一千噸產量水泥熟料水泥廠配料車間工藝設計目錄TOC\o"1-2"\h\u29351一千噸產量水泥熟料水泥廠配料車間工藝設計 16801摘要 110599引言 23286第一章水泥廠前期準備工作 319601.1礦點的選擇 3268851.2廠址的選擇 319424第二章配料及工藝平衡計算 4228232.1配料計算 4286042.2物料平衡計算 443342.3全場物料平衡表 524052第三章主機平衡計算及選型 617253.1車間工作制度表 7142773.2水泥廠主機平衡表 720917第四章儲庫平衡計算 712088第五章物料平衡計算與熱平衡計算 8157215.1全場物料平衡計算 9257555.2全場物料平衡表 9265965.3物料平衡的地位 9268465.4熱平衡計算 995055.5全場熱量平衡表 10214225.6熱量平衡的重要作用 1031543第六章車間計算 1049916.1磨機的計算 10257776.2輔助設備的選型 113821結論 11摘要水泥是中國一種占比很重的建筑材料，占中國建筑產業(yè)的三分之一。水泥作為重要的一種水硬性膠凝材料，隨著我國經濟建設及發(fā)展，水泥產業(yè)不斷擴大、增產，使水泥生產技術不斷更新，水泥品質不斷升級，擁有了多種水泥型號，應用于各種場合。但由于水泥生產日漸增大，也帶來了很多的不好的影響，例如污染環(huán)境，浪費資源等等，所以改進為現(xiàn)在常用的新型干法生產。我設計的題目是日產1.0kt水泥熟料水泥廠水泥配料車間工藝設計。首先進行廠址的選擇，這需要與專業(yè)的人員進行配合，確定各原料數(shù)據(jù)，為下面的配料計算打下良好的基礎。第二步是計算原料的比例。根據(jù)硅氧率、鋁氧率和石灰?guī)r飽和系數(shù)的范圍，采用試錯法確定原料配比。第三步是物料平衡計算，即根據(jù)水泥干法回轉窯的批量生產情況，計算出各種原料的熟料消耗量，然后計算出物料平衡表。第四步是計算主機的平衡。根據(jù)第三步計算的物料平衡表，選擇所需的主機型號。第五步是計算庫存平衡，即根據(jù)物料特性和產量決定需要何種庫存方式。有堆場和圓形倉庫供選擇。最后進行的是水泥配料車間的計算，主要有熱平衡計算，物料平衡計算以及車間計算。車間計算主要為選擇計算需要的輔助設備，為繪制圖紙做準備。關鍵詞：水泥；水泥配料車間；工藝設計；設備引言水泥為水硬性膠凝材料，是建筑材料的占比很重的一種無機非金屬材料，對社會的發(fā)展及貢獻有著重大的作用。自20世紀以來，水泥工業(yè)進入快速發(fā)展階段，產量上升，品質提高，需求量變大，在這種條件下，水泥行業(yè)進入了產能過剩時代，水泥變得供大于求，現(xiàn)在我國市場不滿足我國水泥的銷售，但我國現(xiàn)在又沒有研發(fā)出比水泥更加廉價及材料更易獲得的建筑材料，作為幾十年的建筑材料的龍頭老大，怎樣合理發(fā)展水泥廠與怎樣合理生產水泥成為了一大問題。減少大型水泥廠水泥日產量，增加各種環(huán)保設備，將小型水泥廠停產或合并購入大型水泥廠，從而減少產能，在當時社會環(huán)境下的水泥行業(yè)，是很大且很成功的動作。現(xiàn)階段伴隨著“一帶一路”，“脫貧”等一系列國家政策，水泥銷量上升，產量也上升。在新型干法水泥生產中，加入了更多的環(huán)保設備，例如余熱發(fā)電等，將水泥廠環(huán)境提升了好幾個檔次，使水泥生產行業(yè)提升到了更高的平臺。在水泥生產的一系列工藝中，水泥配料車間有著至關重要的作用，加入混合材的比例，決定了水泥最終的品質，加入混合材后，可以調節(jié)水泥的初凝時間，可以調節(jié)水泥抗折抗壓強度，為水泥分類及代號，在各種不同的環(huán)境及用途做區(qū)分。此次設計采用的是新型干法預分解窯技術，在此為基礎，廠址選擇為畢業(yè)實習的清水河蒙西水泥廠，在此次設計中，將理論與實踐進行結合，將學堂上的知識用于實踐，解決問題，讓我受益匪淺。