日产吨水泥课程工艺设计

1、目录1新型干法水泥生产的简述11.1新型干法水泥生产的特点11.2 新型干法水泥生产的发展41.3复合水泥的特点与发展52配料方案的确定62.1熟料热耗的确定62.2熟料率值的确定72.3熟料标号的确定82.4混合材（矿渣、粉煤灰）石膏加入量的确定93物料平衡计算103.1配料计算10熟料热耗q=3100kJ/kg熟料103.2物料平衡计算124全厂工艺流程的确定、主机设备选型、储库堆场计算164.1流程论述164.2主机设备选型、储库堆场计算194.3全厂工艺流程方块图304.4全厂的质量控制点及控制指标325结论346谢辞357参考文献361新型干法水泥生产的简述1.1新型干法水泥生产的特

2、点进入新世纪以来，随着我国国民经济的飞速发展，我国新型干法水泥生产的发展进入了快车道，达到了令人刮目相看的速度。新型干法水泥生产的特点就是“高产优质低消耗”。其实，这只是预分解工艺所表现出的先进水平，是它必将取代其它传统水泥生产工艺的原因1。当前不同新型干法水泥生产线的管理与操作水平存在较大差异的根源，正在于这种认识上的差异，而且这种差异还将更为深刻长久地影响着该类工艺线所创造效益的大小。新型干法水泥生产需要从基本建设阶段直到生产阶段，在原燃料管理、操作控制、质量检验、设备维护、仪表自动化等每个环节都要满足均质稳定的要求。 新型干法水泥生产必须均质稳定凡是化工产品都有“均质稳定”的要求，水泥也

3、不例外，因此，在水泥的使用中，对水泥的均质稳定既是基本要求，也是最高要求。之所以是基本，是因为任何一家水泥产品如不能做到均质稳定，就不会有用户敢使用;之所以是最高，是因为均质稳定程度的提高并不是轻而易举的事，尤其对于像水泥这种固态的粉状产品，比液态或气态的化工产品的均质要难得多。评价水泥质量不能只是强度、泌水性等物理指标的高低，更是这些指标的稳定性。它决定了混凝土及砂浆性能的均质稳定，并由此决定建筑物的整体耐久性。随着现代建设的发展，不但水泥生产大型化，而且建筑物越来越大，因此，对水泥生产的管理与操作就需要更加重视均质稳定的精细要求，传统工艺无法适应，新型干法生产工艺正是面对这种要求，在不断地

4、发展和完善。实现新型干法水泥高产的需要新型干法生产线的生产规模越大，设备能力对各种参数的波动承受能力会增大，即同样的风、煤、料的绝对波动值，5000t/d生产线比2000t/d生产线要显得稳定得多。但决不意味对生产中每个环节的控制稳定程度的要求就可降低，因为如果是相同的相对波动值，则大规模生产线的绝对波动值要大得多。 (1)要想在最大允许喂料量下运行，生料喂料量就不能波动，因为向上的波动就会出现窜生料、塌料的问题；而生料成分的向高波动，就需要更多的热量，不但锻烧温度难以稳定、窑皮难以保住，而巨还使喂料量难以维持恒定。  (2)随着原燃料的不稳定，喂料、喂煤、用风的任意一项不稳定都会造

5、成堵塞、塌料、结圈等工艺事故发生，直接影响生产稳定。(3)由于风、煤、料等参数的互相影响牵制，系统的不稳定加剧了操作难度，增加了错误操作的可能性。比如，喂煤量波动造成的窑内温度不稳定，使喂料量必须随之调整。如果用风量波动，即使喂煤量稳定，煤的燃烧也不能正常。这些都会制约产量的提高。生产优质熟料的需要因为生料成分与煤粉的灰分都是化学反应的参加者，其中任何一者的变动都会直接使配料三率值改变因此，不论是生料成分的不稳定，还是煤粉成分的不稳定，都会对熟料锻烧制度产生干扰，更无法保证熟料质量的均质稳定。因此只有熟料的矿物组成保持稳定，熟料标号才能稳定在高水平上。降低能耗的需要如果系统在不稳定的状态下运行

6、，喂煤量、喂料量、通风量加减频繁，最佳风、煤、料的配合就无法获取，就会发生:     (1)过剩的风量消耗更多的热量，不足的风量使燃料燃烧不完全，两种情况都要消耗更多的燃料，而恰到好处的风量使用，在不稳定的窑中是很难实现的。 (2)加煤过多，不会有完全燃烧;加煤过少，温度就会降低。窑内温度的变化，不论是由高温变成低温，还是低温升为高温，都要消耗更多的燃料。而且用煤量的改变直接要求燃烧器的一次用风量及风速与之相符，如果喂煤量不稳定，这种相符很难达到。 (3)影响下料量波动的因素更多，这种波动不仅造成窑内温度的变化，而且直接影响风、煤、料的配比，使煤耗增加2。长期安全

