生料粉磨課程設(shè)計

1、制品機械設(shè)備課程設(shè)計 日產(chǎn)熟料2000噸水泥廠生料粉磨 車間工藝設(shè)計院 部： 材料與化學工程學院 學生姓名： 指導(dǎo)教師： 專 業(yè)： 無機非金屬材料工程 班 級： 完成時間： 2016年6月25日 日產(chǎn)熟料2000噸水泥廠生料粉磨車間工藝設(shè)計摘 要 本設(shè)計是日產(chǎn)熟料2000t/d水泥生產(chǎn)線生料粉磨系統(tǒng)工藝設(shè)計。生料磨采用立式輥磨機；生料干燥介質(zhì)來自于預(yù)熱器出口的廢氣；粉磨采用三風機系統(tǒng)。根據(jù)當?shù)氐脑?、燃料實際條件，依據(jù)其化學成份和設(shè)計要求的熟料組成，通過計算原料的配比及生料的消耗，得出生料粉磨系統(tǒng)的實際生產(chǎn)能力。該設(shè)計針對粉磨系統(tǒng)進行了詳細計算說明，其中包括物料平衡，熱量平衡，風量平衡及主、輔機

2、的平衡及選型，設(shè)計中充分考慮通風和除塵。關(guān)鍵詞：生料粉磨；立磨； 設(shè)備選型； 工藝設(shè)計； 配料計算Nissan 2000 tons of cement raw meal grinding workshop process designABSTRACT This design is related to raw material grinding of the 3000t/d cement production line. The vertical roller mill in which grinding, drying and separating are combined has good

3、 performance in drying and grinding. The process unit is mature. The three air blower system is equipped. According to the crude fuel chemical composition and design clinker composition, the raw material proportions and the raw material consume and the productivity requested of the raw material grin

4、ding systems are calculated. The gas and the dust removal system are designed according to the computation of grinding systems hot working parameter. Key words: Raw material grinding；Roller mill； Equipment Selection； Process Design；Burden calculation目 錄1 設(shè)計理論基礎(chǔ)及依據(jù)6 1.1 設(shè)計目的6 1.2 設(shè)計原則與指導(dǎo)思想6 1.3 設(shè)計任務(wù)6

5、 1.4 設(shè)計內(nèi)容和要求6 1.4.1 總體設(shè)計6 1.4.2 水泥包裝系統(tǒng)設(shè)計7 1.4.3 設(shè)計要求的起止日期7 1.5 要求7 1.6 生產(chǎn)原料基礎(chǔ)資料7 1.7 原料和燃料的選擇82 緒論82.1 生料粉磨系統(tǒng)82.2 立磨103 物料平衡的計算143.1 配料計算143.2 三個率值的確定143.3 煤灰摻入量的確定153.4 計算干燥原料的配合比163.5 計算濕物料的配合比163.6 物料平衡174 車間工藝流程的確定194.1 生料粉磨車間流程的確定194.2 流程選擇214.3 喂料設(shè)備的選型224.4 磨機系統(tǒng)224.5 儲庫系統(tǒng)254.6 輸送設(shè)備264.7 通風和收塵2

6、74.8 與旋風收塵器相配套的空氣輸送斜槽的選型294.9 風機的選型305 全廠布置及改進措施305.1 全廠工藝流程方框圖305.2 車間安全設(shè)施的設(shè)計315.3 提高生料粉磨系統(tǒng)產(chǎn)質(zhì)量的措施32結(jié)束語33參考文獻33341設(shè)計理論基礎(chǔ)及依據(jù)1.1 設(shè)計目的此次課程設(shè)計是進入大學以來的第一次設(shè)計課程，也是在參加了生產(chǎn)實習后的一次總結(jié)?；谠趯W習了無機非金屬工業(yè)機械與設(shè)備，并結(jié)合本專業(yè)的發(fā)展特色而開設(shè)的一項重要的實踐學習環(huán)節(jié)。其目的在于通過課程設(shè)計的鍛煉，樹立正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)我們認真的科學態(tài)度和嚴謹求實的工作作風。在設(shè)計過程中培養(yǎng)我們學生掌握繪圖、計算、研究等科學設(shè)計方法，提高工程設(shè)計計

7、算、繪圖的動手能力，鍛煉我們分析解決實際問題的能力。1.2 設(shè)計原則與指導(dǎo)思想1.根據(jù)任務(wù)書規(guī)定產(chǎn)品品種、質(zhì)量、規(guī)模進行設(shè)計；2.選擇技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的工藝流程和設(shè)備；3.主要設(shè)備的能力應(yīng)與生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)；4.全面解決工廠生產(chǎn)、場外運輸和各種物料儲備的關(guān)系；5.注意考慮工廠建成后生產(chǎn)挖潛的可能性和發(fā)展余地；6.合理考慮機械化、自動化裝備水平；7.充分重視消音除塵，滿足環(huán)保要求；8.方便施工、安裝、生產(chǎn)和維修。1.3 設(shè)計任務(wù)1.建設(shè)項目：日產(chǎn)2000噸水泥熟料生產(chǎn)線（重點：生料粉磨）；2.建廠規(guī)模：日產(chǎn)水泥熟料2000噸；3.產(chǎn)品品種： 普通硅酸鹽水泥；4.生產(chǎn)方法：新型干法回轉(zhuǎn)窯；5.三廢

