物料均化及储存

第2章物料均化及储存2.1概述物料均化是指采用“平铺直取”、“重力混合”、“气力搅拌”等方式，对进厂原燃材料、入窑前的生料及出厂前的水泥进行处理，使成分波动减小、趋于均匀一致的过程。水泥厂物料的均化包括原、燃料(煤)的预均化和生料、水泥的均化。由于水泥生料是以天然矿物作原料配制而成，随着矿山开采层位及开采地段的不同，原料成分波动在所难免；此外，为了充分利用矿山资源，延长矿山服务期，需要采用高低品位矿石搭配或由数个矿山的矿石搭配的方法。水泥生料化学成分的均齐性，不仅直接影响熟料质量，而且对水泥窑的产量、热耗、运转周期及窑的耐火材料消耗等均有较大影响，因此对入窑生料的均匀性有严格的要求；以煤为燃料的水泥厂，煤灰将大部分或全部掺入熟料中，并且煤热值的波动直接影响熟料的煅烧，因此煤质的波动对窑的热工制度和熟料的产、质量都有影响，生产中有必要考虑煤的均化措施；出厂水泥质量的稳定与否，直接关系到用户土建工程质量和生命财产的安全，为确保出厂水泥质量的稳定，生产工艺中必须考虑水泥的均化措施。2.1.1均化链及各环节的作用所谓“均化链”就是把均化功能分摊给生料制备的各个工艺环节。一个完整的生料均化系统必须包括四个缺一不可的环节，即：原料矿山的搭配开采、原料的预均化、生料磨的配料控制与调节、入窑生料的均化。这四个环节互相连接而组成一条生料均化链，成为保证入窑生料成分的均匀性和稳定性的必要条件。原料矿山搭配开采原料矿山按质量情况计划开采，并对矿石搭配使用，在综合利用资源前提下尽量减小进厂矿石成分波动，搭配使用的目的是适当降低其波动振幅。(2)原料预均化原料预均化是为了消除进厂矿石原料成分的周期波动，缩小其标准偏差，在一定储存期内使出料成分达到均匀，满足生料磨配料控制要求。大型水泥厂均设置预均化设施，如矩形或圆形预均化堆场(棚)。(3)生料磨配料控制与调节主要作用是配料调节，控制生料成分在一定时期内接近目标值，并提高生料化学成分中CaO、SiO2、A12O3、Fe2O3等成分的均匀性。(4)生料均化库此环节是生料入窑前的关键环节，其作用是消除出磨生料成分波动，经均化后，满足入窑生料CaCO3标准偏差＜0.20%的要求，完成整个生料均化链的全部任务。表2-1均化链各环节的作用平均均化周期（h）CaCO3标准偏差均化系数均化所占比例（％）S进（％厂S(%)出矿山开米搭配96〜1682~101~1.5W10预均化堆场2~82~101~1.53~630~40生料磨配料1〜101~21~21~20~15生料库均化0.5〜41~20.1〜0.24~7~40均化设施衡量指标可使用标准偏差S、变异系数R、均化系数H等三个参数，作为评价均化设施及物料均匀性的指标。（1） 标准偏差（S）物料成分的均匀性，以物料某成分含量的波动大小来衡量，根据数理统计概念，可以用标准偏差S来表示。计算式如下：S= £（x-X）2 （2-1）n-1i

