项目名称：大型干熄焦能效极致提升集成创新技术
完成单位：徐 列 等
完成人：华泰永创(北京)科技股份有限公司 等
在全球“双碳”战略深度推进、国内绿色低碳转型全面提速的时代背景下，钢铁工业作为国民经济支柱产业，同时也是能耗与碳排放重点领域，其节能降碳、提质增效升级成为行业高质量发展的核心课题。干熄焦技术是钢铁焦化工序核心节能减排技术，也是钢铁全流程节能降碳的关键抓手，其余热回收总量占据钢铁流程余热总量近50%，对钢铁行业达成“双碳”目标、落地极致能效工程具有不可替代的战略意义。
长期以来，国内干熄焦技术经过多年普及应用，已形成成熟产业体系，但行业发展瓶颈日益凸显，四大核心难题严重制约系统能效提升，成为钢铁低碳发展的桎梏。一是发电参数难以突破；二是设备超大型化发展受限；三是生产过程热损耗偏高；四是系统寿命短、作业率偏低。
项目组针对行业四大技术瓶颈，项目组深度拆解核心科学问题，聚焦四大核心难题，靶向攻关、集成创新，从高效发电、设备大型化、过程节能、系统长效运行四大维度，成功研发大型干熄焦能效极致提升集成创新技术，全方位突破行业技术壁垒，实现干熄焦系统能效跨越式提升，为钢铁行业极致能效升级提供核心技术支撑。
1 四大核心创新突破，重塑行业能效新标杆
1.1 首创双超再热余热发电技术，刷新余热发电能效纪录
项目组通过大量工况模拟与试验研究，创新研发适配干熄焦运行特性的双超再热发电成套技术。在锅炉端创新设置高压旁路系统，彻底解决设备开工初期汽机滞后投运带来的再热系统安全隐患；在汽机端搭建高低压两级大容量旁路系统，有效规避生产过程中汽机停机引发的再热器、超高压蒸汽管路安全风险，彻底解决高参数蒸汽浪费、设备启动缓慢等行业痛点。
经过多轮参数优化，成功建成全球首套250t/h超大型双超再热发电装置，实现安全稳定常态化运行。该装置吨焦发电量可达193kwh，较传统高温高压技术提升15%，位居全球领先水平。同时，为解决双超锅炉氧腐蚀难题，项目首次将中压除氧技术应用于干熄焦系统，将锅炉用水含氧量控制在3μg/L以内，远优于行业常规低压除氧7μg/L的控制指标，在延长设备使用寿命的同时，额外提升蒸汽产量4%，实现安全、高效、节能三重突破。
1.2 攻克超大型设备国产化难题，构建高效换热装备体系
项目创新搭建气固均匀有效换热多维协同控制模型，自主研发均匀布料、均匀布风一体化装置，优化炉体结构与冷却段高径比，在严控建设成本的前提下，保障超大炉型冷却均匀性，精准满足排焦温度设计标准。通过优化斜道结构，确立大型干熄焦炉斜道区最大流速比设计原则，将单斜道流速降低20%，建立设备规模与斜道数量匹配的标准化设计规范，彻底解决大型设备焦炭浮起的行业通病。
基于系列创新技术，打造出全球规模最大的270t/h干熄焦装备，设备热效率突破90%，较传统设备提升2%-3%。同时，首创“单炉服务四座焦炉”的创新运行模式，在保障生产稳定的前提下，大幅降低用户设备投资与运维成本。
1.3 创新过程节能减碳技术，大幅降低生产热损耗
在烟气余热回收方面，项目创新利用干熄焦环形风道负压特性，将排焦烟气全部回收导入炉内，精简除尘点位，直接降低除尘风量10%左右。针对装焦烟尘集中在作业末期的特点，研发风机变频耦合预存室压力智能调节技术，将除尘风机高频运行时长从2分钟压缩至30秒以内，进一步减少除尘风量10%-20%，从源头降低烟气热量流失。
在焦炭烧损管控方面，项目搭建炉内气体在线监测系统，依托碳平衡算法实时精准测算炉内焦炭烧损量，指导生产动态调控循环气体组分，有效抑制焦炭碳溶蚀烧损反应。同时首创空气除湿应用技术，杜绝焦炭与水分发生水煤气吸热反应，大幅降低热损耗与间接碳排放，实现干熄焦生产过程节能、减碳、提质多重增益。
1.4 研发长效高作业技术，全面提升系统综合能效
