毕业设计---日产5000吨水泥熟料水泥厂生料粉磨系统工艺设计

1、日产5000吨水泥熟料水泥厂生料粉磨系统工艺设计摘要本次设计的题目是设计一条日产5000t/d水泥熟料生产线。设计过程经过全厂布局、窑的的选型、物料平衡计算、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。本次设计的重点是生料粉磨系统，重点车间生料粉磨环节采用立磨，目前该系统运用技术已成为主流。本设计的工艺设备以节能高效为原则，都能有效地降低系统热耗。关键字：水泥，生料粉磨，设计，节能，降耗39AbstractThe title of this graduating design is to construct a cement plant with 5000 tons pe

2、r day production line.After the site selection process of design,the Selection kiln,the material balance calculations,the production workshop process design and host selection,storage and materials are of the workshop focused on the design steps.This design is the focus of the grinding raw system, d

3、esign of raw material grinding using vertical mill, at present the system using technology has become mainstream. This design technology and equipment to save energy efficient as the principle, all these techniques can effectively reduce the total thermal consumption. Key word:the cement,grinding ra

4、w,design,save energy,consumption目录摘要IAbstractII前 言1第一章 总论61.1 设计任务及其依据，论述所生产产品的意义和价值61.1.1 设计任务61.1.2 生产产品的种类及意义和价值61.2 窑的选型及标定111.2.1 窑的标定的意义111.2.2 窑的选型计算121.2.3 回转窑产量的标定12第二章 配料及物料平衡计算132.1基本条件13第三章 总平面布置和工艺流程163.1设计原则163.2 水泥总平面设计的步骤173.3 工艺设计的基本原则和程序203.3.1工艺设计的基本原则213.3.2 工艺设计的程序22 3.4工艺流程简介23

5、第四章 重点车间设计生料粉磨车间设计264.1 生料粉磨的意义264.2粉磨流程和粉磨设备的选择26第五章主机设备选型计算295.1石灰石破碎系统295.2生料磨系统315.3 收尘系统325.3.1 旋风收尘器325.3.2 电收尘器345.3.3 增湿塔355.4 输送设备375.4.1 带式输送机(由配料站入磨)375.4.2 螺旋输送机 （输送增湿塔窑灰）385.4.3 斗式提升机（磨侧小型斗式提升机）395.4.4 空气输送斜槽395.4.5 链式输送机（输送电收尘器物料）405.5 主机能力平衡表41结论42主要参考文献43前 言本设计的课题是：日产熟料5000吨普通水泥水泥厂生料

6、粉磨系统的设计.本设计目的在于通过本设计5000t/d熟料的水泥厂配料设计、物料平衡计算、设备选型计算和主机生产能力平衡计算、生料磨系统工艺设计说明书的编制、工艺流程图及生料磨系统工艺布置图设计，能使学生提高实际解决能力,具有进进行水泥厂主要车间初步设计计算及编写设计说明书等工作能力,为以后实际工作打下坚实的基础。设计要求学生经过搜集设计有关的部分期刊、书籍，加以整理，在系统的了解新型干法水泥的生产流程同时，对各相关环节选择最佳方案，统筹安排，尽量采用国内外先进工艺和设备，力求做到工艺流程顺畅，设备选型合理，指标先进可行，以期尽快达产达标，达到优质、环保、节约，实现安全长期运转的预期目标。随着

7、水泥技术日趋完善，生料磨工艺取得了重大进展，国内外其发展历程经历两大阶段，20世纪50年代至70年代，烘干兼粉碎钢球磨机发展阶段（包括：风扫磨及尾卸、中卸烘干提升循环磨）；第二阶段，20世纪70年代至今，辊式磨及辊式机粉磨工艺发展阶段。20世纪70年代以来，立式辊磨脱颖而出，技压群芳，几乎形成了一统天下的局面。立磨是在现在国际上得到飞速发展的粉磨设备，由于它采用了"料床粉碎"工艺，具有粉磨效率高、单机能力大、电耗低、运转率高、烘干能力大、较大粒度的原料可直接人磨、产品细度均齐且易于调节、化学成分容易控制、噪音低、磨耗小、扬尘点及排放点少粉尘易于处理、系统工艺流程简单、占地面

8、积小等一系列优点，成为水泥生料粉磨技术的发展趋势，也是水泥粉磨值得重视的新技术。到80年代，西欧水泥工业占，50%以上的新建水泥厂采用了立磨。日本、韩国、印度等国的水泥工业也在老厂改造和新建水泥厂申广泛采用立磨。世界上已有多家著名公司生产立磨，其中LM磨用户最多，其次是MPS磨。例如：德国LOESCHE公司研制了LM立式磨；、Krupp Polysius公司研制了RM立式磨。国内在五十年代起，一些小水泥厂开始使用小型立磨磨生料，也有用于湿法水泥厂磨煤粉。自七十年代末，国内在干法水泥厂开始发展窑外分解新型干法工艺时，才比较重视立磨粉磨生料的研究开发工作。八十年代初，天津水泥研究设计院开发出了TK

