日产两千吨水泥熟料厂窑头窑中车间工艺设计.docx
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日产两千吨水泥熟料厂窑头窑中车间工艺设计
本科毕业设计说明（书
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
题目：
2.0kt/d水泥熟料水泥厂窑头、窑中车间工艺设计
学院：
化工学院
系别：
无机非金属材料工程系
专业：
无机非金属材料工程
班级：
非金属09-3
摘要
水泥是国民经济的基础材料，水泥工业是重化工工业，它的特点是对矿产资源的依存性大，物料储运量多，能量消耗高。
水泥作为建筑工业的三大基本材料之一，使用广，用量大，素有“建筑工业的粮食”之称。
聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
当代最先进的水泥生产技术是新型干法预分解技术。
预分解技术室指原料入回转窑前现在预热器内进行预热与均化，在分解炉内进行碳酸钙的分解。
从而达到使回转窑的效率得到最大的提高。
根据内蒙地区需求量与产量的分析，本设计题目确定为2.0kt/d水泥熟料水泥工厂窑头，窑中工艺设计。
残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
设计首先进行配料计算，物料平衡，主机平衡，储库平衡，物料与热量平衡的计算和车间的计算。
在此基础上进行烧成窑头，窑中车间主要设备选型。
其中包括，回转窑规格确定，冷却机的选型设计，风机的选型设计，电收尘的选型设计，破碎机的选型设计，最终确定了水泥厂烧成窑头，窑中的工艺设置及布置。
酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
关键词：
水泥，配料计算，热工计算，窑头窑中工艺设计，设备选型。
Abstract
Cementisthebasicmaterialofthenationaleconomy,thecementindustryisaheavychemicalindustry,itischaracterizedbythedependenceonmineralresources,materialstoragequantity,highenergyconsumption.Cementisoneoftheconstructionindustry,thethreebasicmaterialwidelyused,dosage,knownas"theconstructionindustryoffood,"said.彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。
Cementproductiontechnologyofthemostadvancedisprecalciningtechnology.Precalcinertechnicalroomreferstotherawmaterialsintorotarykilnpreheaterpreheatingbeforenowandhomogenization,decompositionofcalciumcarbonateinthecalciner.Inordertomaketheefficiencyofrotarykilnisimprovedgreatly.AccordingtotheanalysisofdemandandproductioninInnerMongoliaarea,thisdesigntopicisdeterminedas2.0kt\/dcementclinkercementplantkiln,kilnprocessdesign謀.荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。
Designfirstbatchcalculation,materialbalance,reservoirhostbalance,balance,calculatingandworkshopmaterialandheatbalance.Onthebasisoffiringkiln,kilnworkshopandmainequipmentselection.Including,specificationstodetermineselectionanddesignofrotarykiln,coolingmachine,selectionofwindturbinedesign,selectionanddesignofdustcollectingelectric,selectionanddesignofcrusher,andultimatelydeterminethecementplantkilnhead,processandlayoutofthekiln厦.礴恳蹒骈時盡继價骚。
Keywords:
cement,burdencalculation,thermodynamiccalculation,kilnofkilnintheprocessdesign,equipmentselection茕.桢广鳓鯡选块网羈泪
引言1鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。
第一章水泥厂基本建设前期工作3籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。
1.1矿点的选择3預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。
1.2厂址的选择3渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。
1.3一期原始数据4铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。
1.4二期原始数据5擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。
第二章.配料及工艺平衡计算7贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。
2.1计算熟料中煤灰掺入量GA7坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。
2.2计算原料配合比：
8蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。
2.3窑的选型及标定10買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。
2.3.1窑的产量标定计算10綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。
