5000t 新型干法水泥生产线回转窑工艺设计原始资料一、物料化学成分（%）成分 项目 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 其它 合计 干生料 35.82 13.23 2.97 2.05 44.62 0.25 0.16 0.90 100 熟 料 0 22.34 5.38 3.65 66.67 0.58 0.06 1.32 100 煤 灰51.6031.794.143.620.662.295.90100二、煤的工业分析及元素分析（%）工业分析（%） Qnet,ar （kJ/kg ）Mar F.Car Aar Var1.0044.78 25.5628.6624200三、热工参数1、温度。

入预热器生料温度：50℃；入窑回灰温度：50℃；入窑一次风温度：25℃；入窑二次风温度：1100℃；环境温度：25℃；入窑、分解炉燃料温度：60℃；入分解炉三次风温度：900℃；出窑熟料温度：1360℃；废气出预热器温度：330℃；出预热器飞灰温度：300℃。

窑尾气体温度：1100℃。

2、入窑风量比（%）。

一次风(K 1):二次风(K2):窑头漏风(K3)=10:85:5。

3、燃料比（%）。

回转窑(Ky):分解炉(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、各处空气过剩系数。

窑尾，αy=1.05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的比例K4=0.16；提升机带入空气量忽略；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、袋收尘器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。

元素分析（%）Car Har Oar Nar Sar Aar War 60.103.967.910.970.3525.711.0011、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 。

四、物料平衡与热量平衡计算基准：1kg 熟料，温度：0℃； 范围：回转窑＋分解炉＋预热器系统 根据确定的基准和范围，绘制物料平衡图（图1）、热量平衡图（图2）。

图1 物料平衡图 图2 热量平衡图1.1 物料平衡计算 1.1.1 收入项目 (1)燃料总消耗量m r (kg/kg) 其中：窑头燃料量m yr ＝K y m r (kg/kg) 分解炉燃料量 m Fr ＝K F m r (kg/kg)(2)生料消耗量、入预热器物料量 a.干生料理论消耗量m gsL ＝sy r L a A m --100100=82.35100171.25100-⨯⨯-r m ＝1.558－0.401m r (kg/kg ）式中：α—燃料灰分掺入量，取100％。

