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毕业设计模板
摘要
本次设计的题目是设计一条日产5000t/d水泥熟料生产线。
水泥品种是P.O52.5和P.F42.5各占50%。
本次设计的主要内容包括：
1厂址选择和配料计算
2生产过程和主机选型
3计算和确定带悬浮预热器的新型回转窑和悬浮预热器的型号及规格，以及窑尾气体平衡的计算，同时还编写了全厂工艺流程概述、全厂质量控制表和本次毕业设计的评述及展望。
4最后设计了整个水泥厂的工艺布局。
在本次设计中，还采用了一些新的工艺技术，例如：
高效率立式磨和高效选粉机等。
本次设计采用了利用窑尾废气预热生料和粉煤灰的有效方法来降低系统热耗，把篦冷机出来的多余热气体作为热源来烘干粉煤灰。
本次设计所有的工艺设备都能有效地降低系统热耗。
Abstract
Thetitleofgraduatingdesignistoconstructacementplantwith5000tonsperdayproductionlinethemainproductionis52.5P.Oand42.5P.F.
Themaincontentofthisdesignis:
1.Selectionofratiosandthecalculatiiingandofrawmixes.
2.Manufacturingprocessandselectionofthemainmachine.
3.Thephasesofthisdesignistocalculateanddesignpreheatedandpre-claimerandalsothebalancingofthemainmachineAtthethistime,Icomposethesummarizationoftechnologyflowforwhatfactoryandqualitycontrolofthewholefactoryandprospectsofthedesignprojectforgraduation，etc.
4.Thelaststepofthedesignisthelayoutofthewholeplant.Inthedesign,somenewtechnologiesandtechniquesareintroducedsuchasverticalspindlemollandhighefficiencyclassifiersandacts
Toreducethetotalenergyconsumptionanaffectionmethodisusedtoreusethekilnexhaustedgasesfromthecoolerisalsousedasthermalsourcesofthedriertodrypuzzling,Allthesetechniquesareeffectivetoreducethetotalthermalconsumption.
前言·························································································································3
一．总体设计·······················································································································4
1.配料计算………………………………………………………………………………6
2.物料平衡……………………………………………………………………………11
3.主机平衡……………………………………………………………………………15
4.储库平衡……………………………………………………………………………34
5.生产质量控制网……………………………………………………………………37
6.工艺流程简述………………………………………………………………………41
二．重点车间……………………………………………………………………………44
结语……………………………………………………………………………………53
