日产5000吨水泥熟料预分解窑窑尾部分的工艺设计Word格式.docx
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630t。
功率:
160kW。
水泥磨实际运转小时数为：
H0=×
H=×
154=135.92（──圆库个数
选择直径为Φ=15m，库直筒高H=30m；
有效容积为V1=4720m3
的圆库库个数：
n==4341.384720=0.92（4-5）
因此，选用的石灰石配料库为的数量为1个即可满足工艺要求。
实际储存量=4720×
1.45=6844t
2粘土库计算
本设计中粘土在配料站的存储期为2天
粘土的储存量：
=Qd×
d=1315×
2=2630（t）
单个圆库容积计算：
V==2630（1×
1.4）=1878.57m3
选择直径为Φ=10m，库直筒高H=26m；
有效容积为V1=1898m3
n==1878.571898=0.99
因此，选用的粘土配料库为的数量为1个即可满足工艺要求。
实际储存量=1898×
1.4=2657.2t
3铁粉库
本设计中铁粉在配料站的存储期为3天
铁粉的储存量：
=Qd×
d=200×
3=600（t）
V==600（1×
1.3）=461.5m3
选择直径为Φ=7.0m，库直筒高H=15m；
有效容积为V1=536m3
n==483.87536=0.903
因此，选用的铁粉配料库为的数量为1个即可满足工艺要求。
实际储存量=536×
1.3=696.8t
4矿渣库
本设计中粘土在配料站的存储期为10天
d=140×
10=1400（t）
V==1400（1×
1.5）=933.33m3
选择直径为Φ=8.0m，库直筒高H=21m；
有效容积为V1=980m3
的矿渣配料库1个即可满足工艺要求。
实际储存量=980×
1.5=1740t
2.生料均化库
本设计中生料的要求储存期为2天
总的储存量：
G=Gi×
d=7950×
2=15900（t）
V==15900（1×
1.3）=12230.77m3
结合工厂规模、投资及自动化成度、生产方法、原料品种和化学成分的波动情况以及对熟料的质量要求等因素，本次设计生料均化库采用IBAU型均化库,规格为：
16000t，有效容积为13333.3m3，
实际存储天数：
T=160007950=2.01d。
3.熟料库
本设计中熟料在配料站的存储期为7天
d=5000×
7=35000（t）
V=G=35000（1×
1.45）=24137.93m3
择直径为Φ=30.0m，库直筒高H=40m；
有效容积为V1=25000m3
实际储存量=25000×
1.45=36250t
4.水泥配料站
①熟料配料库（圆库）
本设计中要求存储期为1天，则存储量为：
Q=5000×
1=5000t
V===3448.3m3
选择圆库的直径Φ=15m，库直筒高H=25m，有效容积为V1=3500m3
则库的个数：
n===0.98
.
因此，选用的熟料配料库为的数量为1个即可满足工艺要求。
实际储存量=5000×
1.45=7250t
②石膏配料库
本设计中要求存储期为3天
存储量为：
Q=495×
3=1485t
V===1142.31m3（4.25）
选择圆库：
直径Φ=10.0m，库直筒高H=20m；
有效容积为v=1424m3的石膏配料库为的数量为1个即可满足工艺要求。
实际储存量=1424×
1.3=1851.2t
③混合材配料库
本设计中要求存储期为2天
Q=1105×
2=2210t
V===1700m3（4.26）
直径Φ=10.0m，库直筒高H=24m；
有效容积为v=1740m3的石膏配料库为的数量为1个即可满足工艺要求。
实际储存量=1740×
1.3=2262t
4.3水泥储库计算
则存储量为：
G=6213.6×
7=43495.2t
圆库总容积计算：
V=G=43495.2（1×
1.45）=29996.69m3
选择圆库的直径为Φ15m时，高度H=32m，有效容积为V=5074m3，
则圆库的个数为：
n=29996.695074=5.91
既水泥库的数量为6个，规格为：
6-Φ15m×
32m
实际储存量=5074×
6×
1.45=44143.8t
实际储存日期=44143.86213.6=7.10（d）
4.4储库一览表
表4-5储库一览表
