水泥工厂设计规范

水泥工厂设计规范
1 总则
1.0.1 为了在水泥工厂设计中,贯彻执行国家有关法律、法规和方针、政策，做到生产可靠，技术先进，节省投资，提高效益，制定本规范。

1.0.2 本规范适用于新建、扩建、改建生产硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥复、合硅酸盐水泥等的工厂设计（含原料矿山、熟料基地、水泥粉磨站及散装站）。

1.0.3 水泥工厂设计，应进行综合效益和市场需求分析，从我国国情出发，因地制宜，合理利用矿产资源，节省原材料，节约能源，节约用地、用水，保护环境；选用先进、适用、经济、可靠的生产工艺和装备；降低工程投资、提高劳动生产率、缩短建设周期，做出最优方案。

1.0.4 设计应根据地区条件，依托城镇或同邻近工农业在交通运输、动力公用设施、文教卫生、综合利用和生活设施等方面的协作。

1.0.5 改、扩建工程应充分利用原有设施、场地及资源。

1.0.6 水泥工厂的环境保护和劳动安全卫生设计，必须贯彻执行国家有关法律、法规和标准，并应符合强制性行业标准《水泥工业环境保护设计规定》、《水泥工业劳动安全卫生设计规定》。

1.0.7 水泥工厂设计除应执行本规范外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。

2 设计规模及依据
2.1设计规模
2.1.1 水泥工厂生产线的设计规模,可按下列规定划分:
1 日产水泥熟料3000t、4000t及以上生产线的工厂为大型厂；
2 日产水泥熟料小于3000t至700t生产线的工厂为中型厂；
3 日产水泥熟料小于700t生产线的工厂为小型厂。

2.1.2 水泥生产方法、生产工艺和装备的选择，应贯彻发展水泥工业的方针政策，根据生产规模、原燃料性能、产品品种、资源和建厂条件等因素综合确定，并应符合下列规定：
1 大中型厂应优先选用带窑外分解的新型干法水泥生产线。

小型厂宜选用带预热器窑的生产线。

2 限制落后生产工艺的建设，禁止新建、扩建湿法回转窑、立波尔窑和干法中空窑等能耗高的生产工艺。

3 禁止新建、扩建各种立窑生产线和对直径2.2m及以下的立窑扩径改造。

淘汰土（蛋）窑、普通立窑、直径2.2m及以下的机立窑和直径2.2m及以下的干法中空窑、湿法窑生产线（1997年底之前已生产特种水泥的除外）。

4 工艺装备与自动化控制水平的确定，在确保实现各项技术经济指标的前提下，应以国情和综合效益为依据，并结合国际上的技术发展水平。

5 需要从国外采购的设备、部件和仪表，应进行技术经济论证后确定。

2.2 设计依据
2.2.1 建设单位应向设计单位提供设计基础资料，并保证其准确可靠。

设计基础资料应包括下列主要内容：
1 在作项目可行性研究，时应有批准的项目建议书（或项目预可行性研究报告）；在作初步设计时，应有批准的项目可行性研究报告（简称可研报告）；在作施工图设计时，应有批准的初步设计文件。

2 经国家或省级矿产资源主管部门批准的资源勘探报告（石灰石和硅铝质原料）。

3 批准的厂址选择报告。

4 原燃料工艺性能试验报告。

5 厂区及厂外设石灰石破碎车间场地的工程地质和水文地质勘探报告。

6 水源地水文地质和工程地质勘探报告，附水源地及输水线路的地形图1：
2000或1：1000；或供水意向书或协议书或可研报告。

7 供电与通信意向书或协议书或可研报告。

8 外购原料、燃料供应意向书或协议书。

9 交通运输（承担运量、接轨方案、水运、公路运输等）意向书或协议书或可研报告。

10 主管部门同意征用建设用地的书面文件。

11 下列地形测量图：
1）区域地形图1：10000、1：50000或1:5000；
2) 厂区及矿区地形图:可行性研究、初步设计阶段1：2000或1：1000，施工图设计阶段1：1000或1：500；
3）铁路专用线地形图1：2000或1：1000。

