无机非金属材料工厂设计概论课件

§3.3

物料粉磨典型生料粉磨工艺流程§3.3物料粉磨典型生料粉磨工艺流程1无机非金属材料工厂设计概论课件2煤磨系统工艺流程煤磨系统工艺流程3水泥粉磨辊压机用于水泥粉磨的五种粉磨流程水泥粉磨辊压机用于水泥粉磨的五种粉磨流程4无机非金属材料工厂设计概论课件5无机非金属材料工厂设计概论课件6四、磨机计算1、传统磨机计算2、辊式磨计算3、辊压机计算4、烘干磨的热工计算四、磨机计算1、传统磨机计算71、传统磨机计算1.1磨机功率经验公式1.2烘干磨磨机计算1.3磨机产量1.4磨机通风量1、传统磨机计算1.1磨机功率经验公式81.1磨机功率经验公式磨机需要的功率N0(kW)：决定于磨机结构、转速以及研磨体装载量。1.1.1计算依据：磨机有效容积V(m3)；磨机有效内径D(m)；磨机转速n(r/min)；研磨体装载量G(t)1.1.2计算依据：

磨机有效内经Di（m）；磨机有效容积V（m3）；磨机转速n（r/min）；磨机填充率φ1.1磨机功率经验公式磨机需要的功率N0(kW)：决定于磨91.1.1考虑研磨体装载量参数：磨机有效容积V(m3)；磨机有效内径D(m)磨机转速n(r/min)；研磨体装载量G(t)1）磨机需要的功率N0(kW)iN0

=0.22VDn(G/V)0.8

(kW)ii

N0

=0.735cGD1/2

(kW)

c-与研磨体及装填量有关的系数1.1.1考虑研磨体装载量参数：磨机有效容积V(m3)；102）磨机电机功率N(kW)(i)

考虑粉磨方式、磨机结构、传动效率相关系数:k1

(kW)电机储备系数：k2

（1.0~1.1）

N=k1k2N0(kW)

(ii)考虑机械传动系数η(0.92~0.94)k-电机储备系数(1.09~1.10)

2）磨机电机功率N(kW)(i)考虑粉磨方式、磨机结构、111.1.2考虑磨机填充率参数：磨机有效内经Di（m）；磨机有效容积V（m3）；磨机转速n（r/min）；磨机填充率φ

磨机需要的功率N0(kW)1.1.2考虑磨机填充率参数：磨机有效内经Di（m）；12考虑磨机填充率磨机电机功率N(kW):N=kN0(kW)k-与磨机型式有关的系数考虑磨机填充率磨机电机功率N(kW):131.2烘干磨磨机计算磨机所需功率(kW)：

粉磨仓所需功率HG+烘干仓所需功率Hd1.2烘干磨磨机计算磨机所需功率(kW)：14粉磨仓所需功率HG+烘干仓所需功率Hd粉磨仓所需功率HG+烘干仓所需功率Hd151）粉磨仓所需功率HG(kW)HG：粉磨物料量F(t/h)、粉磨单位动力消耗WG(kW·h/t)、原料变动系数ηHG=FWGη

φ粉磨功率系数影响粉磨单位动力消耗WG的因素：产品80%通过的筛孔P80（μm）；入磨物料80%通过的筛孔F80（μm）；微粉补正系数A1；过大原料补正系数A2；

试验室Bond法测得的易磨性指数Wi（kW·h/t）；原料的变动系数η~1.051）粉磨仓所需功率HG(kW)HG：粉磨物料量F(t/h)、162）烘干仓所需功率Hd(kW)考虑因素：烘干仓内原料量Fd(t)烘干仓有效内径Ded(m)烘干仓动力系数fd，一般取34.128MJ/m1/2·tHd=FdDed1/2fd

2）烘干仓所需功率Hd(kW)考虑因素：171.3磨机产量Q(t/h)考虑因素：

磨机单位能耗产量：q

(t/kW·h)

流程系数：η(开路系统取1，闭路1.15~1.5)

Q=N0qη(t/h)

1.3磨机产量Q(t/h)考虑因素：181.4磨机通风量V(m3/h)考虑因素：

磨内风速：w(m/s)

磨机有效内径：D(m)

