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)質的航空燃油。
另一個是為這個“煤制油”項目提供生產(chǎn)所需氧氣的12套十萬等級空分設備。這12套十萬等級空分設備是當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套設備的問世打破了國外企業(yè)對十萬等級空分設備的壟斷，為我國重大裝備國產(chǎn)化樹起了又一座新的里程碑。
從2008年開始預研到2017年通過竣工驗收，十萬等級空分設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、氮氣等工業(yè)用氣，被稱為“現(xiàn)代工業(yè)之肺”。
中國能源結構富煤少油，石油資源短缺一直是困擾我國經(jīng)濟社會發(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)改委就批復神華寧煤集團建設煤炭間接液化示范項目，希望通過煤制油緩解我國石油資源緊缺問題。
隨著國內煤制油自主關鍵技術取得突破，神華寧煤400萬噸/年煤炭間接液化項目提上日程，所需的十萬等級空分設備也開始向全球招標。
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和法國液化空氣集團也僅有少數(shù)業(yè)績，而在中國的運行業(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。
“中國的空分設備制造一直在追趕國際最先進水平，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……一直以來我們因為沒有業(yè)績，不能和他們同臺競技。但神華寧煤十萬等級項目給了重大裝備國產(chǎn)化一個難得的機遇。這個機遇如果錯過了，我們的追趕目標將更加遙不可及。”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，使用國外巨頭的設備更保險——萬一不成功，也只能說明當今世界空分設備的發(fā)展水平尚不足以支撐規(guī)模如此龐大的項目。2012年5月，神華寧煤來杭氧進行招標前的最后一次調研。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目的運行。
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，“這不僅是杭氧的機遇，更是中國空分制造業(yè)的機會。成了，特大型空分設備制造領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備出氧，杭氧邁出特大型空分設備制造的第一步。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，神華寧煤項目進入調研論證階段，時間不等人。
空分領域的市場競爭，既有業(yè)績至關重要。杭氧的六萬等級雖然已是國內空分制造業(yè)的最高水平，但放眼全球，國外企業(yè)制造的八萬等級、十萬等級已投入運行。
2012年1月，杭氧投資的廣西杭氧氣體公司準備上馬六萬等級空分設備，此時距離神化寧煤招標僅剩一年時間。這一項目計劃報上來，杭氧管理層反復研究，開會討論，最終做出了一個今天看來至關重要的決策：該項目直接上已完成技術儲備的八萬等級空分。
短短一年，八萬等級設備成功出氧，杭氧在規(guī)模上有了與國際公司同臺競標的資本。
就在杭氧人夜以繼日為十萬等級空分設備進行技術攻關的同時，國家能源局正為中國企業(yè)爭取參與競標的機會。2010年至2011年兩年里，國家能源局多次組織項目單位與制造企業(yè)國產(chǎn)化方案的認證審查。中國機械工業(yè)聯(lián)合會牽頭組織多次技術論證，提出了可行的實施方案。
“中國企業(yè)從未造過十萬等級空分設備，選擇國外設備可以理解。但經(jīng)過調研認證，十萬等級空分設備國產(chǎn)化具有可行性，希望神華寧煤能給中國企業(yè)一個平等的機會參與這次招標。”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，從技術論證到沙盤推演，研究團隊夜以繼日進行論證。
戈壁天氣惡劣，為確保項目安全，神華寧煤請來國際第三方咨詢公司做煤化工項目的整體布置方案。杭氧空分設計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)境變化對設備的影響，解決不好設備無法運行。這是國家的大項目，不能有一點紕漏。”
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備的影響分析報告對國外咨詢公司的方案提出質疑，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，在報告的影響下，新方案最大程度地避免了因設計缺陷帶來的后期運行問題，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套十萬等級空分設備設計、供貨和服務合同的簽約儀式，項目領導組組長由蔣明擔綱。
核心技術
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錄片《大國重器》第二季第4集中亮相，當戈壁灘上6套打著杭氧藍色標識的空分設備出現(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備設計制造的國家隊。走進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，自力更生，艱苦奮斗，勤儉建國。”60多年來，不負國家重托，杭氧一次次填補了中國空分設備行業(yè)的空白。
上世紀八九十年代，杭氧的技術與國外公司的差距是用代差來衡量的。1994年，當時還是公司戰(zhàn)略發(fā)展部部長的蔣明，和研發(fā)人員應邀去歐洲同行考察。從實驗室到車間，一圈看下來，蔣明不由感嘆，和人家的技術差距實在太大了！
但當時，杭氧出于現(xiàn)實生存的考慮，不得不決定把研發(fā)方向聚焦于實用性設備改良技術，撤掉了從事基礎性研究的試驗中心，讓研究所和技術開發(fā)處合并。“今后有能力的時候，我們一定要加強基礎性研究，恢復試驗中心，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年接到攻關特大型空分設備任務的那一刻。“必須攻克特大型空分設備，為國爭光。”朱朔元立了“軍令狀”。
核心技術、關鍵技術，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，重拾基礎研究也有了底氣。2005年起，杭氧投入大量人力、物力、財力，完善研發(fā)機構、重建制氧機研究所、設立試驗中心。
