物料衡算及工厂选型布置.ppt

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1、第二章第二章 工艺设计基础与工艺设计基础与 工艺平衡计算工艺平衡计算本章内容：本章内容：工艺设计的基本原则工艺设计的基本原则工艺设计的程序和重点工艺设计的程序和重点工艺平衡计算工艺平衡计算车间工艺布置概述车间工艺布置概述工艺设计的任务工艺设计的任务n1 1）确定生产方法、选择合适的工艺流程；）确定生产方法、选择合适的工艺流程；n2 2）选取工艺参数及定额指标；）选取工艺参数及定额指标；n3 3）确定生产设备的类型、规格与数量；）确定生产设备的类型、规格与数量；n4 4）确定劳动定员与生产班制；）确定劳动定员与生产班制；n5 5）进行车间工艺布置，合理安排设备之间的）进行车间工艺布置，合理安排设

2、备之间的衔接。衔接。工艺设计中需要高度重视的事项：工艺设计中需要高度重视的事项：n工艺设计的一些重大原则：工艺设计的一些重大原则：生产方法的确定生产方法的确定；主要生产设备主要生产设备（如水泥厂窑、磨、破碎机、烘干机、包装机等）的型式、规格、台数的选择的型式、规格、台数的选择；各生产车间的流程、工艺布置及其在总平面图各生产车间的流程、工艺布置及其在总平面图上恰当的位置上恰当的位置等。等。n设计中的一些具体问题：设计中的一些具体问题：如传动设备的选定、如传动设备的选定、设备之间互相衔接的溜管、溜槽的角度、加工设备之间互相衔接的溜管、溜槽的角度、加工制作、安装等。制作、安装等。n这些一般在初步设计

3、阶段予以解决，而一些具体细节的处理，则在施工图设计阶段处理。2.1 工艺设计的基本原则和程序工艺设计的基本原则和程序n一、工艺设计的基本原则一、工艺设计的基本原则n1 1、按照计划任务书规定的产品方案、生产规模和产品规、按照计划任务书规定的产品方案、生产规模和产品规格进行设计；格进行设计；n1 1）选择与产品方案、生产规模和产品规格相适应的工艺流程和设备）选择与产品方案、生产规模和产品规格相适应的工艺流程和设备配置；配置；对于产品品种，如果认为计划任务书的规定在技术上或经济上有不适当之处，应阐明理由、建议调整，并取得业主的同意。n2 2）设备规模要满足生产规模和产品的产量、质量、规格的要求；）

4、设备规模要满足生产规模和产品的产量、质量、规格的要求；计划任务书规定的产品规模往往有一定的范围，设计规模在该范围之内或略超出该范围，都认为是合适的；但如限于设备选型，设计达到的规模略低于该范围，应说明原因，取得同意后，才能继续设计。3 3）对主机的生产能力进行标定，达到高产、优质、低耗、）对主机的生产能力进行标定，达到高产、优质、低耗、长期稳定安全运行。长期稳定安全运行。n窑、磨等主机的产量，除了参考设备说明书和经验公式窑、磨等主机的产量，除了参考设备说明书和经验公式计算以外，还应根据国内同类型主机的生产数据并参考计算以外，还应根据国内同类型主机的生产数据并参考国内外近似规格的主机产品进行标定

5、。国内外近似规格的主机产品进行标定。n在工厂建成后的较短时期内，主机应能达到标定的产量，在工厂建成后的较短时期内，主机应能达到标定的产量，同时标定的主机产量应符合优质、高产、低消耗和没备同时标定的主机产量应符合优质、高产、低消耗和没备长期安全运转的要求。长期安全运转的要求。n既要充分发挥设备的能力，但又不能过分追求强化操作。既要充分发挥设备的能力，但又不能过分追求强化操作。n主要设备的能力应与工厂规模相适应，大型工厂应配套主要设备的能力应与工厂规模相适应，大型工厂应配套与之相适应的大型设备，否则将造成工艺线过多的现象。与之相适应的大型设备，否则将造成工艺线过多的现象。水泥厂的设计中，一般只采用

6、一条或两条由大型设备组水泥厂的设计中，一般只采用一条或两条由大型设备组成的工艺线。成的工艺线。2 2、选择先进、选择先进、成熟成熟成熟成熟、合理的工艺流程和设备、合理的工艺流程和设备n1 1）工厂的工艺流程：）工厂的工艺流程：n在经济条件、物质资源和技术力量许可的前提下尽量推广新技术、新工艺，具体工段还应考虑相互之间连接的流畅；n2 2）设备选型（主机及配套辅机）：）设备选型（主机及配套辅机）：n尽量做到体积小、结构新、质量轻、效率高，消耗省、操作可靠、维修方便、供应有保证，且留有一定富裕量富裕量；选择先进、成熟、合理的工艺流程和设备选择先进、成熟、合理的工艺流程和设备n3 3）附属设备：）附