8、處理要求：符合水泥工業(yè)污染物排放標準（GB49152004）和工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準（TJ3679）的規(guī)定。1.4 設(shè)計內(nèi)容和要求1.4.1 總體設(shè)計1、設(shè)計的目的和意義：2、生產(chǎn)工藝方案的比較與選擇；3、產(chǎn)品方案選擇；4、生產(chǎn)工藝流程的選擇；5、平衡計算；6、設(shè)備選型計算和儲庫平衡計算1.4.2 水泥包裝系統(tǒng)設(shè)計 1、生產(chǎn)流程的選擇； 2、設(shè)備及收塵設(shè)備的選型； 3、工藝布置。1.4.3 設(shè)計要求的起止日期本課程設(shè)計日期為2016年6月20日-6月28日，所有的的設(shè)計工作必須如期完成。1.5 要求設(shè)計說明書的內(nèi)容一般應(yīng)包括：設(shè)計的目的和意義；全廠配料計算和物料平衡計算；本重點車間的設(shè)備選型計算

9、和儲庫平衡計算；工藝方案比較與選擇等幾個部分。設(shè)計說明書要求：設(shè)計說明書文字要通順、層次清楚、工藝方案選擇合理、選定的參數(shù)要有依據(jù)、計算正確、各種符號應(yīng)注有文字說明，必要時列出計算表格；設(shè)計說明書文字一般不少于5000字；設(shè)計說明書格式可參考其他樣式編寫。1.6 生產(chǎn)原料基礎(chǔ)資料表1 原料化學成分（%）名稱燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO總和石灰石41.552.971.860.8450.650.7698.63.砂頁巖2.2989.032.382.552.180.6599.08粉煤灰2.4952.9830.295.424.60.5196.29鐵礦石2.7951.396.1730.1

10、91.861.8894.28煙煤煤灰04934.097.682.391.694.76 表2 燃料成分表（%）MarAarCarHarOarNarSar8.019.0265.652.643.190.990.51 表3 比例設(shè)定表石灰石砂巖粉煤灰鐵礦石0.8440.0900.0320.0351.7 原料和燃料的選擇1.石灰石:自備礦山，中硬，含水量1%。2.砂頁巖：自備礦山，含水量3%。3.鐵礦石：外購，鐵礦尾砂，含水量8%。4.粉煤灰：外購，含水量0.5%。6.燃料：山西陽泉無煙煤，易磨性系數(shù)1.36，塊度80毫米。2.緒論21 生料粉磨系統(tǒng)2.1.1 生料粉磨系統(tǒng)流程 生料粉磨是水泥生產(chǎn)過程中

11、的一個重要環(huán)節(jié)，這個過程就是將所需要的各種材料按比例配合后，通過粉磨成粒度和各方面性能適合窯煅燒的半成品，以供窯煅燒成熟料，再將熟料和部分材料混合磨制成的過程。 生料粉磨采用帶外循環(huán)的立式磨系統(tǒng)，利用窯尾排出的高溫廢氣作為烘干熱源。生料由鎖風閥進入磨內(nèi)，經(jīng)磨輥碾磨后的物料在風環(huán)處被高速氣流帶起，經(jīng)分離器分離后，粗物料落回磨內(nèi)繼續(xù)被碾壓，細粉隨氣流出磨，經(jīng)袋收塵收集，收下的成品經(jīng)空氣輸送斜槽、斗式提升機送入生料均化庫。出袋收塵的廢氣經(jīng)循環(huán)風機后，一部分廢氣作為循環(huán)風重新回磨；剩下的含塵廢氣進入磨廢氣處理系統(tǒng)，經(jīng)凈化后排入大氣。 當生料磨停磨而燒成系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時，窯尾廢氣經(jīng)增濕塔作調(diào)質(zhì)處理后，直接進入

12、窯尾收塵器凈化處理，增濕塔噴水量根據(jù)增濕塔出口廢氣溫度自動控制，使廢氣溫度處進窯尾袋收塵器的最佳范圍內(nèi)，廢氣經(jīng)凈化后排入大氣。 由袋收塵器收下的粉塵，經(jīng)鏈運機、空氣輸送斜槽，由提升機送入生料庫。增濕塔下的窯灰直接與出庫生料搭配，喂入預(yù)熱器系統(tǒng)。2.1.2 生料粉磨系統(tǒng)分類 干法生料粉磨系統(tǒng)采用干法粉磨工藝時，對含有水分的物料需要經(jīng)過烘干。五十年代以前建的廠，物料都是經(jīng)過單獨烘干設(shè)備烘干后入磨的。干法生料粉磨系統(tǒng)也有開路和閉路兩種。隨著干法生產(chǎn)水泥技術(shù)的發(fā)展，特別是懸浮預(yù)熱窯和窯外分解窯的出現(xiàn)，考慮利用由窯及冷卻機出來的含塵熱廢氣及簡化工藝設(shè)備流程，而出現(xiàn)了多種類型閉路烘干磨。 （1）普通風掃磨

13、系統(tǒng) 普通風掃磨系統(tǒng)在磨尾排風機的抽力作用下，熱風進入磨內(nèi)。已被粉磨的物料由通過磨內(nèi)的熱風帶入分離器，分離出來的粗粉再次回磨，合格細粉由旋風收塵器收集下來。為了節(jié)約熱耗，部分廢氣返回入磨循環(huán)使用，其余廢氣經(jīng)收塵后排入大氣。 （2）帶預(yù)分離的風掃磨系統(tǒng) 帶預(yù)分離的風掃磨系統(tǒng)。物料通過預(yù)分離系統(tǒng)時可烘干掉一部分水分，同時分離出合格細粉，避免入磨進行無效粉磨。因此，適合于喂料粒度小于15毫米且?guī)в邢喈斠徊糠趾细窦毞酆秃州^高的原料。其優(yōu)缺點與普通風掃磨基本相同。 （3）尾卸提升循環(huán)烘干系統(tǒng) 為了降低風送物料的電能消耗，采用機械提升，這就產(chǎn)生子提升循環(huán)烘干磨系統(tǒng)。尾卸提升循環(huán)烘干磨系統(tǒng)。物料從磨頭喂

