杨苏丽毕业设计

材料工程系毕业设计说明书
专业：水泥工艺
班级：水泥122
姓名：杨苏丽
指导教师：牟思蓉
起讫日期：2014年9月1日
绵阳职业技术学院材料工程系
2014-2015 学年第 1 学期
水泥综合设计 任务书
班级 水泥122 学生 杨苏丽 指导教师 牟思蓉 时间 9.1-12.14
一、综合设计题目
日产5000t/d 的新型干法水泥厂的总体设计及烧成窑尾工艺设计 生产品种：普通硅酸盐水泥—P.O 52.5 60%
矿渣硅酸盐水泥—P.S.A 42.5 40%
二、综合设计任务与要求：
（1）设计主要内容及要求
①全厂工艺设计计算：配料设计、配料计算、物料平衡、主机平衡、储运平衡。

② 全厂总平面布置：合理布置全厂所有建筑物、构筑物、铁路、道路及地上的和地下的工程管线的平面相互位置，使之符合工艺过程。

画图比例：1:1000。

③重点车间设计：预热器、分解炉、回转窑的选型；主要附属设备的选型；车间的工艺布置。

画图比例：1:100，扩大初步设计深度。

④编写设计说明书：内容包括封面、任务书、内容摘要、目录、前言、正文（设计工艺计算与选型计算及相关说明）、总结、参考文献等。

说明书中一级标题字号为小三加粗，二级标题为四号加粗，三级标题为小四加粗、正文为小四，行距为1.25，页数不少于40页。

（2）设计进度要求：
（3）学生按学校规定上课时间到设计室进行设计，严禁将食物带入设计室，保持设计室卫生。

学生有事情离开设计现场，要求履行请假手续，不得无故缺席。

时间
第1周
第2周
第3周
第4周
第10周
第11～14周 第15周 内容 配料计算 物料平衡 主机平衡 储库平衡 车间设计
绘制总平面图 及车间布置图
毕业答辩
前言
新型干法水泥生产自问世以来倍受世界各国的关注，特别是上世纪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 NO
x
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。

近年来，我国新型干法水泥生产技术也得到了飞速发展。

尤其是进入21世纪，大批4000，5000t/d熟料新型干法水泥生产线的建成、投产，标志着我国新型干法水泥生产技术已经成熟。

水泥生产主要工艺过程简要包括为“两磨一烧”。

按主要生产环节论述为：矿山采运（自备矿山时，包括矿山开采、破碎、均化）、生料制备（包括物料破碎、原料预均化、原料的配比、生料的粉磨和均化等）、熟料煅烧（包括煤粉制备、熟料煅烧和冷却等）、水泥的粉磨（包括粉磨站）与水泥包装（包括散装）等。

新型干法是以悬浮预热和预分解技术装备为核心，以先进的环保、热工、粉磨、均化、储运、在线检测、信息化等技术装备未能基础；采用新技术和新材料；节约资源和能源，充分利用废料、矿渣，促进环境经济，实现人与自然和谐相处的现代化水泥生方法。

综合设计原始资料
一、原燃材料化学成份（％）
成
原份
料L SiO2Al2O3Fe2O3 CaO MgO SO3R2O
其
他
∑
天然
水分
（%）
石灰石41.26 2.64 0.26 0.31 54.54 0.6 0.17 0.33 1 粘土 5.89 63.81 13.37 8.38 3.96 0.35 0.14 0.63 2 铁粉 1.26 30.14 10.00 51.34 3.60 1.44 0.11 0.23 6 煤灰48.12 43.87 3.24 2.97 1.23 2.0 0.33 8 石膏41.20 1
矿 渣 37.92 11.0 0.90 40.00 7.99 0.80 0.30 15
二、煤工业分析（％）
项 种 目 类 M ar V ad A ad C ad M ad Q net,ad （KJ /Kg ）
烟煤
6.0
24．32
24．05
49．83
1.8
25305
三、自然条件
（1）气温：最低气温-1℃，最高气温39℃，平均气温22℃ （2）年降雨量：1220mm （3）主导风向：西北风
四、设计依据
（1）工厂位置：工厂位于四川某地，石灰石矿山在厂南5公里处，粘土矿山在厂东南3公里处。

（2）交通条件：工厂距铁路2.0公里，公路交通方便。

（3）资源条件：
石灰石储量：82000万吨 粘土质储量：10000万吨 铁粉运距：350公里 燃料运距：400公里 混合材运距：150公里 石膏运距：600公里 水、电资源：当地地下水及当地电网
配料计算
原料评价
石灰石：是由碳酸钙组成的化学与生物化学沉积岩。

