水泥生产质量管理与控制研究.doc

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1、摘 要水泥生产质量管理与控制是保证水泥厂正常生产、稳定和提高水泥质量的关键。化验室是水泥企业进行质量管理的专门机构，是企业重要部门之一。它不仅对各种原材料进行质量检验，还参与了水泥生产的过程控制并决定了水泥最后的出厂权。本次设计将重点围绕其主要功能进行设计。本着“先进适用，生产可靠，节省投资，提高效益”的原则，严格按照国家相关标准，并参考国内外企业先进化验室的设计。化验工艺根据国家标准和水泥行业标准来确定，大量采用高精度自动控制检测仪器，以提高检测效率与精度。并运用化验室综合管理系统对化验室进行管理。化验室整体设计合理，功能齐全，兼具经济性和环保性。能充分满足企业的生产需求。 关键词：水泥；化

2、验室；设计；质量管理AbstractCement production management and quality control is the key to ensure normal production and cement plants, and improve the quality of the cement.Laboratory is the specialized agencies to management the quality of cement enterprises.It is one of the important enterprises. It is not

3、only testing the quality of the various raw materials, it also involved in the cement production process control and final decision the right of the cement is whether qualified. The design will focus on the primary function. According to the principle of advanced, reliable production, save investmen

4、t and improve efficiency. Strictly in accordance with the relevant national standards, and taking into account domestic and foreign enterprises advanced laboratory design. Testing process is accordance with national standards and industry Standard of cement.Use large number of high-precision control

5、 testing equipment. Improve the efficiency and accuracy of detection. Use of laboratory integrated management system to manage the laboratory.The design was reasonable, with full functional，both economic and environmental. Can fully meet their production demand.Key words：Cement；Laboratory；Design；Qua

6、lity management目 录摘要IABSTRACTII第1章 绪论11.1 前言11.1.1 水泥工业现状11.1.2 水泥企业化验室概述11.2 设计依据21.2.1 设计依据21.2.2 指导思想21.2.3 设计原则21.3 环境条件31.3.1 气象地址条件31.3.2 地质、水文条件31.3.3 其它资料31.4 产品规格31.5 设计范围3第2章 生料配方计算42.1 原料组成42.2 计算过程4第3章 实验室化验项目的检测方法73.1 实验样品的采集73.2 实验的基本要求73.3 化学分析83.4 物理性能检测11第4章 实验室工艺布置144.1 平面布置原则144.2

7、 工艺布置14第5章 仪器设备选型165.1 选择原则165.2 物检仪器选择165.3 化学分析仪器选择18第6章 水泥生产质量管理与控制206.1 质量控制点、控制项目、控制指标的确定206.2 生产流程质量控制图表206.3 全厂物料质量管理与控制226.3.1 原材料质量控制226.3.2 燃料质量控制256.3.3 生料和熟料质量控制256.3.4 水泥质量控制28第7章 化验室管理制度307.1 化验室的职责307.2 化验室的权限307.3 化验室人员配备307.4 质量管理制度317.4.1 内容317.4.2 试验仪器设备要求317.4.3 主要仪器设备作业指导书327.4.

8、4 检验工作327.4.5 质量保证体系32第8章 环境保护及控制措施348.1 主要污染源及污染物348.2 污染防治措施348.2.1 粉尘的防治措施348.2.2 废水处理与排放348.2.3 噪声控制34第9章 技术经济369.1 评价依据、原则及方法369.2 劳动定员的编制369.3 投资概算36结论38参考文献39致谢4041第1章 绪 论1.1 前言1.1.1 水泥工业现状 水泥是及其重要的建筑材料，它是建筑工业三大基本材料之一。随着国民经济的发展，水泥的应用越来越广，因此素有工业的粮食之称。21世纪的主要建筑材料依然是水泥和混凝土，对水泥的生产和研究仍然极为重要。自1824年

