本科毕业论文---日产5000吨熟料新型干法烧成系统工艺设计.doc

日产5000吨熟料新型干法
烧成车间毕业设计

目录
绪论………………………………………………………………………………… 4
第二章 原料与燃料 ………………………………………………………………6
2.1原料的质量…………………………………………………………………… 6
2.11 水泥料（普通硅酸盐水泥）……………………………………………… 6
2.1 2混合材及石膏 …………………………………………………………… 7
2.2 燃料的质量要求……………………………………………………………… 8
2.2.1 煤………………………………………………………………………… 9
2.2.2 熟料热耗的选择…………………………………………………… 11
第三章 配料计算与物料平衡……………………………………………… 13
3.1 配料计算……………………………………………………………… 13
3.1.1. 原料选择…………………………………………………………… 13
3.1.2. 水泥配料方案 ……………………………………………………13
3.2 物料平衡计算……………………………………………………… 13
3.2 1烧成车间生产能力和工厂生产能力的计算 ………………………15
3.2 2.原燃料消耗定额……………………………………………………… 15
3.3 3 主机平衡与选型…………………………………………………
3.3 1 车间工作制度的确定…………………………………………… 18
3.3 2主机的选型………………………………………………………… 18
3.3 3主机平衡表 ………………………………………………….20
第四章 储库计算…………………………………………………………… 21
4.1 确定各物料的储存期 …………………………………………………21
4.2 储库设施的计算 …………………………………………………21
4.2.1. 石灰石.原煤.联合预均化堆场 ………………………………………25
4.2 2 各种物料储存设施有效容积和容量…………………………………25
第五章 物料和热平衡计算………………………………………………… 26
5.1原始资料 …………………………………………………26
5.2物料平衡及热平衡计算………………………………………………… 26
5.2 1物料平衡计算 …………………………………………………27
5.2 2热量平衡计算 …………………………………………………27
6.5.2煤磨系统的热平衡计算 …………………………………………………28
5.3物料平衡表及热平衡表的编制………………………………………… 31
第六章 窑外分解系统的设计计算………………………………………………33
6.1 原始资料…………………………………………………33
6.2相关参数的设定………………………………………………………………33
6.3单位烟气的计算………………………………………………………….33
6.4 窑尾各部为的计算…………………………………………………………33
6.5 窑尾各部位烟气量汇总的计算………………………………………………
6.6 分解炉设计方案的选择………………………………………………………
6.7 分解炉结构尺寸的计算………………………………………………………
6.8 旋风筒设计方案的选择………………………………………………………
6.9 旋风筒结构尺寸的计算…………………………………
6.10分解炉.旋风筒各结构尺寸汇总表………………………………….
第七章.窑尾设计的计算及选型………………………………………….
7.1 喷嘴设备…………………………………………………………………
7.2窑尾收尘器的选型…………………………………………………………
7.3窑尾高温风机及尾排风机的选型……………………………………………
7.4烟囱的计算……………………………………………………………………
7.5窑尾为了系统主要设备选型…………………………………………………
7.6生料输送系统及窑灰回灰系统主要设备选型………………………………
第八章 烧成车间工艺布置…………………………………………………………
第九章 全厂工艺平面布置………………………………………………………
9.1全场总平面设计的基本原则 ……………………………………………..34
9.2全厂工艺平面布置说明 ……………………………………………………35
结论………………………………………………………………………. 35
致谢 ………………………………………………………………….36
参考文献…………………………………………………………………………37