丫 i-1式中：n—测量次数；Xj—物料中某成分的第i次测量值；X—各次测量值的算术平均值；即：x=丄£x （2-2）ni

i-1因为标准偏差是一种数理统计概念，具有一定的真实性和可靠性，为了如实反映客观状况，要求计算标准偏差数据时的样本数量应大于30个，最好50个数据。标准偏差S越小，表示物料成分越均匀。（2） 均化系数（H）衡量均化设施均化效果的指标为均化系数H,通常是指均化设施进料与出料标准偏差之比，即：SH=7 （2-3）S出式中：H—均化系数；S，S—分别为均化前后的物料标准偏差值。进出由于矿石在均化时成分的波动未按正态分布规律进行，计算出S比实际大，进使算出的均化系数值偏高，而均化后的物料成分波动比较近于正态分布规律，因此，直接用S出表示均化作业的好坏，比用H表示更切合实际，其值越小，表示均化效果越好。（3）变异系数（R）根据原料成分的波动范围大小，考虑是否设置预均化设施。SR=_x100% （2-4）X式中：R—原料中某成分的波动范围，%；S—原料中该成分的标准偏差值；x—原料中该成分的算术平均值。R值越小，表示物料越均匀，通常：RV5%时，原料均匀性良好，可不设预均化堆场；R~5〜10%时，原料成分有一定波动，结合其他条件综合考虑；R>10%时，原料波动较大，应设置预均化堆场。例如：以下两组石灰石样品的CaCO3测定值见表2-2。表2-2两组石灰石样品测量值、平均值及标准偏差样品12345678910xs第一组95.593.894.290.296.586.294.090.398.185.492.584.88第二组94.193.992.593.590.294.890.589.591.589.992.041.96表2-2所示，第一组和第二组样品平均值分别为92.58和92.04，似乎两者比较接近，但实际上这两种样品波动幅度相差很大：第一组中样品的最大波动幅度在平均值的±7%左右（98.1，85.4）；而第二组样品成分波动就小得多，两组样品的标准偏差分别为4.88和1.96，相差较大。TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"S 4.88第一组的变异系数：R=—x100%= x100%=5.01%\o"CurrentDocument"X 92.58第二组的变异系数：R=—x100%=丄竺x100%=2.13%X 92.04以上可见第二组变异系数（R）小于5%,反映出原料均匀性良好，可不必设置预均化堆场。但第一组变异系数（R）在5.0%附近，且标准偏差S=4.88%，大于3.0%，应综合考虑设置预均化堆场。2.2原、燃料预均化为保证水泥生产稳定、产品质量可靠，水泥厂使用的所有原、燃料的化学成分必须稳定。而水泥厂的进厂原、燃料均为粒状固体物料，不同于一般化工行业所用的液体原料，很难在输送、储存过程中自行均化，因此其化学成分的稳定性要比后者差很多，给稳定生产带来严重影响。而预均化是解决以上问题的核心技术，其主要设备堆取料机，也成为新型干法水泥生产线的常规设备。2.2.1原、燃料设置预均化堆场的原则

企业规模较大时，其它存储方式不能适应生产对石灰石供应的要求，可考虑设置原料预均化堆场。煤的热值、灰分、挥发分、水分等有较大波动时，对水泥窑煅烧有直接影响，选用燃料预均化堆场对稳定生产有利。表2-3原、燃料设置预均化堆场的条件石灰石CaCO3标准偏差S>3.0%时应设预均化堆场原料进料成分变异系数R>10%时应设预均化堆场黏土可与石灰石一起进彳丁预配料，并参与预均化砂岩SiO2含量在80〜85%时，采用堆棚、铲斗车设施铁粉Fe2O3含量在30〜50%时，采用堆棚设施煤煤的灰分〉30%时，标准偏差S>5%时；或者入窑煤粉相邻两次检测灰分A的波动〉±2%，挥发分V的波动〉±2%时应设置预均化设施2.2.2矩形、圆形预均化设施比较原、燃料输送到预均化堆场后，有一个储存、再取用的过程。储存堆放时，尽可能以最多的相互平行和上下重叠的同厚度的料层构成料堆；而取料时则垂直料层方向，尽可能同时切取所有料层，即所谓的“平铺直取”。实际是堆料时短周期的成分波动被较长时间的切取缓冲了。当确定采用预均化时，通常有矩形及圆形预均化堆场两种方式可以选择。矩形及圆形预均化堆场各有其特点，在设计时可根据工厂规模、原料波动范围、标准偏差以及地形条件合理选择，两种形式预均化堆场的比较见表2-4。表2-4矩形、圆形预均化堆场比较项目矩形预均化堆场圆形预均化堆场占地面积储量相同时，占地面积大储量相同时，占地面积省30%均化效果布料方法多，布料均匀，均化效果好圆环形堆料，内外相差大，不够均匀操作方式堆、取料机分别对两个料堆交叉作业，若失控有相撞危险堆、取料机围绕设备中心360°旋转进行堆料、取料，自控方便。投资及维修费投资及维修费用高设备费用可减少30〜40%适用条件便于扩建，适于黏土预配料不便扩建，粘料易堵中心卸料仓。各种堆料机、取料机的比较见表2-5。表2-5堆料机比较表型式适用性能天桥皮带堆料机悬臂式皮带堆料机桥式皮带堆料机耙式堆料机均化效果V△△X适于各种布料方式VV△X适于室内和室外堆场XVV△物料落差小，扬尘少，离析少X△XV设备较简单，价格低廉XX△可兼用于圆形及矩形堆场X△VX可兼用于堆料或取料XXX△适用于粘性物料XXVV注：△—最佳或最适应；V—较佳或较适应；X—不好或不适应。表2-6取料机比较表