9、M系列立磨。其中TKM25型立磨用于河南新乡水泥厂1000t/d新型干法生产线上，产能为80t/h，系统电耗15.4KWh/t。合肥水泥工业设计研究院研究开发出了HRM系列立磨，产能限于1000t/d的生产线配用。与此同时，我国开始引进国外大型立磨用于新型干法水泥厂。据统计，国内讫今共引进用于日产2000吨以上生产线配套的大型立磨已超过47台。沈阳重型机器厂1985年从德国Pfeiffer公司引进了与日产2000吨以下规模生产线配套的MPS立磨制造技术，其产品在琉璃河水泥厂，万年水泥厂采用。又与海螺集团合作开发制造与2500t/d 、5000t/d生产线配套的MPS3424、MPS5000（M

10、LS4531）立磨。各型立磨在结构上的差异最突出的是在磨盘的结构和磨辊的形状及数目上。因此，功能效果上各有千秋。现将常用的几种立磨主要结构功能与特点分述如下:MPS 型立磨；ATOX型立磨；ATOX型立磨；RM型立磨; LM型立磨.1.MPS型立磨为西德普费佛（Pfeiffer）公司技术，也称非凡磨。（沈重基于普费佛公司技术开发制造的MLS型磨也属此类）。该磨采用鼓形磨辊和带圆弧凹槽形的碗形磨盘，粉磨效率较高，磨辊3个，相对于磨盘倾斜安装，相互120°排列。辊皮为拼装组合式。由三根液压张紧杆传递的拉紧力通过压力框架传到三个磨辊上，再传到磨辊与磨盘之间的料层中。该液压张紧杆不能将磨辊和

11、压力框架在启动磨机时同时抬起，故设有辅助传动装置。启动时先开辅传，间隔一定时间再开启主传动装置。2.ATOX型立磨,该磨为丹麦史密斯（F.L.Smidth）公司设计并制造。采用圆柱形磨辊和平面轨道磨盘，磨辊辊皮为拼装组合式，便于更换辊皮。磨辊一般为3个，相互成120°分布，相对磨盘垂直安装。三个磨辊由中心架上三个法兰与辊轴法兰相联为一体。再由三根液力拉伸杆分别通过与三个辊轴另一端部相联，将液压力向磨盘与料层传递，该液压张拉伸杆可将磨辊和中心架整体抬起。因此，不设辅传，启动时直接开动主传动系统,进料溜管底部为通热风的夹层结构，有防堵的作用。吐渣口采用密闭的电磁振动给料机出料，具有料封功

12、能。3.RM型立磨,该磨为西德伯力鸠斯（Polysius）公司技术并制造。大约于1965年开始生产以来，主要销售欧洲。RM磨经历了三代技术改造，目前的结构和功能与其它类型立磨有较多的区别。主要体现在是以两组拼装磨辊为特点，每组辊子由两个窄辊子拼装在一起，两组共4个磨辊，这两个辊子各自调节它们对应于磨盘的速度。有利于减少磨盘内外轨道对辊子构成的速度差，从而减轻摩擦带来的磨损，可延长辊皮的使用寿命，还削减了辊和盘间物料的滑移，每个磨辊也为轮胎形，磨盘上相对应的是两圈凹槽形轨道，磨盘断面为碗形结构，磨盘上两个凹槽轨道增加了物料被碾磨的次数和时间，有利于提高粉磨效率。每组磨辊有一个辊架，每个磨辊架两端

13、各挂一吊钩，各吊钩由一个液压拉杆相联，共4根。拉杆通过吊钩和辊架传递压力到磨辊与料床上，对物料碾压粉碎。碾压力连续可调，以适应操作要求。4.LM型立磨,该磨为西德莱歇（Loesche）公司技术并制造。国内引进使用的莱歇磨分两类：一类是由日本宇部（UBE）公司和西德莱歇公司通过技术合作而制造的宇部莱歇磨，即UBE公司制造的LM型系列；另一类是由美国福勒（Fuller）公司与西德莱歇公司订合同，获准生产的莱歇磨，即Fuller公司制造的LM型系列，其主要结构基本相同。大型莱歇磨为4辊式，（低于150t/h产量的型号为两个辊子）。是锥台型磨辊和平面轨道磨盘，无辊架。磨辊与磨盘间的压力由相应辊数的液压

