日产5000t新型干法水泥熟料生产线本科生毕业设计计算说明书

日产5000吨水泥熟料的水泥厂生料磨工艺系统的设计前言一、生料粉磨作业的功能和意义生料粉磨是水泥生产地重要工序，其主要功能在于为熟料煅烧提供性能优良的粉状生料。

对粉磨生料要求：一是要达到规定的颗粒大小；二是不同化学成分的原料混合均匀；三是粉磨效率高、能耗少、工艺简单、易于大型化、形成规模化得生产能力。

由于生料粉磨设备、土建等建设投资高，消耗能量大（一般占水泥综合电耗的1/4以上），因此采用高新技术，优化生料粉磨工艺，对水泥工业现代化建设有着十分重要的作用和意义。

二、粉磨的基本原理物料的粉磨是在外力作用下，通过冲击、挤压、研磨克服物料晶体内部各质点及警惕之间的内聚力，使大块物料变成小块以至细粉的过程。

粉磨功一部分用于物料生成新的表面，变成固体的自由表面能；大部分则转变为热量散失于空间中。

三、现代生料粉磨技术发展的特点随着新型干法水泥技术日趋完善，生料粉磨工艺取得了重大进展，其发展历程经历两大阶段：第一阶段，20世纪50年代至70年代，烘干兼粉碎钢球磨机发展阶段（包括：风扫磨及尾卸、中卸提升循环磨）；第二阶段，20世纪70年代至今，辊式磨及辊压机发展阶段。

其发展特点如下：（1）原料的烘干和粉磨作业一体化，烘干兼粉磨系统得到了广泛的应用。

并且由于结构及材质方面的改进，辊式磨获得新的发展。

（2）磨机与新型高效的选分、输送设备相匹配，组成各种新型干法闭路粉磨系统，以提高粉磨效率，增加粉磨功的有效利用率。

（3）设备日趋大型化，以简化设备和工艺流程，同窑的大型化相匹配。

钢球磨机直径已达5.5m以上，电功率6500kw台时产量300t以上，辊式磨系列中磨盘直径已达5m以上电机功率5000kw以上，台时产量500吨以上。

（4）采用电子计量称喂料、X荧光分析仪或γ-射线分析仪、电子计算机自动调节系统，控制原料配料，为入窑生料成分均齐稳定创造条件。

本科生毕业设计（5）磨机系统操作自动化，应用自动调节回路及电子计算机控制生产，带他人工操作，力求生产稳定。

四、中卸提升循环磨系统本次设计主要是5000t/d熟料的水泥厂的生料磨工艺流程设计，采用的是中卸烘干磨系统。

用球磨机来粉磨生料、煤和水泥已经有100多年的历史了，尽管其相对能耗较高，但仍是应用广泛和可靠的方法。

中卸烘干磨系统是烘干兼粉磨系统中最重要的方法，从烘干作用来说是风扫磨与尾卸磨提升循环系统的相结合；从粉磨作用来说实际上相当于两级圈流。

此系统与立磨系统相比较维修费用低，投资少，并且能够适用于较难磨、腐蚀性强的物料。

对于日产5000吨水泥熟料的生产线来说，中卸烘干磨系统已经能满足产量的要求。

1.中卸烘干磨系统的特点：（1）热风从两端进磨，通风量较大，有良好的烘干效果。

由于90%的热风从磨头进入，10%的热风从磨尾进入，故粗磨仓风速较大，细磨仓风速较小，不致产生磨内料面过低的现象，同时有利于出去物料中残余的水分和提高细磨仓的温度，防止冷凝。

这种磨机系统，利用窑尾废气可烘干含水分8%以下的原料。

（2）磨机粗、细磨分开，有利于最佳配球，对原料的硬度及粒度的适应性较好。

原料配合料进入磨头粗磨仓，烘干粉磨后从中部卸料罩卸出，并由提升机喂入O-sepa选粉机，分级后的粗粉回料大部分进入中卸磨得细磨仓，少部分进入粗磨仓，以提高粗磨仓内物料的流动性。

