1绪 论
水泥，陶瓷，玻璃被称为三大传统无机非金属材料，然而水泥作为建筑材料的重要组分，对国民经济的发展起着至关重要的作用，尤其是近年来混凝土行业的发展使得对水泥的需求量更是大大的增加。
近几年来，随着水泥生产技术的改革，水泥工业向预分解窑新型干法生产发展。预分解窑熟料单位热耗低，单机生产能力大，并可利用窑的余热烘干物料，电耗虽然较高，但其综合能耗低；由于水泥产品的增加对资源的利用不当，导致高品位资源越来越少，今天发展水泥工业新型工业化道路，应该考虑可持续发展，走可持续发展道路需要考虑到问题：改变生产水泥要用高品位石灰石、硅质材料及烟煤的传统观念，最大限度的利用各种品位的原燃料，尤其是低品位石灰石及辅助材料的综合利用，还有低发热量煤、无烟煤和可燃工业废弃物的应用。要使新型干法自身的技术要与信息化相结合，要向大型化，高科技，向能消纳工业废弃物、生活废弃物的方向发展。把水泥厂的最终产品扩大到商品混凝土，充分运用现代分别粉磨与混合配置，超细粉、外加剂等技术，最大限度的利用工业废弃物和人类生活垃圾，减少熟料用量。
目前我国水泥工业的基本情况是，生产规模持续增长，新型干法水泥产量以超过水泥总量的60％，产业集中度不断提高，重大关键技术和设备国产化取得新的进展，水泥能耗降低，经济效益大幅度提高。由此看来，走一条科技含量高，经济效益好，资源能源消耗低，环境污染少，人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子，才是我们水泥行业必行的。因此我们要大力发展技术最先进，装备最精良，大型化的新型干法窑，并综合考虑经济、效益，优化生产和在资源、市场及运输条件允许的条件下，大力投产建设4000t/d及大于4000t/d熟料生产线，创造低能耗高效益，实现水泥行业的可持续发展。因此我们必须改变不适宜的传统观念，用新的思维，下大力气，谋求跨越式发展。以现代管理理念，增强质量和竞争意识，以勇于创新的精神和科学务实的态度，不断开发新工艺，新设备，加快水泥结构调整步伐，全面提高水泥生产水平。
因此，结合实际情况，本设计为5000t/d水泥熟料生产线，设计题目是煤磨系统的工艺设计，即从煤堆棚，然后经煤磨粉磨制备成煤粉，以满足窑头窑尾烧成对煤粉的要求。
2 建厂条件
原始资料数据
2.1.1原、燃料的化学组成
原、燃料的化学组成见表2-1。
表2-1 原、燃料的化学组成（%）
名称 石灰石 砂岩 铁粉 煤灰 石膏 — Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 — — — — 合计 2.. 原、燃料水分
表2-2列出了原、燃料的水分。
表2-2 原、燃料水分
物料名称 水分% 石灰石 砂岩 铁粉 矿渣 石膏 烟煤 烟煤的工业数据分析
烟煤的工业数据分析见表2-3。
表2-3 烟煤的工业数据分析
组分 含量% W fffffA V C Qdw（kJ/kg） 23275 建厂条件
建厂地点及自然条件
(1) 地点：山东某市郊区；
(2) 厂区地形：平坦，地上无建筑物； (3) 气温：最高；最低；月平均最高；最低； (4) 降雨量：年总降雨量㎜；最大日降雨量㎜；
(5) 风频：主导风向：东南；平均风速：1.8m/s； (6) 地耐力：>×102kN/m2 2.2.2主要建厂条件：
（1）交通运输条件：离铁路干线较近、公路交通方便； （2）原材料： 石灰石：矿山距厂区，储量丰富，成分稳定；
砂岩：矿山距厂区3km，储量丰富，成分稳定； 铁粉：山东莱芜； 石膏：山东泰安； 矿渣：山东济南； 烟煤：山东泰安；
（3）水源：充足；
（4）电源：充足，可稳定供电。
3 工艺平衡计算
配料计算
水泥的质量和性能取决于熟料的矿物组成，而熟料的性能和矿物组成取决于熟料的组成成分，熟料的成分又与生料的成分有着密切相关。因此，生料组分是水泥生产的关键。一种天然生料成分很难满足需要，必须将各种原料按一定比例进行混合，才能满足煅烧生料成分的要求。因此配料的合理性是水泥生料制备的主要保障，是保证熟料质量和水泥产品质量的前提。
由烟煤工业分析数据换算为应用基：
y100?Wy100?6.53fA??A??22.60?21.36
100?1.12100?WfVy?Cy?Qydw100?6.53?23.06?21.80
100?1.12100?6.53?53.07?50.17
100?1.12?(Qfdw100?Wyy?25?W)??25W?21864.8（kJ/kg） f100?Wf则熟料中煤灰掺入量为：
qA'S2990?21.36GA?y??2.92%
Qdw?10021864.8?100式中：GA－熟料中煤灰的掺入量，% ；
q－单位熟料的烧成热耗，取为2990kJ/kg熟料； Qdwy－煤的应用基低位热值 kJ/kg煤； A‘－煤的应用基灰分 %；
S－煤灰沉落率，由于本设计采用预分解窑，无电收尘时，煤灰沉落率为90%左右；
有电收尘时，煤灰沉落率为100%；本设计取S=100%。
3.1.2选择熟料率值
石灰饱和系数KH、硅率SM、铝率IM这三个率值关系着熟料质量，也关系着烧成时的热工制度和烧成操作，因而成为生产控制的中心环节，生料配料控制的目的就是保证这
三个率值符合产品质量要求。石灰饱和系数KH高，熟料矿物中C3S就多，C2S少，水泥强度高，而烧成较困难；KH低，则水泥早期强度偏低，烧成温度也较低。硅率SM过高烧成时液相少，烧成困难；过低则因为硅酸盐矿物少而影响水泥强度，且易结大块和结圈而影响操作。铝率IM关系着熟料水化速度的快慢，又关系着液相粘度而影响烧成操作表3-1列出了不同窑型的硅酸盐水泥熟料的各率值范围，表3-2为部分生产厂家的熟料率值。
表3-1 硅酸盐水泥熟料各率值范围
窑型 预分解窑 现代立窑 干法窑 KH ～ ～ ～ SM ～ ～ ～ IM ～ ～ ～ 熟料热耗（kJ/kg） 2920～3750 3150～5000 5850～7520 表3-2部分生产厂家的熟料率值
名称 柳州水泥厂 鼎新水泥厂 济南山水水泥厂 琉璃河水泥厂 KH ± ± ± ± SM ± ± ± ± IM ± ± ± ± 因此确定熟料的率值为：
KH=± SM=± IM=±
根据熟料率值，估算熟料化学成分：Σ=
Fe2O3???3.56
(????????(IM?1)SM?2.6IM?1.35Al2O3?IM?Fe2O3?1.5?3.56?5.34
SiO2=SM(Al2O3+Fe2O3)=×+= CaO=Σ-（ SiO2+Al2O3+Fe2O3）=－++ =
其他=
以100kg熟料为基准，累加试凑计算如表3-3。
表3-3累加试凑表
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 R20 合计
日产T水泥熟料生产线煤磨系统工艺设计
