必一体育:日产5000吨水泥熟料生产线(粉磨)工艺设计毕业设

2024-12-23 05:37:43

　　本设计是针对5000t/d熟料新型干法生产线（粉磨）的工艺设计，水泥粉磨是水泥制造的最后工序，其主要功能在于将水泥熟料(及缓凝剂、性能调节材料等)粉磨至适宜的粒度(以细度、比表面积等表示)，形成一定的颗粒级配，增大其水化面积，加速水化速率，满足水泥浆体凝结，硬化要求。

　　本次设计在配料计算基础上，进行了物料平衡、储库平衡、主机平衡计算，并以此为依据，对全厂储库、主机及辅机进行了选型和工艺布置；重点对水泥粉磨进行了工艺计算、设备规格设计、工艺布置设计。采用的是目前大多数大型水泥生产线水泥粉磨系统的优选方案之一，即带辊压机的挤压联合水泥粉磨系统，最大限度的降低能耗，设计熟料烧成能耗2950kJ/kg，减少基建投资，又最大限度的提高产量、质量，做到环保，技术经济指标先进、合理。

　　毕业设计是学生完成所有理论课和实验实习课程后的一个教学环节，它在教师的指导下，由学生综合运用学过的专业基础理论和实践生产知识，查阅工具书和各种技术资料以达到计算绘图编写说明书等来解决实际技术问题的教学环节，也是从事技术工作的一次技术演习，与先前教学过程相比，具有较强的综合性、实践性和探索性，是学生在校学习的最高阶段。

　　通过毕业设计，不仅要使学过的知识得以巩固，提高，而且要进一步培养、检查我们的独立思考、独立设计及解决实际技术问题的能力，使自己的学识和工程实践能力有一个长足的提高，最终完成水泥专业技术人员在校的训练。

　　水泥粉磨是水泥工业生产中耗电最多的一个工序。近年来，随着新型干法水泥生产的发展，为了提高粉末效率，节约能源，提高经济效益，水泥粉磨设备在大型化的同时，也得到了不断的改进和发展。粉磨的好坏直接影响水泥的质量，本次设计的课题为粉磨车间设计，采用的是辊压机+球磨预粉磨系统，相比传统的球磨系统有如下优点：

　　(3) 耗电量更少。本次设计的带辊压机的联合闭路粉磨系统对比传统球磨系统单位电耗节省近25%，成本明显降低。

　　(4) 更加环保。带辊压机的联合闭路粉磨系统，配置有高效涡流选粉设备，袋式除尘器和电除尘。尽量减少粉尘的排放，达到节能环保的标准。

　　1. 水泥厂需要用大量的矿物原料（如石灰石）等，因此水泥厂大都自行开采矿山，并靠近矿源建厂。

　　3. 水泥工业能耗和电耗较大，因此，在水泥厂设计中要注意确保能源供应，并充分重视节约能源的问题。

　　4. 水泥厂采用的主机多属重型设备，重量大，建构筑物荷重也大。因此，一般要求在工程地质条件好的场地建厂。

　　8. 从发展来看，水泥工业的发展逐渐趋向大型化和自动化。因此在设计时，应尽量采用新技术，新方案并要重点考虑节约能源。

　　从水泥厂的整体设计来说，工艺设计是主体，它的主要任务是确定工艺流程，进行工艺设计的选型和布置。但工厂设计是各专业共同完成的一个整体。因此，工业设计与专业的设计有着密切的联系，特别是工艺布置和其土建的关系更密切。生产设备的布置直接影响到建筑物的结构形式和尺寸。因此，工艺人员只有与其他人员相互配合，共同研究，才能产生较好的方案。

　　计划任务书规定的产品规模往往有一定的范围，设计规模在该范围之内或略超出该范围，都认为是合适的；但如限于设备选型，设计达到的规模略低于该范围，则说明原因，取得上级同意后，才能继续设计。

　　对于产品品种，如果认为计划任务书的规定在技术上或经济上有不当之处，也应阐明理由，建议调整，并取得上级部门的同意。

　　窑、磨等主机的产量，除了参考设备说明书和经验公式计算外，还应根据国内同类型主机的生产数据并参考国内外近似规格的主机产品进行标定。在工厂建成后的较短时期内，主机应能达到标定的产量，同时标定的主机产量应符合优质、高产、低消耗和设备长期安全运转的要求。既要充分发挥设备的能力，但又不能过分追求强化操作。