12 建厂地区气象和水文资料（含厂区洪水资料）。

13 地震烈度的鉴定报告。

14 建厂地区的城建规划要求。

15 环境影响评价报告及环境保护部门对建厂的要求。

16 污水排放意向书或协议书。

17 地方建筑材料价格及概、预算和技术经济资料。

18 与地区协作的其他协议书和文件。

3 厂址选择及总体规划
3.1 厂址选择
3.1.1 厂址选择应符合工业布局和地区建设规划的要求,按照国家有关法律、法规及前期工作的规定进行。

3.1.2 厂址选择应按建设规模，原、燃料来源，交通运输，供电，供水，工程地质，企业协作条件，场地现有设施，环境保护和产品市场流向等因素进行技术经济比较后确定。

3.1.3 厂址宜靠近石灰石矿山，并应有方便、经济合理的交通运输条件。

3.1.4 厂址应具有符合生产生活要求，并满足连续生产及发展规划所需的电源和水源，其厂外输电、输水线路应短捷，维护管理方便。

3.1.5 厂址应有利于同邻近企业和城镇的协作，不宜将厂址单独设在远离城镇、交通不便的地区。

3.1.6 厂址选择必须十分珍惜、合理利用土地和切实保护耕地，工厂用地应符合（新型干法水泥厂建设标准）的规定。

充分利用地形，缩短内部运距，节约用地，提高土地利用率。

应利用荒地劣地，不占或少占良田好地。

3.1.7 厂址应根据远期发展规划的需要，在满足近期所必须的场地面积和不增加建设投资的前提下，适当留有发展的余地。

3.1.8 厂址应具有满足工程建设需要的工程地质和水文地质条件，应避开有用矿藏。

3.1.9 厂址应位于城镇和居住区全年最小频率风向的上风侧，不应选在窝风地段。

3.1.10 厂址标高宜高于防洪标准的洪水位加0.5m。

若低于上述标高时，厂区应有可靠的防洪设施，并在初期工程中一次建成。

当厂址位于内涝地区，并有可靠的排涝设施时，厂址标高应为设计内涝水位加0.5m。

厂区位于山区时，应设计防、排山洪的设施。

水泥工厂的防洪标准应符合国家现行《防洪标准》的规定，新型干法水泥厂还应符合表3.1.10的规定。

注：多条生产线的工厂相应提高防洪标准。

3.1.11 不得选为厂址的地段和地区，应按现行国家标准《工业企业总平面设计规范》的规定执行。

3.1.12 大中型厂选择厂址时，桥涵、隧道、车辆、码头等外部运输条件及运输方式，应符合运大件或超大件设备的要求。

3.2 总体规划
3.2.1 水泥工厂的总体规划，应符合所在地区的区域规划、城镇规划的要求，有条件时应与城镇居民区和邻近工业企业在环境保护、交通运输、动力公用、修理、仓储、文教卫生，生活设施等方面的协作。

3.2.2 厂区与石灰石矿山（含爆破材料库和矿山工业场地）、硅铝质原料（砂岩、粉砂岩、页岩等）矿山、水源地（含输水管线）、给水处理场、污水处理场、总降压变电站（或高压输电线）、铁路接轨站、厂外铁路及水运码头等布置应合理。

3.2.3 水泥工厂的总体规划应正确处理近期和远期的关系。

近期合理集中布置，远期预留发展，分期征地，严禁先征待用。

3.2.4 外部运输方式的选择，应符合下列规定：
1 厂外运输方式宜根据当地运输条件确定。

当厂区邻近自然水系，具有较好的港口和通航条件时，应优先以水运为主；采用陆路运输时，应根据运量、运距、铁路接轨条件等因素，对铁路、公路运输作技术经济比较确定，并按市场供销情况，测定铁路、公路承担运量比例。

