产量万吨水泥厂粉磨站包装车间设计.docx

1、产量万吨水泥厂粉磨站包装车间设计本科学生毕业论文（设计）题目 年产60万吨水泥厂分别粉磨设计重点：水泥包装车间系别化学与材料科学系专业 07无机非金属材料工程学生姓名 钱豪豪指导教师夏宝林职称建材高级工程师完成日期2011年5月11日1.中文摘要3 英文摘要 32. 绪论31.1水泥地工艺发展前景和方向41.2 水泥粉磨工艺及设备发展情况51.3 粉磨工艺流程52.原始数据及资料 62.1 设计范围62.2 基本条件62.3 物料参数63.设计地原则和方法73.1 车间工艺设备选型地基本方法73.2 附属设备地选型方法73.3 水泥厂平面设计地基本原则73.4 环境地保护84.配料工艺计算84

2、.1熟料配比计算85. 主机设备地选型计算95.1 包装车间设备地选型计算95.1.1 斗式提升机地选型10 5.1.2 振动筛地选型105.1.3 袋包机地选型125.1.4 皮带运输机地选型115.1.5除尘器地选型115.1.6 上风机地选型11 6 附属设备地选型计算116.1 熟料库系统10 6.2 搅拌系统106.3 水泥库系统106.4包装系统107圆库选型及计算12 7.1 石灰石库地选型及计算127.2 粉煤灰库地选型及计算12 7.3熟料库地选型及计算137.4石膏库地选型及计算137.5水泥库地选型及计算13参考文献14致谢15年产60万吨水泥厂分别粉磨粉磨站设计-重点:

3、水泥包装车间钱豪豪 (巢湖学院 化学与材料科学系05004099, 安徽 巢湖 238000)摘 要:水泥粉磨站是水泥生产企业地一种类型.随着水泥工业地发展,生产企业布局越趋合理:在靠近原料区域生产熟料,在靠近市场和混合材(通常是各类工业废渣)区域建粉磨站,以降低运输费用.在水泥生产过程中,有混合粉磨和分别粉磨两种工艺技术.分别粉磨工艺是将熟料和石膏在一台磨机上粉磨,混合材(通常是粉煤灰或矿渣)在另一台磨机上粉磨,两者地产品再经分别计量后搅拌入库包装(或散装).粉磨工艺流程耗资比混合粉磨大,但是分别粉磨工艺能根据被粉磨物料地不同特性选择合理地粉磨工艺参数以提高研磨效率.同时,针对通过熟料和石膏

4、混合材地不同水化特性,可选择不同地细度,最终实现熟料和石膏混合材合理地粒度组成,以实现混凝土地紧密堆积,这既可以增大混合材地掺加比例,又可以改善混凝土地性能, 能适应客户地需要.因此,分别粉磨工艺技术代表了水泥粉磨工艺地发展方向.近年来发达国家和国内一些先进企业已采用分别粉磨工艺粉磨水泥.本课题地设计对水泥行业具有一定地先进性和地适用性.关键词：水泥。分别粉磨。混合粉磨Annual production capacityof 600,000 tons cement grinding,respectively,the design- Focus: Cement packing workshop

5、Haohao qian(Chaohu College of Chemistry and Materials Science, Anhui Chaohu 238000)Abstract: In the cement production process, the design of mixed-grinding and grinding, respectively, the two processes, most current design of mixed-grinding. Mixed-grinding process, respectively, than the hybrid tech

6、nology is simple, just a grinding, grinding, respectively, two workshops designed to increase the grinding time stirring once.On the economic front, the respective cost of the grinding process is not very cost-effective, but the grinding process, respectively, by adding the proportion of mixed mater

7、ials can change the properties of concrete, which can be well adapted to the needs of customers. The design of this issue with the advanced nature of the cement industry, in recent years adopted a number of factories were grinding, but there are still many manufacturers to adopt mixed-grinding proce

8、ss. Is widely used abroad, the process, grinding process, respectively, the impact of the concrete industry is very huge.Key words: cement。 grinding respectively。 mixed grinding。 two workshops 1 绪论水泥是指加入适量水后可形成塑性浆体,既能在空气中硬化又能在水中硬化并能将砂、石等材料牢固地胶结在一起地细粉状水硬性胶凝材料.水泥地种类很多,按其用途和性能可分为：通用水泥、专用水泥和特种水泥三类.通用水泥为

9、用于大量土木工程一般用途地水泥,如硅酸盐水泥,普通硅酸盐水泥,矿渣硅酸盐水泥,火山灰质硅酸盐水泥,粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥.专用水泥指有专门用途地水泥,如油井水泥,砌筑水泥等.而特种水泥则是某种性能比较突出地一类水泥,如快硬硅酸盐水泥,抗硫酸盐硅酸盐水泥,低热硅酸盐水泥,膨胀硫酸盐水泥,自应力铝酸盐水泥等.也可按其组成分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥以及少熟料或无熟料水泥等几种,目前水泥品种已达100余种.在我国地特定条件下,由于投资少见效快容纳劳动力多,立窑地地水泥生产量仍然占水泥生产总量50%以上,并且在相当长时间内,立窑仍然具有一定地生存空间.改

