本科毕业论文5000td新型干法水泥熟料生产线水泥粉磨车间工艺设计.docx

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本科毕业论文5000td新型干法水泥熟料生产线水泥粉磨车间工艺设计

本科毕业设计（论文）

项目名称：

5000t/d新型干法水泥熟料生产线-水泥粉磨车间工艺设计

学院名称武汉理工大学网络教育学院

专业名称无机非金属材料工程

二○一五年四月

摘要

⏹本设计采用先进的新型干法窑外分解生产工艺，建设一条日产5000吨熟料带9MW纯低温余热发电水泥生产线、，年产硅酸盐水泥熟料155万吨，年产水泥200万吨的新型干法水泥生产线。

回转窑规格为φ4.8×72m，窑尾采用带CDC型分解炉及双系列五级低压损CNC旋风预热器的窑外分解系统，熟料烧成热耗3176kJ/kg.cl（760kCal/kg.cl），窑系统年运转天数310天。

在设计过程中，我参考了很多的实际例子，并且结合理论经验数据。

但是还是有很多缺点存在，所以望谅解。

其中主要设计内容有1.厂址选择：

厂址选择工作是一项综合性工作，需要有关专业有经验的技术人员参加。

2.全厂布局：

厂址选择好以后就是全厂布局阶段了，全厂布局的好坏会影响到水泥生产的流程。

3.窑的选择：

在选择窑的过程中，我运用经验理论公式算出窑型，同时我也查找了实际厂家的情况，最后我综合两者定出我的窑型。

4.物料平衡计算：

按照经验公式（水硬率、石灰石饱和系数、硅酸率、铝氧率）计算，得出恰当的率值为：

KH=0.90±0.02、n=2.70±0.10、p=1.60±0.10。

5.生产车间工艺设计及主机设备选型：

主机的选型在水泥生产过程中是重要的环节，选型的主要依据就是物料平衡计算的结果。

6.物料的储存和均化：

库的选型，堆场的计算在这里均有介绍。

7.重点车间设计：

在这一章里，我介绍了重点车间的布置和选型。

我设计的主要车间就是生料粉磨车间。

8.附属设备选型：

附属设备包括，中央链，输送机，风机等设备。

关键词：

水泥，新型干法生产线，旋窑，厂址

绪论

水泥是国民经济建设的重要基础原材料，目前国内外尚无一种材料可以替代它的地位。

作为国民经济的重要基础产业，水泥工业已经成为国民经济社会发展水平和综合实力的重要标志。

随着我国经济的高速发展，水泥在国民经济中的作用越来越大。

自1985年起我国水泥产量已连续21年位居世界第一位，现如今已占世界水泥总产量的48％左右。

我国水泥行业利润水平偏低，波动性大，主要是由我国水泥行业集中度低，企业规模偏小，局部区域产能严重过剩，市场过度竞争，以及落后生产力所占比重大，科技含量低，能耗高等诸多因素造成的。

 我国预热分解技术起步晚，但在“控制总量、调整结构、上大改小”的产业政策指导下和贯彻“发展与淘汰”相结合的结构调整机制下，大力开发、发展预热分解技术，大大提升了新型干法预分解窑（PC）的结构比例，截止到2005年12月底，我国预分解窑已投产615条（不包括香港、澳门、台湾）。

水泥生产主要工艺过程简要包括为“两磨一烧”。

按主要生产环节论述为：

矿山采运（自备矿山时，包括矿山开采、破碎、均化）、生料制备（包括物料破碎、原料预均化、原料的配比、生料的粉磨和均化等）、熟料煅烧（包括煤粉制备、熟料煅烧和冷却等）、水泥的粉磨（包括粉磨站）与水泥包装（包括散装）等。

新型干法是以悬浮预热和预分解技术装备为核心，以先进的环保、热工、粉磨、均化、储运、在线检测、信息化等技术装备未能基础；采用新技术和新材料；节约资源和能源，充分利用废料、矿渣，促进环境经济，实现人与自然和谐相处的现代化。