' 型式适用性能桥式取料机叶轮式取料机耙式取料机刮板式圆盘式斗轮式链斗式均化效果△△VVXX设备价格（低廉）VVV△动力消耗（少）XVVV△△处理粘性物料VVV△X△室内外均可作业VVVXX△设备磨损（少）XVVV△V土建工程（少）VVVXX△占地面积△△注：△—最佳或最适应；V—较佳或较适应；X—不好或不适应。2.2.3预均化堆场相关计算1）桥式斗轮取料机的能力和功率计算(2-(2-5)Q二JZn60丫f轮1式中：Q一斗轮式取料机的生产能力，t/h；J—每个斗子的容量，m3；Z—斗轮上斗子个数；n轮一斗轮的回转速，r/min；Y一物料的容重，t/m3；千一斗子物料的填充率。②斗轮切取物料时所需的功率N=0.N=0.12-6)式中：叫一斗轮切取物料时所需的功率，kW；K—单位挖掘阻力，kg/cm，常见物料的K值见表2-7；Q'一斗轮取料机的设计（或理论）生产能力，m3/h；S一卸料次数，次/min；千一斗子物料的填充率；R—斗轮切割圆的半径，m；f—物料的松散度。表2-7常见物料的K值物料名称粒度（mm）K值(kg/cm)0〜15025石灰石150〜30030砂岩160铁0〜30050300〜50080煤（松散的）0〜30030煤（密实的）0〜30040③斗轮取料后提升物料所消耗的功率N=QH （2-7）367式中：N2—斗轮取料后提升物料所消耗的功率，kW；Q—斗轮取料机的生产能力，t/h；H—挖得物料由斗子提升至卸料的高度，m。④驱动斗轮的总功率2-8)式中：N—驱动斗轮的总功率，kW；0—备用系数；N］、N2—如前所述；n—作用在斗轮轴上总效率。（2）桥式刮板取料机能力和功率计算生产能力计算Q=36O0WY丄 （2一9）d式中：Q—刮板取料机的生产能力，t/h；V—每一耙刮板间所取的物料容积，m3,容积V按耙料刮板的容积效率确定，其容积效率与物料性质、链条速度、耙料刮板形状及回转移动速度有关；—链条速度，m/s，正常链条速度V=0.5〜0.8m/s；—物料的容重，t/m3；d—耙料刮板间距，m，d值一般为耙料节距的两倍。其中，预均化堆场的容积效率可按下面选取：对于d小于25mm的煤，VA=60%；A对于d小于25mm的石灰石、黏土混合料，VB=50%；B对于d小于25mm的石灰石或页岩等，VC=50%。驱动功率的计算刮板耙链的驱动功率

N二0.0098VG卩L+0.0098VG2L卩+(0.0098VGLp+0.0098VG2L卩屮KKKKKK轴考虑到驱动功率和将物料重量改用小时生产能力表示后，可简化为：N=0.0098V(1+p)(2厶+G2L卩) (2-10)耳 轴3.6V KKK式中：N—刮板链条的驱动功率，kW；V—刮板耙链速度，m/s；Q—刮板取料机的生产能力，t/h；GK—包括耙料刮板的耙链单位长度重量，kg/m；L—耙链的有效工作幅度(通常取为耙链中心距)，m；LK—耙链中心距(耙链链轮中心距)，m；K卩一物料摩擦系数，取0.6〜0.8；MK—耙料的滑动摩擦系数，通常取0-2，磨损性物料取0.3〜0.5；M—链节与安装在轴上的回转链轮的摩擦系数，取0.05〜0.1；轴n一驱动机构的传动效率。预均化堆场几何尺寸和料量的计算2-12-11)2-12)Q总二KQd总式中：Q—堆场内总堆料量，t；总K—堆场系数，K=1.0〜1.2；Q—物料的日用量，t/d；d一物料的储存期，d。②料堆底的长度和宽度| 4KQd8(C-0.4764)ftgaB=L (2-13)C式中：L—料堆底的长度，m；C—料堆的长宽比系数，根据堆场的特点要求C=3.5〜6；Y一物料容重，t/m3；B—料堆底的宽度，m；其它符号与前相同。计算出B后，根据产量选取合适的取料机，按取料机确定B值后，最后校

核长宽比系数，并按下式确定L：L=0.476B+4KQd (2-i4)B2/tga100L100L120i2-15)式中：R一圆形堆场料堆中心半径，m；L—圆形堆场料堆中心弧长，m。注：以下含有L的计算均是适用于圆形堆场。料堆高度H注：以下含有L的计算均是适用于圆形堆场。料堆高度H=如2式中：H一料堆高度，m；a—物料自然休止角，°。料堆顶部长度L=L-B顶2-16)L=L—B顶式中：L顶一料堆顶部长度，m；其它符号同前。⑤料堆体积V=(色)3tga(0.25C—0.1191)C式中：V一料堆体积，m3；2-17)2-18)2-19)其它符号同前。各行程长度变换中的料堆参数的计算B=其它符号同前。各行程长度变换中的料堆参数的计算B=-Bin式中：2-20)Bi一第i次行程长度变换中料堆宽度，m；

i—第i次行程长度变换(i=1、2、3-・n)。H=-Hin式中：斗一第i次行程长度变换中料堆高度，mH=-Hin式中：斗一第i次行程长度变换中料堆高度，m。•L二L--Bin•L二L--Bin式中： -第i次行程长度变换内的料堆长度，m。V=B2tga(-)2

