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摘要：水泥厂的工艺设计是现代水泥生产的一项重要任务。基于此，本文重点阐述了水泥厂工艺设计基本原则的理解与应用。
关键词：水泥厂；工艺设计；基本原则
水泥工艺设计是水泥厂工程设计的重要组成部分，其合理性与适用性将直接影响工厂建成后生产过程的稳定性及所生产产品的质量和经济性。为了实现水泥生产建设项目完成后的生产运营目标，水泥厂工艺设计必须尊循其基本原则。
一、项目目标与要求
对于工程项目，业主提出建设目标与要求。因工程建设内容和阶段不同，目标与要求会有很大差异，业主提出的方法也不同，因此无统一标准及格式可循。
在工艺系统设计中，无论是简单还是明确的工程建设目标与要求，设计时都要充分重视，并在设计图纸中充分表达及体现。在项目具体实施中，设计图纸的服务对象是项目建成后的生产管理人员。因水泥生产工艺系统的复杂性、多样性和时限性，设计图纸在施工生产中的隐含性和实质性使用在设计工作中往往被忽视或忽略，致使在施工中或竣工后会出现一些问题或缺陷。因此，在工艺设计中必须考虑这一实质的具体使用，这也是工艺设计应遵循考虑的基本原则与原理。
二、工程建设条件
其是设计工作的基本条件和基础。工艺系统的设计配置以其基本条件为基础，不同的基础设计条件会有不同的系统配置；在设计中，即使基础条件相同，也可能由于其他条件和因素而出现不同的系统配置。根据不同的技术发展与进步，在相同施工条件下，通过不同技术路线和系统配置，可达到相同的目的与目标。只有在深入研究、掌握、了解工程建设条件的基础上，才能为工程建设提出优良、适宜、有效的技术方案和路线。
因建设项目的时间阶段性，业主方在项目前期往往无法提供更准确的基本信息，尤其是原料和燃料方面的信息；因此，在实践中，往往需对基础设计资料做出一些假设或设定。对假设或设定的建厂条件，随着项目的进展，设计人员应逐一落实具体情况，尤其是原料和燃料情况。否则，待工厂建成投运后，由于原燃料情况与设计预期相差较大，在实际生产中会出现一些问题，严重时会影响生产正常运行及目标的实现。
工程建设条件一般由业主提供，影响水泥生产线工艺系统配置方案的建设条件为：
1、来料和燃料的化学、物理性质。应特别注意化学成分的稳定性、有害成分含量和程度，粒径、湿度、容重、易磨性、磨蚀性等物理性质。
2、进厂原料、燃料来源及运输方式。应关注车型、船型等。
3、产品的种类和比例、出厂运输方式和比例，即水泥的种类和比例，袋装和散装比例，装车车型、装船船型等。
4、工程建设厂址和自然条件。包括海拔高度、环境温度、湿度、降雨量、主导风向和风速等。
5、施工设计范围。当施工、设计范围不同或有分期施工内容（预留）时，应有明确的分界内容和预留程度。
三、相关因素
国家与地区法律、法规、标准、规范，以及行业和公司标准、规范、规定等是设计工作必须遵循、贯彻及实施的基本原则。随着社会和工业生产的发展进步，水泥工艺设计人员必须遵循环保和职业卫生等设计原则，在条件允许情况下，达到和超过国家或地区有关标准与要求；使项目建成后，公司可实现清洁环保生产。
水泥生产企业一直是高能耗、高粉尘污染企业，经从业人员努力，水泥企业不仅实现了国家低能耗、低粉尘排放目标，而且很多企业的能耗、粉尘排放都超过国家标准限值。
水泥生产是一个噪声污染严重的行业，特别是在设备投资较低的露天工厂，一般只对球磨机、空压机、罗茨风机等噪声设备设置，为防止噪声扩散，基本上无其他噪声污染控制措施；因此，这些工厂噪声排放检测不能满足GB-12348《工业企业厂界噪声排放标准》的要求。除磨机、空压机、罗茨风机等噪声设备外，工艺风机和普通收尘风机也是水泥生产线的主要噪声源之一。当前，工艺风机和普通除尘排风机的噪声控制措施包括设置隔声棚和加装消音器。另外，水泥厂噪声源还有胶带机和外置物料溜子。设计时，要加强噪声排放控制设计，使项目竣工投产后达到或超过国家工业企业噪声排放限值。
