高炉鼓风系统节能降碳改造

高炉冲渣水余热驱动鼓风脱湿技术介绍

面向湿热季节高炉鼓风含湿量高、冲渣水余热难利用、常规电制冷经济性不足等问题,利用冲渣水低品位余热驱动溴化锂制冷,为鼓风脱湿提供稳定冷量,形成“余热回收 - 非电制冷 - 鼓风脱湿 - 节焦降碳”的工程闭环。

热源:80-90℃ 高炉冲渣水 冷源:7/12℃ 冷冻水 目标:恒温、恒湿、节焦、减排
01 应用场景

这项技术首先面向湿热地区高炉鼓风系统的“稳风、节焦、降碳”需求

高炉鼓风系统需要连续、稳定地向炉内送入大量空气。到了湿热季节,外界空气含湿量升高,水蒸气随鼓风进入高炉,会带来额外热负荷,并放大风温、湿度和炉况波动。

同时,钢铁厂高炉冲渣水长期具有 80-90℃ 左右的低品位余热。如果这部分热量只是自然冷却回用,价值释放有限;如果能把它转化为鼓风脱湿所需的冷量,就能把“余热资源”和“工艺稳风需求”连接起来。

80-90℃高炉冲渣水连续余热
7/12℃脱湿所需冷冻水条件
10 g/m³目标干空气控制方向
EMC适合节能收益分享模式
02 常规做法

传统处理思路通常是“水系统自然冷却、鼓风随气候波动、必要时补充电制冷”

在没有专门脱湿系统时,冲渣水余热和高炉鼓风湿度往往是两个独立问题:一个在水系统里降温回用,一个在鼓风系统里靠操作调节消化。这样能维持生产,但难以把余热、湿度控制和节焦收益打通。

水侧

冲渣水自然冷却回用

依靠沉淀池、冷却池或循环水系统降温,热量被动散失,低品位余热没有形成稳定收益。

风侧

鼓风条件随环境变化

湿热天气下空气含湿量升高,鼓风系统更多依靠经验调节风温、风量和炉况。

冷源

电制冷补充成本较高

若直接用常规电制冷做大风量脱湿,电耗和投资压力较大,节能收益容易被冷源成本抵消。

培训讲解时,这一页的重点是让听众先理解:问题并不是“有没有冷量”,而是“用什么能源产生冷量、冷量是否服务于高炉核心工艺”。
03 问题与痛点

高湿鼓风把“看不见的水分”转化为焦耗、炉况和余热浪费的综合负担

高炉鼓风湿度越高,进入炉内的水蒸气越多。水分汽化、分解和参与反应都会消耗热量,并把外界气候波动传递到炉内热制度。

1

焦炭有效利用被削弱

水分进入炉内后需要吸热并参与反应,削弱焦炭用于还原和供热的有效贡献。

2

风温和炉况波动被放大

外界温湿度变化会传导到鼓风条件,增加高炉顺行、热制度稳定和产量组织难度。

3

余热与用冷需求没有耦合

冲渣水有连续热量来源,鼓风脱湿又需要冷量,但传统系统中二者常常彼此独立。

4

节能效果不容易闭环量化

如果只靠操作经验和局部设备改造,难以持续核算脱湿量、电耗、水耗、节焦和减排收益。

AI 生成工业场景图
高炉鼓风脱湿溴化锂机组设备房场景图
AI 生成示意图:依据远大溴化锂吸收式机组形态和高炉鼓风脱湿工艺重绘。
04 我们的技术

用冲渣水余热驱动溴化锂制冷,把鼓风脱湿从“耗电制冷”变成“余热制冷”

