日产2500吨水泥熟料干法水泥厂设计

日产2500吨水泥熟料干法水泥厂设计《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.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。.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1-1〜1-3;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%计算，其它按3%计算。表1—1原燃料化学成分（％）名称烧失量SiO2AlO23FeO23CaOMgO其它E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煤灰.I52.4729.675.046.341.844.64100.00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1—3煤的工业分析挥发分固定碳灰分热值25.92%45.92%26.28%22920耳/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1〜2张）。四、课程设计进度安排序号阶段内容所需时间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.设计目的明确，选址合理、（10分）.设计方案正确，具有可行性、创新性（15分）.设计过程及结果（30分）.态度认真、学习刻苦、遵守纪律（10分）.设计报告的规范化、参考文献充分（不少于5篇）（10分）.答辩（25分）总分 100六、参考资料.《水泥工艺学》，沈威编，武汉工业大学出版社，1991年.《新型干法水泥技术》，刘志江主编，中国建材工业出版社，2005年.《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.《水泥厂工艺设计手册》，严生主编，中国建材工业出版社，2007年.《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.《粉磨工艺与设备，王仲春主编，化学工业出版社，2005年

.设计任务日产2500吨熟料水泥厂设计.确定率值烧失量SiO2Al2O3FeO23CaOMgO其他2比例石灰石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21.2794.3593.27667.9881.1620.0000.0096.36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IM1.61.58综上所述，最终率值的确定如下：KH=0.89,SM=2.60,IM=1.58。.计算煤灰掺入量煤的工业分析挥发分固定碳灰分热值 zt-a-e G-qA5s2%G- ar 45.92%26.28%22920kJ/kg^Qnet,arG^——熟料中粉煤灰参入量,％q--单位熟料热耗，KJ/kgQ…『一煤收到基低热值，KJ/kgAne二煤收到基灰分含量,％si-煤沉落率，％G=3178x26.28%*100%)3.64%A 22920MyO=1.187%其他=0.169%Cs=3.8(3KH—2)SiO=3.8x(3x0.89—2)x22.415:57.07%CS=8.61(1—KH)SiO=8.61x(1-0.89)x22.415=21.23%C3A=2.65(AlO-0.64FeO)=2.65x(5.281-0.64x3.340)=8.33%C4AF=3.04Fe2O3=3.04x3.340=10.15%.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制造商窑规格（mxm）制造商窑规格（mxm）窑产量（t/d）料来IK《新型干量藕上设备选第使用手册》p)402窑的年利用率n=300/365=0.82确定窑的台数：n=网=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=1X108.33=108.33t/h熟料日产量：Qd=24Qht/d=24X108.33=2600t/d熟料年产量：Qw=300xQht/y=300X2600=780000t/y工厂的生产能力水泥时产量：Gh=Qhx(100-p)/(100-d-e)=108.33X(100-3)/100=105.08t/h水泥日产量：Gd=24Ght/d=24X105.08=2521.92t/d水泥年产量：Qy=300xGht/y=300X2521.92=756576.72t/y原、燃材料消耗定额的确定理论料耗100-G100—3.64K= = =1.4954kg生料/kg熟料t100—L100—35.564实际料耗K=K2_p)=L495%-1%)=1.5105kg生料/kg熟料生式中 g——煤粉掺入量%L 生料烧失量%产生——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(1.5105x83.02%)/(1-3%)=1.2928kg/kg熟料干基粘土(1.5105x15.63%)/(1-3%)=0.2434kg/kg熟料干基铁粉(1.5105x1.35%)/(1-3%)=0.0210kg/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%生产损失%消耗定额（t/t熟料）总物料（t）干基湿基干基物料湿基物料时日年时日年石灰石83.02131.29281.3059134.45123232969600135.81363264.75979425粘土15.631530.24340.285125.3136608.518255029.6504712.75213825铁粉1.35330.02100.02162.18452.5157502.24645416200煤灰3.64830.14300.155414.875357.510725016.1304387.75116325生料1911.51051.8648157.0923776.251132875193.9414662.0371398611.11

