水泥熟料带DD型分解炉的NSP窑的设计课程设计7373997

1、课程设计5000td水泥熟料带DD型分解炉的NSP窑的设计刖曰课程设计是对所学知识和技术的综合考察，是高层次的教学环节。它极大地提高了学生理论联系实际的能力,并在老师的指导下，由学生综合运用基础理论、专业知识、实际生产技术及在岗位实习和挂职实习中收集到各方面技术资料与自己的设计课题及任务对照，进行全面合理的分析、论证、计算、绘图、编写技术文件等内容，完成工程设计任务，达到工艺人员素质训练的基本要求。课程设计，能使学生把所学的理论基础知识得以全面的巩固、深化和发展，并进一步培养学生实事求是的工作态度与科学的工作方法，培养独立承担技术任务的能力和探索新知识、新技术的创造力。本设计中，以假拟设计题目

2、的形式，结合所学知识及下厂实习经验，对设备进行标定和核算。本次的设计任务是：设计一个5000t/d水泥熟料带DD型分解炉的NSP窑系统。设计范围包括：1、窑的规格计算确定；2、物料平衡计算和热平衡计算；3、主要热工技术参数计算；4、NSP窑初步设计：工艺布置与工艺布置图（1号图）。在此次设计中得到李海涛老师的耐心指导和大力支持，但是由丁本人水平有限，在设计中难免会出现不足或错误的地方，敬请老师批评指正！设计人：2009-3-12目录2.1原始资料与数据2.2配料计算43、常尾物料和热平衡计算3.1原始参数设置3.2熟料形成热耗的计算：3.3物料平衡及热量平衡计算3.3.1物料平衡计算173.3

3、.2.热量平衡计算183.4物料平衡表与热平衡表4、窑外分解系统的设计计算4.1方案的选择4.2原始资料及相关参数的设定4.3单位烟气量的计算4.4系统各部烟气量的计算4.5DD分解炉尺寸的确定：6.6分解炉尺寸汇总表结束语19参考文献191、设计课题5000t/d水泥熟料带DD型分解炉的NSP窑的设计原始资料依据收集技术资料自主选用，对工艺参数应予以必要说明1、课程内容及要求：窑的规格的计算确定物料平衡计算与热平衡计算主要热工技术参数的计算NSP窑初步设计：工艺布置与工艺布置图2、课题任务及工作量设计说明书（不少丁1万字，打印，计算草稿）NSP窑初步设计工艺布置图（1号图纸1张，手画），原始

4、资料另附3、时间与进度（2周）（1）第3周：物料平衡与热工平衡计算（2）第四周：绘图2、回转窑的选型及标定原始资料：日产5000吨熟料的带DD型分解炉的NSP窑2.1窑的规格计算已知：G=5000t/dDi=kDi：窑的有效内径，m；G:窑的产量，t/d;k:系数t/(dm2)NSP窑5060取k=57Di=3575000°=4.443(m)根据水泥工业热工设备Piii贞公式2-108L/Di=15.36Di0.07923可得有效长度：L=15.364.4431.0792376.8083(m)已知：Di=4.443可去耐火砖厚度a=0.22mDDj+2a=4.443+20.22=4.

5、883m2.2窑的选型根据窑的有效内径和长度选型，结合市场上的规格和实际工程的窑型规格选择44.8m74m可得有效内径Dj=4.8-2a=4.8-20.22=4.36m有效长度L=74m2.3窑产量的标定2.51850.51861经计算验证，用公式Gh0.5568DiL0.55684.362.5185740.51861211.6666(t)Gd=24XGh=24X211.6666=5079.9991标定量和实际量相符，可见该型号符合要求设计量。2.4评述根据计算选得型号为44.8m74m的NSP窑符合生产要求。而在南京水泥设计院网站设计成果展示上，也为安徽铜陵海螺公司设计了44.8m74m规格

