每小時(shí)產(chǎn)出10萬立方米氧氣，中國鋼鐵的這項(xiàng)技術(shù)，令西方羨慕不已

寧夏回族自治區(qū)，賀蘭山下，黃河岸邊。2017年3月15日下午2點(diǎn)58分，神華寧煤煤制油項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，杭氧集團(tuán)研發(fā)的十萬等級(jí)空分裝置成功產(chǎn)出純度99.6%的氧氣。現(xiàn)場(chǎng)爆發(fā)出熱烈掌聲，很多老工程師熱淚盈眶。

這一刻，他們等了整整十年。這個(gè)曾被德國企業(yè)壟斷數(shù)十年的技術(shù)堡壘，終于被一家杭州企業(yè)徹底攻克。

鋼鐵工業(yè)的“呼吸之困”

現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)離不開氧氣。正如杭氧集團(tuán)總經(jīng)理韓一松所言：“工業(yè)離開了我們分離出來的氧和氮，大工業(yè)就發(fā)展不起來。”空分設(shè)備因此被稱作“工業(yè)之肺”。

核心技術(shù)長期被德國林德集團(tuán)、法國液化空氣等少數(shù)國際巨頭壟斷。上世紀(jì)九十年代，中國鋼鐵產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，但對(duì)高端空分設(shè)備卻嚴(yán)重依賴進(jìn)口。

“這個(gè)項(xiàng)目之前，我們國產(chǎn)的裝備連讓我們參與投標(biāo)的機(jī)會(huì)都沒有。”韓一松感慨道。國內(nèi)鋼廠往往需要支付高昂價(jià)格購買進(jìn)口設(shè)備，有時(shí)甚至被迫接受對(duì)方指定的“捆綁”技術(shù)服務(wù)。

高昂的成本只是問題之一。更致命的是供應(yīng)鏈的不確定性。國際巨頭提供的設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，維修需等待國外工程師調(diào)度，周期長、費(fèi)用高，嚴(yán)重影響鋼廠生產(chǎn)計(jì)劃。

空分裝置是煤化工的核心設(shè)備。神華寧煤400萬噸/年煤炭間接液化項(xiàng)目，就需要12套十萬等級(jí)空分設(shè)備支持。如果依賴進(jìn)口，不僅成本驚人，能源安全也將受制于人。

杭氧的前身是1950年成立的“浙江鐵工廠”。1952年，在全國工礦機(jī)械會(huì)議上，面對(duì)國家急需制氧機(jī)的號(hào)召，無人敢接任務(wù)。杭氧首任廠長錢祖恩站了出來：“我們可以接這一任務(wù)！”

1956年1月3日，杭氧成功研制出中國第一臺(tái)30m3/h的成套空氣分離設(shè)備。從此，中國制氧機(jī)工業(yè)的序幕拉開。

突破之路充滿艱辛。2009年9月25日，杭氧為寶鋼配套的第一套六萬等級(jí)空分裝置出氧，邁出大型空分設(shè)備制造的第一步。但到2011年，杭氧一直徘徊在六萬等級(jí)，而國際巨頭已能制造八萬、十萬等級(jí)設(shè)備。

轉(zhuǎn)折點(diǎn)在2012年到來。當(dāng)時(shí)，杭氧在廣西計(jì)劃上馬六萬等級(jí)空分裝置，但管理層果斷決策：直接上八萬等級(jí)。一年后，八萬等級(jí)裝置成功出氧，杭氧終于拿到了與國際巨頭同臺(tái)競(jìng)標(biāo)的“入場(chǎng)券”。

2013年4月26日，杭氧與神華寧煤簽約，承擔(dān)6套十萬等級(jí)空分裝置的設(shè)計(jì)制造任務(wù)。杭氧團(tuán)隊(duì)從32種流程方案中優(yōu)選最佳方案，采用大數(shù)據(jù)分析方法，對(duì)上百套空分設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究。

精餾塔是決定空分設(shè)備性能的技術(shù)高地。1000多片鋁箔盤成一個(gè)填料盤，300多塊填料盤組成一個(gè)精餾塔。填料盤的直徑每縮小0.1米，出氧性能就會(huì)提升，但這背后需要上千次試驗(yàn)。

國產(chǎn)“工業(yè)之肺”的技術(shù)突圍

空分設(shè)備并非簡單的“制氧機(jī)”，它是從空氣中分離出氧氣、氮?dú)狻⑾∮袣怏w的高科技裝置。十萬等級(jí)空分裝置每小時(shí)可產(chǎn)生10萬立方米的氧氣，足以滿足大型煤化工項(xiàng)目的需求。

杭氧攻克了諸多技術(shù)難題。他們開發(fā)了十萬等級(jí)特大型空分工藝包和成套集成關(guān)鍵技術(shù)、自動(dòng)變負(fù)荷先進(jìn)控制技術(shù)等。最重要的是，他們解決了超大型精餾塔陸路運(yùn)輸?shù)碾y題。

