毕业设计(论文)-日产5000吨水泥熟料新型干法生产线窑尾系统工艺设计.doc
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1、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,制造、运输和安装较易
2、,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。 为了符合当今水泥行业的发展需求同时也是对大学本科四年所学知识的考查, 我选择了“日产 5000 吨水泥熟料新型干法生产线窑尾系统工艺设计”这个课题作为 我的毕业课题。设计范围主要是窑尾系统,通过配料计算、工艺平衡计算等得出结 果,并结合实际对主机及附属设备进行选型,进而对各种设备进行工艺布置,对全 厂的设备进行简单规划。 为了使本次设计各项指标符合国家标准,本次设计的过程和结果完全依据水泥 工厂设计规 GB502951999;同时设计上参考了德州大坝水泥 5000 t/d 熟料生
3、产线、 烟台东源 5000 t/d 新型干法生产线等国内先进的相近规模生产线,并密切联系了毕 业实习以及大学期间的认识实习、生产实习等。在符合最新生产发展要求的基础上, 达到最大程度节约资源、能源,做到既降低生产成本又能稳定生产,经济效益和社 会效益双赢的可持续生产。 关键词:电力系统;烧成系统;配料系统;粉磨系统 - 1 - ABSTRACT Cement is one of the most important building materials of the social and economic development, within the coming decades or ev
4、en 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 preheater between decomposing furnace with rotary kiln ad
5、ded, 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 percent of the increased to
6、 85 percent to 90 percent, the heat load of kiln is reduced greatly, while the prolonging furnace production but can increase exponentially. Compared with suspension preheater kiln individual output, in the same conditions, the decomposition furnace with: small size, covers an area of reduced, manuf
7、acturing, transportation and installation easier, low 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 pollution. In order to meet the development needs of the ceme
8、nt industry today and at the same time examine the knowledge of university undergraduate course four years, I chose “nissan 5000 tons of cement clinker NSP production line preheater system process design“ this topic as my graduation project. Preheater system design range is mainly by ingredients cal
9、culation, craft equilibrium calculation etc, and actual results to host and affiliated equipments, and selection of equipment, process arrangement of all the equipment simple planning. In order to make the design indexes meet the national standards, the design process and the result completely accor
10、ding to cement factory design rules GB50295-1999; Also on the Texas dam design reference cement 5000 t/d of clinker production line, yantai dongyuan 5000 t/d NSP production line domestic advanced production line, and similar scale close contact and graduation practice during the internship, universi
11、ty of understanding of the production and practice, etc. In compliance with the requirements of the development of the latest production, achieve maximum based on conservation of resources, energy and to meet both reduce production cost and stable production, economic benefit and social benefit win-
12、win sustainable production. Key words: Electric power system;Firing system;Batching system;Griding system - 2 - 目 录 摘要.I ABSTRACT.II 1 前言.1 2 建厂基础资料.4 2.1 设计题目4 2.2 建厂条件.4 2.3 原始数据.4 2.3.1 原燃料化学成分.4 2.3.2 原、燃料水分.5 2.3.3 烟煤的工业分析.5 2.3.4 烟煤的元素分析.5 2.3.5 生产方法和窑型的选择.5 3 全厂工艺平衡计算 .7 3.1 配料计算.7 3.1.1 应用基低
