寧夏銀川靈武，在這片戈壁荒原上，矗立著兩個“全球之最”——
一個是全球單套規(guī)模最大的煤炭間接液化裝置——神華寧煤400萬噸/年煤炭間接液化（俗稱“煤制油”）項(xiàng)目，每天將數(shù)萬噸的煤炭氣化、合成再液化，變成萬余噸煤基液體燃料，包括最優(yōu)質(zhì)的航空燃油。
另一個是為這個“煤制油”項(xiàng)目提供生產(chǎn)所需氧氣的12套十萬等級空分設(shè)備。這12套十萬等級空分設(shè)備是當(dāng)今全球最大的空分集群，每小時可產(chǎn)生120多萬立方米的氧氣，足以充滿1.4個“北京水立方”。
12套空分設(shè)備中的6套來自中國自主品牌，由杭州杭氧股份有限公司自主研發(fā)制造。這6套設(shè)備的問世打破了國外企業(yè)對十萬等級空分設(shè)備的壟斷，為我國重大裝備國產(chǎn)化樹起了又一座新的里程碑。
從2008年開始預(yù)研到2017年通過竣工驗(yàn)收，十萬等級空分設(shè)備凝聚了杭氧人十年來的不懈努力，凝聚了幾代杭氧人幾十年的奮斗。如今風(fēng)光無限的背后，有著鮮為人知的故事。
同臺競技
“門票”來之不易
空分設(shè)備是冶金、煤化工等行業(yè)的重要裝置，為生產(chǎn)提供充足的氧氣、氮?dú)獾裙I(yè)用氣，被稱為“現(xiàn)代工業(yè)之肺”。
中國能源結(jié)構(gòu)富煤少油，石油資源短缺一直是困擾我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重大問題，煤制油這一煤炭清潔利用路徑已成為我國能源戰(zhàn)略的重要一環(huán)。
早在2004年，國家發(fā)改委就批復(fù)神華寧煤集團(tuán)建設(shè)煤炭間接液化示范項(xiàng)目，希望通過煤制油緩解我國石油資源緊缺問題。
隨著國內(nèi)煤制油自主關(guān)鍵技術(shù)取得突破，神華寧煤400萬噸/年煤炭間接液化項(xiàng)目提上日程，所需的十萬等級空分設(shè)備也開始向全球招標(biāo)。
此時的全球十萬等級空分市場剛剛拉開序幕，即使歐洲兩大空分巨頭德國林德集團(tuán)和法國液化空氣集團(tuán)也僅有少數(shù)業(yè)績，而在中國的運(yùn)行業(yè)績?yōu)?ldquo;零”。面對中國這個巨大的十萬等級空分潛在市場，國際空分巨頭們誰都想搶先一步。
“中國的空分設(shè)備制造一直在追趕國際最先進(jìn)水平，但國外公司總是用等級門檻壓我們一頭。我們能做三萬等級，他們就做六萬等級；我們能做六萬等級，他們就做八萬等級……一直以來我們因?yàn)闆]有業(yè)績，不能和他們同臺競技。但神華寧煤十萬等級項(xiàng)目給了重大裝備國產(chǎn)化一個難得的機(jī)遇。這個機(jī)遇如果錯過了，我們的追趕目標(biāo)將更加遙不可及。”回顧歷史，杭氧股份公司董事長蔣明感慨良多。
對神華寧煤來說，使用國外巨頭的設(shè)備更保險——萬一不成功，也只能說明當(dāng)今世界空分設(shè)備的發(fā)展水平尚不足以支撐規(guī)模如此龐大的項(xiàng)目。2012年5月，神華寧煤來杭氧進(jìn)行招標(biāo)前的最后一次調(diào)研。討論現(xiàn)場，神華寧煤出于支持國產(chǎn)裝備的考慮，提出從12套設(shè)備中拿出2套給杭氧試試。對神華寧煤來說，這是最穩(wěn)妥的方案，即使不成功，也不至于影響整個項(xiàng)目的運(yùn)行。
但是，杭氧志不在此。
“要做就和國外企業(yè)一樣做6套，杭氧要跟他們比一比。”杭氧股份公司總經(jīng)理毛紹融態(tài)度鮮明，“這不僅是杭氧的機(jī)遇，更是中國空分制造業(yè)的機(jī)會。成了，特大型空分設(shè)備制造領(lǐng)域便有了中國制造的一席之地。”