在当前水泥生产线系统中，虽然已基本实现并达到了较高的工业自动化水平；但在使用铲车操作方式的辅助燃料堆棚中，但物料含水率低时，则堆棚内扬尘浓度高，棚内空气中粉尘浓度，即铲车司机工作场所粉尘浓度超过允许浓度限值；另外，在生产中，若水泥包装机和包装袋泄漏严重，会导致水泥包装机插袋工岗位和装车工岗位空气中水泥粉尘浓度超过允许浓度限值。因此，在条件允许情况下，应尽量采用全自动无人操作系统，避免出现上述情况；例如，对铲车司机操作的物料储存，最好采用无有智能操作的抓斗起重机操作模式，人工插袋水泥包装机和人工辅助袋装水泥装车机最好使用全自动水泥插袋机和全自动袋装水泥装车机系统。
四、工艺设计
水泥生产系统工艺设计是设计组织一套可行的工艺技术，以实现生产系统目标及目的。工艺设计具体内容可分为两部分：工艺设备设施选型、工艺设备设施布置；常用的表达式前者主要是工艺流程图及工艺设备清单，后者主要是工艺布局；这两部分具有相互关联、相互影响、相互补充、不可分割的特点。水泥工艺设计人员应学习、了解和掌握水泥生产工艺和设备设施基本原理、技术性能、使用条件、安装、维护、检修要求；学习和掌握总图、电气、土建等相关专业的基本原理与知识。
1、主要工艺设备和设施选型。根据生产方式、生产规模、产品类型、原燃料性能、设备来源、环境条件等条件，选择确定生产系统主机设备设施的主要技术性能。为保证整个系统连续、稳定、协调、高效运行，在设计选择生产系统主机设备设施的主要技术性能时，要考虑的关键因素包括主机设备年利用率、车间工作制度、各种物料存放期限。
2、全厂生产车间总平面布置。充分、合理、有效地利用总平面场地地形、地质条件，在满足生产车间的施工、安装、操作、维护、监测和通行要求的前提下，兼顾与其它专业的相互配合，尽可能做到各生产车间布置紧凑、流程简捷顺畅，尽可能减少物料的转运环节及物料的输送距离。这也是全厂生产车间总平面布置务必遵循的设计原则之一。
3、各车间通用或专用设备选型。根据各生产车间工艺要求及设备技术性能与使用条件等，选用能满足生产使用要求的通用或专用设备，设计组成生产车间设计工艺流程的设备选型。构成生产车间通用或专用设备的生产能力对主机能力要有一定的储备值，系统中各设备的主机能力储备值一般在20%左右。因水泥生产系统的特殊性及复杂性，每台设备的储备值因主机容量的不同而有很大差异，应根据使用位置工艺要求及相关设备技术性能来确定；如当熟料链式输送机最大容量为窑能力的170%～200%时，风选系统风机风量应为选粉机要求风量的110%选型。
另外，在满足车间生产系统配置要求工况下，全厂通用设备选型应尽量一致，以减少设备备件量和维护的复杂性。
4、各生产车间布置应满足生产工艺流程及各台套设备施工、安装、运行、维护、监测、通行要求。
5、工艺非标准件设计。其是指工艺系统中无标准可选结构件、零件或组合部件等非标准设备件；用于输送或调节系统中物料和气体流动，安装、固定或支撑设备和非标准件等。因此，工艺非标准件设计是工艺设计的重要组成部分；它将直接影响车间设备施工、安装和厂房布置；其适用性也将直接影响生产系统实际生产运行情况。因此，在实践中，设计人员必须对工艺非标件进行深入细致的工作，以确保设计、施工、安装、调试和投产的顺利进行。
参考文献：
[1]李莹.探析水泥厂工艺非标准件设计[J].建筑工程技术与设计，2018（15）.
[2]厉福平.水泥厂工艺设计基本原则的理解与应用[J].水泥工程，2020（04）.