第1章 绪 论
1.1 引言
新型干法水泥生产自问世以来倍受世界各国的关注，特别是80年代以来得到了突飞猛进的发展，国际水泥工业以预分解技术为核心，将现代科学技术和工业化生产的最新成果广泛应用于水泥生产的全过程，形成了一套具有现代高科技为特征和符合优质、高效、节能、环保以及大型化、自动化的现代生产方法。新型干法水泥技术代表了现阶段最高的水泥烧成技术，可以提高窑单位容积产量、提高窑砖衬寿命和运转率，且自动化水平高、生产规模大，可以选用低质燃料或低价废物燃料，节省燃料，降低热耗和电耗，减小设备和基建投资费用、CO和NOx生成量少和事故率低，操作稳定。发展新型干法水泥技术是环境保护和资源综合利用的必然结果。同时，新型干法水泥技术涵盖了许多丰富的理论和科研成果，指导着水泥工业设计、研发、生产等工作的不断完善、优化和提升。
新型干法水泥生产技术已经成为当今水泥工业发展的主导技术和最先进的工艺。目前，日本、德国、法国等发达国家新型干法技术已占95%以上，其他的发达国家也达到80%以上，而我国自2007年国家环保改革以来，新型干法技术已由15%提升到70%，因此我国的新型干法水泥技术目前发展势头正良好。
1.2 设计简介
本设计是5000t/d熟料新型干法生产线烧成车间（窑尾）部分的工艺设计，采用目前国内外水泥行业相对较为先进的技术和设备，最大限度的降低能耗、降低基建投资，又最大限度的提高产、质量，做到环保，技术经济指标先进、合理。
本设计石灰石设置圆形预均化堆场，其规模Ø 110 m。石灰石矿山全矿化学成分稳定，品质优良，均匀性好。全矿CaCO3标准偏差仅有3个台段超过3.0%，最大为3.25%，平均为2.18%，厂区设1- Ø8×18m 圆库储存石灰石用于生料配料，库有效储量1360.5 t，实际储存时间为5.1h，能满足生产的正常进行。
同时对原煤设置圆形预均化堆场，原煤成分的波动对烧成工艺、热工制度的稳定性及熟料质量等影响极大，外购煤的质量难以完全预先控制，同时多点供应原煤的可能性是存在的，并且考虑将来使用低品位原煤的需要，故设置原煤预均化设施。原煤圆形预均化堆场直径90m，堆场有效储量6207.17t。回转悬臂堆料机生产能力150t/h，桥式刮板取料机取料能力60t/h。原煤预均化堆场外设置一个煤堆棚，直接在铁路旁边，煤可以由火车直接卸料到煤堆棚内，这样可以节约基建投资，也有效地利用土地资源。
采用4组分（石灰石、页岩、砂岩、硫酸渣）配料，页岩配料仓下设Centrex筒仓卸料器，以顺利排出粘湿物料。
生料粉磨采用ATOX50立磨系统，此磨在国内几家新建干法水泥生产线运行正常，其台时产量为：400t/h。入磨水分＜6%，出磨水分＜0.5%，入磨粒度允许2%＞100mm，出磨细度：80μm筛余≤10%，主电机功率3800 kw。为了减小磨机风环风速，降低磨内压降，节约粉磨电耗，设有物料外循环系统。
生料均化库采用IBAU型均化库，根据烟台东原日产5000t熟料生产线的生产情况,规格为Ø 22.5 m×48 m，有效储量16000t，该库集生料储存、均化和喂料于一体，具有均化效果好、电耗低、系统简单、操作管理方便等优点。库内分8个卸料区，生料按照一定的顺序分别由各个卸料区卸出进入均化小仓(兼窑喂料仓)，均化作用主要由库内重力切割和均化小仓的搅拌来实现。
生料入窑计量采用冲板流量计，由气动流量调节阀(由德国的CP公司供货)调节人窑流量。储期2.1d。
窑尾喂料采用国外进口的提升机，单段提升，100m3入窑生料计量仓位于生料库顶，布置紧凑，设备运转可靠。入窑生料采用申克皮带秤计量，计量准确可靠。
