水泥粉磨车间初步设计说明书.doc

目录
1 水泥厂粉磨车间设计依据 2
1.1 设计依据 2
1.2 设计指标 2
2 粉磨系统的选择 2
2.1 粉磨系统拟定依据 2
2.1.1 流程比较 2
2.1.2 各种闭路粉磨系统的比较 2
2.1.3 选粉设备方案比较 3
2.1.4 收尘系统的选择 3
2.1.5 配料系统方案比较 3
2.2 粉磨系统的选择 3
3 水泥厂粉磨车间设备选型 4
3.1 磨机的选择 4
3.2 选粉机的选型 5
3.3 除尘设备的选型计算 5
3.4 粉磨车间附属设备选型计算 6
4 工艺设备表 8
5 参考资料 8
5.1 重要设计参考书 8
5.2 重要设计参考图 8
6 设计心得 8

1 水泥厂粉磨车间设计依据
1.1 设计依据
生产水泥的品种、强度等级P·O 42.5级水泥
水泥年平衡产量500000t/年
入磨物料粒度≤25mm
规定出磨水泥细度3-5%（4900孔筛筛余）
粉尘排放标准≯50mg/Nm3
所选的掺和材为粉煤灰，掺量为15%
入料温度设为常温25℃（采用通风降温措施）
1.2 设计指标
水泥年产量为536550t/y，满足生产规定
水泥细度为6%—8%，可通过其他一些措施来提高细度
粉磨水泥的电耗为34.9kwh/t，现行的球磨机闭路系统的电耗标准为34-36kwh/t，电耗量比较合理。
2 粉磨系统的选择
2.1 粉磨系统拟定依据
2.1.1 流程比较
粉磨系统可以分为两大类型：开路系统和闭路系统。
开路系统流程简朴，设备少，投资低，操作简朴，但是物料必须所有达成产品的细度才干出磨，当有产品的细度规定期，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，减少粉磨效率，增大电耗。闭路系统与开路系统相比可以消除过粉磨现象，提高产量，同时闭路系统兼有产品细度均匀等一系列的优点，考虑到节能以及产品质量需求的提高，现代水泥工厂常采用一级闭路粉磨系统。
2.1.2 各种闭路粉磨系统的比较
常见的闭路粉磨系统重要有中部卸料粉磨系统和尾部卸料粉磨系统等。中部卸料粉磨系统运用磨机中部的卸料仓周边卸料，烘干热风从磨头、磨尾两路进入，其烘干能力较尾卸磨大，故可磨制水分较大的物料，但其机械设计及维修较为复杂。对于尾部卸料粉磨系统，由于尾卸磨隔仓板限制了磨内的通风量，其烘干能力差，故仅适合磨制水分较低的物料。本次设计是拟定水泥粉磨车间的工艺流程，且规定设备方便维修，故采用尾部卸料提高粉磨系统。
2.1.3 选粉设备方案比较
目前，选粉机的类型重要有以下几种：通过式选粉机、离心式选粉机、旋风式选粉机和高效选粉机。通过式选粉机重要应用于风扫式磨机的粗分离；离心式选粉机结构简朴，设备费用低，安装空间小，运转可靠，但产品细度的调节范围窄，需大幅度调节时要停机进行，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，选粉效率较高，但设备占用空间大，单位产品的设备投资和电耗较高；O-sepa选粉机效率高，可较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，机体小，重量轻，维修简朴。本工艺从节约能源，保证水泥质量与提高水泥产量三方面入手，选择O-sepa高效选粉机。
2.1.4 收尘系统的选择
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、结构简朴、操作维护方便、入口允许含尘浓度高、清灰效果好等优点，且可不断机检修。能直接解决立磨和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。
2.1.5 配料系统方案比较
物料配料入磨重要有磨头仓配料和库底配料两种形式。磨头仓配料是在磨头设立配料小仓分仓备料，集中配料入磨。这种布置有助于集中控制，可以及时调整流量和配合比；库底配料是在各种物料库底分别设立计量配料设备，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，不需要再设中间储仓。这种布置形式可以简化工艺流程。考虑到设计规定工艺流程简朴，故采用库底配料。
2.2 粉磨系统的选择
在设计条件充足的情况下，还应充足考虑选用预粉磨系统，采用预粉磨系统可以在保持同样年产量的情况下，减小球磨机的型号，并且对球磨机的运用更合理，粉磨效果更好，但本次设计的资料不充足，时间紧迫，考虑到设备成本等问题，未选用预粉磨系统。
综合以上诸多考虑，本次课程设计采用尾卸提高循环粉磨系统。其流程图如下所示：
其中，实线代表物料流，虚线表达气体流。
