【壓縮機網(wǎng)】空分設備是以空氣為原料，通過(guò)壓縮循環(huán)深度冷凍的方法把空氣變成液態(tài)，再經(jīng)過(guò)精餾而從液態(tài)空氣中逐步分離生產(chǎn)出氧氣、氮氣及氬氣等惰性氣體的設備，廣泛應用于傳統的冶金、新型煤化工、大型氮肥、專(zhuān)業(yè)氣體供應等領(lǐng)域。

 

　　高效節能是空分設備運行的重要經(jīng)濟指標，北京科技大學(xué)教授李化治在“對空分高效分子篩的應用及相關(guān)設計問(wèn)題的探討”報告中指出，鑒于當今環(huán)境污染，大氣條件惡化對空分的新要求，其高效吸附劑的研制和應用是根本應對的辦法，無(wú)論是空分舊設備的節能改造及新空分的設計制造，高效分子篩的應用都刻不容緩。目前我國在大型空分設備的整體國產(chǎn)化上與世界水平還有差距。

 

　　有所突破

 

　　我國大中型空分設備的設計制造迄今已有60多年的歷史，走過(guò)仿制、引進(jìn)技術(shù)、自主研發(fā)三個(gè)階段：

 

　　第一階段為上世紀改革開(kāi)放前，在計劃經(jīng)濟的指令下，走過(guò)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空分設備等階段，主要產(chǎn)品等級為1000、3350、6000m3/h空分設備，當時(shí)的設備存在著(zhù)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80年代，我國引進(jìn)了德國林德公司的大型空分設備設計制造技術(shù)，使我國的中大型空分設備設計制造水平迅速提高，空分流程進(jìn)步到分子篩吸附的全低壓流程，這一時(shí)期空分設備等級主要為6000、10000m3/h，其用戶(hù)為冶金工業(yè)企業(yè)居多；

 

　　第三階段上世紀90年代后，以杭氧為代表的我國空分設備制造業(yè)在消化吸收引進(jìn)技術(shù)的基礎上，自主研發(fā)了新一代的帶增壓透平膨脹機分子篩吸附、規整填料精餾塔技術(shù)流程空分設備，國內企業(yè)突破了流程組織、流程計算、精餾計算等空分設備設計技術(shù)的難關(guān)，掌握了空分設備設計制造的全部技術(shù)要領(lǐng)，并擁有自主知識產(chǎn)權，使國產(chǎn)空分設備的產(chǎn)量、純度、氧提取率、單位氧能耗等技術(shù)參數指標均達到了sj*l水平，國產(chǎn)空分產(chǎn)品z*大規格從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備市場(chǎng)，在國內建合資或獨資公司，并向市場(chǎng)推出20000m3/h及以上規格的大型空分設備，而后又推出60000等級以上規格的大型空分設備。

 

　　2000年以后，隨著(zhù)我國冶金、石化、煤化工等產(chǎn)業(yè)對大型、特大型空分設備需求的迅速增長(cháng)，促進(jìn)了我國空分設備行業(yè)的快速發(fā)展，以杭氧、川空、開(kāi)封空分等為代表的一大批民族空分設備制造企業(yè)緊跟世界空分技術(shù)發(fā)展的步伐，通過(guò)自主創(chuàng )新、自主研發(fā)，開(kāi)發(fā)了適應冶金、石化、新型煤化工需要的不同內壓縮流程的大型空分設備，設備z*大規格迅速地從20000m3/h提高到了30000、40000、50000、60000m3/h，又從60000等級上升到了8～12萬(wàn)等級，滿(mǎn)足了國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，國產(chǎn)大型空分設備發(fā)展過(guò)程取得的階段性成果。

 

　　仍有差距

 

　　經(jīng)過(guò)幾十年的沉淀，國產(chǎn)大型、特大型空分設備在容量規格不斷增大的過(guò)程中，并經(jīng)上百套大型空分設備的實(shí)踐，設計制造水平也取得很大的進(jìn)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、安全評估等空分設備設計制造技術(shù)，在配套部機基本相同的情況下，國產(chǎn)化設計、制造、成套的大型、特大型空分設備的如：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(jià)格也大幅度地下降，與國產(chǎn)設備處在同一水平線(xiàn)上。但是同國外先進(jìn)水平相較仍有差距。

 

　　空分配套的大型壓縮機組及增壓機是空分設備中關(guān)鍵轉運部機，占大型、特大型空分設備投資額的40%左右，其效率高低直接影響成套空分設備的效率與能耗，國產(chǎn)大型空壓機、增壓機組與曼透、西門(mén)子公司的機器尚存在一定的差距，且國產(chǎn)機業(yè)績(jì)不多，無(wú)法取得成套廠(chǎng)商和廣大用戶(hù)的認可，這也是大型、特大型空分國產(chǎn)化率不高的關(guān)鍵?？辗峙涮椎耐钙脚蛎洐C、低溫液體泵也存在與壓縮機一樣的窘境。

 

　　國產(chǎn)空分設備成套和配套部機在整體技術(shù)水平能達到國外同類(lèi)產(chǎn)品水平，但國產(chǎn)設備往往存在可靠性不高的問(wèn)題，設計、制造過(guò)程中的精細化管理不夠，各種小錯誤不斷，從而使小問(wèn)題釀成大問(wèn)題，這也是用戶(hù)在同等條件下選擇進(jìn)口的主要因素。另外，總體設計、結構設計、管道布置等的考慮上，存在粗、大、笨，既浪費材料又不美觀(guān)的通病。