2 应根据建厂地区对散装水泥的接受能力、中转储存及装卸运输等条件，提高散装水泥在各种运输方式中的比例，并应符合本规范第6.11.17条的规定。

3 厂外铁路接轨点及线路进厂方向的选定，应与厂区平面布置及竖向设计密切配合，作多方案技术经济比较后确定。

同时应规划企业站、轨道衡线及机车整备作业线等设施的位置。

4 企业站的设置，应根据运量大小、作业要求、管理方式及接轨站的条件等，经技术经济比较后确定。

应充分利用路网铁路站场的能力，避免重复建设。

有条件
时，应采用货物交接方式，不设企业站。

5 水泥工厂厂外道路与城镇及居住区公路的连接，应平顺短捷。

厂区与铁路车站、码头、水源地、矿山工业场地，以及邻近协作企业之间，均应有方便的道路联系。

3.2.5 厂外动力公用设施的布置，应符合下列规定：
1 总降压变电站，宜靠近工厂负荷中心，避开污染源排放点。

2 以江、河取水的水源地，应位于厂区的上游，岸线稳定而又不妨碍通航的地段，并应符合河道整治规划的要求。

高位水池及水塔，应设置在工程地质较好，不因渗漏溢流引起滑坡、坍塌的地段。

3 沿江、河岸边布置的污水处理场及其排出口，应位于厂区的下游，满足卫生防护距离的要求，并处于全年最小频率风向的上风侧。

4 集中供热的锅炉房，宜靠近热负荷中心布置，处于全年最小频率风向的上风侧，有方便的燃煤储存场地及炉渣排放条件。

4 原料与燃料
4.1 一般规定
4.1.1 原、燃料选择应遵循下列原则:
1 满足工厂产品方案（品种、标号、有害组分限量等）的要求。

2 根据不同的生产方法和窑型，采用适宜的熟料率值和矿物组成。

3 根据原、燃料特征，优化配料方案，简化原料品种。

原料产地宜靠近厂址，就近选择。

4 主要配料用原料应在满足国家现行《水泥原料矿地质勘探规范》的前提下，根据矿床赋存条件和质量特征，经济合理地充分利用矿产资源，提出不同品级的质量要求。

5 石灰石和硅铝质原料应有国家或省级矿产资源主管部门批准的资源勘探
地质报告。

其他配料用原料应有可靠的资源保证。

6 应根据原、燃料质量、储量及原料工艺性能试验等因素，最终确定或调整生产方法、产品方案和原料品种。

7 在保证配料要求前提下，应采用或搭配掺用低品位原料和工业废渣，并应经原料工艺性能试验，确认其技术可行性和经济合理性。

4.2 原料
4.2.1 石灰质原料应符合下列规定：
1 石灰质原料质量指标宜符合下列要求：
1）氧化钙(CaO)含量大于48%;
2) 氧化镁(MgO)含量小于3%;
3）碱含(K2O+Na2O)量小于0.6%;
4) 三氧化硫(SO3)含量小于1%;
5) 游离氧化硅(f·SiO2)含量小于6%(石英质),或小于4%(燧石质);
6) 氯离子(Cl-)含量小于0.015%。

2 产品方案中对氧化镁或碱含量有限量要求时，应相应变更本条1款中氧化镁或碱的质量要求。

3 矿区内赋存的夹层、围岩及覆盖层等岩石质物料，条件许可时，可合理搭配掺用。

4 矿床中的裂隙土、岩溶充填物及覆盖土等松散物料，当其化学成分适宜时，在满足水泥原料配料前提下，可搭配掺用。

4.2.2 硅铝质原料应符合下列规定：
1 硅铝质原料质量指标，宜符合下列要求：
2 产品方案中对氧化镁或碱含量有限量要求时,应相应变更本条1款中氧化镁或碱的质量要求.
3 在资源条件允许时,应首选岩石状硅铝质原料(如页岩类粉砂岩类、砂矿类等）。

4.2.3 铁质原料质量指标宜符合下列要求：
4.2.4 原料硅酸率较低，不能满足配料要求时，应增加硅质校正原料，其主要质量指标宜符合下列要求：
4.2.6 上述指标中，以石灰质原料质量指标为主，其他原料的质量指标可作适当调整，最终应满足熟料率值及其有害成分限量为准。

