【壓縮機網(wǎng)】空分設(shè)備廣泛應(yīng)用于機械、冶金、石化、新型煤化工、建材、航天、醫(yī)療等國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域，10000m³/h氧以上的大型空分設(shè)備更成為了冶金、石化、煤化工項目不可缺失和重要的組成部分，是國家的重大裝備之一。
隨著我國冶金、石化、煤化工等產(chǎn)業(yè)十多年來對空分設(shè)備大型化需求的日益增加，空分設(shè)備規(guī)格朝著大型、特大型方向發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，2000年以來我國新增的空分設(shè)備制氧能力就高達3300萬m³/h，其單臺容量也從2-3萬m³/h，發(fā)展到目前的10-12萬m³/h。
以杭州制氧機集團有限公司為代表的中國空分設(shè)備制造業(yè)經(jīng)過幾十的發(fā)展，一躍成為了“我國乃至q*z*大的空分設(shè)備制造基地之一”，行業(yè)一年中制造的空分設(shè)備制氧能力總量從2000年的15萬m³/h上升至300多萬m³/h左右，大型、特大型空分設(shè)備的主要制造廠商有見下表所示。
在上述的廠商中有3家外資企業(yè)，來自世界500強企業(yè)，代表當今空分設(shè)備的世界先進水平，此外，還有開封迪爾、河南開利、杭州世亞德、杭州凱德、蘇州制氧機等廠商設(shè)計、制造20000m³/h等級及以下的中大型空分設(shè)備，目前在國產(chǎn)的60000等級及以下的空分設(shè)備市場占有率已達到90%以上，制氧容量已達世界s*位，而在60000等級以上市場中，國內(nèi)企業(yè)與外資的競爭則相當激烈。
大型空分設(shè)備的國產(chǎn)發(fā)展現(xiàn)狀
我國大中型空分設(shè)備的設(shè)計制造迄今已有60多年的歷史，走過仿制、引進技術(shù)、自主研發(fā)三個階段。
第一階段為上世紀改革開放前，在計劃經(jīng)濟的指令下，走過了仿制俄羅斯空分機型的石頭蓄冷器切換流程、鋁帶式蓄冷器切換式流程、板翅式換熱器切換流程的空分設(shè)備等階段，主要產(chǎn)品等級為1000、3350、6000m³/h空分設(shè)備，當時的設(shè)備存在著產(chǎn)品產(chǎn)量、純度達標難、能耗高、可靠性差的各種不足。
第二階段為上世紀八十年代，我國引進了德國林德公司的大型空分設(shè)備設(shè)計制造技術(shù)，使我國的中大型空分設(shè)備設(shè)計、制造水平迅速提高，空分流程進步到分子篩吸附的全低壓流程，這一時期空分設(shè)備等級主要為6000、10000m³/h，其用戶為冶金工業(yè)企業(yè)居多。
第三階段上世紀九十年代后，以杭氧為代表的我國空分設(shè)備制造業(yè)在消化吸收引進技術(shù)的基礎(chǔ)上，自主研發(fā)了新一代的帶增壓透平膨脹機分子篩吸附、規(guī)整填料精餾塔技術(shù)流程空分設(shè)備，國內(nèi)企業(yè)突破了流程組織、流程計算、精餾計算等空分設(shè)備設(shè)計技術(shù)的難關(guān)，掌握了空分設(shè)備設(shè)計制造的全部技術(shù)要領(lǐng)，并擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，使國產(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)指標均達到了sj*l水平，國產(chǎn)空分產(chǎn)品z*大規(guī)格從10000m³/h上升到了15000m³/h。這一期間林德、液空等國際大牌企業(yè)看好中國的大型空分設(shè)備市場，在國內(nèi)建合資或獨資公司，并向市場推出20000m³3/h及以上規(guī)格的大型空分設(shè)備，而后又推出30000、60000等級及以上規(guī)格的大型空分設(shè)備。
2000年以后，隨著我國冶金、石化、煤化工等產(chǎn)業(yè)對大型、特大型空分設(shè)備需求的迅速增長，促進了我國空分設(shè)備行業(yè)的快速發(fā)展，以杭氧、川空、開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，通過自主創(chuàng)新、自主研發(fā)，開發(fā)出了適用冶金、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z*大規(guī)格迅速地從20000m³/h提高到了30000、40000、50000、60000m³/h，又從60000等級上升到了8～12萬等級，滿足了國民經(jīng)濟發(fā)展的需求。據(jù)了解，國產(chǎn)大型空分設(shè)備發(fā)展過程取得的階段性成果主要有：
2002年12月，杭氧通過自主創(chuàng)新、自主研發(fā)，開發(fā)的s*套國產(chǎn)30000m³/h空分設(shè)備順利開車，其主要技術(shù)指標達到同類型空分設(shè)備的國際先進水平，s*次實現(xiàn)了我國從“七五”就開始攻關(guān)的“3萬”等級大型空分設(shè)備的國產(chǎn)化。
2004年9月，開封空分集團研制的國內(nèi)s*套4萬內(nèi)壓縮空分裝置在山東華魯恒升一次開車成功。
2009年7月，杭氧提供給大唐國際多倫煤化工3套58000Nm³/h內(nèi)壓縮空分設(shè)備一次開車成功；
2010年，杭氧研制的4套60000m³/h在神華包頭烯烴項目開車成功，同年10月21日6萬等級內(nèi)壓縮空分裝置在北京順利通過中國機械工業(yè)聯(lián)合會組織的鑒定，該項目并于2013年獲得中國機械工業(yè)科技進步一等獎。
2011年，杭氧取得了廣西杭氧盛隆的1套80000m³/h空分設(shè)備合同，于2013年8月底成功出氧，工況變負荷范圍50%—100%，至今已連續(xù)運行多年。
2012年，杭氧取得了伊朗卡維12萬m³/h成套空分設(shè)備的合同訂單，空氣處理量達到61萬m³/h，運行穩(wěn)定良好。
2013年初，杭氧一舉取得了神華煤制油項目中12套10萬m³/h空分設(shè)備大訂單中的6套特大型空分設(shè)備，目前10萬m³/h空分均已在現(xiàn)場安裝完畢，等待試車，投入運行，這是國產(chǎn)特大型空分設(shè)備與國際品牌在同一場合、同一工況下的競技，必將成為近期我國乃至q*空分設(shè)備制造業(yè)的熱點。
隨杭氧、開封空分集團有限公司（以下簡稱：開封空分）之后，四川空分設(shè)備集團有限責任公司（以下簡稱：川空）、河南開元、開封東京、開封黃河、開封迪爾、杭州福斯達等8家單位也相繼開發(fā)了20000Nm³/h、30000Nm³/h空分設(shè)備，有的也已設(shè)計、制造40000Nm³/h、50000Nm³/h、60000m³/h等級的成套空分設(shè)備的業(yè)績。
國產(chǎn)大型、特大型空分設(shè)備在容量規(guī)格不斷增大的過程中，并經(jīng)上百套大型空分設(shè)備的實踐，設(shè)計制造水平也取得了很大進步，杭氧流程掌握了空分流程組織、流程計算、精餾計算、精細制造、安全評估等空分設(shè)備設(shè)計制造技術(shù)，在配套部機基本相同的情況下，國產(chǎn)化設(shè)計、制造、成套的大型、特大型的空分設(shè)備如：產(chǎn)品產(chǎn)量、純度、品種、達到壓力、氧提取率、能耗、運行周期等技術(shù)性能指標，已經(jīng)達到了gj*l水平，與外資企業(yè)的產(chǎn)品勢均力敵，以致于外資品牌產(chǎn)品成套價格也大幅度地下降，與國產(chǎn)設(shè)備處在同一水平線上。
值得自豪的是，這十多年來杭氧生產(chǎn)的大型空分設(shè)備除國內(nèi)市場使用外，已有30多套萬立以上大型空分設(shè)備遠銷國際市場，其中：3萬、4萬、5萬空分設(shè)備已出口歐洲、北美，在德國、西班牙等發(fā)達國家投入運行。6萬、8萬、12萬空分設(shè)備出口伊朗、土耳其等國，這是我國空分設(shè)備制造業(yè)一大進步。另外由梅塞爾、AP、普萊克斯、林德、法液空等外資企業(yè)在中國境內(nèi)投資的工業(yè)氣體項目，也大量選用了杭氧、川空、福斯達、蘇氧等企業(yè)的國產(chǎn)空分設(shè)備，充分證明了國產(chǎn)空分的技術(shù)性能指標接近甚至達到了國外水平。
國產(chǎn)化的現(xiàn)狀與差距
在實現(xiàn)大型、特大型空分設(shè)備成套技術(shù)國產(chǎn)化的同時，空分設(shè)備關(guān)鍵核心部機完成從“成套”到“國產(chǎn)化配套”轉(zhuǎn)型的有：
