重庆合川年产150万吨水泥生产线的设计方案_毕业设计(编辑修改稿)

重庆合川年产150万吨水泥生产线的设计方案_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

.... 84 附录 图纸 1 绪论 1 1 绪论 水泥是起源于胶凝材料，是在胶凝材料的发展过程中逐渐演变和发明的。 水泥是指 细磨成粉末状，加入适量水后，可成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石等材料牢固地胶结在一起，具有一定强度的水硬性胶凝材料。 水泥 是国民经济建设中不可缺少的三大建筑材料之一， 水泥被广泛的应用于工业建筑、民用建筑、交通工程、水泥工程、海港工程、核电工程、国防建设等新型工业和国防建设等领域，是国家工程建设和人民生活中不可缺少的重要基本材料。 在没有新的更好的材料出来 代替水泥以前，水泥仍是主要的建筑材料，对水泥工业的研究仍然具有重要意义 [1]。 新型干法水泥技术是以悬浮预热和预分解技术装备为核心，以先进的环保、热工、粉磨、均化、储运、在线检测、信息化等技术装备为基础，采用新技术和新材料，节约资源和能源，充分利用废料、废渣，促进循环经济，实现人与自然和谐相处的现代化水泥生产方法 [2]。 新型干法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。 它具有生产能力大、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以系列优点，成为当今世界水泥 工业生产的 主要技术。 国内外新型干法水泥生产工艺的发展现状 我国新型干法水泥生产工艺发展现状 新型干法水泥技术代表着当今世界水泥生产的潮流，其生产能力已经达到世界水泥生产能力的 60%。 我国新型干法水泥技术与装备研究起步于 20 世纪 70年代初。 20 世纪 80～ 90 年代中期，我国引进一批 3000 t /d、 4000 t /d 生产线，与此同时，进行国产化 4000 t /d 装备的开发。 冀东二线国产化 4000 t /d 生产线的成功运用，不但降低了工程投资，而且为更大规模的国产化装备的开发积累了经验。 20 世纪 90 年代以来，一些大型化的生产线相继在国内建成投产。 如山东大宇 7200t/d 熟料生产线及华新 5000t/d、京阳 5500t/d 生产线。 这些生产线以其生产稳定、产品质量好、运行成本低，在国际、国内的产品市场上占有了一定的份额，并显示出强劲的市场竞争力。 这些生产线的投产和稳定运行，标志着我国水泥装备现代化、大型化技术已成熟 [3]。 ① 原料均化技术 重庆科技学院本科生毕业设计 2 新型干法水泥生产产品质量得以保证的关键是原料均化技术的应用。 已投入应用的技术装备如下。 1） 矿山设计采用矿化模型系统（ CQMS）。 以此制定的搭配开采方案保证了矿石中的主要 成分的稳定性，同时也为低品位矿石的有效利用创造了条件。 2）设置具有良好均化效果的原料燃料预均化堆场。 国内已具备提供满足不同生产规模的预均化堆场技术装备的条件（圆形堆场直径可达 110m；矩形堆场跨度达 50m，可满足 2020～ 10000t/d 级规模生产线的需要）。 3）配置计量精确的块状和粉状物料计量装置，并通过质量控制系统及时调整各种原料的喂料比例，确保出磨生料和水泥的合格率。 4）采用高均化效果、低耗电和高卸空率的生料均化库（ H 值达 8 以上，电耗约 •h/t，卸空率大于 98%），确保 入 窑生料的合格 率。 ② 预分解窑节能煅烧工艺和技术装备 1）通过系统试验研究，开发了系统压损在 4000～ 4800Pa 的高效、低压损的五级旋风预热器系统。 目前投入生产运行的有 2020t/d、 2500t/d 的单系列和2500t/d、 3200t/d、 5000t/d 的双系列。 同时，预热器内筒、锁风阀、耐火 衬料等的改进确保了熟料煅烧系统的可靠性和热耗的降低。 2）通过对各种燃煤的燃烧特性及在窑炉工况条件下的燃烧机理研究和工业试验，开发出使用可靠的适用于燃料特性的煅烧技术和装备，为资源的综合利用和降低运行成本创造了条件。 3）为满足不 同规模生产线建设的需要，开发设计了回转窑系列产品，包括二支承和三支承的回转窑，其中三支承窑的最大规格为 74m，可满足5000～ 6000t/d 规模生产线的需要。 