洛陽理工學院
課程設計說明書
課程名稱： 新型乾法水泥生產技術與裝置
設計課題： 5000t/d水泥熟料nsp窯的設計
專業： 無機非金屬材料工程
班級學號
姓名成績
指導教師（簽名
年月日課程設計任務書
設計課題：5000t/d水泥熟料nsp窯的設計
一、課題內容及要求：
1. 物料平衡計算
2. 熱平衡計算
3. 窯的規格計算確定
4. 主要熱工技術引數計算
5. nsp窯初步設計：工藝布置與工藝布置圖（窯中）
二、課題任務及工作量
1. 設計說明書（不少於1萬字，列印）
2. nsp窯初步設計工藝布置圖（1號圖紙1張，手畫）
三、課題階段進度安排
1.第15周：確定窯規格、物料平衡與熱平衡計算、主要熱工引數計算
2.第16周：nsp窯工藝布置繪圖
四、課題參考資料
李海濤. 新型乾法水泥生產技術與裝置[m].化學工業出版社
嚴生.新型乾法水泥廠工藝設計手冊[m].中國建材工業出版社
金容容.水泥廠工藝設計概論[m].武漢理工大學出版社
2011.5.3
設計原始資料
一、 物料化學成分（%）
二、煤的工業分析及元素分析
三、熱工引數
1. 溫度
a. 入預熱器生料溫度：50℃；
b. 入窯回灰溫度：50℃；
c. 入窯一次風溫度：20℃；
d. 入窯二次風溫度：1100℃；
e. 環境溫度：20℃；
f. 入窯、分解爐燃料溫度：60℃；
g. 入分解爐三次風溫度：900℃；
h. 出窯熟料溫度：1360℃；
i. 廢氣出預熱器溫度：330℃；
j. 出預熱器飛灰溫度：300℃；
2. 入窯風量比(％)。一次風(k1)：二次風(k2)：窯頭漏風(k3)＝10:85:5；
3. 燃料比(％)。迴轉窯(ky)：分解護(kf)＝40:60；
4. 出預熱器飛灰量：0.1kg/kg熟料；
5. 出預熱器飛灰燒失量：35.20％；
6. 各處過剩空氣係數：
窯尾αy＝l.05；分解爐出口αl＝1.15；預熱器出口αf＝1.40；
7. 入窯生料採用提公升機輸送；
8. 漏風：
預熱器漏風量佔理論空氣量的比例k4＝0.16；
分解爐及窯尾漏風（包括分解爐一次空氣量），佔分解爐用燃料
理論空氣量的比例k6＝0.05；
9. 袋收塵和增濕塔綜合收塵效率為99.9％；
10. 熟料形成熱：根據簡易公式（6－20）計算；
11. 系統表面散熱損失：460kj/kg熟料；
12. 生料水分：0.2％；
13. 窯的設計產量：5000t/d(或208.33t/h)。
四、其它
1、年平均氣溫 20℃ 2、當地氣壓 100258pa
相關資料及計算公式：
一、物料平衡、熱平衡計算
教材p206
物料平衡計算如下：、
（1）收入專案
燃料總消耗量(kg/kg)
其中，窯頭燃料量,分解爐燃料量。
生料消耗量、入預熱器物料量
a.幹生料理論消耗量
（根據水分及其他容易燒失揮發量列如下式子）
式中 a—燃料灰分參入量，100%
b.出電塵飛損量及回灰量
c.考慮飛損後幹生料實際消耗量
d.考慮飛損後生料實際消耗量
e.入預熱器物料量
`入預熱熱量=
1.563-0.402+0.100=1.663-0.402 kg/kg
入窯系統空氣量
a.燃料燃燒理論空氣量
根據其燃料中的元素分析 c,h,s需要消耗
故1kg固體煤燃料燃燒所需理論氧氣量量為:
因空氣的組分
燃料燃燒理論空氣量
==0.08960.10+0.2673.96+0.303 (0.35-7.91)
=6.157 (標準狀態)
=1.293=1.2936.157=7.961 kg/kg 煤
b.入窯實際幹空氣量
標準狀態）
其中，入窯一次空氣量、二次空氣量、三次空氣量及漏風量分別為：
c.分解爐從冷卻機抽空氣量
出分解爐混合室過剩空氣量
（標準狀態）
.分解爐燃料燃燒空氣量
標準狀態）
.窯尾過剩空氣量
1.05-1）6.1570.40
0.123 (標準狀態)
.分解爐及窯尾漏人空氣量
0.185
.分解爐冷卻機抽空氣量
=0.924+3.694-0.123-0.185
=4.310
d.漏人空氣量
預熱器漏人空氣量為
窯尾系統混入空氣總量為
全系統漏人空氣量為
支出專案
熟料：出預熱器廢氣量
a.生料中物理水含量
b.生料中化學水的含量
(以生料中高嶺石分解的水為生料中化學水的含量 )
----
102 36 =故
c.生料分解放出氣體量
=d.燃料燃燒生成理論煙氣量
（根據理論空氣量質量與煤中除最後的灰分之外的物質的質量之和為生成理論煙氣量質量）
e.煙氣中過剩空氣量
其中，有
f.總廢氣量
==出預熱器飛灰量
熱平衡計算如下。
（1）收入專案
燃料燃燒生成熱
燃料帶入顯熱
[0~60時熟料平均比熱容=1.154]
熟料帶入熱量
[0~50時，水的平均比熱容]
入窯回灰帶入熱量
[0~50時，回灰平均比熱容]
空氣帶入熱量
a.入窯一次空氣帶入熱量
[0~20時，空氣平均比熱容]
b.入窯二次空氣帶入熱量
[0~1100時，空氣平均比熱容]
c.入分解爐二次空氣帶入熱量
[0~900時，空氣平均比熱容]
d.系統漏風帶入熱量
[0~20時，空氣平均比熱容]
總收入熱量
（2）支出專案
熟料形成熱的計算
a. (單位熟料熱耗q取值為3200)
b.蒸發生料中水分耗熱量
（50時，水的汽化熱）
廢氣帶走熱量
[0~330時，各氣體平均比熱容（標準狀態下）：出窯熟料帶走熱量
[0~1360時，熟料平均比熱容]
出預熱器飛灰帶走熱量
[0~300時，飛灰平均比熱容]
系統表面散熱損失
支出總熱量為
（3）列出收支熱量平衡方程式
73.291+32566.9 41=3960.13+4054.364
求得0.1363
即燒成1kg熟料需要消耗0.1363kg燃料。求得燃料消耗
量後，即可列出物料平衡和熱量平衡表（如下）並計算一些主要熱工技術引數
物料平衡表
熱量平衡表
二、窯的計算
1.窯的規格
⑴ 表示方式
фd×l（m） 如：ф5×74（m）
d——迴轉窯筒體直徑，m
l——迴轉窯筒體長度，m
⑵ 迴轉窯規格確定
確定迴轉窯尺寸的大體步驟如下：先根據設計任務書要求的生產能力用經驗公式計算出其初步結果，將該初步的計算結果與生產中同型別窯進行比較並作出適當的調整，再用窯內風速、窯內燃燒帶截面積熱負荷等有關的技術指標進行核實。一般來說迴轉窯的窯尾實際風速不應超過10 m/s，對於窯徑大於４ｍ的迴轉窯，其內燃燒帶的標態風速不應大於2nm/s。
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