材料工艺设计概论课程设计——日产2500吨水泥熟料预分解窑生产线级预热器设计 学 院： 材料与化学工程学院 专业班级： 无机非金属材料工程1301班 学生姓名： 刘帅聪 学 号： 1360140113 指导教师： 袁龙华摘 要水泥是国民经济的基础材料，水泥工业是重化工工业，它的特点是对矿产资源的依存性大，物料储运量多，能量消耗高。水泥作为建筑工业的三大基本材料之一，使用广，用量大，素有“建筑工业的粮食”之称。当代最先进的水泥生产技术是新型干法预分解技术。预分解技术室指原料入回转窑前现在预热器内进行预热与均化，在分解炉内进行碳酸钙的分解。进而达到使回转窑的效率得到最大的提高。根据地区需求量与产量的分析，本设计题目确定为-----2.5kt/d水泥熟料水泥工厂篦冷机工艺设计。进行烧成窑头，窑中车间主要设备选型。这中间还包括，冷却机的选型设计，风机的选型设计，电收尘的选型设计，破碎机的选型设计，最终确定了水泥厂烧成窑头，窑中的工艺设置及布置。关键词：水泥；热工计算；窑头窑中工艺设计；篦冷机设备选型目录1设计理论基础及依据11.1 设计目的11.2设计原则与指导思想11.3设计任务11.4设计内容和要求21.4.1总体设计21.4.2篦冷机设计21.4.3设计深度21.4.4设计的基本要求的起止日期21.4.5要求21.4.6生产原料基础资料32篦冷机的选型32.1烧成系统的生产能力32.2熟料冷却机的选型：42.3电收尘器和排风机的设计7参考文献9致谢101 设计理论基础及依据1.1设计目的此次课程设计是进入大学以来的第一次设计课程，也是在参加了生产实习后的一次总结。基于在学习了《制品机械设备》，并结合本专业的发展特色而开设的一项重要的实践学习环节。其目的是通过课程设计的锻炼，树立正确的设计思想，培养我们认真的科学态度和严谨求实的工作作风。在设计过程中培养我们学生掌握绘图、计算、研究等科学设计方法，提高工程设计计算、绘图的动手能力，锻炼我们分析解决实际问题的能力。1.2设计原则与指导思想1.2.1设计原则1.根据任务书规定产品品种、质量、规模进行设计；2.选择技术先进、经济合理的工艺流程和设备；3.主要设备的能力应与生产规模相适应；4.全面解决工厂生产、场外运输和各种物料储备的关系；5.注意考虑工厂建成后生产挖潜的可能性和发展余地；6.合理考虑机械化、自动化装备水平；7.充分重视消音除尘，满足环保要求；8.方便施工、安装、生产和维修。1.3设计任务1.3.1本设计的设计任务是：1.建设项目：日产2500吨水泥熟料生产线（重点：篦冷机部分）；2.建厂规模：日产水泥熟料2500吨；3.产品品种： 普通硅酸盐水泥4.生产方法：新型干法回转窑；5.三废处理要求：符合《水泥工业污染物排放标准》（GB4915—2004）和《工业公司设计卫生标准》（TJ36—79）的规定；1.4设计内容和要求1.4.1总体设计1、设计的目的和意义：2、生产的基本工艺方案的比较与选择；3、产品方案选择；4、生产工艺流程的选择；5、平衡计算；6、设备选型计算和储库平衡计算1.4.2篦冷机设计1、生产流程的选择；2、篦冷机设备的选型；3、工艺布置。1.4.3设计深度1、设计按照初步设计的深度计算；2、按照设计进行设备选型。1.4.4设计的基本要求的起止日期本课程设计日期为2016年6月13日-6月26日，所有的的设计工作必须如期完成。1.4.5要求设计说明书的内容一般应包括：设计的目的和意义；本重点车间的设备选型计算和储库平衡计算；工艺方案比较与选择等几个部分。设计说明书要求：⑴设计说明书文字要通顺、层次清楚、工艺方案选择合理、选定的参数要有依据、计算正确、各种符号应注有文字说明，必要时列出计算表格；⑵设计说明书文字一般不少于5000字；⑶设计说明书格式可参考其他样式编写。1.4.6生产原料基础资料1化学成分（%）：表1-1原始数据烧失量（loss）SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO总和石灰石41.552.971.860.8450.650.7698.63砂页岩2.2989.032.382.552.180.6599.08粉煤灰2.4952.9830.295.424.60.5196.29铁矿石2.7951.396.1730.191.861.8894.28烟煤煤灰04934.097.682.391.694.76设定比例为：石灰石----0.844 砂岩----0.090 粉煤灰----0.032 铁矿石----0.035 2 山西阳泉无烟煤：表1-2煤的元素分析煤的元素分析（%）CarHarOarNarSarMarAar65.652.643.190.990.518.019.023生产损失：P=3%。