6、的回转窑，并顺利投产使用，并达产达标。可见该型号的NSP窑是符合设计要求的，可以达到标定的要求。3、煤耗计算及物料平衡和热虽平衡的计算3.1原始资料窑型为44.8m74m带DD型分解炉的预分解窑生产品种：普通硅酸盐水泥熟料；物料化学成分见表一物料化学成分表一单位：%成'分项目'烧失量SiO2Al2O3Fe3O4CaOMgOSO3其他总和十生料35.8813.273.032.0944.680.290.160.60100.00熟料022.485.543.7966.830.590.050.72100.001煤灰051.6031.944.163.620.682.205.95100.00

7、(4)燃料兀素分析和工业分析机发热量见表2表3燃料元素分析表2单位：%NyNyNyNyNyNyNy60.103.960.350.977.9125.711.00工业分析及发热量表3单位：%AyVyF?CyWyDDw(kJ/kg)25.7128.3644.931.0023614(5)温度：a.入预热器生料温度:50Cb.入窑回灰温度:50Cc.入窑一次空气温度:30Cd.入窑二次空气温度:950C入窑、分解炉燃料温度：60C入分解炉二次空气温度：740C熟料出窑温度：1360C废气出预热器温度：340Ck.飞灰出预热器温度：300C(6)入窑风量比(%)一次空气(ki)：二次空气(k2)：窑头漏风

8、(k3)=15:80:5燃料比(%)回转窑(ky)：分解炉(kF)=40:60(8) 出预热器飞灰：0.1kg/kg熟料(9) 出预热器飞灰烧失量：35.20%(10) 各处过剩空气空气系数，窑尾：ay=1.05分解炉混合室出口：成l=1.15;预热器出口：成f=1.40其中：预热器漏风占理论空气量的比例k4=0.16(11) 分解炉及窑尾漏风(包括分解炉一次风空气量)占分解炉用燃料理论空气量的比例k5=0.05.(12) 电收尘和增湿塔综合收尘效率为99.6%。(13) 熟料形成热：1736.9kJ/kg熟料。(14) 系统表面散热损失：460kJ/kg熟料。(15) 生料水分：0.2%。(

9、16) 窑的产量:5079.9991t/d。3.2物料平衡与热量平衡计算3.2.1基准和范围基准：1kg熟料，温度：0C范围：回转窑+分解炉+预热器系统根据确定的基准和范围，绘制热量平衡图图1物料平衡图图2物料平衡图图23.2.2物料平衡计算1.收入项目：(1) 燃料总消耗量：m(kg/kg熟料)其中：窑头燃料量：myrKym分解炉燃料量：mFrKFmroa.(2) 生料消耗量、入预热器物料量干生料理论消耗量mgsl100mrAara10025.711mr100Ls10035.881.5600.401mra燃料灰分参入量,b.出袋收尘飞损量及回灰量式中100%mFhmfh(1)0.10(10.

10、996)0.0001kg/kgmyhmfhmFh0.100.00010.1kg/kgC.考虑飞损后干料实际消耗量mgsmgslmFh1,001.5600.401m0.0001100验21.5600.401m100Ls10035.88kg/kgd.考虑飞损后生料实际消耗量msmys100100Ws(1.5600.401m)1001000.21.5630.402mkg/kge.入预热器物料量入预热器物料量=msmyk1.5630.402mr0.1001.6630.402mrkg/kg（3）入窑系统空气量a.燃料燃烧理论Vlk0.0890.089Car0.267Har0.033(SarOar)60.

11、100.2673.960.003(0.357.9Dmlk6.1571.293Vlkm3/kg煤（标准状态）1.2936.1577.961kg/kg煤VyhayVlkKFmr1.056.1570.40mr2.586mm3/kg（标准状态）myk1.293Vlk1.2932.586mr3.344mrkg/kgc. 其中，入窑一次空气量、二次空气量及漏风量分别为Vyk1K1Vyk0.10VykVyk2K2Vyk0.85VykVlok1K3VykO.05Vyk分解炉从冷却机抽空气量出分解炉混合室过剩空气量Vi(al1)Vmr(1.151)6.157mr0.924mrm3/kg(标准状态)分解炉燃料燃烧

12、空气量V2VikmFrVik'KFmr6.1570.60mr3.694m/kg(标准状态)窑尾过剩空气量V3（y1）Vkmyr（y1）VikKym（1.051）6.1570.40m0.123mm3/kg（标态）分解炉及窑尾漏入空气量3V4K6VlkmFrK6VlkKFmr0.056.1570.60m0.185mm/kg分解炉冷却机抽空气量VF2kV1V2V3V40.924mr3.694mr0.123mr0.185mr4.310mrm3/kg（标准状态）mF2k1.293VF2k1.2934.310mr5.573mrkg/kgd漏入空气量预热器漏入空气量为：V5KqVikmr0.166.