4）开发并推广了第三代 TC 系列空气梁熟料篦式冷却机。 该技术使熟料冷却风量下降至 ～ /kg 熟料，热回收效率提高到 74%以上，设备可靠性确保了烧成系统的运转率在 90%以上。 ③ 节能粉碎粉磨技术与装备 1）粉碎技术与装备 原料的单段破碎 工艺具有破碎比大、无料不易堵塞、维修方便、电耗低、工艺流程简单等优点。 目前，已开发出台时产量从 80～ 1800t/h的不同形式的石灰石单段破碎机，并已投入运行。 适用于黏性物料破碎的齿辊式破碎机的最大产量已达 350～ 450t/h。 2）原料烘干粉磨系统 根据原料的易磨性、磨蚀性和烘干性的不同要求，分别开发了管磨、辊磨系统。 新进开发的的管磨机采用了双滑履支撑，配用了先进的边缘传动装置。 其规格已能满足 3000d/t 和 5000d/t 级生产线的要求。 而且国内已具备了提供满足 5000d/t 级以下规模水泥生产线的生料和煤粉的制备用的辊 1 绪论 3 式磨系列产品的条件。 3）水泥粉磨系统 由高效笼型选粉机、高效布袋 收尘器和管磨机组成的水泥磨系统。 第三代笼型选粉机的选粉效率在 80%以上：高效布袋收尘器确保在进口含尘达 800g/ m3的条件下净化气体含尘小于 50mg/ m3。 辊压机作为预粉磨或半粉磨过程的主要装备，其技术可靠性和节电优势已成为广大用户所认知和接受。 与管磨系统相比较其粉磨电耗可降低25%。 ④ 自动控制技术 近年来我国广泛采用国际上先进的计算机控制技术、通信技术和图形显示技术，采用分散控制、集中管理的集散型控制系统（ DCS），并开发运用了共产生产管理信息系统（ PMIS），实现了系统的可靠、 安全和实用的目标。 ⑤ 环境保护 作为传统水泥生产的的主要污染 源 （粉尘、废水和废气）已得到了系统的管理：粉尘排放远低于国家标准允许的排放限度；废水实现了零排放；有害气体（ NOx）的排放也得到了有效的控制。 同时也利用了工业和生活垃圾等作为原料。 国外新型干法水泥生产工艺发展现状 20 世纪 90 年代国际上以预分解窑烧成技术为主，进一步优化系统内各单项装备技术，提高产量和质量，降低电耗和热耗，以提高劳动生产效率，降低产品成本，增加经济效益，同时扩大原燃料的适用范围和减少粉尘及有害气体的排放，以保持可持续发展。 新型干法窑向大型化发展，自动化水平不断提高，单机最大能力达 12020t/dt，吨水泥综合电耗已降低到 90 kW•h/t 以下，熟料热耗低于 2827kJ/kg，劳动生产率提高到 15000～ 20200t/（人 •年）。 环保日益收到重视，德国、英国、法国等一些环保国家的标准较高的国家对新建水泥厂污染物排放标准 的限值为：粉尘 40 mg/ m3， SO2200 mg/ m3， NOx500 mg/ m3。 在瑞典和美国的个别水泥企业中，烧废料的比例已有高达 80%的实例，瑞典在 2020 年全国达到 50%以上， 2020年基 本实现 100%[4]。 回转窑的平均规模不断扩大，尤其是 20 世纪 90 年代以来，投产了较多的5000t/d 和 7500t/d 以及少数 10000t/d 级的回转窑。 在世纪之交由 F． L Smidth 公司推出被称为第四代冷却机的推杆式冷却机， 把 传统 蓖式冷却机中住复移动篦床承担的推动物料运动和供风的双重功能分解为由一组具气流自适应调节功能的充气篦饭排列组成的静止篦床实现供风．而让设置于其上的一组住复移动推扦推动熟料层前进，这种新的技术组方式改善了冷却空气分布的均匀性如料层分布的 重庆科技学院本科生毕业设计 4 均匀性．进一步提高了冷却机热回收率和操作可靠 性，有效地降低了设备制造成本。 该项技术有望戎为未来水泥熟抖冷却工艺的主导技术。 物料 粉磨 方面，粉磨筒辊磨粉磨技术、辊压磨粉磨技术和立磨粉磨技术这三种料层挤压粉磨技术连同传统的基于概率破碎原理的球磨技术预期将在相当长一段时间内以各自的优势共存于水泥工业粉磨技术市场上 [3]。 重庆合川盐井地区建新型干法生产线的意义 在金融危机年过去之后，重庆水泥行业迎来了最好的光景。 受国家内需的扩大和四川地震灾区重建的拉动， 水泥价格也是一路走高。 在经济趋向复苏的大环境下，国家所主导的基建投资增长及市场信心的逐步增强，将成 为今后水泥价格稳定的重要基石 [5]。 近年来 随着重庆市经济的加速发展和国家宏观政策对 落后 水泥 生产 的逐步淘汰， 新型干法水 泥的市场需求日益紧张。 