7、属设备：n型号、规格应尽量统一，以便于生产管理和减少配、备件的种类；n4 4）新技术、新工艺、新设备：）新技术、新工艺、新设备：n必须经过生产实践鉴定合格后，才可应用于新建厂的设计；n5 5）进行方案比较：）进行方案比较：n工艺流程、设备选型、工艺布置。工厂的工艺流程和主要设备确定以后，整个工厂设计大局已定n在选择生产工艺流程和设备时，应尽量考虑节省能源，在选择生产工艺流程和设备时，应尽量考虑节省能源，采用国内较成熟的先进经验和先进技术采用国内较成熟的先进经验和先进技术。n水泥厂：原料破碎采用一级反击锤式破碎机代替二级水泥厂：原料破碎采用一级反击锤式破碎机代替二级或三级破碎系统；生料粉磨工序采

8、用烘干磨系统；在或三级破碎系统；生料粉磨工序采用烘干磨系统；在水泥粉磨系统采用辊压机、球磨、高效选粉机水泥粉磨系统采用辊压机、球磨、高效选粉机(如如O-SEPA选粉机等选粉机等)的混合粉磨系统。的混合粉磨系统。n陶瓷厂：采用压力或真空入磨、压力出磨、真空脱气、陶瓷厂：采用压力或真空入磨、压力出磨、真空脱气、管道注浆、喷雾干燥、大吨位自动压机成型，远红外管道注浆、喷雾干燥、大吨位自动压机成型，远红外和微波干燥、低温快烧等新技术。不仅大大缩短厂生和微波干燥、低温快烧等新技术。不仅大大缩短厂生产周期，提高厂劳动生产率，减轻劳动强度，而且降产周期，提高厂劳动生产率，减轻劳动强度，而且降低了废品率，降低

9、工厂成本。低了废品率，降低工厂成本。3 3、合理确定各项技术指标和工艺参数、合理确定各项技术指标和工艺参数n技术指标：技术指标：留有余地、避免浪费；如原料、燃料消耗量，设备（电）容量，员工人数，劳动生产率，产品合格率，原料配比、各种率值等；n工艺参数：工艺参数：相互协调，满足生产规模、产品方案的总体要求。如窑、磨等主机、辅机的产量，原料损失率（各阶段）、回收率，物料储备量、储备期和运量（堆场面积）等。4 4、注意考虑生产挖潜的可能、并预留改扩、注意考虑生产挖潜的可能、并预留改扩建的余地；建的余地；n工厂扩建的原则：工厂扩建的原则：既要便于今后的扩建，使工厂扩建既要便于今后的扩建，使工厂扩建时尽

10、量不影响原有的生产，又要尽可能不增加当前建时尽量不影响原有的生产，又要尽可能不增加当前建厂的占地面积和投资。厂的占地面积和投资。工厂从设计到建成投产往往要好几年时间，而生产技术不断向前发展。因此设计能力应能切实满足生产要求并留有余地。各车间主机对窑应有一定的储备能力，各种附属设备对其主机应有一定的储备能力。此外应结合设计时的国内外未来一段时期产品需求情况的预测，以及当前国民经济发展的方针政策，考虑在设计中是否需要或应留有多大的扩建余地。5、合理考虑机械化、自动化装备水平、合理考虑机械化、自动化装备水平n机械化水平：机械化水平：与工厂规模和装备水平相适应与工厂规模和装备水平相适应；连续生产过程中

11、大宗物料的装、运、卸，必须实现机械化。连续生产过程中大宗物料的装、运、卸，必须实现机械化。重大设备的检修、起重以及需要减轻繁重体力劳动的场合，也应重大设备的检修、起重以及需要减轻繁重体力劳动的场合，也应尽可能实现机械化。一般大型厂机械化水平较高，而小型厂则可尽可能实现机械化。一般大型厂机械化水平较高，而小型厂则可以低一些；以低一些；n自动化水平：自动化水平：值得提倡，因值得提倡，因“厂厂”制宜制宜。生产控制自动化，具有反应灵敏、控制及时、调整精确的特生产控制自动化，具有反应灵敏、控制及时、调整精确的特点，是保证现代化连续性生产安全稳定进行的必不可少的手段。点，是保证现代化连续性生产安全稳定进行

12、的必不可少的手段。如在原料配料和粉磨过程中，新型干法生产广泛地采用电子秤如在原料配料和粉磨过程中，新型干法生产广泛地采用电子秤X荧光分析仪荧光分析仪电子计算机自动调节系统，控制原料配料，实现电子计算机自动调节系统，控制原料配料，实现了原料配料的自动控制。在水泥粉磨系统已广泛采用电子定量喂了原料配料的自动控制。在水泥粉磨系统已广泛采用电子定量喂料秤、料秤、自动化仪表、电子计算机控制生产。其中主要利用电耳、自动化仪表、电子计算机控制生产。其中主要利用电耳、提升机负荷和选粉机回料量等进行磨机负荷控制。提升机负荷和选粉机回料量等进行磨机负荷控制。6、重视环境保护，减少污染，积极执行国家清、重视环境保护

13、，减少污染，积极执行国家清洁生产标准。洁生产标准。n严格贯彻执行国家环境保护、工业卫生等方面的规定。对可能产生的污染应采取相应的防治措施，确保工人在良好的环境下从事生产，保护广大职工的身体健康，延长设备使用寿命。为减少环境污染，应广泛地采用新型高效除尘设备，在物料储存设计上采用以“圆库化为主的方案。与此同时，也应重视噪音防治、污水治理、绿化环境，使水泥工业实现文明生产。7、工艺布置要便于施工、安装、生产与维修、工艺布置要便于施工、安装、生产与维修n生产流程顺畅、紧凑、简捷；n尽力缩短物料的运输距离；n并充分考虑设备安装、操作、检修和通行的方便；n以及其它专业对工艺布置的要求。二、工艺设计的程序

