在中国经济建设中,空分工程在冶金、化工等领域占有特别的地位,而且随着国家现代化建设步伐的不断加快越来越显示出其重要性。

在国内,有这么一个大型中央企业,从上个世纪70年代承建太钢10000 Nm3/h氧气站工程开始,至今先后承建了包括宝钢、本钢、武钢等大型钢铁企业的冶金空分制氧工程及国内化工、石化等领域的空分工程近70台(套),制氧能力超过1300000Nm3/h,尤其在大功率高转速设备安装、铝合金与不锈钢焊接(包括氩孤双面对称焊接一次成型工艺)、大型储罐制作与安装、DCS控制系统调试等方面核心专业技术优势突出,在冶金空分制氧领域可谓独领风骚,在国内空分领域成为主力军。这个大型中央企业就是世界500强之中国冶金科工集团有限公司的核心企业——中冶天工集团有限公司。

中冶天工集团有限公司在空分领域留下了显赫的业绩,其代表作有:1967 年建成的太钢氧气站10000 Nm3/h制氧装置为国内第一台10000等级以上全提取的进口空分装置(德国林得制造),1974 年建成的本钢氧气站10000 Nm3/h制氧装置为国内制造(杭氧制造)的第一台10000等级以上空分装置,1997 年建成的宝钢5#制氧机(72000Nm3/h)为当时亚洲第一台70000等级以上空分装置,冶金行业制氧量超过60000 Nm3/h的空分工程几乎均由该企业承建;包头神华煤化工两台60000 Nm3/h制氧站空分装置是国内北方地区的大型氧气站,其包头煤制烯烃项目的规模和性质是史无前例的,是国家发展战略规划项目也是国家大西北开发的重大项目。

冶金空分制氧领域独领风骚

在中国由建设钢铁大国到建设钢铁强国的历史中,做为国内冶金施工主力军之一的中冶天工集团有限公司做出了突出贡献。从上个世纪60年代大规模建设太钢开始,他们相继在宝钢、武钢、本钢、舞钢、天津无缝钢管厂等国内大型钢厂和冶金企业的建设中充分展示了自己多方面的专业优势和综合实力,建成了国内外一大批代表当今世界先进水平的重点工程,如沙钢5860m3高炉、太钢660m2烧结机工程为当今世界同类最大项目。特别是在上个世纪80年代建设国内最现代化的宝钢工程中,企业成功建成了7台氧气站工程,其中72000 Nm3/h 氧气站工程为当时亚洲最大同类项目,有3项工程荣获“国家金质奖”,在冶金空分制氧领域显示了企业独特的技术专业优势。

所谓空分,就是以空气为原料通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态,再根据沸点的不同经过精馏而从液态空气中逐步分离生产出氧气、氮气及氩气等惰性气体。空分设备是大型企业生产中不可缺少的供气装置,它由一群独立的机器和设备组成,其自动化程度较高、运行操作和维护管理比较复杂。

国内最现代化的宝钢工程当时被称为“镶嵌在中国东方的一颗明珠”,其一、二、三期工程中的7台氧气站制氧设备制造商分别是日本、APCI和德国。在建设过程中,中冶天工集团有限公司(时称“冶金工业部第十三冶金建设公司”)技术和施工人员对引进技术和设备积极“消化”和“吸收”,对先期6个直径9.2米的储氧球罐由引进改为国内设计和制造,全部采用当时国内用于压力容器的15MnvN高强钢。为了克服这种材质冷裂纹及焊接变形,技术和施工人员群策群力进行攻关。通过大量科学实验,他们确定最佳工艺参数,对冷压成型、组装、预热焊接、整体退火等各道工艺和工序全过程控制,成功地进行火焰整体加热消除焊缝残余应力,为该钢种在压力容器上的应用开拓出新路,填补了当时国内这项技术的空白。

在攻克宝钢三期工程氧气管道大直径厚壁黄铜阻火器焊接难关时,焊接技师于玉营带领QC小组成员为了克服固体焊药在作业中对施焊人员视线伤害严重和氧化膜对焊接质量的影响,请教各大高等院校的学者和专家,翻阅大量相关资料,试制配方,独辟蹊径地试验成功“黄铜气体焊剂”,攻克了当时被业界称为“焊神”的曾乐生前未能解决的技术课题,圆满地完成了阻火器的焊接任务。该课题经申报,于1983年入选“中华优秀专利”,于玉营也被香港国际开发公司聘请为特约顾问。

