日产2500吨普通硅酸盐水泥生产线设计方案

日产2500吨普通硅酸盐水泥生产线设计方案

第一章 设计理论基础及依据

第一节 设计目的

此次课程设计是进入大学以来的第一次设计课程，也是在参加了生产实习后的一次总结。基于在学习了《无机材料工厂工艺设计概论》，并结合本专业的发展特色而开设的一项重要的实践学习环节。其目的在于通过课程设计的锻炼，树立正确的设计思想，培养我们认真的科学态度和严谨求实的工作作风。在设计过程中培养我们学生掌握绘图、计算、研究等科学设计方法，提高工程设计计算、绘图的动手能力，锻炼我们分析解决实际问题的能力。

        第二节  设计原则与指导思想

一、设计原则

1.根据任务书规定产品品种、质量、规模进行设计；

2.选择技术先进、经济合理的工艺流程和设备；

3.主要设备的能力应与生产规模相适应；

4.全面解决工厂生产、场外运输和各种物料储备的关系；

5.注意考虑工厂建成后生产挖潜的可能性和发展余地；

6.合理考虑机械化、自动化装备水平；

7.充分重视消音除尘，满足环保要求；

8.方便施工、安装、生产和维修。

第三节 设计任务

一、本设计的设计任务是：

1.建设项目：日产2500吨水泥熟料生产线（重点：水泥包装）；

2.建厂规模：日产水泥熟料2500吨；

3.产品品种： 普通硅酸盐水泥

4.生产方法：新型干法回转窑；

5.三废处理要求：符合《水泥工业污染物排放标准》（GB4915—2004）和《工业企业设计卫生标准》（TJ36—79）的规定；

第四节 设计内容和要求

一、总体设计

1、设计的目的和意义：

2、生产工艺方案的比较与选择；

3、产品方案选择；

4、生产工艺流程的选择；

5、平衡计算；

6、设备选型计算和储库平衡计算

二、水泥包装系统设计

1、生产流程的选择；

2、设备及收尘设备的选型；

3、工艺布置。

三、设计深度

1、设计按照初步设计的深度计算；

2、按照设计进行设备选型、绘制图纸。

四、设计要求的起止日期

本课程设计日期为2015年1月5日-1月16日，所有的的设计工作必须如期完成。

五、要求

设计说明书的内容一般应包括：设计的目的和意义；全厂配料计算和物料平衡计算；本重点车间的设备选型计算和储库平衡计算；工艺方案比较与选择等几个部分。

设计说明书要求：

⑴设计说明书文字要通顺、层次清楚、工艺方案选择合理、选定的参数要有依据、计算正确、各种符号应注有文字说明，必要时列出计算表格；

⑵设计说明书文字一般不少于5000字；

⑶设计说明书格式可参考其他样式编写。

六、生产原料基础资料

1、化学成分（%）：

	烧失量（loss）	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	R2O	SO3	W
石灰石	43.70	0.11	0.32	0.13	53.33	2.30	0.50		1.00
粘土	4.50	68.24	14.77	6.91	1.08	0.50	1.0		7.00
铁粉	5.00	24.99	2.88	60.25	2.73	1.09		2.06	5.00
煤灰		53.16	26.10	7.40	4.68	5.80			5.00（原煤）
矿渣		36.70	16.84	0.91	41.24	5.11			12.00
石膏								41.50

2、燃料：

	Fc.ar	V.ar	A.ar	M.ar	Qnet.ar
煤的工业分析（%）	43.46	25.03	29.	1.19	22087
煤的元素分析（%）	Car	Har	Oar	Nar	Sar
	56.70	4.10	5.04	1.21	0.72

3、生产损失：3%。

第二章 生料配比计算和物料平衡计算

第一节 生料配比计算

经查阅《无机非金属材料工学》如下：

窑型	KH	SM	IM	熟料热耗（kJ/kg）
预分解窑	0.86～0.95	2.2～2.6	1.4～1.8	2920～3750
现代立窑	0.92～0.97	1.6～2.2	1.1～1.5	3150～5000
干法窑	0.86～0.	2.0～2.4	1.0～1.6	5850～7520

对于分解窑，KH取值为0.86-0.95，SM为2.4-2.8之间，IM为1.4-1.9之间，热耗为2920-3750KJ/Kg，用煤的干燥基低热值大于20900 KJ/Kg。

