機(jī)組振幅值均小于25微米，整機(jī)效率超過89%，各項(xiàng)機(jī)械性能及氣動(dòng)性能指標(biāo)均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。隨著一組實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)閃爍大屏幕，沈鼓集團(tuán)總經(jīng)理孔躍龍一聲洪亮的宣告打破了寧?kù)o，“十萬空分壓縮機(jī)，試車成功！”
剎那間，在場(chǎng)的研制團(tuán)隊(duì)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(guó)芯”的跳動(dòng)，我國(guó)有了自主的首臺(tái)套10萬等級(jí)空分裝置壓縮機(jī)組，成為世界上屈指可數(shù)的可以生產(chǎn)大型空分裝置壓縮機(jī)組的國(guó)家之一。
首臺(tái)套使命花落沈鼓
空氣壓縮機(jī)組是整個(gè)煤化工工藝流程提供動(dòng)力的“心臟設(shè)備”。截至目前，國(guó)家已批準(zhǔn)和待批準(zhǔn)的煤化工項(xiàng)目，需要此類規(guī)模空分壓縮機(jī)70臺(tái)套以上。作為煤化工的核心設(shè)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(shí)的空分島、12套10萬等級(jí)空分配套空氣壓縮機(jī)組。
然而，10萬等級(jí)空分配套空氣壓縮機(jī)組核心技術(shù)長(zhǎng)期被少數(shù)外國(guó)公司壟斷，我國(guó)大型空分裝置壓縮機(jī)組全部依賴進(jìn)口。
2011年10月28日，國(guó)家能源局組織了關(guān)于神華寧煤400萬噸/年煤炭間接液化項(xiàng)目關(guān)鍵設(shè)備國(guó)產(chǎn)化工作會(huì)議，會(huì)議決定10萬等級(jí)空分裝置及其配套空氣壓縮機(jī)組作為國(guó)產(chǎn)化重點(diǎn)。
10萬等級(jí)空分壓縮機(jī)組的國(guó)產(chǎn)化不僅可以為國(guó)家和用戶節(jié)省大量投資，更關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)安全。此次壓縮機(jī)組國(guó)產(chǎn)化成功與否關(guān)系到我國(guó)煤化工用10萬等級(jí)空分裝置完全實(shí)現(xiàn)自主制造生產(chǎn)的成敗與否，使命光榮，任重責(zé)艱。
機(jī)遇總是垂青有準(zhǔn)備的人。2013年8月，沈鼓集團(tuán)用最充分的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、最可靠的技術(shù)方案、最周到的服務(wù)構(gòu)想，贏得了專家和用戶的信任和認(rèn)可，在無數(shù)次博弈和商業(yè)爭(zhēng)奪中搶下了首套10萬等級(jí)空分裝置配套壓縮機(jī)組國(guó)產(chǎn)化攻關(guān)這份厚重的訂單。
事實(shí)上，沈鼓集團(tuán)從2002年開始便致力于大型空分裝置用壓縮機(jī)的研制；2004年沈鼓國(guó)內(nèi)首臺(tái)套國(guó)產(chǎn)化4萬等級(jí)空分壓縮機(jī)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(jí)齒輪組裝式空壓機(jī)組樣機(jī)的制造與試驗(yàn)；2006年，國(guó)內(nèi)首臺(tái)套國(guó)產(chǎn)化5.2萬等級(jí)空分壓縮機(jī)組成功交付中原大化用戶，并一次開車成功。
到了2010年，國(guó)家發(fā)改委、能源局確定沈鼓集團(tuán)作為國(guó)內(nèi)唯一的大型透平壓縮機(jī)研發(fā)中心；同年，沈鼓自籌資金完成5萬等級(jí)多軸多級(jí)齒輪組裝式空分增壓機(jī)組樣機(jī)的研發(fā)設(shè)計(jì)，于2012年完成了制造與試驗(yàn)工作，并完成了20多項(xiàng)自主研發(fā)新技術(shù)的試驗(yàn)驗(yàn)證。
創(chuàng)新圖強(qiáng)矢志自主攻關(guān)
經(jīng)過十余年的大型空分裝置壓縮機(jī)組技術(shù)經(jīng)驗(yàn)積累，沈鼓集團(tuán)已經(jīng)解決了葉輪模型級(jí)、轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性、核心部件材料及強(qiáng)度分析等技術(shù)難題，為研制10萬等級(jí)空分空氣壓縮機(jī)組作了充分的技術(shù)儲(chǔ)備。
