5000吨水泥厂设计毕业论文.doc

西南科技大学本科生毕业论文第一章 绪论1.1 概述水泥工厂设计是水泥工厂土建施工、投产后正常生产和未来发展的前提基础，最直接关系到水泥厂的投资成本和效益回报，具有至关重要的低位和意义。而水泥工厂设计的核心就是工艺设计，包括生产工艺流程的选择和工艺设备的选型及布置。新型干法水泥生产经过多年的技术攻关和生产实践，在我国已经实现了5000T/D的国产化，并在投产后迅速达标。各设计院利用自己的核心技术优化烧成系统，能耗均能达到国际先进水平的。新型干法是以旋风预热器-分解炉-回转窑-篦冷机系统（既“筒-管-炉-窑-机”）为核心，使水泥生产过程具有高效、低耗、绿色环保和大型化、自动化的特征。同时有效降解利用生活垃圾、工业废渣和有毒有害废弃物，促使水泥工业实现清洁生产和可持续发展的战略目标。这在德国一些为发达国家已逐步显露。我国水泥产量已经连续18年居世界各国首位，但产品质量不高、生产水平落后、污染严重的问题也十分突出，急需进行产业调整。新型干法水泥生产的水泥仅占水泥总量的55%，而发展国家都在90%以上。目前我国水泥生产企业有一定规模的近5000多家，国内十大水泥集团水泥产量仅达到全国总产量的23%，而世界十大水泥集团的产量占世界水泥总产量的1/3以上。另外我国的水泥散装率也非常低，2007年仅达到了40%，而世界发达国家水泥在上世纪60年代末就完成了从袋装到散装的改革，实现了水泥散装，散装率达到并保持在90%以上。因此，我国水泥工业的发展任重而道远。经过512汶川大地震和国家大力发展西部的政策性引导，四川水泥出现了前所未有的火爆，国内水泥巨头纷纷在四川投产新生产线，随着大量中小立窑的淘汰，四川水泥资源配置正逐渐优化，步入良好的发展轨道。放到全国，中国水泥正发生着翻天覆地的变化。在2009年中国国际水泥峰会上中国水泥协会会长雷前治透露，有关部门正在酝酿制定水泥工业发展规划，推动产业联合重组将是主要内容之一。所以，中国水泥的前景值得期待。1.2 本设计简介本设计是5000t/d水泥熟料预分解窑烧成窑尾工艺设计，采用目前国内外水泥行业相对比较先进的技术和设备，特别结合我国原燃料条件，在设备选型上尽量考虑国产，最大限度的降低基建投资和能耗，同时又最大限度的提高产量和质量，做到技术经济指标先进、合理，生产过程绿色环保。本设计采用4组分（石灰石、铝矾土、砂岩、硫酸渣）配料生产，因交通便利，离峨眉山市约12KM，铝矾土、砂岩、硫酸渣来源丰富、运距短，因此采用火车和汽车结合的运输方式。页岩配料仓底下设Centrex筒仓卸料器，以便湿物料的顺利排出。本设计中石灰石的预均化采用圆形预均化堆场，相对矩形预均化堆场具有占地面积少、基建投资省、操作维护方便且均化效果相差不大等优势。其规模为110 m。石灰石矿山矿化学成分稳定，品质优良，均匀性好，全矿CaCO3 标准偏差只有3个台段超过3.0%，最大为3.5%，平均为2.25%。配料用石灰石存储圆库规格为1-818m，有效储量为1360t，实际存储时间为5.1h，能满足生产的正常进行。原煤在预均化方式选择时亦采用圆形预均化堆场，原煤成分波动对外购煤而言质量很难预先控制，同时考虑到可能存在多点供煤，设置预均化堆场非常有必要。其规格为90m，有效储量为6207t。回转悬臂堆料机生产能力150t/h，桥式刮板取料机取料能力为60t/h。预均化堆场外设置一堆棚，作为原煤进厂的临时堆放地，也起缓冲作用。生料磨采用TRM53.4的立磨一台，生产能力430 t/h，设有物料外循环系统。该生料磨2008年9月1日在辽宁富山水泥5000t/d生产线上投产运行，台时产量稳定在430 t/h，无论是产、质量均能满足5000t/d生产线的生产要求。生料均化库采用IBAU库，规格为22.552m，存储量为18000t。IBAU库均化效果好、电耗低、操作维护简便。库内分8个卸料区，生料按照一定的顺序分别由各个卸料区卸出进入均化小仓(兼窑喂料仓)，均化作用主要由库内重力切割和均化小仓的搅拌来实现。且考虑到只有一台配套生料磨，为保证生产持续稳定，储量选择较一般生料均化库稍偏大。均化库底部采用固体流量计DLM6.5，控制进入入窑提升机生料量。窑尾喂料采用国外进口的提升机，单段提升100m，布置紧凑，设备运转可靠，入窑生料采用申克皮带秤计量，计量准确可靠。烧成系统采用带TDF炉的五级双系列旋风预热器。TDF炉完全能适应本设计所烧原煤（挥发份为25.30%），如果以后燃用较低品味的原煤，可以通过加长分解炉出口与C5级旋风筒的连接管道来保证煤的完全燃烧。