日产熟料3200吨预分解回转窑水泥厂的窑尾车间设计本科设计说明.doc

本科生毕业设计说明书题 目：日产熟料3200吨预分解回转窑水泥厂的窑尾车间设计 英文题目： Nissan 3200 tons of clinker cement kiln the back-end esign workshop -II-摘 要摘 要预分解窑是在悬浮预热窑的预热器和回转窑之间增设了一个分解炉作为第二热源，使燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸盐分解的吸热过程，在悬浮态或流态化条件下及其迅速地进行，从而减轻了回转窑的热力强度，并使入窑生料的碳酸盐分解率提高到85-95%，使窑的生产能力成倍增长。由于其质量稳定、熟料标号高、综合能耗低、劳动生产率高，有害气体浓度低等诸多优点，使该生产工艺呈现出强劲生命力。是近代水泥工业发展中的重大技术革命。国家制定的中国建筑材料工业跨世纪发展战略明确提出了大力发展预分解及当代先进工艺技术，力争在21世纪30年代实现水泥工业现代化的宏伟目标。预分解窑是新型干法水泥生产的核心装备，具有广泛的高新技术内涵，本设计重点放在预分解窑系统中的旋风筒、换热管道、分解炉、回转窑(简称:筒、管、炉、窑)等全系统热工系统工程的分析上。关键词：悬浮预热器，预分解，筒，炉，窑-74-AbstractAbstractPrecalcining kiln technique is used a second heater in the cement clinker sintering procecs, which is a precalcining kiln linking suspension preheater with rotator kiln，in order to increase qucichen the processes of fuel heat releasing and carbonate decomposition in the raw meal during the suspended and flowing condition.lt is a great technic innovation in cement technology.The heating power of cement rotator kiln is decreases after adopting the technique.Decomposing ratio of carbonate materials in raw meal can be reached as high as 8595%，so that production capacity of the same cement kiln can be doubled or more. The benefits of stabilizing clinker quality and higher products mark, enhancing efficiency of comprehensive energy consumption and human labor productivity, decreasing concentration of harmful gases all made it with great industrial potential.