搜索
西南科技大学本科生毕业论文1第1章绪论1.1概述新型干法预分解窑是现代最先进的水泥生产技术，它以其独特的优越性赢得了国际的认可。以预分解窑为代表的新型干法水产技术已经成为当今水泥工业发展的主导技术艺，它具有生产能力大、自动化程度高、产品质量高、能耗低、有害物排放量低等一系列优点。目前,我国广泛采用的是国际上先进的图形显示技术、通信技术、计算机控制技和集中管理、分制的集散型控制系统,并自行研发了工厂生产管理信息系统,保障了系统的安全性和可靠性,符合了实用性的要求。新型干法工艺是当代最具现代化、规模化的水泥生产方式，已被世界各国普遍采用，成为水泥生产技术的主流。通过多年的不断探索，我国的水泥工业发展取得了很大成果，水泥产量多年位居世界第一，为我国国民经济发展的提供了有力保障。然而就目前来看，我国水泥工业的结构仍然存在十分突出的矛盾，主要表现为经营粗放、生产集中度和劳动生产率相对较低、资源及能源消耗较高、环境污染比较严重，特别是立窑、湿法窑、干法中空窑等落后技术装备还占相当比重，可持续发展面临着严峻的挑战。为加快推进水泥工业结构调整和产业升级，满足科学发展观和走新型工业化道路的要求，新型干法水泥生产技术将迎来在全国发展的大好时机。1.2设计简介本设计是5000t/d熟料新型干法生产线窑尾部分的工艺设计，设计采用目前国内外水泥行业相对较为先进的技术和设备，力求最大限度的降低能耗、降低基建投资，又最大限度的提高产、质量，实现环境友好型、资源节约型的水泥发展要求。石灰石预均化堆场设计为矩形预均化堆场，其规格为42×170m。石灰石矿山全矿化学成分比较稳定，品质优良，均匀性比较好。厂区设1个Ø15×30m圆库储存石灰石用于生料配料，库有效储量6844t，实际储存时间为1.09d，能满足生产的正常进行。因为原煤成的分波动对烧成工艺、热工制度的稳定性及熟料质量等的影响极大，外购煤的质量难以完全预先控制，同时多点供应原煤的可能性是存在的，并且考虑将来使用低品位原煤的需要，故设置原煤预均化设施。原煤圆形预均化堆场规格为Ø80m，堆场有效储量13150t。可满足10天的原煤储存需求。原煤预西南科技大学本科生毕业论文2均化堆场外设置一个煤堆棚，通过运输来的煤，可以直接进入堆棚内储放。铁粉和矿渣采用联合预均化堆场其规格为30×50m。生料粉磨选择HRM4800型立式磨机一台，台时产量为：420-460t/h，入磨粒度110mm，出磨细度：80μm筛余12%，入磨水分＜12%，出磨水分＜1.0%，主电机功率3800KW。磨机配备选粉系统，不但提高了磨机产量，还可降低粉磨电耗。生料均化库采用IBAU型均化库，规格为：1-Φ22.5×48m，储量为：16000t，实际存储天数为2.01d。该库集生料储存、均化和喂料于一体，具有均化效果好、电耗低、系统简单、操作管理方便等优点。熟料烧成采用带CDC分解炉的双系列五级旋风预热器，CDC分解炉特别适合于低挥发分煤的完全燃烧；旋风预热器结构优化，系统阻力低，节能效果显著。正常生产情况下日产熟料能力5000t，熟料热耗3000kJ/kg。窑尾预热器采用4-2-2-2-2组合。预热器规格：C1为4-Ø4658mm，C2为2-Ø6214mm，C3为2-Ø6589mm，C4为2-Ø6579mm，C5为2-Ø6927mm。出C1废气量为1.618Nm3/kg熟料。CDC分解炉：直径Ø8130mm，有效高度26400mm。窑与分解炉用煤比例为40%和60%。设计选用规格为φ4.8×74m的回转窑，斜度为4%，三挡支轮，主传转速0.35-0.4r/min,电机功率630KW。窑磨废气处理采用低压长袋脉冲袋收尘器，确保了废气达标排放。熟料库采用帐篷库，规格为Ø30×40m，有效储量为36250t，实际储存期为7.25d，富于值储存过剩的熟料，以保证生产的连续进行，同时也可以直接销售熟料。煤粉制备系统设计放弃传统的风扫管磨+粗粉分离器+旋风除尘器+电除尘器的方案，ZJTL2220C型立式磨一台，标定台时产量为：30（t/h），煤粉细度可灵活调节，主电机功率480kw，出磨粒度80μm筛余≤8%；水分15.0%，煤粉水分1.0%。