设计说明书

武汉理工大学《工程设计训练》课程设计说明书1工程设计任务书学生姓名：专业班级：材科0801指导教师：工作单位：材料学院题目:日产6500吨熟料预分解窑的预热器系统设计一初始条件：1原料的化学分析结果物料烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3K2ONa2OH2O石灰石43.811.450.650.3253.250.521.00粘土4.9565.5316.965.834.140.361.211.021.00铁粉1.0137.093.0453.453.751.664.00煤灰58.6325.359.313.301.252.162燃料煤的元素分析结果：CadHadNadOadSadAadMad69.13.51.34.20.120.31.53各种物料损失均按3％计算4其它资料:本设计工厂有自己的矿山，其它条件均符合建厂要求，工厂气象条件符合设计要求。大气压强(夏季)：720mmHg温度：-4℃～40℃，相对湿度：70％～80％，地下水位：2m～2.5m二要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求)：1)设计计算说明书应包括以下内容：配料计算，物料平衡计算和热量平衡计算、有关设备的选型计算或结构尺寸计算、附属设备的选型计算、耐火材料选材计算与散热计算，有关性能指标计算，设计及附属设备一览表、设计评述，参考资料。2)画出有关设备的工艺布置图和主要剖面图(A2图纸)三设计要求：1)要求每个人独立完成，允许讨论，但不能抄袭，鼓励创新。2)说明书要求①设计说明书必须包括有关计算部分的方法、步骤和结果。②有关设备的选型,设计说明书中应说明其选取依据，有关经验数据的选取，亦应说明其来源。3)图纸的要求①图纸必须按工程图标准绘制，鼓励用计算机绘图。②图纸上必须注明设备主要尺寸及有关说明，图面应清洁、整齐。四时间安排：2011.6.6----2011.6.10(第1周)：查阅有关资料，进行有关设计计算；2011.6.13---2011.6.17(第2周)：绘制相关的图纸；2011.6.20—--2011.6.24(第3周)：整理提交计算说明书、图纸以及其它设计资料，答辩。指导教师签名：2011年6月6日系主任(或责任教师)签名：2011年6月6日武汉理工大学《工程设计训练》课程设计说明书2武汉理工大学《工程设计训练》课程设计说明书3目录1配料计算...............................................................11.1确定熟料组成..........................................................11.2煤灰掺入量............................................................11.3应用EXCEL程序进行配料计算............................................21.4湿原料配合比..........................................................32燃烧计算...............................................................33平衡计算...............................................................43.1工厂环境条件和工艺参数选择............................................43.2物料平衡..............................................................63.2.1收入项目...........................................................63.2.2支出项目...........................................................93.2.3物料平衡图.......................................................123.3热量平衡.............................................................123.3.1收入项目.........................................................123.3.2支出项目.........................................................143.3.3热量平衡图.......................................................163.4主要热工技术参数.....................................................163.4.1熟料单位烧成热耗.................................................163.4.2熟料烧成热效率...................................................163.4.3窑的发热能力.....................................................173.5物料平衡表...........................................................173.6热量平衡表...........................................................174预热器设计计算.....................................................................................................................................174.1预热器的选型及各级温度设定...........................................184.1.1预热器选型.......................................................184.1.2预热器各级温度设定...............................................18武汉理工大学《工程设计训练》课程设计说明书44.2预热器的结构尺寸计算.................................................194.2.1预热器各级进气量：................................................194.2.2旋风筒柱体直径D..................................................204.2.3旋风筒进风口尺寸..................................................204.2.4旋风筒之间连接管道的尺寸..........................................214.2.5旋风筒进风口的形式...............................................224.2.6旋风筒高度........................................................244.2.7锥角............................................................254.2.8下料口直径........................................................254.2.9旋风筒钢板厚度Δ..................................................264.2.10排料口直径DE.....................................................264.2.11喂料口底部至内筒末端距离H4......................................264.2.12旋风筒矩形进风口与连接管道的连接................................274.2.13附属设备的选型..................................................275耐火材料选择与散热计算.............................................276设计评述..............................................................287参考文献..............................................................30武汉理工大学《工程设计训练》课程设计说明书1日产6500吨熟料预分解窑的预热器设计1配料计算原料的化学分析结果物料烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3K2ONa2OH2O石灰石43.811.450.650.3253.250.521.00粘土4.9565.5316.965.834.140.361.211.021.00铁粉1.0137.093.0453.453.751.664.00煤灰58.6325.359.313.301.252.16燃料煤的元素分析结果：CadHadNadOadSadAadMad69.13.51.34.20.120.31.51.1确定熟料组成根据题意，需要设计预分解窑，因水泥熟料是由两种及两种以上的氧化物化合而成。在水泥设计中，控制各氧化物的比例即率值对熟料矿物组成及性能有很大的影响，因此其率值应控制在适当的范围之内。参考《无机非金属材料工艺学》[1]P59，表1-2-4：预分解窑的KH为0.86-0.89，SM为2.2-2.6，IM为1.4-1.8。本次设计选择KH为0.88，SM为2.2。1.2煤灰掺入量本次燃料选有煤粉，入窑前已被烘干过，可用空气干燥基(ad)代替收到基(ar)。据[1]P61,式1-2-39,煤灰掺入量可按下式计算：arnetaraQSqAG,100式中，Ga-熟料中煤灰掺入量，%；q-单位熟料热耗，kJ/kg熟料；武汉理工大学《工程设计训练》课程设计说明书2Qnet，ar-煤的收到基低位发热值，kJ/kg煤；Aar-煤的收到基灰分含量；S-煤灰沉落率，%。燃料的收到基低位发热量可根据《材料工程基础》[2]p277,6.14式计算：ararararararvnetMSOHCQ2450)(91009832032793,,015.02450001.0042.0(910035.0098320691.032793）=25691.131kJ/kg煤参数选择:设计日产6500吨预分解窑,参考《水泥生产工艺计算手册》[3]P29，表2-2：S=100%；表2.3:q=3150kJ/kg熟料。则煤灰掺入量如下：489.2131.256911001003.203150100100,,arnetadarnetaraQSqAQSqAG%1.3应用EXCEL程序进行配料计算传统方法采用累加试凑法，率值公式法等，原理简单，但是计算繁琐，工作量大，本次工程设计选用EXCEL编写程序计算原料配比，参考《新型干法水泥技术》[4]