(The developing stratagem of the building materials industry of china in the twenty-first century) which was compiled by the government,definitely stated that cement industry apply the precalcining technique and other modern advanced technology in order to the realize the great goal of the mordenization of cement industry of china before the third decade of 21 century.Precalcining kiln is the core equipment of the new-dry-making method. and relates many state of cements technique, connotation. Precalcining cyclone,heat-exchange pipeline, precalcinator and kiln, cooler have been asserted thesis after analyzing the whole heat engineering system of the lone.Key Words：Suspension preheater,Precalcining,Cyclone,Precalcinator,Kiln目 录目录第一章 绪论11.1 国内外预分解窑技术的发展概况11.2 设计的要求5第二章 配料计算和全厂物料平衡62.1配料计算62.1.1熟料热耗的确定62.1.2熟料率值的确定72.1.3煤灰掺入量的计算92.1.4配料计算92.2全厂物料平衡计算112.2.1原燃料消耗定额的计算112.2.2熟料标号的确定122.2.3影响水泥强度的因素142.2.4石膏掺入量的确定152.2.5回转窑产量的标定162.2.8烧成干煤的消耗定额182.2.9物料平衡表19第三章 主机平衡计算203.1 车间的工作制度、设备的年利用率的确定203.2主机设备选型213.2.1石灰石破碎机213.2.2生料磨、水泥磨和煤磨系统233.2.3 烧成系统263.2.5水泥包装机29第四章 储库计算314.1 物料储存期的确定314.2 储存方式的选择324.3 各种原燃料的休止角334.4 储存设施计算334.5 储库设施一览表37第五章 窑尾车间工艺计算385.1 主要参数确定385.1.1 回转窑的规格及产量标定385.1.2 窑炉燃料比的确定385.1.3 预热器级数及各级筒的分离效率的确定395.1.4 电收尘的收尘效率的确定395.1.5出一级筒气体含尘量的确定405.2 原始数据和选定参数汇总405.2.1.原始数据405.3 分解炉和预热器系统热工计算425.3.1 物料平衡计算425.3.2空气量与废气量计算465.3.3热平衡计算505.4 窑尾工艺设备选型545.4.1窑外分解技术的特点545.4.2窑外分解系统的主要形式及选择555.4.3 分解炉和三次风管的尺寸计算565.4.4 各级旋风筒的设计计算605.4.5 增湿塔的设计计算665.4.6 电收尘器的选型计算66参考文献70谢辞71河 北 理 工 大 学 毕 业 设 计 说 明 书第一章 绪论1.1 国内外预分解窑技术的发展概况新型干法窑包括3种类型：五六十年代出现的立筒预热器窑和旋风预热器窑，70年代开发成功的预分解窑。立筒和旋风预热器窑日产熟料能力一般不超过1000t，国内较多为180t600t，每kg熟料热耗为3971kJ5016kJ左右。90年代以来这两种窑型的发展已趋缓慢。预分解窑能适应大型化要求，国外已有几条日产熟料能力9000t及以上的预分解窑，每kg熟料热耗在2926kJ以下，水泥综合电耗低于100kWh。由于预分解窑体现了当代水泥工业的最高技术与经济水平，80年代以来在国内外得到快速发展并不断创新，成为新型干法窑的代表。我国已经投产的预分解窑有170多条，单线日产熟料700t7200t，熟料总生产能力8000万t。