经济高速发展离不开楼宇、桥梁、道路等的建设，而这些更不能缺少水泥。 就西南地区的重庆而言提出的 “五个重庆 ”之中就包括 “宜居重庆 ”与 “畅通重庆 ”，工业粮食 “水泥 ”的重要性不言而喻。 目前，重庆市场对 新型干法回转窑 水泥的年需求量在 2020 万吨以上，而实际年产总量仅为 1200 万吨左右。 因此， 新型干法回转窑 水泥供应还存在极大的市场缺口， 因此发展先进的新型干法工艺具有重要的现实意义。 重庆 合川 市 作为规划建设中的重庆北部区域中心城市，紧邻主城区 ， 属于打造的一小时经济圈 行列。 该地区 合川资源丰富，矿产资源众多：年过境水流量730 亿立方米。 石灰石储量 11 亿吨、岩盐储量 3140 万吨、天然气储量 20 亿立方米、碳酸锶储量 10 万吨、煤远景储量 亿吨。 并且具有便利的水、电、交通、通讯和区域位置。 在各水泥巨头扎堆 即将成为重庆乃至西南地区最大的水泥建材集群的合川 之时， 在重庆合川盐井地区新建一条新型干法水泥生产线具有重大意义， 既 可以响应 打造建材城的号召， 又 可以达到缓解水泥供需市场相当突出的矛盾，解决劳动力 就业，促进该 地区经济发展的目的，从而推动整个重庆经济的发展。 设计的主要任务与重点内容 设计的 主 要任务包括厂址选择、工艺方案确定、设备选型与物料平衡计算、工艺参数的确定、控制系统的设计、质量控制与检测、环保与资源综合利用规划、绘图以及撰写设计说明书等。 新型干法最关键的因素是均衡稳定，因此重点是生料制备、熟料的煅烧以及水泥的制成等。 2 工艺流程 的确定 5 2 工艺流程的确定 此次设计采用的工艺为新型干法窑外预分解工艺，预分解窑干法工艺是新型干法的典型代表。 该工艺具有优质、低耗、高效、环保、装备大型化、生产控制自动化、 管理科学化以及投资达、建设周期长等特点。 本设计生产线的工艺流程 来自矿山的石灰石由自卸卡车运入破碎机喂料仓，经破碎系统的破碎机破碎送入碎石库，然后裙板式喂料机、皮带输送机定量地送往预配料的预均化场。 黏土用自卸式汽车输入，经喂料机喂入破碎机，达到细度要求之后经计量设备送入预配料的预均化场。 铁粉由汽车运进厂卸在堆场里，后经装载机卸入破碎机受料斗中，经板式喂料机喂入破碎机破碎，破碎后经带式输送机送至原料配料站。 破碎后的石灰石等原料在尺寸为（ 2～ 34） m125m 的预配料均化场自动配合，并均化成均匀的石灰石、黏土混合原料。 混合原料、石灰石以及铁粉各自从堆场由皮带输送机送往生料磨的磨头喂料仓，经定量卸料、喂料送入生料磨中，卸于烘干磨进行烘干与生料粉磨。 烘干磨的热气由悬浮预热器排出的废气供给，开启时则借助热风炉供热风。 粉磨后的生料用气力提升泵送入连续性空气均化库，进一步用空气搅拌均化生料和储存生料。 熟料煅烧 均化库中的生料经卸料、计量、提升、定量喂料后由气力提升泵送至窑尾悬浮预热器和分解炉中，经预热和分解后的物料进入回转窑煅烧成熟料。 回转窑和分解炉所用燃料煤由原煤经烘干兼粉磨 后，制成煤粉并储存在煤粉仓中供给。 熟料经篦式冷却机冷却后， 由裙板输送机、计量秤、斗式提升机分别送入熟料库中存储。 水泥的制成及出厂 熟料、石膏和混合材经定量料机喂料送入水泥磨中粉磨。 粉磨后的水泥经选粉机选粉，细度符合要求的水泥经仓式空气输送泵送至水泥库中存储，一部分水泥经包装机包装为袋装水泥，用火车、汽车或轮船运输出厂；另一部分由散装专用车散装出厂 [6]。 重庆科技学院本科生毕业设计 6 本设计生产线的工艺流程简图 将上述内容概括之后，可以得出一个简单的工艺流程简图，如图 所示。 图 生产工艺流程图 2 工艺流程 的确定 7 生产线的生产工序 从上述预分解窑水泥生产线的工艺流程可以看出，新型干法水泥生产可以概括成生料制备、熟料煅烧、水泥制成及出厂三大过程，简言之 “两磨一烧 ”，但是具体生产工序还包括很多。 一般而言，生产主要包括以下几大工序： ① 原料、燃料、材料的选择及入厂； ② 原料、燃料、材料的加工处理与预均化； ③ 原材料的配合； ④ 生料粉磨； ⑤ 生料的调配、均化与储存； ⑥ 熟料煅烧； ⑦ 熟料、石膏、混合材的储存于准备； ⑧ 熟料、石膏、混合材的配合及粉磨（即水泥粉磨）； ⑨ 水泥储存、包装及发运。 在整个生产过程当中，为确保原料、燃料、材料及生料、熟料、水泥符合要求，达到硅酸盐水泥限定的各项技术指标，在生产过程中的各。