物料平衡计算-副本

1、时间：二O二一年七月二十九日物料平衡计算之巴公井开创作时间：二O二一年七月二十九日烧成车间生产能力和工厂生产能力的计算1.年平衡法（1）要求的熟料的年产量：Qy= | Gy式中Qy要求的熟料年产量（t熟料/年）Gy 工厂规模（t水泥/年）d 一水泥中石膏掺入量（）e 水泥中混合材的掺入量（）P 水泥的生产损失（），可取为35%150万吨普通硅酸盐水泥，石膏掺入量为3 % ,混合材的参入量 为8% ,水泥的生产损失取为 4% .150万吨普通硅酸盐水泥熟料量为700000X （ 1-0.03-0.08 ）=1335000 吨水泥厂每年除去检修的日子生产水泥的天数为330天时间：二O二一年七月二十

2、九日时间：二O二一年七月二十九日日产熟料量为 1335000/330=4045t/dQy= 回 Gy= （ 100-3-8 ） 1500000/ （100-4 ） =1390624 （t 熟料/年）（2）窑的台数：n= _I式中n 一窑的台数Qy要求的熟料年产量（t熟料/年）Qh,l 所选窑的标定台时产量（t /台？h）刀一窑的年利用率，以小时暗示.分歧窑的年利用率可参考下列 数值：湿法窑0.90 ;传统干法窑0.85 ;机立窑0.80.85 ;悬浮 预热器窑、预分解窑 0.85 ;7920全年除去检修日子外窑工作的小时数，全年的工作日为330 天.亮案”生产能力把持转速r/mi n停留时间m

3、in物料负荷 率窑内物料 量t物料 运动 功耗KWh/ h单元 熟料物料 耗功 KWh/t计算 窑衬 厚mm单元有 效容积）里t/m3 - D计算简式t/dt/h时间：二O二一年七月二十九日时间：二O二一年七月二十九日 4.0 X64 m斜度:4.0%L/D=16235097.64.219.36.442.4206.21.552004.92目日n= 目 =1390624/(7920 X 0.85 X 97.9)=1.98(3)烧成系统的生产能力可按下列各各式计算：熟料小时产量：目 =1.98 X 97.9=193.8 (t /h)熟料日产量： =24X 193.8=4652. 2(t /d)熟料

4、年产量： rl=7920X0.85 X 193.8=1304661.6(t/y)(4)工厂的生产能力可按下列各式由烧成车间的生产能力求得：水泥小时产量： I X 1=( 100-4 ) 193.8/ (100-3-8)=225(t /h)水泥日产量：占J =24X 225=5400(t /d)水泥年产量： x =7920X 0.85 X225=1514700(t/y)2.原、燃资料消耗定额的计算(1)、资料消耗定额考虑煤灰掺入时,1t熟料的干生料理论消耗量时间：二O二一年七月二十九日时间：二O二一年七月二十九日式中K-一一干生料理论消耗量（t/t熟料）I 干生料白烧失量（%S-煤灰掺入量，以熟

5、料百分数暗示（%单元熟料耗煤量为 myr=1.19 kg/kg-熟料S= GA myr=1.741 x 1.19 x 1000/84.03=20.7% （ t/t 熟料）I=49.57 X 135.73+4.378 X （28.24 -0.2）+1.442 X2.31 /1.741 + 135.73（1-0.0103）+（28.24-0.2）（1-0.00876）+2.31（10.03608）=41.14%II （t/t 熟料）考虑煤灰掺入时,1t熟料的干生料理论消耗定额：|1（t/t 熟料）考虑生产损失时,1t熟料的干生料理论消耗定额II（t/t 熟料）式中K干生料消耗定额（t/t熟料）P生

