日产3000吨水泥熟料生产线生料粉磨线设计(共37页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计总说明设计总说明 本设计是 3000t/d 熟料水泥生产线生料粉磨系统工艺设计。生料磨采用立式辊磨机。生料干燥介质来自于预热器出口的废气。粉磨采用三风机系统。根据当地的原、燃料实际条件,依据其化学成份和设计要求的熟料组成,通过计算原料的配比及生料的消耗,得出生料粉磨系统的实际生产能力。该设计针对粉磨系统进行了详细计算说明,其中包括物料平衡,热量平衡,风量平衡及主、辅机的平衡及选型,设计中充分考虑通风和除尘。设计提交了工艺流程图 1 张,平剖面图 6 张,设备表 1 份。关键词关键词:生料粉磨 ,立磨, 设备选型 , 工艺设计 , 配料计算精选优质文
2、档-倾情为你奉上专心-专注-专业Design DescriptionThis design is related to raw material grinding of the 3000t/d cement production line. The vertical roller mill in which grinding, drying and separating are combined has good performance in drying and grinding. The process unit is mature. The three air blower system
3、 is equipped. According to the crude fuel chemical composition and design clinker composition, the raw material proportions and the raw material consume and the productivity requested of the raw material grinding systems are calculated. The gas and the dust removal system are designed according to t
4、he computation of grinding systems hot working parameter. The design has submitted flow chart 1 and horizontal section chart 6.Keyword:Raw material grinding ,Roller mill, Equipment Selection , Process Design, Burden calculation精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业目 录精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业1 绪论11
5、生料粉磨系统1.1.1 生料粉磨系统流程生料粉磨是水泥生产过程中的一个重要环节,这个过程就是将所需要的各种材料按比例配合后,通过粉磨成粒度和各方面性能适合窑煅烧的半成品,以供窑煅烧成熟料,再将熟料和部分材料混合磨制成的过程。生料粉磨采用带外循环的立式磨系统,利用窑尾排出的高温废气作为烘干热源。生料由锁风阀进入磨内,经磨辊碾磨后的物料在风环处被高速气流带起,经分离器分离后,粗物料落回磨内继续被碾压,细粉随气流出磨,经袋收尘收集,收下的成品经空气输送斜槽、斗式提升机送入生料均化库。出袋收尘的废气经循环风机后,一部分废气作为循环风重新回磨;剩下的含尘废气进入磨废气处理系统,经净化后排入大气。当生料磨
6、停磨而烧成系统运转时,窑尾废气经增湿塔作调质处理后,直接进入窑尾收尘器净化处理,增湿塔喷水量根据增湿塔出口废气温度自动控制,使废气温度处进窑尾袋收尘器的最佳范围内,废气经净化后排入大气。由袋收尘器收下的粉尘,经链运机、空气输送斜槽,由提升机送入生料库。增湿塔下的窑灰直接与出库生料搭配,喂入预热器系统。1.1.2 生料粉磨系统分类干法生料粉磨系统采用干法粉磨工艺时,对含有水分的物料需要经过烘干。五十年代以前建的厂,物料都是经过单独烘干设备烘干后入磨的。干法生料粉磨系统也有开路和闭路两种。随着干法生产水泥技术的发展,特别是悬浮预热窑和窑外分解窑的出现,考虑利用由窑及冷却机出来的含尘热废气及简化工艺
