产量万吨水泥厂粉磨站包装车间设计方案.docx
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产量万吨水泥厂粉磨站包装车间设计方案
本科学生毕业论文<设计）
题目年产60万吨水泥厂分别粉磨设计
重点：
水泥包装车间
系别化学与材料科学系
专业07无机非金属材料工程
学生姓名钱豪豪
指导教师夏宝林职称建材高级工程师
完成日期2018年5月11日
目录
1.中文摘要···················································3英文摘要··················································3
2.绪论·······················································3
1.1水泥的工艺发展前景和方向·······························4
1.2水泥粉磨工艺及设备发展情况·····························5
1.3粉磨工艺流程···········································5
2.原始数据及资料············································6
2.1设计范围···············································6
2.2基本条件···············································6
2.3物料参数···············································6
3.设计的原则和方法···········································7
3.1车间工艺设备选型的基本方法·····························7
3.2附属设备的选型方法·····································7
3.3水泥厂平面设计的基本原则·······························7
3.4环境的保护·············································8
4.配料工艺计算···············································8
4.1熟料配比计算···········································8
5.主机设备的选型计算·········································9
5.1包装车间设备的选型计算·······························9
5.1.1斗式提升机的选型········································105.1.2振动筛的选型·····································10
5.1.3袋包机的选型·········································12
5.1.4皮带运输机的选型·········································11
5.1.5除尘器的选型············································11
5.1.6上风机的选型·········································11
6附属设备的选型计算···········································11
6.1熟料库系统·············································10
6.2搅拌系统···············································10
6.3水泥库系统·············································10
6.4包装系统················································10
7圆库选型及计算················································12
7.1石灰石库的选型及计算····································12
7.2粉煤灰库的选型及计算····································12
7.3熟料库的选型及计算······································13
7.4石膏库的选型及计算······································13
7.5水泥库的选型及计算······································13
参考文献·······················································14
致谢···························································15
年产60万吨水泥厂分别粉磨粉磨站设计
----重点:
水泥包装车间
钱豪豪
（巢湖学院化学与材料科学系05004099,安徽巢湖238000>
摘要:
水泥粉磨站是水泥生产企业的一种类型.随着水泥工业的发展,生产企业布局越趋合理:
在靠近原料区域生产熟料,在靠近市场和混合材（通常是各类工业废渣>区域建粉磨站,以降低运输费用.在水泥生产过程中，有混合粉磨和分别粉磨两种工艺技术。
分别粉磨工艺是将熟料和石膏在一台磨机上粉磨,混合材（通常是粉煤灰或\矿渣>在另一台磨机上粉磨,两者的产品再经分别计量后搅拌入库包装（或散装>。
粉磨工艺流程耗资比混合粉磨大，但是分别粉磨工艺能根据被粉磨物料的不同特性选择合理的粉磨工艺参数以提高研磨效率.同时,针对通过熟料和石膏\混合材的不同水化特性,可选择不同的细度,最终实现熟料和石膏\混合材合理的粒度组成,以实现混凝土的紧密堆积,这既可以增大混合材的掺加比例,又可以改善混凝土的性能，能适应客户的需要。
因此,分别粉磨工艺技术代表了水泥粉磨工艺的发展方向.近年来发达国家和国内一些先进企业已采用分别粉磨工艺粉磨水泥。
本课题的设计对水泥行业具有一定的先进性和的适用性。
关键词：
水泥。
分别粉磨。
混合粉磨
Annualproductioncapacityof600,000tonscementgrinding,respectively,thedesign
----Focus:
Cementpackingworkshop
Haohaoqian
（ChaohuCollegeofChemistryandMaterialsScience,AnhuiChaohu238000>
Abstract:
Inthecementproductionprocess,thedesignofmixed-grindingandgrinding,respectively,thetwoprocesses,mostcurrentdesignofmixed-grinding.Mixed-grindingprocess,respectively,thanthehybridtechnologyissimple,justagrinding,grinding,respectively,twoworkshopsdesignedtoincreasethegrindingtimestirringonce.Ontheeconomicfront,therespectivecostofthegrindingprocessisnotverycost-effective,butthegrindingprocess,respectively,byaddingtheproportionofmixedmaterialscanchangethepropertiesofconcrete,whichcanbewelladaptedtotheneedsofcustomers.Thedesignofthisissuewiththeadvancednatureofthecementindustry,inrecentyearsadoptedanumberoffactoriesweregrinding,buttherearestillmanymanufacturerstoadoptmixed-grindingprocess.Iswidelyusedabroad,theprocess,grindingprocess,respectively,theimpactoftheconcreteindustryisveryhuge.