熟料烧成采用带DD分解炉的双系列五级旋风预热器，DD分解炉特别适合于低挥发分煤的完全燃烧；旋风预热器结构优化，系统阻力低，节能效果显著。PYROJET多通道燃烧器和PYROSTEP篦冷机系统。日产熟料正常生产能力5000t，目标生产能力5300t/d，熟料热耗 3100kJ/kg。窑尾预热器采用4-2-2-2-2组合。预热器规格：C1为4-Ø4900mm，C2～C3均为2-Ø6500mm，C4为2-Ø6800mm ，C5为2-Ø7200mm。出C1废气量为1.81Nm3/kg熟料。DD分解炉：直径Ø 7510mm，有效高度26.8m。窑与分解炉用煤比例为40%和60%。PYRORAPID回转窑规格为：Ø 4.8m×72m，斜度3.5%，正常转速3.15r/min。窑磨废气处理采用低压长袋脉冲袋收尘器，确保了废气达标排放。在预热器出口至高温风机管道上设有喷水系统，根据收尘器入口温度可自动控制喷水量。
4座Ø18×32m圆库（预应力隧道库）储存熟料，有效储量为12519.9t，另设1座Ø8×20m的黄料库，有效储量1520t。同时设计规格为231×20m的条形熟料堆场，储量为20759t在水泥销售淡季，储存过剩的熟料，以保证生产的连续进行，同时也可以直接销售熟料。
煤磨采用煤粉制备系统设计放弃传统的风扫管磨+粗粉分离器+旋风除尘器+电除尘器的方案，采用MPF2117辊式磨，其生产能力为45 t/h，煤粉细度可灵活调节，原煤入磨粒度 <25mm，出磨粒度80μm筛余≤12%；水分< 10.0% ，煤粉水分<1.0%，主电机功率630kW。煤磨+脉冲喷吹袋式收尘器的方案，原煤经全密闭计量给煤机喂入辊式磨烘干粉磨，热源取自窑头篦式冷却机余风。该方案较前者节省了投资设备，减少了建筑占地面积，并且操作简单稳定，充分利用了余热。此设备搭配方案在都江堰拉法基水泥厂从投产效果看，振动极小，运转平稳可靠。设有煤粉仓2个，1个放置于煤磨车间为分解炉供煤，一个放置于窑头车间为回转窑供煤。窑头和分解炉喂煤采用申克科里奥力秤计量。
本设计选用混合材（矿渣）初水分为15%，要求终水分达到1%，因此选择承德矿机厂生产的φ2.4×18m的回转烘干磨，其台时产量（矿渣初水分为15%，要求终水分达到1%）可达20.1t/h，烘干热耗为5150 kJ/kg水分。
水泥粉磨采用2套带O-Sepa N-2000选粉机的闭路球磨机粉磨系统，简单实用、运转率高，调节水泥细度方便，能同时生产不同品种水泥。磨机选用了φ3.8×12m球磨机，其传动采用了中心传动系统，具有传递功率大、投资省、占地面积小等优点。O-Sepa选粉机一、二、三次风全为环境冷空气，大大改进水泥质量、提高粉磨系统产量。台时产量可达150t/h，功率2500kW/台。磨出水泥细度比表面积达350m2/kg。
8座Ø15×34m圆型水泥库用于储存和发运水泥，每库储量7871t，水泥库底可直接发运散装水泥。采用3条BX-8WY型八咀回转包装机包装水泥，台时产量为80~100t/h,完全能满足生产的要求，并设有电子校正称、破包机及破包清理等装置，具有称量精度高（袋误差为±0.1kg）、密封性能好、扬尘小、自动化程度高及操作简便等优点。
全厂的中央地带修建生产控制楼，生产楼内设置中央控制室，采用施耐德的Quantum和Momentum PLC控制系统控制，同时生产楼内设置车间办公室。中央化验室则和中央控制室平行布置，负责全厂原、燃材料、半成品和成品的物理检验、化学分析及质量控制。
设半露天布置总降压站1座，分别向厂区和矿山供电。
设置给水处理系统满足生产生活需要。生活、消防给水管网和生产给水管网皆设计为环状管网。设置污水处理场对生活污水、生产废水进行处理。办公楼、生产楼采用中央空调机组调节空气流量和温度；电气室、变电所、总降压站等处采用柜式空调机调节空气流量和温度。
设计全厂收尘器均为袋收尘器。最大限度地保护当地的自然环境，对环境的污染降到最小。
设计是工厂建设的灵魂，工艺设计是工厂设计的主要环节，是决定全局的关键。工艺设计的主要任务是确定生产方法、选择生产工艺流程；确定生产设备的类型、规格、数量，选取各项工艺参数及定额指标。本次设计根据现代新型干法的发展趋势，结合国内同类型的新型干法水泥生产线的设计，采用了目前比较先进的生产工艺和技术装备，进行技术经济综合分析，切合实际，经济合理，选择最合适的熟料烧成车间工艺布置流程。设计力求做到“清洁生产”，并且节约能源、提高生产效率、产品质量和劳动生产率，使水泥生产向集约化、高质量的现代化工业方向发展。