第一章总　论

1.1项目名称

项目名称：

哈密天山水泥有限责任公司5000t/d熟料水泥生产线工程。

1.2设计依据

厂址地形图及相关设计基础资料。

1.3设计原则和指导思想

1.3.1坚持贯彻一切为业主着想的思想，精心优化设计方案，保证设计质量，缩短设计和建设周期，实现经济、高效和可靠的原则。

1.3.2充分重视本项目拟建厂址地处高海拔、大陆性干旱、高寒地区的特殊气候条件，合理配置系统设备设施，确保投产后短期内达标、达产。

1.3.3坚持节省投资、努力缩短建设周期的原则。

总图布置简捷顺畅，减少占地面积。

为降低投资，结合当地气候情况，在满足生产的前提下，工艺设施布置尽量露天化。

1.3.4合理确定机械化、自动化水平，以可靠实用为前提，简化生产控制操作过程。

1.3.5采用先进可靠的计算机集散控制系统（DCS），确保生产工艺过程运行可靠，工况稳定，节能高效，优化控制，实现管理现代化，大幅度减少生产岗位操作人员，提高劳动生产率。

1.3.6节约用水，最大限度地提高循环水的利用率；优化设计方案，合理利用土地。

1.3.7注重节能降耗、环境保护、三废治理、劳动安全和职业卫生，以行之有效的技术措施全面执行各项有关法规。

切实加强噪声治理，采取有效措施，尽量降低噪声对周围环境的影响，使工厂投产后满足国家噪声防范标准，努力构建和谐社会。

1.4建设规模、生产方法及产品纲领

1.4.1建设规模

建设一条5000t/d熟料新型干法水泥生产线，年产熟料155万吨。

1.4.2生产方法

采用五级旋风预热预分解新型干法水泥生产工艺。

1.4.3产品纲领

年产水泥熟料155万吨，年产水泥约200万吨。

年发电量为5184×104kWh，年供电量为4770×104kWh。

1.4.4设计控制指标

熟料生产能力5000t/d。

熟料28天抗压强度≥57.5MPa。

熟料烧成平均热耗≤760×4.18kJ/kg。

吨熟料工艺电耗：

≤64kWh/t。

计量标准符合国家Ⅲ级计量标准。

环保指标符合《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2004）排放标准，污水排放满足《污水综合排放标准》（GB8978-1996）表4中的一级标准；厂界噪声控制到《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-1990）中的Ⅱ类标准。