在水泥熟料生产工艺中，KH取值越大，则硅酸盐矿物中的C3S的比例越高，熟料强度越好。硅率SM除了表示熟料的Si2O与Al2O3和Fe2O3的比例之外，还表示熟料中硅酸盐矿物熔剂矿物的比例关系，相应的反映了熟料的质量和易烧性。硅率过高则高温液相量显著减少，熟料煅烧困难，C3S不易形成；硅率过低则熟料中硅酸盐矿物减少而强度降低，且液相量过多，易出现结大块、结炉瘤、结圈等，影响操作。铝率值过大，熟料中C3A多，液相粘度大，物料难烧，不利于C3S 的形成，易引起熟料快凝，铝率过低，虽然液相粘度小，液相中质点扩散对C3S形成有利，但C4AF量相对较多，窑内烧结范围窄，窑内易结大块，对煅烧不利，不易掌握煅烧操作。

在熟料中掺加石膏煅烧，石膏中的硫对熟料形成有强化作用：SO3能降低液相粘度，增加液相数量，有利于C3S 的形成，而且在烧成中可形成硫铝酸钙早强矿物，对熟料强度是有利的。掺和的石膏，以熟料中含SO3 1.5%~2.5%为好。

掺和石膏等矿物的熟料多采用高饱和率、高铝率和低硅铝率的配料方案。

为保证顺利烧成、熟料质量和矿物组成稳定，本设计选的工艺要求为：

KH=0.90±0.02  SM=2.4±0. 1  IM=1.7±0.1;

熟料热耗q=3350kJ/kg熟料； 

1、煤灰参入量计算

因为选用新型干法窑，采用袋式收尘器。所以可知 S=100%。所以:熟料中的煤灰掺入量：

Ga== 

式中：Ga——熟料中煤灰掺入量，%；

q——单位熟料热耗，kJ/kg熟料； 

Qnet,ad——煤的干燥基低位热值，kJ/kg煤；

Qnet.ar——煤的收到基低位热值，kJ/kg煤；

Aar——煤的收到基灰份含量， %；

Aad——煤的干燥基灰份含量， %，可选100%；

Ga=

=(3350kJ/kg ×30.00 × 100%)/ (22087kJ/kg × 100)

=4.55%  

2、根据熟料率值计算熟料化学成分

已知KH=0.9，SM=2.4，IM=1.7，假设97.5%，熟料化学成分计算如下：

3.累加试凑计算(补横页上)

计算步骤	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	R2O	SO3	合计	备注
设计熟料成分	22.04	5.78	3.4	66.28				97.5
煤灰量（+4.57）	2.429	1.193	0.338	0.214	0.265	0	0
石灰石(+123.88)	0.136	0.396	0.161	66.06	2.849	0.619	0
粘土(+28.54)	19.476	4.215	1.972	0.308	0.143	0.285	0
铁粉(+1.54)	0.385	0.044	0.928	0.042	0.017	0	0.0317
累计熟料成分	22.426	5.849	3.399	66.63	3.274	0.905	0.0317	102.5147	KH=0.884，SM=2.42，IM=1.72
粘土（-1）	0.6824	0.148	0.069	0.011	0.005	0.01	0		KH=0.92，SM=2.41，IM=1.71
累计熟料成分	21.743	5.701	3.33	66.61	3.269	0.5	0.0317
铁粉（+0.1）	0.025	0.003	0.06	0.003	0.001	0	0.002		KH=0.91,SM=2.39，IM=1.68，3294.65
累计熟料成分	21.769	5.704	3.39	66.62	3.269	0.5	0.0338	101.6808

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、SM：2.4、IM：1.7可以达到生产要求。

4、计算熟料料耗

  由上表可得，配制100kg熟料所需的干原料（即熟料料耗）如下：

5、计算生料配比

6、湿料配比

已知： 石灰石水分为 1.00%、粘土水分为7.00%，铁粉水分含量为5.00%。 

将上述质量比换算为百分比： 

配比结果

	石灰石	粘土	铁粉
干原料配比/%	80.93%	18.09%	1.08%
湿原料配比/%	79.88%	19.01%	1.12%

第二节 物料平衡计算

要求设计日产 3500 吨熟料生产线的石灰石破碎，根据设计要求，各原料生 产损失 P 设为 3%；物料平衡计算以周平衡法计算。

1、窑型的选择：

参考一些实际厂选用的窑型和规格如下表：

表1.1 一些水泥厂2500t/d左右生产线窑规格

厂名	窑型	生产能力	热耗
淮北相山水泥厂	Φ4×60m	2500t/d	3150kJ/kg
宁国海螺水泥厂	Φ4×60m	2700 t/d	＜3200kJ/kg
川沙水泥厂	Φ4×60m	2600 t/d	3100kJ/kg
邳州水泥厂	Φ4×60m	2500 t/d	3305.6kJ/kg
江西水泥厂	Φ4×60m	2100 t/d	3573 kJ/kg