窑尾预热器采用4-2-2-2-2组合，预热器规格：C1：4-4.7m，C2：2-6.5m，C3、C4：2-6.7m，C5：2-6.8m。TDF分解炉规格为7.427m，回转窑为4.872m，斜度为3.54%，正常运转转速为3.5r/min。窑头选用PYROJET多通道燃烧器和LBT36356NC-型空气梁推动篦式冷却机，保证窑头煤燃烧形式的最优化和熟料的冷却，降低能耗。窑炉燃料比为40%与60%。窑尾废气处理采用低压长袋脉冲收尘器，降低粉尘排放和保护环境。熟料储库采用单帐篷库，规格：6040.6m，有效储量为12520t。单库工艺布置更简洁，便于维护。同时设有一2000t的黄料库，规格为813m。在熟料库与水泥制成车间之间设有一规格为35200m的矩形熟料堆场，储存过剩的熟料，以保证生产的连续进行，同时也可以直接销售熟料。煤磨系统采用现今比较成熟的立磨系统：立式磨+袋收尘。根据本设计选用HRM2200立磨，处理量45t/h，通过风量为120000m3/h，入磨粒度50mm，出磨粒度为200目筛余20%，入磨水分48%, MgO2.5%）的要求，所以该石灰石是生产水泥的优质原料，据了解该矿山储量丰富，据初步勘测其储存量能服务5000t/d熟料生产线30年以上，成分稳定性好，距建厂位置有4公里，采用自建长皮带运输，方便且供料稳定，是生产水泥的最佳选择。2、辅助校正原料传统的水泥生产的辅助原料主要是粘土质原料，校正原料是铁粉和砂岩。粘土质原料是含碱和碱土的铝硅酸盐，主要化学成分是SiO2，其次Al2O3，还有Fe2O3，一般生产1吨熟料用0.30.4吨粘土质原料。但是粘土资源越来越紧缺，如果用来生产水泥则会提高水泥成本同时还造成较大的浪费，所以决定不使用粘土，而改用铝矾土和砂岩来代替。铁粉则选用硫酸渣。铝矾土距厂约65km，可满足本厂30年以上的生产需要。砂岩距厂15km，其中SiO2含量在80%以上，且有害成分低，化学成分稳定。2.1.2 混合材及石膏1、混合材本设计采用的粒化高炉矿渣活性较高，同时掺加适量石灰石，在保证水泥质量的条件下尽量降低成本。石灰石的掺入还可以增加早期强度，从而提高水泥质量。2、石膏石膏来源丰富，天然水分为4%。其化学成分分析如下表：表 2-2 石膏化学成分(%)lossSiO2Fe2O3Al2O3CaOMgOK2ONa2OSO3IR（不溶物）石膏9.1216.750.974.8525.121.020.880.5039.640.9599.802.2 燃料的质量要求2.2.1 原煤我国水泥工业一般使用煤做为燃料，回转窑水泥厂一般使用烟煤，燃料品质既影响煅烧过程又影响熟料质量，发热量高的优质燃料，其火焰温度高，熟料KH值可高些，若燃料质量差，除了火焰温度低外，还会因煤灰的沉落不均匀，降低熟料质量。对回转窑来说，采用的煤的发热量高，挥发分低，则因挥发分低，火焰黑火头长，燃烧部分短，热力集中，熟料易结大块，游离氧化钙增加，耐火砖寿命缩短。1、水泥工业用燃料的质量分析1)热值: 对燃煤的热值希望越高越好，可有效地提高发热能力和煅烧温度.热值较低的煤使煅烧熟料的单位热耗增加，同时窑的单位产量降低。因此对于预分解窑一般要求煤的低位发热量大于21000kJ/kg煤。本设计用煤热质为24368kJ/kg煤。2)挥发分：煤的固定碳和挥发分是可燃成分, 挥发分低的煤不易着火，窑内会出现较长的黑火头，高温带比较集中。综合考虑燃料成本和技术条件，本设计中的使用的是无烟煤，其挥发分较低，为9.24%。3)灰分:煤的灰分是水泥工业用煤的主要指标之一。如果灰分过高将导致煤的着火点后移，辐射传热效率下降;导致熟料颗粒的成分不均匀，从而影响窑热工制度的稳定和窑熟料产、质量的提高。在新型干法中，煤灰分过高，热值过低，不仅会降低预分解窑生产效率，同时造成燃料不完全燃烧，预分解系统黏结堵塞，降低熟料质量。一般要小于25%-30%，本设计中所用煤品质较差，灰分为20.01%。4)水分:水分是影响煤粉制备和燃烧的不利因素之一。对于燃烧，水分越高，煤粉滞后起燃越严重，相应的热耗增大。对于粉磨，则由于流动性变差，使其运输、喂料不畅，粉磨困难，相应的煤磨的产量降低和电耗会增加。生产中对煤粉的水分应控制在1%-1.5%。5)煤粉的细度:煤粉的细度直接影响火焰的长度及形状。国内生产、设计采用的煤粉细度，通常80m筛余为8-10%，煤粉越细比表面积越大，与空气中氧气接触的机会越多，燃烧速度快，燃烧越完全，单位时间放出的热量也多，可以提高窑内火焰的温度；煤粉太粗时，黑火头长，难着火，燃烧速度慢，火力不集中，烧成温度低，太粗时也会造成煤灰的不均匀掺入。这些因素都会使熟料质量降低，窑内热工制度不稳定，操作困难。