在炉体结构优化上，首创带膨胀缝、滑动缝的长寿型炉体结构，有效消解高温热应力对炉体的破坏；创新沟舌双层砖墙结构，解决环形风道两侧温差、受力不均导致的结构破损问题；优化耐火砖多斜道砌筑工艺，大幅提升炉体抗冲刷、抗冲击能力。通过结构创新，在不提升耐火材料材质成本的前提下，将设备大修周期从5年延长至8年以上，斜道结构使用寿命较传统金属板式结构延长3倍以上，直接提升系统综合作业率3%。
在除尘系统升级上，攻克行业多年未突破的干熄焦一次旋风除尘技术难题。创新双臂式高温烟道结构，分流除尘风量、提升除尘效率，搭配水冷式旋风除尘装置，稳定控制烟气温度，双重保障设备与锅炉安全。通过优化激波吹灰系统与锅炉烟气流速，彻底解决微细焦粉沉积、锅炉传热衰减难题，设备除尘效率达93%以上，出口粉尘浓度低于800mg/m3，可直接取消二次除尘设备，简化系统结构、降低运维成本，从源头杜绝锅炉爆管故障。
在智能控制层面，首创干熄焦稳定排焦全自动控制系统。依托预存室缓冲空间，结合焦炉推焦生产计划，智能制定负荷最优排焦方案，将传统人工经验操作转化为标准化、自动化精准调控，彻底解决生产工况波动大、操作不规范、干熄焦率偏低等问题。该技术成功适配极寒地区复杂工况，设备年修周期从12个月延长至28个月，干熄焦率从95%以下跃升至99.5%，生产稳定性大幅提升。同时，优化一次惯性除尘结构与锅炉综合防护技术，将惯性除尘效率从30%提升至45%以上，高硫地区锅炉首次爆管周期从1-2年延长至3年以上，大幅降低设备故障停机损耗。
2 硬核科技成果加持，斩获国际领先权威认证
凭借全方位、体系化的集成创新，本项目技术成果形成完整自主知识产权体系，累计收获专利74项，其中授权专利69项、发明专利授权14项，发表核心学术论文36篇，主导及参与编制国家标准1项、行业标准2项、团体标准3项，沉淀企业核心专有技术21项，构建起覆盖设计、装备、工艺、控制、运维的全链条技术壁垒。
经中国钢铁工业协会权威成果鉴定，本项目整体技术达到国际领先水平，国家一级科技查新报告证实，项目多项核心技术为国内外首创，无同类技术报道。项目成果先后斩获中国发明专利优秀奖、焦化行业创新成果一等奖，核心技术先进性、创新性、实用性获得行业权威认可。
目前，项目技术创下多项全球行业纪录，实现吨焦余热发电量210kWh的国际最高水平，拥有全球规模最大、规格最全、指标最优的超大型干熄焦装备体系，系统综合能效较传统技术提升25%以上，干熄焦炉热效率稳定突破90%，多项核心技术指标稳居世界领先行列，彻底改写了全球干熄焦能效技术格局。
3 广泛推广落地，经济效益与社会效益双丰收
本项目技术成熟度高、适配性广、节能降碳效果显著，已实现海内外规模化推广应用，累计落地七十余套成套装备，广泛应用于国内各大钢铁焦化重点工程，同时辐射海外市场。截至目前，依托该技术累计实现余热发电量超130亿度，减排二氧化碳超1200万吨，为钢铁行业“双碳”目标落地提供了强有力的技术支撑。项目第一完成单位华泰永创（北京）科技股份有限公司近五年干熄焦EPC业务市场占有率稳居行业前列，建成的全球首套干熄焦极致能效集成创新示范工程，各项运行指标均达到国际最优水准，成为行业低碳提质标杆。
在经济效益层面，项目成果赋能产业提质增效成效突出。第一完成单位三年内累计实现增收34.33亿元，新增利税4.68亿元；技术应用企业可实现吨焦增收50元，四家核心应用单位每年合计增收节支1.51亿元，帮助企业大幅降低能耗成本、提升产品竞争力、扩大盈利空间。
本项目通过系统性集成创新，彻底破解长期困扰干熄焦行业的能效瓶颈、设备瓶颈、稳定运行瓶颈与寿命瓶颈，构建起一套高效、节能、长效、智能的超大型干熄焦极致能效技术体系。不仅为钢铁焦化工序极致能效升级、绿色低碳转型提供了核心解决方案，更为全国工业领域节能降碳、“双碳”目标落地提供了可复制、可推广的标杆范式，具备极强的行业引领性、技术创新性和市场推广价值，未来将持续赋能钢铁工业高质量绿色发展！