國產化攻關目標基本實現

 
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、技術最新的30萬噸海上浮式生產儲油船在上海外高橋造船有限公司順利下水。這艘世界領先的海上浮式生產儲油船船長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是石化工業的支撐性行業，石化裝備制造業發展水平和能力決定著石化工業發展進程。為了提高我國石化裝備設計制造水平，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鍵設備、百萬噸級PTA成套裝置關鍵設備、大型石化通用設備等。此外，30萬噸/年大型合成氨成套設備、52萬噸/年尿素成套設備、30萬噸/年大型磷酸成套設備、60萬噸/年磷銨成套關鍵設備、80萬噸/年硫酸成套關鍵設備、大型煤化工成套關鍵設備、子午線輪胎成套關鍵設備等一大批重大技術裝備也相繼實現國產化。通過重大裝備引進和消化吸收國外先進設計制造技術，并著力開展自主創新，我國石化裝備技術水平和制造加工能力有了極大的提高，部分大型設備關鍵技術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年工業總產值約5000億元左右。其中，通用設備約為2000億元，石化專用設備約1800億元，石油鉆采運輸設備約800億～900億元，自動化儀表控制設備約300億～400億元。據不完全統計，我國石油和化工裝備制造企業達7700多家，其中壓力容器、壓力管道制造企業近5000家，ASME取證企業約580家，API取證企業超過1300家，均位居世界前列。

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

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

 
    如果說“十一五”期間我國重大石化裝備國產化的主要成果還體現在研制攻關領域的話，那么，“十二五”期間，國產化的重點要放到研制和大面積推廣應用并舉上來，推動石化裝備制造業科學發展和全面提升。

    當前石化重大裝備國產化是不均衡的，有些行業進步快，有些行業進展慢。此外，國產重大裝備如何產業化、被業主單位和石化項目廣泛采用，已成為今后國產化走向深入要破解的關鍵課題。國產化是一個系統工程，重大裝備只有最終產業化、實現廣泛應用才有意義和價值。為此，需要政府部門、項目業主和設備制造企業三方同心合力，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的發展方向是：裝備日趨大型化；裝備研制與工藝技術研發、設計緊密結合；裝備機電一體化水平越來越高；發展高效節能、環保型裝備成為主流；新材料、新設計和新的制造技術不斷得到應用。“十二五”期間，石化裝備制造業要瞄準高端，圍繞促進石化產業轉型提升、支撐戰略性新興產業發展這一主題，發揮科技創新的主導作用，加快發展高端裝備制造業，提高行業核心競爭能力和全球化經營能力，為我國石化工業走向世界提供強有力的技術裝備支撐，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向國產

    由于我國缺油、少氣、富煤的資源特點，決定了大力發展現代煤化工產業，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品生產國，也是唯一大規模采用電石法生產聚氯乙烯的國家。

    煤化工的核心技術是煤氣化技術裝備。長期以來，我國建設大型合成氨、尿素、煤制甲醇裝置時，煤氣化爐等核心設備都必須依賴進口。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品，在我國大行其道。為此，“十一五”期間，我國在煤氣化技術方面加大了研制攻關力度，先后自主開發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，使我國煤氣化技術裝備達到世界領先水平。至此，中國發展現代煤化工產業，已基本具備了獨立自主的技術裝備支撐體系。

    由兗礦集團和華東理工大學共同研究開發的國家重點科技攻關項目、科技部“863”攻關課題——多噴嘴對置式水煤漿氣化技術，在“十一五”期間逐步成熟，并實現了大規模應用的新跨越，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成功運行，將為我國發展煤制烯烴、煤制天然氣等新型煤化工產業提供強大技術支撐。

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

    為支持國內煤制油、煤制烯烴等新興產業的發展，中國第一重型機械集團全力推進加氫反應器等重型壓力容器的研制攻關。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”加氫反應器，并成功在鄂爾多斯完成吊裝。這臺反應器的成功制造，標志著中國加氫反應器的材料開發、設備設計、制造工藝技術已經位于世界前列，為中國發展高端煤化工產業注入了強大動力。作為國內重型加氫反應器的主要承制單位，幾十年來中國一重已為國內煉化、PTA等領域提供了數百臺石化用加氫反應器。

    2009年7月，華能集團主導推進的我國首座自主開發、設計、制造并建設的IGCC示范工程項目——華能天津“綠色煤電”IGCC示范電站，在天津臨港工業區開工建設。上海電氣是該電站IGCC機組主要設備的供應商。2010年9月30日，我國具有自主知識產權的首臺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示范電站項目的關鍵設備。它的制造完成，標志著西安熱工院開發的兩段式干煤粉加壓氣化技術在大規模工業化的道路上又邁出了重要一步，為“綠色煤電”和新型煤化工產業的發展提供了可靠裝備支持。

