5000吨水泥厂生料车间工艺设计参考说明书--毕业设计论文.doc

目 录

湖南工学院2014届毕业设计（论文）课题任务书 1
湖南工学院本科生毕业论文开题报告 4
湖南工学院毕业设计(论文)工作进度检查表 7
湖南工学院2014届毕业设计（论文）指导教师评阅表 8
湖南工学院毕业设计（论文）评阅评语表 9
湖南工学院毕业设计（论文）答辩资格审查表 10
湖南工学院2014届毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表 12
摘 要 13
ABSTRACT 14
第一部分：总体设计 15
1 新型干法水泥生产的简述 15
1.1新型干法水泥生产的特点 15
1.2 新型干法水泥生产的发展 16
2 配料方案的确定 17
2.1熟料率值的确定 17
2.2熟料热耗的确定 17
2.3矿渣、石膏加入量的确定 18
3 物料平衡的计算 19
3.1 配料计算 19
3.1.1原料及燃料化学成分 19
3.1.2煤灰掺入量的确定 20
3.1.3计算干燥原料的配合比 20
3.1.4 计算湿物料的配合比 21
3.2 物料平衡 21
3.2.1工厂生产能力 21
3.2.2原料消耗定额 22
4. 全厂工艺流程的确定 25
4.1物料的储存与均化 25
4.1.1物料的预均化的确定 25
4.1.2物料破碎 25
4.1.3生料的制备系统 26
4.1.4生料粉均化系统 28
4.1.5 熟料烧成系统的确定 28
4.1.6包装与散装系统 30
4.2全厂主机设备的选型 30
4.2.1各种主机小时产量（周平衡法） 30
4.2.2主机平衡表 35
4.2.3全厂堆场及储库计算 36
4.3全厂总平面布置图的设计 45
第二部分：生料粉磨车间设计 48
1 车间工艺流程的确定 48
1.1 生料粉磨车间流程的确定 48
1.2流程选择 49
1.2.1配料系统的确定 49
1.2.2配料设备的确定 49
1.3 喂料设备的选型 50
1.4 磨机系统 51
1.5 输送设备 51
1.6通风和收尘 53
1.7车间安全设施的设计 53
2提高生料粉磨系统产质量的措施 55
结论 56
谢辞 57
结束语 58
参考文献 59

湖南工学院2014 届毕业设计（论文）课题任务书
学院：材料与化学工程学院 专业： 无机非金属材料
指导教师
李坦平
学生姓名
刘磊
课题名称
日产5000吨水泥熟料生产线生料立磨车间工艺设计

内容及任务

一、设计题目与内容
1、设计题目
日产5000吨水泥熟料生产线生料立磨车间工艺设计
2、设计内容
（1）完成全熟料生产线到熟料储库的物料平衡、主机平衡计算；完成全熟料生产线主机选型与堆场、储库选型；
（2）完成“生料立磨车间”的主机与附属设备的选型计算；
（3）完成“生料立磨车间”工艺布置设计，制图。
二、原始资料
1、规模产量
日产熟料5000吨。
2、各种原料、燃料水份及化学成份
（1）各种原、燃料天然水份及化学成份
1）水份

铁粉（%）
煤（%）
粘土（%）
石灰石（%）
6.5
8.3
7.2
1.4

2）化学成份（%）
原料
Loss
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO3
W
石灰石
39.58
3.33
1.43
0.69
51.30
1.21

