(二)重大技术装备国产化取得新的成果
“十二五”期间,通用机械行业采用“政、产、学、研、用”相结合的组织形式,有力地进一步推进了重大技术装备国产化的进程。国家能源局、中国机械工业联合会精心组织、协调,采用重大工程项目审批和装备国产化依托工程相结合的方式,使重大技术装备研制与依托工程同步,与用户共同承担装备研制课题,使制造企业更加深入地了解用户对装备国产化的具体要求,同时提高了用户采用国产化装备的积极性。
通用机械制造业紧紧依托重大能源工程建设项目,集中力量研制核电、超(超)临界火电、油气长输管线、大型天然气液化(LNG)等重点领域的关键设备,取得一系列重大突破。其中,天然气长输管线20MW电驱压缩机已批量化生产,彻底改变了长期依赖进口的局面;10万m3/h空分装置及与之配套的压缩机组实现首台(套)国产化;百万千瓦超(超)临界火电机组关键阀门在示范电厂成功替代进口产品,国产化率达75%以上;液化天然气装置设备国产化也取得了可喜的业绩。
1.长输管线压缩机组国产化
长输管线压缩机组是天然气长输管道的“心脏”,是用于天然气沿途输送过程中增压、保障天然气使用压力的关键设备。长期以来,该压缩机市场被国外少数公司所垄断。
“十二五”以来,依托西气东输工程,国家能源局组织推进长输管线关键设备国产化。沈鼓集团承接了首台套20MW电驱“天然气长输管线压缩机组”(包括压缩机、电机和大容量变频器三个关键设备)的研制任务。经过几年的艰苦努力,压缩机组研制成功并顺利在西安高陵站投入运行。该机组创造了电机转速、变频器容量等多项技术参数国内第一,整机性能达到国际先进水平,打破了多年来国外公司在长输管线压缩机领域垄断的局面。电驱压缩机组已在西三线和各支线订货40多台,首台国产燃气轮机驱动的长输管线压缩机已在西三线烟墩站投入工业运行。长输管线压缩机组的研制成功,有力地推动了我国压缩机行业和西气东输事业的发展,树立了我国重大技术装备制造业一座新的里程碑,实现了我国油气管道输送行业多年的梦想。
2.大型空分设备国产化
2013年4月,杭氧集团与中国神华宁夏煤业集团公司签署了400万t/年煤制油项目6套10万m3/h空分设备的设计、供货和服务合同,合同金额约17亿元人民币。此份订单无论在合同金额、空分设备等级,还是在装置制氧总容量等方面均居国内空分行业第一、世界前列。
沈鼓集团承担了为10万m3/h空分设备配套空气压缩机组的研制任务,这是目前国内研制的最大的轴流+离心式的压缩机组,其气量为60万m3/h,增压机出口压力为6.0MPa,为国内首创,开创了特大型空分压缩机国产化的先河。为了验证压缩机的各项性能指标,沈鼓集团在营口新厂区建设了国内最大的10万kW试车台位,以满足10万m3/h空分设备配套压缩机全负荷性能试验的需要。
“十二五”以来,国内大型空分设备不仅实现了国产化,而且已有30多套万立方米每小时以上的大型空分设备远销国际市场,在德国、西班牙、伊朗、墨西哥等国家投入运行。特别是杭氧集团已有6万m3/h、12万m3/h空分设备销往国外,这是我国空分设备制造业的巨大进步。另外,梅塞尔、AP、普莱克斯、林德、法液空等国外著名气体公司在中国境内投资工业气体项目时,也已选用了国产空分设备,充分证明了国产空分设备的主要技术性能指标已达到了国际先进水平。
3.超(超)临界火电机组阀门国产化
超(超)临界是目前国际上最先进、环保的火力发电技术,具有显著的节能和改善环境的效果,在发达国家已得到广泛的研究和应用。随着我国火电技术水平的提高,火电装备逐步大型化,向百万千瓦超(超)临界机组发展。而每套机组有500多台高端阀门,90%需依赖进口,因此实现超(超)临界火电机组阀门的国产化意义非常重大。
自2010年以来,通用机械制造业在国家能源局的支持和领导下、在中通协的具体组织下,依托10个超(超)临界火电项目推进电站阀门国产化。组织17家企业,进行联合攻关研制,根据阀门研制难度分类逐步推进国产化。经过近4年的努力,使超(超)临界火电机组关键阀门国产化率由不足10%提高到75%以上。
超(超)临界火电机组关键阀门需要配套电动执行机构600多台,气动执行机构200多台、气液联动执行机构20多台,随着关键阀门国产化的推进,为之配套的阀门执行机构的国产化也提到议事日程。在国家能源局和中机联的推动下,通用机械制造业于2014年11月组织编制了“推进超(超)临界火电机组阀门执行机构国产化方案”。通过实施国产化方案,将目前调节阀执行机构的国产化率不足10%提高到80%以上。
4.核电泵、阀国产化
依托国内核电工程建设,核电技术装备自主化水平在“十二五”期间又有了进一步提高。二代改进型核电装置的核级泵、阀除核主泵和少数核一级阀门已全部实现了国产化,国产化率达到75%~80%。