在首套10萬等級(jí)空分壓縮機(jī)組的研制過程中，沈鼓集團(tuán)設(shè)立了50多項(xiàng)研究課題，開展了300多個(gè)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)評(píng)估及消除技術(shù)研究，先后攻克了大輪轂比混流式和小輪轂比高馬赫數(shù)的高效葉輪設(shè)計(jì)、特型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析、轉(zhuǎn)子和定子的復(fù)雜聯(lián)接結(jié)構(gòu)、機(jī)組裝置成套設(shè)計(jì)等一系列技術(shù)難題。
創(chuàng)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(jī)采用全新的“軸流+離心”共軸結(jié)構(gòu)，增壓機(jī)采用多軸多級(jí)齒輪組裝式，無論是機(jī)組的空氣動(dòng)力設(shè)計(jì)、應(yīng)力和穩(wěn)定性分析、整體設(shè)計(jì)優(yōu)化，還是關(guān)鍵零部件加工制造工藝，空壓機(jī)、增壓機(jī)全負(fù)荷方案等，都凝結(jié)著沈鼓集團(tuán)和聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)的智慧、心血和不懈的努力。
尤其是在“軸流+離心”空壓機(jī)及組裝式增壓機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，沈鼓集團(tuán)技術(shù)專家依靠成熟先進(jìn)的大型、超大型離心壓縮機(jī)技術(shù)和大型軸流壓縮機(jī)技術(shù)，在掌握“軸流+離心”優(yōu)化匹配技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了技術(shù)的再優(yōu)化、再創(chuàng)新、再升級(jí)。
對(duì)于技術(shù)設(shè)計(jì)人員來說，10萬等級(jí)空分壓縮機(jī)組的設(shè)計(jì)由于采用全新結(jié)構(gòu)，無論是壓縮機(jī)、增壓機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還是密封、殼體，都沒有經(jīng)驗(yàn)可借鑒，但這一切的困難并沒有成為自主研發(fā)的障礙。
沈鼓研發(fā)團(tuán)隊(duì)不斷地與杭氧及用戶進(jìn)行溝通，確保每個(gè)參數(shù)的準(zhǔn)確，及時(shí)獲取最新的資料；與具備世界最先進(jìn)技術(shù)的國(guó)際知名公司合作，確保各項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用都是國(guó)際上最先進(jìn)的技術(shù)；幾百次的研究、評(píng)審分析和協(xié)調(diào)會(huì)，61期大型會(huì)議組織，數(shù)千個(gè)不眠之夜的奮戰(zhàn)，沈鼓集團(tuán)為用戶交上了最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。
一套優(yōu)質(zhì)的超大型空分裝置配套壓縮機(jī)組的誕生，需要匠心獨(dú)運(yùn)、量身定制的設(shè)計(jì)方案，更需要加工精良、工藝過硬的制造技術(shù)作保障。在沈鼓集團(tuán)，10萬等級(jí)空分壓縮機(jī)組的加工、裝配過程近乎一場(chǎng)百團(tuán)大戰(zhàn)。
在制造過程中，沈鼓集團(tuán)所有子公司和部門全力為這一項(xiàng)目奉獻(xiàn)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(guó)內(nèi)最先進(jìn)的加工裝備和工藝技術(shù)，保證了所有關(guān)鍵零部件的加工精度和質(zhì)量。
該產(chǎn)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(jìn)技術(shù)；為減少轉(zhuǎn)子重量，空壓機(jī)主軸采用空心軸、分段式結(jié)構(gòu)，軸段配合間隙僅有頭發(fā)絲直徑的十分之一；直徑達(dá)1.5米的超大葉輪、近8米長(zhǎng)的主軸、重達(dá)29噸的轉(zhuǎn)子，給加工和裝配都提出了極高的要求；大型機(jī)殼焊接及加工有效避免了鑄造缺陷，保證了產(chǎn)品整體質(zhì)量。
