水泥生产设备及电气控制

水泥生产设备及电气控制课程报告系别：电气工程与自动化专业:自动化学号:B1104姓名:1一、石灰石破碎环节控制流程设计和分析本设计石灰石破碎采用一段破碎系统，根据破碎的原理，重型矿山机械常用破碎机械有颚式破碎机、反击式破碎机、立式冲击式破碎机、液压圆锥破碎机、环锤式破碎机、锤式破碎机、辊式破碎机、复合式破碎机、圆锥式破碎机、双级破碎机、旋回式破碎机、移动式破碎机等。反击式：反击式破碎机利用板锤的高速冲击和反击板的回弹作用，使物料受到反复冲击而破碎的机械。板锤固装在高速旋转的转子上，并沿着破碎腔按不同角度布置若干块反击板。物料进入板锤的作用区时先受到板锤的第一次冲击而初次破碎，并同时获得动能，高速冲向反击板。物料与反击板碰撞再次破碎后，被弹回到板锤的作用区，重新受到板锤的冲击。如此反复进行，直到被破碎成所需的粒度而排出机外。由于反击破碎机结构简单，工作时无显著的不平衡振动，对物料进行选择性破碎，料块自击粉碎强烈，粉碎效率高，生产能力大，电耗低，磨损少，产品粒度均匀，综合考虑选择单转子反击式破碎机。颚式：颚式破碎机是利用两颚板对物料的挤压和弯曲作用，粗碎或中碎各种硬度物料的破碎机械。其破碎机构由固定颚板和可动颚板组成，当两颚板靠近时物料即被破碎，当两颚板离开时小于排料口的料块由底部排出。它的破碎动作是间歇进行的。水泥厂使用的煤经常含有大块，最大块度可达200-300mm，煤的破碎可采用锤式破碎机，也可以采用反击式破碎机。石膏进厂的最大块度一般在300mm左右，石膏的破碎常用颚式破碎机。煤和石膏用一台破碎机完全能满足要求，生产中只需合理分配时间即可。21、工艺流程分析：本石灰石破碎系统，由卸料斗、板式喂料机、破碎机、收尘器、圆形锥取料机、胶带机、配料站组成。控制要求：给料量要变化，1M要调速（交流调整变频高速）。石灰石生产线根据进出料粒度和产量等要求，通常配用的设备除了鄂式破碎机、锤式碎石机外还要有给料机、输送机、筛分设备等。由鄂式破碎机对开采石料进行初破，其给料粒度为125mm-750mm范围内，可根据实际情况选用合适的型号。锤式碎石机也不是二破的唯一选择，可以根据实际需求选用反击式破石机、圆锥破碎机等设备。一级粗破和二级破碎之后，由输送机运到筛分机进行筛分，不合格物料继续返回二级破碎机，形成一个二级破碎和筛分设备之间的闭路循环，直到所有物料粒度达标，再由输送设备将不同规格的成品料运到储料堆。石灰石首先经过板式喂料机的运输，然后给破碎机喂料进行破碎，破碎后的物料经过出料胶带机的运输，输送给石灰石输送机进行长距离输送，经过层层的输送最终到达预均化堆场，进行原料的堆料和取料操作，整个过程中均由气箱式脉冲袋收尘器脉冲进行收尘处理，避免污染空气和造成原料的浪费，由于设备启动过程与破碎及预均化流程刚好相反，而停车过程与系统流程相同即有前向后依次停车。2、主要设备及控制要求：序号设备名称电压功率控制要求备注1M板式喂料机380V37KW调速单向变频32M1破碎机10KV710KW恒速转子串水电阻起动2M2辅助（油压）380V5.5KW恒速直接起动2M3水电阻电机380V1.1KW恒速正反转3M出料皮带380V30KW恒速单向真接起动4M3星形卸料机380V1.1KW4M4螺旋输送机380V2.2KW4M5引风机380V55KW恒速空压机15KW3、电气控制流程框图：3M2M11M收尘器：4M34M44M5与上段联锁2M22M3速度给定4流程框图石灰石板式喂料机入库胶带机破碎机出料胶带机输送胶带机圆锥形取料机配料站下料器收尘器风机收尘器风机收尘器风机下料器下料器图1-2水泥厂石灰石破碎流程图图1.1流程框图5二、原料粉磨和废气处理系统控制流程设计和分析1、工艺流程分析原料磨采用辊式磨，当入磨物料粒度≤80mm，水份≤10%，出磨生料细度为80μm筛筛余12%，水份为0.5%时，磨系统产量为220t/h。各种原料在磨内进行粉磨、烘干后，经选粉机分选，粗粉返回磨盘重新粉磨，合格成品随出磨气流经旋风分离器收集。