粗粉回料分配比例一般为2 ：1，经细磨仓粉磨后的物料也经由中间卸料罩、提升机喂入O-sepa选粉机，选出后的细粉即为合格生料，送入生料库中。

（3）循环负荷大，磨内过粉碎少，粉磨效率高，消除了过粉磨现象。

2.本次设计选用中卸烘干磨系统的依据：（1）任务书中提供的粘土质原料为砂岩，砂岩的硬度较高，具有一定得腐蚀性。

如果生料磨选用立磨，则对立磨的磨辊套和磨盘衬板的磨损较大，从而影响运转率和磨机产量。

（2）此系统与立磨系统相比较维修费用低，投资少。

五、世界水泥工业的发展趋势1生产线能力的大型化目前5000 t/d上的生产线已成主流,10000t/d的生产线工艺也已成熟。

随着单机生日产5000吨水泥熟料的水泥厂生料磨工艺系统的设计产能力的大型化，形成了年产数百万吨至千万吨的水泥厂，大型水泥集团的能力也达到数千万吨到一亿吨以上。

2生产与管理信息化主要的成绩是运用信息技术，开发各种工艺过程的专家系统和数字网络系统，实现大型化水泥企业远程操作，保证水泥生产稳定和良好的质量。

此外，进行科学管理和商务活动是近年来国外水泥工业在信息化、自动化、网络化、智能化领域中所进行的另一方面主要工作，从而使得现代水泥生产企业的生产与管理达到了前所未有的水平，并且使工厂资本运作达到最佳化。

3水泥生态化的发展水泥工业进一步与环境相容，不但降低粉尘的排放，而且采用新技术使气体中的CO2、NO x、SO2的排放量达到最小。

今后水泥企业在环保上的目标做到“三零一负”，即在水泥生产过程中实现对环境的零污染；对电能和天然矿物的零消耗；对废渣、废料的零排放，最大限度的减轻社会环境负荷。

此外，水泥企业还能治理和循环利用部分有毒、有害废气物和城市垃圾等作为二次原燃料，减轻社会的环境问题，实现水泥工业的可持续发展。

本科生毕业设计第一章日产5000吨水泥熟料生产线系统配料计算1.1 基本条件和数据：（1）采用窑外分炉生产熟料；（2）水泥品种：P.O42.5级；(3)物料参数见表1-1～1-3；(4)要求熟料三个率值:KH=0.89±0.01、SM=2.60±0.1、IM=1.60±0.1；(5)单位熟料热耗:3095KJ/Kg；(6)生产损失:生料、水泥按1﹪计算,其他按3﹪计算。

表1-1 原燃料化学成分（﹪）表1-2 进厂原燃料水分及粒度表1-3 煤的工业分析日产5000吨水泥熟料的水泥厂生料磨工艺系统的设计1.2配料计算:(1)假设干基原料配比:石灰石:粘土:铁粉=83.30:15.10:1.60(2)计算生料化学成分(﹪)表1-4 生料化学成分(3)计算灼烧基生料成分C灼= C白/(1-生料烧失量)表1-5 灼烧基生料成分(4)计算熟料中的标准煤耗标准煤耗：P=单位熟料热耗/热值P=3095/25360=0.12204 Kg/ Kg熟料(5)计算煤灰掺入量Ga=灰分×沉降率×标准煤耗/100Ga=25.72×100﹪×0.12204/100=3.1389﹪本科生毕业设计(6)计算熟料化学成分表1-6 熟料化学成分(7)计算率值KH=( CaO-1.65 Al2O3-0.35 Fe2O3)/0.28 SiO2 KH=0.8812 SM= SiO2/(Al2O3+ Fe2O3) SM=2.6050 IM= Al2O3/ Fe2O3 IM=1.6900结论: 三率值均符合要求。

