國產(chǎn)化攻關(guān)目標基本實現(xiàn)

 
2006年12月8日，中國為美國康菲石油公司子公司康菲石油中國有限公司建造的噸位最大、造價最高、技術(shù)最新的30萬噸海上浮式生產(chǎn)儲油船在上海外高橋造船有限公司順利下水。這艘世界領(lǐng)先的海上浮式生產(chǎn)儲油船船長323米、型寬63米、型深32.5米，日加工19萬桶原油，儲油量為200萬桶。圖為該船下水時的情景。（CFP供圖）

      石油和化工裝備制造業(yè)是石化工業(yè)的支撐性行業(yè)，石化裝備制造業(yè)發(fā)展水平和能力決定著石化工業(yè)發(fā)展進程。為了提高我國石化裝備設(shè)計制造水平，國家“十一五”期間開展了重大裝備研制專項工作，先后成功研制了12000米石油鉆機、深海油氣開采裝備、千萬噸煉油成套裝置、百萬噸乙烯成套裝置關(guān)鍵設(shè)備、百萬噸級PTA成套裝置關(guān)鍵設(shè)備、大型石化通用設(shè)備等。此外，30萬噸/年大型合成氨成套設(shè)備、52萬噸/年尿素成套設(shè)備、30萬噸/年大型磷酸成套設(shè)備、60萬噸/年磷銨成套關(guān)鍵設(shè)備、80萬噸/年硫酸成套關(guān)鍵設(shè)備、大型煤化工成套關(guān)鍵設(shè)備、子午線輪胎成套關(guān)鍵設(shè)備等一大批重大技術(shù)裝備也相繼實現(xiàn)國產(chǎn)化。通過重大裝備引進和消化吸收國外先進設(shè)計制造技術(shù)，并著力開展自主創(chuàng)新，我國石化裝備技術(shù)水平和制造加工能力有了極大的提高，部分大型設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)和制造加工能力達到世界先進水平，使我國形成了比較完善的石油和化工裝備制造體系。

    目前，我國石化裝備制造業(yè)年工業(yè)總產(chǎn)值約5000億元左右。其中，通用設(shè)備約為2000億元，石化專用設(shè)備約1800億元，石油鉆采運輸設(shè)備約800億～900億元，自動化儀表控制設(shè)備約300億～400億元。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國石油和化工裝備制造企業(yè)達7700多家，其中壓力容器、壓力管道制造企業(yè)近5000家，ASME取證企業(yè)約580家，API取證企業(yè)超過1300家，均位居世界前列。

    石化產(chǎn)業(yè)正在走向規(guī)模化和集約化，裝置的大型化必然要求設(shè)備的大型化。國際上大型乙烯成套設(shè)備發(fā)展總的趨勢是日趨大型化，乙烯裂解裝置單線生產(chǎn)能力已經(jīng)達到127萬噸/年，聚乙烯、聚丙烯裝置單線生產(chǎn)能力已達到50萬噸/年。為扭轉(zhuǎn)國內(nèi)石化等支柱行業(yè)重大技術(shù)裝備大量引進、產(chǎn)業(yè)安全和自主性遭受挑戰(zhàn)的嚴峻局面，國務(wù)院2006年6月28日發(fā)布了《關(guān)于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見》，將百萬噸級大型乙烯成套設(shè)備和PTA成套設(shè)備、大型煤化工成套設(shè)備、大型海洋石油工程裝備和大型油氣運輸船舶等列為國產(chǎn)化攻關(guān)的重點。至此，一場上升為國家戰(zhàn)略的重大裝備國產(chǎn)化集中攻關(guān)，在石化等重點領(lǐng)域聲勢浩大地展開。2007年4月9日，由國家發(fā)改委重大技術(shù)裝備協(xié)調(diào)辦公室組織的大型石化裝備國產(chǎn)化工作會議進一步明確提出，力爭到“十一五”末，實現(xiàn)乙烯、PTA成套技術(shù)裝備和天然氣長輸管線設(shè)備國產(chǎn)化率不低于75％。2009年，國家又相繼出臺了《裝備制造業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》、《重大技術(shù)裝備自主創(chuàng)新指導(dǎo)目錄》等綱領(lǐng)性文件，助力裝備制造業(yè)發(fā)展和重大技術(shù)裝備國產(chǎn)化工作。

