水泥厂工艺设计中物料平衡的计算方法

原料与品种

水泥厂工艺设计中物料平衡的计算方法

CalculationMethodofMaterialsBalanceinProcessDesignofCementPlants

tt龚文虎

(北京建筑材料工业学校硅工科,北京

102403)

摘要:作者论述了水泥厂工艺设计中,水泥部分物料平衡的两种计算方法,认为/内掺法0的个别公式在基准问题上存在一些矛盾和不严密之处;而/外掺法0不存在基准矛盾问题,许多设计单位也在使用这种方法。作者还说明了使用/内掺法0计算时应注意的几种参数。关键词:水泥厂;工艺设计;物料平衡;计算中图分类号:TQ172.6文献标识码:B文章编号:1001-6171(2000)01-0058-021

问题的提出

水泥厂工艺设计首先必须在配料计算的基础上进行工艺平衡计算)物料平衡、主机选型和储库堆场计算。而工艺平衡计算的基准是烧成车间的生产能力,即窑的熟料产量。当前,进行物料平衡计算的方法,水泥同行对于原料部分的观点是一致的,但对于水泥部分却存在两种方法,即所谓的/内掺法0和/外掺法0。

/内掺法0在计算过程中以/熟料(%)+混合材料(%)+石膏(%)=100(%)水泥,另外以分别考虑一些生产损失为出发点。此种观点以5水泥厂工艺设计概论6(1982年版,何俊元主编)和5水泥厂工艺设计概论6(1993年版,金容容主编)(以下简称5概论(1982年版)6和5概论(1993年版)6)两本高校教材为代表。

/外掺法0在计算过程中以/熟料(%)+混合材料(%)=100(%)水泥,石膏用量抵作水泥生产中所有的生产损失0为出发点。此种观点以5水泥厂工艺设计手册#上册6(1976年版)为代表(以下简称5手册6)。

究竟使用哪种方法计算更为合理和适用呢?下面通过分析加以说明。2/内掺法02.1

计算基准出现了问题

在5概论(1982年版)6和5概论(1993年版)6中,以年平衡法计算烧成车间的生产能力和工厂生产能力时,都列出了:/要求熟料的年产量可按下式计算0的公式:

Qy=

100-d-e100-P

Gy

公式(1)

水泥日产量Gd=24Gh(t/d)水泥年产量Gy=8760GGh

式中:Qh)窑的标定小时产量,t/h

e)水泥中混合材的掺入量,%P)水泥的生产损失,%,可取为3~5

/工厂的生产能力可按下列各式由烧成车间的生产能力求得0:

水泥小时产量Gh=

100-P100-d-e

Qh(t/h)

公式(2)公式(3)公式(4)

G)窑的实际利用率(以小数表示)

经过公式(1)的计算,就在Qy的基础上,先选窑的利用率,后计算要求窑的小时产量,再选窑及标定窑的产量,最后是确定窑的台数和实际窑的利用率的计算,,然后还要进行工厂生产能力的计算。以上这些是由Gy计算而来。Gy作为规模产量,应该是每年出厂水泥的产量。而P应该是水泥在整个水泥生产过程中直到出厂前的所有损失,即应该是只有物料(熟料、石膏、混合材)进入水泥磨后直至水泥出厂前这一生产过程中存在的水泥生产损失的经验估算值。此值对于大中企业、收尘及环保条件较好的企业在3%左右,而对于条件较差的立窑厂在6%左右。这样,(1)式的分母反映了只有进入水泥磨后物料的情况。

另外再看分子,(100-d-e)其数值是水泥中熟料所占的百分配比,但其内在关系反映出水泥中熟料、石膏、混合材的百分配比关系,而物料只是在进入水泥磨时才有这种有效的配比关系。

通过以上分析可以看出,Qy应该是每年要求进入水泥磨的熟料量,而不是出窑熟料的年产量或年出窑熟料量。若依此方法进行窑型选择,还应该在Qy的基础上,加上出窑熟料到入磨前的破碎、输送、储存,,生产损失,才可能得到要求窑