　　大型工厂应配套与之相适应的大型设备，否则将造成工艺线过多的现象。在现代大中型水泥厂的设计中，一般只采用一条或两条由大型设备组成的工艺线. 选择技术先进经济、合理的工艺流程和设备

　　工厂的工艺流程和主要设备确定以后，整个工厂设计可谓大局已定。在选择生产工艺流程和设备时，应尽量考虑节省能源，采用国内外较成熟的先进经验和先进技术。如在原料的破碎方面，采用一级反击式反击式锤式代替二级或破碎系统；在干法生料粉磨工序普遍采用烘干兼粉磨系统；在水泥粉磨系统采用辊压、机球磨、高效选粉机（如O—SEPA选粉机等）的混合粉磨系统。

　　在进行具体设备的选型时，应注意下列一些问题：尽量选用结构新、体型小、质量轻、效率高、消耗省且操作可靠维修方便、供应有保证或能自行加工制造的设备。各种附属设备的型号、规格应尽量统一，以便于生产管理和减少配、备件的种类。

　　由于工厂生产要求长期连续运转，而回转窑、磨机和等设备则需一定的时间进行计划检修；同时受各种复杂条件如厂外运输等因素的制约，所以各种物料都应有适当的储备。各种堆场、储库的容量，应满足各种物料储存期的要求。储存期的确定应使生产有一定的机动性，以利于工厂均衡连续地生产。但储存期也不应太长，以免增加基建工程量和费用及占用工厂的流动资金。

　　工厂从设计到建成投产往往要好几年时间，而生产技术却是向前发展的。因此设备能力应能切实满足生产要求并留有余地。此外应结合设计的国内外未来时期水泥需求情况的预测，以及当前国民经济发展的方针政策，考虑在设计中是否需要或应留有多大的扩建余地。

　　考虑工厂扩建的原则是：既要便于今后的扩建，使工厂扩建时尽量不影响原有的生产，又要尽可能不增加当前建厂的占地面积的投资。

　　机械化水平应与工厂规模和装备水平相适应，特别是连续生产过程中大宗物料的装、运、卸，必须实现机械化。重大设备的检修、起重以及需要减轻繁重体力劳动的场合，也应尽可能实现机械化。

　　生产控制自动化，具有反应灵敏控制及时调整精确的特点，是保证现代化连续性大生产安全稳定进行的必不可少的手段。如在原料配料和粉磨过程中，新型干法生产广泛地采用电子秤-X荧光分析仪-电子计算机自动调节系统，控制原料配料，实现了原料配料的自动控制。在水泥粉磨系统已广泛采用电子定量喂料秤、自动化仪表、电子计算机控制生产。其主要利用电耳、提升机负荷和选粉机回料量等进行磨机负荷控制。

　　贯彻执行国家环保、工业卫生等方面的规定。我国水泥生产最高容许排放浓度为50mg/m3。今后，由于对环保要求愈睐愈高，应采取积极措施，减少环境污染，以保护职工身体健康和延长设备生产寿命。

　　为减少环境污染，应广泛的采用新型高效除尘设备，在物料储存设计上采用以“圆库”为主方案。与此同时，也应重视噪音防治、污水治理、绿化环境，使水泥厂工业实现文明生产。

　　工艺布置做到生产流程顺畅、紧凑、便捷。力求缩短物料的运输距离，并充分考虑设备安装、操作、检修和通行的方便，以及专业对工艺布置的要求。

　　厂址选择工作，一般是由负责编制可行性研究的单位按厂址选择不同阶段的要求，提出工程水文地质初堪、地形的测量、环境影响初评、厂外交通供水供电供油等。具备以上条件后，由筹建单位组织各有关部门进行厂址预选工作。可行性报告编制单位应根据项目建设和生产的各项要求进行技术、经济和社会等因素的全面分析论证，经多方案比较后，推荐最佳厂址方案和后备厂址方案以及生活区位置，提交厂址选择报告，报主管部门终审。

