2500td新型干法水泥熟料生产线技改项目初步设计说明书.docx
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2500td新型干法水泥熟料生产线技改项目初步设计说明书
2500td新型干法水泥熟料生产线技改项目初步设计说明书
第1章总论
审核：
编写：
1.1概述
1.1.1企业概况
ynjgsy成立于2008年9月。
公司经昆明市工商局登记注册。
公司注册资本3000万元人民币。
公司办公地址位于昆明市高新开发区高新科技广场12楼。
公司经营范围主要为：
国内贸易、物资供销、实体经济投资。
公司实行以股东会为领导核心的管理机制，下设信息部、采购办、办公室、财务部等管理部门。
此外公司拥有完善的内部管理体制与风险控制机制，以及专业化的从业队伍。
自公司成立以来，凭借自身的综合优势，高效地开展业务。
ynjgsymssnc是公司目前正在进行的业务之一。
该项目属于环保节能的新型产业，得到各级行政和技术部门的支持，市场广阔，建设条件优良，投资回报前景理想。
公司正全力以赴进行该项目，以求早日投产，回馈社会。
全面贯彻落实科学发展观，切实转变经济增长方式。
坚持以市场为导向，以发展促调整，以调整促提高，控制总量，加强资源节约与综合利用，发展循环经济。
促进大企业发展，提高产业集中度，积极拓展周边国家市场，实现水泥工业可持续发展。
为了充分利用当地丰富的石灰石、砂岩等自然资源以及有利的水电条件，积极配合国家和云南省水泥工业结构调整的方针政策，促进临沧市及CY建材行业的健康发展，促进当地经济和社会的发展，ynjgsymssnc拟投资新建一条2500t/d新型干法水泥熟料生产线。
1.1.2项目名称：
ynjgsymssnc2500t/d新型干法水泥熟料生产线技改项目
1.2设计依据
1.2.1国家有关新型干法水泥厂设计的规范，规定及标准。
1.2.2建设单位提供的有关设计资料。
1.2.3可行性研究报告。
1.3主要设计原则及主导思想
1.3.1根据项目实际情况，主要设计原则：
1、设计中采用成熟可靠的节能新技术、新工艺、新装备、使项目建成投产后综合能耗达到国内先进水平。
2、设计上考虑充分利用原有设施和设备，降低项目的基建投资，并充分考虑项目建设对原有生产线生产的影响，基本做到项目建设期间不影响老线正常生产。
3、加强环境保护设计，严格执行国家在环保，劳动安全，职业卫生消防等方面的法规、规范、标准，采用技术先进可靠的环保设备，切实做到“三同时”，确保三废排放达标。
4、切实贯彻“低投资、国产化”的建设思想，技术方案充分吸纳国内已投产生产线的成熟经验，以尽快实现拟技改项目达标达产，装备选型以可靠实用，节约投资，技术先进，节能降耗为原则，所有主机除个别关键设备外均选用国产化设备。
充分考虑高海拔的具体条件，并留有一定的富余能力。
5、采用先进可靠的计算机集散控制系统（DCS）确保工艺生产过程运行可靠，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。
1.3.2设计主导思想
贯彻国家经贸委和国家建材局关于“水泥结构调整”的主导思想控制总量，调整结构，淘汰落后的产业政策，在保证生产稳定，技术可靠的前提下，采用新型干法窑外分解工艺进行建设，使建成后的生产线达到工艺先进，技术可靠，设备先进，产品质量优良，能耗节约，资源综合利用率高，环境保护完全达标的较为理想的生产线，使企业竞争力大幅度提高。
1.4建设规模及生产方法
1.4.1建设规模
设计规模：
熟料2500t/d；年产熟料77.5万吨
1.4.2生产方法
建设一条日产熟料2500吨的带分解炉的五级旋风预热器新型干法回转窑生产线。
1.5设计范围及分工进度
1.5.1设计范围
本项目设计范围为工艺、控制、电气、总图、结构、建筑、给排水、化验、地磅、消防、照明、环保、节能、计量、安全、通讯等专业以及必要的设备制造及设计。
序号
项目编号
项目名称
1
10
总图
2
14
生料配料
3
15
原料粉磨
4
16
生料均化库
5
17
废气处理
6
18
窑尾
7
19
窑中
8
20
窑头
9
21
煤磨
10
23
熟料输送
11
34
1#变配电所
12
35
2#变配电所
13
46
余热发电
1.5.2分工及进度
1、由xxxx负责全部工程的设计
2、由ynjgsymssnc提供相应资料；
3、工程建设周期为12个月完成，从开工之日算起，并要求尽量提前。
1.6主要技术经济指标
序号
项目
单位
指标
备注
1
工厂建设规模
1.1
熟料
t/d
2500
77．5万t/a
1.2
水泥
万t/a
100
2
生产方法
窑外分解新型干法回转窑
3
主要工艺设备
3.1
石灰石破碎机
1台
PCF—2018
单段锤式破碎机
3.2.
