武汉理工大学工程设计训练课程设计说明书目录1 初始条件11.1 原料的原始资料11.2 燃料煤的原始资料11.3 各种物料损失均按3%计算11.4 其它资料12 配料计算12.1 煤的低位发热量计算12.1.1 燃料煤的原始资料12.1.2 计算低位发热量12.2 计算煤灰掺入量22.3 估算熟料化学成分22.4 累加试凑计算22.4.1 原料的原始资料22.4.2 累加试凑计算32.5 计算熟料料耗32.6 计算生料配比32.7 校验熟料化学成分与率值32.8 将干燥原料配合比换算成湿原料配合比43 燃料燃烧计算54 物料平衡、热平衡计算54.1 原始资料54.2 物料平衡与热量平衡计算74.2.1 物料平衡计算74.2.2 热量平衡计算134.2.3 平衡核算165 主要热工技术参数175.1 主要热工技术参数的计算175.1.1 回转窑的发热能力175.1.2 分解炉的发热能力185.1.3 水泥熟料的实际烧成热耗185.1.4 熟料形成热185.1.5 回转窑系统的热效率185.1.6 回转窑内燃烧带的空气过剩系数185.1.7 分解炉内燃烧带空气过剩系数185.2 主要热工技术参数一览表196 分解炉结构尺寸计算与设计196.1 相关参数：196.2 分解炉工作风量206.2.1 分解炉内的实际烟气量Vfl 206.2.2 分解炉中CaCO3分解产生的CO2量 206.2.3 窑气量Vk 206.2.4 通过分解炉的工作态气体量VFf 216.3 分解炉直筒部位的有效截面积AF与有效内径DF 216.4 分解炉的有效高度H 216.5 分解炉锥体部位的有效高度H2 216.6 分解炉直筒部位的有效高度H1 216.7 分解炉锥体下端口直径dF 216.8 入分解炉三次风管直径di 216.9 入分解炉三次风管进风口宽度a和高度b 226.10 分解炉生料进料口直径ds 226.11 分解炉燃料进口直径dr 226.12 分解炉主要结构尺寸一览表227 耐火材料选材计算与散热计算237.1 耐火衬料的设计理念237.2 材料的主要参数237.2.1 粘土砖的部分性质237.2.2 碳钢的部分性质237.3 厚度计算237.3.1 已知参数237.3.2 厚度计算247.4 散热量计算247.5 耐火材料厚度对分解炉筒体尺寸的修正258 设计评述259 参考资料26日产3200吨熟料预分解窑的分解炉设计1 初始条件1.1 原料的原始资料表1.1 原料与煤灰的化学成分(%) 项目 物料烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3K2ONa2OH2O石灰石43.051.790.640.7153.100.711.00粘土4.7465.4716.945.994.040.911.010.71.00铁粉1.0238.012.0552.973.951.994.05煤灰57.1127.159.113.411.262.311.2 燃料煤的原始资料表1.2 煤的元素分析数据CadHadNadOadSadAadMad65.5 5.1 1.1 6.0 0.4 20.5 1.4 1.3 各种物料损失均按3%计算1.4 其它资料： 本设计工厂有自己的矿山，其它条件均符合建厂要求，工厂气象条件符合设计要求。大气压强（夏季）：720 mmHg柱温度：- 4 40相对湿度：70 80 地下水位：2m 2.5 m2 配料计算2.1 煤的低位发热量计算2.1.1 燃料煤的原始资料表2.1煤的元素分析CadHadNadOadSadAadMad65.5 5.1 1.1 6.0 0.4 20.5 1.4 2.1.2 计算低位发热量(如果不特别指明，本节计算查阅参考资料1p273-278) 根据设计任务书给出的煤元素分析结果,煤的低位发热量计算如下： 查阅参考资料2 p535相关知识取水泥熟料的实际形成热q = 2950kJ/kg-熟料，初步计算烧成单位质量熟料所需消耗的煤粉用量，如下：2.2 计算煤灰掺入量(如果不特别指明，2.2-2.6计算查阅参考资料3p175-176) 查阅参考资料3 p175中相关信息，取S = 100%，则煤灰掺入量计算如下：2.3 估算熟料化学成分查阅参考资料3 p174-175中相关信息，预设：KH = 0.89，SM = 2.30，IM = 1.70， = 97.5%，则熟料化学成分计算如下：2.4 累加试凑计算2.4.1 