2.3.2窑的年利用率11驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。
2.3.3烧成系统的生产能力11猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。
2.3.4确定窑的台数：
11锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。
2.4全厂物料平衡计算12構氽頑黉碩饨荠龈话骛。
2.4.1原、燃料消耗定额12輒峄陽檉簖疖網儂號泶。
2.4.2干石膏消耗定额：
14尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。
2.4.3干混合材消耗定额：
14识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。
2.4.4烧成用干煤消耗定额：
14凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。
2.5全厂物料平衡表15恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。
第三章.主机平衡计算及选型17鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。
3.1车间工作制度的确定17硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。
3.2主机选型18阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。
3.3全厂主机平衡表26氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。
第四章.储库计算27釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。
4.1各物料最低储存期的确定28怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。
4.2堆场和堆棚的设计29谚辞調担鈧谄动禪泻類。
4.3配料站储存库的设计34嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。
4.4水泥粉磨站储库设计38熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。
4.5熟料库的设计40鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。
4.6生料均化库的设计41纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。
4.7泥储存库的设计41颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。
4.8储库平衡表42濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。
第五章物料平衡与热量平衡计算43銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。
5.1物料平衡及燃料平衡的基准43挤貼綬电麥结鈺贖哓类。
5.2物料平衡计算44赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。
5.3热量平衡计算50塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。
5.4耗煤量的计算：
56裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。
5.5窑的热工计算56仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。
5.6物料平衡表及热量平衡表56绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。
第六章窑头,窑中车间的设计59骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。
6.1回转窑的产量标定60瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。
6.2窑筒体性能计算62鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。
6.3回转窑设备的选型63栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。
6.3.1回转窑传动装置的选型63辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。
6.3.2窑尾窑头密封装置的设计64峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。
6.3.3回转窑鼓风机的选型65詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。
6.3.4电收尘器和排风机的设计66则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。
6.3.5喷煤嘴的设计67胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。
6.4熟料冷却机的选型：
67鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。
6.5确定车间的工作制度72稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。
结论73陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。
参考文献74沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。
致谢75钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。
引言
本计的目的、意义、范围：
通过三年的专业学习，在毕业设计时运用所学的专业知识来设计论文，培养我们综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能，提高分析、解决实际问题能力；提高查阅文献和收集资料的能力，计算机技术和外语应用能力；使我们系统而又熟练地掌握水泥厂工艺流程，具有进行水泥厂主要车间初步设计计算、编写设计说明书等工作能力；进而培养学生创新精神和实践能力，为今后的实际工作打基础。
懨俠劑鈍触乐鹇
