第三章-工艺设计的原则、程序和工艺平衡计算

第三章工艺设计的原则、程序和工艺平衡计算工艺设计的基本原则工艺设计的程序工艺平衡计算☆工艺设计的基本原则根据任务书规定的产品品种、质量、规模进行设计主机能力应与工厂规模相适应选择技术先进、经济合理的工艺流程和设备解决生产、厂外运输和物料储备的关系注意设备能力储备合理考虑机械化、自动化水平消音除尘，满足环保要求方便施工、安装，方便生产、维修工艺设计的程序原料加工试验应在资源勘探和可行性研究时进行。配料计算是确定原料种类和配合比，因此它是确定原料需要量和进行物料平衡计算、主机平衡计算、储库计算的依据。在初步设计阶段，工艺设计计算与工艺布置交错进行。在施工图设计时，先根据初步设计中各车间工艺布置图和审批意见，绘制工艺施工资料图供各专业配合使用，待各专业设计后进行核对、修改、补充，绘制成品图。施工图包括：工艺布置图（平、剖），局部放大图，设备基础图，非标准件图等。施工图设计初步设计资源地质详细勘探报告原料加工试验、配料计算设计基础资料物料平衡、主机平衡、储库平衡全生产厂车间总平面图轮廓图工厂总平面资料图各车间工艺布置图其它专业配合设计全厂生产车间平、剖面图、设备表、设计说明书审查批准工艺施工资料图其它专业配合设计施工图（成品图）设计程序示意图图工艺平衡计算分物料平衡计算、主机平衡计算、储库计算三部分。物料平衡计算是计算从原料进厂到成品出厂的各个生产环节需要处理的物料量，包括：原料、燃料、半成品、成品的量，并表示为小时、日、年需要量物料平衡计算是以熟料产量为基准。（一）所需原始数据1.窑熟料小时产量（t/h），或日产量（t/d），或水泥年产量（t/a）2.窑台数（台）3.窑年利用率（以小数表示）4.生料中各原料配合比（％）5.物料天然水分（％）6.石膏掺入量（％）7.混合材参数量（％）8.各物料生产损失（％）9.熟料烧成热耗（kJ/kg熟料）10.物料烘干热耗（kJ/kg水）11.燃料发热量（kJ/kg燃料）（二）计算步骤和计算公式1.熟料产量和水泥产量的计算年平衡法若工厂规模以水泥年产量表示，则需先计算熟料年产量（基准），选择窑型、规格，标定窑台时产量，选取窑年利用率，最后核算熟料、水泥年产量。（1）窑产量计算：式中——要求熟料年产量（t/a）——要求水泥年产量（t/a）——水泥中石膏掺入量（％）——水泥中混合材掺入量（％）——水泥的生产损失（％）；指从熟料出窑到水泥出厂各工序（储存、运输、粉磨、包装等）的生产损失之和，其值视设备密闭情况、除尘情况、工厂管理水平而定。一般取3－5％。100100deQGp熟料、年水泥、年年熟料、Q年水泥、Gdep（2）窑台数的计算：式中——窑的台数——所选窑的标定台时产量（t/h）——窑的年利用率，小数表示。机立窑0.8－0.85，新型干法窑0.8－0.85。注意：n等于或略小于整数时，取整数。n略大于整数时，可取整数，但应采取措施提高窑产量，或增大利用率。（若确实因无合适规格窑而降低产量，则需说明）n与整数相差较大，则需重新选窑规格，计算、标定产量。（若确实因无合适规格窑而超产量较多，则需说明。一般1-2台，不宜太多，尽量采用高效能、大规格的窑。（具体窑型选择在后面）8760QnQ熟料年熟料台时、、n台时Q（3）熟料、水泥其它形式产量计算：熟料、台时熟料、时＝nQQ熟料、时熟料、日＝QQ24熟料小时产量：熟料日产量：(t/d)（t/h）熟料年产量：熟料、时熟料、年＝QQ8670(t/a)熟料、时水泥、时－－＝QedpG100100水泥、时水泥、日＝GG24水泥、时水泥、年＝GG8670水泥小时产量：（t/h）(t/d)(t/a)水泥日产量：水泥年产量：2.原燃料消耗定额的计算都以1kg熟料为基准。