根据《新型干法水泥厂工艺设计手册》以及近年来一些厂的生产实际，综合以上计算的数据，选择φ4×60m的预分解窑。

表1.2是选定窑型的情况：

表1.2选定的窑型技术参数表

规格	生产能力(t/d)	筒体内径	筒体长度	筒体斜度	电机转速		电机功率(kw)		支撑数
					主转（r/min）	辅转(r/h)	主	辅
φ4×60	2500	3.6	60	3.5%	250~1000	1460	250	15	3档

资料来源：《新型干法水泥厂工艺设计手册》

2、窑产量标定：

采用由北京建材研究院提出的回转窑产量标定公式 

  K=0.114~0.119

D——窑的直径

L——窑的长度

因为在本设计中，回转窑技术规格如下：

D=4m，L=60m，K取0.116；

所以，

== 0.116×32.9×22.39=86.42 t/h

表1.3 一些厂家2500t/d生产线台时产量

厂名	巴州青松	海螺白马山
设计产量（t/d）	2500	2500
标定窑台时（t/h）	100	104.17

根据我国目前水泥生产情况，标定窑台时产量为104.17t/h。

由于经验公式都是建立在当初条件下回归的，与现在的窑产量差距较大。现在随着工艺技术、设备技术和管理水平的完善，使窑的生产能力进一步提高。如江西水泥厂使用RSP（Φ4×60）预分解窑的设计产量为83.33 t/h，实际产量为87.18 t/h。有些窑的设计能力在2000t/d左右，而实际的生产能力在2500~2800t/d。

3、窑的台数可按下式计算： 

n=  ==1.00（1 台）

n——窑的台数； 

Qd——要求的熟料日产量（t/d） 

24——每日小时数。 

（2） 烧成系统的生产能力 

熟料小时产量  Qh=nQh.1 =1×104.17=104.17                  (t/h)

熟料日产量    Qd=24Qh =24×104.17=2500                (t/d)

熟料周产量    Qw= 168 Qh=168×104.17=17500.56           (t/w)

水泥小时产量 Gh=Qh=×104.17=111.03     (t/h)

水泥日产量Gd=111.03×24=26.83                     (t/d)

水泥周产量Gw=168Gh=168×111.03=18653.04         (t/w)

4、干消耗定额计算：

首先计算生料烧失量: 

生料烧失量=石灰石烧失量+粘土烧失量+铁粉烧失量 

=80.93%×43.70%+18.09%×4.50%+1.08%×5.00% 

= 35.36%+ 0.814%+ 0.054%

= 36.23%

干生料烧失量：36.23%

煤灰的掺入量：4.55%

考虑煤灰掺入时，1t 熟料的干生料理论消耗量：

K干 ===1.497 t/t 熟料   

则干生料消耗量： K生=×=×=1.541 t/t熟料

换算成湿生料消耗定额：

 （t/t熟料）

式中  KT—干生料消耗量，t/t熟料；

—生料的含水量，%；

式中：K生—干生料消耗定额，t/t熟料。     

K干——干生料的理论消耗量，t/t 熟料； 

S—煤灰掺入量,%；

I—干生料的烧失量,%； 

—生产损失, 参考下列数值：回转窑为 3%～5%，本设计取3%；

石灰石消耗定额： K1= Kt×X1=1.541×80.93%= 1.247    (t/t熟料)

粘土消耗定额：   K2= Kt×X2=1.541×18.09%= 0.28    (t/t熟料)

粉煤灰消耗定额： K3= Kt×X3= 1.541×4.55% =0.071     (t/t熟料)

铁粉消耗定额：   K4= Kt×X4=1.541×1.08%=0.016    (t/t熟料)

5、干石膏消耗定额 ：

Kd = × =4×100/(100 - 4 - 5)(100 -3) =0.05 (t/t熟料)

Pd 为生产损失3%，d、e 分别表示水泥中石膏，混合材的含量。对于普通硅酸盐水泥，石膏和熟料质量大于等于80且小于95，其他大于5且小于等于20，所以本设计d取4%，e取5%。

6、干混合材消耗定额：

Ke = × =5×100/(100 - 4 - 5)(100 -3) =0.06 (t/t熟料)

7、湿料消耗定额：

K湿=K干  

K石灰石= 1.247× = 1.26(t/t熟料)

K粘土= 0.28× = 0.31 (t/t熟料)

K铁粉= 0.016× = 0.017(t/t熟料)

K混合材= 0.06× = 0.068 (t/t熟料)

