水泥熟料的烧成.doc
简要描述写一下熟料烧成工艺流程的步骤
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水泥熟料烧成系统电耗分析探讨
水泥熟料烧成系统电耗分析探讨水泥生产企业为高能耗企业，水泥生产能耗费用在生产成本中占60％左右。
水泥生产过程主要能耗为燃料燃烧热能和电能，其中电能消耗分布于整个水泥生产过程，具体情况如下：原燃料制备系统约占23％～48％，熟料烧成系统约占17％～27％，水泥成品系统约占35％～50％。
本文现就熟料烧成系统电耗的基本组成及烧成系统的节能降耗措施作一浅要分析和探讨。
01熟料烧成系统电耗的基本组成熟料烧成系统主要包括：从生料均化出库至熟料入库，包括窑尾废气处理、煤粉计量输送系统。
根据三条水泥熟料生产线烧成系统跟踪统计结果，烧成系统运行用主机设备装机功率及烧成系统生产用电耗分项估算见表1，2。
表1 烧成系统运行用主机设备装机功率（kW）表2 烧成系统生产用电耗分项估算（kWh/t）熟料烧成系统的电耗可分为三大类：物料输送、气流体传送及生产辅助。
其中物料输送主要包括生料计量及输送、窑主电机、熟料破碎及输送、煤粉及窑灰输送；气流体传送主要包括一次风机、高温风机及窑尾排风机、熟料冷却风机及窑头排风机；生产辅助主要包括生产用水及压缩空气的消耗等。
以上三类电耗估算及比例见表3。
表3 烧成系统生产用电耗分类估算由表1～3以及实际生产情况得出：(1)烧成系统中物料输送及生产辅助类电能消耗仅占烧成系统总电耗的30％左右。
对于物料输送，其输送方式及装置确定后，单位熟料电耗有变化，但变化较小，仅与系统配置设备的驱动效率相关，驱动效率越高，均摊的单位无功损耗就越小，相应熟料单位电耗也越低；对于生产辅助类设备电能消耗在整个烧成系统中占比较小，通过智能化装备的配置，现电能消耗也越来越低。
(2)烧成系统的电能消耗绝大部分在气流体传送上，占到烧成系统总电耗的70％左右，即风机对电能的转化利用率主导了系统电耗的高低程度，决定了烧成系统单位熟料电耗的高低，因此熟料烧成系统的节能降耗关键点在气流体传送系统。
02熟料烧成系统的节能降耗的措施2.1 优化系统管网阻力系统管网阻力为系统中设备阻力与连接管道阻力的总和。
水泥熟料生产工艺流程解析
水泥熟料生产工艺流程解析水泥熟料生产工艺流程解析1. 引言水泥是建筑工程中不可或缺的材料，而水泥熟料是水泥的主要原料。
水泥熟料生产工艺流程是指将原料经过一系列反应和处理，最终得到水泥熟料的过程。
本文将深入探讨水泥熟料生产工艺的各个环节，从而更好地理解水泥熟料的生产过程。
2. 原料的选取与预处理2.1 原料的选取水泥熟料的主要原料通常包括石灰石、粘土、铁矿石等。
这些原料需要具备一定的化学成分和物理性质，以确保最终生产出的水泥熟料具有良好的性能。
2.2 原料的预处理在进入生产线之前，原料需要经过一系列的预处理步骤。
如石灰石需要进行破碎、磨矿、筛分等处理，以获得合适的粒度，方便后续的反应和处理。
3. 原料的烧成原料的烧成是整个水泥熟料生产过程中最关键的步骤之一。
该步骤主要包括干法烧成和湿法烧成两种方法。
3.1 干法烧成干法烧成是指将原料直接送入旋转窑进行烧成的方法。
在旋转窑中，原料与高温燃烧气体进行交互作用，发生一系列的物理和化学反应，最终形成水泥熟料。
这种方法具有工艺简单、设备投资少的特点，但能耗较高。
3.2 湿法烧成湿法烧成是指将原料中的水分先进行脱除，然后再进行烧成的方法。
该方法能耗低，但工艺复杂、设备投资较大。
湿法烧成通常采用沟窑或滚筒窑进行。
4. 熟料的磨矿熟料的磨矿是将熟料进行细磨，以提高其活性和适应性的过程。
该步骤主要通过水泥磨来实现。
4.1 磨矿工艺磨矿工艺是指将熟料放入水泥磨中进行细磨的过程。
