2本课题要研究或者解决的问题和拟采用的研究手段2.1解决的问题结合国内外的新型水泥窑系统的发展并结合国内现状，确定合适的窑、预热器和分解炉。并根据选定的烧成系统，进行热工计算，确定热工制度，编写设计说明书。最后进行工艺设计，绘制布置图。2.2拟采用的研究手段生产采用新型干法窑水泥预热分解系统。预热

13、器采用五级洪堡型旋风预热器（21111型），它具有结构简单，在保持一定收尘效率和压力损失的条件下，旋风筒体积和高度相对较小，有利于减少投资和便于布置的优点。分解炉采用强化悬浮式分解炉，即rsp分解炉。篦式冷却机采用水平推动篦式冷却机。2 建厂条件2.1 原、燃料条件1) 石灰石 工厂自备矿山，储量丰富，粒度<300mm，水分2； 2) 粘土 工厂自备矿山，储量丰富，汽运入厂，水分15； 3) 铁粉 某钢厂供应，汽车运入厂，水分5；4) 石膏 石膏矿供应，成分稳定，汽运入厂，掺量5，水分5；5) 混合材 某钢厂供应，汽车运入厂，掺量15，水分15； 6) 烟煤 煤矿供应，火车运入厂，水分7

14、.0%；热耗：3500kj/kg熟料；表1.1 原、燃料化学成分物料名称化学成分losssio2al2o3fe2o3caomgor2oso2cl -合计石灰石42.591.730.580.4551.492.250.240.0199.09粘土4.9366.3115.596.061.091.383.2098.40铁粉3.0014.004.0070.004.003.2098.20煤粉57.5221.269.265.900.911.840.0197.20石膏17.860.100.310.0732.251.7841.3293.68表1.2 燃料组成工业分析组成wadaadvadcadqaddw(kj/k

15、g熟料)%3.4816.6920.4453.4127082.22表1.3 燃料组成元素分析组成cadhadnadoadsadwadaad%63.495.951.488.010.923.4816.67100.002.2 交通 临近铁路线，厂内有专用铁路，公路运输方便。2.3 建厂地点及自然条件 （1）建厂地点：山西地区，主导风向：东北风，平均风速1.5 m/s。 （2）厂内地形：较平坦，地耐力：17.0 t/m2 （3）气温：最高39，最低-15，月平均20。 （4）降雨量：年总降水量800 mm，最大日降水量100 mm。3 生产方式的确定本次设计的指导思想是，尽量采用新技术、新工艺，降低能耗

16、，提高产量，这也是国家水泥的发展方针。根据设计任务，建厂条件，本着上述方针，本次设计的窑型选择为预分解窑。预分解窑是最新的水泥煅烧工艺，其特点如下：31 窑外分解窑的优点： a. 同传统的其它类型的回转窑相比的优点：（1）单位窑容积产量高。（2）扩大了单机的生产能力。（3）延长窑的衬料寿命及运转周期。（4）利用旧窑的技术改造，也有利于新窑的技术改造。（5）占地面积小，设备费用低。（6）单机熟料热耗较低。（7）有利于低质燃料的应用。（8）对于含碱、氯、硫高的原燃料适应性强。（9）环境污染小，nox生成量较少。b. 预分解窑同立窑的比较：立窑有两个很大的缺点；一是台时产量低，一般台时产量只能达到1

17、0t左右。再就是立窑的燃烧不均匀，熟料质量不高。预分解窑则解决了这些缺点。32 预分解窑的缺点：1）厂内高大建筑物多，对地耐力要求高，一般25t/m2。2）预分解窑对燃料中碱、氯、硫含量也有一定的要求，含量高时易结皮。3）预分解窑对生产管理人员素质要求较高。总之，预分解窑是以后水泥工业发展的方向。随着时间的推移，水泥窑一定会越来越完善和发展。 4 配料计算41 煤的工业分析及元素分析表4.1 工业分析组成wadaadvadcadqaddw(kj/kg熟料)%3.4816.6920.4453.4127082.22表4.2 元素分析（1）组成cadhadnadoadsadwadaad%63.495