9、水泥诞生并实际应用以来，水泥工业历经多次变革，工艺和设备不断改进，品种和产量不断扩大，管理和质量水平不断得到提高。当今世界水泥工业发展总体趋势是向新型干法水泥生产技术方向发展。其特点是：水泥装备大型化；生产工艺节能化；操作管理自动化；环保措施生态化。新型干法水泥生产技术提供了提高水泥设备的单机生产能力和功能的可能性，而追求高效率、高性能、低成本促进了水泥生产装备大型化的过程。目前5 000t/d以上的生产线已成主流，在建最大生产线规模为12 000t/d。现代辊式磨机、辊压机和辊筒磨机三种新型挤压粉磨装置显示了巨大的节能潜力。在生料粉磨中采用带磨外循环的辊式磨机已成为首选方案，在水泥粉磨工艺中

10、采用料间挤压粉磨设备逐步取代直到完全取代球磨机已经成为一种必然趋势，而与之配套的各种高效节能的新型选粉机使生产效率提高，系统电耗进一步降低。采用6级旋风预热器系统和改进型分解炉、新型多通道燃烧器及第三代篦式冷却机可实现高效冷却并高效热回收，熟料热耗显著降低。在过去20年中，世界水泥生产线平均生产规模提高了5倍以上，水泥熟料热耗可达到2 800kJ/kg,水泥综合电耗达到85kW.h/t。由于计算机控制计算、通讯技术和图形显示技术的飞速发展，像DCS这种分散控制、集中管理的集散型控制系统已经在世界水泥行业中得到广泛应用。操作管理的自动化使操作控制方便、管理科学化，并具有无可比拟的优越性。通过运用

11、信息技术开发各种工艺过程的专家系统，可以实现大型化水泥企业远程诊断和操作，保证水泥生产稳定，产品质量良好。在环保方面近20年来，国际水泥界不断完善以预分解技术为中心的新型干法水泥生产工艺，日益重视以节能化、资源化、环境保护为中心，实现清洁生产和高效集约化生产，在保证水泥产品功能的前提下，逐步降低天然资源和能源的消耗，减少环境污染和最大限度地接收消纳工业废弃物和城市垃圾等，以达到与生态环境完全相容、和谐共处1。1.1.2 水泥企业化验室概述化验室是水泥企业下设的一个实验室。其主要功能是对水泥生产的各种原材料、水泥及熟料等进行化学分析及物理检验。以保证其符合生产要求。从进厂原料的成分、水分、粒度等

12、分析，到生产过程中的生料、熟料分析，到出厂水泥的化学分析强度检验。化验室的工作贯穿在水泥生产的整个过程。化验室在水泥生产过程中对质量控制的预见性和防范性，调整生产过程中的偏差，指导生产及出厂水泥的质量监督，都起着不可替代的重要作用。因此，不论多大规模的水泥厂，在建厂的同时都要建起符合生产需要，在仪器设备及人员配置上合格的化验室。化验室的业务活动对水泥厂的原、燃料的供应，生产成本，产质量和综合经济效益都有着直接密切的关系：对原、燃料及成品的品质检验是其基本的例行职能；是企业生产质量管理的专职机构；是组织企业科研及技术创新活动的基础部门。根据化验室的任务和职能，综合起来有三个业务部门。(1)化学分

13、析：对原、燃料及半成品和成品的化学分析，试剂配制，煤工业分析等。(2)物理检验：对成品的安定性、凝结时间、标准稠度、容重等常规项目的测定，对熟料及水泥强度等物理力学指标的检验。(3)生产控制：对水泥细度、水分、三氧化硫、游离氧化钙的测定，混合材掺入量的控制等。1.2 设计依据1.2.1 设计依据(1)无机非金属材料工程专业下发的日产2 000吨硅酸盐水泥熟料工厂化验室初步设计毕业设计任务书。(2)2008年1月齐齐哈尔大学本科生毕业设计(论文)工作手册。1.2.2 指导思想(1)为完善水泥企业的检验条件，提高检测水平，确保水泥产品质量。(2)“一切从实际出发”的指导思想，认真执行国家有关方针、

14、政策和地区有关基本建设的法规。(3)总体设计原则是“先进适用，生产可靠，节省投资，提高效益”。(4)总结和借鉴国内外先进水泥生产企业在设计、建设和管理方面的经验，在本项目的总体规划、设备选型和环境保护等方面充分体现出二十一世纪水泥工业的先进性。(5)强化经济观念并贯穿在整个设计过程中。1.2.3 设计原则 (1)从实际生产出发，坚持理论联系实际，实事求是。(2)贯彻“构建社会主义和谐社会”的指导思想，认真执行国家有关方针、政策和有关基本建设的法规。建造一个“环保、经济、发展、先进”的化验室。(3)以生产需求和市场为导向，本着合理选择仪器，尽量选用适合生产要求和精度高，操作容易的设备。注意劳动保