特别是当煤粉太细时，其自燃的几率也增大。本设计采用原煤工业分析如下： 表2-3 原煤工业分析（）MarMadVadAadFCadQnet,ad原煤(沐川烟煤）5.301.1025.3028.8044.1024368烟煤煤质较好，挥发份高，着火点低，特别适合水泥生产，亦便于生产控制，且原煤供应量大。但考虑到能源的最大化利用，所以本设计仍考虑烟煤和无烟煤的搭配混合使用，既利用了无烟煤，又降低原煤成本，符合科学发展观的可持续发展战略。2.2.2 熟料热耗的选择随着新型干法在我国的迅速发展和普及，5000t/d级别生产线无论是设备还是生产工艺控制都已经接近国际先进水平，预分解窑的熟料烧成热耗已经达到7007204.18kJ/kg熟料，故本设计选取7084.18kJ/kg。本设计所采用原燃料的天然水分如下： 表3 原料的天然水分（%）石灰石铝矾土铁粉煤矿渣石膏砂岩1.501.0017.608.008.004.0015.00第三章 配料计算与物料平衡3.1 配料计算3.1.1 原料选择表3-1 原料化学成分（%）成分名称LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3石灰石41.983.200.520.1153.100.530.0599.62铝矾土13.3731.4233.2115.160.481.13-94.95砂岩3.5383.838.661.650.150.160.0299.60硫酸渣0.585.005.2968.215.963.128.5997.03煤灰-56.1226.4010.001.121.193.0298.25表3-2 原煤工业分析（）MarMadVadAadFCadQnet,ad原煤(沐川烟煤）5.301.1025.3028.8044.1024368熟料热耗：7084.18 kJ/kg3.1.2 水泥配料方案目标率值参考冀东和拉法基，强化预分解系统实现“三高”。取KH=0.92, SM=2.60.1， IM=1.60.11、煤灰掺入量：=3.498%-熟料热耗，KJ/Kg-cl；-燃料空气干燥基（有的用收到基）的灰分，%；-煤灰沉落率，带电收尘的取100%，%；-燃料空气干燥基（或收到基）低位热值。KJ/Kg煤。2、配比计算采用尝试误差法计算配比，计算在Excel表格中进行，由目标率值检验和调整配合比，灼烧生料计算结果如下表所示：表3-3 灼烧生料成分计算值原材料比例LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3石灰石0.83234.927 2.662 0.4330.09244.1790.5300.05082.776铝矾土0.0400.5351.2571.3280.6060.0190.0450.0003.791砂岩0.1130.3999.4730.9790.1860.0170.0180.00211.074硫酸渣0.0150.0090.0750.0791.0230.0890.0470.1291.451干生料1.00035.87013.4672.8191.90844.3050.5510.17399.092灼烧生料21.1084.4182.99069.4420.8640.27199.048灼烧基生料= 干生料中各氧化物含量 =干生料中各氧化物含量熟料由灼烧生料和煤灰组成=灼烧基生料中各氧化物含量（100-煤灰掺入量GA）+煤灰中各氧化物含量GA表3-4 熟料成分计算值项 目比例SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3灼烧基（100-GA）%96.5%20.3694.2642.88567.0130.8330.26195.626煤灰成分GA%3.5%1.9630.9230.3500.0390.0420.1063.423熟料成分100%22.3325.1873.23567.0520.8750.36799.048由上表中计算得熟料成分计算其率值：石灰饱和系数：KH=0.9180.92硅率：SM=2.652铝率：IM=1.603计算结果饱和系数稍偏低，硅率稍偏高，铝率接近目标值。如果继续增加石灰石比例和减少砂岩，则会导致石灰饱和系数较大的增加，所以该配比计算所得率值与目标率值已经非常接近，而且MgO和SO3也在控制范围内。