    經(jīng)過科研機構(gòu)、裝備制造企業(yè)和用戶企業(yè)艱苦卓絕的協(xié)同攻關(guān)，“十一五”期間，我國石化重大技術(shù)裝備國產(chǎn)化工作取得了前所未有的重大進展。截至目前，我國煉油裝置國產(chǎn)化率達到95％以上，化工裝備國產(chǎn)化率也達到80％左右，一大批關(guān)鍵和核心裝備擺脫了信賴進口的被動局面，為我國獨立自主發(fā)展現(xiàn)代石化工業(yè)提供了技術(shù)裝備支持。可以說，“十一五”重大石化裝備國產(chǎn)化攻關(guān)任務(wù)已基本實現(xiàn)。

 
    如果說“十一五”期間我國重大石化裝備國產(chǎn)化的主要成果還體現(xiàn)在研制攻關(guān)領(lǐng)域的話，那么，“十二五”期間，國產(chǎn)化的重點要放到研制和大面積推廣應(yīng)用并舉上來，推動石化裝備制造業(yè)科學(xué)發(fā)展和全面提升。

    當前石化重大裝備國產(chǎn)化是不均衡的，有些行業(yè)進步快，有些行業(yè)進展慢。此外，國產(chǎn)重大裝備如何產(chǎn)業(yè)化、被業(yè)主單位和石化項目廣泛采用，已成為今后國產(chǎn)化走向深入要破解的關(guān)鍵課題。國產(chǎn)化是一個系統(tǒng)工程，重大裝備只有最終產(chǎn)業(yè)化、實現(xiàn)廣泛應(yīng)用才有意義和價值。為此，需要政府部門、項目業(yè)主和設(shè)備制造企業(yè)三方同心合力，任何一方缺失都可能致使整個行動功虧一簣。

    目前，世界石化裝備制造業(yè)的發(fā)展方向是：裝備日趨大型化；裝備研制與工藝技術(shù)研發(fā)、設(shè)計緊密結(jié)合；裝備機電一體化水平越來越高；發(fā)展高效節(jié)能、環(huán)保型裝備成為主流；新材料、新設(shè)計和新的制造技術(shù)不斷得到應(yīng)用。“十二五”期間，石化裝備制造業(yè)要瞄準高端，圍繞促進石化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型提升、支撐戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展這一主題，發(fā)揮科技創(chuàng)新的主導(dǎo)作用，加快發(fā)展高端裝備制造業(yè)，提高行業(yè)核心競爭能力和全球化經(jīng)營能力，為我國石化工業(yè)走向世界提供強有力的技術(shù)裝備支撐，力爭跨入世界石化裝備制造強國行列。

核心煤化工裝備由進口轉(zhuǎn)向國產(chǎn)

    由于我國缺油、少氣、富煤的資源特點，決定了大力發(fā)展現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)，在我國有著廣闊的前景。目前，我國已成為世界上最大的煤制合成氨、煤制甲醇、電石和焦炭等煤化工產(chǎn)品生產(chǎn)國，也是唯一大規(guī)模采用電石法生產(chǎn)聚氯乙烯的國家。

