水泥生产工艺与装备内容简介

本书是职业技术教育（专业技能课）规划教材，教材内容与我国职业技术教育建材装备运行与维护专业相关教学标准相配套。

本书内容主要沿着新型干法水泥生产工艺展开，包括生产过程每个环节的工艺特点、主要设备的组成结构、性能特点、工作原理、日常维护等。 全书共分为7个项目：水泥生产的原料与燃料，主要讲述原料与燃料的种类、性质；原料的破碎，主要讲述破碎基本工艺和破碎机械的结构；原料的预均化，主要讲述预均化堆场的堆料及取料和预均化设备；生料制备，重点讲述立磨系统、辊压机粉磨系统；熟料煅烧，主要讲述预热器和分解炉、回转窑、第三代和第四代箅式冷却机、多风道燃烧器、煤粉制备系统及余热发电系统；水泥粉磨，重点讲述辊压机、立磨系统及高效选粉机；水泥包装与散装，介绍了水泥包装和散装工艺及主要设备。

0课程引领认识水泥生产企业1

0.1认知水泥的应用1

0.2走进水泥生产企业2

0.3实习内容及要求5

作业与思考题8

项目1水泥生产的原料与燃料9

任务1.1水泥生产的原料9 1.1.1石灰质原料9 1.1.2黏土质原料10 1.1.3校正原料11 1.1.4混合材13 1.1.5其他原料14

任务1.2水泥生产的燃料17 1.2.1水泥生产用煤的分析17 1.2.2煤的种类17 1.2.3回转窑用燃料的质量要求17

作业与思考题19 项目2原料的破碎21

任务2.1石灰石破碎工艺21 2.1.1石灰石破碎21 2.1.2破碎设备的选择22

任务2.2破碎设备25 2.2.1锤式破碎机25 2.2.2圆锥式破碎机28 2.2.3辊式破碎机29

作业与思考题33 项目3原料的预均化34

任务3.1预均化作业34 3.1.1预均化堆场的布置形式35 3.1.2堆料方式37 3.1.3取料方式38

任务3.2预均化设备40 3.2.1堆料机40 3.2.2取料机40

作业与思考题47 项目4生料制备48

任务4.1粉磨工艺48 4.1.1球磨机系统的粉磨工艺流程48 4.1.2尾卸式烘干磨的粉磨工艺流程49 4.1.3中卸式烘干磨的粉磨工艺流程50 4.1.4立式磨的粉磨工艺流程51 4.1.5辊压机的生料粉磨工艺流程52

任务4.2粉磨设备54 4.2.1球磨机55 4.2.2立式磨64 4.2.3辊压机68 4.2.4打散机71

任务4.3收尘设备76 4.3.1旋风收尘器76 4.3.2袋式收尘器79 4.3.3电收尘器84

任务4.4输送设备92 4.4.1带式输送机92 4.4.2斗式提升机96 4.4.3螺旋输送机99 4.4.4板式输送机103 4.4.5气力输送设备104

作业与思考题108

项目5熟料煅烧109

任务5.1悬浮预热器110 5.1.1悬浮预热器的构造及工作原理110 5.1.2旋风筒的结构112 5.1.3悬浮预热器日常维护及常见故障的处理114

任务5.2分解炉116 5.2.1分解炉的作用116 5.2.2分解炉的结构及工作原理117

任务5.3回转窑124 5.3.1回转窑的组成结构124 5.3.2回转窑的工作原理132 5.3.3回转窑的日常维护133

任务5.4箅式冷却机135 5.4.1第三代箅式冷却机136 5.4.2第四代箅式冷却机141

任务5.5燃烧器151 5.5.1燃烧器的选择151 5.5.2回转窑用煤粉燃烧器的结构形式152 5.5.3回转窑用煤粉燃烧器的日常维护154 5.5.4回转窑用煤粉燃烧器的常见故障分析与排除方法155

任务5.6离心式通风机157 5.6.1离心式通风机的结构形式及主要零部件157 5.6.2离心式通风机的工作原理159 5.6.3离心式通风机的日常维护160 5.6.4离心式通风机的常见故障分析与排除方法160