确定原料配比为：表3-5 原料配合比石灰石铝矾土砂岩硫酸渣83.2%4.0%11.3%1.5%3、干原料转化成湿原料的量：湿原料=干原料 （M为各湿原料操作水分）表3-6 湿原料配合比湿原料石灰石铝矾土砂岩硫酸渣比例0.8450.0400.1330.0181.036百分比81.5%3.9%12.8%1.8%100%3.1.3 白生料和原煤的理论消耗量1、白生料理论消耗量=1.5048 kg/kg-cl=150.48 kg白生料/100kg-cl2、原煤理论消耗量=0.1215 kg/kg=12.15 kg原煤/100kg-cl3.2 物料平衡生产数据假定如下：全厂生产损失PS=2%石膏掺入量d1=d2=5% 混合材掺量分别为e1=4%,e2=13%3.2.1 烧成车间和水泥制成车间生产能力设计熟料产量：5000t/d ，时产为208.3t/h，标定熟料产量 5500t/d，时产为229.2t/h （参考新型干法水泥技术原理与应用P293）。则窑的台数：n= = =0.941台-窑运转率，%，取85%；Qh,1 -标定熟料台时产量，t/hQy -要求的熟料年产量，t/y熟料小时产量： Qh =n Qh,1=1229.2=229.2 t/h熟料日产量： Qd=24 Qh =229.224=5500 t/d熟料周产量： Qw=168 Qh =168229.2=38506 t/w式中：Qh - 窑的台时产量 （t/h） Qd - 窑的日产量（t/d）Qw - 窑的周产量 （t/w）本设计要求生产P.C32.5 和 P.O 42.5两种水泥，根据国家标准可以采用同种熟料和不同混合材制成。因此，先分别计算两种生产水泥的量，再求和成总的水泥产量。两种水泥需熟料比例取为100：129.2。两种水泥小时产量分别如下：Gh1=107.69 t/hGh2=154.41 t/h水泥小时产量：Gh = Gh1+ Gh2 =107.69+154.41=262.1 t/h水泥日产量：Gd =24 Gh =6290.4 t/d水泥周产量：Gw =168 Gh =44032.8 t/w3.2.2 原燃料消耗定额1、考虑煤灰掺入时干生料消耗定额：=1.535 Kg/Kg-cl四种干原料消耗定额：K石灰石 =1.5350.832=1.277 Kg/Kg-clK铝矾土 =1.5350.040=0.061 Kg/Kg-clK砂岩 =1.5350.113=0.173 Kg/Kg-clK硫酸渣 =1.5350.018=0.028 Kg/Kg-cl转换成湿物料的量：湿原料=干原料，计算结果如下表：表3-7 湿生料消耗定额石灰石铝矾土砂岩硫酸渣消耗定额Kg/Kg-cl1.2960.0620.2040.0342、干石膏消耗定额：=0.056 Kg/Kg-cl=0.062 Kg/Kg-cl总消耗定额：=（100+129.2）/229.2=0.059 Kg/Kg-cl转化成湿含量：=0.058 Kg/Kg-cl=0.065 Kg/Kg-cl3、干混合材（矿渣）消耗定额：=表3-8 混合材消耗定额e %d %PS %Ke（kg/kg-cl）湿含量（kg/kg-cl）P.C32.54520.0450.049P .O 42.513520.1620.176总的消耗定额：=（100+129.2）/229.2=0.111 Kg/Kg-cl4、烧成用干煤消耗定额：Kr1=0.124 Kg/Kg-cl烘干用煤消耗定额:Kr2=0.0030 kg/kg 熟料式中：Kr1烧成用干煤消耗定额，kg/kg 熟料；Kr2烘干用干煤消耗定额，kg/kg 熟料；p煤的生产损失%，一般取3%。（见水泥厂工艺设计概论P41）Qnet.ad煤的低位热值，kJ/kg 熟料；w1、w2分别表示该物料烘干前、后的水分，%，分别为：8%、1%。q熟料烧成热耗，kJ/kg 熟料；M湿须烘干的湿物料量，t/周；6090。Q烧烧成系统生产能力，t/周；35000。q烘蒸发1kg水分的热耗量，kJ/kg水分，5780，参考新型干法水泥厂工艺设计手册P113烘干机的热工参数。(回转烘干机2.418)含水湿煤（原煤）消耗定额：烧成用：K湿r1 = Kr1 =0.124=0.135 Kg/Kg-cl烘干用：K湿r2 = Kr2 =0.003=0.0033 Kg/Kg-cl总煤耗：K湿= K湿r1+ K湿r2 =0.1383 Kg/Kg-cl表3-9 原料消耗定额石灰石铝矾土砂岩硫酸渣石膏混合材（矿渣）P.C32.5P.O42.5P.C32.5P.O42.5w0（%）1.501.0015.0017.604.004.008.008.00K干（kg/kg 熟料）1.2770.0610.1730.0280.0560.0620.0450.150K湿（kg/kg 熟料）1.2960.0620.2040.0340.0580.0650.0490.176由以上计算数据得，水泥各组成原料的比列如下：表3-10 水泥配料表（%）水泥品种混合材石膏熟料石灰石矿渣P.C32.513591P.O42.5310582石灰石的掺加需考虑石灰石的质量，特别是有害成分（粘土）的含量，如果含量超过一定的量，粘土成分的存在将严重增加水泥的标准稠度需水量，对水泥水化以及后期性能有较大影响，必须加以严格控制。