摘要水泥是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展最重要的建筑材料之一，在今后幾十年甚至是上百年之內(nèi)仍然是無可替代的基礎(chǔ)材料，對人類生活文明的重要性不言而喻?，F(xiàn)代最先進(jìn)的水泥生產(chǎn)技術(shù)就是新型干法預(yù)分解窯。預(yù)分解窯是在懸浮預(yù)熱器與回轉(zhuǎn)窯之間增設(shè)分解爐，在分解爐中加入占總用量50%-60%的燃料，使燃料燃燒的過程與生料碳酸鹽分解的吸熱過程在懸浮狀態(tài)或沸騰狀態(tài)下迅速進(jìn)行，從而使入窯生料的分解率從懸浮預(yù)熱窯的30%-40%提高到85%-90%，使窯的熱負(fù)荷大為減輕，窯的壽命延長，而窯的產(chǎn)量卻可成倍增長。與懸浮預(yù)熱器窯相比，在單機(jī)產(chǎn)量相同的條件下，預(yù)分解窯具有:窯的體積小，占地面積減小，制造、運(yùn)輸和安裝較易，基建投資較低，且由于一半以上的燃料是在溫度較低的分解爐內(nèi)燃燒，產(chǎn)生有害氣體NO較少，減少了對大氣的污染。為了符合當(dāng)今水泥行業(yè)的發(fā)展需求同時也是對大學(xué)本科四年所學(xué)知識的考查，我選擇了“日產(chǎn)5000噸水泥熟料新型干法生產(chǎn)線窯尾系統(tǒng)工藝設(shè)計”這個課題作為我的畢業(yè)課題。設(shè)計范圍主要是窯尾系統(tǒng)，通過配料計算、工藝平衡計算等得出結(jié)果，并結(jié)合實(shí)際對主機(jī)及附屬設(shè)備進(jìn)行選型，進(jìn)而對各種設(shè)備進(jìn)行工藝布置，對全廠的設(shè)備進(jìn)行簡單規(guī)劃。為了使本次設(shè)計各項(xiàng)指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)，本次設(shè)計的過程和結(jié)果完全依據(jù)水泥工廠設(shè)計規(guī)GB502951999；同時設(shè)計上參考了德州大壩水泥5000t/d熟料生產(chǎn)線、煙臺東源5000t/d新型干法生產(chǎn)線等國內(nèi)先進(jìn)的相近規(guī)模生產(chǎn)線，并密切聯(lián)系了畢業(yè)實(shí)習(xí)以及大學(xué)期間的認(rèn)識實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等。在符合最新生產(chǎn)發(fā)展要求的基礎(chǔ)上，達(dá)到最大程度節(jié)約資源、能源，做到既降低生產(chǎn)成本又能穩(wěn)定生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益雙贏的可持續(xù)生產(chǎn)。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；燒成系統(tǒng)；配料系統(tǒng)；粉磨系統(tǒng)-2-ABSTRACTCementisoneofthemostimportantbuildingmaterialsofthesocialandeconomicdevelopment,withinthecomingdecadesorevenacentury,Cementisstillnosubstituteforbasicmaterials,theimportanceofhumancivilizationisself-evident.ModernmostadvancedcementproductiontechnologyisNSPkilnadvancedecomposition.Predecompositionkilnisinsuspensionpreheaterbetweendecomposingfurnacewithrotarykilnadded,joinincalcinerintotalamount50%-60%offuel,tomakethefuelburningprocessandrawintheabsorptionprocessdecomposecarbonatestateofsuspensionorboilingcondition,thusmakerapiddecompositionrateofkilnrawfromsuspensionpreheaterkiln30to40percentoftheincreasedto85percentto90percent,theheatloadofkilnisreducedgreatly,whiletheprolongingfurnaceproductionbutcanincreaseexponentially.Comparedwithsuspensionpreheaterkilnindividualoutput,inthesameconditions,thedecompositionfurnacewith:smallsize,coversanareaofreduced,manufacturing,transportationandinstallationeasier,lowinvestmentininfrastructure,andbecausemorethanhalfoffuelisinthelowertemperatureburninginprecalciner,produceharmfulgases,andreducedtherateoflessNOxatmosphericpollution.Inordertomeetthedevelopmentneedsofthecementindustrytodayandatthesametimeexaminetheknowledgeofuniversityundergraduatecoursefouryears,Ichosenissan5000tonsofcementclinkerNSPproductionlinepreheatersystemprocessdesignthistopicasmygraduationproject.Preheatersystemdesignrangeismainlybyingredientscalculation,craftequilibriumcalculationetc,andactualresultstohostandaffiliatedequipments,andselectionofequipment,processarrangementofalltheequipmentsimpleplanning.Inordertomakethedesignindexesmeetthenationalstandards,thedesignprocessandtheresultcompletelyaccordingtocementfactorydesignrulesGB50295-1999；AlsoontheTexasdamdesignreferencecement5000t/dofclinkerproductionline,yantaidongyuan5000t/dNSPproductionlinedomesticadvancedproductionline,andsimilarscaleclosecontactandgraduationpracticeduringtheinternship,universityofunderstandingoftheproductionandpractice,etc.Incompliancewiththerequirementsofthedevelopmentofthelatestproduction,achievemaximumbasedonconservationofresources,energyandtomeetbothreduceproductioncostandstableproduction,economicbenefitandsocialbenefitwin-winsustainableproduction.Keywords：Electricpowersystem；Firingsystem；Batchingsystem；Gridingsystem-3-目錄摘要.IABSTRACT.II1前言.12建廠基礎(chǔ)資料.42.1設(shè)計題目.42.2建廠條件.42.3原始數(shù)據(jù).42.3.1原燃料化學(xué)成分.42.3.2原、燃料水分.52.3.3煙煤的工業(yè)分析.52.3.4煙煤的元素分析.52.3.5生產(chǎn)方法和窯型的選擇.53全廠工藝平衡計算.73.1配料計算.73.1.1應(yīng)用基低位發(fā)熱量.73.1.2三個率值的選擇.73.1.3煤灰沉落率的計算.83.1.4熟料化學(xué)成分的要求.83.1.5以100kg干熟料為基準(zhǔn)列累加試湊表.83.1.6干原料料耗的計算.93.1.7生料干原料配合比的計算.93.1.8生料濕原料配合比的計算.93.2物料平衡計算.103.2.1物料平衡計算在設(shè)計中的作用.103.2.2參數(shù)選擇及窯規(guī)格的確定.103.2.3全廠物料平衡計算.113.2.4原、燃料需要量的計算及物料平衡表.134工藝設(shè)備選型與計算.164.1工藝設(shè)備選型與計算的目的.164.2.設(shè)備選型.174.2.1石灰石破碎設(shè)備的選型.17-4-4.2.2生料閉路磨的設(shè)備選型184.2.3回轉(zhuǎn)窯選型.184.2.4烘干機(jī)設(shè)備的選型.194.2.5煤磨的選型.204.2.6水泥磨的設(shè)備選型.214.2.7包裝機(jī)的設(shè)備選型.224.2.8主機(jī)平衡表見表.224.3堆場（棚）的選型設(shè)計234.3.1石灰石預(yù)均化堆場的計算.244.3.2砂巖預(yù)均化堆場的計算.254.3.3濕鐵粉、鋁土礦聯(lián)合堆棚.264.3.4煤預(yù)均均化堆場的計算.264.3.5石膏露天堆場.274.4儲庫的選型計算.284.4.1石灰石配料庫.294.4.2礦渣露天堆場計算.304.4.3石膏露天堆場計算.304.4.4生料均化庫的計算.304.4.5熟料庫的選取與計算.304.4.6水泥配料庫的計算.314.4.7水泥庫的選取與計算.304.5全廠工藝流程.345燒成車間設(shè)計.355.1確定工藝流程.355.2回轉(zhuǎn)窯規(guī)格參數(shù)確定.365.3窯尾系統(tǒng)選型.365.3.1懸浮預(yù)熱器.365.3.2分解爐.365.4窯系系統(tǒng)物料平衡365.4.1收入物料.385.4.2支出物料.415.5窯尾系統(tǒng)熱平衡計算445.5.1收入熱量.455.5.2支出項(xiàng)目.46-5-5.6窯尾系統(tǒng)煙氣平衡計算485.6.1選定相關(guān)系數(shù).485.6.2系統(tǒng)各部位煙氣量計算.495.7窯尾設(shè)備及其尺寸確定.515.7.1分解爐尺寸規(guī)格計算.515.7.2旋風(fēng)預(yù)熱器規(guī)格計算.525.8窯尾附屬設(shè)備選型.555.8.1窯尾高溫風(fēng)機(jī)選型計算.555.8.2增濕塔選型計算.565.8.3窯尾電收塵.575.8.4窯尾廢氣排風(fēng)機(jī).575.8.5排氣煙囪選型計算.57參考文獻(xiàn).58致謝.59附錄.6011前言水泥與鋼材、木材、塑料為四大工程基礎(chǔ)材料，而水泥以其數(shù)量大、用途廣、耐久性強(qiáng)和具備許多其它材料不可取代的性能而處于非常重要的地位，素有“建筑工業(yè)的糧食”之稱。