6、一一生料的生产损失（ ，一般3%- 5%时间：二O二一年七月二十九日时间：二O二一年七月二十九日各种干原料消耗定额式中K-某种干原料的消耗定额（t/t熟料）x1 士什丁以回个十口白匕口名称粘土铁粉干生料中该原料的配合比(%82.6715.500.771.05干原料的消耗定额1.170.220.010.015（2）干石膏消耗定额式中Kd干石膏消耗定额（t/t熟料）d 、e分别暗示水泥中石膏、混合材的掺入量（%（3）干混合材消耗定额式中Ke-一干混合材消耗定额（t/t熟料）（4）烧成用干煤消耗定额单元熟料耗热 q为3350kJ/kg-熟料，煤的Qnet,ad=28532.63（kJ/kg ）式中烧

7、成用干煤消耗定额（t/t熟料）时间：二o二一年七月二十九日时间：二O二一年七月二十九日q熟料烧成热耗（kJ/kg熟料）QgDW 干煤低位热值（kJ/kg干煤）Pf煤的生产损失（% , 一般取3%.（5）烘干用干煤的消耗定额式中Kf 烘干某种湿物料用干煤消耗定额（t/t熟料）M-一一需烘干的湿物料量，用年平衡法时以t/a暗示.Q烧一一烧成系统生产能力，用年平衡法时以熟料年产量暗示.3 1、3 2分别暗示烘干前、后物料的含水量（ 衿q-一一蒸发1kg水分的消耗量（kJ/kg水分），可参考烘干机经验数据，而准确的数据应通过具体烘干机的热工计算求得.蒸发1千克水的耗煤量q=lI2/HQyDW=2.56

8、X 1940/0.85 乂 20700=0.28kg/ kg 水干粘土用干煤的消耗定额M粘=25.72Q 烧/100=0.2572 X （6 - 0.2） X 0.28 X 100/（100 -0.2） X 2813.263X（100 -4）=0.00000155（t/t 熟料）时间：二O二一年七月二十九日时间：二O二一年七月二十九日烘干矿渣用干煤的消耗定额M矿=0.082 X 1220107.68=100048.83 (t/y)=0.000000482 (t/t 熟料)烘干煤用干煤的消耗定额乂煤=myr XQ 烧（t/t熟料）烘干石膏用干煤的消耗定额（t/t熟料）上述各种干物料消耗定额换算为

9、含天然水分的湿物料消耗定额时，可用下式计算：式中K湿,K干一一分别暗示湿物料、干物料消耗定额（ kJ/kg 熟料）3 1该湿物料的天然水分（ 衿.3.、原料、燃料、资料需要量的计算和物料平衡表的编制时间：二O二一年七月二十九日时间：二O二一年七月二十九日将各种物料消耗定额乘以烧成系统生产能力，可求出各种物料的需要量.例如，将湿石灰石消耗定额乘以熟料周产量，便得出石灰石每周需要量；乘以熟料年产量，便得出湿石灰石每年需要量将计算结果汇总成物料平衡表，其格式见表3-2表3-2 水泥厂物料平衡表物料名 称天然 水分生产损失消耗定额物料平衡备注(t/t熟料）含天然水分料含天 然水分 料hdahda123

10、456789101112石灰石13.954.2114274907115277914891.171.13.59.0180.512.593432.56228.24粘土11.221.51617021.5161702.460.230.23.91580.915802532.965382.96铁粉0.923.7750.923.7750.820.920.010.023.63.6794968794968生料17.267.1137328108138331109731.391.40.069.4551.032.632645.29368.90.040.000.040.043.3r 79.12613.379.261石曾

11、162362360.000.000.100.118.82116969.7234774混合材57.0610024.2968.726时间：二O二一年七月二十九日时间：二O二一年七月二十九日熟料0.0020.0411.00297.92349.9659 062 .898.102354.4776952水泥0.0430.0421.141.152110264 0871200111 .182668.32880545 .6烧成用 煤0.000360.000480.010.011.66740.008132 02.641.66740.008132 02.64烘干用 煤0.0000180.0000240.00060.