14、入，磨尾卸出，經(jīng)提升機送入選粉機進行選分，粗粉由喂料端回磨，廢氣經(jīng)收塵凈化后排入大氣。適合粉磨粒度小于25 mm，水分不超過5%的物料。若水分超過5時需加烘干倉。若物料粒度大，應(yīng)加預(yù)破碎裝置。該系統(tǒng)漏風量為15%。 此系統(tǒng)的優(yōu)點是：有選粉機，可調(diào)整生料的細度；粉磨系統(tǒng)的壓力損失較小，為20002500 pa，總電耗比風掃磨低10；可處理難磨物料。其缺點是系統(tǒng)較復(fù)雜，設(shè)備多。投資高，維修工作量大，運轉(zhuǎn)率低。 （4）中卸提升循環(huán)烘干磨系統(tǒng) 尾卸提升循環(huán)：哄干磨。由于在磨的入料端加設(shè)烘干倉，就必須有隔倉板，再加上后面的幾道隔倉板，使磨內(nèi)阻力增大；同時也吸取了二級閉路粉磨系統(tǒng)的優(yōu)點。相當子將粗、細兩臺

15、磨合并為一體。于是把尾卸式改為中卸式。2.1.3生料粉磨系統(tǒng)流程圖 圖 圖1 生料粉磨系統(tǒng)流程圖2.2 立磨2.2.1 立磨的發(fā)展 立磨技術(shù)的發(fā)展在世界范圍內(nèi)己有悠久的歷史，而且種類繁多，如德國的萊歇公司(kseche)、克虜伯公司(Kmpp)、伯利休斯公司(Polysius)、非凡公司(Pfeiffer)，日本UBE公司、川崎、神戶制鋼所、三菱重工等及丹麥史密斯F15公司現(xiàn)已形成系列規(guī)格齊全。 立磨的研發(fā)與生產(chǎn)技術(shù)要求很高，我國相關(guān)研究機構(gòu)曾在80年代就提出在水泥行業(yè)大力推廣立磨的建議，而且當時也有一些廠家推出了自己的立磨產(chǎn)品。但在當時的研發(fā)水平局限下，這時的立磨產(chǎn)品具有不可避免的技術(shù)缺陷，

16、因此很多水泥生產(chǎn)廠家最后重又轉(zhuǎn)投球磨機。 近幾年來，隨著磨粉機械研發(fā)技術(shù)的大幅提升，國外磨粉機生產(chǎn)企業(yè)的立磨技術(shù)已經(jīng)日臻成熟，立磨的產(chǎn)品技術(shù)優(yōu)勢也日益凸顯。在這種形勢下，國內(nèi)磨粉機生產(chǎn)企業(yè)吸取國外成功經(jīng)驗，進行重大技術(shù)改革，也相繼重新推出了具有自己相關(guān)專利技術(shù)的立磨產(chǎn)品，并逐漸的為國內(nèi)水泥、電力、化工行業(yè)所接受，成為行業(yè)粉磨首選設(shè)備。 我國在立磨方向上已經(jīng)取得的進步有： 安徽海螺水泥有限公司，冀東水泥引進的ATOX-50型立磨，產(chǎn)量已經(jīng)達到300 t/h，滿足了2000 t/d水泥生產(chǎn)線原料磨要求，現(xiàn)均已正常運轉(zhuǎn)，效果良好。2.2.2 立磨的特點（1）生產(chǎn)投資費用大幅降低 因為立磨系統(tǒng)簡單，布

17、局緊湊，占地面積僅為球磨機系統(tǒng)的50 %，且可露天布置，直接降低了企業(yè)投資費用。 （2）生產(chǎn)效率高，節(jié)能環(huán)保 立磨系統(tǒng)的能耗和球磨系統(tǒng)相比節(jié)約30 %40 %；整個系統(tǒng)震動小，噪音低，且設(shè)備整體密封，系統(tǒng)在負壓下工作，無粉塵外溢，環(huán)境清潔，滿足國家環(huán)保要求。工作機制改變，磨損減少，機器壽命延長。 物料烘干能力強，輥磨密閉性好，漏風少；物料在熱風中以懸浮態(tài)進行熱交換且循環(huán)數(shù)十次，換熱效率高。利用窯尾廢氣作為烘干熱源，允許烘干含水分為8%的物料，如采用外加熱源的方式，則可烘干水分達20%的物料。（3）操作簡便，維修方便。 配備自動控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)遠程控制，操作簡便；通過檢修油缸，翻轉(zhuǎn)動臂，可方便快

18、捷更換輥套、襯板，減少企業(yè)停機損失。 （4）產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。 物料在機體內(nèi)停留時間短，易于檢測和控制產(chǎn)品粒度及化學成分，減少重復(fù)碾磨，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。2.2.3 立磨的結(jié)構(gòu)及工作原理 主要結(jié)構(gòu)及功能 ： 立磨主要由分離器、磨輥、磨盤、加壓裝置、減速機、電動機、殼體等部分組成。磨輥是對物料進行碾壓粉磨的主要部件。磨內(nèi)裝有兩對磨輥，每對磨輥裝在同一軸上，以不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。磨盤固定在減速機的輸出軸上，磨盤上部為料床，料床上有環(huán)形槽。分離器是決定細度的重要部件，它由可調(diào)速的傳動裝置、轉(zhuǎn)子、導(dǎo)風葉、殼體、粗粉落料錐斗、出風口等組成，與選粉機的工作原理類似。加壓裝置是提供叫碾磨壓力的部件，由高壓油站、液壓缸、