表3-11 原料消耗定额物料名称水分 (%)生产损失(%)消耗定额 (t/t熟料)物料平衡表(t)备注干料含水分料干料含水分料小时日周小时日周石灰石1.50 1.277 1.296265.99916383.978444687.849269.95686478.963245352.742铝矾土1.00 0.061 0.06212.7063304.95122134.658412.9146309.95042169.6528砂岩15.00 0.173 0.20436.0359864.86166054.031242.49321019.83687138.8576硫酸渣17.60 0.028 0.0345.8324139.9776979.84327.0822169.97281189.8096生料2.001.5351.596319.74057673.77253716.404332.44687978.723255851.062石膏P .C32.54.002.000.0560.05811.6648279.95521959.686412.0814289.95362029.6752P.O42.54.00 2.000.0620.06512.9146309.95042169.652813.5395324.9482274.636混合材P .C32.58.00 2.000.0450.0499.3735224.9641574.74810.2067244.96081714.7256矿渣P.O42.58.00 2.000.1620.17633.7446809.87045669.092836.6608879.85926159.0144熟料1.000208.3500035000水泥P .C32.52.00107.692584.5618091.92P.O42.52.00154.413705.8425940.88烧成用煤8.00 2.000.1240.13525.8292619.90084339.305628.1205674.8924724.244烘干用煤8.00 2.000.0030.0030.624914.9976104.98320.624914.9976104.9832燃煤合计8.002.000.1270.13826.4541634.89844444.288828.7454689.88964829.2272注：1、燃煤量按无烟煤与烟煤搭配计算，搭配比例为：无烟煤：烟煤=30%：70%；窑头煤：窑尾煤=40%：60%2、水泥品种设为P.C32.5和P.O42.5两种品种；袋装水泥：散装水泥=70%：30%。3.3 全厂主机平衡与选型3.3.1 车间工作制度的确定表3-12 车间工作制度表主机名称年利用率生产周制（d/w）生产班制（班/d）每班运转时数（h/班）每周运转时间（h）石灰石破碎机0.4562672生料磨0.80737.5157窑0.85738168煤磨0.75738168水泥磨0.82737.5157回转烘干磨0.80737.5157包装机0.4572684最大化烧成系统和生料磨、煤磨的生产能力，除去例行维修，在科学的生产控制指导思想下，合理搭配各车间的生产能力，保证生产系统连续稳定生产，实现窑年利用率在85%以上。3.3.2 主机选型1、单段石灰石破碎机：要求小时产量Gh =620.7（t/h）Gw -要求主机周处理物料量，t/w;H-主机每周运转时间，h选择型号为TKLPC2022.F型的单段锤式破碎机一台。参数如下：台时产量为：700 t/h。进料块度1100mm,出料粒度75mm占90%。同时配备重型板式喂料机，230010000mm，喂料能力700900t/h，其主电机功率55kw。实际运转小时数为：H0=63.84（h）2、生料磨（立磨）：要求小时产量：Gh=355.74 (t/h)选择型号为TRM53.4的立磨一台。参数如下：生产能力：430 t/h，磨盘直径：5300mm，磨辊直径：2450mm，磨盘转速：25.4r/min入磨粒度：80mm，成品细度：0.08mm筛余12%，出磨水分：0.5%主电机功率：4000KW，选粉机电机功率：200KW配套外循环提升机：NSE200，输送能力：250t/h，电机功率：37KW实际运行小时数：H0=129.89 (h) 3、回转窑：就5000t/d的国产回转窑已经在许多条线上投入运行，且运行情况良好。