第2章 原料与燃料
2.1原料的质量要求
2.1.1水泥原料（普通硅酸盐水泥）
原料的成分和性能直接影响配料、粉磨、煅烧和熟料的质量，最终也影响水泥的质量。水泥的原料应满足以下工艺要求：
1) 化学成分必须满足配料的要求，以能制得成分合适的熟料，否则会使配料困难，甚至无法配料。
2) 有害杂质的含量应尽量少，以利于工艺操作和水泥的质量。
3) 应有良好的工艺性能，如易磨性、易烧性、热稳定性、易混合性等。
1、石灰质原料
凡以碳酸钙为主要成分的原料都叫石灰质原料，是水泥生产中用量最大的一种原料，一般生产1吨熟料约需1.2~1.3吨石灰质干原料。
在本此设计中所使用的石灰石化学分析结果如下：
表 2-1 石灰石化学成分(%)
石灰石（块样）
loss
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
∑
39.98
4.66
1.28
0.40
52.02
1.00
99.34
本设计采用的石灰石各项指标都达到了一级品（CaO>48%, MgO<2.5%）的要求，所以该石灰石是生产水泥的优质原料，据了解该矿山储量丰富，据初步勘测其储存量能服务5000t/d熟料生产线30年以上，成分稳定性好，距建厂位置有3公里，交通方便，是生产水泥的最佳选择。
2、辅助校正原料
传统的水泥生产的辅助原料主要是粘土质原料，校正原料是铁粉和砂岩。粘土质原料是含碱和碱土的铝硅酸盐，主要化学成分是SiO2，其次Al2O3，还有Fe2O3，一般生产1吨熟料用0.3~0.4吨粘土质原料。但是粘土资源越来越紧缺，如果用来生产水泥则会提高水泥成本同时还造成较大的浪费，所以决定不使用粘土，而改用页岩和砂岩来代替。铁粉则选用硫酸渣。其化学成分全分析如下：
表 2-2 硫酸渣化学成分(%)
硫酸渣
loss
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO3
∑
3.80
13.06
2.08
62.07
6.17
5.03
4.97
97.18

