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年产400万吨早强型高铝水泥工艺设计
Process Design of Early Strength High Alumina Cement with 400 million Tons Annual Output

学生学号

学生姓名

专业班级

指导教师

联合指导教师

完成日期

吉林化工学院
Jilin Institute of Chemical Technology
摘 要
本设计任务是设计年产400万吨早强型高铝水泥生产线。主要是以铝矾土和石灰石为主要原料，加入适当比例的粉煤灰和石膏，采用熔融法生产高铝水泥。高铝水泥具有早期强度高、耐高温、抗渗性好等特点，在工业生产中有着广泛应用。本设计在熟练掌握了高铝水泥的生产原理、方法、工艺流程及国内外发展现状的基础上，经过物料平衡计算、热量衡算、窑的选型、物料的储存和均化、各生产设备工艺设计和主机选型、厂址选择及简单的技术经济分析等步骤。绘制了窑尾剖面图、窑尾基础平面图、厂区总平面布置图、窑尾工艺流程图，共4张，并编写了设计说明书和设计计算书。

关键词：高铝水泥；新型干法水泥；回转窑；水泥粉磨

Abstract
This design task is to design an annual output of 4 million tons of early strength of high alumina cement production line. Mainly based on bauxite and limestone as the main raw material, by adding an appropriate proportion of fly ash and gypsum, and use the melt produce of high alumina cement. Alumina cement with high early strength, high temperature resistance, impermeability, it has been widely used in industrial production. On the basis of mastered the principle of the production of high alumina cement, process and development in the world ,counted after the calculations of material balance, heat balance, the selection of the kiln, materials storage and homogenization, the production equipment process design and host selection, site selection, and simple technical and economic analysis . Draw a total of four diagrams,they are kiln inlet section, kiln inlet basic plan, the total plant layout plan, kiln process flow and the preparation of design specifications and design calculations.

Key Words：Alumina cement; NSP cement;Rotary kiln; Cement grinding
目 录
摘 要 I
Abstract II
第一篇 设计说明书 1
第1章 绪论 1
1.1设计任务及依据，产品概述 1
1.1.1 设计任务 1
1.1.2 依据 1
1.1.3 产品概论 1
1.1.3.1产品定义及用途 1
1.1.3.2产品的意义和价值 2
1.2厂址的选择 3
1.2.1厂址选择的依据 3
1.3建厂的原始资料 4
1.3.1原料资源 4
1.3.2地理位置 5
1.3.3气候特点 5
1.3.4水文状况 5
1.3.5矿区概况 5
1.3.6交通概况 6
1.3.7矿山矿石质量 6
1.4 岗位人员配置 6
第2章 生产工艺概述 8
2.1 工艺原理 8
2.2 生产方法 8
2.3工艺流程叙述 8
2.3.1石灰石破碎及预均化 8
2.3.2原煤的预均化 9
2.3.3 原料配料 9
2.3.4 原料粉磨 9
2.3.5 生料的均化 9
2.3.6 熟料烧成 10
2.3.7 熟料储存 10
2.3.8 煤粉制备 10
2.3.9 石膏、混合材储存及输送 10
2.3.10 水泥粉磨 10
2.3.11 水泥的储存及运输 11
2.3.12 水泥包装及发运 11
2.4设备一览表 11
2.5全厂的质量控制点及控制指标 12
第3章 技术经济分析 14
3.1原料的消耗定额和价格 14
3.2生产成本 14
3.3盈亏平衡 14
第二篇 设计计算书 15
第1章 物料平衡计算 15
1.1 配料计算 15
1.1.1原料、燃料化学分析 15
1.1.2配料计算 15
1.2 物料平衡 18
1.2.1窑型的选择 18
1.2.2烧成车间及工厂生产能力的计算 18
1.2.3 原燃料消耗定额的计算 19
第2章 热量衡算 23
2.1烧成系统热平衡计算 23
2.1.1收入物料 24
2.1.2 支出物料 28
2.2 窑尾系统热平衡的计算 31
2.2.1 收入热量 32
2.2.2支出项目 32
第3章 主机设备选型、储库堆场计算 35
3.1设备选择要求 35
3.1.1 石灰石、煤的预均化措施 35
3.1.2生料制备系统 35
3.1.3生料粉均化系统 36
3.1.4煤粉制备系统 36
3.1.5熟料烧成系统的选择 36
3.1.6水泥制备系统 37
3.1.7水泥库及包装系统的确定 38
3.2主机设备选型、储库堆场计算 38
3.2.1原始数据 38
3.2.1各种主机小时产量 39
3.2.2主机平衡表 46
3.2.3全厂堆场、储库计算 47
3.2.3.1堆场设计 47
3.2.3.2圆形储库计算 50
3.2.3.3储库一览表 52
3.3全厂工艺流程方块图 53
结 论 54
参考文献 55
致 谢 56