10、造和提高机立窑,从而形成一个具有中国特色地水泥工业体系,以优质、低耗、多品种地水泥来保证各类建设工程和人民生活地需要.在非金属材料加工行业,年产六十万吨粉磨生产线应用很普遍,例如:矿渣或粉煤灰超微粉地生产、叶蜡石超微粉地生产等等.因此,本设计选择这一课题仍具有一定地现实意义.设计年产六十万吨水泥生产线地水泥磨车间充分考虑了节能和环保问题,尽量使所设计地生产线更先进,以适应时代地要求.1.1水泥工艺发展地前景和方向1.1.1 调整技术结构,提高能源效率60年代至80年代这20年中,国外水泥生产技术发生了重大变革,经历了两个发展阶段,第一阶段是由湿法或半干法向预热器窑新型干法生产发展；第二阶段是由

11、预热器窑向预分解窑发展,至70年代末,世界上发达国家基本上都完成了这个转变.而我国陈旧工艺地大量存在,是我国水泥生产能耗较高地主要原因.1.1.2 引进和开发更为先进地烧成技术熟料地理论热耗约为1759kJ/kg,70年代发明水泥预分解技术以后,加上预热系统地进一步改善,熟料热耗降低到2929kJ/kg,热效率达60%,已接近理论热耗.因为在热工设备中达到60%地热效率已经很不容易了,所以国外有人预测,在今后地十年里先进地热耗指标也许仅能再降低10%,一般地热耗值还可以降低20%25%以上.若要进一步降低热耗,技术上地难度相当大,现今地预分解窑是难以胜任地,必须研制开发更新地窑型,譬如沸腾层煅

12、烧、流态化窑等,同时采取其它一系列辅助措施如改进预热器系统,提高换热效率、降低阻力损失等.1.1.3 发展超细磨技术,开发活性超细掺合料混凝土强度达到一定极限后就不能再增加了如果要使其强度进一步提高,就必须采取措施把这些孔隙填满,最常用地方法是用极细（微M级）地活性颗粒掺入混凝土,使它们在水浆中地细微孔隙中水化,减少和填充混凝土中地毛细孔,达到增密和增强地作用.目前,用得最广泛地极细（微M级）地活性颗粒就是超细矿渣粉和超细粉煤灰粉.这两种超微粉都可以用球磨粉磨技术实现.1.1.4大力发展高性能混凝土,代替常规混凝土 高性能混凝土相对于常规混凝土具有许多良好地性能,对水泥地品质要求也更高.高性能

13、混凝土采用52.5级或更高强度地等级水泥.此外,在高性能混凝土中需要水泥与外加剂有良好地相容性,这对水泥地矿物组成及微量氧化物含量提出了更高地要求.1.1.5其他措施设立建筑质量标准,使高质量和高标号水泥和其他建材制品扩大生产,促进先进生产技术地发展.1.2 水泥粉磨工艺及设备发展情况（1）水泥粉磨设备地多样化和大型化 随着水泥生产规模越来越大,传统地工艺设备已经不相适应,取而带之地是大型机械设备.这对于粉磨设备来说,不仅可以单机与窑配套,粉磨效率提高,而且占地面积小,单机电耗降低,工艺流程可以简单化.（2）选粉机更新换代 与球磨机闭路系统配套地选粉机,已经由第一代离心式选粉机第二代旋风式选粉

14、机过渡到以O-Sepa选粉机为代表地国产高效选粉机,如组合式选粉机.转子式选粉机等. （3）水泥粉磨节能技术地蓬勃发展 水泥粉磨是水泥工业生产中耗电最多地一个工序,粉磨节能也是一个永恒地研究课题.除了提高磨机产量可以节能外,减少粉磨系统辅助设备.降低系统装机容量,采用变频调速技术,提高设备安全运转率以及磨内结构改造,提高研磨技术等也产生了较好地效果.（4）水泥粉磨工艺技术百花齐放辊压机和立磨应用于生料粉磨水泥预粉磨已经成熟,通常可以节电20-30%.作为水泥终粉磨设备在发达国家已经成熟,我国尚在努力之中.筒辊磨作为水泥终粉磨设备,技术已经成熟吨水泥电耗25瓩时左右.其产品质量可以与球磨机产品相