13、157mr0.985mm3/kg（标准状态）窑尾系统混入空气总量为：Viok2V4V50.185mr0.985mr1.170mrm3/kg（标准状态）全系统漏入空气量为：ViokViok1Viok20.052.586mr1.170mr1.299mrm3/kg（标准状态）mlok1.293Vlok1.2931.299mr1.680mrkg/kg2. 支出项目(1)熟料：msh1kg。（2）出预热器废气量生料中物理水含量mwsms丛(1.5630.402m)100四0.0030.001mr100kg/kgmwsVws土0.8040.0030.001mr0.8040.0040.001mrm3/kg（

14、标准状态）生料中化学水含量smhs0.00353mgsAl2O30.00353(1.5630.401mr)3.030.0170.004mrkg/kgVhs0.0170.004mr0.0040.001mrm3/kg(标准状态)0.8040.804生料分解放出CO2气体量CO2CaOsMCO2MCaOsMCO2MgOs2MMge4444.68-560.294435.4240.3smco2CO2LfhmgsmFh100100(1.5600.401mr)35.421000.000135.201000.5530.142mrkg/kgVC02smco21.9770.5520.142mr1.9770.279

15、0.072mrm3/kg（标准状态）a. 燃料燃烧生成理论烟气量VrN2Vrco2=22Cmr=竺12100126°.1°mr=1.122mm3/kg（标态）10022.4=0.79Vlkmr+28Nar一一_mr=0.796.157mr10022.4280.97100mr=4.872mm3/kg（标态）22.4Har22.4mr210018Warmr10022.43.9610022.4181.00mr100Vrso20.456mrm3/kg（标态）Sar22.40.35mrmr32100321000.002mrm3/kg（标态）VrrCO2VrN2VrH2oVrso2（1

16、.1224.8720.4560.002）mr6.452mrm3/Kg（标态）m1k1屋mr1007.96125.71100mr8.704mrkg/kgb. 烟气中过剩空气量Vk（f1）V1kmr（1.401）6.157mr2.463mrm3/kg（标态）kkmV1.2932.4631.2933.185mrkg/kg其中，有VkN20.79Vk0.792.463mr1.946mrm3/kg（标态）kk2828mkN2VkN2-81.946-8mr2.433mrkg/kg22.4Vko20.21Vk0.212.463mr0.517mrm3/kg（标态）mko2Vko20.517mr0.739mrk

17、g/kg22.4f.总废气量VfVco2VN2VH2OVO2VSO2(0.2790.072mr1.050mr)(4.872mr 1.946m)(0.0040.001m0.0210.005m0.456m)0.517m0.002m=0.304+8.837mm3/kg(标态)出预热器飞灰量mfh=0.100kg/kg3.2.3热量平衡计算如下. 收入项目燃料燃烧生成热QRr=mQet,ar=23614mkJ/kg燃料带入显热QrmrCrtrmr1.1546069.240mrkJ/kg【060C时熟料平均比热容C=1.154kJ/(kgC)】生料带入热量Qs(mgsCsmwsCw)ts(1.5600.