15、护，工作安全，提高劳动效率。1.3 环境条件1.3.1 气象地址条件(1)建厂地址:齐齐哈尔(2)气温：最高+22.6最低-19(3)夏季气压:740.6Pa1.3.2 地质、水文条件(1)最大积雪深度：15cm(2)最大冻土深度：225cm(3)地下水位高度：300cm(4)地形平坦、地质条件好1.3.3 其它资料(1)水源：城市自来水(2)电源：东北电网10 000伏1.4 产品规格42.5硅酸盐水泥。根据(GB 175-1999)。硅酸盐水泥定义为：凡由硅酸盐水泥熟料、05%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥(即国外通称的波特兰水泥)。硅酸盐水泥分为两

16、种类型，不掺混合材料的称类硅酸盐水泥，代号P。在硅酸盐水泥粉磨时掺加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称型硅酸盐水泥，代号P。1.5 设计范围本课题设计重点包括：物料配方计算、化学分析和物理性能检测方案的选择与确定、各种分析检测仪器的选型、化验室布置设计、生产过程质量管理与控制、化验室管理制度的确定、环境保护、主要经济指标的汇总等。 第2章 生料配方计算2.1 原料组成根据相关资料熟料率值选择 KH=0.88 SM=2.2 IM=1.2。熟料设计热耗 3 340kJ/kg。由表2-1可知原料的各种化学成分，表2-2为煤的工业分析数据。表2-1 原料与煤灰的化学成分(wt%)名称

17、烧矢量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其他合计石灰石粘土铁粉煤灰42.665.270.000.002.42.070.2534.4253.520.3114.7211.5335.340.195.4848.274.4653.131.413.534.790.570.920.091.190.721.952.160.70100.00100.00100.00100.00表2-2 煤的工业分及热值(wt%)MadVadAadFcadQnet,ad(kJ/kg)0.6022.4228.5649.0220 9302.2 计算过程(1)煤灰掺入量以(100kg熟料为准) Ga=qAadS/100Qnet,a

18、d=PAadS/100 (2-1)式中 Ga 熟料中煤灰掺入量，% Q 单位熟料热耗，kJ/kg熟料 Qnet,ad 煤的热值，kJ/kg Aad 煤的空气干燥基灰分含量，% S 煤灰沉落率，% P 煤耗，kg/kJ代入数据得：Ga=4.56%(2)估算熟料成分已知KH=0.88，SM=2.2，IM=1.2，=98%。熟料化学成分计算如下：Fe2O3=(2.8KH+1)(IM+1) +2.6IM+1.35=4.6% (2-2)Al2O3=IM Fe2O3=5.52% (2-3)SiO2=SM(Al2O3 +Fe2O3)= 22.26% (2-4)CaO=-(Fe2O3+SiO2+Al2O3)=

19、65.62% (2-5)计算结果见表3-3。表3-3 化学成分计算结果化学成分Fe2O3Al2O3SiO2CaO百分含量(%)4.65.5322.2665.62(3)累加试凑计算表3-4为累加试凑过程。表3-4 累加试凑过程(以100kg熟料为基准)计算步骤SiO2 Al2O3Fe2O3CaOMgO其他合计备注设计熟料成分煤灰(+4.56)石灰石(+123)粘土(+23.97)铁粉(+5.9)累计熟料成粘土(-2.5)累计熟料成分粘土(-1)累计熟料成分22.262.4412.97716.8392.03124.2881.75622.5320.70321.835.521.6120.3183.50

20、20.686.1750.3685.8070.1475.6594.600.2030.2341.3142.8484.5990.0554.4620.0554.40765.620.21865.350.3380.20866.1140.01465.7610.01465.7470.0540.7010.2210.0050.9810.0230.9580.0090.9480.0320.8860.4670.1271.5120.0491.4630.0201.44498103.669101.01100.03KH=0.799,SM=2.25, IM=1.34KH=0.866,SM=2.19, IM=1. 3KH=0.89

