日产5000t水泥生产设计说明书

PAGEPAGE21洛阳理工学院课程设计说明书课程名称：新型干法水泥生产技术与设备设计课题：5000t/d水泥熟料NSP窑的设计专业：材料工程技术班级：Z090155学号：Z09015535姓名：赵尚锋成绩：指导教师（签名）：2011年12月8日

课程设计任务书设计课题：5000t/d水泥熟料NSP窑的设计一、课题内容及要求：物料平衡计算热平衡计算窑的规格计算确定主要热工技术参数计算NSP窑初步设计：工艺布置与工艺布置图（窑中）二、课题任务及工作量设计说明书（不少于1万字，打印）NSP窑初步设计工艺布置图（1号图纸1张，手画）三、课题阶段进度安排1.第15周：确定窑规格、物料平衡与热平衡计算、主要热工参数计算2.第16周：NSP窑工艺布置绘图四、课题参考资料李海涛.新型干法水泥生产技术与设备[M].化学工业出版社严生.新型干法水泥厂工艺设计手册[M].中国建材工业出版社金容容.水泥厂工艺设计概论[M].武汉理工大学

设计原始资料物料化学成分（%）项目LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3其他合计干生料35.8213.232.972.0544.620.250.130.93100熟料022.045.083.3566.370.560.042.56100煤灰051.5831.774.143.600.662.186.07100二、煤的工业分析及元素分析工业分析（%）Qnet.arkJ/kgMarF.CarAarVar1.0044.9325.7128.3623079元素分析（收到基）（％）CHONSAW60.103.967.910.970.3525.711.00三、热工参数1.温度a.入预热器生料温度：50℃；b.入窑回灰温度：50℃；c.入窑一次风温度：25℃；d.入窑二次风温度：1100℃；e.环境温度：25℃；f.入窑、分解炉燃料温度：60℃；g.入分解炉三次风温度：900℃；h.出窑熟料温度：1350℃；i.废气出预热器温度：330℃；j.出预热器飞灰温度：300℃；2.入窑风量比(％)。一次风(K1)：二次风(K2)：窑头漏风(K3)＝10:85:5；3.燃料比(％)。回转窑(Ky)：分解护(KF)＝40:60；4.出预热器飞灰量：0.1kg/kg熟料；5.出预热器飞灰烧失量：35.20％；6.各处过剩空气系数：窑尾αy＝l.05；分解炉出口αL＝1.15；预热器出口αf＝1.40；入窑生料采用提升机输送；漏风：预热器漏风量占理论空气量的比例K4＝0.16；分解炉及窑尾漏风（包括分解炉一次空气量），占分解炉用燃料理论空气量的比例K6＝0.05；9.袋收尘和增湿塔综合收尘效率为99.9％；10.熟料形成热：根据简易公式（6－20）计算；11.系统表面散热损失：460kJ/kg熟料；12.生料水分：0.2％；13.窑的设计产量：5000t/d。相关资料及计算公式：一、物料平衡、热平衡计算教材P206物料平衡图热量平衡图物料平衡计算如下：、（1）收入项目=1\*GB3①燃料总消耗量(kg/kg)其中，窑头燃料量,分解炉燃料量。=2\*GB3②生料消耗量、入预热器物料量a.干生料理论消耗量（根据水分及其他容易烧失挥发量列如下式子）式中a—燃料灰分参入量，100%b.入窑回灰量和飞损量c.考虑飞损后干生料实际消耗量d.考虑飞损后生料实际消耗量e.入预热器物料量`入预热器物料量==1.561-0.402+0.100=1.661-0.402kg/kg=3\*GB3③入窑系统空气量a.燃料燃烧理论空气量==0.08960.10+0.2673.96+0.033(0.35-7.91)=6.157(标准状态)=1.293=1.2936.157=7.961kg/kg煤b.入窑实际干空气量=（标准状态）其中，入窑一次空气量、二次空气量及漏风量分别为：c.分解炉从冷却机抽空气量eq\o\ac(○,a)出分解炉混合室过剩空气量（标准状态）eq\o\ac(○,b).分解炉燃料燃烧空气量=m3/kg（标准状态）eq\o\ac(○,c).窑尾过剩空气量=（1.05-1）6.1570.40=0.123m3/kg(标准状态)eq\o\ac(○,d).分解炉及窑尾漏人空气量=0.185m3/kg（标准状态）eq\o\ac(○,e).分解炉冷却机抽空气量=0.924+3.694-0.123-0.185=4.310(标准状态)c.漏人空气量预热器漏入空气量为(标准状态)窑尾系统混入空气总量为(标准状态)全系统漏人空气量为(标准状态)=2\*GB2⑵支出项目=1\*GB3①熟料：=2\*GB3②出预热器废气量a.生料中物理水含量kg/kg(标准状态)b.生料中化学水的含量(以生料中高岭石分解的水为生料中化学水的含量）(标准状态)c.