in0.25L-0.1191B|-In丿-工Vi-1i=1V=B2tga(-)2

ini0.25L-0.1191B-In丿-工Vi-1i=1(2-21)(2-22)(2-23)(2-24)(2-25)TOC\o"1-5"\h\z式中： -Vi—第i次行程长度变换内的料堆容积，m3。当i=1时，工X=V=0；i-1 0i=1当i=2时，£X=V+Vi-1 0 1i=1\o"CurrentDocument"当i=n时，工X=V+V+ +Vi-1 01 n-1i=12-262-26)2-27)Q=Vii式中：Qi—第i次行程长度变换中的堆料量，to堆料机行走速度计算Gm3600丫A式中：v—堆料机行走速度，m/s；G—破碎机或向堆场来料的能力，t/h；m一堆料的层数，m=350〜600；A—当量截面积，m2。当量截面积A是堆场几何尺寸及行程长度变换次数的函数，可由下式确定

i=1Bi=1B(2-28)A丄一存 (2-29)(i\i=1L--Bkn丿料层堆数的校核3600yV“ 小”、m= A' (2-30)iG式中：m】一在第i次行程长度变换中的堆料层数，层；A；—单位当量截面积(m2),也是堆场几何尺寸。单位当量截面积A计算如下：L-\-|Bkn丿A'=VA'=(■\L--Bkn丿2-2-31)m=£mii=1堆料时间计算L-kn丿kn丿6ov2-32)(i\2-33)L--Bkn丿2-33)_6ov-t=Tm (2-34)iii式中：t]—在第i次行程长度变换中堆料机从一端至另一端的运行时间，min；'—在第i次行程中长度变换之间堆料机的运行时间，min。t=Et (2-35)ii=1式中：t一堆场的总堆料时间，min。长型料堆 圆形料堆图2-1矩形和圆形堆场尺寸圆形料堆体积V=B2tga(0.25L'-0.1191B) (2-36)L'二1.2兀R式中：V一料堆体积，m3；H一料堆高度，m；L一底边长度，m；L'一顶边长度，m；B—料堆宽度，m；a一物料休止角，°；R一料堆半径，m。2.2.4部分水泥厂原、燃料预均化堆场主要技术参数

表2-8部分水泥厂原、燃料预均化堆场主要技术参数储库X类别员目企业名称规模(t/d)库规格(m)储存量(t)储存期(d)占地面积(m2)堆料形式取料形式堆料设备名称规格重量(t)石灰圆双阳2000申8524510105674悬臂堆料横刮中心出料旋转胶带机600一石预形云浮2000申74200007.44300悬臂堆料横刮中心出料旋转胶带机275一均化堆场矩形冀东4000297X48.043000X27.8X213365中顶卸料横刮测出(端取)行走胶带机700一石灰石黏土预混合堆场耀县2000257X44.5436007X211437悬臂侧堆横刮测出悬臂侧堆料机600105宁国4000300X5036500X27.0X215000悬臂侧堆横刮测出悬臂侧堆料机60068柳州3200261X4321000X24.2X210962悬臂侧堆圆盘取料悬臂侧堆料机120065顺昌2000243X36.625000X28.2X28894悬臂侧堆斗轮端取悬臂侧堆料机500一圆库新疆20003-申15X35189007.3530中心卸料多点重力卸料小车6003.6鲁南2X20005-申15X35305006.5884中心卸料多点重力卸料小车6003.6联合储库江西200066X33.5197147.7422.1侧卸抓斗卸料小车一一冀东4000201X4310000X214X27560中顶卸料端取卸料小车300一煤预均化堆场云浮2000110X373750X211X24070侧堆侧取悬臂堆料机20065.2耀县2000145X262400X27X23770中顶卸堆料端取E650卸料小车1502.7鲁南2000X2151X396240X28.6X25886中顶卸堆料端取E800卸料小车2002.7顺昌2000申6.6约6000203440悬臂堆料横刮中心出料旋转胶带机100一配煤新疆200054X21.22070+24601145侧卸抓斗S型小车754.5吊车库柳州320045X31.54419+411310X21417.5侧卸抓斗S型小车——2.3生料均化库生料均化技术是新型干法生产水泥的重要环节，是保证熟料质量的关键。近年来，国内外各种生料均化库不断改进，以求用最少的电耗获得尽可能大的均化效果。自20世纪50年代出现空气搅拌库以来，以扇形库为代表的间歇式空气搅拌库获得了普遍推广。为简化流程，避免二次提升，60年代初开始采用双层均化库。双层均化库上层为搅拌库，下层为储存库。双层库虽然均化效果高，H值＞20,但土建费用高，电耗大，且间歇均化对入窑生料可能产生不连续的阶梯偏差，不利于窑的操作。60年代末70年代初国外开始研究开发了多种连续式均化库，投产后效果很好，且操作简单，电耗大幅降低。加上采用原料预均化堆场和磨头自动配料系统，连续式均化库得到广泛应用。2.3.1连续式生料均化库类型比较(1)德国克拉德斯•彼得斯公司混合室均化库这种库是最早采用的连续式均化库，目前主要有两种结构型式。混合室库(如图2-2所示)，这种库下部中心部位设有一个锥形混合室，在混合室内和周围环形区都装有充气箱。生料经库顶生料分配器和放射状分布的斜槽进入库内，形成大致水平状的料层，卸料时轮流向环形区一个小范围通入空气，使部分生料流向中心混合室，在自上而下的流动过程中，切割水平料层而产生重力混合作用，进入混合室后又因混合室内的连续充气搅拌而达到均化。这种混合室库的均化效果H值：单库运行时为5,双库并联运行时为9。库的利用率可达98%，均化电耗为0.15〜0.3kWh/t生料。这种库基建投资较低，与间歇式均化库相比约低1/3。