任务5.7煤粉制备系统164 5.7.1风扫式球磨系统164 5.7.2立式煤磨系统169

任务5.8余热发电系统172 5.8.1余热发电的基本过程173 5.8.2余热发电系统的组成173

作业与思考题178 项目6水泥粉磨179

任务6.1水泥粉磨工艺179 6.1.1辊压机水泥粉磨工艺179 6.1.2分别粉磨工艺181 6.1.3立式磨水泥粉磨工艺181

任务6.2分级设备184 6.2.1粗粉分离器184 6.2.2离心式选粉机186 6.2.3旋风式选粉机188 6.2.4Osepa选粉机190

任务6.3水泥粉磨系统的配置194

作业与思考题196

项目7水泥包装与散装197

任务7.1水泥装运系统197 7.1.1水泥包装系统197 7.1.2水泥散装系统197

任务7.2水泥装运设备200 7.2.1袋装系统的设备200 7.2.2散装系统的设备207

作业与思考题209 参考文献210 2100433B

第一章　我国水泥熟料烧成工艺与装备的技术进步

第一节　水泥熟料烧成工艺与装备的技术进步

一、熟料烧成工艺与装备的技术进步

二、高能耗、低效率的熟料烧成工艺与装备逐步退出市场

第二节　新型干法水泥熟料烧成工艺与装备的技术进步

一、现状

二、技术进步

三、生产能源消耗情况

四、发展方向

第三节　立窑水泥熟料生产工艺与装备的技术进步

一、立窑的发明与技术进步

二、立窑水泥在我国的发展

三、立窑水泥存在的主要问题

四、立窑水泥技术的进步与发展方向

第二章　新型干法水泥熟料烧成工艺与装备

第一节　概述

第二节　煤粉制备工艺与装备

一、原煤

二、新型干法水泥生产线对煤粉制备工艺与装备的要求

三、煤磨系统的安全运行

第三节　新型干法熟料烧成系统工艺与装备

一、悬浮预热器、分解炉

二、回转窑

三、冷却机

四、增湿塔

五、窑尾烟室、窑头罩及三次风管

六、多通道燃烧器（喷煤管）

第四节　新型干法熟料烧成系统主机设备配置

第五节　耐火材料

一、概述

二、新型干法窑对耐火材料的要求

三、烧成系统内碱性耐火材料的损坏机理

四、水泥回转窑用碱性耐火材料的品种和特征

五、隔热材料

第三章　新型干法水泥熟料烧成系统操作与维护

第一节　烧成系统工艺流程简述

一、生料预热与分解（烧成窑尾）

二、窑头至分解炉热风管道（三次风管）

三、熟料煅烧（烧成窑中）

四、熟料冷却和破碎（烧成窑头）

第二节　烧成系统耐火材料的烘干

一、系统耐火材料烘干的必要性

二、衬料烘干前的准备

三、预热器、分解炉和回转窑耐火材料的烘干操作要求

四、三次风管耐火材料的烘干

五、篦式冷却机耐火材料的烘干

六、衬料烘干操作的注意事项

第三节　烧成系统的操作及要求

一、第一次投料运转的操作原则

二、投料操作

三、正常操作原则

四、正常点火操作

第四节　烧成系统常见故障及处理方法

第五节　烧成系统主机设备的日常维护

第六节　熟料质量的控制

一、原燃料质量的控制

二、烧成系统的操作控制

三、熟料的颜色与直观判断

第七节　提高熟料产量的措施

一、优化设计和设备设施

二、优化操作，提高设备可靠性和系统运转率

三、选用优质原燃料

第四章　水泥窑余热发电

第一节概述134

第二节余热发电技术在我国的发展134

一、中空窑余热发电系统的仿制与发展阶段135

二、中空窑余热发电的发展与提高阶段136

三、余热回收和补燃相结合发电技术的产生、发展与争议136

四、中低温纯余热发电系统的快速发展137

第三节我国水泥工业余热发电类型及特点138

一、干法中空窑余热发电138

二、带补燃炉的中低温余热发电139

三、纯余热中低温余热发电系统主要设备140

第四节纯余热中低温余热发电系统主要设备141

一、余热锅炉141

二、汽轮发电机组142

三、锅炉水处理设备143

四、循环水冷却系统144

五、热力系统144

第五节纯余热发电系统工程实例145

第六节预分解窑增建纯余热发电系统注意事项149

第七节水泥窑低温余热发电技术的进展149

一、2500t/d熟料生产线建设一套4500kW纯低温余热电站方案151

