《水泥工厂设计规范》

6.2.9 辅助原料、燃料及混合材的破碎车间放在堆棚内是为了便于封闭，减少取料和卸料过程中扬尘，减少无组织排放。

6.2.10 硅铝质原料品种繁多，物理性能各异，因此破碎机的形式和破碎级数的确定应根据物料物理性能、粒度等因素确定。

6.2.12 本条增加了黏湿物料破碎机的选型原则，黏湿物料的破碎机选型一定要依据物料的物理性能、当地气候条件及破碎机的适应性选择，宜采用双齿辊破碎机。

6.2.13 煤的进厂粒度一般都不大，采用一段破碎系统且带筛分设备，可满足生产要求，减少破碎机负荷。

6.2.14 石膏用量较小，粒度较大，为减少环节，采用一段破碎系统即可。

6.3.1 原料、燃料预均化是水泥生产达到优质、高产、低耗的最重要的条件之一。
在一个完整的生料均化系统——均化链(从均化开采到入窑生料)中原料预均化是基础。
当原料成分波动范围R＜5％时，可认为原料均匀性良好，不需要采用预均化；当R＝5％～10％时，表示原料有一定波动，应结合其他原料的波动情况，包括煤的质量、设备条件及其他工艺因素综合确定；当R＞10％时，表示原料波动较大，应设预均化堆场。
原料、燃料预均化堆场除有预均化和储存两个作用外，尚有综合利用资源、改善工作环境、减少污染、便于实施自动化控制和现代化管理等作用。
在线中子分析仪能快速分析块状原料化学成分，根据石灰石品位波动情况，可单独使用或与石灰石预均化堆场配合使用，综合利用矿山资源，减少或取消原料中间均化储存的环节，简化流程。

6.3.2 当原煤质量变化较大或入窑煤粉质量不能保证相邻两次检测的波动范围，即当灰分的偏差大于2％时，应设置预均化堆场。

6.3.4 本条对预均化堆场设计作出了规定。
1 从理论上讲，堆料层数越多，料堆横断面上物料成分的标准偏差越小，均化系数也越高。实际上由于预均化堆场原料本身存在波动，如原料矿山开采时，利用夹石及其他废石或者原料本身波动，还有堆料时物料离析作用，因此即使堆料600层，均化系数也不容易超过10。采用最佳性价比，堆料层数宜为400层～500层，均化系数为3～7。
对某一个具体的预均化堆场设计，当物料的休止角、容重已知，料堆长、宽、高、储量、堆料机能力已确定时，只要合理地选择堆料机的速度，就可以求得适宜的堆料层数。
5 混合料预均化堆场适用于石灰石和硅铝质原料预混合。当硅铝质原料水分、黏结性较大时，防止在储存和运输过程中的堵塞，可以和石灰石混合后入预均化堆场储存和均化。应注意物料混合后因黏湿、结块，会降低取料机的能力。
6 根据水泥工厂使用煤的来源不定，煤质波动较大的情况，一些水泥工厂将进厂的不同质量的煤分别堆存，经过搭配后再进入预均化堆场，以提高均化效果。
7 为了解决扬尘问题，目前多采用可以升降的悬臂式胶带堆料机，在堆料机卸料端，设料位探测器来探测自身同料堆的高差，使卸料端自动同料堆保持一定距离，可减小物料落差，抑制扬尘，同时减轻物料离析作用。

6.3.5 预均化堆场应设置封闭厂房是根据现行国家标准《水泥工业大气污染物排放标准》GB 4915无组织排放控制要求确定的。

6.4.1 本条规定是为了确保处置废弃物时窑况稳定，处置完全的要求而制订的。

6.4.3 协同处置废弃物多为现有水泥厂的改造项目，宜利用并结合现有水泥生产线的条件设计，如可用场地、可用余热、可用设施等，节省投资，避免重复建设。

6.4.4 本条提及的各项国家标准对水泥工厂协同处置不同种类废弃物的设计过程均有详细规定，内容包括了总体设计要求、技术与装备要求、总平面布置、废弃物特性分析及品质要求、预处理系统、水泥窑协同处置废弃物的接口设计等，不同来源及性质的废弃物预处理及接口设计差别很大，本规范不再重复，可参照现行国家标准执行。现行国家标准《水泥工业大气污染物排放标准》GB 4915中规定了水泥厂部分大气污染物排放控制要求，其中包括颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、汞及其化合物、氨的排放限值规定。现行国家标准《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》GB 30485规定了协同处置固体废物时水泥窑大气污染物最高允许排放浓度，其中包括氯化氢，氟化氢，铊、镉、铅、砷及其化合物，铍、铬、锡、锑、铜、钴、锰、镍、钒及其化合物及二噁英类的排放限值规定。水泥工厂协同处置废弃物时，进入产品中的污染物主要为重金属。现行国家标准《水泥窑协同处置固体废物技术规范》GB 30760中对水泥熟料中重金属含量限值及水泥熟料可浸出重金属含量限制均有规定，并给出了测试方法及检测频次。