7、设备流程,而出现了多种类型闭路烘干磨。(1)普通风扫磨系统 普通风扫磨系统在磨尾排风机的抽力作用下,热风进入磨内。已被粉磨的物料由通过磨内的热风带入分离器,分离出来的粗粉再次回磨,合格细粉由旋风收尘器收集下来。为了节约热耗,部分废气返回入磨循环使用,其余废气经收尘后排入大气。(2)带预分离的风扫磨系统带预分离的风扫磨系统。物料通过预分离系统时可烘干掉一部分水分,同时分离出合格细粉,避免入磨进行无效粉磨。因此,适合于喂料粒度小于 15 毫米且带有相当一部分合格细粉和含水分较高的原料。其优缺点与普通风扫磨基本精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业相同。(3)尾卸提升循环烘干系统为了降低风送物料
8、的电能消耗,采用机械提升,这就产生子提升循环烘干磨系统。尾卸提升循环烘干磨系统。物料从磨头喂入,磨尾卸出,经提升机送入选粉机进行选分,粗粉由喂料端回磨,废气经收尘净化后排入大气。适合粉磨粒度小于 25 mm,水分不超过 5%的物料。若水分超过 5时需加烘干仓。若物料粒度大,应加预破碎装置。该系统漏风量为 15%。此系统的优点是:有选粉机,可调整生料的细度;粉磨系统的压力损失较小,为 20002500 pa,总电耗比风扫磨低 10;可处理难磨物料。其缺点是系统较复杂,设备多。投资高,维修工作量大,运转率低。(4)中卸提升循环烘干磨系统尾卸提升循环:哄干磨。由于在磨的入料端加设烘干仓,就必须有隔仓
9、板,再加上后面的几道隔仓板,使磨内阻力增大;同时也吸取了二级闭路粉磨系统的优点。相当子将粗、细两台磨合并为一体。于是把尾卸式改为中卸式。1.1.3 生料粉磨系统流程图 图 1-1 生料粉磨系统流程图1.2 立磨1.2.1 立磨的发展立磨技术的发展在世界范围内己有悠久的历史,而且种类繁多,如德国精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业的莱歇公司(kseche)、克虏伯公司(Kmpp)、伯利休斯公司(Polysius)、非凡公司(Pfeiffer),日本 UBE 公司、川崎、神户制钢所、三菱重工等及丹麦史密斯 F15公司现已形成系列规格齐全。立磨的研发与生产技术要求很高,我国相关研究机构曾在 8
10、0 年代就提出在水泥行业大力推广立磨的建议,而且当时也有一些厂家推出了自己的立磨产品。但在当时的研发水平局限下,这时的立磨产品具有不可避免的技术缺陷,因此很多水泥生产厂家最后重又转投球磨机。 近几年来,随着磨粉机械研发技术的大幅提升,国外磨粉机生产企业的立磨技术已经日臻成熟,立磨的产品技术优势也日益凸显。在这种形势下,国内磨粉机生产企业吸取国外成功经验,进行重大技术改革,也相继重新推出了具有自己相关专利技术的立磨产品,并逐渐的为国内水泥、电力、化工行业所接受,成为行业粉磨首选设备。我国在立磨方向上已经取得的进步有:安徽海螺水泥有限公司,冀东水泥引进的 ATOX-50 型立磨,产量已经达到 30
11、0 t/h,满足了 4000 t/d 水泥生产线原料磨要求,现均已正常运转,效果良好。江苏京阳水泥厂引进 MPS5000 立磨用于 5500 t/d 水泥生产线中。是目前国内引进 MPs 磨中规格最大的一种。分别用于生产原料及熟料的两种规格相同的立磨在国内用于大型立磨粉磨熟料的例子还不多,现京晶水泥厂两台生、熟料立磨均己正常生产,运行效果良好。1.2.2 立磨的特点(1)生产投资费用大幅降低。因为立磨系统简单,布局紧凑,占地面积仅为球磨机系统的 50 %,且可露天布置,直接降低了企业投资费用。 (2)生产效率高,节能环保 。立磨系统的能耗和球磨系统相比节约 30 %40 %;整个系统震动小,噪
12、音低,且设备整体密封,系统在负压下工作,无粉尘外溢,环境清洁,满足国家环保要求。工作机制改变,磨损减少,机器寿命延长。 (3)物料烘干能力强 (4)操作简便,维修方便。配备自动控制系统,可实现远程控制,操作简便;通过检修油缸,翻转动臂,可方便快捷更换辊套、衬板,减少企业停机损失。 (5)产品质量稳定。物料在机体内停留时间短,易于检测和控制产品粒度及化学成分,减少重复碾磨,稳定产品质量。但不同型号的立磨有其各自的特点,以下是各立磨的比较:表 11 几种典型立磨比较精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业名称LM 磨MPS 磨RM 磨OK 磨CK 磨给料方式侧给料中心给料侧给料侧给料中心给料磨辊
13、形状锥形轮胎型轮胎型轮胎型轮胎型磨盘形状平盘凹弧形槽凹弧形槽凹弧形槽凹弧形槽加载方式单独统一统一单独单独特点调整灵活稳定性好稳定性好调整灵活调整灵活磨辊数量2+2/3+332 对43倾斜角度15o15o15o15o磨辊维修翻出翻出移出翻出翻出对调使用否是是是是润滑方式润滑站油池润滑站润滑站润滑站磨辊尺寸小大大大大磨盘尺寸小大大大大磨盘转速高低低低低外循环量大大大小小喷嘴速低低低高高面积可测是否是是否调速方式变频变频变频变频变慢传有有有有有启动方式抬辊轻载抬辊轻载抬辊轻载抬辊轻载抬辊轻载喂料方式分割轮阀门分割轮分割轮阀门1.2.3 立磨的结构及工作原理主要结构及功能 : 磨辊是对物料进行碾压粉磨