b.出电收尘飞损量及回灰量m Fh ＝m fh (1－η)＝0.10×(1－0.999) ＝0.0001(kg/kg)m yh ＝m fh －m Fh ＝0.10－0.0001＝0.10(kg/kg) c.考虑飞损后干生料实际消耗量m gs =m gsL +m Fh ·sfhL L --100100=(1.558－0.401m r )+0.0001×82.351002.35100--＝1.558－0.401m r (kg/kg)d.考虑飞损后生料实际消耗量m s =m ys s W -⨯100100＝(1.558－0.401m r )×2.0100100-＝1.561－0.402m r (kg/kg)e.入预热器物料量入预热器物料量＝m s ＋m yk ＝(1.561－0.402m r )+0.100＝1.661－0.402m r (kg/kg) (3)入窑系统空气量燃料燃烧理论空气量V'LK ＝0.089C y +0.267H y +0.033(S y －O y )=0.089×60.10＋0.267×3.96+0.033×(0.35－7.91) ＝6.157(Nm 3/kg 煤)m'Lk ＝V'Lk ×1.293＝6.157×1.293＝7.961 (kg/kg 煤) b.入窑实际干空气量V yh =αy V'Lk m yr =αy V'Lk K F m r ＝1. 05×6.157×0.40m r ＝2.586m r (Nm 3/kg) m yk =1.293×V yk ＝1.293×2.586mr ＝3.344mr (kg/kg) 其中入窑一次空气量，二次空气量及漏风量V yk1=K 1V yk =0.10V yk (Nm 3/kg) V yk2＝k 2V yk ＝0.85V yk (Nm 3/kg) V LOk1＝K 3V yk ＝0.05V yk (Nm 3/kg) c.分解炉从冷却机抽空气量 ①出分解炉混合室过剩空气量V 1＝(αL －1)V'Lk m r ＝(1.15－1)×6.157m r =0.924m r (Nm3/kg) ②分解炉燃料燃烧空气量V 2＝V'Lk m Fr ＝V'Lk K F m r ＝6.157×0.60m r =3.694m r (Nm 3/kg) ③窑尾过剩空气量V 3＝(αy －1)V'Lk m yr ＝(αy －1)V'Lk K y m r ＝(1.05－1)×6.157×0.40mr ＝0.123m r (Nm 3/kg) ④分解炉及窑尾漏入空气量V 4＝K 6V'Lk m Fr ＝K 6V'Lk K y m r ＝0.05×6.157×0.60m r ＝0.185m r (Nm 3/kg) ⑤分解炉冷却机抽空气量V F2k =V 1+V 2－V 3－V 4 ＝0.924m r +3.694m r －0.123m r －0.185m r ＝4.310m r (Nm 3/kg) m F2k ＝1.293×V F2k =1.293×4.310m r ＝5.573m r (kg/kg) d.气力提升泵喂料带入空气量（忽略） e.漏入空气量预热器漏入空气量V 5＝K 4V'Lk m r ＝0.16×6.157mr ＝0.985m r (Nm 3/kg) 窑尾系统混入空气总量V LOk2＝V 4＋V 5 ＝0.185m r ＋0.985m r ＝1.170m r (Nm 3/kg) 全系统漏入空气量V LOK ＝V LOK1＋V LOK2＝0.05×2.586m r ＋1.170m r ＝1.299m r (Nm 3/kg) m LOK ＝1.293×V LOK ＝l.293×1.299m r ＝1.680m r (kg/kg) 1.1.2支出项目 (1)熟料m sh =1kg (2)出预热器废气量 a.生料中物理水含量m ws ＝m s ×100s W ＝(1.563－0.402m r )×1002.0＝0.003－0.001mr (kg/kg)V ws =804.0wsm =804.0001.0003.0rm -=0.004－0.001mr (Nm 3/kg)b.生料中化学水含量m hs ＝0.00353m ys Al 2O s 3 ＝0.00353×(1.560－0.401mr)×3.03＝0.016－0.004m r (kg/kg)V hs = 804.0ksm =804.0004.0017.0rm -＝0.020－0.005m r (Nm 3/kg)c.生料分解放出CO 2气体量：CO 2＝CaOsCaOco M M 2＋MgOsMgOco M M 2 =44.62×5644＋0.25×3.4044＝35.33m s co2=m gs 1002CO－mff 100fh L ＝(1.558－0.4006mr)×10033.35－0.0001×10020.35＝0.550－0.142m r(kg/kg)V s co2=977.12sco m =977.1142.0550.0rm -＝0.278－0.072m r (Nm 3/kg)d.燃料燃烧生成理论烟气量V r co2=184.22r C m y100 ＝1004.22×10010.60m r ＝1.122m r (Nm 3/kg)V r N2＝0.79V 1LK m r ＋284.22100y N m r ＝0.79×6.157m r ＋284.22×10097.0m r ＝4.872m r (Nm 3/kg)V r H2O ＝24.22×100y H m r ＋184.22×100y W m r ＝(24.22×10096.3＋184.22×10000.1)m r ＝0.456m r (Nm 3/kg)V r so2=24.22×100y S m r ＝324.22×10035.0m r =0.002m r (Nm 3/kg)V r ＝V r co2＋V r N2＋V r H2O ＋V r so2＝(1.122＋4.872＋0.456＋0.002)m r ＝6.452m r (Nm 3/kg) m r =(m'LK ＋l －100y A )m r ＝(7.961＋l －10071.25m r ＝8.704m r (kg/kg)e.