5000吨水泥厂设计Word文档下载推荐.docx
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均化库底部采用固体流量计DLM6.5,控制进入入窑提升机生料量。
窑尾喂料采用国外进口的提升机，单段提升100m布置紧凑，设备运转可靠，入窑生料采用申克
皮带秤计量，计量准确可靠。
烧成系统采用带TDF炉的五级双系列旋风预热器。
TDF炉完全能适应本设计所烧原煤（挥发份为
25.30%），如果以后燃用较低品味的原煤，可以通过加长分解炉出口与C5级旋风筒的连接管道来
保证煤的完全燃烧。
窑尾预热器采用4-2-2-2-2组合，预热器规格：
C1：
4-$4.7m，C2：
2-$6.5m，C3C4:
2-$6.7m,C5:
2-$6.8m。
TDF分解炉规格为$7.4＞27m,回转窑为©
4.8＞72m,斜度为3.54%,正常运转转速为3.5r/min。
窑头选用PYROJET多通道燃烧器和LBT36356NC-川型空气梁推动篦式冷却机，保证窑头煤燃烧形式的最优化和熟料的冷却，降低能耗。
窑炉燃料比为40%与60%。
窑
尾废气处理采用低压长袋脉冲收尘器，降低粉尘排放和保护环境。
熟料储库采用单帐篷库，规格：
$60＞40.6m,有效储量为12520t。
单库工艺布置更简洁，便于维
护。
同时设有一2000t的黄料库，规格为$8Xl3m在熟料库与水泥制成车间之间设有一规格为35＞200m的矩形熟料堆场，储存过剩的熟料，以保证生产的连续进行，同时也可以直接销售熟料。
煤磨系统采用现今比较成熟的立磨系统：
立式磨+袋收尘。
根据本设计选用HRM2200立磨，处理
量45t/h,通过风量为120000nf/h,入磨粒度＜50mm出磨粒度为200目筛余＜20%入磨水分＜10%袋收尘器为FGM96-2X0（M），处理风量为110000mi/h。
原煤经稳料仓下的全密闭定量给料机给立磨供料，热风从窑头篦冷机抽风。
该方案较前者节省了投资设备，减少了建筑占地面积，并且操作简单稳定，充分利用了余热。
此设备搭配方案在都江堰拉法基水泥厂从投产效果看，振动极小，运转平稳可靠。
设有煤粉仓2个，1个放置于煤磨车间为分解炉供煤，一个放置于窑头车间为回转窑供煤。
窑头和分解炉喂煤采用申克科里奥力秤计量。
本设计原料矿渣和石膏含水量分别为8%和4%因此选用$2.4X8m的回转烘干机两台用以烘干原
料，处理量为24.4t/h，初水分＜10%终水分＜1%烘干热耗5780kg/kg水
采用8座水泥圆库存储水泥，规格为$15X30m的平底库，有效容积4720m3,4个卸料口，单库储
量7786t。
围绕水泥库两边分别为散装车间和袋装车间，袋装车间采用4条BX-8WY型八咀回转包
装机包装水泥，台时产量为80~100t/h,完全能满足生产的要求，并设有电子校正称、破包机及破包清理等装置，具有称量精度高（袋误差为±
0.1kg）、密封性能好、扬尘小、自动化程度高及操作简便等优点。
全厂布置复合当前主要采用的集散控制布置，在窑中旁修建生产控制楼，包括中央控制室、化验室、物检室、分析室。
中控采用施耐德的Quantum和MomentumPLC控制系统控制，行政办公楼
布置在进厂主大门旁，离生产区较远，风向玫瑰图的上风区，工作环境较好。
设半露天布置总降压站1座，分别向厂区和矿山供电。
设置给水处理系统满足生产生活需要。
生活、消防给水管网和生产给水管网皆设计为环状管网。
设置污水处理场对生活污水、生产废水进行处理。
办公楼、生产楼采用中央空调机组调节空气流量和温度；
电气室、变电所、总降压站等处采用柜式空调机调节空气流量和温度。
设计全厂收尘器均为袋收尘器。
最大限度地保护当地的自然环境，对环境的污染降到最小。
设计是工厂建设的灵魂，工艺设计是工厂设计的主要环节，是决定全局的关键。
工艺设计的主要任务是确定生产方法、选择生产工艺流程；
确定生产设备的类型、规格、数量，选取各项工艺参数及定额指标。