4.3 煅烧用煤
4.3.1 锻烧用煤的选择应符合下列要求：
1 缎烧用煤宜选择灰分较低，挥发分适当和发热量较高的燃煤。

2 原煤宜定矿定点供应。

4.3.2 煅烧用煤的质量，宜符合表4.3.2的要求。

4.4 调凝剂
4.4.1 调凝剂的选择应符合下列规定:
1 石膏(CaSO4·2H2O)可单独使用，硬石膏(CaSO4)宜试验后单独使用，或与石膏混合使用。

2 采用工业副产品的石膏时（如磷石膏、氟石膏等），应经过试验，证明对水泥性能无不良影响。

4.4.2 用作调凝剂的石膏和硬石膏，应符合现行的国家标准《用于水泥中的石膏和硬石膏》的规定。

4.5 混合材料
4.5.1 混合材料的选择应符合下列要求:
1 根据产品方案的性能要求确定应(或不应)掺加混合材料。

2 应根据熟料质量、混合材料质量及其价格、运输条件等因素，择优选择混合材料及其产地。

3 应经过试验，确认混合材料符合相应的国家标准或行业标准，并确定最佳掺入量。

4.5.2 粒化高炉矿渣混合材料应符合现行国家标准《用于水泥中的粒化高炉矿渣》的规定。

4.5.3 火山灰质混合材料应符合现行国家标准《用于水泥中的火山灰质混合材料》的规定。

4.5.4 粉煤灰作混合材料时应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉
煤灰》的规定。

4.5.5 回转窑窑灰用作混合材料应符合现行行业标准《掺入水泥中的回转窑窑灰》的规定。

4.5.6 石灰石可作非活性混合材料使用，其三氧化二铝含量不得超过2.5%。

4.5.7 用于复合硅酸盐水泥的其他种类的混合材料，应先经试验判定：其28d水泥胶砂抗压强度比,大于或等于75%为活性混合材料,而小于75%为非活性混合材料，并应符合下列规定：
1 粒化电炉磷渣混合材料应符合现行国家标准《用于水泥中的粒化电炉磷渣》的规定。

2 粒化增钙液态渣混合材料应符合现行行业标准《用于水泥中的粒化增钙液态渣》的规定。

3 粒化铬铁渣混合材料应符合现行行业标准《用于水泥中的粒化铬铁渣》的规定。

4 粒化高炉钛矿渣混合材料应符合现行行业标准《用于水泥中的粒化高炉钛矿渣》的规定。

4.6 配料设计
4.6.1 配料设计应符合下列原则：
1 熟料率值目标值和波动范围，应根据原、燃料质量特性、窑型、产品品种要求等因素确定。

2 配料所用原、燃料化学成分及煤质资料必须准确可靠、并应具有代表性和实用性。

3 应经多方案比较，提出适宜的几组方案，并推荐最佳方案。

4.6.2 六种通用水泥中化学组分的允许含量，应符合表4.6.2的规定。

4.7 原、燃料工艺性能试验
4.7.1 水泥工厂设计应进行原、燃料工艺性能试验。

试验应在可行性研究阶段进行。

对新的原料品种及工业废渣，应提前进行试验研究。

4.7.2 原、燃料工艺性能试验宜符合下列规定：
1 原、燃料工艺性能试验宜进行实验室规模试验。

新的原料品种及工业废渣还应经半工业规模试验。

2 主体设计单位应根据资源条件和生产方法等提出正式取样要求（样品种类、质量要求、样品重量等）。

3 试样应有充分代表性。

对石灰石原料应考虑影响矿石质量的各种因素，如硅化、白云岩化、岩浆岩和变质岩、岩溶充填物及覆盖物等。

4.7.3 在原、燃料工艺性能试验项目中，应包括可破性、易磨性、磨蚀性、易烧性、挥发性等；采用辊式磨时，应做辊式磨的磨蚀性和易磨性试验，采用“湿磨干烧时”应做料浆过滤性试验；对湿粘性物料宜做塑性指数试验。

以上试验项目应根据水泥工厂的特点、生产工艺的需要进行选择，并应符合下列规定：
1 应采用现行国家标准《煤的可磨性试验方法》，测定原煤的易磨性指数（HGI）,根据HGI值,判定煤的易磨性能,用于煤磨选型与设计。

2 应采用现行行业标准《水泥原料易磨性试验方法》，测定原料和生料混合
料的粉磨功指数（Wi），或辊式磨的物料易磨性指数，根据易磨性和磨蚀性等试验结果，用于选择生料磨粉磨流程、磨机选型等工艺设计。