18、.951.488.010.923.4816.67100.00设war=7.0，则收到基=空气干燥基 （4.1）=0.964空气干燥基得收到基如下表：表4.3 元素分析（2）组成carharnaroarsarwaraar%61.205.741.437.720.897.016.07100.04收到基时燃料的低位发热值： =339+1036-109（）-25 （4.2） =33961.20+10365.74-109（7.72-0.89）-257.0 =25739.5342 设计要求对于窑外分解窑，一方面由于生料的预热好，分解率高。另一方面，为防止结皮。目前趋于低液相，一般窑外分解窑大多数厂家采用中石

19、灰饱和系数，高率值和高硅率的配料方案。本设计要求的生产规模及品种：日产2000吨熟料生产线和42.5普通硅酸盐水泥重点车间：熟料烧成车间配料要求：kh: 0.88±0.02 sm: 2.5±0.1 im: 1.5±0.143 配料计算1. 煤灰掺入量： = （4.3） =0.13616.07100%100%=2.19kg煤/100kg熟料2.（试凑法） 石灰石=80.26% 粘土=18.52% 铁粉=1.46%表4.4 配料方案名称配比losssio2al2o3fe2o3caomgo合计石灰石80.2634.161.380.4660.36841.321.7845.

20、31粘土18.520.9112.282.681.130.200.2416.53铁粉1.460.0440.210.0581.020.0580.0471.49生料100.035.1113.873.2042.5241.582.0663.32灼烧生料21.344.923.8863.973.1794.28灼烧生料97.820.874.813.4962.563.1095.11煤灰2.191.260.460.200.130.022.07熟料100.022.135.273.6962.693.1297.38kh=0.869 （4.4）sm=2.45 （4.5）im=1.43 （4.6）所得结果kh、sm、im与

21、要求相比很接近，因此可以按照配料进行生产。3. 考虑原料水分：湿石灰石=81.9湿粘土=21.79湿铁粉=1.544. 质量百分比：湿石灰石=77.8%湿粘土=20.71%湿铁粉=1.46%44 旁路放风：原、燃料中r2o、cl-、so3的等有害成分，在预分解窑中易于在窑尾产生循环富集，使预热系统发生结皮堵塞，影响正常生产，所以一般对预分解窑的原燃料有一定要求。如果有害成分含量过高，则需要在窑尾放风，这样就有一定的能量和物料损失。如果生料中r2o%1%、cl-0.015%、硫碱比0.51.0不用放风，否则需旁路放风。由配料方案得下表：表4.5 有害成分表名称配比烧矢量r2ocl-石灰石80.2

22、634.160.19440.0081粘土18.520.910.4760铁粉1.460.044生料100.0035.110.67040.0081灼烧生料0.91240.0122灼烧生料97.80.89290.0119煤灰2.190.03940.0002熟料100.000.93230.0121由上表知r2o1%、cl-0.015%，不用旁路放风。5 全厂物料平衡51 窑型及产量标定5.1.1 窑型本次设计要求年产60w吨熟料。目前m窑年产量在60w吨左右。下面用统计资料的数据对这一窑型进行复核计算。由水泥厂工艺设计概论图5.54、5.55、5.56查得：窑的单位容积产量mv=3.4窑的单位表面积产

23、量mf=130kg/m2h窑的单位截面积产量ma=8.4由公式5.1、5.2、5.3计算：=3.67m （5.1）=59m （5.2）=16.2m （5.3）取衬砖的厚度=0.18m考虑衬砖的厚度=4.03m取整得、=3.67m5.1.2 产量标定=82.9t/h （5.4） （5.5） （5.6） （5.7）按每年工作日数为300天计算，则g总=83.6×24×300=601920t/y根据我国现有同类窑的生产情况及本次设计设备情况标定产量83.6t/h、2006t/d、60万t/y5.1.3 热工参数的初步核算：对于预分解窑，一般燃烧带截面热负荷控制在5.4106kca

