日产4000吨水泥熟料预分解窑熟料粉磨系统的初步设计文献综述

文献综述一、毕业设计的目的、意义、范围及所要达到的技术要求毕业设计的目的和意义在于培养我们综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能，提高分析、解决问题的能力；提高查阅文献和收集资料的能力，计算机加护和外语应用能力；使我们系统、熟练的掌握好水泥厂工艺流程相关的知识及应用，并具有进行水泥厂主要车间初步设计计算、编写设计说明书等工作能力；进而培养我们的创新精神和实践能力，为今后的实际工作打好基础。

我的毕业设计题目是日产4000t水泥熟料预分解窑熟料粉磨系统的初步设计。

物料受外力作用的粉碎机理既与物料的颗粒形态、粉磨特性、入磨粒度与产品细度等有关，也与粉磨设备、生产工艺等密切相关，而且不同生产条件的影响因素各不相同，所以应该有针对性的选择生产工艺和设备。

总之，在满足生产线日产的基础上，对设备的大型化和工艺的先进性进行慎重的选用，在降低能耗和保护环境方面也要给予足够的重视。

二、国内外对于熟料磨系统使用现状及问题目前，以悬浮预热和窑外分解为核心的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，而我国的新型干法技术只占到 55% ，其余的全是立窑和其他落后的生产方法，因此发展我国的新型干法水泥技术任重道远。

在我国，新型干法水泥起步于上世纪70年代，至今已有30多年，但发展步伐较小，速度缓慢。

进入新世纪以来，随着我国国民经济的飞速发展，我国新型干法水泥生产的发展进入了快车道。

通过技术引进、科研开发等一系列措施，生产线的技术装备水平和规模得到长足发展。

装备上从完全进口到现在日产4000t、5000t以下生产线的完全国产化达到95%及日产8000t、10000t 生产线的基本国产化，表明我国建材机械工业发展已经进入了发展的新阶段。

一批自行设计建设的3000 t/d、4000 t/d、5000t/d及10000 t/d熟料生产线已投入运行，建设投资和生产耗能大大降低。

截止2007年上半年，新型干法的比重已达到53%。

随着我国新型干法水泥设备与工艺的日臻完善、大型水泥装备国产化的解决和国家节能检排政策的实施，新型干法水泥技术将占据主导地位。

伴随着20世纪70年代初期日本石川公司（IHI）预分解窑的诞生，新型干法水泥技术向水泥生产全过程发展。

同时，随着与分解技术日趋成熟，各种类型的旋风预热器与各种不同的预分解方法相结合，发展成为许多类型的预分解技术。

到90年代中期，通过不断的技术改进，预分解窑旋风筒—换热管道—分解炉—回转窑—篦冷机以及挤压粉磨，和同它们配套的耐热、耐磨、耐火、隔热材料，自动化空盒子，环保技术等的全面发展和提高，新型干法水泥生产的各项技术经济指标得到进一步优化。

我国的新型干法生产工艺技术和装备的研制开发一直紧跟世界发展动向，并结合本国国情做了一系列卓有成效的工作，取得可喜成果。

使我国水泥生产装备大型化、现代化，赶上国际先进水平。

现阶段，我国的预分解系统的设备研发越来越成熟，实践证明，由天津、南京、成都以及合肥设计院自行开发设计的各类分解炉和高效低压损旋风筒等设备，如TWD、TDF、TSD、TFD、NC、CDC等品牌已得到国内很多新建水泥厂的青睐，并且发展越来越快。

我国水泥工艺技术和装备已走出国门，出口到世界多个国家，并且已打入到欧洲市场。

2005年，成都建筑材料工业设计研究院有限公司在阿联酋承建了世界界上单线生产能力最大的生产线之一（10000t/d）。

2007年4月26日顺利通过了业主和咨询公司组织的性能考核，各项指标均达到并超过设计值。

该生产线是迄今为止我国在海外总承包建成投产的最大规模的水泥熟料生产线，标志着我国在技术及装备上打破了欧洲企业长期垄断国际大规模水泥工程建设的局面，使我国在装备大型化和总承包工程上迈上一个新台阶，具有里程碑的意义。

1.3 目前世界水泥行业的先进技术和发展预热器系统采用多少级最为合理是随着人们的认识角度和技术发展的进程而不断变化的。

目前，国际上主要几家大的水泥公司德国伯利休斯（德国蒂森克虏伯ThyseenKrupp）公司，丹麦史密斯公司，德国洪堡公司等正在研发六级预热器，主要在印度等一些能源较短缺的国家采用。

从上世纪 90 年代至今，印度已经投产的水泥厂中有数十条生产线采用六级预热器。

中国山东的大宇泗水8000t/d 水泥熟料生产线也采用伯利休斯公司的六级预热器系统。

采用六级预热器系统后，由于废气温度下降到280℃左右，生料磨不开时，采用管道喷水降温至200℃以下入袋收尘器是完全有可能的；当生料磨开时，管道喷水降至所需温度入磨。

这样系统可以省去增湿塔以及辅助设备，废气处理系统变得相对简单和经济，显然是既节能又省钱的方案。

很明显，用旋风预热器对流换热直接降低废气温度来节能的效率是大大高于通过一个复杂的发电系统来节能的效率的，由于节能和经济等原因，国际上采用六级预热器技术的工厂也越来越多，尤其是能源较短缺的一些国家和缺水的国家。

