日產(chǎn)熟料5000t預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì)

1、日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì)1第一章 文獻(xiàn)綜述1.1 水泥簡(jiǎn)介 水泥，粉狀水硬性無(wú)機(jī)膠凝材料。加水?dāng)嚢韬蟪蓾{體，能在空氣中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地膠結(jié)在一起。cement 一詞由拉丁文caementum 發(fā)展而來(lái)，是碎石及片石的意思。水泥的歷史最早可追溯到古羅馬人在建筑中使用的石灰與火山灰的混合物，這種混合物與現(xiàn)代的石灰火山灰水泥很相似。用它膠結(jié)碎石制成的混凝土，硬化后不但強(qiáng)度較高，而且還能抵抗淡水或含鹽水的侵蝕。長(zhǎng)期以來(lái)，它作為一種重要的膠凝材料，廣泛應(yīng)用于土木建筑、水利、國(guó)防等工程【1】。1.21.2 預(yù)分解窯生產(chǎn)工藝預(yù)分解窯生產(chǎn)工藝 預(yù)分解窯

2、生產(chǎn)工藝指采用窯外分解新工藝生產(chǎn)的水泥。其生產(chǎn)以懸浮預(yù)熱器和窯外分解技術(shù)為核心，采用新型原料、燃料均化和節(jié)能粉磨技術(shù)及裝備，全線采用計(jì)算機(jī)集散控制，實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化和高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、環(huán)保。新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)是 20 世紀(jì) 50 年代發(fā)展起來(lái)，到目前為止，日本德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，以懸浮預(yù)熱和預(yù)分解為核心的新型干法水泥熟料生產(chǎn)設(shè)備率占 95%，我國(guó)第一套懸浮預(yù)熱和預(yù)分解窯 1976 年投產(chǎn)。該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：傳熱迅速，熱效率高，單位容積較濕法水泥產(chǎn)量大，熱耗低。發(fā)展階段：第一階段，20 世紀(jì) 50 年代70 年代初，是懸浮預(yù)熱技術(shù)誕生和發(fā)展階段。第二階段，20 世紀(jì) 70 年代初期，是預(yù)分解技術(shù)誕

3、生和發(fā)展階段新型干法水泥【2】的主要特點(diǎn)：干法回轉(zhuǎn)窯是 18 世紀(jì)末、19 世紀(jì)初的窯型，它比立窯生產(chǎn)前進(jìn)了一大步。由于它所用生料是干粉，含水量1%，比濕法生產(chǎn)減少了用于蒸發(fā)水分的大部分熱量，而且也比濕法生產(chǎn)短，但干法中空窯無(wú)余熱利用裝置，窯尾溫度一般都在 700950。有些廠可看到煙囪冒火現(xiàn)象，熱能浪費(fèi)嚴(yán)重，每千克熟料熱耗高達(dá) 17131828kcal，而且灰塵大，污染嚴(yán)重。生料均化差，質(zhì)量低，產(chǎn)量也不高（均與濕法生產(chǎn)相比） ，曾一度被濕法生產(chǎn)所取代。20 世紀(jì) 30 年代初，出現(xiàn)了立波爾窯，在窯的尾部加裝了爐篦子加熱機(jī)，對(duì)含水分為 12%14%的生料球進(jìn)行加熱，使余熱得到較好利用，窯尾溫度

4、從 700以上降到 100150，熱耗大幅度下降，產(chǎn)量和質(zhì)量都得到很大提高。20 世紀(jì) 50 年代又出現(xiàn)了帶旋風(fēng)預(yù)熱器窯，窯尾余熱得到更好的利用。尤其是 20 世紀(jì) 70 年代初出現(xiàn)的帶窯外分解爐的新型窯生產(chǎn)線， ，將干法生產(chǎn)推向一個(gè)新階段。這種能耗低、產(chǎn)量高、質(zhì)量好、技術(shù)新的窯已成為世界各國(guó)水泥生產(chǎn)的發(fā)展方向。1.2.1 預(yù)分解窯 預(yù)分解窯是 20 世紀(jì) 70 年代發(fā)展起來(lái)的一種煅燒工藝設(shè)備。它是在懸浮預(yù)熱器和回轉(zhuǎn)窯之間，增設(shè)一個(gè)分解爐或利用窯尾煙室管道，在其中加入 3060%的燃料，日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì)2使燃料的燃燒放熱過(guò)程與生料的吸熱分解過(guò)程同時(shí)在懸浮態(tài)或流化

5、態(tài)下極其迅速地進(jìn)行，使生料在入回轉(zhuǎn)窯之前基本上完成碳酸鹽的分解反應(yīng)，因而窯系統(tǒng)的煅燒效率大幅度提高。這種將碳酸鹽分解過(guò)程從窯內(nèi)移到窯外的煅燒技術(shù)稱窯外分解技術(shù)，這種窯外分解系統(tǒng)簡(jiǎn)稱預(yù)分解窯【3】。1.2.2 預(yù)分解窯煅燒的特點(diǎn) （1）在一般分解爐中，當(dāng)分解溫度為 820900時(shí)，入窯物料的分解率可達(dá)8595%，需要分解時(shí)間平均僅為 410s，而在窯內(nèi)分解時(shí)約需 30 多分鐘，效率之高可想而知。（2）由于碳酸鈣的分解從窯內(nèi)移到窯外進(jìn)行，所以窯的長(zhǎng)度可以大大縮短，降低占地面積。（3）由于在分解爐內(nèi)物料呈懸浮狀態(tài)，傳熱面積增大，傳熱速率提高，從而使熟料單位熱耗大大降低。（4）由于減輕了回轉(zhuǎn)窯的熱負(fù)荷

6、，延長(zhǎng)耐火材料的使用壽命，提高窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率，同時(shí)提高了窯的容積產(chǎn)量。但由于對(duì)物料的適應(yīng)性較差，容易引起結(jié)皮和堵塞，同時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)力消耗較大。1.2.3 預(yù)分解窯技術(shù)的發(fā)展 自 20 世紀(jì) 50 年代初期德國(guó)洪堡公司(KHD)研究成功懸浮預(yù)熱窯、70 年代初期日本石川島公司（IHI）發(fā)明預(yù)分解窯以來(lái)，水泥工業(yè)熟料煅燒激射獲得了革命性的突破，并推動(dòng)了水泥生產(chǎn)全過(guò)程的技術(shù)創(chuàng)新。50 多年來(lái)，新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了五大階段。第一階段：20 世紀(jì) 50 年代初期至 70 年代初期。伴隨著懸浮預(yù)熱技術(shù)的突破并成功應(yīng)用于生產(chǎn)，新型干法水泥生產(chǎn)誕生，并隨著懸浮預(yù)熱窯的大型化而發(fā)展。第二階段：20 世紀(jì)

