陝鼓百萬噸級乙烯「三機」技術方案通過評審

2月20日，西安陝鼓動力股份有限公司（以下簡稱「陝鼓動力」）開發完成的百萬噸級乙烯裝置三機組開發研製方案，在西安通過中國石油和化學工業聯合會組織的專家評審，標誌着陝鼓動力在乙烯「三機」大型裝備新領域獲得新突破，首次具備為百萬噸及以上規模乙烯工業提供三機組系統解決方案的綜合能力。

以中國工程院院士、北京化工大學機電工程學院名譽院長高金吉教授為組長的專家組，一致同意通過陝鼓百萬噸級乙烯裝置三機組開發研製方案評審，認為該方案科學合理，技術指標先進，達到了實現工業化製造的要求。建議進一步完善和優化該方案，加快尋找依託項目，實現乙烯三機組的工業化製造。

大國重器亟待「中國芯」

在我國各流程工藝成套設備中，石油化工行業技術裝備短板凸顯。作為石化產業的核心，乙烯工業是衡量一個國家石油化工發展水平的重要標誌之一，被稱為「石化工業之母」。乙烯是合成纖維、合成橡膠、合成樹脂以及醫藥、染料、化工新材料等基本原料，主流生產採用管式蒸汽裂解工藝。截至2022年底，我國乙烯總產能達4675萬噸，成為世界最大的乙烯生產國。乙烯生產須臾離不開大型裝備，其中乙烯裝置「三機」包括裂解氣壓縮機組、丙烯壓縮機組和乙烯壓縮機組，是最關鍵的核心設備，也是保證乙烯裝置安、穩、長、滿、優運行的強大「心臟」。

據瞭解，裂解氣是包含近30種成分的石化氣體，經過裂解氣壓縮機對其加壓后分配到各個化工裝置單元中，在低温條件下合成產品。丙烯是裂解氣中一種主要氣體，進入丙烯壓縮機逐級冷卻至零下40℃經過再分離得到乙烯產品，而乙烯壓縮機的工作環境為零下101.7℃。如此嚴苛的低温條件，使乙烯裝置「三機」成為高端石化裝備難以涉足的「明珠」。

「我國在大型、複雜壓縮機領域的技術研究和綜合技術能力相對薄弱，大型高端離心壓縮機技術長期受制於國外。」高金吉説。近年來，我國石化和裝備製造企業採取引進、消化、吸收再創新的模式，不斷提升與發展，打破進口設備技術封鎖，推進乙烯「三機」等石化重大裝備國產化。目前，中國已成為全球少有的可以製造百萬噸級乙烯「三機」的國家，整體技術接近國際先進水平。

自主攻關搶佔新賽道

為進軍乙烯「三機」高端技術裝備製造全新領域，加快推進重大技術裝備國產化進程，2005年，陝鼓動力開始佈局乙烯「三機」技術研發，依託陝鼓歐洲研發中心擁有的乙烯「三機」技術經驗和研發能力，技術團隊從基礎研究做起，相繼完成高性能模型級開發與試驗，研發優化設計軟件、高精度物性計算軟件、在線噴水冷卻、壓縮機多段補氣缸內混合等核心技術。2013年，陝鼓百萬噸等級乙烯三機組技術開發正式立項並分步實施。

十年磨一劍，西風不覺寒。經過持續研發攻關，陝鼓技術團隊在乙烯三機組整機結構、製造工藝、機組總成、自動化系統控制等方面進行技術優化和提升，完成了高效模型級、大流量係數、高馬赫數模型級的乙烯「三機」系列化技術，開發了高精度、高可靠性模化設計軟件平臺，並開展氣動、結構、製造工藝、總成、控制等5大核心技術的詳細設計與試驗驗證。

「根據乙烯裝置工藝需求，結合三機組的特點，我們編制了可靠的機組控制方案，包括負荷調節、喘振控制、阻塞控制以及各類單元控制等，確保機組與工藝系統匹配優良。」陝鼓動力首席技術專家藺滿相説，陝鼓乙烯「三機」的氣動設計採用成熟的基本級系列和國際最先進的優化匹配計算程序，使整套機組的機械性能優良，結構更緊湊，效率更高，工況調節範圍更寬，滿足乙烯裝置多工況、高效率、寬調節範圍的設計要求。同時，高精度的葉輪加工、定子流道加工、零部件精密裝配工藝路線，達到國際一流的製造精度和性能指標。