表 2-3 砂岩化学成分(%)
砂岩
loss
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO3
∑
4.98
76.44
15.24
1.98
0.30
0.42
0.01
99.37

表 2-4 页岩化学成分(%)
页岩
loss
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO3
∑
11.00
59.96
13.76
3.28
5.56
2.26

95.82

2.1.2混合材及石膏
1、混合材
本设计的混合材主要采用粒化高炉矿渣，同时搭配少量的石灰石，通过对本设计的石灰石原料的化学成分分析后的评价，此石灰石同时也是优质的混合材原料，这样加入少量的石灰石作为混合材，不仅提高水泥强度从而提高了水泥质量，而且还减小了粒化高炉矿渣的消耗量，减小了成本投入。
2、石膏
本此设计所使用的石膏其化学成分分析如下：
表 2-5 石膏化学成分(%)

loss
SiO2
Fe2O3
Al2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
SO3
IR（不溶物）
∑
石膏
9.12
16.75
0.97
4.85
25.12
1.02
0.88
0.50
39.64
0.95
99.80
石膏含水量为2.60%
2.2燃料的质量要求
2.2.1煤
我国水泥工业一般使用煤做为燃料，回转窑水泥厂一般使用烟煤，燃料品质既影响煅烧过程又影响熟料质量，发热量高的优质燃料，其火焰温度高，熟料KH值可高些，若燃料质量差，除了火焰温度低外，还会因煤灰的沉落不均匀，降低熟料质量。
对回转窑来说，采用的煤的发热量高，挥发分低，则因挥发分低，火焰黑火头长，燃烧部分短，热力集中，熟料易结大块，游离氧化钙增加，耐火砖寿命缩短。
1、水泥工业用燃料的质量分析
(1) 热值: 对燃煤的热值希望越高越好，可有效地提高发热能力和煅烧温度.热值较低的煤使煅烧熟料的单位热耗增加，同时窑的单位产量降低。因此对于预分解窑一般要求煤的低位发热量大于21000kJ/kg煤。本设计用煤热质为24368kJ/kg煤。
(2) 挥发分：煤的固定碳和挥发分是可燃成分, 挥发分低的煤不易着火，窑内会出现较长的黑火头，高温带比较集中。综合考虑燃料成本和技术条件，本设计中的使用的是无烟煤，其挥发分较低，为9.24%。
(3) 灰分:煤的灰分是水泥工业用煤的主要指标之一。如果灰分过高将导致煤的着火点后移，辐射传热效率下降;导致熟料颗粒的成分不均匀，从而影响窑热工制度的稳定和窑熟料产、质量的提高。在新型干法中，煤灰分过高，热值过低，不仅会降低预分解窑生产效率，同时造成燃料不完全燃烧，预分解系统黏结堵塞，降低熟料质量。一般要小于25%-30%，本设计中所用煤品质较差，灰分为20.01%。
(4) 水分:水分是影响煤粉制备和燃烧的不利因素之一。对于燃烧，水分越高，煤粉滞后起燃越严重，相应的热耗增大。对于粉磨，则由于流动性变差，使其运输、喂料不畅，粉磨困难，相应的煤磨的产量降低和电耗会增加。生产中对煤粉的水分应控制在1%-1.5%。
(5) 煤粉的细度:煤粉的细度直接影响火焰的长度及形状。国内生产、设计采用的煤粉细度，通常80μm筛余为8-10%，煤粉越细比表面积越大，与空气中氧气接触的机会越多，燃烧速度快，燃烧越完全，单位时间放出的热量也多，可以提高窑内火焰的温度；煤粉太粗时，黑火头长，难着火，燃烧速度慢，火力不集中，烧成温度低，太粗时也会造成煤灰的不均匀掺入。这些因素都会使熟料质量降低，窑内热工制度不稳定，操作困难。特别是当煤粉太细时，其自燃的几率也增大。
本次设计所使用的煤是无烟煤，其元素分析和工业分析结果如下：
表 2-6 煤的元素分析（%）
C ar
H ar
O ar
N ar
S ar
A ar
M ar
72.10
6.06
4.96
1.04
0.35
17.41
3.04

表2-7 煤的工业分析及发热量

Mar
Var
Aar
FCad
Qnet,ad
原煤（无烟煤）
1.03
9.24
20.01
70.75
24368

2.2.2熟料热耗的选择
我国的预分解窑的熟料烧成热耗一般为3100—3300kJ/kg熟料，故本设计选取3100kJ/kg。

第3章 配料计算与物料平衡
3.1配料计算
3.1.1原料选择
表 3-1 原料化学成分（%）
成分名称
Loss
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO3
∑
石灰石
39.98
4.66
1.28
0.40
52.02
1.00
-
99.34
页岩
11.00
59.96
13.76
3.28
5.56
2.26
-
95.82
砂岩
4.98
76.44
15.24
1.98
0.30
0.42
0.01
99.37
硫酸渣
3.80
13.06
2.08
62.07
6.17
5.03
4.97
97.18
煤灰
-
57.85
19.09
15.26
3.84
0.97
1.10
98.11