此系统的特点是可将大量新鲜空气引入选粉机内，所有选粉气流均被抽至能解决含尘浓度500—1000g/Nm3的高效收尘器中分离。因此既不需要一次收尘的旋风筒，如用于水泥粉磨也不需要专门的水泥冷却器，具有工艺流程简朴，能耗低和产品温度低的特点，是节能和减少水泥温度的抱负系统。其中，物料从磨头喂入，经粉磨后从磨尾卸出，由提高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水泥产品。
3 水泥厂粉磨车间设备选型
3.1 磨机的选择
(1) 磨机规定生产能力计算
根据《水泥厂工艺设备概论》第43页，水泥磨闭路系统年运用率<0.82，先预选年运用率η=0.82,再根据设计任务书,规定水泥年平衡产量Q=500000t/年,可以得出磨机的小时产量 G=Q/(8760η)= 500000/(8760×0.82) =69.6 t/h 。
(2) 磨机的规格及性能
根据《水泥厂工艺设计实用手册》第139页，结合磨机的生产能力及以往的经验,拟选磨机φ3.5m×11m，有效容积V=93.8 m3，转速n=16.5r/min，有效直径为D=3.3m，研磨体装载量G=152t,中心传动。
(3) 磨机功率计算
N0=0.2×V×D×n×(G/V)0.8
=0.2×93.8×3.3×16.5×(152/93.8)0.8
=1502.9kw
根据《水泥厂工艺设计概论》第94页，k2=1.0 ~1.10 ，取k1=1.25, k2=1.06
磨机电动机功率
N=k1k2N0
=1.25×1.06×1502.9
=1991.34kw
主电动机选型为感应同步,电压6000V，功率2023kw，转速600r/min。
(4) 磨机生产能力计算
根据《水泥厂工艺设计概论》第97页，qη=46 ~48，取qη=47。
Q=0.2DVn(G/V)0.8qη/1000
=0.2×3.3×93.8×16.5×(152/93.8)0.8× 47/1000
=70.6t/h
(5) 磨机系统工作制度
根据其他工厂同类型同型号磨机的生产能力，磨机φ3.5m×11m的水泥产量为65-70t/h，标定φ3.5m×11m的水泥产量为70t/h。
磨机的运用系数：
η=Ｇy/(GH标×8760)
=500000/(70×8760)
=0.815（与预选相符）
磨机的工作制度应采用三班制，8小时一班，一年365天计。一年365天，除去设备检修时间，平均天天工作21个小时。
磨机的年产量Q=70×21×365=536550t/y>500000t/y
3.2 选粉机的选型
根据磨机产量为70t/h，查《水泥厂工艺设计实用手册》第190页，O-sepa选粉机选用N1500，空气量1500m3/min，电动机功率30-130kw,选择功率110kw，转速120-260r/min，选用转速240r/min，最大喂料量270t/h。
电动机选型为Y315M3-8，额定功率110kw，转速740r/min。
3.3 除尘设备的选型计算
（1） 选粉机的解决风量
1500×60=90000m3/h
根据《水泥厂工艺设计实用手册》第203页，选用气箱式脉冲袋式收尘器，型号PPCS96-2×7，解决风量94100m3/h，总过滤面积1308m2，净过滤面积1251m2 ,室数14，滤袋总个数1344，规格φ130mm×2450mm。
收尘器清灰所需高压气源由水泥厂空压站统一提供。
（2） 露点温度与防止结霜的措施
由于入磨物料具有一定的水分，在粉磨过程中形成水蒸气，使出磨气体中含湿量增长，当出磨气体温度减少到一定值时，气体中水蒸气达成饱和状态，此时的温度称为“露点”。如温度继续下降，气体中水蒸气就会冷凝，在除尘系统中析出凝结水，导致收尘系统的堵塞，故应采用防结露措施。本设计过程中采用磨尾增设锁风措施，并尽也许使设备密封，减少冷空气进入除尘系统，磨内通风，及时除去水蒸气。冬天还要注意采用保温措施。
3.4 粉磨车间附属设备选型计算
（1） 风机
磨内通风量的计算：
根据《水泥厂工艺设计概论》第95页和第98页，φ=0.30-0.36 ，w =0.3-0.7 m/s取φ=0.33，w =0.6m/s。
V = π/4×D2i×w(1-φ)×3600
=2826×D2i×w×（1-φ）
=2826×3.32×0.6×（1-0.33）
=12377.88m3/h
按上式算出的磨机通风量，尚需要考虑增长15%~30%的漏风量和储备能力，作为选择风机风量的依据。一般情况下，一级除尘系统排风机的风压约为2.0~3.8KPa。
排风机的风量：
Q排=1.2Q=1.2×90000=108000m3/h
根据《水泥厂工艺设计实用手册》第838页，选用9-26型（NO.16D）离心通风机，转速1450r/min ,序号6，全压14.03kPa，流量114304m3/h。
风机电动机型号JSO-158-4,功率850kw。