24、l/m2gh，燃烧带标况风速2bm/s，窑尾风速10m/s。当前一般情况下，每千克熟料窑头燃气量约为0.55bm3，每千克窑尾燃气量为0.60bm3。qa= （5.8）=2.7546106(kcal/m2gh)5.4106(kcal/m2gh)w= （5.9） = =1.2638bm/s2bm/swt= （5.10） =6.45m/s10m/s由以上热工参数的计算可知，其截面热负荷较低，窑头窑尾的风速也较低，对于4.0×60m窑年产60万吨熟料是合理的。但从目前我国年产60万吨窑的运转情况来看，结果不太理想。一是由于管道水平的限制。二是由于本套全部采用国产设备，其性能与国外同类型产品

25、相比较差。另外，如果提高截面热负荷，窑对耐热材料的要求也相应提高。52 全厂物料平衡全厂物料平衡计算以一条年产60万熟料生产线为基础，生产42.5普通硅酸盐水泥。其中，石膏掺入量为5%，矿渣（混合材）掺入量为15%、水泥50%包装、50%散装出厂。5.2.1 熟料产量计算烧成车间熟料生产能力: 5.2.2 水泥产量=100.3t/h （5.11）=2405.2t/dt/w=300×2405.2=721560t/yp生产损失（4%）、d石膏掺入量（5%）、e混合材掺量（15%）。5.2.3 原料消耗定额1. 考虑煤灰掺入时，干生料理论消耗量：s煤灰掺入量、i干生料烧矢量 （5.12）2

26、 . 考虑生产损失时，生料实际消耗量生产损失（4%）=1.66kg/kg熟料 （5.13）3. 各种干生料消耗定额 ： （5.14）k石灰石=1.6680.26%=1.33kg/kg熟料k粘土=1.6618.52%=0.31kg/kg熟料k铁粉=1.661.46%=0.024kg/kg熟料4. 含天然水分各种湿物料消耗定额 =1.36kg/kg熟料 0.36kg/kg熟料 0.025kg/kg熟料5.2.4 石膏消耗定额水泥石膏掺入量为5%，石膏生产损失pd为3% 。 （5.15） =0.06kg/kg熟料0.063kg/kg熟料5.2.5 混合材消耗定额 （5.16）=0.2kg/kg熟料k

27、g/kg熟料5.2.6各物料的年需求量：其中（w0为各物料水分含量）。 5.2.7烧成用煤的消耗定额干 煤 （5.17） （5.18） =27865.09kj/kg干煤=0.13kg/kg熟料湿 煤 =0.14kg/kg熟料pf煤的生产损失%，一般取3%；qdwg干煤低位热值。5.2.8粘土烘干用煤消耗量粘土烘干率8%干 煤 （5.19）q烘=6140kj/kg水 （烘干机经验值）kf2=0.007kg/kg熟料湿 煤 =0.008kg/kg熟料总煤消耗量：0.137kg/kg熟料=0.148kg/kg熟料表5.1 全厂物料平衡表物料名称天然水分%生产损失%消耗定额（kg/kg熟料）物料平衡量

28、（t）干料湿料干料湿料小时日周年小时日周年石灰石241. 331.36111266818676800394113272219054816728粘土15.030.310.36266224354186558307315117219480铁粉5.030.0240.025248336144432料22.010 1.661.751393338233661001395145350424528 1048711石膏5.030.060.0635120840361085.312788938008矿渣1530.20.2416.7400.8280612024020.04480.9633671

29、44288煤7.030.140.1511.4274.61921.88238012.36296.59207688977熟料483.6200614052601800水泥4100.32405.216836721560 53 主机选型及主机平衡主机平衡计算的目的是在物料平衡计算和车间工作制度的基础上，计算各车间主机要求生产能力（要求小时主机产量），据此选定各车间主机的型号、规格和台数，并汇总成主机平衡表。在实际设计中，主机平衡计算是与车间工艺流程、车间工艺布置密切相连的，故在进行主机平衡计算选定主机时必须考虑到车间工艺流程和工艺布置问题。主机选型主要是根据车间工艺制度，选取主机的工作小时数，并根据物料