参考文献…………………………………………………………………………………53
前言
毕业设计是学生完成所有理论课和实验课后的一个教学环节，它在教师指导下，由学生综合运用学过的基础理论。
专业和实践生产知识，运用工具书和各种技术资料达到计算绘图编写说明书等来解决实际技术问题的教学环节，也是从是技术工作的一次技术演习，与先前教学过程相比，具有较强的综合性，实践性和探索性，是学生在学校学习的最高阶段。
通过毕业设计，不仅要使学过的知识得以巩固，提高，而且要进一步培养，检查我们的独立思考，独立设计及解决问题的能力，使自己的学识和工程实践能力有一个长足的提高，最终完成高等专科技术人员在学校的训练。
本次设计为顺应水泥发展的趋势，提高我校水泥工艺专业毕业生的综合素质和适应能力，因此设计窑外分解窑。
预分解窑是在悬浮预热器的基础上发展起来的是水泥工业继悬浮预热窑后的一次重大革新。
预分解窑系统由预热器、分解炉、回转窑和高效篦式冷却机等几部分组成，分解炉处于预热器与窑尾之间，是系统提供二次热进行分解反应的区域，因此，预分解窑的特点在于将碳酸盐分解的过程移至窑外分解炉中进行，生料颗粒在预热器系统处于悬浮状态易于交换，而且速率快，是生料迅速分解反应，入窑生料的分解率可达85%——90%，从而大大减轻了窑的负荷。
预分解窑与其他窑型相比有其独特的优点。
1.预分解窑生产的熟料单位热耗低，单机生产能力大，并可利用窑尾余热烘干物料，电耗略高，但其综合能耗低。
2.由于原料预均化和生料均化技术的发展，使干法生产的熟料质量得到了保证，并由于采用新技术措施，并不断改进燃烧系统，增强了新型干法生产对原料的适应性。
3.由于收尘设备及技术的发展，使干法厂在环境污染方面有了很大的改善。
4.与产量相同的湿法窑相比，预分解窑的设备质量轻、占地面积小，基建投资省。
鉴于以上原因，我们这次毕业设计的任务为日产5000吨熟料的预分解窑。
一．总体设计
任何工艺都有其特点，这些特点必然会贯穿在大厂的设计之中。
水泥工业及水泥工厂设计的特点可概括如下：
1.水泥厂需要用大量的矿物原料（如石灰石）等，因此水泥厂大都自行开采矿山，并靠近矿源建厂。
2.产品（水泥）、燃料（煤）等物料运输量大，且价格底，因此要求要有良好的运输条件
3.水泥工业能耗和电耗较大，因此，在水泥厂设计中要注意确保能源供应，并充分重视节约能源的问题。
4.水泥厂采用的主机多属重型设备，重量大，建构筑物荷重也大。
因此，一般要求在工程地质条件好的场地建厂。
5.水泥厂设备种类多，布置复杂。
因此，工艺布置应同土建设计紧密结合
6.水泥厂用水量大，且水无卫生要求。
因此，一般水泥厂多建在远离城市的地方，且自备水源。
7.水泥厂存在粉尘和噪音两大污染。
因此，设计时必须加强收尘措施，尽量搞好厂区绿化。
8.从发展来看，水泥工业的发展逐渐趋向大型化和自动化。
因此在设计时，应尽量采用新技术，新方案并要重点考虑节约能源。
从水泥厂的整体设计来说，工艺设计是主体，它的主要任务是确定工艺流程，进行工艺设计的选型和布置。
但工厂设计是各专业共同完成的一个整体。
因此，工业设计与其它专业的设计有着密切的联系，特别是工艺布置和其土建的关系更密切。
生产设备的布置直接影响到建筑物的结构形式和尺寸。
因此，工艺人员只有与其他人员相互配合，共同研究，才能产生交好的方案。
1.1工艺设计的原则：
1．1．1根据计划任务书规定的产品品种、质量、规模进行设计。
计划任务书规定的产品规模往往有一定的范围，设计规模在该范围之内或略超出该范围，都认为是合适的；但如限于设备选型，设计达到的规模略低于该范围，则说明原因，取得上级同意后，才能继续设计。
对于产品品种，如果认为计划任务书的规定在技术上或经济上有不当之处，也应阐明理由，建议调整，并取得上级部门的同意。
窑、磨等主机的产量，除了参考设备说明书和经验公式计算外，还应根据国内同类型主机的生产数据并参考国内外近似规格的主机产品进行标定。
在工厂建成后的较短时期内，主机应能达到标定的产量，同时标定的主机产量应符合优质、高产、低消耗和设备长期安全运转的要求。
既要充分发挥设备的能力，但又不能过分追求强化操作。
1．1．2主要设备的能力应与工厂规模相适应
大型工厂应配套与之相适应的大型设备，否则将造成工艺线过多的现象。
在现代大中型水泥厂的设计中，一般只采用一条或两条由大型设备组成的工艺线。
1．1．3选择技术先进经济、合理的工艺流程和设备
