5000t新型干法水泥生产线回转窑工艺的设计说明书.docx

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1、5000t 新型干法水泥生产线回转窑工艺设计原始资料一、物料化学成分 （%）成分LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3其它合计项目干生料35.8213.232.972.0544.620.250.160.90100熟料022.345.383.6566.670.580.061.32100煤灰051.6031.794.143.620.662.295.90100二、煤的工业分析及元素分析（%）工业分析 （ %）Qnet,ar （ kJ/kg ）MarF.CarAarVar1.0044.7825.5628.6624200元素分析 （ %）Car60.10Har3.96Oar7.91Nar

2、0.97Sar0.35Aar25.71War1.00三、热工参数1 、温度 。入预热器生料温度 ：50 ； 入窑回灰温度 ： 50 ； 入窑一次风温度 ：25 ；入窑二次风温度 ：1100 ； 环境温度 ： 25 ； 入窑、分解炉燃料温度 ：60 ； 入分解炉三次风温度 ：900 ；出窑熟料温度 ： 1360 ； 废气出预热器温度： 330 ； 出预热器飞灰温度：300 。 窑尾气体温度 ：1100 。2、入窑风量比 （%）。一次风 (K 1):二次风 (K2):窑头漏风 (K3)=10:85:5 。3、燃料比（ %）。回转窑 (Ky):分解炉 (Kf) =40:60 。4、出预热器飞灰量 。

3、 0.1kg/kg 熟料 。5、出预热器飞灰烧失量 。35.20% 。6、各处空气过剩系数 。窑尾 ，y=1.05 分解炉出口 L=1.15 预热器出口 f=1.40 。下载可编辑7、入窑生料采用提升机输送。8 、漏风 。预热器漏风量占理论空气的比例K4=0.16 ；提升机带入空气量忽略；分解炉及窑尾漏风 （包括分解炉一次空气量），占分解炉用燃料理论空气量的比例K6=0.05 。9、袋收尘器和增湿塔综合收尘效率为99.9% 。10 、熟料形成热 。根据简易公式 （6-20 ）计算 。11 、系统表面散热损失 。 460kJ/kg 熟料 。12 、生料水分 。 0.2%。13 、窑的设计产量 。

4、5000t/d 。四、物料平衡与热量平衡计算基准：1kg 熟料，温度： 0； 范围：回转窑分解炉预热器系统根据确定的基准和范围，绘制物料平衡图 （图 1）、热量平衡图 （图 2）。图 1 物料平衡图图 2热量平衡图1.1 物料平衡计算收入项目(1)燃料总消耗量m r(kg/kg)其中：窑头燃料量.专业 .整理 .下载可编辑m yr Kym r(kg/kg)分解炉燃料量m Fr KFm r(kg/kg)(2)生料消耗量 、入预热器物料量a.干生料理论消耗量y100 25.71 1 mrm gsL 100mr A a= 100 35.82 1.558 0.401m r(kg/kg ）100Ls式中

5、： 燃料灰分掺入量 ，取 100。b.出电收尘飞损量及回灰量m Fhm fh (1)0.10×(10.999) 0.0001(kg/kg)m yh m fh m Fh 0.100.0001 0.10(kg/kg)c.考虑飞损后干生料实际消耗量100L fh10035.2 1.558 0.401m rm gs =m gsL+m Fh·100L=(1.558 0.401m r)+0.0001 ×s10035.82(kg/kg)d.考虑飞损后生料实际消耗量1001001.561 0.402m r(kg/kg)m s=m ys 100 Ws(1.558 0.401m r)

6、×100 0.2e.入预热器物料量入预热器物料量 m s m yk(1.561 0.402m r)+0.100 1.661 0.402m r(kg/kg)(3)入窑系统空气量燃料燃烧理论空气量V'LK 0.089Cy+0.267H y+0.033(S y O y)=0.089 ×60.10 0.267 ×3.96+0.033 ×(0.35 7.91)6.157(Nm 3/kg 煤 ).专业 .整理 .下载可编辑m' LkV'Lk×1.293 6.157 ×1.293 7.961(kg/kg 煤)b.入窑实际干空

