年产150万吨新型干法水泥生产线回转窑工艺设计说明书_课程设计说明书 湖北理工学院.doc

湖 北 理 工 学 院课 程 设 计 说 明 书课程名称： 新型干法水泥生产技术与设备 设计题目： 年产 150 万吨回转窑热平衡计算 专 业： 无机非金属材料工程 成 绩： 设计时间： 2012.11.27——2012.12.7 2原始资料原始资料1. 气候条件： （1）当地大气压 101.325Kp （2）环境风速 0m/s（3）空气干球温度 7℃ （4）空气相对湿度 6％ 2. 物料的性质及工艺要求 (1)物料化学成分（%）成分项目LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3其它合计干生料35.5813.673.552.5942.51.560.55100 熟 料020.605.855.0063.912.102.54100 煤 灰040.5016.7210.8515.975.425.515.03100(2)煤的工业分析及元素分析（%）元素分析（%）工业分析（%）CfHfSfNfOfVfFCfAfWf发热量 QfDW（kJ/kg 煤粉)66.484.080.351.1711.8430.4053.5211.284.8025376(3)熟料矿物组成组分 C3SC2SC3AC4AF含量（％）57.0916.087.0515.20（4）熟料出冷却机温度 tLsh=200℃ （5）如要煤粉温度 tr=40℃(6) 一次空气入窑温度 ty1k=36℃ (7)入窑冷却机冷空气温度 tk=36℃(8)窑头漏风温度 tyLOK=36℃ (9) 入冷却机冷空气量 VLK=2.14Nm3/㎏熟料（10）入窑风量比（%） 。

一次风:二次风:窑头漏风=29:64:7（11）燃料比（%） 回转窑(Ky):分解炉(Kf) =47:53（12）废气出预热器温度 tf=370℃（13）出预热器飞灰量 mfh=0.141kg/kg 熟料(14)电收尘器和增湿塔综合收尘效率为 η=99.28%（15）回收飞灰入窑温度 tth=50℃（16）气力提升泵料风比 14.1kJ/Nm3（17）喂料带入空气温度 ts=50℃(18)窑尾过剩空气系数 ɑy=1.05(19)分解炉漏风占分解炉燃料燃烧用理论空气量的 0.053(20)分解炉出口过剩空气系数 ɑf=1.25(21)系统热损失 QB=540kJ/kg 熟料(22)熟料中燃料灰分掺辱的百分比 ɑ=100(23)生料水分 Ws=0(24)冷却机烟囱排出空气温度 tpk=220℃(25) 冷却水带出热量 QLs=170kJ/kg 熟料(26)窑的设计产量：年产 150 万吨 目目 录录前言………………………………………………………………………………………………… 4一、物料平衡、热平衡计算 ………………………………………………………………………5 1.1 物料平衡计算 ………………………………………………………………………………51.1.1 收入项目 ……………………………………………………………………………51.1.2 支出项目 ……………………………………………………………………………71.2 热量平衡计算………………………………………………………………………………81.2.1 收入项目 ……………………………………………………………………………81.2.2 支出项目 ……………………………………………………………………………9二、窑的计算………………………………………………………………………………………112.1.窑的规格……………………………………………………………………………………112.1.1 直径 …………………………………………………………………………………112.1.2 长度 …………………………………………………………………………………122.2 回转窑斜度、转速及功率的计算…………………………………………………………122.2.1 斜度和转速 …………………………………………………………………………122.2.2 功率 …………………………………………………………………………………122.3 风速核算……………………………………………………………………………………122.3.1 烧成带标准风速 ……………………………………………………………………122.3.2 窑尾工况风速 ………………………………………………………………………13三、主要热工技术参数计算………………………………………………………………………133. 1、熟料单位烧成热耗………………………………………………………………………13 3.2、熟料烧成热效率 …………………………………………………………………………133.3、窑的发热能力 ……………………………………………………………………………1343.4、燃烧带衬砖断面热负荷 …………………………………………………………………13四.结语 ……………………………………………………………………………………………14五.参考文献 ………………………………………………………………………………………14前前 言言当前世界水泥工业的发展是以节能、降耗、环保为中心，走可持续发展的道路。

与此相适应，水泥设备尤其是回转窑的资源化利用及应用中的环境行为等方面也成为研究的热点以预分解窑为代表的新型干法水泥生产技术是国际公认的代表当代技术发展水平的水泥生产方法具有生产能力大、自动化程度高、产品质量高、能耗低、有害物排放量低、工业废弃物利用量大等一系列优点，成为当今世界水泥生产的主要技术近年来，我国新型干法水泥生产技术得到了飞速发展尤其是进入 21 世纪，大批 5000t/d 熟料新型干法水泥生产线的建成、投产，标志着我国新型干法水泥生产技术已经成熟目前全国已建成的新型干法水泥生产线约 400 余条，产能达 3 亿多吨，占我国水泥总产量的 32%以上回转窑系统作为新型干法水泥生产技术的重要一环，其设计事关水泥的产量和质量对窑系统的热工计算，确定单位熟料的热耗，有利于分析窑系统的热工技术性能同时也为优质，高产低耗及节能技改提供科学依据因此，以新型干法窑（NSP）的设计为契机，加深对水泥工艺相关知识的理解是很有必要的本次课程设计的题目是：5000t/d 熟料带 TSD 型分解炉的 NSP 窑设计，设计内容包括窑的规格计算确定、物料平衡计算、热平衡计算、主要热工技术参5数计算以及 NSP 窑的初步设计（1 张 A1 图纸，1 张 A2 图纸） 。

