日产吨水泥熟料干法水泥厂设计

1、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

2、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=0.89±0.01、SM=2.60±0.10、IM=1.60±0.10;4）单位熟料热耗：3178kJ/kg;5）生产损失：生料按1

3、%+算，其它按3%+算。表11原燃料化学成分（）名称烧失量SQAldFeO3CaOMgO其它2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.'52.4729.675.046.341.844.64100.00表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（）11538粒度（mm）<600<40<10<100表13煤的工业分析拄发万固定碳灰分热值25.92%45.92%2

4、6.28%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、课程设计进度安排丁P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

5、止确，具有可彳丁性、创新性（15分）3.设计过程及结果（30分）4.态度认真、学习亥苦、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100K、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

6、任务日产2500吨熟料水泥厂设计2 .确定率值综上所述，最终率值的确定如下:KH=0.89,SM=2.60,IM=1.58烧失量SiO2Al2O3FeQCaOMgO其他E比例勺灰白41.823.080.670.4652.540.680.75100.0083.02粘土5.0469.9814.055.920.470.973.57100.0015.63铁粉4.1516.064.1859.748.482.434.96100.001.35生料35.56413.7112.8092.11143.8090.7490.0000.00灼烧生料21.2794.3593.27667.9881.1620.0000.00

7、96.36煤成分0.00052.47029.6705.0406.3401.8404.640100.003.64熟料22.4155.2813.34065.7421.1870.169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IM1.61.583 .计算煤灰掺入量煤的工业分析拄发万固定碳灰分热值gqA5s2%45.92%26.28%22920kJ/kgQnet,arGa熟料中粉煤灰参入量，%q单位熟料热耗，KJ/kgQnetar煤收到基低热值，KJ/kgei,aAar煤收到基灰分含量，%S煤沉落率,c

8、317826.28%100%Ga3.64%22920MyO1.187%其他0.169%C3s3.8(3KH2)SiO23.8(30.892)22.41557.07%C2S8.61(1KH)SiO28.61(10.89)22.41521.23%C3A2.65(Al2O30.64Fe2O3)2.65(5.2810.643.340)8.33%4.4.1,C4AF3.04Fe2O33.043.34010.15%烧成车间生产能力和工厂生产能力的计算窑的选型及标定4.2窑的年利用率制造商窑规格（mixm）窑广量（t/d）宇部兴产(f)4X752600资料来源（新型干法水泥厂设备选用使用手册P402）y=3

9、00/365=0.824.3. 确定窑的台数：n=2500=0.96,故窑的台数取1台。2600烧成系统的生产能力熟料小时产量：Qh=nXQh.lt/h=1乂108.33=108.33t/h熟料日产量：Qd=24Qht/d=24乂108.33=2600t/d熟料年产量：Qw=300XQht/y=300乂2600=780000t/y工厂的生产能力水泥时产量：Gh=Qh><100-p)/(100-d-e)=108.33乂(100-3)/100=105.08t/h水泥日产量：Gd=24Ght/d=24乂105.08=2521.92t/d水泥年产量：Qy=300>Ght/y=300乂

10、2521.92=756576.72t/y4.4. 原、燃材料消耗定额的确定理论料耗叱100-G1003.64Kt1.4954kg生料/kg热料100L10035.564实际料耗KK/口、1495%小八1.5105kg生料/kg熟料/11-r9)/(1-1%)式中G-煤粉掺入量%L-生料烧失量P生-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KX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%)=0.021

11、0kg/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%生消耗定额（t/t熟料匚总物料（t）产损失%干基湿基干基物料湿基物料时日年时日年石灰石83.02131.2

12、9281.3059134.45123232969600135.81363264.75979425粘15.631530.24340.285125.3136608.518255029.6504712.75213825铁粉1.35330.02100.02162.18452.5157502.24645,16200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3105.0

13、82521.92756576.725.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心粘土熟料右高混合材煤取大粒度V25v50v30v50v30v30（资料来源：新型干法水泥技术与设备p61）水器厂主隼判用率联小数表水）表3-4L机芸鞋年网用率生产周KK日/僧）生产熊制B不斯和破碎机0+犯5246笄日一班铸母&7bCL4一屯4R£幡口西班，用鞋&7h生出庭期格<0.7U7并喘<0.前7湿法窗0.SD7干法客0.S57机顿也东5辆）Q.657堪磨*九前凡找?水泥照倒造V&品7开曜71可转薪+世。,网口,时7包装机0,200,246年1：一班

14、内衽&7b巾，/电一口.40E每日西班*国班&-7h0,23-0.267号B一班，母班S-7h.4忖口，E67每B西班r海翼h沱；3生产班版一tn中再显明的，均推界U三至I里底吕卜多由I好班小r，卜者+匕扣除保阴报怖H间1-2h.®样电区定修隙户段高的情况F.JK酩的料而率诬而诙我耳.以能比卧官亲修力太大.造成情髀.京龙厂主机埠用诙鞫小时数表3-7主机名戟每日运坤时赳（VS）年国运站时何（h/R）生产的科（B/R）生产鼾制有其不厥荷机Z3右,26MB,班*海汕h1414憎T4E越日葡班餐城百7h生料房32取7241&37231S47就展2416S7木祖磨2Z1