1熟料108.33260780000水泥3105.082521.92756576.725.主机设备选型物料㈤灰表粘土我廨磨辘粒度种类M大粒度石

<25物料㈤灰表粘土我廨磨辘粒度种类M大粒度石

<25<50<30<50混合

材

<30<30（资料来源：新型干法水泥技术与设备061水涮厂主机年利用率t以小数液水I 去1-4J_机落郴年-利用率生产弼和（曰『同〕生产班制中石灰石破碎机0.2~也?46再n一班.看班匕〜7卜0.40.6每||两班，理耻&Th生料磨皿的<fl.7M7并痛<C,ED7湿法窗0.幼7干法宙0L857机顿立布0.®0--C_B57煤费aMf抬?水泥席闭路《中」班7开席■同转，十机口.？。~山£口7制装机0.20—0,24G饵II1就,用班11,0,4(-0.iQG年H同班，峰史&71.0.23~0.2B7到11一建.库班h7每n两班，向比07h程i®牛产班阖-H中来说明附，均情用日三班।库班Bh曲曲।埠斑Ih者।Li扣除母班也修月间1--5鼠照谷冷指痘白时产HSJ*的恬0人短府聃待用岸逐叮扬出班高.厚生箧磨百条整方丈大.造成情野.水融」】二机连周迅转小时数 表J-T主机名施每日括超时间W日）旬周恒特时间（卜曲生产局制1日，局），生.产班制否安行砂加机E〜73g426帝日一班*每班12747S-fi4G繇m荫班,号城日一？二生科磨22I氯7241的7耀磨於241驰7本讴磨321趴7回轮常干机22中7f-7前〜心6趣口一班,梅班白〜?h包装机12-147E-E46慌H鬲魔，扭斑Kh€-742-497年H一见，海班r-7]iJ?-J4田4T57每日荫用，每班6-rhft：1.&”恒我时阐自工dhB■，按里日F更.年城用hL且।年||运斌时口为及h者.是特扣除施II稳低工h计算」:生产田南一仁中।督班4-Th是搞主机运转小时里，即，打除用着精性IH向.J〜二，（《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：式中：kkkkn=式中：kkkkn=——2-^8760X二。.48每年工作日数,k——每日工作班数，k2——每班主机运转小时数。（3）主机要求小时产量：Q=。窑'Z''窑=2600XL。1-68 =221t/h破碎24Xt破碎xa-fioo)24X2X7X6X(1-1100)式中Q破碎----破碎机产量，t/h原料/熟料的比率

I----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43x154n= 8760最大进料粒度0.76nm）生产能力(t/h)出料粒度（mm）盥潟60.76PP60616S700160~240（《规格43x154n= 8760最大进料粒度0.76nm）生产能力(t/h)出料粒度（mm）盥潟60.76PP60616S700160~240（《新型干法水泥厂设备选用使用手册》S2516主机产量标定：240t/hn=葭=221=0.92选1台G240选1台h,1式中：nG—HGh,1-主机台数；要求主机小时产量t/h；一主机标定台时产量t/h。6.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:G=色hGh.l2521.92x7__154=114.6(t/h)型号产量（t/h）MPS3150立磨150(4)设备的选型:（资料来源《新型干法水泥生产技术与设备》P77）（5）计算主机的数量

h,1114.6150=0.764式中：n—主机G—要h,1114.6150=0.764式中：n—主机G—要HG h,1台数；GH=H=38；74、7=17.625求主机小时产量t/h；主机标定台时产量t/h。（6）核算主机的年利用率G——h—n=nGh,1114.6 X1x1500.76•=0.586.2煤磨（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：（t/h）（4）设备的选型：规格生产能力（t/h）磨辊直径（mm）磨盘工作直径（mm）MP14102410191400（《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