钢球填充率：φ

V=1/4πD2

(1-φ)×w×3600(m3/h)

=2826D2w(1-φ)(m3/h)

1.4磨机通风量V(m3/h)考虑因素：192辊式磨计算2.1辊式磨功率2.2产量

2辊式磨计算2.1辊式磨功率202.1辊式磨功率磨机需要功率N0磨机的动力系数：K1磨辊数：i每个磨辊上的投影压力：P2（kN/m2）作用角：α磨盘直径：D（m）2.1辊式磨功率磨机需要功率N0磨机的动力系数：K121辊式磨计算磨机功率N磨机功率备用系数：K2（1.15~1.20）对于同一型号磨机磨机系数：K（e.g.ATOX63.9，LM87.8，MPS52.7（Dm>3450mm））辊式磨计算磨机功率N磨机功率备用系数：K2（1.15~1222.2辊式磨的产量QR(t/h)

磨机常数（与磨机的转速、辊压、辊子数等有关）：KQ磨盘直径（m）：D2.2辊式磨的产量QR(t/h)磨机常数（与磨机的转速、233辊压机的计算3.1生产能力3.2辊压机功率3辊压机的计算3.1生产能力243.1辊压机的生产能力单位时间内辊压机系统生产的产品量，辊压机的处理能力应考虑循环负荷的物料通过量。辊压机的通过量（t/h）：GR辊子宽度（m）：B辊子工作间隙（m）：e辊子的圆周速度（周边线速度,m/s）：v产品（料饼）密度（t/m3）：ρs（一般取生料2.3t/m3、熟料2.5t/m3）3.1辊压机的生产能力单位时间内辊压机系统生产的产品量，辊253.2辊压机的功率Ni（kW）

与被挤压物料品种、工艺流程有关辊压机作用力的作用角：β（一般为0.046~0.052rad，辊子直径大时取大值，辊子直径小则取小值）辊压机的最大投影压力：PT

（一般7000~9000kN/m2）辊压机辊子的直径(m)：D辊压机的规格潜能(m3/s)：3.2辊压机的功率Ni（kW）与被挤压物料品种、工艺流程264、烘干磨的热工计算4.1管磨系统气体量和热工计算4.2辊式磨系统热工计算4.3收尘系统选型计算4.4系统排风机选型计算4.5其它配套计算4、烘干磨的热工计算4.1管磨系统气体量和热工计算27基本条件热平衡计算基准：物料基准为磨机1h产量，温度基准为0℃；平衡范围：磨机进出口界限；关键：合理地确定漏风量和出磨气体温度。系统漏风量：过大时，烘干效果差，浪费热量，而且增加系统排风量和阻力，浪费电能。当系统漏风严重时，甚至使热风不能进入磨内，以致物料不能烘干，因此系统的锁风密闭非常重要。出磨气体温度：太低，烘干能力不足，出磨物料水分太大，磨内容易出现糊球、堵塞等现象，而且会造成收尘器内结露等问题；如出磨气体温度太高，则浪费热量，一般控制在90~100℃左右。基本条件热平衡计算基准：物料基准为磨机1h产量，温度基准为284.2辊式磨系统气体量和热工计算I输入热量：

入磨热风、研磨产生的热量、系统漏风、湿物料、循环风II输出热量：

蒸发的水分、出磨废气、出磨物料、设备散热、其它热损失

4.2辊式磨系统气体量和热工计算I输入热量：29I输入热量i入磨热风Q1(kJ/h)：同球磨系统

工艺参数：

热风量

：V0(Nm3/h)

热风平均比热：c(

0~450℃约为1.435kJ/Nm3·℃)

热风温度：t1(℃)

Q1=V0ct1

I输入热量i入磨热风Q1(kJ/h)：同球磨系统工艺参30I输入热量ii研磨产生的热量Q2(kJ/h)磨机功率：N0(kW)动力传播到粉磨作用力的有效系数：η

（取0.9~0.8）能量转换系数：k（一般取0.7）辊式磨相对球磨的能量转换修正系数：f

（取0.5~0.7）

Q2=3600N0ηkfI输入热量ii研磨产生的热量Q2(kJ/h)31I输入热量iii系统漏风Q3(kJ/h)入磨热风量：V0(Nm3/h)系统漏风系数：ξ环境空气温度：ta环境温度下空气比热：ca（~1.256kJ/Nm3·℃)