21、,SM=2.17, IM=1.28热耗=(1003340)/100.03=3305.6KJ/kg(4)计算熟料料耗由表1-3可得，配制100kg熟料所需的干原料如下：石灰石=(123/100.03)100=122.96kg粘土=(23.97-3.5)/100.03100=22.35kg铁粉=(5.9)/100.03100=5.89kg煤灰=4.56/100.03100=4.56kg(5)计算生料配比(总的干生料122.96+20.46+4.56+5.898=149.364kg) 石灰石=(122.96/149.364)100%=82.32% 煤灰=(4.78/149.364100%=3.2%

22、铁粉=(5.9/149.364)100%=3.59% 粘土=20.27/149.364100%=13.57%(6)计算熟料湿耗料(以100kg熟料为准) 石灰石=123.96/(1-1%)=125.21kg 石灰石水分：1% 粘土=20.27/(1-15%)=23.85kg 粘土水分：15% 铁粉=4.47/(1-0.3%)=4.48kg 铁分水分：0.3% 煤灰=4.78/(1-10%)=5.31kg 煤灰 分：10%(7)湿生料配比(湿生料总的量：125.21+23.58+4.48+5.31=158.58kg) 石灰石=125.21/158.58100%=78.96% 煤灰=5.31/15

23、8.58100%=3.35%铁粉=4.48/158.58100%=2.83%粘土=23.85/158.58100%=15.04%(8)石膏 水泥中用量：6% 其中含水分：5% 湿石膏量：6%(1+5%)=6.36%(9)混合材 水泥中用量：10% 其中含水分：10% 湿混合材的量：10%(1+10%)=11%第3章 实验室化验项目的检测方法3.1 实验样品的采集(1)原料堆场取样 已进厂的成批原材料，进厂后可在分批堆放的料堆上取样。在料堆的周围，从地面起每隔0.5m左右，用铁铲画一横线，每隔12米画一竖线，间隔选取横竖线的交叉点作为取样点。用铁铲将表面物刮去，深入0.30.5挖取100200g

24、矿样。(2)破碎线上取样 在破碎机出口皮带上用宽150mm槽型长柄铁铲每5min截取一次，30min合并为一个样品，现场缩分为2kg。截取时，铁铲应紧贴传送皮带不得悬空。(3)煤样的采取 根据煤堆的不同堆形，采取点均匀分布在顶、腰、底或顶、底部上，底部距地面0.5m。确定取样点后，先除去0.1m的表层煤然后挖0.3m深的煤，边挖边采取煤样，每个样品的最小质量为5kg2。(4)出磨生料、出磨水泥的取样 用取样器每隔一定时间取一个样品，然后混合，组成这一段时间间隔的平均样。(5)水泥熟料的取样 水泥厂熟料样由人工取用。(6)出厂水泥的取样 出厂水泥按编号每编号一次。3.2 实验的基本要求依据水泥化

25、学分析方法(GB/T 176-1996)(1)试验次数与要求每项测定的试验次数规定为两次。用两次试验平均值表示测定结果。在进行化学分析时，除另有说明外，必须同时做烧失量的测定；其它各项测定应同时进行空白试验，并对所测结果加以校正。(2)质量、体积、体积比、滴定度和结果的表示用“克”表示质量，精确至0.000 1 g。滴定管体积用“毫升”表示，精确至0.05ml。滴定度单位用毫克/毫升(mg/ml)表示;溶液的体积比以三次测定平均值表示，滴定度和体积比经修约后保留有效数字四位。各项分析结果均以百分数计，精确小数二位。(3)允许差 所列允许差均为绝对偏差，用百分数表示。同一试验室的允许差是指:同一

