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1、湖 北 理 工 学 院课 程 设 计 说 明 书课程名称： 新型干法水泥生产技术与设备 设计题目： 年产150万吨回转窑热平衡计算 专 业： 无机非金属材料工程 班 级： 2010级（一）班 学 号： 201040940141 姓 名： 刘成龙 成 绩： 指导教师（签名）： 姜老师 设计时间： 2012.11.272012.12.7 原始资料 1. 气候条件： （1）当地大气压101.325Kp （2）环境风速 0m/s（3）空气干球温度7 （4）空气相对湿度6 2. 物料的性质及工艺要求 (1)物料化学成分（%） 成分 项目LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3其它合计干生料
2、35.5813.673.552.5942.51.560.55100熟 料020.605.855.0063.912.102.54100煤 灰040.5016.7210.8515.975.425.515.03100(2) 煤的工业分析及元素分析（%）元素分析（%）工业分析（%）发热量QfDW（kJ/kg煤粉)CfHfSfNfOfVfFCfAfWf66.484.080.351.1711.8430.4053.5211.284.8025376(3)熟料矿物组成组分 C3SC2SC3AC4AF含量（）57.0916.087.0515.20（4） 熟料出冷却机温度tLsh=200 （5）如要煤粉温度tr=4
3、0 (6) 一次空气入窑温度ty1k=36 (7)入窑冷却机冷空气温度tk=36 (8)窑头漏风温度tyLOK=36 (9) 入冷却机冷空气量VLK=2.14Nm3/熟料（10） 入窑风量比（%）。一次风:二次风:窑头漏风=29:64:7（11） 燃料比（%）。回转窑(Ky):分解炉(Kf) =47:53（12） 废气出预热器温度tf=370（13） 出预热器飞灰量mfh=0.141kg/kg熟料 (14)电收尘器和增湿塔综合收尘效率为=99.28%（15） 回收飞灰入窑温度tth=50（16） 气力提升泵料风比14.1kJ/Nm3（17） 喂料带入空气温度ts=50 (18)窑尾过剩空气系数
4、y=1.05 (19)分解炉漏风占分解炉燃料燃烧用理论空气量的0.05(20) 分解炉出口过剩空气系数f=1.25(21) 系统热损失QB=540kJ/kg熟料(22) 熟料中燃料灰分掺辱的百分比=100(23) 生料水分Ws=0(24) 冷却机烟囱排出空气温度tpk=220(25) 冷却水带出热量QLs=170kJ/kg熟料(26) 窑的设计产量：年产150万吨目 录前言 4一、物料平衡、热平衡计算 51.1物料平衡计算 51.1.1 收入项目 51.1.2 支出项目 71.2 热量平衡计算8 1.2.1 收入项目 8 1.2.2 支出项目 9二、窑的计算11 2.1.窑的规格11 2.1.
5、1 直径 11 2.1.2 长度 12 2.2 回转窑斜度、转速及功率的计算12 2.2.1 斜度和转速 12 2.2.2 功率 12 2.3 风速核算12 2.3.1 烧成带标准风速 12 2.3.2 窑尾工况风速 13三、主要热工技术参数计算13 3. 1、熟料单位烧成热耗13 3.2、熟料烧成热效率 13 3.3、窑的发热能力 13 3.4、燃烧带衬砖断面热负荷 13四.结语 14五.参考文献 14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
6、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5000t/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
7、，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。本次课程设计的题目是：5000t/d熟料带TSD型分解炉的NSP窑设计，设计内容包括窑的规格计算确定、物料平衡计算、热平衡计算、主要热工技术参数计算以及NSP窑的初步设计（1张A1图纸，1张A2图纸）。NSP窑包括预热器系统、分解炉和回转窑，本次设计只需画出回转窑及分解炉下方的烟气室，托轮的的剖面图。一、物料平衡与热量平衡计算基准：1kg熟料，温度：0； 范围：回转窑分解炉预热器1.1 物料平衡计算1.1.1 收入项目(1)燃料总消耗量mr=myr+mFr (kg/kg熟料)(
8、2)生料消耗量、入预热器物料量a.干生料理论消耗量 mgsL=1.5520.175mr (kg/kg熟料） 式中：燃料灰分掺入量，取100。b.出预热器飞灰量 mfh=0.141(kg/kg熟料）c.烟囱飞损飞灰量 mFh=mfh(1-)=0.141(1-0.9928)=0.001(kg/kg熟料）d.入窑回灰量 myhmfhmFh0.1410.0010.14(kg/kg熟料）e.考虑飞损后干生料实际消耗量 mgs=mgsL+mFh=(1.5520.175mr)+0.001(1.5530.175mr )(kg/kg熟料)f.考虑飞损后生料实际消耗量 ms=mgs(1.5530.175mr)1.
9、5530.175mr (kg/kg熟料)g.入预热器物料量入预热器物料量msmyh(1.5530.175mr)+0.14(1.6930.175mr ) (kg/kg熟料)(3)入窑系统空气量燃料燃烧理论空气量V1K0.089Cf+0.267Hf+0.033(SfOf)=0.08966.480.2674.08+0.033(0.3511.84)6.627(Nm3/kg煤)mLkV1K6.6271.2938.569 (kg/kg煤)b.入窑实际干空气量Vyh=yV1Kmr =yV1KKFmr 0.471.056.627mr3.270mr （Nm3/熟料）myh=Vyh 1.2933.270mr 4.
10、229mr （Nm3/熟料）其中一次空气Vy1k=3.270mr0.29=0.948mr （Nm3/熟料） my1k=4.229mr0.29=1.226mr (kg/kg熟料)二次空气量Vy2k3.270mr0.642.093mr （Nm3/熟料） my2k4.229mr0.64=2.707mr (kg/kg熟料)熟料漏风VyLOk3.270mr0.070.229mr （Nm3/熟料） myLOk4.229mr0.070.296mr (kg/kg熟料)c.分解炉从冷却机抽空气量出分解炉混合室过剩空气量(F1)V1Kmr(1.251)6.627mr =1.657mr （Nm3/熟料）分解炉燃料燃烧理论空气量0.53V1KmFr0.536.627mr=3.512mr （Nm3/熟料）窑尾废气过剩空气量(1.051)0.476.627mr0.156mr （Nm3/熟料）分解炉漏风量 VFLOK0.050.536.627mr0.176mr（Nm3/熟料） mFLOKVFLOK= (kg/kg熟料)分解炉冷却机抽空气量VF2k1.657mr+3.512mr 0.156mr 0.176mr 4.837mr Nm3/熟料mF2kVF2k =1.293 4.837mr 6.254mr （Nm3/熟料）