中冶天工集团有限公司在宝钢工程建设特别是在冶金空分制氧领域取得的业绩,得到了业界的广泛认可。随后,企业又相继承建了太钢、南钢、武钢、浦钢等钢厂的冶金空分制氧工程,仅60000 Nm3/h规模以上的就达13台(套)。在武钢七号制氧工程两台60000Nm3/h制氧工程焊接中,施工技术人员攻克许多技术难关,使焊缝合格率100%、焊缝优良率95%以上,被中国工程建设焊接协会评为“2010年度全国优秀焊接工程奖”。因此,企业在国内冶金空分制氧业界享有“中国制氧专业户”美称。

国内空分领域主力军

近年来,中冶天工集团有限公司秉承“不断突破上限,打造成长型企业”核心价值观,重视科技创新,积极拓宽市场,努力保持企业科学、健康、持续发展。其中,空分制氧工程在冶金领域独领风骚的同时,企业凭借自身在空分制氧工程专业的技术实力和良好社会信誉向化工等领域拓展并取得了显著业绩,成为国内空分领域的一支主力军。

在冶金以外的领域,中冶天工集团有限公司承建了吴淞化工厂、吴泾氯碱总厂、珠江气体工业有限公司、东方制气股份有限公司、上海中远化工厂、南京扬子石化BOC、陕西盈德气体有限公司、久泰能源内蒙古有限公司、湖南盈德气体有限公司、中冶南方(黄石)气体有限公司、宝金新城江都气体有限公司、神华包头煤制烯烃项目等制氧机或制氧站工程,均获得了良好的口碑。特别值得一提的是神华包头煤制烯烃项目工程的顺利建设,更是彰显了企业在空分领域的专业技术优势和综合实力。

2008年,中冶天工集团有限公司正式同中国神华集团签下了两套60000 Nm3/h制氧站的施工安装合同。中国神华集团是世界500强企业,也是中国煤炭化工业的“顶梁柱”,其包头煤制烯烃项目的规模和性质都是史无前例的,是国家发展战略规划项目,也是国家大西北开发的重大项目。能够承建这项工程,是企业专业技术优势和综合实力的体现,也是其下属的专业分公司——机电安装分公司转型和创新发展的契机。

中国神华集团的管理无论是软件还是硬件都具有国际先进水准,其安全管理采用当今国内比较前卫的HSE管理,从健康、安全、环境三方面同时着手进行把关、保证安全目标。该工程启动时,面对当今国内比较前卫的HSE管理,中冶天工集团有限公司机电安装分公司项目部以极强的学习能力和适应能力让神华HSE管理人员看到了项目部的朝气蓬勃和敬业精神。空分冷箱里面的分馏塔安装和冷箱内管道安装具有很大的危险性,如大型脚手架、纯金属质地宜导电及空间密闭、高空作业等等。神华项目组HSE计划选一空分塔进行典型检查,机电安装分公司项目部安全经理主动请缨,邀请检查团到项目部施工的空分塔检查,虚心接受指教,认真整改隐患,为“零事故、零伤害”奠定了基础,实现了安全管理目标。

 中国神华煤化工空分装置是国内北方地区首屈一指的大型氧气站,其工艺流程和设备都包含着世界顶级高精尖技术:价值十几亿元的压缩机由德国曼透平公司进口;管廊上几千米管道蜿蜒曲折,材质多元精密;规模空前的空冷器,重达80吨庞大的分子筛,高达56米的空分冷箱、分馏塔,重量近70吨的空冷塔、水冷塔;DCS计算控制系统,复杂的仪表分析仪,数千个仪表、阀门,100%焊缝热处理,承受40MPa压力的高压蒸汽管道,等等。这些设备的成功安装和使用,充分证明了中冶天工集团有限公司丰富的氧气站安装经验和挑战高新技术的能力。

空分塔及系列铝制设备管道的安装一直是氧气站最为高难的技术,而越是这种有挑战性的技术越能显示出实力。一直跟随项目部南征北战的10名氩弧焊技术工人,以探伤合格率99%的骄人战绩彻底征服中国神华质量部,就连德国曼透平派来的高级工程师都竖起大拇指说:PERFECT!(完美)。空分塔的安装效率,在其它参建单位中也是独树一帜,机电安装分公司提前完工为其它参建单位提供了学习、参照的模板工程。为此,杭州氧气设备厂家邀请项目部帮助组对分馏塔,因为项目部的氩弧焊技术已经被周边其它单位乃至第三方探伤单位和业主等均默认为免检项目。