14、的主要部件。磨内装有两对磨辊,每对磨辊装在同一轴上,以不同的转速转动。 磨盘固定在减速机的输出轴上,磨盘上部为料床,料床上有环形槽。 立磨主要由分离器、磨辊、磨盘、加压装置、减速机、电动机、壳体等部分组成。 分离器是决定细度的重要部件,它由可调速的传动装置、转子、导风叶、壳体、粗粉落料锥斗、出风口等组成,与选粉机的工作原理类似。 加压装置是提供叫碾磨压力的部件,由高压油站、液压缸、拉杆、蓄能器等组成,能向磨辊施加足够的压力使物料粉碎。原理: 三个液压磨滚压在带环型沟槽的磨盘上,电动机通过传动系统带动磨盘以一定的转速旋转(2030 r/min)旋转。由于物料与磨辊间摩擦力的作用,在工作时,使磨辊
15、沿本身轴线运动。由连接在磨机基座上的液压缸驱动磨机内部的三角压力架上的三个拉杆,让磨辊向下施加压力,磨辊支承在滚动轴承装置上,精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业该装置铰接于压力架上。由喂料管进入的物料,被研磨至一定的细读,被磨盘周边环形进风口通入的废热气吹起,经上级分级器分级,粗粒回落至磨盘上再粉磨,细粉经出口排入收尘器捕集为成品。1.2.4 MLS 立磨辊磨机组成:MLS 立磨主要由主电动机、主减速机、磨盘、磨辊组、架体、张紧装置、分离器、三道闸门、安装与检修装置、辅助传动装置及密封空气管路等部分组成。MLS 立磨的优点:允许入磨的水分最高可达 20 ;人磨粒度大,正常情况下小于 1
16、10 mm,最大可达 200 mm 左右;流程简单,占地面积小,建筑空间小;控制方便,物料在磨内停留时间短,成分、细度调整方便;噪声低,漏风少。图 1-2 MLS 立式辊磨机 MLS 型立式辊磨机的特点: (1)磨盘为沟槽形状,磨辊为轮胎形状,研磨曲率经过优化设计。采用统一施压的方式,磨辊能实现摆动,因而磨盘上的料流平稳,始终保持良好的接触表面,磨损均匀,磨损后期对产量的影响小。(2)磨机的加压采用液压加载,调整液压缸的压力大小进行控制压力,蓄能器缓和冲击波动,吸收事故过载压力。液压系统能实现研磨过程中的自动张紧、精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业系统自动卸荷、系统手动卸荷、维修中压力
17、框架的手动提升和自动下降五个功能。(3)磨辊的润滑为油池润滑,磨辊轴承的密封采用单独的风机,对磨辊轴承的温度进行监测,轴承的温度显示在中央控制室,保证了磨辊的使用。(4)磨盘与磨辊的研磨衬板材料采用硬镍铸铁,磨盘与磨辊衬板数量为偶数,便于检修更换,衬板寿命设计周期超过 10000 h。喷嘴环衬及空气导向锥则采用耐磨钢板,使衬板寿命大大提高。(5)分离器为 SLS 型动态组合式高效选粉机。此选粉机选粉效率较高,颗粒级配更加合理,利于烧成,分选效果好,降低了磨内的循环负荷,提高了磨机产量。分离器的传动方式采用变频调速电动机经直交空心轴减速器驱动方式,细度调节迅速,运行可靠。与液压驱动调速相比,减少
18、了现场维修保养的工作量。分离器的动态旋转叶片采用耐磨钢板,保证了衬板具有足够的寿命。(6)MLS 立磨的磨辊安装与检修装置采用了先进的技术。检修时,先利用液压缸提升被检修的磨辊或磨盘衬板,然后由电动机驱动经大速比减速机减速,将磨辊平稳水平旋出磨外。磨盘衬板也能利用此装置水平旋出磨外。先进的检修技术缩短了检修周期,提高了设备运转转率。(7)MLS 立磨的喂料装置采用了三道闸门,既保证了喂料,又有锁风功能。三道闸门的一个动作周期为 5.1 s,使喂料较好地连续进行。由于三道闸门结构的特点及其自身通有热风,使立磨机允许的进料水分较大,喂料装置不易堵塞。闸门的衬板采用了耐磨钢板,并且更换安全、方便。(
19、8)MLS 立磨的主减速机采用了弗兰德公司的 KMP710 型立式行星减速机,主电动机采用国产电动机。主减速机的润滑采用液体动静压润滑,保证了主减速机的正常运行。主电动机的轴承由一台专用的润滑站进行润滑。(9)磨机设有带超越离合器的辅助传动装置,利于磨机的启动和维修。(10)MLS 立磨具有机旁手动、机旁自动和中控远程控制三种操作方式。信号全部由现场控制柜 PLC 进行处理,根据工艺要求进行显示、调节、控制及报警,变频器的调速由中控室直接控制。机旁控制系统 PIC 与中控室的信号联系采用了点对点的方式,并预留有 PROFIEBUS 总线接口。机旁控制系统模拟显示设备状态和测量参数,并可根据设备
