1、目 錄摘要2引言31、工藝設計的設計原則42、配料計算62.1 設計內(nèi)容62.2 原燃材料資源62.3 配料計算63、物料平衡113.1燒成車間生產(chǎn)能力和工廠能力的計算11窯型和規(guī)格的選取11計算原燃材料消耗定額114、水泥粉磨工藝流程155、主機平衡及設備選型165.1設備選型165.2主要設備在圖紙中的分布176、總結18參考文獻19致謝20摘要 本次設計的題目是設計規(guī)模為日產(chǎn)2500t/d水泥熟料生產(chǎn)線的水泥粉磨車間。 本次設計的主要內(nèi)容包括： 1.配料計算 2.物料平衡計算 3.流程選擇和主機選型 4.最后設計了整個車間的工藝布局并畫出圖紙。 引言水泥粉磨是水泥工業(yè)生產(chǎn)中耗電最多的一個

2、工序。近年來，隨著新型干法水泥生產(chǎn)的發(fā)展，為了提高水泥粉磨效率、節(jié)約能源、提高經(jīng)濟效益，水泥粉磨設備在大型化的同時，也得到了不斷地改進和發(fā)展。提高水泥廠粉磨工藝水平對水泥工廠的綜合經(jīng)濟效益的影響是十分顯著的。水泥粉磨系統(tǒng)的選擇及其比較 開路粉磨：熟料經(jīng)配料進入球磨機粉磨后即為成品。是水泥粉磨的一種簡單工藝形式。這種工藝流程簡單，設備投資少，操作控制相對容易。但由于成品完全依賴于磨機一次粉磨完成，要滿足現(xiàn)行國家標準規(guī)定的細度和比表面積，其產(chǎn)量往往偏低，電耗較高。顯然，這種工藝在細粉磨條件下難于達到增產(chǎn)節(jié)能的目的。 閉路粉磨：閉路粉磨先由磨機將物料粉磨到一定的細度，再有選粉機分選出成品，粗粉返回磨

3、機繼續(xù)粉磨。該工藝流程較開路粉磨工藝相對復雜，設備投資較大，但產(chǎn)量較高 ，產(chǎn)品細度可控性好，是水泥生產(chǎn)的普遍應用形式。需要注意的是，由于成品主要通過選粉機產(chǎn)生，因此，系統(tǒng)增產(chǎn)節(jié)能對于選粉機設備選型非常重要。早期的離心式、旋風式選粉機已經(jīng)逐步趨于淘汰，以O-Sepa結構性能為特征的高效節(jié)能選粉機成為現(xiàn)代水泥廠新建或改建擴建的主要選擇。一般認為:普通開流磨在現(xiàn)代水泥生產(chǎn)中已不再適應,新建廠大多已不采用.許多在線生產(chǎn)工藝通過高細高產(chǎn)磨或新型選粉機的應用,也改普通開流工藝為帶高細高產(chǎn)磨得開流系統(tǒng)或選粉機閉路系統(tǒng)。1、工藝設計的設計原則、根據(jù)計劃任務書規(guī)定的產(chǎn)品品種、質(zhì)量、規(guī)模進行設計。計劃任務書規(guī)定的

4、產(chǎn)品規(guī)模往往有一定的范圍，設計規(guī)模在該范圍之內(nèi)或略超出該范圍，都認為是合適的；但如限于設備選型，設計達到的規(guī)模略低于該范圍，則說明原因，取得上級同意后，才能繼續(xù)設計。 對于產(chǎn)品品種，如果認為計劃任務書的規(guī)定在技術上或經(jīng)濟上有不當之處，也應闡明理由，建議調(diào)整，并取得上級部門的同意。窯、磨等主機的產(chǎn)量，除了參考設備說明書和經(jīng)驗公式計算外，還應根據(jù)國內(nèi)同類型主機的生產(chǎn)數(shù)據(jù)并參考國內(nèi)外近似規(guī)格的主機產(chǎn)品進行標定。在工廠建成后的較短時期內(nèi)，主機應能達到標定的產(chǎn)量，同時標定的主機產(chǎn)量應符合優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗和設備長期安全運轉(zhuǎn)的要求。既要充分發(fā)揮設備的能力，但又不能過分追求強化操作。、主要設備的能力應與工廠

