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年产200万吨水泥成品工段工艺设计
前言
水泥（英文名cement），粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。水泥是重要的建筑材料，用水泥制成的砂浆或混泥土，坚固耐久，广泛应用于土木建筑﹑水利﹑国防等工程。
水泥是建筑工业三大基本材料之一，使用广、用量大、素有“建筑工业的粮食”之称。生产水泥虽需要较多的能源，但水泥与砂、石等材料的混泥土是一种低能耗新型建筑材料。例如，在相同荷载的条件下，混泥土柱的耗能量仅为钢柱的1/5-1/6,砖柱的1/4。根据预测，在未来的几十年内，水泥依旧是主要建筑材料。水泥具有较好的可塑性，与砂、石等胶合后的混和物具有较好的和易性，可浇注成多种形状及尺寸的构件，以满足设计上的不同要求；水泥的适应性较强，适用于海上、地下、深水、严寒、干热、腐蚀、辐射等多种条件下；水泥还可与多种有机、无机材料制成多种用途的水泥复合材料；水泥耐久性较好，维修工作量小，不易生锈、耐腐朽。目前，水泥已广泛用于建筑、水利、道路、国防等工程中。近年来，宇航、信息及其它新兴工业中对各种具有特种性能的水泥复合材料的需求也越来越大。因此，水泥工业在整个国民经济中起着十分重要的作用。在目前甚至未来相当长的时期内，水泥仍将是人类社会的主要的建筑材料。
原始水泥可追溯到5000年前，埃及的金字塔、古希腊和古罗马时代用石灰掺砂制成的混和沙浆，曾被用于砌筑石块和砖块，这种用来做砌筑用的胶凝材料被称为原始水泥。它为现代水泥的发明奠定了基础。1824年，英国泥水工J．阿斯普丁发明了一种把石灰石和粘土混和后加以煅烧来制造水泥的方法，并获得了专利权。这种水泥同英国附近波特兰小城盛产的石材颜色相近，故称为波特兰水泥。人类最早是利用间歇式土窑（后发展成土立窑）煅烧水泥熟料。1877年回转窑烧制水泥熟料获得了专利权，继而出现了单筒冷却机、立式磨及单仓钢球磨等，从而有效地提高了水泥的产量和质量。1905年湿法回转窑出现。1910年土立窑得到了改进，实现了立窑机械化连续生产。1928年德国的立列波博士和波利休斯公司在对立窑、回转窑综合分析研究后，创造了带回转炉箅子的回转窑，为了纪念发明者与创造公司，取名为“立波尔窑”。1950年，悬浮预热器由德国发明成功并开始应用，大幅度降低了熟料生产的热耗，极大地提高了生产规模。20世纪60年代初，日本将德国的悬浮预热器回转窑技术引进后，于1971年开发了水泥窑外分解技术，从而揭开了现代水泥工业的新篇章，并且很快在世界范围内出现了各具特点的预分解窑，形成了新型干法生产技术。随着原料与均化、生料均化、高功能破碎和粉磨，环境保护技术和X射线荧光分析等在线检测方法的配套发展，加上电子计算机和自动化控制仪表等技术的广泛应用，使新型干法水泥生产的熟料质量明显提高，能耗明显下降，生产规模不断扩大。
我国从上世纪70年代初研制新型干法水泥技术装备开始，在国家有关部门的支持和推动下，水泥行业科研创新与技术开发能力不断提高，技术装备已达到世界先进水平。目前日产2000吨新型干法水泥生产技术装备已全部国产化，日产4000吨、5000吨新型干法水泥生产技术装备国产化率达到90%以上，日产8000吨水泥熟料生产线和日产10000吨水泥熟料生产线已经投产。日产10000吨水泥熟料生产线全球只有7条，我国就拥有4条。新型干法水泥生产工艺正在逐步取代湿法、老式干法和立窑等生产工艺。.几组重要数据1980年至2002年，中国水泥产量年平均增长率为10.6>。