第7章水泥制成车间工艺设计7.1水泥的制成水泥制成是水泥制造的最后工序，也是耗电做多的工序。

其主要功能是将按照一定比例配合好的水泥熟料、混合材料和缓凝剂粉磨至适宜的细度，增大其比表面积，加速水化速率，满足水泥浆体凝结硬化的要求。

目前，水泥的粉磨主要采用辊压机或立磨与球磨机组成的预粉磨系统；立磨终粉磨系统则是水泥粉磨发展方向；筒辊磨终粉磨系统也得到一定应用。

对于辊压机预粉磨系统来说，辊压机、球磨机和选粉机之间有多种组合形式，比较常见的是联合粉磨系统和半终粉磨系统。

本次设计采用国内应用较多的联合粉磨系统，其工艺流程见图7-1所示。

图7-1 水泥联合粉磨系统工艺流程图在该系统中，辊压机与V型选粉机组成一个圈流系统，其工艺过程为：来自配料站的物料以及出辊压机的物料由循环斗提和上料皮带送至V型选粉机，选出的细粉经过旋风筒分离后进入水泥磨，而粗粉回稳流仓，经辊压机粉磨后经出料皮带进入循环斗提，然后重复上述过程。

出旋风筒的含尘气体一部分在循环风机、V型选粉机和旋风筒中循环；一部分作为O-Sepa选粉机的一次风。

水泥磨与O-Sepa选粉机组成另一个圈流系统，其工艺过程为：经旋风筒分离的细粉和O-Sepa选粉机分离的粗粉进入球磨机进行粉磨，出磨水泥经出磨斜槽、出磨斗提和输送斜槽送至O-Sepa选粉机，选出的粗粉重新入磨；出选粉机的含尘气体经系统袋式收尘器净化后排入空气，收下的细粉即为水泥成品。

出磨含尘气体经磨尾袋收尘器净化后排入空气，而收下的物料同出磨水泥一起被送入选粉机。

6.2制成车间主要设备选型6.2.1辊压机选型辊压机可根据其所要求的物料通过量进行选型，物料通过量可按式（7-1）进行计算，KL Q G R R )1(+==9.0 2.2)(1180+⨯=640 t/h （7-1）式中：G R —辊压机要求通过量，t/h ；Q —粉磨系统要求生产能力，t/h ；L R —辊压机的循环负荷，对联合预粉磨系统取2.2；K —通过量波动系数，取K=0.9。

选择RP170-120型辊压机，其主要性能参数如表7-1所示。

表7-1 RP170-120型辊压机主要性能参数6.2.2水泥磨选型在水泥联合粉磨系统的选型计算时，通常先确定辊压机的规格和功率。

因水泥新生成的比表面积是由辊压机和球磨机共同完成，在确定辊压机的规格和功率后，要根据成品产量和比表面积要求，采用以比表面积为基础的粉磨系统计算方法，确定球磨机的功率和规格。

（1）辊压机承担的比表面积辊压机承担的比表面积与辊压机实际功率成正比，可用式（7-2）计算， )/(G G G Z Q N S ⨯==0.8×1000×2/(180×0.005) = 1778 cm 2/g （7-2） 式（7-2）中，S G —辊压后的物料比表面积，cm 2/g ；N G —辊压机所需的实际功率，kW ，为装机功率的80%；Q —联合粉磨系统的台时产量，t/h ；Z G —辊压机表面功指数，kWh/(t·cm 2·g -1)，水泥联合粉磨系统的Z G 初取0.004～0.005 kWh/(t·cm 2·g -1)。

（2）球磨机功率与其承担的比表面积球磨机完成的粉磨比表面积S M 与所需球磨机实际功率N M 呈正比关系，关系式见式（7-3），k Z S Q N MM M ⨯'⨯⨯= （7-3） 式（7-3）中，M Z '—修正后球磨机表面功指数，kWh/(t·cm 2·g -1)；k —校正系数，取1.1。

其中：652A A A Z Z M M⨯⨯⨯=' （7-4） 公式（7-4）中，Z M —原料加工实验计算出的表面功指数，kWh/(t·cm 2·g -1)；A 2—球磨机直径系数（见表7-2）；A 5—粉磨系统修正系数；A 6—不同粉磨细度修正系数，3.16)3000/(S A =，S 为成品细度。

表7-2 磨机直径修正系数本设计球磨所需完成的比表面积为 G M S S S -==3400-1778=1622 cm 2/g当采用Φ4.2m 球磨机时，直径修正系数A 2取0.901；在闭路磨系统中，A 5取1；3.16)3000/(S A ==(3400/3000)1.3=1.18；Z M 取0.00817 kWh/(t·cm 2·g -1)（参照新安中联）。

则，652A A A Z Z M M⨯⨯⨯='=0.00817×0.901×1×1.18=0.00869 kWh/(t·cm 2·g -1) 将相关数据代入式（6-3），得到球磨机实际功率为：k Z S Q N M M M ⨯'⨯⨯==180×1622×0.00869×1.1=2790.8 kW考虑实际球磨机所需功率为装机功率的90%，因此磨机的装机功率为2790.8/0.9=3100 kW ，取整并考虑电机的额定功率等级，取装机功率为3550 kW 。

