5000吨水泥窑窑头设计.doc

1、济南大学毕业设计 - - 1 表 2.1 原、燃料化学成分 原、燃料水分 原、燃料水分如表 2.2 所示 表 2.2 原、燃料水分 煤的工业分析 煤的工业分析如表 2.3 所示 表 2.3 煤的工业分析 组分 Mar（ %） Mad（ %） Aad（ %） Vad（ %） FCad（ %） Qnet.ad(KJ/Kg) % 8.00 1.77 22.05 29.95 46.25 23881 3 全 厂工艺平衡计算 3.1 全厂生产规模 生产规模： 5000t/t 熟料 3.2 配料计算 3.2.1 配料计算的目的及意义 种类 烧失量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 合

2、计 石灰石 42.08 1.68 0.86 0.37 52.27 1.83 99.09 粘土 7.05 68.07 12.95 5.18 2.82 1.68 97.75 铁矿石 9.07 22.97 5.07 60.81 0.23 0.53 95.68 煤灰 58.25 27.25 5.17 5.47 0.74 96.88 石膏 18.75 4.09 1.65 0.48 34.48 0.99 38.52 98.96 种类 石灰石 粘土 铁矿石 矿渣 石膏 煤灰 天然水 % 1.5 13.0 2.0 22.0 3.0 6.0 济南大学毕业设计 - - 2 水泥厂在生产之前要先确定生产该种水泥所需

3、要的各种原料的比例，本次设计所选取的原料为石灰石、粉砂岩、页岩铁矿石。通过配料计算原料的配合比，算出各物料所需要的量 为车间的生产任务以及设备选型提供可靠的依据，并可为确定运输量、运输设备以及配料仓提供合理有效的依据，生产出优质水泥。 3.2.2 熟料率值的确定 本次设计采用的是国内最先进的水泥生产技术即新型干法水泥生产技术，我国目前常采用 的是石灰石饱和系数 KH、硅率 SM、铝率 IM 三个率值。为了能够使熟料矿物组成稳定，生产出优质水泥，三个率值不同同高或同低，必须根据各生产线所采用的原、燃料和设备的规格型号来选择三个率值，我国常采用的是 两高一中 的配料方案即：高硅率、高铝率、中饱和比

4、的配料方案。根据多数同类型的熟料生产线的实际情况考虑 KH： 020890 . ； SM： 2052 . ； IM： 2061 . 。所以本次设计选取得率值为 KH=0.88,SM=2.5,IM=1.6。 (1)煤灰的掺入量： %015.3GA 设 %96 %4 2 5.335.16.2)1)(18.2(F 32IMSMIMKHOe（ 3-1） %480.5OAl 3232 OFeIM （ 3-2） %2 6 3.22 )( 32322 OFeOAlSMS iO（ 3-3） %8 3 2.64 )OFeOAl( S iO-C a O 32322 （ 3-4） (2)以 100kg 熟料 为基准

5、，用累加试凑法，计算得下表。 表 3.4 累加试凑表（ %） 原料名称 SiO2 AL2O3 Fe2O3 CaO MgO 合计 备注 要求熟料成分 22.263 5.480 3.425 64.832 96.000 煤灰（ 3.015） 1.756 0.822 0.156 0.165 0.022 济南大学毕业设计 - - 3 石灰石 (+124) 2.083 1.066 0.459 64.815 2.269 (64.832-0.165)/0.5227=124 粘土 （ +27） 18.379 3.497 1.399 0.761 0.454 (22.263-1.756-2.083)/0.6807=

6、27 铁矿（ +2.3） 0.528 0.117 1.399 0.005 0.012 (3.425-0.156-0.459-1.399)/0.6081=2.3 累计熟料成分 22.746 5.502 3.413 65.746 2.757 100.164 粘土 （ -0.7） 0.476 0.090 0.036 0.020 0.012 累计熟料成分 22.270 5.412 3377 65.726 2.745 99.53 KH=0.892 SM=2.534 IM=1.603 如上表所示， 经检验三个率值，均符合要求，故胚料 合适。 (3) 计算干原料的料耗（熟料料耗） 根据上表可知，配置 100

7、kg 熟料所需的干原料如下： 60.1 2 41 0 053.99/1 2 4 石灰石 40.2610053.99/7.0-27 ）（粘土 31.210053.99/3.2 铁矿 （ 4）计算生料的干原料配合比： %59.81%1 0 0)31.24.266.1 2 4/(60.1 2 3 4 干石灰石 %29.17%1 0 071.1 5 2/4.26 干粘土 %51.1%1 0 071.1 5 2/31.2 干铁矿 （ 5）从表 2.2 原、燃料水分可知，石灰石含水 1.5%， 粘土 含水 13.0%，铁矿石含水 2.0%，则湿原料配合比： 湿石灰石 = %83.82%1005.1100