Q3=ξV0cata

I输入热量iii系统漏风Q3(kJ/h)32输入热量iv湿物料Q4(kJ/h)：同球磨系统湿物料：绝对干物料+湿物料中水分工艺参数：

磨机标定产量:G(kg/h);

湿物料含水率:w1（%）

干物料含水率:w2（%）;

干生料比热:cr（

~0.933）

入磨物料温度:ts1输入热量iv湿物料Q4(kJ/h)：同球磨系统湿物料：绝对33输入热量v循环风Q5(kJ/h)系统排风机正常风量:V(Nm3/h)入磨循环风温度:t2循环风比热:

c2

(1.381kJ/Nm3·℃)

Q5=(V-V0-ξV0)c2t2

输入总热量

Q入=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5输入热量v循环风Q5(kJ/h)34输出热量i蒸发的水分Q1’(kJ/h)：同球磨系统

工艺参数

水蒸气比热:1.833(kJ/kg·℃)

水汽化热:2490(kJ/kg)

出磨气体温度:t2

输出热量i蒸发的水分Q1’(kJ/h)：同球磨系统

35输出热量ii出磨废气Q2’(kJ/h)

Q2’=Vc2t2iii出磨物料Q3’(kJ/h)：

输出热量ii出磨废气Q2’(kJ/h)36输出热量iv设备散热Q4’(kJ/h)

Q4’=0.05(Q1’+Q3’)v其它热损失Q5’(kJ/h)

入系统热风温度t1；入系统热风各成分平均比热

c~1.415kJ/Nm3·℃

Q5’=0.056Q1=0.056V0ct1输出总热量

Q出=Q1’+Q2’+Q3’+Q4’

+Q5’热平衡Q入=Q出输出热量iv设备散热Q4’(kJ/h)

Q4’374.3收尘系统的选型计算现代新型干法水泥厂生料磨多采用二级收尘，第一级为旋风收尘、第二级为电收尘；也有采用一级高浓度电收尘器系统。水泥磨多采用一级高浓度袋收尘系统计算系统通风量：一级收尘器、二级收尘器

4.3收尘系统的选型计算现代新型干法水泥厂生料磨多采用二38收尘系统的通风量Q(m3/h)考虑因素：

入磨热风：V0(Nm3/h)

磨机漏风：k1

蒸发的水汽：w/0.805(w-kg/h)进口气体温度，一级为t3、二级为t4I一级收尘器的选型收尘系统的通风量Q(m3/h)考虑因素：39II二级收尘器的选型考虑因素

进口气体温度：t4

收尘系统漏风：k2

II二级收尘器的选型考虑因素404.4系统排风机的选型：计算排风机风量Q排(m3/h)、风压系统进入排风机的风量Q(m3/h)

Q排=1.2Q(m3/h)

风压：系统总阻力的1.2~1.4倍

4.4系统排风机的选型：计算排风机风量Q排(m3/h)、414.5热风炉在窑点火之前、雨季热源不足以及停窑时使用。一般采用水平炉篦子燃烧室、人工操作的热风炉，并设排风机及点火烟囱。

4.5热风炉在窑点火之前、雨季热源不足以及停窑时使用。一42§3.3

物料粉磨典型生料粉磨工艺流程§3.3物料粉磨典型生料粉磨工艺流程43无机非金属材料工厂设计概论课件44煤磨系统工艺流程煤磨系统工艺流程45水泥粉磨辊压机用于水泥粉磨的五种粉磨流程水泥粉磨辊压机用于水泥粉磨的五种粉磨流程46无机非金属材料工厂设计概论课件47无机非金属材料工厂设计概论课件48四、磨机计算1、传统磨机计算2、辊式磨计算3、辊压机计算4、烘干磨的热工计算四、磨机计算1、传统磨机计算491、传统磨机计算1.1磨机功率经验公式1.2烘干磨磨机计算1.3磨机产量1.4磨机通风量1、传统磨机计算1.1磨机功率经验公式501.1磨机功率经验公式磨机需要的功率N0(kW)：决定于磨机结构、转速以及研磨体装载量。1.1.1计算依据：磨机有效容积V(m3)；磨机有效内径D(m)；磨机转速n(r/min)；研磨体装载量G(t)1.1.2计算依据：