7、 70 年代初期至中期。伴隨著預(yù)分解窯的誕生發(fā)展，新型干法水泥技術(shù)想水泥生產(chǎn)全過(guò)程發(fā)展。同時(shí)，伴隨著預(yù)分解技術(shù)的日趨成熟，各種類型的旋風(fēng)預(yù)熱器與各種不同的與預(yù)解方法相結(jié)合，發(fā)展成為許多類型的預(yù)分解窯。在本階段中，懸浮預(yù)熱窯的發(fā)展優(yōu)勢(shì)逐漸被預(yù)分解窯所代替。但是，必須認(rèn)識(shí)到懸浮預(yù)熱窯是預(yù)分解窯的母體，預(yù)分解窯是懸浮預(yù)熱窯發(fā)展的更高階段。至今各種新型懸浮預(yù)熱器在預(yù)分解窯發(fā)展的同時(shí)，仍在繼續(xù)發(fā)展完善，發(fā)揮著重要作用。第三階段：20 世紀(jì) 70 年代中期至 80 年代中期。1973 年國(guó)際石油危機(jī)之后，油源短缺，價(jià)格上漲，許多預(yù)分解窯被迫以媒代油，致使許多原來(lái)以石油為燃料研發(fā)的分解爐難以適應(yīng)。通過(guò)總結(jié)改

8、進(jìn)，各種第二代、第三代分解爐應(yīng)運(yùn)而生，改善和提高了預(yù)熱分解系統(tǒng)的功效。第四階段：20 世紀(jì) 80 年代中期至 90 年代中期。伴隨著懸浮預(yù)熱和預(yù)分解技術(shù)日臻成熟，預(yù)分解窯旋風(fēng)筒換熱管道分解爐回轉(zhuǎn)窯篦冷機(jī)（簡(jiǎn)稱筒管爐窯機(jī)）以及擠壓粉磨，和同它們配套的耐熱、耐磨、耐火、隔熱材料，自動(dòng)控制，環(huán)保技術(shù)等全面發(fā)展和提高，使新型干法水泥生日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì)3產(chǎn)的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)得到進(jìn)一步優(yōu)化。第五階段：20 世紀(jì) 90 年代中期至今。生產(chǎn)工藝得到進(jìn)一步優(yōu)化，環(huán)境負(fù)荷進(jìn)一步降低，并且成功研發(fā)降解利用各種替代原、燃料及廢棄物技術(shù)，一新型干法生產(chǎn)為切入點(diǎn)和支柱，水泥工業(yè)向水泥生態(tài)環(huán)

9、境材料型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。1.2.4 預(yù)分解窯生產(chǎn)的特征 預(yù)分解窯法生產(chǎn)具有均化、節(jié)能、環(huán)保、自動(dòng)控制、長(zhǎng)期安全運(yùn)轉(zhuǎn)和科學(xué)管理六大保證體系，是當(dāng)代高新技術(shù)在水泥工業(yè)的集成，其特征如下：（1）生料制備全過(guò)程廣泛采用現(xiàn)代化均化技術(shù)。使礦山采運(yùn)原料預(yù)均化生料粉末生料均化過(guò)程，成為生料均化過(guò)程中完整的“均化鏈” ；（2） 用懸浮預(yù)熱及預(yù)分解技術(shù)改變了傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料堆積態(tài)的預(yù)熱和分解方法；（3）采用高效多功能擠壓粉磨技術(shù)和新型機(jī)械粉體運(yùn)輸裝置。根據(jù)日本上潼具貞研究空氣輸送的動(dòng)力系數(shù) （指單位時(shí)間內(nèi)輸送單位重量物料至單位長(zhǎng)度所需動(dòng)力）是提升機(jī)的 24 倍，是皮帶輸送機(jī)的 1540 倍。因此，采用新型機(jī)械輸送代替

10、空氣輸送粉體物料，節(jié)能是相當(dāng)可觀的；（4）工藝設(shè)備大型化，使水泥工業(yè)向集約化方向發(fā)展；（5）為“清潔生產(chǎn)和廣泛利用廢渣、廢料、再生燃料和降解有毒有害危險(xiǎn)廢棄物創(chuàng)造了有利條件；（6）生產(chǎn)控制自動(dòng)化；（7）廣泛采用新型耐熱、耐磨、隔熱和配套耐火材料；（8）應(yīng)用 IT 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理等。1.3 水泥預(yù)分解窯工藝裝備技術(shù)及發(fā)展1.3.1 生料制備水泥生料制備過(guò)程中 CaO 的標(biāo)準(zhǔn)偏差控制值隨裝備技術(shù)的發(fā)展而逐步減小。 （1）計(jì)算機(jī)三維模型系統(tǒng)在礦山設(shè)計(jì)中大量推廣應(yīng)用，礦山勘探時(shí)，取得完整的數(shù)據(jù)，在設(shè)計(jì)時(shí)，將礦山分成體積較小的 CaO、SiO2、MgO、R2O 等成分較為均勻的若干有限單元，在生產(chǎn)

11、時(shí)搭配使用，在開(kāi)采時(shí)，根據(jù)生產(chǎn)所需的成分，對(duì)各有限單元內(nèi)礦石的化學(xué)成分通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行搭配控制開(kāi)采，做到所開(kāi)采的礦石內(nèi)所需的化學(xué)成分的均勻性。（2）連接破碎機(jī)和預(yù)均化堆場(chǎng)的皮帶輸送裝置輸送的石灰石等物料的分析控制方式從離線分析轉(zhuǎn)為在線分析，在測(cè)試裝置中，使用較為廣泛的是 XRF 分析測(cè)試控制裝置和近年來(lái)出現(xiàn)的不需制備樣品，可連續(xù)測(cè)試并能更快的對(duì)物料成分進(jìn)行調(diào)整的中子測(cè)試儀。上述測(cè)試裝置與礦山計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，能在預(yù)均化堆場(chǎng)內(nèi)控制石灰石CaO 標(biāo)準(zhǔn)偏差值小于0.5%，加上誤差精度小于1%的塊狀或粉狀喂料裝置，可以日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì)4精確控制入磨石灰石和各種校正原料，使原料

12、在入生料磨前達(dá)到入人窯生料成分的要求。（3）生料系統(tǒng)采用輥式磨。輥式磨具有電耗低，生產(chǎn)能力和烘干能力大，場(chǎng)地節(jié)省的優(yōu)點(diǎn)。隨著設(shè)計(jì)、制造技術(shù)、材質(zhì)的改進(jìn)，國(guó)內(nèi)一些預(yù)分解窯生產(chǎn)線的輥式磨磨制生料中的石英砂巖的含量從 3.3%至 10%，金屬磨耗量從 3g/t 至 18g/t，磨輥的使用壽命達(dá)到 8000h 以上，而且磨制的生料顆粒級(jí)配均勻，大顆粒石英量少。近年來(lái)，新出現(xiàn)的 4 輥輥式磨較原有的 2 輥輥式磨體積減小 15%，產(chǎn)量高，運(yùn)轉(zhuǎn)率接近窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率，完全滿足生料細(xì)度和烘干的需求。生料制備過(guò)程中，由于礦山開(kāi)采的石灰石等主要原料的成分的均勻性得以提高，測(cè)試裝置的分析調(diào)整速度快速提高，確保生料入磨前