6.5.1 本条对原料粉磨配料站设计作出了规定。
主要物料配料仓的容量应为磨机约3h的喂料量，储量偏大时生产过程中易出现堵塞，特别是黏湿物料的配料仓，当储存时间长、锥体角度小、开口小时容易造成堵塞、下料不畅、喂料不准，因此针对不同的物料应确定适合的储存量。

6.5.2 本条阐明了原料粉磨系统选型原则。
1 原料粉磨利用烧成系统废气余热烘干物料时，一般采用窑尾预热器废气余热，当入磨原料的综合水分大于8％时，仅利用窑尾预热器废气余热不够，宜同时引入冷却机废气。
2 对大型及以下规模生产线，一台窑宜配一套原料粉磨系统，可以使废气管道和生料输送系统简化，操作控制简单，且节省投资和运行费用，当生产线为特大型时，一台窑宜配两套原料粉磨系统。
3 各种粉磨系统具有不同的特点，对各种原料的物理特性有不同的适应范围。
(1)辊压机及辊式磨均为料床终粉磨系统，节电效果显著，辊压机系统比辊式磨系统节电约3kW·h／t；
(2)当原料黏湿、入磨物料综合水分大于8％时，宜采用辊式磨系统，辊式磨系统可以处理综合水分低于20％的入磨物料，当入磨物料综合水分高于20％时，可采用先烘干高湿物料再入磨方式，也可对辊磨进行特殊设计，满足烘干能力；
(3)对电石渣或白垩等物料粒度满足生料要求的原料，宜采用烘干破碎机系统；
(4)中卸烘干球磨系统的优点是操作简单，对原料的适应性强，运转率有保障，但粉磨效率低，电耗高，噪声大，除粉磨特别难磨物料外，不宜选用。

6.5.4 本条规定了原料粉磨系统布置时的具体要求。
1 原料粉磨系统在利用预热器废气烘干原料时，为简化缩短入磨热风管道，方便操作管理，并使原料粉磨和窑的废气合用一套废气处理收尘系统，因此原料粉磨系统应靠近预热器塔架和废气处理系统布置。
2 为了防止漏风而降低热效率增加能耗，在带烘干的磨机进、出料口应设置锁风装置。
3 原料粉磨系统视具体情况设置备用热风炉是作为停窑没有热风时的备用热源。
4 辊式磨根据磨机本身结构，可以露天布置(此举也可以降低土建工程投资)，但在某些特殊气候条件下，如风沙、高寒、雨雪地区建厂，会带来生产操作和检修的不便，是否设置厂房应根据当地气候等具体条件而定。

6.5.5 本条对粉磨系统的产品、质量提出了要求。
1 生料水分应控制在0.5％以下，这是由于生料输送及生料均化库均化的要求，水分过大，充气箱的充气层会堵塞，影响生料均化库的充气搅拌。
2 生料细度定为80μm方孔筛筛余10％～14％，200μm方孔筛筛余不宜大于1.5％，可根据生料易烧性性能确定。

6.5.6 本条对原料粉磨系统的收尘提出了要求。
1 配料仓顶和仓底，以及输送设备转运点，由于物料下料落差产生扬尘，故应设收尘点、配置收尘器(除物料非常湿，综合水分非常大外)。
2 当磨机利用烧成系统废气作为烘干热源时，应共用一台收尘器，可简化生产环节，方便管理，节约投资。

6.5.7 原料粉磨系统配料控制的目的是为了保证生料达到规定的化学成分、细度，出磨物料水分和磨机的生产能力，并保证粉磨系统长期稳定安全运转。
粉磨系统的控制水平及控制设备的选用，和工厂规模、设备选型、资金来源等因素有关，因此应根据具体条件和实际需要确定粉磨系统的控制内容。

