2022年产70万吨普通硅酸盐水泥的工艺设计.docx

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1、精品学习资源目录1. 设计任务书11.1 设计题目： .11.2 设计内容： .11.3 生产地产品与规格： .11.4 原始资料 .11.5 要求完成地主要任务 .22. 工艺设计22.1 原料配比过程 .22.1.1煤灰参入量运算 .22.1.2燃料煤地原始资料 .22.1.3累加试凑法运算原料协作比 .32.2 物料平稳运算 .52.2.1烧成车间生产才能和工厂生产才能地运算.52.3 主机平稳运算 .112.3.1年平稳法 .112.4 水泥厂工艺设备地选型 .122.4.1回转窑.122.4.2旋风式预热器 .142.4.3分解炉.152.4.4除尘机设备地挑选 .182.4.5冷却

2、机.182.4.6破裂机.18欢迎下载精品学习资源2.4.7烘干机.19参考文献221. 设计任务书1.1 设计题目：题目：年产 70 万吨一般硅酸盐水泥地工艺设计任务： KH=0.89 SM=2.4 IM=1.9 熟料热耗 q=3350kj/kg1.2 设计内容：重点设计部分：水泥配料运算、物料平稳运算、主机平稳运算序号产品名称年产量（万吨）1年产一般硅酸盐水泥70 万1.4 原始资料（一）预分解窑系统资料1、 原料地原始资料1.3 生产地产品与规格：烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3K2ONa2OH2O石灰48.131.950.850.4547.320.301石粘土4.2

3、565.8215.145.925.160.970.621.120.85铁粉1.4039.272.2648.573.461.543.5煤灰58.6225.389.053.131.582.242、各种物料缺失均按 3%运算.3、熟料标号 504、一般硅酸盐水泥，挑选合适地石膏掺入量3%和混合材 8%掺入量，水泥生产缺失 P 可取 35%.欢迎下载精品学习资源（二）烘干机系统资料1、煤初水分 3%，；粘土初水分 6%；矿渣初水分 8%.应用基水分均为 0.2%.2、热源为热风炉产生地热空气或冷却机地回收热空气.3、燃料煤地原始资料煤元素分析结果： 收到基（ ar ）：进行煤质分析化验时，煤样所处地状

4、态为收到该批煤所处地状态 .A 为灰分； M为水分.成分CarHarNarOarSarAarMar含量70.25.317.20.314.81.2附： 1、水泥厂除检修外生产天数： 330 天.2、 水泥厂主机年利用率可参考文献合适选取.1.5 要求完成地主要任务1. 配料运算2. 物料衡算3. 主要设备选型4. 参考文献2.工艺设计2.1 原料配比过程2.1.1 煤灰参入量运算查阅参考资料 129 32 页，选取单位熟料耗热 q 为 3350kJ/kg- 熟料.2.1.2 燃料煤地原始资料煤元素分析结果：【收到基（ ar ）：进行煤质分析化验时，煤样所处地状态为收到该批煤所处地状态 .A 为灰

5、分； M为水分. 】欢迎下载精品学习资源表 1 煤中元素地百分比CarHarNarOarSarAarMar70.25.31.07.20.314.81.2将燃料 ar 基转换为 ad 基换算系数为 100/ （100-Mar）=1.002 Had= Har0.988=5.3 1.002=5.311Nad= Nar0.988=1.0 1.002=1.002Oad= Oar0.988=7.2 1.002=7.214Sad= Sar0.988=0.3 1.002=0.3006Aad= Aar0.988=14.8 1.002=14.829Mad= Mar0.988=1.2 1.002=1. 2024查阅

6、参考资料 264页，依据设计任务书中给出地元素分析结果运算地：Qnet,ad=339Cad+1030Had-109（ Oad-Sad）-25Mad=33969.358+10305.311 - 1097.214 -0.3006-251.2024=28532.63（kJ/kg ）运算煤灰掺入量GA=qAys/Qy100=（335014.829 ）/28532.63 100=1.741%煤灰沉落率 S取 1002.1.3 累加试凑法运算原料协作比表 2 原料地原始资料欢迎下载精品学习资源成分烧失原料量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3K2ONa2OH2O欢迎下载精品学习资源石灰石48.1

7、31.950.850.4547.320.31粘土4.2565.8215.145.925.160.970.621.120.85铁粉1.439.272.2648.573.461.543.5煤灰58.6225.389.053.131.582.24据参考文献 2174页，表 10.2 预设 KH=0.89 SM=2.4 IM=1.9=98.5%欢迎下载精品学习资源Fe2O3=/2.8KH+1IM+1SM+2.65IM+1.35=98.5%/2.8 0.89+11.9+12.4+2.651.9+1.35=3.21% Al2O3=IMFe2O3=1.93.21%=6.10%SiO2=SMAl2O3 + F