    煤化工的核心技術(shù)是煤氣化技術(shù)裝備。長期以來，我國建設(shè)大型合成氨、尿素、煤制甲醇裝置時，煤氣化爐等核心設(shè)備都必須依賴進口。德士古水煤漿加壓氣化爐、魯奇加壓氣化爐、殼牌粉煤加壓氣化爐等國外主流煤氣化爐產(chǎn)品，在我國大行其道。為此，“十一五”期間，我國在煤氣化技術(shù)方面加大了研制攻關(guān)力度，先后自主開發(fā)成功四噴嘴水煤漿加壓氣化爐、多原料漿氣化爐、航天粉煤加壓氣化爐、五環(huán)粉煤加壓氣化爐、清華非熔渣—熔渣兩段加壓氣化爐、灰熔聚氣化爐等，使我國煤氣化技術(shù)裝備達到世界領(lǐng)先水平。至此，中國發(fā)展現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)，已基本具備了獨立自主的技術(shù)裝備支撐體系。

    由兗礦集團和華東理工大學(xué)共同研究開發(fā)的國家重點科技攻關(guān)項目、科技部“863”攻關(guān)課題——多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)，在“十一五”期間逐步成熟，并實現(xiàn)了大規(guī)模應(yīng)用的新跨越，我國自主水煤漿氣化裝置因此走向大型化。目前單爐日處理2000噸煤的多噴嘴對置式水煤漿氣化裝置已實現(xiàn)成功運行，將為我國發(fā)展煤制烯烴、煤制天然氣等新型煤化工產(chǎn)業(yè)提供強大技術(shù)支撐。

    “十一五”期間，華東理工大學(xué)、杭州林達化工技術(shù)工程有限公司、南京國昌化工科技有限公司等單位在甲醇大型合成塔設(shè)計方面做了大量的創(chuàng)新工作。我國自主開發(fā)的大型低壓合成甲醇技術(shù)工藝和裝備日臻完善，已經(jīng)走向成熟。澤楷實業(yè)集團選定杭州林達公司擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型臥式水冷甲醇合成反應(yīng)器、均溫高效節(jié)能甲醇合成技術(shù)以及煤制原料氣甲醇合成工藝軟件包，建設(shè)內(nèi)蒙古赤峰100萬噸/年煤化工項目，標志著國產(chǎn)化超大型甲醇合成技術(shù)裝備已具備了裝備中國化學(xué)工業(yè)的信心與實力。

    為支持國內(nèi)煤制油、煤制烯烴等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，中國第一重型機械集團全力推進加氫反應(yīng)器等重型壓力容器的研制攻關(guān)。2006年，中國一重為神華煤制油工程研制出重達2000多噸的“巨無霸”加氫反應(yīng)器，并成功在鄂爾多斯完成吊裝。這臺反應(yīng)器的成功制造，標志著中國加氫反應(yīng)器的材料開發(fā)、設(shè)備設(shè)計、制造工藝技術(shù)已經(jīng)位于世界前列，為中國發(fā)展高端煤化工產(chǎn)業(yè)注入了強大動力。作為國內(nèi)重型加氫反應(yīng)器的主要承制單位，幾十年來中國一重已為國內(nèi)煉化、PTA等領(lǐng)域提供了數(shù)百臺石化用加氫反應(yīng)器。

    2009年7月，華能集團主導(dǎo)推進的我國首座自主開發(fā)、設(shè)計、制造并建設(shè)的IGCC示范工程項目——華能天津“綠色煤電”IGCC示范電站，在天津臨港工業(yè)區(qū)開工建設(shè)。上海電氣是該電站IGCC機組主要設(shè)備的供應(yīng)商。2010年9月30日，我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的首臺2000噸/天干煤粉加壓氣化爐在上海電氣集團上海鍋爐廠有限公司制造完成，這是華能天津IGCC示范電站項目的關(guān)鍵設(shè)備。它的制造完成，標志著西安熱工院開發(fā)的兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù)在大規(guī)模工業(yè)化的道路上又邁出了重要一步，為“綠色煤電”和新型煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了可靠裝備支持。

 
    此外，以沈陽鼓風(fēng)機集團有限公司、杭州制氧機集團有限公司、中核蘇閥科技實業(yè)股份有限公司等為代表的國內(nèi)通用設(shè)備制造骨干企業(yè)，以國家重大基礎(chǔ)裝備國產(chǎn)化為使命，在“十一五”期間為國內(nèi)冶金、石化、航空航天、煤化工等重點領(lǐng)域研制了大批機、泵、閥產(chǎn)品及大型成套空氣分離設(shè)備，有力地推動了重大石化和煤化工裝備國產(chǎn)化的全面提升。