12、00060.12.47920.12.4792燃煤合 计0.000380.00 050.0110.0111.76742.40813992.641.76742.40873994.64注：1、采纳年平衡法，可不列第8栏和第12栏；采纳周平衡 法，可不列第9栏和第13栏.2、备注中可列出：生料组分、物料配合比、生熟料消耗定额、烧成热耗和烘干热耗、煤的热值等.主机平衡计算年平衡法计算步伐：根据车间工作制度，选取主机的年利用率，并根据物 料年平衡量，求出该主机要求的小时产量.式中GH主机要求小时产量（t/h ）;Gy 物料年平衡量（t/年）预定的主机年利用率（以小数暗示）时间：二O二一年七月二十九日时间：

13、二O二一年七月二十九日预定的主机年利用率可根据车间工作制度和主机运转时间用下 式求出：| X | 或 叵式中K0每年工彳周数（周/年）K1 每周工彳日数（日/周）K2 每日工彳隹班数（班/日）K3 每班主机运转小时数（小时 /班）K 每年工作日数（日/年）水泥厂主机年利用率可参考文献6第43页表3-4主机要求生产能力平衡表（t/h ）（t/h ）石灰石破碎机0.48914934.24240.67生料磨0.751093268.9184.05悬浮预热器0.85776952115.4回转窑0.87776952112.8煤磨0.7213994.642.45回转烘干机0.72871200152.8主机年

14、利用率年平衡量主机名称厂里以小数暗示（t/年）时间：二O二一年七月二十九日时间：二O二一年七月二十九日篦式冷却机0.88776952111.48包装机0.77880545.6144.4水泥厂工艺设备的选型回转窑.回转窑规格的计算在综合考虑了工厂规模、产物种类、原燃料情况及其它条 件,确定了生产方法和窑的类型后，根据所选窑的规格，标定窑的产 量，然后根据熟料要求小时产量，确定窑的台数.标定回转窑产量时,可参考设备说明和用下式计算的结果：D =（G/Ky）0.303式中 G 回转窑的产量（吨/小时）；G=2136/24=89t/hD回转窑白筒体直径（米）L回转窑白有效长度（米）；Ky经9系数，可参

15、考下列数值：预分解窑0.941 取Ky =1根据参考文献可知日产2136吨的回转窑的L/D可选为15.4,解得：D=4.3m L=64m时间：二O二一年七月二十九日时间：二O二一年七月二十九日根据手册可查得下表:表7回转窑工艺参数专1生产能力把持转速r/mi n停留时间min物料负荷 率窑内物料 量t物料 运动 功耗KWh/ h单元 熟料物料 耗功 KWh/t计算 窑衬 厚mm单元有 效容积）里t/m3 -D计算简式t/dt/h小 4.0 X 60m斜度：3.5%3200133.342.831.26.945.1 139.61.682003.28国11 X根据文献CKP的预粉磨节能机理可知下表8

16、 NSP窑各带及全窑长径比 L/D窑型分角佛放热反应带烧成带冷却带L/DNSPS0.5 4280.511 15L 冷却带=0.5 D=4.3 X0.5=15mL 烧成带=8D=8X 4.3=34.4mL 过渡带=L- L 冷去口带-L 烧成带=60-2.15-34.4=23.55 m回转窑的转速、斜率及功率的计算D=3.94m时 S=150mm Di= D-2 s =4.3 - 2X 0.18=3.94mN0=K Di2.5n L(kw)K系数 K=0.045 0.048时间：二O二一年七月二十九日时间：二O二一年七月二十九日Di 回转窑的内径（m）.L回转窑白有效长度（m）;n窑的转速n=3

17、.9r/min 斜度=3.5 K=0.047 解得：N0=361.5 kw旋风式预热器旋风式预热器一般采纳四级.但当生料中碱、氯、硫含量超越一定限度后，也有采纳一级或二级的；或者增设旁路系统，使部份窑尾废气不经旋风预热器而排出（先经冷却和净化后排入年夜气）.旋风筒规格的计算（1）旋风筒直径以直筒部份横截面计算风速和通过旋风筒的风量来确定，可按下式计算D=（4 X 396670/3600）/（3.14 X 4）0.5=5.92m式中D 旋风筒的直径（m）;Q通过旋风筒的风量（m3/s）;-旋风筒计算截面风速（m/ s）.目前，国内处旋风筒截面风速年夜都采纳3.54.0m/s.旋风筒进出口风速以及

