佳木斯大学本科毕业设计（论文）

第5章 主要设备及设备的选型

5.1 主机设备选型

全厂主机设备选择包括石灰石破碎机、生料粉磨设备（磨机与选粉机）、烧成系统设备、水泥粉磨设备（磨机与选粉机）、煤磨等的选型计算。

5.1.1 石灰石破碎机选型

（1）破碎机系统的发展概况

近年来，随着窑，磨等设备单机生产能力的大型化以及矿山开采技术的发展，破碎流程和破碎设备也有了较大的发展，主要反映在以下几个方面：

（A）破碎设备大型化 大规格的破碎机，为提高破碎机的生产能力和放宽矿山开采块度创造了条件。

（B）设备流程单段化 破碎系统的段数，主要与物料破碎前后最大粒度之比（即破碎比）的大小有关。发展高速效能、大破碎比的破碎机为实现单段破碎创造了条件，如果选用一种破碎机就能满足破碎比及产量的要求时，即可选用单段破碎，以简化了生产流程。

（C）破碎设备移动化 移动式破碎机可随开采地段改变而移动，碎石可用胶带输送机运至工厂，既节省了能源又提高了劳动生产率。

（D）破碎设备多功能化 目前破碎设备的发展，趋于多功能化，如反击式破碎机可适应各种性能物料的破碎作业，既可以破碎坚硬的石灰石，又可以破碎粘、湿物料。又如烘干兼破碎的锤式破碎机，可利用窑尾废气余热在破碎含水分较高的粘湿物料的同时予以烘干，为湿磨干烧新型干法创造了条件。 （2）破碎系统的选择与破碎设备的选型： （A）破碎系统的选择

影响破碎系统的选择的因素很多。正确的分析和掌握各种因素，对于选定经济合理的破碎系统是十分重要的。

（a）物料的性质

物料的硬度、水分、形状和杂质含量均将直接影响破碎系统的技术经济指标。因此所选择的破碎系统一定要与被破碎物料的物理性质相适应。水泥厂所需破碎物料的

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物理性质大致如下表所示。

表 5-1 物料的物理性质

序号 1 2 3 4 5

物料名称 中硬石灰石 粘土、粉砂岩 硬质砂页岩 熟料 煤、石膏

主要性质

抗压强度80~160MPa，水分<1% 抗压强度<20MPa，水分10~20% 抗压强度>20MPa，水分<10% 磨损、腐蚀性强，温度70~300℃ 抗压强度<40MPa，水分<10%

（b）物料的粒度

对破碎系统的物料粒度（即进出破碎机物料的粒度）、组成有充分的了解、有利于合理的选择破碎系统和破碎设备。

进料块度 破碎系统的最大进料块度取决于工厂规模、矿山的爆破方法，装、运设备以及破碎机的型式和规格。

出料粒度 破碎机出料粒度可根据下一级处理物料的设备进料粒度要求而定，因为它与破碎流程的破碎段数有关。如能确定一个对破碎机产品入磨粒度均适宜的最佳粒度，则可以获得使破碎机和磨机的产量均较高而单位电耗均较低的效果。影响破碎产品粒度的主要因素如下：物料的易磨性及其硬度、粉磨的流程、磨机的型式等。

破碎系统的破碎比 可根据所要求的破碎比、破碎物料量以及可供选用的破碎机型式、规格来决定破碎系统的段数。 （B）破碎设备的选择：

石灰石消耗总量为42390t/周。石灰石破碎机的年利用率为0.20~0.56之间。周工作天数5~7天，日工作班制1~2班，每班6~7小时。假定主机年平均利用率为0.58，周工作天数7天，每天三班，合计工作19.5小时。那么要求的小时产量：

Gh石?Gw石7???14?423907?0.58?19.5?535.43t/h (5-1)

所以选择产量为600t/h的石灰石破碎机即可。

基于以上理论分析，结合本设计中石灰石原料的性质，参考国内外石灰石破碎机的类型及其发展情况，初定选用单段锤式破碎机，型号为PCG2022I，一台，转子转速325r/min；进料口尺寸：2360?1800mm；最大给料尺寸：1000?1000?1000mm；主电机功率800kw；由国内整机引进。

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校核期实际年运转率： ?0?423907?19.5?600?0.52 (5-2)