7、气量Vyh = yV'Lkm yr = yV'LkKFm r 1. 05 ×6.157 ×0.40m r 2.586m r(Nm 3/kg)m yk=1.293 ×Vyk 1.293×2.586mr 3.344mr(kg/kg)其中入窑一次空气量 ，二次空气量及漏风量Vyk1 =K 1Vyk=0.10V yk(Nm 3/kg)Vyk2 k2Vyk0.85Vyk(Nm 3/kg)VLOk1K3 Vyk 0.05Vyk(Nm 3/kg)c.分解炉从冷却机抽空气量出分解炉混合室过剩空气量V1(L1)V'Lkm r (1.151)

8、5;6.157m r =0.924m r(Nm3/kg)分解炉燃料燃烧空气量V2V'Lkm FrV'LkKFm r6.157 ×0.60m r=3.694m r(Nm 3/kg)窑尾过剩空气量V3(y1)V'Lkm yr(y1)V'LkKym r(1.051) ×6.157 ×0.40mr 0.123m r (Nm 3/kg)分解炉及窑尾漏入空气量V4K6V'Lkm Fr K6V'LkKym r 0.05 ×6.157×0.60m r 0.185m r(Nm 3 /kg)分解炉冷却机抽空气量VF2

9、k=V 1 +V 2 V3 V4 0.924m r +3.694m r 0.123m r 0.185m r 4.310m r(Nm 3 /kg)m F2k1.293 ×VF2k =1.293 ×4.310m r 5.573m r(kg/kg)d.气力提升泵喂料带入空气量（忽略）e.漏入空气量预热器漏入空气量.专业 .整理 .下载可编辑V5K4V'Lkm r 0.16×6.157mr 0.985m r(Nm 3 /kg)窑尾系统混入空气总量VLOk2V4V5 0.185m r0.985m r 1.170m r(Nm 3/kg)全系统漏入空气量VLOKVLOK

10、1VLOK20.05 ×2.586m r 1.170m r 1.299m r(Nm 3/kg)m LOK1.293 ×VLOKl.293 ×1.299m r 1.680m r(kg/kg)支出项目(1)熟料m sh =1kg(2)出预热器废气量a.生料中物理水含量Ws 0.0030.001mr(kg/kg)m ws m s×100 (1.563 0.402m r)×1000.2m0.003 0.001mr0.001mr(Nm 3 /kg)Vws= 0.804ws =0.804=0.004b.生料中化学水含量m hs 0.00353m ysAl2

11、 Os3 0.00353 ×(1.560 0.401mr) ×3.03 0.016 0.004m r(kg/kg)mks0.017 0.004mr(Nm 3/kg)Vhs = 0.804 =0.8040.020 0.005m rc.生料分解放出 CO2 气体量：Mco 2M co 244CO2CaOs MCaOMgO s M MgO=44.62 × 56 0.25× 40.344 35.33m sco2=m gsCO2Lfh0.550 0.142m r100mff 100 (1.558 0.4006mr) ×35.33100 0.0001 &#

12、215;35.20100(kg/kg)mcos20.550 0.142mr(Nm 3 /kg)Vsco2 = 1.977 =1.9770.278 0.072m r.专业 .整理 .下载可编辑d.燃料燃烧生成理论烟气量22.4y22.460.10Vrco2 = 18× 100 mr1.122m r(Nm 3/kg)100C mr 10022.4y22.40.97(Nm 3 /kg)VrN2 0.79V1 LKmr 28 100N m r0.79×6.157m r 28 × 100 m r4.872m rVrH2O 222.4yy×3100.96 2218.

13、4 ×1100.00 )m r 0.456m r (Nm 3/kg)×100H m r 2218.4 ×100W m r ( 222.4yVrso2 = 222.4 ×100S m r 2232.4 × 0100.35 m r=0.002m r(Nm 3/kg)Vr Vr co2 VrN2 VrH2O Vr so2 (1.122 4.872 0.456 0.002)m r 6.452m r(Nm 3/kg)ym r =(m' LK l 100A )m r(7.961 l 25.10071 mr 8.704m r(kg/kg)e.烟气中过

14、剩空气量Vk(f 1)V'Lkm r (1.40 1)×6.157m r 2.463m r(Nm 3/kg)m kVk×1.293=2.463 ×1.293 3.185m r(kg/kg)其中：VkN2 =0.79V k=0.79 ×2.463m r 1.946m r(Nm 3 /kg)m kN2 VkN2 ×2228.4 1.946 ×2228.4 mr 2.433m r(kg/kg)VkO20.21Vk=0.21 ×2.463m r 0.517m r(Nm 3/kg)m kO2=V kO2× 22.43