8、e2O3=2.46.10%+3.21%=22.34%CaO= - Al2O3 + SiO2 + Fe2O3=98.5%-6.10%+22.34%+3.21%=66.85%考虑物料缺失 3%运算得原料与煤灰地化学成分，如下表表原料与煤灰地化学成分 %烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3K2OH2O石灰石49.6192.0010.8760.46448.7840.3091.031粘土4.38167.85615.6086.1035.3200.9990.6391.1550.876铁粉1.44340.4842.33050.0723.5671.5873.605煤灰60.43326.1569.

9、3303.2271.62723.072以 100Kg熟料为基准，如下表表累计试凑过程欢迎下载精品学习资源运算步骤SiO2Al2O3Fe2O 3CaOMgOSO3K2OH2O合备注计欢迎下载精品学习资源设计熟料成分22.346.103.2166.8598.50.0欢迎下载精品学习资源煤灰 1.7411.060.460.160.063欢迎下载精品学习资源石灰石+135.732.761.200.6466.910.421.466.85-0.006 0.487=137.1522.34-1.06-2.76 0.678=27.323.21-0.162-0.64-1.670.5=1.4810KH=0.89，3

10、.SM=2.51，52IM=1.851欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源粘土18.5（+28.24 ）4铁粉4.261.671.450.270.00.10.7320.240.0欢迎下载精品学习资源0.600.030.740.05（+2.31 ）25欢迎下载精品学习资源累计熟料成分22.95.953.21668.470.740.170.1.7320欢迎下载精品学习资源粘 土 （ -0.2 ）0.080.240.080.080.0160.0080.0160.010KH=0.89 SM=2.43，累 计熟 料成分21.235.703.0368.480.7380.160.301.631.26IM

11、=1.88216注： SM= SiO2/ Al2O3 + Fe2O3 IM= Al2O3/ Fe2O3CaO= - Al2O3 + SiO2 + Fe2O3 Fe2O3=/2.8KH+1IM+1SM+2.65IM+1.352.2 物料平稳运算2.2.1 烧成车间生产才能和工厂生产才能地运算1. 年平稳法（1） 要求地熟料地年产量：欢迎下载精品学习资源100Qy=100de GyP欢迎下载精品学习资源式中 Qy要求地熟料年产量（ t 熟料/ 年） Gy工厂规模（ t 水泥/ 年）d 水泥中石膏掺入量（）e 水泥中混合材地掺入量（）P水泥地生产缺失（），可取为3 570 万吨一般硅酸盐水泥，石膏掺

12、入量为3，混合材地参入量为 8 . 水泥地生产缺失取为 4.70 万吨一般硅酸盐水泥熟料量为 700000（ 1-0.03-0.08） =623000 吨水泥厂每年除去检修地日子生产水泥地天数为330 天日产熟料量为 623000/330=1888t/d欢迎下载精品学习资源100Qy=100de Gy=（100-3-8 ）700000/ （ 100-4 ）=648958（t 熟料/ 年）P欢迎下载精品学习资源（2） 窑地台数：欢迎下载精品学习资源n=Qy7920 Qh,l式中 n窑地台数Qy要求地熟料年产量（ t 熟料/ 年） Qh,l 所选窑地标定台时产量（ t /台.h）窑地年利用率，以小

13、时表示 . 不同窑地年利用率可参考以下数值：湿法窑0.90 ；传统干法窑 0.85 ；机立窑 0.8 0.85 ；悬浮预热器窑、预分解窑 0.85 ； 7920全年除去检修日子外窑工作地小时数，全年地工作日为330 天.欢迎下载精品学习资源工生产才能操作物料单位运算 单位有欢迎下载精品学习资源参 程方案 数t/dt/h转速r/min停留时间min物料 窑内负荷 物料率量 t运动功耗KWh/h熟料物料耗功KWh/t窑衬 效容积产量厚t/m3 mmD运算简式欢迎下载精品学习资源4.0 64m斜度 :4.0L/D=16235097.64.219.36.442.4206.2T80.940.20293G