图2-2混合室均化库图2-3均化室均化库均化室库：彼得斯公司从混合室库取得经验后，于1976年又推出均化室库（见图2-3）。这种库的特点是把锥形混合室扩大容积，变成圆柱形的均化室，加大了二次搅拌能力，提高了总的均化效果。其H值可提高到11至15以上，但均化电耗也相应提高至0.5~0.6kWh/t生料。这种库结构简单，投资少，近年来国外使用较多。（2）IBAU中心室均化库这种库的形式如图2-4所示。其结构特点是库底中心有一个大圆锥，通过它可将库内生料重量传递至库侧壁，结构较合理。环形区分6个充气区，一台回转空压机向选定充气区供气。在卸料过程中形成漏斗状料流，切割水平料层，产生重力混合，在6个卸料口中至少有2个同时进行不同量的卸料，从而产生均化作用，库底设喂料仓，直接向窑尾喂料。这种库均化电耗较低，约为0.1〜0.2kWh/t生料。单库操作的均化效果H值最高为7,适用于设有原料预均化堆场和出磨生料成分波动不大的水泥厂或用作水泥库。图2-5多点流均化库图2-5多点流均化库（3）伯力休斯公司多点流均化库德国伯力休斯公司经多年改进，推出一种多点流均化库（见图2-5），其库顶进料系统与前两种库相似。库底分10〜16个充气区，每区设2〜3条装有充气箱的卸料槽，槽面铺设若干块盖板，以形成4〜5个卸料孔。卸料时，向两个相对区充气，而形成多点料流卸料，即在卸料口上方形成许多小漏斗流，加强了流动过程中的重

力混合，与其他库相比还加强了径向混合。总的均化效果H值：单库操作时可达7,双库并联操作可达10。由于中心室直径较小，充气量少，故这种库的运行电耗较低，单库操作时均化电耗为0.12~0.16kWh/t生料，双库并联操作电耗相应增加。（4）丹麦F.L.史密斯公司的CF均化库CF库即控制流库（ControlledFlowSilo），是该公司在均化技术方面的新成果（见图2-6）。CF库顶与前几种库不同，为单点进料，但库底与前几种库差异较大。库底分7个卸料区，每个卸料区由6个三角形充气区和一个卸料口组成，卸料口上方设有一个钢制锥形罩以改善流动状态。7个卸料区由三个规格相同的风机供气，程序控制供气管路上电磁阀和卸料槽上翻板阀的开启时间，使库内各部的生料以不同速度卸出。物料在卸料过程中产生倾斜，使不同成分的生料在同一时间卸出，产生较强的混合效果。据F.L史密斯公司介绍，只要同时有三个卸料区出料就能满足均化要求。卸出生料进入设在库下的混合仓或喂料仓再次混合。总均化效果H值可达10〜16,均化电耗约0.2〜0.3kWh/t生料。但卸料控制系统较复杂，设备投资较高。『1「『1-『1「『1-财柚2- t3-5-伽的fl6-强也了-IHS图2-7TP型均化库图2-7TP型均化库5）TP多料流式均化库天津水泥工业设计研究院开发的TP多料流式均化库见图2-7。该库的特点是：吸取IBAU库及MF库切向流经验，库底设置大型圆锥结构，土建结构更加合理，将库内的混合搅拌室移至库外，减少库内充气面积。环形空间分为6个卸料大区，12个充气小区，每个充气小区向卸料口倾斜，斜面上设置充气箱，各区轮流充气。在卸料区上部设置减压锥，以降低卸料区压力。当某区充气时，上部形成漏斗流，并切割多层料面，库内生料流动同时有轴向混合和径向混合作用。由库中心的两个对称卸料口卸料，出库生料可经手动、气动或电动流量控制阀将生料输送到计量小仓内。该小仓集混料，称量，喂料于一体，小仓分内外筒组合，内筒壁开有孔洞，根据通管原理，进入外筒生料与内筒生料会产生交换，并在内筒经搅拌后卸出。库顶采用溢流式生料分配器，设有内外筒，内筒有多个圆孔，外筒有6个出料口与入库斜槽连接。此库的生料均化电耗0.25kWh/t，入窑生料SV0.25，入窑生料HV3-5，卸空率98~99%。(6)NC多料流均化库如图2-8所示。南京水泥工业设计院研究开发的NC库是在MF库基础上改进的，充气方式不同于MF库。①库内设有锥形中心室，整个库底分为18个区，中心室内有10个区，环形区为11~18区，生料从环形区进入中心室，再从中心室卸入库下称重仓内。当物料进入中心室时，环形区仅对一个区充气，这样对更多料层起到强烈的切割作用，而中心室1~8区也轮流充气，此时应与环形区充气相对应，使进入中心室的生料迅速膨胀、活化及混合搅拌均化，9~10卸料区一直充气，进行活化卸料。通过一根溢流管进行卸料，以保持物料不在中心室短路。图2-8NC型多料流均化库 图2-9NC库充气区②库内中心室未设料位计，而是通过管道的压力测量反映其料位状况，此方法可靠有效。