水泥廠前期準備工作水泥廠建設是十分復雜的一項工作，無論是新建，改建還是擴建，都是十分復雜且要求及其高的，尤其是一些大中型水泥廠的建設，技術需求高，自動化程度高，工藝繁雜。因此，需要有步驟，有計劃的進行，才可以確保水泥廠從籌備到建成順利進行，并取得預期效果。1.1礦點的選擇水泥的主要原材料為石灰質原料與黏土質原料，為了建成水泥廠，需解決這些礦物的供應問題，所以水泥廠應靠近礦山位置。確定礦山的組成，因水泥廠需要石灰質原材料與黏土質原材料，所以礦山需有此類礦物才可以被使用。所以，為按照長期建設規(guī)劃，聯(lián)系地方地質單位，提出礦點意見，進行地質勘探，出具成分報告，經過審批，礦山資源才可以決定下來。確定礦點后要進行實地考察與勘探，注意在選擇礦點時要注意尋找配套礦，以保證硅率，鋁率與石灰石飽和系數(shù)達到要求后才能使用此礦點。根據(jù)以上條件，選定呼和浩特市卓資縣旗下營設置礦點。卓資縣旗下營是內蒙古自治區(qū)呼和浩特市下轄縣，旗下營鎮(zhèn)，內蒙古自治區(qū)\t"/item/%E6%97%97%E4%B8%8B%E8%90%A5%E9%95%87/_blank"烏蘭察布市卓資縣下轄鎮(zhèn)，地處\t"/item/%E6%97%97%E4%B8%8B%E8%90%A5%E9%95%87/_blank"卓資縣西部，東與\t"/item/%E6%97%97%E4%B8%8B%E8%90%A5%E9%95%87/_blank"梨花鎮(zhèn)為鄰，南連涼城縣蠻漢鎮(zhèn)，西與\t"/item/%E6%97%97%E4%B8%8B%E8%90%A5%E9%95%87/_blank"呼和浩特市新城區(qū)保合少鎮(zhèn)接壤，北鄰察哈爾右翼中旗烏蘭哈頁蘇木，行政區(qū)域面積322.67平方千米。1.2廠址的選擇廠址選擇原則：低成本根據(jù)低成本原則，選擇在卓資縣旗下營周邊建廠，廠址合理與否，直接關系到水泥廠的投資進度、建設時間及績效收入，也會影響其后續(xù)發(fā)展與管理等，所以廠址選擇尤為重要，要具備以下幾點配料及工藝平衡計算根據(jù)水泥的特性，原料的物理、化學性能以及具備的生產條件，計算出物料的配合比。完美的配合比是工藝的依據(jù)，也是正常生產優(yōu)質水泥的保證。水泥生產設計中計算配合比是為了通過合理的配合比，從而可以燒制出符合生產要求及市場的合格品。2.1配料計算本設計主要使用嘗試誤差法進行配料計算，具體設計如下：分析原料的化學成分，煤的工業(yè)分析，煤的灰分化學成分數(shù)據(jù)，確定熟料的組成，設定各個率值，計算煤灰摻入量，計算干物料與濕物料的配合比，最后進行驗算。我計算的配合比為石灰石55%，泥灰?guī)r39.8%，鐵粉1.2%，鋁礬土4%。具體計算過程見附錄。窯中車間是整個水泥廠最為重要及關鍵的車間，所以回轉窯的標定極為重要，本次設計為日產1.0kt的預分解窯尺寸。根據(jù)《水泥工業(yè)熱工設備》的經驗數(shù)據(jù)，取回轉窯直徑D=3.2m，再由經驗數(shù)據(jù)D≤3.5m時，δ=0.15m，內徑為Di=2.9m。根據(jù)《水泥工業(yè)熱工設備》110頁的圖2-100得具體計算過程見附錄。選出長度為49米，內徑為3.4米的回轉窯。由于回轉窯的年利用率在0.8~0.85，本次設計為日產1.0kt水泥廠水泥配料生產車間，所以取窯年利用率為0.82，每天工作24小時。再由設備經驗公式計算出窯的年產量為350010t，日產量為1166.7t，小時產量為48.6125t。2.2物料平衡計算全場物料平衡計算是確定多少原燃料可以支持此工藝流程正常進行而設計出的最佳產量配合，其次計算出的熟料的小時產量，日產量與年產量，這是確定接下來計算選出主機與儲庫的主要數(shù)據(jù)，對接下來的選型工作有著極大的作用與幫助。