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综合资讯
我国空分行业由大到强之浅见(一)
来源:气体分离杂志bingqi2016-10-12 14:49
摘要:通过对我国空分行业60年发展的回顾,提出技术创新是做强的不竭动力,核心技术是真强的可靠标志。要有新思路、新理念,全方位、多途径服好务,满足用户多种需求,在制造开发大型、特大型安全可靠、节能减排“个性化”空分的同时,行业走向高端,由大到强。
关键词:空分行业;技术创新;核心技术;个性化空分;由大到强

一、骄傲自豪的60

1.大事回顾

1953年秋天诞生的第一台产量30m3/h、纯度99.2%O2的制氧机,是我国空分制造零的突破,至今整整60年,应永远铭记。

随后我国空分行业获得了不少发展机遇,也经历了不少考验与磨难,在困境中奋发图强。单机容量由小到大,品种由单高到全提取,纯度由低到高,能耗由高到低,运行由故障频繁到安全可靠,技术由低级到高级,并有大量发明专利、自主知识产权、核心技术,流程由单一到多样化,满足各种用户需求,许多产品由进口到出口占据国际市场,空分行业为国立功,做出巨大贡献,60年的艰苦奋斗、蓬勃发展,值得骄傲与自豪。其中值得一提并具有里程碑式的行业大事(按时间顺序排列)见下表。

 

投产时间

公司

设备

20世纪50年代

杭氧

开发成功第一代高低压铝带蓄冷器空分

20世纪60年代

杭氧

开发成功第二代全低压石头蓄冷器空分

1969年

开空

我国第一套全低压蓄冷器流程200m3/h空分

1969年

开空

我国第一台用于空分设备的板翅式换热器

1970年

开空

我国第一台立式无油润滑氧压机

1971年在武钢投产

杭氧

我国第一套全低压蓄冷器流程6000m3/h空分

20世纪70年代

杭氧

开发成功第三代全抵押全板式切换式流程空分

1978年中

开空

我国第一套3000m3/h高纯氮设备

1980年

开空

我国第一台锯齿形翅片冲床和冲模获国家二等发明奖

20世纪80年代

杭氧

开发成功第四代常温分子筛纯化流程空分

20世纪80年代末

杭氧

开发成功第五代常温分子筛纯化、增压透平膨胀机流程空分

1995年在福建三明钢厂投产

开空

我国第一套规整填料塔空分

1997年在湖北鄂城钢厂投产

开空

我国第一套全精馏无氢制氩空分(6000m3/h)

1998年在天津铁厂投产

开空

我国第一套大型低压内压缩空分(0.65MPa、15000m3/h)

1998年在湖北鄂城钢厂投产

开空

我国第一套冶金型内压缩空分(3.0MPa、10000m3/h)

1999年上海焦化厂投产

开空

法液空17000m3/h空分制氩系统改造氩提取率达89.8%


2.蓬勃发展

杭氧2007年与神华包头煤化工签订4套6万m3/h空分合同。杭氧在20世纪90年代开发的大型成套乙烯冷箱,其设计制造能力已达国际先进水平,成为中石化指定的乙烯冷箱生产基地。杭氧2011-2012年先后取得了广西防城港杭氧盛隆8万m3/h和伊朗12万m3/h空分合同订单,广西杭氧盛隆8万m3/h空分设备已于2013年8月投入运行,伊朗12万m3/h空分设备也已制造完成,使杭氧设计制造空分设备的规模等级迈上新台阶。2013年4月,神华宁夏煤业集团“煤制油”项目投标的12套10万m3/h空分设备,总额40亿元,创下全球空分行业迄今为止一次性签约金额最高纪录,号称“全球第一单”。杭氧与林德公司平分秋色,各获得6套10万m3/h空分设备合同,合同金额17亿元,空分设备等级、制氧总量、合同金额均创国内第一。随着2009年8月搬迁至占地近千亩的临安新制造基地和2012年10月余杭重跨厂房的建成投产,杭氧装备水平和制造能力大幅提升,已具备了8-12万等级空分的制造能力,具有年产48套大型空分、总容量150万m3/h的制造能力,跻身全球最大空分设备供应商的第5位。

开空2008年与香港建韬集团内蒙项目签订的2套6万m3/h内压缩空分合同,现已投产。2008年又与天津荣城钢厂签订冶金型内压缩8.2万m3/h空分合同,现已投产。2007年投入29亿元巨资用于企业发展,在开封经济技术开发区购置土地1167亩(1亩=666.67m2)建设新的制造基地,2012年初基本完成,现已投入使用。2010年与西安交大联合攻关最新一代8-10万m3/h空分先进技术,开空正在以更大的决心和实力进行8-10万m3/h特大型空分先进装备的研发与制造。2012年已研制出4万空分配套的全液体透平膨胀机,技术创新成绩斐然。

川空在特大空分的研发与技术储备方面也做了大量工作。在“既卖奶牛又卖牛奶”的气体产业方面走得最早,步伐最快。尤其是在大型低温液体贮槽方面技术领先,创造了许多国内第一。川空在20世纪70年代,自主开发了200-8000m3平底拱顶式结构的大型低温液体贮槽、10000-50000m3平底吊顶式结构的LNG贮槽。其中,400m3液氧贮槽1985年在攀钢投运,2000m3液氧贮槽2004年6月在南京扬子石化BOC投运,2250m3液氧贮槽2013年4月在成都彭州石化投运;3850m3液化天然气贮槽2008年6月在珠海中海油广东液化天然气公司投运,5000m3液化天然气贮槽2011年底在山西众源录能天然气公司投运,10000m3液化天然气贮槽云南先锋化工投运,30000m3液化天然气贮槽鄂尔多斯新圣天然气公司投运。

