水泥工艺课程设计

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1、唐山学院水泥工艺 课 程 设 计题目水泥工艺课程设计系（部）环境与化学工程系班级姓名学号指导教师2012 年 12 月 24 日至 2013 年 01 月 11 日 共 3 周2013 年 01 月 11 日课程设计成绩评定表出勤情况出勤天数缺勤天数成绩 评 定出勤情况及设计过程表现（20分）课设答辩（20分）设计成果（60分）总成绩（100分）提问（答辩）问题情况综合评定指导教师签名：年 月日目录目录 21新型干法水泥生产简述 41.1新型干法水泥的生产现状及前景 41.1.1新型干法水泥的生产现状 41.1.2新型干法水泥的发展前景 51.2新型干法水泥的生产特点 62配料方案的确定 82

2、.1熟料热耗的确定 82.2熟料率值的确定 82.3熟料标号的确定 92.4石膏加入量、混合材加入量的确定 102.4.1混合材加入量的确定 102.4.2石膏加入量的确定 103物料平衡计算 113.1配料计算 113.1.1原料及燃料化学成分 11表3-2煤的工业分析（%） 11表3-3生产损失 113.1.2煤灰掺入量 113.1.3计算干燥原料的配合比 123.1.4熟料的化学成分 123.1.5熟料率值的计算 123.1.6熟料矿物组成 133.1.7计算湿物料的配合比 133.2物料平衡计算 133.2.1窑产量的标定和生产能力 133.2.2原料消耗定额 144全厂工艺流程的确定

3、以及主机设备选型和储库堆场计算 184.1流程论述 184.1.1石灰石、石膏、煤的破碎工艺 184.1.2石灰石、煤的预均化措施 184.1.3生料制备系统 184.1.4生料粉均化系统 204.1.5煤粉制备系统 204.1.6熟料烧成系统的选择 204.1.7水泥制备系统 214.1.8水泥库及包装系统的确定 214.2主机设备选型、储库堆场计算 224.2.1各种主机小时产量 224.2.2主机平衡表 264.2.3全厂堆场、储库计算 264.3全厂工艺流程方框图 324.4全厂的质量控制点及控制指标 335结论 356谢辞 367参考文献 371 新型干法水泥生产简述1.1 新型干法

4、水泥的生产现状及前景1.1.1 新型干法水泥的生产现状对于我国来说,发展新型干法水泥生产将是实现水泥工业现代化的必由之路。 我国水泥工业目前正处于技术结构和产品结构调整的关键时期。根据国家产业结构 调整政策，近几年要加大力度淘汰技术落后、消耗高、污染和资源浪费严重、产品 质量差的小水泥生产线，在总量调控的原则下发展新型干法水泥生产。同时随着实 施与国际标准接轨的水泥强度检验方法以及等同于 150的水泥产品标准等政策，也 为发展新型干法水泥生产创造了有利的条件。新型干法水泥生产技术是以预分解技术和悬浮预热为核心 ,在水泥干法生产 的过程中综合应用IT技术、多功能挤压粉磨新技术、新型耐磨、耐热和耐

5、火材料 及新型机械粉体输送装置等现代科学新技术和成果的一种现代化的水泥生产技术。 其生产过程可以实现生产控制的自动化、工艺装备的大型化、科学管理等,且具有 优质、环保、清洁生产、高效、有害物排放量低和节约能源等一系列优点。近年来， 经过不断地技术创新，我国已实现了 20005000t/d熟料新型干法水泥生产线成套 装备基本能自给，5000t/d水泥生产线装备国产化率已达95%以上，且装备的性能也 达到了国际先进水平。实现“低投资，国产化”是中国全面进入新型干法水泥时代的关键，海螺集团、 山水集团是实践这一过程的先行者。我国新型干法水泥的飞速发展，源于对新型干 法水泥工艺技术的研究和装备的开发、