26、分析试验室同一分析人员(或两个分析人员)，采用本标准方法分析同一试样时，两次分析结果应符合允许差规定。如超出允许范围，应在短时间内进行第三次测定(或第三者的测定)，测定结果与前两次或任一次分析结果之差值符合允许差规定时，则取其平均值，否则，应查找原因，重新按上述规定进行分析。不同试验室的允许差是指:两个试验室采用本标准方法对同一试样各自进行分析时，所得分析结果的平均值之差应符合允许差规定。如有争议应商定另一单位按本标准进行仲裁分析。以仲裁单位报出的结果为准，与原分析结果北较，若两个分析结果之差值符合允许差规定，则认为原分析结果无误3。(4)灼烧将滤纸和沉淀放入预先已灼烧并恒量的坩埚中、烘干。在

27、氧化性气氛中慢慢灰化，不使有火焰产生，灰化至无黑色炭颗粒后，放入马弗炉中，在规定的温度下灼烧。在干燥器中冷却至室温，称量。(5)恒量经第一次灼烧、冷却、称量后，通过连续对每次15min的灼烧，然后冷却、称量的方法来检查恒定质量，当连续两次称量之差小于0.005g时，即达到恒量。3.3 化学分析依据水泥化学分析方法(GB/T 176-1996)(1)烧失量的测定(基准法)烧失量是指试料在一定温度下和一定灼烧时间内，所减少的质量在试料中所占的质量百分数。当在高温下灼烧时，试样中的许多组分将发生一系列的化学变化。如有机物、硫化物和某些低价化合物被氧化；碳酸盐、硫酸盐被分解；碱金属化合物被分解；附着水

28、、化合水、二氧化碳被排除等等。由此可见，烧失量实际上是灼烧后试样中各种化学反应质量减轻或增加的代数和。方法是试样在9501 000的马弗炉中灼烧，驱除水分和二氧化碳，同时将存在的易氧化元素氧化。由硫化物的氧化引起的烧失量误差必须进行校正，而其他元素存在引起的误差一般可忽略不计。(2)不溶物的测定(基准法)不溶物是指在一定浓度的酸或碱溶液对水泥(或熟料)进行处理后得到的残渣。此残渣并非是指某一化学成分，而是在规定条件下某些混合物(主要成分为硅、铁、铝)的总量，其结果随着测定的条件的改变而不同，对不溶物含量高的水泥试样的影响尤为显著。不溶物的测定原理是：将试样先用盐酸处理，使可溶物质全部溶解，滤出

29、不溶残渣。为防止盐酸胶凝再用碳酸纳溶液处理，使之生成硅酸钠而溶解。然后以盐酸中和、过滤、，所得到的残渣于高温炉下灼烧、称量，直至恒量。此剩余量物质占试料质量的百分数即为试样中不溶物的质量百分数。(3)二氧化硅的测定(基准法)二氧化硅是水泥及其主要原材料中的重要成分之一，是构成水泥熟料主要矿物硅酸三钙和硅酸二钙的必要成分。二氧化硅含量的测定在水泥化学分析中占有重要位置。二氧化硅在水泥及其原材料中以硅酸盐形式存在，试样经碱溶融-酸处理后，二氧化硅以硅酸形式存在。硅酸是极弱的酸，它既不能用酸碱滴定法测定，也不能用氧化还原滴定法或EDTA配位滴定法测定，是一种比较难以测定的成分。在水泥及其原材料的化学

30、分析中，最早多采用使硅酸脱水的重量法，后来发展了容量法。在现代大型水泥厂中采用X射线荧光分析法进行测定。对于含量98%以上的高硅试样，如石英砂、标准砂，可用氢氟酸处理，使二氧化硅挥发除去，利用重量差减法，求得试样中二氧化硅的含量4。目前测定二氧化硅有三种方法：盐酸二次蒸干重量法、氯化铵凝聚重量法、氟硅酸钾容量法。其中氟硅酸钾容量法测定二氧化硅，在水泥及其原材料的分析中得到广泛的应用，已列入我国水泥化学分析方法的国家标准中作为代用法。近年来对此方法进行了改进，使操作更加简便快捷，结果准确，并且成功地应用于水泥生料配料的质量控制上，已列入水泥用铁质原料、硅质原料的化学分析方法行业标准中。其原理是硅