15、20.571 × 22.432m r =0.739m r(kg/kg)f.总废气量Vf=V CO2+V N2 +V H2O +V O2+V SO2=(0.281 0.072mr 1.122 m r)(4.872m r1.946m r)(0.004 0.001m r 0.020 0.005 m r 0.456 m r)0.517 m r 0.002 m r0.305 8.837m r(3)出预热器飞灰量m fh 0.100(kg/kg)1.2 热量平衡计算.专业 .整理 .下载可编辑收入项目(1)燃料燃烧生成热QrRm rQyDW 23200m r(kJ/kg)(2)燃料带入显热Qr

16、m rCrt r m r×1.154×60=69.240m r(kJ/kg)(0 60时熟料平均比热Crl.154kJ/kg ·)(3)生料带入热量Qs=(m gs Cs+m wsCw )t s(1.560 0.401m r)×0.878 十(0.003 0.001m r)×4.182 ×5069.111 17.813m r(kJ/kg)(0 50时 ，水的平均比热 Cw 4.182KJ/kg ， 干生料平均比热Cs0.878kJ/kg)(4)入窑回灰带入热量Qyh m ykCyh tyh 0.100 ×0.836 

17、5;504.180kJ/kg(0 50时 ，回灰平均比热 Cyh 0.836kJ/kg )(5)空气带入热量a.入窑一次空气带入热量Qy1k Vy1k Cy1k ty1k 0.10V ykCy1k ty1k 0.10×2.586m r ×1.298 ×25 8.39m r(kJ/kg)(0 25时 ，空气平均比热 Cy1k 1.298KJ/Nm 3.)b.入窑二次空气带入热量Qy2k Vy2kCy2kt y2k 0.85V ykCy2k ty2k 0.85 × 2.586m r × 1.403 × 1100 3392.3m r(kJ/

18、kg)(01100 时， 空气平均比热 Cy2k 1.403kJ/Nm 3 ·)c.入分解炉二次空气带入热量QF2kVF2kCF2ktF2k 4.310m r×1.403 ×900 5442.2m r(kJ/kg).专业 .整理 .下载可编辑(0900时 ，空气平均比热 CF2k 1.403kJ/Nm 3.)d.气力提升泵喂料空气带入热量（忽略）e.系统漏风带入热量QLOK=V LOKCLOKtLOK =1.299m r ×1.298 ×2542.153m r(kJ/kg)(025时，空气平均比热 CLOK1.298kJ/Nm 3 ·

19、)总收入热量QzsQrR QrQsQykQy1k +Q y2k QF2k QskQLOK 24200m r69.240m r (69.111 17.813m r)4.180 8.39m r3392.3m r 5442.2m r 0+42.253m r 73.291 33136m r(kJ/kg)支出项目(1)熟料形成热Qsh =109+30.04C aOk+6.48Al 2O3k+30.32M g Ok-17.12Si O2k+1.58Fe 2O3k=109+30.04 ×66.67+6.48 ×5.38+30.32 ×0.58-17.12 ×22.34

20、-1.58 ×3.65= 1776kJ/kg(2)蒸发生料中水分耗热量Qss(m wsm ks)qqh (0.003 0.001m r 0.0160.004m r)×2380 45.220 11.9m r(kJ/kg)(50 时 ，水的汽化热 q qh 2380kJ/kg)(3)废气带走热量Q f(VCO2 CCO 2VN2 CN2VH 2O CH 2OVO2 CO2VSO2 CSO2 )t f (0.281 1.050m r)×1.921 6.818m r×1.319(0.025 0.450m r)×1.550 0.517m r ×

21、1.370 0.002m r ×1.965 ×330.专业 .整理 .下载可编辑 190.92 4098.5m r(kJ/kg) 0 340时， 各气体平均比热 ：CCO21.921kJ/Nm 3 ·；CN2 1.319kJ/Nm 3·；CH2O 1.550kJ/Nm 3·；CO2 1.370kJ/Nm 3·；CSO2 1.965kJ/Nm 3·(4)出窑熟料带走热量Qysh 1×Csh t sh =1 ×1.078 ×1360 1466.1(kJ/kg)(0 1360 时，熟料平均比热Csh=

