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1、 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 摘 要水泥是社会经济发展最重要的建筑材料之一，在今后几十年甚至是上百年之内仍然是无可替代的基础材料，对人类生活文明的重要性不言而喻。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，在分解炉中加入占总用量50%-60%的燃料，使燃料燃烧的过程与生料碳酸盐分解的吸热过程在悬浮状态或沸腾状态下迅速进行，从而使入窑生料的分解率从悬浮预热窑的30%-40%提高到85%-90%，使窑的热负荷大为减轻，窑的寿命延长，而窑的产量却可成倍增长。与悬浮预热器窑相比，在单机产量相同的条件下，预分解窑具有:窑的体积小，占地面积减小，制
2、造、运输和安装较易，基建投资较低，且由于一半以上的燃料是在温度较低的分解炉内燃烧，产生有害气体NO较少，减少了对大气的污染。本设计内容为日产5500吨水泥熟料新型干法生产线回转窑工艺设计，根据配方比例和原燃料的数据分析，计算三大平衡，并进行了烧成工艺设计，参照其它国内外的水泥厂进行了回转窑工艺设计，确定回转窑规格，最终符合生产实际要求。关键字： 回转窑 三大平衡 工艺设计AbstractCement is one of the most important building materials of the social and economic development, within the
3、 coming decades or even a century, Cement is still no substitute for basic materials, the importance of human civilization is self-evident.Modern most advanced cement production technology is NSP kiln advance decomposition. Pre decomposition kiln is in suspension perheater between decomposing furnac
4、e with rotary kiln added, join in calciner in total amount 50% - 60% of fuel, to make the fuel burning process and raw in the absorption process decompose carbonate state of suspension or boiling condition, thus make rapid decomposition rate of kiln raw from suspension preheater kiln 30 to 40 percen
5、t of the increased to 85 percent to 90 percent, the heat load of kiln is reduced greatly.Compared with suspension preheater kiln individual output, in the same conditions, the decomposition furnace with: small size, covers an area of reduced, manufacturing, transportation and installation easier, lo
6、w investment in infrastructure, and because more than half of fuel is in the lower temperature burning in precalciner, produce harmful gases, and reduced the rate of less NOx atmospheric pollutionThe design of the content of Nissan 5500 tons dry process rotary kiln cement production line process des
7、ign ,According to the original ,the fuel of data analysis ,I work out the calculation of the three balance and the calculation for the firing process. Refer to other state-of-the-art cement plant for rotary kiln technology design, further determine the specificationsfor the design of rotary kiln, an