式中:Qy)要求的熟料年产量,t熟料/年

Gy)工厂规模,t水泥/年d)水泥中石膏的掺入量,%

58CEMENT

TECHNOLOGY1/2000

的熟料年产量)这才是平衡计算的基准)烧成车间的生产能力。

同时还可以看出,这种本想精确计算的公式,在基准问题上有不严密之处。而且整套计算过程繁琐,分析结果不直观。对于工厂设计计算,也过于详细。2.2

原料和水泥部分计算基准也不统一

在5概论(1982年版)6和5概论(1993年版)6中,关于原料单位消耗定额的计算公式如下:

(1)考虑煤灰掺入时,1t熟料的干生料理论消耗量

KT=

100-S100-1

石膏包含了破碎、输送、储存损失的消耗定额,混合材包含烘干、输送、储存损失的消耗定额。因此,在这一组三个物料的计算中,石膏和混合材是以两次损失计算的(与水泥按配比一次,单独破碎、烘干,,一次),而熟料仅有一次损失(与水泥按配比一次),并没有破碎,,损失。显然这三种物料的计算损失的基准是不同的。

结合前面分析,原料部分与水泥部分进行比较,石灰石、粘土、铁粉等原料仅按百分配比随着生料的损失而损失一次,并无破碎、烘干、输送、储存损失。而水泥部分的石膏、混合材却出现了两次损失。显然又是物料的计算基准出现了问题。因此,若将Pd和Pe从公式中取消,即不再考虑石膏和混合材的破碎、烘干,,损失,那么,水泥部分与原料部分的生产损失就统一了5概论(1993年版)6在石膏和混合材的消耗定额公式中,就已解决了这个问题,并将公式改为/干石膏消耗定额Kd=

d

;干混

100-d-e

公式(7)(8)

式中:KT)干生料理论消耗量,t/t熟料

I)干生料的烧失量,%

S)煤灰掺入量,以熟料百分数表示,%(2)考虑煤灰掺入时,1t熟料的干生料消耗定额:

K

式中:K

P

生生

生

=

100KT100-P

生

合材消耗定额Ke=3/外掺法03.1

e100-d-e

。0

)干生料消耗定额,t/t熟料)生料的生产损失,%K

原

(3)各种干原料的消耗定额:

=K

生

不存在计算基准问题

/外掺法0简言之石膏外掺抵作生产损失,即熟

X

式中:K

原

)某种干原料的消耗定额,t/t熟料

料(%)+混合材(%)=100(%)水泥。石膏掺加量在100%水泥之外为3%~5%,以抵消熟料、石膏、混合材、水泥四种物料在水泥生产过程中的所有运输、储存、破碎、烘干、包装,,的损失量3%~5%。如5手册6所述:/石膏、混合材和熟料三者之和即为水泥产量,但一般在计算中不计入石膏用量,以抵消熟料粉磨、混合材烘干和水泥输送过程中的生产损失。0

于是,可将公式(1)(2)(5)(6)简化为Qy=

100-e100100d100-ee100-e

y

X)干生料中该原料的配合比,%

从这三个公式可以看出,生料的原料组成(石灰石、粘土、铁粉等)在粉磨前后及其在入窑煅烧为熟料的过程中,只有随着生料的损失P

生

而依照百分配比

按比例地损失掉一定数量,而没有涉及到它们的破碎、烘干、输送、储存,,的损失。这样的计算过程简化了计算程序,工程设计是允许的,也是大家公认的。

而在5概论(1982年版)6中,关于石膏和混合材的单位消耗定额公式是这样的:

干混合材消耗定额:

Ke=

(100-d-e)(100-Pe)

公式(5)

Gh=Kd=Ke=

式中:Ke)干混合材消耗定额,t/t熟料

Pe)混合材的生产损失,%干石膏消耗定额:

Kd=

(100-d-e)(100-Pd)

式中:Kd)干石膏消耗定额,t/t熟料

Pd)石膏的生产损失,%

100d-100-e

Gy可以看出,结合公式(1)Qy=

10-P依/内掺法0计算全年要求熟料时,考虑了作为计算基准的熟料和石膏,混合材是按比例混合在一起随水泥的损失而损失的量。而从(5)、(6)式可以看出,

公式(6)

h

100-e

简化后的计算公式,不存在计算基准的矛盾问题,作为工程设计计算的结果也能满足物料平衡和设计使用的要求。同时5手册6还以这种方 …… 此处隐藏：3903字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……