主要矿物：为方解石（CaCO 3）微粒组成，并常含有白云石（CaCO 3·MgCO 3）、石英（结晶SiO 2）、燧石（又称玻璃质石英、火石，主要成分为SiO 2，属结晶SiO 2） 黏土质及铁质等杂质。

CaO 含量：纯石灰石含CaO56%，烧失量为44%，随杂质含量增加CaO 含量减少。

含水量：一般不大于1.0%，具体值随气候而异。

含 黏土杂质越多，水分越高。

粘土是多种含水硅酸盐矿物的混合物。

主要化学组成是Al 2O 3和SiO 2两种氧化物。

Al 2O 3主要来源于粘土矿物，SiO 2除来自粘土矿物外，还来自于微粒石英。

其Al 2O 3含量和Al 2O 3/ SiO 2比值越接近于高岭石矿物的理论值（Al 2O 339.5%，Al 2O 3/ SiO 2=0.85），则表明侧列粘土的纯度越高；粘土中高岭石含量越多，其质量越优良。

Al 2O 3/ SiO 2比值越大，粘土的耐火度越高，粘土的烧结熔融范围也就越宽。

粘土中的主要杂质为碱金属、碱土、金属和铁、钛等的氧化物以及一些有机物。

各种氧化物均起助熔作用，会降低原料的耐火度，因此，粘土中杂质含量尤其是Na 2O 和K 2O 含量越低，其耐火度越高。

校正原料：有铁质校正原料、硅质校正原料、铝质校正原料。

当Fe2O3含量不足时，应掺加Fe2O3含量大于4%的铁质校正原料。

一般铁质校正原料为硫铁矿渣（及铁粉），其主要成分为Fe2O3，含量大于50%。

当生料中SiO2含量不足时，需掺加硅质校正原料。

常用的有硅藻土、硅藻石，含SiO2多的河砂，砂岩、粉砂岩等。

当生料中Al2O3含量不足时，需掺加铝质校正原料，常用的铝质校正原料有炉渣、煤矸石、铝矾土等。

铁质原料是用以补充配合生料中氧化铁不足的原料。

在水泥生产中加以适当的铁质原料能降低熟料烧成热耗并提高窑的产量。

而在实际化学分析中,铁质原料的全分析又有一定的技术难度,特别是硅、铁和铝。

总之 所选的原料符合多方面 比如质地 价格 离厂区的的距离等等 主要考虑原料的物理化学性质，最为重要的是不是比较经济。

选择石灰质原料时，如果石灰质原料 CaO 含量低于 48 ％，可将其与 CaO 含量大于48 ％的石灰质原料搭配使用，以利资源的合理利用。

但值得注意的是，含有白云石 (CaCO 3 · MgCO 3 ) 的石灰石往往易造成水泥中的 MgO 含量过高应限制石灰质原料中 MgO 含量小于 3.0 ％。

而燧石含量较高的石灰岩，其质地坚硬，难磨难烧，宜严格控制。

同理，经过地质变质作用、重结晶的大理石结晶完整、粗大，结构致密，虽化学成分较纯， CaCO 3 含量很高，但不易粉磨与煅烧，故一般不宜采用。

为了便于配料又不掺硅质校正原料，要求黏土质原料硅率最好为 2.7 ～ 3.1 ，铝率 1.5 ～ 3.0 ，此时粘土质原料中氧化硅含量棋应为 55 ％～ 72 ％。