2.00
粘 土
5.43
66.36
15.41
7.11
2.34
2.72

10.00
铁 粉
2.45
36.12
2.72
54.03
0.72

8.00
煤 灰

65.92
21.47
3.90
2.66
1.43

6.00
（2）烧成用煤的工业分析及发热量
工业分析：分析基水份1.30%；灰份22.53%；挥发份19.72%。
发热量：分析基5460Kcal/kg煤；应用基5200-5600 Kcal/kg煤。
3、当地自然条件
当地最高气温：38.9℃；最低气温：-4℃；平均气温：23.3℃。
当地最大湿度：83%；最小湿度：71%。
当地平均气压：750mmHg。
三、课题任务
独立完成设计内容要求的完整文件。具体任务：
1、完成指定设计部分的工艺布置图（包括各平面图和各剖面图，以完整反映各设备布置和定位为准，至少3张1号图）；
2、完成指定一层楼面的楼板孔洞基础图（1号图1张）；
3、编制指定设计部分的主、附机设备表；
4、编写设计说明书，按要求格式独立撰写不少于12000字的设计说明书；
5、翻译一篇本专业外文文献（10000个以上印刷符号），并附译文。
拟达到的要求或技术指标

1、设计说明书内容完整合理，文理通顺，层次分明；
2、参数选取恰当，选型合理，数据准确可靠；
3、设计图纸规范，布置合理，图面整洁；
4、按时完成任务。
起止时间：2013.10.28～2014.5.10
进度安排
起止日期
工作内容
备注

2013年10月-2013年11月中
2013年11月-2013年12月底
2014年1月-2014年2月底
2014年3月-4月底
2014年5月10日

确定课题题目，查阅资料，完成开题报告

设计计算，收集相关设备与设计资料

编写设计说明书初稿和设备表初稿
工艺布置设计、制图
完善、修正设计说明书与设备表，完成课题所需全部文件

主要参考资料
[1] 王伟君. 新型干法水泥生产工艺读本[M]. 北京: 化学工业出版社, 2007: 43-44
[2] 陈全德. 新型干法水泥技术原理与应用[M]. 北京: 中国建材工业水泥出版社, 2004: 3-4
[3] 沈威, 水泥工艺学[M]. 武汉: 武汉理工大学出版社, 1991: 15-17
[4] 于润如, 严生. 水泥厂工业设计[M]. 北京: 中国建材工业水泥出版社, 1995
[5] 韩仲琦. 现代水泥粉磨技术的发展[J]. 山西建材, 2000,(3): 8-12
[6] 张欣韬. TkLPC20.22煤粉制备车间的改造和应用[J]. 新世纪水泥导报: 2001, (1)37-39

教研室
意见

年 月 日
学院主管领导意见

年 月 日

湖南工学院本科生毕业论文开题报告
学院：材料与化学工程学院 专业：无机非金属材料工程
设计（论文）题目
日产5000吨水泥熟料生产线生料立磨车间工艺设计
设计（论文）题目来源