水泥磨通常采用滚筒式或滚压式磨机，通过磨碎和混合的作用，使熟料达到所需的细度要求。
4.2 磨矿过程中的辅助材料为了调整熟料的性能，磨矿过程中还可添加适量的矿渣、石膏等辅助材料，以改善水泥的性能和品质。
5. 总结与回顾通过对水泥熟料生产工艺流程的解析，我们可以看出，水泥熟料的生产过程经过了多个环节的处理和反应。
从原料的选取与预处理，到熟料的烧成和磨矿，每个环节都起到了关键的作用。
水泥熟料生产工艺流程的复杂性和多样性使得水泥的生产成为一门综合性较强的科学。
水泥生料易烧性与熟料煅烧效率
引言在水泥生产的过程当中，熟料煅烧是非常重要的一部分内容。
提高水泥熟料煅烧的质量，保证水泥的质量，提高水泥的产量，降低生产水泥的消耗对于企业的发展来说具有非常重要的意义，然而要做到这三方面的内容不仅要控制水泥生产的过程以及相关技术的应用，也要控制水泥生产原料的质量。
对于水泥生产来说，生产原料的质量包括三大内容，分别是生料的易烧性，生料的均匀性以及生料的细度，在这三方面内容当中生料的易烧性会直接影响到水泥熟料的煅烧效率，直接影响到水泥的生产。
1、生料的易烧性基本概念在水泥的生产过程当中，原材料的燃烧过程会受到原材料本身的物质组成，颗粒大小，化学成分等因素的影响。
原材料的燃烧程度会直接影响到窑的产量，熟料的煤耗以及熟料的质量。
实际上水泥生料的易烧性是指水泥在煅烧的过程当中形成熟料的难易程度。
水泥生料的易烧性会受到原材料的物质组成，颗粒大小化学成分等因素的影响，如果易烧性好，则煅烧过程中所需要的温度较低，如果易烧性不好，则煅烧过程当中所需要的温度较高。
一般通过对水泥的原材料进行灼烧后，检验原材料当中的氧化钙含量来测定该原材料的易烧性的高低。
如果灼烧后氧化钙的含量过高，则说明原材料的易烧性很低，如果氧化钙的含量低则说明原材料的易烧性高。
2、影响生料易烧性的因素实际上对于水泥的灼烧来说，原材料的易烧性被材料的矿物组成、化学组成、颗粒组成、材料煅烧的温度和时间、材料出现的液相量、材料的塑料的相组成、煤灰的灰分以及窑的气氛这八个因素影响。
但是在这八个因素当中，原材料的矿物组成，化学组成和颗粒组成这三个因素会直接影响到材料的易烧性，其它因素的影响并非是由原材料本身的原因产生的。
而是在煅烧的过程当中煅烧的环境和煅烧的条件决定的。
在以往的研究过程当中，仅仅重视了原材料的化学组成和熟料的相液组成，这两方面的原因，而忽视了原材料的矿物质组成和颗粒组成。
通过实际的调查研究，能够明显的发现原材料的易烧性除了会受到化学组成的影响之外，材料的矿物质组成和颗粒组成也会影响到原材料的易烧性。
水泥烧成工艺
1 对目前新型干法工艺运转现状的评价为了科学具体地进行评价，不妨将生产线的实际运转状态分成三种水准：带病运转、正常运转、精细运转。
下面分别按生产系统对这三种水平的标准予以界定。
1.1 烧成系统（1）带病运转的主要症状①入窑生料成分波动大或喂料量难以稳定，熟料游离钙忽高忽低难以控制。
②窑头长期处于明显正压，无法看清窑内火焰，还原气氛煅烧，多为黄心料。
③预热器塌料、堵塞频繁；窑后易结圈；窑内火焰无力，煤粉燃烧不完全。
④篦冷机不断“推雪人”，常现“红河”，出现熟料温度偏高。
⑤窑头摄像头、筒体扫描、关键温度、压力仪表坏，操作员心中无数。
⑥窑头、窑尾粉尘排放明显。
凡有上述症状之一的煅烧系统即可认为是带病运转状态，症状越多，病情越重，治理得难度也越大，就越应尽快治理。
（1）正常运转的具体标准①入窑生料量及成分均受控，入窑分解率稳定在90%以上，窑速稳定在4r/min，熟料游离氧化钙稳定在1.5%以内。
②系统各处压力分布合理，窑头保持微负压-50~-20pa，多风道煤管火焰调节自如；③窑内火焰形状完整，有力，很少有塌料、堵塞、结圈、“雪人”等故障，机械、电气设备无事故，窑年运转率达90%以上。