7、运转的需要影响窑的运转率的主要因素一是窑衬寿命的长短，二是设备运转的可靠性。二者也相互影响。(1)窑衬寿命的影响:在生料成分及煤粉成分不稳定时，烧成系统温度无法稳定，必然导致窑皮频繁长落，加剧消耗烧成带及其前后的窑砖，使寿命大为缩短。   (2)设备安全运转的影响:在系统温度不稳定时，无法保证窑体及托轮的正常上下窜动;如果发生窑内局部温度过高红窑，还会导致筒体变形; 而筒体变形更不利于窑衬的稳定，加剧了运转周期的缩短。   综上所述，对于某一设备及原燃料相对固定的生产线而言，实现高产、优质、低耗、安全运转要求的最佳参数只会有一组，而该组参数只有在系统稳定

8、时才能通过不断摸索而获得。新型干法工艺的核心技术预分解窑预分解窑是新型干水泥工艺的核心技术，它主要是指:悬浮状态的预热器及分解炉，高窑速的回转窑以及高效快速冷却的篦冷机3。   (1)分解炉。新型干法水泥生产工艺的核心技术是熟料锻烧前采取悬浮状态的预分解技术，其核心装备是各种类型的分解炉，它使煤粉在悬浮状态下燃烧释放出热量，而生料同样在悬浮状态下接受这些热量而分解，它不仅能快速地为生料的锻烧创造最好的石灰石分解状态，而且是提供了最为理想的均质稳定分解过程，化学反应过程能做到如此均质稳定的程度是任何传统的水泥生产方法所望尘莫及的。比如，立窑因生料与煤粉的紧密接触，其热耗也不高

9、，但它无法使传热及分解在悬浮状态下进行，因而它所生产的熟料质量很难实现均质稳定，这种本质上的差异不仅是立窑质量提高的难题，也是其大型化的致命弱点。   (2)多级预热器系统。采取悬浮状态利用锻烧的余热预热生料，而且是采取最多达六级的多级预热方式，同样不仅提高热传导效率，强化预热效果，而巨也是均质稳定的过程。这同样是其它窑型无法与之比拟的。   (3)高速运转的窑。悬浮状态下高分解率的物料，为较大幅度提高窑的转速创造了可能，而恰恰是这种高而稳的窑速大大改善了熟料锻烧阶段均质稳定的效果，从而使熟料的受热均匀程度及矿物之间的反应均匀程度都有明显地改善。相对于中

10、空干法窑、湿法窑及立波尔窑，这就是预分解窑熟料质量有得天独厚优势的原因。当然，要想从根本上改变锻烧的均质稳定条件，应当使熟料锻烧过程也处于悬浮状态，这种试图进一步提高质量、降低热耗的研究从未停止过，但毕竟这种技术的难度要大得多，目前世界上还没有生产成功应用的先例。     (4)篦冷机。熟料用空气急冷是保证熟料质量的必要手段，受熟料加热的高温空气则对煤粉的燃烧速度及火焰的质量有着决定的影响，篦冷机的不断更新换代就是为了改善这种效果。篦板的类型、有效控制冷却空气量是开发蓖冷机的核心内容。辅助技术装置与悬浮状态下预热、分解、高窑速及快速冷却相配的其它设备，被视为新型干

11、法技术不可缺少的辅助设施，也无不为均质稳定做出了贡献。比如原燃料的均化堆场、装置，在线的质量检验设施，多风道燃烧器、自动化仪表等。它们的应用为保证最终产品的均质稳定做出了贡献。但是这些设备并不为预分解窑所独有，当前的JT立窑技术正是建立在这些设备的基础上4。   (1)原燃料的均化堆场。均化设施的原理是:让同一时间进场的物料不同时间出场，而不同时间进场的物料同一时间出场。用于均化石灰石、辅料、原煤在内的各种类型的均化堆场、装置是生产线上第一道均质稳定的设施，它们无非是让天然的非均质矿石以均质的成分进人生产线。     (2)生料均化库

12、。为了进一步克服配料成分波动及生料系统控制的波动，提高人窑生料成分的稳定性，水泥专家们在开发生料均化库上也曾花费大量精力。它的原理与均化堆场完全一致，但设施完全不同，管理与操作方法也各有特点。在线分析仪的投人使用可以减轻生料库的均化压力，甚至可以适当减少库容量，以降低基建投资。 (3)多风道燃烧器。如果煤粉的燃烧能使火焰稳定，均匀地传递热量，这对于锻烧均质稳定的熟料非常有益。三风道与四风道燃烧器的开发就是实现这个要求最好的装备。它不仅根据需要可以调节火焰的形状，更重要的是能用最少的一次风使煤粉快速燃烧，能在回转窑的高温带放出热能，这是非常重要的。尤其当使用含挥发分低的煤质时，这种能力