14、1.552004.92n熟料n欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源n=Qy7920 Qh,l=648958/7920 0.85 97.9=0.98欢迎下载精品学习资源（3） 烧成系统地生产才能可按以下各各式运算：欢迎下载精品学习资源熟料小时产量： QhnQh ,l=1 97.9=97.9 t /h欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源熟料日产量： Qd24Qh=24 97.9=2349.9t /d欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源熟料年产量： Qy7920Qh =7920 0.85 97.9=659062.8 t/y欢迎下载精品学习资源（4） 工厂地生产才能可按以下各式由烧成车间地

15、生产才能求得：欢迎下载精品学习资源水泥小时产量： G100PQ =（100-4 ） 97.9/ 100-3-8=105.6t /h欢迎下载精品学习资源hh100de水泥日产量： Gd24Gh =24 105.6=2534.4t /d欢迎下载精品学习资源水泥年产量： Gy7920Gh =7920 0.85 105.6=710899.2t/y欢迎下载精品学习资源2. 原、燃材料消耗定额地运算（ 1）、材料消耗定额考虑煤灰掺入时， 1t 熟料地干生办理论消耗量K100ST100I式中 K干干生办理论消耗量（ t/t熟料） I 干生料地烧失量（ %） S煤灰掺入量，以熟料百分数表示（%） 单位熟料耗煤

16、量为 myr=1.19 kg/kg-熟料S= GAmyr=1.7411.19 1000/84.03=20.7% （ t/t熟料）I=49.57 135.73+4.378 28.24 -0.2+ 1.442 2.31 /1.741+135.731-0.0103+28.24-0.21-0.00876+2.311-0.03608=41.14%100S10020.7100I10041.27K T1.35 （t/t熟料）考虑煤灰掺入时， 1t 熟料地干生办理论消耗定额：欢迎下载精品学习资源生1K100K T= 100 1.35=1.33 （t/t熟料）欢迎下载精品学习资源100+GA100+1.741考

17、虑生产缺失时， 1t 熟料地干生办理论消耗定额欢迎下载精品学习资源生100K生K1100 1.331.39（ t/t熟料）欢迎下载精品学习资源100-P生1004式中 K生干生料消耗定额（ t/t熟料）P生生料地生产缺失（ %），一般 3%5%各种干原料消耗定额K原K生x式中 K原某种干原料地消耗定额（t/t熟料）x干生料中该原料地协作比名称石灰石粘土铁粉煤灰欢迎下载精品学习资源干生料中该原料地协作比（ %）82.6715.500.771.05欢迎下载精品学习资源干原料地消耗定额（2）干石膏消耗定额1.170.220.010.015Kdd100de3.5100-3.5-8.20.0396（t/

18、t熟料）式中 Kd干石膏消耗定额（ t/t熟料）d、e分别表示水泥中石膏、混合材地掺入量（%） .（3）干混合材消耗定额Kee100de8.21003.58.20.0929 （t/t熟料）式中 Ke干混合材消耗定额（ t/t熟料）（4）烧成用干煤消耗定额Kf1QgDWq100P f33502813.2（6 1003）0.012单位熟料耗热 q 为 3350kJ/kg- 熟料，煤地 Qnet,ad=28532.63 （ kJ/kg ）式中 K f 烧成用干煤消耗定额（1t/t熟料）q熟料烧成热耗（ kJ/kg 熟料）QgDW 干煤低位热值（ kJ/kg 干煤）Pf煤地生产缺失（ %），一般取 3

19、%.（5）烘干用干煤地消耗定额KfM 湿Q烧110022Qq烘DW100g100Pf式中 Kf烘干某种湿物料用干煤消耗定额（ t/t熟料）M湿需烘干地湿物料量，用年平稳法时以t/a表示.Q烧烧成系统生产才能，用年平稳法时以熟料年产量表示.1、2分别表示烘干前、后物料地含水量（%）q 烘蒸发 1kg 水分地消耗量（ kJ/kg 水分），可参考烘干机体会数据，而精确地数据应通过详细烘干机地热工运算求得.蒸发 1 千克水地耗煤量 q=lI2/HQyDW=2.561940/0.85 20700=0.28kg kg 水欢迎下载精品学习资源 干粘土用干煤地消耗定额M粘=25.72Q 烧 100欢迎下载精品

20、学习资源fKM 粘12q烘100欢迎下载精品学习资源3Q100Qg100P欢迎下载精品学习资源烧2DWf=0.2572 6 - 0.2 0.28 100/100- 0.2 2813.263 100 -4=0.00000155（ t/t熟料）烘干矿渣用干煤地消耗定额M矿=0.0821220217.68=100048.83t/y欢迎下载精品学习资源KM矿12q烘100=0.000000482（t/t熟料）欢迎下载精品学习资源f4Q100Q100P欢迎下载精品学习资源g烧2DWf烘干煤用干煤地消耗定额M煤= myr Q烧欢迎下载精品学习资源fKM 矿12q烘1001.1930.20.281003.4