空气压缩机是氧气站的主体设备之一,属于大型机械安装。由总工程师武秀全带队的压缩机技术组针对安装过程中出现的种种问题,亲自试验,暗中摸索,虚心学习,反复测量计算,最终配合国外工程师完美地完成了压缩机安装工程并且顺利试车;仪表调试是最细碎、最繁琐的工作,其自动控制系统的高级语言难度不亚于人学习一门新外语,其数量更是不能以个十百来计量。机电安装分公司的高级仪表调试专家在短短3个月内带领年轻队伍完成了安装调试,令盈德气体专家也很佩服。这也足以证明了中冶天工集团有限公司对当前世界自动化仪表DCS和PRC等的掌握达到炉火纯青的地步。从2008年7月到2010年4月,中冶天工集团有限公司400多人井然有序、保质保量,创下了200万安全人工时的佳绩。

面向未来积极应对新市场

当今, 世界科技与经济快速发展,各行各业对氧、氮、氩需求急增, 促使空分设备越造越大。空分设备及其气液产品已渗透到国民经济的各个部门, 成为国民经济的基础装备行业, 氧、氮、氩等空分产品在国民经济中做为“动力”的工业气体已不可或缺。

空分技术经过多年的发展,目前在技术上已经十分成熟,其装置的先进性、安全性、可靠性等均达到了较高水平,已经成为广泛应用于钢铁、煤化工、石化、电子等行业通用性很强的设备装置;而随着钢铁、煤化工装置等的大型化,空分设备(制氧机)也越造越大。目前,空分设备的特点是:巨型化,填料塔,无氢制氩,内压缩,气液并产,高自动化,高可靠,低能耗,长周期,等等。随着中国国民经济持续高速发展,当前国内空分领域正处于“黄金时期”和属于“朝阳工业”,符合国家产业政策和可持续发展战略,具有广阔的市场发展空间。

中冶天工集团有限公司做为中国冶金科工股份有限公司的核心企业,拥有国家住房和城乡建设部核定的工程施工总承包特级资质、设计行业甲级资质和国家商务部核定的对外承包工程资格,具有承担大型工业、民用及市政公用工程项目总承包建设能力和丰富的管理经验。企业为中国施工企业管理协会、中国对外承包工程商会和中国建设银行评定的AAA级信用等级企业、天津市政府评定的“优秀诚信企业”和“守合同,重信用”单位,是“全国五一劳动奖状”获得者,连续多年荣获“全国优秀施工企业”、“全国建筑业先进企业”、“中国建筑业双百强”、“天津市文明单位”、天津滨海新区“社会责任贡献奖”等荣誉称号。

近年来,中冶天工集团有限公司坚持科技创新和有效转型,不断建立、健全了科技创新体系,设立了科技创新基金,制定了《技术创新管理办法》、《技术研发课题管理办法》、《技术创新成果奖励办法》、《建筑业新技术示范工程管理办法》等多项管理规定。集团公司董事长、党委书记张培义多次强调要“巩固创新专业优势,努力建设精品工程”。企业形成了良好的技术、管理等创新氛围,具有较强的经营管理和技术研发、转化能力,是中国建筑业协会评定的“十一五”全国建筑业科技进步与技术创新先进企业、全国企事业单位知识产权工作试点单位、中国施工企业管理协会技术创新先进单位、天津市市级企业技术中心和专利示范企业。特别是在空分领域,有机电安装分公司和上海十三冶设备安装分公司两个专业分公司,积累和培育了一支人员稳定、经验丰富、专业能力强的管理、研发、实施人员队伍,拥有较强的技术研发、管理和作业实施团队,在大型空分系统安装领域尤其是在第六代、第七代大型空分制氧项目施工总承包领域拥有国际领先的技术和骄人业绩。

面向未来,国家提出了拉动内需的政策,投入大量资金改善国内基础设施,其中对空分设备项目的大力支持就是一个重点。而煤化工、天然气化工和石油化工是支撑化学工业的三大基础性产业,其发展水平对国家国民经济和社会发展具有重要影响。尤其是“化工热”必促发“空分热”,国家在未来几年空分设备的需求量持续看涨,会在国内形成高增长量的市场需求;同时,受煤化工、钢铁 、电力、石化、天然气化工等行业投资力度加大拉动影响,国内气体分离设备行业出现了前所未有的产、销两旺好局面,国内对空分设备的需求迎来新一轮高峰。

针对国内空分领域特点及其发展趋势,中冶天工集团有限公司将面向未来,充分利用在国内空分制氧领域形成的专业技术优势,进一步加强同同济大学、天津大学等高等院校的合作,强化空分领域技术创新和课题攻关,积极申请组建中冶空分工程技术中心,努力在国内空分领域向着更广阔的新天地不断开拓。 (张 发 旺) ②