19、拉桿、蓄能器等組成，能向磨輥施加足夠的壓力使物料粉碎。立磨原理： 三個液壓磨滾壓在帶環(huán)型溝槽的磨盤上，電動機通過傳動系統(tǒng)帶動磨盤以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)（2030 r/min）旋轉(zhuǎn)。由于物料與磨輥間摩擦力的作用，在工作時，使磨輥沿本身軸線運動。由連接在磨機基座上的液壓缸驅(qū)動磨機內(nèi)部的三角壓力架上的三個拉桿，讓磨輥向下施加壓力，磨輥支承在滾動軸承裝置上，該裝置鉸接于壓力架上。由喂料管進入的物料，被研磨至一定的細讀，被磨盤周邊環(huán)形進風口通入的廢熱氣吹起，經(jīng)上級分級器分級，粗?；芈渲聊ケP上再粉磨，細粉經(jīng)出口排入收塵器捕集為成品。2.2.4 MLS立磨輥磨機 組成：MLS立磨主要由主電動機、主減速機、磨盤、磨

20、輥組、架體、張緊裝置、分離器、三道閘門、安裝與檢修裝置、輔助傳動裝置及密封空氣管路等部分組成。 MLS立磨的優(yōu)點：允許入磨的水分最高可達20 ；人磨粒度大，正常情況下小于110 mm，最大可達200 mm左右；流程簡單，占地面積小，建筑空間?。豢刂品奖?，物料在磨內(nèi)停留時間短，成分、細度調(diào)整方便；噪聲低，漏風少。圖2 MLS立式輥磨機 MLS型立式輥磨機的特點： (1)磨盤為溝槽形狀，磨輥為輪胎形狀，研磨曲率經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計。采用統(tǒng)一施壓的方式，磨輥能實現(xiàn)擺動，因而磨盤上的料流平穩(wěn)，始終保持良好的接觸表面，磨損均勻，磨損后期對產(chǎn)量的影響小。 (2)磨機的加壓采用液壓加載，調(diào)整液壓缸的壓力大小進行控制

21、壓力，蓄能器緩和沖擊波動，吸收事故過載壓力。液壓系統(tǒng)能實現(xiàn)研磨過程中的自動張緊、系統(tǒng)自動卸荷、系統(tǒng)手動卸荷、維修中壓力框架的手動提升和自動下降五個功能。 (3)磨輥的潤滑為油池潤滑，磨輥軸承的密封采用單獨的風機，對磨輥軸承的溫度進行監(jiān)測，軸承的溫度顯示在中央控制室，保證了磨輥的使用。 (4)磨盤與磨輥的研磨襯板材料采用硬鎳鑄鐵，磨盤與磨輥襯板數(shù)量為偶數(shù)，便于檢修更換，襯板壽命設(shè)計周期超過10000 h。噴嘴環(huán)襯及空氣導(dǎo)向錐則采用耐磨鋼板，使襯板壽命大大提高。 (5)分離器為SLS型動態(tài)組合式高效選粉機。此選粉機選粉效率較高，顆粒級配更加合理，利于燒成，分選效果好，降低了磨內(nèi)的循環(huán)負荷，提高了磨

22、機產(chǎn)量。分離器的傳動方式采用變頻調(diào)速電動機經(jīng)直交空心軸減速器驅(qū)動方式，細度調(diào)節(jié)迅速，運行可靠。與液壓驅(qū)動調(diào)速相比，減少了現(xiàn)場維修保養(yǎng)的工作量。分離器的動態(tài)旋轉(zhuǎn)葉片采用耐磨鋼板，保證了襯板具有足夠的壽命。 (6)MLS立磨的磨輥安裝與檢修裝置采用了先進的技術(shù)。檢修時，先利用液壓缸提升被檢修的磨輥或磨盤襯板，然后由電動機驅(qū)動經(jīng)大速比減速機減速，將磨輥平穩(wěn)水平旋出磨外。磨盤襯板也能利用此裝置水平旋出磨外。先進的檢修技術(shù)縮短了檢修周期，提高了設(shè)備運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)率。 (7)MLS立磨的喂料裝置采用了三道閘門，既保證了喂料，又有鎖風功能。三道閘門的一個動作周期為5.1 s，使喂料較好地連續(xù)進行。由于三道閘門結(jié)構(gòu)的

23、特點及其自身通有熱風，使立磨機允許的進料水分較大，喂料裝置不易堵塞。閘門的襯板采用了耐磨鋼板，并且更換安全、方便。 (8)MLS立磨的主減速機采用了弗蘭德公司的KMP710型立式行星減速機，主電動機采用國產(chǎn)電動機。主減速機的潤滑采用液體動靜壓潤滑，保證了主減速機的正常運行。主電動機的軸承由一臺專用的潤滑站進行潤滑。 (9)磨機設(shè)有帶超越離合器的輔助傳動裝置，利于磨機的啟動和維修。 (10)MLS立磨具有機旁手動、機旁自動和中控遠程控制三種操作方式。信號全部由現(xiàn)場控制柜PLC進行處理，根據(jù)工藝要求進行顯示、調(diào)節(jié)、控制及報警，變頻器的調(diào)速由中控室直接控制。機旁控制系統(tǒng)PIC與中控室的信號聯(lián)系采用了

24、點對點的方式，并預(yù)留有PROFIEBUS總線接口。機旁控制系統(tǒng)模擬顯示設(shè)備狀態(tài)和測量參數(shù)，并可根據(jù)設(shè)備異常狀態(tài)程度進行故障指示、操作錯誤指示、顯示報警點的具體位置及停機等控制功能。機旁控制系統(tǒng)具有先進的控制顯示方式，操作面板的功能齊全，必要的控制和監(jiān)測信號遠傳至中控室計算機系統(tǒng)。3 物料平衡的計算3.1 配料計算3.1.1 原料及燃料化學成分表4 原料化學成分原料燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO總和石灰石41.552.971.860.8450.650.7698.63砂頁巖2.2989.032.382.552.180.6599.08粉煤灰2.4952.9830.295.424.60

