水泥工艺学课程设计李荣刚

沈阳建筑大学课程设计说明书学号1004230122成绩课程设计说明书设计名称水泥工艺学课程设计设计题目水泥粉磨工艺设计设计时间2013.12.23—2012.12.27学院材料学院专业无机非金属材料工程班级无机1001姓名李荣刚指导教师佟钰丁向群2013年12月27日沈阳建筑大学课程设计说明书1课程设计要求我组设计的题目是设计一条日产熟料5100t/d水泥粉磨生产线，参考数据1.日产5100t熟料2.能耗3420kJ/kg3.煤热值21500kJ/kg4.配比石灰石占原料的82.5%5.生产1t熟料，需1.6t原料6.粉煤灰掺量45%7.石膏掺量4%8.工作制度16h/d本次设计的主要内容包括：1.配料计算2.物料平衡计算3.生产过程及设备选型4.最后设计水泥粉磨车间的工艺布局并画出图纸沈阳建筑大学课程设计说明书2前言课程设计是学生完成所有理论课和实验实习课程后的一个教学环节，它是在教师指导下，由学生综合运用所学过的基础知识和实践生产知识，查找工具书和各种技术资料达到计算、绘图、编写说明书等来解决实际生产技术问题的教学环节。也是从事技术工作的一次演习，与先前的教学过程相比，具有较强的综合性、实践性和探索性。通过课程设计不仅使学过的知识得以巩固、提高，而且进一步培养我们独立思考、设计及解决实际技术问题的能力，使自己的学识和工程实践能力有一个很大的进步，为下学期的毕业设计打好基础。在水泥的生产过程中，磨制生料、制备煤粉和制成水泥都要进行粉磨作业。水泥粉磨正是水泥工业工业生产中耗电最多的一个工序，因此合理的选择和设计粉磨流程和设备对保证产品质量，降低电耗具有极其重要的意义。近年来随着新型干法水泥生产的发展，为提高粉磨效率，节约能源，提高经济效益，水泥粉磨趋向于闭路流程，特别是大型磨机更是如此在闭路流程中又趋向于球磨机、辊压机及高级选粉机不同组合的粉磨流程。其中，辊压机混合型粉末系统是当今水泥行业最盛行的水泥粉磨系统。课程设计目录1.工艺设计的指导思想与原则........................................................32.粉磨车间工艺流程........................................................................53.水泥粉磨车间物料计算................................................................74.水泥粉磨车间重点设备的选型...................................................105.结束语与参考文献........................................................................25沈阳建筑大学课程设计说明书31.工艺设计的指导思想与原则指导思想1、贯彻“一切从实际出发”的指导思想，认真执行国家有关方针、政策。2、总体设计原则是“先进适用，生产可靠，节省投资，提高效益”。3、工艺系统在保证产品质量的前提下力求简单，提高系统的运转率，降低建设投资，并便于管理维修。4、强化经济观念并贯穿在整个设计过程中。设计原则1、根据计划任务书规定的产品品种、质量、规模进行设计。计划任务书规定的产品规模往往有一定的范围，设计规模在该范围之内或略超出该范围，都认为是合适的；但如限于设备选型，设计达到的规模略低于该范围，则说明原因，取得上级同意后，才能继续设计。对于产品品种，如果认为计划任务书的规定在技术上或经济上有不当之处，也应阐明理由，建议调整，并取得上级部门的同意。窑、磨等主机的产量，除了参考设备说明书和经验公式计算外，还应根据国内同类型主机的生产数据并参考国内外近似规格的主机产品进行标定。在工厂建成后的较短时期内，主机应能达到标定的产量，同时标定的主机产量应符合优质、高产、低消耗和设备长期安全运转的要求。