13、成分均勻，生料庫(kù)的均化工作量的功能下降，此變化過(guò)程對(duì)生料質(zhì)量有利。1.3.2 預(yù)分解窯煅燒工藝裝備技術(shù)預(yù)分解窯煅燒工藝裝置是由預(yù)熱器、分解爐系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)窯、篦冷機(jī)、三次風(fēng)管和燃燒器等裝備組成，上述裝置創(chuàng)造了良好的煅燒條件，確保了熟料在較高的率值和較高的 C3S 含量時(shí)所需的煅燒溫度，以及快速的升溫速率，充分的燃燒狀況和快速冷卻條件，保證了熟料煅燒質(zhì)量。（1）預(yù)熱器和上升管道的形式進(jìn)一步優(yōu)化，系統(tǒng)內(nèi)的單項(xiàng)部件的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)進(jìn)一步改進(jìn)，使預(yù)熱器系統(tǒng)的效率進(jìn)一步提高，生料在很短的時(shí)間內(nèi)在各級(jí)預(yù)熱器系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行熱交換，不僅在預(yù)熱器內(nèi)反復(fù)循環(huán)的過(guò)程中得到加熱，還進(jìn)一步得到均化。分解爐的結(jié)構(gòu)及工藝尺寸使燃料有足

14、夠的時(shí)間燃燒，三風(fēng)道燃燒器進(jìn)一步提高了分解爐內(nèi)煅燒溫度，上述措施不僅提高了入窯物料的分解率，還可以擴(kuò)大燃料品種，如低揮發(fā)分煤的應(yīng)用。目前一些性能優(yōu)良的預(yù)熱器分解爐系統(tǒng)的人窯物料分解率已達(dá) 94%，因而窯的 L/D 趨勢(shì)在縮短，出現(xiàn)了 L/D=1012 的短窯。（2）預(yù)分解窯轉(zhuǎn)速已提高至 34r/min，物料在窯內(nèi)翻滾次數(shù)增加，有利于火焰和煙氣對(duì)物料進(jìn)行熱交換，相應(yīng)提高了物料在窯內(nèi)溫度的均勻性，減少物料表面和內(nèi)部的溫差，有利于熟料質(zhì)量的均勻。由于物料在窯內(nèi)停留時(shí)間短，升溫速度快，易生成晶格小于 30m 的 C3S 熟料，有利于粉磨和提高水泥強(qiáng)度。（3）空氣梁篦冷機(jī)技術(shù)解決了厚層篦冷機(jī)冷風(fēng)不易均勻

15、透過(guò)料層的技術(shù)難點(diǎn)，冷風(fēng)和高溫熟料進(jìn)行激烈的換熱，一方面有利于熟料快速冷卻；另一方面提高了二次、三次風(fēng)溫度，目前，篦冷機(jī)的熱效率已提高至 74%以上，且運(yùn)轉(zhuǎn)率大幅度提高。（4）大窯門(mén)罩技術(shù)的出現(xiàn)，三次風(fēng)從篦冷機(jī)中部轉(zhuǎn)為窯門(mén)罩抽取，使入分解爐的三次風(fēng)溫和入窯煅燒的二次風(fēng)溫相等，測(cè)試表明上述溫度超過(guò) 920三次風(fēng)溫的提高，有利于分解爐內(nèi)燃料的燃燒，相應(yīng)提高了入窯物料分解率。日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì)5（5）多風(fēng)道燃燒器的應(yīng)用，煤粉經(jīng)旋流風(fēng)擴(kuò)散形成快速燃燒，燃燒器的沖量可使不同揮發(fā)分的燃料在窯內(nèi)燃燒，而且使燒成帶具有高的燃燒溫度且火焰峰值平穩(wěn)，有利于熟料煅燒和窯皮的維護(hù)。預(yù)分解

16、窯裝置技術(shù)的進(jìn)展，系統(tǒng)熱耗已降至 3000kJ/kg 以內(nèi)，熱耗愈低，燃料使用量就少，供燃燒的二次風(fēng)量和三次風(fēng)量相應(yīng)就少，從篦冷機(jī)高溫部位抽取的熱風(fēng)溫度高，此外多風(fēng)道燃燒器的一次風(fēng)量已下降至 6%8%，因而預(yù)分解窯內(nèi)的物料一直處在高溫下煅燒?？傮w說(shuō)來(lái)，物料在預(yù)熱器分解爐內(nèi)迅速加熱后進(jìn)入人窯內(nèi)，又在高溫下迅速加熱煅燒成熟料，由于窯內(nèi)冷卻帶短，熟料很快進(jìn)入篦冷機(jī)內(nèi)快速冷卻。上述工況適宜于較高的熟料率值和 C3S、C3A 含量高的熟料，而且有利于生成 C3S 晶格小的熟料，再加上合理的冷卻制度，對(duì)熟料強(qiáng)度和粉磨十分有利。圖 1-1 預(yù)分解窯的生產(chǎn)流程1.3.3 水泥粉磨裝備技術(shù)（1）球磨機(jī)系統(tǒng)水泥磨

17、系統(tǒng)中所配用鋼球磨的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，調(diào)整和改進(jìn)鋼球磨的隔倉(cāng)板、階梯襯板形式，使用分級(jí)襯板，優(yōu)化研磨體級(jí)配，以及進(jìn)料口、潤(rùn)滑系統(tǒng)軸承座結(jié)構(gòu)等，使之規(guī)格大型化，磨耗及電耗相應(yīng)降低。OSepa 選粉機(jī)(或高效籠式選粉機(jī))、高效袋式除塵器和球磨機(jī)組成的水泥粉磨系統(tǒng)，其循環(huán)負(fù)荷由離心式的 200%300%下降到 100%200%，磨制水泥時(shí)，330m 顆粒級(jí)配的重量超過(guò) 65%，因而具備選粉效率高、電耗低、產(chǎn)量高及顆粒級(jí)配合理等優(yōu)點(diǎn)。日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì)6（2）輥壓機(jī)+球磨+選粉機(jī)系統(tǒng)輥壓機(jī)的出現(xiàn)是粉磨技術(shù)的重大進(jìn)展，水泥粉磨電耗可降至 32kWh/t 以下(4000cm2/

18、g)，由于輥壓機(jī)具有能耗低、效率高的特點(diǎn)，多次循環(huán)，重復(fù)擠壓物料達(dá)到增加成品細(xì)度的目的，同時(shí)，其產(chǎn)品最終經(jīng)球磨和選粉機(jī)系統(tǒng)，因而和球磨系統(tǒng)樣可以獲得細(xì)度合適、顆粒級(jí)配合理和顆粒形貌合適的產(chǎn)品。此外，還有輥式磨、球磨機(jī)和選粉機(jī)組成的系統(tǒng)，其原理接近輥壓機(jī)系統(tǒng)，均能降低電耗，獲得優(yōu)質(zhì)的水泥產(chǎn)品【4】。1.4 水泥前景分析隨著國(guó)家萬(wàn)億元投資計(jì)劃的落實(shí)以及各地基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目啟動(dòng)，水泥行業(yè)被視為有望迎來(lái)最早的一縷陽(yáng)光的行業(yè)之一。有專家樂(lè)觀地預(yù)計(jì)，2021 年全國(guó)水泥消費(fèi)量將達(dá)到 15.41 億噸，同比增長(zhǎng) 6.3%，增量為 9170 萬(wàn)噸。但是，在行業(yè)前景看好的前提下，我們必須看到，我國(guó)水泥行業(yè)尚未真正走

