第3章-工艺计算

第三章 工艺计算及工艺设备选型

工艺计算包括物料平衡计算、工艺设备选型计算及储存设施的计算。

第一节物料平衡计算

一、物料平衡计算在设计中的作用

物料平衡计算是以生产规模、产品方案、工艺流程、工艺参数及生产班制为基础，对工厂生产过程中各工序物料量的一种近似计算方法。

＊物料平衡计算的作用

1．计算从原料进厂至成品出厂各工序所需处理的物料量，作为确定车间生产任务、设备选型及人员编制的依据。

2．计算各种原料、辅助材料及燃料需要量作为总图设计中确定运输量、运输设备和计算各种堆场、料仓面积的依据。

3．计算水、电和劳动力的需要量，确定原材料、燃料等的单位消耗指标，作为公用设计和计算产品成本等的依据。

二、物料平衡计算的基础资料

(一) 水泥厂物料平衡计算的基础资料

——工厂规模，生料各组分配合比及生料外加物比例、水分、消耗定额；水泥各组分配合比、水分；燃料品种、水分、热值；熟料烧成热耗，物料烘干热耗和车间工作制度等。

生料各组分配合比——配料计算确定；

水泥各组分配合比——水泥中熟料、石膏和混合材的比例，视水泥品种和质量要求而定；

车间工作制度——生产周制度，生产班制度。

(二) 陶瓷厂主要工艺参数

1、各种原料的灼烧减量及自然含水率；坯釉料加工过程中泥浆、泥料、生坯和生坯干燥后的含水率。

2、坯釉料配方、坯釉比、坯料烧失率（灼烧减量）、熔块烧失率等。

3、成品和半成品单重。

4、各工序损失率。

5、各工序废品率。

6、其它生产工艺参数。

(三)玻璃厂物料平衡计算的基础资料： 工厂的生产规模、生产方法和产品品种，

各种厚度玻璃的产品分配或百分比、玻璃原板的厚度、拉引速度、主机利用率、总成品率、搅玻璃水率、碎玻璃损失率；粉料各组分配合比、水分，燃料品种、水分、热值，熔窑热耗；年工作日等等。

计算的基准——熔制车间的生产能力。

三、物料平衡计算的方法和步骤

（一）水泥厂的物料平衡计算

1、烧成车间生产能力和工厂生产能力的计算（1）年平衡法

计算步骤是：按计划任务书对工厂规模(水泥年产量）的要求，先计算要求的熟料年产量，然后选择窑型、规格，标定窑的台时产量，选取窑的年利用率，计算窑的台数，最后再核算出烧成系统和工厂的生产能力。

①要求的熟料年产量可按下式计算：

式中 Q y ——要求的熟料年产量（t 熟料/年); G y ——工厂规模(t 水泥/年);

d ——水泥中石膏的掺入量（％);

e ——水泥中混合材的掺入量(％);

p ——水泥的生产损失(％)，可取为3～5％。

y

G p

-100e -d -100Q y =②窑的台数可按下式计算

式中 n——窑的台数;

Q y ——要求的熟料年产量(t/年); Q h.1 ——所选窑的标定台时产量(t/台.h);

η——窑的年利用率，以小数表示。不同窑的年利用率可参考下列数值: 湿法窑0.90;传统干法窑0.85; 机立窑0.8～0.85；悬浮预热器窑、预分解窑0.85;

8760——全年日历小时数。

h1

y

Q 8760Q n η=

③烧成系统的生产能力按下式计算

熟料小时产量 Q h = nQ h.1(t/h)

熟料日产量 Q d = 24Q h (t/d) 熟料年产量 Q y = 8760ηQ h (t/年)

④工厂的生产能力按下列各式由烧成车间的生产能力求得

水泥小时产量

水泥日产量 G d = 24G h 水泥年产量 G y = 8760ηG h

h

100-d-e

100-p

h Q G =

（2）周平衡法

＊计算步骤

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，然后再核算出烧成系统和工厂的每周生产能力。

2、原料、燃料、材料消耗定额的计算（1）原料消耗定额

①考虑煤灰掺入时，1t 熟料的干生料理论消耗量:

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

掺如量，以熟料百分数表示(%)。

I

100s

100

T K --=

②考虑煤灰掺入量时，1t 熟料的干生料消耗定额：

生

生P K T -=

100100K 式中 K 生——干生料消耗定额（t/t 熟料）； P 生——生料的生产损失（%)，一般3～

5%；

K 原 = K 生. x

式中: K 原—某种干原料的消耗定额（t/t 熟料

）； x —干生料中该原料的配合比(%)。

③各种干原料消耗定额

式中 K d ——干石膏消耗定额（t/t 熟料）； d 、e——水泥中石膏、混合材的掺入量（%)。

e

d d K d --=

100（2）干石膏消耗定额

3）干混合材消耗定额

式中 K e ——干混合材消耗定额（t/t 熟料）； d 、e——水泥中石膏、混合材的掺入量（%)。

e

d e Ke --=

1004）烧成用干煤消耗定额

)

P -Q(100q 100P 100100Q q K f f f1=

-⨯=

式中 K f1——烧成用干煤消耗定额（t/t 熟料); q ——熟料烧成熟耗(kJ/kg 熟料); Q ——干煤低位热值(kJ/kg 干煤); P f ——煤的生产损失，一般取3%。

5）烘干用干煤消耗定额

)

P -(100

100Q q w 100w w Q M K f 221f2×

××烘烧湿--=

式中 K f 2——烘干用干煤消耗定额（t/t 熟料)；

M 湿——需烘干的湿物料量，用年平衡法时以t/年表示，用周平衡法时以t/周表示；

Q 烧——烧成系统生产能力，用年平衡法时以熟料年产量表示；用周平衡法时以熟料 周产量表示；

w 1、w 2——分别表示烘干前、后物料的含水量（%）；

q 烘——蒸发1kg 水分的耗热量(kJ/kg 水)；可参考烘干机经验数据，而准确的数据应通过具体烘干机的热工计算求得