烟气中过剩空气量V k ＝(αf —1)V'Lk m r ＝(1.40－1)×6.157m r ＝2.463m r (Nm 3/kg) m k ＝V k ×1.293=2.463×1.293＝3.185m r (kg/kg) 其中：V k N2=0.79V k =0.79×2.463m r ＝1.946m r (Nm 3/kg) m k N2＝V k N2×4.2228＝1.946×4.2228mr ＝2.433m r (kg/kg)V k O2＝0.21V k =0.21×2.463m r ＝0.517m r (Nm 3/kg) m k O2=V k O2×4.2232＝0.571×4.2232m r =0.739m r (kg/kg)f.总废气量V f =V CO2+V N2+V H2O +V O2+V SO2=(0.281－0.072 m r ＋1.122 m r )＋(4.872 m r ＋1.946 m r )＋(0.004－0.001 m r ＋0.020－0.005 m r ＋0.456 m r )＋0.517 m r ＋0.002 m r ＝0.305＋8.837m r(3)出预热器飞灰量 m fh ＝0.100 (kg/kg) 1.2 热量平衡计算 1.2.1 收入项目 (1)燃料燃烧生成热Q rR ＝m r Q y DW ＝23200m r (kJ/kg) (2)燃料带入显热Q r ＝m r C r t r ＝m r ×1.154×60=69.240m r (kJ/kg) (0～60℃时熟料平均比热C r ＝l.154kJ/kg·℃) (3)生料带入热量Q s=(m gs C s+m ws C w)t s＝[(1.560－0.401m r)×0.878十(0.003－0.001m r)×4.182]×50＝69.111－17.813m r(kJ/kg)(0～50℃时，水的平均比热C w＝4.182KJ/kg℃，干生料平均比热C s＝0.878kJ/kg)(4)入窑回灰带入热量Q yh＝m yk C yh t yh＝0.100×0.836×50＝4.180 kJ/kg(0～50℃时，回灰平均比热C yh＝0.836kJ/kg℃)(5)空气带入热量a.入窑一次空气带入热量Q y1k＝V y1k C y1k t y1k＝0.10V yk C y1k t y1k＝0.10×2.586m r×1.298×25 ＝8.39m r (kJ/kg)(0～25℃时，空气平均比热C y1k＝1.298KJ/Nm3.℃)b.入窑二次空气带入热量Q y2k＝V y2k C y2k t y2k＝0.85V yk C y2k t y2k＝0.85×2.586m r×1.403×1100＝3392.3m r(kJ/kg) (0～1100℃时，空气平均比热C y2k＝1.403kJ/Nm3·℃)c.入分解炉二次空气带入热量Q F2k＝V F2k C F2k t F2k＝4.310m r×1.403×900 ＝5442.2m r(kJ/kg)(0～900℃时，空气平均比热C F2k＝1.403kJ/Nm3.℃)d.气力提升泵喂料空气带入热量（忽略）e.系统漏风带入热量Q LOK=V LOK C LOK t LOK =1.299m r×1.298×25＝42.153m r (kJ/kg)(0～25℃时，空气平均比热C LOK＝1.298kJ/Nm3·℃)总收入热量Q zs＝Q rR＋Q r＋Q s＋Q yk＋Q y1k+Q y2k＋Q F2k＋Q sk＋Q LOK＝24200m r＋69.240m r＋(69.111－17.813m r)＋4.180＋8.39m r＋3392.3m r＋5442.2m r＋0+42.253m r＝73.291＋33136m r(kJ/kg)1.2.1支出项目(1)熟料形成热Q sh=109+30.04C a O k+6.48Al2O3k+30.32M g O k-17.12S i O2k+1.58Fe2O3k=109+30.04×66.67+6.48×5.38+30.32×0.58-17.12×22.34-1.58×3.65 =1776kJ/kg(2)蒸发生料中水分耗热量Q ss ＝(m ws ＋m ks )q qh ＝(0.003－0.001m r ＋0.016－0.004m r )×2380＝45.220－11.9m r (kJ/kg) (50℃时，水的汽化热q qh ＝2380kJ/kg) (3)废气带走热量f SO SO O O O H O H N N CO CO f t C V C V C V C V C V Q )(2222222222++++=＝[(0.281＋1.050m r )×1.921＋6.818m r ×1.319＋(0.025＋0.450m r )×1.550＋0.517m r ×1.370＋0.002m r ×1.965]×330 ＝190.92＋4098.5m r (kJ/kg) [0～340℃时，各气体平均比热：C CO2＝1.921kJ/Nm 3·℃；C N2＝1.319kJ/Nm 3·℃；C H2O ＝1.550kJ/Nm 3·℃； C O2＝1.370kJ/Nm 3·℃；C SO2＝1.965kJ/Nm 3·℃] (4)出窑熟料带走热量Q ysh ＝1×C sh t sh =1×1.078×1360＝1466.1 (kJ/kg) (0～1360℃时，熟料平均比热C sh =1.078kJ/kg.℃) (5)出预热器飞灰带走热量Q fh =m fh C fh t fh =0.100×0.895×300 ＝26.85 (kJ/kg) (0～300℃时，飞灰平均比热C fh ＝0.895kJ/kg ·℃) (6)系统表面散热损失Q B ＝460kJ/kg 支出总热量Q zc ＝Q Sh ＋Q ss 十Q f ＋Q ysh ＋Q fh ＋Q B＝1776＋(45.220—11.9m r )＋(190.92＋4098.5m r )＋1466.1＋26.850＋460 ＝3965＋4086.6m r kJ/kg列出收支热量平衡方程式Q zs ＝Q zc73.291＋33136m r ＝3965＋4086.6m r 求得： m r ＝0.1340 (kg/kg) 即烧成1kg 熟料需要消耗0.1340kg 燃料。