集成創(chuàng)新鑄就空分成套技術(shù)裝備"國之重器"

　　8月25日，由杭州杭氧股份有限公司、沈陽鼓風(fēng)機集團股份有限公司和杭州汽輪機股份有限公司聯(lián)合研制的國產(chǎn)十萬等級空分裝置及空氣壓縮機組，在寧夏銀川通過了中國機械工業(yè)聯(lián)合會與中國通用機械工業(yè)協(xié)會共同組織的工業(yè)運行評審。

 

　　以北京科技大學(xué)能源與環(huán)境工程學(xué)院院長王立教授為組長的評審專家組認為，國產(chǎn)十萬等級空分裝置及空氣壓縮機組研制成功，填補了國內(nèi)空白，打破了國外對特大型空分裝置和空氣壓縮機及汽輪機的壟斷，是我國重大裝備國產(chǎn)化的一大突破，其主要技術(shù)性能達到國外同類裝置和產(chǎn)品的先進水平，可以滿足國內(nèi)大型煤化工、石油化工及冶金等重大工程對十萬立方米及以上等級空分裝置的需要，建議盡快推廣使用。

 

 

　　據(jù)介紹，神華寧煤400萬噸/年煤炭間接液化示范項目是國家重點建設(shè)的煤炭深加工示范項目，承擔(dān)著國家37項重大技術(shù)、裝備及材料的國產(chǎn)化任務(wù)。十萬立方米大型空分成套技術(shù)裝備國產(chǎn)化是37項國產(chǎn)化任務(wù)的重要組成，也是項目的重要裝置之一。

 

　　杭州杭氧集團董事長蔣明告訴中國化工報記者，作為我國空分技術(shù)及裝備制造領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，杭氧集團扛起了空分裝置國產(chǎn)化的示范大旗。2013年，杭氧以神華寧煤400萬噸/年煤炭間接液化項目中十萬立方米空分裝置為依托，開展了十萬等級空分裝置的研制。杭氧集團調(diào)研并分析了近十年來投產(chǎn)運行的上百套空分裝置，對大型特大型空分裝置進行總結(jié)，找到了如何開發(fā)出具有國際先進水平的十萬等級空分裝置的技術(shù)路徑，自主研發(fā)了空分裝置流程設(shè)計和計算技術(shù)、工藝系統(tǒng)成套集成技術(shù)、大截面高壓高效板翅式換熱器設(shè)計制造技術(shù)等多項技術(shù)成果。

 

　　項目實施過程中，杭氧集團通過規(guī)范、專業(yè)的項目管理，將高質(zhì)量的服務(wù)貫穿于項目的全過程，將設(shè)備制造和工程建設(shè)完美融合，實現(xiàn)了整體項目優(yōu)化。今年3月15日，首套國產(chǎn)十萬等級特大型空分裝置一次開車成功。截至8月25日，全部6套十萬等級空分設(shè)備投入運行，并經(jīng)全負荷、夏季極端工況的工業(yè)運行考核，裝置氧氮產(chǎn)量、純度、能耗等各項技術(shù)性能指標(biāo)滿足并優(yōu)于設(shè)計要求。

 

　　據(jù)杭汽輪集團公司總經(jīng)理嚴(yán)建華介紹，該公司開發(fā)的十萬等級空分裝置用工業(yè)汽輪機在各種運行工況下，其振動、瓦溫、軸位移等機械性能指標(biāo)全部滿足API612標(biāo)準(zhǔn)要求，并優(yōu)于同時期進口機組指標(biāo)。2015年6月在營口試驗基地，汽輪機通過了第三方西安熱工院所做的熱力性能測試，結(jié)論為與設(shè)計結(jié)果吻合情況良好，實現(xiàn)國產(chǎn)化研制目標(biāo)。今年8月9日，空壓機滿負荷投產(chǎn)，汽輪機調(diào)閥最大開度90%，出力能力滿足現(xiàn)場運行需求。

 

　　沈鼓成套銷售部部長孟磊介紹說，2015年8月23日，沈鼓集團自主研發(fā)的我國首套十萬等級空分裝置用壓縮機組，在沈鼓集團營口生產(chǎn)試驗基地國家能源大型透平壓縮機組研發(fā)（實驗）中心完成各項試驗，并順利通過出廠驗收。今年5月15日，沈鼓集團自主研發(fā)制造的國產(chǎn)首套十萬等級空分裝置壓縮機組（空壓機+汽輪機+減速機+增壓機）聯(lián)動試車順利完成，運行平穩(wěn)，機組的各項機械性能及氣動性能指標(biāo)均達到國際先進水平。

 

 

　　評審會上，專家和代表聽取了研制總結(jié)和工業(yè)運行報告、神華寧煤集團用戶使用報告及國家質(zhì)量檢測中心檢測報告，考察了空分裝置和空氣壓縮機組運行現(xiàn)場，部分專家會前見證了空分裝置和空氣壓縮機組的運行性能檢測情況，一致認為：杭氧集團自主研發(fā)的十萬立方米空分裝置采用了先進的設(shè)計和集成技術(shù)，經(jīng)全負荷、夏季極端工況的工業(yè)運行考核，各項技術(shù)性能指標(biāo)滿足設(shè)計要求，具有多項技術(shù)特點和創(chuàng)新點。