14、拉伸装置提供。工作时，通过摇臂作为一个杠杆，把油缸对拉伸杆产生的拉力传递给磨辊，进行碾磨。最大的特点是，液压拉伸杆可通过控制抬起磨辊，使拖动电机所需的起动转矩减至最小值。因而可使用具有70%或80%起动转矩的普通电动机，无辅传。还设有液压式磨辊翻出装置以简化维修工作。检修时，只要与液压装置相连，即可使磨辊翻出机壳外，可使磨辊皮更换在一天内完成。液压控制杆在磨机外部，不需要空气密封，但是当磨辊在粉磨位置时，辊子的气封必须保持抵住磨内500mmH2O的负压，以防止过量含尘气体渗入轴承。综上所述,并结合部份破碎、生料磨系统主要设备选型计算结果,该设计初步提出初步两个选型方案,并进行对比：1) TRM

15、53.40立式磨：TRM型立式磨与LGM型立式磨TRM型立式磨和LGM型立式磨的结构与LM型立式磨相同，磨盘为平盘、磨辊为锥台型，磨辊能翻出机外检修，分离器也为动静态分离器。主要特点与德国LOESCHE 磨相同。TRM型立式磨是天津水泥工业设计研究院研制的立式磨，其特点是磨盘转速较快，因而与其他型式的立式磨相比，在规格相同条件下，产量较高，而在同样能力的条件下，规格较小，设备重量较轻，能适应于风扫式和部分物料外循环系统。2）MLS4531立式辊磨：该立磨是由沈阳重型机器厂与海螺集团合作开发制造与2500t/d 、5000t/d生产线配套的MPS3424、MPS5000（MLS4531）立磨.此

16、型号的磨机被原国家经贸委列为国家重点新产品，该机采用了国产新技术、新结构，增强了设备运行的可靠性；增加了磨辊测温装置，起到监测磨辊内轴承温度的变化、保护磨辊轴承的作用；分离器传动采用变频电机驱动，主动、静态分离器代替了动态分离器，提高了设备的选粉能力和选粉效率；进料口及喷口环处衬板采用了特殊耐磨材质，延长了磨机的使用寿命，提高了运转率。经鉴定委员会专家评审一致认为：MLS4531立式辊磨机结构设计合理、配置先进，粉磨效率高、烘干能力强、粉磨电耗低，允许入磨粒度大、流程简单、电气控制系统先进，自动化水平高，噪音低、环保节能效果好，设备运行可靠、维修费用低，满足了新型干法水泥生产大型化的要求，填补

17、了我国大型立式辊磨机的空白，其主要性能指标达到了当代国际同类产品先进水平，性能价格比优于国外产品，可以替代进口。再结合国内情况，海螺集团拥有国内最多的大型窑外分解生产线，因此，配用的大型立磨台数也是最多。目前共拥有各型生料立磨13台，用于磨煤粉的立磨12台以上；海螺集团也是拥有进口大型立磨类型最多的企业，分别有MPS型、ATOX型、RM型、LM型等，其中池州海螺一个基地就分别拥有MPS型一台、ATOX型一台、RM型两台，用于粉磨生料，还有磨煤立磨三台。其中MLS4531立磨是已投入使用的最大的国产立磨。综合考虑对比后，本设计选择生料磨MPS 型立磨，选型为MPS5000（MLS4531）立磨。

18、该型号辊磨的性能参数为：生产能力: 400t/h, 入磨粒度: <110mm, 出磨细度:0.08mm筛余 10% 12%, 入磨水分:12%, 出磨水分:0.5%，当入磨粒度100mm, 入磨水分6%, 出磨水分0.5%,磨盘转速：21.6r/min, 成品细度为80m筛筛余10% 12%时, 生产能力为400t/h, 年利用率68.64%。本次设计所要完成的任务包括一下几个方面：1配料设计和物料平衡计算并填写物料平衡表和物料贮存库明细表；2破碎、生料磨系统主要设备选型计算，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；3绘制全厂工艺流程图和生料磨系统工艺流程图（2张）

19、；4一套能反映主机设备安装位置和各设备连接关系的工艺布置图样56张；5手工图5张，计算机绘图23张。6编制设计计算说明书。按规定要求翻译与本专业有关论文。7与本专业有关科技文献一篇（英译汉）。第一章 总论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 设计任务：日产5000吨水泥熟料水泥厂生料粉磨系统工艺设计 1.1.2 生产产品的种类及意义和价值1) 生产产品的种类及定义水泥按用途及性能分为： (1)通用水泥: 一般土木建筑工程通常采用的水泥。通用水泥主要是指：GB1752007规定的六大类水泥，即硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水