兗礦集團有限公司、華東理工大學(xué)共同承擔(dān)的國家重點科技攻關(guān)項目——新型多噴嘴對置式水煤漿氣化爐開發(fā)項目，在“十一五”期間獲得成功，并獲得專利技術(shù)，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型煤化工氣化成套技術(shù)。該氣化爐日處理煤炭2000噸以上，使我國發(fā)展大型煤化工結(jié)束了必須依賴進口氣化技術(shù)裝備的歷史。圖為采用該氣化爐在兗礦魯南化肥廠建設(shè)的煤間接液化中試裝置。  （吳玉華 攝）

油氣裝備從陸地走向深海

    2007年11月，國內(nèi)首臺12000米特深井石油鉆機在中國石油寶雞石油機械有限責(zé)任公司研制成功。這臺具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高端裝備，是世界第一臺陸地用12000米交流變頻電驅(qū)動鉆機，也是目前全球技術(shù)最先進的特深井陸地石油鉆機。在此之前，僅美國在上世紀80年代生產(chǎn)過一臺12000米模擬控制的直流電驅(qū)動鉆機。這表明，我國在“十一五”期間進一步鞏固并擴大了自己在陸地油氣鉆采裝備制造領(lǐng)域的優(yōu)勢，躋身世界在這一領(lǐng)域領(lǐng)跑者的行列。 

    長期以來，我國油氣鉆采裝備制造的強項都集中在陸地。遼闊的海洋蘊藏了全球超過70%的油氣資源，全球深水區(qū)最終潛在石油儲量高達1000億桶，深水是世界油氣的重要接替區(qū)。可”十一五“開始時，我國只具備300米以內(nèi)水深油氣田的勘探、開發(fā)和生產(chǎn)的全套能力。我國過去自行研制的海洋鉆井平臺作業(yè)水深均較淺，半潛式鉆井平臺僅屬于世界上第二代、第三代的水平。走向深海，成為中國石油人夢寐以求的愿望。而這個愿望，也在“十一五”期間迎來了圓夢的希望。

    2010年11月，我國自主設(shè)計建造的當今世界最先進的第六代3000米深水半潛式鉆井平臺“海洋石油981”工程，實現(xiàn)主體機械完工，將于2010年底完成建造調(diào)試，2011年將會執(zhí)行南海油氣的勘探任務(wù)，從而有望結(jié)束我國海洋油氣勘探作業(yè)局限于近海的歷史。該工程高136米、重3萬噸，由中國海油投資建造、上海外高橋造船廠承建，是當之無愧的海洋鉆井“航母”，具有勘探、鉆井、完井與修井作業(yè)等多種功能，最大作業(yè)水深3000米，鉆井深度可達10000米，代表了當今世界海洋石油鉆井平臺技術(shù)的最高水平。這也成為“十一五”期間我國海洋工程裝備制造業(yè)的標志性工程。

    該工程的誕生，標志著我國已躋身世界海洋深水油氣裝備領(lǐng)先行列，對于加速中國進軍深海海洋工程裝備開發(fā)、提升深水作業(yè)能力、實現(xiàn)國家能源戰(zhàn)略、維護國家民族利益等都具有戰(zhàn)略意義。

    除此之外，渤海船舶重工有限責(zé)任公司建造的32萬噸超級油輪、滬東中華造船（集團）有限公司建造的14.7萬立方米的液化天然氣船，也堪稱“十一五”海洋油氣裝備國產(chǎn)化的杰作。目前，我國已初步形成30萬噸級大噸位海上浮式生產(chǎn)儲油輪系列設(shè)計制造能力，具備起重船、鋪管船和重型海上浮吊等的生產(chǎn)能力。