生料磨
1台
MLS-3626磨
3.3
回转窑
1台
Φ4.0×60m
3.4
预热器及分解炉
1套
五级旋风预热器+CXRF分解炉
3.5
篦式冷却机
1台
空气梁篦式冷却机
3.6
水泥磨
2套
Φ3.2M×13M
带辊压机
3.7
包装机及散装设备
2套
8咀回转式
4
窑尾废气余热发电站
4.1
装机容量
Mw
4.5
4.2
余热发电站年发电量
kwh
3240×104
4.3
向水泥厂供电量
kwh
2980×104
5
设备重量及装机容量
5.1
设备重量
t
5278
5.2
装机容量
kw
22730
6
水电用量
6.1
有功计算负荷
kw
16898
6.2
年生产用电量
kw.h/a
87379×103
6.3
日用水量
m3/d
54408
耗水量2640
其中：
水泥生产用
m3/d
6288
耗水量1128
余热发电用
m3/d
48120
耗水量1512
7
总平面布置指标
7.1
厂区占地面积
ha
11.89
7.2
建、构筑物占地面积
m2
36137
7.3
道路、停车场占地面积
m2
22810
8
投资
8.1
工程建设总投资
万元
29545.38
100%
8.2
工程投资构成
建筑工程
万元
7395.89
25.03%
设备购置
万元
17346.42
58.71%
安装工程
万元
1622.53
5.49%
其它费用
万元
3180.55
10.76%
9
定员
9.1
生产工人
人
130
9.2
管理及后勤人员
人
15
9.3
余热发电工人
人
18
9.4
合计
人
163
10
劳动生产率
10.1
全员
t/人.年
6897
10.2
生产工人
t/人.年
7692
10.3
全员（发电量）
kwh/人.年
1655×103
11
吨水泥指标
11.1
吨水泥建设投资
元/t
295.45
11.2
吨水泥设备重量
kg/t
5.27
11.3
吨水泥装机容量
kw/t
0.0227
12
能耗指标
12.1
单位熟料热耗
kJ/kg.cl
3350（经海拔系数校正后为：
3132）
12.2
吨水泥电耗
kwh/t
90.0
13
经济效益
13.1
财务内部收益率（税前）
%
38.18
全部投资
13.2
静态投资回收期（税后）
年
3.67
含建设期
13.3
投资利润率
%
42.72
13.4
投资利税率
%
56.12
13.5
年销售收入
万元
37637
13.6
年销售税金
万元
4260
13.7
年利润
万元
10187
计算平均期（税后）
13.8
单位产品成本
元/吨
196.39
计算平均期
第2章原、燃料及配料计算
审核：
编写：
2.1原料资源概述
2.1.1石灰质原料
ynjgsymssnc拥有自己的石灰石矿山，距厂不到1km，储量20000万吨。
CaO平均含量52.2%，是生产水泥的优质原料。
石灰石用汽车运输到厂内石灰石破碎工序进行破碎，主要化学成分见表2-1。
石灰石平均化学成分表2-1
成分
Loss
SiO2
AI2O3
Fe2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
合计
含量（%）
42.10
1.90
0.80
0.40
52.20
0.50
0.18
0.05
98.31
2.1.2硅质原料
拟建项目的粘土质原料位于拟建厂址附近2km以内，储量初步勘测约2000万吨，由于该厂附近的粘土不能满足配料要求，故选用砂岩作为硅质补充原料配料，以满足生产配料要求。
硅质校正原料采用MS镇永康村附近的砂岩，距离拟建厂址约7km，主要化学成分见表2-2。
粘土质原料平均化学成分表2-2
成分
Loss
SiO2
AI2O3
Fe2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
合计
粘土
8.70
63.50
14.20
8.50
0.80
1.00
1.44
0.28
98.46
砂岩
2.00
83.20
1.80
5.70
1.40
1.50
95.60
2.1.3铁质校正原料
拟建项目的铁质校正原料采用CY金腊铅锌矿厂及硫酸厂的工业废渣—硫铁矿渣，主要化学成分见2-3表。
硫铁矿渣平均化学成分表2-3
分析成分
Loss
SiO2
AI2O3