20、泥和复合硅酸盐水泥。 (2)专用水泥:专门用途的水泥。如：G级油井水泥，道路硅酸盐水泥。 (3)特性水泥:某种性能比较突出的水泥。如：快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥。普通硅酸盐水泥简称普通水泥。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。普通硅酸盐水泥的主要技术指标有：（1）比重与容重：普通水泥比重为3.1，容重通常采用1300公斤/立方米。 （2）细度：指水泥颗粒的粗细程度。颗粒越细，硬化得越快，早期强度也越高。 （3）凝结时间：水泥加水搅拌到开始凝结所需的时间称初凝时间。从加水搅拌到凝结完成

21、所需的时间称终凝时间。硅酸盐水泥初凝时间不早于45分钟，终凝时间不迟于6.5小时。实际上初凝时间在13h，而终凝为46小时。水泥凝结时间的测定由专门凝结时间测定仪进行 （4）强度：水泥强度应符合国家标准。 （5）体积安定性：指水泥在硬化过程中体积变化的均匀性能。水泥中含杂质较多，会产生不均匀变形。 （6）水化热：水泥与水作用会产生放热反应，在水泥硬化过程中，不断放出的热量称为水化热。 （7）标准稠度：指水泥净浆对标准试杆的沉入具有一定阻力时的稠度。 普通硅酸盐水泥主要特征：早期强度高，水化热高，耐冻性好，耐热性差，耐腐蚀性差，干缩性较小。适用范围：制造地上、地下及水中的混凝土，钢筋混凝土及预应

22、力混凝土结构，受循环冻融的结构及早期强度要求较高的工程，配制建筑砂浆。不适用于大体积混凝土工程和受化学及海水侵蚀的工程。2) 产品的意义和价值水泥，粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。水泥是重要的建筑材料，用水泥制成的砂浆或混凝土，坚固耐久，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。水泥素有“建筑工业的粮食”之称,使用广，用量大,是建筑工业三大基本材料之一,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

23、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，并能将其搅拌在一起的混合材或矿渣、石等胶粒胶结成整体，逐渐产生强度。因此，水泥成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。作为胶凝材料，除水硬外，水泥还有许多优点：水泥浆有很好的可塑性，与石拌合后仍能

24、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；尚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

25、构件和构件物。而水泥管、水泥船等各种特殊功能的建筑物、构筑物的出现有了可能。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。1.3 窑的选型及标定回转窑的产量是确定工厂生产规模、原料、燃料消耗定额，和全厂设备选型设计的依据，是水泥厂工艺设计的重要指标。回转窑系统的设计内容，是

26、根据原料和燃料情况，生产的水泥品种和质量，工厂的自然条件和生产规模来确定窑系统的类型和尺寸，或对已建成的窑进行产量标定，以及计算单位产品的燃料消耗量，回转窑系统的重要配套设备，如冷却机、预热器、分解炉、煤磨、收尘器、喂料装置及通风设备也要在窑的产量和燃料消耗量确定后进行设计计算。产量标定的意义正如前面所论述的，除了窑的类型和尺寸外，影响回转窑产量的因素很多，特别是近年来，随着生料预均化系统的完善，悬浮预热器窑与窑外分解窑技术的发展，计算机控制过程的广泛应用，和科学管理的加强，使窑的单位产量指标有所提高，因此对设计中已确定的回转窑，必须进行产量的标定。产量标定的要求产量的标定应在确保优质、低消耗

27、，长期安全运转的情况下，窑所能达到的合理产量，如果对窑的产量标定过低或过高，均会使整个系统不配套、生产操作出现不平衡。1.3.1 窑的标定的意义水泥厂设计过程中，当窑型与规格一旦确定之后，窑产量的标定是选择生产系统设备，计算工厂的烧成能力，和熟料年产量的依据，同类窑在不同的生产条件下，其产量差异相当大，即使同一规格的窑，由于煅烧制度不同，产量也有较大的差别。窑产量应该是工厂生产能力的限制因素，在窑以前的所有生产车间的生产能力，均以窑的产量为依据进行计算。窑产量标定过高或过低，均将产生不良后果，如标定过高生产中窑长期达不到设计产量，则浪费辅助设备的生产能力，降低工厂的经济效益，。如果产量标定过低

28、，生产中，窑很快大大超过设计产量，不仅使建厂经济效益降低，而且由于配套其它设备的生产能力的限制，窑本身的生产能力也的不到正常发挥。1.3.2 窑的选型计算由生产要求，选用4.8×72的新型干法窑（产量5000 t/d左右），4.8×72回转窑的窑型技术参数如表1-3所示，表1.3.2 选定的窑型技术参数表（新型干法水泥厂工艺设计手册）规格生产能力筒体内径筒体长度筒体斜度转速功率(kw)支撑数主转（r/min）辅转(r/h)主转辅转4.8×72 t/d4.8723.5%0.3693.6911.45630753档1.3.3 回转窑产量的标定回转窑的产量是确定工厂生产规