近3年增产的旋窑水泥有80左右来自预分解窑生产线。在“十五”期间，安徽海螺集团将要建设2条日产8000t10000t的熟料生产线，技术装备大多由国内开发。这预示我国新型干法窑即将跨入世界先进水平1,2。分析其主要原因如下：1)生产工艺的先进性：新型干法生产线对原料、燃料(煤)、生料均有严格的预均化及均化措施，可保证生料及煤粉成分的均匀性。对生产过程中各种物料与气流的数量、成分、压力的控制、计量、监测、调节、显示等均通过自动化系统操作，窑、磨等主要岗位不需专人看管，可保证生产高质量产品。2)产品质量及对使用的影响：新型干法窑采用高硅酸率(2.5)和高铝氧率(1.5)配料，生料在预热器、分解炉及回转窑内可以同气流、火焰均匀而充分接触，化学反应完善，熟料中C3S与C2S合量可达77以上，有害成分游离氧化钙不超过1，可生产质量稳定的42.552.5等级水泥。3)水泥的综合能耗：2000t/d以上的预分解窑每kg熟料热耗约为3428kJ左右，窑尾与篦冷机的废气可用于烘干原燃料，还可用于发电。水泥综合电耗约115kWh。我国近年来投产和在建的新型干法生产线与许多老线相比，较多采用了立式磨、辊压机、第三代空气梁篦冷机等先进高效节能设备，熟料热耗已降至3177kJ左右，水泥综合电耗接近105kWh，水泥的综合能耗已降至约135kg标煤。4)建设投资：长期以来人们形成一种印象：新型干法窑虽然先进，但投资高，达产难，因此发展缓慢；近几年来情况变化很快，与5年前相比，新型干法窑的投资下降了4050，新建一条日产4500t熟料年产水泥170万t的生产线，从原料矿山至水泥出厂，固定资产投资仅7亿元左右(每吨水泥约412元)。在老厂扩建或改造一条2500t/d熟料生产线，从矿山至熟料库(不含水泥粉磨、储存及包装)，固定资产投资不超过2.5亿元(每吨熟料约323元)。投资下降的原因，一是原国家建材局与设计单位从1997年开始狠抓“低投资、国产化”及优化设计方案，注意节省投资；二是建设单位在设计、施工、设备及材料采购以及安装等环节执行招标制度，加强了科学管理，建设周期比前3年缩短约1/2，可降低投资2530；三是各地方政府大力支持，制止不合理收费，还给予优惠条件；四是银行贷款利率下调；五是物价比较平稳或下降。5)对环境的影响：水泥厂对环境的影响主要是粉尘污染，根据国家环保总局统计，1999年全国水泥企业排放的工业粉尘和烟尘共972万t，占当年水泥产量1.7，占全国总排放量近42。大中型新型干法生产线在建设阶段对各个粉尘排放点都配置了技术先进、使用可靠的袋收尘器或电收尘器，除尘效率在99.9以上，基本上都可以保证达标排放。近几年投产的新型干法生产线，其热工设备的粉尘排放浓度不超过100mg/Nm3，非热工设备不超过50mg/Nm3。通过上述简略的技术经济分析，可以看出新型干法生产工艺具有多方面的优势，是水泥工业的发展方向。目前一些技术较先进的国家在选择水泥生产方法时趋向于尽可能选用新型干法生产。对原有的一些湿法生产或老式干法生产窑也大多加以技术改造。目前在水泥工业技术开发的热点3：1)水泥厂替代物料及原燃料资源的利用技术：较传统的内容扩大原燃料资源是水泥技术发展史上持续活跃的一个技术开发领域。由于水泥熟料本质上是一种具有特定组成的多元素化合物,在混合成满足熟料组成要求的用于煅烧的水泥生料之前,其多品种原料本身的化学成分对产品熟料的质量并无直接影响。在相对宽松的成分要求范围内寻找价格最低廉的原料资源,通过特定工艺和适当配比制造水泥是水泥厂商降低生产成本的重要措施。水泥工业用低品位石灰石代替优质灰岩做钙质原料,用砂页岩或工业废弃物煤矸石粉煤灰代替农田黏土做硅铝质原料已有久远历史和成熟经验。上世纪90年代,KHD和F.L.Smidth公司通过改变煤粉制备工艺和煅烧工艺使无烟煤和劣质煤被成功地应用于传统上只能烧烟煤的预分解窑系统上,这一新技术在一些场合具有特殊的价值。