工厂的工艺流程和主要设备确定以后，整个工厂设计可谓大局已定。
在选择生产工艺流程和设备时，应尽量考虑节省能源，采用国内外较成熟的先进经验和先进技术。
如在原料的破碎方面，采用一级反击式反击式锤式破碎机代替二级或三级破碎系统；在干法生料粉磨工序普遍采用烘干兼粉磨系统；在水泥粉磨系统采用辊压、机球磨、高效选粉机（如O—SEPA选粉机等）的混合粉磨系统。
对于新技术、新工艺、新设备，必须经过生产实践鉴定合格后，才可应用于新建厂的设计中。
工艺流程和设备的选择应进行方案比较，以达到技术先进、经济合理的目的。
在进行具体设备的选型时，应注意下列一些问题：
尽量选用结构新、体型小、质量轻、效率高、消耗省且操作可靠维修方便、供应有保证或能自行加工制造的设备。
各种附属设备的型号、规格应尽量统一，以便于生产管理和减少配、备件的种类。
1．1．4全面解决工厂生产、厂外运输和各种物料储备的关系
由于工厂生产要求长期连续运转，而回转窑、磨机和破碎机等设备则需一定的时间进行计划检修；同时受各种复杂条件如厂外运输等因素的制约，所以各种物料都应有适当的储备。
各种堆场、储库的容量，应满足各种物料储存期的要求。
储存期的确定应使生产有一定的机动性，以利于工厂均衡连续地生产。
但储存期也不应太长，以免增加基建工程量和费用及占用工厂的流动资金。
1．1．5注意考虑工厂建成后生产挖潜的可能和留有工厂发展余地
工厂从设计到建成投产往往要好几年时间，而生产技术却是向前发展的。
因此设备能力应能切实满足生产要求并留有余地。
此外应结合设计的国内外未来时期水泥需求情况的预测，以及当前国民经济发展的方针政策，考虑在设计中是否需要或应留有多大的扩建余地。
考虑工厂扩建的原则是：
既要便于今后的扩建，使工厂扩建时尽量不影响原有的生产，又要尽可能不增加当前建厂的占地面积的投资。
1．1．6合理考虑机械化、自动化装备水平
机械化水平应与工厂规模和装备水平相适应，特别是连续生产过程中大宗物料的装、运、卸，必须实现机械化。
重大设备的检修、起重以及需要减轻繁重体力劳动的场合，也应尽可能实现机械化。
生产控制自动化，具有反应灵敏控制及时调整精确的特点，是保证现代化连续性大生产安全稳定进行的必不可少的手段。
如在原料配料和粉磨过程中，新型干法生产广泛地采用电子秤-X荧光分析仪-电子计算机自动调节系统，控制原料配料，实现了原料配料的自动控制。
在水泥粉磨系统已广泛采用电子定量喂料秤、自动化仪表、电子计算机控制生产。
其主要利用电耳、提升机负荷和选粉机回料量等进行磨机负荷控制。
1．1．7重视消音除尘，满足环保要求
贯彻执行国家环保、工业卫生等方面的规定。
我国水泥生产最高容许排放浓度为50mg/m3。
今后，由于对环保要求愈睐愈高，应采取积极措施，减少环境污染，以保护职工身体健康和延长设备生产寿命。
为减少环境污染，应广泛的采用新型高效除尘设备，在物料储存设计上采用以“圆库”为主方案。
与此同时，也应重视噪音防治、污水治理、绿化环境，使水泥厂工业实现文明生产。
1．1．8方便施工、安装、方便生产、维修
工艺布置做到生产流程顺畅、紧凑、便捷。
力求缩短物料的运输距离，并充分考虑设备安装、操作、检修和通行的方便，以及其它专业对工艺布置的要求。
1.3原燃材料分析：
石灰质原料：
氧化钙含量不低于45%~48%，不含或少含黏土杂质为了不影响水泥的安定性氧化镁含量不大于3.0%，碱含量小于1.0%
黏土质原料：
硅率2.5到3.5之间，铝率为1.5到3.0，碱含量小于4.0%氧化镁含量小于3.0%
铁质校正原料：
氧化铁含量大于40%
回转窑用的烟煤：
要求干燥基灰分小于28%挥发分为18～30%低热值大于20943KJ/Kg熟料。
本设计为四组分配料：
石灰石砂岩粉煤灰铁粉
2.配料计算
2.1设计内容：
设计课题名称：
《新型干法水泥5000t/d总体工艺设计、生产P.O52.5和P.F42.5水泥。
重点车间烧成窑尾系统工艺设计》
对于P.O52.5强度要求：
K28=52.5+2.5+3S=59.95MpaS取1.65Mp
对于P.F42.5强度要求：
K28=42.5+2.5+3S=49.5MpaS取1.65Mp
2.2原始数据：
（1）原材料数据
项目
石灰石
砂岩
粉煤灰
铁粉
煤灰
石膏
Loss
41.78
2.38
13.08
SiO2
3.48
85.66
50.78