二、5000t/d熟料生产线建设一套9000kW纯低温余热电站方案152

三、提高型纯低温余热发电技术153

四、带补燃锅炉的低温余热发电技术155

第五章水泥窑处理废弃物

第一节概述157

第二节城市垃圾焚烧发电159

一、节能及经济效益160

二、技术风险160

第三节新型干法水泥熟料烧成系统处置废弃物的技术优点162

一、概述162

二、技术优点163

第四节水泥窑可处理废弃物的种类及处理工艺166

一、水泥窑可处理废弃物的种类166

二、水泥窑处理废弃物的工艺167

三、水泥窑处理废弃物的基本要求168

第五节水泥窑处理废弃物应用实例169

一、电石渣169

二、太湖污泥171

三、废树脂渣、废油墨和废溶液等171

第六节水泥窑处理废弃物展望172

第六章立窑水泥熟料烧成工艺与装备

第一节立窑的结构174

一、立窑的窑体174

二、立窑窑体各部位尺寸的确定175

三、立窑喇叭口角度对熟料产量的影响182

第二节立窑的卸料装置183

一、中心半球式卸料篦子184

二、盘鼓形卸料篦子185

三、棱锥式卸料篦子186

四、新型大齿高塔篦188

五、螺旋形高齿卸料塔篦191

六、双曲面可换齿高效节能塔篦及盘塔篦子193

七、立窑卸料篦子的选择与应用194

第三节卸料密封装置198

一、卸料密封装置的种类198

二、料密封装置198

第四节立窑的加料装置201

一、加料装置201

二、加料升降装置202

三、加料装置的改进202

四、改进立窑加料装置的实践203

第五节立窑的鼓风204

一、立窑的鼓风204

二、立窑腰风控制技术205

三、立窑鼓风机的类型209

四、立窑鼓风量的计算212

第六节立窑的排气213

一、窑罩213

二、烟囱213

三、用1Cr18Ni9Ti钢板制作立窑烟囱的实践215

第七节立窑的扩径改造216

一、扩大窑径提高立窑产量的理论依据216

二、扩大窑径的前提217

三、窑体综合改造217

四、JT型大直径立窑的生产实践220

第七章立窑生料成球工艺与装备

第一节生料的普通成球223

一、立窑生料的成球目的与要求223

二、成球设备224

三、生料粉在盘中的成球过程224

四、成球盘边部挂泥的清理办法226

五、影响料球质量的因素分析226

六、成球盘的操作控制228

第二节生料的预加水成球229

一、预加水成球的特点229

二、预加水成球生产过程231

三、预加水成球主要设备232

四、预加水成球操作注意事项236

五、预加水成球常见问题与对策237

六、提高预加水成球质量的经验240

第三节球径与部分参数之间的关系243

一、球径与阻力243

二、球径与高温爆破率243

三、球径与用水量和收缩率244

四、球径与煅烧速率245

五、球径与分解率245

六、球径与传热245

七、球径与熟料产质量245

八、料球性能对熟料煅烧的影响246

第四节小料球的最佳球径246

一、小料球的最佳球径理论分析246

二、推荐最佳的小料球球径247

第五节小料球成球工艺248

一、预湿成球系统的改造248

二、改造投资及效果249

三、小料球快速煅烧技术的应用249

第六节电石渣浆用于立窑预湿成球251

一、主要问题及相应对策251

二、工艺流程252

三、配料方案253

四、技术经济指标对比及效果评价254

第七节除尘污水用于立窑预湿成球255

一、工艺流程255

二、效果256

第八章立窑煅烧操作与提高熟料质量的措施

第一节暗火闭门操作技术258

一、暗火闭门操作工作原理258

二、暗火闭门操作的基本要求259

三、暗火闭门操作的主要经济技术指标263

四、对暗火闭门操作的正确认识264

第二节添加矿化剂及晶种煅烧技术264

一、熟料煅烧矿化剂264

二、SO2和HF对环境的影响272

三、生料添加熟料晶种煅烧274

四、生料中添加非熟料晶种煅烧技术279

第三节加速立窑煅烧的技术措施284

一、采用矿化剂284

二、防止对复合矿化剂长期依赖287

三、采用矿渣配料288

四、采用“晶种”或非熟料“晶种”289

五、减小成球球径，缩短烧成时间289

