淺談:大型空分設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的未來(lái)
作者:DENAIR??來(lái)源:德耐爾空壓機(jī)??時(shí)間:2021-01-13 10:11??點(diǎn)擊:次
空分設(shè)備是以空氣為原料,通過(guò)壓縮循環(huán)深度冷凍的方法把空氣變成液態(tài),再經(jīng)過(guò)精餾而從液態(tài)空氣中逐步分離生產(chǎn)出氧氣、氮?dú)饧皻鍤獾榷栊詺怏w的設(shè)備,廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)的冶金、新型煤化工、大型氮肥、專(zhuān)業(yè)氣體供應(yīng)等領(lǐng)域。
高效節(jié)能是空分設(shè)備運(yùn)行的重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo),北京科技大學(xué)教授李化治在“對(duì)空分高效分子篩的應(yīng)用及相關(guān)設(shè)計(jì)問(wèn)題的探討”報(bào)告中指出,鑒于當(dāng)今環(huán)境污染,大氣條件惡化對(duì)空分的新要求,其高效吸附劑的研制和應(yīng)用是根本應(yīng)對(duì)的辦法,無(wú)論是空分舊設(shè)備的節(jié)能改造及新空分的設(shè)計(jì)制造,高效分子篩的應(yīng)用都刻不容緩。目前我國(guó)在大型空分設(shè)備的整體國(guó)產(chǎn)化上與世界水平還有差距。
有所突破
我國(guó)大中型空分設(shè)備的設(shè)計(jì)制造迄今已有60多年的歷史,走過(guò)仿制、引進(jìn)技術(shù)、自主研發(fā)三個(gè)階段:
第一階段為上世紀(jì)改革開(kāi)放前,在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的指令下,走過(guò)了仿制俄羅斯空分機(jī)型的蓄冷器切換流程、鋁帶式蓄冷器切換式流程、板翅式換熱器切換流程空分設(shè)備等階段,主要產(chǎn)品等級(jí)為1000、3350、6000m3/h空分設(shè)備。當(dāng)時(shí)的設(shè)備存在著產(chǎn)品產(chǎn)量、純度達(dá)標(biāo)難、能耗高、可靠性差的各種不足。
第二階段為上世紀(jì)80年代,我國(guó)引進(jìn)了德國(guó)林德公司的大型空分設(shè)備設(shè)計(jì)制造技術(shù),使我國(guó)的中大型空分設(shè)備設(shè)計(jì)制造水平迅速提高,空分流程進(jìn)步到分子篩吸附的全低壓流程。這一時(shí)期空分設(shè)備等級(jí)主要為6000、10000m3/h,其用戶(hù)為冶金工業(yè)企業(yè)居多。
第三階段上世紀(jì)90年代后,以杭氧為代表的我國(guó)空分設(shè)備制造業(yè)在消化吸收引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,自主研發(fā)了新一代的帶增壓透平膨脹機(jī)分子篩吸附、規(guī)整填料精餾塔技術(shù)流程空分設(shè)備。國(guó)內(nèi)企業(yè)突破了流程組織、流程計(jì)算、精餾計(jì)算等空分設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)的難關(guān),掌握了空分設(shè)備設(shè)計(jì)制造的全部技術(shù)要領(lǐng),并擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),使國(guó)產(chǎn)空分設(shè)備的產(chǎn)量、純度、氧提取率、單位氧能耗等技術(shù)參數(shù)指標(biāo)均達(dá)到了世界一流水平。國(guó)產(chǎn)空分產(chǎn)品更大規(guī)格從10000m3/h,上升到了15000m3/h。這一期間,林德、液空等國(guó)際大牌企業(yè)看好中國(guó)的大型空分設(shè)備市場(chǎng),在國(guó)內(nèi)建合資或獨(dú)資公司,并向市場(chǎng)推出20000m3/h及以上規(guī)格的大型空分設(shè)備,而后又推出60000等級(jí)以上規(guī)格的大型空分設(shè)備。
2000年以后,隨著我國(guó)冶金、石化、煤化工等產(chǎn)業(yè)對(duì)大型、特大型空分設(shè)備需求的迅速增長(zhǎng),促進(jìn)了我國(guó)空分設(shè)備行業(yè)的快速發(fā)展,以杭氧、川空、開(kāi)封空分等為代表的一大批民族空分設(shè)備制造企業(yè)緊跟世界空分技術(shù)發(fā)展的步伐,通過(guò)自主創(chuàng)新、自主研發(fā),開(kāi)發(fā)了適應(yīng)冶金、石化、新型煤化工需要的不同內(nèi)壓縮流程的大型空分設(shè)備。設(shè)備更大規(guī)格迅速地從20000m3/h提高到了30000、40000、50000、60000m3/h,又從60000等級(jí)上升到了8~12萬(wàn)等級(jí),滿(mǎn)足了國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,國(guó)產(chǎn)大型空分設(shè)備發(fā)展過(guò)程取得的階段性成果。
仍有差距