1）沈鼓、陜鼓近年來均成功研制出6萬空分配套用的大型空壓機、增壓機，投入運行；陜鼓研制的8萬空分配套用大型空壓機、增壓機已通過機械性能試車；沈鼓為神華寧煤10萬空分配套的大型空壓機、增壓機也已研制成功，并于2015年8月在沈鼓營口制造基地連同杭州汽輪機公司制造的工業(yè)汽輪機一起進行了全負荷試車，試車結(jié)果表明性能達到合同要求，實現(xiàn)了大型空壓機組的國產(chǎn)化，目前該空壓機已在安裝中；
2）為適應(yīng)大型、特大型空分的需要，杭氧在臥式分子篩吸附器的基礎(chǔ)上研制出了立式徑向流分子篩吸附器；以上海恒業(yè)、洛陽建龍為代表的國產(chǎn)分子篩企業(yè)在研制新型分子篩方面取得了較大突破，其中高效鋰分子篩產(chǎn)品在深冷空分中得到成功應(yīng)用；
?、?杭氧、川空研制的各種板翅式換熱器，包括低阻高效高壓（10MPa）的板翅式換熱器成功應(yīng)用在大型、特大型空分設(shè)備中；
② 杭氧研制出了8萬、10萬、12萬空分用高效低阻力精餾塔；
?、?杭氧研制出了大型空分用的全浸式低液位節(jié)能型主冷凝蒸發(fā)器；
④ 杭氧、開封空分研制出了大型、特大型空分用高性能多系列膨脹機組，包括液體透平膨脹機；
?、?杭氧研制出了大流量、高壓（流量60000Nm³/h 出口壓力8.7MPa）低溫液體泵，已投入實際運行；
?、?杭氧、川空研制的大容積低溫液體貯槽及汽化器，已得到廣大用戶的認可；
?、?浙江中控、和利時為大型、特大型空分研發(fā)的DCS控制系統(tǒng)，其技術(shù)水平完全可與進口控制系統(tǒng)媲美。
誠然，大型、特大型空分設(shè)備是由多機組、多部機組成，而配套于大型、特大型空分設(shè)備各機組、部機的國產(chǎn)化水平參差不一，與國際先進水平相比，還存在一定的差距，表現(xiàn)在：
空分配套的大型壓縮機組及增壓機組是空分設(shè)備中關(guān)鍵運轉(zhuǎn)部機，投資額大，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，國產(chǎn)大型空壓機、增壓機組與曼透、西門子公司的機器尚存在一定的差距，且國產(chǎn)機業(yè)績不多，無法取得成套廠商和廣大用戶的認可，這也是大型、特大型空分國產(chǎn)化率不高的關(guān)鍵。空分配套的透平膨脹機、低溫液體泵也存在與壓縮機一樣的囧境。
國產(chǎn)空分設(shè)備成套和配套部機在整體技術(shù)水平能達到國外同類產(chǎn)品水平，但國產(chǎn)設(shè)備往往存在可靠性不高的問題，設(shè)計、制造過程中的精細化管理不夠，各種小錯誤不斷，從而使小問題釀成大問題，這也是用戶在同等條件下選擇進口的主要因素。另外，總體設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、管道布置等考慮上，存在粗、大、笨，既浪費材料又不美觀的通病。
從空氣過濾器到壓縮機、增壓機、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)，針對空分設(shè)備所需的特別是低溫環(huán)境下和氧介質(zhì)環(huán)境下的特殊配套，專門設(shè)計、專業(yè)制造，國內(nèi)未形成系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)鏈，特別是在大型、特大型空分的開發(fā)上，許多環(huán)節(jié)缺乏，造成只能依賴進口或無法滿足成套性能的要求。
技術(shù)發(fā)展趨勢與展望
氣體分離設(shè)備行業(yè)中在經(jīng)歷了高速發(fā)展階段，進入了“新常態(tài)”的發(fā)展期，需求在萎縮，但空分設(shè)備是國家重大裝備的組成部分，大工業(yè)的發(fā)展離不開空分設(shè)備，空分設(shè)備大型、特大型、機組集群化成為一種趨勢。