2)回转窑技术自1990年KHD公司推出长径比为11的两支承短窑技术以来,这一技术以其改善窑体受力状况、简化窑体设备设计、降低设备成本和良好的操作适应性的优点逐渐被国际水泥界接受并得到愈来愈广泛应用,预分解工艺采用两支承短窑已成为业界共识。3)熟料冷却技术:熟料冷却是近10年来水泥烧成系统技术创新活动最活跃的领域。上世纪90年代初期出现的第三代篦式冷却机以高阻力篦板和充气梁结构为特征,通过分区域高速射流供风和厚料层作业提高了冷却机热回采区的热回收效率和入窑风温。新世纪之交由F.L.Smidth公司推出的、被称为第四代冷却机的推杆式冷却机,把传统篦式冷却机中往复移动篦床承担的推动物料运动和供风的双重功能分解为由一组具气流自适应调节功能的充气篦板排列组成的静止篦床实现供风,而让设置于其上的一组往复移动推杆推动熟料层前进。这种新的技术组合方式改善了冷却空气分布的均匀性和料层分布的均匀性,进一步提高了冷却机热回收率和操作可靠性,有效地降低了设备制造成本。4)预分解窑低NOX燃烧技术本项技术的开发状况很大程度上取决于政府对NOX污染的关注度。2000年欧盟发布的“废物焚烧技术指导意见”规定,现有兼烧废物水泥厂的NOX排放限制为0.8g/Nm3,新厂为0.5g/Nm3。该指标将于近年转为各欧盟国家法规并将于2006年起在水泥工业中实施。此外,欧洲综合污染防控局(EIPPCB)于2000年提出的“水泥石灰制造业现有最佳技术”参考文件中认为,利用现有最佳技术可实现NOX排放量为0.20.5g/Nm3。5)预热器节能技术过去20年里典型的水泥窑预热器系统已由4级增加为5、6级,借助于更合理的预热器结构设计及气体和物料管路设计,预热器的分离效率和气固传热效果得到了改善,操作可靠性也得以提高,窑系统压降和出一级筒气体温度呈现持续下降的趋势。这一预热器单体技术优化工作仍在进行中。6)筒辊磨粉磨技术：法国FCB公司于1993年完成这一新粉磨技术的工业试验,1995年前为产品筒辊磨投放市场的第一阶段,实现销售量折合装机功率约3.5万千瓦。19952000年为技术消化期,解决了投放市场第一阶段工业实践中的众多问题。2002年以墨西哥CEMEX公司Tepetzingo水泥厂两条2000t/d生产线上由4台相同规格筒辊磨组成的全部(生料和水泥)粉磨能力展示的优异操作业绩标志了这一新技术第二阶段投放市场具备的强大竞争力。其开发活动的经验已被WBCSD在“面向可持续发展的水泥工业”研究课题中用作成功范例予以介绍。7)立磨粉磨技术：在生料粉磨领域,近20年中立磨粉磨技术稳居首选技术的地位,为应对来自新技术的挑战,近来半风扫复合选粉操作原理已被用来作为完善传统全风扫粉磨与选粉一体化技术的新技术措施,从而实现进一步降低粉磨电耗。在水泥粉磨领域,受研磨件磨损和产品水泥质量问题的困扰,已取得的商业成功还只是有限的。目前在磨辊形状和磨内循环料除铁技术上已取得的开发成果有望大幅度提高立磨在水泥粉磨领域的竞争力。8)水泥厂单机大型化装备制造技术：以单机规格大型化为基础的大型化生产方式是现代水泥工业的一大特点。国际上,水泥制造过程中的专用设备都是由相应专用设备制造商供应的,历史上这些制造商是相应工艺的发明人或革新者。现代水泥工业把传统的单机作业模式改变成了多项设备在特定工艺的综合要求下运行的系统作业模式。适应这一变化,这些制造商强化并完善了各自的技术创新实验体系,特别是其中的中间试验和工业试验环节,有效地消解了技术创新及大型化过程中的工程风险。目前,水泥工业日产1万吨熟料生产线的技术及装备已经成熟并获加速推广之势。9)除尘技术：与有害气体、噪音、热辐射等技术相比,粉尘治理技术是水泥工业在环境治理方面取得最大成功的一项技术,其技术创新活动持续于新型干法水泥生产技术30年的发展史,并为新型干法技术增添了无可争议的亮色。纤维袋除尘器和静电除尘器为除尘技术中的两大主流产品。