回轉窯用天然氣生產的一些經驗

王寶春 朱海林 張祥飛 蔣忠民 孫振紅

中材建設有限公司（100176）

回轉窯用天然氣生產的一些經驗

王寶春 朱海林 張祥飛 蔣忠民 孫振紅

中材建設有限公司（100176）

在國內的水泥生產中，主要燃料是煤，國外一些天然氣儲量豐富的國家，在水泥生產中多采用天然氣作為主要燃料。

對于選用天然氣做燃料的水泥廠，應注意以下一些問題:

1 天然氣管道施工

考慮到天然氣的泄漏問題,天然氣管道的設計、管道材質的選擇、管道施工和施工后的安全檢測十分重要。合理的設計不僅是預算問題，最主要的是一旦發生事故可以及時處理，避免造成更大的損失。天然氣管道和閥門部件的材質有嚴格的技術要求和安全要求。天然氣管道施工過程中，管道的焊接、管道與部件的連接工作必須嚴格。管道安裝施工完成后，要進行嚴格的壓力測試檢驗，檢驗通過后管道才能投入使用。

2 水泥廠工藝設計

2.1 氣體分析儀的應用

氣體分析儀可以準確及時連續的提供回轉窯和預熱器中的氣體成分，操作人員根據數據及時調整，確保生產安全穩定的運行。現在水泥廠多采用三套氣體分析儀，一套布置在窯尾煙室，一套布置在五級筒出口，另外一套安裝在預熱器出口。

2.2 回轉窯筒體冷卻風機

通常5 000 t回轉窯設計的筒體冷卻風機只能冷卻到筒體30多米處，實際生產時天然氣回轉窯筒體40 m左右溫度會很高，操作上采取的一些措施如調整系統風、調整燃燒器等都沒有良好效果，可考慮在40 m左右處增加冷卻風機數量，以達到冷卻筒體效果。

2.3 預熱器煙帽

現在很多水泥廠設計預熱器都有煙帽，國外有的水泥廠取消了煙帽。燒天然氣的回轉窯預熱器煙帽在升溫過程中有重要的作用。

3 一些設備的選擇

1）天然氣不完全燃燒時，煙氣中的CH4和CO含量會大幅升高，容易產生爆燃甚至爆炸，CH4和 CO的監測十分重要,所以氣體分析儀一定要選擇質量優越，性能好，運行穩定的產品。

2）使用天然氣的燃燒器，結構和燒煤的燃燒器有所區別。一般國外的燃燒器開發應用都比較成熟，采用國外的燃燒器，相關的配件要配套采購。

3）由于天然氣燃燒后會產生大量的水蒸氣，這些水蒸氣在管道和設備中容易冷凝，尤其在環境溫度較低的地區，因此，建議在工藝收塵器灰斗加設伴熱帶，可以有效地避免冷凝產生。

4）天然氣的供氣管道配置有過濾器，在設計和選型時，應使用雙路過濾，從而實現不間斷生產的在線更換或清洗過濾器。

4 生產過程中注意問題

1）升溫階段

回轉窯升溫的起始階段,可不運行尾排風機，直接用預熱器煙帽開度控制窯內通風。根據氣體分析儀顯示的CH4、CO、O2、窯頭負壓、窯尾溫升情況及窯筒體溫升情況,調整天然氣用量和煙帽開度。如果升溫階段運行尾排風機，控制不合理的話，會出現窯尾溫度升溫雖然正常，窯內蓄熱不足。從窯頭觀察天然氣燃燒火焰，偶爾會有部分火焰從主火焰飄離現象。

2）投料階段

分解爐的燃燒器工作的時候要注意，分解爐出口溫度超過650℃的時候再打開氣閥，因為天然氣的燃點是650℃，比煤的燃點要高。

系統拉風、生料投料量、天然氣用量配合要合理。投料時，燃燒器的外風、內風、中心風一般不做調整。切記一味拉大風機，造成火焰拉長，容易生成后窯皮。窯頭負壓、窯尾負壓、CH4、CO、NOx控制在合理的水平。

3）生產階段

當窯的喂料量達到額定產量，窯況穩定后要注意控制好窯尾NOx的含量，一般要求在600 ppm左右，CH4和CO含量會很低,三次風溫1 000℃左右。如果NOx的含量過高，超1 000 ppm以上，窯已經過燒了，要當心窯頭有前圈生成，篦冷機避免堆雪人。燒天然氣的回轉窯正常的窯況，從窯頭看火，窯內的情況要比燒煤燒油的窯清晰的多。

窯況穩定后，爭取把窯況調整到最佳。這時要注意微調。

入窯入分解爐的粉料閥初始可定為50%，根據窯內情況、分解爐情況、熟料質量嘗試調整，找到一個最佳開度比例。三次風閥的開度根據窯況和分解爐的狀況進行調節,找到合適的開度。一些生產自動控制回路要逐步投入使用，根據生產情況和實際要求優化回路的控制性能。

回轉窯使用天然氣做燃料，與用煤、重油做燃料相比較，有很多優勢:

①工藝設計更加簡單:完全使用天然氣做燃料，與用煤為燃料比較，煤磨設計可以省掉，節省了基建投資；與用重油為燃料比較，省卻了重油的儲存系統和加熱輸送系統。

②生產成本更經濟:用天然氣做燃料，省卻了運輸環節，直接采用管道輸送，運輸成本大大降低。

③生產更穩定:天然氣的主要成分是CH4，其他雜質很少，對生料配料基本沒有影響。

④綠色環保:首先天然氣的輸送對自然環鏡的污染沒有原煤原油嚴重，其次天然氣燃燒后主要生成CO2和水，不會產生硫化物氯化物等有害成分。