生料分解放出气体量=(标准状态)d.燃料燃烧生成理论烟气量m3/kg(标准状态)m3/kg(标准状态)=m3/kg(标准状态)m3/kg(标准状态)=m3/kg(标准状态)（根据理论空气量质量与煤中除最后的灰分之外的物质的质量之和为生成理论烟气量质量）m3/kg(标准状态）e.烟气中过剩空气量m3/kg(标准状态)m3/kg(标准状态)其中，有m3/kg(标准状态)kg/kgm3/kg(标准状态)kg/kgf.总废气量==m3/kg(标准状态)=3\*GB3③出预热器飞灰量kg/kg热平衡计算如下。（1）收入项目=1\*GB3①燃料燃烧生成热=2\*GB3②燃料带入显热[0~60时熟料平均比热容=1.154]=3\*GB3③熟料带入热量[0~50时，水的平均比热容干生料平均比热容]=4\*GB3④入窑回灰带入热量[0~50时，回灰平均比热容]=5\*GB3⑤空气带入热量a.入窑一次空气带入热量[0~25时，空气平均比热容]b.入窑二次空气带入热量[0~1100时，空气平均比热容]c.入分解炉三次空气带入热量[0~900时，空气平均比热容]d.系统漏风带入热量[0~25时，空气平均比热容]总收入热量（2）支出项目=1\*GB3①熟料形成热kg/kg=2\*GB3②蒸发生料中水分耗热量（50时，水的汽化热）=3\*GB3③废气带走热量[0~330时，各气体平均比热容（标准状态下）：=4\*GB3④出窑熟料带走热量[0~1350时，熟料平均比热容]=5\*GB3⑤出预热器飞灰带走热量[0~300时，飞灰平均比热容]=6\*GB3⑥系统表面散热损失支出总热量为（3）列出收支热量平衡方程式 73.197+32069.902=3915.67+4583.4求得=0.1398即烧成1Kg熟料需要消耗0.1398Kg燃料。求得燃料消耗量后，即可列出物料平衡和热量平衡表（如下）并计算一些主要热工技术参数物料平衡表收入项目数量%支出项目数量%燃料消耗量0.1404.33熟料量130.20入预热器生料量1.60649.72出预热器飞灰量0.1003.02入窑实际干空气量0.46814.49出预热废气量分解炉抽空气量0.78024.15生料中物理水量0.0030.09窑尾系统漏入空气量0.2367.31生料中化学水量0.0160.48气力提升泵送空气量生料分解CO量0.53116.04燃烧理论烟气量1.21936.82烟气中过剩空气量0.44213.35合计3.230100.00合计3.311100.00热量平衡表收入项目数量%支出项目数量%燃料燃烧热3229.970.80熟料形成热1736.938.11燃料显热9.70.21蒸发生料水分耗热45.91.01生料带入热66.61.46废气带出热量833.018.28回灰带入热4.20.09熟料带出热量1455.331.93入窑一次空气带入热1.20.03飞灰带出热量26.90.59入窑二次空气带入热481.410.6系统散热损失460.010.1入分解炉空气带入热761.916.7系统总漏风带入热7.10.16合计4562.0100.00合计4558.0100.00二、窑的计算1.窑的规格⑴表示方式ФD×L（m）如：Ф5×74（m）D——回转窑筒体直径，mL——回转窑筒体长度，m⑵回转窑规格确定确定回转窑尺寸的大体步骤如下：先根据设计任务书要求的生产能力用经验公式计算出其初步结果，将该初步的计算结果与生产中同类型窑进行比较并作出适当的调整，再用窑内风速、窑内燃烧带截面积热负荷等有关的技术指标进行核实。一般来说回转窑的窑尾实际风速不应超过10m/s，对于窑径大于４ｍ的回转窑，其内燃烧带的标态风速不应大于2Nm/s。①按回转窑产量的经验公式计算窑的尺寸a.Di——旋窑有效内径，m；——窑的日产量，t/d。D＝Di＋2δ×10－3D——旋窑筒体直径，m；δ——耐火材料厚度，mm目前，5000t/d水泥熟料生产线回转窑中的耐火衬料的厚度选择普遍偏高，一般选择230mm厚，参阅下表。D的选取：根据JC－333《水泥工业用回转窑》，筒体内直径第一系列以0.5m为间隔，第二系列以0.2m为间隔。选用耐火材料的厚度==4.70m根据实例及经验选用直径D为4.8m故窑的实际有效直径Di=4.8-20.23=4.34b.L的选取：根据GB321《优先数和优先数系》，回转窑长度一般取整，且多为偶数。=m由实际生产确定窑长为72mL/D=72/4.8=15②回转窑转速、斜率及功率的确定与计算回转窑的窑速由实际生产相同的熟料的窑总结得出n=3.5r/min回转窑的斜率由实际生产相同的熟料的窑总结得出3.5%功率（kW）K——系数，对于新型干法水泥窑，K＝0.045～0.048n——窑的转速，r/min此外，选用电动机时，一般还要考虑一定的储备系数，一般为1.15～1.35。③技术参数