系统从冲渣水取热,经热水型溴化锂机组制取 7/12℃ 冷冻水,再送至鼓风脱湿器。湿热空气被冷却到露点以下,水蒸气凝结析出,干冷空气进入鼓风系统。

高炉冲渣水余热驱动鼓风脱湿工艺示意

上图看真实工程场景,下图看冷热水和空气路径,二者配合阅读。

高炉冲渣水余热驱动鼓风脱湿实景化工艺场景
实景化工艺场景:冲渣水池、热源水管路、溴化锂机组、冷却塔、脱湿器与高炉背景集成展示。
工程框图 红色为热源水,蓝色为冷冻水,绿色为冷却水,灰色为空气路径。
冲渣水池 80-90℃ 热源 沉淀 / 缓冲 / 回水 过滤单元 保护主机换热面 热水泵 500 m³/h 发生器 冲渣水供热 冷凝器 冷却水带热 吸收器 LiBr 吸收水蒸气 蒸发器 制取 7℃ 冷水 远大热水型溴化锂机组 非电制冷:以热水驱动,少量电力用于泵和控制 冷却塔 39/32℃ 冷却水循环 鼓风脱湿器 过滤段 / 表冷段 / 风机段 凝水回收 热风炉 干空气 高炉 80-90℃ 冲渣水供水 约70℃ 回水返回冲渣水系统 7℃ 供水 12℃ 回水 湿热空气 热源水:冲渣水向溴化锂发生器供热 冷冻水:7/12℃ 冷水进入脱湿器表冷段 冷却水:吸收器/冷凝器向冷却塔排热 空气:湿热空气经冷却脱湿后稳定送风
01

冲渣水取热

高炉冲渣水温度约 80-90℃,经取水和过滤后作为主机热源。

02

过滤保护

前端设置过滤单元,降低杂质对主机换热和管路运行的影响。

03

溴化锂制冷

热水型溴化锂机组以余热驱动,少量电力用于泵和控制。

04

鼓风冷却脱湿

冷冻水进入脱湿器表冷段,湿热空气冷却后析出凝结水。

05

凝水计量回收

脱湿量可通过冷凝水、出口湿度和系统运行数据持续核算。

06

稳定送风入炉

干冷空气进入鼓风系统,降低入炉空气绝对湿度波动。

5887 kW

溴化锂主机制冷量

以冲渣水余热驱动,形成稳定冷源,服务高炉鼓风脱湿。

7℃

冷冻水供水

主机端冷冻水出水温度在试运行期间基本稳定,为脱湿器提供核心冷量。

87-89%

试运行脱湿效率

系统通过冷却凝结降低空气绝对湿度,使鼓风条件更接近恒温恒湿控制目标。

05 相比传统方法的创新

创新点在于把余热、制冷、脱湿和节焦核算连成闭环

传统方式往往把冲渣水降温、鼓风调节和制冷设备分开考虑。本技术的核心是把高炉现场已有余热转化为脱湿冷量,并把脱湿效果与高炉节焦、减排收益建立可计量关系。

对比维度 常规做法 本技术路线
能源来源 冲渣水余热多以自然冷却方式释放;制冷主要依赖电力。 以 80-90℃ 冲渣水驱动热水型溴化锂机组,实现余热制冷。
控制对象 以维持鼓风温度和炉况操作为主,湿度波动往往被动承受。 主动降低入炉空气绝对湿度,稳定鼓风温湿度边界条件。
系统耦合 水系统、冷源系统、鼓风系统相对独立,协同价值有限。 热源水、冷冻水、冷却水、空气路径统一设计,形成工程闭环。
收益核算 节能效果更多依赖经验估算,数据链条不完整。 通过冷凝水量、出口湿度、能耗和高炉运行数据持续评价。
1