6、设计、制造取得的重大进展。在过去开发和 研制 2000t/d 成套技术装备的基础上，采取自行研制与引进吸收相结合的方式，进 一步开发了 5000t/d、8000 t/d、10000 t/d 级的新型干法水泥生产成套技术装备。由 于技术的先进、成熟、可靠，使得新型干法水泥生产线的各项主要技术经济指标达 到国际同类生产线的先进水平，制造成本明显下降，企业竞争力明显增强3。据中 国水泥协会统计，截止 2009 年底，全国已有 1113条新型干法水泥生产线在运行， 年设计熟料产能 95859 万吨。其中日产 700 吨900 吨生产线 41 条；日产 2000 吨 生产线 76条；日产2500 吨生产

7、线 324条；日产30003500 吨生产线 53条；日产 40004200 吨生产线 46条；日产 5000 吨及以上生产线 270 条。日产 5000 吨及以 上生产线设计水泥熟料产能占总新型干法水泥熟料产能的比重为 45.27%。新型干法 水泥所占比重已达到 76.88%。1.1.2 新型干法水泥的发展前景虽然我国的新型干法水泥生产技术已达到国际较先进水平 ,但就整体上来看,还 是存在很大的差距。要想使这一技术取得更大的进步 ,赶超发达国家的先进水平,就 必须做到在努力提高新型干法生产的水泥所占的比例的同时 ,继续加强技术研发和 信息化建设,鼓励企业自主创新,引进新技术,做好人才培养,不

8、断推行优化设计。多年 来，在消化吸收的基础上，科研设计单位对从原料开采到水泥成品出厂的整个生产 过程的工艺技术和成套装备进行了不断的优化和改进，从而使生产线的可靠性先进 性得到了根本性的改善。经过几代人近半个世纪的努力，我国新型干法水泥生产技术和装备的先进水平 已与国际先进水平相接近。但我们的整体水平还很差。据国家统计局公布的 2010 年的统计资料，我国代表先进技术的新型干法窑水泥仅占总产量的 14%（发达国家 的新型干法窑水泥占总量的 90%以上），而且这些新型干法水泥生产线的技术水平 参差不齐，平均规模只有 46 万吨/年，因此，必须继续加强技术开发，在努力提高 新型干法水泥所占比例的同

9、时，力争到2015年，5000t/d级及以下规模生产线的技 术经济指标达到当时国际先进水平，并完成10000t/d生产线的开发和建设，力求在 环境保护和生态化方面达到国际上二十世纪末的水平。生料制备全过程广泛采用现 代化均化技术;采用悬浮预热及预分解技术;工艺设备大型化，使水泥工业向集约化 方向发展;优质、环保、清洁生产、高效、有害物排放量低和节约能源 ;广泛采用新 型耐火材料等;新型干法水泥生产使水泥生产更加的“高产优质低消耗”，也更加的均 质稳定4。面对国际水泥贸易市场萎缩及发展中国家大兴水泥项目工程建设的局面，我国 水泥（含熟料）出口量连续四年呈下降趋势，由最高2006年的 3613万吨

10、（占当年总产 量的2.91%），下降为2009年的1561万吨（占当年总产量的0.95%）。在国家鼓励水 泥企业“走出去”战略的支持下，中国中材集团、中国建材集团，在水泥成套装备出 口和工程总承包方面已做出了骄人的业绩。承包的工程项目，不但有 5000t/d、 6000t/d，还有10000t/d。与外国承包商相比，中国承包的海外水泥厂工程，其造价降 低25%35%,工期缩短20%30%,具有很强的竞争力，目前中国企业在国际水 泥建设工程承包市场所占份额已达40%以上。在废渣资源化利用方面，是我国水泥工业的又一个显著特点。自上世纪5060 年代，就已经开始利用工业废渣，7080年代利用工业废渣

11、的种类和数量在不断增 加，除矿渣外，粉煤灰、煤矸石、电石渣、钢渣、磷渣、铜渣、赤泥、糖渣、排烟 脱硫石膏等相继进入水泥生产领域，不但用做水泥混合材，还用做熟料生产配 料。 节能减排成效显著， 2009 年水泥产品综合能耗大大降低，吨熟料能耗 124.15 千克标准煤，比 2008 年降低 4.85%；吨水泥能耗 95.08 千克标准煤，比 2008 年降 低8.11%。截止2009年全国已有498条2000t/d以上新型干法生产线安装了余热发 电，总装机容量3316MW，年发电能力222亿度，节能800多万吨标煤，减排2000 万吨 CO2。2009 年全国水泥工业投资共1,700.72 亿元