Keywords:
cement。
grindingrespectively。
mixedgrinding。
twoworkshops
1绪论
水泥是指加入适量水后可形成塑性浆体，既能在空气中硬化又能在水中硬化并能将砂、石等材料牢固的胶结在一起的细粉状水硬性胶凝材料。
水泥的种类很多，按其用途和性能可分为：
通用水泥、专用水泥和特种水泥三类。
通用水泥为用于大量土木工程一般用途的水泥，如硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥，火山灰质硅酸盐水泥，粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。
专用水泥指有专门用途的水泥，如油井水泥，砌筑水泥等。
而特种水泥则是某种性能比较突出的一类水泥，如快硬硅酸盐水泥，抗硫酸盐硅酸盐水泥，低热硅酸盐水泥，膨胀硫酸盐水泥，自应力铝酸盐水泥等。
也可按其组成分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥以及少熟料或无熟料水泥等几种，目前水泥品种已达100余种。
在我国的特定条件下，由于投资少见效快容纳劳动力多,立窑的的水泥生产量仍然占水泥生产总量50%以上，并且在相当长时间内，立窑仍然具有一定的生存空间。
改造和提高机立窑，从而形成一个具有中国特色的水泥工业体系，以优质、低耗、多品种的水泥来保证各类建设工程和人民生活的需要。
在非金属材料加工行业,年产六十万吨粉磨生产线应用很普遍,例如:
矿渣或粉煤灰超微粉的生产、叶蜡石超微粉的生产等等.因此，本设计选择这一课题仍具有一定的现实意义.设计年产六十万吨水泥生产线的水泥磨车间充分考虑了节能和环保问题，尽量使所设计的生产线更先进，以适应时代的要求。
1.1水泥工艺发展的前景和方向
1.1.1调整技术结构，提高能源效率
60年代至80年代这20年中，国外水泥生产技术发生了重大变革，经历了两个发展阶段，第一阶段是由湿法或半干法向预热器窑新型干法生产发展；第二阶段是由预热器窑向预分解窑发展，至70年代末，世界上发达国家基本上都完成了这个转变。
而我国陈旧工艺的大量存在，是我国水泥生产能耗较高的主要原因。
1.1.2引进和开发更为先进的烧成技术
熟料的理论热耗约为1759kJ/kg，70年代发明水泥预分解技术以后，加上预热系统的进一步改善，熟料热耗降低到2929kJ/kg，热效率达60%，已接近理论热耗。
因为在热工设备中达到60%的热效率已经很不容易了，所以国外有人预测，在今后的十年里先进的热耗指标也许仅能再降低10%，一般的热耗值还可以降低20%～25%以上。
若要进一步降低热耗，技术上的难度相当大，现今的预分解窑是难以胜任的，必须研制开发更新的窑型，譬如沸腾层煅烧、流态化窑等，同时采取其它一系列辅助措施如改进预热器系统，提高换热效率、降低阻力损失等。
1.1.3发展超细磨技术，开发活性超细掺合料
混凝土强度达到一定极限后就不能再增加了如果要使其强度进一步提高，就必须采取措施把这些孔隙填满，最常用的方法是用极细<微M级）的活性颗粒掺入混凝土，使它们在水浆中的细微孔隙中水化，减少和填充混凝土中的毛细孔，达到增密和增强的作用。