8、d adapt to the actual requirement .目录摘 要IAbstractII目录III前言11设计任务21.1任务21.2重点解决问题21.3工厂原始资料22配料计算32.1三个率值的选择32.2计算煤灰掺入量42.3计算干燥原料配合比42.4熟料的矿物组成计算53物料与主机平衡73.1物料平衡计算73.1.1烧成车间生产能力和工厂生产能力的计算83.1.2原料消耗定额93.2原料、燃料、材料需要量的计算和物料平衡表的编制114工艺设备选型与计算134.1工艺设备选型与计算的目的134.2设备选型144.2.1石灰石破碎设备的选型7144.2.2生料磨的设备选型154
9、.2.3 回转窑选型164.2.4煤磨的选型174.2.5水泥磨的设备选型184.3包装机的设备选型194.3主机平衡表见表194.3堆场的选型设计214.3.1石灰石预均化堆场的计算224.3.4煤预均均化堆场的计算224.4储库的选型计算244.4.1石灰石配料库264.4.2 生料均化库的计算264.4.3 熟料库的选取与计算264.4.4 水泥配料库的计274.4.5水泥库的选取与计算285烧成系统平衡计算305.1 物料平衡计算315.1.1 收入项目335.1.2支出项目365.2 热量平衡计算385.2.1 收入项目385.2.2支出项目396回转窑的规格计算426.1初步确定窑
10、的规格426.2回转窑主要参数计算436.3筒体的设计446.3.1筒体结构及设计446.3.2筒体载荷计算456.3.3轮带.466.3.4托轮支撑装置476.3.5档轮装置486.4传动装置496.4.1齿轮参数选择及结构设计496.4.2传动功率的计算506.5窑尾密封装置506.6 窑尾系统烟气平衡计算506.6.1 选定相关系数516.6.2 系统各部位烟气量计算516.7 窑尾设备及其尺寸546.7.1 分解炉尺寸规格计算546.7.2 旋风预热器规格计算557设计原则57致谢60参考文献61V前言当前世界水泥工业的发展是以节能、降耗、环保为中心，走可持续发展的道路。与此相适应，水
11、泥设备尤其是回转窑的资源化利用及应用中的环境行为等方面也成为研究的热点。以预分解窑为代表的新型干法水泥生产技术是国际公认的代表当代技术发展水平的水泥生产方法。具有生产能力大、自动化程度高、产品质量高、能耗低、有害物排放量低、工业废弃物利用量大等一系列优点，成为当今世界水泥生产的主要技术。近年来，我国新型干法水泥生产技术得到了飞速发展。尤其是进入21世纪，大批5500t/d熟料新型干法水泥生产线的建成、投产，标志着我国新型干法水泥生产技术已经成熟。目前全国已建成的新型干法水泥生产线约400余条，产能达3亿多吨，占我国水泥总产量的32%以上。回转窑系统作为新型干法水泥生产技术的重要一环，其设计事关
12、水泥的产量和质量。对窑系统的热工计算，确定单位熟料的热耗，有利于分析窑系统的热工技术性能。同时也为优质，高产低耗及节能技改提供科学依据。因此，以新型干法窑（NSP）的设计为契机，加深对水泥工艺相关知识的理解是很有必要的。水泥工厂的设计是一项复杂的系统工程，涉及专业多，知识面广，其生产又具有连续化，各环节相互制约，故设计时，对生产技术配套设备等的选择，要选择最佳方案，统筹安排。毕业设计是工艺专业的学生在学完全部课程后，模拟工艺设计的基本内容而进行的一次实际的训练。它有助于培养学生综合运用该学科基本理论、基本技能和专业知识，结合生产实际，提高分析和解决问题的能力，它有助于培养学生理论联系实际，注重
13、调查研究的良好作风，提高查阅文件资料，处理数据和识图、绘图技术水平，为今后的学习和工作打下良好的基础。1设计任务1.1任务日产5500吨水泥熟料新型干法生产线回转窑工艺设计1.2重点解决问题（1）配料计算、物料平衡计算、主机平衡计算、储库平衡计算、烧成系统热工计算。（2）工艺布置图设计、回转窑图1.3工厂原始资料表1-1原材料及化学组成lossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO石灰石42.62.420.310.1953.130.5799.28粘土5.2770.2514.725.481.410.9298.05铁粉034.4211.5348.273.530.0997.84煤灰053.5235
14、.344.464.791.1999.3表1-2煤工业分析madvadAadFcadQnet，ad0.60%22.40%24.1%49%20930Kj/kg2配料计算2.1三个率值的选择（1）KH：石灰石饱和系数，实际上表示了数料中与百分含量的比值。KH值一般波动在0.80-0.95之间。KH值越大，则硅酸盐矿物中的比例越高，熟料强度越好，故提高KH值有利于水泥质量，但KH值过高，熟料煅烧困难，必须延长煅烧时间，否则会出现较多f-,影响水泥安定性，同时窑的产量低，热耗高，窑衬工作条件恶化。KH过低时，数料中含量增多，水泥强度发张缓慢，早期强度不高。（2）SM：硅率，表示熟料中硅酸盐矿物与溶剂矿物
15、的比例关系，相应的反应了熟料的质量和易烧性。SM值一般波动在1.7-2.7之间。若SM值过高，则由于高温液相量显著减少，熟料煅烧困难，回转窑不易挂窑皮，且不易形成，导致含量过多而熟料易粉化。但SM值过小，熟料因硅酸盐矿物少而强度降低，而由于液相过多，窑内易结圈，结大块，影响窑的正常操作14。（3）IM：铝率，表示熟料中Al2O3和的质量比，IM值一般波动在0.8-1.7之间。若IM值越高，含量高，煅烧过程中液相黏度大，物料不易烧成，同时会使水泥凝结过快。但IM值过低，虽然液相黏度小，对形成有利，但烧结范围窄，窑内易结大块，不利窑的操作。因此，选择率值时，要创造条件适当提高KH值，并选择与KH值相适应的SM值和IM值。预分解窑硅酸盐水泥熟料率值和