 

　　從空氣過(guò)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，針對空分設備所需的特別低溫環(huán)境下和氧介質(zhì)環(huán)境下的特殊配套，專(zhuān)門(mén)設計、專(zhuān)業(yè)制造，國內未形成系統的產(chǎn)業(yè)鏈，特別是在大型、特大型空分的開(kāi)發(fā)上，許多環(huán)節缺乏，造成只能依賴(lài)進(jìn)口或無(wú)法滿(mǎn)足成套性能的要求。

 

　　趨勢自主

 

　　氣體分離設備行業(yè)中在經(jīng)歷了高速發(fā)展階段，進(jìn)入了“新常態(tài)”的發(fā)展期，需求在萎縮，但空分設備是國家重大裝備的組成部分，大工業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)空分設備，空分設備大型化、特大型化、機組集群化成為一種趨勢。特大型化的空分設備可以直接減少大型冶金、化工項目的空分設備臺數，進(jìn)而減少設備投資、設備用地和設備運行、維護的人工工作量，空分設備大型化與機組集群化，有利于設備的統一管理，但同時(shí)對現場(chǎng)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備的發(fā)展趨勢之一，由于隨著(zhù)工業(yè)工藝發(fā)展，特別是煤化工領(lǐng)域中空分設備，用戶(hù)對空分產(chǎn)品的純度、壓力、時(shí)長(cháng)等規格，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(lèi)型、規格，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、液氮等多種規格，而且用氣量變化也很大，這就對空分設備流程設計、運行提出更高要求，將要求空分設備廠(chǎng)商，以工藝包模式，對各類(lèi)流程實(shí)現整體開(kāi)發(fā)。此外，開(kāi)發(fā)IGCC等空分新應用領(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的流程、超高純氧、氮提取流程等也是大型空分

 

　　隨著(zhù)“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)遠程監控，建立遠程監控系統，實(shí)時(shí)收集大型空分設備運行數據，并進(jìn)入大數據分析，進(jìn)行自動(dòng)故障診斷，為用戶(hù)提出優(yōu)化操作建議，及時(shí)發(fā)現問(wèn)題，改進(jìn)設計方案。

 

　　在一些用戶(hù)企業(yè)中，尤其是鋼鐵企業(yè)中，存在著(zhù)用氧不均衡的狀況，而空分設備生產(chǎn)又是必須連續性運行的，因此就造成了鋼廠(chǎng)用氧量減小時(shí)，大量的氧氣被放空，遭成能源的巨大浪費，特別是在隨著(zhù)空分的超大型化，空分設備的設計能力與供求量之間矛盾的更為突出。同時(shí)隨著(zhù)市場(chǎng)競爭日益加劇，企業(yè)對成本的控制越來(lái)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備的智能化，自動(dòng)變負荷技術(shù)的推廣應用成為大型空分設備發(fā)展的必然趨勢。

 

　　空分設備的設計、制造的精細化是大型空分設備的發(fā)展趨勢，空分設備技術(shù)已發(fā)展到了一定的水平，進(jìn)一步的提高與發(fā)展的空間有限，因此提高大型空分設備設計的精確化，制造的精細化程度，是大型空分設備發(fā)展關(guān)鍵，另外大型、特大型空分設備在大型工業(yè)化中的重要性，也決定了大型空分設備越來(lái)越要求精制。

 

　　在大型、特大型空分設備國產(chǎn)化的同時(shí)帶動(dòng)相關(guān)機組、配套部機、配套元器件的國產(chǎn)化，如：開(kāi)發(fā)低阻高效高壓板式換熱器，承壓可達12.5MPaA以上，強化翅片的換熱效果和承壓能力；開(kāi)發(fā)高效節能的主冷凝蒸發(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(kāi)發(fā)低溫關(guān)鍵配套閥門(mén)，滿(mǎn)足各種工況下開(kāi)關(guān)及調節要求；開(kāi)發(fā)透平膨脹機及全液體高壓膨脹機，提高運轉效率，適應各類(lèi)流程；開(kāi)發(fā)全系列高效產(chǎn)品壓縮機，提高運轉效率，適應各類(lèi)流程。

 

　　通過(guò)與風(fēng)機、泵閥等行業(yè)共同研發(fā)，形成國產(chǎn)空分設備的產(chǎn)業(yè)鏈，進(jìn)一步提高大型、特大型空分設備的國產(chǎn)化率，其中：60000m3/h等級及以下成套空分設備的國產(chǎn)化率從現在的50%～70%提高到80%以上，主要是配套空壓機、增壓機的效率與可靠性提高，實(shí)現真正的國產(chǎn)化；60000m3/h以上等級成套空分設備的國產(chǎn)化率從現在的35%提高到60%以上。

 

　　《中國制造2025》提出了通過(guò)“三步走”實(shí)現制造強國的戰略目標：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(yíng)中等水平；第三步，到新中國成立一百年時(shí)，綜合實(shí)力進(jìn)入世界制造強國前列?，F階段我國大型、特大型空分設備國產(chǎn)化制造水平已通過(guò)自身的努力實(shí)現邁入了制造強國的行列，因此今后10年中，應努力實(shí)現大型、特大型空分設備成套設計制造及關(guān)鍵配套機組達到世界先進(jìn)水平，整體達到世界制造強國中等水平。