水泥厂设计说明书

某水泥厂水泥粉磨车间工艺初步设计

设计说明书

学院：材料科学与工程学院

班级：10建材3班

姓名：杨辉

学号：20103672

指导老师：李有光

目 录

第一部分 水泥厂粉磨车间设计依据.......................3

第二部分 粉磨系统的选择...............................3

2.1粉磨系统确定依据..................................3

(1)采用库底配料系统方案.....................................3

(2)选择圈流（闭路）粉磨系统..................................3

(3)采用尾部卸料粉磨系统......................................4

(4)粉磨系统流程图............................................4

第三部分 水泥厂粉磨车间设备选型........................4

3.1磨机的选择..................................................4

(1)磨机要求生产能力计算.......................................4

(2)磨机规格及性能.............................................5

(3)磨机需用功率计算...........................................5

(4)磨机生产能力计算...........................................5

(5)磨机利用率验算.............................................5

(6)磨机系统工作制度...........................................5

3.2选粉设备选型.................................................5

3.3收尘设备选型.................................................6

3.4其他附属设备选型.............................................6

(1)风机.......................................................7

(2)检修设备...................................................7

(3)输送设备...................................................7

(4)管道阀选型.................................................9

第四部分 工艺设备表.................................... 9

第五部分 参考资料......................................9

第六部分 设计心得......................................9

第一部分 水泥厂粉磨车间设计依据

根据该厂总平面布置，水泥粉磨车间西面为熟料、石膏和混合材储库,东面紧靠水泥筒库。拟粉磨物料已经破碎、烘干，入料粒度≤25mm。要求出磨水泥细度为3~5%（4900孔筛余），该厂主要生产P•O42.5级水泥，从物料平衡表得知，水泥年平衡产量为200000t/年。该厂所处地区粉尘排放标准为≯150mg/Nm3。

第二部分 粉磨系统的选择

2.1粉磨系统确定依据：

根据要求，该厂水泥年平衡产量为200000t/年。总体上将该厂定位于中、小型水泥厂，所以在保质、保量的前提下，尽可能简化工艺流程，不一定选择理论上最好的、最先进的工艺流程。

(1)采用库底配料系统方案：

物料配料入磨主要有两种布置型式：磨头仓配料、库底配料。 磨头仓配料是在磨头设置配料小仓分仓备料，集中配料入磨。这种布置型式有利于集中控制，可及时调整流量和配比；库底配料是在各种物料库底分别设置计量配料设备，向同一胶带输送机按比例供料。该胶带输送机直接向磨机供料，不需再设中间储仓。这种布置型式可简化工艺流程。为降低布置厂房土建费用，增大磨头空间，简化工艺流程，免去物料的中间存储过程，本设计采用库底配料系统方案。另一种方案——磨头仓配料更适宜原料种类较多时采用，其易造成磨头过于拥挤，使设备检修困难。

(2) 选择圈流（闭路）粉磨系统：

虽然开路系统流程简单、投资低、操作简单、易于维修，但是物料必须全部达到产品的细度才能出磨，因此当有产品的细度达到要求时，已经被磨细的物料会产生过粉磨现象，妨碍粗料的进一步磨细，因此降低了粉磨的效率，提高了电耗。综合考虑到要减少环境污染、

节约能源、尽量提高产品质量等因素，本车间采用闭路系统。配置了高效选粉机的闭路系统在提高粉末效率、降低电耗、降低磨损件（耐磨合金制的衬板和研磨介质）的磨耗等方面都有显著优势。更重要的是其解决了物料过粉磨的问题，生产出的产品细度均匀、产品细度波动小。

(3)采用尾部卸料粉磨系统：

根据设计条件，待粉磨物料已经已破碎、烘干，故选择尾部卸料粉磨系统。对于闭路系统中的另一种形式——中部卸料粉磨系统，其通风量大、烘干物料能力强的优势并不能体现，而且其机械设计及维修较为复杂，本设计不予采用。

(4) 粉磨系统流程图

物料从磨头喂入，经粉磨后从磨尾卸出，由提升机送到选粉机内进行选粉，粗粉由磨头端重新入磨，细粉经收尘后作为成品即为水泥成品。

第三部分 水泥厂粉磨车间设备选型

3.1磨机的选择:

（1）磨机要求生产能力计算

水泥年平衡产量为200000t/年，即Q=200000t/年，

由：G=Q/(8760η)