特大型化的空分設(shè)備可以直接減少大型冶金、化工項目的空分設(shè)備臺數(shù)，進而減少設(shè)備投資、設(shè)備用地和設(shè)備運行、維護的人工工作量，空分設(shè)備大型化與機組集群化，有利于設(shè)備的統(tǒng)一管理，但同時也必將對現(xiàn)場布置優(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，用戶對空分產(chǎn)品的純度、壓力、時長等規(guī)格，如：煤化工中各種工藝流程不同，對氣體產(chǎn)品的需求品種就不一樣，又因不同的氣化爐的類型、規(guī)格，對氣體產(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，這就對空分設(shè)備流程設(shè)計、運行提出更高要求，將要求空分設(shè)備廠商，以工藝包模式，對各類流程實現(xiàn)整體開發(fā)。此外，開發(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流程、超高純氧、氮提取流程等也是大型空分的研究方向。
隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展，工業(yè)4.0體系日趨成熟，充分運用互聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)控，建立遠程監(jiān)控系統(tǒng)，實時收集大型空分設(shè)備運行數(shù)據(jù)，并進入大數(shù)據(jù)分析，進行自動故障診斷，為用戶提出優(yōu)化操作建議，及時發(fā)現(xiàn)問題，改進設(shè)計方案。
在一些用戶企業(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)性運行的，因此就造成了鋼廠用氧量減小時，大量的氧氣被放空，造成能源的巨大浪費，特別是在隨著空分的超大型化，空分設(shè)備的設(shè)計能力與供求量之間矛盾更為突出。同時，隨著市場競爭日益加劇，企業(yè)對成本的控制越來越嚴，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，自動變負荷技術(shù)的推廣應(yīng)用成為大型空分設(shè)備發(fā)展的必然趨勢。
空分設(shè)備設(shè)計、制造的精細化是大型空分設(shè)備的發(fā)展趨勢，空分設(shè)備技術(shù)已發(fā)展到了一定的水平，進一步的提高與發(fā)展的空間有限，需要從細節(jié)做起，因此提高大型空分設(shè)備設(shè)計的精確化，制造的精細化程度，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，牽一發(fā)而動全身，一個細節(jié)就會影響整套空分，乃至整個工程，也決定了對大型空分設(shè)備越來越高的制造要求。
在大型、特大型空分設(shè)備國產(chǎn)化的同時帶動相關(guān)機組、配套部機、配套元器件的國產(chǎn)化，如：開發(fā)低阻高效高壓板式換熱器，承壓可達12.5MPa以上，強化翅片的換熱效果和承壓能力；開發(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z*優(yōu)；開發(fā)低溫關(guān)鍵配套閥門，滿足各種工況下開關(guān)及調(diào)節(jié)要求；開發(fā)透平膨脹機及全液體高壓膨脹機，提高運轉(zhuǎn)效率，適應(yīng)各類流程；開發(fā)全系列高效產(chǎn)品壓縮機，提高運轉(zhuǎn)效率，適應(yīng)各類流程。
通過與風機、泵閥等行業(yè)共同研發(fā)，形成國產(chǎn)空分設(shè)備的產(chǎn)業(yè)鏈，進一步提高大型、特大型空分設(shè)備的國產(chǎn)化率，其中：60000m³/h等級及以下成套空分設(shè)備的國產(chǎn)化率從現(xiàn)在的50～70%提高到85%以上，主要是配套空壓機、增壓機的效率與可靠性提高，實現(xiàn)真正的國產(chǎn)化；60000m³/h以上等級成套空分設(shè)備的國產(chǎn)化率從現(xiàn)在的40%提高到65%以上。
《中國制造2025》提出了通過“三步走”實現(xiàn)制造強國的戰(zhàn)略目標：第一步，到2025年邁入制造強國行列；第二步，到2035年中國制造業(yè)整體達到世界制造強國陣營中等水平；第三步，到新中國成立一百年時，綜合實力進入世界制造強國前列。應(yīng)當看到，現(xiàn)階段我國大型、特大型空分設(shè)備國產(chǎn)化制造水平已通過自身的努力實現(xiàn)邁入了制造強國的行列，因此今后十年中，應(yīng)努力實現(xiàn)大型、特大型空分設(shè)備成套設(shè)計制造及關(guān)鍵配套機組達到世界先進水平，整體達到世界制造強國中等水平。