13、就变得必须具备和更加宝贵。 (4)自动化仪表。仪表准确地反映系统状态，当测定值偏离给定要求时，根据设计的自控回路将实际值自动调整到给定值，这个过程远比人为操作要精细、可靠、及时得多，使操作参数都能稳定在理想水平上。因此，只将自动化理解为可以节约劳动力，提高劳动效率，是一种片面认识应该明确，只有自动化，才能使系统的均质稳定程度提高到新的水平，这才是自动化重大而深远的意义。1.2 新型干法水泥生产的发展干法回转窑是18世纪末、19世纪初的窑型，它比立窑生产前进了一大步。由于它所用生料是干粉，含水量<1%，比湿法生产减少了用于蒸发水分的大部分热量，而且也比湿法生产短，但干法中空窑无余热利用装置

14、，窑尾温度一般都在700950。有些厂可看到烟囱冒火现象，热能浪费严重，每千克熟料热耗高达17131828kcal，而且灰尘大，污染严重。生料均化差，质量低，产量也不高（均与湿法生产相比），曾一度被湿法生产所取代。20世纪30年代初，出现了立波尔窑，在窑的尾部加装了炉篦子加热机，对含水分为12%14%的生料球进行加热，使余热得到较好利用，窑尾温度从700以上降到100150，热耗大幅度下降，产量和质量都得到很大提高。20世纪50年代又出现了带旋风预热器窑，窑尾余热得到更好的利用。尤其是20世纪70年代初出现的带窑 。外分解炉的新型窑生产线，将干法生产推向一个新阶段。这种能耗低、产量高、质量好、

15、技术新的窑已成为世界各国水泥生产的发展方向。在论证新型干法水泥生产均质稳定的必要性及可能性的同时，必须清醒地认识到水泥生产中满足均质稳定条件的难度。相对于技术措施及现有的装备水平的难度而言，更大的难度将来自于传统管理的习惯思维。满足均质稳定要求既是新型干法水泥企业真正通向最高效益的捷径，又是企业管理与操作从此摆脱被动局面的钥匙。我国新型干法水泥起步于20世纪70年代，至今已30多年，但发展步伐较小，速度缓慢。90年代，在建设一批引进技术或主机设备的新型干法生产线外，建设了一批不同规模的全国产化(自己开发设计、自行设备制造)新型干法水泥生产线，标志着我国进入了大型化干法水泥生产的发展轨道。随着新

16、型干法水泥技术的不断创新和技术的不断成熟，困扰我国水泥工业发展的上述问题也随之得到了解决。新型干法水泥以其质量好、消耗低、污染少、自动化程度高等优势，得到了社会与市场的认可；同时，也有效地解决了技术进步与经济效益的统一，使这个曾经一度阻碍新型干法水泥发展的致命问题得到了有效地解决。1.3复合水泥的特点与发展随着大型钢铁厂及火力发电厂的建成与投资，如何处理及综合利用燃煤发电机组年复一年排放出的大量矿渣、粉煤灰及灰渣，使其对周围环境的污染降到最低限度，并进而变废为宝，使其造福于社会是摆在项目的决策者、设计者及建设者面前亟待解决的问题。粉煤灰是火力发电厂燃煤粉锅炉排除的废渣，我国电力工业是以燃煤为主

17、，每年排出量已达5000万t以上，随着电力工业的发展，其排出量还在逐步增加，如不加以很好的利用，就会占用农田，堵塞江河，污染环境。粉煤灰即可增产水泥，降低成本，又可改善水泥的某些性能，变废为宝，化害为利。原材料用了电厂的灰渣，原料费用投资少。矿渣尤其是高炉粒化矿渣是由钢铁厂排出的废弃物，但在水泥行业却有着重要作用。水泥工业被称为能源适用大户，在当前越来越严峻的环境问题下，如何降低能耗、减少废物备受重视。尤其将粉煤灰，矿渣等工业废物变废为宝的研究上更加引起人们的关注。我国的复合水泥行业今后几年的发展前景看好，使众多投资者在水泥工业利润下降、水泥产量过剩的时期仍然会加大对复合水泥的投资，加快我国水

18、泥工业的结构调整，这也是宏观政策影响的结果。复合水泥工业调整的内在因素是技术的升级换代，这个早就已经具备；外在因素是由于新技术介入后，生产能力的大量过剩，这个将在未来几年逐步显现出来。因此，我们可以断言，随着复合水泥实际生产能力的不断过剩，我国复合水泥行业的结构调整将不断加快。由于电力等因素的影响，复合水泥生产实际过剩的部分将小于理论过剩量，随着国家对于电力供应等影响水泥实际生产能力的因素的改善，结构调整的力度将进一步加大。因此，在加快结构调整过程中，规范促进整个水泥行业的健康发展，已成为当务之急。一是复合水泥企业应在行业协会的指导下，在速度和质量、规模和效益的关系的把握上，为行业的健康发展和

