优质国产空分设备待字闺中

　　编者按

　　随着能源结构调整优化步伐加快，煤炭资源高效清洁转化和综合利用大势所趋。自去年以来，国家发改委加速松绑对新型煤化工项目的管控，密集放行一批“路条”。煤化工核心技术是煤的气化、液化等，在这过程中需要大量高纯度氧气、氮气进行反应，因此空气分离设备成为煤化工项目的关键核心设备。

　　然而，面对巨大的市场空间，国内空分设备设计制造水平、供应能力如何？面临哪些挑战？带着这些问题，本报记者走访了国内空分设备制造龙头企业——杭州杭氧股份有限公司（下称“杭氧”）。

　　窗明几净的车间，一尘不染的厂区，有别于一般机械设备制造工厂，杭氧临安制造基地给来访者的真实感受是整洁有序的作业景况。杭氧副总经理赵大伟幽默地向记者讲述，曾有来访者戏称，进厂房参观需不需要脱鞋！或许，这正是清洁能源生产设备制造商的另类风尚。

　　虽然从行业规模来看，空分设备在机械制造业算是一个小行业，但我国以煤为主的能源结构给大型空分设备提供了广阔的用武之地。在记者参观中，赵大伟非常自信地表示：“临安制造基地是全世界最大的一个空分设备制造基地。”

　　大型空分设备实现自主研制

　　高端升级是机械制造业发展之必然。从首套3万等级空分设备的自主研发，到后来的4万、5万、6万等级实现自主化、国产化，杭氧一直在驱动国产空分设备不断迈向新台阶。用赵大伟的话说就是，“杭氧每进行的一次攻克，都是国内的首台套”。

　　据了解，随着现代煤化工向着大集成、大规模化发展，需要大量的氧、氮气，单个项目的氧、氮气总需求量达10万m3/h，有的项目甚至超过100万m3/h，因而现有空分设备的规模等级已不能满足大型煤化工的发展需求，必须配置6万等级以上的空分设备。

　　“我们已经把突破特大型空分设备的核心技术作为公司的主攻方向。”杭氧总工程师周智勇称。“在关键技术研发方面，空分设备流程设计计算技术是成套空分设备成败的关键，杭氧采用自行开发的空分流程设计计算的软件包，计算效率与精度已达到国外先进水平。”

　　据介绍，精馏塔也是空分设备最主要的核心部机之一，配套大型煤化工空分设备的精馏塔直径大，受运输限制，需采用高通量塔板和填料，通量提高却不允许能耗增加，精馏塔高径比变小继而气体分布难以均匀。

　　“针对上述问题，杭氧重点从高效高通量填料、塔内件等方面进行了课题攻关，实现了超低温条件下氧氮介质的多相连续精馏，使精馏效率大幅提升，氧的提取率达到99.9%。”周智勇透露。

　　同时，冷凝蒸发器是煤化工空气分离设备产生相变热交换的关键部机之一，其效率高低直接影响到总体能耗，杭氧开发了基于安全性能和基于传热性能的冷凝蒸发器结构优化技术，传热性能提高10%；杭氧还开发了国内最先进的自动变负荷（ALC）先进控制软件，即以MPC和RTO相结合的专家控制系统，这在国内属于首创。

　　此外，在压缩机、汽轮机、膨胀机、低温液体泵、阀门、高压板式换热器等关键配套部机研发上，杭氧进一步加大研发投入，发力自主创新，与用户和相关设备生产厂家携手共推配套设备国产化。

　　国产质量有信心，市场占有率待提高

　　据悉，在一般情况下，设备购置费约占煤化工项目总投资额度的50%，而空分设备在各类煤化工设备中，占比在5%-10%之间。

　　显而易见，大型空分设备实现国产，既节省了项目投资成本，又能在售后维修服务方面不受外商掣肘，保障工程稳定安全运行。不过，据记者了解，国产空分设备在国内市场的应用实难差强人意，甚至是6万等级空分设备依然还有进口的情况。

　　事实上，2010年杭氧6万等级内压缩空分装置就已顺利通过鉴定，2012年陕鼓6万等级空分配套用空气压缩机和增压机组也研制成功，这意味着我国6万等级以下空分设备早已完全实现国产化。

　　“国产装备已经具备这个能力了，怎么不把这个市场让给国内企业。”对这种现象，杭氧副总经理邱秋荣稍有疑虑。

　　根据《煤炭发展“十二五”规划》，经国家发改委和国家能源局核准的煤化工项目总氧气需求容量达1200多万m3/h，6万等级及以上空分设备需求量近200套。

　　而杭氧方面的资料显示，近5年来，空分年设计能力达50套，制氧容量达150万m3/h，制氧总量位居世界第一。在2009 年6 月整体搬迁至临安新厂区后，具有年产大、中型空分设备100 万-150 万m3/ h 制氧容量的能力, 其中单套空分设备的制氧容量达8万-12万m3/h。可以看出，目前杭氧的设计能力和制造能力基本可以满足国内市场需求。

　　并且，近年杭氧在6万等级以上空分设备的研制方面取得了重大进展。据统计，6万等级及以上空分共有36套合同业绩；2013年8月，自主研制的首套国产化最大等级8万空分，经现场调试，成功开车试运行，各项指标达到或超过合同要求；2013年4月，杭氧成功中标神华宁煤6套10万等级空分设计、供货和服务合同，合同金额约17亿人民币；2013年9月，杭氧签署的伊朗12万等级空分制造全部完成，已进入现场安装阶段；2014年3月，杭氧又签订京能2套9万等级空分订单。这些足以说明，杭氧已经完全掌握了大型、特大型空分设备的研制技术。

　　针对如何更加有效地提高煤化工项目空分设备国产化率，邱秋荣建议，在政府层面可进一步加强国产化政策的引导，在项目审批时，可以加些条件，如规定工程项目的国产设备采购种类和数量要求等，而用户单位也应该增强对国产空分设备的信心。

　　应该说，推进空分设备国产化不能单靠制造企业一方之力，更不能是制造企业一厢情愿的事。