第一篇 设计说明书
第1章 绪论
1.1设计任务及依据，产品概述
1.1.1 设计任务
年产400万吨早强型高铝水泥工艺设计，重点设计水泥回转窑窑尾。
1.1.2 依据
本次设计主要依据以下文献：《新型干法水泥工艺生产手册》、《水泥生产工艺计算手册》、《水泥工厂设计规范》、《用粉煤灰配料生产高强高铝水泥》、《我国高铝水泥现状和提高途径》、《无机非金属材料概论》、《化工设计概论》等。
1.1.3 产品概论
1.1.3.1产品定义及用途
（1）高铝水泥——以矾土和石灰石为原料，经高温煅烧得到以铝酸钙为主、氧化铝含量约50%的熟料，经磨细制成的水硬性胶凝材料，称为高铝水泥。又称矾土水泥或铝酸盐水泥。
（2）特性：
1、强度高且增长快，但长期强度有下降趋势。不能蒸汽养护、也不宜高温下施工，最适宜的硬化温度为15℃左右，不得超过25℃。
2、水化热大，且放热速度快。
3、抗渗性好。
4、抗硫酸盐侵蚀性好。因其不含C3A，水化不析出Ca（OH）2，而且结构致密。
5、耐热性好。
6、耐碱性差。不得与硅酸盐类水泥、石灰等能析出Ca（OH）2的胶凝材料混用，否则会降低强度和出现“闪凝”现象[4]。
（3）适用范围：高铝水泥主要用于抢建、抢修、抗硫酸盐侵蚀和冬季施工等特殊工程；配制不定型耐火材料及耐热混凝土；配制膨胀水泥和自应力水泥。高铝水泥不宜用于大体积混凝土工程，或采用含可溶性碱的骨料和水。一般不做永久承重结构，当用作结构混凝土时，必须以最低强度来设计。不得与未硬化的硅酸盐水泥混凝土接触使用。在混凝土硬化过程中，若以蒸汽养护，蒸养温度不得超过50℃[5]。
1.1.3.2产品的意义和价值
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。其单位质量的能耗只有钢材的1/5～1/6，合金的1/25，比红砖还底35%。根据预测，下一个世纪的主要建筑材料，还将是水泥和混凝土，水泥的生产和研究仍然极为重要。水泥粉磨和搅拌后，表面的熟料矿物立即与水发生水化反应，放出热量，形成一定的水化产物。由于各种水化物的溶解度很小，就在水泥颗粒周围析出。随着水化作用的进行，析出的水化产物不断增多，以致互相结合。这个过程的进行，使水泥浆体稠化而凝结，随后变硬，并能将与其搅拌在一起的混合材胶粒胶结成整体，逐渐产生强度。因此，水泥混凝土的强度是随龄期延长而逐渐增长的。早期增长快，但是，只要维持适当的温度和湿度，其强度在几个月、几年后还会进一步有所增长；另一方面，也可能在几十年后尚有未水化的部分残留，仍具有继续进行水化作用的潜在能力。
而高铝水泥作为胶凝材料，除水硬性外，高铝水泥还有许多优点：高铝水泥浆有很好的可塑性，与石膏拌合后仍能使混合物具有和易性，可浇注成各种形状尺寸的构件，以满足设计的不同要求，适应性强；还可以用于海上、地下、深水或者严寒、干热的地区，以及耐侵蚀、防辐射核电站等特殊要求的工程；硬化后可以获得较高的强度，并且改变水泥的组成，可以适当调节其性能，满足一些工程的不同的需要；还可与纤维或者聚合物等多种有机、无机材料匹配，制成各种水泥基复合材料，有效发挥材料的潜力；与普通的钢铁相比，水泥制品不会生锈，也没有木材这类材料易于腐朽的特点，更不会有塑性年久老化的问题，耐久性好，维修工作量小等等。而且高铝水泥由于它早期强度大且增长快、耐热性好、水化热大等特性，被广泛的应用于抢建、抢修、配制不定型耐火材料及耐热混凝土、冬季施工等特殊工程。因此，高铝水泥工业的发展对保证国家建设计划顺利进行，人民生活水平提高具有十分重要的意义，而且，其他领域的新技术也必须渗透到高铝水泥工业中来，传统的高铝水泥工业势必随着科学技术的发展而带来新的工艺变革和品种演变，应用领域必将有新的开拓，从而使其在国民经济中起到重要的作用。

