一个是全球单套规模最大的煤炭间接液化装置——神华宁煤400万吨/年煤炭间接液化(俗称“煤制油”)项目,每天将数万吨的煤炭气化、合成再液化,变成万余吨煤基液体燃料,包括最优质的航空燃油等。
另一个是为这个“煤制油”项目提供生产所需氧气的12套十万等级空分设备。这12套十万等级空分设备是当今全球最大的空分集群,每小时可产生120多万立方米的氧气,足以充满1.4个“北京水立方”场馆。
12套空分设备中的6套是中国自主品牌,由杭州杭氧股份有限公司自主研发制造。这6套设备的问世打破了国外企业对十万等级空分设备的垄断,为我国重大装备国产化树起了又一座新的里程碑。
从2008年开始预研到2017年通过竣工验收,在十万等级空分设备上,凝聚了杭氧人十年来的不懈努力,也凝聚了几代杭氧人几十年的奋斗。如今风光无限的背后,有着鲜为人知的故事。
同台竞技,“门票”来之不易
空分设备是冶金、煤化工等行业的重要装置,为生产提供充足的氧气、氮气等工业用气,被称为“现代工业血液”。
中国能源结构富煤少油,石油资源短缺一直是困扰我国经济社会发展的重大问题,煤制油这一煤炭清洁利用路径已成为我国能源战略的重要一环。早在2004年,国家发改委就批复神华宁煤集团建设煤炭间接液化示范项目,希望通过煤制油缓解我国石油资源紧缺问题。彼时,我国煤炭间接液化技术一片空白。之前,神华宁煤集团与国外石化巨头艰难谈判,对方仅其中一项合成技术就开价要的离谱,神华宁煤集团果断地提出要对具有中国自主知识产权的煤制油核心技术进行工业化示范。
随着国内煤制油自主关键技术取得突破,神华宁煤400万吨/年煤炭间接液化项目提上日程,所需的十万等级空分设备也开始向全球招标。
此时的全球十万等级空分市场刚刚拉开序幕,即使欧洲两大空分巨头德国林德集团和法国液化空气集团也仅有少数业绩,而在中国的运行业绩为“零”。面对中国这个巨大的十万等级空分潜在市场,国际空分巨头们谁都想抢先一步。尽管杭氧已是国内空分设备制造领域的领军者,已经具备出产十万等级空分设备的能力,但由于缺乏运行业绩,要与这两家国际空分巨头分庭抗礼,难度不小。
“中国的空分设备制造一直在追赶国际最先进水平,但国外公司总是用等级门槛压我们一头。我们能做三万等级,他们就做六万等级;我们能做六万等级,他们就做八万等级……一直以来我们因为没有业绩,不能和他们同台竞技。但神华宁煤十万等级项目给了重大装备国产化一个难得的机遇。这个机遇如果错过了,我们的追赶目标将更加遥不可及。”回顾历史,杭氧股份公司总经理毛绍融感慨良多。
对神华宁煤来说,使用国外巨头的设备更保险——万一不成功,也只能说明当今世界空分设备的发展水平尚不足以支撑规模如此庞大的项目。
2012年5月,神华宁煤来杭氧进行招标前的最后一次调研。讨论现场,神华宁煤出于对国产装备的担虑,提出从12套设备中拿出2套给杭氧试试。对神华宁煤来说,这是最稳妥的方案,即使不成功,也不至于影响整个项目的运行。但,重要的是国家能源局根据国家重点项目要推进国产化的战略,提出了6套空分要国产化的要求,并强调国产化的重要性及承担的风险。多次组织项目单位和制造企业国产化方案的认证审查,另外中国机械工业联合会牵头组织多次技术论证,提出了可行的实施方案。之后,国家能源局要求神华宁煤项目招标必须让中国企业平等参与。
神华宁煤也与杭氧进行了多次专题国产化论证会,积极推进项目的国产化进程,最终确定了6套国产化的方案。
“中国企业从未造过十万等级空分设备,选择国外设备可以理解。但经过调研认证,十万等级空分设备国产化具有可行性,希望神华宁煤能给中国企业一个平等的机会参与这次招标。”原国家能源局科技装备司副司长黄鹂说。
“要做就和国外企业一样做6套,杭氧要跟他们比一比谁优谁劣。”杭氧股份公司董事长蒋明态度鲜明,“这不仅是杭氧的机遇,更是中国空分制造业的机会。成了,特大型空分设备制造领域便有了中国制造的一席之地。”
杭氧要做就做6套的底气何来?