19、良性发展付诸努力、率先垂范、做出表率。以自律诚信为本，在竞争中加强合作，在合作中共谋发展，勇敢担当起应有的社会责任，共同营造和推动良好的市场经济秩序，同时通过盈利能力的不断提升，使企业的发展成果惠及职工；二是国家政府部门应加强复合水泥产能总量控制，尤其是对热点地区的新增产能要在评估审批和总量控制上进一步加大力度，提高投资的技术、管理、产能、环保等进入门槛，使复合水泥行业的区域布局更加科学、新增投资更加合理。国家一方面加大了对矿渣及粉煤灰等废弃物综合利用基础研究方面投入，使其综合利用途径不多扩大，工艺技术日臻完善；另一方面有制定了一系列的政策和法规，强调要依靠经济手段、行政手段和法律手段共同发挥

20、调控与导向的作用。所以作为水泥混合材的矿渣及粉煤灰的综合利用的前景必然越来越广2配料方案的确定2.1熟料热耗的确定水泥厂中影响熟料热耗的因素很多，国内系统热耗较高的主要原因是：结皮堵塞现象严重，还有设备故障比较频繁，从而导致窑的运转率不高。而国外水泥厂家通过采用低阻高效的多级预热系统，以及新型篦式冷却机和多通道喷煤管等先进工艺，降低了水泥生产的熟料热耗。根据新型干法水泥厂工艺设计手册表 2-1 国内部分预分解窑的规格和特性厂名设计能力（t/d）设计热耗（kJ/kg熟料）回转窑规格（m）分解炉型式分解炉规格（m）冀东水泥厂40003308NSF宁国水泥厂40003349MFC故本设计熟料热耗确定

21、为3100kJ/kg熟料。2.2熟料率值的确定生产实践表明：预分解窑的优质高产，除了要有一个生料质量保障系统外，还要有一个适合其热工特性的配料方案。我国有不少预分解窑水泥厂仅通过“两高一中”配料方案，就获得了提高水泥产、质量和回转窑运转率的明显效果。从表2-2可以看出：国内新型干法窑生产水泥熟料4大矿物组成与国外水泥近似，但KH、SM、IM三个率值都比国外水泥稍低一些，国内重点水泥企业的窑型包括湿法、干法和立波尔窑，虽有较大差别，但均属低硅、高铁配料方案。国内立窑厂家多，但大多数采用低硅、高铁、高饱合比配料方案。我国水泥配料方案的重要特征是低硅、高铁。这对提高硅酸盐矿物含量和活性是不利的。从提

22、高水泥熟料强度考虑，应尽量提高硅酸盐矿物含量（73%）、提高早强矿物含量（9%10%）、降低铁铝酸四钙含量（13%）。欧洲通用水泥标准ENV197-1-92对波特兰水泥熟料提出这样规定“波特兰水泥熟料是一种水硬性材料，其中至少2/3是硅酸钙，其余为Al2O3、Fe2O3和其他氧化物。CaO/SiO2重量比应不小于2.0”。ENV197-1-92标准特别强调了硅酸盐矿物在4大矿物中所占比例，在Al2O3和Fe2O3的关系中更重视Al2O3的作用。所以为提高水泥强度，适应新标准要求，回转窑企业改进配料方案，向高硅、低铁型转变和采用与此配料方案相适应的烧成技术尤为重要。表2-2国内外水泥熟料成分及矿

23、物组成类别SiO2AI2O3 Fe2O3 CaOf-CaOKHSM IMC3SC2SC3AC4AF国外水泥（23个）21.224.803.0164.130.920.8952.731.615720810国内新型干法（20个）22.005.293.4464.390.960.8772.531.545324810国内重点水泥企业（56个）21.145.594.4474.741.140.8892.121.275420714国内立窑20.625.634.6864.07230.922.01.25914714考虑上述各种情况，结合目前率值的大致范围：KH=0.90±0.

24、02, SM=2.6±0.1，IM=1.6±0.1确定本次设计的率值是：KH=0.885， SM=2.51，IM=1.542.3熟料标号的确定熟料标号是以其28天抗压强度值来划分等级的。生产42.5级普通水泥要求熟料标号大于42.5，但工厂不能等到28天强度结果出来后再决定混合材掺量、粉磨细度等生产控制指标。因此，迅速而准确地查知熟料强度情况，对生产厂无疑具有重要的实用价值。众所周知，水泥熟料是由SiO2、Al203、Fe203、CaO等主要氧化物， 按一定比例化合而成的多矿物集合体。一般用C3S、C2S、C3A、C4AF、f-CaO等来表示。作为熟料组成主体的这些矿物，它

25、们与熟料率有如下关系：KH= SM= IM=+0.6383 将式 × ×( +1)整理，得：L=7.06故本设计的熟料标号为62.5。 图 2-1 28天抗压强度与L值的关系2.4混合材（矿渣、粉煤灰）石膏加入量的确定本设计是复合水泥，其混合材的掺入量为20%50%，设定混合材掺入量为45%（矿渣量为20%、粉煤灰掺入量为25%）；设定石膏掺入量为5%（水泥中的SO3不能超过3.5%，再根据任务书中石膏的SO3含量计算得石膏加入量应小于8%）。水泥中粉煤灰的掺加量按质量百分比计为20%40%。允许掺加不超过混合材总掺量的1/3的粒化高炉矿渣。此时混合材掺量可达50%，但粉煤