1.2厂址的选择
1.2.1厂址选择的依据
水泥厂厂址选择工作是可行性研究工作的重要环节，在提交可行性研究报告的同时，应同时提交厂址选择报告。工业企业及其所属工人村的建设地选择是工厂建设的重要环节。厂址选择的合理与否，将直接影响工厂建设的投资建设进度，同时也长期影响工厂投资后的生产、管理和工厂今后的发展。因而，对于新建项目的厂址选择，必须予以足够的重视。厂址选择工作，一般是由负责编制可行性研究的单位按厂址选择不同阶段的要求，提出工程水文地质初堪、地形的测量、环境影响初评、厂外交通供水供电供油等。具备以上条件后，由筹建单位组织各有关部门进行厂址预选工作。可行性报告编制单位应根据项目建设和生产的各项要求进行技术、经济和社会等因素的全面分析论证，经多方案比较后，推荐最佳厂址方案和后备厂址方案以及生活区位置，提交厂址选择报告，报主管部门终审。
厂址选择工作是一项综合性工作，需要有关专业有经验的技术人员参加，一般包括：技术经济专业、总图运输专业、原料专业、采矿专业、工艺专业、水道专业、环保专业、电气专业等。
影响厂址选择的主要因素：
（1） 厂址靠近主要原料基地；
（2） 厂址靠近铁路接轨车站；
（3）在有水运条件的地区，应尽量考虑利用水运及建设码头的可能性，厂址最好靠近主航道的一侧；
（4）厂址尽量靠近水源；
（5）厂址应靠近电源；
（6）厂址应有足够的建厂场地，但必须坚持贯彻国家节约用地方针政策。尽可能利用荒山野地。
（7）厂址地形最好是宽阔平坦，并捎带倾斜，以利简化工厂的竖向布置与减少平地的土石方量，并利于排水；
（8）工程地址条件。尽量避免死断层、溶洞、滑坡等；
（9）水文地质条件；
（10）雨水、污水排出的可能；
（11）地震，一般6级以下地区不考虑防震措施，6度以上地区要考虑设防震和抗震措施。9度以上地区不宜建厂；
（12）大件设备的运输；
（13）合理确定工人村建设场地；
（14）与其他方面协作[2]。
该厂根据可行性研究选择建在吉林市龙潭区郑州路5号。
1.3建厂的原始资料
1.3.1原料资源
1、 石灰石：磐石石灰石矿山。
2、 铝矾土：吉林永吉县铝矾土，含水量17%。
3、 粉煤灰：吉林市热电厂产粉煤灰，含水量6%。
4、 石膏：吉林省通化市二道江区鸭园镇石膏，40%；含水量少量，块度<300毫米。
5、 燃料：吉林蛟河煤矿烟煤；易磨性系数1.36；块度<80毫米。含水量2.22%。
6、 燃料：磐石市烟筒山无烟煤；块度<80毫米。
7、电源：从吉林市龙潭区变电所接线进厂。35KV
8、水源：可采用地下水或不牢河水
9、交通：见“吉林市龙潭区交通位置图”。铁路可在江北车站接轨。
10、原料化学成份：见附表。
11、烟煤工业分析：见附表。
各原料的化学成分如表：
表1-1 原料化学成分
原料
Loss
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
TiO2
W
石灰石
41.50
0.05
0.36
0.80
55.65
0.90
0
2.00
铝矾土
15.68
0.35
76.33
0.80
0.50
0.18
4.70
17.00
粉煤灰
0
65.92
21.47
3.90
2.66
1.43
0
6.00
石膏
14.94
2.06
0.3
0.29
36.24
5.3
0
2.00