④篦冷机出口熟料温度、一级预热器出口废气温度均正常。
5000t/d窑的熟料热耗应在3135KJ/kg（750kcal/kg）以内。
⑤各种仪表及观测手段齐全完好、数据可靠。
⑥各扬尘、排放点均符合国家标准，尤其窑尾、窑头排风目测见不到粉尘。
（2）精细运转窑达到的指标①入窑生料成分及量（包括回料量）、入窑煤粉成分及量均稳定，熟料游离氧化钙既有上限、也有下限指标控制。
②系统无漏风处，窑头微负压应来自窑尾高温风机。
③有再循环火焰，不伤及窑皮、窑衬，窑内衬料运转周期应在一年左右。
④系统各处热交换良好，隔热保温良好，操作稳定，日产5000t级熟料热耗达到2930KJ/Kg（700kcal/kg）以内；每吨熟料本部电耗不超过30kw·h。
水泥制造企业熟料烧成工序危险因素辨识及防范措施
（３）应给煤时缓慢增加给煤量。
（４）在窑口高温区域应设置封闭护栏。
（３）窑头看火未使用防火面罩。
灼烫
（１）操作人员应使用防护面罩、看火镜片。
（２）应侧身观察看火孔，严禁正对看火孔，窑内工况不稳时严禁使用看火孔。
（３）中控操作应保持系统微负压状态。
（４）调整喷煤管位置过程中，窑炉内出现正压。
（５）平台护栏应符合要求。
４
篦冷机区域
（１）清理篦冷机“雪人”、积料、大块，违章作业。
物体打击
灼烫
触电
高处坠落
起重伤害
（１）人工进入篦冷机内清理作业前，应进行通风、冷却，并穿戴好高温防护用品。
（２）应使用安全照明电压照明。
（３）钢丝绳应锁紧下料翻板阀，并应关闭空气炮。
（４）严禁掏底清理。
（５）应选择好撤离路线，保持一定的安全距离。
预热器
（１）结皮清理过程中违章作业，脚手架搭设不规范、未采取可靠的防坠落措施。
机械伤害
高处坠落
（１）预热器结皮清理前，应关闭循环吹堵风和空气炮，站位适当。
（２）应选择合适避让空间，确认风管接头牢固，安全可靠，先抓牢风管后，确认是否负压状态后，接到指令方可开风作业。
（２）清堵作业平台未设置逃生通道。
灼处坠落
（１）应执行危险作业许可制度，制定预热器清堵方案和应急预案，并专人监护。
（２）预热器系统多级筒堵塞时，清堵作业应至下而上逐级进行，严禁多处同时作业。清堵作业时，除作业点外，系统所有的孔和门应关闭并锁紧。
（３）操作前，应关闭现场压缩空气阀门和空气炮，关闭并锁紧上级的翻板阀。
（６）人工清理篦冷机“雪人”时，应停止使用空气炮，维持好窑头负压，在窑头平台上处理。
水泥生产工艺及水泥熟料的形成
水泥生产工艺及水泥熟料的形成水泥生料经过连续升温，达到相应的温度时，其煅烧会发生一系列物理化学变化，最后形成熟料。
硅酸盐水泥熟料主要由硅酸三钙（C3S）、硅酸盐二钙（C2S）、铝酸三钙（C3A）、铁铝酸四钙（C4AF）等矿物所组成。
硅酸盐水泥生料通常是用石灰石、黏土及少量铁矿石等按适当的比例配制而成。
石灰石的主要组成是碳酸钙（CaCO3）和少量的碳酸镁（MgCO3），黏土的主要矿物是高岭石（2SiO2·Al2O3·2H2O）及蒙脱石（4SiO2·Al2O3·9H2O)等，铁矿石的主要组成是氧化铁（Fe2O3）。
硅酸盐水泥熟料形成的过程，实际上是石灰石、黏土、铁矿石等主要原料经过加热，发生一系列物理化学变化形成C3A、C4AF、C2S和C3S等矿物的过程，不论窑型的变化如何，其过程是不变的。
一、煅烧过程物理化学变化水泥生料在加热煅烧过程中所发生的（一）自由水的蒸发（二）黏土质原料脱水和分解（三）石灰石的分解（四）固相反应（五）熟料烧成（六）熟料的冷却（一）自由水的蒸发无论是干法生产还是湿法生产，入窑生料都带有一定量的自由水分，由于加热，物料温度逐渐升高，物料中的水分首先蒸发，物料逐渐被烘干，其温度逐渐上升，温度升到100~150℃时，生料自由水分全部被排除，这一过程也称为干燥过程。