如果硅率过小，小于 2.3 ～ 2.5 ，则是以高岭石为主导矿物的粘土，配料时除非石灰质原料含有较高的 SiO 2 ，否则就要添加难磨难烧的硅质校正原料。

如果硅酸率为 2.0 ～ 2.7 时，就加入硅持质校正原料来提高硅含量。

一、确定熟料三率值
目标值：KH=0.90 SM=2.5 IM=1.6
二、计算煤灰掺入量（设定理论热耗为2900）
%
77.21002411610002.232900100q y y =⨯⨯⨯=⨯=Q S A A G
原煤工业分析
三、计算干燥原料配合比
设定干燥原料的配合比为：石灰石82% 粘土17% 铁粉1%
生料化学成分
项 M ar V ar A ar C ar M ad Q net,ar （KJ/Kg ）
种 目 类 烟煤 6.00
23.28
23.02
47.69
1.80
24116
熟料化学成分 名称 配合比 SiO2 Al 2O 3 Fe 2O 3
CaO
MgO
SO 3 R 2O
其他
灼烧生
料 97.23% 20.43 3.97 3.31 67.98 0.85 0.25 0.57 0.18 煤灰 2.77% 1.33
1.22 0.09 0.08
0.03
0.06 0.01 0.05 熟料 100.00% 21.76 5.19
3.40 68.06 0.88
0.30
0.58 0.22
KH=96.08.235.065.12
3
232=--SiO O Fe O Al CaO
53.23
2322
=+=o Fe o Al Sio SM
53
.13
23
2==o Fe o Al IM 由上述计算可知KH 偏高 SM IM 接近应稍微减少石灰石和粘土的量
调整的配合比为 石灰石81% 粘土18% 铁粉1%
生料化学成分
成 L
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO3
R2O
其他
原 份 料
成 L
SiO 2
Al 2O 3
Fe 2O 3
CaO
MgO
SO 3
R 2O
原 份 其他
料
石灰石 33.83 2.16 0.21 0.25 44.72 0.49 0.14 0.27 0.09 粘 土 1.17 11.19 2.34 1.45 0.67 0.06 0.02 0.11 0.01 铁 粉 0.01 0.30 0.10 0.51 0.04 0.01 0.00 0.00 0.02 生料 35.02 13.65 2.65 2.21 45.43 0.57 0.16 0.38 0.12 灼烧生料
21.01
4.08
3.40 69.91
0.87
0.25
0.58 0.18
石灰石 33.42 2.14 0.21 0.25 44.18 0.49 0.14 0.27 0.09 粘 土 1.24 11.85 2.48 1.53 0.71 0.06 0.03 0.11 0.01 铁 粉 0.01 0.30 0.10 0.51 0.04 0.01 0.00 0.00 0.02 生料 34.67 14.29 2.79 2.29 44.93 0.56 0.16 0.38 0.12 灼烧生料
21.87
4.27
3.51 68.77
0.86
0.25
0.59
0.18
熟料化学成分 名称 配合比 SiO2 Al 2O 3 Fe 2O 3 CaO MgO SO 3 R 2O 其他 灼烧生
料
97.23% 21.26 4.15 3.42 66.87 0.84 0.24 0.57 0.17 煤灰 2.77% 1.33 1.22 0.09 0.08 0.03 0.06 0.01 0.05 熟料 100.00%
22.60
5.37
3.50 66.95
0.87
0.30
0.58
0.22
四、计算三率值为
KH= 0.90 SM= 2.55 IM= 1.53
五、熟料矿物组成
%
44.19)1(60.822=-=SiO KH S C %17.60)23(80.323=-=SiO KH S C
%29.8)64.0(65.232323=-=O Fe O Al A C
64.1004.3324=*=O Fe AF C
物料平衡
物料平衡计算的基础依据1、工厂规模；2、生料各组分配合比及生料外加物比例、水分、消耗定额；3、水泥各组分配合比、水分；4、燃料品种、水分、热值；5、熟料烧成、
利用周平衡法计算窑的台数
计算步骤是：按计划任务书对工厂规模（熟料日产量）的要求，选择窑型和规格，标定窑的台时产量，计算窑的台数，然后核算出烧成系统和工厂每周的生产能力。

1、窑的台数窑系统的台时产量设计： 已知熟料日产量为5000t ，窑运利用率定为0.8，窑的年运转天数t d 为365*0.8=292天，则熟料年产量为：
Q y =Q d *t d =5000*292=1460000t
上式中：Q y 表示熟料要求年产量，t ；
Q d 表示熟料要求日产量，t ； t d 表示回转窑年运转天数；
回转窑选型：
窑规格（m ） 设计产量（t/d ） 窑尾截面风速（m/s ） 容积产
量（t/m ³） 斜度
（%）
转速（r/min ）
线转速（m/s ） 物料最大流动速度
（m/min ） Φ4.8*70
5400
7.1
185
3.5 3.5
0.95
2.03
根据回转窑产量经验计算公式：
26.228708.4682.0682.0254.0018.3254.0018.3=⨯==L D G 06.2358.45098.15098.1218.3218.3=⨯==D G
194.594.8*1.55641.5564D G 3.07823.0782
===
219.303
194.59235.06228.26G =++=
根据经验公式计算出三个产量，求的平均值219.30t/h ，则窑标定为219.3t/h 另外一些实际工厂选用的窑型和规格如表：
一些水泥厂5000t/d 生产线窑规格
厂名 池州海螺 铜陵海螺 华新 黄河同力 窑直径（m ） 4.8 4.8 4.8 4.8 窑长（m ） 74 74 74 72 设计规模（t/d ） 5000 5000 5000 5000 实际产量（t/d ） 5400 5540 5360
5400
根据计算标定与实际厂家规格产量对比，我厂选用窑型满足生产要求，则窑的台数
为：台195.030
.219*8.0*876001460000
87600Q n 1≈==h Y
Q θ
窑的台数n 取为1；
式中θ——窑的年利用率，预分解窑0.8~0.81；
Q h1——所选窑的标定台时产量，即为G 。