水泥总量由7986万吨提高到72500万吨。1980年至2002年，中国城乡住宅竣工面积年平均增长率为3.4>。2002年城乡住宅竣工面积近13亿平方米。其中，城镇住宅竣工面积5.7亿平方米，农村住宅竣工面积7.1亿平方米。2002年中国城镇人均住宅建筑面积为22.8平方米，住宅自有率73>。中国人均水泥消费量由1980年的81.4公斤上升到2002年的565公斤。1980年至2002年人均累积消费水泥6924公斤。据预测，到 2011 年乃至更长的时期内，水泥仍然是主要的建筑材料。
1、设计任务书
1.1项目
项目名称：年产200万吨电石渣制水泥
主办单位：飞翔建材有限公司
企业性质：有限责任公司
1.2设计内容
设计课题名称：《新型干法水泥6140t/d水泥工艺设计》重点水泥磨工段设计。
1.3设计规模
1.31设计规模确定的原则
（1）符合国家的产业政策
（2）工艺技术先进
（3）装置规模经济合理
1.32装置规模
年操作时间：8000小时
产量：P·S·A32.5 40万吨型水泥
P·O42.5 40万吨型水泥
P.O52.5 20万吨型水泥
1.4设计依据
（1）飞翔有限公司提供可行性基础资料
（2）水泥工业产业发展政策
（3）投资项目可行性研究报告指南
（4）国家现行的环保法规及国家有关规程、规范、政策及条例等
（5）根据计划任务书规定的产品品种、质量、规模进行设计。
（6）主要设备的能力应与工厂规模相适应
（7）选择技术先进经济、合理的工艺流程和设备
（8）合理考虑机械化、自动化装备水平
（9）重视消音除尘，满足环保要求
（10）方便施工、安装、方便生产、维修
（11）为促进循环经济发展，鼓励电石渣综合利用，近日，国家发展改革委办公厅印发了《关于鼓励利用电石渣生产水泥有关问题的通知》（发改办环资[2008]981号，以下简称《通知》），对全部利用电石渣替代天然石灰石生产水泥项目的规模和工艺放宽限制。
电石渣是电石制取乙炔过程中产生的废弃物，目前我国生产聚氯乙烯（PVC）以电石法工艺为主，每消耗1吨电石，要产生1.1吨电石渣，露天堆存，不仅占用大量土地，浪费资源，同时污染环境。利用电石渣生产水泥是电石渣资源化最成熟、最经济的方法，既可节约水泥生产所用的天然石灰石资源，降低水泥成本，又可减少二氧化碳排放和废物堆存造成的污染，具有良好的经济效益、社会效益和环境效益，符合发展循环经济的要求。但是，由于目前我国在利用电石渣生产水泥方面，存在着与现行水泥产业政策相矛盾的问题，使利用电石渣生产水泥在项目核准、用地审批、信贷融资等方面受到很大影响，许多项目无法建设，电石渣综合利用率难以提高，造成资源浪费和环境污染。针对上述情况，《通知》规定：
一、现有电石法聚氯乙烯生产装置配套建设的电石渣制水泥生产装置规模，不受产业政策所定规模的限制，但须达到1000吨/日及以上。同时鼓励规模较小的电石法聚氯乙烯企业通过与周边水泥企业或其他可消纳电石渣的企业合作，使电石渣得到充分利用。
二、新建、改扩建电石法聚氯乙烯项目，必须同时配套建设电石渣生产水泥等电石渣综合利用装置，其电石渣生产水泥装置单套生产规模必须达到2000吨/日及以上。
三、现有电石渣水泥生产线可以采用湿磨干烧生产工艺进行改造，新建电石渣水泥生产线装置必须采用新型干法水泥生产工艺。
四、利用电石渣生产水泥的企业，经国家循环经济主管部门认定后，可享受国家资源综合利用税收优惠政策。
1.5产品方案
产品方案：40%P·S·A32.5型水泥 40%P·O42.5 型水泥 20%P.O52.5型水泥 产品规格：
表一：P·S·A32.5型水泥
序号
指标名称
控制值