余热变冷量

把冲渣水低品位热源转化为鼓风脱湿所需冷量,减少单纯散热浪费。

2

非电制冷

热水型溴化锂机组以热驱动为主,降低大规模电制冷的运行压力。

3

工艺风脱湿

脱湿对象不是舒适空调,而是直接影响高炉焦比和炉况的入炉空气。

4

数据可核算

脱湿量、出口湿度和系统能耗可连续记录,为节能收益结算提供依据。

5

EMC 可落地

适合合同能源管理模式,以实际节能效果推动项目投资和收益分配。

06 技术价值

系统价值体现在高炉顺行、节焦、降碳和余热利用

对钢铁企业而言,高炉鼓风脱湿是把能源、工况和环保同时拉通的改造点。干冷稳定的入炉空气减少水分带来的无效热负荷,也让冲渣水余热从“被动降温”变成“主动创效”。

1

稳定鼓风温湿度

脱湿后送风趋于稳定,温度变化控制在较小范围,有助于高炉热制度平稳。

2

提升入炉空气质量

空气被冷却后密度提升,绝对湿度降低,为高炉增产和顺行创造条件。

3

降低焦炭消耗

干冷空气减少水分进入高炉后的吸热和分解负担,试运行期折算节焦 523.7 吨。

4

辅助渣池降温

冲渣水余热被回收利用后,可对冲渣水系统起到一定降温作用,报告估算约 3-4℃。

5

支撑低碳改造

以余热替代高比例电制冷,减少焦炭和外购能源消耗,形成可核算的减排收益。

07 经济性

经济性来自节焦收益、余热替代冷源和可量化的减排收益

项目资料测算,建成后预计年节省焦炭 5127 吨,扣除能源消耗后年节省费用 823 万元,年减排 CO2 约 1.5 万吨,相当于节约标煤 4980 吨。该类项目适合以合同能源管理模式降低业主一次性投资压力。

1870 万元乙方全额投资规模
823 万元/年扣除能耗后的年节省费用
5127 吨/年预计年节省焦炭
1.5 万吨/年预计 CO2 减排量
经济性讲解时建议强调三点:第一,冷量主要来自余热驱动;第二,收益核心不是卖冷量,而是降低高炉焦耗和稳定工况;第三,节能收益需要用脱湿量、出口湿度、能源消耗和高炉运行数据共同核算。
08 怎么实施

先核热源和鼓风条件,再做系统耦合、设备布置和试运行评价

工程实施不是简单增加一台制冷机,而是把冲渣水系统、溴化锂主机、冷却水系统、鼓风脱湿器、管路和控制平台统一纳入设计。现场条件越清楚,节能收益越容易落地。

01

现场诊断

核算冲渣水温度、流量、水质、季节波动和可取热时段。

02

鼓风校核

梳理鼓风量、入口湿度、目标出口湿度、阻力和原系统接口。

03

系统设计

匹配溴化锂主机、脱湿器、冷却塔、水泵、过滤和控制逻辑。

04

工程安装

完成机房、管道、电控、仪表、排水和鼓风系统接口改造。

05

联动调试

验证热源、冷冻水、冷却水、脱湿器和群控平台协同运行。

06

评价验收

持续跟踪脱湿量、能耗、节焦、减排和高炉运行稳定性。

热源稳定

有连续高温冲渣水

冲渣水温度、流量和水质条件决定主机制冷稳定性,需要结合现场水系统校核。

空间可落地

具备机房和管线路由

需布置主机、水泵、冷却塔、脱湿器、过滤器和电控系统,并与现有鼓风系统衔接。

收益可计量

关注节焦和减排核算

通过冷凝水量、电耗、水耗、出口湿度和高炉运行数据形成持续评价闭环。

系统模块 主要配置 关键参数 数量
制冷主机 两段式热水型溴化锂机组 制冷量 5887 kW,输入功率 50 kW 1 台
鼓风脱湿 鼓风脱湿器 单台 2943 kW 2 台
输配系统 冷冻水泵、热水泵、冷却水泵 冷冻水泵 500 m³/h,热水泵 500 m³/h,冷却水泵 1080 m³/h 各 3 台
冷却系统 横流式冷却塔 单台流量 550 m³/h,风机功率 37 kW 4 台
辅助工程 管道、机房、配电、智能化平台 约 300 平方米双层不锈钢金属机房,群控系统与显示平台 成套
09 项目验证

江阴华西特钢项目试运行一个月,脱湿量和节能效果均达到预期

项目于 2025 年 12 月初开工,2026 年 4 月 26 日进入试运行。报告显示,系统完整运行一个月后工况稳定,技术指标和使用功能达到预期,具备正式验收条件。

AI 生成设备房示意
高炉鼓风脱湿热水型溴化锂设备房
AI 生成示意图:用于呈现热水型溴化锂机组、冷冻水管路和脱湿系统的工程质感。
2026.04.26

进入试运行

试运行一个月后整体工况稳定,系统指标、使用功能和验收条件均达到报告预期。

5 月脱湿量
662.11 吨
5 月平均脱湿效率
约 89%
4月26日-5月31日完成率
169.7%
试运行期节省焦炭
523.7 吨
5 月平均气温约 23.3℃,平均相对湿度约 70%,平均绝对湿度约 15 g/m³。脱湿器出口平均绝对湿度约 8.7 g/m³ 和 8.6 g/m³,出口风温偏差最大约 1.9℃,对稳定鼓风条件具有明显作用。