實(shí)踐證明，全新的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，超大型的機(jī)組制造和裝配，特型部件的穩(wěn)固吊裝，精準(zhǔn)的裝配數(shù)據(jù)檢測(cè)，一系列高難度的制造和裝配過程，代表了我國(guó)透平壓縮機(jī)制造業(yè)的最高水平。
自主試驗(yàn)完美驗(yàn)證產(chǎn)品質(zhì)量
10萬等級(jí)空分壓縮機(jī)組設(shè)計(jì)制造難度很大，為確保首臺(tái)套機(jī)組投產(chǎn)運(yùn)行萬無一失，產(chǎn)品出廠前必須做全速全壓全負(fù)荷性能試驗(yàn)。
由于該機(jī)組功率超過6萬千瓦，拿到訂單之時(shí)，國(guó)內(nèi)沒有任何一家企業(yè)具備試驗(yàn)?zāi)芰Γ鳪E、愛利奧特、西門子、曼透平等國(guó)際著名透平壓縮機(jī)制造廠家都具備9-13萬千瓦壓縮機(jī)組試驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
為此，早在2012年國(guó)家發(fā)改委即批準(zhǔn)沈鼓集團(tuán)承擔(dān)國(guó)家《大型透平壓縮機(jī)組研發(fā)（實(shí)驗(yàn)）中心建設(shè)項(xiàng)目》，在遼寧營(yíng)口投資7億元建設(shè)國(guó)內(nèi)唯一的10萬千瓦試車臺(tái)位，具備大型壓縮機(jī)組全壓全負(fù)荷試車條件。
建設(shè)10萬千瓦透平壓縮機(jī)試驗(yàn)臺(tái)，不僅是研制10萬等級(jí)空分壓縮機(jī)的需要，也是開發(fā)15萬空分、大型天然氣液化裝置等更大型壓縮機(jī)的需要，是國(guó)家制造力量的體現(xiàn)。試驗(yàn)臺(tái)建設(shè)和機(jī)組試驗(yàn)技術(shù)難度高，工作量巨大。
國(guó)家的需要就是沈鼓的行動(dòng)。為了完成壓縮機(jī)組的各項(xiàng)試驗(yàn)，沈鼓集團(tuán)攻克了所有試驗(yàn)設(shè)備及管路裝配、蒸汽供給系統(tǒng)打靶、雙控制系統(tǒng)組態(tài)、水電氣及蒸汽等全系統(tǒng)運(yùn)行操作等難關(guān)，具備全面試驗(yàn)?zāi)芰Φ脑囓嚺_(tái)為機(jī)組的試驗(yàn)提供了可靠保障。
10萬等級(jí)空分壓縮機(jī)組出廠試驗(yàn)過程極其復(fù)雜，聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)前的過程就是一場(chǎng)分秒必爭(zhēng)、過程激烈的攻堅(jiān)戰(zhàn)。在7個(gè)月時(shí)間里，花費(fèi)了2千多萬元試車設(shè)備材料費(fèi)和2千萬元燃料消耗費(fèi)，分別進(jìn)行了汽輪機(jī)、空壓機(jī)、增壓機(jī)單機(jī)的機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)和性能試驗(yàn)，以及壓縮機(jī)組聯(lián)動(dòng)的機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)和全負(fù)荷性能試驗(yàn)等共9類試驗(yàn)。
自今年7月23日到8月3日，由沈鼓集團(tuán)、杭汽輪集團(tuán)、杭氧集團(tuán)研發(fā)團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的10萬等級(jí)空分機(jī)組先后3次成功進(jìn)行了全負(fù)荷性能試驗(yàn)，各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求并優(yōu)于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。
與此同時(shí)，通過以上試驗(yàn)，包括鍋爐及其蒸汽供給系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、控制和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等9大系統(tǒng)在內(nèi)的沈鼓營(yíng)口大型產(chǎn)品制造試驗(yàn)基地經(jīng)受住了全面考驗(yàn)，這標(biāo)志著沈鼓集團(tuán)已經(jīng)完全具備15萬以上空分裝置壓縮機(jī)組的設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)?zāi)芰Γ矠槌笮鸵蚁NG、管道輸送等裝置用壓縮機(jī)的研制和試驗(yàn)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