8、烧成用干煤消耗定额：

先计算煤的干燥基低位热值：

=(+25)=(22087+25×1.19)=22383.11

则烧成用干煤消耗定额为：

则湿煤量为：

0.154

9.各物料干料时、日、周消耗量

由于熟料小时产量为104.17t/h，

石灰石干料消耗定额为1.247

石灰石时消耗量：1.247×104.17=129.90                     (t/h)

石灰石日消耗量：1.247×104.17×24=3117.50                 (t/d)

石灰石周消耗量：1.247×104.17×24×7=21822.5                (t/w)

粘土干料消耗定额为0.28

粘土时消耗量：  0.28×104.17=29.17                         (t/h)

粘土日消耗量：  0.28×104.14×24=700                    (t/d)

粘土周消耗量：  0.28×133.3×24×7=4900.16                  (t/w)

铁粉干料消耗定额为0.016

铁粉时消耗量：  0.016×104.17=1.67                     (t/h)

铁粉日消耗量：0.016×104.17×24=40                      (t/d)

铁粉周消耗量：0.016×104.17×24×7=280                   (t/w)

生料干料消耗定额为1.541

生料时消耗量：1.541×104.17=160.53                           (t/h)

生料日消耗量：1.541×104.17×24=385205                       (t/d) 

生料周消耗量：1.541×104.17×24×7=26967.5                    (t/w)

矿渣干料消耗定额为0.06

矿渣时消耗量：0.06×104.17=6                           (t/h)

矿渣日消耗量：0.06×104.17×24=144                      (t/d)

矿渣周消耗量：0.06×104.17×24×7=1008                   (t/w)

石膏干料消耗定额为0.05

石膏时消耗量：0.05×104.17=5                        (t/h)

石膏日消耗量：0.05×104.17×24=120                       (t/d)

石膏周消耗量：0.05×104.17×24×7=840                 (t/w)

烧成用煤干料消耗定额为0.147

烧成用煤时消耗量：0.147×104.17=15.32                        (t/h)

烧成用煤日消耗量：0.147×104.17×24=367.5                     (t/d)

烧成用煤周消耗量：0.147×104.17×24×7=2572.5                (t/w)

10各物料湿料时、日、周消耗量

石灰石湿料消耗定额1.26

石灰石时消耗量：1.26×104.17=131.25                       (t/h)

石灰石日消耗量：1.26×104.17×24=3150                     (t/d)

石灰石周消耗量：1.26×104.17×24×7=22050.71               (t/w)

粘土湿料消耗定额0.31

粘土时消耗量：  0.31×104.17=32.30                     (t/h)

粘土日消耗量：  0.31×104.17×24=775                   (t/d)

粘土周消耗量：  0.31×104.17×24×7=5425.17                    (t/w)

铁粉湿料消耗定额0.017

铁粉时消耗量： 0.017×104.17=1.77                   (t/h)

铁粉日消耗量：0.017×104.17×24=42.5                     (t/d)

铁粉周消耗量：0.017×104.17×24×7=297.51                 (t/w)

矿渣湿料消耗定额0.068

矿渣时消耗量0.068×104.17= 7.08                       (t/h)

矿渣日消耗量：0.068×104.17×24=170                         (t/d)

矿渣周消耗量：0.068×104.17×24×7=1190                    (t/w)

烧成用煤湿料消耗定额0.154

烧成用煤时消耗量：0.154×104.17=16.04                   (t/h)

烧成用煤日消耗量：0.154×104.17×24=385                (t/d)

烧成用煤周消耗量：0.154×104.17×24×7=2695              (t/w)

11.物料平衡表

依据以上计算结果，综合之后得到以下物料平衡表

                                表1.4 物料平衡表

	消耗定额		物料需要量
			干料			湿料
	干料	湿料	时	日	周	时	日	周
石灰石	1.247	1.26	129.90	3117.5	21822.5	131.25	3150	22050.71
粘土	0.28	0.31	29.17	700	4900.16	32.30	775	5425.17
铁粉	0.016	0.017	1.67	40	280	1.77	42.5	297.51
生料	1.541	1.55	160.53	385205	26967.5	161.46	3875.12	27125.86
熟料	--	--	104.17	2500	17500
石膏	0.05	0.05	5	120	840	5	120	840
矿渣	0.06	0.068	6	144	1008	7.08	170	1190
水泥	--	--	111.03	26.72	18653.04
烧成用煤煤	0.147	0.154	15.32	367.5	2572.5	16.04	385	2695