杭氧研制成功的鋁制高壓板翅式換熱器，設(shè)計(jì)壓力提高到10.0MPa，達(dá)到國際先進(jìn)水平。2017年8月25日，杭氧的6套空分裝置全部開車成功，單套設(shè)備蒸汽消耗量低于設(shè)計(jì)值6噸/小時(shí)，成為當(dāng)時(shí)世界上同規(guī)模能耗最低的空分設(shè)備。

2018年4月，專家鑒定組一致認(rèn)為，國產(chǎn)十萬等級(jí)空分設(shè)備主要技術(shù)性能達(dá)到國際領(lǐng)先水平。2021年，相關(guān)項(xiàng)目榮獲國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

杭氧并未止步。近年來，他們?cè)跓熍_(tái)龍口市裕龍石化產(chǎn)業(yè)園內(nèi)，成功投產(chǎn)3套8萬等級(jí)空分裝置，首次實(shí)現(xiàn)高低壓一體板翅式換熱器國產(chǎn)化替代進(jìn)口，突破“卡脖子”難題。

坐穩(wěn)空分行業(yè)頭把交椅后，杭氧開始探索新模式。他們形象地比喻：既要養(yǎng)“奶牛”（空分設(shè)備），也要賣“牛奶”（工業(yè)氣體）。

21世紀(jì)初，杭氧建立第一家氣體公司——杭州建德杭氧氣體有限公司。這標(biāo)志著他們從設(shè)備制造商向氣體服務(wù)商轉(zhuǎn)型。氣體業(yè)務(wù)營收首次超過制造板塊。

杭氧股份2010年在深交所上市，借助資本力量，在全國17個(gè)省區(qū)市建立60余家氣體公司。2023年，氣體產(chǎn)業(yè)總投資額超200億元。

杭氧還向特種氣體領(lǐng)域進(jìn)軍。他們生產(chǎn)的高純度氣體應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。2023年7月12日，全球首枚液氧甲烷火箭“朱雀二號(hào)”發(fā)射成功，其燃料——液氧及宇航級(jí)氪、氙氣體產(chǎn)品就由杭氧提供。

宇航氙的純度要求極高，達(dá)到99.9999%以上。這么高純度的氣體產(chǎn)品，就是在杭氧的氪、氙精制中心生產(chǎn)的。

近年來，杭氧積極布局氫能、CCUS等綠色產(chǎn)業(yè)。他們?cè)谏轿魍督藝鴥?nèi)在運(yùn)行日均加注量規(guī)模最大的加氫站之一，日加氫量超過5噸。

中國裝備走向世界的新征程

國產(chǎn)空分設(shè)備的成功，推動(dòng)了中國鋼鐵行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。近年來，中國鋼鐵企業(yè)投入巨資進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，推動(dòng)產(chǎn)品向高端化突破。

首鋼集團(tuán)研發(fā)的“蟬翼鋼”厚度僅約0.06毫米，相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的直徑。這展示了中國鋼鐵制造的技術(shù)突破。鞍鋼集團(tuán)軋制完成的熱成形車輪鋼，強(qiáng)度是鋁合金輪的6倍，成本僅為鋁合金輪的70%。

鋼鐵行業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型也在加速。中國寶武啟動(dòng)“2526”工程，推動(dòng)人工智能技術(shù)在鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用。河鋼集團(tuán)全面部署“人工智能+”行動(dòng)，在生產(chǎn)制造、企業(yè)管理等領(lǐng)域深化智能化應(yīng)用。

杭氧的產(chǎn)品已走向全球。2008年，中國自行研制的32000m3/h空分裝備出口到德國，矗立在空分設(shè)備的發(fā)源地。截至2023年，杭氧產(chǎn)品已出口到德國、美國、馬來西亞等40多個(gè)國家和地區(qū)。

2022年，杭氧配套美國GCGV烯烴裝置模塊化建造項(xiàng)目180萬噸/年乙烯裝置在墨西哥灣順利投產(chǎn)，這是全球規(guī)模最大的乙烯裂解模塊化建造項(xiàng)目。同年，杭氧與埃克森美孚公司合作美孚惠州160萬噸/年乙烯一期項(xiàng)目，被授予“優(yōu)秀供應(yīng)商”稱號(hào)。

2023年，杭氧投資2.97億元在印尼奧比島提供園區(qū)供氣服務(wù)，打響了海外投資第一槍。

如今，杭氧的空分設(shè)備已矗立在全球40多個(gè)國家。從戈壁荒漠到墨西哥灣，從傳統(tǒng)制氧到助力航天、氫能等新興領(lǐng)域，這家杭州企業(yè)持續(xù)擴(kuò)大著中國制造的版圖。

今年1月，杭氧又成功中標(biāo)合肥某單位低溫液氦綜合性能測(cè)試系統(tǒng)項(xiàng)目，標(biāo)志著其在可控核聚變領(lǐng)域取得新進(jìn)展。那條曾經(jīng)被卡脖子的道路，已被中國企業(yè)走成了一條通途。