14、二、工艺设计的程序n按照基本建设程序，在厂址已获批准并对厂区矿区的各项技术条件落实后，即可全面展开设计工作。n工艺设计一般分初步设计和施工图设计两个阶段。1、初步设计的步骤初步设计的步骤n在初步设计阶段，工艺设计计算与工艺布置常交错进在初步设计阶段，工艺设计计算与工艺布置常交错进行，由浅入深、有条不紊。行，由浅入深、有条不紊。根据全厂物料平衡计算，进行主机选型，进而确定各种物料的储存期、储存量、储库的主要规格尺寸。然后初步考虑各个车间的轮廓尺寸，绘制生产车间总平面轮廓图，初步解决各个生产车间的平面位置关系，为各车间进行设计做好准备。各车间设计时，先从车间内部的主、辅机设备选型计算着手。通过计算

15、选定主、辅机设备，然后进行车间布置设计，绘制系统工艺布置图。工艺设计计算与工艺布置问题不能截然分开，特别是进行主机平衡计算时，必须考虑到所选用的主机在工艺流程上和设计布置上的问题，以免在设计布置时出现困难。物料平衡、主机平衡和储库计算，都以烧成车间生产能力为基准。烧成车间生产能力基本上决定了工厂的生产规模。在进行物料平衡、主机平衡和储库计算时，首先要确定烧成车间生产能力和工厂生产规模。初步设计的步骤初步设计的步骤n1）根据原料特点、产品质量要求等因素，确根据原料特点、产品质量要求等因素，确定配料方案与各车间生产任务；定配料方案与各车间生产任务；原料加工试验是设计前的准备工作之一，应在开展设计以

16、前的资源勘探和建厂可行性研究时进行。配料计算确定原料种类和配合比，是确定原料需要量和进行物料平衡、主机平衡及储库计算的主要依据之一。在设计中，原料加工试验和配料计算是由原料专业完成的。初步设计的步骤初步设计的步骤n2）选择生产工艺流程及主机设备；）选择生产工艺流程及主机设备；n3）确定主要工艺参数、定额指标及车间工作制度；）确定主要工艺参数、定额指标及车间工作制度；n4）物料平衡计算、设备选型及计算、储库平衡计算；）物料平衡计算、设备选型及计算、储库平衡计算；n5）绘制全厂生产车间总平面轮廓图、工厂总平面资）绘制全厂生产车间总平面轮廓图、工厂总平面资料图；料图；全厂生产车间总平面轮廓图(方块图

17、)，主要表示各车间的相对位置，是总图专业人员进行工厂总平面布置图设计的主要依据。初步设计的步骤初步设计的步骤n6）进行车间工艺布置并绘制工艺布置草图；）进行车间工艺布置并绘制工艺布置草图；n7）计算设备的电力安装容量以及蒸汽、压缩空气和其它）计算设备的电力安装容量以及蒸汽、压缩空气和其它动力需要量；计算人员数量和运输量；向土建等专业工动力需要量；计算人员数量和运输量；向土建等专业工种提供资料；种提供资料；n 8）根据土建设计，绘制正式工艺布置图；）根据土建设计，绘制正式工艺布置图；各车间工艺布置图分别绘制，表示该车间的主要平、剖面，供土建等有关专业配合设计用，然后汇总成全厂生产车间平、剖面图（

18、表示全厂生产工艺流程，主机和主要附属设备台数及定位尺寸、厂房楼层、地面的标高和检修设施等）。与设备表和设计说明书、概算一起，组成初步设计文件。n9）计算主要技术经济指标；）计算主要技术经济指标；n10）编写工艺设计说明书。）编写工艺设计说明书。2 施工图设计施工图设计n分资料图和成品图两个步骤n资料图：资料图：工艺专业人员根据初步设计的各车间工艺布置图和审批意见，绘制工艺施工资料图，供各专业配合设计之用；n成品图：成品图：在各专业设计后进行查对、修改和补充后，绘制成品图。施工图包括工艺布置图（平面图、剖面图）、局部放大图和设备基础图，在工艺布置图的基础上，绘制管道系统图、设备安装图和溜管、支架

19、等非标准件图。施工图设计的文件，是工艺设备安装的依据。施工图设计，每个车间分别进行设计。如设计方案无变化，施工图设计不编写工艺设计说明书。2.2 物料平衡计算物料平衡计算n物料平衡计算：物料平衡计算：以确定的生产规模、产品方案、原料配方试验结果、工艺流程、工艺参数及生产班制为基础，计算各种原料、燃料、材料的需要量以及从原料进厂直至成品出厂各工序所需处理的物料量。n物料平衡计算解决的问题物料平衡计算解决的问题n一、一、水泥厂物料平衡计算水泥厂物料平衡计算n二、二、陶瓷厂物料平衡计算陶瓷厂物料平衡计算物料平衡计算解决的问题物料平衡计算解决的问题n原料进厂至成品出厂各工序所需处理的物料原料进厂至成品