29、模、原料、燃料消耗定额，和全厂设备选型设计的依据，是水泥厂工艺设计的重要指标。除了窑的类型和尺寸外，影响回转窑产量的因素很多，特别是近年来，随着生料预均化系统的完善，悬浮预热器窑与窑外分解窑技术的发展，计算机控制过程的广泛应用，和科学管理的加强，使窑的单位产量指标有所提高，因此对设计中已确定的回转窑，必须进行产量的标定。产量标定的要求产量的标定应在确保优质、低消耗，长期安全运转的情况下窑所能达到的合理产量，如果对窑的产量标定过低或过高，均会使整个系统不配套、生产操作出现不平衡。 1) 用经验公式计算采用由南京工业大学提出的回转窑产量标定公式回转窑技术规格如下：内径 D4.8m；有效长度 L72

30、m；当D=45m时；所选用耐火砖厚度为0.18m。有效内径DiD4.82×0.184.44m由回转窑产量称定公式：。2) 实际例子（现实生产中4.8×72窑的产量）辽宁工源水泥（集团）有限责任公司、湖南11海螺水泥有限公司、冀东水泥厂、枣庄市金源水泥粉磨有限公司 、中材亨达水泥有限公司、铜陵海螺水泥有限公司、烟台东源水泥有限公司等厂家应用4.8×72回转窑组成日产熟料5000吨的干法烧成线，且达到预期效果；上海新建重型机械有限公司、江苏鹏飞集团股份有限公司、徐州天圣重工机械设备有限公司都定义4.8×72窑外分解系统回转窑日产熟料量为5000吨。

31、3) 结论 回转窑的产量是确定工厂生产规模、原料、燃料消耗定额和全厂设备选型设计的依据，因而是水泥厂设计的重要指标。除了窑的类型和尺寸外，影响回转窑产量的因素很多，特别是近年来，随着生料预均化系统的完善，悬浮预热与窑外分解技术的不断发展，电子计算机过程控制的广泛应用和科学管理的加强，使窑的单位产量指标有所提高。因此对设计中已确定的回转窑，必须进行产量的标定。产量的标定应该是在确保优质、低消耗、长期安全运转的情况下，窑所能达到的合理产量。如果对窑的产量标定过低或过高，均会使整个系统不配套，生产操作出现不平衡。标定过低，在设计计算其他附机设备时，可能出现选型小，在投产后会出现限制窑生产能力的发挥。

32、标定过高，附机选型可能出现偏大，而窑实际产量达不到，造成设备能力的浪费。同时给窑生产达标带来困难。利用经验公式计算窑的产量，是标定产量的主要方法，另外还需要根据工厂具体条件和我国实际生产水平进行综合考虑。科技在不断进步，水泥厂管理水平也日益提高，生产线的逐步完善将使窑的生产能力进一步提高，结合厂家生产和重工机械公司给出的技术参数，这里标定窑的产量为5000t/d（或台时产量G=208.3t/h）。所以在这里标定窑的日产量是5000t/d熟料。4) 窑的年利用率不同窑的年利用率可参考以下参数：湿法窑 0.90；传统干法窑 0.85；机立窑 0.80.85；悬浮预热窑、预分解窑 0.80.82（国

33、外0.85）。所以年利用率 =310/365=0.855) 烧成系统的生产能力 熟料的小时产量： 熟料的日产量：熟料的年产量：Qy 8760 =1551002t/y6) 确定窑的台数利用公式n= 计算台数式中：n窑的台数Qy要求的熟料年产量（t/年）Qh·l所选窑的标定台时产量（t/台·时）窑的年利用率 所以n=1.00016台故选用一台。第二章 配料及物料平衡计算2.1 基本条件 1）采用窑外分解技术生产熟料；2）物料参数见表1-11-3；3）要求熟料三个率值：KH=0.90±0.01、SM=2.2±0.1、IM=1.2±0.1；4）单位熟料

34、热耗：3150kJ/kg；5）生产损失：生料按1%计算，其它按3%计算。表2.1 原燃料化学成分（%）名称烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其 它石灰石40.983.901.010.3551.710.991.06100.00粘土5.7868.1514.437.300.701.082.56100.00铁粉0.5625.108.1559.981.350.594.27100.00煤灰43.3229.088.326.151.6511.48100.00表2.1.2 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（%）11345粒度（mm）6004010100表2.1.3 煤的工业分析挥发