15、547回奥热干机221517居fr?驯二4E5怖4fir邮班6-7卜他货机12-1472H45每日网班,每理G?h有74”必7每H庾.每跳6？hli-HMT87佳11.哥hl运转对阿R。h芥,把每日V鸾每流咨h计宜苦日时*时同为ZEh新，3费*1酷假日检悻工h计算：彰年产茶利一把中1中理。一7k艮揩主乩后*十时收，叩白空隙修篇柿也时附1-4A（水泥厂工艺设计概论P41）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：X300270.4887608760式中：

16、k每年工作日数，k2每日工作班数，k3每班主机运转小时数。(3)主机要求小时产量：Q破碎Q窑VR/t窑C24t破碎（1-f100）26001.01168221t/h24276（1-1100）式中Q破碎-_破碎机产量t/hVr-一，C-原料/熟料的比率t窑-窑每周工作时间，ht破碎-破碎机每周工作时间，hf-原料含水率，%规格最大进料粒度(mm生产能力(t/h)出料粒度(mmPPC1616<700160240<25(新型干法水泥厂设备选用使用手册P16)主机产量标定：240t/hGhI2210.92240式中：n主机台数；Gh要求主机小时产量t/h；Gh,1主机标定台时广量t/h6.

17、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:431540.7687604315448760(3)主机0.76要求小时产量：2521927154型号r#(t/h)MPS315加磨150(4)设备的选型：114.6(t/h)(资料来源新型干法水泥生产技术与设备P77)GhnGh,i(5)计算主机的数量114.6选1台。0.764150式中：n主机台数；G要求主机小时产量t/h；G,1主机标定台时产量t/h。(6)核算主机的年利用率0-G-11460.760.58nGh,111506 .2煤

18、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：Gh387.757Gh17.625(t/h)h154规格生产能力（t/h）磨辐直径（mm）磨盘工作直径（mmMP14102410191400（4）设备的选型:（新型干法水泥厂设备选型使用手册P282）（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n旦176型0.73,故选取1台。Gh,i24'式中：nGh-Ghi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

19、年利用率GhnGh,i17.6250.760.59124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7-14.0X75回转窑配套设备规模t/d2500回转窑4X75预热器C12X（f）5050X4030C22X（）5510X4100C32X（）5510X4100C42X（f）5510X6470C52X（f）6060X6910（资料来源新型干法水泥厂设备选型手册P402,P529）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：kkk2k332138”0.8887608760

20、-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:GhGy8760780000101.18t/h87600.88日产量为Gd24GH24101.182428（t/h）选择合肥院HCFC®篦式冷却机型号H1067n-（t/h）额定2500取大2750段数2启效回积（m2）63面积j量t/（m?d）39.7-45出料粒度（mm<25进料温度（C）1371出料温度（C）65+环境温度机械传动传动模式(新型干法水泥厂设备选型使用手册P583)(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：Gh1至00104.17t/h24(6)计算主

21、机的数量n旦101.180.97,故先1台冷却机.Gh,i104.17(7)核算主机的年利用率0-G-104170.880.906nGh,11101.18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)M(t/h)主机生产能力(t/h)主机工作制度，实际年利用率石灰心破碎机PPC161624012212400.48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4X75108.331165.74108.330.82

22、9.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心515右高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P200）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%勺粘土2.025铁矿石（粉）1.535煤0.927300mmi下的二水后高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P27

23、9）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x储存期3）参考淮北相山水泥厂选用=3264.75X5=16323.75（1）©80的堆场，其石灰石预均化堆场储存期为20000t4）库的数量：n黑f。“选1堆5)实际储存天数=20000X1/3264.75=6.13d9.2 粘土堆场日消耗粘土量：G=712.75t/d.预设粘土的储存期：10d,粘土的储存量：Q=712.75X10=7125.5tQL=24HctgB-HctgHBHctg根据厂区面积，总平面图布置，选B=3

24、0mH=7m则料堆的底边长度:QL=24HctgB-HctgHBHctg/cc2ccc4c7125.527ctg2530-7ctg2572307ctg25=44m取L=45m则-24QLHBHctgH2ctgB-Hctg24=4572307ctg25272ctg2530-7ctg25=7344.34t粘土露天堆场的实际储存期=卫!空10.3d712.75堆场规格：30mW45mL7mH9.3原煤堆场1)储存量Q=日需要量X储存期=387.75X5=1938.75(t)2)占地面积20m取H5m,B2Hctg3819.63m,其中27,R0.9，取B24、QrHctg(BHctgL3Hr(BHctg)241938.750.952ctg27(205ctg27)350.9(205ctg27)48.95(m)取L=5