19、出困境，整個(gè)行業(yè)的無(wú)序狀態(tài)依然存在，需要各方理性。1.4.1 理性看待產(chǎn)量激增由于受國(guó)內(nèi)水泥需求增長(zhǎng)趨弱的影響，2021 年 1 月，我國(guó)水泥產(chǎn)量增速幾乎為零。1 月份我國(guó)水泥產(chǎn)量為 8200 萬(wàn)噸，與 2021 年 1 月持平。進(jìn)入 2 月份之后，情況似乎發(fā)生了逆轉(zhuǎn)，據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2 月份我國(guó)水泥產(chǎn)量同比激增 42.5%，1月2 月累計(jì)產(chǎn)量也增長(zhǎng) 17.0%。有專家指出，雖然數(shù)據(jù)顯示 2 月份水泥產(chǎn)量大幅增長(zhǎng)，但并不表明目前國(guó)內(nèi)水泥需求回暖。2021 年 2 月我國(guó)廣大地區(qū)都受到雪災(zāi)影響，各項(xiàng)工程建設(shè)都被迫停工，水泥需求下降，當(dāng)月我國(guó)水泥產(chǎn)量?jī)H為 5958.3 萬(wàn)噸，環(huán)比下降 6.2%，而

20、 2021 年 2月我國(guó)水泥產(chǎn)量達(dá) 8290 萬(wàn)噸，同比勁增 42.5%，但環(huán)比卻僅增長(zhǎng) 1.10%。此外，政府 4 萬(wàn)億元擴(kuò)大基礎(chǔ)建設(shè)投資對(duì)水泥企業(yè)擴(kuò)大生產(chǎn)也產(chǎn)生一定積極作用。另外兩項(xiàng)數(shù)據(jù)也從側(cè)面反映了這一現(xiàn)狀。一是，2021 年 1 月，我國(guó)出口水泥僅97.2 萬(wàn)噸，比 2021 年同期下降 59.8%，月度出口量 4 年來(lái)首次降至 1100 萬(wàn)噸以下，創(chuàng) 2021 年 3 月以來(lái)水泥月度出口量最低。二是， 2021 年 1 月水泥價(jià)格全國(guó)各地區(qū)無(wú)一上漲，環(huán)比下降 0.5%，即使后來(lái)短期內(nèi)上海、廣東等地水泥價(jià)格環(huán)比略漲，但是今年 3 月上旬，東南部地區(qū)一直籠罩著同比量增價(jià)跌的陰影。據(jù)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)

21、測(cè)的城市價(jià)格顯示，3 月水泥價(jià)格同比下降的 8 個(gè)城市中 7 個(gè)在東部地區(qū)，其中廣州 3 月水泥價(jià)格同比去年下降 30%，南京同比下降 13.33%，上海同比下降 7.81%，南昌同比下降 6.45%，另?yè)?jù)監(jiān)測(cè)，其他 22 個(gè)城市價(jià)格同比卻不同程度上漲，尤其是西北地區(qū)漲幅遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)去年。其中，蘭州市、西寧市、銀川市水泥價(jià)格同比漲幅分別為41.38%、77.78%、60.78%。1.4.2 行業(yè)發(fā)展受阻結(jié)構(gòu)性矛盾日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì)7縱觀水泥行業(yè)的發(fā)展可以看出，行業(yè)的整體發(fā)展水平粗放，不符合新型工業(yè)化的要求，資源、能源消耗高，污染嚴(yán)重，生態(tài)和環(huán)境壓力大，單產(chǎn)能耗與國(guó)際先

22、進(jìn)水平相比還有不小的差距。有專家指出，目前我國(guó)水泥行業(yè)的結(jié)構(gòu)性矛盾依然突出。企業(yè)規(guī)模小、裝備落后、布局不合理、惡性競(jìng)爭(zhēng)激烈等現(xiàn)象仍然較為普遍，勞動(dòng)生產(chǎn)率均比較低，落后生產(chǎn)能力比重大，產(chǎn)品質(zhì)量檔次低。截至 2021 年，我國(guó)落后裝備生產(chǎn)的熟料比例仍占全國(guó)熟料生產(chǎn)量的三分之一以上。另外就是集中度問(wèn)題。2021 年數(shù)據(jù)顯示，其他國(guó)家水泥行業(yè)集中度已經(jīng)達(dá)到了 80%，而我國(guó)的集中度僅為 30%左右?，F(xiàn)在的水泥行業(yè)，企業(yè)數(shù)量已經(jīng)足夠多、產(chǎn)量足夠大，但大而不強(qiáng)，企業(yè)過(guò)分分散、惡性競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇。要改變這一現(xiàn)狀不能僅靠企業(yè)自身滾動(dòng)發(fā)展，必須通過(guò)聯(lián)合重組的方式進(jìn)行。1.4.3 嚴(yán)格控制產(chǎn)業(yè)布局2021 年以來(lái)，

23、在固定資產(chǎn)投資的拉動(dòng)下，全國(guó)水泥工業(yè)產(chǎn)能已連續(xù) 7 年年平均增長(zhǎng)超過(guò) 1 億噸，預(yù)計(jì)今年全國(guó)可生產(chǎn)水泥將超過(guò) 15 億噸，總量已基本滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)的市場(chǎng)需求。因此，控制水泥總量，謹(jǐn)慎適度投資，維護(hù)未來(lái)行業(yè)健康發(fā)展已刻不容緩。水泥工業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整已從技術(shù)結(jié)構(gòu)調(diào)整步入重組聯(lián)合、提高生產(chǎn)集中度的組織結(jié)構(gòu)調(diào)整階段。僅 2021 年內(nèi)我國(guó)就建成投產(chǎn)新型干法水泥生產(chǎn)線 120 條，新增水泥熟料產(chǎn)能 1.443 億噸，新型干法水泥占總量比重已接近 70%水泥需求大省結(jié)構(gòu)比例已經(jīng)達(dá)到 70%以上，西北、西南欠發(fā)達(dá)地區(qū)在建項(xiàng)目今年投產(chǎn)后也將達(dá)到 70%以上。1.4.4 水泥行業(yè)前景看好2021 年后，受國(guó)際金融危機(jī)

24、影響，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)放緩，水泥需求能否增長(zhǎng)存在較大的不確定性，未來(lái)中短期水泥供過(guò)于求將成為嚴(yán)重影響公司未來(lái)產(chǎn)能投放后的經(jīng)濟(jì)效益最為不利的因素。雖然，政府不斷出臺(tái)刺激經(jīng)濟(jì)的措施，但未來(lái) 3 年內(nèi)固定投資下降引起下游需求不足，加之水泥工業(yè)投資在 2021 2021 年加速，打破供需的弱平衡，將對(duì)水泥企業(yè)業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)構(gòu)成較大威脅。中國(guó)水泥協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2021 年和 2021 年，水泥行業(yè)產(chǎn)能利用率為 84.3%和81.4%，但 2021 年水泥工業(yè)投資完成 1051.46 億元，同比增長(zhǎng) 60.7%，2021 年全國(guó)已開(kāi)工建設(shè)的新水泥熟料生產(chǎn)線初步統(tǒng)計(jì)有 208 條，如投產(chǎn)將新增熟料產(chǎn)能 24177萬(wàn)噸