烬觶騮。
本设计的范围包括全厂的原燃料配料计算得到烧结处合格的熟料所使用原燃料的配合比。
全厂的物料平衡计算得出通过消耗多少量的各个原燃料量才能烧结出设计要求的2.0kt/d水泥熟料，也是全厂主机平衡和储库平衡的依据。
通过全厂的主机平衡计算得出需要什么型号规格的主机才能生产满足原燃料的消耗量，是保证全厂正常生产的基础。
通过全厂的储库计算得出全厂原燃料的储存期和储存量，并达到储存于预均化一体的效果。
全厂的物料与热量平衡计算是合理的分配能耗的依据。
通过以上计算就可以简单的把全厂的宏观结构计算出来。
再以，以上的计算结果的依据下计算本设计的车间设计。
窑头窑中的车间设计包括窑的产量标定，窑的结构性能确定，冷却机的选型计算，冷却机收尘器的选型计算，收尘器排风机的计算，窑头用高压风机的选型计算和喷煤管的计算等。
謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘。
我国水泥行业的发展历史和技术概况：
水泥石现代工程中普遍应用的一种基础胶凝性材料，已经有180多年的生产法历史，为人类社会的进步和经济发展做出了那巨大的贡献。
呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。
凡细磨成粉末状，加入适量水后成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能浆沙，石等散粒或纤维材料牢固的胶凝在一起的水硬性胶凝材料统称为水。
水泥的种类很多按其用途和性能，可分为通用水泥，专用水泥及特性水泥三大类。
普通水泥为大量用于土木工程一般用途的水泥。
专用水泥则指有专门用途的水泥。
特性水泥石某种性能比较突出的一类水泥。
莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。
水泥石建筑工业三大基本材料之一，使用广，用量大，素有“建筑工业的粮食”之称。
生产水泥虽需较多能源，但是水泥与砂，石等集料所制成的混凝土则是一种低能耗型建筑材料，其单位质量的能耗只有钢筋的1/5-1/6，铝合金的1/25，比红砖还低1/35.根据预测，下一个世纪的主要建筑材料，还将是水泥和混凝土，水泥的生产和研究仍然极为重要。
麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。
改革开放以来，我国水泥工业取得了令人瞩目的成绩，水泥年产量多大9亿吨，居世界第一位。
近几年来，我国掀起了用新型干法水泥生产方法代替立窑，湿窑，干法中空窑和立波尔窑等传统水泥生产方法的高潮，正大力发展2500kt/d和5000kt/d水泥生产线。
2005年我国水泥产量已达到10.5亿吨，其中新型干法水泥占40%左右，新型干法水泥由五年前占总量不到20%迅速增长到40%。
我国水泥工业处在控制总量，调整结构的时期，国家产业导向提倡新型干法生产。
納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。
自从水泥工业性产品的实际应用，至今一个半世纪以来，生产持续扩大，工艺和设备不断的改进，产品和质量也极大的发展。
硅酸盐水泥石第一产业革命中问世的。
当时，用间歇式的土窑烧成水泥熟料。
随着以冶金技术为突破口的第二次产业革命的兴起，推动了水泥生产设备的更新。
1877年用回转窑烧制水泥熟料获得专利权。
继而出现单筒冷却机，立式磨以及单仓球磨等，有效的提高了产量和质量。
到19世纪末与20世纪初，由于其他工业所提供的燃料，工艺技术和生产设备，使水泥工业一直进行着频繁的改造与更新。
1910年立窑实现了机械化连续生产。
1928年立波而窑的出现，使窑的产量明显提高，热耗降低较多。
特别是在第二次世界大战后，以原子能，合成化工为标志的第三次产业革命达到了高度工业化阶段，是你工业又相应发生了深刻的变化。
50年代初悬浮预热器窑的应用，更使热耗大幅度降低，其他的水泥制造设备也不断更新换代。
到1950年全世界数你产量为1.33亿吨。
我国水泥工业不但总产量已连续五年位居世界首位，而且在工艺技术方面也有很大进展。
我国早在1889年就在河北唐山首先建立了启新洋灰公司正式生产水泥，以后又相续建立了大连，上海，中国，广州等水泥厂。
解放后水泥产量快速上升从1952年到1987年的35年期间，水泥产量从286万吨提高到1.86亿吨，增长了65倍之多，而且水泥工业布局基本展开，技术上有了很大的进步。
風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。
当前，世界水泥工业的总新课题仍然是能源，资源和环境保护等。
我们一定要靠技术先进步来加速发展水泥工业。
要在现有的技术基础上，因地制宜地采用先进技术，减少能耗，提高质量，降低成本，改善环境，增加产量，不断提高提高经济效益。
灭嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹。
第一章水泥厂基本建设前期工作
1.1矿点的选择
按照长期建设规划，资源地址单位要提前进行找矿或初步勘探，在此基础上提出推荐矿点的意见，经主管部门组织研究，待项目建议书批准后，选定进一步勘探的矿点。
主管部门提出储量勘探工业技术指标和储量要求。
以便资源地址单位据此进行详细勘探，并提出详细勘探报告。
详细勘探报告经过审查批准，矿山资源即被确定。
铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。
水泥生产所用原料主要为石灰质原料和黏土质原料，他们需经过配料计算，符合预定要求后才能使用。
因此，在寻找及勘探原料时要注意配套找矿。
从某种意义上讲，对黏土质原料的选择有时会变得更为重要，其原因第一，黏土质原料一般赋存条件变化大，质量不够稳定，常常因有害成分超过限量引起较大的质量波动，而影响配料使用。
第二，常遇到占有大量农田，即与农业征地问题。
假如在选择石灰质原料的同时不注意进行黏土质原料的选择，往往容易造成资源不配套，这同样也影响矿产资源的利用。
攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸。
就建设水泥厂而言，资源矿山选点是十分重要的步骤。
如从生产的经济效果而言，则往往以靠近石灰质矿山建厂为宜，但最好能同时兼顾靠近消费区，靠近交通线，靠近电力网等其他条件。
特别注意矿山附近有无可供建厂的场地。
趕輾雏纨颗锊讨跃满賺。
1.2厂址的选择
工业企业及其所属工人村的建设场地选择是工厂建设的重要环节。
厂址选择合理与否，将直接影响工厂建设的投资，建设进度，同时也将长期影响工厂投产后的生产，管理和工厂今后的发展。
因而，对于新建项目的厂址选择，必须予以足够的重视。
夹覡闾辁駁档驀迁锬減。
厂址选择的主要因素：
1.厂址靠近主要原料基地。
2.厂址靠近铁路接轨车站。
3.在有水运条件的地区，应尽量考虑利用水运及建设码头的可能性。
4.厂址应靠近电源。
3.厂址应有足够的建厂地点。
5.场地地形。
6.
