一、技術(shù)名稱(chēng)：旋切式高風(fēng)溫頂燃熱風(fēng)爐節(jié)能技術(shù)

二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍：鋼鐵行業(yè) 大型高爐的熱風(fēng)爐改造

三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截止2010年3月，我國(guó)擁有高爐1300多座，其中1000m3以上高爐203座。按國(guó)家鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策的相關(guān)要求，以有效容積1000m3作為高爐的準(zhǔn)入條件，1000m3以下高爐將逐步淘汰，技術(shù)改造升級(jí)的市場(chǎng)潛力巨大。目前，我國(guó)203座1000m3以上的高爐中，約有一半仍采用落后的傳統(tǒng)內(nèi)燃式熱風(fēng)爐，熱風(fēng)溫度長(zhǎng)期徘徊在1100-1150℃，與國(guó)際先進(jìn)水平相差約100-150℃。目前該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能量74萬(wàn)tce/a，CO2減排約195萬(wàn)t/a。

四、技術(shù)內(nèi)容

1.技術(shù)原理

采用旋切頂燃式熱風(fēng)爐，使熱風(fēng)的風(fēng)溫提高近100℃，降低高爐冶煉焦比，增加噴煤比。同時(shí)，采用不同方式的余熱回收方式，使助燃空氣預(yù)熱到180℃-600℃，煤氣預(yù)熱到200℃，提高熱風(fēng)爐的理論燃燒溫度和送風(fēng)溫度，降低煙氣中熱量的浪費(fèi)。采用頂燃式熱風(fēng)爐散熱面積小，廢氣排放溫度低于150℃，系統(tǒng)熱效率相應(yīng)提高10%左右，大大降低熱損失，節(jié)能效果明顯。

2.關(guān)鍵技術(shù)

(1)旋切式頂燃熱風(fēng)爐燃燒器;

(2)小孔徑高效格子磚;

(3)多種孔型爐箅子;

(4)熱風(fēng)輸送管道膨脹和拉緊裝置;

(5)關(guān)節(jié)管、高熱值煤氣分時(shí)燃燒、數(shù)學(xué)模型控制等技術(shù)。

3.工藝流程

旋切式高風(fēng)溫頂燃熱風(fēng)爐示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 旋切式高風(fēng)溫頂燃熱風(fēng)爐示意圖

五、主要技術(shù)指標(biāo)

1.單一高爐煤氣，無(wú)附加熱源，平均熱風(fēng)溫度≥1200℃，比常規(guī)熱風(fēng)爐風(fēng)溫提高50℃以上，附加燃燒爐或煤氣富化時(shí)平均熱風(fēng)溫度≥1280℃;

2.熱風(fēng)爐系統(tǒng)熱效率≥85%，比其他熱風(fēng)爐提高8%-12%，節(jié)省燃料8%-12%;

3.拱頂溫度與熱風(fēng)溫度的差值為100-140℃，比常規(guī)熱風(fēng)爐減小30-60℃;

4.蓄熱室下部冷風(fēng)分配均勻度≥95%，比常規(guī)熱風(fēng)爐提高5%-15%。

六、技術(shù)鑒定、獲獎(jiǎng)情況及應(yīng)用現(xiàn)狀

該技術(shù)已獲得多項(xiàng)專(zhuān)利。利用該技術(shù)實(shí)施改造的寶鋼集團(tuán)八鋼2500m3 高爐工程榮獲冶建協(xié)會(huì)優(yōu)秀設(shè)計(jì)二等獎(jiǎng);興澄特鋼3200 m3高爐工程榮獲冶建協(xié)會(huì)優(yōu)秀設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)。目前已在我國(guó)推廣約130座高爐，其中1500m3以上高爐29座，并已應(yīng)用到3200m3大型高爐，同時(shí)已實(shí)現(xiàn)向印度、伊朗等國(guó)家的技術(shù)出口，在實(shí)際應(yīng)用中的節(jié)能效果比較顯著。

七、典型應(yīng)用案例

典型用戶(hù)：江陰興澄特鋼有限公司、本鋼北臺(tái)鋼鐵有限公司、寶鋼新疆八一鋼鐵有限公司、寶鋼寧波鋼鐵分公司、滄州縱橫鋼鐵廠、湖北新冶鋼鐵有限公司、山東泰鋼、攀鋼西昌鋼鐵有限公司等。

典型案例1

技術(shù)提供單位：中冶京誠(chéng)工程技術(shù)有限公司

建設(shè)規(guī)模：3200 m3高爐，產(chǎn)能260萬(wàn)t/a。主要技改內(nèi)容：新建旋切式高風(fēng)溫頂燃熱風(fēng)爐，主要設(shè)備包括旋切式頂燃熱風(fēng)爐燃燒器、小孔徑高效格子磚、多種孔型爐箅子、熱風(fēng)輸送管道膨脹和拉緊裝置、關(guān)節(jié)管等。節(jié)能技改投資額14600萬(wàn)元，建設(shè)期11個(gè)月。每年可節(jié)能21000 tce，年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益為6491萬(wàn)元，投資回收期約2年。

典型案例2

技術(shù)提供單位：中冶京誠(chéng)工程技術(shù)有限公司

建設(shè)規(guī)模：2500m3高爐，產(chǎn)能200萬(wàn)t/a。主要技改內(nèi)容：原有三座霍戈文內(nèi)燃式熱風(fēng)爐技術(shù)改造，并新增一座旋切式頂燃熱風(fēng)爐。主要設(shè)備包括旋切式頂燃熱風(fēng)爐燃燒器、小孔徑高效格子磚、多種孔型爐箅子、熱風(fēng)輸送管道膨脹和拉緊裝置、熱風(fēng)管道關(guān)節(jié)管、冷風(fēng)分配裝置、換熱器氣流分配裝置。節(jié)能技改投資額6000萬(wàn)元，建設(shè)5個(gè)月。每年可節(jié)能20000tce，年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益1292萬(wàn)元，投資回收期約4年。

八、推廣前景及節(jié)能減排潛力

我國(guó)1000m3以上高爐中還有近100座高爐可以推廣實(shí)施旋切式頂燃熱風(fēng)爐技術(shù)改造，預(yù)計(jì)未來(lái)5年，該技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的推廣潛力可達(dá)到80%，預(yù)計(jì)投資總額108億元，年節(jié)能能力118萬(wàn)tce/a，二氧化碳減排能力312萬(wàn)tCO2/a。