蛟河煤矿烟煤资料：
工业分析如表：
表1-2 煤的工业分析
Fc.ar
V.ar
A.ar
Mar.
Qnet.ar
46.57
23.32
27.89
2.22
22727(KJ/kg)

1.3.2地理位置
吉林省吉林市龙潭区郑州路5号，傍第二松花江和长白山脉的龙潭山，西接长春市，北通哈尔滨市，靠近长图铁路、拉滨铁路、吉长和江珲高速公路，地理位置优越，交通便利。
1.3.3气候特点
吉林市的气候类型属于温带大陆性季风气候，四季分明。春季少雨干燥，
夏季温热多雨，秋季凉爽多晴，冬季漫长而寒冷。全区年平均气温3℃—5℃。其设计地区自然条件如表：
表1-3 自然条件
自然条件
数据
土壤的最大冻土深度
1.9米
全年的主导风向
西南风
年平均风速
3.6米/秒
平均气压
745.66mmH
最低气温
-38℃
最大降雪量
420毫米
土壤的设计冻土深度
1.8米
夏季的主导风向
东南风
地震裂度
7度
日最大降雨量
119.3毫米
最高气温
36.6℃
平均相对温度
71%
水温
15℃
年平均降雨量
668.4毫米

1.3.4水文状况
吉林市处在松花江流域，松花江流域洪水的产生有两种情况：其一是汛期笼罩面积较大的暴雨所产生；其二是汛期在流域内某个地区出现连阴雨天气，时间可长达1个月或以上，在这连阴雨天中出现暴雨而形成洪水。松花江流域的洪水包括春汛和夏汛两种洪水，春汛洪水与初春河流开江时的凌汛洪水时间基本上相同，约发生在每年的4～5月份，凌汛洪水经常出现冰坝。据依兰站统计，1956～1976年的21年中，有13年发生冰坝，冰坝高度一般为4～6m，最高达15m，冰坝长度5～10km。夏秋大汛洪水则出现在6～8月份，有时延期到9月份。
1.3.5矿区概况
矿区位于吉林省磐石县城东南九公里，为牛心公社所辖，东北距沈吉铁路2.5公里，矿区南侧有磐石公路通过，交通方便。以200米和191米间距探槽控制C1级储量，以工程间距1/2外推和单工程控制地段求C2级储量。完成工作量：地形测量1.00平方公里。地质填图0.35平方公里，槽探3862立方米，编录1000米，水文地质观察6点及各类取样鉴定1402个。批准 C1级储量1672万吨，C2级为801万吨，矿床属于沉积型浅海相石灰石矿床，规模中等。由含硅质条带厚层状石灰石构成，呈透镜状分布。沿走向出露800余米，宽300余米，岩石主要由隐晶质方解石组成，含量达99%，矿石质量较佳。由于工作任务和时间限制，对矿床深部工作没有进行控制。本矿区水泥用石灰石远景可观。且矿区附近有盘石煤矿和铝矾土，便于运输，节省运输成本。
1.3.6交通概况
吉林市辖区内的主要的公路交通干线有202国道（南北）、302国道（东西）和长吉高速公路、吉（林）珲（春）高速公路、吉林绕城高等级公路。初步形成了以高速长吉线、吉珲线，国道黑大线、珲乌线，省道五桦线、榆江线、长吉北线为骨架的"五纵四横一环"网状格局。全市有公路3816条，其中，高速（高等级）公路3条，国道2条，省道7条，县道27条，乡道571条，专用公路136条，村道3075条。公路总里程14524.53公里。这为从周边矿区将和邻近市运输生产水泥所需要的原材料提供了便利的条件。
1.3.7矿山矿石质量
矿山矿石质量良好，化学成分稳定，一般氧化钙含量多在52%以上，氧化镁含量多低于1.5%，其他有害杂质含量低。矿石中未发现游离二氧化硅及其矿物。矿床储量大，已探明的C1+C2级储量2473万t（其中C2级801万t）所探明的储量和工作程度完全满足所要建设水泥厂的要求。
综合考虑以上各种情况，结合实际和各方面的情况来考察，所选厂址符合建厂的各项要求。所以厂址选择建在吉林市龙潭区郑州路5号。
1.4 岗位人员配置
目前，国内水泥企业定员标准一般为：生产工人按职工总人数的79%配备，管理人员和服务人员按职工总人数的21%配备，其中管理人员占10.5%，工作制度按四班三运转制度[3]。
表1-4 人员配置
工序
工种名称
设备（工作范围）
计算单位
定员