21、6 10-6欢迎下载精品学习资源5Q100Qg100P1000.22813.261004欢迎下载精品学习资源烧2DWf（ t/t熟料）烘干石膏用干煤地消耗定额欢迎下载精品学习资源fKM 石12q烘1000.0410.20.281004.07 10 7欢迎下载精品学习资源6Q100Qg100P1000.22813.261004欢迎下载精品学习资源烧2DWf欢迎下载精品学习资源fffKKK234KK1.63ff5610 55.610 43.4610 64.0710 75.810 4欢迎下载精品学习资源（ t/t熟料）上述各种干物料消耗定额换算为含自然水分地湿物料消耗定额时，可用下式运算：K100K

22、干湿1001式中 K湿， K 干分别表示湿物料、干物料消耗定额（kJ/kg 熟料） 1该湿物料地自然水分（ %）.3. 、原料、燃料、材料需要量地运算和物料平稳表地编制欢迎下载精品学习资源320200.18烧成用0.000.000.010.011.640.1321.62357764.49522668808.35452.640.1320.000.0411.00297.234299.9将各种物料消耗定额乘以烧成系统生产才能，可求出各种物料地需要量. 例如，将湿石灰石消耗定额乘以熟料周产量，便得出石灰石每周需要量；乘以熟料年产 量，便得出湿石灰石每年需要量 .将运算结果汇总成物料平稳表，其格式见表3

23、-2消耗定额（ t/t干料熟料）含自然 水分料5干料物料平稳含自然水分料物料名称自然水分生产缺失h12346石灰石13.9854.291.171.13114.5粘土2.4611.220.230.2321.532.962.96铁粉0.820.920.010.020.979生料17.2767.131.391.40137.06石膏0.040.00160.040.043.379.2261363.379.2混合材0.000610.0000240.100.118.82613677457.6熟料659062.898.10水泥0.040.041.141.152110264871111表 3-2水泥厂物料平稳表

24、dahda备注7891011122749071152779149.0180.512.593432.56228.24516.9117058021.538516.9117058023.4967753.60.97923.4967753.6883281081383311099.4551.032.632645.29368.92116969.7234.2968.72欢迎下载精品学习资源煤0360486700802.646700802.64欢迎下载精品学习资源烘干用煤0.0000180.0000240.00060.00060.12.47920.12.4792欢迎下载精品学习资源燃煤合计0.000380.00

25、050.0110.0111.76742.40813992.641.76742.40873994.64欢迎下载精品学习资源注： 1、采纳年平稳法，可不列第 8 栏和第 12 栏；采纳周平稳法，可不列第 9 栏和第 13 栏.2、备注中可列出：生料组分、物料协作比、生熟料消耗定额、烧成热耗和烘干热耗、煤地热值等 .2.3 主机平稳运算2.3.1 年平稳法运算步骤：依据车间工作制度，选取主机地年利用率，并依据物料年平稳量，求出该主机要求地小时产量 .GyGH7920式中 GH主机要求小时产量（ t/h ）；Gy物料年平稳量（ t/ 年） 预定地主机年利用率（以小数表示）预定地主机年利用率可依据车间工

26、作制度和主机运转时间用下式求出：欢迎下载精品学习资源k0k1k2k3 或7920k k2k3 7920欢迎下载精品学习资源式中 K0每年工作周数（周 / 年） K1 每周工作日数（日 / 周） K2 每日工作班数（班 / 日）K3 每班主机运转小时数（小时 / 班） K 每年工作日数（日 / 年）水泥厂主机年利用率可参考文献 6 第 43 页表 3-4主机要求生产才能平稳表欢迎下载精品学习资源（ t/h ）石灰石破裂机0.48914934.24240.67生料磨0.751093268.9184.05悬浮预热器0.85776952115.4回转窑0.87776952112.8煤磨0.721399

27、4.642.45回转烘干机0.72871200152.8篦式冷却机0.88776952111.48包装机0.77880545.6144.4主机名称主机年利用率以小数表示年平稳量（t/ 年）要求主机小时产量欢迎下载精品学习资源2.4 水泥厂工艺设备地选型2.4.1 回转窑1. 回转窑规格地运算在综合考虑了工厂规模、产品种类、原燃料情形及其它条件，确定了生产方法和窑地类型后，依据所选窑地规格，标定窑地产量，然后依据熟料要求小时产量， 确定窑地台数 .标定回转窑产量时，可参考设备说明和用下式运算地结果：D =G/Ky0.303式中 G 回转窑地产量 吨小时 ； G=2136/24=89t/hD回转窑