（二）黏土质原料脱水和分解黏土主要由含水硅酸铝所组成，其中二氧化硅和氧化铝的比例波动于2：1~4：1之间。
当生料烘干后，被继续加热，温度上升较快，当温度升到450℃时，黏土中的主要组成高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O）失去结构水，变为偏高岭石（2SiO2·Al2O3）。
高岭土进行脱水分解反应时，在失去化学结合水的同时，本身结构也受到破坏，变成游离的无定形的三氧化二铝和二氧化硅，其具有较高的化学活性，为下一步与氧化钙反应创造了有利条件。
在900-950℃，由无定形物质转变为晶体，同时放出热量。
日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统窑头工艺设计
关键词：物料平衡、新型干法生产、篦冷机、电收尘、
ABSTRACT
This designisone 5000tons of cementclinkerproductionlines burningdrykilnsystem ofsome ofthe design.In order todesign morereasonable and perfect,I revieweda lot of information, andcombined with the currentdaily output of5,000 tons ofcement clinkerproduction line ofnew drykilnsystempractical examplesto makehis owndesign results.But has very many Shortcoming existence, therefore looks forgiveness. Under I introduce my design mentality. 1.Kiln choice:in the selection process of Kiln, Icalculate thetheoretical formulausedkiln, and I alsofindthe actualmanufacturerof thesituation, finally, Isetmycombination;2.Mass balance computation:According to the empirical formula（limestone saturation coefficient, silicic acid rate, alumina rate）calculates, obtains the appropriate rate value.Determinethe finalratio of raw materials;3.Material balancecalculationsbased on previousresults, combined withtheoretical formulaand the application ofselectedmodelsderivedinstance;4.Appurtenance shaping: The appurtenance includes,Clinkercrusher,clinkerzippermachines,centrifugal fans,pulverized coal burner.The equipment although is small, but in the production process also is essential.