全場物料平衡計算作為接下來主機平衡與儲庫平衡的基礎，是整個設計的靈魂所在，牽一發(fā)而動全身，所以精準度是必須要保證的，只有保證了精準度，才能保證接下來的主機選擇與儲庫選擇精準無誤，也確保了接下來水泥廠投產運行的順利。2.3全場物料平衡表原料名稱水分含量%生產損失%消耗定額物料平衡表干料含天然水分料干料濕料小時日年小時日年石灰石1.000—0.8640.87042.0011008.029301703.02042.2931015.029303798.180泥灰?guī)r1.000—0.6250.63030.383729.188218245.81930.626735.021219991.785鐵粉8.000—0.0190.0200.92422.1676634.6730.97223.3346983.866鋁礬土2.000—0.0630.0603.06373.50221999.1792.91770.00220951.599配合生料—4.0001.570—76.3221831.719548233.497———熟料—4.000——48.6131166.700349193.310———石膏—4.0000.061—2.96571.16921300.792———混合材—3.0000.121—5.882141.17142252.391———水泥—4.000——54.9001317.600394357.680———燒成用煤11.0003.0000.1600.1707.778186.67255870.9308.264198.33959362.863第三章主機平衡計算及選型主機平衡計算主要是為了選擇出適合此水泥廠的主要設備，設備選型的準確直接影響整個水泥廠預期的生產量與損耗，設備選擇準確，水泥廠收益提高，水泥品質提升，得到更好的水泥，作為消費者與廠家，是雙贏的局面。主機計算主要是利用《新型干法水泥廠工藝設計基礎》中的車間及其工作制度來確定各個主機的年利用率（窯年利用率在第二章已經給出），通過第二章計算的物料平衡中的年平衡來計算出各個主機的要求的小時產量，再通過各個主機的小時產量來決定各個主機的型號及尺寸。3.1車間工作制度表表3-1車間工作制度表通過車間工作制度表，計算出石灰石破碎機、生料磨、煤磨、水泥磨的小時產量，通過小時產量，計算出需要以下型號的設備進行生產。具體計算過程見附錄。3.2水泥廠主機平衡表表3-2主機平衡表此表為展示選擇的具體主機型號、臺數(shù)、產量及年利用率。第四章儲庫平衡計算為確保水泥品質，嚴格把控出廠水泥品質，需進行物料的均化及配料，物料均化要求為“平鋪直取”，在均化過程中，將物料平鋪與堆場，使其呈現(xiàn)一層堆一層的效果，直取時就可以將不同時間、不同品質的物料同一時間進入回轉窯進行燒成，使水泥有固定的品質，使水泥特性很好的展現(xiàn)出來。儲庫平衡計算是整個水泥廠水泥配料車間簡單卻不簡約的一部分，圓庫建造需要大量的資金卻也不得不建造，圓庫的主要作用為儲存物料，均化物料與配比，配比主要是由圓庫下的轉子秤或皮帶秤進行稱量，再將稱重完成的原料經由皮帶輸送機與空氣輸送斜槽運輸至立磨中進行粉磨。堆場建造成本沒有圓庫大，所以將石灰石，煤粉等需求量大的物料堆放于堆場，有利于均化及了解物料性質。提前了解水泥特性，有利于把控水泥品質，使水泥廠受益與口碑不倒。本設計進行儲庫計算后選擇了石灰石圓庫一個，泥灰?guī)r圓庫一個，鐵粉圓庫一個，鋁礬土圓庫一個，生料圓庫一個，水泥圓庫三個。堆場選擇為石灰石堆場為DQYφ60規(guī)格圓形堆場，儲量14000噸，泥灰?guī)r堆場為1166平方米堆場，鐵粉堆場為274平方米堆場，鋁礬土堆場為592平方米堆場，石膏堆場為1200平方米堆場，混合材堆場為943平方米堆場，煤粉堆場為1058平方米堆場。具體計算過程見附錄。石灰石，泥灰?guī)r，鋁礬土與鐵粉需要堆場與圓庫是因為堆場可以進行充分的預均化，圓庫設置是為了更好的進行配料，使物料配比接近完美，控制好水泥品質，使不同批次的水泥有同種質量。