名称
储库名称
型式、规格
数量
需要储量（t）
有效储量t
设计储存期（d）
实际储存期（d）
单个
总共
生料配料站
石灰石库
Ø
30m
1
6295
6844
1.09
粘土
10×
26m
2630
2657.2
2
2.02
铁粉库
7.0×
15m
600
696.8
3
3.48
矿渣
8.0×
21m
1400
1740
10
10.5
生料均化库
IBAU库
22.5×
48m
15900
16000
2.01
熟料库
40m
35000
36250
7
7.25
水泥配料站
熟料配料库
25m
5000
7250
1.45
石膏配料库
20m
1485
1581.2
3.31
混合材配料库
24m
2210
2262
2.05
水泥库
6
43495.2
7357.3
44143.8
7.10
第5章窑尾物料和热平衡计算
5.1原始资料
1、各部位温度设置值
①入预热器生料温度：
50℃②入窑回灰温度：
50℃
③入窑一次空气温度：
30℃④入窑二次空气温度：
1100℃
⑤环境温度：
20℃⑥入窑、分解炉燃料温度：
60℃
⑦入分解炉三次空气温度：
950℃⑧熟料出窑温度：
1350℃
⑨废气出预热器温度：
320℃⑩飞灰出预热器温度：
300℃
2、入窑风量比（%）
一次空气（K1）:
二次空气（K2）:
窑头漏风（K3）=10:
85:
5
预热器漏风量占理论空气量的比例：
K4=0.10
提升机喂料带入空气量占理论空气量的比例K5=0.09
分解炉及窑尾漏风占分解炉用燃料理论空气量的比例K6=0.05
3、燃料分配比（%）
回转窑（Ky）：
分解炉（Kf）=40:
60
4、出预热器飞灰量:
0.12kgkg熟料
5、出预热器飞灰烧失量:
33.4%
6、各处的空气过剩系数
窑尾：
αy=1.05.
分解炉混合室出口：
αL=1.15
预热器出口：
αf=1.25
7、窑尾综合收尘效率η=99.9%
8熟料形成热:
1750kJkg熟料
9系统的表面散热损失：
200Jkg熟料
14、生料水分含量:
0.1%
15、窑产量：
5000td
16、煤元素分析
表5-1煤的元素分析
Car
Har
Oar
Nar
Sar
Aar
Mar
58.42
6.57
5.52
1.02
0.30
27.69
0.48
5.2物料平衡及热量平衡计算
5.2.1物料平衡计算
基准:
1kg熟料,温度0℃
1收入项目
①燃料的总消耗量：
=myr+mFr（gkg熟料）
式中myr——窑用燃料量,0.4mr（kgkg熟料）；
MFr——分解炉用燃料量,0.6mr（kgkg熟料）
②生料消耗量、入预热器的物料量
⑴、干生料的理论消耗量
==
=1.518-0.420（Kgkg熟料）
式中：
----干生料理论消耗量,kgkg熟料
Aad---煤应用基灰分含量,%
---生料的烧失量,34.128%
α---燃料灰分的掺入量，取100%
⑵、出收尘器的飞损量及回灰量
2（kgkg熟料）
（kgkg熟料）
---入窑回灰量,kgkg熟料
---出预热器飞灰量,kgkg熟料
---出收尘器飞灰损失量,kgkg熟料
η---收尘器,增湿塔综合收尘效率,%
⑶、考虑飞损后干生料的实际消耗量
mgs=
=（1.518-0.420）+0.00012
=1.518-0.420（kgkg熟料）
式中:
mgs---考虑飞损后干生料实际消耗量,kgkg熟料
---出预热器飞灰烧失量（%）,33.4
⑷考虑飞损后的生料实际消耗量
=mgs×
=（1.518-0.420）×
=1.520-0.420（kgkg熟料）
---考虑飞损后生料实际消耗量,kgkg熟料
Ms---生料中水分含量,0.1%,
⑸入预热器物料量
入预热器物料量=+
=1.520-0.420+0.11988
=1.640-0.420（kgkg熟料）
③、入窑系统空气量
⑴燃料燃烧理论空气量
=0.089×
58.42+0.267×
6.57+0.033（0.30-5.52）
=6.78（Nm3kg煤）
=1.293×
6.78=8.766（kgkg煤）
---燃料燃烧理论干空气量,Nm3kg煤
---燃料燃烧理论干空气量,kgkg煤。
---燃料应用基元素分析组成,%
⑵入窑实际干空气量
=1.05×
6.78×
0.40×
=2.85（Nm3kg熟料）
2.85