收集下来的成品经空气斜槽、斗式提升机、空气输送斜槽入生料库储存、均化。出旋风分离器的气体经循环风机，一部分气体作为循环风入磨，其余气体则通过袋收尘器净化后，经窑尾排风机和烟囱排入大气。袋收尘器及增湿塔收下的粉尘经拉链机，汇同出磨生料一起经空气斜槽、胶带提升机及空气斜槽入生料均化库。当增湿塔湿底时，增湿塔排出的湿灰经增湿塔下的可逆螺旋输送机、电动翻板阀进入生料均化库。当原料磨正常生产时，来自窑系统的废气经高温风机、增湿塔，全部进入原料磨作为烘干热源。试生产或窑尾热源不足时,可利用辅助热风炉。从原料磨排出的废气由循环风机送入废气处理系统。一、原料配料环节：1、库顶2、库底3、收尘二、磨机立磨1、入磨物料的控制2、成品的分离气流+物料3、主电机系统三、废气处理四、生料的输送62、主要设备及控制要求1、库顶：①石灰石的入库物料皮带，恒速单向②铁粉与黏土入库选择用皮带，要求可逆运行2、库底：调速各库底的计量用的调速皮带机粉煤灰的计量冲击流量计或转子秤恒速大皮带电机单向（皮带上有计量装置）罗茨风机3、收尘：3台离心风机卸料机控制器用电设备和控制要求：1、回转卸料器：常用在气力输出系统中，对于压力输出系统或负压输出系统，可以均匀，连续地向输料管供料。以保证气力输出管内7的气、固体比较稳定。2、磨主电动机：高压的主要有石灰石破碎机主电机，原料磨磨主电机，原料磨循环风机主电机，窑尾排风机主电机，高温风机主电机，窑主直流传动电机，篦冷机的几个大风机电机，窑头排风机电机，煤磨磨主电机，煤粉通风机，煤磨收尘风机，水泥磨辊压机动定辊电机，水泥磨磨主电机，水泥磨循环风机，水泥磨收尘风机。3、选粉机：选粉机，在新型干法水泥生产线中的煤磨、生料中卸烘干磨及水泥磨系统得到广泛应用。可分为三分离选粉机、离心式选粉机、旋风式选粉机三大类。4、吐渣胶带输送机：带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。5、提升机：是一种固定装置的机械输送设备，主要适用于粉状、颗粒状及小块物料的连续垂直提升，可广泛应用于各种规模的水泥厂的散装物料的提升。6、中间仓和2号皮带机7、窑内高温风机，将高温风废气吹进磨机内。烘干物料，将磨内较细物料吹起，在选风、粉的作用下。对成品进行合离。8、循环风机：抽风，引风。通过风机的来回循环，使固温度保持均衡。序号设备名称电压功率控制要求备注1M回转下料器380V11KW调速变频82M1磨机主电路10KV2000KW恒速水电阻2M2辅助设备380V在家M起动前应处于正常工作状态直接起动3M选粉机380V110KW调速变频4M吐渣皮带380V4KW恒速5M提升机380V15KW6M提升机出皮带7M循环风机10KV180KW恒速水电阻7M2M3M4M5M6M1M辅助设备正常辅助设备运行正常启动正常9废气处理：用电设备与控制要求：序号设备名称电压功率控制要求备注1M收尘土器控制箱380V27KW送电2M1回转下料器1380V1.1KW恒速……………2M8回转下料器8380V1.1KW恒速3M1拉链机1380V变频3M2拉链机2380V4M排风机690V710KW调速变频4M1M2M13M13M2开循环风机及各阀门辅助设备正常103、电气控制流程框图1、收尘器2、底裤设备3、库顶设备卸料风机控制器大皮带石灰石皮带给料贴分皮带给料黏土皮带给料粉煤灰电源振动给料振动给料置顶风机石库灰皮石带入取料机系统铁入粉库粘系土统联取合料储系库统11控制流程图总流程框图原料辊式磨机选粉机旋风分离器气体过袋收尘器提升机生料库排风机和烟囱大气废气废气处理系统过袋收尘器排风机4M辅助设备正常拉链机3M1拉链机3M2回转下料器2M1开循环风机及各阀门收尘器控制箱1M12三、简述烧成系统的组成环节熟料的煅烧采用带窑外分解的回转窑，回转窑由旋风预热器、分解炉、窑体、冷却、除尘、输送等设备组成。