库顶为多点下料，半径不同但是对称分布，使流量平衡。均化电耗0.24kWh/t，均化效果H28,入窑生料CaCO3标准偏差V0.2%,生料卸空率也较高。表2-9几种连续式生料均化库的综合比较\名称德•克拉德斯彼得斯库德・IBAU库伯力休斯MF库史密斯CF库天津院TP库南京院NC库项目\混合室库均化室库中心室库多料流库控制流库改讲型TP库改进型NC库简图见图2-2见图2-3见图2-4见图2-5见图2-6见图2-7见图2-8充气区数量(个)8~126~810~12421218均化用空气量(m3/t)10〜1518~257~107~107~127~107~10均化用空气压力(kPa)60~8060~8060~8060~8050~8060~8060~80均化效果H值5~911~157~107~1010~163~8三8均化电耗(kWh/t生料)0.15〜0.30.5〜0.60.1〜0.20.12~0.160.2~0.30.250.24均化主要作业方式多点布料，库内生料漩涡状塌落，切割水平层，产生重力混合漏斗效应，下部混合室空气搅拌。库内混合室由锥形改为圆锥形。容积大，均化好，其他同左内容。多点布料，库内有6~8个充气区轮流充气，库外有6~8个流量控制阀，生料经流槽进入库中心室后少量空气搅拌。多点布料，库内10~12个充气区，库底向中心室倾余•。中心室周围多个进料孔形成4个通道，其上有盖板，充气装置向2个相对区充气，多漏斗料向库中心室卸料，中心室通过空气搅拌。单点布料库内有6 X7=42个充气区。三个卸料区同时进入库下混合室搅拌混合，计算机自动控制。多点布料6个卸扌区，12气小区，斗流，轴径向混料入库下丿内。该仓料、称量料于一体称重传/小仓内彳生料产/换，内同后卸出。I•，有料大个充多漏向及•。卸小仓集混、喂带感器外筒生交搅拌多点布料，有18个区，中心室有1~10个区，室外环形区为11~18个区。多漏斗流，轴向及径向混料,卸入库下小仓内。投资比较低低较咼较低较咼一般一般操作难易比较很简单很简单很简单很简单简单简单简单

特点及优劣建设费用低，管理方便，维修容易建设费用低，管理方便，维修容易,，电耗较咼土建结构复杂，操作简单，电耗极低，库内物料卸空率高。管理方便，电耗也很低，生料卸空率较高基建费用较高，均化效果很好，但控制系统较复杂土建结构合理，电耗较低土建结构合理，电耗较低使用水泥厂冀东鲁南新疆双阳四川，金顶，烟台，白马山等厂宁国，拉法基，浙江强华等厂柳州，上海，重庆等厂海螺，池州等厂海螺，铜陵等厂注：一般供气压力：60〜90kPa；均化风量：1.0〜1.8m3/m2・min；均化电耗：1.0〜1.2kWh/t生料（系统）。2.3.2生料均化库选用条件根据原料条件和生料制备各生产环节的配备情况，选择不同均化能力的生料均化库。表2-10不同条件下新型干法水泥工厂对生料均化库均化能力的要求项目窑能力、（t/d）、、、破碎前后原料标准偏差S原预均化堆场设置情况磨头配料设备出磨生料标准偏差S磨对均化库效果的要求S出H2000不限有电子皮带秤W1.0<0.208~102000〜5000W3.0无在线X荧W1.2<0.2010~125000及以上3.0〜4.0无光分析仪W1.5<0.2012~152.3.3连续式生料均化丿库工艺设计计算1）空气消耗量计算根据经验数据，一般以库底充气面积或截面计算均化空气消耗量。均化库的环形区、搅拌区、卸料区均设有充气装置。环形区充气箱向搅拌区中心室输送生料，搅拌区中心室充气使其内生料充分均化，中心室充气箱面积适当做大些，可以减少库内充气死区。其耗用空气量计算如下。(2-37)Q=Q+Q+Q(2-37)123=qA+qA+qA11 22 33式中：Q一总耗气量，m3/min；Q「Q2、Q3一分别为环形区、搅拌中心室、卸料区的耗气量，m3/min；q「q2、q3一分别为上述区的单位耗气量，m3/min•m2；A.A2、A3—分别为上述区的充气面积，m2。表2-11均化空气消耗量计算用设计参数值