=3.685（kgkg熟料）
式中：
---入窑实际干空气量，Nm3kg熟料
---入窑实际干空气量，kgkg熟料
αy---窑尾空气过剩系数，1.05
Ky---回转窑的燃料分配比例，40%
其中，入窑一次空气量，入窑二次空气量，漏风量分别为
=0.10=0.285
=0.85=2.42
=0.05=0.142
K1---入窑一次空气所占比例
K2---入窑二次空气所占比例
K3---漏风作占比例
④分解炉从冷却机抽取空气量
⑴出分解炉混合室过剩空气量
==（1.15-1）×
6.78=1.02（Nm3Kg熟料）
⑵分解炉燃料燃烧所需空气量
=6.78×
0.6
=4.07（Nm3kg熟料）
KF---入分解炉燃料比例,0.6
⑶窑尾过剩空气量
=（1.05-1）×
0.4
=0.136（Nm3kg熟料）
⑷分解炉及窑尾漏入空气量
=0.05×
=0.203（Nm3kg熟料）
K6---分解炉及窑尾漏风占分解炉用燃料理论空气量的比例K6=0.05
⑸分解炉从冷却机抽取空气量
=+--
=（1.03+4.13-0.138-0.206）
=（1.02+4.07-0.136-0.203）
=4.751（Nm3kg熟料）
=1.293×
4.751=6.143（kgkg熟料）
⑤提升机喂料带入空气量：
=
=0.09×
6.78
=0.61
K5---提升机喂料带入空气量占理论空气量的比例K5=0.09，折合成料风比为19.8kgNm3
Vsk
0.61
=0.776
⑥漏入空气量
⑴预热器漏入空气量：
=0.10×
=0.678（Nm3kg熟料）
⑵窑尾系统漏入总空气量：
=（0.678+0.203）
=0.881（Nm3kg熟料）
⑶全系统漏入空气量：
=0.05+0.881
=0.05×
2.85+0.881
=1.024（Nm3kg熟料）
=1.024×
1.293
=1.324（kgkg熟料）
2支出项目
①熟料：
=1Kg
②出预热器废气量
⑴生料中物理水含量
=ms×
=（1.520-0.420）×
=0.002-0.0004（kgkg熟料）
=0.0025-0.0005（Nm3kg熟料）
---考虑实际飞灰后生料实际消耗的量，kgkg熟料
---生料中物理水含量，Nm3kg熟料
0.804---为水蒸气密度，kgNm3
⑵生料中化学水含量
=0.00353×
（1.520-0.420）×
3.066
=0.0164-0.00454
=0.0204-0.00565（Nm3kg熟料）
---生料中化学水含量，kgkg熟料
---生料中化学水含量，Nm3kg熟料
---生料中三氧化铝含量，3.066%
⑶生料分解放出的CO2气体量
=43.208×
+1.493×
=35.59
msCO2=—
=-
=0.540-0.149（kgkg熟料）
==0.273-0.075（Nm3kg熟料）
---干生料中含量，%
、---分别为生料中和的含量，%
、、---分别为、、的分子的相对质量
---生料中分解出的气体量，kgkg熟料
---生料中分解出的气体量，Nm3kg熟料
1.977---为密度，kgNm3
⑷燃料燃烧生成理论烟气量
=×
=1.0905（Nm3kg熟料）
+0.79×
6.78
=5.364（Nm3kg熟料）
=（+）×
=0.742（Nm3kg熟料）
=0.0021（Nm3kg熟料）
=（1.0905+5.364+0.742+0.0021）
=7.1986（Nm3kg熟料）
=（8.766+1-）×
=9.489（kgkg熟料）
---煤燃烧理论烟气量，Nm3kg熟料
---煤燃烧理论烟气量，kgkg熟料
⑸烟气中过剩空气量
=（1.25-1）×
=1.695（Nm3kg熟料）
=1.293=1.293×
1.695=2.192（kgkg熟料）
其中：
=0.79×
1.695=1.339（Nm3kg熟料）
=1.339×
=1.674（kgkg熟料）
=0.21=0.21×
1.695=0.356（Nm3kg熟料）
=0.356×
=0.508（kgkg熟料）
⑹总废气量
=（0.273-0.075+1.0905）+（5.364+1.339）+（0.0025-0.0005+0.0204-0.00565+0.742）+0.356+0.0021
=0.296+8.812（Nm3kg熟料）
③出预热器飞灰量：