3 应采用现行行业标准《水泥生料易烧性试验方法》，判别水泥生料易烧性能。

根据易烧性试验及熟料岩相鉴定等结果，提出最佳生料配料方案、生料细度、熟料率值等，并结合窑型和煤质资料，提出对煅烧工艺等方面的要求。

4.8 原、燃料综合利用
4.8.1 原、燃料综合利用应符合下列规定：
1 满足工厂产品方案（品种、标号、有害组分限量等）的要求。

2 使用低品位原、燃料及工业废渣后，其所含有害成分对产品性能及自然环境无不良影响。

3 工业废渣的利用应经试验研究，并论证其被利用的技术可行性和经济合理性。

4 矿床中的低品位原料及可供其他工业部门利用的原料，应按现行地质勘探规范的规定综合勘探综合评价。

5 矿山
5.1 一般规定
5.1.1 水泥原料矿山设计，必须对已探明的矿产资源充分利用。

对多品级矿山宜首先采用计算机技术优化搭配开采、降低剥采比的方案，扩大矿山资源利用量。

5.1.2 必须对矿山的开发进行总体规划。

在近期效果最佳的前提下，合理确定采矿范围，处理好近期生产与远期生产、高品位与低品位、优质与劣质之间的关系，做到统一规划，合理开采，综合利用。

5.1.3 矿山设计生产规模的划分应按水泥工厂设计生产规模确定。

5.1.4 矿山开采应采用机械化生产，其装备水平应与水泥工厂装备水平相适应。

5.1.5 大中型矿山的服务年限不应小于30年。

石灰石矿山年工作日数不宜大于300d,日工作班制宜采用两班。

辅助原料矿山年工作日数不宜小于250d。

5.1.6 矿山开采过程中，在各生产环节产生的粉尘、噪声，必须控制在现行的国家标准规定范围内。

5.1.7 矿山设计应少占、分期占用或租用土地。

对占用的耕地和森林，在开采工艺设计时应提出土地复垦的意见。

土地复垦规划应与土地利用总体规划相协调。

在制定土地复垦规划时，根据土地破坏状态及自然条件，经济合理地确定土地复垦后的用途。

在城市规划区内，复垦后的土地利用应符合城市规划。

5.2 矿山地质
5.2.1 矿山设计人员应配合矿山地质勘探工作。

5.2.2 矿山地质设计中，应充分研究和熟悉矿床地质情况及地质勘探报告，并应对矿区资源设计利用率、矿石储量和质量三方面，能否满足矿山建设需要作出评价。

5.2.3 矿山地质设计，应计算采矿场各台段矿石量、夹石量、表土量、废石剥离量及平均剥采比。

5.3 矿山开采
5.3.1 矿山开采设计,必须满足技术可靠、生产安全、工艺先进、流程简单、经济合理的原则。

5.3.2 水泥原料露天矿山应采用自上而下，分台段开采方法。

5.3.3 初期开采部位，应大部分放在地质勘探划定的高级储量的位置。

5.3.4 水泥原料矿山的贮备矿量应满足下列要求：
1 开拓矿量应不小于24个月矿石产量；
2 回采矿量应不小于12个月矿石产量。

5.3.5 根据矿山地形地质条件，在保证矿山的服务年限和充分利用资源前提下，可以分期、分区开采以减少初期投资。

5.3.6 厚层覆盖土的剥离工作，可采用机械剥离；基岩表面呈犬齿状岩溶的覆盖土剥离，可采用其他剥离方法。

覆盖土宜综合利用。

覆盖土和废石等剥离物应
一次运到废石场，不应多次倒运。

5.3.7 山坡露天矿顶部开采的设计，应减少采准和削顶基建工程量，首采台段宜有二至三年可采矿量。

宜采用大型设备，单段生产。

当采用多段生产时，各台段间应满足合理的超前关系。

5.3.8 水泥原料矿山开采境界的圈定，应遵循下列规定：
1 必须保证探明的工业储量得到充分利用；
2 平均剥采比不宜超过0.5：1（m3/m3）；
3 圈定的储量不得小于规定的矿山服务年限内所需的矿石量；
4 开采范围与国家铁路、公路、工厂、居民区及重要建筑物之间的距离，应符合现行国家标准《爆破安全规程》的规定：
5 采矿场必须具有安全稳定的最终边坡。