煤磨+脉冲喷吹袋式收尘器的方案，原煤经全密闭计量给煤机喂入辊式磨烘干粉磨，热源取自窑头篦式冷却机余风。该方案较前者节省了投资设备，减少了建筑占地面积，并且操作简单稳定，充分利用了余热。设有煤粉仓2个，1个放置于煤磨车间为分解炉供煤，一个放置于窑头车间为回转窑供煤。本设计选用混合材初水分为10%，要求终水分达到1%，因此选择规格为Ø2.4×18m的回转烘干磨2台，其台时产量可达26,9t/h，烘干热耗为5780kJ/kg水。水泥粉磨采用2套辊压机带O-Sepa3505选粉机的闭路球磨机粉磨系统，简单实用、运转率高，调节水泥细度方便，能同时生产不同品种水泥。磨机选用了φ西南科技大学本科生毕业论文34.3×13m球磨机，其传动采用了中心传动系统，具有传递功率大、投资省、占地面积小等优点。O-Sepa选粉机一、二、三次风全为环境冷空气，大大改进水泥质量、提高粉磨系统产量。台时产量可达200t/h，功率3550kW/台。磨出水泥细度比表面积达360m2/kg。水泥库采用6座Ø15×32m圆型水泥库储存水泥，每库储量7357.3t，总储量达44143.8t，实际存储器为7.10d，水泥库底可直接发运散装水泥。设计采用德国Haver&Boecher公司生产的RS型8嘴回转包装机2台进行水泥包装，台时产量为120-130t/h.通过电子计量方式进行计量，具有称量精度高、密封性能好、扬尘小、自动化程度高及操作简便等优点。全厂的中央地带修建生产控制楼，生产楼内设置中央控制室。中央化验室则和中央控制室平行布置，负责全厂原、燃材料、半成品和成品的物理检验、化学分析及质量控制。设半露天布置总降压站1座，分别向厂区和矿山供电。设置给水处理系统满足生产生活需要。生活、消防给水管网和生产给水管网皆设计为环状管网。设置污水处理场对生活污水、生产废水进行处理。办公楼、生产楼采用中央空调机组调节空气流量和温度；电气室、变电所、总降压站等处采用柜式空调机调节空气流量和温度。每个扬尘点设计收尘器，全厂收尘器均为袋收尘器。最大限度地保护当地的自然环境，对环境的污染降到最小。工艺设计是工厂建设的基础，是设计是工厂设计的主要环节，是决定全局的关键。工艺设计的主要任务是确定生产方法、选择生产工艺流程；确定生产设备的类型、规格、数量，选取各项工艺参数及定额指标。进行技术经济综合分析，切合实际，经济合理，选择最合适的熟料烧成车间工艺布置流程。设计力求做到“清洁生产”，并且节约能源、提高生产效率、产品质量和劳动生产率，使水泥生产经济集约型、环境友好型的现代化工业方向前进。西南科技大学本科生毕业论文4第2章原料与燃料2.1原料的质量要求2.1.1水泥原料原料的成分和性能直接影响配料、粉磨、煅烧和熟料的质量，最终必然影响到水泥的质量，所以水泥的原料应该满足以下工艺要求：（1）原料的化学成分必须满足配料的要求，才能制得成分符合要求的熟料，否则会使配料困难，甚至导致无法配料。（2）有害杂质的含量应尽量少，以便于工艺操作和控制水泥的质量。（3）应具备良好的工艺性能，如易磨性、易烧性、热稳定性、易混合性等。1、石灰质原料石灰石质原料是水泥生产过程中消耗最多的原料，一般生产1吨熟料约需1.2~1.3吨石灰质干原料。本设计的石灰质原料为石灰石，其各项指标均符合一级品的要求。石灰石储量丰富而且距离工厂的距离较近可以采用皮带输送机直接输送到厂区内，水泥矿山可有效利用石灰石输送过程中的高差势能，将高差势能转化为电能并回流至电网，实现能源充分利用。2、粘土质原料天然的粘土质原料有黄土、粘土、页岩、泥岩、粉砂岩等，其主要化学成分是SiO2，其次是Al2O3,还有少量的Fe2O3,一般生产1t熟料用0.3-0.4t粘土质原料。本次设计中，粘土矿山的储量丰富而且距离工厂的距离较近可以采用皮带输送机直接输送到厂区内的粘土均化库中进行均化。