8、59.81 湿 粘土 = %87.19%1 0 0131 0 0 29.17 湿铁矿石 = %54.1%1002100 51.1 （ 6） 各湿原料百分比： 湿石灰石 = %46.7954.187.1983.82 83.82 湿 粘土 = %03.1924.104 87.19 济南大学毕业设计 - - 4 湿铁矿石 = %48.124.10454.1 （ 7）熟料的矿物组成 ： %68.56%2 6 3.228.3)289.03(8.3)23( 23 S iOKHSC （ 3-5） %06.21)89.01(%2 6 3.226.8)1(i6.8 22 KHOSSC （ 3-6） %71.8)

9、%425.364.0%480.5(65.2)64.0(65.2 32323 OFeOAlAC （ 3-7） %41.10%425.304.304.3 324 OFeAFC （ 3-8） （ 8）干生料的烧失量： %08.3531.240.2660.124 53.99-31.240.2660.124I 烧失量 （ 3-9） 3.3 全厂物料平衡计算 3.3.1 物料平衡计算目的 全厂物料平衡是根据计划的全年生产水泥的量或者计划每周生产的熟料量（预先确定的生产规模），在建设水泥生产线之前，必须要先计算水泥厂每年、每周、每天、每小时需要的各种原料、燃料、材料 的量，还有从原料进厂直到成品等各工序所需

10、要处理的物料量。 全厂物料平衡计算是以生产规模、工艺参数、工艺流程、产品方案以及生产班制作为基础，对工厂生产过程中各工序物料量的一种计算方法。 通过物料平衡计算可以解决下列问题： （ 1）计算原材料从进场至成品出厂各工序所需处理的物料量，作为确定车间生产任务、设备选型及人员编制的依据。 (2) 计算各种原料、辅助材料及燃料需要量，作为总设计中确定运输能量、运输设备和计算各种堆场、料仓面积的依据。 （ 3）计算谁、电和劳动力的需要量，确定原、燃料的单位 消耗指标，作为济南大学毕业设计 - - 5 公用设计和计算产品成本等的依据 15 窑的熟料产量是物料平衡的计算基础。当工厂生产规模以熟料日产量表

11、示时，取熟料周产量为基准，此次设计采用周平衡法进行物料平衡计算。 3.3.2 计算基础 （ 1）熟料日产量： 5000t/d； （ 2）窑的台数：一台； （ 3）石膏 掺入 量 ： 6%； (4) 混合材掺入量： 15%； (5) 生产损失： 3%; (6) 熟料烧成热耗 3248KJ/KG 燃料发热量 23881KJ/KG 煤； （ 7） 年利用率： 0.8 3.3.3 物料平衡计算 （ 1）窑的 台数计算： （ 3-10） 所以选取窑的台数为 1 式中 n窑的台数； dQ要求的熟料日产量（ t/d）； 1hQ 所选窑的标定台时产量 t/(台 h)； 24每日小时数。 （ 2）烧成系统的生产

12、能力计算 熟料小时产量： hnQQ h /t3.208lh 熟料日产量 : dtQQ lhd /5 0 0 024 熟 料周产量： 周/3 5 0 0 07 tQQ dw （ 3）水泥小时产量 )/(8.2 5 53.2 0 81561 0 0 31 0 01 0 01 0 0htQed PG lhh （ 3-11） d水泥中石膏的掺入量 (%),在硅酸盐水泥中加入适量的石膏可以调节凝992.021024 500024 1 hdQQn济南大学毕业设计 - - 6 结时间但过多会影响水泥长期安定性 e水泥中混合材的掺入量 (%),普通硅酸盐水泥可掺入大于 5%且小于20%的矿渣 P水泥中生产损失

13、 （ 4）原料、燃料、材料消耗定额的计算 不考虑煤灰掺入 量时，熟料的干生料理论消耗量： )/(55.131 0 01 0 069.351 0 0 0 1 5.31 0 01 0 01 0 01 0 01 0 0 熟料生 ttpIsK （ 3-12） 各种干原料的消耗定额 xK 生原K (3-14) 式中， 原 某种干原料的消耗定额， Kg/Kg 熟料 干生料中该原料的配合比， % )/(2 6 0 0.1%59.8155.1xK 1 熟料生石灰石 ttK )0 . 2 6 8 0 ( t / t1 7 . 2 9 %1 . 5 5xK 2 熟料生粘土 K )0 . 0 2 3 4 ( t /

14、 t%51.11 . 5 5xK 3 熟料生铁矿 K 转换成湿基： W-100100 生湿 KK式中为各物料的含水量 (3-15) 2 7 9 2.11 . 5-1 0 01 0 0 石灰石生湿石灰石 KK （ Kg/Kg 熟料） 3 0 8 0.013-1 0 01 0 0 粘土湿粘土 KK （ Kg/Kg 熟料） 0234.02-100100 铁矿铁矿湿 KK （ Kg/Kg 熟料） 如下表： 表 3.8 原料消耗定额 名称 石灰石 粘土 铁矿 干（ /熟料） 1.2600 0.2680 0.0234 湿（ /熟 1.2792 0.3080 0.0234 济南大学毕业设计 - - 7 料）