16.36
51.10
2.36
Al2O3
1.30
6.15
23.09
4.18
25.71
0.68
Fe2O3
0.54
2.59
4.68
67.8
6.78
0.63
CaO
50.10
1.06
5.24
2.85
9.62
32.18
MgO
2.24
0.57
0.96
2.27
3.75
2.15
SO3
0.07
0.01
0.32
5.26
1.77
40.23
Na2O
0.03
0.12
0.22
0.14
0.19
K2O
0.45
1.24
1.26
0.87
1.21
Cl-
0.026
0.002
0.004
0.006
0.002
合计
天然水分
1.0
0.8
4
19.64
（2）煤的工业分析
Mad（%）
FCad（%）
Aad（%）
Vad（%）
Mar（%）
焦渣特性
发热量Qnet.ad（KJ/Kg）
2.40
51.13
19.98
26.49
4
4
24256
（3）其他
1.年平均气温：
15℃2.当地气压：
99999Pa
3.地下水位:
-10m4.主导风向:
西北
2.3配料计算
2.3.1确保熟料率值的组成
为了获得较高的熟料强度，良好的物料易烧性以及控制生产，选择适宜的熟料三率值是非常必要的。
本次设计为一台窑外分解窑，在生产工艺上要求煅烧高饱和比高硅率的生料，这样能提高熟料的质量并能减少预热器分解炉系统的堵塞和回转窑烧成带的结圈。
生产PF42.5PO52.5号硅酸盐水泥熟料。
根据下表：
厂名
小野田
顺昌
浩良河
华新
白马
山东
琉璃河
荻港
鹤壁
KH
0.88
0.87
0.90
0.90
0.88
0.89
0.90
0.89
0.90
SM
2.6
2.52
2.31
2.50
2.50
2.50
2.60
2.60
2.50
IM
1.80
1.46
1.62
1.60
1.60
1.60
1.60
1.60
1.60
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±0.02SM=2.55±0.1IM=1.6±0.1
2.3.2熟料热耗的确定：
随着新型干法水泥煅烧技术的不断提高，使得熟料的热耗不断降低，参考以下新型干法水泥厂的熟料热耗：
厂名
江西
鲁南
双阳
新疆
洪堡
小野田
料耗（KJ/kg熟料）
3572.53
3844.78
3222.85
3086.75
2970
3078
单位熟料热耗依国内新型干法厂现状，熟料热耗取3150kJ/kg熟料
2.3.3计算煤灰掺入量：
Aad=Aar（100-Mad）÷（100-Mar）已知：
Aad=19.98Mar=4
Aad—空气干燥基灰分Aar—收到基灰分Mar—收到基水分
得：
Aar=19.65%
Qnet.ar=（Qnet.ad+25Mad）（100-Mar）÷（100-Mad）-25Mar
Qnet.ar—收到基低位发热值Qnet.ad—空气干燥基低位发热值Mad—空气干燥基水分
已知：
Qnet.ad=24256Mad=2.40Mar=4
得：
Qnet.ar=23817KJ/Kg
最后得出煤灰掺入量GA=qAarS/Qnet,ar=3150×19.65%×100%÷23817=2.60%
Qar—煤的收到基低位发热值Q—熟料的热耗Aar—煤收到基灰分S—煤灰沉降率一般取100%
2.3.4用递减试凑法计算干生料的配合比
设定的三率值为KH=0.90（0.88~0.92）SM=2.55（2.45~2.65）IM=1.6（1.5~1.7）
根据原料成分总和计算，一般Σ≈97%左右，计算要求熟了的化学成分：
设：
Σ=97.5%
则：
Fe2O3=Σ÷{（2.8KH+1）（IM+1）SM+2.65IM+1.35}=3.37%
AL2O3=IM·Fe2O3=5.39%
SiO2=SM（AL2O3+Fe2O3）=22.34%
CaO=Σ－（SiO2+AL2O3+Fe2O3）=66.4%
熟料有两部分组成即灼烧生料和煤灰，以100㎏熟料为基准，列表递减如下：
计算步骤
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
其他
备注
要求熟料组成－2.60㎏煤灰
22.34
1.33
5.39
0.69
3.37
0.18
66.4
0.25
2.50
0.18
差