目前,用得最广泛的极细<微M级）的活性颗粒就是超细矿渣粉和超细粉煤灰粉.这两种超微粉都可以用球磨粉磨技术实现。
1.1.4大力发展高性能混凝土，代替常规混凝土
高性能混凝土相对于常规混凝土具有许多良好的性能,对水泥的品质要求也更高.高性能混凝土采用52.5级或更高强度的等级水泥.此外,在高性能混凝土中需要水泥与外加剂有良好的相容性,这对水泥的矿物组成及微量氧化物含量提出了更高的要求。
1.1.5其他措施
设立建筑质量标准，使高质量和高标号水泥和其他建材制品扩大生产，促进先进生产技术的发展。
1.2水泥粉磨工艺及设备发展情况
<1）水泥粉磨设备的多样化和大型化随着水泥生产规模越来越大，传统的工艺设备已经不相适应，取而带之的是大型机械设备。
这对于粉磨设备来说，不仅可以单机与窑配套，粉磨效率提高，而且占地面积小，单机电耗降低，工艺流程可以简单化。
<2）选粉机更新换代与球磨机闭路系统配套的选粉机，已经由第一代离心式选粉机第二代旋风式选粉机过渡到以O-Sepa选粉机为代表的国产高效选粉机，如组合式选粉机.转子式选粉机等。
<3）水泥粉磨节能技术的蓬勃发展水泥粉磨是水泥工业生产中耗电最多的一个工序，粉磨节能也是一个永恒的研究课题。
除了提高磨机产量可以节能外，减少粉磨系统辅助设备。
降低系统装机容量，采用变频调速技术，提高设备安全运转率以及磨内结构改造，提高研磨技术等也产生了较好的效果。
<4）水泥粉磨工艺技术百花齐放
辊压机和立磨应用于生料粉磨\水泥预粉磨已经成熟,通常可以节电20-30%.作为水泥终粉磨设备在发达国家已经成熟,我国尚在努力之中.
筒辊磨作为水泥终粉磨设备,技术已经成熟吨水泥电耗25瓩时左右.其产品质量可以与球磨机产品相比美.
相较之下,球磨粉磨水泥仍然占有绝对的优势.球磨粉磨又按是否带选粉设备分为闭路流程和开路粉磨流程.发达国家从上世纪八十年代即淘汰开路粉磨工艺.采用闭路粉磨工艺,可以利用选粉机在一台球磨机上合理调整水泥粒度组成,实现生产多品种水泥的需要.据介绍,发达国家国家一台闭路磨可以生产七十多个品种的水泥,全靠选粉机调整.
国内合肥水泥研究设计院在引进丹麦康必登磨的基础上,开发出了开路高细磨.从而把开路粉磨工艺技术发展到了一个新阶段.采用开路系统粉磨水泥可以提高水泥的比表面积和早期强度，因此不少水泥企业选用开路高细磨粉磨水泥。
1.3水泥粉磨工艺流程
1.3.1国内常见的主要水泥粉磨流程。
普通球磨机一级闭路流程水泥熟料，石膏及混合材等物料经过电子计量配料后，先进入球磨机粉磨，出磨后经磨尾斗式提升机，送入选粉机，选粉机分选出来的合格细粉，随气流从上部出风口排出，在系统主风机的抽力作用下进入气箱脉冲袋收尘器，由布袋过滤后收集下来进入水泥库.
带预粉磨的一级闭路水泥粉磨流程喂入水泥磨的配合料，经振动筛预先筛分后进入辊压机\立磨或细碎破碎机破碎.
辊压机预破碎分辊压机与打散分级机配合或V形机配合两种工艺.辊压机与打散分级机配合是熟料等块状物料经辊压机挤压后再经打散分级机分级,粗料返回辊压机,细粉喂入球磨机内进一步粉磨.辊压机与V形机配合是熟料等块状料进入V形机分选,细料直接进入磨内粉磨,粗料经辊压机挤压后再经V形机分选,如此循环.
立磨预破碎是熟料等块状料进入立磨粉磨后进入球磨机进一步粉磨.