 

　　王立告訴記者，該裝置在流程設(shè)計和計算技術(shù)、工藝系統(tǒng)集成技術(shù)方面，采用污氮氣中抽免冷凍機、液體膨脹機、兩段增壓、增效塔提效、低壓氮氣外壓、液氧液氮雙泵增壓先進內(nèi)壓縮流程以及復(fù)雜系統(tǒng)高效耦合集成等新技術(shù)，具有對煤化工工藝適應(yīng)性強、綜合能耗低的特點；開發(fā)了大長徑比規(guī)整填料塔，具有塔徑小、空氣處理量大、阻力低、變負荷范圍寬等優(yōu)點，解決了超大型精餾塔陸路運輸受限的難題；開發(fā)了超大型分子篩純化系統(tǒng)，大截面高壓板翅式換熱器，多機組、多回路的平穩(wěn)切換和智能的控制技術(shù)以及氧氣連網(wǎng)空分島，均具有突出優(yōu)點。

 

　　會上，評審專家還對所開發(fā)的汽輪機驅(qū)動的空氣壓縮機組進行全負荷運行考核，一致認為，該空壓機組運行平穩(wěn)，各項技術(shù)性能指標(biāo)達到設(shè)計和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，具有多項技術(shù)特點和創(chuàng)新點。

 

　　沈鼓集團自主研發(fā)軸流+離心共軸同缸結(jié)構(gòu)主空壓機、齒輪增速型多軸多級結(jié)構(gòu)增壓機和多缸多段聯(lián)調(diào)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了主空壓機與增壓機的性能匹配；研發(fā)的大流量系數(shù)、高效率混流式葉輪，保證了空壓機和增壓機的高效率和可靠性。

 

　　自主開發(fā)的國內(nèi)最大功率（80MW）的單缸、單軸雙出、高參數(shù)驅(qū)動用工業(yè)汽輪機，機組效率高，調(diào)節(jié)系統(tǒng)精度達到NEMA最高級D級；汽輪機各項機械性能指標(biāo)滿足API612標(biāo)準(zhǔn)要求，經(jīng)第三方檢測機組熱耗、汽耗達到設(shè)計要求；建立了基于三維仿真和有限元計算的汽輪機通流設(shè)計和優(yōu)化技術(shù)平臺，開發(fā)了適用于變轉(zhuǎn)速（2400～4000r/min）、空冷高效大流量AK3.0低壓葉片組。

 

 

　　國家能源局監(jiān)管總監(jiān)李冶表示，神華寧煤十萬等級空分項目作為國內(nèi)最大的煤油化工項目，代表了世界先進水平。杭氧集團、沈鼓集團、杭汽輪機集團為能源裝備國產(chǎn)化，特別是關(guān)鍵設(shè)備的自主創(chuàng)新作出了重大貢獻。

 

　　蔣明說，十萬等級空分裝置的開發(fā)、運行成功在杭氧的發(fā)展史上具有里程碑意義，標(biāo)志著杭氧自主研發(fā)創(chuàng)新的國產(chǎn)空分裝置，無論在規(guī)模等級，還是在各項性能指標(biāo)上，均達到了世界先進水平。杭氧集團將在技術(shù)上不斷探索，在質(zhì)量上精益求精，加快我國煤化工技術(shù)和裝備的國產(chǎn)化進程。

 

　　沈鼓集團董事長戴繼雙表示，沈鼓集團十萬等級空分壓縮機的成功研制，不僅極大提升了沈鼓集團的研發(fā)、設(shè)計水平，還實現(xiàn)了重大技術(shù)裝備國產(chǎn)化又一次歷史新突破，使公司成為世界上第三個能夠設(shè)計制造該大型核心裝備的企業(yè)。沈鼓在填補國內(nèi)空白、實現(xiàn)替代進口的同時，也滿足了我國能源領(lǐng)域?qū)Τ笮土黧w機械的要求，具有重大的里程碑意義。

 

　　嚴(yán)建華強調(diào)，十萬空分作為杭汽輪重大產(chǎn)品開發(fā)項目，公司項目組精心設(shè)計，精心制造，提供精品。未來，杭汽輪將不斷依托精湛的技術(shù)水平與扎實的制造能力，為我國重器崛起貢獻力量。

 

　　神華寧夏煤業(yè)集團副總經(jīng)理姚敏表示，神華集團積極支持我國重大裝備的國產(chǎn)化，神華寧煤400萬噸/年煤制油項目的國產(chǎn)化率達到90%以上，國產(chǎn)化十萬立方米空分裝置的研制非常成功。這打破了國外企業(yè)在中國市場上設(shè)置的特大型空分裝置規(guī)模壁壘，實現(xiàn)了特大型空分裝置復(fù)雜系統(tǒng)的國產(chǎn)化集成創(chuàng)新及關(guān)鍵技術(shù)突破。（本報記者 楊揚 楊曉宇）