25、.5196.29鐵礦石2.7951.396.1730.191.861.8894.28煙煤煤灰04934.097.682.391.694.76表5 煤的元素分析（%）CarHarOarNarSarAarMar合計65.652.643.190.990.5119.028.0100.00表6 原、燃料水份（%）煤石灰石砂頁巖鐵礦石粉煤灰8.71380.53.2 三個率值的確定3.2.1 率值的定義 我國目前硅酸鹽水泥熟料采用飽和比（KH）、硅酸率（SM）、鋁酸率（IM）三個率值控制熟料質(zhì)量。KH表示熟料中SiO2被CaO飽和成C3S的程度，KH值高，硅酸鹽礦物多，溶劑礦物少，熟料中C3S含量越高，強度

26、越高；SM表示熟料中硅酸鹽礦物與溶劑礦物的比值，SM高，煅燒時液相量減少，出現(xiàn)飛砂料的可能性增大，增加煅燒難度；IM表示熟料中溶劑礦物C3A和C4AF的比值，IM高，液相黏度大，難燒，但明顯提高了熟料的三天強度和擴大了燒成范圍，IM低時黏度較小，對形成C3S有利，但燒成范圍窄，不利于窯的操作。 預(yù)分解窯的熱工特點，一是回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速高，物料翻滾次數(shù)多，具有傳熱傳質(zhì)速度快的特點；而是采用預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng)，物料預(yù)燒好，固相反應(yīng)集中；三是采用高效冷卻機，使熟料冷卻速度快，熟料質(zhì)量高。 根據(jù)統(tǒng)計資料，為保證熟料正常燒成（易燒結(jié)而不結(jié)塊)和水泥良好的物理性能（凝結(jié)正常、快硬高強和安定性良好），硅酸鹽水泥熟料的

27、主要氧化物控制范圍應(yīng)是：CaO 62%67%,SiO2 20%27%，Al2O3 4%7%，F(xiàn)e2O3 2.5%7%。3.2.2 率值的確定 查新型干法水泥工藝設(shè)計手冊新型干法生產(chǎn)的熟料率值一般控制在：KH=0.900.02，SM=2.60.1,IM=1.60.1。表7國內(nèi)外預(yù)分解窯熟料率值、礦物組成范圍生產(chǎn)統(tǒng)計率值范圍礦物組成國內(nèi)國外“設(shè)計規(guī)范”“新型干法水泥技術(shù)”C3S/%5461650.860.900.880.91C2S/%1723132.402.802.402.70C3A/%7981.401.901.401.80C4AF/%91110我國硅酸鹽水泥一般采用“兩高一中”的配料方案 注：

28、高飽和比（KH=0.940.02）、中飽和比（KH=0.900.02)、高硅酸率（SM=2.42.8）、中硅酸率（SM=2.02.3）、低硅酸率（SM=1.61.9）、高鋁氧率（AM=1.01.3）、低鋁氧率（AM=1.41.6）。3.3煤灰摻入量的確定 參考表1-1及表1-2的數(shù)據(jù)并結(jié)合水泥工藝廠設(shè)計概論的相關(guān)要求，綜合考慮后，確定本設(shè)計的熟料熱耗q=3100kJ/kg熟料 根據(jù)公式求得： =32793 Car+98320 Har-9100（Oar- Sar）-2450 Mar=23684 kJ/kg干煤=310019.02100/(23648100)=2.49% 式中：熟料中煤灰摻入量，%

29、； q單位熟料熱耗，kJ/kg熟料； 煤的應(yīng)用基灰分含量，%； S煤灰沉落率，%，對于立窯和有完善除塵設(shè)備的回轉(zhuǎn)窯可取S=100%；煤的應(yīng)用基低位熱值，kJ/kg干煤。 煤灰摻入量2.49%，則灼燒生料配合比為100%-2.49%=97.51%。3.4計算干燥原料的配合比 設(shè)定干燥物料的配合比為：石灰石84.4%、砂巖9%、粉煤灰3.2%、鐵礦石3.5%，以此計算生料的化學成分，如表2-2所示。表8 生料的化學成分原料配合比燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO石灰石0.84435.072.511.570.7142.750.64砂頁巖0.0900.218.010.210.230.200

30、.06粉煤灰0.0320.081.700.970.170.150.02鐵礦石0.0350.101.800.221.060.070.07生 料10035.4614.022.972.1743.170.79灼燒生料21.724.603.3666.891.22 煙煤煤灰摻入量2.49%，則灼燒生料配合比為97.51%。按此計算的熟料的化學成分，如表2-3所示。表 9 熟料的化學成分 名 稱配合比SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO灼燒生料97.5121.184.493.2865.221.19煙煤煤灰2.491.220.850.190.060.04熟 料10022.405.323.4765.281.

31、23 則熟料的率值計算如下：= 計算率值為KH=0.88,SM=2.55,IM=1.53。計算結(jié)果在設(shè)計的范圍之內(nèi)，配比合適。3.5 計算濕物料的配合比 原料操作水分：石灰石1%，砂頁巖3%，粉煤灰0.5%，鐵礦石8%。濕石灰石= 濕砂巖=% 濕粉煤灰=% 濕鐵礦石：換算成百分比： 濕石灰石= 濕砂巖= 濕粉煤灰=濕鐵礦石=3.6 物料平衡3.6.1原料消耗定額 （1）考慮煤灰摻入時，1t熟料的干生料理論消耗量：=1.51（t/t熟料）式中 KT干生料理論消耗量（t/t熟料）； l干生料的燒失量（%）； s煤灰摻入量，以熟料百分數(shù)表示（%）。 （2）考慮煤灰摻入時，1t熟料的干生料消耗定額：=