6.6.1 生料均化库设计选型时，应根据进厂原料成分的波动、预均化条件及出磨生料质量控制水平等因素确定。
1 连续式生料均化库工艺布置简单、占地少、电耗低、操作控制方便、投资省，技术成熟，能保证入窑生料质量满足生产要求。
2 关于入窑生料，规定CaO含量的标准偏差不应大于0.25％，根据生产统计，入窑生料CaO含量的标准偏差在0.25％以内时，不影响烧成和熟料质量。
CaO含量的标准偏差的测试是以一小时取样为基准。
在线分析仪能保证入窑生料成分更加稳定，有条件的企业建议采用。
3 生料均化库保持长期、可靠、有效地运行，与出磨生料水分控制关系很大。水分低于0．5％的生料具有良好的流动性能；水分增加，生料流动性降低，且库底及库壁易结料。

6.6.2 本条对连续式生料均化库的设计作出了规定。
2 生料入库采用多点进料对生料分散性好，大直径生料均化库应采用多点入库，小直径生料均化库也可用单点进库。
5 均化库设有2个及以上卸料口，能保证窑的连续运转，且对卸料、清库比较有利。
7 出均化库生料回库输送回路的主要作用，是烧成系统未投入使用或停窑时，均化库及窑喂料可进行带料试运转和倒库。

6.6.3 本条对生料入窑系统设计作出了规定。
1、2 喂料仓的料位要稳定，才能稳定料仓出料口处的仓压，使喂料秤计量准确且给料均匀，并能方便控制。

6.7.2 本条对煤粉制备系统作出了具体的设计要求。
1 煤磨球磨系统结构简单，集烘干与粉磨于一体，能适用于任何煤种，包括难磨的煤矸石、含量高的煤和石油焦都可获得较高细度的煤粉，能长期可靠连续运转。其缺点是烘干能力低、电耗较高，工艺流程复杂，噪声大。应根据具体情况选择合适的煤磨系统。
当煤粉制备放在窑尾附近时，利用预热器的废气作烘干热源，其O2的含量低于10％，增加了系统的安全性，但废气中湿含量大，对烘干水分高的原煤不利。当煤粉制备位于窑头附近时，利用冷却机的废气作烘干热源，热风中O2的含量高，增大了煤磨系统爆炸的危险性。因此应从工艺生产平面布置、利用余热的方案等因素全面衡量确定。
3 煤粉仓的容量应根据烧成系统需煤量、煤的品种及挥发分含量、煤磨系统能力等因素综合确定，一般为3h用煤量，煤粉仓须保证煤粉呈流态状，以防堵塞，沉积自燃。
4 喂煤设备、动态选粉机回料管与煤粉的出料部位设锁风装置，是为了防止漏风，提高煤磨系统的热效率和分离效率，降低能耗。
6 辊式磨系统电耗低，烘干能力强，工艺流程简单，占地少，且噪声低，应优先选用。但当易磨件有磨损时，磨机的产量变化较大，当煤磨中混入金属杂物时，容易损伤研磨部件。
7 煤粉制备系统有关设备及风管采取保温措施是防止结露，具体设备和风管的保温范围应根据当地气候条件和原煤水分等因素综合确定。

6.7.3 煤粉水分大小影响到煤粉输送和煤粉仓卸料，水分太大会使系统堵塞，并影响煤粉的分散、快速燃烧和窑热工制度的稳定。

6.7.4 本条第1、8、10款为强制性条款。煤粉制备系统是易燃易爆的场所，因此煤粉制备系统的设计，必须根据系统中各部位的煤粉浓度、温度、CO含量等危险因素，切实做好防爆设计，保障设备安全运行。
1 煤磨、收尘器及煤粉仓均存在细煤粉堆积的可能性，有爆炸风险，在磨机进出口、收尘器、煤粉仓等处应设置泄压阀，是为了当设备内发生着火爆炸时，气体可从泄压阀卸爆，保障人身和设备安全。
3、4 泄压阀前的短管应尽量短且直，减小管道阻力，利于爆炸压力及时泄出。
8 在煤磨进出口设置温度监测装置，在煤粉仓、收尘器上设置温度、一氧化碳监测、自动报警装置，是为了随时监测设备内的温度和一氧化碳含量的变化，及时采取处理措施，防止发生爆炸事故。根据不同的设备设置不同的温度自动报警值，一氧化碳应在含量约800ppm时自动报警；一氧化碳含量达1200ppm时自动关闭收尘器进出口阀门。
10 煤磨、煤粉仓、收尘器均存在着火爆炸的风险，设置气体灭火装置，能及时扑灭设备内的着火，防止火灾蔓延，减少火灾损失，有效保障人身安全。