破碎

破碎机工
石灰石颚式破碎机
人/班
1
石膏反击式破碎机
人/班
4
煤颚式破碎机
人/班
1

粉磨

磨机工
生料立磨
人/班
2
煤磨
人/班
2
水泥磨
人/班
3
水泥管磨
人/班
2
烘干
看火工
各种规格烘干机机械加煤
人/班
7
储存
生料库工
出磨生料储存
人/班
6
水泥库工
水泥入库
人/班
10

熟料煅烧
看火工
各种规格回转窑
人/班
8
托轮工
回转窑长度>50m
人/班
4
窑中喂料工

人/班
4
鼓风机工
各种鼓风机
人/班
4
加热机工
各种形式规格加热机
人/班
12
烟道工
窑尾排风，窑头回收
人/班
4
冷却机工
震动冷却机
人/班
4
包装
包装机工
自动插袋包装机
人/班
2
散装水泥工

人/车间·班
10
合计

90

采用四班三倒的工作制度，一班需要生产工人90人，所以，共需要工人360人。其中管理人员36人。

第2章 生产工艺概述
2.1 工艺原理
高铝水泥的生产原理可概括为“两磨一烧”。主要是将破碎磨细的铝矾土和石灰石按一定比例混合后，再加入适当的粉煤灰在回转窑中烧结，形成合格的熟料，再将熟料与适当比例的石膏混合，用水泥磨粉磨得到高铝水泥。
2.2 生产方法
按煅烧的方法不同，高铝水泥的生产方法基本上分为熔融法和烧结法两种。
熔融法生产，原料不要求细磨，亦不需预先混合，可采用低品位的矾土原料制的高质量的产品。但熔融时温度较高，耗热量较多，值得的熟料很硬，熔块硬度达莫氏硬度7~7.5,较难粉磨，进水泥粉磨一项电耗就高达80~110kw·h/t水泥，（粉磨一吨硅酸盐水泥的电耗仅24 kw·h左右），故成本较高。
烧结法生产，要求原料纯度高，生料粉磨细，系度一般控制在0.080mm方孔筛筛余为6%以下，但烧成热耗低，值得的熟料易磨，电耗低，故水泥成本低。此外，还可广泛的使用硅酸盐水泥工业中原有的热工设备来进行生产。
与烧结法相比，熔融法制得的高铝水泥熟料杂质含量低，活性矿物CA和CA2形成反应完全且含量高，反应在水泥上有较好的活性。再加上采用烧结法工艺时，高铝熟料烧结温度范围窄。操作稍有不慎就会造成生烧或结块结圈影响熟料的矿物均匀生成程度。所以，综合考虑选用熔融法生产高铝水泥熟料[8]。
2.3工艺流程叙述
2.3.1石灰石破碎及预均化
石灰石在场内破碎。块状石灰石先卸入矿区的卸料坑，再进入PE1500×1800型颚式破碎机，破碎能力为520～1100t/h。破碎后的石灰石由带式输送机送入棚式人字形石灰石预均化堆场进行处理。
石灰石预均化堆场储量85200吨，储期9.96天。用皮带机送至预均化堆场的石灰石，由悬臂堆料皮带机进行连续的人形布料堆料。预均化后的石灰石采用桥式刮板取料机在料堆的断面取料，经带式输送机送至厂区的石灰石配料库中。
2.3.2原煤的预均化
原煤由汽车运输进厂，卸入卸料坑，经破碎后由胶带输送机送入室内人字型10000t×1座，30mW×88.5 mL×10.5mH×2堆的原煤预均化堆场，并经带式输送机送至煤粉制备车间。
2.3.3 原料配料
本设计按2组分（石灰石、铝矾土）配料方案设计。在石灰石入原料配料库之前的胶带输送机上设有除铁装置，使入磨石灰石初步除去金属杂质。
由多元荧光分析仪和微机组成的生料质量控制系统，可自动分析出生料成分，并据分析结果和目标值由库底调速电子皮带秤自动调节皮带秤转速以控制各原料的下料量，确保出磨生料成分合格。
2.3.4 原料粉磨
原料粉磨采用两台TRM5300立式磨，系统能力为330～510t/h.
来自原料配料站的混合料经胶带输送机喂入原料磨，出磨生料经高校选粉机，选粉后的粗粉，返回磨内再粉磨，细粉作为成品经旋风收尘器收集，经斜槽与废气处理系统收集的窑灰一起由斗式提升机送入生料均化库。
出预热器的废气先进高温风机，然后再进入湿塔器。经降温后的烟气引入原料磨。原料粉磨利用出高温风机后的窑尾废气作为烘干热源。出磨废气经组合式选粉机后进入排风机，由排风机出来的废气一部分作为选粉机的循环风返回选粉机，剩余部分排入窑尾袋收尘器。
当原粉磨运行时，窑尾废气进入磨内烘干原料。当磨机不运行时，窑尾气经增湿塔降至-150摄氏度后，直接进入袋收尘器净化。