设计（论文）题目类型
设计
起止时间
2013年10月—2014年5月
一、 设计（论文）依据及研究意义：
水泥是国民经济的基础材料，使用广，用量大，素有“建筑工业的粮食”之称。生产水泥虽需较多能源，但是水泥与砂~石等集料所制成的混凝土是一种低能耗性建筑材料。新建工厂先进与否，产品质量如何，主要取决于工厂设计的质量与水平。衡量水泥生产先进与否的标准主要有3个：即产品质量、能耗和环保，而其中能耗是目前各家水泥厂处于领先地位以及保持有效利润必须控制好的一项指标。选取日产5000t的水泥生产线生料立磨的工艺设计其目的就是更加深刻的熟悉立磨的工作原理，从而全面了解立磨在工作过程中出现的问题，以及解决问题的办法，最终达到节约能耗，使水泥厂的利润得到有效提高。水泥厂煤磨工艺流程是煤磨排出的含煤粉烟气先流经粗粉分离器再经细粉分离器至除尘器，其粉尘浓度较低，约为70g/m3左右。随着技术的发展与进步， 取消细粉分离器，含煤粉烟气经粗粉分离器后即直接至除尘器。此时，煤粉的浓度提高至300～700g/m3，在除尘器空间内煤粉弥漫正处于燃爆范围内。而煤粉的浓度很细，比表面积大，粒度<80μm的占80%左右；水泥厂现又多采用烟煤，挥发性一般在10%～30%，也均处于燃爆范围。此外由于煤磨属于烘干磨，烟气中有一定水份含量，露点一般在50～55℃，易于结露。
二、 设计（论文）主要研究的内容、预期目标（技术方案、路线）：
本设计为日产5000吨水泥熟料生产线生料立磨车间工艺设计
，设计所要完成的工作包括：
1.进行生料配比 通过生料配比，优化个主要设备的工艺布置
2.物料平衡计算
通过物料平衡计算得到各种原料，燃料，材料的需要量以及从原料进厂至成品出产各工序所需处理的物料量。依据这些数据可以进一步确定工厂的物料运输量，工艺设备选型以及堆场储库等设施的规模。因而物料平衡计算是水泥厂设计必不可少的计算内容之一，之主机平衡和储库平衡计算的基础和依据。
3.明确生料系统各主要设备的工艺布置与生产效能之间的关系
生产车间工艺流程的选择，工艺设备与生产车间的工艺布置密切相关，因为工艺布置直接取决于所选定的工艺流程和设备。同时，工艺布置对工艺流程和设备又有很大的影响。本设计合理布置各主要设别，以优异的工艺布置投入生产，以连续生产的理念，延长使用寿命。
4.分析煤磨之间良好匹配的关系
5.生料均化系统的设计
物料的均化包括原，燃料的预均化和生料及水泥的均化。生料化学成分的均化性，不仅直接影响熟料质量，，而且随窑的质量，热耗，运转周期及窑的耐火材料消耗等都有较大影响，这些影响对于大型干法回转窑尤为敏感。通过对原料。生料采取有效的均化措施，以满足生料化学成分均匀的要求
三、 设计（论文）的研究重点及难点：
进入21世纪后，作为传统产业的水泥行业，我国面临着金皮的结构调整和产业升级的重任，因而在政府的宏观政策导向下，我国的新型干法生产线如雨后春笋般发展起立，水泥生产也呈现阶梯增长。尽管目前我国的新型干法生产技术已经成熟，单因种种原因使已投产的新型预分解窑存在一些问题，久久不能达标达产，如果不引起重视，必影响效益
1.生料均化系统的不合理：如石灰石，煤，入窑生料质量波动较大，省掉预均化库与均化库；或者上一个建议的预均化库；或者预均化库容量小，造成投产后产品质量波动大
2.设备问题，包括身背的选型和各主要设备的工艺布置不合理
3.热耗问题：目前我国1000-2500t/d的预分解窑设计热耗指标一般在3135-3344j/kg,但实际上大部分厂达不到设计值，而世界先进水平是2926j/kg，差距明显。

四、 设计（论文）研究方法及步骤（进度安排）：
2013年10月-2013年11月中 确定课题题目，查阅资料，完成开题报告
2013年11月-2013年12月底 设计计算，收集相关设备与设计资料
2014年1月-2014年2月底 编写设计说明书初稿和设备初稿
2014年3月-2014年4月底工艺布置设计，制图
2013年5月10号 完善·修正设计说明书与设备表，完成课题所需全部文件

五、 进行设计（论文）所需条件：
本设计所选用参考图书
1 水泥厂工艺设计概论，中国建筑工业出版社
2 水泥工艺学，沈成等编著，武汉工业大学出版社
3 水泥厂工艺以设计手册，中国建筑工业出版社
4 立窑水泥厂工艺设计手册，中国建筑工业出版社
5 硅酸盐热工过程及设备，高等教育出版社
6 机械立窑，中国矿业大学出版社
在李坦平指导老师带领下以及学校各方面的支持

湖南工学院毕业设计(论文)工作进度检查表
题目
日产5000吨水泥熟料生产线生料立磨车间工艺设计
学生姓名
刘磊
班级学号
10701540116
专业
无机非金属材料
指
导
教
师
填
写
学生开题情况