6.7.6 随着环保要求的提高，煤磨系统的收尘宜采用袋式收尘器。为防止收尘器结露，进入收尘器的气体温度应高于露点温度。

6.7.7 本条规定了对煤粉计量输送系统的设计要求。煤粉输送采用机械输送困难，应采用气力输送。

6.8.2 本条对预热器的设计作出了几点规定。
1 预热器系统的列数随着窑的生产能力的增大，由单列逐渐发展成双列和多列。4000t／d级以上的预热器系统多数为双列。
2 旋风预热器由多级旋风筒组合而成。在选用同类型的预热器时，预热器级数越多，则排出气体的温度越低，热回收量越多，但级数越多，每级温度降越少，系统的压力降越大，预热器塔架越高，因此是不经济的。根据目前的使用经验，五级或六级预热器较为经济合理。

6.8.3 本条对分解炉的选型和设计作出了规定。
1 根据气流和物料在分解炉内的运动方式，分解炉有多种型式。分解炉是一种气固高温反应器，燃料在炉中燃烧放热，在870℃～900℃温度下，生料在悬浮或沸腾状态中进行无焰煅烧，同时完成传热和碳酸盐分解过程。根据工厂的生产实践和分析试验研究，认为不同原料配合的生料有其不同的分解特性，在相同的条件下，达到相同分解率的时间是有区别的，不同的生料其分解指数和终态分解率均有所不同。通常分解炉内燃料的燃烧速率制约着水泥生料的分解，不同来源的燃煤其燃烧特性差异较大，在分解炉内的燃尽时间、燃尽率等特性指标有所不同，因此应按原、燃料特性试验确定分解炉结构参数，并适当留有一定的富余，以适应生产波动。
2 分解炉的形式不同，其气固两相流场分布亦不相同，气体和固体粒子的运动轨迹亦有差别。因此各种形式分解炉设计的气体停留时间差别较大。根据工厂实际测试及运行状况，本条规定其停留时间宜大于5s。
3 根据国内外工厂实际生产情况，分解炉的用煤量在55％～65％内为宜。分解炉设计应采用分级燃烧技术，降低炉内氮氧化物生成。
当采用旁路放风时，热耗随放风量的变化而变化，分解炉的用煤比例也相应变化。

6.8.4 本条对旁路放风系统的设计作出了规定。
2 骤冷室处粉尘浓度小，可减少随放风气体带走的粉尘量，减轻最终外排窑灰处理的压力，也可降低窑炉的热损失，减少生料损失。
3 抽取的放风气体温度约1100℃，在骤冷室与冷风混合后，应冷却至450℃或更低，这时气态的有害成分将冷凝黏附在粉尘颗粒之上，不再引发设备的粘壁堵塞现象，再掺冷风后满足进袋收尘器温度要求后，就可以通过收尘，将大量有害成分从烟气中分离，达到通过旁路放风降低烟气中有害成分的目的。
5 旁路放风废气处理收下的回灰，由于有害成分很高，若进入生产线，将对窑的烧成不利，既易堵塞预热器系统，又降低熟料强度。在满足水泥产品标准质量指标要求且不影响水泥性能的情况下，应有控制地掺入水泥中，或应按相关标准进行妥善处置。

6.8.5 本条对窑尾高温风机的选型与布置提出了要求。
1、2 窑尾高温风机的风量大、风压高，气体中粉尘含量较大，因此对风机的要求较高。由于风机的功率较大，故要求风机的效率大于80％，并要求能够变频调速。为保证窑生产能力有一定的富余，要求风机选型时，在正常工况条件下，风量、风压皆应留有10％的储备。
3 风机进风口设调节阀门，便于风机轻载启动，当变频调速出现故障时可用来调节系统风量。
4 高温风机可以露天布置，取消厂房，减少投资，检修时可采用临时起吊设备，但传动部分设备应有防雨措施，避免雨淋。