32、（t/t熟料）式中： K生干生料消耗定額（t/t熟料）； P生生料的生產(chǎn)損失（%）。 （3）各種干原料消耗定額：式中： K原各種干原料的消耗定額（t/t熟料）； K生干生料消耗定額（t/t熟料）； x干生料中該原料的配合比（%）。 K石灰石=K生x石灰石=1.520.844=1.283（t/t熟料）K砂巖=K生x砂巖=1.520.09=0.137（t/t熟料） K粉煤灰 =K生x粉煤灰=1.520.032=0.049（t/t熟料） K鐵礦石=K生x鐵礦石=1.520.035=0.053（t/t熟料） 根據(jù)干料中飽含水分，濕物料的消耗定額為： 濕石灰石： （t/t熟料） 濕砂巖： （t/t熟料）

33、 濕粉煤灰：（t/t熟料） 濕鐵礦石： （t/t熟料） (4)燒成用干煤消耗定額： Q=(Q+25W) =(23684+258.7) =26179.08kJ/kg干煤Kf1=0.12（kg/kg熟料） 式中： Kf1燒成用干煤消耗定額（kg/kg熟料）； q熟料燒成熱耗（kg/kg熟料）； 干煤低位熱值（kg/kg熟料）； Pf煤的生產(chǎn)損失（%），一般取3%； Q煤的應(yīng)用基低位發(fā)熱量（kg/kg熟料）； W煤的水分。 設(shè)用煤的含水量為8.7%，則需要的濕煤用量為： (5) 物料平衡表表10 物料平衡表物料名稱水分%生產(chǎn)損失消耗定額 （t）干燥的（t）含天然水分的(t)干基濕基每小時每天每周每小

34、時每天每周石灰石131.2831.296106.91256617962108259218144粉煤灰0.530.0490.0494.08986864.0898686砂頁巖330.1370.14111.42274191811.752821974鐵礦石820.0530.0584.421067424.83116812生料41.571.58130.83314021980131.67316022120燒成煤8.730.120.13110240168010.9226218344 車間工藝流程的確定4.1 生料粉磨車間流程的確定 原料混合后經(jīng)皮帶傳送進入磨頭倉，在經(jīng)過電子皮帶秤稱量，又通過皮帶傳輸進入穩(wěn)料倉

35、，再通過皮帶輸送進入生料磨中粉磨，生料磨成后通過空氣輸送斜槽進入均化庫中進行均化處理。見下圖1-1： 原料磨頭倉生料磨均化庫穩(wěn)料倉電子皮帶秤圖3生料制備車間工藝流程方框圖 生料粉磨是水泥生產(chǎn)的重要工序，其主要功能在于為熟料煅燒提供性能良好的粉狀生料。對粉狀生料的要求： （1）要達到規(guī)定的顆粒大小; （2）不同化學成分的原料顆?；旌暇鶆?； （3）粉磨效率高、耗能少、工藝簡單、已于大型化生產(chǎn)。 新型干法水泥生產(chǎn)線的生料粉磨通常采用烘干兼粉磨系統(tǒng)，主要有立式磨系統(tǒng)和風掃磨系統(tǒng)兩種工藝方案可供選擇。 立式磨是集破碎、粉磨、烘干、分級和氣力輸送于一體。入磨物料在磨輥的快速碾壓下，物料被研磨并且向磨盤邊沿

36、風環(huán)處拋灑，被7090m/s的高速風環(huán)氣流帶起，產(chǎn)生強烈的熱交換，水分沒有來得及蒸發(fā)的大塊物料會再次沉落，反復(fù)帶起、沉落，充分進行熱交換，高速氣流在磨腔內(nèi)流速很快降低，形成強烈的紊流場，特別適合于高濕原料的烘干；粉狀物料隨氣流一起上升通過磨機上殼體進入分離器的分級區(qū)，在分離器轉(zhuǎn)子葉片的作用下，其中的粗粉落回磨盤與新喂入的物料一起重新粉磨，合格的細粉隨氣流一起出磨，經(jīng)收塵器收集為成品。生產(chǎn)中總結(jié)出如下方面的特點： 1、入磨物料粒度大。入磨物料粒度可以達到輥徑的5%，60mm塊狀物料直接粉磨，可以減少原料破碎工序，節(jié)省設(shè)備投資。 2、入磨物料綜合水分可以達到1518%。立式磨通風量大，直接利用窯尾

37、廢氣作為烘干熱源，利用率達到80%。對于水分小于8%的原料或在運輸和儲存過程中不會發(fā)生粘結(jié)堵塞的原料可以直接入磨，以此簡化烘干過程，降低產(chǎn)品熱耗。 3、粉磨效率高，電耗低。磨內(nèi)設(shè)有選粉功能，物料在磨內(nèi)的停留時間約為24min，能及時有效地選出合格的細粉，減少過粉磨現(xiàn)象，產(chǎn)品的細度及化學成份可以很快測定并得以調(diào)整。圖4 水泥粉磨系統(tǒng)示意圖 4、設(shè)備噪音低、揚塵少、系統(tǒng)工藝流程簡單、設(shè)備布置緊湊、占地面積小。 5、風掃磨是短而粗，其長徑比一般小于2，進出料中空軸大，磨尾無出料篦板，可以通入大量熱風，烘干能力強，利用窯尾廢氣可以烘干8%水分的物料；設(shè)置熱風爐作為烘干補充熱源，可以烘干12%水分的物料

38、。風掃磨系統(tǒng)是借氣力提升料粉，用粗粉分離器分選，粗粉再回磨粉磨。 立式磨系統(tǒng)與風掃磨系統(tǒng)相比：立式磨系統(tǒng)具有粉磨效率高，電耗低，烘干能力大，系統(tǒng)漏風率小，建筑面積小，建設(shè)速度快，允許入磨物料粒度和水分大，工藝流程簡單緊湊，噪音低等優(yōu)點，尤其是近年來國產(chǎn)立式磨的技術(shù)和裝備日益成熟，可以粉磨砂巖等易磨性較差的原料，因此立式磨已經(jīng)成為水泥廠生料制備的主流設(shè)備。 4.2流程選擇4.2.1配料系統(tǒng)的確定 原料的配料系統(tǒng)是為了確保磨機能夠連續(xù)、穩(wěn)定、準確的喂料以達到出磨產(chǎn)品符合要 。目前原料的配料系統(tǒng)有兩種形式：一是磨前設(shè)有配料倉，分倉備料，集中配料，直接入磨，即磨頭倉配料；二是在各原料庫庫底分別安裝計量