25、，將進(jìn)一步加劇產(chǎn)能過(guò)剩。全國(guó)水泥行業(yè)整體不景氣的情況，給大型水泥企業(yè)進(jìn)行重組整合提供了良好的契機(jī)。值得關(guān)注的是，由于基礎(chǔ)建設(shè)和房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)落后，當(dāng)?shù)厮喈a(chǎn)能不足，加之日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì)8國(guó)家的基礎(chǔ)建設(shè)投資將刺激水泥需求，西部地區(qū)的水泥企業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展前景尤其值得看好?！?】第二章 設(shè)計(jì)內(nèi)容及思路2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容根據(jù)原始數(shù)據(jù)，結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)基礎(chǔ)以及環(huán)境條件，以節(jié)能、高效的理念完成日產(chǎn)孰料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì)。2.2 設(shè)計(jì)思想（1）貫徹“生產(chǎn)可靠、技術(shù)先進(jìn)、節(jié)省投資、提高效益”的設(shè)計(jì)指導(dǎo)方針。以生產(chǎn)可靠為前提，盡可能采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和方案，以降低產(chǎn)品成

26、本，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。（2）充分挖掘和利用現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)施的潛力，以進(jìn)一步發(fā)揮投資效益。（3）汲取相類似項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，確保實(shí)現(xiàn)“低投資、低成本、高可靠性、高效益”的目標(biāo)。（4） 重視節(jié)能，采用節(jié)能工藝過(guò)程和國(guó)家推薦的節(jié)能機(jī)電設(shè)備，以降低廠品成本。（5）貫徹執(zhí)行國(guó)家和地區(qū)對(duì)環(huán)保、勞動(dòng)安全、工業(yè)衛(wèi)生、計(jì)量、消防等方面的有關(guān)現(xiàn)行規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)。2.3 設(shè)計(jì)思路根據(jù)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想，充分考慮資源的利用情況，構(gòu)思生產(chǎn)技術(shù)方案，確定設(shè)計(jì)依據(jù)，并查閱關(guān)于水泥方面的期刊、文獻(xiàn)，了解水泥的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展、在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，為設(shè)計(jì)做充分資料準(zhǔn)備。結(jié)合資料和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)狀況及環(huán)境條件，制定詳細(xì)的生產(chǎn)工藝。完成生產(chǎn)工藝

27、要求中物料平衡計(jì)算和配料計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果完成工藝布置和設(shè)備選型。最后，根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容繪制圖紙。2.4 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)（1）煤得工業(yè)分析見(jiàn)表 2-1表 2-1 煤的工業(yè)分析WY/%VY/%CY/%AY/%QYDW(kJ/kg)4.7627.2049.4019.5023864日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì)9（2）物料的水分見(jiàn)表 2-2表 2-2 物料的水分成分石灰石粘土鐵粉石膏煤礦渣1.0013.009.503.004.0022.00（3）原料及煤灰的化學(xué)組成見(jiàn)表 2-3 表2-3 原料及煤灰的化學(xué)組成/%名稱LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3R2O石灰石42

28、.062.320.430.1653.780.50-0.65粘土7.6054.3424.617.893.780.600.351.23鐵粉0.3533.8810.3949.073.641.88-砂巖3.0683.737.811.851.370.600.051.80礦渣1.0633.7415.131.5137.448.390.150.62石膏20.892.610.940.3831.310.8942.01-煤灰51.6835.114.595.031.79-設(shè)計(jì)環(huán)境：地點(diǎn)：張家口市周邊郊區(qū)，遠(yuǎn)離鬧市區(qū)，且廠址處于下風(fēng)口減少對(duì)市區(qū)的污染；地勢(shì)：平坦，且稍微有點(diǎn)傾斜度，以利于排水排污；地質(zhì)：基地耐力在 20

29、t/m2左右，適于供水、排水、供暖等管線的鋪設(shè)；交通：廠區(qū)臨近國(guó)道、省級(jí)要道或鐵路，即交通運(yùn)輸要方便；水電：廠區(qū)設(shè)在張家口市周邊郊區(qū)，專線保證供水供電。日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì)10第三章 配料計(jì)算3.1 配料計(jì)算的目的和意義（1）計(jì)算從原料進(jìn)廠至成品出廠各工序所需處理的物料量，作為確定車間生產(chǎn)任務(wù)、設(shè)備選型、及人員編制的依據(jù)。（2）計(jì)算各種原料、輔助材料及燃料需要量作為總圖設(shè)計(jì)中確定的運(yùn)輸量、運(yùn)輸設(shè)備、及計(jì)算各種堆場(chǎng)、料倉(cāng)面積的依據(jù)。 3.2 主要計(jì)算參數(shù)的確定3.2.1 熟料熱耗的確定國(guó)內(nèi)外部分廠家熟料熱耗見(jiàn)表 3-1 表 3-1 國(guó)內(nèi)外部分廠家熟料熱耗廠家A 廠B

30、廠C 廠D 廠E 廠RSP 廠DD 廠SLC 廠熟料熱耗/kJ/kg3265.43648.13996.63501.73568.23075.23136.23191.2備注四級(jí)四級(jí)四級(jí)五級(jí)五級(jí)五級(jí)四級(jí)四級(jí)綜合考慮，本設(shè)計(jì)將熟料燒成熱耗確定為： q=3200kJ/kg 熟料。3.2.2 熟料率值的選擇我國(guó)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(gè)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(qiáng)度越高； SM表示熟料中硅酸鹽礦物與溶劑礦物的比值， SM 高，煅燒時(shí)液相

31、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 IM 低時(shí)黏度較小，對(duì)形成 C3S 有利，但燒成范圍窄，不利于窯的操作。 硅酸鹽水泥熟料配料率值和礦物組成建議范圍 見(jiàn)表 3-2。表 3-2 硅酸鹽水泥熟料配料率值和礦物組成窯型KHSMIMC3S%C2S%C3A%C4AF%濕法窯0.88-0.921.9-2.51.0-1.851-5916-245-1111-17干法窯0.86-0.892.0-2.351.0-1.646-6719-286-1111-18立波爾窯0.85-0.881.9-2.31.0-1.844-5

32、322-305-1111-17預(yù)分解窯0.87-0.922.2-2.61.3-1.848-6214-287-1010-12適宜范圍0.86-0.932.0-2.51.1-1.5機(jī)立窯有礦化劑0.92-0.961.6-2.01.1-1.355-6318-2212-166-10預(yù)分解窯推薦值0.882.501.60日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì)11查新型干法水泥工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 【6】新型干法生產(chǎn)的熟料率值一般控制在：KH=0.890.02；SM=2.40.1；IM=1.60.1。3.2.3 原料、燃料的原始數(shù)據(jù)（1）原料、燃料化學(xué)組成見(jiàn)表 3-3。表 3-3 原料、燃料化學(xué)組成/%

