日产2000吨熟料新型干法水泥厂窑尾系统工艺设计

马存英

摘  要：新型干法具有：低耗、环保、高效优质的特点。新型干法是采用的是新型原料，节能粉磨设备，及预均化技术等，全线使用计算机操作，自动化操作水泥生产，而且水泥品质优越。此次设计采用了新型原料，先进新型干法的设备及技术，力争实现节能环保，品质优越。这次设计的是日产2000吨孰料新型干法水泥厂窑尾系统工艺设计，设计的主要内容有：配料计算和全厂物料平衡;主机选型及堆场的选择;简述了全厂工艺流程;进行了全厂总体平面设计以及重点车间工艺计算。

关键词：新型干法;窑尾系统;水泥

引言

本次设计的是日产2000吨孰料的水泥厂，以窑尾系统为重点，结合新型干法生产水泥特点，采用先进的分解炉，悬浮预热器等设备作为水泥的生产过程的设备。还使用了矿渣作为生产原料，充分的利用废渣，低生产成本，同时也保护环境，达到可持续发展循环经济的效果。本次设计力争实现：低功耗，低污染，高效率，高产能。

1.配料及全场物料平衡计算

1.1  配料计算

由于会有水分、二氧化碳以及其他物质的产生，为了保证水泥的质量，所以要进行配料计算。配料的基本原则：配制的原料很容易粉磨、燃烧，生产的熟料质量要好，利用矿产的资源充分，使控制生产过程易于操作，并尽有可能地简化过程生产过程。原料的组成成分的计算是根据孰料的组成计算，按照要求计算生料的配合比。

1.2编制全厂物料平衡表

将计算结果编制成物料平衡表，见表1。

2.主机设备选型以及堆场储库选择的计算

2.1主机选型计算

主机设备的选型是水泥厂设计的重要组成部分。工艺设备的选型是依据配合比、原料的性质、生产的产量多少和工艺流程等因素选择主机设备的型号，然后确定设备的生产规格，在依据水泥生产的需求量和设备的生产力计算，确定所要主机设备的主机数。

根据《新型干法水泥厂工艺设计手册》一书得到水泥厂主机年利用率如表2所示：

2.1.2主机平衡表

主机平衡表，如表3所示。

3.全厂水泥生产工艺流程

3.1全厂工艺流程

全厂工艺流程简述如下：

原料从矿山运输于各个堆场和堆棚，在经过破碎机，把水分烘干后，在分别存进入各原料储堆场。有按照配合比电子计量配送于生料的粉磨车间，生料经粉磨均化后存储生料库。再从生料库到烧成车间经窑尾悬浮预热器系统进入回转窑开始煅烧，出回转窑的后，在经熟料冷却车间冷却后送进入熟料库，加各种活性混合材后进进入水泥粉磨车间，经水泥磨粉磨后，运到水泥仓库，等待散装或包装食品运输厂。

3.2 全场总平面的设计

设计的基本原则：1）车间与车间的相对位置及水泥厂相关设备按照工艺流程设计，确保有一个合理安全的生产线，生产过程顺利;2）厂房的布局需要考虑地形和工程地质及水文的相关地理位置。保证费用低也能达较好的建筑;3）应尽可能的减少厂区的面积;4）辅助车间及相关设备尽量配置在靠近其所需要服务的重要生产系统的附近;5）需要考虑预留发展用地;6）必须合理布置，满足采光好，消防设备完善等;7）工厂与其他地区交通方便，其它设施的布置连接需要合理;8）靠近原料地址，减少运输成本既降低生产周期;9）厂址应该靠近与铁路接轨的车站;10）厂址尽量靠近水源;11）厂址尽量靠近电源。

4.重点车间工艺计算

4.1 窑尾系统的工艺流程

燃烧熟料水泥生产过程的核心部分，也是燃料消耗量大的过程。适当的生产过程可以在节能、产量和品质等能达到良好的结果。所以，选择发射系统的一般原则考慮原材料和燃料的条件下，产品质量，工厂规模，各种各样的具体条件和点火系统的不同特点，进行正确的判断，使选择的烧成系统的先进技术，合理的经济。在这个设计中，窑预热分解过程中，充分考虑上述要求。预热器废气可用于干燥的原料、煤、石膏等，充分利用余热资源，这样做是为了节约能源资源，它是新型干法水泥生产的一个重要特征。冷却机采用篦冷机，熟料的冷却热排气，用作二次分解炉空气预热器系统（三次风）;也用于干燥湿渣。

4.2 物料平衡

物料平衡就是根据设备的规格参数，对窑尾系统的进出物料量和风量进行计算，把计算结果用作对窑尾系统相关设备的选择，及煤用量的依据。

4.3热量平衡

热量平衡主要包含热量平衡计算收进入项目及热量平衡计算收支出项目。其中前者包含燃料燃烧生成热、燃料带进入显热、生料带进入热量、进入窑回灰带进入热量及空气带进入热量计算。后者主要包含：熟料形成热、蒸发生料中水分耗热量、废气带走热量、出窑熟料带走热量、出预热器飞灰带走热量以及系统表面散热损失计算等。

综合上面的计算结果，得物料平衡、热量平衡表分别见表3及表4。

4.4 系统各部位烟气量平衡计算

系统其他部位烟气量平衡计算主要包括：煤粉燃烧理论空气用量、煤粉燃烧烟气生成量、每千克熟料耗煤量及燃烧烟气量、生料分解生成废气量以及生料中水分生成废气量、窑尾排出废气量、分解炉前气体量、分解炉内气体量、五级筒出口、四级筒进口、四级筒出口、三级筒进口、三级筒出口、二级筒进口、二级筒出口一级筒进口和一级筒出口等。

综上，汇总系统各部计算结果见表5。

4.5 主要设备选型计算

4.5.1 分解炉

4.5.2 悬浮预热器

根据同一类型的旋风预热器的类型和尺寸，预热器被选为如下，其中一级为四筒，二、三、四为两筒，五级为一筒。型号尺寸见表6。

5结论

本次设计得到了以下结论：（1）本设计的水泥厂混合材采用的矿渣生产水泥，不仅性能上得到了提高，生产成本降低了，而且环境也得到合理的保护;（2）整个水泥原料物料的磨机采用立式磨，生产功耗大大降低，效率也得到了有效的提高。而却好利用余热烘干物料，大大减少了煤的消耗量;（3）生料的堆场采用了普通堆场和均化库，保证水泥生产过程的连续，同时也保证了水泥的生料的质量稳定;（4）窑尾系统采用的是水泥预热分解系统，大大减低了水泥窑的负担，而且分解能力到达了九成以上，产量的也得到了很大的提高。

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