在关键动设备空气压缩机的研发制造方面,沈鼓与陕鼓做了大量开拓性工作与技术创新,成绩卓著。沈鼓已为空分配套离心压缩机500余台,其中1.5-6万m3/h等级空分的空透有80余台。2013年1月,沈鼓与杭氧共同签署了《大型空分设备配套压缩机合作协议》,2013-2015年完成了10万m3/h等级空分装置压缩机组的研发制造并一次试车成功,为我们迈向制造强国描上浓重一笔。陕鼓在2011-2012年完成8万和10万等级空分配套的等温压缩机技术研发并进行样机试制,做了大量技术储备工作。

3.新的机遇

跨入21世纪以来,由于国民经济的快速增长,我国已成为世纪瞩目的全球第二大经济体。由于钢铁、煤化工、石化等上游产业的大发展,对空分设备需求旺盛,使空分设备产业高速增长。据不完全统计,空分设备产能已达每年400万m3/h以上,我国已是名副其实的空分设备制造大国。2007年底至今,由于美国次贷危机,重创世界经济,形成全球性经济危机,至今未得到实质性缓解,我国也受很大影响,出口受阻,许多行业举步维艰。我国钢铁、煤化工、水泥、玻璃、多晶硅和风电等产能严重过剩。有关数据显示,2012年我国实际粗钢产量为7.165亿t,而产能达10亿t;传统煤化工也过剩30%,对空分设备的需求下滑。通过国家宏观经济政策调控和全国人民的努力,经过2009年的“保增长、促发展”、2010年的“调结构、促转变”和2016年的“调结构、去产能、增效益”,国民经济全面回暖、复苏、发展。

2010年GDP增长到10.3%,对空分设备的需求又日益旺盛。尤其是以煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制二甲醚、煤制乙二烯以及IGCC(整体煤气化联合循环发电系统)为代表的新型煤化工和新能源的发展,对空分设备的需求又大幅增长。据资料载,我国“十二五”期间,新型煤化工大发展。至2015年规划所需空分制氧能力达600万m3/h左右,约合特大空分6万m3/h100套,其中需要8-10万m3/h空分设备比例很大。近年,各大空分制造厂接到大批大订单,包括杭氧2013年与神华宁煤签订的“全球第一单”就是证明。当前,正是我国空分行业做大做强的大好时机,关键在由大到强,真大真强,机不可失,时不我待,这是历史赋予的重任。

二、技术创新是做强的不竭动力,核心技术是真强的可靠标志

1.明显的差距

经过60年的蓬勃发展,我国空分行业已取得骄人成绩和长足进步,生产多台6万等级特大型空分设备满足内需且出口,已是空分制造大国。但与国际先进相比,仍有相当大的差距:内压缩流程所需大尺寸板式换热器、大型空压机、增压机、氧压机、氮压机、中压膨胀机、全液体高压膨胀机、高压低温液体泵、高压低温阀门以及控制系统等,还需大量进口,耗费大量外汇资金。上述设备,有的我国虽能制造,但安全可靠性差,效率低,能耗高,虽价格较低,但用户也不愿采用。究其原因,由于发展快,基础技术研究薄弱,科研投入少,有引进、消化、吸收再创新,有集成创新,但缺少原始创新;多实用专利,少发明专利;有独立自主知识产权的原创技术太少,缺少前进的动力,限制我国走向高端,我国是空分制造大国而非强国。

真正高层次设备国产化的标志是:制造技术,尤其是核心技术必须是自主的;自行设计;原材料国产;设备在国内制造生产。全行业应重视基础科研,加大投入,增强装备,培养人才,狠练内功,创新科技,提高素质,强化攻关,减少进口,提高国产化率。真正做到让技术创新成为行业做强的不竭动力,让核心技术成为行业真强的可靠标志,为国争光做贡献。

2.多样化流程

对空分流程的多样化开发以满足不同用户的需求,是客观需要和大势所趋,对当今需要量日益增大的特大型空分更是如此,用户需要的是个性化产品而不是通用产品,这是摆在制造企业面前技术含量高且紧迫的任务。

目前,空分流程主要分为用于氧压要求高的煤化工、石化等行业的内压缩流程和氧压要求不高的钢铁等冶金企业的外压缩流程两大类。由于技术成熟和安全可靠,得到广泛应用。空分流程分类方法很多,根据原料空气压力、净化设备、产品种类、氩净化原理、制冷介质、膨胀机类型及空分技术发展历史等都可以进行分类。目前多为全低压、分子筛前端净化、双高提氩甚至全提取、多液体产品、无氢制氩、空气膨胀(目前氮气膨胀也日益增多)、增压膨胀机(甚至液体膨胀机)以及采用规整填料塔的第六代空分技术。有的用户本身工艺流程复杂,要求繁多,指标严格,需要不同的空分流程组合来应对。有的用户工艺(如IGCC)与空分工艺有可以相结合共设备之处,应该相互融入与优化,提高效率,节能降耗。近年来,杭氧为了满足煤化工快速发展对特大型空分的需求,针对不同氧气和氮气产品的压力等级要求,研制、开发和优化出8种不同的内压缩流程,针对性满足用户不同需求,得到好评。

      空分流程技术是空分设备的核心技术与基础,决定了空分成套的安全性、经济性和先进性。行业应该提高认识,明确目标,采取得力措施,加大空分流程多样化研发的力度和实践,奋力攻关,取得更多具有自主知识产权的核心技术和原始创新、发明专利,把空分行业真正做强。

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