18、旋风筒进出管道内的风速一般在1820m/s左右，据此也可以确定进出口面积及管道直径.时间：二O二一年七月二十九日时间：二O二一年七月二十九日(2)旋风筒各部份的尺寸可以根据旋风筒直径来确定，表4-10举例列出旋风筒各部份尺寸与旋风筒直径的关系.表9旋风筒几何尺寸与旋风筒直径D的比值旋风筒几何尺寸比值力杀I级n ihiviv 级.11.一111卜di d2b c hi h2e0.400.150.340.431.920.800.350.400.150.400.400.730.870.086表10各级旋风筒的参数参数一级旋风筒二级旋风筒三级旋风筒四级旋风筒d12.392.392.392.39d20.

19、790.790.790.79b2.012.012.012.01c2.552.372.372.37h111.374.324.324.32h24.745.155.155.15e2.070.510.510.511)旋风筒进风口横截面积时间：二O二一年七月二十九日时间：二O二一年七月二十九日F=V/ 3 1(m2)V- 进旋风筒的风量(m3/s)3 1旋风筒的进口风速 m/s, 一般在1520m/s的范围为宜F=110/18=6.12 (m2)2)进料口旋风筒之间联接管道的尺寸d= (4 Q / 兀 3 2) 0.5一般来说3 2 一般在1020m/s的范围，大都工厂取15m/sd= (4 Q / 兀

20、 3 2) 0.5=3.06m分解炉.分解炉规格的计算按参考文献无机非金属资料热工设备P97,选择FLS系统分解炉中的SLE型分解炉，取分解炉温度1000c，所以分解炉的工作 风量为：日产熟料量 G= 623000/330=1888t/dkg-熟料/hy-水泥熟料烧成热耗在分解炉中的比例，一般取y=0.7V0-燃料燃烧发生的理论烟气量8.02 (m3 /kg)时间：二O二一年七月二十九日时间：二O二一年七月二十九日Va0-燃料燃烧所需的理论空气量al-分解炉内的过剩空气系数al=1.2mr 单元质量熟料所消耗的煤粉量1.19 kg/kgV0fl-燃料燃烧发生的理论烟气量,Nm3/kg-煤V0a

21、-煤粉燃烧所需的理论空气量,Nm3/kg-煤7.48(m3/kg)分解炉内实际烟气量VFC=V0+(al-1)Va0mryG=8.02+(1.2- 1) X7.48 X 0.1283 X 0.7 X 78666.7=67231Nm3/h在分解炉中碳酸钙放出来CO2MVCO2=0.27etG/100=148.68(Nm3/h)et-分解炉内生料的真实分解率，在65%75% et 取 70%如果出窑废气进入分解炉则得通过分解炉的气体量还应该包括 从回转窑窑尾历来的废气流量，即窑气量.此窑气量应即是回转窑 窑头燃料燃烧发生的烟气量与入窑生料中剩余的碳酸钙分解发生 的CO2S之和.Vk= V0fl+(

22、a-1) V0amr(1-y)G+0.27(100- et)G/100时间：二O二一年七月二十九日时间：二O二一年七月二十九日=8,02+ ( 1.2-1 ) 7,480,1283(1-0.7 ) 78666.7+ (1000.7 ) 0.27=49909.6(Nm3/h)a为回转窑内燃烧带内的过剩空气系数1)获得通过分解炉的工作态气体量VfVf=(Vfl+VCO2+Vk) (273.15+t ) P0/273.15P=(67231 + 148.68+49904.6)1673.15 X 760/273.15 X (720 - 760*1000/101325)=766305.96(Nm3/h)t