生產(chǎn)水泥雖然需要比較多的資源，但是水泥與砂、石等集料所制成的混凝土則是一種低能耗型建筑材料，因此水泥工業(yè)的發(fā)展對保證國家建設(shè)的順利進(jìn)行具有十分重要的作用。自九十年代以來世界水泥產(chǎn)量平均每年以4%的速度連續(xù)增長。這種發(fā)展趨勢今后仍將保持下去。近10年來，發(fā)達(dá)國家由于各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度減緩，生產(chǎn)成本增高和能源消耗、環(huán)保要求等各方面原因，水泥生產(chǎn)呈現(xiàn)飽和和縮減態(tài)勢。而與此同時，發(fā)展中國家水泥需求量不斷增大，帶動了那里的水泥工業(yè)的迅猛發(fā)展，特別是東亞、西南亞地區(qū)，1998年亞洲國家生產(chǎn)的水泥幾乎占到了世界水泥總量的60%以上。七十年代我國陸續(xù)建立了一些立筒預(yù)熱器窯和旋風(fēng)預(yù)熱器窯，并在預(yù)分解的開發(fā)方面燒油燒煤實(shí)驗(yàn)均獲得成功。七十年代末我國分別從日本、澳大利亞、丹麥等國引進(jìn)了大、中型的預(yù)分解窯干法生產(chǎn)成套設(shè)備，并在建成投產(chǎn)后取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。在此基礎(chǔ)上，通過對國外設(shè)備的消化和國內(nèi)自行建設(shè)的新型干法生產(chǎn)線的總結(jié)，八十年代初我國自行設(shè)計了700t/d熟料生產(chǎn)線的預(yù)分解窯成套設(shè)備，并組織了2000t/d熟料預(yù)分解窯干法生產(chǎn)線成套設(shè)備的設(shè)計、制造和建設(shè)。二十世紀(jì)八十年代末，我國已建成二十多套2000t/d新型干法水泥生產(chǎn)線，通過引進(jìn)消化國外20項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)來改進(jìn)我們自行開發(fā)的設(shè)備，是我國2000t/d新型干法水泥生產(chǎn)線漸趨成熟，雙陽水泥廠的建成并達(dá)標(biāo)生產(chǎn)就是成熟的標(biāo)志。二十世紀(jì)九十年代初，我國實(shí)施開發(fā)4000t/d大型新型干法燒成系統(tǒng)。我國已經(jīng)成為名副其實(shí)的水泥生產(chǎn)大國，但總體水平不高，不是水泥工業(yè)強(qiáng)國，其表現(xiàn)有以下的基本特點(diǎn)：（1）總產(chǎn)量的生產(chǎn)能力世界第一我國水泥工業(yè)從1978年至1985年水泥產(chǎn)量由6500萬噸發(fā)展到1.45億噸，7年增長約8000萬噸，平均年增長1140萬噸；1995年到2000年水泥產(chǎn)量由4.7億噸到20世紀(jì)末預(yù)計可達(dá)5.8億噸，5年增長了1億噸，平均年增長2000萬噸。其間，5000噸水泥生料生產(chǎn)線安裝調(diào)試成功。2002年，規(guī)劃水泥產(chǎn)量5.9億噸，實(shí)際生產(chǎn)7.5億噸；2003年，規(guī)劃水泥產(chǎn)量7.5億噸，實(shí)際生產(chǎn)8.5億噸；2004年，規(guī)劃水泥產(chǎn)量8.5億噸，實(shí)際生產(chǎn)9.5億噸；2005年，規(guī)劃水泥產(chǎn)量9.5億噸，實(shí)際生產(chǎn)10.5億噸。2008年，規(guī)劃12.5億噸，實(shí)際生產(chǎn)13.8億噸。連續(xù)10年，每年水泥的規(guī)劃目標(biāo)與實(shí)際水泥產(chǎn)量，相差幾乎都在一億噸以上。（2）技術(shù)進(jìn)步步伐加快，但總體技術(shù)水平與世界先進(jìn)水平差距較大懸浮預(yù)熱器窯是在窯后安裝了懸浮預(yù)熱器，使原來在窯內(nèi)以堆積態(tài)進(jìn)行的物料預(yù)熱2及部分硅酸鹽分解過程移到懸浮預(yù)熱器內(nèi)以懸浮狀態(tài)進(jìn)行。由于懸浮狀態(tài)的生料粉與1000左右的窯尾熱煙氣接觸的面積大，故傳熱速度快、熱效率高。生料粉能在數(shù)十秒內(nèi)從常溫提高到750以上，入窯生料的表觀分解率可達(dá)30-40%，從而大大的減輕了回轉(zhuǎn)窯的預(yù)燒負(fù)擔(dān)，窯產(chǎn)量的以提高；從回轉(zhuǎn)窯窯尾排出的高溫?zé)煔獾臒崃磕艿玫胶芎玫睦?，出預(yù)熱器的廢氣溫度可降低到350-400，熟料的單位熱耗可大大降低，且出預(yù)熱器的廢氣還可用于烘干含6-8%水分的物料。這些優(yōu)點(diǎn)隨著窯體尺寸的增加而更加顯著，因此懸浮預(yù)熱器窯從五十代初期出現(xiàn)后，得到迅速發(fā)展，并在水泥生產(chǎn)中占據(jù)了絕對的優(yōu)勢。懸浮預(yù)熱器窯的特性主要取決于同它配套的懸浮預(yù)熱器的特性，而各種懸浮預(yù)熱器的特性有取決于它的結(jié)構(gòu)及熱交換方式。構(gòu)成各種懸浮預(yù)熱器的熱交換單元設(shè)備有旋風(fēng)筒（包括管道）