进入21世纪,随着煤化工、石油化工和钢铁工业规模不断扩大,空分设备领域进入规模时代。2008年,杭氧转变发展思路,跳出实用性空分设备制造,启动特大型空分设备预研。
“当时,国家层面在探讨煤炭间接液化项目,配套的特大型空分设备自然成了我们的目标。”杭氧股份公司副总经理邱秋荣说。
2009年9月25日,为宝钢配套的第一套六万等级空分设备出氧,杭氧迈出特大型空分设备制造的第一步。但瓶颈随之而来,2009年到2011年,杭氧一直徘徊在六万等级。与此同时,神华宁煤项目进入调研论证阶段,时间不等人。
空分领域的市场竞争,既有业绩至关重要。杭氧的六万等级虽然已是国内空分制造业的最高水平,但放眼全球,国外企业制造的八万等级、十万等级已投入运行。
2012年1月,杭氧投资的广西杭氧气体公司准备上马六万等级空分设备,此时距离神化宁煤招标仅剩一年时间。广西项目计划报上来,杭氧管理层反复研究,开会讨论,最终做出了一个至今看来至关重要的决策:广西项目直接上已完成技术储备的八万等级空分。
短短一年,八万等级设备成功出氧,杭氧在规模上有了与国际公司同台竞标的资本,拿到了入场券。
具备了资格,还要让用户认可杭氧的实力。2012年杭氧制定了32套流程方案,从技术论证到沙盘推演,研究团队夜以继日进行论证。
戈壁天气恶劣,为确保项目安全,神华宁煤请来国际第三方咨询公司做煤化工项目的整体布置方案。杭氧空分设计研究院院长韩一松发现这个方案有缺陷:“这个方案没有考虑到未来环境变化对设备的影响,这是顶层设计问题,解决不好设备无法运行。这是国家的大项目,不能有一丁点纰漏。”2012年,北京论证会上,韩一松带着研究出来的未来污染物对设备的影响分析报告对国外咨询公司的方案提出质疑,引起神华宁煤高度重视。“最终,国外咨询公司的前期方案被推翻,在报告的影响下,新方案最大程度地避免了因设计缺陷带来的后期运行问题,在国际上这种方法都是首次。”韩一松自豪地说。
2013年4月26日,杭氧与神华宁煤在杭州隆重举行了6套十万等级空分设备设计、供货和服务合同的签约仪式,杭氧将此项目作为公司“一号工程”,项目领导组组长由蒋明担纲。
核心技术,只能自己拼搏
2018年3月1日,杭氧的十万等级空分装置在央视纪录片《大国重器》第二季第4集中亮相,当戈壁滩上6套打着蓝色杭氧标识的空分设备出现在荧幕上时,杭氧人热血沸腾。自1950年建厂以来,杭氧就一直是空分设备设计制造的国家队。走进杭氧临安制造基地的办公楼,朱德的题词赫然在目:“奋发图强,自力更生,艰苦奋斗,勤俭建国。”60多年来,不负国家重托,杭氧一次次填补了中国空分设备行业的空白。
“大国重器”的背后,是杭氧千锤百炼的自主创新之路。
上世纪八九十年代,杭氧的技术与国外公司的差距是用代差来衡量的。1994年,当时还是公司战略发展部部长的蒋明,和研发人员应邀去欧洲同行考察。从实验室到车间,敞开大门让他们随便看。“人家觉得我们技术水平跟他们相差甚远,根本不需要保密。”
当时,杭氧出于现实生存的考虑,不得不决定把研发方向聚焦于实用性设备改良技术,撤掉了从事基础性研究的试验中心,让研究所和技术开发处合并。“今后有能力的时候,我们一定要加强基础性研究,恢复试验中心,重建研究所。”蒋明说,杭氧的创新精神深藏在骨子里,可以慢、甚至可以暂停,但绝不会放弃。
时任杭氧股份总工程师的朱朔元,同蒋明一样,那份不甘一直埋在心里,直到2008年接到攻关特大型空分设备任务的那一刻。“必须攻克特大型空分设备,为国争光。”朱朔元立了“军令状”。
创新之路不可能一帆风顺。2004年,在三万等级向四万八千等级设备升级的过程中,杭氧按线性放大思路造出的设备,开车失败。朱朔元一言不发跑到控制台,木木地看着中控台,意识到部机按线性放大不足以支撑空分设备性能的相应提高,必须实现技术创新。这次失败让我们意识到要从源头创新、体系创新、创新管理上下功夫。”朱朔元说。
核心技术、关键技术,化缘是化不来的,要靠自己拼搏。此时的杭氧,已经完成改制上市,有了融资支持,重拾基础研究也有了底气。2005年起,杭氧累计投入大量人力、物力、财力,完善研发机构、重建制氧机研究所、设立试验中心等。
如今,在杭氧临安制造基地,实验室无处不在,在生产车间内部都能看到封闭的实验室,各种材料设备在里面进行应力实验和性能检测。杭氧股份公司副总经理赵大为说:“车间里生产出的产品能够随时进入实验室进行实验,并将实验数据共享给前端的基础研究实验室,为设计性能更高的产品提供支持。”
与此同时,杭氧为了解决新技术的应用测试问题,为自己培养了一块“试验田”——气体公司。在这些气体公司的空分设备上应用检验杭氧最新的研究成果,为更先进的空分设备升级积累技术和经验。
基础研究实验中心、车间测试平台,气体公司应用试验平台——杭氧完善的三层次实验体系成为研发人员克难攻坚的有力保障。
一个个问题在试验中心前端就得以解决,一台台性能更优异的设备走出车间……杭氧厚积薄发,各种新技术、新产品相继问世。
2013年,年近60岁的朱朔元接过十万等级空分设备项目现场总指挥的指挥棒。这是他退休前的最后一战,他想赢得漂亮,也必须赢得漂亮:“等设备出氧,为我的职业生涯划上一个圆满的‘句号’,我就放心退休了。”
此时的杭氧空分设计研究院也汇集了一批精兵强将,周智勇、卢杰、韩一松、毛央平、郑达海,每个人都是国内空分领域的技术“大咖”。大家反复演算,对流程方案锱铢必较,精益求精。