工程地质条件。
7.水纹地址条件。
8.
雨水，污水的排除的可能
9.地震.
10.
大件设备的运输。
11.合理确定工人村建设场地。
12.与其他方面的协作。
综合考虑本设计厂址选择在清水河地区：
理由：
1.矿资源丰富。
清水河县矿产资源十分丰富，其特点一是储量大，二是品位高，三是品种多。
主要有煤、石灰岩、白云岩、耐火粘土、高岭土、紫木节、大理石、铝土矿、铁矿等。
煤的储量为18亿吨，原煤发热量为5003-6357大卡/公斤，除可作配焦煤原料外，是良好的工业动力用煤和低干馏的炼油用煤。
石灰岩是分布最广、储量最大的矿物之一。
视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝。
2.交通便利：
清水河位于内蒙古自治区呼和浩特市清水河县，处于晋、陕、蒙交界地区，在呼和浩特市—包头—鄂尔多斯市金叁角经济区的边缘，北距呼和浩特市110Km，西距准格尔煤田60Km、鄂尔多斯市180Km、包头200Km，距万家寨水电站60Km，距托克托县电厂80Km，东距朔州市110Km，南距山西偏关100Km，且厂区周边有109、209国道及丰—准铁路通过，公司所处地理位置优越，公路、铁路运输十分便利。
偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠。
3.很据内蒙古自治区和东北三省的水泥需求量在清水河建水泥厂不但靠近石灰质原料矿区，还临近电厂，陆路，铁路等交通便利。
所以本设计综合考虑在清水河地区建厂。
緦徑铫膾龋轿级镗挢廟。
1.3一期原始数据
窑型：
新型干法
规模：
年产60-65万吨熟料
品种：
普通42.5硅酸盐水泥
基本条件：
熟料烧结热耗3178kj/kg
石膏：
含含CaSO42H2O量90.27%
表1-1原料化学成分分析%
loss
SiO2
AlO3
Fe2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
SO3
石灰石
54.54
3.69
1.00
0.58
51.59
0.49
0.19
0.05
0.001
硅石
0.19
97.35
0.32
1.63
0.26
0.22
0.02
0.02
0.001
粉煤灰
14.38
58.00
16.00
4.00
4.00
1.02
0.60
0.03
1.89
硫酸渣
5.31
18.22
5.98
63.30
2.92
1.05
0.73
0.02
2.24
表1-2原燃料水分及粒度
物料名称
石灰石
硅石
粉煤灰
硫酸渣
原煤
水分（%）
1.0
1.0
3.0
10.0
11.0
粒度（mm）
≤25
≤25
≤25
≤25
≤25
表1-3煤的工业分析
Mad
Aad
Vad
FCad
Qnet.ad
煤
5.05%
16.2%
36.24%
42.51%
22856
表1-4煤灰分析（%）
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
煤灰
63.26
18.89
5.68
5.10
0.97
率值范围：
KH=0.85-0.94SM=2.2-2.7IM=1.3-1.7
1.4二期原始数据
热平衡范围从一级预热器出口到篦冷机：
1、熟料出窑温度:
1100—1200℃；
2、入窑一次空气温度:
25—50℃；
3、入窑二次空气温度:
800—900℃；
4、一次空气（K1）:
二次空气（K2）:
窑头漏风（K3）=15:
80:
5
5、出篦冷机的熟料温度：
100—150℃
6、物料进入预热器生料温度：
25—50℃；
7、生料漏入空气温度：
30℃；
8、生料水分含量：
0.2—0.5%；
9、散热损失：
筒体自选，预热器350kj/kg熟料；