本次设计根据现代新型干法的发展趋势，结合国内同类型的新型干法水泥生产线的设计，采用了目前比较先进的生产工艺和技术装备，进行技术经济综合分析，切合实际，经济合理，选择最合适的熟料烧成车间工艺布置流程。
设计力求做到“清洁生产”，并且节约能源、提高生产效率、产品质量和劳动生产率，使水泥生产向集约化、高质量的现代化工业方向发展。
第二章原料与燃料
2.1原料的质量要求
2.1.1水泥原料（普通硅酸盐水泥）
原料的成分和性能直接影响配料、粉磨、煅烧和熟料的质量，最终也影响水泥的质量。
水泥的原料应满足以下工艺要求：
1）化学成分必须满足配料的要求，以能制得成分合适的熟料，否则会使配料困难，甚至无法配料。
2）有害杂质的含量应尽量少，以利于工艺操作和水泥的质量。
3）应有良好的工艺性能，如易磨性、易烧性、热稳定性、易混合性等。
表2-1原料化学成分（%
成分名称
Loss
SiO2
Al20
Fe2O
CaO
MgO
SCB
刀
石灰石
41.98
3.20
0.52
0.11
53.10
0.53
0.05
99.62
铝矶土
13.37
31.42
33.21
15.16
0.48
1.13
-
94.95
砂岩
3.53
83.83
8.66
1.65
0.15
0.16
0.02
99.60
硫酸渣
0.58
5.00
5.29
68.21
5.96
3.12
8.59
97.03
煤灰
56.12
26.40
10.00
1.12
1.19
3.02
98.25
1、石灰质原料
凡以碳酸钙为主要成分的原料都叫石灰质原料，是水泥生产中用量最大的一种原料，一般生产1
吨熟料约需1.2~1.3吨石灰质干原料。
本设计采用的石灰石各项指标都达到了一级品（CaO>
48%,MgO<
2.5%的要求，所以该石灰石是
生产水泥的优质原料，据了解该矿山储量丰富，据初步勘测其储存量能服务5000t/d熟料生产线
30年以上，成分稳定性好，距建厂位置有4公里，采用自建长皮带运输，方便且供料稳定，是生
产水泥的最佳选择。
2、辅助校正原料
传统的水泥生产的辅助原料主要是粘土质原料，校正原料是铁粉和砂岩。
粘土质原料是含碱和碱
土的铝硅酸盐，主要化学成分是SiO2，其次AI2O，还有Fe2O>
—般生产1吨熟料用0.3~0.4吨
粘土质原料。
但是粘土资源越来越紧缺，如果用来生产水泥则会提高水泥成本同时还造成较大的浪费，所以决定不使用粘土，而改用铝矶土和砂岩来代替。
铁粉则选用硫酸渣。
铝矶土距厂约65km,可满足本厂30年以上的生产需要。
砂岩距厂15km,其中SiO2含量在80%^上，且有害成分低，
化学成分稳定。
2.1.2混合材及石膏
1、混合材
本设计采用的粒化高炉矿渣活性较高，同时掺加适量石灰石，在保证水泥质量的条件下尽量降低成本。
石灰石的掺入还可以增加早期强度，从而提高水泥质量。
2、石膏
石膏来源丰富，天然水分为4%其化学成分分析如下表：
表2-2石膏化学成分（％）
loss
FezO
Al2Q
K2O
Na^O
SO
IR（不溶物）
石膏
9.12
16.7
0.97
4.85
25.1
1.02
0.88
0.50
39.6
0.95
99.8
5
2
4
22燃料的质量要求
2.2.1原煤
我国水泥工业一般使用煤做为燃料，回转窑水泥厂一般使用烟煤，燃料品质既影响煅烧过程又影
响熟料质量，发热量高的优质燃料，其火焰温度高，熟料KH值可高些，若燃料质量差，除了火
焰温度低外，还会因煤灰的沉落不均匀，降低熟料质量。
对回转窑来说，采用的煤的发热量高，挥发分低，则因挥发分低，火焰黑火头长，燃烧部分短，
热力集中，熟料易结大块，游离氧化钙增加，耐火砖寿命缩短。
1、水泥工业用燃料的质量分析
1）热值：
对燃煤的热值希望越高越好，可有效地提高发热能力和煅烧温度•热值较低的煤使煅烧
熟料的单位热耗增加，同时窑的单位产量降低。
因此对于预分解窑一般要求煤的低位发热量大于21000kJ/kg煤。
本设计用煤热质为24368kJ/kg煤。
2）挥发分：
煤的固定碳和挥发分是可燃成分，挥发分低的煤不易着火，窑内会出现较长的黑火头，高温带比较集中。