39、配料設(shè)備，向同一輸送設(shè)備按比例配料，輸送入磨，即庫底配料。 磨頭倉配料是從原料庫出來的物料經(jīng)輸送設(shè)備分被進入各自的磨頭倉，然后經(jīng)配料設(shè)備喂入磨機，這種布置形式有利于集中控制，可及時調(diào)整流量和配比。由于該設(shè)計要求日產(chǎn)量高所以為了生產(chǎn)的穩(wěn)定采用該系統(tǒng)。4.2.2配料設(shè)備的確定 常用的磨機配料設(shè)備有兩種：元計量式和計量式。元計量式有圓盤喂料機和電磁振動給料機；計量式有斗式配料電子秤和電子皮帶秤。 圓盤喂料機是一種容積計量的連續(xù)喂料設(shè)備，適用于粒度不大于50mm的各種塊狀或粒狀非粘性物料。喂料有一定的誤差，一般為5%左右，同時，喂料量不便自動控制。 電磁振動給料機是一種適用于各種塊狀或粒狀非粘性物料的

40、連續(xù)喂料設(shè)備。該設(shè)備體積小、用電省、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便，工作穩(wěn)定可靠，喂料粒度范圍大，調(diào)節(jié)方便，有利于實現(xiàn)自動控制，在大型工廠中被廣泛使用。 斗式配料電子秤式一種間歇式的秤量設(shè)備。該計量秤系在小型磅秤上，設(shè)置計量料斗，由圓盤喂料機或電磁振動給料機供料達到給定值后由磁鐵控制卸料。電子皮帶秤是一種以重量計量的皮帶秤量裝置。其結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、工作穩(wěn)定可靠、計量精度高等優(yōu)點，在水泥廠得到廣泛使用。 綜上所述，本設(shè)計采用電磁振動給料機加電子皮帶秤的配料計量系統(tǒng)。4.3 喂料設(shè)備的選型 （1）電磁振動給料機選型 根據(jù)物料平衡表，進行計算： 生料的小時需要量為130.83t/h，設(shè)生料有1個庫，富余系數(shù)

41、取1.2， 則要求得給料能力：130.831.2=157.0t/h 查新型干法水泥廠工藝設(shè)計手冊選DGZ1102型電機振動喂料機，主要技術(shù)參數(shù)如下表10：表10 電磁振動給料機技術(shù)參數(shù)型號生產(chǎn)率（t/h）拋頭角電壓（V）運行方式功率（W）振動機型式設(shè)備重量（kg）DGZ110220030380連續(xù)400強制振動式291 （2）電子皮帶秤的選型 生料的給料量為：130.831.2=157.0t/h 查新型干法水泥廠工藝設(shè)計手冊，選用TDG-824型調(diào)速式定量電子皮帶秤，主要技術(shù)參數(shù)如下表11：表11 電子皮帶秤技術(shù)參數(shù)型號額定給料量（t/h）額定量程（kg）最大帶速（m/s）傳感器靜態(tài)標定0.2

42、5406TDG-8241101805044.54.4 磨機系統(tǒng) 此次設(shè)選定MLS3726，設(shè)備有關(guān)參數(shù)見主機設(shè)備選型部分。 1.碾輥和磨盤 把孰料、石膏、混合材等物料碾碎并制成細分，靠的是24個磨輥和一個磨盤所構(gòu)成的粉磨機構(gòu)，形成厚度均勻的料床和接觸面上具有相等的比壓。磨盤平面上有一圈與輪鼓形磨輥相適應(yīng)餓弧形溝槽與輥道，磨輥與磨盤輥道呈傾斜狀，這樣易于形成均勻的料層。鼓形磨輥的形狀對稱，磨損時可調(diào)換使用。磨輥襯套和磨盤襯板是高強耐磨金屬材料，價錢很貴，磨損后用慢速轉(zhuǎn)動裝置轉(zhuǎn)到便于維修的部位。 2.加壓裝置 輥磨需要借助加壓機構(gòu)來對物塊狀物料碾碎、研磨，直至磨成細粉?，F(xiàn)在大型化立磨是由接液壓裝置

43、或由液壓氣動裝置通過擺桿對磨輥施加壓力的。磨輥置于壓力架之下，拉桿的一端鉸接在壓力架之上，另一端液壓缸的活塞桿連接，液壓缸帶動拉桿對磨輥施加壓力，將物料碾碎、磨細。 3.分級機構(gòu) 立磨本身已構(gòu)成了閉路粉磨系統(tǒng)，他不像球磨機組成的閉路系統(tǒng)那樣復(fù)雜，只摘取了選粉機的風葉，與轉(zhuǎn)子組成了分級機構(gòu)，裝在磨內(nèi)的頂部，構(gòu)成粉磨選粉閉路循環(huán)，簡化了粉磨工藝流程，減少了輔助設(shè)備，同時也節(jié)省了土建投資。4.4.1 立磨的選型 近年來，立式磨發(fā)展較快，采用立式磨粉磨生料的日益增多。磨機本身帶選粉機構(gòu)，因此單從磨機本身的碾磨和選粉來講，電耗可降低50%之多。還由于利用風掃式，其烘干能力很強，利用窯尾廢氣可烘干8%水分