33、名稱LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3R2O石灰石42.062.320.430.1653.780.50-0.65粘土7.6054.3424.617.893.780.600.351.23鐵粉0.3533.8810.3949.073.641.88-砂巖3.0683.737.811.851.370.600.051.80礦渣1.0633.7415.131.5137.448.390.150.62石膏20.892.610.940.3831.310.8942.01-煤灰51.6835.114.595.031.79-（2）煤的工業(yè)分析見(jiàn)表 3-4。表 3-4 煤的工業(yè)分析WY/%VY/%C

34、Y/%AY/%QYDW(kJ/kg)4.7627.2049.4019.5023864（3）物料的水分見(jiàn)表 3-5。表 3-5 物料的水分成分石灰石粘土鐵粉石膏煤礦渣1.0013.009.503.004.0022.00依據(jù)前面所確定的三個(gè)熟料的率值：KH=0.88；SM=2.5；IM=1.6。單位熟料熱耗3200kJ/kg，分析計(jì)算原料的配合比。3.3 配料計(jì)算3.3.1 計(jì)算煤灰的摻入量 （3-yyA3200 19.50 100%Gq.A S/Q 1002.61%23864 1001）式中： GA 煤灰摻入量，以熟料百分?jǐn)?shù)表示（ 100%） ； Qy煤的應(yīng)用基低熱值（ kJ/kg 煤） ；適宜

35、范圍0.86-0.902.40-2.801.40-1.90日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì)12 yA煤的應(yīng)用基灰分含量（ %） ； q熟料燒成熱耗（kJ/kg 熟料） ；S煤灰沉落率，%（窯外分解窯，有電收塵器的取 100） 。3.3.2 物料平衡計(jì)算（1）率值由以上述定為 KH=0.88；SM=2.5 ；IM=1.6。（2）設(shè)=97% （3-%45. 335. 124. 452.22%9735. 165. 2118 . 232IMSMIMKHOFe2）Al2O3= IMFe2O=3.45%1.6=5.52% （3-3）SiO2= SM(Al2O3 +Fe2O3)=2.5（5.

36、52%+3.45%）=22.43% （3-4） CaO=-( SiO2+ Al2O3+ Fe2O3)=97%-（22.43%+5.52%+3.45%）=65.60% （3-5）設(shè)計(jì)熟料過(guò)程中 Al2O3、Fe2O3、CaO、SiO2四種氧化物含量的總和，一般在 97%左右。（3）煤灰摻入量 GA =2.61%。（4）以 100kg 熟料為基準(zhǔn)，用遞減式湊法計(jì)算如下 表 3-6。表 3-6 遞減式湊法計(jì)算表 /%計(jì)算步驟SiO2Al2O3Fe2O3CaO其他要求熟料組成 22.435.523.4365.603.0-2.61kg 煤灰1.350.920.120.130.05差21.084.603.

37、3365.572.95-120kg 石灰石2.780.520.1964.541.26差18.304.083.141.031.69-12kg 黏土 6.522.950.950.450.26差11.781.132.190.591.43-4.5kg 鐵粉1.520.472.210.160.08差10.260.66-0.250.441.35-12kg 砂巖10.050.940.220.160.30差0.21-0.28-0.450.271.05所以：石灰石： 120 kg，黏土：12kg，鐵粉：4.5 kg ，砂巖：12kg。干原料質(zhì)量百分比為：日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì)13干石灰

38、石=120/（120+12+4.5+12）100%=80.8%干黏土=12/（120+12+4.5+12）100%=8.1%干鐵粉=4.5/（120+12+4.5+12）100%=3.0%干砂巖=12/（120+12+4.5+12）100%=8.1%3.3.3 計(jì)算干燥原料配合比（1）生料的化學(xué)成分見(jiàn)表 3-7表 3-7 生料的化學(xué)成分/%名稱配合比燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaO石灰石80.834.111.880.350.1343.62砂巖8.10.256.780.630.150.11黏土8.10.624.401.990.640.31鐵粉3.00.0091.020.311.470.1

39、1生料10034.9914.083.282.3944.15灼燒生料21.665.053.6867.91煤灰摻入量 GA =2.61%，則灼燒生料配合比為（100-2.61）%=97.39%。（2）熟料的化學(xué)成分見(jiàn)表 3-8表 3-8 熟料的化學(xué)成分/%名稱配合比SiO2Al2O3Fe2O3CaO灼燒生料97.3721.094.913.5866.45煤灰2.611.350.920.120.13熟料10022.445.833.7066.58則熟料的率值計(jì)算如下：=0.886 （3-1.650.352.8CCCCCAFKHS44.228 . 270. 335. 083. 565. 158.666）=

40、2.35 （3-CCCSSMAF70. 383. 544.227）= =1.58 （3-CCAIMF70. 383. 58） （3）濕原料質(zhì)量配合比原料的水分：石灰石 1.00%，黏土 13.00%，鐵粉 9.50%，砂巖 0.00%。日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì)14則濕原料質(zhì)量配合比為：濕石灰石=80.8100/（100-1.00）=81.62 Kg濕黏土=8.1100/（100-13.00）=9.31Kg濕鐵粉=3.0100/（100-9.50）=3.31Kg濕砂巖=8.1Kg將上述質(zhì)量轉(zhuǎn)化為百分?jǐn)?shù)（計(jì)算結(jié)果四舍五入取值）：濕原料的質(zhì)量和=81.62+9.31+3.31

41、+8.1=102.34Kg濕石灰石=81.62/102.34100%=79.75%濕黏土=9.31/102.34100%=9.10%濕鐵粉=3.31/102.34100%=3.23%濕砂巖=8.1/102.34100%=7.91%3.3.4 熟料礦物組成及最大液相量的計(jì)算（1）最大液相量的計(jì)算 140時(shí)： P=2.95A+2.2F=2.955.83+2.23.70=25.3 （3-9）1450時(shí)： P=3.0A+2.25F= 3.05.83+2.253.70=25.8 （2）礦物組成的計(jì)算 （3-32C S 3.83KH2SiO3.8 (3 0.8862) 22.44%56.11%（）10）

42、（3-22C S8.60 1 KHSiO 8.601 0.88622.44%22.00%（）11） （3-32323C A2.65Al O0.64Fe O2.655.83%3.70% 0.649.17%（）12） 423C AF3.04 Fe O3.04 3.70%11.25%（3-13）（3） 熟料液相量的計(jì)算液相量 L 是熟料在不同溫度下的液相百分?jǐn)?shù)，液相量高低與燒結(jié)溫度、組分含量有關(guān)，工程上常用 1400和 1450以下的液相量來(lái)考慮配料方案是否合理，以及分析窯的操作情況。本設(shè)計(jì)中采用技術(shù)先進(jìn)的預(yù)分解窯，其熱工制度良好、燒結(jié)溫度一般為 1450因此，L= 3.00A+2.25F+R% (

43、3-14)R=80.80.0065+8.10.0123+3.00+8.1 0.0180=0.85 則 L=3.005.83%+2.253.70%+0.85%=26.65% 這個(gè)數(shù)值在 22%30%范圍內(nèi)，故能滿足生產(chǎn)的要求。日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì)15第四章 全廠物料平衡4.1 物料平衡計(jì)算的目的和意義4.1.1 物料平衡計(jì)算的目的(1) 計(jì)算從原料進(jìn)廠至成品出廠各工序所需處理的物料量，作為確定車間生產(chǎn)任務(wù)、設(shè)備選型、及人員編制的依據(jù)。(2) 計(jì)算各種原料、輔助材料及燃料需要量作為總圖設(shè)計(jì)中確定的運(yùn)輸量、運(yùn)輸設(shè)備、及計(jì)算各種堆場(chǎng)、料倉(cāng)面積的依據(jù)。 4.1.2 影響石膏摻