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水泥熟料的烧成
•水泥熟料的烧成•第一节水泥熟料的形成过程•一、干燥与脱水•1.干燥•入窑物料当温度升高到100～150℃时，生料中的自由水全部被排除，特别是湿法生产，料浆中含水量为32～40%，此过程较为重要。
而干法生产中生料的含水率一般不超过1.0%。
•2.脱水•当入窑物料的温度升高到450℃，粘土中的主要组成高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O）发生脱水反应，脱去其中的化学结合水。
此过程是吸热过程。
•Al2O3·2SiO2·2H2OAl2O3+2SiO2+2H2O•(无定形)(无定形)•脱水后变成无定形的三氧化三铝和二氧化硅，这些无定形物具有较高的活性。
•二、碳酸盐分解•当物料温度升高到600℃时，石灰石中的碳酸钙和原料中夹杂的碳酸镁进行分解，在CO2分压为一个大气压下，碳酸镁和碳酸钙的剧烈分解温度分别是750℃和900℃。
•MgCO3MgO+CO2•CaCO3CaO+CO2•碳酸钙分解反应的特点•碳酸钙的分解过程是一个强吸热过程（1645kJ/kg），是熟料形成过程中消耗热量最多的一个工艺过程；该过程的烧失量大，在分解过程中放出大量的CO2气体，使CaO疏松多孔，强化固相反应。
•三、固相反应•1.反应过程•从原料分解开始，物料中便出现
了性质活泼的游离氧化钙，它与生料中的SiO2、Al2O3、Fe2O3进行固相反应，形成熟料矿物。
•2.影响固相反应的主要因素•⑴生料细度及其均匀程度；•⑵温度对固相反应的影响；•四、熟料烧结•水泥熟料主要矿物硅酸三钙的形成需在液相中进行，液相量一般在22～26％。
•2CaO·SiO2+CaO3CaO·SiO2•该反应称为烧结反应，它是在1300～1450～1300℃范围进行，故称该温度范围为烧成温度范围；在1450℃时反应迅速，故称该温度为烧成温度。
为使反应完全，还需有一定的时间，一般为15～25分钟。
•五、熟料冷却•熟料冷却时需急速冷却，其目的和作用是：•1、为了防止C3S在1250℃分解出现二次游离氧化钙（对水泥安定性没大影响），降低熟料的强度；•2、为了防止C2S在500℃时发生晶型转变，产生“粉化”现象；•3、防止C3S晶体长大而强度降低且难以粉磨；•4、减少MgO晶体析出，使其凝结于玻璃体中，避免造成水泥安定性不良；•5、减少C3A晶体析出，不使水泥出现快凝现象，并提高水泥的抗硫酸盐性能；•6、使熟料产生应力，增大熟料的易磨性。
第二节水泥熟料的形成热一、熟料的形成热•1.定义：•在一定生产条件下，用某一基准温度（一般是0℃或代末德国KHD公司首先设计应用的。
其优点是避免了窑基础下沉或运转中遇到暴雨，引起窑的弯曲或其它原因造成窑体翘起，致使应力集中在一个轮带上。
上述应力几乎为正常设计值的二倍，因而在生产过程中易于损坏。
而两档窑受力均衡，有利于生产维护。
两档窑的其它优点是土建受力较三档窑小14％，传动动力也小10%左右，相应设备重量也减轻11．5％。
因此，在工艺条件允许窑的长径比L/D＝10～12的前提下，应推广采用这种结构的窑型。
•新疆水泥厂，目前尚有4台用于代后期出现的多通道（主要指四通道）燃烧器在机理及主要作用上与三通道燃烧器并没有大区别，其主要特点在于以下几点：•（1）.在保证三通道燃烧器各项优良性能的同时，进一步将一次风量由12%~14%降低到4%~7%；一次风速由1代开发的第三代箆冷机，由上壳体、下壳体、箆床、箆床传动装置、箆床支承装置、熟料破碎机、漏料锁风装置、漏料拉链机、自动润滑装置及冷却风机组等组成。
•热熟料从窑口卸落到箆床上，沿箆床全长分布开，形成一定厚度的料床，冷却风从料床下方向上吹入料层内，渗透扩散，对热熟料进行冷却。
透过熟料后的冷却风成为热风，热端高温风被作为燃烧空气人窑及分解炉，部分热风还可作烘干之用。
有效的热风利用可提高热回收，而降低系统热耗；多余的热风经过收尘处理后排入大气。
•冷却后的小块熟料经过栅筛落入篦冷机后的输送机中；大块