23、-分解炉内气体温度，一般取1400cVk-回转窑窑尾历来的废气流量，即窑气量.P0-101325kpa=760mmHgp-分解炉内气体绝对压强2)分解炉的有效截面积和内径有效截面积 AF=Vf/(3600wf)= 766305.96/(3600 X4.5)=47.3 m2/sSF型分解炉 wf 在 4.5 6m/s 取 wf=4.5m/s时间：二O二一年七月二十九日时间：二O二一年七月二十九日有效内径 DF= (4AF/；twf) 1/2=(4 X47.3/3.14 X4.5) 1/2=3.7m椎体部份高 H2=0.7XDF=0.7X3.7=2.6m3)分解炉的有效高度H的计算取分解炉内轴向平

24、均流速 w=4.5m/s停留时间t=2s分解炉高 H=wt=4.5 x 2=9m直筒部位的有效高度 H1=H-H2=9-2.6=6.4m下料管直径 d=0.0019X ( msG 1/2=0.0019 X(1.03 x 78666.7) 1/2=0.54m入分解炉风管(三次风管)直径的计算取此处风速w3=17m/s 风温t=740CVF2K=5.380mr=5.380X 0.1283=0.68Nm3/kg -熟料V3a0=G VF2K=78666.7X 0.68=53493.36 m3/sdi=(4V3a0/ 兀 w3)x ( 273.15+t ) /273.151/2= (4X53493.3

25、6) /(3.14 X17*3600) X(273.15+740)/273.151/2=2.05m根据上述计算结果，分解炉主要尺寸值如下：分解炉的有效内径 DF=3.7m时间：二O二一年七月二十九日时间：二O二一年七月二十九日椎体部份有效筒高H2=2.6m直筒部份有效高度 H1=7.07m分解炉总高度H=6.4m下料管直径d=0.54m三次风管直径di=2.05m除尘机设备的选择已知单元熟料耗热q为3350kJ/kg-熟料，煤的Qnet,ad=28532.63 (kJ/kg )单元熟料耗煤量为 0.1283 kg/kg每小时产的熟料量 78666.7kg/h每小时发生的烟气量 Vax 7866

26、6.7=748907(m3/h)由参考文献1可选CDWY163- 9790-3/ II的电除尘器选的除尘设备是电除尘器，在除尘器前加一个增湿塔.由参考文献1可选CAS9生产1 kg熟料用的生料量为1.03kg冷却机每小时产的熟料量 78666.7kg/h时间：二O二一年七月二十九日时间：二O二一年七月二十九日由参考文献3可选3.4X17.7推动篦式冷却机表11水平推动篦式冷却机的主要参数厅P1进入熟料温度C120013002出口熟料温度C50 1003冷却熟料空气量Nm3/kg熟料2.8 3.54二次空气温度C6007505冷却时间min15 256料层厚度min2503007一次空气热回收率

27、%65 758用于二次空气的冷空气回收率%45 559单兀囿积j里t/m2 h0.85 1.210机械运转电耗kW/t0.4511通风电耗kW/t3.612单元设备重量t/t - m2.52.4.6破碎机1、由全厂主机平衡设计确定的破碎车间要求小时产量，是破碎机选型的依据，可依此确定破碎机的规格与台数 .2、物料的物理性质，即无聊的硬度、块度、杂质含量与形状.(1)石灰石破碎石灰石破碎系统产量计算G=gG/d- n t k时间：二O二一年七月二十九日时间：二O二一年七月二十九日式中G要求破碎系统的产量,t/h ;G. 烧成车间年广熟料量，t /ag 每吨熟料的石灰石耗量,t /t （可按物料平衡表取 值）d 破碎系统全年工作日，按不连续周计，一般280 300dn 每天工作班数，大都为二班制t每班工作小时数，可取67hk 供料不均衡系数，在10.8之间取值，距矿山近、运输条件好的取上限破碎机的选型开采块度 450毫米出料粒度 20毫米方案I : 一段破碎 小2000X 1200单转子锤式方案H :二段破碎第一段600X 900鄂式