18、401mr)0.878(0.0030.001mr)4.1825069.11117.813mrkJ/kg 【050均时，水的平均比热容S4.182kJ/(kg-C),干生料平均比热容CS=0.878kJ/(kgC)】入窑回灰带入热量QyhmyhCyhtyh0.1000.836504.180kJ/kg 【050C时，回灰平均比热容Gh=0.836kJ/(kgC)】空气带入热量a. 入窑一次空气带入热量Qy1kVy1kCy1kty1k0.15VykCy1kty1k0.152.586mr1.2983015.105mrkJ/kg【030C时，空气平均比热容顷=1.298kJ/(kgC)】b. 入窑二次空

19、气带入热量Qy2kVy2kCy2kty2k0.80VykCy2kty2k0.802.586mr1.4039502757.4mrkJ/kg【0950C时，空气平均比热容Mk=1.403kJ/(kgC)】c. 入分解炉二次空气带入热量QF2kVF2kCF2ktF2k4.310mr1.3777404391.8mrkJ/kg【0740C时，空气平均比热容G2k=1.377kJ/(kgC)】d. 系统漏风带入热量QlokVlokCloktlok1.299m1.2983050.595mkJ/kg【030C时，空气平均比热容C°k=1.298kJ/(kgC)】总收入热量 QzsQrRQrQsQyh

20、Qy1kQy2kQF2kQlok23614mr69.240mr(69.11117.813mr)4.18015.105mr2757.4mr4391.8m50.595mr73.29130880mkJ/kg支出项目熟料形成热Qsh1736.9kJ/kg蒸发生料中水分耗热量 Qss(mwsmhs)qqh(0.0030.001mr0.0170.004mr)238047.60011.9mrkJ/kg【50C时，水的汽化热qqh=2380kJ/kg】废气带走热量Qf(Vco2Cco2Vn2Cn2Vh2oCh2oVo2Co2Vso2Cso,)tf(0.2791.050mr)1.9216.818mr1.319(

21、0.0250.450mr)1.5500.517mr1.3700.0021.965340195.54222.8mrkJ/kg【0340C时，各气体平均比热容(标准状态下)：Cco21.921kJ/(m3C)；Cn21.319kJ/(m3C)；Ch2o1.550kJ/(m3C)； CO21.370kJ/(m3C)；CsO21.965kJ/(m3-C)】出窑熟料带走热量 Qysh1Cshtsh11.07813601466.1KJ/Kg【01360C时，熟料平均比热容如=1.078kJ/(kgC)】出预热器飞灰带走热量QfhmfhCfhtfh0.1000.89530026.850KJ/Kg【0300C

22、时，飞灰平均比热容G=0.895kJ/(kgC)】系统表面散热损失Qb=460kJ/kg支出总热量为Qc=Qh+Qs+Q+Qsh+Qh+CB=1736.9+(47.6011.9m)+(195.5+4222.8m)+1466.1+26.850+460=3933.0+4210.9mrkJ/kg列出收支热量平衡方程式Qzs=Qc73.291+30880m=3933.0+4210.9m求得mr=0.1447kg/kg即烧成1Kg熟料需要消耗0.1447kg燃料。求得燃料消耗量后，即可列出物料平衡(见表3-1)和热量平衡表(见表3-2)。表4-1物料平衡表单位：kg/kg料收入项目数量%支出项目数量%燃

23、料消耗量0.1454.45熟料量129.66入预热器生料量1.60549.25出预热器飞灰量0.1002.97入窑实际干空气量0.48414.85出预热器废气量分解炉抽空气量0.80624.73生料中物理水量0.0030.09窑尾系统漏入空气量0.2196.72生料分解CO量0.53215.78生料中化学水量0.0160.47燃料燃烧理论烟气量1.25937.35烟气中过剩空气量0.46113.68总计3.259100.0总计3.371100.00表4-2热量平衡表单位：kJ/kg熟料收入项目数量%支出项目数量%燃料燃烧热3416.975.31熟料形成热1736.938.24燃料显热10.00.22蒸发生料水分耗热45.91.01生料带入热66.51.46废气带出热量806.517.76回灰带入热4.20.09熟料带出热量1466.132.28入窑一次空气带入热2.20.05飞灰带出热量26.850.59入窑二次空气带入热399.08.79系统散热损失460.010.13入分解炉空气带入热635.514.01系统总漏风带入热7.30.16合计4537.4100.00合计4542.3100.004、主要热工技术参数的计算熟料单位烧成热耗为QrR=mQet,ar=23614X0.1447=3416.9kJ/k