近日,中国专利保护协会公布2026年度“百链千企”专利产业化推进工程典型案例名单,中冶京诚自主研发的“绿色高效旋切顶燃式热风炉技术”成功入选。这一荣誉是对该公司在热风炉领域持续创新、专利布局及成果产业化落地能力的充分肯定,也为高风温低碳低氮旋切顶燃式热风炉技术写下了新的注脚。该技术通过“关键设备 核心技术 系列产品”全流程创新,实现了单烧高炉煤气时平均送风温度达1250℃以上、单位风量热量消耗和烟气中氮氧化物浓度分别降至1.52千焦/标准立方米/℃和25毫克/标准立方米以下的目标,有效降低了高炉燃料比和污染物排放量,提升了热风炉整体产品质量,项目成果达到国际领先水平。
紧盯行业痛点 锚定绿色低碳方向
受设备能力限制,传统热风炉难以提供长期、稳定的高风温,热风炉燃烧器空煤气混合不均匀,导致煤气消耗高、二氧化碳排放量大以及烟气中氮氧化物浓度偏高,既增加了企业运行成本,也不利于“双碳”目标实现和钢铁行业绿色可持续发展。
为积极响应国家号召,助力“双碳”目标实现和钢铁行业绿色可持续发展,中冶京诚项目团队将开发一种高风温、低氮、低碳热风炉技术作为关键环节,围绕燃烧组织、传热强化、系统长寿、智能控制等方向展开系统攻关,力求从源头上破解传统热风炉能耗高、排放高、稳定性不足的行业难题。
攻坚核心技术 打造全流程创新体系
项目团队重点突破了低碳低氮燃烧器和互锁式气流均衡格子砖两大技术。
通过分析传统热风炉空煤气混合及燃烧、高温烟气分布以及氮氧化物生成等情况,基于低氮燃烧技术指导燃烧器结构优化,并通过冷态、热态实验及仿真分析开发低碳低氮燃烧器,提高煤气燃烧效率、降低氮氧化物排放浓度;基于空间维数变化原理指导格子砖结构优化,开发互锁式气流均衡格子砖,通过设置气流均衡通道,实现气流在格子砖内部再分配,提高格子砖利用率。
同时,团队开发热风炉系统综合长寿技术,采用锁扣独立拱顶和分段式热风炉结构,通过加强热风出口组合砖结构强度以及降低、分解热风出口组合砖顶部大墙砖荷载,改善关键位置工作环境,解决内衬变形、坍塌问题,提高砌体稳定性、延长热风炉使用寿命;在热风管道上合理设置固定支座、各种形式的补偿器以及整体式拉紧装置,以吸收管道钢结构热膨胀和抵消管道盲板力,并在热风管道内部设置挡砖结构,避免三岔口组合砖受到外侧直管段砌砖的膨胀挤压,保证热风管道钢壳和内衬双重稳定。
此外,团队还开发了热风炉自寻优控制系统及烧炉模型,采用数学模型与专家系统相结合的方式,通过精确热焓计算与精准过程控制,以全自动烧炉完全取代原先的人工烧炉,达到节约大量煤气、合理控制空燃比、提高送风温度的目的;并开发无扰动换炉系统、“一烧两送”操作制度及关键设备、热风炉分时预热系统等极致能效技术,使热风炉排压废气、废烟气余热得到更高效率利用,系统运行更稳定、更高效。
收获显著效益 树立产业化应用标杆
该成套技术具有完全自主知识产权,累计申请专利及软件著作权84项,已成功应用在国内外200余座高炉、570余座热风炉,并在邯钢、唐钢、马来西亚东钢等国内外高炉实现产业化应用,在业内获得广泛认可。以一座3000立方米级高炉为例,该项技术应用后每年可节约成本约1000万元,每年可减少二氧化碳排放约5.9×104吨,减少氮氧化物排放约113吨;在单烧高炉煤气条件下,热风炉系统热效率提升至88%以上,实现了经济效益、环保效益和运行效益的统一。
未来,中冶京诚将继续依托“智能环保长寿型顶燃式热风炉创新研发”工匠创新工作室,积极落实“双碳”决策部署,持续提升循环经济创新能力,进一步发挥品牌优势,为推动钢铁行业绿色转型和高质量发展注入强劲动能。(龚必侠、庞锦琨、郑洵)

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