洛阳理工学院课程设计说明书课程名称：新型干法水泥生产技术与设备设计课题：5000t/d水泥熟料NSP窑的设计专业：无机非金属材料工程班级：学号：姓名：成绩：指导教师（签名）：年月日课程设计任务书设计课题：5000t/d水泥熟料NSP窑的设计一、课题内容及要求：1.物料平衡计算2.热平衡计算3.窑的规格计算确定4.主要热工技术参数计算5.NSP窑初步设计：工艺布置与工艺布置图（窑中）二、课题任务及工作量1.设计说明书（不少于1万字，打印）2.NSP窑初步设计工艺布置图（1号图纸1张，手画）三、课题阶段进度安排1.第15周：确定窑规格、物料平衡与热平衡计算、主要热工参数计算2.第16周：NSP窑工艺布置绘图四、课题参考资料李海涛. 新型干法水泥生产技术与设备[M].化学工业出版社严生.新型干法水泥厂工艺设计手册[M].中国建材工业出版社金容容.水泥厂工艺设计概论[M].武汉理工大学出版社2011.5.3设计原始资料一、物料化学成分（%）二、煤的工业分析及元素分析三、热工参数1. 温度a. 入预热器生料温度：50℃；b. 入窑回灰温度：50℃；c. 入窑一次风温度：20℃；d. 入窑二次风温度：1100℃；e. 环境温度：20℃；f. 入窑、分解炉燃料温度：60℃；g. 入分解炉三次风温度：900℃；h. 出窑熟料温度：1360℃；i. 废气出预热器温度：330℃；j. 出预热器飞灰温度：300℃；2. 入窑风量比(％)。
一次风(K1)：二次风(K2)：窑头漏风(K3)＝10:85:5；3. 燃料比(％)。
回转窑(Ky )：分解护(KF)＝40:60；4. 出预热器飞灰量：0.1kg/kg熟料；5. 出预热器飞灰烧失量：35.20％；6. 各处过剩空气系数：窑尾αy ＝l.05；分解炉出口αL＝1.15；预热器出口αf＝1.40；7.入窑生料采用提升机输送；8.漏风：预热器漏风量占理论空气量的比例K4＝0.16；分解炉及窑尾漏风（包括分解炉一次空气量），占分解炉用燃料理论空气量的比例K6＝0.05；9. 袋收尘和增湿塔综合收尘效率为99.9％；10. 熟料形成热：根据简易公式（6－20）计算；11. 系统表面散热损失：460kJ/kg熟料；12. 生料水分：0.2％；13. 窑的设计产量：5000t/d(或208.33t/h)。
四、其它1、年平均气温 20℃2、当地气压 100258Pa相关资料及计算公式：一、物料平衡、热平衡计算物料平衡图热量平衡图（1）收入项目①燃料总消耗量m r (kg/kg)其中，窑头燃料量m K m r y yr =,分解炉燃料量m K m r F Fr =。
②生料消耗量、入预热器物料量 a.干生料理论消耗量（根据水分及其他容易烧失挥发量列如下式子）m m L A m m r rs ar r gsL a 401.0560.188.35100171.25100100100-=-⨯⨯-=--=式中 a —燃料灰分参入量，100%b.出电尘飞损量及回灰量kg kg m m fh Fh /0001.0)999.01(1.0)1(=-⨯=-=η kg kg m m m Fh fh yh /10.00001.01.0=-=-=c.考虑飞损后干生料实际消耗量88.351002.35100001.0401.0560.1100100--⨯+-=--+=m L L m m m rs fh Fh gsl gs kg kg m r /401.0560.1-= d.考虑飞损后生料实际消耗量kgkg m m w m m rr s yss /402.0563.12.0100100)401.0560.1(100100-=-⨯-=-=e.入预热器物料量`入预热热量=m m yh s +=1.563-0.402m r +0.100=1.663-0.402m r kg/kg ③入窑系统空气量 a.燃料燃烧理论空气量根据其燃料中的元素分析 C,H,S 需要消耗o 2 kg Kmol oO S H C Var ar ar ar 100/)323221212(*-+⨯+=故1kg 固体煤燃料燃烧所需理论氧气量Vo 02量为:1004.22)32132412(1004.22*22⨯-++=⨯=O S H C VV ar ar ar ar o o 因空气的组分 79:21:22=N O燃料燃烧理论空气量 21100'2⨯=VV o lk=)(033.0267.0089.0O S H C ar ar ar ar -++=0.089⨯60.10+0.267⨯3.96+0.303⨯(0.35-7.91)=6.157 kg m /3 (标准状态)m lk '=1.293V lk '=1.293⨯6.157=7.961 kg/kg 煤b.入窑实际干空气量m m K V m V V r r y lk y yr lk y yk 40.0157.605.1''⨯⨯===αα=kg m m r/586.23（标准状态）kg kg m m V m rrykyk/344.3586.2293.1293.1=⨯==其中，入窑一次空气量、二次空气量、三次空气量及漏风量分别为： V V K V yk yk yk 10.011== V V K V yk yk yk 85.022== V V K V yk yk yk 05.033== c.分解炉从冷却机抽空气量○a 出分解炉混合室过剩空气量 m m m V V rr r lk L 924.0157.6)115.1()1('1=⨯-=-=αkg m /3（标准状态）○b .