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

兗礦集團有限公司、華東理工大學共同承擔的國家重點科技攻關項目——新型多噴嘴對置式水煤漿氣化爐開發項目，在“十一五”期間獲得成功，并獲得專利技術，形成了具有自主知識產權的大型煤化工氣化成套技術。該氣化爐日處理煤炭2000噸以上，使我國發展大型煤化工結束了必須依賴進口氣化技術裝備的歷史。圖為采用該氣化爐在兗礦魯南化肥廠建設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任公司研制成功。這臺具有自主知識產權的高端裝備，是世界第一臺陸地用12000米交流變頻電驅動鉆機，也是目前全球技術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年代生產過一臺12000米模擬控制的直流電驅動鉆機。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域的優勢，躋身世界在這一領域領跑者的行列。 

    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。可”十一五“開始時，我國只具備300米以內水深油氣田的勘探、開發和生產的全套能力。我國過去自行研制的海洋鉆井平臺作業水深均較淺，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，實現主體機械完工，將于2010年底完成建造調試，2011年將會執行南海油氣的勘探任務，從而有望結束我國海洋油氣勘探作業局限于近海的歷史。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、完井與修井作業等多種功能，最大作業水深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先行列，對于加速中國進軍深海海洋工程裝備開發、提升深水作業能力、實現國家能源戰略、維護國家民族利益等都具有戰略意義。

    除此之外，渤海船舶重工有限責任公司建造的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儲油輪系列設計制造能力，具備起重船、鋪管船和重型海上浮吊等的生產能力。

 天津大乙烯是我國“十一五”期間首個新建成投產的百萬噸乙烯工程。該項目的核心設備之一——國內首臺國產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PTA項目，合力推進國內首套百萬噸級PTA重大裝備國產化。2009年11月，該項目一次投料開車成功，宣告我國“十一五”PTA技術裝備國產化的任務初步完成，成為我國石化重大裝備國產化的標志性工程。

    蓬威石化公司百萬噸級PTA項目是國家核準的國產化示范工程和依托工程，采用中國紡織工業設計院自主開發的生產技術，主要設備如氧化反應器、加氫精制反應器、干燥機、空壓機、過濾機及高速進料泵等均由國內企業制造，基礎設計、詳細設計和設備采購服務等工程總成均由國內工程公司承擔。它是國內建成投產的第一個全面采用國產技術的大型PTA裝置。

    南京寶色股份公司為該項目研制了氧化反應器，其性能質量領先國際同類產品，價格是同類進口產品的一半，對大幅度降低我國PTA裝置的投資成本和產品成本、促進我國聚酯工業和化纖工業健康發展、提升我國鈦材料設備技術裝備水平，具有十分重要的戰略意義。 


    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化的優秀范例。國產百萬噸級PTA/CTA干燥機的誕生，顯示了中國裝備制造業的實力。

 
    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，該設備各項運行指標平穩，完全達到設計要求，打破了設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，標志著大型PTA技術裝備實現了國產化，對振興民族工業、提升行業整體競爭力具有重大意義。

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

繼成功研制國內首臺百萬噸級PTA氧化反應器后，南京寶色股份公司于2010年10月又研制出120萬噸/年大型國產化PTA裝置氧化反應器。該氧化反應器直徑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合承壓設備，也是制造工藝、焊接技術難度最大的鈦鋼復合承壓設備。該項目是經國家發改委核準的國產化示范工程,也是石化產業旗艦型項目。它的研制成功，徹底打破了國外對我國大型PTA裝置關鍵設備的技術壁壘，填補了國內空白。 圖為120萬噸/年大型PTA氧化反應器出廠發運時的情景。 （南京寶色供圖）

乙烯重大裝備國產化目標如期實現

    建設一套百萬噸級大型乙烯成套設備，總投資一般在200億元以上，其中設備采購費用占總投資的30%左右，達到近70億元。據測算，“十一五”期間我國建設大型乙烯項目產生了約560億元的設備市場需求。 

    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、鎮海和撫順三大百萬噸級乙烯工程，全力推進重大裝備國產化。

    乙烯“三機”是大型乙烯工程的心臟，乙烯“三機”的國產化自然成為“十一五”石化裝備行業的三大工程。“十一五”期間，沈陽鼓風機集團有限公司承擔了為天津、鎮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之后，世界上少數幾個有能力生產乙烯裝置用大型壓縮機組的企業之一。

    三大工程中，天津大乙烯是國內第一套建成投產的國產化百萬噸級乙烯裝置。除少部分裝置引進國外專利使用權和技術工藝包外，該項目煉油基本上采用國內技術，乙烯大部分采用國內或中外合作開發技術，煉油裝置和乙烯設備的國產化率分別達到91.5%和78%，與國內已建和在建項目相比，裝備國產化堪稱之最，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后，國產化裝備運行平穩，各項指標完全達到攻關目標及國際標準要求，為國家重大石化技術裝備國產化樹立了典范。

 
    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，均實現重大突破。

    至此，大型乙烯“三機”等重大技術裝備都已實現了國產化。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化率達到75％以上的目標如期實現。