磨机有效内经Di（m）；磨机有效容积V（m3）；磨机转速n（r/min）；磨机填充率φ1.1磨机功率经验公式磨机需要的功率N0(kW)：决定于磨511.1.1考虑研磨体装载量参数：磨机有效容积V(m3)；磨机有效内径D(m)磨机转速n(r/min)；研磨体装载量G(t)1）磨机需要的功率N0(kW)iN0

=0.22VDn(G/V)0.8

(kW)ii

N0

=0.735cGD1/2

(kW)

c-与研磨体及装填量有关的系数1.1.1考虑研磨体装载量参数：磨机有效容积V(m3)；522）磨机电机功率N(kW)(i)

考虑粉磨方式、磨机结构、传动效率相关系数:k1

(kW)电机储备系数：k2

（1.0~1.1）

N=k1k2N0(kW)

(ii)考虑机械传动系数η(0.92~0.94)k-电机储备系数(1.09~1.10)

2）磨机电机功率N(kW)(i)考虑粉磨方式、磨机结构、531.1.2考虑磨机填充率参数：磨机有效内经Di（m）；磨机有效容积V（m3）；磨机转速n（r/min）；磨机填充率φ

磨机需要的功率N0(kW)1.1.2考虑磨机填充率参数：磨机有效内经Di（m）；54考虑磨机填充率磨机电机功率N(kW):N=kN0(kW)k-与磨机型式有关的系数考虑磨机填充率磨机电机功率N(kW):551.2烘干磨磨机计算磨机所需功率(kW)：

粉磨仓所需功率HG+烘干仓所需功率Hd1.2烘干磨磨机计算磨机所需功率(kW)：56粉磨仓所需功率HG+烘干仓所需功率Hd粉磨仓所需功率HG+烘干仓所需功率Hd571）粉磨仓所需功率HG(kW)HG：粉磨物料量F(t/h)、粉磨单位动力消耗WG(kW·h/t)、原料变动系数ηHG=FWGη

φ粉磨功率系数影响粉磨单位动力消耗WG的因素：产品80%通过的筛孔P80（μm）；入磨物料80%通过的筛孔F80（μm）；微粉补正系数A1；过大原料补正系数A2；

试验室Bond法测得的易磨性指数Wi（kW·h/t）；原料的变动系数η~1.051）粉磨仓所需功率HG(kW)HG：粉磨物料量F(t/h)、582）烘干仓所需功率Hd(kW)考虑因素：烘干仓内原料量Fd(t)烘干仓有效内径Ded(m)烘干仓动力系数fd，一般取34.128MJ/m1/2·tHd=FdDed1/2fd

2）烘干仓所需功率Hd(kW)考虑因素：591.3磨机产量Q(t/h)考虑因素：

磨机单位能耗产量：q

(t/kW·h)

流程系数：η(开路系统取1，闭路1.15~1.5)

Q=N0qη(t/h)

1.3磨机产量Q(t/h)考虑因素：601.4磨机通风量V(m3/h)考虑因素：

磨内风速：w(m/s)

磨机有效内径：D(m)

钢球填充率：φ

V=1/4πD2

(1-φ)×w×3600(m3/h)

=2826D2w(1-φ)(m3/h)

1.4磨机通风量V(m3/h)考虑因素：612辊式磨计算2.1辊式磨功率2.2产量

2辊式磨计算2.1辊式磨功率622.1辊式磨功率磨机需要功率N0磨机的动力系数：K1磨辊数：i每个磨辊上的投影压力：P2（kN/m2）作用角：α磨盘直径：D（m）2.1辊式磨功率磨机需要功率N0磨机的动力系数：K163辊式磨计算磨机功率N磨机功率备用系数：K2（1.15~1.20）对于同一型号磨机磨机系数：K（e.g.ATOX63.9，LM87.8，MPS52.7（Dm>3450mm））辊式磨计算磨机功率N磨机功率备用系数：K2（1.15~1642.2辊式磨的产量QR(t/h)