综合考虑燃料成本和技术条件，本设计中的使用的是无烟煤，其挥发分较低，
为9.24%。
3）灰分：
煤的灰分是水泥工业用煤的主要指标之一。
如果灰分过高将导致煤的着火点后移，辐射
传热效率下降；
导致熟料颗粒的成分不均匀，从而影响窑热工制度的稳定和窑熟料产、质量的提高。
在新型干法中，煤灰分过高，热值过低，不仅会降低预分解窑生产效率，同时造成燃料不完全燃烧，预分解系统黏结堵塞，降低熟料质量。
一般要小于25%-30%本设计中所用煤品质较差，
灰分为20.01%。
4）水分:
水分是影响煤粉制备和燃烧的不利因素之一。
对于燃烧，水分越高，煤粉滞后起燃越严
重，相应的热耗增大。
对于粉磨，则由于流动性变差，使其运输、喂料不畅，粉磨困难，相应的煤磨的产量降低和电耗会增加。
生产中对煤粉的水分应控制在1%-1.5%。
5）煤粉的细度：
煤粉的细度直接影响火焰的长度及形状。
国内生产、设计采用的煤粉细度，通常80卩m筛余为8-10%,煤粉越细比表面积越大，与空气中氧气接触的机会越多，燃烧速度快，燃烧越完全，单位时间放出的热量也多，可以提高窑内火焰的温度；
煤粉太粗时，黑火头长，难着火，燃烧速度慢，火力不集中，烧成温度低，太粗时也会造成煤灰的不均匀掺入。
这些因素都会
使熟料质量降低，窑内热工制度不稳定，操作困难。
特别是当煤粉太细时，其自燃的几率也增大。
本设计采用原煤工业分析如下：
表2-3原煤工业分析（％）
Mr
Mid
Vad
Aad
FGd
Qet,ad
原煤（沐川烟煤）
5.30
1.10
25.30
28.80
44.10
24368
烟煤煤质较好，挥发份高，着火点低，特别适合水泥生产，亦便于生产控制，且原煤供应量大。
但考虑到能源的最大化利用，所以本设计仍考虑烟煤和无烟煤的搭配混合使用，既利用了无烟煤，
又降低原煤成本，符合科学发展观的可持续发展战略。
2.2.2熟料热耗的选择
随着新型干法在我国的迅速发展和普及，5000t/d级别生产线无论是设备还是生产工艺控制都已
经接近国际先进水平，预分解窑的熟料烧成热耗已经达到700~720>
4.18kJ/kg熟料，故本设计选
取708>
4.18kJ/kg。
本设计所采用原燃料的天然水分如下：
表3原料的天然水分（%
铁粉
煤
矿渣
1.50
1.00
17.60
8.00
4.00
15.00
第三章配料计算与物料平衡
3.1配料计算
3.1.1原料选择
表3-1原料化学成分（%
Fe2C3
SC3
表3-2原煤工业分析（％）
Md
V^d
Qiet,ad
熟料热耗：
708>
4.18kJ/kg
3.1.2水泥配料方案
目标率值参考冀东和拉法基，强化预分解系统实现“三高”。
取KH=0.92,SM=2.6±
）.1,IM=1.6
±
）.1
1、煤灰掺入量：
qAys296028.80100
Gay==3.498%
Qy10024368100
q----熟料热耗，KJ/Kg-cl；
Ay--燃料空气干燥基（有的用收到基Aar）的灰分，%
s----煤灰沉落率，带电收尘的取100%%
Qy--燃料空气干燥基（或收到基）低位热值。
KJ/Kg煤。
2、配比计算
采用尝试误差法计算配比，计算在Excel表格中进行，由目标率值检验和调整配合比，灼烧生料
计算结果如下表所示：
表3-3灼烧生料成分计算值
原材料
比例
SiC2
Al2C3
GaO
0.832
34.927
2.662
0.433
0.092
44.179
0.530
0.050
82.776
0.040
0.535
1.257
1.328
0.606
0.019
0.045
0.000
3.791
0.113
0.399
9.473
0.979
0.186
0.017
0.018
0.002
11.074
0.015
0.009
0.075
0.079
1.023
0.089
0.047
0.129
1.451
干生料
1.000
35.870
13.467
2.819
1.908
44.305
0.551
0.173
99.092
灼烧生料
21.108
