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1、:创#1丄痒说课程设计说明书日产2500吨熟料预分解窑生产线 C1级预热器设计学 院：材料与化学工程学院 课程名称：材料工艺设计课程设计 学生姓名：刘帅聪专 业：无机非金属材料工程班 级：材料1301班学 号：1360140113指导教师：袁龙华完成时间：2016 年12月材料工艺设计概论课程设计任务书设计题目日产2500吨水泥熟料预分解窑生产线 C1预热器设计原始资料1. 原材料化学成分（1）石灰石、粘土质、铁质原料（%）表1原材料化学成分（%名称烧失量SiO2Al 2OFe2OCaOMgO总和石灰石39.583.331.430.6951.301.2197.54粘土5.4366.3615.4
2、17.112.342.7299.37烟煤煤灰2.4536.122.7254.030.7296.04（2）煤的工业分析成分（%表2煤的工业成分分析（）MtMadAadVadFcadQn etadQn etar7.01.0827.9413.3257.6655995232（3）煤灰的化学成份（%表3煤灰的化学成分（）SQ2Al 2QFezQCaOMgOSO其它43.4228.998.356.121.067.104.96100（4）原、燃料水份（%表4原、燃料水分（%）煤石灰石粘土铁粉8.5211122. 料耗及热耗实际料耗：生产损失为2-6% （本设计选定2%烧成热耗：3130-3230KJ/kg熟
3、料（本次选定3150KJ/kg熟料）3. 当地自然条件历年平均气温：18.5 C； 绝对最高气温：40.3 C； 绝对最低气温：-8 C； 平均气压： 99660Pa。相对湿度： 73%；平均湿度： 79%； 常年主导风向：东南风；三 设计内容及设计原则1 、设计内容日产 2500 吨水泥熟料预分解窑生产线 C1 级预热器设计。 2、设计基本原则（ 1 ）在满足工艺要求，确保工艺畅通；（2）充分考虑安全因素，确保安全生产。四 设计成果1 、完成设计说明书一份（1 ）设计方案与设计指导思想（2）设计计算部分1 ）配料计算（率值自行拟定） ；2 ）生料消耗定额（理论料耗与实际料耗）计算；3 ）年产
4、熟料计算（窑年运转率自行拟定） 85%；4 ）要求窑尾预热器系统废气量计算 依据窑年产量、燃煤等计算系统及各级预热器需处理气体量。5 ）各级预热器主要结构参数计算 依据要求各级预热器要求处理废气量及相关参数， 计算各级预热器直径、 排气管直径等主要结构参数。6）计算本组设计预热器级数的其他参数：如预热器直筒高度、锥体结构参 数、进口型式与高宽参数、内筒深度等。2、绘制图纸（ 1 ）C 1级旋风预热器结构图，烧成车间平面布置图； （2）要求：以全面、准确反映自己所设计部分的内容为准。预分解窑是新型干法水泥生产线的而一个重要标志， 是当代高新技术在水 泥工业的集成。设计的目的之一，就是在保证水泥产
5、量和质量的前提下， 提高物 料的分解率，缩短物料的分解时间，降低熟料单位热耗等。本次设计的内容是日产2500吨水泥熟料预分解窑生产线 C1级预热器设计。 在设备选用上，尽量选用国内设备以便维修保养方便。设计的内容具体为：1. 配料计算2. 物料平衡3. 预热器的参数4. 旋风筒的类型预分解窑系统具有高效率、低能耗、自动化等优点，它是在悬浮预热器和回 转窑之间，增设一个分解炉或利用窑尾烟室管道， 使燃料的燃烧放热过程与生料 的吸热分解过程同时在悬浮态或流化态下极其迅速地进行， 因而窑系统的煅烧效 率大幅度提高。该系统目前运用技术已日趋成熟，为大多数大型水泥厂家所接受。关键词：配料；平衡；分解；设
6、计；预热器1设计方案与设计指导思想 61.1设计指导思想62设计原始资料63设计计算63.1配料计算7单位熟料的热耗7确定率值73.1.3 计算生料配合比 8计算湿原料的配合比 103.2原燃料消耗定额计算 11生料消耗定额计算 11消耗用煤定额计算 123.2.3 水泥熟料物料平衡表 123.3年产熟料量计算13窑型和规格的选取13年利用率的确定 13年产熟料量的计算133.4 C1预热器废气量计算 143.5预热器参数17旋风筒直径及高度17旋风筒进风口的形式和尺寸 18排气管尺寸及插入深度 19锥体参数20总 结21参考文献221设计方案与设计指导思想1.1设计指导思想 水泥厂需要用大量
7、的矿物原料如石灰石等，因此水泥厂大都自行开采矿 山，并靠近矿源建厂。 水泥工业能耗和电耗较大，因此在水泥厂设计中要注意确保能源供应，并充分重视节约能源的问题。 水泥厂存在粉尘和噪声两大污染。因此，设计时必须加强收尘措施，尽 量搞好厂区绿化。 从发展来看，水泥工业的发展逐渐趋向大型化和自动化。因此在设计时， 应尽量采用新技术、新方案并重点考虑节约能源。从水泥厂的整体设计来说，工艺设计是主体，它的主要任务是确定工艺流程， 进 行工艺设计的选型和布置。但工厂设计是各专业共同完成的一个整体。因此，工 业设计与其他专业的设计有着密切的联系，特别是工艺布置和土建的关系更为密 切，生产设备的布置直接影响到建
