日產2000噸熟料新型干法水泥廠窯尾系統工藝設計

馬存英

摘? 要：新型干法具有：低耗、環保、高效優質的特點。新型干法是采用的是新型原料，節能粉磨設備，及預均化技術等，全線使用計算機操作，自動化操作水泥生產，而且水泥品質優越。此次設計采用了新型原料，先進新型干法的設備及技術，力爭實現節能環保，品質優越。這次設計的是日產2000噸孰料新型干法水泥廠窯尾系統工藝設計，設計的主要內容有：配料計算和全廠物料平衡;主機選型及堆場的選擇;簡述了全廠工藝流程;進行了全廠總體平面設計以及重點車間工藝計算。

關鍵詞：新型干法;窯尾系統;水泥

引言

本次設計的是日產2000噸孰料的水泥廠，以窯尾系統為重點，結合新型干法生產水泥特點，采用先進的分解爐，懸浮預熱器等設備作為水泥的生產過程的設備。還使用了礦渣作為生產原料，充分的利用廢渣，低生產成本，同時也保護環境，達到可持續發展循環經濟的效果。本次設計力爭實現：低功耗，低污染，高效率，高產能。

1.配料及全場物料平衡計算

1.1? 配料計算

由于會有水分、二氧化碳以及其他物質的產生，為了保證水泥的質量，所以要進行配料計算。配料的基本原則：配制的原料很容易粉磨、燃燒，生產的熟料質量要好，利用礦產的資源充分，使控制生產過程易于操作，并盡有可能地簡化過程生產過程。原料的組成成分的計算是根據孰料的組成計算，按照要求計算生料的配合比。

1.2編制全廠物料平衡表

將計算結果編制成物料平衡表，見表1。

2.主機設備選型以及堆場儲庫選擇的計算

2.1主機選型計算

主機設備的選型是水泥廠設計的重要組成部分。工藝設備的選型是依據配合比、原料的性質、生產的產量多少和工藝流程等因素選擇主機設備的型號，然后確定設備的生產規格，在依據水泥生產的需求量和設備的生產力計算，確定所要主機設備的主機數。

根據《新型干法水泥廠工藝設計手冊》一書得到水泥廠主機年利用率如表2所示：

2.1.2主機平衡表

主機平衡表，如表3所示。

3.全廠水泥生產工藝流程

3.1全廠工藝流程

全廠工藝流程簡述如下：

原料從礦山運輸于各個堆場和堆棚，在經過破碎機，把水分烘干后，在分別存進入各原料儲堆場。有按照配合比電子計量配送于生料的粉磨車間，生料經粉磨均化后存儲生料庫。再從生料庫到燒成車間經窯尾懸浮預熱器系統進入回轉窯開始煅燒，出回轉窯的后，在經熟料冷卻車間冷卻后送進入熟料庫，加各種活性混合材后進進入水泥粉磨車間，經水泥磨粉磨后，運到水泥倉庫，等待散裝或包裝食品運輸廠。

3.2 全場總平面的設計

設計的基本原則：1）車間與車間的相對位置及水泥廠相關設備按照工藝流程設計，確保有一個合理安全的生產線，生產過程順利;2）廠房的布局需要考慮地形和工程地質及水文的相關地理位置。保證費用低也能達較好的建筑;3）應盡可能的減少廠區的面積;4）輔助車間及相關設備盡量配置在靠近其所需要服務的重要生產系統的附近;5）需要考慮預留發展用地;6）必須合理布置，滿足采光好，消防設備完善等;7）工廠與其他地區交通方便，其它設施的布置連接需要合理;8）靠近原料地址，減少運輸成本既降低生產周期;9）廠址應該靠近與鐵路接軌的車站;10）廠址盡量靠近水源;11）廠址盡量靠近電源。

4.重點車間工藝計算

4.1 窯尾系統的工藝流程

燃燒熟料水泥生產過程的核心部分，也是燃料消耗量大的過程。適當的生產過程可以在節能、產量和品質等能達到良好的結果。所以，選擇發射系統的一般原則考慮原材料和燃料的條件下，產品質量，工廠規模，各種各樣的具體條件和點火系統的不同特點，進行正確的判斷，使選擇的燒成系統的先進技術，合理的經濟。在這個設計中，窯預熱分解過程中，充分考慮上述要求。預熱器廢氣可用于干燥的原料、煤、石膏等，充分利用余熱資源，這樣做是為了節約能源資源，它是新型干法水泥生產的一個重要特征。冷卻機采用篦冷機，熟料的冷卻熱排氣，用作二次分解爐空氣預熱器系統（三次風）;也用于干燥濕渣。

4.2 物料平衡

物料平衡就是根據設備的規格參數，對窯尾系統的進出物料量和風量進行計算，把計算結果用作對窯尾系統相關設備的選擇，及煤用量的依據。

4.3熱量平衡

熱量平衡主要包含熱量平衡計算收進入項目及熱量平衡計算收支出項目。其中前者包含燃料燃燒生成熱、燃料帶進入顯熱、生料帶進入熱量、進入窯回灰帶進入熱量及空氣帶進入熱量計算。后者主要包含：熟料形成熱、蒸發生料中水分耗熱量、廢氣帶走熱量、出窯熟料帶走熱量、出預熱器飛灰帶走熱量以及系統表面散熱損失計算等。

綜合上面的計算結果，得物料平衡、熱量平衡表分別見表3及表4。

4.4 系統各部位煙氣量平衡計算

系統其他部位煙氣量平衡計算主要包括：煤粉燃燒理論空氣用量、煤粉燃燒煙氣生成量、每千克熟料耗煤量及燃燒煙氣量、生料分解生成廢氣量以及生料中水分生成廢氣量、窯尾排出廢氣量、分解爐前氣體量、分解爐內氣體量、五級筒出口、四級筒進口、四級筒出口、三級筒進口、三級筒出口、二級筒進口、二級筒出口一級筒進口和一級筒出口等。

綜上，匯總系統各部計算結果見表5。

4.5 主要設備選型計算

4.5.1 分解爐

4.5.2 懸浮預熱器

根據同一類型的旋風預熱器的類型和尺寸，預熱器被選為如下，其中一級為四筒，二、三、四為兩筒，五級為一筒。型號尺寸見表6。

5結論

本次設計得到了以下結論：（1）本設計的水泥廠混合材采用的礦渣生產水泥，不僅性能上得到了提高，生產成本降低了，而且環境也得到合理的保護;（2）整個水泥原料物料的磨機采用立式磨，生產功耗大大降低，效率也得到了有效的提高。而卻好利用余熱烘干物料，大大減少了煤的消耗量;（3）生料的堆場采用了普通堆場和均化庫，保證水泥生產過程的連續，同時也保證了水泥的生料的質量穩定;（4）窯尾系統采用的是水泥預熱分解系統，大大減低了水泥窯的負擔，而且分解能力到達了九成以上，產量的也得到了很大的提高。

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