22、1.078kJ/kg. )(5)出预热器飞灰带走热量Qfh =m fh Cfh tfh =0.100 ×0.895 ×300 26.85(kJ/kg)(0 300时， 飞灰平均比热 Cfh 0.895kJ/kg ·)(6)系统表面散热损失QB460kJ/kg支出总热量QzcQSh Qss 十 QfQyshQ fh QB1776 (45.220 11.9m r)(190.92 4098.5m r) 1466.1 26.850 4603965 4086.6m rkJ/kg列出收支热量平衡方程式QzsQzc73.291 33136m r 3965 4086.6m r求得

23、：m r 0.1340(kg/kg)即烧成 1kg 熟料需要消耗0.1340kg 燃料 。二、窑的计算 （带 NC-SST-I 分解炉的预分解窑 ）.专业 .整理 .下载可编辑2.1.窑的规格 :2.1.1 直径根据式（1）计算窑有效内径G 熟料63.5Di3.14（ 1）其中，G 熟料为窑的日产量t/d ；Di 为窑的有效内径 ，m 。取 G 熟料 =5000 t/d ，可计算出 Di=4.242 m 。根据式（2）计算窑筒体直径D D i 2（2）其中，为回转窑用耐火材料厚度 ， mm 。对于直径大于4.0 m 的回转窑 ，其值一般为230 mm 。因而D4.24220.234.72 m根

24、据建材行业标准JC331-91 ，D 值取 4.8 m ，则回转窑有效内径为4.34 m 。长度预分解窑的长径比L/D 1020 ，且其长度还应按GB321 优先数系列选配 。 综合最近投产的 5000 t/d水泥熟料生产线情况 ，L 值取 72 m ，此时 L/D=15 。由以上计算结果 ，回转窑的规格为 4.8×72 m 。根据国内外实际生产情况，该规格预分解窑产量一般在5000 t/d以上，因而能满足设计要求 。2.2 回转窑斜度 、转速及功率的计算斜度和转速预分解窑的斜度一般为3.5%4% ，最高转速可达4.5 r/min 。根据统计 ，对于 4.8×72 m 的预

25、分解窑 ，当其斜度为 3.5%，转速 n 为 3.8 r/min时，最高产量可达 5500 t/d以上。考虑到实际生产中增产的可能性，所设计回转窑的斜度为3.5%，转速为 3.8 r/min 。功率.专业 .整理 .下载可编辑回转窑功率可根据式 （3）进行计算 。N0 0.03Di3 n0.75L （kW ）（ 3）根据计算 ， N00.03 4.343 3.80.75 72 480.574kW2.3 风速核算烧成带标准风速一般要求 2 Nm/s 。wi1000 GVyk =1.42 Nm/sDi236004符合要求1000 GVyw273Tywwy w=7.95 m/s符合要求4D i236

26、00273Vyw 窑尾烟气量 ， m 3/kg 熟料Tyw 窑尾温度 ，Vyw V yV y K）·6.157 m rrky·6.452m r + （y -1=0.404 m3/Kg窑尾工况风速一般要求 10 m/s 。1000 GVyw 273 Tywwy w=7.95 m/s符合要求236002734D iVyw 窑尾烟气量 ， m 3/kg 熟料Tyw 窑尾温度 ，Vyw V yrV yk Ky·6.452m r + （y -1 ）·6.157 m r.专业 .整理 .下载可编辑=0.404 m 3/Kg三、主要热工技术参数计算3. 1 、熟料单位

27、烧成热耗QrR=mrQDWY 0.1340 ×24200 3242.8(kJ/kg)3.2、熟料烧成热效率Qshs QrR ×100 3242.17768 ×100 54.77 3.3、窑的发热能力Qyr=Myr QDWY KymrG QDWY 0.4×0.134×208.3×10 3×24200 27.02×10 7(kJ/h)3.4、燃烧带衬砖断面热负荷Q yr27.021072 18.27 ×106(kJ/m 2·h)q A0.7854.342Di4参考文献1、李海涛 . 新型干法水泥生产技术与设备M. 化学工业出版社 ，2006.012、严生 .新型干法水泥厂工艺设计手册M. 中国建材工业出版社3、金容容 .水泥厂工艺设计概论 M. 武汉理工大学出版社 ,1993.05.专业 .整理 .