20、出厂各工序所需处理的物料量，作为确定车间生产任务、设备选型及人员量，作为确定车间生产任务、设备选型及人员编制的依据。编制的依据。例如：陶瓷厂年装窑量是窑炉选型计算及例如：陶瓷厂年装窑量是窑炉选型计算及匣钵数量计算的依据；年成型量是成型设备台匣钵数量计算的依据；年成型量是成型设备台数及模具用量的计算依据；坯料粉碎加工量是数及模具用量的计算依据；坯料粉碎加工量是确定粉碎设备数量的依据等。确定粉碎设备数量的依据等。物料平衡计算解决的问题物料平衡计算解决的问题n各种原料、辅助材料及燃料需要量作为总图设各种原料、辅助材料及燃料需要量作为总图设计中确定运输量、运输设备和计算各种堆场、储计中确定运输量、运输

21、设备和计算各种堆场、储库、料仓规模的依据。库、料仓规模的依据。n计算水，电、蒸汽和劳动力的需要量，确定原计算水，电、蒸汽和劳动力的需要量，确定原材料、燃料等的单位消耗指标，作为公用设计和材料、燃料等的单位消耗指标，作为公用设计和计算产品成本等的依据。计算产品成本等的依据。物料平衡计算物料平衡计算n物料平衡计算是工艺设计必不可少的工艺计算内物料平衡计算是工艺设计必不可少的工艺计算内容之一容之一 n保障物料平衡计算正确的基础保障物料平衡计算正确的基础n正确的工艺流程：计算的步骤正确的工艺流程：计算的步骤n生产工艺：计算的内容生产工艺：计算的内容n物料衡算的基本公式（物料衡算的基本公式（某道工序某道

22、工序）：）：出料量出料量（产量）（产量）=进料量进料量（加工量、上道工序产量）（加工量、上道工序产量）*（1-1-生产损失率）生产损失率）一、一、水泥厂物料平衡计算水泥厂物料平衡计算n物料平衡计算的基础资料物料平衡计算的基础资料n1、烧成车间生产能力和工厂生产能力的计算烧成车间生产能力和工厂生产能力的计算n2、原燃材料消耗定额的计算、原燃材料消耗定额的计算n3、原燃料的需要量与物料平衡表的编制、原燃料的需要量与物料平衡表的编制n2012年底前，淘汰窑径年底前，淘汰窑径3.0米以下水泥机械化立窑生产线、米以下水泥机械化立窑生产线、窑径窑径2.5米以下水泥干法中空窑米以下水泥干法中空窑(生产高铝水

23、泥的除生产高铝水泥的除 外外)、水泥湿法窑生产线水泥湿法窑生产线(主要用于处理污泥、电石渣等的除外主要用于处理污泥、电石渣等的除外)、直径直径3.0米以下的水泥磨机米以下的水泥磨机(生产特种水泥的除外生产特种水泥的除外)以及水以及水泥土泥土(蛋蛋)窑、普通立窑等落后水泥产能。窑、普通立窑等落后水泥产能。一、一、水泥厂物料平衡计算水泥厂物料平衡计算n以窑的熟料产量作为物料平衡的计算基准以窑的熟料产量作为物料平衡的计算基准n1 1）年平衡法：）年平衡法：工厂规模以水泥年产量表示，工厂规模以水泥年产量表示，取熟料年产量为基准；取熟料年产量为基准；n2 2）周平衡法：）周平衡法：工厂规模以熟料日产量表

24、示，工厂规模以熟料日产量表示，取熟料周产量为基准。取熟料周产量为基准。n生料各组分配合比，由配料计算确定；生料各组分配合比，由配料计算确定；物料平衡计算的基础资料物料平衡计算的基础资料n工厂规模：工厂规模：水泥或窑的产量、窑的年运转率及时间；水泥或窑的产量、窑的年运转率及时间；n生料各组分配合比及生料外加物比例、水分、消耗定额生料各组分配合比及生料外加物比例、水分、消耗定额；n水泥各组分配合比、水分水泥各组分配合比、水分：水泥中熟料、石膏和混合材的：水泥中熟料、石膏和混合材的比例视水泥品种和质量要求而定；比例视水泥品种和质量要求而定；n燃料品种、水分、热值；燃料品种、水分、热值；n熟料烧成热耗

25、；熟料烧成热耗；n物料烘干热耗物料烘干热耗：取决于所选烘干机的热工特性和湿物料的：取决于所选烘干机的热工特性和湿物料的含水量，它用以计算烘干所需的燃料量。含水量，它用以计算烘干所需的燃料量。n车间工作制度等：车间工作制度等：包括生产周制度包括生产周制度(连续周每周连续周每周7 7天工作，天工作，不连续周为每周不连续周为每周6 6天工作天工作)和生产班制度和生产班制度(每日的生产班数每日的生产班数和每班的生产小时数和每班的生产小时数)，它用以确定年平衡法的设备年利，它用以确定年平衡法的设备年利用率，或周平衡法的设备每周运转小时数。用率，或周平衡法的设备每周运转小时数。典型的新型干法水泥生产工艺流