Fe2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
合计
含量（%）
32.50
6.76
45.37
12.27
2.87
/
/
99.77
2.1.4混合材
拟建项目的混合材采用南华糖业集团已在建的MS纸浆厂产生的废渣——白泥、煤渣以及MS酒精厂、MS复合肥厂所产生的工业废渣--煤渣，满足水泥生产要求。
利用上述废渣既减少了环境污染，又降低了生产成本，从而达到综合利用，实现循环经济的目的。
2.1.5石膏
拟建项目的石膏来自耿马县勐撒镇的石膏矿，储量约为2000万吨。
距离拟建厂址约80km，满足水泥生产要求。
2.2燃料概述
烧成用煤采用滇东北地区的烟煤，该地区烟煤储量丰富，煤质优良，完全可满足新型干法回转窑的煅烧要求。
烟煤可由汽车直接运输进厂。
CY本地有较多的褐煤，采用xxxx开发的褐煤加无烟煤煅烧熟料技术，将有利于CY褐煤资源的开发利用。
燃煤工业分析见表2-4，煤灰化学成分见表2-5。
燃煤工业分析表2-4
成分
Mad
Aad
Vad
FCad
Qnet.ad（kJ/kg）
含量（％）
2.56
20.39
26.86
50.19
24423
煤灰化学成分表2-5
成分
SiO2
AI2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO3
合计
含量（%）
52.84
21.49
13.81
4.47
1.67
2.65
96.98
2.5配料设计
2.5.1设计依据
生产规模：
熟料2500t/d
生产工艺：
新型干法窑外预分解技术；
燃料品种：
烟煤
烧成热耗：
3350kJ/kg窑年运转率：
85％
2.5.2配料计算
1、熟料率值设定
KH＝0.89±0.01，SM＝2.6±0.1，IM＝1.6±0.1
2、理论计算结果
（1）原料配合比见下表2-6
原料配合比下表2-6
原料名称
石灰石
粘土
砂岩
硫铁矿渣
合计
配合比（%）
81.49
16.68
1.75
0.08
100
（2）生料理论料耗：
1.5139kg/kg.cl
（3）熟料化学成份、率值及矿物组成见表2-7
熟料化学成份、率值及矿物组成表2-7
项目
SiO2
AI2O3
Fe2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
SO3
CI¯
数值
22.07
5.22
3.27
64.77
/
/
/
/
/
项目
KH
SM
IM
C3S
C2S
C3A
C4AF
数值
0.89
2.60
1.60
56.08
20.97
8.31
9.93
3、配料方案评述
（1）现代干法回转窑生产水泥均采用“两高一中”配料方案，即硅酸率高，铝氧率高，饱和比中的方案，可取得预热器不积料、不结皮，优质高产的效果。
此拟建工程所需原燃料资源落实、供应可靠、成分稳定。
设计中采用石灰石、粘土、砂岩和硫铁矿渣四组分配料，熟料率值、化学成分以及矿物组成均在较理想的范围内，可以生产出高标号的优质水泥熟料。
（2）本配料方案的熟料化学成分和率值均在正常范围内，以单个原料现有数据来看，有害成分均符合水泥原料要求。
原燃料中有害成分钾、钠、硫、氯含量过高时，会对生产和产品质量造成不利影响，在熟料煅烧过程中，物料中钾、钠、硫、氯的化合物先后分解、气化和挥发，在窑尾预热器内，当温度降低到一定限度的时候就会凝聚，粘附在生料颗粒表面，形成硫碱和氯碱循环、富集，并在窑尾预热器内结皮，影响料、气运行畅通，甚至堵塞，对水泥产品的质量也有很大影响，如水泥凝结时间不正常，强度下降等。
因此，对原燃料中有害成分需适当的控制，此建设项目所采用的原燃料有害成分含量均较低，基本符合原料要求。
第3章生产工艺
审核：
编写：
3.1工艺设计的原则及特点
3.1.1工艺设计原则
本设计工艺在“生产可靠，技术先进，节省投资，提高效益”的前提下，遵循以下原则：
1、总图布置充分利用场地，力求合理、紧凑。
2、在保证产量、质量的前提下，采用新工艺、新设备和新技术；在保证生产可靠的前提下，优先选用国产先进设备及部分引进技术国内生产的设备。
3、工艺设备自动化控制水平达到或超过国内现有同规模生产线水平。
4、对“三废”治理高标准，在设计上各扬尘点的收尘设备，使排放浓度达到或低于国家规定的排放标准。
3.1.2工艺设计的特点
本工程工艺设计充分考虑本项目的特殊性，积极采用新技术、新设备。