注：如果水泥中氧化镁的含量大于6.0%时，需进行水泥压蒸安定性实验并合格，应用《通用硅酸盐水泥》（GB175——2007）
表二：P·O42.5 型水泥

表三：P·O52.5 型水泥

普通硅酸盐水泥P.O
80≤熟料a≤95
5≤混合材≤20

1.6水泥的用途
（1）P·S·A32.5型水泥
（2）P·O42.5 型水泥
（3）P.O52.5型水泥
（4）水泥是建筑工业三大基本材料之一，使用广、用量大、素有“建筑工业的粮食”之称。我国是世界上最大的水泥生产国，2009 年水泥产量 16.3 亿吨，水泥产量占全球 50%以上。 水泥是建筑工业三大基本材料之一，可广泛用于民用、工业、农业、水利、交通和军事等工程，虽然制造水泥能耗较多，但它与砂、石等材料制成的混凝土却是一种低能耗的建筑材料。例如，在相同的荷载的条件下，混凝土柱的能耗仅为钢柱的七分之一、砖柱的四分之一。
据预测，到 2011 年乃至更长的时期内，水泥仍然是主要的建筑材料。水泥有很多优点：水泥浆有很好的可塑性，可制成各种开头和尺寸的混凝土构件；适应性强，可用于海上、地下或干热、严寒地区以及耐侵蚀、防辐射等特殊要求的工程；耐久性好，水泥混凝土既没有钢材的生锈问题，也没有木材的腐朽等特点，更没有塑料制品的老化、污染等问题。因此，水泥不但大量应用于工业与民用建筑，还广泛应用于交通、水利、农林以及海港等工程，宇航工业、核工业以及其他新型工业的建设也需要各种无机非金属材料，其中最为基本的都是以水泥基为主的新型复合材料。因此，水泥工业具有广阔的前景。