26、灰量仍不得少于20%或超过40%。 粉煤灰的掺加量，通常与水泥熟料的质量、粉煤灰的活性和要求生产的水泥标号等因素有关，主要有强度试验结果来确定。粉煤灰的早期强度很低，因此，粉煤灰水泥的强度（尤其是早期强度)随粉煤灰的掺加量增加而降低。本次设计采用粉煤灰掺加量为30%。水泥中石膏的加入量由SO3的含量确定。按照国家标准规定，硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥中SO3含量不大于3.5%，快硬水泥的品质标准与普通硅酸盐水泥略有差别，SO3的最大含量为4.0%。普通硅酸盐水泥中的SO3含量一般波动在1.5%2.5%，而在快硬硅酸盐水泥中，一般波动在3%3.5%。本次采用的石膏中SO3含量为42.10%，设石膏

27、掺加量为X，则有42.10%X4.0%，得X9.5%。故本次设计取石膏含量为5%。3物料平衡计算3.1配料计算原料及燃料化学成分表3-1 原料化学成分(%)名称烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO石灰石39.834.350.300.7953.541.31粘土5.3867.9614.215.942.011.26砂页岩3.3388.032.842.091.140.91铁矿石2.8149.815.7032.533.071.71粉煤灰 3.9349.3531.844.4724.620.95表3-2 煤的工业分析（%）名称水分Mar/%挥发分Var/%灰分Aar/%固定碳Car/%热值Oar/

28、KJkg烟煤1.6517.6423.4257.2922283.13煤灰掺入量 熟料热耗q=3100kJ/kg熟料根据公式求得： 式中：熟料中煤灰掺入量(%)；单位熟料热耗(kJ/kg熟料)；煤的应用基低热值(kJ/kg煤)；S煤灰掺入量(%)；计算干燥原料的配合比设定干燥物料的配合比为；石灰石83%、粘土8.5%、砂页岩1.5%、铁矿石粉煤灰4.5%，以此计算生料的化学成分，如表3-3所示：表3.3 生料的化学成分（%）原料配合比烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO石灰石82.933.013.600.250.6544.381.09粘土8.60.465.841.220.510.170.

29、10砂页岩1.50.051.320.040.030.020.02铁矿石2.50.071.250.140.810.080.04粉煤灰4.50.182.221.430.200.210.04生料10033.7714.233.082.2044.861.29灼烧生料21.494.653.3267.730.02熟料的化学成分煤灰掺入量3.26%，则灼烧生料配合比为100%-3.26%=96.74%。按此计算的熟料的化学成分，如表3-4所示：表3.4熟料的化学成分原料配合比SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO灼烧生料96.7420.784.503.2165.520.02煤灰3.261.620.920.3

30、00.160.06熟料10022.405.423.5165.680.08熟料率值确定熟料的率值计算如下：0.8852.511.54计算的率值KH=0.885，SM=2.51，IM=1.54在确定的范围之内，所以配比合适。熟料矿物组成C3S=3.8(3KH-2)SiO2=3.8×(3×0.885-2)×22.40%=55.75%C2S=8.60(1KH)SiO2=8.60×(10.885)×22.40%=22.15%C3A=2.65(A2O30.64Fe2O3)=2.65×(5.420.64×3.51)=8.41%C4AF=3

31、.04Fe2O3=3.04×3.51=10.67%计算湿物料的配合比原料的水分为：石灰石为2%，粘土为10%，铁矿石8%、矿渣20%，则湿原料质量配合比为：湿石灰石=84.59%湿粘土=9.55%砂页岩湿铁矿石=2.72%粉煤灰=4.5%将上述质量比换算成百分比：湿石灰石=湿粘土=砂页岩=湿铁矿石=粉煤灰=3.2物料平衡计算生产能力窑型的确定：选用4.8×72m的回转窑，由公式算得其产量为：Qh=0.37743D2.5585 L0.51861=0.37743×(4.8-0.026×2)2.5585 ×720.51861=186.60t/h回转窑

32、产量的标定:标定产量应低于其产量但小于10%，本设计的标定产量为 Qh,1 =182.0t/(台·h)熟料小时产量Qh= n Qh,l=1×182.0=182.0(t/h)式中： n窑的台数；Qh,l所选窑的标定台时产量t/(台·h)。熟料日产量Qd =24 Qh=24×182.0=4368.0(t/d)熟料周产量Qw=168 Qh =168×182.0=30576(t/周)水泥小时产量Gh= Qh=×180.0= 375.62(t/h)式中： p水泥的生产损失；d水泥中石膏的掺入量(%)；e水泥中混合材的掺入量(%)。水泥日产量Gd