2008年9月25日，為寶鋼配套的第一套六萬等級空分設(shè)備出氧，杭氧邁出特大型空分設(shè)備制造的第一步。但瓶頸隨之而來，2009年到2011年，杭氧一直徘徊在六萬等級。與此同時，神華寧煤項(xiàng)目進(jìn)入調(diào)研論證階段，時間不等人。
空分領(lǐng)域的市場競爭，既有業(yè)績至關(guān)重要。杭氧的六萬等級雖然已是國內(nèi)空分制造業(yè)的最高水平，但放眼全球，國外企業(yè)制造的八萬等級、十萬等級已投入運(yùn)行。
2012年1月，杭氧投資的廣西杭氧氣體公司準(zhǔn)備上馬六萬等級空分設(shè)備，此時距離神化寧煤招標(biāo)僅剩一年時間。這一項(xiàng)目計(jì)劃報(bào)上來，杭氧管理層反復(fù)研究，開會討論，最終做出了一個今天看來至關(guān)重要的決策：該項(xiàng)目直接上已完成技術(shù)儲備的八萬等級空分。
短短一年，八萬等級設(shè)備成功出氧，杭氧在規(guī)模上有了與國際公司同臺競標(biāo)的資本。
就在杭氧人夜以繼日為十萬等級空分設(shè)備進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)的同時，國家能源局正為中國企業(yè)爭取參與競標(biāo)的機(jī)會。2010年至2011年兩年里，國家能源局多次組織項(xiàng)目單位與制造企業(yè)國產(chǎn)化方案的認(rèn)證審查。中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會牽頭組織多次技術(shù)論證，提出了可行的實(shí)施方案。
“中國企業(yè)從未造過十萬等級空分設(shè)備，選擇國外設(shè)備可以理解。但經(jīng)過調(diào)研認(rèn)證，十萬等級空分設(shè)備國產(chǎn)化具有可行性，希望神華寧煤能給中國企業(yè)一個平等的機(jī)會參與這次招標(biāo)。”原國家能源局科技裝備司副司長黃鸝說。
2012年，杭氧制定了32套流程方案，從技術(shù)論證到沙盤推演，研究團(tuán)隊(duì)夜以繼日進(jìn)行論證。
戈壁天氣惡劣，為確保項(xiàng)目安全，神華寧煤請來國際第三方咨詢公司做煤化工項(xiàng)目的整體布置方案。杭氧空分設(shè)計(jì)研究院院長韓一松發(fā)現(xiàn)這個方案有缺陷：“沒有考慮到未來環(huán)境變化對設(shè)備的影響，解決不好設(shè)備無法運(yùn)行。這是國家的大項(xiàng)目，不能有一點(diǎn)紕漏。”
2012年，北京論證會上，韓一松帶著研究出來的未來污染物對設(shè)備的影響分析報(bào)告對國外咨詢公司的方案提出質(zhì)疑，引起神華寧煤高度重視。“最終，國外咨詢公司的前期方案被推翻，在報(bào)告的影響下，新方案最大程度地避免了因設(shè)計(jì)缺陷帶來的后期運(yùn)行問題，在國際上這種方法都是首次。”韓一松自豪地說。
2013年4月26日，杭氧與神華寧煤在杭州隆重舉行了6套十萬等級空分設(shè)備設(shè)計(jì)、供貨和服務(wù)合同的簽約儀式，項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)組組長由蔣明擔(dān)綱。
核心技術(shù)
只能自己拼搏
2018年3月1日，杭氧的十萬等級空分裝置在央視紀(jì)錄片《大國重器》第二季第4集中亮相，當(dāng)戈壁灘上6套打著杭氧藍(lán)色標(biāo)識的空分設(shè)備出現(xiàn)在屏幕上時，杭氧人熱血沸騰。
自1950年建廠以來，杭氧就一直是空分設(shè)備設(shè)計(jì)制造的國家隊(duì)。走進(jìn)杭氧臨安制造基地的辦公樓，朱德的題詞赫然在目：“奮發(fā)圖強(qiáng)，自力更生，艱苦奮斗，勤儉建國。”60多年來，不負(fù)國家重托，杭氧一次次填補(bǔ)了中國空分設(shè)備行業(yè)的空白。