学生调研及查阅文献情况

毕业设计（论文）原计划有无调整

学生是否按计划执行工作进度

学生是否能独立完成工作任务

学生的英文翻译情况

学生每周接受指导的次数及时间

毕业设计（论文）过程检查记录情况

学生的工作态度在相应选项划“√”
□认真
□一般
□较差
尚存在的问题及采取的措施（从教务系统中打印6次指导记录）：

指导教师签字： 年 月 日
学院意见：

负责人签字：
年 月 日
湖南工学院2014届毕业设计（论文）指导教师评阅表
学院： 材料与化学工程学院 专业：无机非金属材料
学生姓名
刘磊
学 号
10701540116
班 级
1001
专 业
无机非金属材料
指导教师姓名

课题名称
日产5000吨水泥熟料生产线生料立磨车间工艺设计
评语：（包括以下方面，①学习态度、工作量完成情况、材料的完整性和规范性；②检索和利用文献能力、计算机应用能力；③学术水平或设计水平、综合运用知识能力和创新能力；）

是否同意参加答辩：
是□ 否□
指导教师评定成绩
分值：
指导教师签字：
年 月 日
湖南工学院毕业设计（论文）评阅评语表
题　　目
日产5000吨水泥熟料生产线生料立磨车间工艺设计
学生姓名
刘磊
班级学号
10701540116
专业
无机非金属材料
评阅
教师姓名

职称

工作单位

评分内容
具 体 要 求
总分
评分
开题情况
调研论证
能独立查阅文献资料及从事其他形式的调研，能较好地理解课题任务并提出实施方案，有分析整理各类信息并从中获取新知识的能力。
10

外文翻译
摘要及外文资料翻译准确，文字流畅，符合规定内容及字数要求。
10

设计质量
论证、分析、设计、计算、结构、建模、实验正确合理。
35

创新
工作中有创新意识，有重大改进或独特见解，有一定实用价值。
10

撰写质量
结构严谨，文字通顺，用语符合技术规范，图表清楚，书写格式规范，符合规定字数要求。
15

综合能力
能综合运用所学知识和技能发现与解决实际问题。
20

总评分

评阅教师
评阅意见

评阅成绩
总评分ⅹ20%
评阅教师签名

日期

湖南工学院毕业设计（论文）答辩资格审查表
题 目
日产5000吨水泥熟料生产线生料立磨车间工艺设计
学生姓名
刘磊
学    号
10701540116
专 业
无机非金属材料
指导教师

内容综述（对毕业设计或论文的研究步骤和方法、主要内容及创新之处进行综述，提出答辩申请）：

    申请人签名：
日期：

资  格  审  查  项  目
是
否
01
工作量是否达到所规定要求

02
文档资料是否齐全（任务书、开题报告、外文资料翻译、定稿论文及其相关附件资料等）

03
是否完成任务书规定的任务

04
完成的成果是否达到验收要求

05
是否剽窃他人成果或者直接照抄他人设计（论文）

指导教师签名：
毕业设计（论文）答辩资格审查小组意见：

符合答辩资格，同意答辩 □      不符合答辩资格，不同意答辩□

审查小组成员签名：  
    年    月    日

注：此表中内容综述由学生填写，资格审查项目由指导教师填写。
湖南工学院2014届毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表
学院： 材料与化学工程学院 专业：无机非金属材料
学生姓名
刘磊
学号
10701540116
班级
1001
答辩
日期

课题名称
日产5000吨水泥熟料生产线生料立磨车间工艺设计
指导
教师

成 绩 评 定
分值
评 定
小计
教师1
教师2
教师3
教师4
教师5
课题介绍
思路清晰，语言表达准确，概念清楚，论点正确，实验方法科学，分析归纳合理，结论严谨，设计（论文）有应用价值。
30

