工厂设计概论-物料平衡计算例题

工厂设计概论-物料平衡计算例题
例 题 计 算 过 程
1.某厂年产100万m 2釉面砖，产品规格152×152×5mm ，物料平衡计算的主要参数及结果见表1及表2。

表1 主要生产工序处理量
产品
名称
规格 mm 单位面积质量kg/m 2
年 产 量 釉 烧 万m 2 t 损失率%
万m 2/年
t/年 釉面砖
152×152×5
10
100
8
装窑、施釉
素烧、干燥 损失率
万m 2/年
t/年 坯：釉 灼减% 损失率%
万m 2/年
t/年 1
94:6
8
15
成 型
喷雾干燥 新坯料加工量（干基）
损失率% 万
m 2/年 万片/年
t/年 损失率%
t/年 成型回坯率%
喷干回坯率% t/年 10
5
8
3
表2 坯料配方
原料名称 石英 长石 砂石 石灰石 滑石 苏州土 紫木节 东湖泥 废素坯 合计
配方（%）
23
3
28
10
4
6
7
11
9
100
解：A 计算过程如下 ⑴年产量
年出窑量=100×104m 2×10kg/m 2×10-3kg=10000 （t ） ⑵釉烧 年装窑量=
烧成废品率
年出窑量
-1
=
)/(7.108%
8110022
年万万m m =- =年/10870t
⑶装窑、施釉
年施釉量=%
11/7.10812-=-年
万施釉废品率年装窑量m
=年年/10980/109832t m =
年需釉料量10980×6%=658.8t/年 ⑷素烧、干燥
年干燥量（釉+坯）=
%
1518
.109,1-=-干燥损失率素烧年施釉量
=年万/2.1292m
换算成t/年：
Θ坯：釉=94:6 ∴坯重9.4kg/m 2
坯年干燥量=
灼减
坯重
坯釉年干燥量-⨯+1)(
%
8110/4.9102.1293224-⨯⨯⨯=-m kg m
=)/(13198年t
⑸成型
年成型量=%
1012.12912-=-年
万成型损失率坯年干燥量m
)/(6.1432年万m =
=
)/(14665%
10113198
年t =-
规格152×152×5mm 的釉面砖1m 2以44片计 成型量（万片/年）=143.6×44=6314(万片/年)
⑹喷雾干燥
年喷雾干燥量=
年喷干损失率年成型量/15437%
5114665
1t =-=-
⑺新坯料加工量（干基）
新坯料加工量（干基）年回坯量年喷雾干燥量-=
)(成型回坯率年成型量喷干回坯率年喷干量年喷雾干燥量⨯+⨯-= =)/%](814665%315437[)/(15437年年t t ⨯+⨯==)/(13800年t
表2 坯用原料加工量计算表（干基）
原料名称石
英
长
石
砂
石
石灰
石
滑
石
苏州
士3#
紫
木
节
东湖
泥
废
素
坯
合
计
配方（%）23 3 28 10 4 5 7 11 9
10
新坯料加工量（t/年）31
74
41
4
38
64
13
80
55
2
690 966
151
8
124
2
13
80
球磨、
过筛除
铁损失
率%
1 1 1 1 1 1 1 1 1
t/年
32
06
41
8
39
03
13
94
55
8
697 976
153
3
125
5
13
94
轮碾损失
率%
2 2 2 2 2 2 2 2 2
t/年
32
71
42
7
39
83
14
22
56
9
711 996
156
5
128
14
22
4
粗碎损失
率%
2 2 2 2 2 - - - 2
t/年
33
38
43
6
40
46
14
51
58
1
711 996
156
5
130
6
11
17
6
洗选损失
率%
10 10 10 5 10 5 15 10 5
t/年
37
09
48
4
45
16
15
28
64
5
749
117
1
173
8
173
5
15
91
5
原料进厂量
储运损
失率%
3 3 3 3 3 3 3 3 -
含水
率%
- - - - - 5 7 14 -
湿基t/
年
38
24
49
9
46
55
15
75
66
5
812
129
9
208
4
137
5
15
41
3
釉用原料加工量计算方法同坯料计算。

⑻各种原料年新坯料加工量（干基）
各种原料年新坯料加工量（干基）=年新坯料加工量×该原料在配方中的百分比如：石英=13800×23%=3174t/年，其它依此类推。

⑼球磨、过筛、除铁
各原料量=各原料新坯加工量÷（1-损失率）
如：石英=3174÷（1-1%）=3206 t /年，其它依此类推。

⑽轮碾
轮碾=各原料量÷（1-损失率），其它依此类推。

如：石英=3206÷（1-2%）=3271 t /年，其它依此类推。

⑾粗碎
粗碎的计算同上 如：石英=3271÷（1-2%）
如：石英=3338÷（1-10%）=3709 t /年，其它依此类推。

⑿各原料进厂量（湿基）
各原料进厂量（湿基）=
()()
含水率储运损失率各原料处理量--11 如：石英=3709÷（1-3%）=3824 t /年，其它依此类推。

