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从技术引进到技术输出
——神华宁煤集团400万吨煤制油国产化攻关纪实
2017-01-12 15:13  · 来源:中国能源报  · 作者:于孟林  · 责编:煤炭

   这是一个在荒漠上崛起的具有战略意义的世界级工程,是中国建设史上保障国家能源安全的超级示范工程。

  它承载着我国煤炭清洁化利用和破解煤炭产能过剩困局的重任;承担着“后石油时代”为我国能源装备制造提供技术战略储备的使命。

  作为全球单套规模最大的煤制油项目,神华宁煤集团在实施过程中充分发挥“国家示范型实验室”作用,联合国内29家企业和科研院所攻关完成37项重大技术、装备及材料国产化任务,项目国产化率超过98%,打破了国外技术垄断,且多项指标居于世界领先水平。引领一批国内企业,在与欧美日制造业巨头的竞争中成功“逆袭”。

  打破国外技术垄断

  煤炭间接液化是将煤炭经过一系列化学反应“变”成油和气,是煤化工领域最高深的“魔术”。

  本世纪初,国家提出推进煤制油项目示范开发建设工作。2004年1月,国家发改委批复神华宁煤集团建设煤炭间接液化示范项目。此时,我国煤炭间接液化技术还是一片空白。南非沙索公司拥有比较成熟的煤炭间接液化技术,具有商业化装置运行和管理实践经验。为引进国外技术,神华宁煤集团拟与南非沙索公司合资合作建设该项目。“岂料,掌控核心技术的沙索坐地起价,不断提出附加条件。谈判一路磕磕绊绊,这一谈就是10年,依然没有得到想要的结果,技术入股,恒定收益率,即不管项目盈亏,都必须支付相应资金给沙索。对方开出的条件反而愈发苛刻,引进技术之路走不通。”神华宁煤集团副总经理姚敏说。

  在此期间,国内煤炭直接液化和间接液化制油自主关键技术取得重大突破,2009年,中科合成油公司煤炭间接液化技术试验装置产出产品。

  但是,中科合成油技术(高温费托合成技术)还有待进一步在大型商业化工程建设与运行方面积累经验。当时只在十几万吨的项目上实现了工业化运行。而神华宁煤集团要建设400万吨/年煤炭间接液化项目,风险相当大。如果失败,损失的不仅仅是500多亿的投资。

  如何抉择?技术被国外垄断,发展总会受到掣肘。

  知难不畏,绝壁可攀。

  神华宁煤集团誓要打破国外垄断,为国内科技创新、民族工业发展争口气。

  “我们对国内外技术进行了综合比较,认为国内自主研发技术在多项技术经济指标上处于国际领先水平,已具备建设大型工业化项目的能力,神华宁煤集团决定采用具有自主知识产权的中科合成油公司中温浆态费托合成成套技术,独资建设400万吨/年煤炭间接液化项目。”姚敏说。

  借助该项目,神宁煤业集团联合国内一大批装备制造企业开展了37项重大技术、装备及材料的国产化任务。重点开展了中科合成油公司费托合成及加工成套技术的百万吨级工业化示范,10万标立方米/小时空分成套技术和2200吨干粉煤加压气化炉技术等重大技术、设备及关键材料国产化,项目国产化率高达98%以上。

  只有把核心技术掌握在自己手中,才能真正掌握竞争和发展的主动权。自主国产化战役,终结了“洋货”暴利,大大降低了煤化工项目建设成本。

  宁夏吴忠仪表公司为煤制油气化装置生产的阀门,价格仅为国外同类产品的一半,使用寿命却延长了五六倍,煤制油项目由此节省10亿元费用。沈阳鼓风机集团10万空分用压缩机组研制出炉后,成功叫板西门子产品,对方价格从每套1.7亿元下调到1.2亿元。

  “我们不掌握的技术,外企开价畸高或封锁,一旦我们掌握,价格马上就断崖式下跌。原计划投资550亿元,现在预计投资500亿元左右,减降成本10%,根源在于核心技术实现国产化。”神华宁煤集团董事长邵俊杰说。