答辩
表现
思维敏捷,回答问题有理论根据，基本概念清楚，主要问题回答准确大、深入,知识面宽。
必
答
题
40

自
由
提
问
30

合 计
100

答 辩 评 分
分值：
答辩小组长签名：
答辩成绩a：
×20％＝
指导教师评分
分值：
指导教师评定成绩b：
×60％＝
评阅教师评分
分值：
评阅教师评定成绩c：
×20％＝
最终评定成绩：
分数： 等级：
答辩委员会主任签名：
年 月 日
说明：最终评定成绩＝a+b+c，三个成绩的百分比由各学院自己确定，但应控制在给定标准的10％左右。
日产5000吨水泥熟料生产线生料立磨车间工艺设计
摘 要

本设计任务是设计日产熟料5000吨的水泥厂。设计过程经过厂址的选择、全厂的布局、窑的选型、物料的平衡计算、各个车间工艺设计及主机选型、物料的储存和预均化、生料粉磨车间设计。
生料采用预化库储存，新型干法水泥生产技术，原料和燃料均采用预均化，粉磨采用立磨，烧成采用预分解窑并考虑了余热发电，出厂以散装为主，袋装为辅。

关键字：水泥 新型干法生产 生料粉磨 立磨

Nissan 5000 tons of cement clinker production line of raw materials vertical grinding workshop process design
ABSTRACT

This design task is to design nissan 5000 tons of cement clinker. Design process by selecting the site of factory, factory layout, kiln type selection, material balance calculation, each workshop process design and host selection, material storage and homogenization, raw meal grinding workshop design.
Raw materials adopt advance library storage, NSP cement production technology, raw materials and fuel adopt advance homogenization, grinding, most of them adopt vertical mill with precalcining kiln firing and considering the waste heat power generation, the factory is given priority to with bulk, bagged is complementary

Key words: cement NSP production raw meal grinding Vertical mill
vertical mill vertical mill

