煤、重油、天然氣在水泥生產中的應用

　　不同燃料在工藝流程上的區(qū)別
　　煤、重油、天然氣分別為固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)。從物質形態(tài)來看，煤的成分沒有重油及天然氣的成分均勻，因此煤在入窯前要先經破碎機破碎后由皮帶輸送到均化堆場進行均化，然后進煤磨粉磨成一定細度的煤粉利于其入窯后充分燃燒，出煤磨含塵氣體由袋收塵將合格煤粉收下，經過螺旋輸送機送到中間倉，中間倉煤粉經計量設備計量以后由煤粉管道輸送到用料點。整個流程工藝設備多、流程相對復雜、生產經營成本高。

　　重油直接由卡車運輸進廠經卸油泵裝入油罐，在使用時經鍋爐加熱和加壓分別送到窯頭及窯尾，流程相對簡單、經濟，但控制系統(tǒng)相對復雜。

　　天然氣則直接由天然氣管道輸送進廠，經天然氣減壓站減壓后直接送到用氣點，流程簡單經濟。

　　不同燃料的成分及化學分析
　　在中建材國際裝備有限公司多條海外生產線中，約旦AMCP日產6000噸熟料項目同時采用煤、重油及天然氣作為燃料，對約旦項目不同燃料的化學分析結果分別如下：

　　從3種燃料的化學分析結果來看，重油的熱值高，煤的熱值相對較低，天然氣的熱值適中。
　　煤的灰分高達13%，重油的灰分極少只有0.0086%，天然氣沒有灰分。

　　熟料率值及配料方案的區(qū)別
　　石灰飽和系數(shù)KH表示熟料中氧化硅被氧化鈣飽和成C3S的程度，KH高熟料強度高。硅率SM表示了熟料中硅酸鹽礦物與溶劑性礦物的比例，相應地反映了熟料質量和易燒性。鋁率IM關系到液相黏度，從而影響熟料的煅燒難易程度。在原料相同的情況下，采用不同燃料時，KH、SM、IM值的設定應根據(jù)燃料的特性進行調整，公司分別對不同燃料采用不同配料方案，率值設定情況。

　　煤的熱值較低，因此KH值不應太高，與此同時SM值也不應太高，SM值高熟料煅燒困難，煤的灰分高，并有100%塵落，煤灰中的Al及Fe元素使得液相量增多，因此液相黏度應適當增大。

　　重油質地均勻，經燃燒器霧化的重油顆粒充分接觸窯內氣體燃燒產生高溫氣體輻射到物料表面，因而KH值及SM值均可較高，窯內液相量隨溫度的升高而增多，因而液相黏度不應太小，液相量大容易在窯內結圈，也不利于熟料的燒結，應適當增大液相黏度。

　　天然氣的熱值相對也較低，因此KH值和SM值也不應太高，在窯內燒成帶溫度相對較低的情況下液相黏度也不應高，否則不利于C₃S的形成。

　　不同燃料對熟料質量的影響
　　從3種燃料使用時的不同配料方案來看，燒重油時SM值相對較高，硅酸鈣的含量相對大，熟料強度相對高，重油燃燒時熱值穩(wěn)定，熟料質量也穩(wěn)定。

　　在煤的熱值及灰分相對穩(wěn)定的情況下，煤燃燒時能形成較長的火焰，燒成帶也相對長，充分利于C₂S吸收f-CaO，減少了熟料中f-CaO的含量，形成較好的熟料質量。在實際生產中，煤的熱值及灰分波動較大，操作人員的操作水平也不盡相同，煤灰在窯內不均勻沉落及未燃燒完全的煤粉被帶入熟料中均會給窯的操作帶來不利影響，同時也使熟料質量下降。

　　天然氣由燃燒器進入窯內與窯內氧氣分子充分接觸迅速燃燒，形成的火焰短，相應燒成帶的長度也隨之減小，物料在燒成帶停留的時間相對短，f-CaO未被充分吸收，形成的C3S比理論設計的少，熟料強度降低，同時熟料中較多的存在f-CaO造成水泥的安定性不良。

　　不同燃料對同規(guī)格窯產量的影響
　　煤及重油作為燃料時，窯的產量均較高，這里主要討論的是天然氣作為燃料時對窯產量的影響。天然氣燃燒所產生的廢氣量較多，導致窯尾風速偏高，窯尾設計風速一般為12m/s左右，天然氣作為燃料時窯尾風速達到14m/s左右，高速的窯尾煙氣將喂入窯內的料粉帶出，引起二次飛揚，導致喂料困難，一般情況采用天然氣作為燃料時窯的產量降低5%左右。

　　不同燃料對設備選型的影響
　　由于不同燃料燃燒所產生的廢氣量不同，天然氣燃燒所產生的廢氣量大于重油和煤燃燒時產生的廢氣量，在設備選型時，窯尾高溫風機、窯尾排風機、旁路放風風機、窯尾袋收塵、旁路放風袋收塵的能力均要在燒煤的基礎上留有富余，一般情況采用天然氣作為燃料，相關風機及袋收塵的能力應增加10%左右。

　　綜上所述，采用煤、石油、天然氣作為燃料燒制水泥熟料各有利弊，在設計上應綜合考慮技術經濟及當?shù)刭Y源條件，在實際生產中要充分了解各種燃料的特性，才能為穩(wěn)定生產及保證熟料質量做好技術支持工作。