产吨水泥熟料干法水泥厂设计

毕业设计说明书

日产2500吨水泥熟料干法水泥厂设计

学院（部）： 材料工程学院

专业班级：材料工程

学生姓名：

指导教师：

2011年11月

工艺流程

水泥生产过程可概括为生料制备、熟料煅烧、水泥粉磨。

生产方法依生料制备方法不同分为干法和湿法。湿法生产产量低、熟料热 好高、耗水量大，逐渐被干法生产取代。干法生产主要包括干法回转窑生产、 悬浮预热窑生产、预分解窑生产，其熟料的煅烧大致分为预热、分解及烧成三 个过程。其中窑外分解技术是将水泥煅烧过程中的不同阶段分别在旋风预热

器、分解炉和回转窑内进行，把烧成用煤的 50~60滋在窑外分解炉内，是燃料

燃烧过程与生料吸热同时在悬浮状态下极其迅速的进行，时入窑物料的分解率 达到90%以上，使生料入窑前基本完成硅酸盐的分解。预热分解窑生产工艺， 煅烧系统的热工布局更加合理、窑生产效率高、产品质量好、能源消耗低、窑 内衬体寿命长，环境保护诸多方面具有更加优越的性能。

本水泥生产工艺采用先进的预分解窑干法生产工艺，其工艺流程简述如

下：

431生料制备

（1）原料破碎、输送及均化

石灰石破碎车间设在矿区，采用一段破碎。自卸汽车将石灰石倒入板式喂料

机，再喂入PCF-2022

锤式破碎机破碎，破碎后，由长带式输送机送到厂区 © 80m的圆形石灰石均

化库，由悬臂堆料皮带机人字形堆料，由桥式刮板取料机取料将预均化后的石 灰石由带式输送机送至©

7.0 X 18的石灰石调备库。

砂岩由汽车运进厂先入砂岩堆场储存，由铲车卸入破碎机破碎，选用一台 PCF-1412

锤式破碎机，经破碎后的砂岩由带式输送机送入 © 7.0 X 13的砂岩库。

粉煤灰由专用罐车运进厂后送入 © 8.0 X 22的粉煤灰库储存。

铁粉矿由汽车运进厂先入铁粉堆棚储存，由铲车卸入下料仓后经带式输送 机送入© 5.5 X 14的铁粉库。 各物料的配料在各自的调备库内进行，配料采用多种元素荧光分析仪和微 机组成的生料质量控制系统、自动调节的定量给料机。四种原料由各自的定量 给料机计量后，由带式输送机送入生料磨。

所有物料破碎与转运点设有除尘器，确保粉尘达标排放。

（2） 生料粉磨与废气处理 生料粉磨采用带外循环的立式磨系统，利用窑尾排出的高温废气作为烘干

热源。生料由锁风阀进入磨内，经磨辊碾磨后的物料在风环处被高速气流带 起，经分离器分离后，粗物料落回磨内继续被碾压，细粉随气流出磨，经电收 尘收集，收下的成品经空气输送斜槽、斗式提升机送入生料均化库。出电收尘 的废气经循环风机后，一部分废气作为循环风重新回磨；剩下的含尘废气进入

磨废气处理系统，经净化后排入大气。

当生料磨停磨而烧成系统运转时，窑尾废气经增湿塔作调质处理后，直接 进入窑尾收尘器净化处理，增湿塔喷水量根据增湿塔出口废气温度自动控制， 使废气温度处进窑尾袋收尘器的最佳范围内，废气经净化后排入大气。

由袋收尘器收下的粉尘，经链运机、空气输送斜槽，由提升机送入生料 库。增湿塔下的窑灰直接与出库生料搭配，喂入预热器系统。

（3） 生料均化及生料入窑

生料均化采用 © 22.5X54M3 型库，库内分 4 个卸料口，生料按一定顺序分别由 各自的卸料区卸出进入均化小库，由库内重力切割和均化小库的搅拌实现均 化，均化后的生料由斗式提升机、空气输送斜槽送入生料缓冲仓，经计量器计 量后由空气输送斜槽送入气力提升泵再送至窑尾预热器的进口