细碎破碎机预破碎工艺筛下料进入球磨机粉磨，破碎后的物料再经振动筛检查筛份后入磨，物料经破碎和两次筛分控制，使入磨粒度稳定，给球磨机钢球级配的合理性提供了保证。
辊压机与球磨机联合粉磨工艺流程配合料经过辊压机挤压粉碎后不能直接接入磨，而是先经过打散分级机选粉，细料送入球磨机水泥粉磨系统，粗料返回辊压机再次挤压。
辊压机或立式磨水泥粉磨一级闭路流程辊压机的水泥粉磨系统，是将配合料经过辊压机高压挤压后再由打散机分级机直接分选出合格的水泥成品。
2原始数据及资料
2.1设计范围
水泥生产车间工艺流程和工艺布置，水泥磨车间设备及附属设备。
2.2基本条件
采用回转窑生产熟料
水泥品种：
42.5级复合硅酸盐水泥
2.3物料参数
原料的物理性能和运输方式
名称
粒度（mm>
水分（%>
进厂方式
容重（t/m3>
熟料
25
—
汽车
1.45
石膏
300
5
汽车
1.35
粉煤灰
粉状
1
汽车
0.7
石灰石
25
1
汽车
1.45
3设计的原则和方法
3.1车间工艺设备选型的基本方法
3.1.1确定车间的工作制度，选定设备的年利用率，计算出设备的年利用率及主机要求小时产量。
3.1.2选择主机的型号和规格
根据车间要求的小时产量、进料性质、产品质量要求以及其它技术条件，选择适当型号和规格的主机设备，务必使所选的主机技术先进、管理方便，能适应进料的情况，能生产出质量符合要求的产品。
同时，还应考虑设备的来源有保证<即设备供应或定货的可能）。
3.1.3标定主机的生产能力
标定设备生产能力的主要依据是：
定型设备的技术性能说明；经验公式<或理论公式）的推算；与同类型同规格生产设备的实际生产数据对比。
务必使标定的设备生产能力，既是先进的有时可靠的。
同时还要说明设备达到设计标定能力的具体条件和必须采取的措施。
3.2附属设备的选型方法
生产流程中与主机配套的设备统称为附属设备。
附属设备选型的一个基本原则，是要保证主机生产的连续、均衡，不能因附属设备选型不当而影响主机的正常连续运转。
因此，除了选择适当的形式以外，在确定具体规格和台数时，一般应考虑附属设备对于主机具有一定储备能力，即附属设备的小时生产能力应适当的大于主机所要求的小时生产能力。
附属设备的选型方法大体与主机相同，需要选择设备的形式和规格，确定设备的台数。
在一般情况下，应力求减少附属设备的台数。
但对于某些需要经常维修或平时易出故障的附属设备，必要时可设置备用设备，以保证主机生产的连续进行。
3.3水泥厂平面设计的基本原则
3.3.1建筑物与构筑物的相对位置及其系统和各种设备的布置应按照工艺过程，保证有合理的生产作业线，工艺流程顺畅。
使原料、燃料、半成品、成品的输送连续、没有往返交叉而短距离的径直前进，从而可以节省运输费用，降低生产成本。
生产作业线可根据不同的生产工艺及厂区地形不同形式的布置，如“一”字形、“L”形“U”字形及环形等。
3.3.2进行适当的功能分区，一般可按照下列条件将厂区划分为几个部分：
A:
将工艺过程类似的或用途一致的系统加以合并。
B:
按系统运输方式和工程管线的特点分区，以使运输线路、工程线路的长度最短。
C:
按卫生与防火条件要求，将系统合并或划分区域。
D:
按系统构筑物对工程地质或水文地质的复杂程度要求，进行分区。
3.3.3水泥厂大致可将全厂按功能划分为以下几个区：
即备料系统区、烧成系统区、燃料准备区、加工系统区及包装系统区等生产区以及主要包括化验室及厂部办公室等建筑物的厂前区。
3.3.4辅助车间和生产服务性设施，应尽量配置在靠近其所服务的主要生产系统地区。
3.3.5应尽可能缩小工厂的占地面积，并尽可能利用建筑物或构筑物的上部空间。
建筑物、构筑物之间的距离应满足防火、卫生要求。
3.3.6布置工厂的建筑物、构筑物时必须考虑地形起伏和工程地质及水文地质条件，以便保证以最少的建筑费用达到较好的建筑质量。