当前,除尘效率达99.99%的高入口粉尘浓度高效除尘器以其简化工艺的效果已愈来愈多地成为现代水泥厂粉磨系统的标志性技术装备。10)高性能混凝土用水泥生产技术在混凝土已成为水泥最大用户,混凝土配制过程已成为一门规范化工业的现代社会里,与其把水泥当作传统意义上的终产品,还不如把它看作是一种作为混凝土产品主要原材料的中间产品,从而促使人们更多地从混凝土性能角度来评价水泥质量。现代社会对各种超大型超高层建筑极限的挑战对作为混凝土原材料的水泥性能在强度、耐久性和其他物理化学性能上提出了更高的要求。11)在线料流成分及料流流量的计量和控制技术：水泥原料混合物获得在小区域(数毫米)内精确而均匀的化学成分是现代水泥制造工艺的关键技术之一,用于生料流成分检测控制的X-萤光分析仪是现代水泥厂不可或缺的装备。针对现有的X-萤光分析技术必须离线制样才能分析其成分导致控制周期长的缺点,美国Metrics公司在上世纪80年代初开发了在线瞬发中子分析仪产品及其应用技术,在过去10年中渐被国际水泥界所接受,在一些工厂实现了改善生料成分稳定性,降低烧成系统热耗和省却预均化取样站或生料均化库的操作效果。虽然作为其技术最大竞争力的省却生料均化库操作效果尚待进一步评估,其挑战现有技术的潜力仍值得充分重视。现代新型干法生产技术以颗粒体和粉体为处理对象,节能高效的生产要求导致过程操作的精细化。料流流量遂成为一项居于中心重要地位的过程信息量和控制对象。特别在窑系统中,“风、煤、料”匹配的操作原则早已不再停留在老技术惯用的定性描述上,而是利用最先进的检测技术和数字信息处理技术,通过精确检测、快速信息处理、短周期反馈控制实现最佳稳定匹配关系。料流流量计量和控制技术的开发活动在这一技术演变进程中起了不可替代的作用。1.2 设计的要求本设计包括总体设计和车间设计两方面。总体设计的设计内容包括配料计算、全厂物料平衡计算、主机设备选型。车间设计的主要内容是完成日产熟料3000吨水泥生产线窑尾车间的设计，包括窑尾系统风量计算；预热器系统旋风筒级数的确定及各级旋风筒尺寸的计算；各级旋风筒和全预热器系统的物料平衡计算；分解炉和三次风管尺寸的计算等。其中设计说明书一份，烧成车间窑尾工艺布置图一套。设计的范围是以原料从生料均化库经过斗式提升机进入预热器系统到熟料经斜拉链进入熟料库，图纸主要为预热器系统。设计的基本原则是“经济合理、技术先进、生产可靠”。设计的要求是工艺流程简单、布局合理、设备选型恰当、能满足生产的要求，另外还要对自动化要求、环保要求、是否需要考虑扩建留下余地等问题4。第二章 配料计算和全厂物料平衡2.1配料计算在水泥厂设计过程中，应进行两次配料计算。第一次是在矿山初步设计之前的初步配料计算。第二次是在矿山开采初步设计之后、工艺设计之前。2.1.1熟料热耗的确定熟料的热耗：单位热耗是指窑系统生产单位熟料产量的实际烧成热耗。生产1kg熟料所需理论热耗基本均在16751755kj/kg熟料的范围内。但熟料实际热耗则远大于理论热耗，干法窑热效率约为4249.5%，湿法回转窑的热效率为29.033.5%。因此，降低热损失、提高热效率对节能、增加窑的产量具有重要意义。（1）热耗的影响因数:从总体上看烧成热耗中影响最大的是热损失,如密封系统排出废气带走的热量含损失,熟料带走的热损失和系统表面散热等。原料的组分关系，到完成烧成反应所需条件和理论热耗及易烧性等，燃料的质量影响到窑内温度及其分布不同类型的窑热耗，同一种窑由于规格尺寸、熟料品种、保温情况及操作参数控制等不同，热耗也有不同，烧成热耗中影响最大的是热损失：窑系统排出废气带走的热焓损失，熟料带走热焓损失，系统表面散热。降低系统热耗的途径有多方面。一是从原料入手，优化原料配方。二是优化系统设计和生产操作，通过采用多级低阻高效旋风预热器系统，或充分利用预热器出口废气热含量和出冷却机余风热含量，通过低温废气余热发电技术，为降低熟料热耗作贡献。