30、周平衡量求该主机的小时产量。 （5.20）表5.2 水泥厂主机每周运转小时数主机名称每日运转时间（小时/日）每周运转时间（小时/周）生产周制（日/周）生产班制石灰石破碎机12726每日两班，每班六小时生料磨221547每日三班，每班八小时窑241687每日三班，每班八小时煤磨6366每日一班，每班六小时水泥磨221547每日三班，每班八小时粘土6366每日一班，每班六小时石膏6366每日一班，每班六小时回转烘干机221547每日三班，每班八小时包装机7426每日一班，每班七小时5.3.1 破碎机1. 石灰石破碎机石灰石破碎主机台时产量t/h选用两台2pf-1250×1250石灰石破碎

31、机。表5.3 石灰石破碎机型号进料长×宽mm最大入料粒度mm出料粒度mm生产能力t/h配套电机型号功率kw2pf-1250×12501480×1320850<25100140js126-61552. 煤破碎煤破碎主机台时产量表5.4 煤破碎机型号入料粒度mm出料粒度mm生产能力t/h配套电机型号配套电机功率kwpcb108200153565jri117-61153. 石膏破碎工作制度：每周6天，每天1班，每班6小时。 采用pyz圆锥式破碎机。表5.5 石膏破碎机型号最大料粒度mm出料粒度mm产量t/h配套电机电机功率kwpyz900605202065y315

32、s-8554. 粘土破碎机工作制度：每周6天，每天1班，每班6小时。 采用双齿辊式破碎机。表5.6 粘土破碎机型号入料粒度mm出料粒度mm产量t/h配套电机电机功率kw双齿辊式pyb12001452050110200js126-81105.3.2 生料磨工作制度：每周7天，每天3班，每班8小时，每天检修2小时。t/h 采用两台3.5×10m中卸烘干磨机。表5.7 生料磨型号入料粒度mm出磨粒度mm入磨水分出磨水分生产能力t/h电机功率kw3.5×10m中卸烘干机<250.0850.57512505.3.3 水泥磨工作制度：每周7天，每天3班，每班8小时，每天检修2小时

33、。=109.4t/h 采用表5.8 水泥磨型号粉磨系统转速（转/分）装球量（t）有效容积m3产品细度4900孔/cm2标定产量t/h3.5×11闭路17.715293.85865705.3.4 煤磨工作制度：每周7天，每天3班，每班8小时，每天扣除2小时检修时间。t/h （采用2.2×4.7钢球煤磨）表5.9 煤磨型号入磨粒度mm出磨粒度4900孔/cm2入磨水分出磨水分入磨气体温度出磨气体温度生产能力t/h磨机转速（转/分）2.2×4.7<251012%<12<1.535060801619.215.3.5 矿渣烘干机工作制度：每周7天，每天3班

34、，每班8小时，每天检修2小时。=21.86t/h选用两台2.4×18（顺流）回转烘干机表5.10 矿渣烘干机型号初水分（%）终水分（%）干料产量t/h2.4×18（顺流）15.01.017.3本设计矿渣初水分15%、终水分1%；标定产量：由经验公式（5.21）、（5.22）有：1. 按烘干物料表示的烘干机的产量： （5.21）=17.3t/h2. 用湿物料表示的烘干机的产量： （5.22）=17.3=20.15t/ha回转烘干机的单位容积蒸发强度，（kg水/m3h）;由水泥厂工艺设计概论表5-4至表5-6得：a=35kg水/m3.h。 5.3.6 粘土烘干机工作制度：每周7

35、天，每天3班，每班8小时，每天检修2小时。=30.1t/h选用3台2.4×18（顺流）回转烘干机本设计初水分15%、终水分3%标定产量：由经验公式（5.23）、（5.24）有：表5.11 粘土烘干机型号初水分（%）终水分（%）产量t/h2.4×18（顺流）15.03.013 （5.23）=15t/h （5.24）5.3.7 包装机由于散装优点较多，可以节约造纸用木材，更能减少污染等。所以本次设计散装所占的比例较大，约50%。工作制度：每周6天，每天1班，每班7小时。=400.8t/h （选用十四嘴回转式包装机）表5.12 包装机型号包装准确性外形尺寸mm设备重kg电动机型号