G

nG

n——h-

h,1喑-0.73，故选取1台。式中：n——主机台数，G——要求主机小时产量（t/h）,

hG——主机标定台时产量（t/h）。（7）核算主机的年利用率G17.625,n0—h—叩― 义0.76—n0nG/ 1x24式中：「——式中：「° 一一 n——预定的主机年利用率。.熟料烧成系统表7-1e4.0X75①回转窑配套设备 规模t/d 2500 回转窑①4X75预热器②C12人35050X4030C22X65510X4100C32X65510X4100C42X65510X6470C52X66060X6910（资料来源《新型干法水泥厂设备选型手册》①p,②0）402 529.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:n=08760式中：k式中：k每年工作日数,k——每日工作班数，k2——每班主机运转小时数。（3）主机要耒小时产量：G二二G二二h8760n7800008760义0.88二101.18t/h日产量为Gd=24GH=24义101.18=2428(t/h)选择合肥院HCFC型篦式冷却机型号H1067额定2500产量(t/h)最大2750rtn▲段数2有效面积（2）m263面积产量[t/(m2•d)]39.7-45出料粒度（mm）W25进料温度（℃）1371出料温度（℃）65+环境温度传动模式机械传动（《新型干法水泥厂设备选型使用手册》P83）

（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：G=受0=104.17t/hh,1 24（6）计算主机的数量n二GGhn二GGh,1104.17-G-n=104-G-n=104」7义0.88=0.906nG；1x101.18——主机的实际年利用率—预定的主机年利用率n0式中nIO主机名称主机型号规格主机产量（t/h）主机台数要求产量（t/h）主机生产能力（t/h）主机工作制度，实际年利用率石灰石破碎机PPC161624012212400.48生料磨MPS3150立磨1501105.081500.58煤磨MP141024117.625240.59n主机平衡表

冷却机H1067104.171101.18104.170.906回转窑O4X75108.331165.74108.330.829.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-小型水泥厂石灰石515石膏3020粘土101f\71A生料粉（浆）2 E 4口燃料涧A1010熟料57混合材料10■if\10C八水泥77铁粉（资料10来源：《新20t型干法U泥技［术与设备》-^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%的粘土煤 2.025铁矿石（粉）1.5350.927粉磨后生料粉粉磨后硅酸盐水泥1.01.13533300mm以下的二水石膏回转窑熟料存放库内硅酸盐水泥生产用含水15%的粘土煤 2.025铁矿石（粉）1.5350.927粉磨后生料粉粉磨后硅酸盐水泥1.01.13533300mm以下的二水石膏回转窑熟料存放库内硅酸盐水泥1.4401.451.45（资料来源：《水泥厂工艺设计概论》P2793330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*储存期=3264.75X5=16323.75（t）3）参考淮北相山水泥厂选用680的堆场，其石灰石预均化堆场储存期为20000t4）库的数量：n=16323.75=0,81，选1堆200005）实际储存天数=20000X1/3264.75=6.13d粘土堆场日消耗粘土量：G1=712.75t/d.预设粘土的储存期：10乙粘土的储存量：Q=712.75X10=7125.5t一 一（一4 \Q+yH2ctgaB--HctgaL= I3 1Hy（B-Hctga）根据厂区面积，总平面图布置，选B=30m,H=7m,则料堆的底边长度:八C4,.Q+yH2ctgaB--HctgaTOC\o"1-5"\h\zL= ____Hy(B-Hctga)( 47125.5+2*72义ctg25°307125.5+2*72义I 3x7x2x(30-7xctg25°)=44m取L=45m,则Q=LHy(B-Hctga)一yH2ctgaIB一|Hctga“4 …30一-x7xctg25°=45义7*2x(30一7义ctg25°)—“4 …30一-x7xctg25°=7344.34t粘土露天堆场的实际储存期=731134=10.3d712.75堆场规格：30mWx45mLx7mH原煤堆场1)2)储存量、二日需要量1)2)储存量、二日需要量X储存期=387.75X5=1938・75(t)占地面积取H=5m,B>2Hctg38。=19.63m,其中a=27°,R=0.9,取B=20m4Q+rH2ctga(B——Hctga}L= 3 Hr(B—Hctga)3)…c c24- -1938.75+0.9x3)…c c24- -1938.75+0.9x52xctg27(20一3x5xctg27°)5x0.9(20-5ctg27)=48.95(m)取L=50m,则占地面积A=50X20=1000(m2)实际储量与……一、一―4八、Q=HrL(B一Hctga)一rH2ctga(B一3Hctga}4=5x0.9x50x(20-5c