經(jīng)過(guò)幾十年的沉淀,國(guó)產(chǎn)大型、特大型空分設(shè)備在容量規(guī)格不斷增大的過(guò)程中,并經(jīng)上百套大型空分設(shè)備的實(shí)踐,設(shè)計(jì)制造水平也取得很大的進(jìn)步。杭氧流程掌握了空分流程組織、流程計(jì)算、精餾計(jì)算、精細(xì)制造、安全評(píng)估等空分設(shè)備設(shè)計(jì)制造技術(shù),在配套部機(jī)基本相同的情況下,國(guó)產(chǎn)化設(shè)計(jì)、制造、成套的大型、特大型空分設(shè)備的產(chǎn)品產(chǎn)量、純度、品種、達(dá)到壓力、氧提取率、能耗、運(yùn)行周期等技術(shù)性能指標(biāo),已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際一流水平,與外資企業(yè)的產(chǎn)品勢(shì)均力敵。以致于外資品牌產(chǎn)品成套價(jià)格也大幅度地下降,與國(guó)產(chǎn)設(shè)備處在同一水平線上。但是同國(guó)外先進(jìn)水平相較仍有差距。
空分配套的大型壓縮機(jī)組及增壓機(jī)是空分設(shè)備中關(guān)鍵轉(zhuǎn)運(yùn)部機(jī),占大型、特大型空分設(shè)備投資額的40%左右,其效率高低直接影響成套空分設(shè)備的效率與能耗,國(guó)產(chǎn)大型空壓機(jī)、增壓機(jī)組與曼透平、西門(mén)子公司的機(jī)器尚存在一定的差距,且國(guó)產(chǎn)機(jī)業(yè)績(jī)不多,無(wú)法取得成套廠商和廣大用戶(hù)的認(rèn)可,這也是大型、特大型空分國(guó)產(chǎn)化率不高的關(guān)鍵??辗峙涮椎耐钙脚蛎洐C(jī)、低溫液體泵也存在與壓縮機(jī)一樣的窘境。
國(guó)產(chǎn)空分設(shè)備成套和配套部機(jī)在整體技術(shù)水平能達(dá)到國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品水平,但國(guó)產(chǎn)設(shè)備往往存在可靠性不高的問(wèn)題。設(shè)計(jì)、制造過(guò)程中的精細(xì)化管理不夠,各種小錯(cuò)誤不斷,從而使小問(wèn)題釀成大問(wèn)題,這也是用戶(hù)在同等條件下選擇進(jìn)口的主要因素。另外,總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、管道布置等的考慮上,存在粗、大、笨,既浪費(fèi)材料又不美觀的通病。
從空氣過(guò)濾器到壓縮機(jī)、增壓機(jī)、換熱器、容器、泵、閥,各種管材、板材、吸附劑、儀器儀表,需要各行各業(yè)眾多單位的配合協(xié)調(diào),針對(duì)空分設(shè)備所需的特別低溫環(huán)境下和氧介質(zhì)環(huán)境下的特殊配套,專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)、專(zhuān)業(yè)制造。國(guó)內(nèi)未形成系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)鏈,特別是在大型、特大型空分的開(kāi)發(fā)上,許多環(huán)節(jié)缺乏,造成只能依賴(lài)進(jìn)口或無(wú)法滿(mǎn)足成套性能的要求。
趨勢(shì)自主
氣體分離設(shè)備行業(yè)中在經(jīng)歷了高速發(fā)展階段,進(jìn)入了“新常態(tài)”的發(fā)展期,需求在萎縮,但空分設(shè)備是國(guó)家重大裝備的組成部分,大工業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)空分設(shè)備,空分設(shè)備大型化、特大型化、機(jī)組集群化成為一種趨勢(shì)。特大型化的空分設(shè)備可以直接減少大型冶金、化工項(xiàng)目的空分設(shè)備臺(tái)數(shù),進(jìn)而減少設(shè)備投資、設(shè)備用地和設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)的人工工作量,空分設(shè)備大型化與機(jī)組集群化,有利于設(shè)備的統(tǒng)一管理,但同時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)布置優(yōu)化提出更高的要求。
空分流程的多樣化也是大型空分設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)之一。由于隨著工業(yè)工藝發(fā)展,特別是煤化工領(lǐng)域中空分設(shè)備,用戶(hù)對(duì)空分產(chǎn)品的純度、壓力、時(shí)長(zhǎng)等規(guī)格,如:煤化工中各種工藝流程不同,對(duì)氣體產(chǎn)品的需求品種就不一樣,又因不同的氣化爐的類(lèi)型、規(guī)格,對(duì)氣體產(chǎn)品要求又不一樣,有高壓氧、中壓氧、高壓氮、中壓氮、低壓氮、儀表空氣、液氧、液氮等多種規(guī)格,而且用氣量變化也很大,這就對(duì)空分設(shè)備流程設(shè)計(jì)、運(yùn)行提出更高要求,將要求空分設(shè)備廠商,以工藝包模式,對(duì)各類(lèi)流程實(shí)現(xiàn)整體開(kāi)發(fā)。此外,開(kāi)發(fā)IGCC等空分新應(yīng)用領(lǐng)域的流程、大型空分稀有氣體全提取流程、混合塔制取低純度氧的流程、超高純氧、氮提取流程等也是大型空分發(fā)展趨勢(shì)之一。
隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展,工業(yè)4.0體系日趨成熟,充分運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控,建立遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)時(shí)收集大型空分設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù),并進(jìn)入大數(shù)據(jù)分析,進(jìn)行自動(dòng)故障診斷,為用戶(hù)提出優(yōu)化操作建議,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。
在一些用戶(hù)企業(yè)中,尤其是鋼鐵企業(yè)中,存在著用氧不均衡的狀況,而空分設(shè)備生產(chǎn)又是必須連續(xù)性運(yùn)行的,因此就造成了鋼廠用氧量減小時(shí),大量的氧氣被放空,遭成能源的巨大浪費(fèi)。特別是在隨著空分的超大型化,空分設(shè)備的設(shè)計(jì)能力與供求量之間矛盾更為突出。同時(shí),隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益加劇,企業(yè)對(duì)成本的控制越來(lái)越嚴(yán),而降低氧氣放散率成為了降低制氧成本的關(guān)鍵??辗衷O(shè)備的智能化,自動(dòng)變負(fù)荷技術(shù)的推廣應(yīng)用成為大型空分設(shè)備發(fā)展的必然趨勢(shì)。
空分設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造的精細(xì)化是大型空分設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)。空分設(shè)備技術(shù)已發(fā)展到了一定的水平,進(jìn)一步提高與發(fā)展的空間有限,因此提高大型空分設(shè)備設(shè)計(jì)的精確化,制造的精細(xì)化程度,是大型空分設(shè)備發(fā)展關(guān)鍵。另外,大型、特大型空分設(shè)備在大型工業(yè)化中的重要性,也決定了大型空分設(shè)備越來(lái)越要求精制。
在大型、特大型空分設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的同時(shí),帶動(dòng)相關(guān)機(jī)組、配套部機(jī)、配套元器件的國(guó)產(chǎn)化,如:開(kāi)發(fā)低阻高效高壓板式換熱器,承壓可達(dá)12.5MPaA以上,強(qiáng)化翅片的換熱效果和承壓能力;開(kāi)發(fā)高效節(jié)能的主冷凝蒸發(fā)器,在保證安全的情況下盡可能降低液位溫差,保證能耗更優(yōu);開(kāi)發(fā)低溫關(guān)鍵配套閥門(mén),滿(mǎn)足各種工況下開(kāi)關(guān)及調(diào)節(jié)要求;開(kāi)發(fā)透平膨脹機(jī)及全液體高壓膨脹機(jī),提高運(yùn)轉(zhuǎn)效率,適應(yīng)各類(lèi)流程;開(kāi)發(fā)全系列高效產(chǎn)品壓縮機(jī),提高運(yùn)轉(zhuǎn)效率,適應(yīng)各類(lèi)流程。
通過(guò)與風(fēng)機(jī)、泵閥等行業(yè)共同研發(fā),形成國(guó)產(chǎn)空分設(shè)備的產(chǎn)業(yè)鏈,進(jìn)一步提高大型、特大型空分設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率,其中:60000m3/h等級(jí)及以下成套空分設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率從現(xiàn)在的50%~70%提高到80%以上,主要是配套空壓機(jī)、增壓機(jī)的效率與可靠性提高,實(shí)現(xiàn)真正的國(guó)產(chǎn)化;60000m3/h以上等級(jí)成套空分設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率從現(xiàn)在的35%提高到60%以上。
《中國(guó)制造2025》提出了通過(guò)“三步走”實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo):第一步,到2025年邁入制造強(qiáng)國(guó)行列;第二步,到2035年中國(guó)制造業(yè)整體達(dá)到世界制造強(qiáng)國(guó)陣營(yíng)中等水平;第三步,到新中國(guó)成立一百年時(shí),綜合實(shí)力進(jìn)入世界制造強(qiáng)國(guó)前列?,F(xiàn)階段我國(guó)大型、特大型空分設(shè)備國(guó)產(chǎn)化制造水平已通過(guò)自身的努力實(shí)現(xiàn)邁入了制造強(qiáng)國(guó)的行列,因此今后10年中,應(yīng)努力實(shí)現(xiàn)大型、特大型空分設(shè)備成套設(shè)計(jì)制造及關(guān)鍵配套機(jī)組達(dá)到世界先進(jìn)水平,整體達(dá)到世界制造強(qiáng)國(guó)中等水平。
目前德耐爾空壓機(jī)配套行業(yè)已經(jīng)趨于完善,色選機(jī)配套空壓機(jī)、噴砂機(jī)配套空壓機(jī)、空分設(shè)備配套空壓機(jī)等三十幾種配套方案,如果您想了解更多關(guān)于空壓機(jī)配套的信息,歡迎聯(lián)系咨詢(xún)德耐爾24小時(shí)熱線:400-777-0802!
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