31、酸根离子在有过量的氟离子和钾离子存在下的强酸溶液中，能与氟离子作用，生成氟硅酸根离子，并进而与钾离子作用，生成氟硅酸钾沉淀。将氟硅酸钾沉淀洗净至无残余酸后，使之在沸水中水解，生成相应氢氟酸，因而可以用氢氧化钠标准溶液滴定，采用酚酞作指示剂，终点为粉红色。(4)三氧化二铁的测定(基准法)由于EDTA与Fe3+的配位能力很强，二者能在较强的酸度下(pH1)生成稳定的配合物。因此可在pH1.82.0温度为6070的溶液中，以磺基水杨酸钠为指示剂，用EDTA标准滴定溶液滴定。(5)三氧化二铝的测定(基准法)在进行水泥试样分析时，对数情况都是在同一份溶液中进行连续滴定铁、铝。由于铁、铝的EDTA配合物的

32、稳定常数相差较大，可借控制酸度的方法对二者进行分布滴定。在滴定完铁的溶液中，加入对铝+钛合量过量的EDTA标准滴定溶液，加热至7080，调整溶液体积至150ml，将溶液pH调整至3.8-4，加入乙酸-乙酸纳缓冲溶液(pH=4.3)，在煮沸1-2min，取下稍冷，以pan为指示剂，用硫酸铜标准滴定溶液滴定至紫红色。(6)氧化钙的测定(基准法)钙的配位滴定要在强碱性溶液中进行，在pH13时，Ca2+与钙黄素-甲基百里香酚蓝-酚酞(CMP)混合指示剂发生配位反应，生成有绿色荧光的Ca2+-CMP配合物。在用EDTA标准溶液进行滴定时，Ca2+-CMP配合物中的Ca2+被EDTA夺去，生成无色、稳定的

33、CaY2-配合物，绿色荧光消失。此时，指示剂游离出来，呈现出来本来的颜色，即达到终点。(7)氧化镁的测定(基准法)在pH值为10的溶液中，以三乙醇胺、酒石酸钾纳作掩蔽剂，用酸性铬黑T作指示剂，EDTA标准滴定溶液滴定钙镁总量，除去钙的量就可得出镁的含量。(8)硫酸盐一三氧化硫的测定(基准法)由于在磨制水泥中，需加入一定量的石膏，加入量的多少主要反应在水泥中离子的数量上。所以可采用BaCl2作沉淀剂，用盐酸分解，控制溶液浓度在0.20.4mol/L的条件下，用BaCl2沉淀SO42-离子生成Ba SO4沉淀。此沉淀的溶解度很小，化学性质非常稳定，灼烧后称量即可得出SO42-的量。(9)二氧化钦的

34、测定(基准法)在酸性溶液中TiO2+与二安替比林甲烷生成黄色配合物，于波长420nm处测定其吸光度。用抗坏血酸消除三价铁离子的干扰。(10)一氧化锰的测定基准法)在硫酸介质中，用高碘酸钾将锰氧化成高锰酸，于波长530nm处测定溶液的吸光度。用磷酸掩蔽三价铁离子的干扰5。(11)氧化钾和氧化钠的测定(基淮法)水泥经氢氟酸-硫酸蒸发处理除去硅。用热水浸取残渣。以氨水和碳酸氨分离铁、铝、钙、镁。滤液中的钾、纳用火焰光度计进行测定。(12)硫化物的测定(基准法)在还原条件下，试样用盐酸分解，产生的硫化氢收集于氨性硫酸锌溶液中，然后用碘量法测定。(13)煤的工业分析煤的工业分析是了解煤质特性的主要指标，

35、也是评价煤的基本依据。根据煤的工业分析结果，可初步判断煤的性质、种类和各种煤的加工利用效果及其工业用途。煤的工业分析方法严格依据(GB/T 212-2001)来进行。水分的测定根据水在煤中存在的状态，分为游离水和化合水。游离水是以物理吸附的方式存在与煤中的；化合水是以化合方式同煤中的矿物质结合的水，也叫结晶水。结晶水需要在200以上才能分解放出。煤的工业分析测定的水分是游离水，不包括结晶水。水泥用煤只测定全水分、应用煤水分和分析煤样水分。全水分是指进厂煤的水分，应用煤水分是指在生产过程中使用的煤的水分，分析煤样水分是进行煤工业分析时，所测定的空气干燥基煤样的水分。灰分的测定煤的灰分是指在规定条