5.3.9 矿床开采最终边坡角，应根据岩体物理力学性质、地质构造、水文地质条件，以及开采技术条件、开采深度、边坡存在期等因素确定，设计中可用类比法。

5.3.10 工作台段坡面角的大小，应根据矿岩性质、爆破方法、剥采推进方向、矿岩层理方向和矿层倾角等因素确定。

石灰石矿山最终台段坡面角不应大于70。

5.3.11 当各开采水平回采到终了时，每个台段可保留1个安全平台，其宽度应不小于3m。

每隔1-2个安全平台设1个清扫平台，其宽度应满足清扫设备的通行。

5.3.12 采矿场的最低开采标高，应根据勘探最低标高和矿山规模，结合地形地质条件确定。

5.3.13 根据地质剖面图上的开采边界线，应按下列因素确定采矿场底平面：
1 采矿场的底平面宜调整为同一标高；
2 底平面边界宜保持平直，弯曲处应满足运输设备对曲线半径的要求；
3 底平面长度应满足采掘运输设备要求，最小宽度应符合下列要求：
1）岩石状矿床：大、中型矿山不小于60m，小型矿山不小于40m；
2）松软状矿床：大、中型矿山不小于40m，小型矿山不小于20m。

5.3.14 水泥原料矿山生产能力可按下式计算：
5.3.15 山坡露天矿在下列部位应验证矿山生产能力:
1 在基建投产时,进行首采部位验证；
2 开采分期、分区过渡时或在某个部位开采条件恶化时，应做该部位验证；
3 矿山生产转入凹陷开采时，对该部位应验证。

5.3.16 水泥原料矿山钻机设备可采用潜孔钻机、牙轮钻机、液压钻机、回转式切削钻机和凿岩台车，并应符合下列原则：
1 钻机选型应根据岩石性质，岩溶、破碎带发育情况，钻孔孔径等因素选择。

2 应优先选用高效及管理方便的钻机。

3 应按计算结果与同时工作面数目相结合确定钻机台数。

5.3.17 水泥原料矿山挖掘机设备选型，宜符合下列原则：
1 挖掘机选型应根据采掘总量、采矿方法、工作面布置、工作线长度、矿岩物理力学性质及运输设备性能、规格等因素确定。

2 挖掘机斗容选择时，应根据是否需要选别回采、质量搭配、破碎机入料口最大入料块度、铲车比等因素确定。

3 挖掘机台数应按计算结果初定，再通过编制采掘进度计划最后确定。

5.3.18 轮胎式装载机在水泥原料矿山可用于采装和短距离运输，以及采矿场边角开采等作业；履带式装载机可用于硅铝质矿床，或剥采覆盖土的装车工作。

5.3.19 推土机可用于工作面清理、爆堆规整、覆盖土剥离和道路修建及清
理。

选型应以生产规模、物料类别、气候、地形条件等确定。

机械犁的配置在采用无爆破开采法时，应以弹性波传播速度来评价设备对岩体的适用性。

5.3.20 手持式凿岩机可用于大块的二次破碎、清除根底、采准工程和矿山顶部的局部处理。

爆破后的大块。

应优先选用液压碎石机进行二次破碎工作。

5.3.21 工作线推进方向，采剥工程的发展方式，可根据矿体产状、地形条件、采矿方法和质量搭配的要求确定。

5.3.22 台段高度应按开采工艺确定。

松软的岩土，用挖掘机直接挖取时，段高不宜超过所选挖掘机的最大挖掘高度，也不宜低于挖掘机推压轴（钢绳式挖掘机）高度的2/3。

需爆破矿岩的台段高度与矿床赋存条件、岩性、穿爆方法、采装方式和设备规格等因素有关。

宜为15-20m。

水泥山坡露天矿山在满足穿爆和挖掘要求时，可增大台段高度，减少换段次数。

5.2.23 工作平台宽度应根据采掘设备规格、运输方式、台段高度和爆堆宽度确定。

汽车运输最小工作平台宽度可按表5.2.23选取。

5.2.24 最小工作线长度应依照穿孔、爆破和采装作业互不干扰的原则，根据设备类型，推进方式和爆破参数选取。

最小工作线长度可按表5.3.24选取。