石膏掺入量的计算
31.202.129.8156.002.1156.033=+⨯=+⨯=A C SO
熟料中的3SO 含量为0.31%所以石膏中的含量为2.31—0.31=2.0
石膏的掺入量为%9.42
.410
.23==
SO
湿石膏的掺入量为：
%0.5%1
1009
.4=-
石膏掺量设计
熟料中C3A 含量降低，外掺SO3的含量也应该降低，在煅烧过程中，Al2O3和Fe2O3增加的少，液相也相应减少，则C3A 和C4AF 含量相应减少， 混合材掺量设计
混合材是指在粉磨水泥时与熟料、石膏一起加入磨内用以提高水泥产量、改善水泥性能、调节水泥标号的矿物质材料。

掺加混合材的作用：
①提高水泥产量，降低水泥生产成本，节约能源，达到提高经济效益的目的。

②有利于改善水泥的性能，如改善水泥安定性、提高混凝土的抗腐蚀能力、降低水泥水化热等。

③调节水泥标号，生产多品种水泥，以便合理使用水泥，满足各项建筑工程的需要。

④综合利用工业废渣，减少环境污染，实现水泥工业生态化。

一般来说，参入混合材后，水泥中的C3S 、C3A 等各种矿物就相对减少，早起强度降低，所以国标规定P.O 混合材掺量为≤20%且＞5%。

因此混合材的掺量为19%。

则设计普通硅酸盐水泥—P.O 52.5 60%的配比
孰料+石膏：81% （石膏4.9%） 混合材：19%
矿渣硅酸盐水泥—P.S.A 42.5 40%
熟料+石膏70% （石膏4.9%） 混合材：30% （1） 水泥厂生产能力计算 普通硅酸盐水泥—P.O 52.5 60%
水泥小时产量：Gh=(100-p)/(100-d-e) × Qh*60%
=(100-3)/(100-5-19) ×219.3*60% =167.9（t/h ）
备注：p:水泥的生产损失，d ：水泥中石膏的掺入量， e ：水泥中混合材的掺入量 水泥日产量：Gd=24 Gh=24×167.9=4030.5(t/d) 水泥周产量：167.9×24×7=28207.2（t/周） 水泥年产量：412412.9467.91*3*87608760===h y G G η(t/年） 矿渣硅酸盐水泥—P.S.A 42.5 40%
水泥小时产量：Gh=(100-p)/(100-d-e) × Qh*40%
=(100-3)/(100-5-30) ×219*40% =130.91（t/h ）
备注：p:水泥的生产损失，d ：水泥中石膏的掺入量， e ：水泥中混合材的掺入量 水泥日产量：Gd=24 Gh=24×130.91=3141.73(t/d) 水泥周产量：130.91×24×7=21992.88（t/周） 水泥年产量：3440052.9
30.911*3*87608760===h y G G η(t/年）
原燃料的消耗定额
1、原料的消耗定额
（1）煤灰掺入量： S=(qA y R)/(100Q y DW ) =(2900×23.02×100)/(100×24116) =2.77%
式中A y ——应用基的灰分含量（%）； Q ——熟料烧成热耗（KJ/kg 熟料） Q y DW ——煤的应用基低位热值（KJ/kg 煤）
R ——煤灰沉落率（%），当窑后有电收尘且窑灰入窑时，取100%，当窑后不设电收尘或电收尘窑灰不如窑时。

（2）1t 熟料的干生料理论消耗量：
K T =(100-s)/（100-I ） =(100-2.77)/(100-34.67) =1.49(t/t 熟料)
式中K T ——干生料理论消耗量（t/t 熟料） I ——干生料的烧失量（%）；
S ——煤灰掺入量，以熟料百分数表示（%）。

（3)1t 熟料的干生料消耗定额：
K 生=(100KT)/(100-P 生) =(100×1.49)/(100-3) =1.54(t/t 熟料)
式中 K 生—干生料消耗额（t/t 熟料）；
P 生—生料的生产损失（%）,可参考下列数值：回转窑有电收尘时3%~5%;回转窑无收尘设备时6%~10%；立窑6%。

(4)各种干原料的消耗定额：
K 原 =K 生X
石灰石： K 原=1.54×81%=1.25 t/t 熟料 粘土： K 原=1.54×18%=0.28t/t 熟料 铁粉： K 原=1.54×1%=0.015 t/t 熟料
式中 K 原—某种干原料的消耗定额（t/t 熟料）; K 生—干生料消耗定额(t/t 熟料)
X —干生料中该原料的配合比（%）。