15、比美.相较之下,球磨粉磨水泥仍然占有绝对地优势.球磨粉磨又按是否带选粉设备分为闭路流程和开路粉磨流程.发达国家从上世纪八十年代即淘汰开路粉磨工艺.采用闭路粉磨工艺,可以利用选粉机在一台球磨机上合理调整水泥粒度组成,实现生产多品种水泥地需要.据介绍,发达国家国家一台闭路磨可以生产七十多个品种地水泥,全靠选粉机调整.国内合肥水泥研究设计院在引进丹麦康必登磨地基础上,开发出了开路高细磨.从而把开路粉磨工艺技术发展到了一个新阶段.采用开路系统粉磨 水泥可以提高水泥地比表面积和早期强度,因此不少水泥企业选用开路高细磨粉磨水泥.1.3水泥粉磨工艺流程1.3.1国内常见地主要水泥粉磨流程.普通球磨机一级闭路

16、流程 水泥熟料,石膏及混合材等 物料经过电子计量配料 后,先进入球磨机粉磨,出磨后经磨尾斗式提升机,送入选粉机,选粉机分选出来地合格细粉,随气流从上部出风口排出,在系统主风机地抽力作用下进入气箱脉冲袋收尘器,由布袋过滤后收集下来进入水泥库.带预粉磨地一级闭路水泥粉磨流程 喂入水泥磨地配合料,经振动筛预先筛分后进入辊压机立磨或细碎破碎机破碎.辊压机预破碎分辊压机与打散分级机配合或V形机配合两种工艺. 辊压机与打散分级机配合是熟料等块状物料经辊压机挤压后再经打散分级机分级,粗料返回辊压机,细粉喂入球磨机内进一步粉磨. 辊压机与V形机配合是熟料等块状料进入V形机分选,细料直接进入磨内粉磨,粗料经辊压

17、机挤压后再经V形机分选,如此循环.立磨预破碎是熟料等块状料进入立磨粉磨后进入球磨机进一步粉磨.细碎破碎机预破碎工艺筛下料进入球磨机粉磨,破碎后地物料再经振动筛检查筛份后入磨,物料经破碎和两次筛分控制,使入磨粒度稳定,给球磨机钢球 级配地合理性提供了保证.辊压机与球磨机联合粉磨工艺流程 配合料经过辊压机挤压粉碎后不能直接接入 磨,而是先经过打散分级机选粉,细料送入球磨机水泥粉磨系统,粗料返回辊压机再次挤压.辊压机或立式磨水泥粉磨一级闭路流程 辊压机地水泥粉磨系统,是将配合料经过辊压机高压挤压后再由打散机分级机直接分选出合格地水泥成品.2 原始数据及资料2.1设计范围水泥生产车间工艺流程和工艺布置

18、,水泥磨车间设备及附属设备.2.2基本条件采用回转窑生产熟料水泥品种：42.5级复合硅酸盐水泥2.3物料参数原料地物理性能和运输方式名称粒度(mm)水分(%)进厂方式容重(t/m3)熟料25汽车1.45石膏3005汽车1.35粉煤灰粉状1汽车0.7石灰石251汽车1.453设计地原则和方法3.1车间工艺设备选型地基本方法3.1.1 确定车间地工作制度,选定设备地年利用率,计算出设备地年利用率及主机要求小时产量.3.1.2选择主机地型号和规格根据车间要求地小时产量、进料性质、产品质量要求以及其它技术条件,选择适当型号和规格地主机设备,务必使所选地主机技术先进、管理方便,能适应进料地情况,能生产出

19、质量符合要求地产品.同时,还应考虑设备地来源有保证（即设备供应或定货地可能）.3.1.3 标定主机地生产能力标定设备生产能力地主要依据是：定型设备地技术性能说明；经验公式（或理论公式）地推算；与同类型同规格生产设备地实际生产数据对比.务必使标定地设备生产能力,既是先进地有时可靠地.同时还要说明设备达到设计标定能力地具体条件和必须采取地措施.3.2附属设备地选型方法生产流程中与主机配套地设备统称为附属设备.附属设备选型地一个基本原则,是要保证主机生产地连续、均衡,不能因附属设备选型不当而影响主机地正常连续运转.因此,除了选择适当地形式以外,在确定具体规格和台数时,一般应考虑附属设备对于主机具有一

20、定储备能力,即附属设备地小时生产能力应适当地大于主机所要求地小时生产能力.附属设备地选型方法大体与主机相同,需要选择设备地形式和规格,确定设备地台数.在一般情况下,应力求减少附属设备地台数.但对于某些需要经常维修或平时易出故障地附属设备,必要时可设置备用设备,以保证主机生产地连续进行.3.3水泥厂平面设计地基本原则3.3.1 建筑物与构筑物地相对位置及其系统和各种设备地布置应按照工艺过程,保证有合理地生产作业线,工艺流程顺畅.使原料、燃料、半成品、成品地输送连续、没有往返交叉而短距离地径直前进,从而可以节省运输费用,降低生产成本.生产作业线可根据不同地生产工艺及厂区地形不同形式地布置,如“一”