44、入量的因素（1）石膏的種類：各種硫酸鹽的溶解度、溶解速度與緩凝作用表 4-1，根據(jù)表格表 4-1 各種硫酸鹽的溶解度、溶解速度與緩凝作用石膏種類分子式溶解度（g/L）相對(duì)溶解速度相對(duì)緩凝作用半水石膏CaSO40.5H2O6快很強(qiáng)烈二水石膏CaSO42H2O2.4慢較強(qiáng)烈可溶性無(wú)水石膏CaSO40.0010.5H2O6快很強(qiáng)烈天然無(wú)水石膏CaSO42.1最慢弱可以看出石膏的溶解速度越慢，其摻量（以 SO3計(jì)）應(yīng)越多。（2）熟料中 SO3含量：當(dāng)熟料中 SO3含量較高時(shí)，要相應(yīng)減少石膏摻量。（3）熟料中 C3A 含量：C3A 含量高，石膏摻量應(yīng)相應(yīng)增加，反之則減少。（4）水泥細(xì)度：相同礦物組成的水

45、泥，若增大細(xì)度，其比表面積增大，水化加快，則應(yīng)適當(dāng)增加石膏摻量。（5）混合材料的品種和摻量：水泥中摻加不同種類和數(shù)量的混合材料時(shí)，其石膏摻入量也不一樣。如采用礦渣作為混合材料時(shí)，可適當(dāng)增加石膏摻量。（6）水泥中堿含量：水泥中堿含量較高時(shí)，其凝結(jié)時(shí)間加快，應(yīng)適當(dāng)增加石膏摻量。4.1.3 影響礦渣摻入量的因素（1）化學(xué)組成 與硅酸鹽水泥相比，礦渣化學(xué)成分中氧化鈣含量較低，而氧化硅含量較高。SiO2含量較高時(shí)，礦渣熔體的粘度比較大，冷卻時(shí)，易于形成低堿硅酸鈣和高堿玻璃體，使礦渣活性降低。（2）礦物組成與結(jié)構(gòu)礦渣的活性不僅受化學(xué)成分影響，還決定于玻璃體的數(shù)量和性能，玻璃體含量日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分

46、解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì)16越高，礦渣活性越高。4.1.4 水泥組成的確定對(duì)于型硅酸鹽水泥來(lái)說(shuō)，我們主要依據(jù)國(guó)內(nèi)幾家水泥廠的水泥配比（見(jiàn)表 4-2） 。表 4-2 幾家型硅酸鹽水泥配比/%成分A 廠B 廠C 廠D 廠熟料89909190礦渣434412石膏7756作為參考來(lái)確定本設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí)為 42.5 的型硅酸鹽水泥的配比為：石灰石4%，石膏 4.52%，熟料 91.48%。作為參考來(lái)確定本設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí)為 42.5 的礦渣硅酸鹽水泥的配比為：礦渣 50%，石膏 5%，熟料 45%。4.2 回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量的標(biāo)定4.2.1 回轉(zhuǎn)窯規(guī)格的確定依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求的日產(chǎn) 5000t/d 即臺(tái)時(shí)產(chǎn)量 20

47、8.33t/h，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式 G=1.5564Di3.0761 （4-1） 式中： G回轉(zhuǎn)窯的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，t/h； Di回轉(zhuǎn)窯的筒體的襯磚內(nèi)徑，m。則計(jì)算出 D =4.913mi再通過(guò)下圖 4-1、4-2、4-3 查得【7】：圖 4-1 回轉(zhuǎn)窯 Mv與 Di的關(guān)系圖 圖 4-2 回轉(zhuǎn)窯 MA與 Di的關(guān)系圖日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì)17圖 4-3 回轉(zhuǎn)窯 MF與 Di的關(guān)系圖單位容積產(chǎn)量 Mv= dmt35 . 3單位面積才產(chǎn)量 MF=hmkg25 .186單位截面積產(chǎn)量 MA=11.95hmt3再由公式計(jì)算： （4-iFvD0.096M / M0.96 186.5/3.5

48、5.11m2） （4-AvL24 M / M24 11.95/3.581.94m3） iAFL/ D250M / M250 11.95/186.516.01（4-4） 考慮窯磚厚度，則筒體直徑為： D=Di+2 （4-5）按經(jīng)驗(yàn)取值 =0.15m 則 D=Di+2=5.11+20.15=5.41m 通過(guò)參考上面數(shù)據(jù)，考慮到窯體數(shù)據(jù)應(yīng)取整數(shù)，我們將回轉(zhuǎn)窯的筒體尺寸確定為5.482m4.2.2 窯的產(chǎn)量標(biāo)定已知回轉(zhuǎn)窯的筒體尺寸為 5.482m，則 Di=D-2=5.4-20.15=5.1分別應(yīng)用公式：G1=1.556Di30762 （4-6）G2=0.15362Vi0.97422 （4-7） G3

49、=0.37743Di2.5185L0.51861 日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì)18（4-8） G4=0.27250D2.6804L0.48912 （4-9）分別代入已知數(shù)據(jù)，計(jì)算得： 30762307621iG1.556D=1.556 5.1=234.28t / h0.9742222G0.15365.182212.48t / h4G3=2.51850.518610.37743 5.182224.6t / hG4=2.68040.489120.27250 5.182216.1t / h 234.28212.48224.6216.1224.6t / h4G平均綜合考慮以上計(jì)算結(jié)

50、果，窯的產(chǎn)量標(biāo)定為 224.6t/h4.3 物料平衡計(jì)算4.3.1 燒成系統(tǒng)生產(chǎn)能力計(jì)算（1）回轉(zhuǎn)窯臺(tái)數(shù)計(jì)算n= （4-09. 16 .22485. 08760365500087601hYQQ10）窯臺(tái)數(shù)取整數(shù)值則為 1 臺(tái)式中： n窯的臺(tái)數(shù)； 要求的熟料年產(chǎn)量（t/a） ；YQ所選窯的標(biāo)定臺(tái)時(shí)產(chǎn)量t/(臺(tái)h)；1hQ窯的年利率，以小數(shù)表示。不同窯的年利率可參考下列數(shù)值：濕法窯 0.90，傳統(tǒng)干法窯 0.85，機(jī)立窯 0.80.85，懸浮預(yù)熱器窯、預(yù)分解窯 0.85【8】。（2）計(jì)算孰料年產(chǎn)量 （4-11h1h1h1h1100550100deQ G0.469G100PG1004 （）（）11）