第三章、全厂主机平衡计算

一.主机设备选型

1.石灰石破碎机选型

（1）生产班制：每周工作6天，每天2班，每班6—7小时。  

（2）要求小时生产能力：

t/h

（3）设备选型，选定PPC1818型的单段锤式破碎机。

（4）生产能力标定：

 1同规格水泥厂生产能力对比

厂家	主机型号	主机生产能力t/h
云南景谷泰毓水泥厂	PPC1818	350
广东德庆水泥厂	PPC1818	350

根据《新型干法水泥厂设备选型使用手册》，PPC1818型的单段锤式破碎机产品参数如下：

表4-2PPC1818型的单段锤式破碎机产品参数

型号	规格	进料口尺mm	最大进料粒度mm	出料粒度mm	生产能力t/h
PPC1818	1850×1820	2000×2050	≤1000	≤25	270-380

（5）确定主机数量=262.50/350=0.75≈1台

（6）核算每周实际运转小时数   

2.生料磨机选型

（1）生产班制：每日运转时间22h，生产周制7d，每周运转时间154h.

（2）要求产量：

（3）设备选型，选定MPS4000B型的立式辊磨。

（4）生产能力标定：

表4-3同规格水泥厂生产能力对比

厂家	主机型号	主机生产能力t/h
益阳东方水泥厂	MPS4000B	240
吉港康达水泥厂	MPS4000B	240

  选定MPS4000B型的立式辊磨产品参数如下：

表4-4MPS4000B型的立式辊磨产品参数

型号规格	进料粒度mm	物料水分	成品细度R80μm	生产能力t/h	电机功率kW
MPS4000B	＜80	＜8％	≤10％	240	2350

  t/m3   ，υ=0.44m/s，b=4m，h=0.1m,Z=1 ,K0 =1

 Q=3600ρυbhZ/K0 

     

 式中：K0——物料在磨内的循环次数；

 物料堆积密度，t/m3；           

 磨辊圆周速度，m/s；

 b——磨辊宽度，m；

 h——料层厚度,m；           

 Z——磨辊个数

  所以选定MPS4000B型的立式辊磨，标定其生产能力为240t/h。

 =176.41/240=0.73≈1台

（6）核算周运转时数：

3.水泥磨主机选型

（1）生产班制：每日运转时间22h，生产周制7d，每周运转时间154h。

（2）要求主机生产能力：

（3）生产能力的标定：

表4-5同类水泥厂水泥磨对比

厂家	水泥生产线日产量t/d	主机名称	主机型号	主机生产能力t/h	主机台数
云南景谷泰毓水泥厂	2500	球磨机	MQZ2436 Ф2.4×3.6m	85	2
广东德庆水泥厂	2500	球磨机	MQZ2436 Ф2.4×3.6m	90	2
贝江水泥厂	3000	球磨机	MQZ2436 Ф2.4×3.6m	95	2

经验公式： Q=0.2nD0V(G/V﹚0.8qηc/1000

=0.2×22×2.2×13.68×﹙28／13.68﹚0.8× 

 0——磨机有效内径，m；

 3；

 ηc——流程系数，闭路系统ηc=1.15～1.5.

经验公式算出的结果在磨机的能力7-95t/h范围内,但实际该磨机生能力可达80t/h。

所以为防止水泥磨长期在高负荷率运转下出现问题，以及根据同类水泥厂相比，故标定该机的台时产量为90t/h。

  （4）计算主机的数量

=121.13/80=1.54≈2台

所以需要水泥磨两台。

  （5）核算每周实际运转小时数  

4.煤磨选型

（1）生产班制：每日运转时间22h，生产周制7d，每周运转时间154h

（2）制备煤粉所用的设备，目前大都采用烘干磨，主要有风扫球磨、辊式磨和风扇磨三种。

（3）本设计采用风扫球磨，要求磨机生产能力：

=  

参考某公司生产的一系列设备参数表如下：

表4-6 风扫煤磨机的主要技术参数

产品规格  (m)	生产  能力  （t/h）	筒体转速  （r/min）	传动  形式	电动机		减速机		重量  (t)	备注
				型号	功率（kw）	型号	速比
φ2.4×4+2	10-12	20.2	边缘	YRKK450-8	250	ZDY35580	4.5	59
φ2.4×4.5+2	16-17	20.4	边缘	YR4005-8	280	JDX-450	4.5	76
φ2.6×4.8+2	9-10	20	边缘	YRKK5002-8	400	RZD75	4.5	91
φ2.6×5.25+2.25	13-14	19.7	边缘	YRKK500-8	400	ZDY400-4.5-11	4.5	98
φ2.8×5+3	8-10	18.9	边缘	JRQ1512-10	480	MCD-70	3.55	107
φ3×9	18-20	18.3	边缘	YBKK5560-8	630	MBY560	5	124
φ3.2×9.5	28	17	边缘	YR800-8/1180	800	NFM710	6.3	140
φ3.4×5.25+2.8	30	17.47	边缘	YRKK-56-6	900	JDX-800	7.157	169	不含主传动
φ3.8×7.25+3.5	41-43	16.7	边缘	YR630-8	1400	MBY800	5.6	220

选择3×9m风扫磨，标定该机台时产量19t/h。

（4）确定台数  =，取n=1.