2、干石膏的消耗定额 （1）普通硅酸盐水泥—P.O 52.5
K d
=
%60)
P 100)(100⨯---d e d d
（
=熟料）（（kg kg /066.0%60)
3100)(199.41009
.4=⨯---
（2） 矿渣硅酸盐水泥—P.S.A 42.5
K d =%40)
P 100)(100e
⨯---d e d （ = 熟料）（（kg kg /031.0%40)
3100)(309.41009
.4=⨯--- 式中 d K —干石膏消耗定额（kg/kg 熟料）;
d 、
e —分别表示水泥中石膏、混合材的掺入量（%） 则消耗定额为=0.066+0.0312=0.0972（kg/kg 熟料）; 3、干混合材消耗定额：
（1）普通硅酸盐水泥—P.O 52.5
Ke=%60)
100)(100(⨯---d p e d e
=
熟料）(kg/kg 154.0%60)
3100)(199.4100(19
=⨯---
（2）矿渣硅酸盐水泥—P.S.A 42.5
Ke=
%40)100)(100(⨯---d p e d e
=
熟料）(kg/kg 19.0%40)
3100)(309.4100(30
=⨯---
式中 Ke —干混合材料消耗定额（kg/kg 熟料）。

d ．e ——分别表示石膏和混合材的掺入量。

则消耗定额为=0.154+0.19=0.344（kg/kg 熟料）。

3、烧成用煤消耗定额
..(25)100(24116256)100
258151001006net ar ar net d ar Q M Q M +⨯+⨯⨯===--
熟料）（）kg/kg 11.03-100*25815100
2800100(Q 100q DW g
f1
=⨯=-=f P K
式中 1f K —烧成用干煤消耗定额(kg/kg 熟料）; q —熟料烧成热耗（kJ/kg 熟料）;
Q g
DW —干煤地位热值(kJ/kg 干煤)
f P —煤的生产损失（%），一般取3%。

(7)湿物料消耗定额
石灰石：K 石 =（100K 干）/(100-Wo)
=(100×1.25)/(100-1)=1.26(kg/kg 熟料)
粘土：K 粘土=（100K 干）/(100-Wo)
=（100×0.28）/（100-2）=0.29 (kg/kg 熟料)
铁粉：K 铁=（100K 干）/(100-Wo)
=（100×0.015）/（100-6）=0.016 (kg/kg 熟料)
煤：K 煤=（100K 干）/(100-Wo)
=（100×0.11）/（100-8）=0.12(kg/kg熟料)
（1）普通硅酸盐水泥—P.O 52.5
）/(100-Wo)
石膏：K石膏=（100K
干
=（100×0.066）/（100-1）
=0.067 (kg/kg熟料)
（2）矿渣硅酸盐水泥—P.S.A 42.5
）/(100-Wo)
K石膏=（100K
干
=(100×0.031)/(100-1)
=0.032(kg/kg熟料)
（1）普通硅酸盐水泥—P.O 52.5
）/(100-Wo)
混合材：K混 =（100K
干
=（100×0.154）/（100-2）
=0.157(kg/kg熟料)
（2）矿渣硅酸盐水泥—P.S.A 42.5
）/(100-Wo)
K混 =（100K
干
=（100×0.19）/（100-2）
=0.194(kg/kg熟料)
（8）原燃料需要量
①干石灰石小时用量：1.25×219.3=274.13(t/h)
湿石灰石小时用量：1.26×219.3=276.32(t/h)
干石灰石日用量：1.25×219.3×24=6579(t/d)
湿石灰石日用量：1.26×219.3×24=6631.63(t/d)
干石灰石周用量：1.25×219.3×24×7=46053(t/周)
湿石灰石周用量：1.26×219.3×24×7=46421.42(t/周)
②干粘土小时用量：0.28×219.3=61.4(t/h)
湿粘土小时用量：0.29×219.3=63.6(t/h)
干粘土日用量：0.28×219.3×24=1473.7(t/d)
湿粘土日用量：0.29×219.3×24=1526.33(t/d)
干粘土周用量：0.28×219.3×24×7=10135.87(t/周)
湿粘土周用量：0.29×2219.309×24×7=10684.3(t/周)
③干铁粉小时用量：0.015×219.3=3.3(t/h)
湿铁粉小时用量：0.016×219.3=3.51(t/h)
干铁粉日用量：0.015×219.3×24=78.95(t/d)
湿铁粉日用量：0.016×219.3×24=84.21(t/d)
干铁粉周用量：0.015×219.3×24×7=552.64(t/周)
湿铁粉周用量：0.016×219.3×24×7=589.49(t/周)
④干煤小时用量：0.11×219.3= 24.12(t/h)
湿煤小时用量：0.12×219.3= 26.32(t/h)
干煤日用量：0.11×219.3×24=578.95(t/d)
湿煤日用量：0.12×219.3×24= 631.58(t/d)
干煤周用量：0.11×219.3×24×7=4052.66(t/周)
湿煤周用量：0.12×219.3×24×7= 4421.09(t/周)
物料平衡表
物料名称
生
产
损
失%
天
然
水
分
配合
比
%
消耗定额
t/t熟料
物料平衡表
t
干料含天然水分
干料
含天然
水分
小时日周小时日周
石灰石 3 1 81 1.25 1.26 274.13 6579 46053 276.32 6631 46421.42 粘土 3 2 18 0.28 0.29 61.4 1473.7 10135.87 63.6 1526.33 10684.3 铁粉 3 6 1 0.015 0.016 3.3 78.95 552.64 3.51 84.21 589.49 生料9 1.55 1.57 338.83 8811.65 56741.51 343.43 8241.54 57695.21
P.O 52.5
石膏
3 1 4.9 0.066 0.067 13.79 331.06 2317.39 14.003 336.0 2352.50 P.S.A 42.5
石膏
3 1 4.9 0.0312 0.0313 6.521 154.50 1095.49 6.542 157.00 1099.00 P.O 52.5
混合材 3 1 19 0.154 0.157 32.19 772.464 5407.25 32.81 787.512 5512.58 P.S.A 42.5
混合材
3 3 30 0.19 0.19
4 39.71 953.04 6671.28 40.5
5 973.10 6681.73
熟料219.3 5263.2 36842.4
P.O 52.5水
泥
167.9 4029.6 28207.2
P.S.A 42.5
水泥
130.91 3141.84 21992.88
烧成用煤8 0.11 0.12 24.12 578.95 4052.66 26.32 631.58 4421.09
主机平衡
主机平衡即在物料平衡计算和选定车间工作制度的基础上，计算各车间主机要求的生产能力（要求主机小时产量），为选定各车间主机的型号、规格和台数提供依据。