33、 =24 Gh=24×375.62=9014.8(t/d)水泥周产量Gw =168 Gh=168×379.62=63103.6(t/周) 原料消耗定额（1）考虑煤灰掺入时。1t熟料的干生料理论消耗量熟料=（t/t熟料）式中： 干生料理论消耗量（t/t熟料）；l干生料的烧失量（%）；s煤灰掺入量，以熟料百分数表示（%）。（2）考虑煤灰掺入时，1t熟料的干生料消耗定额（t/t熟料）式中： K生干生料消耗定额（t/t熟料）；P生生料的生产损失（%）。（3）各种干原料消耗定额K原=K生X式中： K原各种干原料的消耗定额（t/t熟料）；K生干生料消耗定额（t/t熟料）；X干生料中该原

34、料的配合比（%）。K石灰石=K生x石灰石=1.61×0.83=1.34（t/t熟料）K粘土=K生x粘土=1.61×0.086=0.14（t/t熟料）K砂页岩=K生x砂页岩=1.61×0.014=0.02（t/t熟料）K铁矿石=K生x铁矿石=1.61×0.025=0.04（t/t熟料）K粉煤灰=K生x粉煤灰=1.61×0.045=0.07（t/t熟料）(4)干石膏消耗定额 Kd=0.10（kg/kg熟料）式中： Kd干石膏的消耗定额（kg/kg熟料）；Pd石膏的生产损失（%）。(5)干矿渣消耗定额 Ke，=0.39（kg/kg熟料）式中： Ke，

35、干矿渣的消耗定额（kg/kg熟料）；Pe矿渣的生产损失（%）。(6)干粉煤灰消耗定额 Kf=0.41（kg/kg熟料）式中： Kf粉煤灰的消耗定额（kg/kg熟料）；Pf粉煤灰的生产损失（%）。(7)烧成用干煤消耗定额 Q=(Q+25W)=(22283.13+25×1.65) ×=22698.91（kJ/kg干煤） Kf1=×=0.14（kg/kg熟料）式中： Kf烧成用干煤消耗定额（kg/kg熟料）；q熟料烧成热耗（kg/kg熟料）；干煤低位热值（kg/kg熟料）；Pf煤的生产损失（%），一般取3%；Q煤的应用基低位发热量（kg/kg熟料）；Wy煤的水分。 (7

36、)湿物料消耗定额： K湿=式中： W0物料天然含水量（%）；K湿石灰石=1.37（t/t熟料）K湿粘土=0.16 （t/t熟料）K湿砂页岩=0.02（t/t熟料）K湿铁矿石=0.04（t/t熟料）K湿铁矿石=0.04（t/t熟料）K湿矿渣=0.36（t/t熟料）K f湿煤=0.14（t/t熟料）（8）物料平衡表表3-5物料平衡表消耗定额t/t熟料物料平衡表(t)干料含天然水分料干料含天然水分料小时日周小时日周石灰石1.34 1.37 243.885853.12 40971.84 249.345984.16 41889.12粘土0.14 0.16 25.48611.52 4280.64 29.1

37、2 648.88 4892.16 砂页岩0.02 0.023.64129.6 611.52 3.64129.6 611.52 铁矿石0.07 0.07 12.74305.762140.32 12.74305.762140.32粉煤灰0.040.047.28174.721223.047.28174.721223.04生料1.61 1.61 293.027032.48 49927.36 熟料182.0 436830576 石膏0.11 0.11 20.02 480.48 3383.36 20.02 480.48 3383.36 粉煤灰0.39 0.3970.981703.5211924.6470.

38、981703.5211924.4矿渣0.410.5174.621790.8812536.1692.822227.6815593.76水泥375.629014.863103.6 烧成用煤0.14 0.14 25.48 611.524280.6425.48 611.524280.64 4全厂工艺流程的确定4.1流程论述4.1.1石灰石、煤、石膏的破碎工艺石灰石是经矿山粗破碎送到石灰石预均化堆场，采用一次破碎即达到所要求的粒度。石灰石破碎机选用反击式破碎机，流程简单，占地少，投资少。煤、石膏一起破碎，选用细碎颚式破碎机，处理能力适当且可共用一台破碎机。石灰石破碎系统有以下几种形式：一段破碎，石灰石只

39、经过一次破碎即达到入磨粒度要求的为一段破碎系统。二段破碎系统，对规模较大，石矿提供的块度也大，对一段破碎 工艺有困难时，可用二段破碎系统。4.1.2石灰石的预均化措施CaC03含量波动±10的石灰石，均化后可缩小至±1。生料均化得好，不仅可以提高熟料的质量，而且对稳定窑的热工制度、提高窑的运转率、提高产量、降低能耗大有好处。由于水泥厂规模趋向大型化以及水泥其他工业发展，对石灰石的需求量日益增长，从而使石灰石高品位的原料不能满足生产的需要，势必要采用高低品味搭配或由数个矿山的矿石搭配的方法，以充分利用矿山资源。因此，生产中对生料有效的均化措施相当必要。本设计选择矩形的石灰石预