2 篦冷机的选型2.1烧成系统的生产能力采用年平衡法进行计算。原始数据：(1)水泥窑小时产量(t/h)：2500/24=104.17(2)水泥窑的台数(台)：1(3)水泥窑的年利用率：0.85(4)原料的配合比：石灰石/砂岩/粉煤灰/铁矿石=84.4/8/3.2/3.5(5)生产损失：水泥的生产损失为：3%1.要求的熟料年产量可按下式计算： Qy=8760ηQh,l=8760×0.85×104.17=775650式中：Qy—要求熟料年产量(t熟料/年)； Qh,l—所选窑的标定台时产量(t/台·h)；η—窑的年利用率，以小数表示，取0.85； 8760—全年日历小时数。2.烧成系统的生产能力如下：熟料小时产量(t/h)：Qh= 104.17熟料日产量(t/d)：Qd=24 Qh=2500熟料年产量(t/y)：Qy=7756502.2熟料冷却机的选型：从回转窑卸出的熟料温度一般在1200-1400摄氏度，需经过冷却机冷却，以降低熟料温度，使之便于输送和储存，改善燃烧条件，提高熟料的质量和易磨性。目前采用的熟料冷却机主要有单筒式，多筒式和篦式冷却机三种冷却机。立式冷却机和G型冷却机还处于试验阶段。单筒冷却机：单筒冷却机由有热回收效率高，设备简单，易于操作，操作维护方便，无废气排放等优点。缺点是处冷却机熟料的温度比较高。多筒冷却机：多筒冷却机不需要另设传动装置，电耗低，故障少，设备简单，无排气热损失，无污染，能自行调节和稳定窑内热工制度。但多筒冷却机不能方便的取出热空气以供应分解炉，故一般不适用预分解窑。篦式冷却机：篦式冷却机是用很多压力的空气对篦床上运动着的熟料以相互垂直的运动方向进行聚冷的冷却机篦式冷却机可分为推动篦式，振动篦式，回转篦式三类。冷却机选型原则：冷却机应有较高的热效率。冷却机应具有适宜的耐久性，即长期安全运行。应有利于环境保护。应有较好的适应性。综上所述本设计采用篦式冷却机，选用天津院设计的第三代往复推动篦式冷却机。往复推动篦式冷却机的规格确定： 设计对冷却机的要求 篦式冷却机额定产量 G=104.17t/h 篦式冷却机最大连续产量 Gmax=1.1G=114.587t/h篦式冷却机最小连续产量 Gmin=0.95G=98.962t/平均熟料粒度 25mm 熟料比重 1.45t/m3 正常冷却机入口温度 1371 ℃ 正常冷却机出口温度 97确定篦式冷却机篦床规格：表2-1 冷却机规格冷却机规格年代篦床上熟料厚度mm单位面积产量T/d第三代1986年以后80050-65总的有效篦床面积S：S 式中：S——有效篦床面积 m2 G——熟料日产量t/d g——单位面积产量取60 t/（d.m2）冷却机进口篦床宽度： B=（0.5--0.6） 式中：Di--回转窑衬砖内径 m由《水泥工业热工设备》根据水泥的日产量2500T，由P107图2-98能得出D=4.5mD=D-2δ;窑衬砖厚度δ按经验值计算：表2-2 窑衬砖厚度经验值窑的筒体内径D(m)D≤4m4mD≤5m5D≤6mD6窑筒衬砖厚度δ(m)0.150.180.280.23 回转窑内径Di=D-2δ=4.5-2×0.2=4.1m则得出: B=0.6×4.1=2.46m 篦床的长度和篦床段数的确定：1.由新型干法烧成水泥熟料设备的式3.5.3和表3.5.1确定。 一般第一室和第二室篦床宽度等于表3.5.1中第一排篦板的篦床宽度，第三室可每侧加一块篦板，以免使篦床长度太长。总的篦床长度，m L=S÷B=41.67÷2.46=16.94m 式中 L--篦冷机长度，m; S--有效篦长面积，m2 B--篦床宽度，m.篦冷机篦长分段，在篦长分段时要考虑下列因素：（a）篦式冷却机与篦床分段关系见下表表2-3 篦式冷却机产量与篦床分段关系篦床段数一段二段三段四段第三代篦冷机额定产量（t/d）00（b）第一段篦床要有足够的长度，作为冷却机热回收区，以便在该段抽取二次空气入窑，抽取三次空气供窑尾分解炉作燃烧空气。 对于用托辊支承的篦床，篦床宽度与长度比为1:4，最长别超过1:5，以免篦长做的太长使篦床上部显得很窄，为保证二三次风通过，只有提高篦床上部室高度。