熟料则经过破碎、再冷却后汇入输送机中；细粒熟料及粉尘通过篦床的篦缝及篦孔漏下进入集料斗，当斗中料位达到一定高度时、由料位传感系统控制的锁风阀门自动打开，漏下的细料便进入机下的漏料拉链机中而被输送走。
当斗中残存的细料还不足以让风穿透锁风阀门时；阀板即行关闭，从而保证了良好密封性能。
TC篦冷机配有三元自动控制系统和全套安全监测装置，以确保高效、稳定；安全可靠地工作。
•2.TC篦冷机的技术措施•①TC充气梁装置篦板的开发•TC充气篦板是“充气篦床”的核心机件，采用整体铸造结构(国外多为组合结构)，以减少加工量并有良好的抗高温变形能力。
TC篦扳内部气道和气流出口设计力求有良好的气动性能，出口冷却气流顺着料流的方向喷射并向上方渗透，强化冷却效果。
TC型“充气篦板”的气流出口为缝隙式结构，加之良好密闭的充气梁小室，几乎使所有的鼓进的冷风都通过出口缝隙；因而其气流速度明显高于普通篦板的篦孔气流速度。
•“充气篦板”具有两个特性：一是高阻力；另一是气流高穿透性。
它对熟料冷却工艺有重要意义，前者增加了篦床阻力对系统总阻力的百分比，相对缓解了料层阻力变化的影响。
当料层波动时仍可保持冷却风均匀分布，确保冷却效果；第二个特点则有利于料层深层次的气固热交换，特别是对红热细料
的冷却更有特殊的作用，有利于消除“红河”现象，解决了第二代篦冷机难以克服的主要问题。
•②低漏料阻力篦板的应用•在篦床的中温区，采用TC型低漏料阻力篦板。
这种篦板既减少细粒熟料的漏料量，又增加了篦板的通风阻力。
篦板阻力的增加同样可降低不均匀料层阻力对笆床总阻力的影响；因而虽然用冷风室供风，对熟料进行冷却仍可满足冷却需要。
•③合理的篦床配置•TC型篦冷机采用组合式篦床，篦床配置通常分为如下三部分：•高温区；熟料淬冷区和热收回区，在该区域采用TC型“充气梁”装置，其中前端采用若干排倾斜15°固定或倾斜3°的活动充气梁，以获得高冷却效率和高热回收串，应该强调指出的是在高温区采用“固定式充气梁”装置，将大大降低了热端篦床的机械故障率。
•中温区：采用低漏料阻力篦板，该篦板有集料槽和缝隙式通风口，因冷却风速较高而具有较高的篦扳通风阻力；因而具有降低料层阻力不均匀影响的良好作用，有利于熟料的进一步冷却和热回收。
•低温区：即后续冷却区。
经过前端TC充气篦板区和低漏料篦扳区的冷却，熟料已显著降温，故仍采用改型Fuller篦板，完全可以满足该机的性能要
求。
•④采用厚料层冷却技术•设计最大料层厚600—700mm，增加料层厚度使冷却风与热熟料有充分的热交换条件，增加风料接触面积和延长接触时间。
充分的热交换使热熟料得到有效的冷却并提高了冷却熟料后的热风温度，有利于热回收；厚料层冷却工艺不仅提高了单位篦面积的冷却能力，还使篦板受到温度较低的冷料层的保护，避免与红热熟料直接接触而受到热损害。
•⑤合理配冷却风•在淬冷区和热回收区为“充气篦床”，配有合适风量、风压的冷却风是保证其冷却性能的关键。
风量取决于料量、料温及所要求的冷却后的出料温度，它通过风与料热交换热平衡计算，再根据TC篦床工业实验等实践经验加以修正；风压的确定取决于管路系统阻力计算、TC篦床阻力数据(实验)和料层阻力等因素。
•⑥良好的锁风•严密的锁风是冷却风有效利用的保证。
除了充气管道及充气梁的合理密封结构外，留下漏料锁风装置采用集料斗加电动料位锁风阀的结构，这种装置既能有效锁风又使篦床下有足够的检修空间；锁风阀由料位传感装置自动控制，断续工作，锁风好，寿命长，又有节能功效。
•⑦自动控制和安全监测•自动控制是TC篦冷机性能和稳定、安全操作的极其重要的保证。
TC篦冷机仍采用三元控制；即篦速控制、风量控制和余风排
放控制(即窑头负压法制)，所不同的是第二代篦冷机以留下压力为控制依据，而第三代篦冷机以供风系统的固定和活动风管管内压力的综合数值为依据。
•必要的检测及保护装置设备安全运转不可缺少的部分。
TC型篦冷机设有下列监测和保护装置；篦板测温及报警装置；料层状况电视监测装置；风室漏料锁风阀的故报警及电机过载保护装置；调料拉链机断链报警装置；冷却风机监测和报警保护装置等。