4.418
2.990
69.442
0.864
0.271
99.048
计算结果饱和系数稍偏低，硅率稍偏咼，铝率接近目标值。
如果继续增加石灰石比例和减少砂岩，则会导致石灰饱和系数较大的增加，所以该配比计算所得率值与目标率值已经非常接近，而且MgO
和SO也在控制范围内。
确定原料配比为：
表3-5原料配合比
83.2%
4.0%
11.3%
1.5%
3、干原料转化成湿原料的量：
湿原料=干原料（M为各湿原料操作水分）
100-M
表3-6湿原料配合比
湿原料
0.845
0.133
1.036
百分比
81.5%
3.9%
12.8%
1.8%
100%
3.1.3白生料和原煤的理论消耗量
铝率:
1、白生料理论消耗量=―GA1―=1.5048kg/kg-cl=150.48kg白生料/100kg-cl
1L白10.3587
孰料热耗2960
2、原煤理论消耗量=Pt=0.1215kg/kg=12.15kg原煤/100kg-cl
Qnet,ad24368
3.2物料平衡
生产数据假定如下：
全厂生产损失Ps=2%
石膏掺入量di=d2=5%
混合材掺量分别为ei=4%,e2=13%
3.2.1烧成车间和水泥制成车间生产能力
设计熟料产量：
5000t/d，时产为208.3t/h，标定熟料产量考《新型干法水泥技术原理与应用》P293）。
式中：
Q----窑的台时产量（t/h）
Q----窑的日产量（t/d）
Qw—窑的周产量（t/w）
本设计要求生产P.C32.5和P.O42.5两种水泥，根据国家标准可以采用同种熟料和不同混合材
制成。
因此，先分别计算两种生产水泥的量，再求和成总的水泥产量。
两种水泥需熟料比例取为
100：
129.2。
两种水泥小时产量分别如下:
水泥小时产量：
G=Gh1+Gh2=107.69+154.41=262.1t/h
水泥日产量：
G=24Gh=6290.4t/d
水泥周产量：
G=168Gh=44032.8t/w
3.2.2原燃料消耗定额
四种干原料消耗定额：
K石灰石=1.535>
0.832=1.277Kg/Kg-cl
K铝矶土=1.535>
0.040=0.061Kg/Kg-cl
K砂岩=1.535>
0.113=0.173Kg/Kg-cl
1005
K硫酸渣=1.535>
0.018=0.028Kg/Kg-cl
转换成湿物料的量：
湿原料=干原料＞，计算结果如下表:
表3-7湿生料消耗定额
消耗定额Kg/Kg-cl
1.296
0.062
0.204
0.034
2、干石膏消耗定额:
kd1=（^
100d1==0.056Kg/Kg-cl
d1ej（100Ps）（10054）（1002）
总消耗定额：
kd=（100kd1+129.2kd2）/229.2=0.059Kg/Kg-cl
转化成湿含量：
100
ksd1=kd1>
=0.058Kg/Kg-cl
100M
,100
ksd2=kd2X-=0.065Kg/Kg-cl
3、干混合材（矿渣）消耗定额：
表3-8混合材消耗定额
e%
d%
Ps%
Ke（kg/kg-cl）
湿含量（kg/kg-cl）
P.C32.5
0.049
P.042.5
13
0.162
0.176
总的消耗定额:
ke=（100ke1+129.2ke2）/229.2=0.111Kg/Kg-cl
4、烧成用干煤消耗定额
&
=100q=1002960=0.124Kg/Kg-cl
Qnet.ad（100P）24368（1002）
烘干用煤消耗定额：
K=M湿*ww*q烘x100
Q烧100wQnet.ad1°
°
P
6090z81、/5780、/100
350001001243681002
=0.0030kg/kg熟料
Kr1——烧成用干煤消耗定额，kg/kg熟料；
K2——烘干用干煤消耗定额，kg/kg熟料；
p——煤的生产损失%一般取3%（见《水泥厂工艺设计概论》P41）
Qet
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