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1、10000t / d吨水泥熟料新型干法生产线烧成窑尾工艺设计材料与化学工程学院 无机非金属材料与工程专业 2008级2班 程万指导老师：吴修胜 杨明刚 谭京梅摘要：为了符合当今水泥行业的发展需求同时也是对大学本科四年所学知识的考 查，我选择了“日产 10000 吨水泥熟料新型干法生产线窑尾系统工艺设计”这个 课题作为我的毕业课题，现代最先进的水泥生产技术就是新型干法预分解窑。预 分解窑是在悬浮预热器与回转窑之间增设分解炉，设计范围主要是窑尾系统，通 过配料计算、工艺平衡计算等得出结果，并结合实际对主机及附属设备进行选型， 进而对各种设备进行工艺布置，对全厂的设备进行简单规划。 关键词：预分解系
2、统；烧成系统；配料系统；粉磨系统ABSTRACT ：In order to meet the development needs of the cement industry today and at the same time examine the knowledge of university undergraduate course four years, I chose nissan 10000 tons of cement clinker NSP production line preheater system process design this topic as my gra
3、duation project. Modern most advanced cement production technology is NSP kiln advance decomposition. Pre decomposition kiln is in suspension preheater between decomposing furnace with rotary kiln added. Preheater system design range is mainly by ingredients calculation, craft equilibrium calculatio
4、n etc, and actual results to host and affiliated equipments, and selection of equipment, process arrangement of all the equipment simple planning.Key words： Precalcining system；Firing system；Batching system；Griding system1. 引言本次设计的主要内容是水泥生产的工艺流程 ,水泥厂区及车间布置和窑 尾主要设备的计算选型等。重点对窑尾部分进行设计。本设计的过程中，除 了必须达到满足
5、日产 10000t 水泥生产所需的工艺要求和国家对环境等项目 的相关法律规定外，还应尽可能的做到绿色生产和降低能耗。本设计的主要 对象是水泥生产中的预热系统和预分解系统。预热器系统 1）推广五级预热器。通过对预热器系统阻力和分离效率的优 化以及热量的综合利用可以使用五级预热分解系统的综合节热效果投资会节省 很多操作运行也简单许多。虽然投资成本加大，但具有更高的生产效益，在各 各方面都有小号的收益，例如熟料热耗约可以降低203Okcal/kg熟料.一条5 OOOt/d的熟料生产线.年节约标煤约4 400t6 600t。2）减小预热器直径，这 会带来设备、耐火材料、窑尾框架基建投资降低等一系列好处
6、。3）预热器分离 效率匹配，保证其高效率，.既对降低系统热耗有好处，还能够明显减轻废气处 理系统的负担.利于环保减排。4）预热器的阻力，降阻的关键是优化预热器系 统的工艺参数，关键是涡壳、内筒结构及尺寸的优化，5）通过对对适应生料放粗 的要求，进行对生料磨针对性设计。分解炉系统 1）一台设计合理的在线型（窑气与炉气混合）燃烧炉对低质煤 粉燃烧的适应性强于离线型燃烧炉.因此得出离线型燃烧炉对煤粉适应性好的结 论.在线型燃烧炉底具备高温窑气条件，煤粉能够首先喷入高温烟气中快速升温 并烘干水分（具备了高温条件）.然后随高温烟气上升遇到三次风 （具备了氧气条 件），使低质煤得以迅速起燃。所以选择在线型
7、燃烧炉。 2）设计中提高分解炉的 用煤比例，减少窑头的用煤比例，其喷煤量占60%，窑头喷煤管处喷 40%.总体 降低燃料的使用量。3）分解炉的结构形式力求简单可靠，能最大限度降低生产成 本，提高产量。4）重视料、风、煤人炉位置上的合理匹配，提高碳酸钙的分解， 保证碳酸钙的分解率达到 90%-95%。5）降低分解炉的阻力，提高换热效率。4） 主要分解炉介绍：日本川崎重工 KSV 炉，主要由下部喷腾层和上部涡室组成。DD型分解炉，主要由四个区组成，包括还原区、燃料分解和燃烧区、主要燃烧 区、完全燃烧区，根据工艺性能分四个区：流化区、供气区（涡流区）、稀薄流 化区、悬浮区。2. 回转窑产量标定参照新
8、型干法水泥厂设备选型手册回转窑计算公式。可算得回转窑直径 为6.0米，窑筒体长度为95米 ，回转窑斜度为4%，转速为小于4.0转每分。 根据所查资料，辽宁公源水泥有限公司，湖海螺水泥有限公司，冀东水泥厂，中 材恒达水泥有限公司等其几家厂家应用6.0 X 90m，回转窑组成日产熟料100001干法烧成线，且达到预期效果。因此本设计选用回转窑如下：规格：6.0 X 90m、 生产能力：10000t/d、筒内径：6.0m、筒长：90m、筒体斜度:4%、转 速:0.363.6r/min、支撑数:3 档。3. 配料及物料平衡计算根据设计任务书所给条件，采用尝试误差法进行计算得出原料配比结果为: 石灰石:
9、砂岩:铁粉=0.83:0.157:0.013。结合原料含水率，并考虑生料损失后计 算得物料平衡表。4分解炉的规格计算与选型预分解技术是在预热器和回转窑之间增设分解炉或利用窑尾上升烟道，设燃 料喷入装置，使燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸钙分解的吸热过程，在分解炉 内以悬浮态或流化态状态下迅速进行，使入窑生料的分解率提高到90%以上。根据设计方案并参照物料平衡表，窑尾工艺计算及新型干法水泥厂设 备选型使用手册分解炉设计方法，计算得出理论计算分解炉的规格。炉子截面 风速W=5.59.5 m/s，在这里取W=8m/s,耐火砖厚度：“ 200mm 即分解 gg， 炉有效面积为53.82m2，有效直径为8
10、.68m，取直径为8.8m。MSC炉气流在炉内 经历时间t为25s，取t=3s，取气流在炉内平均流速W=5.5m/s，贝廿：分解炉 g高度为16.5m，有效截面积：S =55.39m2，有效内经;D =8.4m，分解炉高： 炉有H=16.5m。分解炉型号是悬浮式MSC型。5.旋风预热器的规格计算与选型预热器的主要功能是利用回转窑和分解炉排出的废气余热加热生料，使生料 预热及部分碳酸钙分解。近年来，在能源危机及重视能源利用的国家的水泥工业发展中，极力推荐并 发展5级旋风预热器技术。5级比4级出口温度可降低30oC以上.热耗降低 84126KJ/kg熟料。5级系统降低能耗的关键是旋风筒，因此预热器
11、技术较为先 进国家的设备制造厂均开发有独自的高效低阻旋风筒，以及枞阳海螺 10000t/d 生产线，我选择DOPOL双系列五级旋风预热器，其具有高换热效率，低废气量排 放和单位熟料热耗低2974KJ的优点，各级悬浮预热器尺寸选择五级双系列窜风 预热器系统。根据新型干法水泥厂设备选型使用手册预热器计算公式以及级预热器温 度及负压计算预热器规格计算各级预热器规格，级数C1C2C3C4C5直径D(m)7.88.38.89.39.0内筒直径d13.984.234.494.744.59料管直径d21.251.331.401.491.44进口宽b(m)2.732.913.083.253.15进口高a(m)
12、4.294.564.845.124.95柱体高h15.465.816.166.516.30锥体高h27.968.478.989.499.18总高H(m)13.4214.2815.1415.9915.48内筒高P(m)3.123.323.523.723.606.窑尾收尘设备选型窑尾收尘气体的性质：废气温度高(200C250C )；废气含尘浓度600 克每立方米；3粉尘比电阻高。除尘器处理风量要求：693000m3 /h 电收尘器截面尺寸A=Q/3600/VQ处理风量m3 /h V气体在电场内流速m/s。板式电收尘0.51.2m/s,本设计取0. 9m/s 计算得A=310 m要求电收尘器收尘效率
13、计算 国家要求水泥生产企业废气排放含尘浓度要 求：C =50mg/ m 3 n= C / C 出电收尘废气含尘浓度为C 20 g：；m 3计算 01i得 n=99.25%根据处理风量、收尘器截面尺寸、收尘效率及铜陵海螺10000t/d熟料生产 线使用情况选择规格：BS930，处理风量：760000m3 /h、 电场横断面积：310 m?、烟气温度：250C(最高400C)、入口含尘浓度：600g / m3、出口含尘浓度：W50mg/Nm3、气流速度：0.91m/s7. 煤磨选型风扫磨因其操作简单，运行稳定、生产可靠和对原煤的适应性强等优点在我 国水泥行业一直被广泛采用，但在国际上80年代以来的
14、发展趋势是应用辊式磨, 特别是大型化工艺线上很少再采用钢球磨。国外80 00 t/ d以上配套的辊式磨 已有投产的实例。同生料辊磨一样，用辊磨制备煤粉也有许多优点:辊磨集中碎、粉磨、烘干和选 粉于一体，流程简单，对原煤的粒度适应性强;烘干能力强，可以烘干粉磨水分 20%以上的原煤；粉磨效率高，电耗低，对于中等易磨性的煤种，辊式磨主机 装机功率只有15Kwh/t左右，而球磨主机一般要达到30Kwh/1左，根据日需要 煤量，选择型号为MPF2116立式磨，入磨物料粒度W50mm，入磨物料综合水分 10%,产量40t/h，产品细度(R )80Mm筛筛余10-15%，产品水分0.5%，磨盘0.08转速
15、24.8r/min，磨辊直径2120mm。8. 煤磨系统煤粉收尘器本次设计煤粉采用袋收尘，型号为FGM96-2X10 (M)，技术参数：处理废气量 110000 (m3/h)，废气温度(C)V120C，入口废气浓度550g/m3，出口废气浓度 50 mg/Nm3,过滤风速1m/min横断面积290m2,承受负压14000pa，压力损失(pa) 2000pa，台数 2。9. 附属设备选型9.1高温风机的选型通过第四章烧成窑尾工艺计算，窑尾废气量为1.64X.新Nm3/h，综合窑尾 最大烟气量，我们选择高温风机的规格如下：规格型号W6-2x39No31.5,处理废 气量828000687000m3/h，型式：双吸口式气体，含尘量70g/m3，气体温度(原 料磨开时)2960C，气体温度0C (原料磨开时)150-1600C，转速290r/min，台数 数2个，设计压力7200 (pa)9.2入窑提升机斗提机在水泥厂中被广泛应用于垂直输送块状、粒状及小块状的物料，具有 布置紧凑，提升高度高，密封性好等优点。这里是将均化库卸出的物料输送给预 热器。本次设计采用胶带式斗式提升机，型号为BWG-1000/360/5,提升能力170 t/h斗速31m/ min，主轴转速13.