 天津大乙烯是我國“十一五”期間首個新建成投產(chǎn)的百萬噸乙烯工程。該項目的核心設(shè)備之一——國內(nèi)首臺國產(chǎn)化大型乙烯裂解氣壓縮機組填補了我國百萬噸乙烯“三機”自主研制的空白，是“十一五”期間我國重大石化裝備國產(chǎn)化的標志性成果之一。  圖為天津百萬噸乙烯裂解氣壓縮機組安裝時的情景。  （本報記者 曲照貴 攝）

首套百萬噸級PTA國產(chǎn)裝備開車成功

    “十一五”期間，我國依托重慶蓬威石化公司60萬噸/年P(guān)TA項目，合力推進國內(nèi)首套百萬噸級PTA重大裝備國產(chǎn)化。2009年11月，該項目一次投料開車成功，宣告我國“十一五”PTA技術(shù)裝備國產(chǎn)化的任務(wù)初步完成，成為我國石化重大裝備國產(chǎn)化的標志性工程。

    蓬威石化公司百萬噸級PTA項目是國家核準的國產(chǎn)化示范工程和依托工程，采用中國紡織工業(yè)設(shè)計院自主開發(fā)的生產(chǎn)技術(shù)，主要設(shè)備如氧化反應(yīng)器、加氫精制反應(yīng)器、干燥機、空壓機、過濾機及高速進料泵等均由國內(nèi)企業(yè)制造，基礎(chǔ)設(shè)計、詳細設(shè)計和設(shè)備采購服務(wù)等工程總成均由國內(nèi)工程公司承擔(dān)。它是國內(nèi)建成投產(chǎn)的第一個全面采用國產(chǎn)技術(shù)的大型PTA裝置。

    南京寶色股份公司為該項目研制了氧化反應(yīng)器，其性能質(zhì)量領(lǐng)先國際同類產(chǎn)品，價格是同類進口產(chǎn)品的一半，對大幅度降低我國PTA裝置的投資成本和產(chǎn)品成本、促進我國聚酯工業(yè)和化纖工業(yè)健康發(fā)展、提升我國鈦材料設(shè)備技術(shù)裝備水平，具有十分重要的戰(zhàn)略意義。 


    中航黎明錦西化工機械集團公司為該項目自主研制了兩臺百萬噸級PTA/CTA大型干燥機，成為大型干燥機國產(chǎn)化的優(yōu)秀范例。國產(chǎn)百萬噸級PTA/CTA干燥機的誕生，顯示了中國裝備制造業(yè)的實力。

 
    西安陜鼓動力股份公司則為該項目研制了PTA空壓機。截至目前，該設(shè)備各項運行指標平穩(wěn)，完全達到設(shè)計要求，打破了設(shè)備完全依賴進口的歷史。

    可以說，首套百萬噸級PTA項目的建成投產(chǎn)，標志著大型PTA技術(shù)裝備實現(xiàn)了國產(chǎn)化，對振興民族工業(yè)、提升行業(yè)整體競爭力具有重大意義。

    令人欣喜的是，我國大型PTA技術(shù)裝備國產(chǎn)化并未就此止步。2010年10月，120萬噸/年P(guān)TA氧化反應(yīng)器在南京寶色股份公司誕生。該設(shè)備的研制成功，打破了國外對我國100萬噸/年以上大型PTA裝置關(guān)鍵設(shè)備的技術(shù)壁壘，填補了國內(nèi)空白，具有里程碑意義。這臺PTA氧化反應(yīng)器是迄今為止采用國內(nèi)工藝包自主制造的規(guī)格最高、單臺產(chǎn)能最大的鈦鋼復(fù)合板PTA氧化反應(yīng)器，也是目前全球最大的鈦鋼復(fù)合承壓設(shè)備，表明我國大型鈦鋼設(shè)備加工制造能力躍上新的臺階。