表 3-2 煤的工业分析

Mad
Vad
Aad
FCad
Qnet,ad
原煤（无烟煤）
1.03
9.24
20.01
70.75
24368
熟料热耗： q=3100kJ/kg。
3.1.2水泥配料方案
成分名称
Loss
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO3
∑
石灰石
39.98
4.66
1.28
0.40
52.02
1.00
-
99.34
页岩
11.00
59.96
13.76
3.28
5.56
2.26
-
95.82
砂岩
4.98
76.44
10.24
6.98
0.30
0.42
0.01
99.37
硫酸渣
3.80
13.06
2.08
62.07
6.17
5.03
4.97
97.18
煤灰
-
57.85
19.09
15.26
3.84
0.97
1.10
98.11
三率值的目标值：KH=0.90 SM=2.60±0.1 IM=1.60±0.1
1.计算熟料中煤灰掺入量GA
GA= （B：煤灰沉落率，带电收尘器的窑为：100%）
==2.54559kg/kg熟料
2.假设原料配比，计算配料数据及灼烧基生料成分
设干基原料配比为：
表 3-3 假设干基原料配比
石灰石
砂岩
页岩
硫酸渣
83.00%
9.00%
6.00%
2.00%
计算各种原料带入白生料中各种成分的量：原料配比×该原料化学成分中各氧化物含量，如：石灰石带入白生料中的SiO2的白分含量为：SiO2=84.00%×4.66%=3.91%
用此法计算所有原料带入白生料中各氧化物百分含量示于下表：
表 3-4 化学成分（%）
原料名称
配比
Loss
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO3
∑
石灰石
83.00%
33.183
3.868
1.062
0.332
43.177
0.830

82.452
砂岩
9.00%
0.448
6.880
1.372
0.178
0.027
0.038
0.001　
8.943
页岩
6.00%
0.660
3.598
0.826
0.197
0.334
0.136
0.001　
5.750
硫酸渣
2.00%
0.076
0.261
0.042
1.241
0.123
0.101
0.022
1.866
白生料
100%
34.368
14.606
3.301
1.948
43.661
1.104
0.025
99.012
灼烧生料

22.255
5.030
2.969
66.523
1.682
0.036
98.494
灼烧基生料=×白生料中各氧化物含量 =×白生料中各氧化物含量
3.计算熟料成分
（=灼烧基生料中各氧化物含量×（100-煤灰掺入量GA）+煤灰中各氧化物含量×GA）
表 3-5 熟料的计算成分（%）
项 目

SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO3
∑
灼烧基×（100-GA）%
97.5%
21.688
4.902
2.893
64.830
1.639
0.035
95.987
煤灰成分×GA%
2.5%
1.473
0.486
0.388
0.098
0.025
0.028　
2.497
熟料成分
100%
23.161
5.388
3.282
64.927
1.664
0.063
98.484

4.计算熟料率值及矿物组成 （P≧0.64）
KH===0.846
SM===2.672
IM===1.642
根据计算结果，KH低于于配料目标要求,而IM、SM略高于要求，则重新调整原料配比：
表 3-6 重新调整原料配比
石灰石
砂岩
页岩
硫酸渣
84.0%
8.00%
6.00%
2.00%
5. 重新假设调节原料配比，计算配料数据及灼烧基生料成分，设干基原料配比为：

石灰石
砂岩
页岩
硫酸渣
84.0%
8.00%
6.00%
2.00%
用此法计算所有原料带入白生料中各氧化物白分含量列于下表：
表 3-7 化学成分（%）
原料名称
配比
Loss
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO3
∑
石灰石
84.0%
33.583
3.914
1.075
0.336
43.697
0.840

83.446
砂岩
8.00%
0.398
6.115
1.219
0.158
0.024
0.034
0.001　
7.950
页岩
6.00%
0.660
3.598
0.826
0.197
0.334
0.136
　0.001
5.750
硫酸渣
2.00%
0.076
0.261
0.042
1.241
0.123
0.101
0.022
1.866
白生料
100%
34.718
13.888
3.162
1.933
44.178
1.110
0.023
99.011
灼烧生料

21.274
4.843
2.960
67.672
1.700
0.036
98.485

表 3-8 熟料的计算成分（%）
项 目

SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO3
∑
灼烧基×（100-GA）%
97.5%
20.733
4.720
2.960
65.949
1.657
0.035
95.978
煤灰成分×GA%
2.5%
1.473
0.486
0.388
0.098
0.025
0.028　
2.497
熟料成分
100%
22.205
5.206
3.273
66.047
1.681
0.063
98.476