隨著我國冶金、石化、煤化工等產(chǎn)業(yè)十多年來對空分設(shè)備大型化需求的日益增加，空分設(shè)備規(guī)格朝著大型、特大型方向發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，2000年以來我國新增的空分設(shè)備制氧能力就高達3300萬m³/h，其單臺容量也從2-3萬m³/h，發(fā)展到目前的10-12萬m³/h。
以杭州制氧機集團有限公司為代表的中國空分設(shè)備制造業(yè)經(jīng)過幾十的發(fā)展，一躍成為了“我國乃至q*z*大的空分設(shè)備制造基地之一”，行業(yè)一年中制造的空分設(shè)備制氧能力總量從2000年的15萬m³/h上升至300多萬m³/h左右，大型、特大型空分設(shè)備的主要制造廠商有見下表所示。
在上述的廠商中有3家外資企業(yè)，來自世界500強企業(yè)，代表當今空分設(shè)備的世界先進水平，此外，還有開封迪爾、河南開利、杭州世亞德、杭州凱德、蘇州制氧機等廠商設(shè)計、制造20000m³/h等級及以下的中大型空分設(shè)備，目前在國產(chǎn)的60000等級及以下的空分設(shè)備市場占有率已達到90%以上，制氧容量已達世界s*位，而在60000等級以上市場中，國內(nèi)企業(yè)與外資的競爭則相當激烈。
大型空分設(shè)備的國產(chǎn)發(fā)展現(xiàn)狀
我國大中型空分設(shè)備的設(shè)計制造迄今已有60多年的歷史，走過仿制、引進技術(shù)、自主研發(fā)三個階段。
第一階段為上世紀改革開放前，在計劃經(jīng)濟的指令下，走過了仿制俄羅斯空分機型的石頭蓄冷器切換流程、鋁帶式蓄冷器切換式流程、板翅式換熱器切換流程的空分設(shè)備等階段，主要產(chǎn)品等級為1000、3350、6000m³/h空分設(shè)備，當時的設(shè)備存在著產(chǎn)品產(chǎn)量、純度達標難、能耗高、可靠性差的各種不足。
第二階段為上世紀八十年代，我國引進了德國林德公司的大型空分設(shè)備設(shè)計制造技術(shù)，使我國的中大型空分設(shè)備設(shè)計、制造水平迅速提高，空分流程進步到分子篩吸附的全低壓流程，這一時期空分設(shè)備等級主要為6000、10000m³/h，其用戶為冶金工業(yè)企業(yè)居多。
第三階段上世紀九十年代后，以杭氧為代表的我國空分設(shè)備制造業(yè)在消化吸收引進技術(shù)的基礎(chǔ)上，自主研發(fā)了新一代的帶增壓透平膨脹機分子篩吸附、規(guī)整填料精餾塔技術(shù)流程空分設(shè)備，國內(nèi)企業(yè)突破了流程組織、流程計算、精餾計算等空分設(shè)備設(shè)計技術(shù)的難關(guān)，掌握了空分設(shè)備設(shè)計制造的全部技術(shù)要領(lǐng)，并擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，使國產(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)指標均達到了sj*l水平，國產(chǎn)空分產(chǎn)品z*大規(guī)格從10000m³/h上升到了15000m³/h。這一期間林德、液空等國際大牌企業(yè)看好中國的大型空分設(shè)備市場，在國內(nèi)建合資或獨資公司，并向市場推出20000m³3/h及以上規(guī)格的大型空分設(shè)備，而后又推出30000、60000等級及以上規(guī)格的大型空分設(shè)備。
2000年以后，隨著我國冶金、石化、煤化工等產(chǎn)業(yè)對大型、特大型空分設(shè)備需求的迅速增長，促進了我國空分設(shè)備行業(yè)的快速發(fā)展，以杭氧、川空、開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，通過自主創(chuàng)新、自主研發(fā)，開發(fā)出了適用冶金、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z*大規(guī)格迅速地從20000m³/h提高到了30000、40000、50000、60000m³/h，又從60000等級上升到了8～12萬等級，滿足了國民經(jīng)濟發(fā)展的需求。據(jù)了解，國產(chǎn)大型空分設(shè)備發(fā)展過程取得的階段性成果主要有：
