引言

重油在中東地區產量高，如果長途運輸則費用高，同時由于該地區煤資源匱乏，進口成本高，重油成水泥廠生產首選燃料，但因地域原因，重油有害雜質含量差異很大，本文就高硫含量重油對水泥生產的影響和增加分離設備對提升重油品質帶來的經濟效益進行分析。

一、高含硫量對水泥生產的影響

水泥廠的熟料在煅燒過程中，當燃料當中的硫含量高[w(SO₃)≥4.1％]時，對工藝、設備和耐火材料以及水泥質量的影響巨大。主要有以下幾個方面：

1.1 對工藝的影響

(1)重油中的硫含量超高時，熟料在煅燒過程中，會使液相出現相對較早，易形成結后圈、結蛋、煙室、分解爐縮口以及旁路放風的縮口結皮嚴重，有害氣體成分在窯內和預熱器循環富集，容易造成預熱器堵塞等工藝事故的發生。

(2)當硫含量較高時，煅燒出的熟料結構疏松，易產生飛砂，結大塊，窯皮垮落頻繁等，進而容易形成雪人，且出料熟料粉塵含量相對較大，易出現冒灰現象。

(3)硫含量高時，對耐火材料的壽命影響很大，尤其是鎂磚，耐火磚壽命平均減少2個月以上。

(4)為減少熟料含硫量，必須增加旁路放風，進而會增加熟料熱耗、廢料外排，增加熟料成本。

1.2 對燃油系統的影響

(1)重油含硫量高，對重油罐內的加熱盤管，重油罐的罐體都會產生腐蝕，會減少使用壽命。

(2)對燃油系統設備，如低壓泵、高壓泵以及鍋爐的增壓泵都會產生影響，嚴重腐蝕設備的密封等，設備損耗加快進而增加運行成本，若備件準備不及時就嚴重影響生產。

(3)對燃燒器及相關供油閥組設備腐蝕嚴重，降低使用壽命。

1.3 對熟料質量的影響

(1)目前本項目的重油硫含量以及原材料當中硫含量帶入到熟料當中的比例約為1％～1.2％左右，熟料當中的硫含量平均值在1.2％左右，國內極限標準為1.5％，會影響到水泥當中的石膏摻入量，對水泥的凝結時間產生較大影響，易發生質量事故。

(2)硫含量高，不利于C₃S的形成，降低了熟料的強度。

在重油系統增加脫硫設備，經電廠應用實踐，能使用硫含量平均降低約15％左右，將更利于生產線工藝操作、降低成本、提高產品質量，延長設備壽命。

2.1 重油分離機工作原理介紹

重油分離機一般成套設置，含抽吸、分離、輸送功能，組合成重油分離模塊。

重油自重油儲罐至分離機，分離機通過高速轉轂(8200～12000r/min)對重油進行高速離心分離，將重油中的顆粒雜質排除，然后通過輸送泵將分離后的重油輸送至重油日用儲罐備用。

2.2 重油分離目的及應用

本項目使用重油硫含量約為4.5％、顆粒及膠狀雜質含量高，而這些有害雜質對產品產量、質量、熱耗、燃油系統設備等帶來重大危害，造成質量不穩定、成本增加、環境污染等不利影響。而重油分離模塊通過對重油進行高速分離，有效去除顆粒雜質，同時將顆粒物中部分硫分一并去除，防止污染堵塞系統及設備，降低系統管道及設備腐蝕，有效控制環境污染等目的。目前重油分離機廣泛應用于重油電站及船舶動力，確保重油發動機燃油參數滿足機組可靠運行，而在重油作為燃料地區的水泥行業尚未應用。為提高水泥生產燃油質量，降低系統設備維護成本，改善水泥熟料品質并有利于生產控制，降低環境污染，重油分離機可在使用重油做燃料的水泥行業推廣應用。

2.3 水泥線燃油系統改造方案(若新生產線則單獨設計)

為確保改造的可操作性及經濟控制，本方案不增設重油儲罐及其它系統設備，盡可能利用原有燃油輸送系統。重油分離模塊可作為旁路系統，在保持原設計系統可正常使用情況下，增設于原水泥線油泵房側。利用原水泥線配置的兩個重油儲罐及管道系統進行設置。其系統流程為：重油自卸油泵卸油至#1儲罐(原有系統)→#1重油儲罐原有出口管道上設置三通接口及隔離閥門(改造增設)→重油分離模塊(增設)→分離后的重油輸送至#2重油儲罐預留接口并加裝隔離閥門(改造增設)→#2儲罐至各燃油使用點(原有)，見圖1。

圖1 系統流程圖

2.4 改造可行性分析

(1)本系統改造作為旁路設置，不影響原有系統正常生產使用，工藝及操作簡單。

(2)重油分離設備為模塊化設備，對場地及基礎要求低且占用小，可根據現場實際情況酌情布置。

(3)管道另行敷設且充分利用預留接口，施工過程中可考慮分段法蘭式連接，在場外加工后進罐區分段組裝，確保油罐區安全。

(4)重油經分離后，可有效去除煉油焦等剩余顆粒物，同時去除顆粒物所含硫分，對燃油系統管道及設備使用壽命有利提高，降低燃油系統及設備生產維護成本，同時減少雜質燃燒造成的環境污染。

(1)分離后硫含量控制在3.5％左右，水泥熟料在煅燒過程中，可以使噸熟料熱耗降低2.5％左右，每年的窯運轉率按90％～95％計算，可節約重油約3000t，直接經濟效益每年可以節省約35萬美元。

(2)含硫量低的重油，會大幅度減少旁路放風量(目前硫含量平均≥4.1％)，外排有害窯灰按平均減少15％計算，每年最少可以節約5萬美金廢料外運及生料費用。

(3)對耐火磚的影響，按每年減少使用壽命兩個月計，三年可以節省更換一次窯磚，約23m鎂磚，直接節省成本為15萬美元，平均每年節約5萬美元。

(4)對燃油系統的影響，如果使用含硫量低的重油，每年可節省5～8臺鍋爐增壓泵，每年可以節省約0.3萬美元，且節省維修時間及人工成本。

(5)分離后硫含量控制在3.5％左右，熟料強度可以增加1～2MPa，對于業主占領市場，增加銷售額，具有深遠意義。

綜上所述，在使用分離機后，含硫量高的重油硫含量及其他有害雜質得到有效降低，既改善生產工藝操作，又延長設備壽命、保證了設備運轉率，既提高產品質量產量，又增加經濟效益，值得推廣使用。

作者：朱建華，齊峰，戴志國

來源：《蘇州中材建設有限公司》

中國水泥備件網微信公眾號（關注查詢更多資訊）

（本文來源網絡，若涉及版權問題，請作者來電或來函聯系！）