配合比合适。

(8)计算理论料耗Hl=(100- Ga)/(100-生料烧失量)(9)计算实际料耗Hs= Hl/(1-生料生产损失)(10)计算实际煤耗P′=P/(1-煤生产损失)(11)干基消耗定额干石灰石= Hs×x/(1-石灰石生产损失)日产5000吨水泥熟料的水泥厂生料磨工艺系统的设计=1.5081×0.8330/(1-0.03)=1.2951 Kg/ Kg熟料干粘土= Hs×y/(1-粘土生产损失)干铁粉= Hs×z/(1-铁粉生产损失)(12)计算湿基消耗定额湿石灰石=干石灰石/(1-石灰石含水率)湿粘土=干粘土/(1-粘土含水率)湿铁粉=干铁粉/(1-铁粉含水率)(13)计算湿基配比石灰石=湿石灰石/湿物料总量粘土=湿粘土/湿物料总量铁粉=湿铁粉/湿物料总量=(0.0294/1.5928)×100﹪=1.8458﹪(14) 水泥配料计算、PO42.5级水泥配比干石膏消耗定额= 1×5 % / 81 %本科生毕业设计=0.0617 kg/kg熟料干石灰石消耗定额= 1×4% / 81%=0.494 kg/kg熟料干矿渣消耗定额= 1×10% / 81%=0.1235 kg/kg熟料(15) 计算实际消耗定额石膏=干石膏/（1-生产损失）=0.0617 /（1-3%）=0.0636 kg/kg熟料石灰石=干石灰石/（1-生产损失）=0.0494/（1-3%）=0.0509 kg/kg熟料矿渣=干矿渣/（1-生产损失）=0.1235/（1-3%）=0.1273 kg/kg熟料(16) 计算湿基消耗定额湿石膏=石膏实际消耗定额/（1-含水率）=0.0636/（1-2%）=0.0650 kg/kg熟料湿石灰石=石灰石实际消耗定额/（1-含水率）=0.0509/（1-1%）=0.514 kg/kg熟料湿矿渣=矿渣实际消耗定额/（1-含水率）=0.1273/（1-18%）=0.1552 kg/kg熟料(18)水泥产量日产量=5000/ 81%=6172.84 t/d日产5000吨水泥熟料的水泥厂生料磨工艺系统的设计时产量=6172.84/24=257.20 t/h年产量=日产量×310=1.914×106 t/y本科生毕业设计第2章物料平衡表表2-1 5000t/d水泥熟料全厂物料平衡表10第3章工艺流程简述3.1全厂工艺流程简述：从矿山开采下来的石灰石块平均粒径≦600mm，经单段锤式破碎机破碎成粒度≦25mm的块状物料,进入石灰石预均化堆场。

粘土也经破碎后进入预均化堆场，另一种原料铁粉直接进厂送到铁砂棚。

三种原料都通过皮带输送机输送到斗式提升机的下端入口，分别提升到原料仓中，其中粘土和铁粉共用一台提升机。

进入原料仓的三种物料经仓底皮带秤的称量进行配比，经皮带输送机送至中卸烘干磨的磨头喂料，物料经粉磨后，进入到DSM高效组合式选粉机，不合格的物料下至到螺旋输送机上送至磨头、磨尾喂料，经选粉合格的物料通过提升机提升到生料均化库的库顶的空气输送斜槽，进入到库中均化。

从均化库下来的物料经失重仓后，用气力输送泵打入悬浮预热器顶部的空气输送斜槽，物料分成两股分别喂入C1-C2级筒的连接管道中，随后物料被由C2的热风带入C1中进行分离，如此反复，经逐级加热和分离，到C4筒分离的物料从分解炉的下部进入，同时从分解炉锥部两侧喷入煤粉，然后物料进入C5进行分离入窑。

经预热器、分解炉后基本完成了碳酸盐分解的物料进入窑内，经煅烧形成熟料，进入篦冷机冷却、破碎机破碎后，由熟料输送机输送到熟料库。

在整个窑系统中，可以利用窑头、窑尾的废气进行余热发电，废气也可送至磨头磨尾来烘干原料及水泥粉磨系统中矿渣的烘干。

石膏入厂后经破碎后进入石膏仓，矿渣经回转烘干机烘干后进入干矿渣仓。

熟料、石膏、矿渣经仓底配料后用螺旋输送机送至辊压机预粉碎，再进入水泥磨球磨。