炼铁热风炉(敬业为何有42座豫兴热风炉？——豫兴公司董事长刘世聚一席谈)

Posted 2023-06-01

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炼铁热风炉(敬业为何有42座豫兴热风炉？——豫兴公司董事长刘世聚一席谈)

敬业集团（下文简称敬业）是以钢铁为主业的跨国企业集团，在全国500强企业名列166位，在全国制造业企业500强名列68位，在2021中国企业500强榜单中，敬业钢铁排名位居中国钢铁行业前五。2021年，敬业首次荣登《财富》世界500强榜单，排名375位。此外，敬业还是全球大型螺纹钢生产基地，国家高强钢筋生产示范企业、国家高新技术企业。其产品出口到80多个国家和地区，产品应用于北京大兴国际机场、世博会中国馆、三峡工程、南水北调、文莱跨海大桥等国内外重点项目工程。

作为专门研发高炉热风炉的高新技术企业——郑州豫兴热风炉科技有限公司（下文简称豫兴）董事长刘世聚在接受采访时，为豫兴能为敬业提供42座热风炉这一光荣业绩，感到由衷地自豪！他详细介绍说：敬业自2011年至今新建高炉或高炉升级改造配套使用了高风温、节能、稳定长寿、低氮环保豫兴热风炉技术42座。尤其是近10年来，敬业通过产能升级改造和产能置换，实现了清一色豫兴热风炉技术群。例如，2020年，敬业产能置换新建A号1500m³高炉配套的豫兴悬链线顶燃式热风炉4座，由豫兴公司EPC总承包，建成至今送风温度稳定控制在1220℃~1240℃（混风30%条件下），拱顶温度稳定控制在1300℃~1320℃，烟道温度稳定在350℃~370℃，氮氧化物排放在50毫克/立方米以下。2021年产能置换新建B号、C号1500m³高炉配套豫兴悬链线顶燃式热风炉4座，由豫兴公司PC承包。目前B号热风炉已经烘炉结束待产；C号热风炉预计工期45天后建成投产。

打消疑虑，赢得用户信任

问：热风炉作为炼铁企业至关重要的基础设施，敬业为何会如此青睐豫兴热风炉？它是以什么样的优异性能在众多类型热风炉的竞争中脱颖而出，赢得了敬业的一致认可？

刘世聚：长期以来，敬业采用的套筒球炉、套筒格子砖和仿国外热风炉经常出现蓄热体板结、变形、压差变大，蓄热换热能力变差，热风出口、燃烧口和燃烧器损坏、垮塌等问题，致使热风炉风温基本无法达到1200℃的设计和使用要求，从而造成高炉燃料比居高不下，极大地制约了敬业的产量和效益。

在敬业饱受公司各种热风炉问题困扰之际，其公司高层知晓了2007年投产的山西通才2座450m³高炉配套的豫兴悬链线顶燃式热风炉高风温稳定运行的情况。敬业迅速组织专家进行了现场考察，多次邀请豫兴专家进行技术交流，组织行业专家学者科学论证，查阅到了环形上喷燃烧器在国际上高风温实践长达30年的资料和报道，充分肯定了豫兴悬链线顶燃式热风炉结构稳定、寿命长、风温高的技术特点，定制了使用豫兴悬链线顶燃式热风炉炉型的这一正确决策。按照敬业的高风温要求惯例，2011年建成投产的3座1260m³高炉配套的9座豫兴悬链线顶燃式热风炉依然配置了空气燃烧炉，但在实际运行中因为豫兴热风炉特殊的煤空气混合大功率燃烧方式、较大的悬链线燃烧空间、较好的烟气流场分布和较高的格子砖利用率，即便在不启动空气燃烧炉加热空气的条件下，依然达到了1250℃以上风温的设计和使用要求，因此配套的空气加热炉自开炉至今从未使用过。这9座豫兴热风炉的优异性能彻底打消了敬业的疑虑，此后敬业所有新建高炉配套的热风炉工程上全面淘汰了空气加热炉配置，仅此一项便为敬业集团节省了上亿元的投资。

打出新技术组合拳

问：豫兴热风炉靠哪些优异的性能赢得了敬业如此的青睐呢？

刘世聚：我们打出了一系列创新研发的新技术高风温与低氮环保完美结合的组合拳，让敬业热风炉大放异彩。

更高的风温一直都是热风炉最核心的性能指标，但是随着我国环保政策的收紧，热风炉的节能环保性能正在成为一个能与高风温比肩的核心性能指标。对热风炉而言，所有的污染物排放中，氮氧化物排放是制约热风炉环保性能最关键的指标，这是由氮氧化物的产生机理决定的。根据多年的生产实践观测，热风炉拱顶温度≥1350℃是氮氧化物大量产生的先决条件。而提高热风炉风温却又要求更高的拱顶温度，因此从理论上讲热风炉的高风温与低氮环保这两项性能指标刚好是一对矛盾体。解决这个矛盾的关键在于热风炉能在拱顶温度＜1350℃的条件下达到高送风风温的目的，具体在技术上就是要使热风炉的烟气和冷风流场分布更加均匀。因为热风炉烟气和冷风流场分布均匀能提高蓄热换热性能、热风炉拱顶和送风温度的差值降低到50℃左右，从而使得热风炉能够以较低的拱顶温度实现较高送风温度的目的。敬业使用的豫兴悬链线顶燃热风炉通过3项核心科技创新，使整个热风炉的烟气流场分布更加均匀，从而很好地解决了高风温与低氮氧化物排放之间的矛盾，实现了热风炉高风温与低氮燃烧的完美平衡。