上世紀(jì)八九十年代，杭氧的技術(shù)與國外公司的差距是用代差來衡量的。1994年，當(dāng)時還是公司戰(zhàn)略發(fā)展部部長的蔣明，和研發(fā)人員應(yīng)邀去歐洲同行考察。從實(shí)驗(yàn)室到車間，一圈看下來，蔣明不由感嘆，和人家的技術(shù)差距實(shí)在太大了！
但當(dāng)時，杭氧出于現(xiàn)實(shí)生存的考慮，不得不決定把研發(fā)方向聚焦于實(shí)用性設(shè)備改良技術(shù)，撤掉了從事基礎(chǔ)性研究的試驗(yàn)中心，讓研究所和技術(shù)開發(fā)處合并。“今后有能力的時候，我們一定要加強(qiáng)基礎(chǔ)性研究，恢復(fù)試驗(yàn)中心，重建研究所。”蔣明告訴記者，杭氧的創(chuàng)新精神深藏在骨子里，可以慢、甚至可以暫停，但絕不會放棄。
時任杭氧股份總工程師的朱朔元，同蔣明一樣，那份不甘一直埋在心里，直到2008年接到攻關(guān)特大型空分設(shè)備任務(wù)的那一刻。“必須攻克特大型空分設(shè)備，為國爭光。”朱朔元立了“軍令狀”。
核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)，化緣是化不來的，要靠自己拼搏。此時的杭氧，已經(jīng)完成改制上市，有了融資支持，重拾基礎(chǔ)研究也有了底氣。2005年起，杭氧投入大量人力、物力、財(cái)力，完善研發(fā)機(jī)構(gòu)、重建制氧機(jī)研究所、設(shè)立試驗(yàn)中心。
如今，在杭氧臨安制造基地，實(shí)驗(yàn)室無處不在，在生產(chǎn)車間內(nèi)部都能看到封閉的實(shí)驗(yàn)室，各種材料設(shè)備在里面進(jìn)行應(yīng)力實(shí)驗(yàn)和性能檢測。杭氧股份公司副總經(jīng)理趙大為說：“車間里生產(chǎn)出的產(chǎn)品能夠隨時進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)共享給前端的基礎(chǔ)研究實(shí)驗(yàn)室，為設(shè)計(jì)性能更高的產(chǎn)品提供支持。”
與此同時，杭氧為了解決新技術(shù)的應(yīng)用測試問題，為自己培養(yǎng)了一塊“試驗(yàn)田”——氣體公司。在這些氣體公司的空分設(shè)備上應(yīng)用檢驗(yàn)杭氧最新的研究成果，為更先進(jìn)的空分設(shè)備升級積累技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。
基礎(chǔ)研究實(shí)驗(yàn)中心、車間測試平臺，氣體公司應(yīng)用試驗(yàn)平臺——完善的三層次實(shí)驗(yàn)體系成為研發(fā)人員克難攻堅(jiān)的有力保障。
一個個問題在試驗(yàn)中心前端得以解決，一臺臺性能更優(yōu)異的設(shè)備走出車間……杭氧厚積薄發(fā)，各種新技術(shù)、新產(chǎn)品相繼問世。
2013年，年近60歲的朱朔元接過十萬等級空分設(shè)備項(xiàng)目現(xiàn)場總指揮的指揮棒。這是他退休前的最后一戰(zhàn)，他想贏得漂亮，也必須贏得漂亮：“等設(shè)備出氧，為我的職業(yè)生涯劃上一個圓滿的‘句號’，我就放心退休了。”
此時的杭氧空分設(shè)計(jì)研究院匯集了一批精兵強(qiáng)將——周智勇、盧杰、韓一松、毛央平、鄭達(dá)海，每個人都是國內(nèi)空分領(lǐng)域的技術(shù)“大咖”。大家反復(fù)演算，對流程方案錙銖必較，精益求精。
2015年4月,鋁制高壓板翅式換熱器研制成功，達(dá)到國際先進(jìn)水平，成為關(guān)鍵部機(jī)國產(chǎn)化示范的應(yīng)用典范，不但為未來特大型空分設(shè)備實(shí)現(xiàn)100%國產(chǎn)化奠定了基礎(chǔ)，還能在其他相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用，大大提升了我國重大能源裝備的附加值水平。