（1）原料消耗定额考虑煤灰掺入时，干生料消耗定额100100100100SKIP生料生料100yyDWqARSQ式中K生料——干生料消耗定额（t/t熟料）I——干生料烧失量（％）S——煤灰掺入量（％）q——熟料烧成热耗（kJ/kg熟料）（设计确定）Ay——煤的应用基灰分含量（％）——煤的应用基低位热值（kJ/kg煤）R——煤灰沉落率（％），对窑尾有电收尘且窑灰入窑时为100％，其它情况查表。P生料——生料生产损失（％），指从原料进厂到熟料出窑的生产损失之和。yDWQ各种干原料消耗定额：K原料＝K生料·x（t/t熟料）X——干生料中改原料的配合比（％）dKed、dPddPeddK100100100（2）干石膏消耗定额式中——干石膏消耗定额（t/t熟料）——水泥中石膏、混合材掺入量（％）——石膏生产损失（％），从进厂到水泥粉磨各工序损失之和。ePeePedeK100100100（3）干混合材消耗定额——干混合材生产损失（％），从进厂到水泥粉磨各工序损失之和。1fKgDWQyDWQfgDWfPQqK1001001yyyDWgD100100)25(（4）烧成用煤消耗定额式中——烧成用煤消耗定额（t/t熟料）q——熟料热耗（KJ/Kg熟料）——煤的干燥基低位热值（KJ/Kg煤）——煤的应用基低位热值（KJ/Kg煤）Wy——煤的应用基水分（％）Pf——煤的生产损失（％），从进厂到入窑的损失之和。（5）烘干用煤消耗定额2122100100100fgDWfqWWKKWQP烘湿2121100100100fgDWfqWWKKWQP烘干2fK湿KK干式中——烘干用干煤消耗定额（t/t熟料）——需烘干的湿物料的消耗定额（t/t熟料）——烘干后干物料的消耗定额（t/t熟料）（注：非绝对干的物料）21WW、烘q——需烘干的湿物料烘干前后的水分（％）——蒸发1Kg水分的耗热量（KJ/Kg水）可参考烘干机经验参数（查表）0100100WKK－＝干湿fyDWfPQqK1001001湿fyDWfPQq1001001002212烘湿湿（6）湿物料消耗定额式中W0——该湿物料的水分含量（％）湿煤消耗定额烧成用：烘干用：（三）编制物料平衡表物料平衡表物料名称水分（％）生产损失（％）消耗定额（t/t熟料）物料平衡量（t）干料湿料干料湿料小时日年小时日年石灰石粘土铁粉配合生料熟料石膏混合材水泥烧成用煤烘干用煤燃煤合计二、主机平衡计算是在物料平衡计算和选定车间工作制度（选取年利用率）的基础上，计算主机要求产量，为选主机型号、规格、台数供依据。hGyG8760yhGG1、主机小时产量计算：式中——要求主机小时产量（t/h）——要求主机年处理量（t/a）——预定该主机年利用率（小数表示）87603210KKKK876032KKK年利用率可按工作制度计算：式中K0——每年工作周数（w/a）K1——每周工作天数（d/w）K2——每天工作班数（班/d）K3——每班主机运转小时数（h/班）K——每年工作天数（d/年）21TTGGdh年利用率可查表※煤磨小时产量计算回转窑工厂要求：煤磨小时产量以窑的小时用煤量计算。为保证窑的需要，煤磨产量应较需求量大20－25％（单风机系统时），30％（双风机系统时）。※包装机产量计算式中Gh——要求包装机小时产量（t/h）Gd——工厂日产水泥量（t/d）——包装水泥量与总水泥产量的比值（小数）T1——每天工作班数（班/d）T2——每班工作小时数（一般为5－7h/班）主机平衡表车间名称主机名称车间生产能力（t/h）主机年利用率三、储库容量计算为保证生产连续进行和生产过程质量控制的需要，必须按物料性质设置各种储存设施。储存量应能满足储存期（可供生产需要的天数）的要求。计算步骤：1.确定储存期☆影响物料储存期长短的主要因素:①物料供应点离工厂的远近及输送方式；②物料成分波动情况；③地区气候的影响程度；④均化工艺上的要求；⑤质量检验的要求。2.依据物料平衡表中物料的日需要量，乘储存期即为储存量。物料名称总储存量（t）日处理量（t）储存期（d）