第四节立窑的喷窑及防治289

一、喷窑形成的原因289

二、喷窑前后的主要表现290

三、喷窑原因分析290

四、避免喷窑事故的技术措施290

第五节立窑水泥熟料的质量293

一、立窑熟料质量分类293

二、熟料质量表象、差异和影响原因295

三、立窑熟料质量控制指标296

第六节提高立窑水泥熟料质量的综合措施297

一、按新型干法水泥生产的要求提高立窑生料合格率297

二、改变配料方案、提高生料的易烧性299

第七节提高立窑熟料产质量的实践302

一、提高立窑熟料产质量的综合改造302

二、改善立窑熟料性能的措施304

三、立窑采用高硅低铁配料方案306

第九章立窑节能、热平衡和水平衡

第一节立窑的节能309

一、概述309

二、立窑熟料烧成系统的节能途径309

第二节立窑节能的技术措施310

一、窑体保温结构改造310

二、窑体保温和衬料选择312

三、强化通风减少化学不完全燃烧损失312

四、严格控制生料中的含煤量312

五、采用小料球煅烧313

六、诊断法降低立窑熟料热耗313

第三节立窑的热平衡317

一、立窑热平衡的重要性317

二、热平衡范围及测量内容318

三、立窑热平衡测量项目319

第四节计算机在立窑热工测量中的应用326

一、计算程序的结构327

二、计算机在热工测量中应用的特点328

第五节立窑单项测量及其应用328

一、烟尘连续监测仪及应用328

二、压力监测仪及应用330

三、热电偶测量立窑窑壁温度330

四、燃料热值的测定331

五、立窑部分单项测量仪表选型与应用333

第六节立窑水泥厂的水平衡及节水336

一、水泥工厂水平衡336

二、节水潜力与途径337

第十章水泥窑系统热工标定实例与先进生产企业实例

第一节新型干法窑系统热工标定实例338

一、2500t/d熟料生产线热工标定报告实例338

二、5000t/d熟料生产线热工标定报告实例353

第二节立窑系统热工标定实例369

一、立窑系统热工标定实例369

二、“短粗型”立窑系统热工标定实例373

第三节新型干法窑先进生产企业实例376

一、天瑞集团汝州水泥有限公司376

二、山东水泥集团安丘水泥有限公司381

第四节立窑先进生产企业实例384

一、立窑煅烧技术的重大突破384

二、新型“短粗型”立窑的节约资源385

三、新型“短粗型”立窑的节能和环保385

参考文献387 2100433B

《水泥熟料烧成工艺与装备》是《水泥生产技术丛书》的一个分册，书中全面介绍了新型干法回转窑和立窑水泥熟料烧成新工艺与新装备的相关知识，包括系统工艺设计方案与设备选型，系统主要设备的类型与结构、工作原理及参数、实际操作方法、日常维护管理、常见故障及排除方法和注意事项等；

本书针对近年来水泥窑低温余热发电技术的迅速推广，介绍了水泥工业余热发电类型及特点，纯低温余热发电系统的主要设备、工程实例以及预分解窑增建纯余热发电系统注意事项；针对新型干法熟料烧成系统处置废弃物的技术优势，介绍了水泥生产线可处理废弃物的种类及处理工艺、应用实例等。书中还列举了新型干法回转窑系统、立窑系统热工标定实例和典型的新型干法回转窑、立窑先进生产企业烧成系统运行实例。

本书可供水泥生产企业的技术人员、管理人员、相关岗位工人使用，也可作为科研开发、工程设计单位技术和管理人员、高校师生等的参考书。

化学检验：

第1篇 水泥生产基本知识

第2篇 水泥化学分析

附录

参考文献

材料物理性能检验：

第1篇 水泥生产基本知识

第2篇 水泥物理性能及检测

第3篇 水泥物理性能检验技术问题

附录

参考文献

材料成分检验：

第1篇 水泥生产基本知识

第2篇 水泥生产过程中的质量控制

第3篇 水泥生产过程中的质量控制分析

附录 1

附录 2

参考文献

水泥生产制造：

绪论

硅酸盐水泥生产概述

水泥生产工艺知识

配料方案选择

生料的配煤与成球系统

立窑的结构与工作原理

机立窑熟料的形成原理

机立窑的煅烧

机立窑若干技术问题

立窑的监测与控制

附录A 机立窑看火操作三十六法

附录B 中华人民共和国劳动部和社会保障部《国家职业标准》水泥熟料煅烧工工作要求

主要参考资料2100433B