既要充分发挥设备的能力，但又不能过分追求强化操作。2、主要设备的能力应与工厂规模相适应大型工厂应配套与之相适应的大型设备，否则将造成工艺线过多的现象。在现代大中型水泥厂的设计中，一般只采用一条或两条由大型设备组成的工艺线。3、选择技术先进经济、合理的工艺流程和设备工厂的工艺流程和主要设备确定以后，整个工厂设计可谓大局已定。在选择生产工艺流程和设备时，应尽量考虑节省能源，采用国内外较成熟的先进经验和先进技术。如在原料的破碎方面，采用一级反击式反击式锤式破碎机代替二级或三级破碎系统；在干法生料粉磨工序普遍采用烘干兼粉磨系统；在水泥粉磨系统采用辊压、机球磨、高效选粉机的混合粉磨系统。沈阳建筑大学课程设计说明书4对于新技术、新工艺、新设备，必须经过生产实践鉴定合格后，才可应用于新建厂的设计中。工艺流程和设备的选择应进行方案比较，以达到技术先进、经济合理的目的。在进行具体设备的选型时，应注意下列一些问题：尽量选用结构新、体型小、质量轻、效率高、消耗省且操作可靠维修方便、供应有保证或能自行加工制造的设备。各种附属设备的型号、规格应尽量统一，以便于生产管理和减少配、备件的种类。4、全面解决工厂生产、厂外运输和各种物料储备的关系由于工厂生产要求长期连续运转，而回转窑、磨机和破碎机等设备则需一定的时间进行计划检修；同时受各种复杂条件如厂外运输等因素的制约，所以各种物料都应有适当的储备。各种堆场、储库的容量，应满足各种物料储存期的要求。储存期的确定应使生产有一定的机动性，以利于工厂均衡连续地生产。但储存期也不应太长，以免增加基建工程量和费用及占用工厂的流动资金。5、注意考虑工厂建成后生产挖潜的可能和留有工厂发展余地考虑工厂扩建的原则是：既要便于今后的扩建，使工厂扩建时尽量不影响原有的生产，又要尽可能不增加当前建厂的占地面积的投资。6、合理考虑机械化、自动化装备水平机械化水平应与工厂规模和装备水平相适应，特别是连续生产过程中大宗物料的装、运、卸，必须实现机械化。重大设备的检修、起重以及需要减轻繁重体力劳动的场合，也应尽可能实现机械化。生产控制自动化，具有反应灵敏控制及时调整精确的特点，是保证现代化连续性大生产安全稳定进行的必不可少的手段。如在原料配料和粉磨过程中，新型干法生产广泛地采用电子秤-X荧光分析仪-电子计算机自动调节系统，控制原料配料，实现了原料配料的自动控制。在水泥粉磨系统已广泛采用电子定量喂料秤、自动化仪表、电子计算机控制生产。其主要利用电耳、提升机负荷和选粉机回料量等进行磨机负荷控制。7、重视消音除尘，满足环保要求贯彻执行国家环保、工业卫生等方面的规定。我国水泥生产最高容许排放浓度为50mg/m3。今后，由于对环保要求愈睐愈高，应采取积极措施，减少环境污染，以保护职工身体健康和延长设备生产寿命。为减少环境污染，应广泛的采用新型高效除尘设备，在物料储存设计上采用以“圆库”为主方案。与此同时，也应重视噪音防治、污水治理、绿化环境，使水泥厂工业实现文明生产8、方便施工、安装、方便生产、维修工艺布置做到生产流程顺畅、紧凑、便捷。力求缩短物料的运输距离，并充分考虑设备安装、操作、检修和通行的方便，以及其它专业对工艺布置的要求。沈阳建筑大学课程设计说明书52.粉磨车间工艺流程粉磨车间的系统分类按一定粉磨流程配置的主机和辅助组成的系统称作粉末系统。可根据入磨物料的性能、产品种类、产品细度、产量、电耗、投资以及是否便于操作与维护等因素，通过进行经济技术的比较选择合适的粉磨系统。根据生产方法的不同，水泥粉磨可分为：干法和湿法两种。干法生产水泥是将原料配合入魔，粉磨为生料干粉，然后喂入干法回转窑或立窑内煅烧为水泥熟料。干法生产水泥热耗低，随着现在新型干法水泥生产技术的发展与完善，干法生产已成为水泥粉磨的主要方法。常用的水泥粉磨流程有：1.开路流程：管磨、康必丹磨。2.闭路流程：一级管磨闭路、二级球磨闭路、中卸磨一级闭路、康必丹管一级闭路、辊式磨和辊压机。