40、均化堆场。入磨破碎机出磨破碎机图4-1 石灰石破碎系统4.1.3生料粉均化系统均化不好的生料，影响熟料质量，减少产量，给烧成带来困难，使窑运转不稳定，并引起窑皮脱落等内部扰动，缩短窑的运转周期和增加窑衬材料的消耗。若均化效果不好，熟料质量通常会比湿法低半个标号，产量平均下降7左右。所以，生料均化程度是影响生料易烧性的稳定与熟料产量和质量的关键。在干法水泥厂中生料均化是不可缺少的重要工艺环节。生料的均化分为间歇均化和连续均化系统。连续均化系统具有流程简单、操作管理方便和便于自动化控制等；而间歇均化系统的均化效果好。选择哪种系统应根据工长的规模、生料成分的波动及入窑生料的要求。本设计采用连续均化系

41、统。4.1.4生料制备系统图4-2 生料制备系统煤粉制备系统煤粉的制备主要是采用带烘干设备的煤磨，也是立磨，其占地面积小、节约能耗、细度易于调节等。熟料烧成系统的选择熟料烧成设备主要有回转窑和立窑，对于一些大型且采用新型干法系统的水泥厂大都采用回转窑。新型干法悬浮预热器和预分解窑越来越受到大家的推崇。本设计采用预分解窑，预分解技术的特点是在预热器和窑之间增设分解炉，在分解炉中加入占总用量50%60%的燃料，是燃料燃烧过程与生料的预热和分解过程，在悬浮状态或沸腾状态下迅速的进行，入窑的生料分解率可达90%左右，因此，窑的热负荷大为减少，而产量却成倍增长。其基本流程如图4-3：矿渣磨系统 本设计采

42、用立磨粉磨矿渣系统，流程简单、烘干、粉磨、选粉的全过程都在磨中完成。由于是料床粉磨，粉磨效率高，单位电耗低，磨内空间大，传热快，烘干能力强。这些特点适合矿渣水分高、难磨的要求。 图4-3 预分解窑流程水泥制备系统 水泥粉磨工艺流程可分为开路流程和闭路流程两种。 开路流程比闭路流程简单，但粉磨电耗较高。开路棒球磨比开路管磨具有较高的产量和较低的电耗，对高硬度原料的适应性较好，进磨物料粒度可以稍粗，但装卸钢棒比装卸钢球麻烦。目前国内粉磨生料常采用开路棒球磨系统。闭路流程粉磨电耗比开路流程的低，但闭路流程及其操作复杂。带把式分级机时，粉磨产品的水分达80%左右，需设占地面积大的厚浆池加以浓缩，对原料

43、适应性差。弧形筛的占地面积小，但筛条易磨损。本设计采用闭路流程，如图4-4：水泥库及包装系统的确定 水泥库的圆库型式较多，主要区别在于库底的形状不同。水泥厂采用圆库储存物料时，圆库的直径规格不易太多，采用库群布置时，库的高度和直径尽可能一致。本设计采用底部带减压仓的圆库，库容量为10000t。 水泥有散装和袋装两种。水泥散装是水泥供应和运输方面的重大改革，是水泥发展生产、例行增产节约的有效措施，也是发展绿色水泥的重要途径。 本设计要求有80%的散装水泥和20%的袋装水泥。采用回转式6嘴包装机，包装袋装水泥。图4-4水泥粉磨系统流程4.2主机设备选型、储库堆场计算主机选型计算：（周平衡法）公式:

44、GH=(1)石灰石破碎机 GH=581.8t/h 选用PF-16221600×2250mm反击式破碎机，台时产量为500600，标定产量为590。石灰石破碎机的台数： 式中：n主机台数；Gh要求主机小时产量t/h；Gh =GHGh,1主机标定台时产量t/h。, 选一台。石灰石破碎机的每周实际运转小时数：式中：H0主机每周实际运转小时数；H预设主机的周运转小时数。(2)石膏破碎机选用XP-250×1200m破碎机，台时产量为40-85，标定产量为85。石膏破碎机的台数： 选一台。式中：n主机台数；Gh要求主机小时产量t/h；Gh =GHGh,1主机标定台时产量t/h。石膏破碎

45、机的每周实际运转小时数：(3)煤破碎机选用XP-250×1200m破碎机，台时产量为40-85，标定产量为80。煤破碎机的台数： 选一台。式中：n主机台数；Gh要求主机小时产量t/h；Gh =GHGh,1主机标定台时产量t/h。破碎机的每周实际运转小时数：(4)煤磨选用MPF 2217立磨，台时产量为45，标定产量为40。煤磨的台数： 选一台。式中：n主机台数；Gh要求主机小时产量t/h；Gh =GHGh,1主机标定台时产量t/h。煤磨的每周实际运转小时数：(5)生料磨选用MLS 4230立磨，台时产量为330，标定产量为330。生料磨的台数： 选一台。式中：n主机台数；Gh要求主机