在此参考池州海螺，选取4.872m窑。采用三挡支承，斜度3.5，砖厚0.25m，正常运行转速3.5r/min。主电机功率630kW，直流调速。实际运行小时数：H0= H0=152.68 h4、煤磨（立磨）：煤磨系统选用立磨，相对与以前常用的钢球磨除了立磨所具有的所有优点，还便于控制磨内风温，从窑头篦冷机抽取的热风在管道中部设有电动百叶阀，调节开度以调节冷风的进入量，进而控制入磨热风的风温。煤磨+脉冲喷吹袋式收尘器的方案，原煤经全密闭计量给煤机喂入辊式磨烘干粉磨，热源取自窑头篦式冷却机余风。该方案较前者节省了投资设备，减少了建筑占地面积，并且操作简单稳定，充分利用了余热。此设备搭配方案在都江堰拉法基水泥厂从投产效果看，振动极小，运转平稳可靠。要求小时产量：Gh =28.75 t/h参考山东东华水泥有限公司生产线选取HRM2200立磨一台。参数如下：煤粉产量：45t/h，功率：500KW，风量：120000 m3/h，入磨风温：350入磨粒度：50mm，出磨粒度：200目筛余20%，入磨水分10%，出磨水分：1%。袋收尘器：FGM96-210(M)，处理风量：110000 m3/h 实际运行小时数：H0=107.33 h5、水泥磨：水泥磨系统采用目前较先进的滚压机预粉磨系统，由滚压机、V形选粉机、球磨机、O-sepa高效选粉机和袋收尘组成。参考峨胜一线，水泥粉磨采用2套带O-Sepa N-2000选粉机的闭路球磨机粉磨系统，简单实用、运转率高，调节水泥细度方便，能同时生产不同品种水泥。要求小时产量：Gh =280.46 t/h滚压机预粉磨系统，球磨机型号为：4.213m，产量：155t/h，出磨水泥细度为320-340m2/kg，电机功率：3550kw，其传动采用了中心传动系统，具有传递功率大、投资省、占地面积小等优点。辊压机型号为：HFCG160-120（磨辊长和辊宽分别为1600mm和1200mm），电机功率为：900kw，物料通过量：450550t/h。O-Sepa N-2000型选粉机一、二、三次风全为环境冷空气，大大改进水泥质量、提高粉磨系统产量。台时产量可达150t/h，功率2500kW/台。磨出水泥细度比表面积达350m2/kg。实际运行小时数：H0=142.04 h6、回转烘干机：主要烘干混合材（矿渣），初水分为8%，要求终水分为1%。要求小时产量：Gh =50.15 t/h选2.418m的回转烘干机2台，产量：24.4 t/h，初水分：10%，终水分：1%，热耗：5780KJ/Kg水。实际运行小时数：H0=146.35 h7、包装机：袋装与散装比例为70%：30%，袋装包装机每周处理量Gw=44032.80.7=30822.96t/w要求小时产量：Gh =366.94 t/h选用4条BX-8WY型八咀回转包装机包装水泥，台时产量为80100t/h。并设有电子校正称、破包机及破包清理等装置，具有称量精度高（袋误差为0.1kg）、密封性能好、扬尘小、自动化程度高及操作简便等优点。实际运行小时数：H0=77.06 h以上计算得实际运转小时数小于要求工作小时数，即能保证水泥厂的正常运转，并留有一定量的生产富余。表3-13 主机平衡表主机名称主机型号周平衡量(t/w)主机产量(t/台h)主机台数(台)要求主机小时产量(t/h)主机每周运行时间(h/w)主机实际运行时间(h/w)石灰石破碎机TKLPC2022.F44687.857001620.77263.84生料磨TRM53.455851.064301355.74157129.89回转窑4.872m35000229.21208.3168152.68煤磨HRM22004829.2345128.75168107.33烘干机2.418m7873.7424.4250.15157146.35水泥磨4.213m44032.81552280.46157142.04水泥包装机BX-8WY30822.961004366.948477.06第四章 储库计算水泥生产最重要的就是保证个车间连续稳定生产，任何一个环节出现问题都将影响整个水泥生产，并且一旦由于某个环节出现问题导致停窑，再次启动回转窑将是一个非常复杂的工序，一般水泥厂都尽量避免出现停窑事故。但对一个庞大的水泥生产系统，某个环节出现故障是很正常的，在实际生产中也经常会出现。所以，为了保证水泥生产的连续稳定，有必要在不同工序间设置一个缓冲区，及适量的存储量。