如今，在杭氧臨安制造基地，實驗室無處不在，在生產(chǎn)車間內部都能看到封閉的實驗室，各種材料設備在里面進行應力實驗和性能檢測。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)品能夠隨時進入實驗室進行實驗，并將實驗數(shù)據(jù)共享給前端的基礎研究實驗室，為設計性能更高的產(chǎn)品提供支持。”
與此同時，杭氧為了解決新技術的應用測試問題，為自己培養(yǎng)了一塊“試驗田”——氣體公司。在這些氣體公司的空分設備上應用檢驗杭氧最新的研究成果，為更先進的空分設備升級積累技術和經(jīng)驗。
基礎研究實驗中心、車間測試平臺，氣體公司應用試驗平臺——完善的三層次實驗體系成為研發(fā)人員克難攻堅的有力保障。
一個個問題在試驗中心前端得以解決，一臺臺性能更優(yōu)異的設備走出車間……杭氧厚積薄發(fā)，各種新技術、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備項目現(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。”
此時的杭氧空分設計研究院匯集了一批精兵強將——周智勇、盧杰、韓一松、毛央平、鄭達海，每個人都是國內空分領域的技術“大咖”。大家反復演算，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，達到國際先進水平，成為關鍵部機國產(chǎn)化示范的應用典范，不但為未來特大型空分設備實現(xiàn)100%國產(chǎn)化奠定了基礎，還能在其他相關領域應用，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！”
因為很多設備尺寸超大，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。為了適應空分設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，項目現(xiàn)場巨大的晝夜溫差和突如其來的大風都會造成不利影響。“我們只能趁天氣好的時候加班加點，而且還要打造精品，讓現(xiàn)場制造也達到和工廠制造一樣的標準。”趙大為說。
杭氧現(xiàn)場制造團隊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，為后面的調試爭取了時間。”趙大為說。
為保證設備安裝無誤，需要進入管道進行仔細檢查，周將龍和周文正是團隊里身材最瘦小的，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。”
領先世界
創(chuàng)新永不止步
當杭氧的6套設備與國外公司的6套設備相向而立、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構不同，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？杭氧是否需要修改？
杭氧總工程師周智勇態(tài)度很堅定：“技術本身和制造絕對沒有問題。創(chuàng)新不能亦步亦趨，跟在別人身后永遠成不了世界一流。我對我們的技術有絕對的信心，我們不做修改。”
最終，杭氧堅持了既定的技術方案和目標。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。實時數(shù)據(jù)顯示，氧純度達到99.87%，超過99.6%的行業(yè)標準，氮純度達到99.999%，且系統(tǒng)運行穩(wěn)定。
但是，更大的考驗還在后面。
2017年4月10日，剛成功出氧不到一個月的第一套設備，在進行高壓液氧泵調試時，突然出現(xiàn)故障，發(fā)生了冷箱內的保溫材料珠光砂噴出事故。
“國產(chǎn)化根本不過關，神華寧煤將為國產(chǎn)化付出慘重代價……”負面消息襲來，杭氧上下壓力巨大。
“當時聽到消息，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口的高壓液氧泵，基于對國外品牌的信任，當時沒有對國外知名制造商生產(chǎn)的部件進行清潔度二次檢驗，才導致了這個問題。“我們要承擔責任，檢查環(huán)節(jié)的疏忽為我們敲響了警鐘，但我們的設計制造沒問題，我有這個自信。”周智勇說。
重整旗鼓，杭氧項目人員迅速整改，創(chuàng)造了一個月開車三套設備的紀錄。2017年8月25日，杭氧的6套空分設備全部開車成功，單套設備蒸汽消耗量低于設計值6T/h，成為當時世界上同規(guī)模在運行的空分設備中能耗最低的。
神華寧煤十萬等級空分設備項目中，杭氧為實現(xiàn)超越，采用了大量數(shù)據(jù)分析方法，對近10年來投產(chǎn)運行的上百套空分設備進行分析研究，實現(xiàn)了一系列關鍵技術及裝備的創(chuàng)新，包括十萬等級特大型空分工藝包和成套集成關鍵技術、自動變負荷先進控制技術、特大型徑向流分子篩吸附器等，獲得專利23項，其中發(fā)明專利18項，在體系上也進一步完善了開發(fā)國際領先十萬等級空分裝置的技術路徑。
杭氧的國產(chǎn)十萬等級空分設備通過國家工業(yè)運行評審后，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目達到了國際先進水平。時任神華寧煤氧氣廠廠長朱國強也不禁感嘆：“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行一年后的“大考”。中國機械工業(yè)聯(lián)合會與中國通用機械工業(yè)協(xié)會組織的11位國內空分設備領域專家一致認為,杭氧十萬等級空分設備總體技術達到“國際領先”水平，成果推廣應用已經(jīng)取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，可滿足大型煤化工、石油化工、冶金等領域的需求。
從國際先進到國際領先，杭氧彰顯了“中國制造”的實力，國際公司在規(guī)模和技術指標上壓國產(chǎn)空分設備一頭的時代宣告結束。
以神華寧煤十萬空分設備示范項目為契機，杭氧又先后成功中標浙江石化、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目。性能更優(yōu)、能耗更低、規(guī)模更大的空分設備正在杭氧研發(fā)。
因為杭氧的存在，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。
“神華寧煤項目畫上了句號，但也是杭氧新征程的起點。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，神華寧煤項目的成功讓我們更有底氣去拓寬產(chǎn)業(yè)鏈，以空分設備制造為依托發(fā)展氣體產(chǎn)業(yè)，在這個領域和國際公司繼續(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，實現(xiàn)了從“賣奶牛”到“牽著奶牛賣牛奶”的戰(zhàn)略轉型。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%。