26、程图典型的新型干法水泥生产工艺流程图 水泥磨水泥磨石灰石石灰石单段锤式破碎机单段锤式破碎机 预均化堆场预均化堆场配料站配料站立式生料磨立式生料磨均化库均化库预热器预热器分解炉分解炉回转窑回转窑冷却机冷却机熟料库熟料库商品熟料出厂商品熟料出厂 硅质原料硅质原料 破碎破碎 校正原料校正原料 贮库贮库煤煤石膏石膏混合材混合材 破碎破碎 均化堆场均化堆场煤磨煤磨煤粉仓煤粉仓破碎破碎破碎破碎贮库贮库贮库贮库烘干烘干袋装水泥出厂袋装水泥出厂成品库成品库包装机包装机水泥库水泥库水泥散装库水泥散装库散装水泥出厂散装水泥出厂1 1 烧成车间及工厂生产能力的计算烧成车间及工厂生产能力的计算n1.1 年平衡法年平衡

27、法 计算步骤：计算步骤：nA）按计划任务书对工厂规模）按计划任务书对工厂规模(水泥年产量水泥年产量)的的 要求，计算要求的熟料年产量（要求，计算要求的熟料年产量（可直接用可直接用）；）；nB）选择窑型、规格；）选择窑型、规格；nC）标定窑的台时产量；）标定窑的台时产量；nD）选取窑的年利用率；）选取窑的年利用率；nE）计算窑的台数；）计算窑的台数；nF）核算出烧成系统和工厂的生产能力。）核算出烧成系统和工厂的生产能力。1)要求的熟料年产量（要求的熟料年产量（Qy）n给定参数：给定参数：nGy：工厂规模(t水泥年)；nd：水泥中石膏的掺入量(%)ne：水泥中混合材的掺入量(%)nP：水泥生产损失

28、率生产损失率(%)，一般取35%nQy：要求的熟料年产量(t熟料年)有多（有多（k k）种水泥产品时：）种水泥产品时：n对不同品种分别进行计算：nGyi每种水泥年产量(t年)；ndi-表示每种水泥中石膏的掺入量(%)；nei-每种水泥中混合材的掺入量(%)；2)窑的台数窑的台数(n)n给定参数：给定参数：nQy：熟料年产量(t/y)；nQh.l：所选窑的标定台时产量(t/台h)；n：窑的年利用率利用率，以小数表示；干法回转窑：2000t/d熟料生产线，85；2000t/d熟料生产线，82；湿法窑0.90；传统干法窑0.85；机立窑0.80.85。8760全年日历小时数。2)窑的台数窑的台数(n

29、)n算出窑的台数n等于或略小于整数时并取整数值。例如n=1.9取为两台，窑的能力稍有富余，是允许的，也是合理的；nn比某整数略大，取该整数值。例如n=2.1或2.2而取为两台，但必须采取提高窑的台时产量的措施，或者相应增大窑的年利用率，否则便不能达到要求的设计能力。如确因设备系列的限制而无合适规格的窑可选，使工厂设计能力略小于计划任务书规定的数值时，则应在初步设计说明书中加以说明。n当n与整数值相差较大，例如n=1.3、1.5、1.6时，则一台窑达不到要求的设计能力，而两台窑又超过需求的设计能力太多，在此情况下，必须另行选择窑的规格，重新计算和标定窑的产量。如因没备选型所限，使设计能力比要求的

30、能力超过较多时(例如n=1.6，1.7，而取为两台时)，也应在初步设计说明书中加以论述。3)设计的烧成系统生产能力设计的烧成系统生产能力n熟料小时产量 Qh=n Qh(th)n熟料日产量 Qd=24 Qh(td)n熟料年产量 Qy=8760 Qh(t年)-窑的年利用率4)设计的工厂生产能力设计的工厂生产能力n水泥小时产量 n水泥日产量 Gd=24Gh (t/d)n水泥年产量 Gy=8760Gh(t/y)1.2 周平衡法周平衡法n计算步骤：按计划任务书对工厂规模(熟料日产量)的要求，选择窑型和规格，标定窑的台时产量，计算窑的台数，然后再核算出烧成系统和工厂的每周生产能力。1)窑的台数窑的台数(n

31、)：n给定条件：nQd：要求的熟料日产量(t/d)；Qh.l，n的取值跟年平衡法一样；2)烧成系统的生产能烧成系统的生产能力n熟料小时产量和日产量的计算与年平衡法相同n熟料周产量 Qw=168Qh (t/w)3)工厂生产能力工厂生产能力n水泥厂小时产量和日产量的计算与年平衡法相同n 水泥周产量 Gw=168Gh (t/w)全国全国2009年投产的新型干法生产线年投产的新型干法生产线 规规 模（模（t/d）12001600200025003000320040005000以上以上合计合计生产线数（条）生产线数（条）68181269176熟料能力（万熟料能力（万t/a）244.95983.0768.