8、筑物的结构形式和尺寸。因此，工艺人员只有与其他人员相互配合，共同研究，才能产生较好的方案。2设计原始资料（1）石灰石、粘土质、铁质原料（%）表5原材料化学成分（%名称烧失量SOAl 2QFezQCaQMgQ总和石灰石39.583.331.430.6951.301.2197.54粘土5.4366.3615.417.112.342.7299.37铁粉2.4536.122.7254.030.7296.04(2)煤的工业分析成分(%表6煤的工业成分分析()MtMadAadVadFcadQn etadQn etar7.01.0827.9413.3257.6655995232(3) 煤灰的化学成份(%表7
9、煤灰的化学成分()SQAl 2OFe2QCaOMgOSO其它43.4228.998.356.121.067.104.96100(4) 原、燃料水份(%表8原、燃料水分(%)煤石灰石粘土铁粉8.5211123设计计算3.1配料计算单位熟料的热耗由任务书里可知烧成热耗：3130- 3230KJ/kg熟料，根据本设计的具体内容, 选定单位熟料的热耗为3150KJ。确定率值对与分解窑熟料率值选取可参考表 9窑型KHSMIM湿法窑0.88-0.921.9-2.5 11.0-1.8干法窑0.86-0.892.0-2.351.0-1.6立波尔窑0.85-0.881.9-2.31.0-1.8预分解窑0.87-
10、0.922.2-2.6 |1.3-1.8机立窑适宜范围0.86-0.932.0-2.51.1-1.5有矿化剂0.92-0.961.6-2.0 |1.1-1.3预分解窑推荐值0.882.50适宜范围0.86-0.901.90-2.801.40-1.90 参照表格确定三个率值分别为 KH=0.90, SM=2.5Q IM=1.60计算生料配合比1.煤灰掺入量的计算：GaqAadS100 Q n etad式中：q-单位熟料热耗，KJ/kg熟料（本次取3150KJ/kg熟料）Aar -煤收到基灰分含量，%Qnet.j煤收到基低热值，KJ/kg煤S-煤灰沉落率（有收尘设备时取100），%由上式计算得：G
11、a = 315雷994101000%=3.43%2. 率值由上述定为 KH=0.90, SM=2.50, IM=1.60熟料设计过程中AI2O3、Fe2O3、CaO、SiO2四种氧化物含量的总和,Fe2O3 =(2.8KH1)(IM 1)SM 2.65IM1.35=97.5%=(2.8 0.9 1)(1.60 1) 2.50 2.65 1.60 1.35 =3.40%AI2O3=IM Fe2O3=1.6 3.4% =5.44%SiO2=SM(Al2O3 Fe2O3) =2.50 (3.4% 5.44%) =22.10%CaO =(Fe?O3 Al 2O3 SQ2)=97.5%-(3.4%+5.
12、44%+22.10%)=66.56%1. 煤灰掺入量Ga=3.43%2. 原材料化学组成如下表所示：表10原材料化学成分（%名称烧失量SiO2Al 2OFe2OCaOMgO总和石灰石39.583.331.430.6951.301.2197.54粘土5.4366.3615.417.112.342.7299.37铁粉2.4536.122.7254.030.7296.043. 设定干燥原料配合比为：石灰石 83.6%,粘土 10%,铁粉3鸠此计算生料的化 学成分，见表11表11生料生料化学成分（）物料配比烧失量Si2Al23Fe23CaMgO石灰石83.633.372.801.2050.45843.
13、251.02粘土100.5706.9681.6180.7210.2460.086铁粉30.0440.6500.1630.9730.0130总计96.633.94510.4183.0862.37043.4811.088灼烧生料/21.044.463.2565.041.18煤灰3.401.4760.9860.2840.0360.241熟料100/22.365.383.4665.101.22根据上表数据可以算的Kh= Ca1 -65 Al2O30.35Fe2O30 882.8Si2SM=Si22.5Al 23 Fe23IM= A，23 =1.59Fe23率值在预分解窰的率值范围内，所以干燥原料配合比：石灰石83.6% ,粘土10%煤灰3.4%，铁粉3如使用。计算湿原料的配合比表12原、燃料水分（）煤石灰石粘土铁粉8