原料的原始资料由于原始资料煤灰除去H2O之后，各项数值相加大于100%，所以调整如下表:表2.2原料与煤灰的化学成分(%)烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其它石灰石43.051.790.640.7153.100.710.00粘土4.7465.4716.945.994.040.911.91铁粉1.0238.012.0552.973.951.990.01煤灰0.0056.9127.069.083.401.262.302.4.2 累加试凑计算如表2.3所示：表2.3 累加试凑过程(以100kg熟料为基准)计算步骤SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其它合计备注设计熟料成分21.996.023.5465.96-97.50煤灰(+2.66)1.286 0.611 0.205 0.077 0.028 0.052 -石灰石(+124)2.220 0.794 0.880 65.844 0.880 0.000 -粘土(+28)18.332 4.743 1.677 1.131 0.255 0.043 -铁粉(+1.4)0.570 0.031 0.795 0.059 0.030 0.000 -累计熟料成分22.408 6.179 3.557 67.111 1.193 0.095 100.54 KH=0.887,SM=2.30,IM=1.74粘土(-0.9)-0.589 -0.152 -0.054 -0.036 -0.008 -0.017 -0.589 KH=0.915,SM=2.29,IM=1.72累计熟料成分21.818 6.027 3.503 67.075 1.185 0.078 99.69 热耗=1002950/99.69=2959.3石灰石(-2.2)-0.039 -0.014 -0.016 -1.168 -0.016 0.000 -KH=0.898,SM=2.29,IM=1.72累计熟料成分21.779 6.012 3.488 65.907 1.170 0.078 98.43 热耗=1002950/98.43=2996.9铁粉(+0.2)0.076 0.004 0.106 0.008 0.004 0.000 -KH=0.894,SM=2.27,IM=1.67累计熟料成分21.855 6.017 3.594 65.915 1.174 0.078 98.63 热耗=1002950/98.63=2990.92.5 计算熟料料耗 由表2.3可得，配制100kg熟料所需的干原料(即熟料料耗)如下：2.6 计算生料配比 2.7 校验熟料化学成分与率值(如果不特别指明，2.7-2.8计算查阅参考资料4p68-69)根据所得配合比，先计算生料成分，再换算熟料成分，如表2.4所示，验算如下：表2.4 生料、熟料化学成分名称配合比（%）烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其它石灰石80.88 34.82 1.45 0.52 0.57 42.95 0.57 0.00 粘土17.99 0.85 11.78 3.05 1.08 0.73 0.16 0.34 铁粉1.13 0.01 0.43 0.02 0.60 0.04 0.02 0.00 生料100 35.68 13.66 3.59 2.25 43.72 0.76 0.34 灼烧生料100 -21.23 5.58 3.50 67.97 1.18 0.53 灼烧生料97.74 -20.75 5.45 3.42 66.43 1.16 0.52 煤灰2.26 -1.29 0.61 0.21 0.08 0.03 0.05 熟料100 -22.04 6.07 3.62 66.51 1.18 0.57 计算烧成单位质量熟料所消耗的煤粉用量，如下所示： 利用参考资料2 p23公式(2.3a)，计算熟料形成热，如下所示：2.8 将干燥原料配合比换算成湿原料配合比根据原始资料知入磨各原料水分分别为：石灰石1%，粘土1%，铁粉4.05%，则入磨湿基配比计算如表2.5所示：表2.5 湿基物料配比及计算过程名称湿基用量（份）湿基配比（%）石灰石粘土铁粉合计101.05100.00 计算湿物料水分含量：3 燃料燃烧计算(如果不特别指明，本节计算查阅参考资料5p242-249) 由于实际燃烧煤粉之前都会先干燥煤粉，所以可近似地认为： 燃料比(%)：回转窑(Ky):分解炉(KF)= 40 : 60 燃料为烟煤，取空气系数 ：窑尾： 分解炉混合室出口：(以上的燃料比和空气系数，参考了参考资料6 p124)查阅参考资料5 p249表4-15中的经验公式计算如下：利用参考资料6 p243公式(4-24)和p245公式(4-27)计算如下：