=0.120（kgkg熟料）
5.2.2.热量平衡计算
1收入项目
①燃料燃烧生成的热量：
=24368（kJkg熟料）
Qnet.ar---煤收到基低位发热量，kJkg煤
②燃料带入的显热：
=1.176×
60×
=70.56（kJkg熟料）
---60℃挥发分为27.69%时煤的平均比热，=1.176kJkg•℃（参见《新型干法水泥厂工艺设计手册》P774，表14-5,）
---煤入窑温度，℃
③生料带入的热量
=[（1.518-0.420）×
0.878+（0.002-0.0004）×
4.182]×
50
=67.058-19.274（kJkg熟料）
50℃时水的比热，4.182kJkg•℃
50℃时干生料的比热，0.878kJkg•℃
---生料入窑温度，℃
④入窑回灰带入的热量：
（kJkg熟料）
50℃时，回灰的比热，=0.836kJkg•℃
---回灰入窑温度，℃，50
⑤空气带入热量
⑴入窑一次空气带入的热量
=0.1×
2.89×
1.298×
30
=11.21（kJkg熟料）
30℃时空气平均比热，为=1.298kJNm3•℃
---一次空气入窑温度，℃，30
⑵入窑二次空气带入的热量
=0.85×
2.42×
1.403×
1100
=3174.568（kJkg熟料）
---二次空气入窑温度，℃，1100℃
⑶入分解炉三次空气带入的热量
=4.751×
1.366×
950
=6165.373（kJkg熟料）
---950℃时空气比热，=1.366kJNm3•℃
---三次空气入窑温度，℃
⑷系统漏风带入的热量
1.297×
20
=26.562（kJkg熟料）
---0℃~30℃时空气平均比热为=1.298kJNm3•℃（见《水泥工艺热工设备》P160附表2）
---漏入空气温度，℃，20
5提升机喂料空气带入的热量：
=0.776×
1.299×
=50.401
---0℃~850℃时空气平均比热，=1.299kJNm3•℃
---提升机喂料空气（生料）温度，℃，50
总收入热量：
+
=24368+70.56+67.058-19.274+5.016+11.21+3174.568
+6165.373+26.562+50.401
=72.074+33847.40（kJkg熟料）
2支出项目
①熟料的形成热：
=1750（kJkg熟料）
②蒸发生料中水分耗的热量：
=（0.002-0.0004+0.0164-0.00454）×
2380
=43.792-9.853（kJkg熟料）
---50℃时水的汽化热，=2380kJkg水
③废气带走的热量
=[（0.273-0.075+1.0905）×
1.884+（5.364+1.339）×
1.308
+（0.0025-0.0005+0.0204-0.00565+0.742）×
1.536+0.356×
1.361+0.0021×
1.971]×
320
=175.842+3935.887（kJkg熟料）
---320℃各气体的比热，单位kJkg•℃
=1.884=1.308,=1.536=1.361,=1.971（参见《新型干法水泥厂工艺设计手册》P774表14—4）
---废气温度，℃，320
④出窑熟料带走的热量
为1350℃时熟料的比热，为1.076kJkg•℃（参见《新型干法水泥厂工艺设计手册》P776表14-6）
---出窑熟料温度，1350℃
⑤出预热器飞灰带走热量
=0.12×
0.900×
300=32.4（kJkg熟料）
为300℃时熟料的比热=0.861kJkg•℃（参见《新型干法水泥厂工艺设计手册》P775表14-6）
---飞灰温度，300℃
⑥系统表面散热损失：
（kJkg熟料）
总支出热量：
=1750+（43.792-9.853）+（175.842+3935.887）+1452.6+32.4+200
=3654.634+3926.034
列出收支热量平衡方程式：
72.074+33847.40=3654.634+3926.034
求得：
=0.120（kgkg熟料）
即烧成1kg熟料需要消耗0.120kg的煤。
熟料单位实际烧成热耗：
==2924.16×
0.120=2924.16（kJkg熟料）
熟料烧成
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