繼成功研制國內(nèi)首臺百萬噸級PTA氧化反應(yīng)器后，南京寶色股份公司于2010年10月又研制出120萬噸/年大型國產(chǎn)化PTA裝置氧化反應(yīng)器。該氧化反應(yīng)器直徑7800毫米，長度40米，總重420噸，容積達到1200立方米，是目前全球最大的鈦鋼復(fù)合承壓設(shè)備，也是制造工藝、焊接技術(shù)難度最大的鈦鋼復(fù)合承壓設(shè)備。該項目是經(jīng)國家發(fā)改委核準的國產(chǎn)化示范工程,也是石化產(chǎn)業(yè)旗艦型項目。它的研制成功，徹底打破了國外對我國大型PTA裝置關(guān)鍵設(shè)備的技術(shù)壁壘，填補了國內(nèi)空白。 圖為120萬噸/年大型PTA氧化反應(yīng)器出廠發(fā)運時的情景。 （南京寶色供圖）

乙烯重大裝備國產(chǎn)化目標如期實現(xiàn)

    建設(shè)一套百萬噸級大型乙烯成套設(shè)備，總投資一般在200億元以上，其中設(shè)備采購費用占總投資的30%左右，達到近70億元。據(jù)測算，“十一五”期間我國建設(shè)大型乙烯項目產(chǎn)生了約560億元的設(shè)備市場需求。 

    大型乙烯裝置的核心裝備包括：乙烯“三機”（乙烯壓縮機、丙烯壓縮機、裂解氣壓縮機）、乙烯冷箱、乙烯裂解爐等。“十一五”期間，我國依托天津、鎮(zhèn)海和撫順三大百萬噸級乙烯工程，全力推進重大裝備國產(chǎn)化。

    乙烯“三機”是大型乙烯工程的心臟，乙烯“三機”的國產(chǎn)化自然成為“十一五”石化裝備行業(yè)的三大工程。“十一五”期間，沈陽鼓風(fēng)機集團有限公司承擔(dān)了為天津、鎮(zhèn)海和撫順三大百萬噸乙烯工程研制“三機”的重任。這三套機組研制成功打破了國際壟斷，填補了國內(nèi)乙烯裝置采用百萬噸級大型壓縮機組的空白。沈鼓集團也成為繼美國GE、德國西門子等國際知名企業(yè)之后，世界上少數(shù)幾個有能力生產(chǎn)乙烯裝置用大型壓縮機組的企業(yè)之一。

    三大工程中，天津大乙烯是國內(nèi)第一套建成投產(chǎn)的國產(chǎn)化百萬噸級乙烯裝置。除少部分裝置引進國外專利使用權(quán)和技術(shù)工藝包外，該項目煉油基本上采用國內(nèi)技術(shù)，乙烯大部分采用國內(nèi)或中外合作開發(fā)技術(shù)，煉油裝置和乙烯設(shè)備的國產(chǎn)化率分別達到91.5%和78%，與國內(nèi)已建和在建項目相比，裝備國產(chǎn)化堪稱之最，大大降低了投資成本，僅乙烯裂解氣壓縮機一項就比進口價格降低約45%。天津石化百萬噸乙烯項目投產(chǎn)后，國產(chǎn)化裝備運行平穩(wěn)，各項指標完全達到攻關(guān)目標及國際標準要求，為國家重大石化技術(shù)裝備國產(chǎn)化樹立了典范。

 
    此外，依托三大工程，茂名重力石化機械制造有限公司自主研制了15萬噸/年乙烯裂解爐；杭州制氧機廠研制了大型乙烯冷箱；天華化工機械及自動化研究設(shè)計院和無錫壓縮機廠研制了大型四列迷宮密封壓縮機，均實現(xiàn)重大突破。

    至此，大型乙烯“三機”等重大技術(shù)裝備都已實現(xiàn)了國產(chǎn)化。國家確定的到“十一五”末百萬噸級乙烯工程所需重大裝備國產(chǎn)化率達到75％以上的目標如期實現(xiàn)。