1、石灰石破碎车间主机选型设计
（1）确定料粉磨车间工作制度
主机名称每日运转
时间
h/日
每周运转
时间
h/周
生产周制
日/周
生产班制
石灰石破碎机14 84 6 每日两班，每班7小时
（1）计算石灰石破碎车间要求小时产量
G石=石灰石周平衡量/周工作时数
=46053/84
=548(t/h)
（2）设计选择石灰石开采粒度
大型厂中型厂小型厂
石灰石800-1000 650-800 ＜350
因为任务给定的是5000t/d熟料为中型厂，所以选石灰石的最大进料粒度为800mm
（3）设计选择石灰石入磨粒度
物料在经破碎后，需进入入磨机研磨。

在粉磨生料时，一般选择立式磨，它集烘干、粉磨、选粉及输送设备与一身，机构紧凑，占地面积，和空间小，而且它具有产量高、粉磨效率高和烘干能力强的优点。

立式磨的入磨粒度范围在：50—150mm之间。

所以初步确定为150mm。

（4）石灰石破碎机选型
石灰石破碎机分为：鄂式破碎机、锤式破碎机、反击式破碎机、辊式破碎机等。

初步选择PE型颚式破碎机和PFC型反击式破碎机。

（5）对比分析
①PE型颚式破碎机的规格参数:
型号进料口尺
寸
(mm）
最大进
料粒度
(mm)
排料口
调
整范围
(mm)
处理能
力
(t/h)
偏心轴
转速
(r/min)
电动
机功
率
(kw)
总重量
(t)
外形尺寸
（长×宽×
高）
(mm)
PE-1200×1500 1200×1500 1020 150-300 400-80
180 160 100.9
4200×3300×
3500
②PFC型反击式破碎机参数：
规格型号辊子直径
(m)
进料粒
度
(mm)
功率
(kw)
处理能力
(t/h)
重量
(kg)
外形尺寸
（长×宽×高）(mm)
PFC-1616 Ф1600 ＜1000 220-300 200-400 56700 2640×3014×3572
对比：a.鄂式破碎机结构简单，坚固耐用，工作可靠，维修方便。

反击式破碎机的破碎效率高，动力消耗低，产品粒度均匀，破碎比大，可减少破碎级数，简化生产流程；结构简单，维护方便，适应性好。

因此选择颚式破碎机。

破碎机的台数：n=1（台）
2、生料粉磨车间主机选型
（1）确定生料粉磨车间工作制度
主机名称每日运转时
间
h/日
每周运转时
间
h/周
生产周制
日/周
生产班制
生料磨20 140 7 每日二班，每班10小时
（2）计算生料粉磨车间要求小时产量
G生=生料周平衡量/周工作时数
=56741.51/154
=405(t/h)
（3）设计入磨物料粒度、出磨物料细度
类型入磨物料粒度mm
生料细度mm
0.08mm方孔筛筛余10%
球磨机30--60 0.02mm方孔筛筛余小于1.0—1.5% 0.08mm方孔筛筛余10%
立式磨50--150 0.02mm方孔筛筛余小于1.0—1.5%
所选用的生料磨为：立式磨。