三是应用新型高效的篦式冷却机通过提高冷却风的利用率，降低出冷却机的熟料温度，以此降低系统热耗。耐火材料和保温材料的正确合理的配套选择、使用和管理等对降低系统热耗至关重要。最大限度地将水泥工业可以回收利用的可燃废料和含可燃质的燃料，乃至人类社会活动中排出的工业废弃物和生活废弃物作为二次燃料，加以有效利用，积极开发出新型水泥烧成工艺，发展高性能水泥5。（2）国内部分厂家熟料热耗，如下表所示：表2-1国内部分厂家熟料热耗厂名设计能力/t/d设计热耗/kJ/kg熟料回转窑规格/m分解炉型式预热器规格冀东400033084.7×74NSF四级宁国400034294.7×75MFC四级珠江40004.7575SLC四级淮海35005.897MFC四级柳州320032624.53×68SLC四级江西200037634×60RSP四级双阳200032604×60DD顺昌200031823.95×56ILC五级巢湖150035593.5×54NHE五级本溪 120039773.7×53类似KSV邳县72039773×46.4RSP五级表2-2国外部分较先进的预分解窑热平衡主要项目的数据项目日本熊谷丁CSF丹麦FLS日本东谷丁N-MFC日本小野田RSP日本赤穗丁SCS比利时CCB墨西哥窑规格/m5.5×1004.75×754.14×633.5×584.7×825.4×904.4×48预热器四级四级 五级五级五级五级六级熟料生产能力/t/d325.0172.4275.570.83208.33215.5125.0热耗/ KJ/Kg312831912994307829732948据“国标502951999水泥工厂设计规范”，预分解窑生产能力2000t/d的熟料热耗q3220KJ/Kg熟料（770cal/kg熟料），而据2000.1新世纪水泥导报中生产现状统计、大中型预分解窑的热耗类比，并结合设计的特点，因此初定本设计的窑热耗为：q3200KJ/Kg熟料。2.1.2熟料率值的确定水泥生产企业大多采用石灰饱和系数（KH）、硅酸率（SM或n）和铝率（IM或AM）三个率值进行生产控制，率值取值范围分别为KH：0.800.95；SM：1.53.5；AM：0.633.0国家标准对于水泥（硅酸盐水泥）除了规定应具有正常的凝结时间、合格的安定性以及符合相应标号的强度等基本性能外，没有其他特殊要求，因此水泥熟料成分可在一定范围内变化，率值的选择或熟料组成的选择，一般应根据水泥品种、原料与燃料的品质、生料制备与熟料煅烧工艺来进行综合考虑，还应注意三个率值要配合适当，不能过分强调某一率值，以达到保证水泥质量、提高质量、降低消耗和设备长期安全运转的目的。目前国内各水泥企业的三个率值（见表2-1）表2-1 国内部分水泥厂资料Factory houseDesign the ability/td-1heat consume of clinker/kJkg-1KHSMAMLu bi10000.92±0.022.50±0.11.5±0.1Bao shan100039720.932.490.76Hu qiu100034040.900.932.562.711.371.44Lu nan200036670.89±0.01Wan nian qing20000.90±0.022.55±0.11.75±0.1Qin ling200031330.8740.8942.442.631.461.66Jin pai20000.91±0.022.5±0.11.5±0.1Chao hu15000.90±0.022.5±0.11.6±0.1石灰饱和系数（KH）又称饱和比，它表示为熟料中全部氧化钙生成硅酸钙（硅酸二钙和硅酸三钙）所需的氧化钙含量与全部氧化钙生成硅酸三钙所需氧化钙最大含量的比值，即表示熟料中氧化硅被氧化钙饱和形成硅酸钙的程度。从理论上讲，当KH=1.00时，熟料矿物只有C3S，C3A，C4AF；当KH>1.00时，无论生产工艺条件多完善，总有游离氧化钙存在；当KH=0.67，熟料中只有C3A、C4AF、C2S而无C3S。