水泥工艺平衡计算.pdf

工艺平衡计算 一、物料平衡一、物料平衡 物料平衡计算的目的是：计算各种原料、燃料、材料的需要量以及从原料进厂至成品 出厂各工序所需处理的物料量，作为确定工厂原料需要量、运输量、工艺设备选型和 计算各种堆场、储库容量的依据 物料平衡计算的依据是：工厂规模，生料各组分配合比、水分、消耗定额，水泥各组 分配合比，燃料品种、热值，熟料烧成热耗、物料烘干热耗和车间工作制度 物料平衡计算的基准是烧成车间的生产能力(熟料产量)：当工厂规模以水泥年产量表 示时，取熟料年产量为基准，当工厂规模以熟料日产量表示时，取熟料周产量为基准 采用前一基准进行物料平衡计算的方法称为年平衡法，采用后一基准进行计算的方法 称为周平衡法 生料各组分配合比，按熟料成分要求和所选窑的熟料烧成热耗等由配料计算确定水 泥各组分配合比，视水泥品种和质量要求而定，需要确定水泥中石膏和混合材的掺入 量物料烘干热耗取决于所选烘干机的热工特性和湿物料的含水量，用来计算烘干所 需的燃料量车间工作制度包括生产周制度(连续周为每周 7 天工作，不连续周为每 周 6 天工作)和生产班制度(每日的生产班数和每班的生产小时数)，用来确定年平衡 法的设备年利用率，或周平衡法的设备每周运转小时数。

(一)烧成车间生产能力和工厂生产能力的计算 1．年平衡法 计算步骤是：按计划任务书对工厂规模(水泥年产量)的要求，先计算要求的熟料年产 量；然后选择窑型、规格，标定窑的台时产量，选取窑的年利用率，计算窑的台数； 最后再核算出烧成车间和工厂的生产能力 (1)要求的熟料年产量可按下式计算： （3-1） 式中 Q年——要求的熟料年产量(吨熟料／年)； G年——工厂规模(吨水泥／年)； d——水泥中石膏的掺入量(％)； e——水泥中混合材的掺入量(％)； P——水泥的生产损失(％)，可取为 3～5％ 当计划任务书规定的产品品种有两种或两种以上，但所用的熟料相同时，则可按上式 分别求出每种水泥要求的熟料年产量，然后计算熟料年产量的总和 (2)窑的台数可按下式计算： （3-2） 式中 n——窑的台数； Q年——要求的熟料年产量(吨／年)； Q台时——所选窑的标定台时产量(吨／台·小时)； η——窑的年利用率，以小数表示不同窑的年利用率可参考下列数值：湿法窑 0．90，干法窑 O．85，机械立窑 O．80～O．85； 8760——全年日历小时数 算出的窑的台数 n 应等于或略小于整数并取整数值，例如 n=1．9 而取为两台时，则 窑的能力稍有富余，这是容许的，也是合理的。

如 n 比某整数略大而取该整数值，例 如 n=2.1、2.2 而取为两台时，则必须采取提高窑的台时产量的措施，或者相应增大 窑的后利用率，否则便不能达到要求的设计能力如确因设备系列的限制而无合适规 格的窑可选，使工厂设计能力略小于计划任务书规定的数值时，则应在初步设计说明 书中加以说明如 n 与整数值相差较大，例如 n=1.3、1.5、1.6 时，则一台窑达不到 要求的设计能力，而两台窑又超过要求的设计能力太多，在此情况下，必须另行选择 窑的规格，标定窑的产量，进行重算如因设备选型所限，使工厂设计能力比要求的 能力超过较多时(例如 n=1.6、1.7 而取为两台时)，也应在初步设计说明书中加以论 述 窑的台数一般可考虑 1～2 台，不宜太多，故应尽可能采用效能高的规格较大的窑 (3)烧成车间的生产能力可按下列各式计算： 熟料小时产量 Q烧时=nQ台时(吨／小时) (3-3) 熟料日产量 Q烧日=24Q烧时(吨／日) (3-4) 熟料年产量 Q烧年=8760ηQ烧时(吨／年) (3-5) 式中 24 为每日小时数，其它符号的意义与式(3—2)的相同 (4)计算工厂的生产能力可按下列各式由烧成车间的生产能力求出工厂的生产能力: 水泥小时产量 (吨/小时) (3-6) 水泥日产量 (3-7) 水泥年产量 (3-8) 式中 Q烧时 ——熟料小时产量，其经符号的意义与式（3-1）至式（3-5）的相同。

2．周平衡法 计算步骤是：按计划任务书对工厂规模（熟料日产量）的要求，选择窑型和规格，标 定窑的台时产量，计算窑的台数，然后再核算出烧成车间和工厂的每周生产能力 （1）窑的台数可按下式计算： （3-9） 式中 n——窑的台数； Q日——要求的熟料日产量(吨／日)； Q台时——所选窑的标定台时产量(吨／台·小时)； 24——每日小时数 (2)计算烧成车间的生产能力 熟料小时产量和日产量的计算与年平衡法相同，见式(3—3)和(3—4) 熟料周产量 Q烧周=168 Q烧时(吨／周) (3-10) 式中 Q烧时——熟料小时产量(吨／小时)； 168——每周小时数 (3)水泥厂小时产量和日产量的计算与年平衡法相同，见式(3—6)和(3—7) 水泥周产量 G厂周=168G厂时(吨／周) (3-11) 式中 G厂时——水泥小时产量(吨／小时) (二)原燃材料消耗定额的计算 1．原料消耗定额 (1)考虑煤灰掺入时，一吨熟料的干生料理论消耗量 （3-12） 式中 KT——干生料理论消耗量(吨／吨熟料)； I——干生料的烧失量(％)； S——煤灰掺入量，以熟料百分数表示(％) 煤灰掺入量 S 可按下式计算： （3-13） 式中 A y——煤的灰分含量(应用基，％)， q——熟料烧成热耗(千焦／公斤熟料)，可参考下列数值： 千焦／公斤熟料 千卡／公斤熟料 湿法长窑 5000～5900 1200～1400 干法长窑 4600～5000 1100～1200 带废热锅炉窑 5900～6700 1400～1600 立波尔窑 3600～3800 850～900 悬浮预热窑 3300～3600 780～850 预分解窑 3100～3300 740～780 机械立窑 3600～3800 850～900 ——煤的应用基低位热值(千焦／公斤煤)； R——煤灰沉落率(％)，对于立窑和有电收尘的回转窑，R 可取为 100％。

对于原有工 厂尚未安装收尘设备的回转窑，R 可参考下列数值：湿法长窑(L／D=30～50)有链条， 100％；湿法短窑(L／D——烧成车间生产能力，用年平 衡法用以熟料年产量表示，用周平衡法时以熟料周产量表示； W1 、W2——分别表示烘干前、后物料的含水量（％）； q烘——蒸发一公斤水分的热耗量（千焦／公斤水分），可参考烘干机经验数据，而准 确的数值应通过具体烘干机的热工计算求得； 、Pf的意义与式(3—18)的相同 上述各种干物料消耗定额换算为含天然水分的湿物料消耗定额时，可用下式： （3-20） 式中 K湿、K干——分别表示湿物料、干物料的消耗定额(公斤／公斤熟料)； W0——该湿物料的天然水分(％)。