1、谈现代水泥工艺设计摘要：水泥工厂的工艺设计，应由当前的开口设计，逐步过渡到闭口限额设计。也就是对各车间的各项技术经济指标（热耗、电耗、设备重量以及投资等）提出明确要求，按要求进行设计，才能达到控制总指标的目的。在设计过程中应当重视设计产品具有单件性的特点。 关键词：工艺设计 设备选型与节能 改进 如何做好一个水泥工厂的工艺设计是值得十分关注的问题。影响工艺设计的因素很多，其中最重要的有如下几方面：（1）原料和燃料；（2）原料破碎；（3）原料预均化；（4）原料粉磨；（5）水泥粉磨；（6）设备选型与节能。现仅就上述这几方面的问题分别进行阐述。 1、原料和燃料 原料和燃料一定要符合产品水泥的质量要求
2、，只有符合要求的原料和燃料才能配成合格的生料，才能生产出合格的水泥。 由于天然原料和燃料的种类很多，而且化学成分和物理性质也有较大的差别。虽然有时配成看来是符合熟料率值和矿物组成要求的生料，但从原料和燃料的质量以及工艺操作上看，却可能不够理想。例如有的原料可能磨蚀性较强、易磨性较差、水分大、粘度较高等；燃料有可能是一种低挥发分、高灰分、发热量低的煤，也可能是无烟煤、褐煤或泥煤等。或者是原料和燃料中含有相当高的有害成分（碱、氯、硫）等。不管原料和燃料中存在哪些不利因素，都需要在设计过程中注意克服和解决，才能使建成的工厂顺利投产并生产出合格的水泥。另外原料和燃料的选择也不能单纯以目前的原料和燃料的
3、质量指标来取舍，这样就有可能把有用的原料或燃料视为废物，造成资源浪费。 原料和燃料的质量对原料矿山的开采、原料破碎、原料、燃料预均化、原料粉磨、生料均化、熟料缎烧等系统的设备选型以及投产后的运行均有重大影响。 2、原料破碎 原料破碎机应当这样选择：它提供破碎后的物料粒度应尽可能的小、结构简单和便于维修。目前国内用于原料破碎的破碎机制造厂家很多，而且破碎机的类别也多，但选用时必须依据原料的工艺性能试验报告的物理性能（如入料粒度、水分、磨蚀性、粘性、要求产品粒度，以及含土量、物料强度等）来选择。在选用破碎机时，既要注意破碎机的适应性的同时，也要考虑系统的电耗和投资。 3、原料预均化 采用原料预均化
4、堆场有利于回转窑的操作，提高窑的产、质量，保持窑的长期安全运转；扩大原料资源；充分利用原料中的夹层和废石，延长矿山使用年限；适应大型水泥工厂的需要等。 由于原料预均化的作用与原料储存是同时实现完成的，因此，原料的预均化方法及预均化堆场型式的选择，必须依据原料矿山的赋存条件，在合理有效利用矿山资源的前提下，认真研究是否采用预均化堆场和堆场型式。 具体选用原料预均化堆场的型式时，应注意考虑均化效果、设备价格、动力消耗、处理物料粘性能力、土建工程费用、能否扩大储存能力以及占地面积等因素。圆形堆场、长形堆场各有特点，如何选择应结合具体条件来确定，一般应遵循下述原则： （1）要求均化效果高或双组分预混合
5、时选用长形预均化堆场； （2）要求均化效果不高或石灰石中含粘湿物料不多时，选用圆形堆场； （3）带有阶梯的长条地形，应选用长形堆场，坡度小的方宽地形选用圆形堆场。 总之，要根据地形特征，进行技术经济比较来选择在同等条件下，选用圆形堆场可以达到占地面积小，投资省，设备操作简单和维护方便等目的。 4、原料粉磨 选择原料磨总的要求是，由于原料磨需要与熟料锻烧系统串联操作，原料磨系统应当尽量简化，操作可靠，其连续作业率至少应当与熟料锻烧系统接近或一样高，这就要求进一步解决原料磨的磨损问题。 原料磨系统在水泥生产过程中是一项最为复杂的生产环节，在系统和设备选型上要引起足够的重视。原料粉磨设备必须能适应一