（3）球磨机长度的确定不同磨机磨径每米所需功率见表7-3。

本设计磨机直径为Φ4.2m ，则其长度为：L =2790.8/230=12.13 m ，故选Φ4.2m×13m 双仓球磨。

其主要性能参数见表7-4。

表7-3 不同磨径每米所需功率表7-4 Φ4.2m×13m 水泥磨主要性能参数6.2.3确定系统中其它主机设备规格 （1）出辊压机斗式提升机选型出辊压机斗提的提升能力M d 按式（7-5）计算，C k M M d g d +⨯==710×1.2+180=1032 t/h （7-5） 式中：M d —辊压机最大通过量，t/h ；C —水泥粉磨系统进料量，t/h ；k d —斗提选型备用系数，此处选1.2。

出辊压机斗式提升机选用NSE1000×42300 mm 型，其主要性能参数见表7-5所示。

表7-5 NSE1000×42300 mm 型斗式提升机主要性能参数（2）V 型选粉机选型本设计要求V 型选粉机的带料能力为180 t/h ，所以选用VRP1000型选粉机，其主要性能参数见表7-6所示。

表7-6 VRP1000型选粉机主要性能参数（3）旋风筒选型旋风筒的主要作用是对出V 型选粉机的风进行收尘，其所处理的风量Q v 可按式（6）进行计算，v d g v b C k M Q /)(1000+⨯⨯==1000×(710×1.2+180)/4.5=229333 m 3/h （7-6） 式中，b v —V 型选粉机内的固气比，kg/ m 3，一般取4～4.5 kg/m 3。

计算值与所选V 型选粉机的选粉风量一致。

根据要求，选取2-Φ3700双旋风分离器，其主要性能参数见表7-7所示。

表7-7 Φ3700双旋风分离器主要性能参数（4）V 型选粉机选型后循环风机选型当选用V 型选粉机作为分级设备时，需配套循环风机。

风机所需处理风量为229333 m 3/h ，风机静压P （Pa ）的计算见式（7-7），∑==ni i P P 1α （7-7）式中，P —系统中各部分的压损，Pa ；α—风机静压选型备用系数，一般取1.0～1.2。

本设计旋风收尘器、V 型选粉机压损分别取1500 Pa 和1800 Pa ，管道阻力损失考虑为500 Pa ，循环风机静压为：∑==ni i P P 1α=1.05×(1500+1800+500)=3990 Pa 根据要求，V 型选粉机后循环风机选取型号为SL4-73 No.21F 的风机，其主要性能参数见表7-8所示。

表7-8 SL4-73 No.21F 型风机主要性能参数（5）出磨斗式提升机选型出磨斗式提升机的提升量M m （t/h ）依照式（7-8）进行计算，m m m k C L M ⨯⨯==3.2×180×1.2=691.2 t/h （7-8） 式中，L m —水泥磨循环负荷，在联合粉磨中取2～3.5；k m —斗式提升机的选型储备系数，取1.2。

则本设计出磨斗式提升机所要求的提升能力为：选择NSE700×33650 mm 型斗式提升机，其主要性能参数见表7-9所示。

表7-9 NSE700×33650mm 型斗式提升机主要性能参数（6）水泥磨高效选粉机选型水泥磨采用O-Sepa 高效选粉机，其选粉风量Q s （m 3/h ）按式（7-9）计算， s s m s b k C L Q /)1000(⨯⨯⨯==(1000×3.2×180×1.1)/3=211200 m 3/h （7-9）式中，b s —高效选粉机内的固气比，kg/m 3，一般取2.5～3 kg/m 3；k s —选型储备系数，取1.1。

此外，高效选粉机的要求产量为180 t/h 。

所以，选取O-sepa N4000选粉机，其主要性能参数见表7-10所示。

表7-10 O-sepa N4000型选粉机主要性能参数（7）水泥磨主袋收尘器选型水泥磨主袋收尘器收尘风量Q t （m 3/h ）按式（7-10）计算，s t t Q k Q ⨯==1.1×211200=232320 m 3/h （7-10） 式中，k t —收尘器选型储备系数，取1.0～1.1。

则本设计水泥磨主袋收尘器风量为： 选用PPW128-2x13型气箱脉冲收尘器，其主要性能参数见表7-11所示。

表7-11 PPW128-2x13型气箱脉冲收尘器主要性能参数（8）水泥磨主排风机选型水泥磨主排风机风量Q z （m 3/h ）按式（7-11）计算，t z z Q k Q ⨯==1.05×232320=243936 m 3/h （7-11） 式中，k z —选型储备系数，取1.0～1.1。

考虑O-Sepa 选粉机压损为1800 Pa ，其入口负压为500Pa ；选粉机后收尘器压损为1700 Pa ，管道压损为500 Pa ，则该水泥磨主排风机静压为∑==ni i P P 1α=1.05×(500+1800+1700+500)=4725 Pa 所以，水泥磨选用2150 DI BB50型主排风机，其主要性能参数见表7-12所示。

表7-12 2150 DI BB50型风机主要性能参数（9）水泥磨系统袋收尘器选型磨内通风的作用一是及时将磨内细粉排出，以免影响粉磨效率；二是降低磨内温度，避免石膏脱水和尾仓糊球堵篦。

生产实践表明：加强磨机通风能够提高磨机产量、降低电耗。