5、規(guī)模相適應大型工廠應配套與之相適應的大型設備，否則將造成工藝線過多的現(xiàn)象。在現(xiàn)代大中型水泥廠的設計中，一般只采用一條或兩條由大型設備組成的工藝線。、選擇技術先進經(jīng)濟、合理的工藝流程和設備工廠的工藝流程和主要設備確定以后，整個工廠設計可謂大局已定。在選擇生產(chǎn)工藝流程和設備時，應盡量考慮節(jié)省能源，采用國內(nèi)外較成熟的先進經(jīng)驗和先進技術。如在原料的破碎方面，采用一級反擊式反擊式錘式破碎機代替二級或三級破碎系統(tǒng)；在干法生料粉磨工序普遍采用烘干兼粉磨系統(tǒng)；在水泥粉磨系統(tǒng)采用輥壓、機球磨、高效選粉機（如OSEPA選粉機等）的混合粉磨系統(tǒng)。 對于新技術、新工藝、新設備，必須經(jīng)過生產(chǎn)實踐鑒定合格后，才可應用于新

6、建廠的設計中。 工藝流程和設備的選擇應進行方案比較，以達到技術先進、經(jīng)濟合理的目的。 在進行具體設備的選型時，應注意下列一些問題：盡量選用結構新、體型小、質(zhì)量輕、效率高、消耗省且操作可靠維修方便、供應有保證或能自行加工制造的設備。各種附屬設備的型號、規(guī)格應盡量統(tǒng)一，以便于生產(chǎn)管理和減少配、備件的種類。、合理考慮機械化、自動化裝備水平 機械化水平應與工廠規(guī)模和裝備水平相適應，特別是連續(xù)生產(chǎn)過程中大宗物料的裝、運、卸，必須實現(xiàn)機械化。重大設備的檢修、起重以及需要減輕繁重體力勞動的場合，也應盡可能實現(xiàn)機械化。生產(chǎn)控制自動化，具有反應靈敏控制及時調(diào)整精確的特點，是保證現(xiàn)代化連續(xù)性大生產(chǎn)安全穩(wěn)定進行的必

7、不可少的手段。如在原料配料和粉磨過程中，新型干法生產(chǎn)廣泛地采用電子秤-X熒光分析儀-電子計算機自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，控制原料配料，實現(xiàn)了原料配料的自動控制。在水泥粉磨系統(tǒng)已廣泛采用電子定量喂料秤、自動化儀表、電子計算機控制生產(chǎn)。其主要利用電耳、提升機負荷和選粉機回料量等進行磨機負荷控制。、重視消音除塵，滿足環(huán)保要求 貫徹執(zhí)行國家環(huán)保、工業(yè)衛(wèi)生等方面的規(guī)定。我國水泥生產(chǎn)最高容許排放濃度為50mg/m3 。今后，由于對環(huán)保要求愈睞愈高，應采取積極措施，減少環(huán)境污染，以保護職工身體健康和延長設備生產(chǎn)壽命。為減少環(huán)境污染，應廣泛的采用新型高效除塵設備，在物料儲存設計上采用以“圓庫”為主方案。與此同時，也應重視

8、噪音防治、污水治理、綠化環(huán)境，使水泥廠工業(yè)實現(xiàn)文明生產(chǎn)、方便施工、安裝、方便生產(chǎn)、維修工藝布置做到生產(chǎn)流程順暢、緊湊、便捷。力求縮短物料的運輸距離，并充分考慮設備安裝、操作、檢修和通行的方便，以及其它專業(yè)對工藝布置的要求。2、配料計算2.1 設計內(nèi)容設計課題名稱：水泥粉磨車間設計。設計規(guī)模要求：日產(chǎn)熟料2500t/d，或年產(chǎn)熟料萬噸，或年產(chǎn)某水泥萬噸。2.2 原燃材料資源1石灰石：自備礦山，中硬，含水量1%。2粘土：自備礦山，含水量4%。3砂巖：自備礦山，含水量2%。4鐵礦：外購，鐵礦尾砂，含水量15%。5粉煤灰：外購，含水量0.5%。6礦渣（混合材）：外購，堿性礦渣，含水量15%。7石膏：外

9、購，SO3：40%；W：少量；塊度<300毫米。8燃料：外購，煙煤或無煙煤，易磨性系數(shù)1.36，塊度<80毫米。9原材料化學成分如下： 名 稱 燒失量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO 總 和 石灰石39.834.350.300.7953.541.31100.12 粘 土5.3867.9614.215.942.041.2697.79 砂頁巖3.3388.032.842.091.140.9198.34 粉煤灰3.9349.3531.844.424.620.9595.11 鐵礦石2.8149.815.7032.533.071.7195.63 煙煤煤灰0.0049.812