10、各处空气过剩系数1.05—1.15；
11、三次风温：
850—950；
12、入窑碳酸钙分解率：
85—95%；
13、窑与分解炉燃料比：
4:
6；
14、煤磨抽取热风温度450℃；
15、出预热器飞灰量：
0.125—0.141kg/kg熟料；
16、全窑系统漏风量:
0.38—0.41kJ/kg熟料；
17、物料比热：
生料：
0.879kJ/kg℃；煤粉：
1.256kJ/kg℃；
灰分：
1.005kJ/kg℃；熟料：
0.783kJ/kg℃；
第二章配料及工艺平衡计算
根据水泥品种、原料的物理、化学性能与具体的生产条件，确定所用原的配合比，称为生料的配合，简称配料。
合适的配料方案既是工艺设的依据，又是正常生产的保证。
配料包括原料的选择、熟料组成设计与生料的配料计算。
在设计过程中做配料计算的目的是通过合理的确定所给原料的配合比，从而能烧结出符合设计要求的熟料和粉磨出符合设计强度的水泥。
也是确定烧结出的熟料有固定的熟料组成。
騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼。
生料配料的计算有很多方法有代数法，图解法，尝试误差法，递减试凑法，矿物
组成法，最小二乘法，电子计算机法等。
本设计采用尝试误差法计算生料配合比。
疠骐錾农剎貯狱颢幗騮。
就算程序如下：
1.分析原料的化学成分，煤的工业分析，煤的灰分的化学成分数据
2.确定熟料的组成，设定熟料率值。
3.计算煤灰的掺入量。
4.计算干燥原料的配合比
5.计算湿物料的配合比。
6.验算计算。
本世纪采用尝试误差法计算原料的配合比。
尝试误差法是假定的原料配合比计算熟料组成，若计算结果不符合要求，则调整原料配合比，再进行重复计算，直至符合要求为止。
镞锊过润启婭澗骆讕瀘。
2.1计算熟料中煤灰掺入量GA
计算煤灰的掺入量：
[1]
Aar
100-Mar
100-Mad
10010
1005.05
16.215.355
2-1）
Qnet.ar（Qnet.ad25Mad）110000MMaadr25Mar（22859255.05）110000135..305552513.355
=21537kj/kg
qAarBA=
100Q
B：
煤灰沉落率，带电收尘器的窑为：
（2-2）
100%）（2-3）
net,ar
317813.355100
==2.27
10021537q-熟料烧成热耗（q=3178kj/kg）
2.2计算原料配合比：
我国目前硅酸盐水泥熟料采用饱和比（KH）、硅酸率（SM）、铝酸率（IM）
三个率值控制熟料质量。
KH表示熟料中SiO2被CaO饱和成C3S的程度，KH值高，硅酸盐矿物多，溶剂矿物少，熟料中C3S含量越高，强度越高；SM表示熟料中硅
酸盐矿物与溶剂矿物的比值，SM高，煅烧时液相量减少，出现飞砂料的可能性增大，增加煅烧难度；IM表示熟料中溶剂矿物C3A和C4AF的比值，IM高，液相黏度大，难烧，但明显提高了熟料的三天强度和扩大了烧成范围，IM低时黏度较小，对形成C3S有利，但烧成范围窄，不利于窑的操作。
榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛。
根据《水泥工艺学》P4设定干燥物料的配合比为石灰石：
硅石：
粉煤灰：
硫酸渣=81.62:
1.24:
15.45:
1.69[6]邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑。
表2-1配合比计算表
配合比
烧失量
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO
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