3、校正原料当石灰石和粘土质原料的配比所得的生料成分不能符合配料方案的要求的时候，必须根据所缺少的组分，掺加相应的校正原料。我国的粘土原料以及煤灰分中一般含氧化铝较高，而氧化铁不足，结合我国的实际情况为了满足煅烧的要求，需要加入铁质校正原料。2.2.2、混合材和石膏水泥中掺入一定的混合材不仅可以提高水泥同期强度，同时还可以提高水泥产量，降低水泥生产成本。本设计主要是生产42.5R级普通硅酸盐水泥，所以加入的混合材主要为火力发电站排出的粉煤灰和矿渣。石膏在水泥厂水泥生产的过程中是一种非常重要的原料，它作为混合材和水泥熟料进行粉磨。石膏具有调节水泥凝结时间的作用，同时还对于水泥的早期强西南科技大学本科生毕业论文5度的有提高作用。2.2燃料的品质要求燃料的品质对于熟料组成选择有着较大的影响。煤的挥发物含量对于水泥熟料的煅烧有直接影响。挥发物的含量过高，将使得回转窑窑中的黑火头缩短，容易造成热力分散，形成低温长带燃烧；反之，煤的挥发分过低，容易造成热力集中，短焰急烧。近年来，燃煤的均匀性受到世界各国的充分重视。特别是应用低品位的燃料以及煤质变化较大时，应该进行燃煤的预均化，才能保证熟料成分的稳定和水泥质量的提高。1.水泥工业用煤的质量分析（1）热值：对于燃料的热值希望是越高越好，可以有效的充分的提高发热能力和煅烧温度。热值比较低的煤是熟料的煅烧时的热耗增加，同时窑的单位产量降低。（2）挥发分：煤的固定碳和挥发分是煤的可燃成分，挥发分低的煤不容易着火，窑内容易出现黑火头，高温带比较集中。本次设计中采用的是褐煤。（3）灰分：煤的灰分是水泥用煤的主要指标之一。如果灰分过高将导致煤的着火点后移，辐射传热效率降低，导致熟料颗粒的成分不均与。从而影响窑内的热工制度。（4）水分：水分也是影响每份制备和燃烧的不利因素之一。对于燃烧来讲，水分越高，煤粉的滞后燃烧越严重，同时将造成不完全的燃烧，预分解系统将出现堵塞，降低熟料的质量。（5）煤粉的细度：煤粉的细度将直接影响火焰的长度以及形状。在燃烧过程中，煤粉的越细，比表面积越大，在空气中与氧气接触的机会就越大，燃烧的速度越快，燃烧也越完全，单位时间内放出的热量也越多，可以提高窑内火焰的温度。2.3熟料热耗的选择本设计选取3200kJ/kg熟料。西南科技大学本科生毕业论文6第3章配料及工艺平衡计算3.1配料计算3.1.1原料选择表3-1原料化学成分（%）成分名称LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOR2OSO3石灰石42.661.740.430.1952.981.460.20----粘土6.2569.4913.916.021.110.921.20.85铁粉--34.4211.5348.273.530.09----矿渣--35.0614.282.441.348.43--0.03煤灰--50.2939.633.264.541.33----表3-2煤的工业分析War(%)Var(%)Aar(%)FCar(%)Qnet,ar（kj/kg）原煤（烟煤）0.4826.4327.6948.2724368取熟料的烧成热耗：q=3000（kj/kg）。3.1.2水泥配料方案表3-3水泥的配料方案成分名称LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOR2OSO3石灰石42.661.740.430.1952.981.460.20----粘土6.2569.4913.916.021.110.921.20.85铁粉--34.4211.5348.273.530.09----矿渣--35.0614.282.441.348.43--0.03煤灰--50.2939.633.264.541.33----1、本设计中充分考虑熟料的质量和强度以及熟料的易烧性能设定三率值为：KH=0.90±0.03SM=2.5±0.1IM=1.5±0.12、计算熟料中煤灰掺入量GA（3-1）式中q───熟料的热耗（KJ/Kg熟料）；Aar──所选煤的灰分（%）；S──