均化部位环形区搅拌区中心室卸料区单位充气面积风量q（m3/m2•min）1.3~1.8(MF1.0)0.8〜1.0MF2.0单位截面积风量C（m3/m2•min）0.4〜0.9(MF0.5)0.6〜0.8充气面积/搅拌区截面积（％）30~5070〜75（2）充气系统阻力计算连续式均化库充气系统阻力小，可选用定容式罗茨风机分别向环形区、搅拌室供气。(2-38)搅拌中心室阻力P(2-38)P=（15~20）hX1031流式中：P]—搅拌需用风压经验值，Pa；流—流态化料层高度（高位出料管高度），mhh=生料粉容重（库内）

流一流态化生料容重x装料有效高度环形区供气系统阻力P2为：(2-39)P=（0.9〜1.0）P(2-39)21一般取P2=P1。（3）罗茨风机选型计算罗茨风机属于定容式风机，选型时风量可不考虑储备能力，但选用风压时要有10%〜30%的富余能力。风量：Qa=K1Q （2-40）式中：Qa一风机选型要求的供风量，m3/min；K1—管道漏风系数，取1.05〜1.10；风压：Pa=K2（P1+P2） （2-41）式中：K2—压力储备系数，K2=1.1〜1.3。（4）库容积及容量计算①库容积计算

V二V-V二V-V-V总321±11000(2-42)兀V=D2X1.5=1.178D21411V二二D2fDtg70o丿兀V=D2H+ab)3+0.36(D++ab)3+0.36(D+ab》身8D3K1122-43)V二0.785D2(H—1.0)-0.785(D②库容量计算W二V”xy(t)物料名称生料（库中）生料（搅拌）水泥（库中）水泥（搅拌）物料堆积密度Y（t/m3）1.251.11.451.0表2-12部分水泥厂生料均化库主要技术参数一览表水泥厂名称冀东宁国柳州云浮江西工厂规模（t/d）40004000320020002000型式PETERS公司混合室库POLYSIUS公司多点流库FLS公司CF库FCB公司IBAU型中心室库天津院混合式库来源日本转化引进日本转化引进丹麦引进法国引进自行设计规格（m）2®18X472®18X451®22.4X451®18X48.752-Q15X38有效容量（t）2X10000双库并联2X11000双库并联16000单库9600单库2X4950双库并联风机风量(m3/min)13.7（三台）15（二台）5.0（三台）8.3（三台）19.75(三台)风压（Pa）600006000080000800006000060000风量(m3/min)4.5二台二口11.5（一台）一5三」9丄口风压（Pa）600004500060000单位气耗（m3/t生料）10~157~107~127~1018~25均化电耗（kWh/t生料）0.290.120.260.1~0.120.68均化值H9810810~152・4水泥储存均化为了确保出厂水泥合格率，提高水泥质量，降低出厂水泥28天抗压强度的标准偏差，新型干法水泥生产应采用水泥均化技术。水泥的均化技术与生料均化技术类似，目前多采用库内带减压锥的水泥均化库。2.4.1带减压锥水泥库工艺设计计算结构型式见下图，各部分尺寸参考经验数据确定。（1）水泥库底部、锥部尺寸确定LO*I.M：YOJLP■'6Bz=0,3bL£1=0,8DY=1.45t/m2)带减压锥水泥库规格、容量表2-13带减压锥水泥库规格、容量库内径(m)库咼度(m)减压仓内径(m)库底斜度(°)库容量(t)罗茨风机流量(m^min)风压(kPa)功率(kW)1031.52.415259010.0501512323.515268012.6602215325.015530016.2603715365.015632016.2603718405.415980020.0704518435.4151000020.070453)水泥库系统空气消耗量及压力计算依据经验数据及库充气部分的有效面积确定。(2-(2-44)Q=gXF式中：Q—空气消耗量，m3/min；