6. 计算熟料率值及矿物组成 （P≧0.64）
KH==0.906
SM==2.619
IM==1.590
C3S==3.8×（3×0.906-2）×22.205% =60.58%
C2S==8.61×（1-0.906）×22.205% =17.97%
C3A==2.65×（5.206-0.64×3.273）%=8.24%
C4AF==3.04×3.273% =9.96%
重新调整配比后，熟料率值和矿物组成均符合设计要求，而且MgO和SO3也在控制范围内。所以原料配比确定为：

表 3-9 确定原料配比
石灰石
砂岩
页岩
硫酸渣
84.0%
8.00%
6.00%
2.00%

7.将干燥基原料配比换算为湿原料配比，计算生料系统控制指标：
表 3-10 设原料操作水分（%）：
名称
石灰石
砂岩
页岩
硫酸渣
水分（M）
1.00
2.50
4.00
7.00
湿原料=干原料×
表 3-11 计算结果
湿原料
石灰石
砂岩
页岩
硫酸渣
∑
份数
0.8485
0.0821
0.0625
0.0215
1.0146
换算白生料百分比
83.63%
8.09%
6.16%
2.12%
100%

8.白生料的理论消耗量：
白生料理论消耗量===1.4935 kg/kg =149.35（kg白生料/100kg熟料）
9. 熟料煤耗：（熟料的空气干燥基煤耗）
P1===0.12722= 12.722（kg煤/100kg熟料）

3.2物料平衡计算
3.2.1烧成车间生产能力和工厂生产能力的计算
1.窑的台数
标定熟料产量Qd =5300T/D，小时产量Qh,1=220.8t/h
n= ==0.94 故n取1。
式中：n — 窑的台数；（台）
— 要求的熟料日产量（t/d）；按照窑的日产量，窑的标定产量设定为220.8 t/h；
2.计算烧成系统的生产能力
熟料小时产量： Qh =nQh,1=1×220.8=220.8 (t/h)
熟料日产量： Qd=24Qh=220.8×24=5300(t/d)
熟料周产量： Qw=168Qh=168×220.8=37100 (t/w)
式中：Qh ---- 窑的台时产量 （t/h）
Qd ---- 窑的日产量 （t/d）
Qw ---- 窑的周产量 （t/w）
3.工厂的生产能力由烧成车间的生产能力求得
当设计任务书是两种或者两种以上，但所用熟料相同时，可先分别求出每种水泥的产量，然后计算水泥产量的总和。本次设计任务书规定的水泥品种有两种，所用熟料相同，其中熟料分别：P .Ⅱ42.5 100t/h ，P.O42.5 120.8t/h。因此水泥小时生产能力计算可先分别求出每种水泥的小时产量，然后计算水泥小时产量的总和。
每种水泥小时产量：
=×220.8×50%=117.94(t/h)
=×220.8×50%= 129.33(t/h)
水泥小时产量总和：
= 117.94+129.33= 247.27(t/h)
式中：，—分别表示每种水泥小时产量（t/年）；
，—分别表示水泥中石膏的掺入量（﹪）；分别为5.2﹪、5.2﹪；
， —分别表示每种水泥中混合材的掺入量（﹪）；分别为4﹪、12﹪；
— 两种水泥小时产量的总和（t/年）。
水泥日产量
=24×247.27= 5934.48（t/d）
水泥周产量
=168×243.02 = 41541.36（t/w）

3.2.2原、燃料消耗定额
1.原料消耗定额
考虑煤灰掺入时，1t熟料的干生料理论消耗量：
KT = ==1.4935 t/t 熟料
式中：KT ——干生料理论消耗定额，t/t 熟料；
S ——煤灰掺入量，%；
I ——干生料的烧失量，%。
考虑煤灰掺入时，1t熟料的干生料消耗定额：
K生 = ==1.54 (t/t 熟料)
式中：K生——干生料消耗的定额，t/t 熟料；
P生——干生料生产损失。%，取3%（见《水泥厂工艺设计概论》P40）
各种干原料的消耗定额：
K石灰石= K生 χ
=1.54×84.00%=1.294 (t/t 熟料)
K页岩= K生 χ
=1.54×6.00%=0.092 (t/t 熟料)
K砂岩= K生χ
=1.54×8.00%=0.123 (t/t 熟料)
K硫酸渣= K生χ
=1.54×2.00%=0.031 (t/t 熟料)