1.7水泥生产方法
生产原理和方法：
硅酸盐水泥的生产方法，按煅烧熟料窑的结构不同，可分为立窑和
回旋窑，回旋窑又有湿法、干法。工艺流程大致分为：生料制备、熟料
煅烧和粉磨。
(1)生料制备
生料制备包括配料计算和原料加工制备。水泥原材料主要是石灰
石、粘土和少量铁矿粉等或其他校正材料，按水泥品种和原材料的化学成分、计算出配合比例。经过破碎、干燥、粉碎、均化等工序，制备
质量均匀的粉状生料。
(2)煅烧
生料经煅烧，产生一系列的物理和化学变化，生成熟料。煅烧是
响水泥质量的重要环节。对煅烧过程简述如下：
①生料的烘干和脱水：生料以石灰石和粘土为主，粘土中的主要
物是各种水化硅酸铝—高岭石（Al2O3·2SiO2·2H2O）和蒙脱
（Al2O3·4SiO2·9H2O）。高岭石受热，在 300℃以下失去机械结合
在 450－600℃失去结晶水，变为偏高岭石（Al2O3·2SiO2），进一
再分解为无定形的新生态 SiO2和 Al2O3。

②碳酸盐分解：温度升高到 600℃以上，碳酸盐开始分解，Mg
在 750℃左右迅速分解，CaCO3在 900℃以上迅速分解，到 1000℃左
分解结束。该分解是重要的耗热过程。

③固相反应：由于粘土和碳酸盐的分解，产生了单独存在活性强的
SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO 等氧化物。随温度升高它们在固体微粒表面、
靠离子振动，相互交换进行固相反应。其多级反应式如下：

④熟料烧成： 温度进一步升高到 1300℃左右时， C3A与 C4AF 熔融，
物料中出现液相。CaO、2CaO•SiO2（C2S）溶于液相，进一步生成

在实际生产中，温度控制在 1350～1450℃范围内，促使反应尽可能
完全。
熟料各阶段烧成温度见于表 ：熟料烧成各阶段温度表
温度℃
反应阶段
热性质
100
自由水蒸发
吸热
400~550
粘土脱水与分解
吸热
600
碳酸镁分解
吸热
900
碳酸钙分解
吸热
900~1200
固相反应
吸热
1250~1300
生产部分液相
吸热
1300~1450
熟料烧成
微吸热

温度 / ℃ 反应阶段 热性质
100 自由水蒸发 吸热
400～550 粘土脱水与分解 吸热
600 碳酸镁分解 吸热
900 碳酸钙分解 吸热
900～1200 固相反应 放热
1250～1300 生产部分液相 吸热
1450～1300 熟料烧成 微吸热
⑤熟料冷却：熟料急速冷却，可防止水硬性好的 β-C2S 转变成几乎
没有水硬性的 γ-C2S； 使熔融的 MgO、 游离 CaO 以玻璃态存在于水泥中，
改善水泥的安定性，还可以防止熟料矿物结晶过大，使水泥易水化。
（3）水泥粉磨
水泥熟料、加上混合材料（水渣、粉煤灰） 、少量缓凝剂石膏，经
烘干、破碎、粉碎，成为水泥。

1.8设计方案
1、原料、燃料储存
（1）石灰石：石灰石由矿山有选择进行搭配开采，自卸汽车运入厂内24m×36m堆场，经PC-2519 单段锤式破碎机进行破碎，碎石经皮带机送入10m×40m×19m 碎石简易预均化库进行均化及储存，再经胶带输送机、提升机送入1-Φ8m×18m碎石配料库。

化学成分
Loss
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
SO3
Cl-
∑
石灰石（%）
42.83
1.16
0.37
0.18
54.13
0.48
0.12
0.05
0.075
0.001
99.40

（2）砂岩：由汽车运输进厂的砂岩，先卸入20m×25m 堆棚进行风干、破碎。再经皮带机运入26m×66m×10m矩形预均化堆场。堆料机为侧式悬臂堆料机堆料，堆料能力100t/h，取料机为侧式刮板取料机，取料能力为70t/h。预均化堆场的砂岩由取料机取料后经胶带输送机送入1-Φ8m×16m砂岩配料库储存。

化学成分
Loss
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
SO3
Cl-
∑
砂岩（%）
0.98
88.59
4.99
2.76
0.52
0.46
0.51
0.22
0.02
-
99.05

（3）铁矿石：铁矿石由汽车运入厂内15m×15m 堆棚储存，破碎后经胶带输送机送入1-Φ6m×16m铁矿石配料库储存。
（4）粉煤灰：干排粉煤灰由汽车运入厂内，直接经气力输送送入2-Φ8m×18m粉煤灰配料库储存。
化学成分
Loss
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
SO3
Cl-
∑
分析结果（%）
16.39
45.621
27.15
4.14
3.44
0.83
0.99
0.56
0.27
-
99.39