32、81488.011005.019489.7 占熟料总产能比（占熟料总产能比（%）1.2630.703.947.6356.47100.001.3 新型干法水泥生产线新型干法水泥生产线n项目名称：项目名称：xx公司公司(n)xx00 t/d 熟料水泥生产线熟料水泥生产线 （Qd为给定设计条件）为给定设计条件）n根据规定的熟料产能计算原料、烧成系统根据规定的熟料产能计算原料、烧成系统n根据商品熟料、水泥产量计划等计算水泥磨系统根据商品熟料、水泥产量计划等计算水泥磨系统小型小型 中中 型型 大大 型型2 2 原、燃料消耗定额的计算原、燃料消耗定额的计算n2.1 原料消耗定额原料消耗定额n1）熟料的干生

33、料理论消耗量）熟料的干生料理论消耗量KT（t/t熟料）n s煤灰掺入量，以占熟料百分数表示()；n I干生料的烧失量()；煤灰掺入量（煤灰掺入量（s s）n影响因素：nAy：煤的应用基灰分含量（）nR：煤灰尘落率(%)；窑后有电收尘时R取100nq：熟料烧成热耗（kJ/kg熟料）nQyDW：煤的应用基低位热值(kJ/kg煤)；q/QyDW-：熟料烧成用煤量（kg/kg熟料）；2）熟料的干生料消耗量）熟料的干生料消耗量K生（t/t熟料）n生料生产损失率P生（），新型干法窑现已控制在1；3）各种干原料消耗定额）各种干原料消耗定额K原原(t/t熟料)n干生料中该原料的配合比X（）n K原K生X2.2

34、 干石膏消耗定额干石膏消耗定额Kd（t/t熟料）nd水泥中石膏的掺入量(%)ne水泥中混合材的掺入量(%)nPd 石膏生产损失率(%)2.3 干混合材消耗定额干混合材消耗定额Ke（t/t熟料）nd水泥中石膏的掺入量(%)ne水泥中混合材的掺入量(%)nPe 混合材生产损失率(%)2.4 烧成用干煤消耗定额烧成用干煤消耗定额Kf1（t/t熟料）nPf 煤的生产损失率（，一般取3）nq 熟料烧成热耗（kJ/kg熟料）n 干煤低位热值(kJ/kg干煤)不同窑型熟料烧成热耗不同窑型熟料烧成热耗n注：表中热耗值为生产正常情况的设计考核指标，预分解窑热耗值的设定条件生料中等易烧性煤热值大于21736kJ/

35、kg(5200kcal/kg)(空气干燥基)，煤挥发分大于22%，海拔低于500m；熟料冷却蓖式冷却机，无旁路放风时。预热器窑热耗值的设定条件：熟料冷却机为单筒冷却机，其他与预分解窑相同。窑窑 型型 熟料烧成热耗熟料烧成热耗窑窑 型型 熟料烧成热耗熟料烧成热耗 kJ/kg熟料熟料kcal/kg熟料熟料kJ/kg熟料熟料kcal/kg熟料熟料湿法长窑湿法长窑干法长窑干法长窑带余热锅炉窑带余热锅炉窑立波尔窑立波尔窑50005900460050005900670036003800120014001100120014001600850900悬浮预热窑悬浮预热窑预分解窑预分解窑机械立窑机械立窑33003

36、60031003300360038007808507407808509003178 kJ/kg 3050 kJ/kg2.5 烘干用干煤消耗定额烘干用干煤消耗定额Kf2(吨煤/吨熟料)nMw：需烘干的湿物料量（年平衡法，：需烘干的湿物料量（年平衡法，t/y）；）；nQc：烧成系统生产能力：烧成系统生产能力(熟料熟料t/y）nwl：烘干前物料（湿物料）的含水量烘干前物料（湿物料）的含水量(%)nw2：烘干后物料（干物料）的含水量烘干后物料（干物料）的含水量(%)nqdr：烘干热耗烘干热耗(kJ/kg水分水分)，蒸发，蒸发1kg水分的耗热量；水分的耗热量；n ：干煤低位热值：干煤低位热值(kJ/kg

37、干煤干煤)nPf ：煤的生产损失率（）煤的生产损失率（）n求求Kf2(吨煤吨煤/吨吨熟料熟料)n提示：烘干前、后绝对干物料量不变提示：烘干前、后绝对干物料量不变n 先求要蒸发的水分量，再换算成干煤消耗量先求要蒸发的水分量，再换算成干煤消耗量2.5 烘干用干煤消耗定额烘干用干煤消耗定额Kf2(kgkg熟料)设干物料量为设干物料量为Md（t/y）、蒸发的水分量）、蒸发的水分量W（t/y）：）：则有：则有：由于：由于：2.5 烘干用干煤消耗定额烘干用干煤消耗定额Kf2(kgkg熟料熟料)n计算思路：计算思路：水分蒸发量水分蒸发量热耗量热耗量煤耗量煤耗量对应于单位熟对应于单位熟料的烘干用干煤消耗量（考

38、虑干煤生产损失）料的烘干用干煤消耗量（考虑干煤生产损失）烘干蒸发的水分量烘干蒸发的水分量蒸发水分的热耗蒸发水分的热耗干煤消耗量干煤消耗量对应单位熟料的烘干用干煤量对应单位熟料的烘干用干煤量qdr：参考烘干机经验数据，准确的数参考烘干机经验数据，准确的数据应通过具体烘干机的热工计算求得。据应通过具体烘干机的热工计算求得。2.6 湿物料消耗定额湿物料消耗定额Kw(kgkg熟料熟料)n将前述各种干物料消耗定额（Kdr）换算为含天然水分(W0，%)的湿物料 3 原燃材料的需要量与物料平衡表的编制原燃材料的需要量与物料平衡表的编制n各种物料的需要量各种物料的需要量：各种物料消耗定额乘以烧成系统生产能力。

