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(zhì)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(jīng)破碎機(jī)破碎后由皮帶輸送到均化堆場進(jìn)行均化，然后進(jìn)煤磨粉磨成一定細(xì)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(jīng)過螺旋輸送機(jī)送到中間倉，中間倉煤粉經(jīng)計(jì)量設(shè)備計(jì)量以后由煤粉管道輸送到用料點(diǎn)。整個(gè)流程工藝設(shè)備多、流程相對(duì)復(fù)雜、生產(chǎn)經(jīng)營成本高。
重油直接由卡車運(yùn)輸進(jìn)廠經(jīng)卸油泵裝入油罐，在使用時(shí)經(jīng)鍋爐加熱和加壓分別送到窯頭及窯尾，流程相對(duì)簡單、經(jīng)濟(jì)，但控制系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜。
天然氣則直接由天然氣管道輸送進(jìn)廠，經(jīng)天然氣減壓站減壓后直接送到用氣點(diǎn)，流程簡單經(jīng)濟(jì)。
不同燃料的成分及化學(xué)分析
在中建材國際裝備有限公司多條海外生產(chǎn)線中，約旦AMCP日產(chǎn)6000噸熟料項(xiàng)目同時(shí)采用煤、重油及天然氣作為燃料，對(duì)約旦項(xiàng)目不同燃料的化學(xué)分析結(jié)果分別如下：
從3種燃料的化學(xué)分析結(jié)果來看，重油的熱值高，煤的熱值相對(duì)較低，天然氣的熱值適中。
煤的灰分高達(dá)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(qiáng)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(yīng)地反映了熟料質(zhì)量和易燒性。鋁率IM關(guān)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(shí)，KH、SM、IM值的設(shè)定應(yīng)根據(jù)燃料的特性進(jìn)行調(diào)整，公司分別對(duì)不同燃料采用不同配料方案，率值設(shè)定情況。
煤的熱值較低，因此KH值不應(yīng)太高，與此同時(shí)SM值也不應(yīng)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(yīng)適當(dāng)增大。
重油質(zhì)地均勻，經(jīng)燃燒器霧化的重油顆粒充分接觸窯內(nèi)氣體燃燒產(chǎn)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(nèi)液相量隨溫度的升高而增多，因而液相黏度不應(yīng)太小，液相量大容易在窯內(nèi)結(jié)圈，也不利于熟料的燒結(jié)，應(yīng)適當(dāng)增大液相黏度。
天然氣的熱值相對(duì)也較低，因此KH值和SM值也不應(yīng)太高，在窯內(nèi)燒成帶溫度相對(duì)較低的情況下液相黏度也不應(yīng)高，否則不利于C3S的形成。
不同燃料對(duì)熟料質(zhì)量的影響
從3種燃料使用時(shí)的不同配料方案來看，燒重油時(shí)SM值相對(duì)較高，硅酸鈣的含量相對(duì)大，熟料強(qiáng)度相對(duì)高，重油燃燒時(shí)熱值穩(wěn)定，熟料質(zhì)量也穩(wěn)定。
在煤的熱值及灰分相對(duì)穩(wěn)定的情況下，煤燃燒時(shí)能形成較長的火焰，燒成帶也相對(duì)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(zhì)量。在實(shí)際生產(chǎn)中，煤的熱值及灰分波動(dòng)較大，操作人員的操作水平也不盡相同，煤灰在窯內(nèi)不均勻沉落及未燃燒完全的煤粉被帶入熟料中均會(huì)給窯的操作帶來不利影響，同時(shí)也使熟料質(zhì)量下降。
天然氣由燃燒器進(jìn)入窯內(nèi)與窯內(nèi)氧氣分子充分接觸迅速燃燒，形成的火焰短，相應(yīng)燒成帶的長度也隨之減小，物料在燒成帶停留的時(shí)間相對(duì)短，f-CaO未被充分吸收，形成的C3S比理論設(shè)計(jì)的少，熟料強(qiáng)度降低，同時(shí)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(duì)同規(guī)格窯產(chǎn)量的影響
煤及重油作為燃料時(shí)，窯的產(chǎn)量均較高，這里主要討論的是天然氣作為燃料時(shí)對(duì)窯產(chǎn)量的影響。天然氣燃燒所產(chǎn)生的廢氣量較多，導(dǎo)致窯尾風(fēng)速偏高，窯尾設(shè)計(jì)風(fēng)速一般為12m/s左右，天然氣作為燃料時(shí)窯尾風(fēng)速達(dá)到14m/s左右，高速的窯尾煙氣將喂入窯內(nèi)的料粉帶出，引起二次飛揚(yáng)，導(dǎo)致喂料困難，一般情況采用天然氣作為燃料時(shí)窯的產(chǎn)量降低5%左右。
不同燃料對(duì)設(shè)備選型的影響
由于不同燃料燃燒所產(chǎn)生的廢氣量不同，天然氣燃燒所產(chǎn)生的廢氣量大于重油和煤燃燒時(shí)產(chǎn)生的廢氣量，在設(shè)備選型時(shí)，窯尾高溫風(fēng)機(jī)、窯尾排風(fēng)機(jī)、旁路放風(fēng)風(fēng)機(jī)、窯尾袋收塵、旁路放風(fēng)袋收塵的能力均要在燒煤的基礎(chǔ)上留有富余，一般情況采用天然氣作為燃料，相關(guān)風(fēng)機(jī)及袋收塵的能力應(yīng)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(shè)計(jì)上應(yīng)綜合考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)及當(dāng)?shù)刭Y源條件，在實(shí)際生產(chǎn)中要充分了解各種燃料的特性，才能為穩(wěn)定生產(chǎn)及保證熟料質(zhì)量做好技術(shù)支持工作。
【作者：陳華】