2017年3月15日,下午2点58分,宁夏宁东基地,一台国产十万等级空分装置稳定产出氧气。
实测氧纯度达到99.6%,整套系统全程运行平稳,没有出现任何波动。
这台打破行业垄断的设备,出自杭氧之手。
最关键的是,同一个神华宁煤项目厂区内,还部署着国际巨头林德的成套设备。中外两套顶级空分系统并肩运行,全程公开对标、同台竞技。
很多人不知道,在此之前,十万等级超大型空分设备,国内企业连入场竞争的资格都没有。
杭氧是怎么突破技术壁垒、打破国外几十年垄断,从六万等级的技术瓶颈,一步步爬上十万等级行业顶端的?今天就直白讲清楚这段国产装备逆袭的历程。
国内大型空分行业的被动局面,根源要追溯到1978年。
那一年年底,杭氧正式从德国林德引进两套核心技术,分别是万立冶金型、2.8万立化工型制氧机技术。
配套的氩、氦、氖、氪、氙五种稀有气体全提取技术,也一并打包引进。在当时的全球行业内,这套完整技术体系,除了德国之外,没有第三个国家掌握。
彼时的技术转让,看似诚意满满,实则暗藏壁垒。
林德交付的技术资料十分详尽,工艺流程、设备性能参数、结构强度计算方式,全部整理成册。
但核心规则卡得死死的,外协、外购的关键部件,只提供设计图纸,绝不交付制造工艺。
可以直白理解为,别人把完整菜谱递给了你,却绝不教你怎么打铁锅、怎么锻刀具。
靠着图纸能算出设备参数,却造不出核心部件,关键零件最终还是要高价进口,处处受制于人。
中小型空分设备,国内很早就实现了自主量产,技术完全自给自足。
可设备等级越大、规格越高,我们的技术短板就越明显。
2008年之前,国内大型空分市场,长期被德国林德、法国液化空气、美国空气产品三家外资企业垄断。
十万等级这种超大型煤化工、工业核心装备,国内没有任何企业能够自研制造,所有项目只能高价进口外资设备。
进口设备带来的困境,远不止采购成本高这么简单。
设备日常维护、核心部件更换、系统故障检修,全部被外资牢牢拿捏。
生产线一旦出现故障停工,能不能复工、何时复工,完全看外资企业的排期安排,国内项目方毫无主动权。
当年行业内有个天价设备记录,外资配套空分压缩机,单台报价高达1.5亿元,溢价空间极大,却没有任何议价余地。
在这样被动的行业格局下,杭氧开启了漫长且艰难的技术爬坡之路,一步一个台阶突破等级限制。
2002年,杭氧自主设计、完全自研制造的3万等级空分装置,在宝钢一次性开车成功。
这次突破,直接撕开了大型空分设备长期依赖进口的行业缺口,打破了外资的初步垄断。
2009年9月,配套宝钢项目的首套六万等级空分装置顺利出氧,杭氧成功站上更高一级的行业台阶。
钢铁行业项目,成了杭氧技术迭代的前两级关键跳板。但跨过六万等级后,杭氧陷入了长达两年的技术与市场瓶颈。
2009年到2011年,整整两年时间,杭氧始终卡在六万等级,无法向上突破。
当时的短板,集中在三个核心关键点。
- 1、核心机械设备差距。塔器、换热器这类基础设备,杭氧已经能够自主生产,但配套的三机一泵等核心动设备,和国际顶尖水平差距明显,稳定性、能耗参数都不占优。
- 2、高压设备空白。内压缩流程必备的3兆帕以上高压空气增压机,国内完全无法量产,百分百依赖进口。
- 3、行业业绩壁垒。空分行业极度看重落地业绩,动辄数百亿的大型工业项目,业主绝不会冒险把整套生产核心设备,交给没有同等级项目落地经验的企业。没业绩拿不到大项目,拿不到项目就永远积累不了高端业绩,形成死循环。
就在杭氧停滞不前的这两年,国外企业的技术早已遥遥领先,八万、十万等级的超大型空分设备,早已在海外成熟落地、稳定运行。
想要打破技术封锁和业绩死循环,唯一的出路,就是依托国家级重大工程项目,自主攻坚高端技术。
国内富煤少油的能源结构,催生了煤制油、煤制气的产业刚需,而煤气化生产的核心前提,就是海量氧气供应。