B 计算结果列表
表3 主要生产工序处理量
产品
名称 规格 mm 单位面积质量kg/m 2
年 产 量 釉 烧 万m 2 t 损失率%
万m 2/年 t/年 釉面砖
152×152×5
10
100
10000
8
108.7
10870
装窑、施釉
素烧、干燥 损失率
万m 2/年 t/年 坯：釉 灼减% 损失率%
万m 2/年 t/年 1
109.8
10980
94:6
8
15
129.2
13198
成 型
喷雾干燥 新坯料加工量（干基）
损失率% 万
m 2/年
万片/年 t/年 损失率%
t/年 成型回坯率%
喷干回坯率% t/年 10
143.5
6314
14665
5
15437
8
3
13800
2. 今拟建一座新型干法水泥厂，有关数据如下：
配合比
（%）
烧失量
（%） 天然水分
（%） 石灰石 80.83 43.30 2.5 粘土 17.27 6.26 11 铁粉
1.90
1.00
3
煤灰掺入量:3.31%, 石膏外掺量5%, 矿渣外掺量12%, 生产损失全部取2 %,
窑的标定产量105t/h, 窑周运转时数 168 h 。

试计算： （周平衡法）
⑴ 熟料、水泥物料平衡量；
⑵ 石灰石、粘土、铁粉的物料平衡量（干、湿） 解: ⑴熟料产量：
熟料小时产量：Q h =nQ h1 =105t/h
熟料日产量:Q d =24Q h =24×105=2520 t/d 熟料周产量：Q w =168Q h =168×105= 17640 t/w （２）水泥产量：
G h =(100－2/100－5－12) ×105=124 t/h G d =24G h =124×24=2976 t/d G w =168G h =124×168=20832 t/w （３）生料烧失量：
S ＝ ∑某原料配合比×某原料烧失量 =80.83×0.433+17.27×0.0626+1.90×0.01 =36.1
（４）理论干生料消耗定额(t/t)：干 K 干=(100－3.31)/(100－36.1)=1.51 （５）实际干生料消耗定额： K 生=(100× K 干) )/(100－P) K 生=(100×1.51)/(100－2)=1.54 （６）石、土、铁消耗定额(t/t 熟料) ：
X ——干生料中该原料的配合比（%），W 0——该湿物所含的天然水分（%）
)/(100100h t Q e
d p G h h ⋅---=I
S
K T --=100100x
K K ⋅=生原0
100100W K K -=
干湿
K石灰石=1.54×80.83 %=1.245
K湿石灰石=(100×1.245)/(100－2.5)=1.277
K粘土=1.54×17.27 %=0.267
K 湿粘土=(100×0.267)/(100－11)=0.300
K铁粉=1.54×1.90 %=0.029
K湿铁粉=(100×0.029)/(100－3)=0.0299
（７）各原料需要量：
各原料需要量=各消耗定额×熟料量
如：干基的计算
石灰石小时产量=K
×Q h=1.245×105t/h =130.7(t/t熟料)
石灰石
×Q d=1.245×2520 t/d =3137(t/t熟料)
石灰石天产量=K
石灰石
石灰石周产量=K
×Q w=1.245×17640 t/w=21962 (t/t熟料)
石灰石
（8）B计算结果列表
表1
干基(t/t) 湿基(t/t)
时天周时天周
石灰石130.7 3137 21962 134.1 3218 22525
粘土28.04 673 4710 31.5 756 5292
铁粉 3.04 73.1 512 3.14 75.3 528
3．已知某浮法玻璃厂年生产平板玻璃200 万重量箱，年工作日340 天，综合
成品率72% ，碎玻璃损失率0.5% ,玻璃获得率为82.3% ，原料及配比如下:
原料硅砂长石白云石石灰石纯碱芒硝煤粉干基配比(wt%) 59.2 1.2 14.1 5.4 18.8 1.2 0.10 水分(wt%) 4.5 1.2 0.6 0.3 1.3 1.6 5.5
试计算：
（1） 玻璃熔窑所须的平均日熔化量（t/d ） （2） 需由配合料熔成的玻璃液量（t/d ） （3） 配合料日用量（t/d ）
（4） 各种原料实际用量（湿基） (t/d)
3.解: （1）玻璃熔窑所须的日熔化量=综合合格率
年工作日每重箱重量
年产量⨯⨯
=
%
7234050
2000000⨯⨯ =408496kg/d=408.50（t/d ）
产生的碎玻璃量=玻璃日熔化量×（1-综合合格率）
=408.50×（1-72%）=114.38（t/d ）
碎玻璃回收量=碎玻璃量×（1-碎玻璃损失率）
=114.38×（1-0.5%）=113.81（t/d ）
（2）由配合料熔成的玻璃液量=玻璃日熔化量-碎玻璃回收量
=408.50-113.81=294.69（t/d ）
（3）配合料日用量=由配合料熔成的玻璃液量/玻璃获得率
=294.69/82.3%=358.07（t/d ）
（4）各种原料干基用量=配合料日用量×各种原料的比例
各种原料湿基用量=各种原料干基用量/（1-水分%） 硅砂实际用量=358.07×59.2%/（1-4.5%）=221.97（t/d ） 长石实际用量=358.07×1.2%/（1-1.2%）=4.35（t/d ） 白云石实际用量=358.07×14.1%/（1-0.6%）=50.79（t/d ）
石灰石实际用量=358.07×5.4%/（1-0.3%）=19.39（t/d ） 纯碱实际用量=358.07×18.8%/（1-1.3%）=68.20（t/d ） 芒硝实际用量=358.07×1.2%/（1-1.6%）=4.37（t/d ） 煤粉实际用量=358.07×0.10%/（1-5.5%）=0.38（t/d ）。