46、小时产量t/h；Gh =GHGh,1主机标定台时产量t/h。生料磨的每周实际运转小时数：(6)矿渣磨机选用OK36-4立磨，台时产量为108，标定产量为105。矿渣磨机的台数： 选一台。式中：n主机台数；Gh要求主机小时产量t/h；Gh =GHGh,1主机标定台时产量t/h。矿渣磨机的每周实际运转小时数：(7)水泥磨选用4.5×15.11m球磨，台时产量为118，标定产量为183。水泥磨的台数： 选二台。式中：n主机台数；Gh要求主机小时产量t/h；Gh =GHGh,1主机标定台时产量t/h。水泥磨的每周实际运转小时数：(8)包装机选用回转式6嘴包装机，台时产量为85，标定产量为80

47、。包装机的台数： 选二台。式中：n主机台数；Gh要求主机小时产量t/h；Gh =GHGh,1主机标定台时产量t/h。包装机的每周实际运转小时数：主机平衡表如表4-1，4-2全厂堆场、储库计算(1)物料堆场和储库的作用 原料堆场的使用不仅是物料连续性保证的基础，而且有利于物料的成分稳定。经过破碎后的物料储存于储库内，且大部分是有均化效果的圆库，使物料预均化完全，有利于原料化学成分稳定和均匀，从而提高熟料煅烧质量。(2)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

48、生产。水泥厂各种物料的最低储存期如表4-3表4-1冀东水泥厂主机平衡表,主机名称主机型号规 格主机产量（）标定产量（）主机台数（台）要求主机小时产量（）主机生产能力（）实际利用率（%）石灰石破碎机PF-1621600×2250mm 500600590153350060042.9石膏破碎机XP-250×1200mm408580151408521.4矿渣磨机CK-26立磨58581465879.3生料磨MLS4230立磨330330129833090.3煤磨MPF2217立磨45451304566.7回转窑4.7×74m166.67166.671166.67166.6

49、7 0.85水泥磨4.5 ×15.11m118118222123682.0包装机回转式6嘴8585169.28550.0表4-2 主机平衡表主机名称主机型号规 格主机产量（）标定产量（）主机台数（台）要求主机小时产量（）主机实际每周运转小时（h）石灰石破碎机PF-1621600×2250mm5006005901581.8500600表4-2 主机平衡表续表主机名称主机型号规 格主机产量（）标定产量（）主机台数（台）要求主机小时产量（）主机实际每周运转小时（h）石膏破碎机XP-250×1200mm408585180.539.8煤破碎机XP-250×1200

50、mm408580127.7952.9煤磨MPF2217立磨4540127.79107生料磨MLS4230立磨3303301329153.8矿渣磨机OK36-4立磨终粉磨1081051101154水泥磨4.5×15.11m1181832357164包装机回转式6嘴8580214375.1表4-3 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砂页岩107粘土107石膏3020煤1010生料粉24矿渣1020熟料57粉煤灰1010水泥77铁矿石2010 (3)原料的预均化设施的设计石灰石储存量=5853.12×7=4

51、1889.12t棚式人字型350-400层，36mW×142.5 mL×12.6mH×2堆，单位料堆42600t。需要料堆个数：41889.12/42600=0.98，考虑生产的连续性，选2堆。石灰石预均化堆场的实际储存期：=42600×2/5984.16=14d粘土储存量=611.52×15=9720t室内式人字型，10000t，24.2mW×23.5mL×9.14mH(7143m3)×1座，10000t×1堆。需要料堆个数：9720/10000=0.97，考虑生产的连续性，选1堆。粘土预均化堆场的实际

52、储存期：=10000/648.88=15.4d砂页岩储存量=87.36×55=4801.5t棚式，5000t，23.87mW×12.5mL×10.8mH×1座，5000t×1座。需要料堆个数：4801.5/5000=0.96，考虑生产的连续性，选1堆。砂岩预均化堆场的实际储存期：=5000/87.36=57d铁矿石储存量=305.76×15=4536t棚式，5000t，23.87mW×12.5mL×10.8mH×1座，5000t×1座。需要料堆个数：4536/5000=0.9，考虑生产的连续性，

53、选1堆。砂岩预均化堆场的实际储存期：=5000/305.76=16.5d粉煤灰储存量=1703.52×10=17035.2t棚式人字型，10000t，30mW×88.5mL×10.5mH(800m3) ×2座10000t×2堆。需要料堆个数：17035.2/10000=1.7，考虑生产的连续性，选2堆。煤储存量=611.52×20=12230.4t室内人字型10000t×1座，30mW×70 mL×12.6mH×1堆。需要料堆个数：12230.4/10000=1.2，考虑生产的连续性，选2堆。煤预均化堆场的实际储存期：=20000/12230.4=32.7d参考冀东水泥厂储库表：4-5冀东水泥厂储库一览表储库名称规格数量库容量储存期（d）实际储存期（d）单个（t）总共（t）石灰石预均化堆场棚式人字型350-400层36mW×142.5 mL×12.6 mH×2堆24260086200714铁粉堆场粘土堆场室内人字型铁粉：5000t，23.87mW×12.5mL×10.8mH(3300m3)×2座粘土：10000t，24.2mW×23.5mL×9.14mH(7143m3)×2