第一部分：总体设计
1 新型干法水泥生产的简述

1.1新型干法水泥生产的特点
新型干法水泥生产的特点主要表现在以下及反面
一 生料制备过程现代化
生料制备全过程广泛采用现代均化技术，使矿山的开采，原料的预均化、原料配料及粉磨、生料均化四个关键环节，相互衔接，形成生料制备全过程均化控制保证体系，迎合窑外分解技术，以及生产大型化对生料品质的严格要求。
二 设备高效
悬浮预热、预分解窑技术从根本上改变了物料预热、分解过程的传热状态，传热、传质迅速，大同度提高了热效率和生产效率。操作基本自动化，单位容积产量达 110 ～270kg /m2，劳动生产率可高达 1000 ～ 4000t/ 年·人。
三 装备的大型化
装备大型化,单机生产能力大，使单机产量大幅度提高，这样不仅减化了生产流程，减少了占地面积，也更便于管理和实现自动化，有利于降低生产成本和提高劳动生产率。
四 环保 低耗
采用高效多功能挤压粉磨、新型粉体输送装置大大节约了粉磨和输送能耗；悬浮预热及预分解技术改变传统回转窑内物料堆积态的预热和分解方法，熟料的煅烧所需要的能耗下降。为“清洁生产”和广泛利用废渣、废料、再生燃料及降解有害危险废弃物创造了有利条件。
五 生产控制自动化
新型干法水泥的生产过程环节多、连续性强，许多工序都是联合操作、相互影响、相互制约。对生产过程的自动控制具有反映灵敏、控制及时、调整精确等特点，是保证现代化连续性生产安全稳定运行所必不可少的工具，生产得规模越大，连续性越强，于生产稳定性的要求越高，实现生产自动化的必要性也越明显。
六 采用新型耐热、耐磨、耐火材料
新型干法水泥生产是以悬浮预热器和窑外分解技术为核心，把现代科学技术如原料预均化、生料均化、烘干粉磨、耐磨、耐火材料以及计算机、自控技术等等，广泛应用于水泥生产的全过程，使水泥生产具有高效、优质、低耗、符合环保要求及大型化、自动化等特征的现代水泥生产方法。
1.2 新型干法水泥生产的发展
新型干法水泥生产技术是20世纪50年代发展起来，到目前为止，日本、德国等发达国家，以悬浮预热和预分解为核心的新型干法水泥熟料生产设备率占95%，我国第一套悬浮预热和预分解窑1976年投产。该技术优点：传热迅速，热效率高，单位容积较湿法水泥产量大，热耗低。发展阶段：第一阶段，20世纪50年代-70年代初，是悬浮预热技术诞生和发展阶段。第二阶段，20世纪70年代初期，是预分解技术诞生和发展阶段。
一 新型干法技术的发展，使水泥生产装备的单机能力和性能的可靠性大大提高，而设备的大型化又是实现先进工艺技术的手段和途径。目前世界上已有日产10000~12000t的水泥熟料生产线和600t/h以上的生料磨，大型的现代化水泥生产线和生产企业，大大提高了水泥生产效率，降低了生产成本。
二 高效低压损预热器，理想流场的预分解炉，超短窑应用，三通道燃烧器，可控流第三代篦冷机，中低温余热发电，无烟煤资源利用，立磨、辊压机、辊筒磨终粉系统代替传统球磨，高效选粉机使用，机械输送取代气力输送，变频调速代替风门开度等等，在水泥工业生产中推广与应用。进入90年代以来，立磨及辊压机技术得到进一步发展
三 计算机控制技术、高速通讯技术、图形动态显示技术的飞速发展，为生产过程实现自动化操作管理提供了方便；DCS集散控制技术，QCS生料质量管理控制系统，回转窑模糊逻辑控制系统，磨机负荷控制系统，窑筒体温度检测系统等得到广泛应用。劳动定员大大地减少。
四 对水泥工业生产中产生的粉尘和有害气体的排放标准要求将更加严格，粉尘收集设备的效率可达到99.9%以上，排放量小于0.01%；而有害气体的排放标准在发展中国家要求小于100mg/Bm3，在发达国家已达到了50mg/Bm3。
虽然我国的新型干法水泥生产技术已达到国际较先进水平,但就整体上来看,还是存在很大的差距。要想使这一技术取得更大的进步,赶超发达国家的先进水平,就必须做到在努力提高新型干法生产的水泥所占的比例的同时,继续加强技术研发和信息化建设,鼓励企业自主创新,引进新技术,做好人才培养,不断推行优化设计。

2 配料方案的确定

2.1熟料率值的确定
水泥熟料是一种多矿物集合体，而这些矿物是由四种主要氧化物化合而成。因此，在生产控制过程中，不仅要控制熟料氧化物的含量，而且还应控制各氧化物之间的比例，即率值。这样，便可以方便的表示化学成分和矿物之间的关系，明确的表示出对水泥熟料的性能和煅烧的影响。因此在生产中，常用率值作为生产控制的一种指标。
目前我国采用的是石灰饱和系数KH、硅率SM和铝率IM三个率值。
KH
硅率和氧化物之间关系的数学式是：
SM
铝率的表达式是：
IM

确定KH=0.80～0.88，SM=1.9～2.3，IM=1.0～1.4
2.2熟料热耗的确定
水泥厂中影响熟料热耗的因素很多，国内系统热耗较高的主要原因是：结皮堵塞现象严重，还有设备故障比较频繁，从而导致窑的运转率不高。而国外水泥厂家通过采用低阻高效的多级预热系统，以及新型篦式冷却机和多通道喷煤管等先进工艺，降低了水泥生产的熟料热耗。
以上两个表可以看出，熟料烧成过程所消耗的烧成热耗与煅烧全过程有关，除涉及到原料、燃料性质和回转窑（包括分解窑）外、还与废气回收装置有关（各类预热器和余热锅炉、余热烘干等）和熟料余热回收装置（各类冷却机）等有关。结合《水泥厂设计概论》的相关要求后，综合考虑确定热耗为3100kJ/kg。
根据《新型干法水泥厂工艺设计手册》，见表2-1及表2-2.