（5）原煤：由汽车运输进厂的原煤，可直接卸至煤卸车坑，也可卸入24m×36m堆棚进行储存。原煤通过卸车坑下的胶带输送机送进26m×66m×10m矩形原煤预均化堆场。堆料机为侧式悬臂堆料机，堆料能力100t/h，取料机为侧式刮板取料机，取料能力为70t/h。预均化堆场的原煤由取料机取料后经胶带输送机送至煤粉制备系统。
化学成分
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO3
K2O
Na2O
Cl-
∑
分析结果（%）
46.46
27.06
15.81
3.74
1.85
1.78
1.32
2.55
-
100.57

（6）石膏：成品石膏由汽车运入厂后储存于工厂现有库房，再由提升机送入1-Φ8m×16m石膏圆库储存。供水泥配料使用。
（7）混合材：炉渣由汽车运入厂内25m×40m 堆场进行储存，然后经提升机喂入Φ3.2m×25m烘干机烘干后由提升机送至2-Φ8m×18m炉渣圆库储存。水泥配料使用。
化学成分
LOSS
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MnO
MgO
SO3
TiO2
∑
分析结果（%）
0.81
31.33
13.67
0.69
37.79
0.79
8.10
0.02
1.14
98.34

2、原料粉磨
原料由石灰石、砂岩、粉煤灰、铁矿石四组分组成。石灰石、砂岩、粉煤灰、铁矿石经配料库库底调速皮带秤配料后送入集烘干和粉磨、选粉于一体的TRM36 立式磨系统进行粉磨。磨机烘干热源来自窑尾高温风机出来的废气，气体温度300-320℃。
随气流出磨的合格生料由旋风收尘器收集下来后由提升机输送入1-Φ15m×47m伊保库进行均化储存。从磨内排出的粗料经带式输送机、斗式提升机送回料仓，由电子皮带秤计量后回磨内重新粉磨。为保证立磨安全运转，在入磨带式输送机上设有金属探测器和除铁器。
系统采用外循环，降低立磨的循环风速，降低循环风量，降低原料制备的电耗，消除人工清渣工作。
当回转窑停止运转或原料综合水份较高时，原料磨所用的烘干热源也可由热风炉补充高温热风。
3、生料均化库及生料入窑喂料系统
设置一座Φ15m×47m连续式生料均化库，储存量为6400t。
来自原料磨的生料及废气处理系统收集的粉尘，经斗式提升机空气输送斜槽入库。当原料磨系统停运时，窑灰也可直接入窑。
均化后的生料经库底卸料装置卸至带荷重传感器的喂料仓，生料经仓下流量控制阀卸出，由固体流量计计量，经空气输送斜槽、提升机送入窑尾预热器系统。
4、煤粉制备
原煤仓中的原煤，再经圆盘喂料机喂入磨内，煤磨采用Φ3.2m×8.5m风扫式钢球磨。出磨煤粉经动态选粉机选粉后，粗粉重新入磨，细粉入高浓度袋收尘器进行收尘，收下的合格煤粉进入煤粉仓储存，仓下均设有煤粉计量转子秤，经计量后的煤粉由螺旋泵分别送至窑尾与窑头，废气出袋收尘器后由风机排入大气。煤磨热源由篦冷机抽取，同时并设有热风炉作为后备热源，在停窑开磨时作为烘干热源。
为保证安全生产，系统管道及仓顶、收尘器等处均设有防爆阀，收尘器和煤粉仓均设置了CO2灭火装置。
5、熟料烧成及废气处理
熟料煅烧选用一台Φ4.0m×60m 回转窑，窑尾带有双系列五级低阻型旋风预热器和TSD 分解炉。系统的设计能力为2500t/d，熟料烧成热耗3220kJ/kg（770kcal/kg）。回转窑与分解炉用煤比例为45% : 55%，入窑生料的表观分解率≥90%。
生料经提升机送入第一、二级旋风筒间的料风管喂入，依次经第一、二、三、四级旋风预热器预热后，出四级旋风预热器物料由溜管喂入预燃室三次风入口；未燃尽的煤粉及物料从预燃室经斜烟道进入主炉中继续边燃烧边分解，最后出炉进行末级旋风筒进行气固分离后将已预热并接近全分解的物料喂入回转窑；回转窑尾废气经主炉缩口直接喷入双喷腾主炉并与预燃室的热气混合产生“旋流+喷腾”复合作用，使分解炉的效率进一步提高。
储存于煤粉仓的煤粉，一部分经粉体喂料机、转子秤计量后由螺旋输送泵、多通道喷煤管将煤粉喷入窑内，多通道喷煤管采用高压离心式鼓风机吹送净风，煤风由罗茨风机吹送。另一部分经粉体喂料机、转子秤计量后由螺旋泵送至窑尾流态化分解炉。
窑尾废气依次由下而上出一级旋风筒后，经高温风机，一部分作为原料磨烘干热源，另一部分经Φ9m×30m 增湿塔增湿、降温、调质处理后与原料粉磨排出的废气汇合，送入196m2 卧式电收尘器除尘净化，最后由排尘风机抽入烟囱排向大气。窑灰经链运机送入进生料均化库的提升机。原料磨停运时，窑尾预热器排出的废气全部通过增湿塔增湿、降温、调质处理后进入电收尘器。
6、熟料冷却及储存
熟料冷却采用带有熟料破碎机的TC1268 空气梁篦式冷却机。篦床面积71.2m2，出冷却机的熟料温度65℃+环境温度。熟料冷却机排出的气体一部分作为二次风入窑，另一部分作为热源送入煤磨，其余废气进入128m2电收尘器净化后由排风机经烟囱排入大气。出冷却机的合格熟料经板链式链斗输送机、熟料输送机送入1-Φ20m×40m 熟料库进行储存；黄料经链板链斗输送机、熟料输送机送入1-Φ8m×18m储存，可作为生产水泥时作为混合材搭配使用。
7、水泥配料及输送
水泥调配设熟料库、石膏库、炉渣库，库下分别设有定量给料机，按设定的比例出库的物料经胶带输送机送至水泥粉磨系统。
配料库顶设有袋收尘器，收尘净化后的气体排入大气。
8、水泥粉磨
熟料、石膏、炉渣从库底卸出，按配比要求经调速皮带秤计量后经皮带机、提升机分别送入2-Φ4.0m×13m 水泥磨进行粉磨，出磨水泥由提升机提入O- Sepa 选粉机进行选粉，粗粉经螺运机回磨头重新粉磨，水泥磨排出的气体进入O-sepa 高效选粉机，出选粉机的成品与气体一起进入气箱式脉冲袋收尘器，收集下的水泥经空气输送斜槽、斗式提升机送至水泥库圆库及散装库储存。
9、水泥储存
水泥库设置6-Φ15m×40m 水泥圆库储存。水泥总储量43200t。水泥库底设有减压锥及充气装置，由罗茨风机供气。出库水泥经库底斜料装置、空气输送斜槽、提升机送往水泥包装。水泥库顶及库下均设有袋收尘器，净化后的气体排入大气。
10、水泥包装及成品库
来自水泥库的水泥经斗式提升机送入振动筛，筛分后的水泥入包装仓，然后由回转式两台八嘴包装机进行包装，袋装水泥成品由皮带机送入24m×60m 成品库后人工码堆存放待发出厂。散灰由螺运机、提升机返回包装系统。
11、水泥散装
设2-Φ7m×18m 散装库，总储量2×650t，每个库下均设一汽车散装机，能力为200t/h。
12、空压机站
采用五台空气压缩机作为充气阀门、气控阀门、脉冲袋收尘器、窑尾预热器及篦冷机吹堵等设备的气源，其中一台备用。