36、产量t/h十四嘴回转式1%5.2×3.6×6.012100jzs51型96表5.13 主机要求生产能力平衡表主机名称周平衡量（/周）主机每周运转时间（小时/周）要求主机小时产量（t/h）石灰石破碎机18376.6872125.7煤破2076.143657.67石膏破碎机1402.83638.97粘土破碎机4629.2436132.49生料磨23286.215475.6窑1402816883.5水泥磨16833.615463.35煤磨1921.83615412.48矿渣烘干机6312.615413.66粘土烘干机4769.5215410.32包装机9752.812677.4表

37、5.14 主机平衡表主机名称主机型号规格台时产量主机台数要求主机时产量主机生产能力工作制度实际周运转小时年利用率石灰石破碎机2pf1250×12501001402125.71302班/天6小时/班6天/周65.030.96煤破pcb1083565157.67601班/天6小时/班6天/周6.26.8石膏破碎机tpc141280140138.97801班/天6小时/班6天/周6.33.1粘土破碎机pyb12001102001132.51401班/天6小时/班6天/周17.18.16生料磨3.5×10752150753班/天8小时/班7天/周110.932.8窑4.0×

38、;6084183.5843班/天8小时/班7天/周16880.0水泥磨3.5×11702126.7653班/天8小时/班7天/周151.972.3煤磨2.2×4.716112.48133班/天8小时/班7天/周86.3141.1矿渣烘干机2.4×1815.2313.6615.23班/天8小时/班7天/周149.258.42粘土烘干机2.4×1812.5310.3212.53班/天8小时/班7天/周137.165.28包装机十四嘴回转式96377.4963班/天7小时/班6天/周37.270.8注：生料磨、水泥磨每天检修两小时。54 储库计算储藏设施的选择

39、主要取决于工厂的规模、工厂的机械化自动化水平、投资的大小、物质的性质以及对环境的要求等。为提高生料入窑的合格率，在石灰石粘土等破碎后，化堆场进行均化处理。其计算公式为：v=h(b.hctg)+hctgl （5.25）有效容积v、长l、高h、宽b表5.15 物料容重及休止角物料名称石灰石粘土铁粉煤矿渣石膏容重(t/h)1.451.71.50.90.61.4休止角45o25o35o45o40o27o5.4.1 石灰石（湿）c取5、取h=4m、q石灰石日用量:2585.16t/d、k=1.2、d=5天（储量）=104.83m （5.26）取l=105m,b=l/c=105/5=21m石灰石预均化堆场

40、2105×21×4m，两堆储存期10天。5.4.2 粘土（湿）q=681.36t/d、d=5天、c=5.0、取h=4m,根据公式（5.24）：取l=80m,b=l/c=80/5=16m粘土预均化堆场280×16×4m，两堆储存期10天。5.4.3 原煤堆棚储期10天，储量v=10×296.59=2965.9吨，取h=4m、b=15m=78.9m (5.27)取l=80m,原煤堆场15×80×4m5.4.4 铁粉（堆棚）储期20天,储量v=20×40.10=802吨,取h=3m、b=8m，根据公式（5.27）：取l=

41、55m，则铁粉堆棚：8×55×3m5.4.5 矿渣（堆场）储期10天,储量v=10×480.96=4809.6吨,取h=4m、b=20m，根据公式（5.27）：=132.6m取l=140，则矿渣堆场：20×140×4m5.4.6 石膏堆场储期10天,储量v=10×200.4=2004吨,取h=3m、b=8m，根据公式（5.27）：=98.42m取l=100m，则石膏堆场：8×100×3m55 全厂工艺布置图及工艺流程图5.5.1 工艺布置图 见厂区布置图。5.5.2 工艺流程图 见附录a-d。6 烧成车间61 生产

42、工艺流程 见附录a。62 回转窑参数计算6.2.1 转速和斜度由于入窑物料已大部分分解，预热良好，且烧成带长度大大增加，这给加快窑速创造了条件。一般带分解炉的回转窑的斜度取3.54.0%，窑的转速较高。参考国内外经验，本设计取窑的转速为0.6963.5rad/min，斜度3.5%。6.2.2 窑内物料运动速度s斜度、di有效内径、n转速、物料休止角 （6.1）6.2.3 窑内物料负荷率g台时产量83.6t/h、容重1.25t/m3 （6.2）k功率系数，窑外分解窑0.0450.048，取0.047 （6.3）k、储备系数，窑外分解窑1.151.35，取1.25，取电机功率320kw。63 烧成

