


空分設備是以環境(jìng)空氣為原料,通過(guò)壓縮循環深度冷凍的方法把空氣變成液態,再經過精餾而從液態空氣中逐步分(fèn)離氧氣、氮氣及氬氣等氣體的設備(bèi),廣(guǎng)泛應用於傳統的冶(yě)金、新型煤化(huà)工、大型氮肥、煉化一體化、專業(yè)氣體供應等(děng)領域。
一
從無到有 由弱變強
我國氣體分離設備製造業是新中國(guó)成立(lì)後才建立和發展起(qǐ)來的一門新興工業。空分設備60多年來的發展主要走過了仿製、引進技術、自主研發、快速發展(zhǎn)四個階段。
第一階段是20世紀50年代至70年代,我國氣體分(fèn)離設備製造業從仿製起步,自力更生,逐漸建立(lì)起空分設備製造體係。1953年,哈爾濱第一機械廠試製成功2套高(gāo)壓流(liú)程的30Nm3/h(氧)空分設備,這一事件結束了中國不能製造空分設備(bèi)的曆史。該階段,我國空分設備製造行業先後走過了仿製石頭蓄冷器切(qiē)換流(liú)程、鋁帶式蓄冷器切換(huàn)式流程、板翅式換熱(rè)器切換流程等階段,主(zhǔ)要產品等級為1000、3350、6000Nm3/h空分設備。但當時的設備(bèi)存在著產品(pǐn)產量和純度難達(dá)標、能耗高、可靠性差等各種不足。
第二階段是20世紀70年代末(mò)至(zhì)80年代,通(tōng)過引進歐洲大型空分設備設(shè)計、製造技術,我國(guó)的大中型空分設備設計、製造水(shuǐ)平迅速提高,空分流程進步(bù)到(dào)分子篩吸附的(de)全低壓流程。這一時期空分設備等級主要為(wéi)6000、10000 Nm3/h,其用戶以冶金企業(yè)居多。1985年(nián),我國自行(háng)設計(jì)製造的首台增壓透平膨脹機組應用於一套1200 Nm3/h(氮)液化設備,為(wéi)增壓透(tòu)平膨脹機組在空分設備中的廣泛應(yīng)用積累了初步經驗。
第(dì)三階段為20世紀(jì)90年代,我國(guó)空分設備製造業在引進、消化、吸收國外技術的基礎上,自主研(yán)發了新一代的大膨脹(zhàng)比增壓透平膨脹機、常溫分子篩淨化、規整(zhěng)填(tián)料精餾塔技術、全精餾(無氫)製氬流程空分設備,國內(nèi)企業突破了流程組織、流程計算、精(jīng)餾計算等空分設備設計技術的難(nán)關,掌握了空分設(shè)備設計製造的全部技術要(yào)領,擁有了自主知識產權,使國產空分設備的產量(liàng)、純度、氧(yǎng)提取率、單(dān)位(wèi)氧能耗等技術參數指標均達到世界一流水平,國產空分產品最大規格從1萬Nm3/h上升到了1.5萬Nm3/h。這一時期,林德等國際大(dà)牌企業看好中國的大型空分設備市場,向市場推出(chū)2萬、3萬、6萬(wàn)Nm3/h的大型空分設備。
第(dì)四(sì)階段為2000年以後,我國空分設備行業快速發展,一大批民族空分設備製造企業緊跟世界(jiè)空分技術發展的步伐,通過自(zì)主創新、自主研發,開發了(le)適用於冶金、石(shí)化、新型煤化工需要的不同內壓縮流程的大型(xíng)空分設備,設備最大規格從2萬Nm3/h迅速提高(gāo)到了8萬~12萬Nm3/h等級,滿足了國民經濟發展的需求。空分行業在經曆了數十年的大發展後,已(yǐ)發展到了趕超世界(jiè)領先企業的階段,國產空分的(de)技術(shù)性能指標接近甚至達到了國外水平。
二
把握發展方向 補(bǔ)齊產業短板
盡(jìn)管幾十(shí)年來我國空分設(shè)備的發展取得了輝煌的成就,但與國際先進水平相比,仍(réng)存在某些方麵的不(bú)足。筆者認為,今後我國該產業的發展應當從(cóng)以下幾(jǐ)方麵著力:
一是(shì)在關鍵設備方麵亟待改進。空分配套的大(dà)型壓縮機組及增壓(yā)機占空分設備投資(zī)額的比重較大,機組效率(lǜ)直接(jiē)影響成套空分的效率與能(néng)耗。國產(chǎn)機組跟進口機組尚存在一定差距,市場(chǎng)認可度也較低。我國在大型(xíng)壓縮機組、透平膨脹機、低(dī)溫(wēn)液體泵等(děng)設(shè)備方麵亟待不斷進取(qǔ),努力提(tí)高運(yùn)轉效率,適應各類流程,縮小差距。
二(èr)是產業鏈有待完善。目前,針對空分設(shè)備所需的特別低溫環境下和氧介質環境(jìng)下的特(tè)殊配套,國內尚未形成係統的產業鏈,特別是在大型、特(tè)大型空分設備的開發(fā)上(shàng)還欠缺一些環節,總體設計、結構設計、管道布置等方麵存在既浪費材料又不美觀的通病。因此,我國應在空分設(shè)備成(chéng)套和配套部機方麵繼續完善產業鏈。
三是向設備大型化、集群化方向(xiàng)挺進。當(dāng)前,空分設備大型化、特大型化、機組集群化已成為(wéi)一種趨勢。特大(dà)型化的空分設備可以直接減少大型化工項目的空分設備台數,進而減少設備投資、用地(dì)和運行維護的工作量。空分設備機組集(jí)群化有利於設(shè)備的統一管理,但同(tóng)時對現(xiàn)場布置優化提出了更高的要求。我國在空分設備特大型(xíng)化、機組(zǔ)集群化、現場布置優化等方麵有所不足,應不(bú)斷總結(jié)積(jī)累經驗(yàn),努力縮小與發達國(guó)家的差距。
四是實現(xiàn)空(kōng)分(fèn)流程(chéng)的多樣化。空分流(liú)程的多樣化也是大型空分(fèn)設備發展的主要趨(qū)勢之一(yī),尤其是煤化工和煉化一體化領域配套的空分設備,用戶對空分產(chǎn)品的純度、壓力、時長等規格要求越來越具有針對性,這將促使空分設備(bèi)廠商以工藝包模式(shì)對各類流程(chéng)實現整體開發。此外,開發IGCC、富氧(yǎng)燃(rán)燒、LNG冷能利用等新應用領域的流程,大型空分稀有氣體全提取流程,多塔或混合塔製取低純度氧的流程,超高純(chún)氧、氮提取流程等滿足市場需求的空分流程,也是空分(fèn)流程多樣化的發展趨勢特征,國內企業應對這一趨勢多加注意。
五是加大創新力度。目前國內空分設備製造企業習慣了高速發展的狀態,在技術上(shàng)的投資較小,在科技創(chuàng)新方(fāng)麵畏首畏尾,延(yán)緩甚至阻(zǔ)礙了空分製造業的優(yōu)化升級。為(wéi)提(tí)高行業競爭力,相關企業必(bì)須加大投入,加強產、學、研協同創新(xīn)和企業(yè)聯(lián)合創新,政府也應在財稅和(hé)科技資源共享平台建設上給予支持。

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