表 2-1 国内部分预分解窑的规格和特性
厂名
设计能力
（t/d）
设计热耗
（kJ/kg熟料）
回转窑规格（m）
分解炉型式
分解炉规格（m）
冀东水泥厂
4000
3308
φ4.7×74
NSF
Φ8.2×11.6
宁国水泥厂
4000
3429
φ4.7×75
MFC
Φ6×16.5

表 2-2 国内部分预分解窑的规格和特性
窑型
熟料烧成热耗
窑型
熟料烧成热耗
kJ/kg熟料
Kg熟料
kJ/kg熟料
Kg熟料
湿法长窑
干法长窑
5000～5900
4600～5000
1200～1400
1100～1200
旋风预热器窑
预分解窑
3300～3600
3100～3300
180～850
740～780
2.3矿渣、石膏加入量的确定
矿渣的作用：矿渣是一种具有潜在水硬活性的材料，已成为水泥工业活性混合材的重要原料。具有扩大水泥品种，改进水泥性能，调节水泥标号，增加水泥产量，改善水泥安定性能等性能。
石膏的作用：一般水泥熟料磨成细粉后与水相遇会很快凝结，无法施工。掺加适量的石膏不仅可调节凝结时间，还能提高水泥的早期强度，降低干缩变形，改善耐蚀性，抗渗性，抗冻性等一系列性能。
混合材的活性较高时，可以适当增加混合材掺加量。熟料的标号越高，要求混合材含量就越多；反之则越少。水泥标号不同，强度的等级也不同，从而掺入的矿渣不同。水泥粉磨细度不同，比表面积不同，水泥的强度相应也有所差别，从而要求掺入的矿渣量也不同。根据国家标准GB175—2007，普通硅酸盐水泥掺加活性混合材不得超过15%，其中允许用不超过5%的窑灰或不超过10%的非活性混合材代替。综合考虑煤灰的加入和矿渣活性混合材等问题，确定矿渣的加入量为8%。
我国生产的普通水泥，其石膏掺量一般波动于SO3含量为1.5%～2.5%间。石膏中SO3含量为43.77%，由此算出石膏的掺量为3.4%～5.7%，本设计的石膏的加入量为5%。
3 物料平衡的计算

3.1 配料计算
3.1.1原料及燃料化学成分
1. 原料化学成分
表3-1 原料化学成分分析
原料
Loss
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO3
W
石灰石
39.58
3.33
1.43
0.69
51.30
1.21

2.00
粘 土
5.43
66.36
15.41
7.11
2.34
2.72

10.00
铁 粉
2.45
36.12
2.72
54.03
0.72

8.00
煤 灰

65.92
21.47
3.90
2.66
1.43

6.00
矿 渣

38.58
7.62
1.25
43.46
6.08

20.00
石 膏
14.94
3.48
0.25
0.14
34.88
0.76
43.77
2.00
2．燃料
表3-2 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)

表3-3 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

表3-4 煤的工业分析

应用基水分 /%
应用基低位热值/ kJ/kg
烧成用煤
7.46
22727
烘干用煤
5.46
21468

3生产损失：
表3-5 原材料生产损失
名称
石膏
矿渣
生料
水泥
生产损失/％
3
8
5
3
3.1.2煤灰掺入量的确定
参考表2-1及表2-2的数据并结合《水泥工艺厂设计概论》的相关要求，综合考虑后，确定本设计的熟料热耗q=3100kJ/kg熟料
根据公式求得：
==3.80%
式中：——熟料中煤灰掺入量，%；
q——单位熟料热耗，kJ/kg熟料；
——煤的应用基灰分含量，%；
S——煤灰沉落率，%，对于立窑和有完善除尘设备的回转窑可取100%；
——煤的应用基低位热值，kJ/kg干煤。
煤灰掺入量3.80%，则灼烧生料配合比为100%-3.80%=96.20%。
3.1.3计算干燥原料的配合比
设定干燥物料的配合比为：石灰石82.00%、粘土14.00%、铁粉4.00%，以此计算生料的化学成分，如表3-1所示。
表3-6 生料的化学成分
原料
配合比
烧失量
氧化硅
氧化铝
氧化铁
氧化钙
水
粘 土
14.00
0.76
9.29
2.16
1.00
0.33
1.40
石灰石
82.00
32.46
2.73
1.17
0.57
42.07
1.64
铁 粉
4.00
0.10
1.44
0.10
2.16
0.02
0.32
生 料
100
33.32
13.46
3.43
3.73
42.42
3.36
灼烧生料