43、系统选型窑外分解窑的窑尾系统包括预热器和分解炉；窑头系统主要是篦冷机。6.3.1 预热器预热器采用洪堡型旋风预热器。它具有结构简单，在保持一定收尘效率和压力损失的条件下，旋风筒体积和高度相对较小，有利于减少投资和便于布置的优点。预热器级数的确定：采用五级预热器，废气温度较适宜烘干生料和煤粉；采用四级，则废气温度偏高，热耗增加；若采用六级，而废气温度便低，不利于烘干物料。五级预热其单位产品的成本最低。同时预热器的级数越多，阻力越大。所以本设计选取n=5级。6.3.2 分解炉分解炉采用强化悬浮式分解炉，即rsp分解炉。该炉型是由日本小野田水泥公司（onoda）首先开发运用到水泥生料的预分解系统，其

44、特点是结构相对比较复杂，由三部分构成：旋流燃烧室（sb），旋流分解室（sc），和混合室（mc）。燃料在预燃室sb预先点燃，冷却机来热风及生料在分解室sc预先混合及燃烧，然后再与窑气混合，在混合室（mc）或上升管道内继续分解，再进入第五级旋风筒。其相对于其它炉型有以下优点：（1）烧成能力强，旋窑产量高；（2）设有sb炉，燃烧稳定，窑尾烟道很短可以减少结皮；（3）可以分步供料，以强化燃烧，有利于劣质煤和无烟煤的燃烧；（4）热损失少；（5）旋窑的热负荷小；（6）分解炉的热负荷相当高，其配备旋窑规格可以缩小，从而简化总体布置；（7）传热效率高；（8）能有效降低大气污染，对燃料燃烧所产生的so3吸收程度

45、高。燃烧温度低，燃烧产生的nox也少，减少了公害。6.3.3 篦冷机篦式冷却机是一种骤冷式熟料冷却机。本设计采用水平推动篦式冷却机。其内部装设水平篦板，它由固定篦板和活动篦板相间排列组成。（1） 推动式冷却机单位面积产量大，一般可达到0.901.10t/m²h之间，最高达1.2t/m²h。（2） 推动式冷却机的入窑二次空气温度较高，最高可达到750左右，因此，它的热利用率也较高，达到65%左右。而振动式冷却机的热利用率仅60%左右。（3） 推动式冷却机对熟料的骤冷特别好，由于通风量特别大，通风耗电相应增大，二次风温却不高。（4） 回转篦式冷却机工艺性能与推动式相近，也已经有

46、了30年的使用经验。从以上对比来看，热的利用率、冷却效果等方面，推动式冷却机优于其它型式冷却机64 烧成系统物料平衡物料平衡是根据国内设备的制造水平和操作水平，对窑系统的物料量和用风量进行计算，用作选择辅机及计算燃煤量的依据。基准：1kg熟料范围：冷却机+回转窑+分解炉、预热器6.4.1 预设参数1. 热耗qv=3500kj/kg熟料2. 窑头燃料与分解炉燃料的比：ky：kf=4：63. 预热器出口飞灰量mfh=0.10、电收尘率99.6%4. 系统漏风：分解炉及窑尾漏风系数0.05，窑头0.05，预热器0.2，三次管0.055. 入窑一次空气：二次空气：漏风=15：8：56. 预热器出口飞灰烧失量35.50%7. 气压提升泵带入空气量占理论空气量的比例ks=0.058. 系统表面热损失550kj/kg熟料9. 各部位的温度压力表6.1 温度压力表部 位温 度 压 力 mmh2o窑头13500.00窑尾1000-10.1.05上升烟道980-16.01.05分解炉出口880-53.01.15v级出口850-75.01.19iv级出口710-140.01.23iii级出口550-230.01.27ii级出口360-335.01.31i级出口320-415.01.401#风机入口310-435.0增湿塔300-50.0电收尘器140-8