NSP 窑包括预热器系统、分解炉和回转窑，本次设计只需画出回转窑及分解炉下方的烟气室，托轮的的剖面图一、物料平衡与热量平衡计算一、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1.1 物料平衡计算物料平衡计算1.1.1 收入项目收入项目(1)燃料总消耗量mr=myr+mFr (kg/kg 熟料)(2)生料消耗量、入预热器物料量a.干生料理论消耗量mgsL＝=＝1.552－0.175mr (kg/kg 熟料）srLAm  100100f 58.35100128.11100 rm式中：α—燃料灰分掺入量，取 100％b.出预热器飞灰量mfh=0.141(kg/kg 熟料）c.烟囱飞损飞灰量mFh=mfh(1-η)=0.141×(1-0.9928)=0.001(kg/kg 熟料）d.入窑回灰量myh＝mfh－mFh＝0.141－0.001＝0.14(kg/kg 熟料）e.考虑飞损后干生料实际消耗量mgs=mgsL+mFh·=(1.552－0.175mr)+0.001×＝(1.553－0.175mr )(kg/kg 熟料)sfh LL  10010058.3510040.33100 f.考虑飞损后生料实际消耗量6ms=mgs＝(1.553－0.175mr)×＝1.553－0.175mr (kg/kg 熟料)sW100100 0100100 g.入预热器物料量入预热器物料量＝ms＋myh＝(1.553－0.175mr)+0.14＝(1.693－0.175mr ) (kg/kg 熟料)(3)入窑系统空气量燃料燃烧理论空气量V1K＝0.089Cf+0.267Hf+0.033(Sf－Of)=0.089×66.48＋0.267×4.08+0.033×(0.35－11.84)＝6.627(Nm3/kg 煤)m'Lk＝V1K×ρ＝6.627×1.293＝8.569 (kg/kg 煤)b.入窑实际干空气量Vyh=αyV1Kmr =αyV1KKFmr ＝0.47×1.05×6.627mr＝3.270mr （Nm3/㎏熟料）myh=ρ×Vyh ＝1.293×3.270mr ＝4.229mr （Nm3/㎏熟料）其中一次空气 Vy1k=3.270mr×0.29=0.948mr （Nm3/㎏熟料）my1k=4.229mr×0.29=1.226mr (kg/kg 熟料)二次空气量 Vy2k＝3.270mr×0.64＝2.093mr （Nm3/㎏熟料）my2k＝4.229mr×0.64=2.707mr (kg/kg 熟料)熟料漏风 VyLOk＝3.270mr×0.07＝0.229mr （Nm3/㎏熟料）myLOk＝4.229mr×0.07＝0.296mr (kg/kg 熟料)c.分解炉从冷却机抽空气量①出分解炉混合室过剩空气量＝(αF－1)V1Kmr＝(1.25－1)×6.627mr =1.657mr （Nm3/㎏熟料）②分解炉燃料燃烧理论空气量0.53V1KmFr＝0.53×6.627mr=3.512mr （Nm3/㎏熟料）③窑尾废气过剩空气量(1.05－1)×0.47×6.627mr＝0.156mr （Nm3/㎏熟料）④分解炉漏风量VFLOK＝0.05×0.53×6.627mr＝0.176mr（Nm3/㎏熟料）mFLOK＝VFLOK= (kg/kg 熟料)rr0.228m1.293m176.0⑤分解炉冷却机抽空气量VF2k＝1.657mr+3.512mr －0.156mr －0.176mr ＝4.837mr Nm3/㎏熟料7mF2k＝ρ×VF2k =1.293× 4.837mr ＝6.254mr （Nm3/㎏熟料）d.气力提升泵喂料带入空气量 msh=ρ×VLk=（0.118－0.012mr)×1.293=(0.153-0.016mr) (kg/kg 熟料)E.进入冷却机冷空气量VLk=2.14 （Nm3/㎏熟料）mLk=VLk×ρ=2.14×1.293=2.767 (kg/kg 熟料)预热器漏入空气量（Nm3/㎏熟料）rrXmmV325. 16062740.0.5mV40.0.5r1Klok(kg/kg 熟料)rrXlokxlokmmV714. 1293. 1325. 1m物料总收入：物料总收入：(kg/kg 熟料))273. 4613. 4(mzsryiklkskFlokxlokylokyhsrmmmmmmmmmm1.1.2 支出项目支出项目(1)熟料msh=1kg（2）预热器出口飞灰量(kg/kg 熟料)141. 0m fh（3）冷却机烟囱排出空气量（Nm3/㎏熟料）)6.930m-2.14(V-V-rF2ky2kkLPKVV(kg/kg 熟料)）rkFkyLkpkmmmm961. 8767. 2(m22(4)出预热器废气量a.生料中物理水含量0sWb.生料生成 CO2气体量：CO2s＝CaOs＋MgOs =42.50。