2水泥生产简介
2.1水泥生产工艺流程图
干法回转窑生产的工艺流程
其他辅助原料
铁粉
石灰石
石膏
破碎机
破碎机
烘干机
烘干机
煤
粘土
混合材料
烘干机
二级破碎机
破碎机
破碎机
烘干机
破碎机
烘干机
贮存库
烘干机
煤磨仓
贮存库

贮存库
生料磨（或同时烘干）
贮存库
煤磨
选粉机
生料库
烘干机
干法回转窑
贮存库

熟料库
冷却机
选粉机
破碎机
分解炉
窑尾预热器
贮存库
水泥磨
水泥库
袋装出厂
成品库
包装机
散装水泥出厂

2.2水泥生产工艺流程简述
2.21原料路线确定的原则 ：
水泥行业是消耗资源和能源的产业，它所用的石灰石、硅质原料即
粘土或砂石岩是不可再生资源，而且往往会占用大量农田和山林，它所
消耗的煤炭也属国家最重要的一次性能源，每吨水泥需要消耗 1t 石灰
石，200kg粘土，消耗煤炭 230kg，电 100kWh。
由于水泥的主要成分是硅酸盐矿物质，水泥业可消化利用许多其他
工业产生的废旧废料如粉煤灰等，把它们作为生产原料或改造成调节性
材料，也可利用煤矸石、矿渣、粉煤灰、磷石膏、赤泥、铬渣、铜渣、
电石渣以及某些低品位矿石、 尾矿等工业废渣， 研究开发城市建筑垃圾、
生活垃圾等利用途径，拓宽水泥生产的原料来源，节约传统的资源和能
源消耗，以达到在保护环境的同时，实现资源的综合利用。本项目为
聚氯乙烯项目配套工程，以生产废料电石渣为原料，解决环境污染，同时取得较好的经济效益。
2.22原料工段
（1） 石灰石开采与输送
石灰石在矿山车间破碎后，经皮带机输送到厂内的碎石库，再经皮带机转运，送入石灰石与均化堆场
（2） 石灰石预均化堆场
石灰石由皮带机送至预均化堆场中心，由悬臂堆料皮带机进行连续人字型堆料，由刮板取料机横切取料。预均化后的石灰石从堆场中心漏斗卸出，有皮带机输送到石灰石库顶。
（3） 物料联合储库与输送
黏土和铁粉分别由装载机从物料联合库送到卸料坑，经皮带和两路阀，分别送到黏土和铁粉调配库
（4） 原料调配库及输送
原料调配库由石灰石、黏土、铁粉和粉煤灰库组成。粉煤灰由汽车运输进厂，气力输送入库，库下由调速螺运机按设定配比卸出，经冲击式流量计计量控制，卸出量按设定值由电子皮带秤计量，最后由皮带输送到生料磨。
（5）生料粉磨
配合原料经磨头锁风阀进入立磨进行烘干和粉磨，烘干热源来自窑尾高温风机的废气。
出磨物料和粉煤灰一起入选粉机选粉，选下的细粉入生料库，粗粉继续回磨粉碎
（6）原煤破碎及输送
原料由公路路运输进厂，由装载机运至皮带机上，进入煤破碎车间破碎。破碎前设有倾斜格筛，将教小粒度的煤筛下，破碎后入煤库。
（7）煤粉制备
原煤从磨头仓经原盘喂料机喂入风扫式烘干磨进行烘干兼粉磨，烘干用热风来自窑尾预热器废气。出磨煤粉随气流进入旋风收尘器，收尘净化后的气体排如大气；收下的煤粉有链运机送到衡压仓，仓下有调速螺运机卸出，经煤粉计量控制，分别泵送至窑头和窑尾分解炉。
2.23烧成工段

（1）窑磨废气处理系统
出生料磨排出的废气与经过增湿塔降温调质处理的另一部分窑尾废气入汇风箱汇合，一同进入袋收尘器收尘，最后经烟囱排入大气，收下的粉尘经链运机入提升机送入生料均化库。
（2）生料均化库和窑喂料
生料由提升机送入均化库顶后，由生料分离器呈放射状多点下料入库。生料经流量阀和斜槽，从衡压仓卸出，经高效提升机入窑尾一级预热器
（3）预热器系统
生料经5级双系列旋风预热器预热和分解炉预分解后，入窑碳酸和钙分解率将大于95%。出预热器气体经窑尾高温风机排出，部分入增湿塔；部分入生料磨作为烘干热源；还有一部分如煤磨烘干煤粉。
（4）窑中
生料经预热和预分解，进入￠4.8×74m回转窑内煅烧成熟料，熟料烧成热耗730Kcal/Kg。为了达到良好的煅烧操作和保证熟料质量的稳定，窑头燃烧器采用天津院设计的4风道煤粉燃烧器。
（5）窑头熟料冷却及输送
熟料从回转窑落入篦冷机，由篦板下鼓入的冷风急速冷却，出篦冷机的熟料温度为环境温度的+65℃，由链斗输送机送入熟料库。
冷却机高温空气一部分作为窑用二次风，另一部分经沉降室，由三次风管送到分解炉作为燃烧空气；剩余低温废气经电收尘器收尘后，排入大气。电收尘器收下的粉尘经链运机送到熟料链斗机上。
（6）熟料储存
熟料由链斗输送机送入熟料库中的一座，再经两路阀和链板输送机送入另一座。黄料送入废品库。如需散装，熟料入散料库。
（7）硅酸盐水泥熟料中各氧化物不是以单独状态存在，而是由两种或两种以上的氧化物合成的多矿物集合体。因此，在水泥生产中不仅要控制各氧化物的含量，还要控制多氧化物之间的比例，即率值。这样更能表示出水泥的性质及对煅烧的影响。
率值就是用来表示水泥熟料中多氧化物之间相对含量的系数。它是生产控制的一种指标。
一、 水硬率
表示水泥熟料中氧化钙与酸性氧化物（SiO2、Al2O3、 Fe2O3）之和的质量百分数的比值，用HM或m表示。
计算公式如：HM（m）=CaO/ SiO2+ Al2O3+ Fe2O3
通常波动值在1.8－2.4之间。
二、硅率（硅硅率）和铝率（或称铁率）
1、硅率
表示熟料中氧化硅含量与氧化铝、氧化铁之和的质量比。也表示熟料中硅酸盐矿物与溶剂矿物的比例。用SM或n表示：计算公式如下：
SM(n)= SiO2/ Al2O3+ Fe2O3
通常硅酸盐水泥熟料的硅率在1.7－2.7之间。
2、铝率
铝率又称铁率或铝氧率。表示熟料中氧化铝和氧化铁含量的质量比，液表示熟料溶剂矿物中铝酸三钙与铁铝四钙的比例，用IM或者p表示。计算公式如下：
IM(p)= Al2O3/ Fe2O3
通常硅酸盐水泥熟料的铝率在0.9－1.7之间。
三、石灰饱和系数KH值
为熟料中全部氧化硅生成硅酸钙（C2S和C3S）所需的氧化钙含量与全部氧化硅生成硅酸三钙所需氧化钙含量的比值，也即表示熟料中氧化硅被氧化钙饱和形成硅酸三钙的程度。计算公式为：KH= （CaO –1.65Al2O3-0.35Fe2O3）/2.8SiO2
为使熟料顺利形成，不出现过量游离石灰，通常KH值控制在0.82－0.96之间。