出磨生料的取样装置设在进生料库提升机之前，取样器克取样至样筒，由人工将样筒送至中央控制室进行制样分析，中央控制室可根据其结果调整配料计量称比例，从而调整生料比例。
2.3.5 生料的均化
出磨生料经斗式提升机、空气输送斜槽进入生料均化库。出库生料经库底部的卸料口卸至生料计量仓，生料计量带有荷重传感器、充气装置。仓下设有流量控制阀和冲击式流量计，经计量后的生料通过钢芯胶带提升机喂入窑尾预热器。在生料进入提升机前，设有入窑生料取样装置。
2.3.6 熟料烧成
采用海安海建机电设备制造有限公司研制φ4.7×66回转窑组成的烧成系统，系统能力3200吨/天熟料，熟料热耗3053kj/kg(730kcal/kg).燃烧器为多通道，低NOx型。分解炉所需的三次风直接从窑头罩上取出。
2.3.7 熟料储存
设置6个锥顶圆库，φ20×30m，单个熟料库容量为12400t。熟料储存库，储存期为5.7d。料经胶带输送机送至水泥磨房的魔头配料仓。考虑到熟料外运的可能性，库侧还设有两个熟料散装头。
2.3.8 煤粉制备
煤粉制备采用2台MPS2250型煤磨。磨机产量为52.5t/h。
煤磨利用窑头废气作为烘干热源，原煤由原煤仓下喂料机喂入磨内烘干与粉磨，烘干并粉磨后的煤粉随同气流进入动态选粉机，将煤粉收下，出动态选粉机的气体经防爆型袋收尘器净化后排入大气，废气的正常排放浓度《50mg/Nm3。
煤粉仓下设有煤粉计量输送装置（天平型转子秤），煤粉可经此装置精确地送至窑头及分解炉。煤粉制备系统设置有严格的安全措施，如防爆阀、灭火系统、消防水系统等。
2.3.9 石膏、混合材储存及输送
石膏、混合材由汽车运输进厂，分别储存于堆料棚。石膏可直接卸入卸车坑，经板式喂料机喂入PF-1010反击式破碎机，破碎能力50～80 t/h。破碎后的石膏由胶带输送机送入水泥配料仓。
2.3.10 水泥粉磨
水泥粉磨系统考虑4台MLS4531立磨，台时产量最大可达410 t/h。水泥调配采用熟料仓、混合材仓和石膏仓仓底皮带的配料方式，每种物料均由调速电子皮带秤按比例配料，混合料经由胶带输送机分别送入两台磨机内进行粉磨，粉煤灰作为混合材经计量后由拉链机喂入出磨提升机。粉磨后的物料经出磨斜槽、提升机喂入高效组合式选粉机，磨尾气体直接进入高效组合式选粉机。选出的粗粉经斜槽返回到磨机中再次粉磨。收下的水泥成品经斜槽送至水泥库的入库提升机。
2.3.11 水泥的储存及运输
设置10个底部带减压仓的圆库，φ18×43m，单个水泥库容量为10000t。总储量100000t，实际储存期7.3d。来自水泥粉磨系统的水泥经斗式提升机、空气输送斜槽送入水泥库内。水泥库底设有减压锥及充气装置，由罗茨鼓风机供气。出库水泥经卸料装置、空气输送斜槽、斗式提升机送往水泥包装系统。
2.3.12 水泥包装及发运
设置2台安丘市新昌机械的八嘴包装机，每台包装机的能力为120～150 t/h。出库水泥经提升机、空气输送斜槽，可同时分两路经三道阀进入包装中仓及水泥散装库。水泥由中间仓送入八嘴包装机，包装好的袋装水泥（50kg标准袋）经卸料输送系统送入袋装水泥成品库内储存[1-2]。
2.4设备一览表
表2-1 设备一览表
设备名称
设备规格和型号
石灰石破碎机
河南黎明路桥重工有限公司的PE1500×1800型颚式破碎机
石膏破碎机
郑州未来机械制造有限公司的PF-1010反击式破碎机
煤破碎机
郑州鼎盛工程技术公司的PCH1010型颚式破碎机
生料磨
江苏鹏飞集团股份有限公司的TRM5300立式磨
煤磨
MPS2250型煤磨
水泥磨
MLS4531立磨
水泥管磨
史密斯中卸56×11.0+4.4式型管磨
表2-1续表 设备一览表
回转窑
海安海建机电设备制造有限公司研制φ4.7×66回转窑
原料用回转烘干机
郑州华邦机械生产的φ3.3×52型回转烘干机
混合材用回转烘干机
DHφ2.7×6.5
包装机
安丘市新昌机械的八嘴包装机型号：XCX-8
石灰石预均化堆场
棚式人字型350-400层，36mW×142.5 mL×12.6mH×2堆
煤预均化堆场
室内人字型10000t×1座，30mW×88.5 mL×10.5mH×3堆
铝矾土堆场