35、分固定碳灰分热 值22.23%59.85%17.85%26455kJ/kg一 假设原料配比石灰石:粘土:铁粉=0.83 : 0.144 : 0.026二 计算白生料化学成分名称烧失量二氧化硅三氧化二铝三氧化二铁氧化钙氧化镁其他合计石灰石33.993.260.840.3242.920.800.8883.0粘土0.839.812.081.050.100.160.3714.4铁粉0.01450.650.211.550.040.0150.112.6白生料34.8413.733.132.9243.060.971.36100三 计算灼烧基生料化学成分灼烧基成分=A/(100-L)=A/(100-35.48

36、名称SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其 它合计成分21.064.804.4866.081.482.10100四 计算熟料标准煤耗 煤的工业分析挥发分固定碳灰 分热 值22.23%59.85%17.85%26545kJ/kg单位熟料热耗:3150kJ/kg标准煤耗=熟料热耗/煤热值=3150/26545 =0.118666415Kg煤/Kg熟料五 计算煤灰掺入量GA=P*A*S/100=2.1181955%( 其中A:煤收到基灰分含量（%）；S：煤灰沉落于熟料中的百分率（%），一般取100 )六 计算熟料化学成分（%） 成分二氧化硅三氧化二铝三氧化二铁氧化钙氧化镁其他总共 灼烧 生料0.

37、97881804520.620563744.6949292944.38736549264.679724271.4556557952.04356589598.8601 煤灰0.0211819550.9176022980.6149121590.1772929650.132387220.033255670.2427452062.13 熟料121.538166045.3098414534.56465845764.812111491.4889114652.286311101100七 计算率值KH=（CaO-1.65Al2O3-0.35Fe2O3）/2.8SiO2=0.9029(0.90±0.0

38、1)SM=SiO2/( Al2O3+ Fe2O3)=2.1812 (2.2±0.1)IM= Al2O3 /Fe2O3=1.1.163 (1.2±0.1)经验算满足设计要求，可取。八 计算熟料料耗1.理论料耗HL=（100- GA）/（100-生料烧失量）=1.5342Kg生料/Kg熟料2.实际料耗HS= HL/（1-生产损失）=1.5497Kg生料/Kg熟料九 计算实物煤耗P=P/（1-煤生产损失）=0.1223Kg煤/Kg熟料十 计算干基实际消耗定额干石灰石=1.29928Kg干石灰石/Kg熟料干粘土=0.225418Kg干粘土/Kg熟料干铁粉=0.04070Kg干铁粉/

39、Kg熟料十一 计算湿基实际消耗定额湿石灰石=1.29928/（1-1%）=1.312407Kg湿石灰石/Kg熟料湿粘土=0.24238Kg湿粘土/Kg熟料湿铁粉=0.04732Kg湿铁粉/Kg熟料十二 计算湿物料配合比湿物料总量=湿石灰石+湿粘土+湿铁粉=1.602118物料名称湿石灰石湿粘土湿铁粉配比%81.9215.132.95十三、根据以上内容编制物料平衡表如下：物料平衡表（每年按310天计算，每天24小时）物料名称湿物料配合比（%）天然水分（%）消耗定额(kg/t)物料平衡量(t)干燥含天然水分的干燥的含天然水分的每小时每天每年每小时每天每年石灰石81.9211.2991.312427

40、0.586493.922370280.8273.4186562.0372034231.326粘土15.13130.2250.242446.86751124.82410559.350.4971211.924375696.3568铁粉2.9540.0400.047328.47781203.4774265.61569.8596236.63073355.4417生料11.5647325.937822.322855146.8煤灰/50.12233650.12877525.48611.52223204.826.824643.77234976.7727熟料208.3500015500000第三章 总平面布置

41、和工艺流程3.1设计原则工厂总平面布置是在总体规划的基础上, 根据工厂的生产流程及各组成部分的生产特点和火灾危险性, 并结合场地条件、自然条件和周边环境, 按功能分区集中布置, 经方案比较后择优确定的。水泥厂总平面图设计的要求可概括如下：(1)总平面图设计应做到经济合理，既能满足工厂施工和使用的要求，又能尽量节约用地。除特殊情况外，设计新建工厂应考虑发展的可能，但不应过早征占发展时才需用的土地。(2)工厂总平面布置应考虑厂区地形，适当选择标高。毫无疑问，尽量将建筑物布置在同一等高线上，设计处理会较简单，但如地形有倾斜时，一般应顺着等高线方向布置，特别是纵向长度大的厂房(如回转窑厂房、联合储库)

42、，不应横跨等高线方向布置，以减少平整场地的土石方量。 (3)工厂总平面布置应力求紧凑，生产车间之间的距离应尽量靠近，以缩短运输线路，节约运输设备和各种管线，但必须满足生产要求并预留扩建所需的面积，同时应满足建筑物防火、自然采光、通风等要求。建筑物与铁路之间的距离应符合标准。厂区道路和地上、地下各种管线应统筹安排，力求管线距离短、弯头少，并防止互助干扰。(4)荷重大的构筑物(如各种物料储库)和大型设备(重量大的和产生振动的设备，如磨机、空气压缩机)，应尽量配置在工程地质较好的地段上。(5)工厂总平面设计应考虑适当分区，并作合理布置。通常可将工厂分为厂房区(生产区)、厂前区和住宅区(生活区)。厂房