20、异常状态程度进行故障指示、操作错误指示、显示报警点的具体位置及停机等控制功能。机旁控制系统具有先进的控制显示方式,操作面板的功能齐全,必要的控制和监测信号远传至中控室计算机系统。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业2 配料计算2.1 原料,燃料化学组成 表 2-1 原料化学成分物料名称烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO总和石灰石40.432.901.680.8252.650.5899.06砂 岩3.4779.897.761.863.340.6196.93钢 渣0.8014.465.0620.7347.439.2897.76粘 土5.4655.3028.0311.432.460
21、.25102.9烟煤煤灰0.0051.8532.505.384.051.6495.42烟煤资料: 表 2-2 原煤工业分析:烟煤水分(Mar/%)挥发分(Var/%)灰分(Aar/%)固定碳(Car/%)热值(Qar/kJ/kg)含量 1.9127.1517.8353.11246772.2 三个率值的确定2.2.1 率值的定义我国目前硅酸盐水泥熟料采用饱和比(KH)、硅酸率(SM)、铝酸率(IM)三个率值控制熟料质量。KH 表示熟料中 SiO2被 CaO 饱和成 C3S 的程度,KH 值高,硅酸盐矿物多,溶剂矿物少,熟料中 C3S 含量越高,强度越高;SM 表示熟料中硅酸盐矿物与溶剂矿物的比值
22、,SM 高,煅烧时液相量减少,出现飞砂料的可能性增大,增加煅烧难度;IM 表示熟料中溶剂矿物 C3A 和C4AF 的比值,IM 高,液相黏度大,难烧,但明显提高了熟料的三天强度和扩大了烧成范围,IM 低时黏度较小,对形成 C3S 有利,但烧成范围窄,不利于窑的操作。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业预分解窑的热工特点,一是回转窑转速高,物料翻滚次数多,具有传热传质速度快的特点;而是采用预热预分解系统,物料预烧好,固相反应集中;三是采用高效冷却机,使熟料冷却速度快,熟料质量高。根据统计资料,为保证熟料正常烧成(易烧结而不结块)和水泥良好的物理性能(凝结正常、快硬高强和安定性良好),硅酸盐
23、水泥熟料的主要氧化物控制范围应是:CaO 62%67%,SiO2 20%27%,Al2O3 4%7%,Fe2O3 2.5%7%。2.2.2 率值的确定查新型干法水泥工艺设计手册新型干法生产的熟料率值一般控制在:KH=0.900.02,SM=2.60.1,IM=1.60.1表 2-3 国内外预分解窑熟料率值、矿物组成范围生产统计率值范围矿物组成国内国外“设计规范”“新型干法水泥技术”C3S/%5461650.860.900.880.91C2S/%1723132.402.802.402.70C3A/%7981.401.901.401.80C4AF/%91110我国硅酸盐水泥一般采用“两高一中”的配
24、料方案注:习惯提法:高饱和比(KH=0.940.02)、中饱和比(KH=0.900.02);高硅酸率(SM=2.42.8)、中硅酸率(SM=2.02.3)、低硅酸率(SM=1.61.9);高铝氧率(AM=1.01.3)、低铝氧率(AM=1.41.6);2.3 粉煤灰掺入量计算利用如下公式计算: (2-1)100yyDWqA RSQq 为水泥熟料烧成热耗,取 q=3050 熟料 kgkj/则 20. 22467710010083.173050S式中: S煤灰掺入量,以熟料百分数表示 100% 煤的应用基低热值 煤 yDWQkgkj/精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业煤的应用基灰分含量 %
25、 yAq熟料烧成热耗 熟料 kgkj/R煤灰沉落度 % ,当窑后有电收尘且窑灰入窑时取 100%当窑后不设电收尘且窑灰不入窑时,可参考表 2-4 选择煤灰沉落率:表 2-4 不同窑型不设电收尘时的煤灰沉落率窑型煤灰沉落率窑型煤灰沉落率湿法长窑(L/D=3050)有链条100%干法中空窑3040%湿法短窑(L/D30)有链条80%干法短窑带立筒式旋风预热器90%湿法短窑带料浆蒸发机70%预分解窑90%2.4 熟料化学组成计算设 =98%=3.34%23(2.81)(1)2.651.35Fe OKHIMSMIM%23235.34Al OIMFe O%2232322.57SiOIMFe OAl O%
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