6.8.6 本条对废气处理系统的设计作出了几项规定。
1 对4级、5级预热器系统，设计出预热器系统的废气温度一般在270℃～340℃，这部分热量可烘干原料、燃料和余热发电。
余热利用的废气应进行工艺系统处理，若用于煤磨车间作为煤的烘干热源时，由于其含尘浓度高，会增加煤的灰分，应经过收尘处理后，再送入煤磨，当用作原料的烘干热源时，则可以直接利用。
2 袋式收尘器具有技术成熟、可靠性强、无事故排放、收尘效率高等优点，故推荐采用。
4 废气处理系统虽然废气温度与露点温度相差约30℃，但在通风不良的废气滞流区，外壁的局部地方温度仍可能低于露点温度。另外，在窑的点火升温阶段，收尘器从冷态经废气加热逐渐升温，如有保温，则收尘器温升快、冷凝水少，凝结后也能很快蒸发，可以减少废气对机体的锈蚀。
5 本款主要针对废气处理系统管道直径大又长的特点，应与废热利用相关的工艺系统尽量靠近，使管道布置紧凑合理，降低管道投资，减少散热损失。
管道水平布置时，内部易积灰，引起系统阻力增加，荷载加大。
6 由于增湿塔和收尘器的出灰量不是稳定的，粘壁的大块粉尘经常不定时塌落，其输送设备的能力应比正常的灰量大得多。
7 当窑和原料磨同时运转时，废气处理系统的回灰可和出磨生料同时进入生料均化库，而当原料磨停时，宜送至窑尾喂料系统或窑灰仓。

6.8.7 本条对回转窑设计作出了规定。
1 在确定回转窑的规格时，不仅应按照工厂规模对烧成系统产量的要求，而且还应结合具体的原燃料条件、预热器型式、级数以及分解炉的流程是在线还是离线，分解炉的炉型、规格和配置的冷却机型式规格等具体情况综合确定。
2 国内现有回转窑的长径比(L／D)，一般为14～16，短窑的长径比为10～12。随着水泥工厂规模越来越大，回转窑的转速也相应提高，窑的最高转速一般在4.0r／min～5.0r／min，正弦斜度通常在3.5％～4.0％。
3 同转窑筒体温度是窑内煅烧状况和窑皮粘挂、窑衬烧蚀脱落及结圈情况的反映，它直接影响到窑的安全运转。目前应用较成熟的是，用红外线扫描测温技术来检测筒体温度。
4 回转窑设置辅助传动主要是为了检修、保安和镶砌窑衬等需要。为保证辅助传动在紧急(如停电等)情况下能够起动，辅助传动应另有与工厂保安电源连接的回路，并有在突然停窑后，短时间之内重新启动的措施，以防止回转窑的热筒体的变形、连带耐火材料的损坏。

6.8.8 本条对回转窑的窑中部分的布置作了设计规定。
1 回转窑的中心高度，一般根据冷却机布置标高为基准确定。
2、3 回转窑基础墩布置尺寸的规定是根据多年来在窑体的机械设计、工艺布置设计以及现场施工安装中所总结而遵循的规则。窑墩基础间应设置联通走道，为了操作维护的方便，栏杆的设置必须保证安全。
窑的传动装置上部应设置防雨设施，在传动装置和窑筒体之间加隔热设施，布置时防雨、隔热也可兼顾。当需检修时，采用临时起吊设备。

6.8.9 本条是对回转窑冷却通风设计的规定。
1 回转窑烧成带筒体通风冷却的目的，是在窑内耐火砖内壁形成窑皮保护层，从而对耐火砖起到良好的保护作用，延长耐火砖的使用寿命，提高窑的运转率。
2 窑筒体在受热后会产生一定的径向膨胀。而在轮带处的膨胀受限，从而在受限部位会产生较强的剪切应力，对这一部位进行通风冷却，可以大大减轻剪切应力对窑筒体金属材质的影响。

6.8.11 本条对烧成系统的煤粉燃烧器提出了配置要求。
1～3 多通道、低氮氧化物燃烧器主要通过降低一次风用量，提高一次风轴流喷射风速度，合理配置旋流风喷射风量，以降低火焰温度，防止局部高温，降低过剩空气系数和氧浓度，使煤粉在低氧的条件下燃烧，同时也能降低能耗，完全燃烧。
焚烧替代燃料的燃烧器应根据替代燃料的特性进行针对性设计。
回转窑所需一次空气量，由于多通道燃烧器本身的结构和形式不同是有差异的，一次风包括送煤风和净风，一次风量的比例大多在8％～15％。
4 通过多层多点布置燃烧器，将分解炉分为还原区和完全燃烧区，减少分解炉燃烧中的NOx形成，确保煤粉燃尽。
5 本款规定有利于保护燃烧器不被烧坏和窑的连续安全生产。