（c）另外在设计篦床长度时，要考虑篦式冷却机系列化和标准化，除了篦板尺寸定为300mm×333mm,首先第一段篦床长度要标准化，对于二段冷却机产量为1000—2500t/d时，可取第一段篦床长度为6m左右，产量更大的二段冷却机以及多段冷却机第一段篦床长度可取9m左右，在设计多段篦冷机，各段篦床长度种类尽可能统一，使篦床零件规格尽可能减少。篦冷机篦床分段： 根据《新型干法水泥厂设备选型使用手册》P569页本设计采用二段，第一段=6.5m 第二段=10.5m确定篦床输送能力及传动装置功率：［5］ 篦式冷却机输送能力的确定： 式中：——篦冷机输送能力 t/h——篦板推动效率取0.75 h——料层厚度，mm e——推动行程取0.13m B——篦床宽度，m n——行程次数5-15/min r——熟料容重取1.4t/m3确定篦床推动阻力：活动篦板推动熟料的阻力： pa（6-27） （6-28） 式中：——活动篦板推动熟料的阻力——整个篦床上被推动熟料量t——篦床相应区域篦床宽度，长度及上部熟料厚度。——篦板对水平安装角，标准设计取13——摩擦角取35活动架与拖轮间摩擦阻力： =2432.25 PA 式中：——篦床活动部分及其上部熟料质量kg取7774.31——拖轮与导轨摩擦系数取0.02——拖轮轴轴颈中摩擦系数取0.02D——拖轮直径，取0.35M C——拖轮轮缘与导轨摩擦阻力增加系数取2.5 故总阻力 PA 传动装置需要功率：kw m/s 式中：N——传动需要功率kwP——总阻力 pa——年利用率取0.83——活动篦板最大速度m/s ——曲柄连杆传动速度波动系数1.6电机额定功率： KW 2.3电收尘器和排风机的设计篦冷机冷却风量与被篦冷机冷却能力的关系：V=43.6G+644=43.6×104.17+644=5185.81 Nm3/h 式中：G---冷却能力?t/h据此选取罗茨风机：表2-5主机性能表型号转速 r/min全压Pa进口流量m3/h出风口方向电机传动方式外观尺寸质量型号功率KwmmKgL83LD左右0.90.180Y315M1-1055E1715×2565却机中心线与回转窑中心线偏移距离： 偏移距离与三个因素相关：1.窑直径大小。2.窑的转速。3.熟料的结粒大小。 格局经验公式得：预分解窑S=(0.15-0.18)D=0.66m冷却机的选型根据以上计算由《新型干法水泥厂设备选型使用手册》P583得本设计采用天津院设计的TC篦式冷却机性能如下：表2-6 主机性能表型号产量有效面积段数单位篦床面积产量单位冷却风热效率%出料粒度出料温度进料温度传动方式T/dM2T/m2dNm3/kgclMm℃℃TC260052.6238-422-2.71机械总结通过此次的设计使我把大学中所学的知识运用到这次设计之中。同时在查阅资料的过程中也学习了更多水泥方面的知识，使自己对水泥行业有了更深层次的了解。本次设计从从原始资料入手，进行工艺的选择与设备选型计算，以求出符合标准要求的篦冷机。以此为依据进行主机的选型和标定。选定了型号为TC-1065的篦冷机和L83LD的风机。在设计中由于知识和实际的生活常识缺乏，所设计只是在工艺流程的层面上，所以与实际生产有一定的差距，希望可以谅解。参考文献［1］孙晋涛主编.硅酸盐工业热工基础.武汉理工大学出版社.2006年02月.［2］金容容主编.水泥厂工艺设计概论.武汉理工大学出版社.2005年01月.［3］胡道和主编.水泥工业热工设备.武汉理工大学出版社.2003年07月.［4严生，常捷，程麟主编.新型干法水泥厂工艺设计手册.中国建材工业出版社.2007年01月［5］熊会思，熊然主编.新型干法水泥厂设备选型使用手册.中国建材工业出版社.2007年01月.［6］沈威，黄文熙，闵盘荣主编.水泥工艺学.武汉理工大学出版社.1991年07月.致谢本次设计我们除了在参观实习中获得一些知识外，还查阅了大量的资料和文献。尽管如此，由于我们缺少实践经验，在设计中就难以避免的出现了很多的不足和不合理的地方。加之本次设计只是一次教学模拟，缺少实践经验，从理论上升到实际生产，很多的东西还有待完善。同时由于时间和经验有限，在此设计中难免有错漏的地方，敬请老师批评指正。
千里江山图（A Thousand Li of Rivers and Mountains）.doc
大单元教学设计案例+作业设计案例：跨学科设计小学语文五年级下册第5单元.pdf
原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者