15、 （ 5）石膏消耗定额的计算 干石膏消耗定额 )g/g(0 7 9 1.0)41 0 0()15-6-1 0 0(61 0 01 0 01 0 01 0 0d熟料）（）（KKPeddKd（ 3-16） 式中： dK 干石膏消耗定额（ Kg/Kg熟料）； ed, 分别表示水泥中石膏、混 合材的掺入量 （ %）； Pd混合材生产损失（ %） ,本设计取 4%。 湿石膏的消耗定额： )g/g(0 8 1 5.03)-1 0 0(1 0 00 7 9 1.01 0 01 0 0o熟料）（湿KKWKK d（ 3-17） 式中： 湿 湿石膏消耗定额， Kg/Kg熟料 石膏水分含量， %。 （ 6）干矿渣的

16、消耗定额 熟料KgKgPedeKee/198.0410015610015100100100100（ 3-18） 式中： Ke干混合材的消耗定额， Kg/Kg熟料； e混合材掺入量（ %）； P混合材生产损失（ %） ,本设计取 4% 湿矿渣的消耗定额： 熟料）（湿g/g2738.022-100100198.0100100oeKKWKK（ 3-19） 式中： K 湿 湿矿渣的消耗定额， Kg/Kg熟料； Wo矿渣的水分含量， % 济南大学毕业设计 - - 8 (7) 烧成用干煤消耗定额 ： 煤的应用基低热值： 煤（ kg8 4 9.2 2 4 0 7)77.11 0 0( )00.81 0 0(

17、)77.1252 3 8 8 1()-1 0 0( )-1 0 0)25Q( adadn e t . a d. kJW MWQ ararn e t 煤的干 燥基低位发热量： 煤kg3 5 8.2 4 3 5 677.11 0 0 1 0 0)77.1252 3 8 8 1(-1 0 0 1 0 0)25Q( adadn e t . a d. kJWWQ dn e t 烧成用干煤消耗定额： 熟料kgkg1 3 7 5.0)3100(635.2 4 3 5 6 3 2 4 8100)100(100.1 fdn e tf PQ qK （ 3-20） 式中： Kf1 烧成用干煤消耗定额（ t/t 熟料

18、）； q熟料烧成热耗， Kg/Kg熟料； Pf煤的生产损失，一般取 3% ； Wad煤的应用基水分， %； Qnet.ad煤的低位热值； KJ/Kg原煤 Qnet.d煤的干燥基低位热值 KJ/Kg干煤； 烧成用湿煤消耗定额： 熟料湿 kgkg1 4 9 4.0)3100(849.2 2 4 0 7 3 2 4 8100)100(100ar. fn e t PQ qK （ 3-21） 式中， 湿 烧成用湿煤消耗定额， Kg/Kg熟料； q熟料烧成热耗， Kg/Kg熟料； Qnet.d煤的干燥基低位热值 KJ/Kg干煤； Pf煤的生产损失，一般取 3% 。 3.3.4 全厂物料平衡表 表 3.9

19、全厂物料平衡表 济南大学毕业设计 - - 9 4 全厂总平面布置和工艺流程 物料名称 水分含量 % 生产损失 消耗定额 Kg/t 熟料 物料平衡表 t 干料 含天然水分料 干料 水分料 小时 日 周 小时 日 周 石灰石 1.5 3.0 1260.0 1279.2 262.5 6300 44100 266.5 6396 44772 粘土 13.0 3.0 268.0 308.0 55.8 1340 9380 64.2 1540.8 10785.6 铁矿石 2.0 3.0 23.4 23.4 4.9 117 819 4.9 117.6 823.2 生料 3.0 1551.4 1610.6 323

20、.2 7757 54299 335.5 8052 56364 石膏 2.0 3.0 79.1 81.5 16.5 395 2765 17.0 408 2856 矿渣 22.0 3.0 198.0 273.8 41.2 990 6930 57.0 1368 48510 熟料 208.3 5000 35000 水泥 255.8 6139.2 42974.4 烧成用煤 6.0 3.0 137.5 149.4 28.6 687.5 4812.5 28.6 686.4 4804.8 预均化堆场 页岩堆场 筛分 粉砂岩堆场 铁矿石破碎 煤堆场 煤破碎 矿渣堆场 矿渣烘干 石膏堆场 石膏破碎 济南大学毕业设计 - - 10 立磨 生料均化库 预热器 +分解炉 回转窑 篦冷机 熟料库 出厂 煤 仓 计量 计量 水泥磨 计量 水泥库 散装库 散装车 出厂 包装机 成品库 出厂 石灰石破碎