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1、三、物料平衡计算的方法和步骤（一）水泥厂的物料平衡计算1. 烧成车间生产能力和工厂生产能力的计算（1）年平衡法 计算步骤是：按计划任务书对工厂规模（水泥年产量的要求），先计算要求的熟料年产量， 然后选择窑型、规格，标定窑的台时产量，选取窑的年利用率，计算窑的台数，最后再核算 出烧成系统和工厂的生产能力。 要求的熟料年产量可按式（3-1）计算：3-1)100 一 d 一 eQy=100 - p Gy式中Qy要求的熟料年产量（t/a）；Gy工厂规模（t/a）；d水泥重视高的掺入量（）； e水泥中混合材的掺入量（）； p水泥的生产损失（）,可取为3%5%。当计划书任务书规定的产品品种有两种或两种以上
2、，但所用的熟料相同时，可按下式分 别求出每种水泥要求的熟料年产量，然后计算熟料年产量的总和。100 一 d 一 eQ =Gy1100 - py1（ 3-2）100 一 d 一 eQy2=100 pGy2（3-3） Qy=Qy1+Qy2（3-4）式中Qy1，Qy2分别表示每种水泥要求的熟料年产量（t/a）；Gy1，Gy2分别表示每种水泥年产量（t/a）；d, d2分别表示每种水泥中石膏的渗入量（）；e1，e2分别表示每种水泥中混合材的渗入量（）；Qy两种熟料年产量的总和（t/a）。 窑的台数可按式（3-5）计算：n=nQ（3-5）8760h.1式中n窑的台数；Qy要求的熟料年产量（t/a）; Q
3、h1所选窑的标定台时产量【t/（台 h）】；n窑的年利用率，以小数表示。不同窑的年利用率可参考下列数值：湿法窑0.90,传统干法窑0.85，机立窑0.80.85，悬浮预热器窑、预分解窑0.85；8760全年日历小时数。算出窑的台数n等于或略小于整数并取整数值。例如，n=1.9，取为两台，此时窑的能力稍有富余，这是允许的，也是合理的。如 n 比某整数略大，取该整数值。例如 n=2.1 或2.2，而取为两台时，则必须采取提高窑的台时产量的措施，或者相应增大窑的年利用率， 否则便不能达到要求的设计能力。如确因设备系列的限制而无合适规格的窑可选，使工厂设 计能力略小于计划书规定的数值时，则应在初步设计
4、说明书中加以说明。当n与整数值相差 较大，例如 n=1.2，1.5，1.6 时，则一台窑达不到要求的设计能力，而两台窑又超过需求的 设计能力太多，在此情况下，必须另行选择窑的规格，重新计算和标定窑的产量。如因设备 选型所限，使工厂设计能力比要求的能力超过较多时（例如 n=1.6， 1.7，而取为两台时）， 也应在初步设计说明书中加以论述。窑的台数一般可考虑12 台，不宜太多，故应尽可能采用效能高、规格较大的窑。 烧成系统的生产能力可按下列各式计算：熟料小时产量Qh=nQh.1（t/h）熟料日产量Qd=24Qh（t/d）熟料年产量Qy=8760nQh（t/a）工厂的生产能力可按下列各式由烧成车间
5、的生产能力求得水泥小时生产100- p Q100 - d - eht/h)水泥日产量Gd=24Gh( t/d)水泥年产量G =8760 n Gh(t/a)( 2 )周平衡法( 3-6)( 3-7) ( 3-8)( 3-9)3-10)3-11)计算步骤是：按计划任务书对工厂规模（熟料日产量）的要求，选择窑型和规格，标定 窑的台时产量，计算窑的台数，然后再核算出烧成系统和工厂的每周生产能力。 窑的台数可按下式计算：Qn 二 d（3-12）式中n24Q .1h.1窑的台数；Qd要求的熟料日产量（t/d）； 24每日小时数。 计算烧成系统的生产能力熟料小时产量和日产量的计算与年平衡法相同，见式（3-6
6、）和式（3-7）。熟料周产量：Qw=168Qh（t/周）（3-13）式中168每周小时数。 水泥厂小时产量和日产量的计算与年平衡法相同，见式（3-9）和式（3-10）。 水泥周产量：Qw=168Qh（t/周）（3-14）2、原料、燃料、材料消耗定额的计算（1）原料消耗定额 考虑煤灰掺入量时，1t熟料的干生料理论消耗量：K = 100s干100 I（3-15）式中 K干干生料理论消耗量（t/t熟料）；I干生料的烧失量（）;s煤灰掺入量，以熟料百分数表示（）。 考虑煤灰掺入量时，1t熟料的干生料消耗定额：3-16)100K干100- P生式中K生一一干生料消耗定额（t/t熟料）；生P 生料的生产损
7、失（%），一般 3%5%。生 各种干原料消耗定额3-17)式中K原一一某种干原料的消耗定额心熟料）; x干生料中该原料的配合比（）。2）干事高消耗定额Kd=d100 - d - e3-18)式中Kd干石膏消耗定额（t/t熟料）；d、e分别表示水泥中石膏、混合材的掺入量（）。（3）干混合材消耗定额3-19)K 二 ee100 - d - e式中 Ke干混合材消耗定额（t/t熟料）。（4）烧成用干煤消耗定额K 二10qf 1 Q（100 p ）（3-20）f式中Kf1烧成用干煤消耗定额（t/t熟料）；q熟料烧成消耗（kJ/kg熟料）； Q干煤低位热值（kJ/kg干煤）； Pf煤的生产损失（）, 般