该运转率恰当，说明所选设备符合生产要求。

5.1.2 生料粉磨系统选型

生料粉磨是水泥生产的主要工序，其主要功能在于为熟料煅烧提高性能优良的粉状生料。对粉磨生料要求：一是要达到规定的颗粒大小（可以用细度、比表面积等表示）；二是不同化学成分的颗粒原料混合均匀；三是粉磨效率高、耗能少、工艺简单、易于大型化、形成规模化生产能力。由于生料粉磨设备、土建等建设投资高，消耗能量大（一般占水泥综合电耗的1/4以上），因此采用高新技术，优化生料粉磨工艺，对水泥工业现代化建设有着十分重要的作用和意义。

随着新型干法水泥技术的不断完善，生料粉磨工艺取得了重大进展，其发展历程历经两大阶段：第一阶段，20世纪50年代至70年代，烘干兼粉碎钢球磨机发展阶段（包括：风扫磨及尾卸、中卸提升循环磨）；第二阶段，20世纪70年代至今，辊式磨及辊压机粉磨工艺发展阶段。其发展特点如下：

（A）磨机系统得到了广泛的应用。并且由于结构及材质方面的改进，辊式磨获得新的发展。20世纪90年代中期以来辊式磨及辊压机粉磨已成为首选技术设备。 （B）磨机与新型高效的选粉机、输送设备相匹配，组成各种新型干法闭路粉磨系统，以提高粉磨效果，增加粉磨工的有效功率。

（C）设备日趋大型化，以简化设备和工艺流程，同窑的大型化相匹配。钢球磨机直径已达5.5m以上，电机功率达6500kw以上，台时产量300t以上；辊式磨系列中磨盘直径已达5m以上，电机功率5000kw以上，台时产量500t以上。

（D）采用电子定量喂料秤、X荧光分析仪或?-射线分析仪、电子计算机自动调节系统，控制原料配料，为入窑生料成分均齐稳定创造了条件。

（E）磨机系统操作自动化，应用自动调节回路及电子计算机控制生产，代替人工操作，力求生产稳定。

（1）选择粉磨流程和粉磨设备需要考虑的因素。 （A）入磨物料的性质

物料的性质包括水分、粒度、易磨性和磨蚀性，也要注意石灰质原料中燧石的影响。

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（B）粉磨产品的细度

要求所选的粉磨流程和设备应尽可能便于控制粉磨产品的细度。 （C）生料粉磨系统的要求小时产量

生料粉磨系统的要求小时产量。由主机平衡计算确定，所选生料粉磨的生产能力，应能满足这一要求。同时，为了简化工艺线，对一台窑来说，一般只配置一台生料磨而对大型窑来说，生料磨的设置也不宜超过两台。 （D）粉磨电耗

所选的粉磨流程和设备应尽可能符合节省电耗的要求。 （E）废气余热利用的可能性

对于干法生料磨和煤磨来说，应考虑尽可能利用废气来烘干原料或燃料，使生料粉磨与烘干作业同时进行，以节约烘干热能，节省烘干设备，简化生产流程。 （F）操作的可靠性和自动控制以及设备的耐磨性能

（G）所选的生料粉磨设施应力求占地面积小，需要空间小和基建投资低。 实际上没有一种生料粉磨流程能在上述各方面都具有最好指标，故应根据具体条件进行技术经济综合分析，选择最合适的生料粉磨流程和设备。目前，辊式磨已有很多种类型，特别是利用辊式磨作为生料粉磨已成为国内外新建水泥生产线的首选方案。

由主机生产能力平衡表知：需要处理的生料量为348.8t/h。

目前有20多家著名的水泥机械制造公司供应各种型式的立磨，其中主要的有法国的Loesche，德国非凡兄弟公司的MPS型立磨，美国的Fuller Raymond，丹麦F.L.S等。经对比各种磨的优缺点，最终确定MPS5000B型立磨作为生料制备车间的粉磨设备。

立磨MPS5000B（3900kw）+高效回转笼式SLS4250B选粉机（160kw）；粉磨能力400t/h，入磨粒度≤100mm，物料水分：入磨≤6%，出磨≤0.5%；产品细度：0.08mm方孔筛筛余≤10%；磨盘直径：φ5000mm，磨辊直径：φ2800，磨辊数量：3个。

5.1.3 预热器及分解炉选型

预分解（或称窑外分解）技术是指已经过悬浮预热后的水泥生料，在达到分解温度前，进入到分解炉内与进入炉内的燃料混合，在悬浮状态下迅速吸收燃料燃烧热，使生料中的碳酸钙迅速分解成氧化钙的技术。传统水泥熟料煅烧方法，熟料燃烧所需的60%左右的燃料转移到分解炉内，并将其燃烧热迅速应用于碳酸盐分解进程，这样

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