水泥厂必须设置各种原料、燃料、半成品和成品的储存设施（包括各种堆场，堆棚、储库、料仓以及成品库等）。各种储库的容量应满足不同物料存储期的要求，储存量一般以储存期来确定和表示。4.1 各种物料存储期物料的储存期是工艺设计中的一个重要的参数，合理确定这个参数，具有较大的技术经济意义。物料的储存期不应该定得过短，否则对生产不利，甚至影响整个生产;但也不应该过长，以免增加基建投资和生产成本。因此要综合考虑各种条件和因素，合理的确定各种物料的储存期。下表是本设计所设定的各物料的储存期。本设计确定各物料的储存期如下：（新型干法水泥厂工艺计算手册P312）表4-1 各种物料存储期物料名称石灰石铝矾土砂岩硫酸渣生料粉熟料混合材石膏水泥原煤存储期（天）57520251530784.2 存储设施的计算各物料休止角及密度参考水泥厂工艺设计概论P289，如下：表4-2 各种物料休止角和密度物 料名 称块状石灰石铝矾土干砂岩硫酸渣块煤煤粉均化库内生料粉回转窑熟 料 石膏混合材普通水泥（库内）()302536352703533453530（t/m3）1.452.02.651.50.90.51.31.451.30.81.454.2.1 石灰石、原煤、联合预均化堆场1、石灰石预均化堆场考虑到厂地面积和矿山石灰石的开采品质和堆料机、取料机选型，以及考察国内同类大型水泥厂情况，石灰石采用圆形预均化堆场，采用Peha-Chevcon系统，自动化控制，具有较高的均化效果和堆场利用率。石灰石存储期参考水泥生产工艺计算手册P290， 取预均化存储3天，圆库存储5天.。要求存储量：G石灰石 =KTGd =1.136478.9632=21380.57856 tK-堆场系数，K=1.01.2，取K=1.1； T-物料存储期，天 Gd -物料日消耗量，t/天取堆场的料堆的长宽比为C=4.5料堆的堆量为：G石灰石=V=B2tg(0.25-0.1191B)=0.8421B3解得B=29.4 m, =132.3 m料堆的高为H=8.5 m料堆中心半径为由=1.2r,得r=35.1 m轨道半径R=r+0.5B=35.1+0.529.4=49.8 m 式中 B、H分别表示料堆的宽、中心弧长、高，m r、R分别表示料堆中心半径和堆场轨道半径一般轨道外面留有3m左右的过道，方便工作人员通过。参考湖南韶峰5000t/d熟料线圆形预均化堆场，在实际运行中能很好的满足5000t/d的生产需求，同时主机年利用率较高。所以确定石灰石预均化堆场的规格为：110 m。2、原煤预均化堆场传统的煤堆场一般都是矩形设计，而本设计选用圆形预均化堆场，主要基于圆形预均化堆场相对于矩形预均化堆场的优点：1）、占地面积小，在相同容积条件下比矩形堆场少占地30-40%。2）、在相同容积条件下，设备购置费较少，约为矩形的75%，总投资可减少30-40%，带屋顶的堆场总投资约为矩形堆场的60-70%，并且经营费用比矩形堆场可省些。3）、圆形堆场采用中心出料，出料皮带长度不改变，因此物料流是连续稳定的，从而在堆场和生料磨之间采用反馈控制比较容易。4）、随着新型圆形均化堆场的应用，均化效果也有了大幅度的提高。5）、设备操作、维护简单方便。并且维护费用也较低。要求存储量：G原煤 = KTGd =1.18689.8896=6071.02848 tK-堆场系数，K=1.01.2，取K=1.1； T-物料存储期，天 Gd -物料日消耗量，t/天取堆场的料堆的长宽比为C=4.5料堆的堆量为：G原煤=V=B2tg(0.25-0.1191B)=0.4613B3解得B=23.6 m, =106.2 m料堆的高为H=6.0 m料堆中心半径为由=1.2r,得r=28.2 m轨道半径R=r+0.5B=28.2+0.523.6=40 m留有3m宽过道，因此确定设计原煤预均化堆场规格为90m3、联合预均化堆场其他辅助原料(铝矾土、砂岩、硫酸渣)和混合材（矿渣）、石膏采用矩形预均化堆场，因为这些原料相对用量较少，且均为外购原料，成分波动难以控制，并同时考虑以后可能从多点购进原料，所以为保证生料成分的稳定和生产的持续稳定，必须配套具有较大均化效果的预均化堆场，这一点矩形预均化堆场相对圆形预均化堆场具有独特的优势。1）、铝矾土堆场铝矾土要求存储量：G铝矾土 = KTGd =1.17309.9504=2386.61808 tK-堆场系数，K=1.01.2，取K=1.1； T-物料存储期，天 Gd -物料日消耗量，t/天参考峨胜水泥以及前面计算结果的厂区布置，取堆场宽度为B=35M。