28、地筒体直径ML回转窑地有效长度M ；Ky体会系数，可参考以下数值： 预分解窑0.941取 Ky =1欢迎下载精品学习资源依据参考文献可知日产2136 吨地回转窑地 L/D 可选为 15.4 ， 解得： D=4.3mL=64m依据手册可查得下表：工参程方案 数生产才能t/dt/h操作转速r/min停留时间min物料负荷率窑内物料量 t物料运动功耗KWh/ h单位熟料物料耗功KWh/t运算窑衬厚mm单位有效容积产量t/m3 D运算简式4.0 60m斜 度 ：3.5 3200133.342.831.26.945.1139.61.68T2003.2887.26n 0.2334G熟料n依据文献 CKP地

29、预粉磨节能机理可知下表 NSP窑各带及全窑长径比 L/D表 7 回转窑工艺参数窑型分解带放热反应带烧成带冷却带L/DNSP窑0.5 4280.511 15L 冷却带=0.5 D=4.3 0.5=15m L 烧成带=8D=84.3=34.4mL 过渡带=L- L 冷却带- L烧成带=60-2.15-34.4=23.55 m回转窑地转速、斜率及功率地运算D=3.94m时 =150mm Di= D-2 =4.3- 20.18=3.94mN0=K Di2.5n L（kw）K系数 K=0.045 0.048Di 回转窑地内径 m. L回转窑地有效长度 m ； n窑地转速n=3.9r/min斜度=3.5K

30、=0.047解得： N0=361.5 kw欢迎下载精品学习资源2.4.2 旋风式预热器旋风式预热器一般采纳四级 . 但当生料中碱、氯、硫含量超过肯定限度后，也有采纳一级或二级地；或者增设旁路系统，使部分窑尾废气不经旋风预热器而排出 先经冷却和净化后排入大气 .1. 旋风筒规格地运算(1) 旋风筒直径以直筒部分横截面运算风速和通过旋风筒地风量来确定，可按下式运算D=4 396670/3600/3.1440.5=5.92m式中 D 旋风筒地直径 m ；Q 通过旋风筒地风量 m3 s ； 旋风筒运算截面风速 ms.目前，国内处旋风筒截面风速大都采纳 3.5 4.0m/s. 旋风筒进出口风速以及旋风筒

31、进出管道内地风速一般在 18 20ms 左右，据此也可以确定进出口面积及管道直径.（2）旋风筒各部分地尺寸可以依据旋风筒直径来确定，表 4-10 举例列出旋风筒各部分尺寸与旋风筒直径地关系 .表 9 旋风筒几何尺寸与旋风筒直径 D地比值欢迎下载精品学习资源旋风筒几何尺寸比值方案 级 级欢迎下载精品学习资源d10.400.40d20.150.15b0.340.40c0.430.40h11.920.73h20.800.87e0.350.086数参数一级旋风筒二级旋风筒三级旋风筒四级旋风筒d12.392.392.392.39d20.790.790.790.79b2.012.012.012.01c2.

32、552.372.372.37h111.374.324.324.32h24.745.155.155.15e2.070.510.510.51表 10 各级旋风筒地参数级1 旋风筒进风口横截面积F=V/ 1m2V-进旋风筒地风量 m3 s1-旋风筒地进口风速 m/s, 一般在 1520m/s 地范畴为宜F=110/18=6.12 m22 进料口旋风筒之间联接管道地尺寸d=（4 Q / 2）0.5一般来说 2 一般在 1020m/s 地范畴, 多数工厂取 15m/s d=（4 Q / 2）0.5=3.06m2.4.3 分解炉1. 分解炉规格地运算欢迎下载精品学习资源按参考文献无机非金属材料热工设备P97，挑选 FLS系统分解炉中地 SLE型分解炉，取分解炉温度 1000，所以分解炉地工作风量为：日产熟料量 G= 623000/330=1888t/dkg- 熟料/hy-水泥熟料烧成热耗在分解炉中地比例，一般取y=0.7 V0- 燃料燃烧产生地理论烟气量 8.02 m3 kgVa0燃料燃烧所需地理论空气量al-分解炉内地过剩空气系数 al=1.2mr-单位质量熟料所消耗地煤粉量 1.19 kg/kg V0fl-燃料燃烧产生地理论烟气量， Nm3/kg-煤V0a- 煤粉燃烧所需地理论空气量， Nm3/kg-煤 7.