4.3.2 熟料烧成

（1） 烧成系统由五级旋风预热器、分解炉、回转窑、篦冷机组成。喂入预 热器的生料经预热器预热、在分解炉内分解后，喂入窑内煅烧；出窑高温熟料 在水平推动篦式冷却机内得到冷却，大块熟料经冷却机出口处锤式破碎机破碎 后，汇同出冷却机的小粒熟料经盘式输送机送至熟料库。篦冷机排出的热空气 部分作为高温风入窑和三次风送往分解炉，部分作为煤粉制备的烘干热源，剩 余废气经电收尘净化后排入大气。

（2） 熟料储存、输送和散装

熟料库规格© 18X 26m熟料经库底卸出后，由带式输送机分别送往水泥磨前的熟料调备库和汽车散装熟料库。熟料散装库顶采用多点盘式输送机卸料。

（3）原煤预均化及输送 原煤由火车运输进厂卸入原煤堆场，由铲车卸入下料仓后，经定量给料机

喂入煤磨。

（4）煤粉制备及输送 煤粉制备采用立式煤磨，利用窑头高温废气作为烘干热源。原煤由定量给

料机喂入磨内烘干与粉磨。通过各阀门的调节改变磨内的风速，配合调整分离 器的转速，从而实现合格煤粉与粗煤粉的分离，使细粉随气流进防爆型袋收尘 器，粗粉继续在磨内循环，重新被粉碎。经袋收尘器收集下的煤粉通过锁风阀 和螺旋输送机送入窑头、分解炉、回转烘干机供应其燃煤，废气经收尘器净化 后排入大气。

煤粉制备系统设有防爆阀、 CO 浓度检测仪、 N2 自动灭火系统等安全措 施。

4.3.3 水泥粉磨

（4）混合材备料

石膏由汽车运进厂先入堆棚内储存，由铲车卸入破碎机破碎，选用一台 PF- 080型反击式破碎机，经破碎后的石膏由带式输送机送入 ①6.0X18石膏库。

按不同水泥品种，设定相应的物量配比，经定量给料机配好的物料由带式输送 机输送至水泥粉磨系统。水泥磨采用一套由辊压机、 © 4.2X13水泥磨机和O-

Sepa选粉机组成的闭路预粉磨系统，物料经辊压机预粉碎后粗粉回料，细粉进 水泥磨粉磨，出磨物料由斗式提升机送入选粉机中分选，粗粉返回磨内再次粉 磨，成品随出选粉机气流进入袋收尘器后被收集下来，由斜槽、提升机送至水 泥库储存。废气经净化后排入大气。

（5）水泥储存、散装、包装

设 4 座© 15X 36 的 IBAU 型储存兼均化库，每库库底各设两台移动式散装 机。水泥由库底充气卸料系统卸出后由空气输送斜槽、斗提机送往包装车间包 装或送入水泥汽车散装库进行汽车散装，或送入散装机进行火车散装。

水泥包装采用一台 RA-12 型回转包装机，包装成的袋装水泥直接装车发送 或送成品库储存。

水泥库顶、库底均化仓等分别设气箱脉冲袋收尘器处理系统中的含尘气 体。包装车间用脉冲袋收尘器对个扬尘点进行收尘。

建厂的原始资料

2、 砂岩：自备矿山，含水量3%

3、 铁矿石（粉）：外购，含水量 4%

4、 粉煤灰：外购，含水量0.5%。

5、 石膏：山东产SQ, 40%含水量少量，块度＜300毫M

10、 电源：从彭场变电所接线进厂。35KV

11、 水源：可采用地下水或不牢河水 1、 石灰石：青龙山石灰石矿山。 12、 原料化学成份：见附表。

13、 烟煤及无烟煤工业分析：见附表。14、

表1-1原材料化学成分分析：

名称 烧失量 SiO2 Al 2Q Fe2O3 CaO MgO 总和

石灰石 41.81 2.60 1.19 1.32 51.90 0.81 99.63

砂页岩 2.43 89.11 2.73 1.25 2.09 1.37

98.98

铁矿石 3.27 49.59 5.46 34.12 2.67 1.58 96.69

粉煤灰 2.76 52.69 31.41 5.04 3.46 0.62

95.98

烟煤煤灰 0.00 51.85 32.50 5.38 4.05 1.64 95.42

烟煤资料：

1、 工业分析:

表2-2

烟煤 水 分

（Mar/%） 挥 发 分

（Var/%） 灰 分

（Aar/%） 固 定 碳

（Car/%） 热 值

(Qar/kJ/kg)

含量 1.91 27.15 17.83 53.11 24676.75

物料的破碎

生产水泥的原料，大部分都要经过预先破碎，因为从矿山开采回来的石 灰石，砂岩，石膏，混合材料以及煤等原料，燃料块度较大，给运输，贮 存，粉磨带来一定的困难。从窑中煅烧得到的熟料，其中有些块度较大的必 须进行破碎。物料经过破碎后，其粒度减小，表面积增加，在一定程度上可 以提高粉磨和烘干的效率。

2.2.1破碎系统的发展状况

进年来，随着窑，磨等设备单机生产能力的大型化以及矿山开采技术的 发展，破碎流程和破碎设备也随着有了很大的发展。

主要反映以下几个方面：

（一）破碎设备大型化

（二） 破碎流程单段化

（三） 破碎设备移动化

（四） 破碎设备多功能化

222破碎设备的工作原理

利用挤压和冲击等机械作用的外力，使大块物料产生应力和形变，从而 导致破裂。根据破碎后的粒度不同，破碎作业大致可分为粗碎，中碎和细碎 三个等级（见表2-2 ）。

表2-2各级粉碎所对应的粒度

破碎等级 喂料粒度（mm） 出料粒度（mm） 粗碎 300 — 550 > 100

中碎 100—300 20 —100

细碎 50 —100 0— 20

2.3设备的选型

不同种类和不同规格的破碎机，对物料的最大进料粒度的要求也不同。

大，中型水泥厂当矿山采用电铲装车时，石灰石最大块度与电铲的铲斗大小有 关，如下表

表2-6石灰石最大块度与电铲的铲斗的关系

铲斗容积（m3） 0.5 1.0 2.0— 2.5 3.0—4.0

最大块度 400 650 800 900—1100

表2-7 PCF单段锤式破碎机规格性能

型号： PCF-2022

最大给料尺寸： 1000 X 1000 x 1500mm

转子的长度： 2230mm

生产能力： 400-600 t/h

电动机功率： 630-800 kW

进料口尺寸： 2100 x 2380mm

机器总重里（不包括电动机）： 128t

出料粒度： <100mm

2.4.1生料粉磨

目前，水泥工业应用最广泛的是钢球磨机系统，近年来，立式磨发展较快， 采用立式磨粉磨生料的日益增多。它是风扫磨的另一种型式，有一系列优点， 主要靠磨辊和磨盘间压力来粉碎物料，使物料在磨内受到碾压、剪切、冲击等 作用，不必像钢球磨要提升研磨介质来冲击碾磨物料，粉磨有用功率较钢球磨 高的多。且磨机本身带选粉机构，因此单从磨机本身的碾磨和选粉来讲，电耗 可降低50%之多。还由于利用风扫式，其烘干能力很强，利用窑尾废气可烘干

8%水分的物料，入磨粒度可达 100mm大型磨机甚至可达150mm,可节省二级破 碎系统，节省投资和消耗占地面积小细度易调节，也便于实现微机操作自动 化，通风量较，可更好得利用窑尾废气余热烘干生料。

立式磨随着窑外分解窑的发展得到迅速发展，目前各种立式磨系统的粉磨能 力已达500t/h以上，产品系列中生产能力最大者已达 1000t/h。

生料磨采用具有烘干兼粉磨性能的立式磨，热源来自经增湿的窑尾悬浮预热 器一级筒废气（温度350 C左右）。

（1） 确定粉磨车间的工作制度

生料粉磨车间采用三班制，每班工作 8小时，每星期工作 7天，每年工作

43周。

（2） 根据车间运作班制和主机运转小时数，确定主机的年利用率：

kk2k3 43 7 3 8

―2 3 0.825

8760 8760