39、例如，将湿石灰石消耗定额乘以熟料周产量便得出湿石灰石每周需要量；乘以熟料年产量便得出湿石灰石每年需要量。n将计算结果汇总成物料平衡表全厂物料平衡表全厂物料平衡表物料名称水分（%）生产损失（%）消耗定额t/t料物料平衡表(t)干 料含天然水分料干料含水分料小时日周年小时日周年石灰石粘 土铁 粉生 料石膏混合材熟 料水 泥烧成用煤烘干用煤燃煤合计二二 陶瓷厂物料平衡计算陶瓷厂物料平衡计算n1 1 工艺参数的选择工艺参数的选择n进行物料平衡计算前，必须根据生产工艺流程、半工进行物料平衡计算前，必须根据生产工艺流程、半工业加工试验报告以及同类型企业生产实践经验，合理业加工试验报告以及同类型企业生产实践

40、经验，合理选择工艺参数。选择工艺参数。n工艺参数的确定应尽量符合实际，需根据调研和半工工艺参数的确定应尽量符合实际，需根据调研和半工业试验报告或类似工厂生产中统计出来的平均先进指业试验报告或类似工厂生产中统计出来的平均先进指标，结合设计工厂的具体工艺特点进行分析而最后确标，结合设计工厂的具体工艺特点进行分析而最后确定。定。n指标不能过于先进，以免使以后的生产造成困难。也指标不能过于先进，以免使以后的生产造成困难。也不能保守，防止造成浪费。不能保守，防止造成浪费。陶瓷厂主要工艺参数陶瓷厂主要工艺参数n各种原料的灼烧减量及自然含水率；坯釉各种原料的灼烧减量及自然含水率；坯釉料加工过程中泥浆、泥料、

41、生坯和生坯干料加工过程中泥浆、泥料、生坯和生坯干燥后的含水率。燥后的含水率。n坯釉料配方、坯釉比，坯料烧失率（灼烧坯釉料配方、坯釉比，坯料烧失率（灼烧减量减量)、熔块烧失率等。、熔块烧失率等。n成品和半成品单重。成品和半成品单重。n各工序损失率。包括原料在贮存、运输、各工序损失率。包括原料在贮存、运输、检选和加工过程中的损失，以及球磨、榨检选和加工过程中的损失，以及球磨、榨泥、成型、干燥和上釉等过程中的损失。泥、成型、干燥和上釉等过程中的损失。陶瓷厂主要工艺参数陶瓷厂主要工艺参数n各工序废品率。指半成品和成品在生产过程各工序废品率。指半成品和成品在生产过程中的废品率。它直接关系到设备台数、人员

42、编中的废品率。它直接关系到设备台数、人员编制、投资大小和产品成本等。制、投资大小和产品成本等。在各项损失和废品中，有些可以回收，有在各项损失和废品中，有些可以回收，有些不可以回收。例如成型、于燥中损失的坯泥些不可以回收。例如成型、于燥中损失的坯泥和废品，可以回收再利用。回收利用率一般可和废品，可以回收再利用。回收利用率一般可达达9090-95%-95%。n其它生产工艺参数。如球磨机周期、料球水其它生产工艺参数。如球磨机周期、料球水比例、烧成温度、烧成周期、装窑密度和匣钵、比例、烧成温度、烧成周期、装窑密度和匣钵、石膏模寿命等。石膏模寿命等。2、计算方法和步骤、计算方法和步骤n2.1 2.1 衡

43、算步骤衡算步骤 根据生产工艺流程，选择衡算的项目。凡具有主根据生产工艺流程，选择衡算的项目。凡具有主机设备的工序必须立项衡算，而只有辅助设备或非重要机设备的工序必须立项衡算，而只有辅助设备或非重要设备的工序，可以不单独列项。此外上下加工量相差不设备的工序，可以不单独列项。此外上下加工量相差不大的工序如原料的粗碎、中碎工序，可以并项计算。大的工序如原料的粗碎、中碎工序，可以并项计算。确定与衡算项日密切相关的工艺参数，如损失率、确定与衡算项日密切相关的工艺参数，如损失率、废品率、回坯率和烧失率等。废品率、回坯率和烧失率等。根据计划任务书中的设计产量及损失率、废品率，根据计划任务书中的设计产量及损失

44、率、废品率，逆着生产流程的工序，计算各工序的加工任务，一般从逆着生产流程的工序，计算各工序的加工任务，一般从包装包装检验检验(装配装配)焙烧焙烧上釉上釉干燥干燥成型成型制泥制泥逐项进行计算。逐项进行计算。注意计算基准的统一注意计算基准的统一n1 1）时间均以年为单位；）时间均以年为单位；n2 2）废品率指加工）废品率指加工100100件制品时，报废件数的百件制品时，报废件数的百分数，以制品的件数为基准，如要换算成质量分数，以制品的件数为基准，如要换算成质量时，可将半成品按不同加工工序中的单件制品时，可将半成品按不同加工工序中的单件制品质量乘以件数；质量乘以件数；n3 3）物料衡算中常采用瓷坯基