磨机常数（与磨机的转速、辊压、辊子数等有关）：KQ磨盘直径（m）：D2.2辊式磨的产量QR(t/h)磨机常数（与磨机的转速、653辊压机的计算3.1生产能力3.2辊压机功率3辊压机的计算3.1生产能力663.1辊压机的生产能力单位时间内辊压机系统生产的产品量，辊压机的处理能力应考虑循环负荷的物料通过量。辊压机的通过量（t/h）：GR辊子宽度（m）：B辊子工作间隙（m）：e辊子的圆周速度（周边线速度,m/s）：v产品（料饼）密度（t/m3）：ρs（一般取生料2.3t/m3、熟料2.5t/m3）3.1辊压机的生产能力单位时间内辊压机系统生产的产品量，辊673.2辊压机的功率Ni（kW）

与被挤压物料品种、工艺流程有关辊压机作用力的作用角：β（一般为0.046~0.052rad，辊子直径大时取大值，辊子直径小则取小值）辊压机的最大投影压力：PT

（一般7000~9000kN/m2）辊压机辊子的直径(m)：D辊压机的规格潜能(m3/s)：3.2辊压机的功率Ni（kW）与被挤压物料品种、工艺流程684、烘干磨的热工计算4.1管磨系统气体量和热工计算4.2辊式磨系统热工计算4.3收尘系统选型计算4.4系统排风机选型计算4.5其它配套计算4、烘干磨的热工计算4.1管磨系统气体量和热工计算69基本条件热平衡计算基准：物料基准为磨机1h产量，温度基准为0℃；平衡范围：磨机进出口界限；关键：合理地确定漏风量和出磨气体温度。系统漏风量：过大时，烘干效果差，浪费热量，而且增加系统排风量和阻力，浪费电能。当系统漏风严重时，甚至使热风不能进入磨内，以致物料不能烘干，因此系统的锁风密闭非常重要。出磨气体温度：太低，烘干能力不足，出磨物料水分太大，磨内容易出现糊球、堵塞等现象，而且会造成收尘器内结露等问题；如出磨气体温度太高，则浪费热量，一般控制在90~100℃左右。基本条件热平衡计算基准：物料基准为磨机1h产量，温度基准为704.2辊式磨系统气体量和热工计算I输入热量：

入磨热风、研磨产生的热量、系统漏风、湿物料、循环风II输出热量：

蒸发的水分、出磨废气、出磨物料、设备散热、其它热损失

4.2辊式磨系统气体量和热工计算I输入热量：71I输入热量i入磨热风Q1(kJ/h)：同球磨系统

工艺参数：

热风量

：V0(Nm3/h)

热风平均比热：c(

0~450℃约为1.435kJ/Nm3·℃)

热风温度：t1(℃)

Q1=V0ct1

I输入热量i入磨热风Q1(kJ/h)：同球磨系统工艺参72I输入热量ii研磨产生的热量Q2(kJ/h)磨机功率：N0(kW)动力传播到粉磨作用力的有效系数：η

（取0.9~0.8）能量转换系数：k（一般取0.7）辊式磨相对球磨的能量转换修正系数：f

（取0.5~0.7）

Q2=3600N0ηkfI输入热量ii研磨产生的热量Q2(kJ/h)73I输入热量iii系统漏风Q3(kJ/h)入磨热风量：V0(Nm3/h)系统漏风系数：ξ环境空气温度：ta环境温度下空气比热：ca（~1.256kJ/Nm3·℃)

Q3=ξV0cata

I输入热量iii系统漏风Q3(kJ/h)74输入热量iv湿物料Q4(kJ/h)：同球磨系统湿物料：绝对干物料+湿物料中水分工艺参数：

磨机标定产量:G(kg/h);

湿物料含水率:w1（%）

干物料含水率:w2（%）;

干生料比热:cr（

~0.933）

入磨物料温度:ts1输入热量iv湿物料Q4(kJ/h)：同球磨系统湿物料：绝对75输入热量v循环风Q5(kJ/h)系统排风机正常风量:V(Nm3/h)入磨循环风温度:t2循环风比热:

c2

(1.381kJ/Nm3·℃)

Q5=(V-V0-ξV0)c2t2

输入总热量

Q入=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5输入热量v循环风Q5(kJ/h)76输出热量i蒸发的水分Q1’(kJ/h)：同球磨系统

工艺参数

水蒸气比热: