8月25日，由杭州杭氧股份有限公司、沈阳鼓风机集团股份有限公司和杭州汽轮机股份有限公司联合研制的国产十万等级空分装置及空气压缩机组，在宁夏银川通过了中国机械工业联合会与中国通用机械工业协会共同组织的工业运行评审。
以北京科技大学能源与环境工程学院院长王立教授为组长的评审专家组认为，国产十万等级空分装置及空气压缩机组研制成功，填补了国内空白，打破了国外对特大型空分装置和空气压缩机及汽轮机的垄断，是我国重大装备国产化的一大突破，其主要技术性能达到国外同类装置和产品的先进水平，可以满足国内大型煤化工、石油化工及冶金等重大工程对十万立方米及以上等级空分装置的需要，建议尽快推广使用。
多维度解决研发难题
据介绍，神华宁煤400万吨/年煤炭间接液化示范项目是国家重点建设的煤炭深加工示范项目，承担着国家37项重大技术、装备及材料的国产化任务。十万立方米大型空分成套技术装备国产化是37项国产化任务的重要组成，也是项目的重要装置之一。
杭州杭氧集团董事长蒋明告诉中国化工报记者，作为我国空分技术及装备制造领域的龙头企业，杭氧集团扛起了空分装置国产化的示范大旗。2013年，杭氧以神华宁煤400万吨/年煤炭间接液化项目中十万立方米空分装置为依托，开展了十万等级空分装置的研制。杭氧集团调研并分析了近十年来投产运行的上百套空分装置，对大型特大型空分装置进行总结，找到了如何开发出具有国际先进水平的十万等级空分装置的技术路径，自主研发了空分装置流程设计和计算技术、工艺系统成套集成技术、大截面高压高效板翅式换热器设计制造技术等多项技术成果。
项目实施过程中，杭氧集团通过规范、专业的项目管理，将高质量的服务贯穿于项目的全过程，将设备制造和工程建设完美融合，实现了整体项目优化。今年3月15日，首套国产十万等级特大型空分装置一次开车成功。截至8月25日，全部6套十万等级空分设备投入运行，并经全负荷、夏季极端工况的工业运行考核，装置氧氮产量、纯度、能耗等各项技术性能指标满足并优于设计要求。
据杭汽轮集团公司总经理严建华介绍，该公司开发的十万等级空分装置用工业汽轮机在各种运行工况下，其振动、瓦温、轴位移等机械性能指标全部满足API612标准要求，并优于同时期进口机组指标。2015年6月在营口试验基地，汽轮机通过了第三方西安热工院所做的热力性能测试，结论为与设计结果吻合情况良好，实现国产化研制目标。今年8月9日，空压机满负荷投产，汽轮机调阀最大开度90%，出力能力满足现场运行需求。
沈鼓成套销售部部长孟磊介绍说，2015年8月23日，沈鼓集团自主研发的我国首套十万等级空分装置用压缩机组，在沈鼓集团营口生产试验基地国家能源大型透平压缩机组研发（实验）中心完成各项试验，并顺利通过出厂验收。今年5月15日，沈鼓集团自主研发制造的国产首套十万等级空分装置压缩机组（空压机+汽轮机+减速机+增压机）联动试车顺利完成，运行平稳，机组的各项机械性能及气动性能指标均达到国际先进水平。
技术创新亮点十足
评审会上，专家和代表听取了研制总结和工业运行报告、神华宁煤集团用户使用报告及国家质量检测中心检测报告，考察了空分装置和空气压缩机组运行现场，部分专家会前见证了空分装置和空气压缩机组的运行性能检测情况，一致认为：杭氧集团自主研发的十万立方米空分装置采用了先进的设计和集成技术，经全负荷、夏季极端工况的工业运行考核，各项技术性能指标满足设计要求，具有多项技术特点和创新点。
王立告诉记者，该装置在流程设计和计算技术、工艺系统集成技术方面，采用污氮气中抽免冷冻机、液体膨胀机、两段增压、增效塔提效、低压氮气外压、液氧液氮双泵增压先进内压缩流程以及复杂系统高效耦合集成等新技术，具有对煤化工工艺适应性强、综合能耗低的特点；开发了大长径比规整填料塔，具有塔径小、空气处理量大、阻力低、变负荷范围宽等优点，解决了超大型精馏塔陆路运输受限的难题；开发了超大型分子筛纯化系统，大截面高压板翅式换热器，多机组、多回路的平稳切换和智能的控制技术以及氧气连网空分岛，均具有突出优点。
会上，评审专家还对所开发的汽轮机驱动的空气压缩机组进行全负荷运行考核，一致认为，该空压机组运行平稳，各项技术性能指标达到设计和相关标准要求，具有多项技术特点和创新点。
沈鼓集团自主研发轴流+离心共轴同缸结构主空压机、齿轮增速型多轴多级结构增压机和多缸多段联调控制系统，实现了主空压机与增压机的性能匹配；研发的大流量系数、高效率混流式叶轮，保证了空压机和增压机的高效率和可靠性。
自主开发的国内最大功率（80MW）的单缸、单轴双出、高参数驱动用工业汽轮机，机组效率高，调节系统精度达到NEMA最高级D级；汽轮机各项机械性能指标满足API612标准要求，经第三方检测机组热耗、汽耗达到设计要求；建立了基于三维仿真和有限元计算的汽轮机通流设计和优化技术平台，开发了适用于变转速（2400～4000r/min）、空冷高效大流量AK3.0低压叶片组。
国产化应用将加快
国家能源局监管总监李冶表示，神华宁煤十万等级空分项目作为国内最大的煤油化工项目，代表了世界先进水平。杭氧集团、沈鼓集团、杭汽轮机集团为能源装备国产化，特别是关键设备的自主创新作出了重大贡献。
蒋明说，十万等级空分装置的开发、运行成功在杭氧的发展史上具有里程碑意义，标志着杭氧自主研发创新的国产空分装置，无论在规模等级，还是在各项性能指标上，均达到了世界先进水平。杭氧集团将在技术上不断探索，在质量上精益求精，加快我国煤化工技术和装备的国产化进程。
沈鼓集团董事长戴继双表示，沈鼓集团十万等级空分压缩机的成功研制，不仅极大提升了沈鼓集团的研发、设计水平，还实现了重大技术装备国产化又一次历史新突破，使公司成为世界上第三个能够设计制造该大型核心装备的企业。沈鼓在填补国内空白、实现替代进口的同时，也满足了我国能源领域对超大型流体机械的要求，具有重大的里程碑意义。
严建华强调，十万空分作为杭汽轮重大产品开发项目，公司项目组精心设计，精心制造，提供精品。未来，杭汽轮将不断依托精湛的技术水平与扎实的制造能力，为我国重器崛起贡献力量。
神华宁夏煤业集团副总经理姚敏表示，神华集团积极支持我国重大装备的国产化，神华宁煤400万吨/年煤制油项目的国产化率达到90%以上，国产化十万立方米空分装置的研制非常成功。这打破了国外企业在中国市场上设置的特大型空分装置规模壁垒，实现了特大型空分装置复杂系统的国产化集成创新及关键技术突破。（本报记者 杨扬 杨晓宇）
转自：中国化工报
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