2.24水泥磨工段
（1）石膏破碎及输送
石膏有装载机从堆场运到卸料坑，经板式喂料机喂入破碎机中破碎，再经斗式提升机送入石膏配料库中。
（2）水泥配料及输送
水泥配料库有熟料、粉煤灰、石膏库组成。烘干后的粉煤灰有气力输送入库，库底由调速螺运机按配比卸出，经皮带机送至水泥磨系统。
（3）水泥粉磨
配合物经皮带机送入辊压机，进行预粉磨，然后入圈流水泥磨，进行粉磨，出磨水泥由斗式提升机送往库中储存。出磨气体经袋式收尘器收尘后排放。
2.25辅助流程
（1）水泥储存及散装
出磨水泥由斗式提升机和链式输送机分别卸到水泥库中储存，库底通入高压气体进行搅拌和卸料，经链运机和斗式提升机送至包装间，在库的一侧设有汽车散装机，还设有水泥火车散装系统，提供散装水泥出厂。

（2）水泥包装及品库
水泥由提升机卸入振动筛，筛去杂物后进入衡压仓，再进入型回转式包装机包装成袋装水泥，由电子称计量，经皮带机送至成品库。成品库一侧紧邻铁路，供铁路发运；另一侧供汽车发运。
（3）空压机站
考虑到水泥粉磨等处的气箱式袋收尘器的脉冲清灰，生料库、水泥库的气控出料阀以及包装机等气动控制得用气要求，设计空压机站一座。
（4）中央化验室
中央化验室负责全厂原料、燃料、半成品及成品的常规化学分析及物理检验，以保证全厂各生产环节的产品质量。
（5）中央控制室
中央控制室系统，除石灰石破碎，原料预均化以及国内配套部分设单独控制室外，其余全部生产过程在中央控制室控制，采用集散控制系统DCS控制，完成对设备的监视控制，处理数据，报表打印等功能，其他车车间均采用小型PLC程序控制，中央控制室是全厂的指挥中心。
（6）废气
1、颗粒物
水泥厂对环境的污染主要是颗粒物，在物料破碎、输送、粉磨、煅烧、包装等生产过程，产生和排放的原料、煤、水泥、包装的颗粒物、熟料煅烧及烘干机产生的颗粒物等，它们中绝大多数是有组织排放的尘源，只有很少一部分是在物料装卸过程中的无组织排放尘源。本项目有组织排放点废气排放总量为880814Nm3/h，厂内最大的颗粒物排放源——窑尾烟囱拟建高度100m，设袋式除尘装置，排放高度在30m以上的排放源还有生料均化库、熟料、黄料、混合材和石膏库、混合材烘干、水泥磨及水泥储存、水泥散装库等。
2、SO2、NO2
熟料煅烧过程中的废气除含有颗粒物外，还有SO2、NO2等污染物。本项目在烧成过程中有较强的吸硫作用，燃料燃烧所产生的大部分SO2被物料中的氧化钙等碱性氧化物吸收形成硫酸钙、亚硫酸钙等物质，本工艺吸硫率高，SO2的实际排放量低，年排放量为84.39t/a，排放浓度为44mg/Nm3，单位产品排放量为0.1kg/t·水泥，小于标准规定的200mg/m3、0.6kg/t·水泥，可达到《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2004）表2标准。NO2在窑尾废气中含量的多少与窑内温度、通风量关系密切，窑内温度高、通风量大、反应时间长，NO2的产生量就多。本项目氮氧化物排放浓度为550.0mg/m3，排放量1054.79t/a，单位产品排放量为1.6kg/t·水泥，小于800 mg/m3、2.40kg/t·水泥的排放标准要求，本项目窑尾废气中SO2、NO2的排放浓度均低于GB4915-2004
2.3水泥磨工段工艺流程