结果见下表：
表 3-12 干原料的消耗定额

石灰石
砂岩
硫酸渣
页岩
(t/t熟料)
1.54
χi（%）
84.00%
8.00%
2.00%
6.00%
(t/t熟料)
1.294
0.123
0.031
0.092
式中 ——干原料的消耗定额（t/t熟料）
——干生料消耗定额（t/t熟料）
χi——物料干基配比
2.干石膏消耗定额：
本设计石膏掺入量：d =
=×100%=5.25%
确定P .Ⅱ42.5、P .O 42.5水泥混合材掺入量分别为e=4%、e=12%,生产损失均为Pd=3%, 则：
Kd= kg/kg熟料
表 3-13

P .Ⅱ42.5
P.O 42.5
d (%)
5.25
e (%)
4
12
（kg/kg熟料）
5.96×10-2
6.54×10-2

3.干混合材消耗定额：
Ke= kg/kg熟料
表 3-14

e(%)
d(%)
Pe(%)
Ke（kg/kg熟料）
P .Ⅱ42.5
4
5.25
3
0.045
P .O 42.5
12
5.25
3
0.150

4.烧成用干煤消耗定额：
Kr1===0.1312kg/kg熟料
5.烘干用干煤消耗定额：（本设计主要是对混合材进行烘干处理）
Kr2=×××
=×××
=0.0054 kg/kg 熟料
式中：Kf1——烧成用干煤消耗定额，kg/kg 熟料；
Kf2——烘干用干煤消耗定额，kg/kg 熟料；
pf——煤的生产损失%，一般取3%。（见《水泥厂工艺设计概论》P41）
Qnet.ad——煤的低位热值，kJ/kg 熟料；
w1、w2——分别表示该物料烘干前、后的水分，%，分别为：15%、1%。
q——熟料烧成热耗，kJ/kg 熟料；
M湿——须烘干的湿物料量，t/周；6090。
Q烧——烧成系统生产能力，t/周；35000。
q烘——蒸发1kg水分的热耗量，kJ/kg水分，5150，参考《新型干法水泥厂工艺设计手册》P113烘干机的热工参数。
6.上述各种干物料消耗定额换算为天然水分的湿物料消耗定额：
K湿=
式中：K干、K湿——分别表示湿物料、干物料消耗定额，kg/kg 熟料；
w0——该物料的天然水分，%
用此公式计算见下表：
表 3-15 原料消耗定额表

石灰石
页岩
砂岩
硫酸渣
石膏
混合材（矿渣）
P.Ⅱ42.5
P.O 42.5
P.Ⅱ42.5
P.O 42.5
w0（%）
1.00
4.00
2.50
7.00
2.60
2.60
15.00
15.00
K干（kg/kg 熟料）
1.294
0.092
0.123
0.031
0.0596
0.0641
0.045
0.150
K湿（kg/kg 熟料）
1.307
0.096
0.126
0.033
0.0612
0.0658
0.0529
0.1765

3.2.3烧成系统和工厂的生产能力
1.烧成系统的生产能力：
熟料小时产量：Qh===208.3(t/h)
熟料日产量：QD=5000(t/d)
熟料周产量：QW=35000(t/w)
2.工厂生产能力：
水泥小时产量：Gh= Gh=·Qh (t/h)
水泥日产量：GD=24 Gh (t/d)
水泥周产量：GW=168 Gh (t/w)

水泥品种
混合材
石膏
熟料
石灰石
矿渣
P.Ⅱ42.5
1.0%
3%
5.25%
90.75%
P.O42.5
2.0%
10%
5.25%
82.75%

表 3-16 水泥配料表

按上法计算全厂物料需要量见下表：