在寧夏的制造現(xiàn)場，條件異常艱苦，杭氧生產(chǎn)制造現(xiàn)場對面便是國外公司的場地，所有人都憋著一股勁，“我們一定要做得比他們好！”
因?yàn)楹芏嘣O(shè)備尺寸超大，只能現(xiàn)場制造。惡劣的環(huán)境給現(xiàn)場制造帶來巨大困難。為了適應(yīng)空分設(shè)備里接近零下兩百度的低溫，材料多選用鋁合金，但鋁合金對焊接環(huán)境的要求極苛刻，項(xiàng)目現(xiàn)場巨大的晝夜溫差和突如其來的大風(fēng)都會造成不利影響。“我們只能趁天氣好的時候加班加點(diǎn)，而且還要打造精品，讓現(xiàn)場制造也達(dá)到和工廠制造一樣的標(biāo)準(zhǔn)。”趙大為說。
杭氧現(xiàn)場制造團(tuán)隊(duì)入場比國外公司晚了半年，但離場只晚了3個月。“我們晝夜兼程，搶下了三個月工期，為后面的調(diào)試爭取了時間。”趙大為說。
為保證設(shè)備安裝無誤，需要進(jìn)入管道進(jìn)行仔細(xì)檢查，周將龍和周文正是團(tuán)隊(duì)里身材最瘦小的，此時身材成了優(yōu)勢，“我們在管道里爬上爬下比其他人方便得多。雖然高溫環(huán)境下，每次檢查完管道都像從水里撈上來一樣，但我們都清楚，這次不僅僅是為杭氧做裝備，更是為國家做。”
領(lǐng)先世界
創(chuàng)新永不止步
當(dāng)杭氧的6套設(shè)備與國外公司的6套設(shè)備相向而立、同臺競賽呼之欲出時，用戶提出了異議：為什么杭氧的分子篩吸附器和國外的結(jié)構(gòu)不同，為什么杭氧的流程和國外的不同，為什么杭氧的選型、工藝參數(shù)和國外的不同……是不是國外的更加先進(jìn)？杭氧是否需要修改？
杭氧總工程師周智勇態(tài)度很堅(jiān)定：“技術(shù)本身和制造絕對沒有問題。創(chuàng)新不能亦步亦趨，跟在別人身后永遠(yuǎn)成不了世界一流。我對我們的技術(shù)有絕對的信心，我們不做修改。”
最終，杭氧堅(jiān)持了既定的技術(shù)方案和目標(biāo)。事后，這一決定也被證明是正確的。
2017年3月15日，杭氧第一套十萬等級空分成功出氧。實(shí)時數(shù)據(jù)顯示，氧純度達(dá)到99.87%，超過99.6%的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，氮純度達(dá)到99.999%，且系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。
但是，更大的考驗(yàn)還在后面。
2017年4月10日，剛成功出氧不到一個月的第一套設(shè)備，在進(jìn)行高壓液氧泵調(diào)試時，突然出現(xiàn)故障，發(fā)生了冷箱內(nèi)的保溫材料珠光砂噴出事故。
“國產(chǎn)化根本不過關(guān)，神華寧煤將為國產(chǎn)化付出慘重代價……”負(fù)面消息襲來，杭氧上下壓力巨大。
“當(dāng)時聽到消息，不敢相信是真的。”周智勇火速趕往寧夏現(xiàn)場。經(jīng)過排查發(fā)現(xiàn)，出問題的地方是一處國外進(jìn)口的高壓液氧泵，基于對國外品牌的信任，當(dāng)時沒有對國外知名制造商生產(chǎn)的部件進(jìn)行清潔度二次檢驗(yàn)，才導(dǎo)致了這個問題。“我們要承擔(dān)責(zé)任，檢查環(huán)節(jié)的疏忽為我們敲響了警鐘，但我們的設(shè)計(jì)制造沒問題，我有這個自信。”周智勇說。