　　厂址选择一般包括：技术经济专业、总图运输专业、原料专业、采矿专业、工艺专业、水道专业、环保专业、电气专业等。

　　(3) 在有水运条件的地区，应尽量考虑利用水运及建设码头的可能性，厂址最好靠近主航道的一侧；

　　(7) 厂址地形最好是宽阔平坦，并捎带倾斜，以利简化工厂的竖向布置与减少平地的土石方量，并利于排水；

　　(11) 地震，一般6级以下地区不考虑防震措施，6度以上地区要考虑设防震和抗震措施。9度以上地区不宜建厂；

　　(3) 各厂址的建设条件、交通情况、工程、水文地质、地震烈度、供电供水、防洪要求和施工条件等；

　　毕业设计题目为:《5000t/d新型干法水泥熟料生产线设计》,重点车间：水泥粉磨系统的工艺设计。

　　为了获得较高的熟料强度，良好的物料易烧性以及控制生产，选择适宜的熟料三率值是非常必要的。本次设计为一台窑外分解窑，在生产工艺上要求煅烧高饱和比 高硅率的生料，这样能提高熟料的质量并能减少预热器分解炉系统的堵塞和回转窑烧成带的结圈。生产P042.5 PF32.5号硅酸盐水泥熟料。对于新型干法水泥生工艺，水泥熟料率值大致为：KH=0.88～0.91，SM=2.4～2.7，IM=1.4～1.8。故根据生产实践和设计工艺条件确定熟料的率值：KH=0.90±0.02 SM=2.55±0.1 IM=1.6±0.1。

　　随着新型干法水泥煅烧技术的不断提高，熟料的热耗不断降低，单位熟料热耗依国内新型干法厂现状，熟料热耗取2950KJ/kg 熟料。

　　为了获得较高的熟料强度，良好的物料易烧性以及易于控制生产，选择适宜的三率值是非常必要的。由于其牵涉到非线性方程的求解，用手工计算需反复试凑，难以达到结果最优，而各种简化计算方法不容易掌握，采用办公软件EXCEL 做配料计算，可直接通过表格计算求解，几秒钟就可算得最优解，操作简便，结果准确，本设计参考《用办公软件做配料计算》（南京化工大学材料学院 简淼夫，

　　在Excel表中填入假设的各原料配比，可以将初始配比设为石灰石20、页岩20、铁矿20,最后砂岩一项应填上“＝100-（鼠标点）石灰石配比的单元格-页岩配比的单元格-铁矿配比的单元格”，再敲回车键，这样才能保证配比之和为100。

　　在Excel表中适当的位置计算根据假设的原料配比而得到的生料成分。生料化学成分=各原料化学成分与其配比的乘积之和。方法是：在生料化学成分对应的Loss单元格中输入“=sumproduct(B5:B8,$I5:$I8)/100”回车。其中B5:B8为各原料Loss含量所在的单元格，$I5:$I8为各原料配比所在的单元格。生料的其他化学成分可以通过对生料Loss单元格的拖拉来获得。方法是点击生料Loss单元格,将鼠标移到该单元格的右下角，将光标变为黑十字时，按下鼠标左键，向右拖拉至生料成分对应的SO3单元格H9,松开鼠标左键即可。

　　水泥生料在煅烧后，原料中的Loss就没有了，因此为了计算熟料成分，就必须计算生料去除Loss后的化学成分，即灼烧基生料成分。生料灼烧基成分=原生料成分/(1-Loss/100)。方法是：在Excel表中相应灼烧生料SiO2的单元格中C10输入“=C9/(1-$B9/100)”回车。其中C9为原生料SiO2的单元格位置，B9为原生料Loss的单元格位置。灼烧生料的其他化学成分也可通过对SiO2单元格的拖拉来获得。

　　组成熟料的一小部分是燃料燃烧后产生的煤灰。煤灰掺入量计算公式是：煤灰掺入量（煤灰占熟料的百分比）=烧成热耗÷煤热值×煤灰分。于是在对应的煤灰比例中（本例为I11）输入“=A15/A17×A19”回车。其中A15为烧成热耗所在单元格，A17为煤热值所在单元格，A19为煤灰分所在单元格。熟料的另一部分为灼烧生料，其比例为100-煤灰比例。于是在对应的灼烧生料比例中I10输入“=100-I11”回。