2002年12月，杭氧通過自主創(chuàng)新、自主研發(fā)，開發(fā)的s*套國產(chǎn)30000m³/h空分設(shè)備順利開車，其主要技術(shù)指標達到同類型空分設(shè)備的國際先進水平，s*次實現(xiàn)了我國從“七五”就開始攻關(guān)的“3萬”等級大型空分設(shè)備的國產(chǎn)化。
2004年9月，開封空分集團研制的國內(nèi)s*套4萬內(nèi)壓縮空分裝置在山東華魯恒升一次開車成功。
2009年7月，杭氧提供給大唐國際多倫煤化工3套58000Nm³/h內(nèi)壓縮空分設(shè)備一次開車成功；
2010年，杭氧研制的4套60000m³/h在神華包頭烯烴項目開車成功，同年10月21日6萬等級內(nèi)壓縮空分裝置在北京順利通過中國機械工業(yè)聯(lián)合會組織的鑒定，該項目并于2013年獲得中國機械工業(yè)科技進步一等獎。
2011年，杭氧取得了廣西杭氧盛隆的1套80000m³/h空分設(shè)備合同，于2013年8月底成功出氧，工況變負荷范圍50%—100%，至今已連續(xù)運行多年。
2012年，杭氧取得了伊朗卡維12萬m³/h成套空分設(shè)備的合同訂單，空氣處理量達到61萬m³/h，運行穩(wěn)定良好。
2013年初，杭氧一舉取得了神華煤制油項目中12套10萬m³/h空分設(shè)備大訂單中的6套特大型空分設(shè)備，目前10萬m³/h空分均已在現(xiàn)場安裝完畢，等待試車，投入運行，這是國產(chǎn)特大型空分設(shè)備與國際品牌在同一場合、同一工況下的競技，必將成為近期我國乃至q*空分設(shè)備制造業(yè)的熱點。
隨杭氧、開封空分集團有限公司（以下簡稱：開封空分）之后，四川空分設(shè)備集團有限責任公司（以下簡稱：川空）、河南開元、開封東京、開封黃河、開封迪爾、杭州福斯達等8家單位也相繼開發(fā)了20000Nm³/h、30000Nm³/h空分設(shè)備，有的也已設(shè)計、制造40000Nm³/h、50000Nm³/h、60000m³/h等級的成套空分設(shè)備的業(yè)績。
國產(chǎn)大型、特大型空分設(shè)備在容量規(guī)格不斷增大的過程中，并經(jīng)上百套大型空分設(shè)備的實踐，設(shè)計制造水平也取得了很大進步，杭氧流程掌握了空分流程組織、流程計算、精餾計算、精細制造、安全評估等空分設(shè)備設(shè)計制造技術(shù)，在配套部機基本相同的情況下，國產(chǎn)化設(shè)計、制造、成套的大型、特大型的空分設(shè)備如：產(chǎn)品產(chǎn)量、純度、品種、達到壓力、氧提取率、能耗、運行周期等技術(shù)性能指標，已經(jīng)達到了gj*l水平，與外資企業(yè)的產(chǎn)品勢均力敵，以致于外資品牌產(chǎn)品成套價格也大幅度地下降，與國產(chǎn)設(shè)備處在同一水平線上。
值得自豪的是，這十多年來杭氧生產(chǎn)的大型空分設(shè)備除國內(nèi)市場使用外，已有30多套萬立以上大型空分設(shè)備遠銷國際市場，其中：3萬、4萬、5萬空分設(shè)備已出口歐洲、北美，在德國、西班牙等發(fā)達國家投入運行。6萬、8萬、12萬空分設(shè)備出口伊朗、土耳其等國，這是我國空分設(shè)備制造業(yè)一大進步。另外由梅塞爾、AP、普萊克斯、林德、法液空等外資企業(yè)在中國境內(nèi)投資的工業(yè)氣體項目，也大量選用了杭氧、川空、福斯達、蘇氧等企業(yè)的國產(chǎn)空分設(shè)備，充分證明了國產(chǎn)空分的技術(shù)性能指標接近甚至達到了國外水平。
國產(chǎn)化的現(xiàn)狀與差距
在實現(xiàn)大型、特大型空分設(shè)備成套技術(shù)國產(chǎn)化的同時，空分設(shè)備關(guān)鍵核心部機完成從“成套”到“國產(chǎn)化配套”轉(zhuǎn)型的有：