重整旗鼓，杭氧項(xiàng)目人員迅速整改，創(chuàng)造了一個月開車三套設(shè)備的紀(jì)錄。2017年8月25日，杭氧的6套空分設(shè)備全部開車成功，單套設(shè)備蒸汽消耗量低于設(shè)計(jì)值6T/h，成為當(dāng)時世界上同規(guī)模在運(yùn)行的空分設(shè)備中能耗最低的。
神華寧煤十萬等級空分設(shè)備項(xiàng)目中，杭氧為實(shí)現(xiàn)超越，采用了大量數(shù)據(jù)分析方法，對近10年來投產(chǎn)運(yùn)行的上百套空分設(shè)備進(jìn)行分析研究，實(shí)現(xiàn)了一系列關(guān)鍵技術(shù)及裝備的創(chuàng)新，包括十萬等級特大型空分工藝包和成套集成關(guān)鍵技術(shù)、自動變負(fù)荷先進(jìn)控制技術(shù)、特大型徑向流分子篩吸附器等，獲得專利23項(xiàng)，其中發(fā)明專利18項(xiàng)，在體系上也進(jìn)一步完善了開發(fā)國際領(lǐng)先十萬等級空分裝置的技術(shù)路徑。
杭氧的國產(chǎn)十萬等級空分設(shè)備通過國家工業(yè)運(yùn)行評審后，參加評審的國家能源局監(jiān)管總監(jiān)李冶說，神華寧煤十萬等級空分項(xiàng)目達(dá)到了國際先進(jìn)水平。時任神華寧煤氧氣廠廠長朱國強(qiáng)也不禁感嘆：“中外比拼，杭氧勝出。”神華寧煤副總經(jīng)理姚敏也風(fēng)趣地對蔣明說：“神華寧煤用國產(chǎn)十萬等級空分，是第一個‘吃螃蟹者’，本來想吃兩只‘螃蟹’，最后吃了六只，現(xiàn)在看，六只是吃對了。”
2018年4月18日至19日，杭氧十萬空分迎來運(yùn)行一年后的“大考”。中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會與中國通用機(jī)械工業(yè)協(xié)會組織的11位國內(nèi)空分設(shè)備領(lǐng)域?qū)＜乙恢抡J(rèn)為,杭氧十萬等級空分設(shè)備總體技術(shù)達(dá)到“國際領(lǐng)先”水平，成果推廣應(yīng)用已經(jīng)取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，可滿足大型煤化工、石油化工、冶金等領(lǐng)域的需求。
從國際先進(jìn)到國際領(lǐng)先，杭氧彰顯了“中國制造”的實(shí)力，國際公司在規(guī)模和技術(shù)指標(biāo)上壓國產(chǎn)空分設(shè)備一頭的時代宣告結(jié)束。
以神華寧煤十萬空分設(shè)備示范項(xiàng)目為契機(jī)，杭氧又先后成功中標(biāo)浙江石化、江蘇海力化工、山東方宇、新疆天業(yè)、神華榆林等一批特大型空分項(xiàng)目。性能更優(yōu)、能耗更低、規(guī)模更大的空分設(shè)備正在杭氧研發(fā)。
因?yàn)楹佳醯拇嬖?，目前杭州已集聚起世界最大空分產(chǎn)業(yè)集群。一場新的競賽正在這里展開。
“神華寧煤項(xiàng)目畫上了句號，但也是杭氧新征程的起點(diǎn)。創(chuàng)新永不止步，杭氧又走上了新的戰(zhàn)場。”蔣明說，“30年前，我們就想做氣體產(chǎn)業(yè)，但那時能力不夠，神華寧煤項(xiàng)目的成功讓我們更有底氣去拓寬產(chǎn)業(yè)鏈，以空分設(shè)備制造為依托發(fā)展氣體產(chǎn)業(yè)，在這個領(lǐng)域和國際公司繼續(xù)一較高下。”
近年來，杭氧已在全國的14個省、自治區(qū)投資建設(shè)了27家氣體公司，除生產(chǎn)氧、氮、氬、二氧化碳等常規(guī)氣體外，還成功制取了氪、氙、氖、氦等稀有氣體，實(shí)現(xiàn)了從“賣奶牛”到“牽著奶牛賣牛奶”的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。2017年氣體銷售收入已超過公司總收入的50%，利潤占公司總利潤的70%。