  神华集团董事长张玉卓表示,通过国产化的成功示范,我们成功开发出国产煤制油成套大型工艺技术,突破了工程化及大型装备制造、成套设备集成技术难题,打破煤制油化工核心技术、装备及材料的长期国外垄断,逐步探索出了符合我国国情的科技含量高、附加值高、产业链长的煤炭深加工产业发展模式,为适应后石油时代、抢占技术制高点提供技术战略储备。

  “中国制造”扬帆出海

  煤气化是煤制油化工项目的龙头装置,也是关键装置。

  在全球范围,煤气化技术屈指可数,且工业化运行成功业绩少之又少。国内外典型的煤气化技术包括美国GE公司的水煤浆加压气化工艺、多喷嘴对置水煤浆加压气化、荷兰壳牌公司的SCGP煤粉加压气化技术和德国西门子GSP气化技术。但较前两者GSP干煤粉气化技术在实验室数据分析中具有设计理念先进、煤种适应性强、技术指标优越、自动化水平高等特点。

  2010年10月,日耗煤2000吨的GSP气化炉在神华宁煤集团煤制烯烃项目投入试运行。首次工业化应用的GSP干煤粉气化技术,先后出现烧嘴点火成功率低、气化炉投煤不稳定、煤粉流量波动大、水冷壁烧损、气体带灰多、管线阀门磨损等问题,严重制约装置长周期稳定运行。

  “我们建议西门子集团对气化装置进行改造,却遭到了对方极力的反对” 神华宁煤集团煤制油分公司总工程师黄斌说,“我们真的等不起,时间来不及、资金耗不起,等下去只能拖垮整个企业。”

  “我们自己改造!”带着傲慢的德国专家只说了两个字:“做梦!”,并签下了对改造后的装置不再承担责任的协议。

  黄斌与技术团队经过两年多时间的技术攻关,先后对气化的关键路径和环节进行了5000多次革新,工艺设计不合理,联锁控制繁冗、粗煤气灰含量高等诸多问题逐一解决。改造后的GSP气化技术从原始开车运行不到2小时到单炉创下累计运行1633小时的历史记录,实现工业化应用,并分享了西门子GSP干煤粉气化技术50%的专利分红。

  为了摆脱气化的专利制约,真正掌握干煤粉气化技术的核心,使神华宁煤自己的专利技术付诸于工业生产,黄斌又和他的团队组织开展了日投煤2200吨干煤粉全套气化技术的研发工作,并最终形成具有自主知识产权的“神宁炉”,获得15项发明专利。

  “‘神宁炉’解决了GSP气化技术只能吃‘精煤’的缺陷,能‘通吃’各种煤,为劣质煤清洁利用提供途径。国外能做的,中国的产业工人也能做,而且一定能做的比他们更好!”黄斌自豪地告诉记者。

  核心竞争力不断增强,创新产品市场前景广阔。

  2016年9月23日,这一刻值得铭记、这一刻也将永远定格。

  在大洋彼岸的美国德克萨斯州,姚敏代表神华宁煤集团与美国顶峰集团签署了“神宁炉”气化技术许可合同,神华宁煤集团也由此真正迈出了从技术引入向技术输出坚实的一步,为中国制造走向世界树立了典范。

  不仅如此,一批国内企业在合力攻关过程中共同成长,与西门子、三菱重工、壳牌等世界行业巨头同台竞技,打破对进口技术装备的“迷信”,使“中国制造”扬眉吐气。

  杭氧公司以10万空分设备示范项目为契机,加大国外市场开拓力度,成功中标伊朗卡维、布什尔项目,市场占有率大幅提升。

  依托煤制油项目的研发成果,河钢集团舞阳钢铁公司的钢板获得广泛认可,出口到中亚、中东地区,用中国钢板推动中国制造“走出去”。

  江苏海鸥冷却塔公司在煤制油项目中研发大型环保冷却塔群的成功,随后成功中标土耳其速马电厂项目,进入西门子全球采购系统,打入美国市场,收购马来西亚、台湾等国家和地区的企业。

  接受记者采访时,河钢集团舞阳钢厂董事长邓建军、杭氧公司总工程师周志勇等人认为,实施国产化有效提振了我国能源装备制造企业信心,提升了企业的业绩,使他们与国外老牌知名企业同台竞技、抢占市场有底气,一批项目开始改用“中国制造”。

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