開篇
由沈鼓集團(tuán)自主研發(fā)的我國(guó)首套國(guó)產(chǎn)10萬Nm3/h空分裝置壓縮機(jī)組在沈鼓營(yíng)口試驗(yàn)基地圓滿完成全負(fù)荷性能試驗(yàn)。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。
第一章：鼎力沈鼓 鑄就重器
我國(guó)是一個(gè)“缺油、少氣、富煤”的國(guó)家，發(fā)展煤炭深加工是我國(guó)減少對(duì)進(jìn)口石油和天然氣的依賴和調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的重要選擇。
壓縮機(jī)組是為整個(gè)煤化工工藝流程提供動(dòng)力的“心臟設(shè)備”。目前，國(guó)家在建和待核準(zhǔn)的煤化工項(xiàng)目中，需要大量10萬等級(jí)空分壓縮機(jī)組，然而，其核心技術(shù)長(zhǎng)期被少數(shù)外國(guó)公司所壟斷。我國(guó)大型空分裝置壓縮機(jī)組全部依賴進(jìn)口，因此，該機(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，實(shí)現(xiàn)此類機(jī)組的國(guó)產(chǎn)化迫在眉睫！
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10萬空分裝置及其配套的壓縮機(jī)機(jī)組作為國(guó)產(chǎn)化重點(diǎn)。國(guó)家的重托給沈鼓集團(tuán)提供了難得的歷史機(jī)遇。
10萬空分裝置用大型空氣壓縮機(jī)組設(shè)計(jì)制造難度很大，為確保首臺(tái)套機(jī)組研制萬無一失，產(chǎn)品出廠前必須做全速全壓全負(fù)荷性能試驗(yàn)。該機(jī)組功率超過6萬千瓦，當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)沒有任何一家企業(yè)具備試驗(yàn)?zāi)芰?，而GE、愛利奧特、西門子等歐美著名透平壓縮機(jī)制造廠家都具有9-13萬千瓦試驗(yàn)?zāi)芰Α?012年，國(guó)家能源局批準(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》，投入7億元資金在營(yíng)口基地建設(shè)國(guó)內(nèi)唯一、世界領(lǐng)先的10萬千瓦試車臺(tái)位。該試驗(yàn)臺(tái)可以按照用戶現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)要求，將包括空壓機(jī)和增壓機(jī)的壓縮機(jī)組主機(jī)、汽輪機(jī)、輔機(jī)、控制系統(tǒng)等全部設(shè)備聯(lián)動(dòng)進(jìn)行試驗(yàn)。這既是對(duì)用戶的莊嚴(yán)承諾，也是提升國(guó)內(nèi)壓縮機(jī)組試驗(yàn)?zāi)芰蛧?guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的需要。
沈鼓集團(tuán)以雄厚的設(shè)計(jì)制造和試驗(yàn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)、可靠的技術(shù)方案，贏得了用戶和國(guó)家的信任，承擔(dān)了研制10萬空分機(jī)組這一艱巨而光榮的任務(wù)。沈鼓集團(tuán)與杭氧集團(tuán)、杭汽輪集團(tuán)合作，組成了聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，將攜手實(shí)現(xiàn)超大型空分裝置“中國(guó)芯”的跳動(dòng)。
第二章：研發(fā)之路 勇往直前
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)、強(qiáng)度和穩(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)著沈鼓人和聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)的智慧、心血和不懈的努力。
沈鼓集團(tuán)早在十幾年前就致力于大型空分裝置壓縮機(jī)的開發(fā)，先后開發(fā)了3.5萬空分裝置空壓機(jī)、5萬空分裝置多軸多級(jí)齒輪組裝式增壓機(jī)樣機(jī)，解決了高效葉輪模型級(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。先后向用戶成功提供了4萬、5.2萬空分裝置用壓縮機(jī)組，為研制10萬空分空氣壓縮機(jī)組做了充分的技術(shù)儲(chǔ)備。
大型空氣壓縮機(jī)組研制過程，充分體現(xiàn)了沈鼓人的創(chuàng)新精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，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)、多種復(fù)雜流動(dòng)的協(xié)同耦合、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)、復(fù)雜工況控制及調(diào)節(jié)等一系列技術(shù)難題。
第三章：攻克難關(guān) 制造精品
沈鼓集團(tuán)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1/10；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，給轉(zhuǎn)子的加工和裝配都提出了極高的要求；成功開發(fā)了端齒加工技術(shù)和葉輪雙懸型轉(zhuǎn)子的高速動(dòng)平衡技術(shù)；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。
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，一系列高難度的制造和裝配過程，代表著中國(guó)透平壓縮機(jī)制造業(yè)的最高水平。大型龍門銑、五坐標(biāo)加工中心、焊接機(jī)器人等200余臺(tái)套大型高、精、稀設(shè)備，五坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、超聲波探傷儀等400余臺(tái)套先進(jìn)檢測(cè)設(shè)備，為產(chǎn)品的加工制造提供了堅(jiān)實(shí)保障。
第四章：反復(fù)試驗(yàn)“芯”潮澎湃
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)家裝備研制能力的體現(xiàn)。國(guó)家的需要就是沈鼓的行動(dòng)。
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，為了完成壓縮機(jī)組的各項(xiàng)試驗(yàn)，沈鼓人攻克了所有試驗(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。
10萬空分機(jī)組出廠試驗(yàn)過程極其復(fù)雜，在8個(gè)月時(shí)間里，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2015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10萬空分機(jī)組先后三次成功進(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。
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15萬等級(jí)空分裝置壓縮機(jī)組的設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)?zāi)芰?，也為超大型乙烯、LNG、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)。
尾聲
由沈鼓集團(tuán)、杭汽輪集團(tuán)和杭氧集團(tuán)研發(fā)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的10萬空分機(jī)組全負(fù)荷試驗(yàn)成功，可以鄭重宣告10萬空分裝置第一次用上了“中國(guó)芯”，圓了中國(guó)制造業(yè)長(zhǎng)久以來的“中國(guó)夢(mèng)”。夢(mèng)圓之旅得到了國(guó)家能源局等國(guó)家有關(guān)部門、各級(jí)地方政府、中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)的高度重視和組織協(xié)調(diào)，得到了神華寧煤用戶的大力支持和配合，是“政、產(chǎn)、學(xué)、研、用”共同推進(jìn)重大裝備國(guó)產(chǎn)化的典范。
此前，沈鼓集團(tuán)曾先后為國(guó)家提供了百萬噸乙烯、千萬噸煉油、天然氣管線輸送、大型LNG等裝置用壓縮機(jī)組，一百五十噸大推力往復(fù)式壓縮機(jī)組、一千兆瓦三代核電站用泵等數(shù)百套國(guó)產(chǎn)化首臺(tái)套設(shè)備。
沈鼓集團(tuán)和聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)承載著國(guó)家和民族的期望，為“中國(guó)裝備、裝備中國(guó)、裝備世界”，實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興、工業(yè)現(xiàn)代化和小康社會(huì)的“中國(guó)夢(mèng)”而矢志不渝，樹立起屬于中國(guó)人的一座再一座新的豐碑！
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