1.5设计范围

从原、燃材料进厂破碎到水泥出厂（含散装）的一条5000t/d水泥熟料生产线。

1.6建设条件

1.6.1原料与燃料

1.6.1.1石灰质原料

本项目的石灰石来自哈密白石头石灰石矿区。

该矿区石灰石为灰白色粉晶灰岩。

灰—灰白色，局部略带乳黄色，粉晶结构，块状构造。

矿山石灰石平均化学成分见表1-1。

石灰石平均化学成分表（％）表1-1

L.O.I

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

K2O

Na2O

SO3

Cl-

41.01

2.99

1.41

0.60

51.72

0.60

由表1-1可以看出，矿石品位高，属生产水泥的优质原料。

石灰石开采后，用汽车运送到厂区。

1.6.1.2粘土质原料

本项目铝质原料采用页岩和粉煤灰搭配使用，可以降低热耗，同时充分利用三废资源，减少资源浪费，根据提供的铝质原料情况来看，成分较好，化学成分见表1-2、1-3。

页岩平均化学成分表（％）表1-2

L.O.I

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

K2O

Na2O

SO3

Cl-

Total

7.21

54.77

16.32

6.58

2.94

2.12

1.04

粉煤灰平均化学成分（%）表1-3

L.O.I

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

K2O

Na2O

SO3

Cl-

Total

4.81

60.32

23.98

4.48

2.32

1.61

0.04

1.6.1.3硅质校正原料

由于本项目的页岩和粉煤灰的铝率高，需要增加硅质原料。

故本项目采用硅石作为硅质校正原料。

主要化学成分见表1-4。

硅石平均化学成分表（％）表1-4

L.O.I

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

K2O

Na2O

SO3

Cl-

Total

1.83

93.61

1.67

1.07

0.33

1.32

0.24

0.18

1.6.1.4铁质校正原料

本项目铁质原料拟外购铜镍冶炼厂的工业废渣---铜镍渣。

距拟建厂址约90km。

铜镍渣的年需要量约3万t。

化学成分见表1-5。

铜镍渣的平均化学成分（%）表1-5

L.O.I

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

K2O

Na2O

SO3

Cl-

Total

2.71

37.94

0.87

47.66

5.89

1.49

1.31

1.6.1.5燃料

区域煤炭资源预测储量约5708亿t，地质储量384亿t，探明资源储量338.5亿。

本项目采用的烟煤来自哈密三道岭煤矿，该煤矿距拟建厂址约110km，汽车运输进厂。

本项目年需要用无烟煤约20万t。

煤的工业分析见表1-6，煤灰的化学成分见表1-7。

煤的工业分析（%）表1-6

Mad

Aad

Vad

FCad

St，ad

Qnet.ad

3.82％

23.71％

8.33％

64.13％

26340kJ/kg

煤的化学成分（%）表1-7

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

K2O

Na2O

SO3

Cl-

Total

44.23

14.57

11.89

17.85

2.60

5.00

1.6.1.6石膏

本项目拟采用哈密热电厂的脱硫石膏及天然石膏作为水泥用缓凝剂。

哈密第一热电厂年产脱硫石膏1.7万t，第二发电厂年产脱硫石膏灰2万t，哈密淖毛湖煤电年产脱硫石膏灰5万t，以上电厂脱硫石膏灰能满足本项目的需求。

天然石膏可从玉门镇赤金公司采购，距哈密730km；还可从吐鲁番采购，运距约750km，可满足生产需求。

业主提供的石膏化学成份如表1-8所示。

石膏化学成分表1-8

L.O.I

SiO2

Fe2O3

Al2O3

CaO

MgO

SO3

21.94

3.51

0.31

0.52

30.97

2.04

40.43

1.6.1.7混合材

本项目拟采用粉煤灰和炉底渣为混合材。

粉煤灰与炉底渣均来自哈密热电厂，汽车运输进厂；混合材还可使用新疆有色集团哈密铜镍冶炼厂的铜镍渣、三道岭煤矿的煤矸石。

1.6.1.8各种原燃材料的进厂粒度、水分等

表1-9

物料

石灰石

页岩

硅石

铜镍渣

烧成用煤

石膏

炉底渣

粉煤灰

粒度

≤1000

≤600

≤500

≤20

≤300

≤20

水分

≤1.0

≤8.0

≤1.0

≤12.0

≤10.0

≤4.0

≤1.0

≤1.0

1.6.2厂址条件

拟建厂址位于哈密工业园区重工业加工区。

位于哈密市南偏西方向约15km处的哈密市工业园区，北距城市污水处理站约4km，距花园乡约5km。

大南湖矿区到该厂址铁路运输距离约71.6km，公路运输距离约67.2km。

厂址距哈密～若羌公路约4.5km。

厂址地形平坦，开阔，属山前堆积平原中下部，海拔高程在680～675米之间，地形高差很小。

总的地势由北向南倾斜，西北高，东南低。

拟建场地为荒漠地，未种植，地表有盐渍化现象，有明显的盐壳、盐霜。

本次工程的建设场地长约660米，宽约404米。

1.6.3供电条件

本项目用电由哈密工业园区重工业加工区