因此对物料的粒度和生料的细度应该满足以上要求。

（4）多方案生料磨选型
立式磨的继球磨机之后的一种新型的粉磨设备，它具有产量高、粉磨效率高和烘干能力强的优点。

根据小时产量要求，初步选择
a.
型号产量（t/h）原料水份（%）细度R0.08 生料水分（%）电机功率（kw）
HRM4800 400-460 ≤10 ≤15 ≤1 3600
b
型号产量（t/h）原料水分% 生料细度主电机功率
kw
HRM4800 420～500<10 <14～163800--4500
根据两种生料磨的各种性能的比较，则选择HRMa4800这种生料磨，符合生产的的要求。

生料磨的台数：n=405/420≈1(台)
（5）立式磨的工作原理
1、主要结构及功能
PRM型立磨主要由分离器、磨辊、磨盘、加压装置、减速机、电动机、壳体等部分组成。

分离器是决定细度的重要部件，它由可调速的传动装置、转子、导风叶、壳体、粗粉落料锥斗、出风口等组成，与选粉机的工作原理类似。

磨辊是对物料进行碾压粉磨的主要部件。

磨内装有两对磨辊，每对磨辊装在同一轴上，以不同的转速转动。

磨盘固定在减速机的输出轴上，磨盘上部为料床，料床上有环形槽。

加压装置是提供叫碾磨压力的部件，由高压油站、液压缸、拉杆、蓄能器等组成，能向磨辊施加足够的压力使物料粉碎。

2 、工作原理
电动机通过减速机带动磨盘转动，现时热风从进风口进入磨内，物料从下料口落在磨盘中央；由于离心力的作用，物料向磨盘边缘移动，经过磨盘上的环形槽时受到的磨辊的碾压而粉碎，继续向磨盘边缘移动，直到被风处的气流带起，大颗粒直接落回到磨盘上的重新粉磨。

气流中的物料经过分离器时，在导向叶片和转子的作用下，粗料从锥斗到磨盘上，细粉随气流一起出磨，在系统的收尘装置中收集，即为产品，物料在与气体接触过程中被烘干，达到所要求的产品水份，通过调节导风叶片的角度和分离器转子转速，便可得到不同细度的产品。

3.煤磨选型
（1）在粉磨车间，球磨机和立式磨都可用，根据产量来确定以下两种
①球磨机煤磨性能参数如下：
规格型号筒体转
速
(r/min
)
装球
量(t)
进料粒
度
(mm)
出料粒度
(mm)产量
电机
功率
(kw)
重量
(t)
Ф2700×40
0020.740≤250.074-0.
4
12-8040094
②立式磨煤磨性能参数如下：
型号产量（t/h）原
煤水分
煤粉细度煤粉水分主电机功率kw HRM1900M 26--35 3--10 ＜15 400
对比：a.从占地面积来讲，立式磨比球磨机的占地小；
b.从产量上讲，立式磨变动的范围较接近煤磨要求小时产量。

综上，立式磨比球磨机更具有优越性，所以选择立式磨。

（2）确定煤磨车间的工作制度：
主机名称每日运转
时间
h/日
每周运转
时间
h/周
生产周制
日/周
生产班制
生料磨16 112 7 每日二班，每班8小时
（3）计算煤磨车间要求小时产量
G生=煤周平衡量/周工作时数
=4052.66/112
=36.18(t/h)
（4）选择的煤磨的规格
名称 能力 进料粒度 进料水分 成品水分 成品细度
煤磨（球磨机）
40t/h
≤50mm
≤10%
≤0.8%
0.080mm 方孔筛筛余10～
15%筛余
（5）煤磨的台数： n=36.18/40≈1（台）
4、回转窑车间主机选型
（1）确定回转窑车间工作制度 主机名称
每日运转时间 h/日 每周运转时间 h/周 生产周制 日/周
生产班制
回转窑 24
168
7 每日三班，每班8小时
（2）计算回转窑要求小时产量
G 生=回转窑周平衡量/周工作时数 =54247.7/168 =322.90(t/h)
（3）回转窑系统选型
回转窑性能规格 窑规格（m ） 设计产量（t/d ） 窑尾截面风速（m/s ） 容积产量（t/m ³） 斜度（%） 转速
（r/min ） 线转速（m/s ） 物料最大流
动速度
（m/min ） Φ4.8*70
5400
7.1
185
3.5
3.5
0.95
2.03
• 标定窑的产量标定：
)
/(4284708.419164.5.19164.556286.075677.226286.0756.2d t L D Q =⨯⨯==
注： 回转窑的标定的产量设定的产量低，但是在实际生产的过程中，有实际的厂家在运用这种规格的回转窑，而且在生产的过程中，不仅达到了5000吨，还超产了，这跟生产的时的操作有关系，因此选则规格为4.8×78的回转窑。