10、8.119.124.951.7793.76無煙煤煤灰0.0049.9231.858.143.712.0295.64 表2-110 煙煤無煙煤工業(yè)分析如下：名稱水分(Mar/%)揮發(fā)分(Var/%)灰分(Aar/%)固定碳(Car/%)熱值(Qar/KJ/kg)煙煤 1.65 17.64 23.42 57.29 22283.13無煙煤 1.05 4.60 14.44 79.91 25576.80 表2-22.3 配料計算對于新型干法水泥生工藝，水泥熟料率值大致為：KH=0.880.91，SM=2.42.7，IM=1.41.8。根據(jù)新型干法水泥廠工藝設計手冊確定KH=0.88，SM=2.5，IM=

11、1.6。熟料單位熱耗確定為3200KJ/（kg熟料）。原燃材料分別選取石灰石、砂頁巖、粉煤灰、鐵礦石、煙煤。計算煤灰參入量：運用逐差遞減法計算，先計算各組分中的雜志含量（%）：石灰石：其他=100100.121.31 =1.19砂頁巖：其他=10098.340.91 =2.57粉煤灰：其他=10095.110.95 =5.84鐵礦石：其他=10095.631.71 =6.08煙煤煤灰：其他=10093.761.77 =8.01假設石灰石大致在80%左右，砂頁巖10%左右，粉煤灰5%左右，鐵礦石5%左右，列表計算如下： 名 稱 燒失量 其 他 石灰石 39.83 1.19 砂頁巖 3.33 2.

12、57 粉煤灰 3.93 5.84 鐵礦石 2.81 6.08 表2-3各組分都乘以各自所占百分比得： 名 稱 燒失量 其 他 石灰石 31.84 0.952 砂頁巖 0.333 0.257 粉煤灰 0.196 0.292 鐵礦石 0.1405 0.304 生 料 32.51 1.805 表2-4煤灰參入量GA=3.36%，灼燒生料配合比為1003.36=96.64。計算熟料中雜質(zhì)含量： 名 稱 配合比 其 他 灼燒生料 2.67 灼燒生料（去煤灰） 96.64 2.58煤灰 3.36 5.84熟料 2.81 6.08 表2-5所以W=100其他=1002.85=97.15，那么可設W=97%，

13、則以100kg熟料為基準，列表遞減如下：計算步驟SiO2Al2O3Fe2O3CaO其他 備 注所需熟料組成3.36kg煤灰22.431.675.520.943.450.3165.690.172.910.27 差122kg石灰石20.765.314.580.373.140.9665.5265.322.641.45 差17kg砂頁巖15.4514.974.210.482.180.360.20.191.190.44 差11kg粉煤灰0.485.433.733.501.820.470.010.510.750.73 差4kg鐵礦石-4.952.00.230.231.351.30-0.50.120.020

14、.24 差7.9kg砂頁巖-6.956.9500.220.050.17-0.620.09-0.220.2 和00.220.22-0.53-0.02 偏差不大，不再重算 表2-6 按上表干原料質(zhì)量比換算為百分比：計算濕原料配合比：將上述質(zhì)量比換算為百分比：3、物料平衡3.1燒成車間生產(chǎn)能力和工廠能力的計算3.1.1窯型和規(guī)格的選取根據(jù)新型干法水泥廠工藝設計手冊以及近年來一些廠的生產(chǎn)實際，選擇4×60m的預分解窯。根據(jù)經(jīng)驗公式：G=0.37743Di2.5185L0.51861，Di=D2得G=0.37743×3.72.5185×600.51861 =85.1t/h(

15、2042t/d)由于經(jīng)驗公式都是80年代以前總結的，現(xiàn)在隨著設備和管理的完善，其產(chǎn)量已經(jīng)達到2500t/d2800t/d。故據(jù)此標定窯的產(chǎn)量為2700t/d即112.5t/h.3.1.2計算原燃材料消耗定額3.1.2.1原料消耗定額 I干生料燒矢量。S煤灰的參入量。P干生產(chǎn)損失，取3%。所以各干原料消耗定額：干石灰石K1=K干×83.5% =1.48×83.5% =1.24t/t熟料干砂頁巖K2=K干×6.23% =1.48×6.23% =0.092t/t熟料干粉煤灰K3=K干×7.53% =1.48×7.53% =0.111t/t熟

16、料干鐵礦石K4=K干×2.74% =1.48×2.74% =0.041t/t熟料各濕原料消耗定額濕石灰石=K1/(100%-1%) =1.25t/t熟料濕砂頁巖=K1/(100%-2%) =0.094t/t熟料濕粉煤灰=K1/(100%-0.5%) =0.112t/t熟料濕鐵礦石=K1/(100%-15%) =0.048t/t熟料3.1.2.2石膏消耗定額根據(jù)GB176-1996可知普通硅酸鹽水泥中的三氧化硫含量不得超過3.5%。設100kg普通硅酸鹽水泥中加入石膏為Xkg，則X·40%100×3.5%，求得X8.75kg。取X=5kg。查閱水泥工藝技術