20.19
5.14
5.59
63.62

煤灰掺入量3.80%，则灼烧生料配合比为96.20%。按此计算的熟料的化学成分，如表3-2所示。

表 3-7 熟料的化学成分
名 称
配合比
氧化硅
氧化铝
氧化铁
氧化钙
灼烧生料
96.20
19.42
4.94
5.38
61.20
煤 灰
3.80
2.50
0.82
0.15
0.10
熟 料
100
21.92
5.76
5.53
61.30
则熟料的率值计算如下：
0.81

计算的率值KH=0.81，SM=1.94,IM=1.04在设计的范围之内，所以配比合适
3.1.4 计算湿物料的配合比
原料的水分为：石灰石为2%，粘土为10%，铁粉为8%则湿原料质量配合比为：
湿石灰石=
湿粘土=
铁粉=
将上述质量比换算成百分比：
湿石灰石=
湿粘土=
铁粉=
3.2 物料平衡
3.2.1工厂生产能力
窑的台数的计算：
本设计采用周平衡法计算，参照冀东水泥厂，选用φ4.7×74m的回转窑，台时产量为208.33 t/台·h，本设计标定产量为209t/台·h。

式中 n——窑的台数；
Qd ——要求的熟料日产量（t/d）
Qh,l——所选窑的标定台时产量[t/(台·h)]
故本设计选用φ4.7×74m窑一台。
熟料周产量
Qw=168 Qh =168×209=35112 (t/周)
3.2.2原料消耗定额
（1）考虑煤灰掺入时，1t熟料的干生料理论消耗量：
==1.44（t/t熟料）
式中 KT——干生料理论消耗量（t/t熟料）；
l——干生料的烧失量（%）；
s——煤灰掺入量，以熟料百分数表示（%）。
（2）考虑煤灰掺入时，1t熟料的干生料消耗定额：
=（t/t熟料）
式中： K生——干生料消耗定额（t/t熟料）；
P生——生料的生产损失（%）。

（3）各种干原料消耗定额：
K原=K生x
式中： K原——各种干原料的消耗定额（t/t熟料）；
K生——干生料消耗定额（t/t熟料）；
x——干生料中该原料的配合比（%）。
K石灰石=K生x石灰石=1.52×0.82=1.25（t/t熟料）
K粘土=K生x粘土=1.52×0.14=0.21（t/t熟料）
K铁粉=K生x铁粉=1.52×0.04=0.06（t/t熟料）
(4) 干石膏消耗定额：
Kd=（kg/kg熟料）
式中： Kd——干石膏的消耗定额（kg/kg熟料）；
Pd——石膏的生产损失（%）。
(5)干矿渣消耗定额：
Ke=（kg/kg熟料）
式中： Ke——干矿渣的消耗定额（kg/kg熟料）；
Pe——矿渣的生产损失（%）。
(6)烧成用干煤消耗定额：
Q=(Q+25W)
=(22727+25×7.46) ×
=24760.64kJ/kg干煤
Kf1=×==0.13（kg/kg熟料）
式中： Kf1——烧成用干煤消耗定额（kg/kg熟料）；
q——熟料烧成热耗（kg/kg熟料）；
——干煤低位热值（kg/kg熟料）；
Pf——煤的生产损失（%），一般取3%；
Q——煤的应用基低位发热量（kg/kg熟料）；
W——煤的水分。
(7)湿物料消耗定额：
K湿= ==1