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                                      首套國產10萬立方米/時空分裝置壓縮機組試車成功
                                      8月23日,遼寧營口鲅魚圈, 沈鼓集團國家能源大型透平壓縮機組研發(實驗)中心中央控制室,我國首套國產10萬立方米/時空分裝置壓縮機組正在進行全負荷性能試驗。

                                        機組振幅值均小于25微米,整機效率超過89%,各項機械性能及氣動性能指標均達到國際先進水平。隨著一組實時數據閃爍大屏幕,沈鼓集團總經理孔躍龍一聲洪亮的宣告打破了寧靜,“十萬空分壓縮機,試車成功!”

                                        剎那間,在場的研制團隊成員眼里噙滿淚水,中央控制室里的見證專家擊掌、擁抱。試車成功,意味著超大型空分裝置有了“中國芯”的跳動,我國有了自主的首臺套10萬等級空分裝置壓縮機組,成為世界上屈指可數的可以生產大型空分裝置壓縮機組的國家之一。

                                        首臺套使命花落沈鼓

                                        空氣壓縮機組是整個煤化工工藝流程提供動力的“心臟設備”。截至目前,國家已批準和待批準的煤化工項目,需要此類規模空分壓縮機70臺套以上。作為煤化工的核心設備,一套400 萬噸/年煤間接液化制油裝置,需要制氧量120萬立方米/時的空分島、12套10萬等級空分配套空氣壓縮機組。

                                        然而,10萬等級空分配套空氣壓縮機組核心技術長期被少數外國公司壟斷,我國大型空分裝置壓縮機組全部依賴進口。

                                        2011年10月28日,國家能源局組織了關于神華寧煤400萬噸/年煤炭間接液化項目關鍵設備國產化工作會議,會議決定10萬等級空分裝置及其配套空氣壓縮機組作為國產化重點。

                                        10萬等級空分壓縮機組的國產化不僅可以為國家和用戶節省大量投資,更關系到國民經濟安全。此次壓縮機組國產化成功與否關系到我國煤化工用10萬等級空分裝置完全實現自主制造生產的成敗與否,使命光榮,任重責艱。

                                        機遇總是垂青有準備的人。2013年8月,沈鼓集團用最充分的技術優勢、最可靠的技術方案、最周到的服務構想,贏得了專家和用戶的信任和認可,在無數次博弈和商業爭奪中搶下了首套10萬等級空分裝置配套壓縮機組國產化攻關這份厚重的訂單。

                                        事實上,沈鼓集團從2002年開始便致力于大型空分裝置用壓縮機的研制;2004年沈鼓國內首臺套國產化4萬等級空分壓縮機組成功交付用戶,同年在無合同的條件下,自籌資金完成了3.5萬等級齒輪組裝式空壓機組樣機的制造與試驗;2006年,國內首臺套國產化5.2萬等級空分壓縮機組成功交付中原大化用戶,并一次開車成功。

                                        到了2010年,國家發改委、能源局確定沈鼓集團作為國內唯一的大型透平壓縮機研發中心;同年,沈鼓自籌資金完成5萬等級多軸多級齒輪組裝式空分增壓機組樣機的研發設計,于2012年完成了制造與試驗工作,并完成了20多項自主研發新技術的試驗驗證。

                                        創新圖強矢志自主攻關

                                        經過十余年的大型空分裝置壓縮機組技術經驗積累,沈鼓集團已經解決了葉輪模型級、轉子穩定性、核心部件材料及強度分析等技術難題,為研制10萬等級空分空氣壓縮機組作了充分的技術儲備。

                                        在首套10萬等級空分壓縮機組的研制過程中,沈鼓集團設立了50多項研究課題,開展了300多個風險點評估及消除技術研究,先后攻克了大輪轂比混流式和小輪轂比高馬赫數的高效葉輪設計、特型結構轉子動力學分析、轉子和定子的復雜聯接結構、機組裝置成套設計等一系列技術難題。

                                        創新的過程是艱難的,一切都要從零開始。為了滿足裝置大流量、大壓比、高效率的要求,空壓機采用全新的“軸流+離心”共軸結構,增壓機采用多軸多級齒輪組裝式,無論是機組的空氣動力設計、應力和穩定性分析、整體設計優化,還是關鍵零部件加工制造工藝,空壓機、增壓機全負荷方案等,都凝結著沈鼓集團和聯合研發團隊的智慧、心血和不懈的努力。

                                        尤其是在“軸流+離心”空壓機及組裝式增壓機的結構設計過程中,沈鼓集團技術專家依靠成熟先進的大型、超大型離心壓縮機技術和大型軸流壓縮機技術,在掌握“軸流+離心”優化匹配技術的基礎上,進行了技術的再優化、再創新、再升級。

                                        對于技術設計人員來說,10萬等級空分壓縮機組的設計由于采用全新結構,無論是壓縮機、增壓機的結構設計,還是密封、殼體,都沒有經驗可借鑒,但這一切的困難并沒有成為自主研發的障礙。

                                        沈鼓研發團隊不斷地與杭氧及用戶進行溝通,確保每個參數的準確,及時獲取最新的資料;與具備世界最先進技術的國際知名公司合作,確保各項技術應用都是國際上最先進的技術;幾百次的研究、評審分析和協調會,61期大型會議組織,數千個不眠之夜的奮戰,沈鼓集團為用戶交上了最優的設計方案。

                                        一套優質的超大型空分裝置配套壓縮機組的誕生,需要匠心獨運、量身定制的設計方案,更需要加工精良、工藝過硬的制造技術作保障。在沈鼓集團,10萬等級空分壓縮機組的加工、裝配過程近乎一場百團大戰。

                                        在制造過程中,沈鼓集團所有子公司和部門全力為這一項目奉獻智慧,戮力拼搏,舉全局之力,聚眾人之智,攜威武之師,以擁有國內最先進的加工裝備和工藝技術,保證了所有關鍵零部件的加工精度和質量。

                                        該產品所有葉輪均采用世界最前沿的整體銑制、電火花加工、端齒加工等先進技術;為減少轉子重量,空壓機主軸采用空心軸、分段式結構,軸段配合間隙僅有頭發絲直徑的十分之一;直徑達1.5米的超大葉輪、近8米長的主軸、重達29噸的轉子,給加工和裝配都提出了極高的要求;大型機殼焊接及加工有效避免了鑄造缺陷,保證了產品整體質量。

                                        實踐證明,全新的設計結構,超大型的機組制造和裝配,特型部件的穩固吊裝,精準的裝配數據檢測,一系列高難度的制造和裝配過程,代表了我國透平壓縮機制造業的最高水平。

                                        自主試驗完美驗證產品質量

                                        10萬等級空分壓縮機組設計制造難度很大,為確保首臺套機組投產運行萬無一失,產品出廠前必須做全速全壓全負荷性能試驗。

                                        由于該機組功率超過6萬千瓦,拿到訂單之時,國內沒有任何一家企業具備試驗能力,而GE、愛利奧特、西門子、曼透平等國際著名透平壓縮機制造廠家都具備9-13萬千瓦壓縮機組試驗能力。

                                        為此,早在2012年國家發改委即批準沈鼓集團承擔國家《大型透平壓縮機組研發(實驗)中心建設項目》,在遼寧營口投資7億元建設國內唯一的10萬千瓦試車臺位,具備大型壓縮機組全壓全負荷試車條件。

                                        建設10萬千瓦透平壓縮機試驗臺,不僅是研制10萬等級空分壓縮機的需要,也是開發15萬空分、大型天然氣液化裝置等更大型壓縮機的需要,是國家制造力量的體現。試驗臺建設和機組試驗技術難度高,工作量巨大。

                                        國家的需要就是沈鼓的行動。為了完成壓縮機組的各項試驗,沈鼓集團攻克了所有試驗設備及管路裝配、蒸汽供給系統打靶、雙控制系統組態、水電氣及蒸汽等全系統運行操作等難關,具備全面試驗能力的試車臺為機組的試驗提供了可靠保障。

                                        10萬等級空分壓縮機組出廠試驗過程極其復雜,聯動試驗前的過程就是一場分秒必爭、過程激烈的攻堅戰。在7個月時間里,花費了2千多萬元試車設備材料費和2千萬元燃料消耗費,分別進行了汽輪機、空壓機、增壓機單機的機械運轉試驗和性能試驗,以及壓縮機組聯動的機械運轉試驗和全負荷性能試驗等共9類試驗。

                                        自今年7月23日到8月3日,由沈鼓集團、杭汽輪集團、杭氧集團研發團隊自主研發的10萬等級空分機組先后3次成功進行了全負荷性能試驗,各項性能指標均滿足設計要求并優于國際標準,達到了國際先進水平。

                                        與此同時,通過以上試驗,包括鍋爐及其蒸汽供給系統、循環水系統、控制和監測系統等9大系統在內的沈鼓營口大型產品制造試驗基地經受住了全面考驗,這標志著沈鼓集團已經完全具備15萬以上空分裝置壓縮機組的設計、制造、試驗能力,也為超大型乙烯、LNG、管道輸送等裝置用壓縮機的研制和試驗打下堅實基礎。

                                      (發布日期:2016-1-6) 瀏覽人數:64443
                                       
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