36、件下完全燃烧后，煤中矿物质在一定温度下，经分解、氧化、化合等一系列反应后所剩下的残留物。挥发分的测定煤的挥发分是指煤样在规定条件下隔绝空气加热(900加热7min)，并进行水分校正后的挥发物质产率。(14)煤中全硫的测定全硫是煤中无机硫和有机硫的总和。测定方法主要有三种：艾氏卡法(重量法)，库仑滴定法和高温燃烧中和法。其中艾氏卡法是国标(GB/T 214-1996)规定的全硫测定仲裁法。艾氏卡法测定煤中全硫，是将煤样与艾氏卡试剂混合灼烧，煤中生成硫酸盐，然后使硫酸根离子生成硫酸钡沉淀根据硫酸钡的质量计算煤中全硫的含量。(15)煤的发热量的测定煤的发热量(热值)是正确评价动力用煤质量和厂矿企业计

37、算煤耗的重要指标。煤的发热量用热量计直接进行准确测定。一般用氧弹热量法。氧弹热量法原理是将一定量的试样放在氧弹热量计中，在充有过量氧气的弹筒内燃烧，氧弹热量计的热容量通过在相近条件下燃烧一定量的基准量热物质苯甲酸来确定，根据试样燃烧前后量热系统产生的温度升高，对点火热等附加热进行校正后即可求得试样的弹筒发热量6。(16)煤灰的化学成分分析煤灰的制备，可按煤工业分析中灰分产率的测定条件，将空气干燥煤样灼烧成灰，取出，冷却后用研钵研细，置于灰皿中，在(81510)的条件下，灼烧至恒量，取出，放入磨口瓶中，存放在工作器中备用。灰分的化学分析成分中，除三氧化二铝含量比较高之外，其它成分的含量与黏土相似

38、，故可采用黏土的分析方法进行分析。3.4 物理性能检测(1)密度、容积密度的测定密度测定将水泥加入装有一定量液体介质的李氏比重瓶内，并使液体介质充分地湿润水泥颗粒。根据阿基米德定律，水泥的体积等于它所排开的水的体积，从而可得出水泥单位体积的质量，即密度。为使测定的水泥不产生水化反应，液体介质采用无水煤油。容积密度的测定用水泥装满容积密度测定仪的升筒，由升筒中水泥质量即可得知该水泥的容积密度。(2)细度的测定细度分生料细度和水泥细度和煤粉细度。其测定方法有负压筛析法、水筛法、手工筛析法。负压筛析法是用负压筛析仪，通过负压源产生的恒定气流，在规定的筛析时间内使实验筛内的水泥达到筛分。水筛法是讲实验

39、筛放在水筛座上，用规定压力的水流，在规定时间内使试验筛内的水泥达到筛分。手工筛析法是将实验筛方在接料盘上，用手工按照规定的拍打速度和转动角度，对水泥进行筛析实验。其中负压筛析法整个筛析过程，水泥试样是在密封系统中完成的，无粉尘飞扬，不需要专门的房间，整个筛析过程，除样品和筛余称量外，其它无需人工操作，因此这次设计选用负压筛析法。(3)比表面积的测定水泥比表面积的测定一般采用透气法，目前有(GB/T 8074-1987)水泥比表面积测定方法(勃氏法)和(GB/T 207-1963)水泥比表面积测定方法两种。其原理都是根据一定量的空气通过具有一定空隙率和固定厚度的水泥层时，所受阻力不同而引起流速的

40、变化来测定水泥的比表面积。勃氏法由于其结构简单，操作方便，可能产生的漏气的部位少，测定时间短，而且完全不损坏试样，所以现在水泥企业都用该法测定水泥比表面积。在本设计中也采用勃氏法。勃氏法测试时先使试样形成空隙率一定的粉体层，然后抽真空，使U形管压力计左边的液柱升到一定的高度。关闭活塞后，外部空气通过粉体层使U形管压力剂右边的液柱下降，测出液柱下降一定高度所需时间，即可求出试样粉体的比表面积7。(4)标准稠度用水量、凝结时间、安定性的测定水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性按照国家标准GB/T1346-2001水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检测方法进行检验。水泥标准稠度净浆对标准试样的沉入