辊压机用在水泥粉磨方面由五种粉磨流程形式：（1）预粉磨：在闭路流程上辊压机装在球磨机前面，用以降低入磨物料粒度。（2）混合式粉磨：在闭路系统上辊压机装在球磨机前面，选粉机一部分粗粉回到辊压机。（3）联合粉磨：辊压机和选粉机自成一个闭路系统，后面再串接球磨机。（4）部分终粉磨：辊压机与选粉机组成闭路流程，选粉机一部分粗粉回球磨机。（5）终粉磨：只用辊压机和选粉机；不接球磨机。本次设计，水泥粉磨车间系统流程选用目前技术较为成熟的带辊压机混合粉磨系统，主要设备有辊压机、水泥磨、选粉机、收尘器、风机、斗式提升机。该流程简介如下：熟料、石膏和矿渣由各自的调备库经定量给料机配好后，由带式输送机输送入磨前斗式提升机，再由斗提机送至稳流称重仓，这一过程物料经除铁器去掉磁性物质。接着混合料喂入辊压机，经辊压机预粉磨后，粗粉回料入磨前斗提机再进稳流仓，细粉则进入水泥磨粉磨。出磨物料送入高效选粉机，选粉后粗粉不是全部返回磨头重新粉磨，而是将部分粗粉返回辊压机重新挤压，细粉则由气箱脉冲袋式收尘沈阳建筑大学课程设计说明书6器收集下来，由斜槽、提升机送至各个水泥库。粉磨流程特点（1）原料的烘干和粉磨一体化，烘干兼粉磨流程得到了广泛的应用，并由于结构和材质方面的改进，辊式磨获得了快速发展，粉磨电耗明显降低。（2）磨机与新型高效选粉机、输送设备相匹配，组成了各种新型干法闭路粉磨系统，提高了粉磨效率，降低了电耗。（3）设备日趋大型化，以简化设备和工艺流程，与窑的大型化相匹配。（4）新型节能粉磨设备——辊压机，不但应用在生料粉磨系统中，而且也应用在水泥粉磨系统中。（5）采用预烘干形式组成烘干粉磨联合机组。（6）磨机系统采用自动化操作，生产稳定。（7）该工艺增加了物料在辊压机中挤压的次数，与传统球磨机相比，节点达30%，还可以确保产品质量。粉磨流程简图图2-1粉磨流程简图沈阳建筑大学课程设计说明书73.水泥粉磨车间物料计算原始数据及资料石灰石占原料82.5%煤热值21500kJ/kg熟料能耗3420kJ/kg生产1t熟料需1.6t原料生产粉煤灰硅酸盐水泥，其中粉煤灰掺量为45%，石膏掺量为4%全厂生产能力计算设计任务要求设计日产粉煤灰硅酸盐水泥孰料5100吨，由于要求粉煤灰硅酸盐水泥中粉煤灰掺入量为水泥质量45%的粉煤灰，石膏掺入量为4%。根据《新型干法水泥厂工艺设计手册》以及近年来一些厂的生产实际，选择Ф4.8×70m的预分解窑。该窑型技术参数如下表4-1表4-1Ф4.8×70m回转窑技术参数规格Ф4.8×70m生产能力(t/d)5000~5500筒体直径(m)4.8筒体长度（m）70斜度(度)3.5转速主转(r/min)0.35-4辅转(r/h)7.36功率（KW）主转（r/min）630辅转(r/h)45支撑档3档窑产量的标定沈阳建筑大学课程设计说明书8回转窑内径DT=D-2σ其中σ为衬砖厚度当D≦4m时，σ=0.15m当4mD≦5m，σ=0.18m当5mD≦6m，σ=0.20m故回转窑内径DT=D-2σ=4.8-2*0.18=4.44m根据经验公式可估算：（3-1）6801.0328.2495.8LDQTd8.495*4.442.328*700.6801=4910t/d设计标定窑的日产量为5000~5500t/d，取平均为5250t/d窑的台数：1)(152505100nn，取台（3-2）熟料的小时产量：t/h75.318165100Qh（3-3）熟料的日产量：t/d1005Qd（3-4）熟料的年产量：t/y26.17175.31892.05840Q5840Qha万（3-5）其中η=0.92为窑的年利用率。年小时数为16×365=5840h工厂生产能力计算水泥的小时产量：htQedpGhh/75.61875.318*4541001100100100（3-6）水泥的日产量：t/d990075.6181616GGhd（3-7）水泥的年产量：t/y44.33275.61892.05840G5