3.3.7应根据工厂的发展计划<工厂的规模和发展由设计任务书决定）考虑工厂今后发展的可能性，以便能以最少的投资，达到扩大再生产的目的，并应合理安排建设程序、工艺流程和总平面设计。
3.3.8必须满足防火卫生要求，建筑物应按采光和主导风向予以适当的布置，使工厂大部分主要车间和设备能避免煤烟和灰尘，能最大限度地利用天然采光、通风、并能将建筑物周围的雨水通常排出。
烟囱、沉尘室等以及噪音非常大的设备<如粉碎机、空气压缩机等）应置于隔绝的房间内或单独的厂房，并采取隔音措施。
防火可按国家防火规范处理。
3.3.9工厂与铁路干线、公路、动力、工程和地区内其它各种设施的连接，应当合理。
工厂与居住区的连接应当方便。
3.3.10工厂的总平面图，应具有合理的建筑艺术，必须预先考虑到厂区的整齐及其美化，使每个建筑物及工厂整体都赋有建筑艺术的表现力。
必须保证道路网的整齐，人行线路的方便，以及各个建筑物配置的组织性和外观轮廓的系统性。
3.4环境的保护
水泥厂生产过程中容易逸散大量粉尘，特别是在生产过程中排放的废气中含大量温室气体。
预计到2018年，对环境产生影响将是十分巨大的。
此外有些设备噪声过大，生产的用水量多，这些方面对环境工程的设计均有较高的要求。
故在设计过程中事先要求工艺人员采取相应的技术措施尽量减少污染源，其次要求在环保设计中，采取加强除尘及降低噪声等措施，共同创造一个安全、清洁、文明生产的环境。
4配料工艺计算
4.1原料配比计算
4.1.1按要求计算出水泥的时产量：
Qy=<6*105t）/300×24h=83.84t/h
设定熟料全部用以生产矿渣水泥，石膏中so3为36%，并要求水泥中掺入石膏以so3计为2.2%，则石膏掺入量为：
（0.022/0.36>×100%=6.1%
由实验得混合材应掺入量为：
33.9%，其中粉煤灰占20%
4.1.2按要求计算出熟料的时用量：
式中
─要求的熟料年产量─工厂规模─水泥中石膏的参入量<%），按6.1%计算；
─水泥中混合材的参入量<%），按33.9%计算；
─水泥的生产损失<%），取3%。
={（100-6.1-33.9>×105/（100-3>=51.55t熟料/小时
4.1.3干石膏消耗定额
Kd=100d/[（100-d-e>（100-Pd>]
Kd=（100×6.1>/[（100-6.1-33.9>（100-3>]=0.105kg/kg熟料
即：
0.105×51.55=5.41t/h
4.2.4干混合材消耗定额
Ke=100e/[（100-d-e>（100-Pd>]
由于矿渣硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥消耗混合材的量不一样，所以
Ke=（100×33.9>/[（100-6.1-33.9>（100-3>]=0.582kg/kg熟料
即0.582×51.55=30.00t/h
混合材中包含粉煤灰和石灰石所以：
粉煤灰：
20/33.9*0.582=0.343kg/kg熟料20/33.9*30.00=17.70t/h
石灰石：
0.582-0.343=0.239kg/kg熟料30.00-17.70=12.30t/h
综合前面所计算的数据，将全厂物料平衡表绘制如表5：
表5全厂物料平衡表
物料
类型
配合比
%
生产损失
消耗定额t/t熟料
物料平衡表
干料
湿料
干料t
湿料t
时
日
年
104
时
日
年
石灰石
13.9
3
0.239
—
12.30
295.2
8.86
—
—
—
粉煤灰
20
3
0.343
—
17.70
424.8
12.74
—
—
—
熟料
60
3
—
—2
51.55
1
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