堆场的高度：H=8.2m-物料的休止角，铝矾土堆场长度：L=8.3m -物料的密度，kg/m32）、砂岩堆场砂岩要求存储量：G砂岩 = KTGd =1.151019.8368=5609.1024 tK-堆场系数，K=1.01.2，取K=1.1； T-物料存储期，天 Gd -物料日消耗量，t/天堆场的高度H=12.7m砂岩堆场长度：L=9.5 m3）、硫酸渣堆场硫酸渣要求存储量：G硫酸渣 = KTGd =1.120169.9728=3739.4016 t K-堆场系数，K=1.01.2，取K=1.1； T-物料存储期，天 Gd -物料日消耗量，t/天堆场的高度：H=12.3m硫酸渣堆场长度：L=11.6 m4）、混合材（矿渣）堆场矿渣要求存储量：G混合材 = KTGd =1.1151124.82=18559.53 tK-堆场系数，K=1.01.2，取K=1.1； T-物料存储期，天 Gd -物料日消耗量，t/天堆场的高度：H=12.3m矿渣堆场长度：L=107.8m5）、石膏堆场石膏要求存储量：G石膏 = KTGd =1.130614.9016=20291.7528 tK-堆场系数，K=1.01.2，取K=1.1； T-物料存储期，天 Gd -物料日消耗量，t/天堆场的高度：H=17.5m石膏堆场长度：L=51m由以上计算结果，得联合预均化堆场的总长度L总 ，一般联合预均化堆场在理论计算结果上留有10m左右的富余，以保证设备操作的安全以及挡雨等。L总 =8.3m+9.5m+11.6m+107.8m+51m=188.2m考虑堆、取料机的轨道和过道宽度，确定预均化堆场的宽度为43m，因此，联合预均化堆场的规格为：43188 m.表4-3 预均化堆场规格石灰石堆场(圆形)原煤堆场(圆形)联合储存库铝矾土砂岩硫酸渣石膏混合材堆量（t）21380.586071.032386.625609.103739.4020291.7518559.53高 （m）8.568.212.712.317.512.3半径/宽（m）49.9540.33535353535长 （m）8.39.511.651107.8过道宽度（m）3333333规格110m90m43188 m4.4.2 各物料储库计算石灰石库、硫酸渣库、砂岩库、硫酸渣库、石膏库和混合材库设置用来储存进行配料，同时还起一定的均化作用，在满足工艺生产顺畅的情况下考虑基建，初步确定以上物料的储存时间为5小时。1、石灰石圆库配料站中石灰石库与其他原料分开，单独设为圆形储库。石灰石圆库存储容积：V石灰石 = G石灰石 /石灰石 =6478.963251.1/1.45=24575.38 t V=V1+V2 =，VG石灰石式中：V 、V-分别为圆库圆柱体和锥体部分体积m3 D、H1-分别为圆库有效内径和直筒部分有效高度，m-该物料的堆积密度，t/m3-该物料的休止角，度。 Q-该物料的储存量，t参照国内水泥厂，高径比一般取为2，直径D取8m。V=V269.95685 m3求得：H117.76 ,H1取18m则配料站石灰石圆库规格为818m，采用常规混凝土结构。2、生料均化库生料要求存储量：G生料 =27673.772=15347.544 t参考天瑞汝州水泥，选用IBAU型均会库，规格为22.552m，有效存储量18000t。该库集生料储存、均化和喂料于一体，具有均化效果好、电耗低、系统简单、操作管理方便等优点。库内分8个卸料区，生料按照一定的顺序分别由各个卸料区卸出进入均化小仓(兼窑喂料仓)，均化作用主要由库内重力切割和均化小仓的搅拌来实现。生料入窑计量采用冲板流量计，由气动流量调节阀(由德国的CP公司供货)调节人窑流量。考虑到生料磨只有一台，如果出现卡料或磨辊故障需要停磨检修，相对较大的生料均化库还能供应生料保证生产连续稳定，所以在选择生料均会库时，相对于国内一些同生产能力的水泥厂适当加大了其规格，实际存储期：=2.3天3、熟料库熟料要求存储量：G熟料 =25000=10000 t参考峨胜水泥，采用一个6040.6m熟料帐篷库即能满足生产需求。另再在熟料库旁设一个2000t的黄料库，参考环球2500t/d水泥生产线，直径D取8m。则黄料库的高度：H=27.5mV=tg+ H，VM =tg33O+H=式中：V1-圆库圆柱体部分体积m3V2-圆库圆锥体部分体积m3-该物料的堆积密度，t/m3-该物料的休止角，度。M-该物料的储存量，tD、H1-分别为圆库有效内径和直筒部分有效高度，m解得H=12.9 m 化整取13m。则黄料库规格为：813m。4、熟料堆场在水泥销售淡季，储存过剩的熟料，以保证生产的连续进行，同时也可以直接销售熟料