6、切可以利用的原料的物理性能，从技术经济上来看，应能达到最佳经济效果（适应性、电耗、维护费用和投资） 。并应根据原料的工艺性能试验报告中的易磨性、磨蚀性来确定粉磨细度，以便得到较好的易烧性。 5、水泥粉磨 水泥粉磨现代化意味着： 能耗减少；产量提高；质量提高；增加产品品种；采用廉价原料；可提供个性化服务。 水泥粉磨当前最显著的发展，是采用了辊压机或 CKP 磨和高效选粉机组成的粉磨系统。这几种设备用于新建或改建的粉磨系统上，均取得了较好的经济效果。尤其是高效选粉机价格较为适宜，节省电耗，投资效果合理。水泥的质量不仅与其化学组成、比表面积的大小和矿物组成有关，而且与其颗粒粒径的级配有关，高效选粉机
7、可以满足颗粒级配要求，这是必须选用高效选粉机的原因之一。 对新建的水泥工厂来说，目前较为合适的首选方案，仍应是球磨机和高效选粉机组成水泥粉磨系统。 6、设备选型与节能 6.1 设备选型 在各种规模水泥工厂设计中，设备费用在工程总投资中所占的比例约为 40%-50%。在保证技术先进、运转可靠、设备价格合理的前提下，尽量节省设备投资，是工艺设计中一个非常重要的环节。这也是设备选型时必须认真考虑的问题。工艺设计中所涉及的设备很多，对每一台设备的选型都应重视。 6 .2 物料输送 厂内物料输送，一般多选用胶带输送机。有时为了缩短输送距离也常选用大倾角胶带输送机。 尽量不用或少用气力输送设备，因其电耗高
8、于其它输送设备几倍。 6.3 风机选型（含离心风机和罗茨风机） 风机是水泥工厂耗电较大设备之一，约占工艺设备总耗电量的 30%-35%。风机选型适当，节约电能的的潜力还是很大的。 目前，风机制造厂家生产的各类风机，多为过去的定型产品，内效率低，选用功率大，不能满足水泥工厂气体中含尘量大、磨损大、温度高和全压大等特殊要求。 6.4 电动机选型 从已投产的水泥工厂来看，工艺设计中选用的电动机很少在其额定功率下运转，即使在接近额定功率的状态下运转的也是很少的。多数是大马拉小车。这是由于工艺设计时选用功率计算公式不当，加之储备系数过大造成的。如果电动机选型适当，不仅能在一个有效的范围内运转，而且功率因
9、数也将得到改善，再加上选用高效电动机，就会得到较好的经济效益。 水泥厂用交流电动机的电压，一般是按容量来选。 6.5 空气压缩机 压缩机在水泥工厂的用量并不多。主要用于袋收尘器脉冲喷吹、窑尾预热器防堵的空气炮、气动阀门控制、粉状物料的均化与卸料、自动化仪表，以及生料、水泥、煤粉等粉状物料的输送。由于气力输送粉状物料所需电耗较大，目前很少采用。 6.6 收尘设备 水泥工厂常选用的收尘设备一是袋收尘器，二是电收尘器。单位收尘风量约为 12500m/t 水泥。 选择收尘器的关键问题是工况收尘风量和气体中含尘量：因收尘器的规格大小与收尘风量成正比，与收尘器的过滤风速成反比。收尘器的性能和规格直接影响着设备的投资、收尘效率和维护费用的高低。 对处理水泥工厂烟气而言，电收尘器的阻力小，单位电耗低，但其功率因数低，设备价格高。而袋收尘器因其阻力大，单位电耗高，但其设备价格相对便宜。选用袋收尘器降低电耗的关键是选用高效排风机。生产实践证明，新型脉冲袋收尘器系列是可靠的收尘设备。对于熟料锻烧废气处理系统，蓖式冷却机及原料粉磨系统仍多选用电收尘器。 作为一个合格的工艺设计者，应该充分地认识到一个工程设计，需要有关部门提供设计基础资料和设计条件，而这些资料与条件，不但是开展工艺设计工作之必须，更是保证工艺设计质量与设计进度的基础。