（2） 提高机
提高机提高能力：
根据《水泥厂工艺设计概论》第110页，K=1.2~1.3,L=150~300%,选择K=1.24，L=240%。
G提 =K（1+L）G
=1.24×（1+2.4）×70
=295.12t/h
=236.1m3/h
其中，水泥密度取ρ=1.25t/m3。
根据《水泥厂工艺设计实用手册》第1020页，选用斗式提高机，型号TH800sh，料斗型式深斗，输送量240m3/h，根据提高距离选用TH800sh-Y18J6右-23.9。中部外壳尺寸1600×1000，循环负荷率240%。
斗式提高机电动机型号Y200L1-6，功率18.5kw，转速970r/min。
斗式提高机减速器型号JZQ650—Ⅶ—6Z。
（3） 螺旋输送机
根据Q=70t/h,查《水泥厂工艺设计实用手册》第1037页，选用LS400×20×71-M2型螺旋输送机输送细粉，输送量62 m3/h；选用LS630×15×50-M2型螺旋输送机输送粗粉，输送量140m3/h。考虑到循环负荷率为240%且粗粉输送过程中输送粒径大，磨损量较大，损耗较细粉输送大，故其螺旋直径型号选择较大，转速低，减少损耗。效率η为0.90-0.94，取η=0.92。
LS400×20×71-M2型功率及电机功率计算：
P =IM×（λL+H）/367+D×L/20
=70×（3.2×20+0）/367+0.400×20/20
=12.61kw
P电=P/η=12.61/0.92=13.71kw
选用电动机Y160M2-2，额定功率15kw，转速2930r/min，重量125kg。
LS630×15×50-M2型功率及电机功率计算：
P=IM×（λL+H）/367+D×L/20
=175×（3.2×15+0）/367+0.630×15/20
=23.36kw
P电=P/η=23.36/0.92=25.39kw
选用电动机Y200L1-2，额定功率30kw，,转速2950r/min，重量240kg。
（4） 带式输送机的选择
原料入磨时由于输送量较大，输送距离较长，故采用带式输送机。此外，带式输送机还具有运转费用低，操作维修简朴，合用范围广等优点。根据《水泥厂工艺设计实用手册》第919页，选择带宽500mm，带速0.8m/s，16°倾角（不超过20°），型号DTⅡ01A0122，电动滚筒胶带输送机。
（5） 各种管道阀的选择
① 卸灰阀（2个）
根据《水泥厂工艺设计实用手册》第1222页，选择GLF-C型星形卸灰阀，用于水泥细粉出料时袋式收尘器与螺旋输送机之间，起调节、卸料、连接作用。
② 重锤锁风阀（3个）
根据《水泥厂工艺设计实用手册》第1225页，选择重锤锁风阀ZFSX-Ⅰ型。分别用于磨机与提高机连接处，提高机与O-sepa选粉机连接处，及选粉机与螺旋输送机连接处。（直径500，H=760）
③ 调节阀（1个）
根据《水泥厂工艺设计实用手册》 第1214页，选择 STF-Ⅱ型矩形调节阀，用于排风机与袋式收尘器之间，调节通风量。（500×500型）
（6） 检修设备
为缩短磨机检修时间，提高设备运用率，减轻检修工作的劳动强度，在磨机上方设立检修用电动葫芦是必要的，该电动葫芦重要用于吊装磨机的研磨体、衬板、隔仓板等易耗的磨损件。
对于非经常维修的磨机传动装置等一般以检修吊钩解决，每个楼层设立检修孔，方便维修。
4 工艺设备表
参见附表
5 参考资料
5.1 重要设计参考书
［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
5.2 重要设计参考图
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。
6 设计心得
再一次迎来了课程设计，本学期的课程设计是关于水泥粉磨车间的初步设计，算是贴切专业的一次设计工作。虽然专业相关度比较大，但是由于缺少相关方面知识的积累，设计工作做起来还是有比较大的难度。
李老师在作了一节课的课程设计介绍以及注意事项后，便开始完毕我们的课程设计任务，虽然可以使用CAD作图，但是没有学习过相关的软件操作，一切都是从头开始，所以存在一定的时间花费的问题。我的计划是从设计书开始，到设备表到CAD图再到纸质的大图，五张装配图分为一张A1一张A2。前期的设计书中就碰到了一个问题，由于相同的设计规定设计条件，所以大多数同学的设备选型都大体相近，所以课程设计的模板为我们节省了很多设计时间，可以诶后面的作图留出足够的时间。耗时两天完毕设计书和装配图之后，便开始进行CAD图和手工图的设计装配。
通过这一段时间的课程设计，了解到了很多关于水泥粉磨车间的相关设备以及选型，学会了变通的使用设备，以完毕生产任务以及最佳的装配设计，更重要的是锻炼了我们看图识图作图的能力，为以后从事相关工程任务奠定了基础。