落户宁夏宁东的神华宁煤400万吨/年煤炭间接液化项目,成了国产空分逆袭的关键契机。
这个项目总投资高达550亿元,氧气消耗量极大,每小时需耗氧120多万立方米,体量足以灌满1.4个水立方。
按照生产需求,项目需要配套12套十万等级超大型空分装置,是国内前所未有的超大空分集群项目。
2012年1月,项目招标节点临近,留给杭氧的时间只剩一年。
彼时杭氧仅有六万等级项目业绩,连参与十万等级项目竞标的资格都没有,根本无法和林德等国际巨头同台竞争。
为了抢下入场机会、打破行业僵局,杭氧管理层做出了一个极具魄力的决定。
原本规划建设六万等级的广西杭氧气体项目,直接调整方案,落地技术储备成熟的八万等级空分装置。
一年之后,八万等级装置顺利出氧、运行稳定,杭氧成功拿到了高端空分市场的入场券。
2013年4月26日,是国产空分行业的关键转折点。
杭氧正式和神华宁煤签约,拿下6套十万等级空分装置的供货合同。
整个项目的12套十万等级空分装置,被分为两大体系,一半采用林德进口设备与工艺,一半交由杭氧国产设备,全程同台运行、直观对比优劣。
直面国际巨头对标,没有退路的杭氧,开启了全方位补短板、攻核心技术的攻坚之战。
此前国内高压铝制板翅式换热器,受制造工艺限制,设计压力始终无法突破7.5兆帕,达不到十万等级设备的运行标准。
杭氧全力攻坚制造工艺,反复调试生产参数、优化结构设计,在2015年4月成功实现技术突破。
设备设计压力一举提升至10兆帕,正式追上国际先进水准,补齐了十万等级空分的核心短板。
2017年3月15日下午2时58分,第一套杭氧产十万等级空分装置成功出氧,氧纯度稳定在99.6%,各项运行参数全部达标。
同年8月25日,项目配套的6套国产十万等级空分装置,全部一次性开车成功。
经实测,这批国产设备的能耗指标,优于同期全球同规模运行设备,达到行业最低水平。
2018年4月,11位国内空分行业权威专家齐聚杭州,对该项目成果进行评审。
专家组给出一致结论,这套国产十万等级空分装置,整体技术达到国际领先水平,彻底打破外资垄断格局。
空分设备的整机技术实现突破后,配套核心动力设备的国产化短板,也同步被补齐。
神华宁煤12套空分配套的压缩机组中,11台采用德国曼透平设备,预留1台作为国产化试点,交由沈鼓集团攻坚。
2017年4月23日,沈鼓自研的十万空分压缩机组一次开车成功,运行状态稳定。
自此,沈鼓成为继西门子、曼透平之后,全球第三家掌握该高端压缩机制造技术的企业。
杭氧造空分“肺”,沈鼓造核心“心脏”,两大国产重工企业联手,啃下了困扰国内数十年的高端机械技术难关。
项目建设指挥部总指挥蔡力宏曾直白点评过这次联合攻关。
"引进国外技术风险低但代价大,且受人制约,国内企业联合攻关成为必然选择。"
这次宁东项目的突破,彻底改写了国内大型空分行业的市场格局。
到2020年,以制氧容量统计,杭氧占据国内空分设备市场43.21%的份额。
而老牌巨头林德工程杭州公司,市场占比仅17.04%,杭氧的市场规模是其两倍半。
如今林德依旧在国内布局、承接项目,但再也无法凭借技术垄断随意定价、掌控市场。
空气分离行业,一直有“空气比金子贵”的说法,氖、氪、氙等稀有气体,依旧是高端工业的稀缺资源。
不变的是高端原材料的稀缺属性,彻底改变的,是我们自主拆分空气、量产高端空分设备的核心能力。
从1956年每小时产氧30立方米的初代制氧机,到宁东项目十万等级超大型空分装置。
杭氧这家老牌国企,用数十年时间,一级一级突破设备等级上限,硬生生打破了德国林德为首的外资企业,对高端空分领域的长期垄断。
时至今日,国内所有大型煤化工、工业项目招标十万等级空分设备时,业主的办公桌上,都会摆上两份同台竞争的报价单。
一份是国际老牌巨头,另一份,属于中国杭州。
对此,你们有什么想法?