（5）核算每周实际运转小时数  (h)

二.编制主机平衡表

根据以上计算结果和设备选型结果，编制得到以下主机平衡表

表4-7　主机平衡表

主机

名称	主机型号、规格	主机台时产量(t/h)	主机台数	要求主机小时产量(t/h)	主机生产能力(t/h)	主机工作制度	周运行小时数(h)
石灰石破碎机	锤式 型号 PPC1818 规格 Φ2268×2130mm	350	1	262.50	350	每周工作6d，每天两班，每班6—7h	63
生料磨	MPS4000B型的立式辊磨	240	1	176.14	240	每日运转时间22h，生产周制7d，每周运转时间154h	113.03
水泥磨	球磨  型号 MQZ2436Ф2.4×3.6m	90	2	121.13	180	每日运转时间22h，生产周制7d，每周运转时间154h	104
煤磨	风扫磨型号 Φ3×9m	19	1	17.5	19	每日运转时间22h，生产周制7d，每周运转时间154h	142

第四章、 储库平衡计算

表5-1水泥厂各种物料的最低储存期(d)

物料名称	大、中型水泥厂	小型水泥厂	物料名称	大、中型水泥厂	小型水泥厂
石灰石	5	15	砂页岩	10	7
粘土	10	7	石膏	30	20
煤	10	10	生料粉	2	4
矿渣	10	20	熟料	5	7
粉煤灰	10	10	水泥	7	7
铁矿石	20	10

一、水泥库

（1）日消耗量：G1=26.72t/d    

（2）预设储存期为：7d

（3）需要储存量：G2=26.72×7=18653.04t

（4）选型： 查《新型干法水泥厂工艺设计手册》知，底部带减压仓的圆库，φ18×43m，单个水泥库容量为10000t。

（4）水泥库的个数：18653.04/10000=1.86，根据实际情况，考虑水泥散装库底卸料和富余量，选用2个水泥库。

（5）水泥库实际储存期T=水泥库储量（=单个库储量×库个数）/日消耗某原料量

              =10000×2/26.72=7.5d

二、成品库

 根据相关要求并结合当地具体情况，选取水泥包装的量为30%，存储期为3天。

参考有关资料，成品库的利用系数η=0.65-0.70，这里取0.65。

每平方米面积袋装水泥堆存量值如下：

                       

表5-2每平方米面积袋装水泥堆存量值

包数	10	9	8	1-2
(t/)	2	1.7	1.5	2

这里取 t=2t/，即水泥垛高为10包。

     

水泥成品库面积：    

设定宽度为30m，则长度为95m，取100m

则实际面积为：S=L×D=30×100=3000m2

符合要求，则成品库规格为30×100m

三、水泥包装车间的储库平衡表

表5-3水泥包装车间的储库平衡表

储库名称	规格	预计存储期天	实际储存期 （天）	储存量/t	数量
水泥库	18×43	7	7.9	30000	2
成品库	储库面积	2620m2	实际面积	3000m2	1

第五章 重点车间设备选型

第一节  主机生产能力的计算及选型

1、主机生产能力确定

主机平衡即物料平衡计算和选定车间工作制度的基础上，计算各车间主机要求的生产能力，为选定各车间主机的型号、规格和台数提供依据。采用周平衡法计算。表1.5 各车间工作制度表

Table 8.1 each workshop’s work system table

序号	车间名称	工作制度	班制	每周工作时间
1	石灰石预均化堆料	不连续周	1	8×6
2	石灰石预均化取料	连续周	3	24×7
3	原料配料及输送	连续周	3	24×7
4	生料粉磨	连续周	3	24×7
5	窑磨废气处理系统	连续周	3	24×7
6	生料均化库及窑喂料	连续周	3	24×7
7	烧成系统	连续周	3	24×7
8	窑头熟料冷却及输送	连续周	3	24×7
9	熟料储存	连续周	3	24×7
10	煤粉制备	连续周	3	24×7
11	石膏和混合材储存及输送	连续周	3	24×7

出厂水泥有两种形式，袋装和散装。袋装水泥是我国水泥发运的主要形式，但在储运过程中易破碎，消耗大量优质木材，纸袋成本高。散装水泥置于密封容器中，与空气接触面积小，可确保水泥质量。