孰料，电石渣，石膏，粉煤灰，经中央提升机往料仓混合称重后进入辊压机破碎，一部分回到辊压机再次破碎粉磨另一部分进入球磨机粉磨，粉磨后的物料进入选粉机选粉，达不到要求的回球磨机，其他的进入收尘器尘降得到水泥，运入水泥库。
水泥制成工艺过程中，粉磨是关键工序。在生产中影响粉磨的因素很多，主要有：
（1）物料的粒度
一般要求在25mm以下，最好小于10mm。
（2）入磨物料的易磨性
影响易磨性的因素有C3S含量、熟料制成中的液相量等因素有关。
（3）物料温度
一般控制在80℃以下。
（4）入磨物料的水分
入磨物料名称
允许水分﹪
入磨物料名称

允许水分﹪
熟料
0.5
粘土
1.0
电石渣
2.0
石膏
10
天然火山灰
2.0
煤（干燥过）
1.0－2.0
石灰石
1.5
煤（风扫磨用）
10.0－12.0
（5）粉磨产品的细度
要求太细会产生“过粉碎”现象和“缓冲作用”。其它如磨内风速、采用的助磨剂等都影响熟料粉磨。
水泥的包装和贮运
3水泥磨车间物料衡算
3.1水泥磨车间物料衡算
旋窑工段生产能力和工厂生产能力计算
（1）要求的熟料年产量计算：
Qy＝(100－j－i)Gy/(100－P)
式中：Qy------要求的熟料年产量(t熟料/年)
Gy------年产水泥(t水泥/年)
j-------水泥中石膏的掺入量，4%
i-------水泥中电石渣的掺入量，10%
P-------水泥的生产损失，大致相当于水泥中石膏掺入量，可取为3～5%，在此取4%
Qy＝(100－4－10)×2000000/(100－4)＝1791667 t/y
小时产量：Qh＝Qy/((h×8000)＝1791667 /(0.9×8000)＝249t/h
一天产量：Qd＝24Qh＝24×249＝5976t/d
其中：h-------窑的年利用率，干法回转窑≥0.8，在此取0. 9
（2）窑的台数计算：
选取f3.8×52.69型号的回转窑与RSF五级单系列预热分解系统
标定台产量为2500t/d
N＝Qy/((8000hQh.l)＝ 1791667/(333×0.9×2500)＝2.3>1
式中： N-----窑的台数
Qy-----要求的熟料年产量，t/y
Qh.l------所选窑标定台时产量，t/台·h
h-------窑的年利用率
8760-----全年日历小时数
N＝2.3，在此取2台窑即可。
（3）烧成系统的生产能力计算：
熟料小时产量：Qh＝Qd l＝5976/24＝249 t/h
熟料日产量： Qd＝Qd＝5976 t/d
熟料年产量： Qy＝333hQd＝333×0.9×5976=1791007t/y
（4）工厂的生产能力计算：
水泥小时产量：Gh＝(100－P)Qh/(100－j－i)
＝(100－4)×249/(100－4－10)＝278t/h
水泥日产量： Gd＝24Gh＝ 24×278＝6671t/d
水泥年产量： Gy＝8760hGh＝8000×0. 9×287＝2066400t/y

4典型设备设计 
4.1：球磨机设计
水泥磨
  水泥磨简称水泥球磨机。水泥磨是国内最广泛使用的粉磨设备，其中格子型球磨机，水泥球磨机，溢流型球磨机是选矿工业及其它工业部门最常用的磨粉设备，钢球磨煤机主要用来粉磨各种硬度的煤炭，为热电厂的发电机锅炉和各有关工业部门制备合格的煤粉燃料，管磨机包括粉磨和水泥原料的原料磨和粉磨各种型号水泥熟料的水泥磨，主要用于水泥厂，也可用于有关工业部门粉磨其它物料。
球磨机用途
球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备。球磨机广泛应用于水泥，硅酸盐制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑色与有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业，对各种矿石和其它可磨性物料进行干式或湿式粉磨。
球磨机性能特点
球磨机由给料部、出料部、回转部、传动部（减速机，小传动齿轮，电机，电控）等主要部分组成。中空轴采用铸钢件，内衬可拆换，回转大齿轮采用铸件滚齿加工，筒体内镶有耐磨衬板，具有良好的耐磨性。本机运转平稳，性能可靠。     根据物料及排矿方式，可选择干式球磨机和湿式格子型球磨机。
球磨机工作原理
本机为卧式筒形旋转装置，外沿齿轮传动，两仓，格子型球磨机。物料由进料装置经入料中空轴螺旋均匀地进入磨机第一仓，该仓内有阶梯衬板或波纹衬板，内装不同规格钢球，筒体转动产生离心力将钢球带到一定高度后落下，对物料产生重击和研磨作用。物料在第一仓达到粗磨后，经单层隔仓板进入第二仓，该仓内镶有平衬板，内有钢球，将物料进一步研磨。粉状物通过卸料箅板排出，完成粉磨作业。 

规格 型号
筒体转速（r/min）
装球量 (t)
进料粒度(mm)
出料粒度(mm)
产量 (t/h)
电机功率(kw)
重量(t)
Ф900×18