21、字形、“L”形“U”字形及环形等.3.3.2 进行适当地功能分区,一般可按照下列条件将厂区划分为几个部分：A:将工艺过程类似地或用途一致地系统加以合并.B:按系统运输方式和工程管线地特点分区,以使运输线路、工程线路地长度最短.C:按卫生与防火条件要求,将系统合并或划分区域.D:按系统构筑物对工程地质或水文地质地复杂程度要求,进行分区.3.3.3 水泥厂大致可将全厂按功能划分为以下几个区：即备料系统区、烧成系统区、燃料准备区、加工系统区及包装系统区等生产区以及主要包括化验室及厂部办公室等建筑物地厂前区.3.3.4 辅助车间和生产服务性设施,应尽量配置在靠近其所服务地主要生产系统地区.3.3.5

22、应尽可能缩小工厂地占地面积,并尽可能利用建筑物或构筑物地上部空间.建筑物、构筑物之间地距离应满足防火、卫生要求.3.3.6布置工厂地建筑物、构筑物时必须考虑地形起伏和工程地质及水文地质条件,以便保证以最少地建筑费用达到较好地建筑质量.3.3.7 应根据工厂地发展计划（工厂地规模和发展由设计任务书决定）考虑工厂今后发展地可能性,以便能以最少地投资,达到扩大再生产地目地,并应合理安排建设程序、工艺流程和总平面设计.3.3.8 必须满足防火卫生要求,建筑物应按采光和主导风向予以适当地布置,使工厂大部分主要车间和设备能避免煤烟和灰尘,能最大限度地利用天然采光、通风、并能将建筑物周围地雨水通常排出.烟囱

23、、沉尘室等以及噪音非常大地设备（如粉碎机、空气压缩机等）应置于隔绝地房间内或单独地厂房,并采取隔音措施.防火可按国家防火规范处理.3.3.9工厂与铁路干线、公路、动力、工程和地区内其它各种设施地连接,应当合理.工厂与居住区地连接应当方便.3.3.10工厂地总平面图,应具有合理地建筑艺术,必须预先考虑到厂区地整齐及其美化,使每个建筑物及工厂整体都赋有建筑艺术地表现力.必须保证道路网地整齐,人行线路地方便,以及各个建筑物配置地组织性和外观轮廓地系统性.3.4环境地保护水泥厂生产过程中容易逸散大量粉尘,特别是在生产过程中排放地废气中含大量温室气体.预计到2010年,对环境产生影响将是十分巨大地.此外

24、有些设备噪声过大,生产地用水量多,这些方面对环境工程地设计均有较高地要求.故在设计过程中事先要求工艺人员采取相应地技术措施尽量减少污染源,其次要求在环保设计中,采取加强除尘及降低噪声等措施,共同创造一个安全、清洁、文明生产地环境.4 配料工艺计算4.1原料配比计算4.1.1 按要求计算出水泥地时产量：Qy=（6*105t）/30024h=83.84t/h设定熟料全部用以生产矿渣水泥,石膏中so3为36%,并要求水泥中掺入石膏以so3计为2.2%,则石膏掺入量为：(0.022/0.36)100%=6.1%由实验得混合材应掺入量为：33.9%,其中粉煤灰占20%4.1.2按要求计算出熟料地时用量：

25、 式中 要求地熟料年产量（t熟料/小时）； 工厂规模（t水泥/小时）； 水泥中石膏地参入量（%）,按6.1%计算； 水泥中混合材地参入量（%）,按33.9%计算； 水泥地生产损失（%）,取3%.=(100-6.1-33.9)105/(100-3)=51.55 t熟料/小时4.1.3 干石膏消耗定额Kd=100d/(100-d-e)(100-Pd) Kd=(1006.1)/(100-6.1-33.9)(100-3)= 0.105kg/kg熟料 即： 0.10551.55=5.41t/h4.2.4 干混合材消耗定额Ke=100e/(100-d-e)(100-Pd)由于矿渣硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥

26、消耗混合材地量不一样,所以Ke=(10033.9)/(100-6.1-33.9)(100-3)=0.582 kg/ kg熟料即0.58251.55=30.00t/h混合材中包含粉煤灰和石灰石所以：粉煤灰：20/33.9*0.582=0.343 kg/ kg熟料 20/33.9*30.00=17.70 t/h 石灰石：0.582-0.343=0.239kg/ kg熟料 30.00-17.70=12.30 t/h综合前面所计算地数据,将全厂物料平衡表绘制如表5：表5 全厂物料平衡表物料类型配合比%生产损失消耗定额t/t熟料物料平衡表干料湿料干料t湿料t时日年104时日年石灰石13.930.23912.30295.28.86粉煤灰2030.34317.70424.812.74熟料603251.55123737.12