由于散装水泥具有节省包装材料，运输途中损失少，易于实现装卸自动化等优点，世界上个工业发达国家现已经普遍实现了水泥的散装运输，但在我国，袋装水泥仍占很大比重。

水泥包装机主要有回转式包装机和固定式包装机两种。回转式结构复杂，投资额大，但自动化水平和劳动生产率较高，适用于大、中型水泥厂。固定式生产能力小，工人劳动生产率低，只适用中小型水泥厂。我国大中型水泥厂一般采用回转式。故本设计采用回转式包装机作袋装水泥的包装设备，可减少包装机台数，降低占地面积。

水泥由库底充气卸料系统卸出后由空气输送斜槽等输送设备送往包装车间。

（1）确定工作制度，确定主机的年利用率

采用2班制，每班工作8小时，每年工作350天。其中水泥30%包装，70%散装。周工作时间=16*7=112h，又机器总有检修的时间，拟定周运作时间为98h。

式中：——每年工作日数,d；

         ——每日工作班数,班；

 ——每班主机运转小时数,h。

（2）主机要求小时产量

    GH = *30%=26.72*7/98*30%=57.10t/h

式中：GH——主机要求小时产量，t/h； 

Gw——物料周平衡量，t/w； 

Η——主机每周运转小时数  

表1.6主机要求生产能力平衡表

主机名称	周平衡量t/周	主机每周运转时间h/周	要求主机小时产量t/h
包装机	18653.04*0.3	98	57.10

2、包装机选择

（1）FIUXO回转包装机（见表1.7）：

表1.7 设备选型

型号规格	RA12
单袋重量	50kg
插袋方法	自动
消耗功率（KW）	6
袋数/H	3000
工作环境	温度：-10~40℃
相对湿度	＜90%
总重（t）	15
水泥包装温度	＜120℃
水泥密度	一般1.1~1.3t/m3

（2）BHLW-8八嘴回转式包装机，生产能力为90～110t/h

（3）8嘴回转包装机，型号为BX-8WY，技术性能见表：

表8.2.8技术性能表

Table 8.2.8 technical performance’s table

规格型号	单袋重量（kg）	称重精度（kg）	生产能力（t/h）	水泥包装温度（℃）
BX-8WY	50	±0.1	80～100	＜120

根据实际情况及经济程度工作效率，选用8嘴回转包装机

3、生产能力的标定

参考海螺集团扶绥海螺水泥有限公司5000t/d熟料示范生产线，标定该机的台时产量为90t/h。

5、计算主机的数量

式中：——主机台数,台；

 ——要求主机小时产量,t/h；

——主机标定台时产量,t/h。

故选取一台。

6、核算主机的年利用率

式中：——主机的实际年利用率；

 ——预定的主机年利用率。

第二节  主机辅助设备选型

1、输送设备选型

1.1斗式提升机及振动筛的选型

斗式提升料斗的牵引构件有环链，板链和胶带等几种。其提升高度一般不超过40m，如果需要提升高度较高时，最好采用多级提升。

在已建的水泥厂中，较多的采用D型，HL型，PL型和TH型。

D型——胶带斗式提升机。适用于输送琢磨性的块粒状和粉状物料。

HL型——环链斗式提升机。适用于输送琢磨性较大的块粒状物料。

PL型——板式套筒滚子链斗式提升机。适用于输送中等及大块易碎的和琢磨性小的物料。

    根据公式核算斗式提升机的输送能力

                       G提=k×G

                         =1.3×57.1

                         =74.23t/h

    式中，k—为提升机提升物料的不均衡系数，1.2～1.3；考虑包装过程中的回灰，这里取1.3

          G—为每台主机的小时产量；

设计要求小时输送量：G=74.23t/h，水泥的容积密度为γ=1.45 t/m  ，则V= G/γ=51.21m/h，参考工艺设计手册，结合设备选型手册，选择提升机。选择型号为NE100斗式提升机，斗速31m/min，提升量110 m/h，设备台数，1台。

    查《立窑水泥厂工艺设计手册》并结合斗提机的提升能力，可选用RZSⅢ—120型号振动筛，该机器的生产能力为120 t/h, 振动频率 ：960次/min, 振幅：2—4mm。

1.2螺运机选型

为了将水泥包装机和袋装水泥输送机等的漏灰以及纸袋破损后的水泥回收，一般在包装机下面装设地下回灰螺旋输送机，以便将回灰送至水泥包装系统中。

查阅相关资料并根据经验设漏灰量的比例为30%.