41、具有一定的阻力。通过实验不同含水量水泥净浆的穿透性，以确定水泥标准稠度净浆中所需加入的水量。凝结时间以试针沉入水泥标准稠度净浆至一定深度所需的时间表示。安定性的测试有雷氏法和试饼法。这里采用简单的试饼法。他是通过观测水泥标准稠度净浆试饼的外形变化程度来确定其安定性。(5)水泥胶砂强度检验水泥胶砂强度检验根据国标(GB/T 17671-1999)采用ISO法。其过程是先用胶砂搅拌机按规定流程搅拌好水泥胶砂，再制成标准试件，放到养护箱内，最后在抗折试验机和抗压实验机上检测其强度。(6)压蒸安定性的检测压蒸安定性的检测方法根据国标(GB/T 750-1992)其原理是水泥熟料中的MgO经高温死烧后，

42、大多数形成结构致密的方镁石。水化生成Mg(OH)2时，固相体积约增大2.48倍，使已经硬化的水泥石内产生很大的破坏应力，造成水泥石或混凝土体积安定性不良。由于熟料中方镁石比游离氧化钙更难水化，用试饼100沸煮3h不能试熟料中的MgO大量水化，而高温高压的条件能加速熟料中方镁石的水化。因此采用压蒸法。压蒸法是在温度大于100的饱和水蒸气条件下的处理工艺。为了使水泥中的方镁石在短时间内水化，在饱和水蒸气条件下提高温度(用215.7)和压力(2.0Mpa)，使水泥中的方镁石在较短水泥时间(3h)内绝大部分水化，然后根据试件的形变来判断水泥净浆体积安定性7。(7)水泥水化热的测定水泥水化热的测定按国标

43、(GB/T 12959-1991)采用溶解热法。该法是依据热化学的盖斯定律，即化学反应的热效应只与体系的初态和终态有关而与反应的途径无关而提出的。它是在热量计周围温度一定的条件下，用未水化的水泥与水化一定龄期的水泥分别在一定浓度的标准酸中溶解，测得溶解热之差，即为该水泥在规定龄期内放出的热。水泥熟料矿物的形成，主要通过固相反应来完成。在生料的物理性质、均化程度、煅烧温度和煅烧时间相同的前提下，固相反应的速度与生料的细度成正比。从理论上讲，生料磨得越细对煅烧越有利。但在实际生产中，生料，磨得过细，会降低磨机产量，增加电耗。研究表面，生料细度超过一定限度后对熟料质量的提高并不明显。因此在实际生产中

44、是结合熟料质量、磨机产量、电耗等方面进行综合比较来确定生料的细度。第4章 实验室工艺布置4.1 平面布置原则(1)充分满足工艺要求实验室里包含有多种化验工艺，设计时要按照这些化验工艺的要求和实验室的功能合理设计各个实验室的分布。(2)布置紧凑合理各个实验室的内部布置应整齐规范，但各个实验项目间应避免过于拥挤。还应注意防火、通风、采光等要求。4.2 工艺布置(1)总平面布置实验室拟建两层，一楼为物理检测，二楼为化学分析。建筑物设计为钢筋混凝土框架结构。整体设计采用中间走廊方式，走廊两边都设有实验室。它的优点是把化验室组合得更加紧凑8。与单面走廊相比，同样宽的走廊可用于更多的建筑物中，提供更多的使用面积。根据实际需要，有大型、高温等特殊仪器的使用水泥基实验台。化验分析等用标准实验台。水泥基实验台靠墙建造。除天平室铺设地板砖外其余实验室均采用水磨石地面。分析实验室做瓷砖墙裙1.8米高。(2)小磨房布置为避开小磨房产生的噪声、振动和粉尘的干扰，一般都把小磨房放在化验室之外单独建造一个平房。放在室外，使用不便，占地多，投资多，不是一个好办法。这些措施包括：将小磨房布置在首层的端部，用材料将其与其它房间隔开，并在小磨房周围安排一些附属房间；磨机间的门采用隔音材料制造；磨机近旁安装吸声体，隔声罩；小磨基础与地面分隔开，填以细砂，磨机与基础相接处加设橡胶垫；设吸尘排尘装置。这些措施