據介紹，陝鼓乙烯三機組在氣動技術、結構設計、自動控制等方面迭代升級，採用成熟的配套設備選型技術、多機同軸佈置及軸系設計優化技術。整套機組可適用於100萬噸/年、120萬噸/年、150萬噸/年等大型乙烯裝置，配套設備選型成熟可靠，壓力控制精準，確保機組與用户工藝裝置具有良好的匹配性能。

立足高端裝備聚變創新

作為分佈式能源領域的系統解決方案商和系統服務商，陝鼓動力深耕大型高端裝備領域，特別是圍繞石油和化工裝置大型化、系統化、高效化、清潔化發展趨勢，持續強化技術創新，提升我國流程工業大型核心動力裝備研發製造進程，扭轉高端技術裝備「卡脖子」被動局面。

源於製造，超越製造。數十載創新發展的「基因」深深植根於陝鼓人。在需求升級和技術變革的雙重推動下，陝鼓動力相繼開發了大型重整裝置用循環氫壓縮機、大型乙烯三機組、大型丙烷脱氫全流程機組、10萬~15萬大型空分壓縮機組技術、第3代能量回收透平技術、新一代高壓比軸流壓縮機技術等，形成覆蓋整個工業領域的透平壓縮機及透平膨脹機，技術能力達到國際先進水平，為實現我國透平技術和應用在全球從跟跑、並跑到領跑提供了「陝鼓方案」。

近年來，陝鼓技術研發持續高強度投入，每年服務製造研發總投入達10%以上，擁有歐洲研發中心、捷克研發中心等5個海外研發基地，以及國家級技術中心、行業重點實驗室、院士工作站、博士后流動站、工程實驗室、省級技術創新中心等科技資源平臺。擁有完善的壓縮機制造能力、先進的葉輪閉式整體銑制及整體電火花加工技術，建成國內首個「葉輪焊接數字化智能管控系統」，具備年產650臺大型壓縮機的製造能力。配有全參數數據採集的遠程在線檢測系統，為用户設備提供全生命周期的系統監測診斷服務。

目前，作為中國石油和化工行業優秀合作伙伴和優秀供應商，陝鼓動力已在石油化工、天然氣化工、煤化工等領域提供各類流程壓縮機約3000余台，助力我國重大裝備國產化發展。其中，軸流壓縮機獲中國製造業「單項冠軍產品」，產量達2600余台套，居全球第一。乙烯、丙烯製冷、氨製冷、丙烷製冷、混合冷劑壓縮機市場業績百余台套。丙烷脱氫裝置各類壓縮機組60余套，成為國內唯一擁有丙烷脱氫裝置Lummus工藝全流程5套壓縮機組能力和業績的製造商。空分裝置壓縮機組業績近400台套，國內市場佔有率超80%。催化裂化FCC和催化裂解DCC業績近300台套，國內市場佔有率逾95%。

在這些國之重器中，大型空分機組、大型合成氨「三機」、大型硝酸機組、大型PTA裝置配套壓縮機組、乙烯製冷壓縮機等技術處於國際領先或先進水平；10萬等級以上超大型空分壓縮機組、天然氣長輸管線壓縮機組、催化裂化機組、丙烷脱氫裝置配套壓縮機組等改變了我國流程工業領域大型動力核心設備依賴進口的局面；AV140軸流壓縮機組為全球規模最大、技術最先進，重塑工業壓縮機領域全新高度。

曾兩次榮獲中國工業大獎的陝鼓，在深化服務型製造戰略轉型中聚焦分佈式能源，打造分佈式能源領域系統解決方案商和系統服務商，取得了驕人的經營業績，成為我國傳統制造業企業向服務型製造轉型的實踐者和先行者。工信部和陝西省委、省政府及行業組織大力推廣「陝鼓模式」與「陝鼓經驗」。近6年來，陝鼓集團主要經營指標呈兩位數、三位數同比增長，人均主要指標接近或超過國際標杆企業，人均績效連續19年居全行業第一。2022年，陝鼓集團營業收入突破300億元，主要經營指標均創歷史之最。（李軍/文 圖片由企業提供）