水泥工艺平衡计算

工艺平衡计算

一、物料平衡

物料平衡计算的目的是：计算各种原料、燃料、材料的需要量以及从原料进厂至成品

出厂各工序所需处理的物料量，作为确定工厂原料需要量、运输量、工艺设备选型和

计算各种堆场、储库容量的依据。

物料平衡计算的依据是：工厂规模，生料各组分配合比、水分、消耗定额，水泥各组

分配合比，燃料品种、热值，熟料烧成热耗、物料烘干热耗和车间工作制度。

物料平衡计算的基准是烧成车间的生产能力(熟料产量)：当工厂规模以水泥年产量表

示时，取熟料年产量为基准，当工厂规模以熟料日产量表示时，取熟料周产量为基准。采用前一基准进行物料平衡计算的方法称为年平衡法，采用后一基准进行计算的方法

称为周平衡法。

生料各组分配合比，按熟料成分要求和所选窑的熟料烧成热耗等由配料计算确定。水

泥各组分配合比，视水泥品种和质量要求而定，需要确定水泥中石膏和混合材的掺入量。物料烘干热耗取决于所选烘干机的热工特性和湿物料的含水量，用来计算烘干所

需的燃料量。车间工作制度包括生产周制度(连续周为每周7天工作，不连续周为每

周6天工作)和生产班制度(每日的生产班数和每班的生产小时数)，用来确定年平衡

法的设备年利用率，或周平衡法的设备每周运转小时数。

(一)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；

最后再核算出烧成车间和工厂的生产能力。

(1)要求的熟料年产量可按下式计算：

（3-1）

式中 Q年——要求的熟料年产量(吨熟料／年)；

G年——工厂规模(吨水泥／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％。

当计划任务书规定的产品品种有两种或两种以上，但所用的熟料相同时，则可按上式

分别求出每种水泥要求的熟料年产量，然后计算熟料年产量的总和。

(2)窑的台数可按下式计算：

（3-2）

式中 n——窑的台数；

Q年——要求的熟料年产量(吨／年)；

Q台时——所选窑的标定台时产量(吨／台·小时)；

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，干法窑O．85，机械立窑O．80～O．85；

8760——全年日历小时数。

算出的窑的台数n应等于或略小于整数并取整数值，例如n=1．9而取为两台时，则窑的能力稍有富余，这是容许的，也是合理的。如n比某整数略大而取该整数值，例如n=2.1、2.2而取为两台时，则必须采取提高窑的台时产量的措施，或者相应增大窑的后利用率，否则便不能达到要求的设计能力。如确因设备系列的限制而无合适规格的窑可选，使工厂设计能力略小于计划任务书规定的数值时，则应在初步设计说明书中加以说明。如n与整数值相差较大，例如n=1.3、1.5、1.6时，则一台窑达不到要求的设计能力，而两台窑又超过要求的设计能力太多，在此情况下，必须另行选择窑的规格，标定窑的产量，进行重算。如因设备选型所限，使工厂设计能力比要求的能力超过较多时(例如n=1.6、1.7而取为两台时)，也应在初步设计说明书中加以论述。

窑的台数一般可考虑1～2台，不宜太多，故应尽可能采用效能高的规格较大的窑。

(3)烧成车间的生产能力可按下列各式计算：

熟料小时产量Q烧时=nQ台时(吨／小时) (3-3)

熟料日产量 Q烧日=24Q烧时(吨／日) (3-4)

熟料年产量 Q烧年=8760ηQ烧时(吨／年) (3-5)

式中24为每日小时数，其它符号的意义与式(3—2)的相同。

(4)计算工厂的生产能力可按下列各式由烧成车间的生产能力求出工厂的生产能力: 水泥小时产量

(吨/小时) (3-6)

水泥日产量

(3-7)

水泥年产量

(3-8)

式中 Q烧时——熟料小时产量，其经符号的意义与式（3-1）至式（3-5）的相同。2．周平衡法

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，然后再核算出烧成车间和工厂的每周生产能力。（1）窑的台数可按下式计算：

（3-9）

式中 n——窑的台数；

Q日——要求的熟料日产量(吨／日)；

Q台时——所选窑的标定台时产量(吨／台·小时)；

24——每日小时数。

(2)计算烧成车间的生产能力

熟料小时产量和日产量的计算与年平衡法相同，见式(3—3)和(3—4)。

熟料周产量 Q烧周=168 Q烧时(吨／周) (3-10)

式中 Q烧时——熟料小时产量(吨／小时)；

168——每周小时数。

(3)水泥厂小时产量和日产量的计算与年平衡法相同，见式(3—6)和(3—7)。水泥周产量 G厂周=168G厂时(吨／周) (3-11)

式中G厂时——水泥小时产量(吨／小时)。

(二)原燃材料消耗定额的计算

1．原料消耗定额

(1)考虑煤灰掺入时，一吨熟料的干生料理论消耗量

（3-12）

式中K T——干生料理论消耗量(吨／吨熟料)；

I——干生料的烧失量(％)；

S——煤灰掺入量，以熟料百分数表示(％)。

煤灰掺入量S可按下式计算：

（3-13）

式中A y——煤的灰分含量(应用基，％)，

q——熟料烧成热耗(千焦／公斤熟料)，可参考下列数值：

千焦／公斤熟料千卡／公斤熟料

湿法长窑 5000～5900 1200～1400

干法长窑 4600～5000 1100～1200

带废热锅炉窑 5900～6700 1400～1600

立波尔窑 3600～3800 850～900

悬浮预热窑 3300～3600 780～850