国外几大水泥公司都有六级预热器的技术并都有较多工程的业绩，可以认为这项技术是先进的和有发展前景的。

六级预热器能够进一步降低水泥烧成热耗，节约104.5~125.4kJ/kg熟料热耗，同时可以降低窑尾管道喷水难度并节约喷水量三分之一左右，对节能节水是很有利的。

六级预热器作为一种选择，适合于原料水分不是很高的工厂，尤其对能源和水资源较短缺的国家是一种较好的选择，开发应用前景良好。

三、设计特点本设计是 4 000t/d 熟料新型干法生产线水泥制成车间部分的工艺设计，参考国内同等规模新型干法水泥厂水泥制成车间工艺设计，采用国内较成熟的先进经验和先进技术和设备，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。

在生料的破碎方面，采用目前普遍采用的一级单段锤式破碎系统；在生料粉磨方面，采用烘干兼粉的磨立磨系统；窑尾收尘采用增湿塔加收尘效率高的袋收尘系统；窑尾分解系统预热器采用4-2-2-1系列，分解炉采用系统阻力较小的NSF分解炉，回转窑采用Φ4.7×74m规格；熟料冷却熟料冷却机采用成都建材设计院的LBTF4000型第三代空气梁往复推动篦冷机，设有三段篦床，每段篦床均由液压驱动装置传动；在水泥粉磨方面，采用辊压机、球磨、V选、高效选粉的联合粉磨系统。

工艺流程的选择进行了方案比较，以达到技术先进、经济合理。

本设计中石灰石设置圆形预均化堆场，总堆料量28926.92t，储存期为5d。

其规模Ø 120 m在国内规模算是较大的。

石灰石矿山全矿化学成分稳定，品质优良，均匀性好。

全矿 CaCO 3 标准偏差仅有2个台段超过 3.0% ，最大为 3.09% ，平均为 2.04% ，厂区设3个Ø15×31m 圆库储存石灰石用于生料配料，单个有效储量7203.66t，石灰石库总共有效储量21610.99t ，实际储存时间为4.11d，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105m ，堆场有效储量9272.51 t 。

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。

石灰石破碎系统主机采用DLP20.22B型单段锤式破碎机，该破碎机其特点为破碎比大,可将大块原矿石一次性破碎到符合入磨标准的粒度,与传统的两段破碎系统相比,可节省一次性投资.另外该破碎机的操作简单,维修方便。

生料配料采用 4 组分（石灰石、页岩、砂岩、硫酸渣）配料，页岩配料仓下设板喂机和震动电机，以顺利排出粘湿物料。

生料粉磨采用MLS4028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：310t/h。

产品细度为R80≤12%，粉磨电耗6~11.5kWh/t生料，入磨物料粒度95%＜80mm，原料综合水分＜8.0%，出磨生料水分≤0.5%，入磨粒度允许2%＞100mm，主电机功率3100 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。

设计采用的生料磨为集烘干兼粉磨、选粉于一体的辊式磨，磨机烘干热源来自于窑尾出来的废气。

生料均化库采用IBAU型均化库，选用ф22.5 ×60 m均化库，其有效储存量为17000t，储期 2 .76 d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。

生料入窑计量采用变频调速的定量给料机，型号DEM2060+S1右装，计量范围35~350t/h，计量精度≤±0.5%。

熟料烧成采用带NSF分解炉的双系列四级旋风预热器，NSF分解炉对燃煤的适应性；旋风预热器结构优化，系统阻力低，节能效果显著。

PYROJET多通道燃烧器和成都建材设计院的LBTF4000型第三代空气梁往复推动篦冷机系统。

日产熟料正常生产能力 4 000t ，目标生产能力 4210 t/d ，熟料热耗 30 93 kJ/kg 。

窑尾预热器采用 4 - 2 - 2 - 1 组合。

预热器规格： C 1 为4-Φ4048mm ， C 2 为 2 -Ø 6000 mm ，C 3 为 2 -Ø 6400 mm ，C 4 为 1 -Ø 8200 mm。

NSF分解炉：主炉直径Ø 8200mm ，有效高度11600mm。

窑与分解炉用煤比例为40%和60%。

回转窑规格为：Ø 4.7m× 74 m ，斜度 4.0% ，主传转速0.399~3.99r/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增湿塔喷水系统，根据收尘器入口温度可自动控制喷水量。

本次设计选择3个熟料库，其中1#，2#库储存合格的熟料，3#库（设计储量为2000t）为次熟料库。

1#，2#熟料库的规格为ф24×30m，2个合格熟料库有效储量32545.85t，实际储存期8.14d；3#熟料库的规格为ф12×21m，有效储量3017.24t，实际储存期0.75d。

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，参考都江堰拉法基水泥厂，煤粉制备系统设计中煤磨采用北京电力设备总厂的ZGM80G中速辊式磨，其生产能力为25t/h。

入磨粒度≤50㎜，入磨水份≤8%，产品细度R80≤10%，出磨水份≤1%，生产能力25~29t/h，主机功率220 kW，磨盘工作直径1600mm，磨盘转速28.7r/min。