回转窑主要负责加热，是生料在里面发生固相反应，生成熟料窑的尺寸为φ4.7m×70m；悬浮预热器采用的是洪堡型悬浮预热器，是把生料的余热和部分分解由悬浮预热器来完成，代替回转窑部分回转筒体功能，达到缩短回转窑长度，是窑内以堆积滚翻状态进行的气料热交换过程转移到悬浮预热器内在悬浮7状态下进行，使生料能够同窑内排出的炽热烟气流充分混合，增大了气料接触面积，传热速度快，热交换效率高，达到提高窑系统生产效率的目的，有利于降低熟料烧成热耗。分解炉采用RSP分解炉，主要有旋涡燃烧室SB、旋涡分解室SC和混合室MC三部分组成。旋涡燃烧室：主燃料喷管旁设有辅助燃烧喷管作点火之用；旋涡分解室：煤粉与新鲜三次风混合燃烧，故燃烧速度较快，是主燃烧区，使50%的煤粉完成燃烧；混合室：主要功能是完成大部分生料分解任务。接下来进入冷却机，冷却机的用途是将回转窑卸出的高温熟料冷却到下游的输送机、储存库，以及水泥磨所能承受的温度，同时把高温熟料显热回收仅烧成系统。冷却机主要完成的任务有：(1)尽可能多地把熟料显热回收仅烧成系统，预热空气，尽可能提高二次空气和三次空气温度，达到把烧成系统燃料消耗降至最低；(2)选择最适当的熟料冷却速度，以提高水泥质量和提高熟料的易磨性，熟料冷却的速度会大大地影响熟料的质量，高温的熟料进入冷却机后，吹以冷风，熟料受到急冷，熟料中液相来不及完成结晶，这种熟料可以13制成标号更高的水泥。由于熟料急冷后其颗粒中会产生热应力和裂纹，易于粉磨；(3)最后要把熟料冷却到尽可能低的温度，以满足熟料输送、贮存和水泥粉碎的要求。为满足以上要求，选用冷却效果较好的第三代冷却机，往复推动篦式冷却机。窑尾旋风预热器流程分析用高温风机把窑内热风抽出来引入到原料磨中，将生料提升到700-800C。进入窑外分解炉进行级间温度、压力的监控。1、生料入窑：生料从生为入库提升机送入库顶输送斜槽或生料分配器后，经过联结分配上的多条输送斜槽输送，喂入库中。库底板上布满充气箱，依要求将库底分成若干个充气区。库中心有一锥形中心室外为处环区，生料从处环区进入中心室，再由中心室卸入库低卸料装置，由空气输送斜槽、胶带斗式提升机、预热器顶部斜槽输送，经逆止阀、气动板阀喂入窑尾预热器。2、生料预热与分解（烧成窑尾）：生料粉经计量由提升机送入二级14旋风筒气体出口管道内，在气流作用下立即分散、悬浮在气流中，进行气固换热，并随所流进入一级旋风筒。气料分离后，料粉通过重锤翻板阀进入三级旋风筒气体出口管道，并随气流进入二级旋风筒。以这样类似的方式，生料粉经过四级热交换后，得到了充分预热，随之C4物料随二次进入SC室加热、分解，经MC、RD进一步分解后的物料，随气流进入C5旋风筒，分离后喂入窑内。气流方向：窑气和出预燃室的气体经分解炉混合室及上升管道，沿着旋风筒及气体出口管道逐级上升，最后由一级旋风出风主管排出；废气经过SP余热锅炉或者也可以不经过余热锅炉直接由高温见机，送往原料粉磨，煤磨和窑尾废气处理系统。3、烧成窑中：生料粉从窑尾烟室的喂料托板喂入窑筒内。由于窑筒体的倾斜和缓慢地回转，使物料产生一个既沿着圆周方向翻滚，又沿着轴向从高端向低端移动的复合运动。生料在窑内通过分解，烧成等工艺过程，烧成水泥熟料后从窑筒体的低端卸出，进入冷却机。4、烧成窑尾：回转窑出来的高温熟料落在篦冷机篦床上，然后通过破碎后由斜拉链送入熟料库。其中篦式冷却机是一种骤冷式冷却机。烹由窑进入冷却机后，在篦铺成层状，由鼓风机鼓入冷风，经由14000C骤冷静至今1000C。篦冷机可以改进熟料质量、提高熟料易磨性、回收熟料余热、降低熟料温度，便于熟料运输，储存。在预热器和分解炉中经预热和预分解后的生料，进入回转窑进行煅烧后才能成为水泥熟料，回转窑是水泥熟料矿物的最终形成设备。在预分解窑系统中，回转窑具有四大功能：燃料燃烧、热量交换、高温化学反应和物料输15送。在回转窑中碳酸盐进一步的迅速分解并发生一系列的固相反应，生成水泥熟料中的等矿物。随着物料温度升高近时，等矿物会变成液相，溶解于液相中的和进行反应生成大量（熟料）。熟料烧成后，温度开始降低。最后由水泥熟料冷却机将回转窑卸出的高温熟料冷