在设备的选用及工艺的总体布置上，始终贯彻先进、可靠、节能、环保及降低投资等原则，力求以最少的投资取得最佳的经济效益。
1、原料磨方案
根据目前国内的设备供应情况，从设备的综合性能考虑，可供选择的常用粉磨设备有立式磨和管磨（中卸磨和尾卸磨）两种。
采用管磨机增加占地面积和建筑空间，风管布置复杂，操作和管理难度较大，投资与立式磨相近。
立式磨系统占地面积少，流程简单，布置紧凑，烘干能力强。
缺点是原料的适应性较差。
中卸磨属传统的粉磨设备：
生产稳定，可靠，操作控制系统较简单；对原料的水份及原料的适应性方面都有较大的综合优势；但能耗高，噪音污染大，工艺流程相对复杂，影响生产的环节多且厂房占地面积较大。
目前辊式磨作为较理想的原料粉磨设备已在国内外得到共识。
这种集研磨、烘干、选粉于一体的设备，具有土建费用省、占地面积小、粉磨效率高、运行噪音低、系统操作简便、节能、低消耗等多种优点，是粉磨工艺重要的发展方向。
因此，本工程采用立式磨方案。
2、窑尾预分解系统
窑尾采用xxxx研发的CX五级旋风预热器分解炉系统。
CX型分解炉具有如下结构特点：
（1）、采用管道式分解炉的形式；
（2）、炉体径向出风，柱体设缩口，出风口与炉顶部预留物料返混的空间，料气停留时间比大，物料停留时间长，适合煅烧低挥发分的煤，煤粉燃烧完全。
（3）、进入分解炉的燃料随三次风切向进入炉内，并且分布在炉内壁对分解炉进行保护。
CX型旋风预热器具有如下结构特点：
（1）、旋风进口筒采用三心270°等角度变高度的切向进口蜗壳，气流平缓旋入筒内，阻力低。
（2）、旋风筒的下料口采用膨胀仓，防止气流变向引起二次飞扬，分离效率较高，人工捅料方便。
（3）、出风口设置“脉动”风管，避免了低风速下物料的短路，增强了物料的分散。
综上所述，此预分解系统的其最大特点是：
分解炉结构简单合理，并具有较大容积，料、气停留时间比大，物料停留时间长，适合于劣质煤的燃烧；五级旋风预热器结构优化，风速设计合理，系统阻力低，电耗省，运行费用低。
同时还具有热效率高、热耗低、操作简便、易于控制等优点。
3、回转窑选型方案
在高海拔地区，大气压的降低，对回转窑等热工平衡、风机、电机及空压机的选型具有较大的影响。
此拟建项目所在地属于高海拔地区（拟建厂区海拔约1100米），烧成系统工艺设计和设备选型将是整个工艺技术方案的关键，本可行性研究重点在以下方面进行考虑：
高海拔对窑系统产量和热耗均有显著的影响。
根据能量恒定的原则，在高原条件下，单位熟料需要的空气量和生成的废气量都将显著增加（与低海拔处同生产能力的窑系统比较）。
空气量增加，篦冷机、窑及预热器、分解炉内的气体速度将明显提高，加大了飞灰损失，也增加了热耗，从而也限制了窑的产量。
为了使窑系统及预热器内的气体速度维持在合理的范围内，就必须降低窑系统的产量；反之，为了保证一定的窑系统产量，就必须加大窑的规格。
在分解炉规格不变的情况下，适当加大窑径，降低气体速度，从而保证物料在高海拔条件下有充分的热交换和燃料燃烧空间。
同样，根据重量恒定的原则，在高原条件下，单位熟料所需要的冷却空气重量不变时，空气体积却增加了。
在设计中，除了考虑由气体速度增加导致扬尘及影响热效率外，对冷却风机也需要进行必要的校正。
综上所述，高海拔导致窑及预热器内的气体速度提高，加大了飞灰损失及料耗，设备规格相对增加，加大了散热损失，冷却机的热效率也有所影响。
为保证工厂投产后达标、达产，本设计选用Φ4.0×60m回转窑煅烧熟料。
4、熟料冷却机方案选择
从回转窑卸出的熟料温度一般在1200~1400℃,需经冷却机进行冷却，以降低熟料温度，使之便于输送和储存，回收熟料余热，改善燃烧条件，提高熟料的质量和易磨性。
目前采用的熟料冷却机主要有单筒式、多筒式和篦式冷却机。
篦式冷却机是一种骤冷式冷却机，熟料在冷却机的篦板上铺成层状，用鼓风机使冷风通过料层以达到骤冷的目的，可以在数分钟内将出窑熟料由1200℃骤冷到300℃,出篦冷机熟料温度可达100℃以下。
现在国内已投产或在建的2000t/d以上的熟料生产线几乎都采用空气梁篦冷机。
此拟建项目推荐采用第三代半空气梁篦冷机冷却熟料。
该熟料冷却机是国内开发的最新一代冷却机，其特点如下：
（1）、采用标准化模块设计，由新颖而紧凑的模块组建而成，部件互换性好，安装快，维修简单。
（2）、采用专利技术STAFF流量阀,自动优化风量分布,降低电耗.