F一库底各部分充气有效面积，m2；g一充气装置各部分单位有效面积的消耗空气量，m3/m2min。表2-14不同充气部位消耗空气量充气部位名称消耗空气量(m3/min)环形区1.2〜1.5减压仓1.5〜2.0卸料2.5②空气压力压力计算主要依据减压仓物料阻力、透气层阻力以及管道阻力来确定。P二9807-H-y+P+P+P+P (2-45)C1234式中：H—减压仓内物料平均高度，m；Y—减压仓内水泥容重，t/m3；1CP1—仓内固定床转为流态化时瞬时爆破阻力，一般取5000Pa；P2—透气层阻力损失，Pa；P3—管道及空气分配器的阻力损失，Pa；P4—透气层堵塞管道阻力过大的阻力损失，一般取1000Pa。由于按以上方法不方便计算，设计中一般根据减压仓直径大小及充气方式按经验确定。即：P=30~70kPa，直径大者取上限，如屮15库取(50kPa)，屮18m库取(70kPa)。4)水泥库储存量计算D22-46)2-47)G二「(0.210D+0.785hD22-46)2-47)S1 S2式中：D—库内径，m；h—库内料柱高度，m；S1—库内水泥容重，取1.45t/m3；S2—减压仓内水泥容重，取1.0t/m3。水泥库数量的确定t+t+tn=t——2——3+n+ntab1式中：n—水泥储库个数，双排布置时为偶数，个；出磨水泥装满一个库所需时间，d；单库有效储量（t）t=1水泥磨日产量（t/d）式中：t2—水泥质量检验所需时间（一般按3天计），d；t3—卸空一个库所需时间，d；单库有效储量（t）t=——包装车间日产量（t/d）式中：n—每增加一个水泥品种应增加一个库；anb—若考虑水泥搭配出库，需再增加一个库。2.4.2部分带减压锥水泥库主要技术参数表2—15部分带减压锥水泥库主要技术参数水泥厂数据4000t/d宁国4000t/d鲁南2000t/d江西2000t/d耀县水泥库内径（m）(P18(P18(P15(P15水泥库咼度（m）43403236混合室内径（m）5.05.05.45.4库底斜度（°）10101010水泥品种2122水泥库个数（个）8886水泥库容量（万吨）87.94.23.7水泥储存期（天）1517.51916水泥车间能力（t/d）4840444421602355熟料生产能力（t/d）4000400020002000罗茨风机型号SD36X28ML32DZ2X32MJL42罗茨风机风量（m3/min）20201516.2罗茨风机风压（kPa）70705060罗茨风机电机功率（kW）40452230空气分配阀双6咀双6咀双6咀双6咀空气分配阀电机功率（kW）4444水泥卸料电耗（kWh/1）0.120.180.100.13

2.5熟料储存熟料储存一般多采用混凝土圆库或钢结构帐篷库两种形式，圆库占地面积小，扬尘小，但熟料冷却及均化效果差。帐篷库有效储量大，对熟料冷却效果好，并有良好的均化作用，且比圆库基建费用低，对地耐力要求低，故近年来较多采用。2.5.1熟料储存库形式（1）圆库结构形式目前2000t/d熟料规模以下的水泥厂多采用屮15或屮18m圆库用作熟料储存，圆库为混凝土结构，底面依库规格大小开有尺寸为500X500mm数量不等的卸料孔，库的高径比一般为1.8〜2.5。屮18m库高度大都在40m左右。形式如下:卸料口数量依库直径来确定（卸料口规格500X500mm）^180003&D02^00-36.00图2-118卸料口数量依库直径来确定（卸料口规格500X500mm）^180003&D02^00-36.00图2-118孔库40000\/±0.000V屮10,屮12 2〜4个卸料口屮15,屮18 6〜8个卸料口屮20,屮22 8〜10个卸料口（2）帐篷库结构形式帐篷库构造为圆锥形，底部挡墙为混凝土结构，用于对锥形顶棚周边的支撑。库的中心设有圆形带出料孔的混凝土柱管，以支撑顶棚的中央平台，借以布置熟料输送机头部传动装置及收尘设备。底部地面以下设有三条通道，沿每条通道设有多个卸料孔，孔的下部配有扇形闸门或振动给料机，通道出库之后汇入一条输送皮带机，然后送到库外的配料库或散装库。库侧开有铲车进入的清料门洞。（3）高筒壁库目前熟料储库设计结合了圆库和帐篷库的优点，改进为高筒壁库，俗称“矮胖型帐篷库”，其底部卸料采用多孔重力卸料方式，上部采用直筒形的挡墙，承受熟料侧压力及温度应力。其优点是提高了熟料的储存量，占地面积小，同样具有熟料冷却及均化的作用。规格有屮35X25m〜27m、（p45X15m、（p60X42mup66X40.5m等。帐篷库形式如图2-12。f12)n图2-12图2-12帐篷库示意图熟料储存库储量计算(1)圆库储量计算匚图2-13圆库V=V+V-(V-nV)-2V-2V-