8、取3%。（5）烘干用干煤消耗定额f2M 3 - 3湿 X 1Q100-3?烧2 咅 X(0Pf)3-21)式中 Kf2烘干用干煤消耗定额（t/t熟料）；M湿一一需烘干的湿物料量，用年平衡法时以t/a表示，用周平衡法时以t/周表示；湿Q烧一一烧成系统生产能力，用年平衡法时以熟料年产量表示，用周平衡法时以熟料烧周产量表示；31，3?分别表示烘干前、后物料的含水量；Q烘一一蒸发1kg水分的耗热量（kJ/kg水分），可参考烘干机经验数据，而准确的数烘 据应通过具体烘干机的热工计算求得。上述各种干物料消耗定额换算为含天然水分的湿物料消耗定额时，可用下式计算：曰100 K干湿100-30（3-22）式中
9、K湿，K干分别表示湿物料、干物料消耗定额（kg/kg熟料）；湿干Q0该湿物料的天然水分（）。3. 原料、燃料、材料需要量的计算和物料平衡表的编制 将各种物料消耗定额乘以烧成系统生产能力，可求出各种物料的需要量。例如，将湿石灰石消耗定额乘以熟料周产量，便得出湿石灰石每周需要量；乘以熟料年产量，便得出湿石灰石每年需要量。将计算结果汇总成物料平衡表，其格式见表3-2 表 3-2 水泥厂物料平衡表物料名称天然 水分生产 损失消耗定额 （t/t熟料）物料平衡量（t）备 注干料含天然水分料干料含天然水分料1234567891011121314石灰石粘土铁粉生料石膏混合材熟料水泥烧成用煤烘干用煤燃煤合计注：
10、1.采用年平衡法时，可不列第 8 栏和第 12 栏；采用周平衡法时，可不列第 9 栏和 第 13 栏。2.备注中可列：生料组分、物料配合比、生产熟料消耗定额、烧成热耗和烘干热耗、 煤的热值等。（二）陶瓷厂的物料平衡计算1.衡算步骤（1）根据生产工艺流程，选择衡算的项目。凡具有主机设备的工序必须立项衡算，而只 有辅助设备或非重要设备的工序，可以不单独列项，此外上下加工量相差不大的工序如原料 的粗碎、中碎工序，可以并项计算。（2）确定与衡算项目密切相关的工艺参数，如损失率、废品率、回坯率和烧失率等。（3）根据计划任务书中的设计产量及损失率、废品率，逆着生产流程的工序，计算各 工序的加工任务，一般从
11、包装一检验（装配）f焙烧一上釉一干燥一成型一制泥，逐项进行 计算。（4）编制物料衡算表，把计算结果列入表中。在进行物料衡算时，要注意基准的统一。如：时间均以年为单位；废品率指加工 100 件制品时，报废件数的百分数，以制品的件数为基准，如要换算成质量时，可将半成品按不 同加工工序中的单件制品质量乘以件数；半成品在生产过程中会产生物理、化学变化，如干 燥脱水；焙烧时，灼烧损失等，为了计算方便，物料衡算中常采用瓷坯基准及干坯基准。2.衡算过程以一次烧成工艺为例：1）年出窑量（烧成量）二工厂年产量1-检验、包装废品率2）年装窑量二年出窑量1-烧成废品率3）年干燥量二年施釉量1-干燥废品率4）年施釉量
12、二年装窑量1-施釉废品率5）年成型量=年干燥量1-成型、修坯废品率6）年坯料需要量二年成型量（1-切削损失率）（1-练泥损失率）以上过程均未考虑烧失率，系采用瓷坯基准（灼烧率），下面过程为换算成干坯基准（干 基）。即年坯料需要量（干基）二年坯料需要量1-烧失率7）年泥料破碎、粉碎加工量年坯料需要量（干基）-废坯泥回收量（干基） （1-粗、中碎损失率）_（1-球磨、过筛损失率）（t/a）废坯泥回收量（干基）=（年干燥量X干燥废品率+年成型量X成型废品率+年成型量 X成型余泥率）X坯泥回收利用率（t/a）（8）各种原料处理量（干基）=年泥料粉碎加工量（干基）X该原料在配料中的百分 比（ %）（ t
13、/a）（ 9）各种原料年进厂量（湿基）各种原料处理量（干基）=（t/a）=（1-储存损失率）（1-洗选损失率）（1-自然含水率）10）各种原料年购入量（湿基）=各种原料年进厂量1-运输损失率t/a)【例】某厂年产100万m2釉面砖，产品规格152mmX 152mmX5mm,物料平衡计算的 主要参数及结果见表3-3 和表 3-4.表 3-3 主要生产工序半成品数量变化产品名称规格（mm）单位面积质量 （kg/m2）年产量釉烧（万 m2）(t)损失率(万 m2/a)(t/a)釉面砖152X152X510100100008108.710870装窑、施釉素烧、干燥损失率(万 m2/a)(t/a)坯：釉灼减（）损失率（）(万 m2/a)(t/a)1109.81098094:6815129.213198成型喷雾干燥新坏料加工量（干基）损失 率（）(万 m2/a)(万 m2/a)