51、22h2h2h2h210044.52100deQGG0.953 G100P1004（）（）Qh= Qh1+ Qh2=208.33Gh1 /Gh2=2/8=0.25綜上所述：Gh1=48.66t/h； Gh2=194.66t/h則 Qh1 =22.82 t/h Qh2=185.51 t/h式中：Qh1、Qh2表示水泥廠孰料小時(shí)產(chǎn)量（t/h） ；Gh1、Gh2表示水泥廠水泥的小時(shí)產(chǎn)量（t/h） ；日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì)19 d、e石膏、混合材的摻入量。（3）計(jì)算燒成系統(tǒng)的生產(chǎn)能力 設(shè)生產(chǎn)礦渣硅酸鹽水泥的熟料產(chǎn)量為：熟料小時(shí)產(chǎn)量： （4-h1Q22.82 t / h12）熟

52、料的日產(chǎn)量： （4-d1h1 Q24Q547.7t /d13） 熟料的年產(chǎn)量： （4-y1h1Q8760Q17.00wt / y14） 生產(chǎn)型硅酸鹽水泥的熟料產(chǎn)量為：熟料小時(shí)產(chǎn)量： h2Q185.51 t / h 熟料的日產(chǎn)量： 2h224Q4452.24t /ddQ熟料的年產(chǎn)量： 2h8760 Q138.13wt / yYQ式中： 預(yù)定的主機(jī)年利用率，取 0.85。（4）換算成水泥廠小時(shí)水泥產(chǎn)量和日產(chǎn)量分別為： 生產(chǎn)型硅酸鹽水泥產(chǎn)量： 水泥小時(shí)產(chǎn)量： （4-1h2100pQ194.66t / h(100de)hG5）水泥日產(chǎn)量： （4-d2hG24Q4671.84t /d16） 水泥的年產(chǎn)量

53、： （4-1y2hG8760Q144.94wt / y7） 礦渣硅酸鹽水泥的產(chǎn)量為： 水泥小時(shí)產(chǎn)量： hh1100pQG48.66t / h(100de) 水泥日產(chǎn)量： d1hG24Q1167.84t /d 水泥的年產(chǎn)量： y1hG8760Q36.23wt / y式中：d水泥中石膏的摻入量，為 6%； e水泥中混合材（礦渣）的摻入量，為 4%； p水泥的生產(chǎn)損失（ %）一般為 35%，取 4%； 預(yù)定的主機(jī)年利用率，取 0.85。 4.3.2 原、燃料消耗定額的計(jì)算（1）原料的消耗定額 考慮煤灰摻如時(shí)，1t 熟料的干生料的理論消耗定額日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì)20 （4-

54、100S1002.61K1.50t / t100I10034.99干（）（）（）（）18）式中：K干 干生料的理論消耗量（t/t 熟料） ； I干生料的燒失量（%） ； S煤灰摻入量，以熟料百分?jǐn)?shù)表示(%)。 考慮煤灰摻入時(shí)，1t 熟料的干生料消耗定額 （4-100 K100 1.50K1.56t / t100P1004干生生熟料（）（）19）濕生料的總水分： （4-100%0.808 1.00.081 130.003 9.5 W2.15100（）20）濕生料的消耗定額 （4-K1001.56 100K=1.59t / t100w1002.15生濕生熟料（）21） 式中：K生干生料消耗定額（

55、t/t 熟料） ； P生生料的生產(chǎn)損失（ %)一般為 35%，取 4%。 （2）石膏的消耗定額（單位：t/t 熟料） 對(duì)于強(qiáng)度等級(jí)為 42.5 的礦渣硅酸鹽水泥： （4- 1d111d100d500K0.114t / t100de100P100550 1003 熟料22） 濕石膏消耗定額d1d1K1000.114 100K0.118t / t1001003dW濕熟料（）（） 對(duì)于強(qiáng)度等級(jí)為 42.5 的型硅酸鹽水泥： 2d222d100d452 K0.0509t / t100de 100P10044.52 1003熟料濕石膏消耗定額d2d2K1000.0509 100K0.0525t / t1

56、001003dW濕熟料（）（）式中：干石膏消耗定額；Kd、表示石膏摻入量，混合材摻入量 ；de石膏含水量；dW Pd石膏的生產(chǎn)損失%，一般取 3%。 （3） 混合材的消耗定額（單位：t/t 熟料） 對(duì)于強(qiáng)度等級(jí)為 42.5 的礦渣硅酸鹽水泥：日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì)21礦渣： 1e111e100e4500 K1.031t / t100de100P100550 1003 熟料濕礦渣： ee1 eK1001.031 100 K1.322t / t100W10022濕熟料 對(duì)于強(qiáng)度等級(jí)為 42.5 的型硅酸鹽水泥：石灰石： 2e222e100e400K0.045t / t10

57、0de100P1004.524 1003熟料濕石灰石：ee2K1000.044 100K0.058t / t100We10022濕熟料（）（）式中：礦渣消耗定額；Ke、表示石膏摻入量（ 6%） ，混合材摻入量（4%） ；deWe礦渣含水量；Pe礦渣的生產(chǎn)損失%，一般取 3%。（4）燒成用干煤消耗定額（單位：t/t 熟料） （4-23yy2386425 4.76100(25W ) 100 25181.6kJ / kg1004.76100 WygDWDWQQ熟料） （4-f1f100 q100 3200K0.131t / t100P25181.61003gDWQ熟料24）f1100 0.131K0

58、.136t / t1004濕熟料（）式中： 燒成用干煤消耗定額（ t/t 熟料） ；1fK 熟料燒成熱耗（kJ/kg 熟料） ；q干煤低位熱值（kJ/kg 熟料） ；gDWQ煤的生產(chǎn)損失%，一般取 3%。 fP（5）烘干用干煤消耗定額 礦渣烘干： 12f22fMWWq1000.05622 14520 100K0.00220t / tQ100 WQ100P100 125181.61003濕燒燒（）熟料（）（）（）（）（4-25）f2f2K1000.0020 100K =0.00229t / t100496濕熟料式中：烘干用煤消耗定額（ t/t 熟料） ；2fK須烘干的濕物料量，用年平衡法時(shí)以 t

59、/年表示；濕M日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì)22燒成系統(tǒng)的生產(chǎn)能力 ； Q分別表示烘干前，烘干后物料的含水量 ；21WW蒸發(fā) 1kg 水分的熱量（kJ/kg水分） ，取 4520kJ/kg。烘q（6） 含水物料的消耗定額 K原 = K生 x （4-26）各種干原料的消耗定額：K石灰石=K生X石灰石=1.560.808=1.2604t/t 熟料K黏土=K生X黏土=1.560.081=0.1264t/t 熟料K鐵粉=K生X鐵粉=1.560.03=0.0468t/t 熟料各種濕原料的消耗定額：K濕=K干100/（100-水含量）K濕石灰石=1.2604100/（100-1.0）=1

60、.2731 t/t 熟料K濕黏土=0.1264100/（100-13）=0.1453 t/t 熟料K濕鐵粉=0.0468100/（100-9.5）=0.0517 t/t 熟料式中： K原某種干原料的消耗定額（ t/t 熟料） ； P生干生料消耗定額（ t/t 熟料） ； x 干生料中該原料的配合比 (%)。全廠物料平衡見(jiàn)表 4-3。表 4-3 全廠物料平衡表日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì)23192.324615.8143.2燒成煤4.0030.1310.13627.291654.9920.32128.332679.9921.097烘干煤4.0030.001560.001620