根据《水泥厂工艺设计概论》P41，水泥磨闭路年利用率

所以，主机要求小时产量GH=29.27t/h

（2）磨机规格及性能

闭路系统，可提高粉磨产量20%左右。据此，查《水泥厂工艺设计手册》，选磨机规格φ3.0×9

参数如下：

研磨体装载量：75吨

有效容积：50 m3

产品细度：3~5%（4900孔筛余）

设计标定产量：30 t/h

传动方式：边缘

转速：18.6 r/min

减速机：ND800 i=5.6 A=800mm

电动机: YR500-4 6KV 1000KW

设备重量：126吨

（3）磨机需用功率计算

查《水泥厂工艺设计概论》，

N0=0.22DVn(G/V)0.8=0.2×50×18.6×2.9×(75/50)0.8=821kw 磨机用电动机功率：K2=1.0-1.1 取 K2=1.05 K1=1.3

N=K1K2N0=1.3×1.05×821=1120.7kw

（4）磨机生产能力计算

查《水泥厂工艺设计概论》，

qη=46 ~48，取qη=47

Q=0.22VDn(G/V)0.8qη/1000=0.22×50×2.9×18.6×(75/50)0.8×47/1000=38.57 t/h

（5）磨机利用率验算

根据其他工厂同类型同型号磨机的生产能力，标定该粉磨系统水泥产量30 t/h，则

η=Ｇy/(GH标×8760)=200000/(30×8760)=0.761

（6）磨机系统工作制度

磨机工作制度采用三班制，8小时一班，一年时间以365天计，除去设备检修时间，平均之后每天工作20个小时。

磨机的年产量 Q=30×21×365=219000 t/年

3.2 选粉设备选型

目前，选粉机的主要类型主要有：通风式、离心式、旋风式和高效选粉机。通过式选粉机主要应用于风扫式磨机的粗分离；离心式选粉机结构简单、设备费用低、安装空间小、运转、运转可靠，但产品细度范围调节范围窄、需大幅调节时要停机进行，选粉效率低；旋风式选粉机风叶磨损小、运转平稳、调节细度方便、选粉效率高，但设备占用空间大、单位产品的设备投资和电耗较高；O-Sepa选粉效率高、可实现大范围调节产品细度、颗粒级配合理、能将高浓度含尘气体作为分选气流，使用、体积小、重量轻、维修简单。本工艺流程综合考虑，选用O-Sepa高效选粉机。

根据磨机产量为30t/h，查《水泥厂工艺设计实用手册》，O-Sepa 选粉机选用N500.

空气量为500 m3/min

电动机功率为15 ~50KW 选择功率为45KW

转速为190~420 r/min 选用转速为 300r/min

最大喂料量90 t/h

选粉机电动机选型为Y315s-10 ，额定功率：45kW 转速：585r/min

3.3收尘设备选型

从美国引进的PPC系列箱式脉冲袋收尘器，系高效除尘设备之一，它集分式反吹风和喷吹脉冲两种清灰方式的优点，具有体积小、结构简单、操作维护方便、入口允许含尘浓度高、清灰效果好等优点，且可不停机检修。能直接处理立磨和O-Sepa选粉机出口的高含尘浓度的烟气，最高入口含尘浓度可达1300g/Nm3。所以，本设计选用与O-Sepa选粉机配合好、脉冲收尘好的箱式脉冲袋收尘器。

选粉机的处理风量为：500×60=30000m3/h

根据《水泥厂工艺设计实用手册》选用气箱式脉冲袋式收尘器，型号为PPCS64-7，处理风量为31200 m3/h,总过滤面积为434m2,净过滤面积为372m2 ,室数为7，滤袋总个数为448，规格φ130mm×

2450mm。

收尘器电动机的选型为：Y112M-6 功率：2.2kw 转速：940r/min。

收尘器清灰所需高压气源由水泥厂控压站统一提供。

3.4其他附属设备选型

（1）风机：

磨机通风量计算：

根据《水泥厂工艺设计概论》P91和P95，得 π

V=(4)Di2w(1-φ) ×3600

=2826 Di2(1-φ)W

=2826×2.92×0.5×(1-0.33)