17、可知礦渣水泥中礦渣參加量按質(zhì)量百分比計為20%70%，取40%。干石膏消耗定額：d水泥中石膏參入量。e水泥中混合材參入量。Pd干石膏的生產(chǎn)損失，取3%。3.1.2.3混合材消耗定額干混合材消耗定額：濕混合材消耗定額：3.1.2.4燒成用煤消耗定額干煤消耗定額：濕煤消耗定額：q熟料燒成消耗。Q干煤低位熱值。Pm煤的生產(chǎn)損失，取3%。3.1.2.5水泥產(chǎn)量計算熟料小時產(chǎn)量為Gh=112.5t/h，日產(chǎn)量Gd=2700t/d周產(chǎn)量Gw=168Gh =18900t/w水泥小時產(chǎn)量：水泥周產(chǎn)量G水w=33331.2t/d3.1.2.6物料平衡表 根據(jù)各原燃材料消耗定額列水泥廠物料平衡表：物料名稱天然水分

18、（%）生產(chǎn)損失（%）消耗定額（t/t熟料）物料平衡量（t）干料濕料干料濕料hdwhdw石灰石131.241.25139.5334823436140.625337523625砂頁巖230.0920.09410.35248.41738.810.575253.81776.6粉煤灰0.530.1110.11212.4875299.72097.912.6302.42116.8鐵礦石1530.0410.0484.6125110.7774.95.4129.6907.2生料31.48166.5399627972石膏30.09410.575253.81776.6混合材1530.750.88284.3752025

19、1417599.2252381.416669.8熟料31112.5270018900水泥31.76198.44761.633331.2煤1.6530.1480.1516.65399.62797.216.8754052835 表3-1物料平衡表4、水泥粉磨工藝流程水泥是由水泥熟料、混合材、石膏以及其他材料（如助磨劑等）共同或分別磨細而成的具有水硬性的粉體材料?，F(xiàn)代水泥粉磨技術新觀點認為：好水泥是“磨”出來的。當今世界水泥粉磨技術已經(jīng)呈現(xiàn)多元化趨勢，而且粉磨設備也向大型化、低耗高效及自動化方向發(fā)展。隨著科技的進步，水泥粉磨機理已不再局限于傳統(tǒng)的低效率球、煅研磨方式，而是逐步向高效節(jié)能的輥磨過渡。就

20、目前水泥粉磨工藝流程而言，有以下幾種：管磨機（開路或閉路）粉磨系統(tǒng)、立磨粉磨系統(tǒng)、筒輥磨粉磨系統(tǒng)以及輥壓機終粉磨系統(tǒng)等。由于粉磨過程電耗極大，粉磨工藝的選擇與應用直接影響水泥的產(chǎn)量、質(zhì)量以及生產(chǎn)成本、經(jīng)濟效益，所以其在水泥生產(chǎn)流程中意義重大。本設計采用的工藝流程如下：圖4-1 水泥粉磨流程圖5、主機平衡及設備選型在物料平衡計算選定車間工作制度的基礎上，根據(jù)各種設備工作情況，為選定各車間的型號、規(guī)格和臺數(shù)提供依據(jù)。主機名稱每日運轉(zhuǎn)時間（h/日）每周運轉(zhuǎn)時間(h/周)生產(chǎn)周期（日/周） 生產(chǎn)班制石灰石破碎機12-14846每日兩班，每班6-7小時生料磨22 1546窯24 1687水泥磨閉路24

21、1547煤磨22 1687包裝機12-14 987每日兩班，每班6-7小時 表4-1主機要求小時產(chǎn)量： GH要求主機小時產(chǎn)量（t/h）。 GW物料周平衡量（t/h）。H主機每周運轉(zhuǎn)小時數(shù)。5.1設備選型水泥磨要求小時產(chǎn)量： 參考中國水泥技術網(wǎng)上相關內(nèi)容，采用南京設計院設計的HFCG180160大型輥壓機配4,2×13m水泥磨，其生產(chǎn)能力為220t/h以上。設備名稱輥壓機氣流分級機高效選粉機球磨機閉路高效選粉機設備型號HFCG180160HFV6000ZH60004.2×13mO-sepa4500 表4-25.2主要設備在圖紙中的分布參見圖紙中的標注：01斗式提升機，02輥壓