现代水泥生产装备与应用

随着科学技术的发展，每种产品的能耗水平，就是在反映着国家经济技术的综合实力，也代表生产企业产能的品质与水平。我国水泥产品，经过二十余年的高速发展，年产总量已达二十余亿吨，高居世界第一，但这并不表明我们的技术实力也是第一。因为与世界最高水平相比，我国每吨水泥平均能耗大致要高出10%以上，劳动生产率也相差一多半。要缩小这个差距，实现“由追赶到超越、引领”的目标，既要靠水泥工艺水平与管理水平的进步，也要靠水泥装备水平的提高，更要靠水泥生产人员的综合素质，树立强烈的节能减排意识。
与此同时，水泥制造业在国民经济中的作用，不再只是提供建筑材料，它已俨然成为消化其他行业固废、危废乃至生活垃圾的骨干，成为全社会循环经济中不可缺少的一环。
然而，水泥行业的技术力量近年正在渐渐老化，年轻的新生力量严重缺乏。教育部全国建材职业教育教学指导委员会审时度势，决定从提高教材质量入手，让学生认识到从事水泥行业的重大责任与光明前途。因此牵头组织《现代水泥生产装备与应用》等书的教材编撰工作，教材的编写工作得到各建材类专业职业院校老师们的热烈响应，大家愿意群策群力，共同尝试编写符合现代水泥装备发展水平的教材。经编委会讨论确定，此次编写的教材在借鉴已有众多版本教材的基础上，突出了如下特点：
1.突出学习装备知识必须以节能为红线。因为装备本身的更新换代就是以节能为动力。学习装备不能只局限其原理、分类与结构，更要洞察到节能机理，掌握每类装备的节能途径，使用中如何发挥其节能潜力，从而具备降低生产能耗的思路与方法。
2.将工艺节能知识与设备节能原理紧密结合，才能明晰装备的节能机理。因此，节能不仅是工艺专业学生的“必修课”，也是机电专业学生应当掌握的基本要领。
3.突出装备的应用技术。装备欲能充分发挥节能潜力，不只取决于它的设计与制造水平，更离不开用户的应用水平，双方需共同努力，缺一不可。
4.学习中展望各水泥装备的发展方向，有利于让学生知道水泥装备的节能任务既艰巨又大有可为。介绍初见成效的节能装备技术及智能化的发展方向，特别是国内专家的研发成果，甚至对有争议的装备发展提出看法。此举是为鼓励更多人努力创新。
本书围绕上述特点，以较为全面、翔实的内容，供教学使用。各类中高职院校都可以借鉴此书，压缩、提炼成满足不同教学层次所需要的教材。
本书编写是由谢克平任主编，参加本书编写的人员分工如下。第一章，由河北建材职业技术学院石常军编写；第二章，由四川幼儿师范高等专科学校杨忠娅编写；第三章，由黑龙江建筑职业技术学院田文富及哈尔滨市医药工程学校李杰编写；第四章至第六章，由北京金隅科技学校肖德安及黑龙江建筑职业技术学院纪明香编写；第七章、第十章，由北京金隅科技学校宾雄辉编写；第八章，由广东省理工职业技术学校张博编写；第九章，由陕西铁路工程职业技术学院赵亚丽编写。另外，洛阳理工学院李海涛、河北建材职业教育技术学院张向红、宁夏建设职业技术学院段兴梅等也对此书编写提出过重要意见，在此一并表示衷心感谢。
诚然，尽管有良好的编写愿望，但书中也难免会有不足，敬请专家、同行及广大读者朋友批评指正。我们坚信，本教材的很多观点，会通过老师们在日常教学中不断深化，教学相长，一定会吸引更多学生积极投身到水泥制造业中来。

编者
2021年6月

本书为教育部全国建材职业教育教学指导委员会组织编写的职业教育教材。
本书针对当代水泥生产中所涉及的装备，按作用分为物料处理、粉磨、烧成、输送、风动、传动、电气、环保、控制设备及防护材料十类，逐章分析它们的耗能与转换机理，以便从结构选型及维护使用中挖掘出所有节能潜力。节能的最大化需要从业人员对各专业知识及各类设备知识的融会贯通，才能使水泥行业在“碳达峰”及“碳中和”中胜任所扮演的角色。
本书不仅可作为水泥专业各层次职业教育教材，还能为水泥企业节能管理出谋划策，所涉及的内容也可为其他行业的设备节能管理提供参考。