豫兴组合拳的第一项新技术是采用环形煤气、空气对冲上喷燃烧器结构。豫兴悬链线顶燃式热风炉采用煤气与空气交错布置的对冲上喷环形燃烧器结构，形成了独特的涡旋搅扰混合燃烧技术，保证了空气和煤气的充分混合，使得在过剩空气系数α在 1.02~1.05时即可实现煤气的充分燃烧，同时因为α值小，使得燃烧器喷嘴处火焰形态为短焰燃烧。配合独特的悬链线拱顶结构，混合燃烧的火焰运行距离长，使环形燃烧器具有了长短焰混合燃烧的低氮氧化物燃烧器特征。

豫兴组合拳的第二项新技术是采用独特的悬链线拱顶结构。豫兴悬链线顶燃式热风炉采用的悬链线拱顶与安装在拱顶基脚部位的环形燃烧器组合在一起能够起到改善燃烧室烟气流场分布的作用。由于这种独特的拱顶结构和燃烧器位置，使得燃烧器上喷的气流折返在热风炉燃烧室内，形成了独特的旋流加涡流混合燃烧及烟气流场分布状态。高炉煤气和空气的混合气流达到拱顶后折返向下，在燃烧室喷嘴上方中心位置形成涡流。由于上喷的煤气和空气动量的差异而形成燃烧室中心旋流流场，局部中心旋涡会形成局部高温区，因此这种烟气流场分布状态使得热风炉燃烧室中心成为真正的高温区域，燃烧室高温区结构对称、温度区间分明、热效率高、拱顶和燃烧室底部温差小。同时由于这种烟气流场分布状态使相当量的下降气流加入到上升气流中，降低了高温区燃气和空气浓度，降低了上升气流温度，拉长了火焰，使高向加热更加均匀，其原理与低氮燃烧器的废气循环技术相似，降低了氮氧化物排放。

豫兴组合拳的第三项新技术是采用孔孔相通的格子砖技术。豫兴悬链线顶燃式热风炉蓄热室格子砖优化了传统热风炉蓄热室格子砖形状。以19孔格子砖为例，19孔格子砖一个平面底部设计有15毫米深的连接18个格孔的联通凹槽，仅有一个格孔不连通，但砌筑格子砖的上一层的一块砖咬合下一层的三块砖，因此当气流通过格砖第19个孔径（即中心通孔径）时，由于流动的阻力和压力，其气流会在联通的18个凹槽区域内自行均匀调节，放大到整个蓄热室，就形成了互联互通的均压均流平面状态。这种均压均流整体互通结构平面状态解决了普通格子砖蓄热换热利用率低、格孔错台、错位影响气流通过的弊端，提高了格子砖蓄热换热性能和传热效率，优化了热风炉烟气冷风气流场分布状态，缩小了拱顶温度与鼓风温度的差值，在实现热风炉节能、高风温、环保的超低氮氧化物排放中起到了重要作用。

正是上述3个核心科技的创新，敬业现正在运行的数十座豫兴悬链线顶燃式热风炉才能够达到运行风温大于1200℃，氮氧化物排放小于50毫克/立方米的目的。

好产品与优质服务相辅相成

问：贵公司赢得市场的秘诀是什么？

刘世聚：一句话，“好产品与优质服务相辅相成”。

谈到好产品，刘世聚说，敬业使用的豫兴悬链线顶燃式热风炉集高温长寿、高效节能、低氮环保等诸多优异性能于一身，是豫兴公司几十年如一日深耕热风炉市场的技术结晶，是当今热风炉市场最耀眼的“明星”产品之一。到目前为止，国内外已有650余座豫兴悬链线顶燃式热风炉屹立在全球各地，更有6座要求入炉风量6000m³以上的高炉配置了此炉型的热风炉。2017年至2020年之间，确定和建成投产的河北省18座2000m³~3580m³高炉配套的顶燃式热风炉共有56座（不含2015年确定的京唐3号高炉热风炉），其中的47座采用了豫兴顶燃式热风炉技术（2000m³以下豫兴顶燃式热风炉在河北有400多座）。从2020年1月1日至12月31日，这期间也是疫情最严重、对经济影响最大的期间，在建和投产的豫兴顶燃式热风炉共有120座。这些业绩充分证明了豫兴悬链线顶燃式热风炉已经获得了市场和用户的广泛认可。

谈到优质服务，刘世聚说，豫兴一直秉承“一切以用户为中心”的发展理念，坚持走“科技为本，服务立身”的朴素发展道路；二十年如一日，醉心高风温热风炉技术研发，苦练内功，不断提升自身服务用户的能力和水平；坚持结合客户实际，为每个用户提供个性化产品，满足每个用户独特需求；坚持为每个豫兴热风炉用户提供跟踪式服务、伴随化保障，旨在让每一个用户都能放心、舒心地使用豫兴公司的产品。

正是因为豫兴悬链线顶燃式热风炉的优异性能，才赢得了敬业的认可，并作为其唯一选项。目前，豫兴公司已经开发出了新的热风炉系统配套技术，并已与有关钢铁企业开展了合作实验。该技术致力于在2025年底以前实现热风炉系统二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物均小于50毫克/立方米以下、接近零的排放目标，届时，豫兴公司将为我国完成碳达峰、碳中和目标做出更大贡献。

作者 | 夏杰生