=7961.83m3/h

其中，w=0.3-0.7取 w=0.5 , φ=0.30-0.36 取φ=0.33

按上式计算的磨机通风量，考虑增加20%-50%的漏风量和储备能力，作为选择风机风量的依据，一级除尘系统风压约为2.0-3.8KPa

排风机风量计算：

Q排=1.2×Q选=36000 m3/h

选用风机型号：

根据《水泥厂工艺设计实用手册》选用4-72型离心式通风机 参数如下：

型号：N010C(序号2)

转速：1250 r/min

流量：37850m3/h

全压：2360Pa

电动机型号：Y225M-4 功率:45KW 转速:1480 r/min

（2）检修设备：

在磨机上方设置检修用电动葫芦，主要用于吊装磨机的研磨体，衬板，隔仓扳等磨损件，对非经常维修的磨机传动装置以及斗式提升机动力装置加装检修吊钩，每个楼层均设置检修孔，方便维修。

（3）输送设备

带式输送机：

带式输送机具有输送量大，输送距离远，运转运费低，操作维修简单，适用范围广等特点，是水泥厂使用最广泛的输送设备。考虑到进入粉磨车间的原料粒度较大、输送量较大，本设计中原料进入粉磨车间通过带式输送机。

参数如下：

带宽：500mm

带速：0.8m/s

倾角：16度

根据《水泥厂工艺设计实用手册》选用DTII01C0222，传动滚筒胶带输送机。

螺旋输送机：

螺旋输送机是输送粉、粒状物料的常用设备，其进出口位置布置灵活，整体噪音低，密封，操作维修方便。根据Q=30t/h,查《水泥长工艺设计实用手册》选用LS400×15×45-M2型螺旋输送机输送细粉，输送量为39 m3/h；选用LS500×15×32- M2型螺旋输送机输送粗粉，输送量为50 m3/h。由于粗粉输送过程中输送粒径大，损耗较细粉输送大，故其螺旋直径型号选择较大，转速低，降低损耗。效率η为0.90 ~0.94，取η为0.92

LS400×15×45- M2型功率及电机功率计算：P=IM⨯(λL+H)/367+D⨯L/20

=39×(1.9×15+0)/367+0.4×15/20=3.3kw

P电=P/η=3.3/0.92=3.59kw

根据手册选用电动机Y112M-2额定功率4Kw，转速2800r/min,重量45kg

LS500×15×32- M2型功率及电机功率计算：

P=IM×（λL+H）/367+D×L/20

=50×（1.9×15+0）/367+0.500×15/20

=4.26 KW

P电=P/η=4.26/0.92=4.63 KW

根据手册选用电动机Y132S1-2-2，额定功率5.5Kw,转速2930 r/min，重量64Kg

提升机：

根据《水泥厂工艺设计概论》P106，K=1.2-1.3，取 K=1.25 ,L=150%-240% ，取L=240%

提升机选型计算：提升机提升能力：G提=K(1+L)G=1.25×（1+2.4）×30=127.5t/h=115.9m3/h

其中，水泥密度取1.1t/m3

选取提升机型号：TH630

电动机型号：Y180L1-6 功率15Kw，转速970 r/min

减速器型号：ZJ5-165M

（4）管道阀选型

根据《水泥厂工艺设计实用手册》，选择3个不同尺寸的ZFSX型重锤锁风阀，分别用于磨机与提升机连接处，提升机与O-sepa选粉机连接处，和选粉机与链式输送机连接处。另外选择DN400型电动翻板卸灰阀于收尘器下方承担卸灰工作，以及STF--II型电动百叶圆形调节阀用于离心式风机的出口于袋式收尘器之间，调节通风量。

第四部分 工艺设备表

参见附表

第五部分 参考资料

主要设计参考书：［1］ 白礼懋主编. 水泥厂工艺设计实用手册. 中国建筑工业出版社，1997

［2］ 于润如，严生编著. 水泥厂工艺设计. 中国建材工业出版社，1995

［3］ 邢东海，白礼懋主编. 立窑水泥厂工艺设计手册. 中国建筑工业出版社，1992

［4］ 左荣宝主编. 水泥厂设备手册. 湖南科

学技术出版社，1988

主要设计参考图：1. 重庆渝桂联营水泥厂水泥粉磨车间工艺布置平、剖面图。

2. 重庆蓝天集团水泥厂生料粉磨车间工艺布置平、剖面图。

第六部分 设计心得