12、，增速61.75%。其中，东部地区投资 415.25 亿元，增速54.37%，所占比重24.42%；中部地区投资 558.89 亿元， 增速41.39%，所占比重32.86%；西部地区投资726.59 亿元，增速87.66%，所占比 重 42.72%。进入新世纪以来，水泥工业发展循环经济的路子越走越宽，优惠的政策导向和 良好的经济效益，吸引更多的企业进入发展循环经济行列。相信开始的“十二五”规 划，必将把发展循环经济，建设资源节约型、环境友好型社会，走新型工业化道路 作为一项战略要求提出。从过度依赖资金、自然资源和环境投人、以量的扩张实现 增长，转向更多依靠发展循环经济和技术进步、以提高产品质

13、量和效率获取水泥工 业的经济增长。1.2 新型干法水泥的生产特点进入新世纪以来，我国水泥工业发生了突破性的变化。从单纯的数量增长型转 向质量效益增长型，从技术装备落后型转向技术装备先进型，从劳动密集型转向投 资密集型，从管理粗放型转向管理集约型，从资源浪费型转向资源节约型，从满足 国内市场需求型转向面向国内外两个市场需求型。实现上述根本转变的原因，是进 入新世纪以来新型干法水泥生产技术的快速发展和应用。水泥工业是国民经济发展、生产建设和人民生活不可缺少的基础原材料工业。 随着我国经济的发展，水泥产业已达到相当大的规模， 2009 年我国水泥产量 16.5 亿吨，占世界水泥总产量 50%以上，已

14、连续 20 多年居世界第一位。水泥工业总产 值5000多亿元，占我国建材行业总产值的三分之一以上。新型干法水泥生产指采用窑外分解新工艺生产的水泥。其生产以悬浮预热 器和窑外分解技术为核心，采用新型原料、燃料均化和节能粉磨技术及装备， 全线采用计算机集散控制，实现水泥生产过程自动化和生产的高效、优质、低 耗、环保。该技术优点是传热迅速，热效率高，单位容积较湿法水泥产量大， 热耗低。新型干法水泥生产技术是以预分解技术和悬浮预热为核心，在水泥干法生产的 过程中综合应用 IT 技术、多功能挤压粉磨新技术、新型耐磨、耐热和耐火材料及 新型机械粉体输送装置等现代科学新技术和成果的一种现代化的水泥生产技术。

15、新型干法水泥生产技术的问世与发展，为水泥生产线大幅度提高产量和降低能 耗提供了技术保障。干法回转窑是18世纪末、19世纪初的窑型，它比立窑生产前进了一大步。由 于它所用生料是干粉，含水量1%,比湿法生产减少了用于蒸发水分的大部分热量， 而且也比湿法生产短，但干法中空窑无余热利用装置，窑尾温度一般都在 700 950C。有些厂可看到烟囱冒火现象，热能浪费严重，每千克熟料热耗高达1713 1828kcal,而且灰尘大，污染严重。生料均化差，质量低，产量也不高（均与湿 法生产相比），曾一度被湿法生产所取代。20世纪30年代初，出现了立波尔窑，在 窑的尾部加装了炉篦子加热机，对含水分为12%14%的生料球进行加热，使余热 得到较好利用，窑尾温度从700C以上降到100150C，热耗大幅度下降，产量和 质量都得到很大提高。20世纪50年代又出现了带旋风预热器窑，窑尾余热得到更 好的利用。尤其是20世纪70年代初出现的带窑外分解炉的新型窑生产线，将干法 生产推向一个新阶段。这种能耗低、产量高、质量好、技术新的窑已成为世界各国 水泥生产的发展方向。2 配料方案的确定2.1 熟料热耗的确定