44、的物料，節(jié)省投資和消耗占地面積小細度易調(diào)節(jié)，也便于實現(xiàn)微機操作自動化，通風量較，可更好得利用窯尾廢氣余熱烘干生料。 生料磨采用具有烘干兼粉磨性能的立式磨，熱源來自經(jīng)增濕的窯尾懸浮預(yù)熱器一級筒廢氣。（1） 確定車間的工作制度 生料粉磨車間采用三班制，每班工作8小時，每星期工作7天，每年工作43周。（2）確定主機的年利用率式中：每年工作日數(shù)， 每日工作班數(shù)， 每班主機運轉(zhuǎn)小時數(shù)（3）主機要求小時產(chǎn)量4.4.2 設(shè)備的選型 選用MLS3726型立式磨，該磨機技術(shù)性能參數(shù)如表12所示，標定該機的臺時產(chǎn)量為 220 。 表12 立式磨磨機名稱立式輥磨機磨盤規(guī)格（m）4.6最大入磨粒度（mm）80能力（t

45、/h）220主電機功率（kw）3550磨輥數(shù)量3磨輥研磨力（KN）15004.4.3 計算主機的數(shù)量式中：主機臺數(shù) 要求主機小時產(chǎn)量（t/h） 主機標定臺時產(chǎn)量（t/h） 故選取一臺。4.4.4 核算主機的年利用率式中：主機的實際年利用率， 預(yù)定的主機年利用率。4.4.5 各生產(chǎn)車間主機設(shè)備選型 各生產(chǎn)車間主機設(shè)備選型：表13 主機設(shè)備選型項目名稱主機名稱，型號規(guī)格臺數(shù)主機生產(chǎn)能力（t/h）實際年利用率%粉煤制備立磨12368.28生料粉磨立磨MPS3726122073水泥粉磨圈流水泥磨218079.27窯回轉(zhuǎn)窯1300084.9冷卻機篦式冷卻機TC-11641300084.9水泥包裝機八嘴包

46、裝機44800.354.5 儲庫系統(tǒng) 要求儲存量： （4-1） 該物料的日平衡量 t T該物料的儲存期 d 參照物料平衡表，對各種儲庫的庫型及數(shù)量進行計算，如下表所示：表14物料儲庫選型儲庫名稱規(guī)格數(shù)量庫容量（t）儲存期單個總共石灰石預(yù)均化庫80m124000200006.91d煤堆場342014300430010.9d礦渣堆棚17151360036007.3d砂巖堆場661316500650018.56d石灰石調(diào)備庫10211132013207.2h粉煤灰?guī)?211160016006.83d砂巖庫82116106101.4d生料均化庫22.554116000160004.02d熟料庫1850

47、29450189007.3d石膏庫6181120012005.7d水泥庫153565600340007.5d水泥汽車散裝庫7.3191143614362.34d4.6 輸送設(shè)備 在水泥廠中，各車間的主要生產(chǎn)設(shè)備，依靠輸送設(shè)備連接起來，使之形成連續(xù)生產(chǎn)的工藝線，因此，輸送設(shè)備是水泥廠中較為重要的附屬設(shè)備。 本設(shè)計選用的輸送設(shè)備有：斗式提升機、皮帶輸送機、空氣輸送斜槽.(1). 皮帶輸送機 石灰石等原料需要通過皮帶輸送機由預(yù)均化堆場運到磨頭倉。 石灰石需要量為106.91t/h，考慮富余量20%：106.91(120%)=128.29t/h 考慮到產(chǎn)量的提高，以及配料系統(tǒng)的調(diào)整，選用富余能力較多的

48、輸送設(shè)備，查新型干法水泥廠工藝設(shè)計手冊選用NN-80帶式輸送機，其技術(shù)參數(shù)如下表15：表15 技術(shù)參數(shù)型號帶寬（mm）帶速（m/s）輸送能力(/h)物料密度1000kg/NN-805002.01201.01.6 120/h1.6 t/=192 t/h，高于要求輸送量157t/h，能滿足要求。(2). 斗式提升機 生料要通過斗式提升機由生料庫輸送到旋風預(yù)熱器。 選用磨機標定產(chǎn)量200t/h，考慮對主機富裕能力20%，則斗式提升機提升能力為：G=200(120%)=240t/h 設(shè)定生料容重=1.45t/m3 因此，斗式提升機每小時需輸送的體積為： 查新型干法水泥廠工藝設(shè)計手冊 選用NE186型號

49、的提升機，輸送量為200 m3/h。 則提升機的提升率為165.52/200=0.83 故滿足要求。(3).空氣輸送斜槽 空氣輸送斜槽以高壓離心通風機為動力源，使密閉斜槽中的粉狀物料保持流態(tài)化傾斜地向出料端緩慢流動。這種輸送設(shè)備無運動部件，結(jié)構(gòu)簡單，輸送能力大，容易改變輸送方向，輸送生料時常被采用。 本設(shè)計參考手冊，查新型干法水泥廠工藝設(shè)計手冊，選用XZ500型空氣輸送斜槽，其技術(shù)參數(shù)如下表16：表 16 技術(shù)參數(shù)型號輸送物料輸送能力（t/h）槽體寬度(mm)槽體節(jié)長(mm)需要風量(m3/min)傾角(度)XZ500生528大于要求輸送量，能滿足要求。4.7通風和收塵 國家標準規(guī)定排放含塵濃度必須小于0.10 g/Nm3。查新型干法水泥廠工藝設(shè)計手冊生料磨用輥式磨：排氣量1.52.5 Nm3/kg,取2.0 Nm3/kg含塵濃度為650 g/Nm3，遠遠超過了國標要求，因此必須除塵。 除塵方法很多，本設(shè)計采用二級除塵設(shè)備，第一級采用旋風除塵器，第二級采用袋式除塵器。 旋風收塵器的優(yōu)點是:結(jié)