绪论1

第1章物料处理、储存装备与技术7
1.1破碎机7
1.1.1破碎机的工艺任务与破碎原理7
1.1.2破碎机的类型、结构及发展方向10
1.1.3破碎机的节能途径13
1.1.4破碎机的应用技术16
1.2堆、取料机17
1.2.1堆、取料机的工艺任务与原理17
1.2.2堆、取料机的类型、结构与发展方向20
1.2.3降低均化耗能的措施26
1.2.4堆、取料机的应用技术28
1.3物料存储库（仓）29
1.3.1均化库的工艺任务与原理29
1.3.2均化库类型、结构与发展方向32
1.3.3均化库的节能途径35
1.3.4均化库的应用技术36
1.4包装机38
1.4.1包装机的工艺任务与原理38
1.4.2包装机的类型、结构及发展方向39
1.4.3包装机的节能途径41
1.4.4包装机的应用技术42

第2章粉磨装备与技术44
2.1球磨机44
2.1.1球磨机的工艺任务与原理44
2.1.2球磨机类型、结构与发展方向49
2.1.3球磨机的节能途径57
2.1.4球磨机的应用技术63
2.2立磨69
2.2.1立磨的工艺任务与工作原理69
2.2.2立磨类型、结构及发展方向76
2.2.3立磨的节能途径83
2.2.4立磨的应用技术85
2.3辊压机88
2.3.1辊压机的工艺任务与原理89
2.3.2辊压机类型、结构及发展方向93
2.3.3辊压机的节能途径97
2.3.4辊压机的应用技术104
2.4选粉机110
2.4.1选粉机的工艺任务与原理110
2.4.2选粉机主要类型、结构及发展方向112
2.4.3选粉机的节能途径118
2.4.4选粉机的应用技术119

第3章烧成装备与技术122
3.1预热器123
3.1.1预热器的工艺任务与原理123
3.1.2预热器的类型、结构及发展方向126
3.1.3预热器的节能途径132
3.1.4预热器的应用技术134
3.2分解炉139
3.2.1分解炉的工艺任务与原理139
3.2.2分解炉类型、结构及发展方向148
3.2.3分解炉的节能途径150
3.2.4分解炉的应用技术154
3.3回转窑157
3.3.1预分解窑工艺任务与原理157
3.3.2回转窑类型、结构及发展方向163
3.3.3回转窑的节能途径168
3.3.4回转窑的应用技术172
3.4燃烧器180
3.4.1燃烧器工艺任务与原理180
3.4.2燃烧器类型、结构及发展方向188
3.4.3燃烧器的节能途径191
3.4.4燃烧器的应用技术193
3.5篦式冷却机196
3.5.1篦冷机的工艺任务与原理196
3.5.2篦冷机类型、结构及发展方向199
3.5.3篦冷机的节能途径203
3.5.4篦冷机的应用技术206

第4章输送装备与技术213
4.1胶带输送机213
4.1.1工艺任务与原理213
4.1.2胶带输送机的结构、类型及发展方向214
4.1.3胶带输送机的节能途径220
4.1.4胶带输送机的应用技术222
4.2空气斜槽224
4.2.1空气斜槽的工艺任务与原理224
4.2.2空气斜槽的结构、类型及发展方向225
4.2.3空气斜槽的节能途径226
4.2.4空气斜槽的应用技术227
4.3链式输送机228
4.3.1链式输送机的工艺任务与原理228
4.3.2链式输送机的类型、结构及发展方向228
4.3.3链式输送机的节能途径229
4.3.4链式输送机的应用技术229
4.4螺旋输送机230
4.4.1螺旋输送机的工艺任务与原理230
4.4.2螺旋输送机的类型、结构与发展方向231
4.4.3螺旋输送机的节能途径231
4.4.4螺旋输送机的应用技术232
4.5链式斜斗输送机233
4.5.1链式斜斗输送机工艺任务与原理233
4.5.2链式斜斗输送机的结构、类型233
4.5.3链式斜斗输送机的节能途径235
4.5.4链式斜斗输送机的应用技术236
4.6提升机236
4.6.1提升机的工艺任务与原理236
4.6.2提升机的类型、结构及发展方向237
4.6.3提升机的节能途径238
4.6.4提升机的应用技术239
4.7板式喂料机240
4.7.1板喂机的工艺任务与原理240
4.7.2板喂机的类型、结构240
4.7.3板喂机的节能途径241
4.7.4板喂机的应用技术242
4.8泵送设备242
4.8.1泵送设备的工艺任务与原理242
4.8.2泵送设备的类型、结构244
4.8.3螺旋泵的节能途径245
4.8.4螺旋泵的应用技术245

