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(jīng)過螺旋輸送機送到中間倉，中間倉煤粉經(jīng)計量設(shè)備計量以后由煤粉管道輸送到用料點。整個流程工藝設(shè)備多、流程相對復(fù)雜、生產(chǎn)經(jīng)營成本高。
重油直接由卡車運輸進廠經(jīng)卸油泵裝入油罐，在使用時經(jīng)鍋爐加熱和加壓分別送到窯頭及窯尾，流程相對簡單、經(jīng)濟，但控制系統(tǒng)相對復(fù)雜。
天然氣則直接由天然氣管道輸送進廠，經(jīng)天然氣減壓站減壓后直接送到用氣點，流程簡單經(jīng)濟。
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(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(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，KH、SM、IM值的設(shè)定應(yīng)根據(jù)燃料的特性進行調(diào)整，公司分別對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。
不同燃料對熟料質(zhì)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(zhì)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(zhì)量。在實際生產(chǎn)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(nèi)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(zhì)量下降。
天然氣由燃燒器進入窯內(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間相對短，f-CaO未被充分吸收，形成的C3S比理論設(shè)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(chǎn)量的影響
煤及重油作為燃料時，窯的產(chǎn)量均較高，這里主要討論的是天然氣作為燃料時對窯產(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)計風(fēng)速一般為12m/s左右，天然氣作為燃料時窯尾風(fēng)速達到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，導(dǎo)致喂料困難，一般情況采用天然氣作為燃料時窯的產(chǎn)量降低5%左右。
不同燃料對設(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產(chǎn)生的廢氣量，在設(shè)備選型時，窯尾高溫風(fēng)機、窯尾排風(fēng)機、旁路放風(fēng)風(fēng)機、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)計上應(yīng)綜合考慮技術(shù)經(jīng)濟及當(dāng)?shù)刭Y源條件，在實際生產(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】