（3）、采用可编程的梭式篦床运动模式,优化料层分布。
运用动力学理论设计的模块料口可使下料口料床同时均匀输送,防止熟料堆积.消除“堆雪人”现象.
（4）、梭式往复推动无漏料篦床输送效率高,部件磨损率低,不再需要漏料锁风装置和链斗输送设备,整机高度降低.
（5）、降低了熟料温度，冷却机的热效率保证在75%以上，从而降低了能耗。
5、原煤预均化
为了降低水泥的生产成本，国内生产厂越来越多地采用劣质煤来生产水泥，这也是世界水泥工业的发展趋势。
燃煤成分的波动对生产操作及熟料质量都较敏感，稳定烧成用煤的煤质、煤量，是能否生产优质熟料的关键之一。
此拟建项目所采用的燃料为多种煤搭配煅烧，外购原煤的煤质波动有可能比较大，要降低煤质波动，为窑的稳定煅烧创造条件，工厂可采用原煤堆棚进行预均化。
具体均化方式可采取皮带卸料车式机械进料，多点出料。
拟建项目采用原煤预均化设施对进厂原煤进行均化。
6、煤粉制备
目前在国内水泥厂中较为常用的煤粉制备方式是采用传统的风扫式钢球磨煤机，它具有耐用、可靠、对煤质适应性强、操作维护简便、投资费用低等优点，在水泥厂应用广泛，但其主要缺点是电耗高；辊式磨系统目前国内在电力行业使用较多，但一次性设备投资较大。
本工程本着稳妥、可靠、经济合理的原则，采用风扫球磨制备煤粉。
7、废气处理
废气处理常用电收尘器和脉冲袋式收尘器两种。
由于国家对于环保标准不断提高（要求排放浓度＜50mg/Nm3），一般电收尘器较难适应越来越严的环保标准，随着脉冲袋式收尘器本身的技术进步，结合我院在水泥工厂的设计经验，在本工程中全线采用脉冲袋收尘器。
8、物料输送
原料、生料及熟料的输送，为减少物料输送电耗，物料输送均采用皮带机、斜、FU及提升机的输送方式。
这些设备运行可靠性提高，又会大大节省电耗，而且简化生产流程和控制要求，减少了各种气源设施及其厂房费用，所以总体技术效益具有一定的优越性。
3.2物料平衡表
序
号
物料名称
含水量
生产损失
消耗定额（t/t.k）
物料平衡量（t）
干燥的
含水的
（%）
（%）
干燥的
含水的
小时
每天
每年
小时
每天
每年
1
石灰石
2
3
1.272
1.298
132.48
3,179.56
985,662
135.19
3,244.44
1,005,778
3
粘土
10
3
0.260
0.289
27.12
650.97
201,800
30.14
723.30
224,222
4
砂岩
10
3
0.027
0.030
2.84
68.20
21,142
3.16
75.78
23,491
5
铁粉
2
3
0.001
0.001
0.13
3.17
983
0.13
3.23
1,003
6
配合原料
3
1.561
162.58
3,901.89
1,209,587
7
熟料
104.17
2,500.00
775,000
8
石膏
3
3
0.041
0.042
4.27
102.41
31,747
4.40
105.58
32,729
9
混合材
10
3
0.294
0.326
30.58
733.94
227,521
33.98
815.49
252,801
10
水泥
134.75
3,233.94
1,002,521
11
烧成用煤
10
3
0.141
0.157
14.73
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