43、区包括各个生产车间，厂前区包括办公楼和福利设施，住宅区包括单身宿舍和家属宿舍。厂前区宜布置在厂房区与住宅区之间，并面向工业区干道。厂房出入口位置应尽量避免人行道与铁路和其他货运道交叉，并方便职工上下班。车间位置应使生产合理和管理方便。例如，水源和给水管网入口应尽量靠近用水量大的车间，破碎车间应靠近矿山来料方向；堆场、成品库、包装车间和材料库应靠近铁路专用线或公路；变电所应靠近磨机房和压缩空气站，材料库、机修车间、车间办公室等，应布置在与各车间联系方便的地点，压缩空气站应靠近主要用气车间；中心控制室宜布置在主要车间的中心或附近。油库一般布置在工厂的边缘。(6)工厂总平面设计应注意风向的影响。扬尘

44、较大的车间及露天堆场应布置在工厂最小频率风向的上风侧；化验室、厂前区和住宅区应布置在厂房区最小频率风各的下风侧。(7)建筑物应尽可能坐北朝南，防止日光直射，并充分利用天然采光和自然通风。(8)在考虑扩建余地时，相邻建筑物应向外侧发展；水泥库的发展应预留在铁路的尽头方向，以避免扩建时对铁路交通运输的影响。(9)在适用、经济的基础上，应尽可能注意美观。例如，厂房型式应协调统一，面向道路的建筑物应布置整齐，厂房中心线应保持平行或垂直，道路应避免迂回曲折，地上管线应尽量成直线，并应考虑环境的美化和绿化。总总平面布置不仅是一门学科, 而且是一门艺术。平面设计是各个专业设计的综合，它牵涉到工艺专业和其他专

45、业的问题。这些问题有内在联系而又有矛盾。实际上，总平面图设计往往不可能使所有专业的要求都得到全部的满足，只有对总平面布置中涉及的诸多因素加以慎重而周密的考虑和安排, 才能为工厂创造安全、良好的生产管理环境。因此，在定方案时，应根据具体情况，进行方案比较，确定出最合理的布置方案，将有限的场地得到最大化利用。3.2 水泥总平面设计的步骤工厂总平面图设计一般包括下列内容：(1)平面布置：决定全厂建、构筑物在平面上的相对位置，包括主要生产车间，辅助生产车间、行政福利设施和住宅区等。 (2)竖向布置：决定建、构筑物的设计标高。 (3)土方工程：解决建厂区域内场地整平、土石方调拨，计算土石方工程量。(4)

46、运输设计：进行厂内外铁路专用线、公路、道路、码头。 (5)管线汇总：统筹安排电缆、电线、给排水管道、生产管道及热力管道等地上和地下各种管线。 (6)建厂区域的雨水排除设计。 在两阶段设计中，工厂总平面图设计按初步设计和施工图设计两阶段进行，每个设阶段又依资料图和成品图两个步骤进行工作，现分述如下： 1初步设计 (1)工厂总平面轮廓图：依据工艺专业的生产车间总平面轮廓资料，以及与有关专业商定的各项建筑物设想外廓尺寸，结合厂区地形、铁路专用线及公路布置，并预留各种管线位置，绘制工厂总平面轮廓图。 工厂总平面轮廓图，实质上是对工厂总平面布置的初步设想，要通过各个专业的布置设计加以校正、补充和调整，使

47、之趋于完善。 (2)工厂总平面布置图(初步设计成品图)：在调整、补充、完善工厂总平面轮廓图的基础上，绘制工厂总平面布置图(图纸比例一般为1：500、1：1000或1：2000)，作为初步设计文件主要附图之一。主要表示：厂区地形测量座标网和等高线，厂区设计座标网，所有建构筑物和堆场的平面位置、名称，设计地面标高，铁路和道路的平面布置和设计标高等。图内标注工厂总平面设计的主要技术指标和风向玫瑰图。风向玫瑰图亦称风玫瑰图(图2-1)，所示风向是由外面吹向中心，风向多边形中，向心线最短的风向，即表示最小频率风向。工厂总平面图的主要技术指标一般包括：(1)厂区面积(公顷)； (2)建筑面积(公顷)； (