－132㎏石灰石
21.01
4.59
4.70
1.72
3.19
0.71
66.15
66.13
2.32
3.70
*干石灰石=66.15÷50.10×100=132.0㎏
差
－19㎏砂岩
16.42
16.28
2.98
1.17
2.48
0.49
0.02
0.20
－1.38
0.41
*干砂岩=16.42÷85.66×100=19.2㎏
差
－7.8㎏粉煤灰
0.14
3.96
1.81
1.80
1.99
0.37
－0.18
0.41
－1.79
0.24
*干粉煤灰=1.81÷23.09×100=7.8㎏
差
－2.4㎏铁粉
－3.82
0.39
0.01
0.10
1.62
1.63
－0.59
0.07
－2.03
0.19
*干铁粉=1.62÷67.8×100=2.4㎏
差
＋4.9㎏㎏砂岩
－4.21
－4.20
－0.09
－0.30
－0.01
－0.13
－0.66
－0.05
－2.22
－0.11
*干砂岩配多了
干砂岩=4.21÷85.66×100=4.9㎏
差
－0.01
0.21
0.12
－0.61
－2.11
*注：
表中50.10，85.66，67.08分别为石灰石中CaO，砂岩中SiO2，粉煤灰中Al2O3，铁粉中Fe2O3含量。
按上表干原料质量比换算为百分配合比：
干石灰石=132÷（132+14.1+7.8+2.4）×100%=84.5%
干砂岩=14.1÷（132+14.1+7.8+2.4）×100%=9.0%
干粉煤灰=7.8÷（132+14.1+7.8+2..4）×100%=5.0%
干铁粉=2.4÷（132+14.1+7.8+2.4）×100%=1.5%
检验：
名称
配合比
烧失量
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
石灰石
砂岩
粉煤灰
铁粉
生料
灼烧生料
84.50
9.00
5.00
1.50
100
35.30
0.21
0.65
____
36.16
____
2.94
7.71
2.54
0.25
13.44
21.05
1.10
0.55
1.15
0.06
2.86
4.48
0.46
0.23
0.23
1.01
1.93
3.02
42.33
0.10
0.26
0.04
42.73
66.93
灼烧生料
煤灰
熟料
97.40
2.60
100
____
____
____
20.50
1.33
21.83
4.36
0.67
5.03
2.94
0.18
3.12
65.19
0.25
65.44
KH=（Cc－1.65Ac－0.35Fc）÷2.8Sc=（65.44－1.65×5.03－0.35×3.12）÷（2.8×21.83）=0.917
SM=Sc÷（Ac+Fc）=21.83÷（5.03+3.12）=2.68
IM=Ac÷Fc=5.03÷3.12=1.61
经检验，石灰饱和系数KH及硅率SM相对较高，而铝率IM比较接近，为此，应减少石灰石配合比例，增加粉煤灰配比，调整原料配合比为：
石灰石84%，砂岩9%，粉煤灰5.5%，铁粉1.5%，重新计算结果如下：
名称
配合比
烧失量
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO3
Na2O
K2O
Cl－
石灰石
砂岩
粉煤灰
铁粉
生料
灼烧生料
84.00
9.00
5.5
1.5
100
35.10
0.21
0.72
____
36.03
____
2.92
7.71
2.79
0.25
13.67
21.37
1.09
0.55
1.27
0.06
2.97
4.64
0.45
0.23
0.26
1.01
1.95
3.05
42.08
0.10
0.29
0.04
42.51
66.45
1.88
0.05
0.05
0.03
2.01
3.14
0.06
0.00
0.02
0.08
0.16
0.25
0.03
0.01
0.01
0.00
0.05
0.08
0.38
0.11
0.07
0.01
0.57
0.89
0.02
0.00
0.00
0.00
0.02
0.03
灼烧生料
煤灰
熟料
97.40
2.60
100
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