45、准及干坯基准，）物料衡算中常采用瓷坯基准及干坯基准，便于计算；半成品在生产过程中会产生物理、便于计算；半成品在生产过程中会产生物理、化学变化，如干燥、脱水、焙烧时灼烧损失等。化学变化，如干燥、脱水、焙烧时灼烧损失等。2.2 2.2 衡算过程衡算过程 (以一次烧成工艺为例)年产量年产量 年出窑量年出窑量 年装窑量年装窑量 年施釉量年施釉量 年干燥量年干燥量 年成型量年成型量 年坯料需要量年坯料需要量 年坯料加工量年坯料加工量 年破碎、粉碎加工量年破碎、粉碎加工量 各种原料处理量各种原料处理量 各种原料进厂量各种原料进厂量 各种原料购入量各种原料购入量检选包检选包装损失装损失烧成烧成损失损失施釉施

46、釉损失损失干燥干燥损失损失成型成型损失损失切削、练泥、切削、练泥、压滤损失压滤损失废坯泥废坯泥回收回收原料原料配比配比储存、洗储存、洗选损失选损失破碎、球磨、破碎、球磨、过筛损失过筛损失运输运输损失损失1）年出窑量）年出窑量（件、m2 或 吨/年）2）年装窑量）年装窑量（件、m2 或 吨/年）3）年施釉量）年施釉量（件、m2 或 吨/年）4）年干燥量）年干燥量（件、m2 或 吨/年）5）年成型量）年成型量（件、m2 或 吨/年）6）年坯料需要量年坯料需要量（吨/年）到此为止均采用瓷坯基准（灼烧基），未考虑烧到此为止均采用瓷坯基准（灼烧基），未考虑烧失率（灼减率），需要进一步换算成干基。失率（灼

47、减率），需要进一步换算成干基。年坯料需要量=7）年坯料需要量（干基）年坯料需要量（干基）（吨/年）年坯料需要量(干基)=8）废坯泥回收量（干基）废坯泥回收量（干基）废坯泥回收量（干基）废坯泥回收量（干基）=（年干燥量（年干燥量干燥废品率干燥废品率+年成型量年成型量成成型废品率型废品率+年成型量年成型量成型余泥率）成型余泥率）坯坯泥回收利用率泥回收利用率（吨（吨/年）年）或者：或者：废坯泥回收量（干基）废坯泥回收量（干基）=年干燥量年干燥量干燥废品回收率干燥废品回收率+年成型量年成型量成型成型废品回收率废品回收率+年成型量年成型量成型余泥回收率成型余泥回收率（吨（吨/年）年）9）年泥料破碎、粉碎

48、加工量）年泥料破碎、粉碎加工量（干基）（干基）年泥料破碎、粉碎加工量（干基）=（吨/年）10）各种原料处理量（干基）各种原料处理量（干基）各种原料处理量（干基）各种原料处理量（干基）=年泥料破碎、粉碎加工量（干基）年泥料破碎、粉碎加工量（干基）该原料在该原料在 配料中的比例（配料中的比例（%）（吨（吨/年）年）11）各种原料进厂量（湿基）各种原料进厂量（湿基）各种原料进厂量（湿基）各种原料进厂量（湿基）=（吨（吨/年）年）12）各种原料购入量（湿基）各种原料购入量（湿基）=（吨/年）注意：注意：（1）陶瓷厂物料衡算过程中不考虑收）陶瓷厂物料衡算过程中不考虑收缩率；（缩率；（2）陶瓷产品及半成品

49、的件数、面积）陶瓷产品及半成品的件数、面积等与烧失率（灼减率）无关。等与烧失率（灼减率）无关。物料衡算表物料衡算表2.3 设备选型与主机衡算设备选型与主机衡算n一、设备选型的原则一、设备选型的原则n二、主机选型步骤与主机衡算二、主机选型步骤与主机衡算n三、附属设备的选型三、附属设备的选型n 工艺设备的选型和计算是工厂设计重要组成部分之一，在确定生产工艺流程、完成物料平衡汁算后进行。一、设备选型的原则一、设备选型的原则n1满足生产工艺要求满足生产工艺要求n 满足生产要求，保证产品质量：满足生产要求，保证产品质量：设备的选型以生产工艺流程为基础，同时根据工厂的生产规模、性质、建厂投资和原料性质等特

50、点一起考虑。例如陶瓷厂选用颚式破碎机时，应根据进厂原料的块度来确定。在满足原料性能的前提下，大型工厂应该选用生产能力和机械化程度较高、劳动强度较低的设备。2 2合理的机械化和自动化水平合理的机械化和自动化水平n设备的机械化、自动化是先进工艺的发展方向：设备的机械化、自动化是先进工艺的发展方向：现代新型干法水泥厂已实现全线生产的机械化、自动化；而陶瓷工业产品复杂，质量要求各异，生产工序繁多，原材料质量不够稳定等给实现机械化和自动化带来一些困难，影响陶瓷厂机械化和自动化的进程。n物料运输的机械化是陶瓷工厂的关键物料运输的机械化是陶瓷工厂的关键：陶瓷厂运输部分占有相当大的比重，如原料的运输、配料、球