以沈鼓集团、大连深蓝泵业、重庆水泵、上海阿波罗、长沙水泵、凯泉泵业为代表的一批泵生产企业先后开发出余热排出泵、安全壳喷淋泵、低压安注泵、重要厂用水泵、设备冷却水泵、水压试验泵、硼酸再循环泵等核二、三级泵,并在大连红沿河、宁德福清、方家山核电站等投入使用。核主泵(核一级泵)由哈动装、东方阿尔法、上海KSB等企业通过消化吸收引进技术或合资合作等方式逐步实现国产化。上海阿波罗、凯泉泵业、上海电修、沈鼓集团、长沙水泵等已分别研制成功常规岛主给水泵、循环水泵和凝结水泵。目前,二代改进和三代核电主泵核心技术均受制于国外公司,为掌握主泵核心技术,使中国自主开发的华龙1号三代核电站关键设备全部立足国内制造,沈鼓集团与中国广核合作,开发了拥有自主知识产权的轴封主泵。
以中核苏阀、大连大高阀、上海阀门、江苏神通等为代表的阀门制造企业开发了以高Cv值止回阀为代表的核一级阀门;核二、三级闸阀,截止阀,蝶阀,安全阀,调节阀等。其中,中核苏阀、大连大高阀还成功开发了核电站难度高、价值量最大的主蒸气隔离阀和三代核电爆破阀。上海阀门还开发了核一级稳压器安全阀、主给水安全阀。
根据消化吸收AP1000和CAP1400以及中国自主开发的华龙1号三代核电建设需要,相关制造企业已陆续完成了三代核电要求的关键泵、阀研制。其中,沈鼓集团通过消化吸收完成了AP1000主泵制造,CAP1400主泵在国家重大专项支持下,正在进行研制;沈鼓集团还投资7亿多元人民币分别建设了AP1000和CAP1400(含轴承泵)主泵试验台。
核电泵、阀代表着泵、阀制造业的最高水平,其国产化极大提升了行业自主创新的能力和管理水平,同时培养了一批高素质的技术和管理队伍。当前核电泵、阀制造业重点工作是稳定产品质量,进一步加快尚未国产化的产品研发。同时国家应加强对试验条件建设,特别是主蒸气隔离阀、稳压器安全阀等试验台建设,由于投资巨大,国内尚不具备试验条件,影响了国产化进程。
5.长输管线阀门国产化
为了改变长输管线阀门长期依赖进口的状况,“十二五”期间,在国家能源局领导和用户部门的支持下,中机联和中通协组织了成都乘风阀门有限公司、上海耐莱斯·詹姆斯伯雷阀门有限公司和浙江五洲阀门有限公司等一批制造企业成功开发了40in和48in Class600及Class900全焊接球阀,所有技术性能指标均满足西气东输主干线的要求。这些新产品的开发填补了国内空白,一些产品已达到国际先进水平,并批量应用。56in Class900大口径全焊接球阀也研制成功,进入工业试验阶段。
6.液化天然气(LNG)装备国产化
天然气属清洁能源,全世界天然气消费量占一次能源的24%,而我国天然气消费量仅占一次能源的5.8%,天然气在我国具有广阔的发展前景。液化天然气装备通常包括天然气液化和液化天然气接收站两部分。
天然气液化是大宗天然气运输、贸易和消费的需要,体积较常规状态缩小600倍。我国天然气液化技术相对落后,国际最大规模单线装置可达700万t/年,而我国只有不到30万t/年。
为适应扩展海外天然气资源的需要,必须加快我国天然气液化装置工艺技术和成套装备国产化。“十二五”期间,在国家能源局直接领导下,由中海油、中机联共同组织相关企业和科研单位,开展了以某国500万t/年天然气液化项目的国产化论证,对天然气液化工艺、关键设备研发开展全面技术攻关,最终确定了单级260万t/年天然气液化的双混合工质工艺流程,四川空分设备有限公司(简称四川空分)的低温冷箱和沈鼓集团及杭州汽轮机有限公司的大型预冷和深冷离心压缩机组,以及配套超低温泵、阀门关键设备和自动控制系统等技术方案。
四川空分经过多年努力,掌握了双混合冷剂及丙烷预冷等多种天然气液化工艺、天然气液化冷箱集成、高压大单元钎焊工艺等多项关键技术,并相继成功地为新疆、内蒙古、山西、河北等地提供10多套中型天然气液化装置,已经具备了承担300万t/年大型天然气液化装置集成和成套能力。
虽然某国项目由于特殊原因没有实施,但是已开展的技术论证和科研工作为我国大型天然气液化装置国产化打下了良好基础。随后,国家能源局决定以中石油山东泰安60万t/年天然气液化项目为依托工程,继续开展国产化技术攻关。泰安项目采用了四川空分自主开发的双混合工质工艺流程,多股流低温冷箱、预冷和深冷离心压缩机组、BOG往复压缩机和控制系统等关键设备分别由四川空分、沈鼓集团、沈阳远大和浙大中控提供。泰安项目的成功运行,是我国大中型天然气液化技术和关键设备国产化的重要突破,为我国承担单线300万t/年大型天然气液化成套装置做好了全面技术储备。
2015年我国进口天然气1900万t(266亿m3),全国已建成沿海LNG接收站12座,接受能力达4130万t,计划再扩建和新建一批接收站,总能力将超过7000万t。已建成投产的LNG接收站设备全部从国外进口。2010年国家能源局和中石油确定,以唐山的LNG接收站扩建项目为国产化示范工程。经过2年多的努力,完成了开架式换热器、BOG压缩机、低温泵、低温阀门等7种关键设备国产化,使工程项目按期投产。