13、位发热量.7 3.1.2 三个率值的选择.7 3.1.3 煤灰沉落率的计算. 8 3.1.4 熟料化学成分的要求. 8 3.1.5 以 100kg 干熟料为基准列累加试凑表. .8 3.1.6 干原料料耗的计算. .9 3.1.7 生料干原料配合比的计算. .9 3.1.8 生料湿原料配合比的计算. .9 3.2 物料平衡计算10 3.2.1 物料平衡计算在设计中的作用. 10 3.2.2 参数选择及窑规格的确定 10 3.2.3 全厂物料平衡计算. 11 3.2.4 原、燃料需要量的计算及物料平衡 - 3 - 表.13 4 工艺设备选型与计算.16 4.1 工艺设备选型与计算的目的.16 4
14、.2. 设备选型 . 17 4.2.1 石灰石破碎设备的选型. .17 4.2.2 生料闭路磨的设备选 型18 4.2.3 回转窑选型. 18 4.2.4 烘干机设备的选型. .19 4.2.5 煤磨的选型. .20 4.2.6 水泥磨的设备选型. .21 4.2.7 包装机的设备选型. .22 4.2.8 主机平衡表见表. .22 4.3 堆场(棚)的选型设 计23 4.3.1 石灰石预均化堆场的计算 . 24 4.3.2 砂岩预均化堆场的计算. 25 4.3.3 湿铁粉、铝土矿联合堆棚. . 26 4.3.4 煤预均均化堆场的计算 26 4.3.5 石膏露天堆场. .27 4.4 储库的选
15、型计算. 28 4.4.1 石灰石配料库. 29 4.4.2 矿渣露天堆场计算. 30 4.4.3 石膏露天堆场计算. 30 4.4.4 生料均化库的计算. 30 4.4.5 熟料库的选取与计算. 30 4.4.6 水泥配料库的计算. 31 4.4.7 水泥库的选取与计算. 30 4.5 全厂工艺流程.34 - 4 - 5 烧成车间设计. 35 5.1 确定工艺流程.35 5.2 回转窑规格参数确定.36 5.3 窑尾系统选型.36 5.3.1 悬浮预热器. .36 5.3.2 分解炉. .36 5.4 窑系系统物料平衡36 5.4.1 收入物料38 5.4.2 支出物料41 5.5 窑尾系统
16、热平衡计算44 5.5.1 收入热量45 5.5.2 支出项目46 5.6 窑尾系统烟气平衡计算48 5.6.1 选定相关系数.48 5.6.2 系统各部位烟气量计算.49 5.7 窑尾设备及其尺寸确定. .51 5.7.1 分解炉尺寸规格计算.51 5.7.2 旋风预热器规格计算.52 5.8 窑尾附属设备选型.55 5.8.1 窑尾高温风机选型计算55 5.8.2 增湿塔选型计算56 5.8.3 窑尾电收尘57 5.8.4 窑尾废气排风机.57 5.8.5 排气烟囱选型计算.57 参考文献.58 致谢.59 附录.60 0 1 前言 水泥与钢材、木材、塑料为四大工程基础材料,而水泥以其数量
17、大、用途广、 耐久性强和具备许多其它材料不可取代的性能而处于非常重要的地位,素有“建筑 工业的粮食”之称。生产水泥虽然需要比较多的资源,但是水泥与砂、石等集料所 制成的混凝土则是一种低能耗型建筑材料,因此水泥工业的发展对保证国家建设的 顺利进行具有十分重要的作用。 自九十年代以来世界水泥产量平均每年以 4%的速度连续增长。这种发展趋势今 后仍将保持下去。近 10 年来,发达国家由于各国经济发展速度减缓,生产成本增高 和能源消耗、环保要求等各方面原因,水泥生产呈现饱和和缩减态势。而与此同时, 发展中国家水泥需求量不断增大,带动了那里的水泥工业的迅猛发展,特别是东亚、 西南亚地区,1998 年亚洲
18、国家生产的水泥几乎占到了世界水泥总量的 60%以上。 七十年代我国陆续建立了一些立筒预热器窑和旋风预热器窑,并在预分解的开 发方面烧油烧煤实验均获得成功。七十年代末我国分别从日本、澳大利亚、丹麦等 国引进了大、中型的预分解窑干法生产成套设备,并在建成投产后取得良好的技术 经济效益。在此基础上,通过对国外设备的消化和国内自行建设的新型干法生产线 的总结,八十年代初我国自行设计了 700t/d 熟料生产线的预分解窑成套设备,并组 织了 2000t/d 熟料预分解窑干法生产线成套设备的设计、制造和建设。 二十世纪八十年代末,我国已建成二十多套 2000t/d 新型干法水泥生产线,通过 引进消化国外
19、20 项先进技术来改进我们自行开发的设备,是我国 2000t/d 新型干法 水泥生产线渐趋成熟,双阳水泥厂的建成并达标生产就是成熟的标志。二十世纪九 十年代初,我国实施开发 4000t/d 大型新型干法烧成系统。 我国已经成为名副其实的水泥生产大国,但总体水平不高,不是水泥工业强国, 其表现有以下的基本特点: (1)总产量的生产能力世界第一 我国水泥工业从 1978 年至 1985 年水泥产量由 6500 万吨发展到 1.45 亿吨,7 年 增长约 8000 万吨,平均年增长 1140 万吨;1995 年到 2000 年水泥产量由 4.7 亿吨到 20 世纪末预计可达 5.8 亿吨,5 年增长
20、了 1 亿吨,平均年增长 2000 万吨。其间, 5000 吨水泥生料生产线安装调试成功。2002 年,规划水泥产量 5.9 亿吨,实际生产 7.5 亿吨;2003 年,规划水泥产量 7.5 亿吨,实际生产 8.5 亿吨;2004 年,规划水泥 产量 8.5 亿吨,实际生产 9.5 亿吨;2005 年,规划水泥产量 9.5 亿吨,实际生产 10.5 亿吨。2008 年,规划 12.5 亿吨,实际生产 13.8 亿吨。连续 10 年,每年水泥的规划 目标与实际水泥产量,相差几乎都在一亿吨以上。 (2)技术进步步伐加快,但总体技术水平与世界先进水平差距较大 悬浮预热器窑是在窑后安装了悬浮预热器,使
21、原来在窑内以堆积态进行的物料预热 1 及部分硅酸盐分解过程移到悬浮预热器内以悬浮状态进行。由于悬浮状态的生料粉 与 1000左右的窑尾热烟气接触的面积大,故传热速度快、热效率高。生料粉能在 数十秒内从常温提高到 750以上,入窑生料的表观分解率可达 30-40%,从而大大 的减轻了回转窑的预烧负担,窑产量的以提高;从回转窑窑尾排出的高温烟气的热 量能得到很好的利用,出预热器的废气温度可降低到 350-400,熟料的单位热耗可 大大降低,且出预热器的废气还可用于烘干含 6-8%水分的物料。这些优点随着窑体 尺寸的增加而更加显著,因此悬浮预热器窑从五十代初期出现后,得到迅速发展, 并在水泥生产中占
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