石膏露天堆场

煤露天堆场

生料库
底部带减压仓的园库
熟料库
锥顶圆库，φ20×30m
水泥库
底部带减压仓的园库
煤库
底部带减压仓的园库

2.5全厂的质量控制点及控制指标
表2-2水泥厂全场质量控制点及控制指标
质量控制点
取样频率
实验频率
检验项目
指标
合格率
石灰石
1h

4h
8h
白班
水分
CaO／MgO
粒度
<3％
>48％／<3％
<25ram
100％
100％
>80％
石灰石：均
化磨出口
2h
4h
8h
月组合
水分
CaO／MgO
全分析
<3％
>48％／<3％

100％
100％

表2-2续表 水泥厂全场质量控制点及控制指标
煤：堆棚
每堆／批
每堆／批

工业分析
全硫
煤灰全分析
QDw>26MJ／kg
<1．2％

100％
100％

煤：入磨
每班
每班
水分
<10％

煤：煤粉仓下
1h
2h

4h
细度(0．08mm)
水分
工业分析
(5士2)％
<2％
(A土2)％
>80％
100％
>80％
石膏：堆场
每堆／批
每堆／批
月组合
SO3
全分析
>40％
100％
生料：出磨
1h

Lh

2h

8h
细度(0．08mm)
CaO／Fe2O3
水分
细度
全分析
(8士2)％
指标士0.3％／0.2％
<1％
<1．4％

>85％
>70％
>90％
100％

生料：出库
1h
1h
4h

4h
24h
CaO／Fe2O3
水分
细度(0.08mm)
细度(0.02mm)
全分析
士0.3％／士0.2％
<1％
(8土2)％
<1.4％

>80％
100％
>90％
100％
质量控制点
取样频率
实验频率
检验项目
指标
合格率
生料：入窑
4h
4h
分解率
>85％
>90％
熟料：输送机
1h
1h
2h
24h

24h
升重(g／L)
f-CaO
全分析
(加做22：00一6：00)

全套物检
1325±75
<1.5％
LSF±2％
SM±0.1
IM±0.1
达国标
>85％
>85％
>70％
>75％
>75％

100％
混合材：堆棚
每堆／批
每堆／批
水分
全分析
特性实验
>2．0％
100％
100％
100％
水泥：出磨
1h
1h
2h

4h
8 h
24h
细度(0.08mm)
勃氏比表面积(m2／k)
SO3
烧失量
氧化镁
混合材掺量
物化检验
指标土1％
>300
(2.2±0.3)％
<4.0％
达国标
达国标
达国标
>85％
>85％
>80％
>90％
100％
100％
100％