48、3)厂区建筑系数()； (4)厂区利用系数()； (5)铁路长度(公里)； (6)道路长度(公里)； (7)围墙长度(公里)； (8)绿化面积()。厂区面积按水泥年产量计算，一般在025120米2/吨之间，工厂规模愈小，愈接近上限。厂区的建筑系数是指建筑物、构筑物和堆场的面积总和占全厂面积的百分数，它可以反映厂内建筑的密度。建筑系数太高，表示建筑物分布太密，可能对防火、卫生和生产经营管理有不利影响；建筑系数太低，表示建筑物分布太疏，既浪费用地又可能增加车间之间运输和管线等的投资和经营管理费用。水泥厂的建筑系数，一般在2230之间，工厂扩建后，一般在2735之间。 厂区的利用系数是指建筑物，构筑

49、物、堆场、铁路，道路、地下管线的总共占地面积占全厂面积的百分数，它反映厂区面积有效利用的程度。初步设计文件中，工厂总平面布置设计还需绘制厂区位置图(区域地形图)，以表达工厂的位置(图纸比例1：2000,1：5000)，主要表示：建厂地区的地形地物、铁路，车站、道路、河流、城镇、乡村、厂区外廓、资源矿山、住宅区以及设计的厂外工程(如铁路、道路、管线等)。2施工图设计(1)工厂总平面资料图：根据初步设计有关审批意见，调整工厂总平面布置，绘制工厂总平面资料图，规定各项建构筑物、交通道路、管线的关系位置及标高，作为各专业编制施工图设计的资料。 (2)工厂总平面布置施工图：工厂总平面布置施工图是施工放线

50、的依据，它必须具体表示：设计座标网与测量座标网的关系数字，铁路、公路、所有建构筑物的座标和标高数字。 工厂总平面布置施工图设计，还需绘制下列各项施工图： 竖向布置：具体表示厂区设计标高的关系和边坡处理。 土方工程：具体表示厂区场地平整土石方的调拨和工程量。 铁路专用线施工图：表示铁路专用线座标、标高、桥涵、纵横剖面等施工要求。 厂区道路及雨水排除：具体表示厂内公路、道路和雨水排除明沟、暗管的座标，标高，纵横剖面等施工要求。 管线汇总：表示厂区内地上、地下各种管线的关系位置。 注：工厂厂区内如果有绿化设计，还应该另绘绿化设计图纸。3.3 工艺设计的基本原则和程序3.3.1工艺设计的基本原则水泥厂

51、工艺设计的基本原则可归纳如下：(1)根据计划任务书规定的产品品种、质量、产量要求进行设计。计划任务书规定的产品产量往往有一定范围，设计产量在该范围之内或略超出该范围，都应认为是合适的；但如限于设备选型，设计达到的产量略低干该范围，则应提出报告，说明原因，取得上级同意后，按此继续设计。对于产品品种，如果设计考虑认为计划任务书的规定在技术上和经济上有不适当之处，也应提出报告，阐明理由，建议调整，并取得上级的同意。例如，某大型水泥厂计划任务书要求生产少量特种水泥，设计单位经过论证，认为大型窑改变生产品种，在技术上和经济上均不合理，建议将少量特种水泥安排给某中小型水泥厂生产，经上级批准后，改变了要求的

52、品种。窑、磨等主机的产量，除了参考设备说明和经验公式计算以外，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量进行标定。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，既要发挥设备能力，但又不能过分追求强化操作。(2)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。工厂建成后，再想改变其工艺流程和主要设备，将是十分困难的。例如，要把湿法厂改为干法厂，固然困难；要把旧干法厂改为新型干法厂，也非易事。例如，为了利用窑尾废气余热来烘干原料，生料磨系统也得迁移，输送

53、设备等也得重新建设，诸如此类的情况，在某些条件下就不一定可行。在选择生产工艺流程和设备时，应尽量考虑节省能源，采用国内较成熟的先进经验和先进技术；但对于新技术、新工艺、新设备，必须经过生产实践鉴定合格后，才可采用于新建厂的设计中。工艺流程和设备的选择应进行方案对比，以达技术先进、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、重量轻、效率高、消耗省而且操作可靠、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。 (3)全面解决工厂生产、厂外运输和各种物料储备的关系。由于回转窑要求长期连续运转，

54、而破碎机和磨机等设备则需较多时间进行计划检修；同时，厂外运输也是间歇的，且受各种复杂条件的制约；因此，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及工厂生产时的流动资金。 (4)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。例如，各车间主机对窑应有一定的储备能力，各种附属设备对其主机应有一定的储备能力。此外，结合我国目前实际情况，水泥产量远远不能满足国民经济发展的需要，故工厂建成后进行扩建的可能性很大，因此，工厂应留有发展余地。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和投资。 (5)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，其中主要是要研究经济效果。连续生产过程中大宗物料的装、运、卸，必须实现机械化；重