回转窑的优点
操作方便，使用可靠。

稳定了热工制度，提高了设备运转率，与同规格设备相比，运转率提高了10％，产量提高了5％-10％，热耗降
回转窑结构：
回转窑由筒体及窑衬、滚圈、支撑装置、传动装置、窑头罩、窑尾罩、燃烧器、热交换器及喂料设备等部分组成。

回转窑工作原理：
燃料与一次空气由窑头喷入，燃烧后产生的热烟气在向窑尾运动的过程中，将热量传给物料,温度逐渐降低，最后由窑尾排出。

生料在向窑头运动的同时，温度逐渐升高，并进行一系列物理、化学反应，烧成熟料由窑头卸出，进入冷却机。

5、回转式烘干机
水泥生产所用的混合材均含有一定的水分。

水分含量过高时则不利于输送计量和储存，同时水分含量过高的物料入磨还会影响磨机的粉磨作业，降低粉磨效率，因此对湿物料进行烘干。

通常采用烘干的方法有两种，一种是采用烘干兼粉磨的磨机，物料在粉磨过程中被烘干。

另一种是采用单独的烘干设备，将物料在入磨前进行烘干。

本水泥厂采用回转式烘干机。

（1）确定烘干机运转小时数 主机名称 每日运转时间 h/日 每周运转时间 h/周 生产周制 日/周
生产班制
回转烘干机 24 112 7 每日2班，每班
8时
（3） 计算烘干机要求小时产量
GH=烘干机周平衡量/周工作时数 =12194/168 =109(t/h) 烘干机的台数=109/55=2台
6、水泥磨选型
（1）确定水泥磨车间工作制度 主机名称
每日运转时间 h/日 每周运转时间 h/周 生产周制 日/周
生产班制
水泥磨 24
168
7 每日3班，每班8小时
（2）计算水泥磨要求小时产量
G 水泥=水泥磨周平衡量/周工作时数 =50200.08/168 =299(t/h)
（3）水泥磨选型
主机名称 主机型号 主机台 数（台） 主机产量 [t/(台·h) 要求主机
小时产量
(t/h) 主机生
产能力(t/h) 工作制度实际周运转小时(h) 回转烘干机
φ3×25m
2
45-58
109
55
112
生产的要求以及生产的原则选择的水泥磨是：
磨机规格m 粉末系统 转速（r/min ） 有效容积 设计标定产量（t/h ）
传动方
式
电机功率（kw ） 入磨粒
度（mm ）
φ5.0×
15m 闭路 14 260 160～165
中心
6000 ≤25 水泥磨的台数：n=299/165≈2（台） 水泥球磨机工作原理是：
泥球磨机内装载了一定数量的钢球、物料及适量的水，并按工艺要求对物料、水和研磨体进行适当的研磨。

当水泥球磨机的筒体在电机的作用下产生回转时，研磨体受离心力的作用，贴在水泥球磨机的筒体内壁与筒体一起回转上升，当研磨体被带到一定高度时，由于受重力作用而被抛出，并以一定的速度降落，水泥球磨机的筒体内的物料受到研磨体的冲击和研磨的双重作用而被粉碎。

水泥球磨机（水泥磨）性能特点
通水泥球磨机：普通水泥球磨机大部分用于圈流粉磨系统中，水泥球磨机特点为粉磨效率高、磨机产量大、电耗省，特别是粉磨矿渣水泥时，表现更突出一些。

一般水泥球磨机产量可提高15-20%，电耗降低约10%，此外，成品温度可降低20-40℃，产品细度也易于调整。

7、包装机
水泥包装机分为固定式和回转式两种。

（1）包机每周运转小时数 主机名称 每日运转时间（h/日） 每周运转时间
（h/周） 生产周制(日
/周)
生产班制
包装机
16
112
6
每日2班，每班
8h
（2）计算包装机要求小时产量（水泥的百分之三十用包装机，其他用散装机） H=水泥周平衡量/主机每周运转的小时数 =50200.08*30%/112 =134（t/h ） (3)包装机选型
根据生产的要求以及生产的原则选择的水泥包装机是
包装机的台数134/155≈1（台）
8、散装机
ZSH 型水泥散装机是用于水泥火车散装卸料的专用设备，主要由机壳、给料斗、装载头、驱动装置、卷扬装置、风机、料面指示系统和电控系统组成。

整机具有结构紧凑、装载能力大、移动距离长、采用PC 程序控制、操作简便等特
主机名称 主机型号 主机台
数（台）
主机产量 [t/(台·h) 要求主机小时产量(t/h) 主机生
产能力
(t/h) 工作制度实际周运转小时(h)
包装机
回转式RS
10嘴
1 150~160 134 155 112。