分解炉燃料燃烧空气量m m K V m V V r r F lk Fr lk 60.0157.6''2⨯====kgmm r3694.3 （标准状态）○c .窑尾过剩空气量 m K V m V V r y lk y yr lk y ''3)1()1(-=-=αα=（1.05-1）⨯6.157⨯0.40⨯m r =0.123m r kgm3(标准状态)○d .分解炉及窑尾漏人空气量 m m K V K m V K V r r F lk Fr lk 60.0157.605.0'6'64⨯⨯====0.185m r kg m /3○e .分解炉冷却机抽空气量 V V V V V k F 43212--+==0.924m r +3.694m r -0.123m r -0.185m r =4.310m r kg m 3d.漏人空气量预热器漏人空气量为kgmm m m V K V r r r lk 3'45985.0157.616.0=⨯==窑尾系统混入空气总量为)(170.1985.0185.03542标准状态kgmm m m V V V r r r lok =+=+=全系统漏人空气量为)(299.1170.1586.205.0321标准状态kgmm m m V V Vrr r lok lok lok=+⨯=+= kg kg m m V m r r lok lok /680.1299.1293.1293.1=⨯==⑵ 支出项目①熟料：kg m sh 1=②出预热器废气量 a.生料中物理水含量kg kg m m wm m r r ssws 001.0003.01002.0)402.0563.1(100-=⨯-==)(001.0004.0804.0001.0003.0804.03标准状态kgm m m mVrrwsws-=-==b.生料中化学水的含量(以生料中高岭石O H O Si O Al 223222••分解的水为生料中化学水的含量 ) O H O SiO Al 223222••--O Al 32--O H 22102 36O Al s 32 O H s2O H s2=O Al OAl ss323200353.010236=⨯ 故kgkg m m O Al m m rr sgs hs 004.0017.003.3)401.0560.1(00353.000353.032-=⨯-⨯==)(005.0021.0804.0004.0017.0804.03标准状态kgm m m mVrrhshs-=-==c.生料分解放出CO 2气体量42.353.404429.0564468.44222=⨯+⨯=+=MM MgO M M CaOCO MgOsCaO sco co10020.350001.010042.35)4011.0560.1(10010022⨯-⨯-=-=m L m CO m m rfhff gs sco =kgm m r3142.0552.0-)(072.0279.0977.1142.0552.0977.1322标准状态kgcocomm m m V rrss-=-==d.燃料燃烧生成理论烟气量)(122.110010.60124.22100124.2232标准状态kgco mm m m C V r r r ar r=⨯=⨯=m m m N m V V rr r ar r rlk rN10097.0284.22157.679.0100284.2279.02⨯+⨯=+= )(872.43标准状态kgmm r=m m W H V rr ar ar rH)10000.1184.2210096.324.22(100184.2210024.22O2⨯+⨯=⨯+⨯= =)(456.03标准状态kgmm r)(002.010035.0324.22100324.2232标准状态kgSO mm m m S V rr r ar r=⨯=⨯=m VVVVVr rrO rrrSO H N CO )002.0456.0872.4122.1(2222+++=+++==)(452.63标准状态kgmm r（根据理论空气量质量与煤中除最后的灰分之外的物质的质量之和为生成理论烟气量质量）)(704.8)10071.251961.7()1001(3'标准状态kgmm m m A m m rr rarlk r=-+=-+=e.烟气中过剩空气量)(463.2157.6)140.1()1(3'标准状态kgmm m m V Vrr r lk f k=⨯-=-=α)(185.3293.1463.2293.13标准状态kgm m m Vm rr kk=⨯=⨯=其中，有)(946.1463.279.079.032标准状态＝kgN mm m V V rr kk=⨯=)(433.24.2228946.14.222822标准状态kgkgN N m V m r kk =⨯=⨯=)(517.0463.221.021.032标准状态kgOmm m V V rr kk=⨯==kgkgO O m V m r kk 739.04.2232517.04.223222=⨯=⨯=f.总废气量V V V V V SO O N CO f 2222+++==004.0()946.1872.4()122.1072.0279.0(++++-m m m m r r r rm m m m m r r r r r 002.0517.0)456.0005.0021.0001.0+++-+- =)(837.8304.03标准状态kgmm r +③出预热器飞灰量kgkgm fh 100.0=热平衡计算如下。