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高炉系统能效提升与减排降耗关键技术集锦

2025-10-17 来源:原创 浏览量:28
  2024版钢铁行业极致能效技术清单(也称T80清单)是中国钢铁工业协会在“极致能效工程”背景下发布的重要技术指南,旨在通过推广先进节能技术,推动全行业能效提升和绿色低碳转型。

  “极致能效工程”被视作中国钢铁行业继“产能置换”和“超低排放”之后的第三大覆盖全行业、全产能的重大工程。其核心目标是通过系统化的节能降碳改造,全面提升钢铁企业的能源利用效率,降低生产成本,并应对“双碳”目标下的减排压力。

  钢铁生产流程长且复杂,清单中的技术通常涵盖炼焦工序、烧结工序、高炉工序、转炉工序、轧钢工序、能源公辅系统。


  高炉工序

  1)大型高炉炉缸整体浇注修复技术

  技术简介:开展炉缸浇注仿真模拟、侵蚀炉型精准定位、修复炉缸定制浇注、工程集成创新应用等基础科学、关键技术和工程应用多领域研究,采用高导热系数浇筑料修复炉底侵蚀碳砖,实施数字化三维扫描动态成像下的炉型修复技术,实现集安全、环保、低碳、高效、长寿优势于一体的高炉炉缸整体浇注修复。

  应用效果:首钢股份生产实践显示,炉缸浇筑恢复后燃料比降低4kg/t-铁,工序能耗降低量约3.8kgce/t-铁。

 2)高炉料罐均压煤气零排放技术

  技术简介:针对高炉炉顶料罐均压煤气放散的资源浪费和环境污染问题,通过炉顶均压煤气回收系统,高炉料罐放散煤气在引射器的作用下经炉顶旋风除尘器一次除尘、布袋除尘器二次除尘后并入净煤气管网。通过对引射器、一级除尘器、二级除尘器、管道系统等关键工艺设备的开发设计,在不影响高炉正常生产运行的前提下实现了料罐均压煤气的净化全回收。

  应用情况:应用于京唐、迁钢、河北澳森、湘钢等20余座高炉。某钢生产实践显示,均压煤气回收率可达到85.1%,均压煤气回收量83.8Nm3/次,煤气回收量达3.90Nm3/t-铁。

  3)高效长寿高风温热风炉技术

  技术简介:选用新一代旋流高效燃烧、超净排放的大功率燃烧器,配置小孔径高效格子砖,涂覆高辐射材料,搭配智能燃烧控制模型,实现高效低碳超净燃烧;热风炉本体应用多段独立支撑砌筑结构,热风管道上设置平衡补偿,补偿器部位采用异型砖或导流砖,提高砌体及管系稳定性,实现热风炉及管道长期稳定工作。

  应用情况:应用在首钢、昆钢等多家钢铁企业。与同类技术相比,热效率提高2%~4%,节约煤气5%~8%,烟气中NOx和CO排放量分别降低到50mg/Nm3和20mg/Nm3以下。

 4)高炉热风炉自动燃烧和热均压技术

  技术简介:热风炉人工烧炉时,由于个体操作存在差异,煤气消耗、拱顶温度等不稳定,送风温度易波动。结合优秀操作者经验数据,以设备安全为前提,以降低煤气量和稳定风温为目标,以模糊控制为手段,制定热风炉自动燃烧模型,分阶段(点火、烧拱顶、烧烟道)调整煤气量和空燃比。

  应用情况:技术在多家钢铁企业应用。某钢生产数据显示,同样拱顶和烟道温度情况下,热风炉煤气消耗由2.085GJ/t-铁降至2.052GJ/t-铁,平均换炉时间由12分钟降至9分钟。

 5)热风炉富氧烧炉技术

  技术简介:热风炉燃烧时助燃空气中参与燃烧反应的是氧气(仅占20.7%左右的),其他气体对燃烧无助,在燃烧废气排放的过程中还会带走相当一部分热量。富氧烧炉通过提高助燃空气的含氧量,减少助燃空气使用量,在满足高炉所需高温的同时,节约能源,降低生产成本。近年来,随着新制氧技术不断突破,该技术的应用前景进一步看好。

  应用情况:某钢生产实践显示,热风炉富氧烧炉实现利用氧气≥8.02Nm3/t-铁,工序能耗降低约1.4kgce/t-铁,并提高风温10℃。

  6)高炉热风炉高辐射覆层节能低碳技术

  技术简介:将高发射率材料应用于蓄热体表面,在不改变设计和耐材材质的前提下,提高蓄热体蓄热能力达到节能减排的目的。解决传统红外节能涂料附着力差、易脱落的难题,可提高耐材表面发射率0.89以上,蓄热体蓄热能力10%,节约煤气,同时可改善耐材荷软、蠕变等物理性能,延长耐材使用寿命。

  应用情况:根据某企业应用效果,统计煤气消耗节约7%以上,采用蓄热量的检测方式计算,蓄热量提高10%以上。

  7)热风炉空气/煤气双预热技术

  技术简介:应用板式、管式或热管换热装置,热风炉烟气经过换热器与烧炉煤气和助燃空气进行热交换,预热煤气和助燃空气,从而将烟气余热加以利用,在保证高风温的前提下,有效降低热风炉煤气单耗。

  应用情况:技术在多家钢铁企业应用。助燃空气预热温度由165℃提高到185℃,煤气预热温度由159℃提高到185℃,烟气排放温度由159℃下降到140℃,高炉煤气消耗量减少。

  8)高炉冲渣水余热真空相变取热与溴化锂余热制冷技术

  技术简介:包括真空相变取热技术、溴化锂余热制冷技术等。真空相变换热技术利用水在真空状态下沸点降低的特性,利用极小能耗在设备内制造出适当的负压环境,使50℃以上的冲渣水无需二次加热而发生部分闪蒸、汽化,以清洁的水蒸汽携带大量汽化潜热与清洁水进行换热,解决了因为水质恶劣造成的换热壁面结晶、结垢以及腐蚀问题而导致的换热器失效问题,实现清洁、高效提取冲渣水热能。溴化锂余热制冷采用非电制冷原理即溴化锂吸收式制冷技术,以高炉冲渣水作为驱动热源(60~90℃)作为热源,溴化锂机组吸收高炉冲渣水余热制备符合工艺要求的7~12℃冷水。

  应用情况:真空相变换热技术在多家钢铁企业应用,尤其是北方钢厂用于冬季供暖。钢铁企业一般需配置20~40MW的设备机组,以10MW余热量项目计,节省0.5万吨标煤/采暖季。高炉冲渣水余热用于溴化锂制冷适用于南方钢铁企业,用于机房制冷等。

  9)高炉煤气放散塔新型点火伴烧技术

  技术简介:通过催化燃烧技术实现高炉煤气的自主、稳定燃烧,高炉煤气伴烧替代传统城市燃气或焦炉煤气长明火伴烧,高压电弧作用下从持续燃烧转变为周期性燃烧,在有煤气放散时点火燃烧,实现节能降耗。

  应用情况:技术在湛江钢铁等钢企实施应用。实现零使用焦炉煤气点火伴烧,较实施前每年节约388万m3焦炉煤气。

  10)高炉鼓风定湿技术

  技术简介:通过余热制冷脱湿、冷冻机脱湿等工艺实现高炉鼓风脱湿或者定湿,控制鼓风湿度在10mg/m3,可保证较好的高炉炉况,保证炉内温度稳定。

  应用情况:国内多家钢铁企业应用。鼓风湿度减少,焦比降低0.6~0.8kg/t-铁。

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