1）沈鼓、陜鼓近年來均成功研制出6萬空分配套用的大型空壓機、增壓機，投入運行；陜鼓研制的8萬空分配套用大型空壓機、增壓機已通過機械性能試車；沈鼓為神華寧煤10萬空分配套的大型空壓機、增壓機也已研制成功，并于2015年8月在沈鼓營口制造基地連同杭州汽輪機公司制造的工業(yè)汽輪機一起進行了全負荷試車，試車結(jié)果表明性能達到合同要求，實現(xiàn)了大型空壓機組的國產(chǎn)化，目前該空壓機已在安裝中；
2）為適應(yīng)大型、特大型空分的需要，杭氧在臥式分子篩吸附器的基礎(chǔ)上研制出了立式徑向流分子篩吸附器；以上海恒業(yè)、洛陽建龍為代表的國產(chǎn)分子篩企業(yè)在研制新型分子篩方面取得了較大突破，其中高效鋰分子篩產(chǎn)品在深冷空分中得到成功應(yīng)用；
?、?杭氧、川空研制的各種板翅式換熱器，包括低阻高效高壓（10MPa）的板翅式換熱器成功應(yīng)用在大型、特大型空分設(shè)備中；
② 杭氧研制出了8萬、10萬、12萬空分用高效低阻力精餾塔；
?、?杭氧研制出了大型空分用的全浸式低液位節(jié)能型主冷凝蒸發(fā)器；
④ 杭氧、開封空分研制出了大型、特大型空分用高性能多系列膨脹機組，包括液體透平膨脹機；
?、?杭氧研制出了大流量、高壓（流量60000Nm³/h 出口壓力8.7MPa）低溫液體泵，已投入實際運行；
?、?杭氧、川空研制的大容積低溫液體貯槽及汽化器，已得到廣大用戶的認可；
?、?浙江中控、和利時為大型、特大型空分研發(fā)的DCS控制系統(tǒng)，其技術(shù)水平完全可與進口控制系統(tǒng)媲美。
誠然，大型、特大型空分設(shè)備是由多機組、多部機組成，而配套于大型、特大型空分設(shè)備各機組、部機的國產(chǎn)化水平參差不一，與國際先進水平相比，還存在一定的差距，表現(xiàn)在：
空分配套的大型壓縮機組及增壓機組是空分設(shè)備中關(guān)鍵運轉(zhuǎn)部機，投資額大，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，國產(chǎn)大型空壓機、增壓機組與曼透、西門子公司的機器尚存在一定的差距，且國產(chǎn)機業(yè)績不多，無法取得成套廠商和廣大用戶的認可，這也是大型、特大型空分國產(chǎn)化率不高的關(guān)鍵。空分配套的透平膨脹機、低溫液體泵也存在與壓縮機一樣的囧境。
國產(chǎn)空分設(shè)備成套和配套部機在整體技術(shù)水平能達到國外同類產(chǎn)品水平，但國產(chǎn)設(shè)備往往存在可靠性不高的問題，設(shè)計、制造過程中的精細化管理不夠，各種小錯誤不斷，從而使小問題釀成大問題，這也是用戶在同等條件下選擇進口的主要因素。另外，總體設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、管道布置等考慮上，存在粗、大、笨，既浪費材料又不美觀的通病。
從空氣過濾器到壓縮機、增壓機、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)，針對空分設(shè)備所需的特別是低溫環(huán)境下和氧介質(zhì)環(huán)境下的特殊配套，專門設(shè)計、專業(yè)制造，國內(nèi)未形成系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)鏈，特別是在大型、特大型空分的開發(fā)上，許多環(huán)節(jié)缺乏，造成只能依賴進口或無法滿足成套性能的要求。
技術(shù)發(fā)展趨勢與展望
氣體分離設(shè)備行業(yè)中在經(jīng)歷了高速發(fā)展階段，進入了“新常態(tài)”的發(fā)展期，需求在萎縮，但空分設(shè)備是國家重大裝備的組成部分，大工業(yè)的發(fā)展離不開空分設(shè)備，空分設(shè)備大型、特大型、機組集群化成為一種趨勢。特大型化的空分設(shè)備可以直接減少大型冶金、化工項目的空分設(shè)備臺數(shù)，進而減少設(shè)備投資、設(shè)備用地和設(shè)備運行、維護的人工工作量，空分設(shè)備大型化與機組集群化，有利于設(shè)備的統(tǒng)一管理，但同時也必將對現(xiàn)場布置優(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，用戶對空分產(chǎn)品的純度、壓力、時長等規(guī)格，如：煤化工中各種工藝流程不同，對氣體產(chǎn)品的需求品種就不一樣，又因不同的氣化爐的類型、規(guī)格，對氣體產(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，這就對空分設(shè)備流程設(shè)計、運行提出更高要求，將要求空分設(shè)備廠商，以工藝包模式，對各類流程實現(xiàn)整體開發(fā)。此外，開發(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流程、超高純氧、氮提取流程等也是大型空分的研究方向。
隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展，工業(yè)4.0體系日趨成熟，充分運用互聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)控，建立遠程監(jiān)控系統(tǒng)，實時收集大型空分設(shè)備運行數(shù)據(jù)，并進入大數(shù)據(jù)分析，進行自動故障診斷，為用戶提出優(yōu)化操作建議，及時發(fā)現(xiàn)問題，改進設(shè)計方案。
在一些用戶企業(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)性運行的，因此就造成了鋼廠用氧量減小時，大量的氧氣被放空，造成能源的巨大浪費，特別是在隨著空分的超大型化，空分設(shè)備的設(shè)計能力與供求量之間矛盾更為突出。同時，隨著市場競爭日益加劇，企業(yè)對成本的控制越來越嚴，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，自動變負荷技術(shù)的推廣應(yīng)用成為大型空分設(shè)備發(fā)展的必然趨勢。
空分設(shè)備設(shè)計、制造的精細化是大型空分設(shè)備的發(fā)展趨勢，空分設(shè)備技術(shù)已發(fā)展到了一定的水平，進一步的提高與發(fā)展的空間有限，需要從細節(jié)做起，因此提高大型空分設(shè)備設(shè)計的精確化，制造的精細化程度，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，牽一發(fā)而動全身，一個細節(jié)就會影響整套空分，乃至整個工程，也決定了對大型空分設(shè)備越來越高的制造要求。
在大型、特大型空分設(shè)備國產(chǎn)化的同時帶動相關(guān)機組、配套部機、配套元器件的國產(chǎn)化，如：開發(fā)低阻高效高壓板式換熱器，承壓可達12.5MPa以上，強化翅片的換熱效果和承壓能力；開發(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z*優(yōu)；開發(fā)低溫關(guān)鍵配套閥門，滿足各種工況下開關(guān)及調(diào)節(jié)要求；開發(fā)透平膨脹機及全液體高壓膨脹機，提高運轉(zhuǎn)效率，適應(yīng)各類流程；開發(fā)全系列高效產(chǎn)品壓縮機，提高運轉(zhuǎn)效率，適應(yīng)各類流程。
通過與風機、泵閥等行業(yè)共同研發(fā)，形成國產(chǎn)空分設(shè)備的產(chǎn)業(yè)鏈，進一步提高大型、特大型空分設(shè)備的國產(chǎn)化率，其中：60000m³/h等級及以下成套空分設(shè)備的國產(chǎn)化率從現(xiàn)在的50～70%提高到85%以上，主要是配套空壓機、增壓機的效率與可靠性提高，實現(xiàn)真正的國產(chǎn)化；60000m³/h以上等級成套空分設(shè)備的國產(chǎn)化率從現(xiàn)在的40%提高到65%以上。
《中國制造2025》提出了通過“三步走”實現(xiàn)制造強國的戰(zhàn)略目標：第一步，到2025年邁入制造強國行列；第二步，到2035年中國制造業(yè)整體達到世界制造強國陣營中等水平；第三步，到新中國成立一百年時，綜合實力進入世界制造強國前列。應(yīng)當看到，現(xiàn)階段我國大型、特大型空分設(shè)備國產(chǎn)化制造水平已通過自身的努力實現(xiàn)邁入了制造強國的行列，因此今后十年中，應(yīng)努力實現(xiàn)大型、特大型空分設(shè)備成套設(shè)計制造及關(guān)鍵配套機組達到世界先進水平，整體達到世界制造強國中等水平。
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