第5章风动装备与技术247
5.1离心风机247
5.1.1风机的工艺任务与原理247
5.1.2风机的类型、结构及发展方向250
5.1.3风机的节能途径253
5.1.4水泥生产中的风机应用技术257
5.2罗茨风机262
5.2.1罗茨风机的工艺任务与原理262
5.2.2罗茨风机的类型、结构及发展方向263
5.2.3罗茨风机的节能途径265
5.2.4罗茨风机的应用技术265
5.3空气压缩机266
5.3.1空压机的工艺任务与原理267
5.3.2空压机的类型、结构及发展方向268
5.3.3空压机的节能途径269
5.3.4空压机的应用技术270

第6章动力传动装置272
6.1减速机272
6.1.1减速机的工艺任务与原理272
6.1.2减速机的类型、结构及发展方向274
6.1.3减速机自身的节能途径279
6.1.4减速机的应用技术281
6.2联轴器283
6.2.1联轴器的任务与原理283
6.2.2联轴器的类型、结构及发展方向284
6.2.3联轴器的节能途径285
6.2.4联轴器的应用技术286
6.3液压系统288
6.3.1液压系统工艺任务与原理288
6.3.2液压系统的类型、结构及发展方向289
6.3.3液压系统的节能途径293
6.3.4液压系统的应用技术295

第7章电气设备300
7.1电动机300
7.1.1电动机的工艺任务与原理300
7.1.2电动机的结构、类型及发展方向301
7.1.3电动机的节能途径304
7.1.4电动机的应用技术305
7.2变压器306
7.2.1变压器的工艺任务与原理307
7.2.2变压器结构、类型及发展方向307
7.2.3变压器的节能途径308
7.2.4变压器的应用技术308
7.3变频器309
7.3.1变频器的工艺任务与原理309
7.3.2变频器的结构、类型及发展方向310
7.3.3变频器的节能途径311
7.3.4变频器的应用技术312
7.4进相机313
7.4.1进相机的工艺任务与原理313
7.4.2进相机的结构、分类314
7.4.3进相机的节能措施314
7.4.4进相机的应用技术315

第8章环保装备与技术316
8.1除尘装备与技术316
8.1.1除尘设备的工艺任务与原理316
8.1.2除尘设备类型、结构与发展方向321
8.1.3除尘设备的节能途径330
8.1.4除尘设备的应用技术331
8.2脱硝装备333
8.2.1脱硝装备工艺任务与原理333
8.2.2脱硝装备的类型、结构及发展方向336
8.2.3脱硝装备的节能途径336
8.2.4脱硝装备的应用技术338
8.3脱硫装备340
8.3.1脱硫设备的工艺任务与原理340
8.3.2脱硫的方法、类型及发展方向341
8.3.3脱硫过程的节能342
8.3.4脱硫技术的应用342
8.4降噪装备342
8.4.1工艺任务与降噪原理342
8.4.2降噪装备的类型、结构及发展方向344
8.4.3降噪声的节能途径345
8.4.4降噪声技术的应用345
8.5固废协同处置装备345
8.5.1协同处置固废装备的工艺任务与优势345
8.5.2协同处置装备类型、原理及发展方向346
8.5.3协同处置装备的节能途径349
8.5.4协同处置装备的应用技术350

第9章设备的防护材料352
9.1润滑装备352
9.1.1润滑装备的工艺任务与原理352
9.1.2润滑装备的类型、结构及发展方向353
9.1.3润滑的节能途径355
9.1.4润滑装备的应用技术357
9.2耐火材料362
9.2.1耐火材料的工艺任务与原理362
9.2.2水泥窑用耐火材料类型及发展方向364
9.2.3使用耐火材料的节能途径366
9.2.4耐火材料的应用技术368
9.3隔热材料370
9.3.1隔热材料的原理与工艺任务370
9.3.2隔热材料的种类与发展方向372
9.3.3隔热材料的节能措施373
9.3.4隔热材料的应用技术374
9.4耐磨材料374
9.4.1耐磨材料的工艺任务与原理374
9.4.2耐磨材料的类型、结构及发展方向377
9.4.3耐磨材料的节能途径380
9.4.4耐磨材料的应用技术382

第10章控制装备与技术385
10.1在线检测仪表385
10.1.1工业仪表的基本概念385
10.1.2对各项参数的检测作用与原理386
10.1.3各类参数测定的节能意义与途径403
10.1.4各类仪表的应用技术405
10.2执行机构412
10.2.1执行器的工艺任务与原理412
10.2.2执行器分类、结构及发展方向412
10.2.3执行器的节能途径416
10.2.4执行器的应用技术417
10.3DCS系统418
10.3.1DCS系统的工艺任务与原理418
10.3.2DCS系统基本组成、类型及发展方向419
10.3.3DCS系统的节能途径422
10.3.4DCS系统的应用技术424

参考文献425