第3章 技术经济分析
3.1原料的消耗定额和价格
表3-1 原料的消耗定额和价格
序号
物质名称
消耗定额（t/年）
价格（元/t）
原料费用（亿元/年）
1
铝矾土
4403289.6
880
38.7
2
石灰石
26917792
14.75
3.97
3
石膏
184809.6
108
0.2
4
粉煤灰
180792
30
0.054

3.2生产成本
生产成本主要由原材料费、燃料费、工资及福利费三项构成。
原材料费：单位消耗量按照工艺专业提供的物料平衡表计算，价格根据厂家提供的资料确定。
燃料费：每吨水泥煤耗按工艺专业提供，价格为540元/吨；
工资及福利费：劳动定员360人，工资按22000元/人年。福利费按工资总额的14%计。
原料费=42.924亿元/年
燃料费=540×4000000=0.00216亿元/年
工人工资=22000×360=0.0792亿元/年
总成本：43.01亿元/年
3.3盈亏平衡
已知市场销售高铝水泥单价为1500元/吨。
销售收入：400万吨×1500元/吨=60亿元/年
税金：60×17%=10.2亿元/年
利润：销售收入－税金－成本=60－10.2－43.01=6.79亿元/年

第二篇 设计计算书
第1章 物料平衡计算
1.1 配料计算
1.1.1原料、燃料化学分析
原料化学成分如表：
表1-1 原料化学成分
原料
Loss
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
TiO2
W
石灰石
41.50
0.05
0.36
0.80
55.65
0.90
0
2.00
铝矾土
15.68
0.35
76.33
0.80
0.50
0.18
4.70
17.00
粉煤灰
0
65.92
21.47
3.90
2.66
1.43
0
6.00
石膏
14.94
2.06
0.3
0.29
36.24
5.3
0
2.00

煤的工业分析如表（%）：
表1-2 煤的工业分析
Fc.ar
V.ar
A.ar
Mar.
Qnet.ar
46.57
23.32
27.89
2.22
22727(KJ/kg)

煤的元素分析如表：
表1-3 煤的元素分析
Car
Har
Oar
Nar
Sar
Aar
Mar
合计
57.90
5.50
4.71
1.55
0.23
27.89
2.22
100.00
1.1.2配料计算
（1）水泥熟料年产量计算
水泥的年产量已知
水泥熟料的年产量：
（说明：见《水泥生产工艺计算手册》P76）
式中：
Qy——水泥熟料的年产量（t）。
d—水泥中石膏掺入量（%）。
e—水泥中煤灰掺入量（%）。
p—水泥的生产损失（%）。
（2）计算煤灰加入量
由公式（根据水泥生产技术的发展以及环保要求。对新厂或扩建厂时均取S=100%）
GA——熟料中煤灰掺入量（%）
q ——单位熟料热耗（KJ/kg熟料）
Qy——煤的应用基低位热值（KJ/kg煤）
Ay——煤的应用基灰分含量（%）
S——煤灰沉落率（%）
P——煤耗（KJ/kg熟料）
（3）计算干料配合比
经多次计算确定铝矾土为58%，石灰石为42%以此计算的生料的化学成分，如表：
表1-4 生料的化学成分
名称
配合比
Loss
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
TiO2
铝矾土
58
15.68
0.35
76.33
0.80
0.50
0.18
4.70
石灰石
42
41.50
0.05
0.36
0.80
55.65
0.90
0
生料
100
26.52
0.22
44.42
0.80
23.66
0.48
2.73
灼烧生料
0
0
0.30
60.45
1.09
32.20
0.65
3.72

因为煤灰掺入量GA=3.75%，所以灼烧生料配合比为100%-3.75%=96.25%按此计算熟料的化学成分，如表：
表1-5 熟料的化学成分
名称
配合比
Loss
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
TiO2
灼烧生料
96.25
0
0.29
58.18
1.05
30.99
0.63
3.58
煤灰
3.75
0
2.47
0.81
0.15
0.10
0.054
0
熟料
100
0
2.76
58.99
1.20
31.09
0.684
3.58

则熟料中铝酸盐碱度系数Am计算如下：
（说明：见《水泥生产工艺计算手册》P3）

所得结果符合要求（Am=0.7~0.9）。
（4）计算熟料矿物组成如