石膏，混合材與煤粉堆場堆放，其一是因為圓庫造價高于堆場，第二是因為可以將上述物料直接添加入設備中，無需進行二次均化，例如燃料煤粉，進入煤磨進行粉磨后可直接由四通道噴煤管進入回轉窯，通過尾煤管進入分解爐，無需進行二次均化。第五章物料平衡計算與熱平衡計算物料平衡計算是在計算全場物料的收入與支出項目，各個生產車間在工作時，避免不了物料的飛損及回灰，這些都是影響水泥生產及品質的重要環(huán)節(jié)，所以需計算出各個車間的飛損量及回灰量，使物料平衡計算更加的準確，也使本次設計結果更加的準確無誤。本次計算有燃料的消耗量，生料的消耗量，預熱器的消耗量，空氣的消耗量，再由此計算出物料的平衡比。5.1全場物料平衡計算物料平衡計算主要有收入項目與支出項目兩大部分組成，收入項目主要計算各個部分對于空氣與回灰的收入，為接下來的車間設備選型有著重要的幫助，確保了選型的準確，也確保了接下來水泥廠投入生產的順利進行。物料平衡的準確與否，直接與間接都反映了水泥廠可否可以投入生產，是整場水泥數(shù)據(jù)的重中之重，有著不可撼動的地位，所以確保數(shù)據(jù)的準確性，是必不可少的，是建設一個體系，管理，工藝成熟的水泥廠的必須的條件之一。5.2全場物料平衡表5.3物料平衡的地位物料平衡是整個水泥廠工藝設計必不可少的步驟之一，缺了這一步，就意味著丟掉很多的物理量及化學量，將本可以平衡的水泥廠帶入不平衡的狀態(tài)，使水泥廠不能進行投產，將產生大量的經濟損失，因小失大，所以全場物料的平衡與全場物料平衡的準確性就至關重要，用一句老話說就是牽一發(fā)而動全身，一絲絲都不得馬虎，一點點都不得懈怠，這就是全場物料平衡的重要性。在此基礎上，才可以設計出一個完美的水泥廠，只有完美的水泥廠，才可以實現(xiàn)經濟最大化，利益最明化，只有水泥廠完美，此設計才算合格。5.4熱平衡計算熱平衡是在計算水泥廠對于熱量的收入和支出，在以往在課本中學習到的一種能量，可以經過回收，從而加以利用，例如烘干，發(fā)電等等，所以計算出熱量的收入與支出，才能進行設備的選型，所以，在水泥廠設計中，熱量平衡的計算也是尤為重要的，一絲也不得馬虎的。5.5全場熱量平衡表5.6熱量平衡的重要作用熱量平衡，是確定水泥廠熱量收入與支出的重要計算步驟，在此條件下，可以明確的得知熱量的來龍去脈，以便于更好的進行接下來的車間計算，選擇出更加準確的設備與其型號，所以，熱量平衡計算，是尤為重要的一環(huán)。車間計算車間計算，是計算水泥磨系統(tǒng)烘干熱平衡、磨機生產能力和磨機功率的一項計算，是整個水泥生產車間的主要部分，水泥磨車間作為最后的一個車間，磨機的選擇，很大程度上決定了整個水泥廠能否正常運行，所以是整個水泥廠的重要位置之一。6.1磨機的計算磨機的計算主要是為了計算磨機的功率、產量等問題，將磨機的功率等計算完全，求出磨機的熱量收入與支出，計算出磨機的噴水量，具體計算過程見附錄。6.2輔助設備的選型經過與老師的討論，由儲庫量進行對輔助設備的選型，具體計算過程見附錄。結論在兩個月的時間里，我完成了對1.0kt水泥廠水泥配料車間的計算，這之間，我有很多讓我覺得疑惑的問題，但是在我經過與老師和同學的溝通，完美的解決了這些問題，使我與同學的關系更近一步，也使我將課堂上的知識帶入實踐中，完美的完成了此次的設計，下面我將設計結論敘述通報如下。第一部分是水泥廠的前期選址工作，通過對現(xiàn)場的考察與分析，再經過當?shù)氐刭|局的勘探檢驗，出具成分分析報告，再與當?shù)氐恼块T進行審批，才可以選擇此地作為廠址選擇地。我選擇的地點是內蒙古烏蘭察布市卓資縣旗下營，當?shù)厥沂V藏豐富且優(yōu)質，適合開采投入水泥生產，第二部分是進行水泥配料的計算，我使用的方法是嘗試誤差法，經過一系列的配合之后，將硅率、鋁率與石灰石飽和系數(shù)控制在規(guī)定范圍內，配合比合適，石灰石55%，泥灰?guī)r39.8%，鋁礬土4%，鐵