G=30%k×G=0.3×1.3×57.10=22.27t/h

表6-4  根据漏灰量选择螺运机规格型号

规格	能力	转速	倾角
LSⅡ6303 17-40-C1-M1	110t/h	40r/min	0°

1.3皮带输送机的选型

根据公式核算皮带输送机的输送能力

                        G提=k×G

                          =1.3×57.1

                          =74.23t/h

    式中，k—为提升机提升物料的不均衡系数，1.2～1.3；这里取1.3

          G—为每台主机的小时产量；

查《立窑水泥厂工艺设计手册》可选平型胶带输送机，规格：B650×12.875m， 输送能力：254t/h ，水平长度：12.875m  ，胶带速度：1.6m/s

2、除尘设备的选型

参考《水泥厂工艺设计实用手册》可以选择LSB-1脉冲顺喷袋式除尘器。

LSB-1 脉冲顺喷袋式除尘器技术参数

型号名称	规格数	过滤面积/m2	处理风量范围/m³/h	设备阻力/Pa	使用温度/℃	清灰方式	制造厂
LSB-1脉冲顺喷袋式	9	23~113	2710—33910	500—1200	＜120	脉冲顺喷清灰	海宁除尘设备厂

3、重点车间辅助设备设备一览表

表6-5辅助设备表

设备	处理量	规格	其他
斗提机	110m³/h	TB-NE100
振动筛	120t/h	RZSⅢ—120型号振动筛	振动频率：960次/min
螺运机	110t/h	LSⅡ6303 17-40-C1-M1	转速 40r/min
胶带输送机	254t/h	B650×12.875m	胶带速度：1.6m/s
袋式除尘器	23~113m³/h	LSB-1脉冲顺喷袋式	处理风量2710—33910m³/h

第六章、包装车间工艺布置

1、带设备的水泥包装车间工艺流程图：

2、包装车间0-0平面图（见附图1）。

3、包装车间1-1主视图（见附图2）。

第七章 说 明

本次课程设计任务是设计日产2500吨熟料生产线的包装车间，综上所述：湿基成分配料为石灰石79.88%、粘土19.01%、铁粉 1.12%。设备选用

参考相同产量其他水泥厂的破碎车间工艺设计图，考虑到本任务书的要求， 通过严格的设计程序，查阅《水泥工厂设计概论》等资料，结合我国现有水泥工 业发展战略，设计出此任务书，综合考虑可以满足设计要求。

参考文献

[1] 《新型干法窑水泥厂设备选型使用手册》    熊会思 熊然主编 

[2] 中华人民共和国国家标准《水泥工厂设计规范》

[3] 严生 常捷 程麟，《新型干法水泥厂工艺设计手册》.2007.1

[4] 《新型干法水泥工艺设计计算及使用技术》 康建红  代文治主编

[5] 郭玉兴,罗志兰,胡敬民,王国川.水泥生产工艺中石灰石破碎车间设计的注意事项[J].2008.03

[6] 《预分解窑水泥生产技术与操作》李斌怀主编，武汉理工大学出版社

[7] 《水泥厂工艺设计概论》.武汉：武汉工业大学出版社，2001

[8] 《第6届全国新型干法水泥生产技术交流会论文集》黄书谋 谭仲明主编

[9] 《硅酸盐工业热工基础及设备》.武汉：武汉理工大学出版社，2005

[10]《新型干法水泥厂设备选型使用手册》

[11] 林宗涛.《无机非金属材料工学》.武汉理工大学出版社.2008

[12] 陈艳萍, 张洪波.石灰石输送皮带机提产改造[J].水泥.2007.

心得体会

通过此次的设计使我把大学中所学的知识运用到这次设计之中。同时在查阅资料的过程中也学习了更多水泥方面的知识，使自己对水泥行业有了更深层次的了解。

本次设计从厂址的选择开始，从原始资料入手，进行工艺的选择与配料计算以及全厂物料平衡计算，以求出符合要求熟料组成的原料配合比和各种物料的消耗定额。以全厂物料平衡表为依据进行主机的选型和标定。

在设计中由于知识和实际的生活常识缺乏，所设计只是在工艺流程的层面上，所以与实际生产有一定的差距，希望能够谅解。

致谢

本设计是在黄永春老师的精心指导和悉心教诲下完成的，前期是黄老师开设的工厂设计概论这门课，在老师的授课下，我们掌握了基本的理论知识，从而为后期的设计打下了基础。在后期的设计过程中，从设计的选题，到具体的设计和画图过程，再到设计的修改，直到设计的完成，感谢老师的指导和教育。

另外，在设计的过程中，不少同学也给予了我无私的帮助，使我少走不少弯路，感谢组长及时的向我们传达信息。下载本文