因此，KH应控制在0.671.00之间。这样应无f-CaO存在，但在实际生产中，由于被煅烧物料的性质、煅烧温度、液相量、液相黏度等因素的限制，理论计算和实际情况并不完全一致。因此，KH一般控制在0.870.96之间。KH过高，工艺条件难以满足需要，f-CaO会明显增加，熟料质量反而下降；KH过底，C3S过少，熟料质量也会很差。当f-CaO、f-SiO2、SO3量很小时，KH表示为：KH=CaO-1.65Al2O3-0.35Fe2O3/2.8 SiO2硅率系数(SM)：SM= SiO2/Al2O3+Fe2O3。硅率系数增加将使易燃性变差,因为Al2O3及Fe2O3含量使得CaO及SiO2可在较低温度下化合。SM值一般在1.72.7之间。铝率系数(IM)：IM= Al2O3/Fe2O3。铝率系数越高,生料越难烧.当其它成份固定时，铝含量越高越容易烧。熟料IM=1.41.6之间最佳,易烧性好，偏高时，会产生易烧性变差。6,7初定率值为：KH=0.87 SM=2.4 AM=1.632.1.3煤灰掺入量的计算 (2-1)式中： 熟料中煤灰掺入量，% q单位熟料热耗，kJ/kg熟料 煤的应用基灰分含量，% 煤的应用基低位热值，kJ/kg煤 S煤灰沉落率，%（窑外分解窑有点收尘S取100%）2.1.4配料计算2.1.4.1原料和煤灰的化学成分表2-2 原料和煤灰的化学成分名称LossCaOSiO2Al2O3Fe2O3MaOSO3R2O石灰石42.3553.52.240.860.520.230.110.08粘土5.233.9566.8512.664.162.010.153.73铁矿石0.813.1019.174.9064.881.290.380.79石膏15.0133.974.520.250.120.5744.56矿渣43.4638.587.621.256.08 煤灰5.9057.5221.769.260.912.1.4.2 煤灰掺入量为2.61，则灼烧生料配合比为（表2-3）：（100-2.61）%=97.39%计算三率值为： (2-2) (2-3) (2-4)由上述计算可知，三个率值均与与初定值相近。因此可按此配方进行生产。考虑到生产波动熟料率值控制指标可定为：KH=0.865±0.02，SM=2.46±0.1，IM=1.61±0.12.1.4.3干生料的配合比（表2-5）表2-5干生料的配合比/%LimestoneShaleIron oreSilex92.963.351.402.292.1.4.4计算湿原料的配合比（表2-6）表2-6 原料水分/%LimestoneSilicaIron oreGypsumCoalShaleFly ash1.002.1020.703.003.005.500.03 (2-5) (2-6) (2-7) (2-8)将上述原料的质量转换为百分比： (2-9) (2-10) (2-11) 2.1.4.5熟料的矿物组成及最大液相量的计算。最大液相量的计算： 1400摄氏度时：P=2.95A+2.2F=2.95×5.5766+2.2×3.3364=23.7910 (2-12) 1450摄氏度时：P=3.0A+2.25F=3.0×5.5766+2.25×3.3364=24.2367 (2-13)矿物组成的计算：C3S=3.80（3KH-2）SiO2 =3.80×（3×0.865-2）×22.1948=50.1824 (2-14)C2S=8.60×（1-KH）SiO2=8.60×（1-0.865）×22.1948=25.7682 (2-15)C3A=2.65（Al2O3-0.64Fe2O3） =2.65×（5.5766-0.64×3.4586）=8.9122 (2-16)C4AF=3.04Fe2O3=3.04×3.4586=10.5141 (2-17)表2-7 熟料的矿物组成/%C3SC2SC3AC4AF50.182425.76828.912210.51412.2全厂物料平衡计算2.2.1原燃料消耗定额的计算a)考虑煤灰掺入时，1t熟料的干生料的理论消耗定额 式中： 干生料的理论消耗量 I干生料的烧失量 S煤灰掺入量，百分数计 (2-18)b)考虑煤灰掺入时，1t熟料的干生料的消耗定额 式中： 干生料的消耗定额 生产损失（%），回转窑有电收尘，取=3%5% (2-19)c)各种干生料的消耗定额 式中：各种干原料的消耗定额（t/t熟料） X干生料中该生料的配合比 (2-23)2.2.2熟料标号的确定影响新型干法窑熟料强的的因素有：入窑物料喂料量，原燃料品质的均匀性和稳定性，煤灰分的波动，配料方案中的三率值的匹配，煅烧过程中风、煤、料、操作四者的平衡，入窑物料颗粒接触状况以及碱含量等。a)入窑物料的均匀性和稳定性新型干法生产过程要求最大限度地均衡稳定。由于其配料的均匀性较湿法生产差，因此物料均化（包括整个原燃材料从开采进厂、储存及使用的整个均化链）的配置、控制和质量是一关键。喂料量的波动将导致系统其它参数和热工制度的不稳定，当喂料量波动超过5%时，就会对系统产生难以用操作来弥补的影响。b)煤灰分的波动煤灰分引入熟料的主要成分为SiO2、Al2O3和其它微量成分。因此，煤灰分的波动容易造成熟料化学成分波动、熟料率值和理论率值的偏差，同时对熟料矿物组成和煅烧制度亦有一定影响。c)配料方案中的三率值匹配配料的内涵就是合理匹配KH、SM、IM三率值，配制出易于煅烧出优质高强度熟料的物料。因为，KH值决定了w(C3S)/w(C2S)的比例关系，SM值决定了w(C3S+C2S)/w(C3A+C4AF)的比例关系，因而确定KH和SM值时，要保证有一定量的C3S和C2S，以获得强度较高的水泥熟料。IM值的确定决定于KH值（或者SM值）。据此，KH值高（或者SM值高）时，IM值应适当低一点，以便使生成的液相黏度降低，有利于C3S的形成。d)熟料煅烧熟料煅烧对熟料质量的影响举足轻重。熟料的煅烧主要是风、煤、料、操作四者的平衡，具体表现在操作对其余三者的调整来达到系统的平衡和筒、窑、炉、机四个子系统的合理匹配，以达到系统稳定的温度、压力分布，煅烧出优质合格熟料。风的匹配：预分解窑操作不仅存在总风量的调节问题，而且存在风的分配问题。即窑内通风和三次风的匹配。第一，两者若匹配不当，造成窑内通风大而三次风小时，易导致结长厚窑皮、结大球等；若窑内通风小、三次风大时，易使预分解系统产生局部过热、堵塞等现象，使熟料w(f-CaO)居高临下，影响熟料强度。第二，二次风和三次风、窑头废气量的分配比例。窑头废气量以窑头负压表示，当窑头负压过小或过大时，均导致二、三次风量的波动，使预分解系统的燃烧和工况发生变化，进而影响窑、篦冷机的工况，并形成恶性循环，导致烧成系统煅烧质量变差。窑、炉用煤比例及煅烧温度：对于一个确定的熟料煅烧系统，其总耗煤量一般取决于入预热器生料的成分和量。而预分解窑系统的窑、炉喂煤量的调节及比例分配非常关键。通常，分解炉喂煤量大于窑头喂煤量。因为分解炉承担了生料的分解功能，而石灰石分解所需热量占熟料烧结总耗热量的绝大部分。但窑头喂煤量也不能太少，否则会使煅烧温度偏低，进而影响熟料的强度。黄心料对熟料强度的影响：黄心料的表皮与合格熟料一样，矿物组成类似，但其内部呈黄心，（a）低，孔隙率低，致密难磨。在显微镜下观察黄心部分可以发现矿少，矿多。黄心料的形成主要与窑内还原气氛或煤粉燃烧不完全、碳粒沉落以及灰分沉积固溶有关。产生的主要原因：一是窑内通风不良，由于结长厚窑皮、结圈或烟室结皮，使窑内氧气不足，煤粉中的碳粒燃烧不完全生成，形成还原气氛，生料中的Fe2O3被还原成FeO，FeO能与SiO2反应生成低共熔的铁橄榄石等系列共熔体，因而形成黄心料。二是入窑煤粉水分过高、细度过粗，加之煤灰分高或二次风温低，喷煤管位置偏