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    從0到1的突破
    ——寧夏首個“國家卓越工程師團隊”背后的奮斗故事
    2024-04-02 07:25:44   
    2024-04-02 07:25:44    來源:寧夏日報

      春意漸濃,寧夏寧東能源化工基地,路邊的迎春花次第綻放。

      國家能源集團寧夏煤業有限責任公司400萬噸/年煤間接液化示范項目裝置鋼架林立、塔器云集,如一座能源城市有序運轉。

      “社會主義是干出來的!”

      2016年7月19日,習近平總書記來到400萬噸/年煤間接液化示范項目現場,發出偉大號召。殷殷囑托激勵著廣大建設者迎難而上,在亙古荒原上奏響一曲曲奮斗的時代強音。

      4月1日,“社會主義是干出來的”標志性工程——國家能源集團寧夏煤業有限責任公司400萬噸/年煤間接液化示范項目傳來捷報:今年一季度生產油化品106.66萬噸,突破100萬噸大關,實現2024年首季開門紅。該項目已連續三年突破400萬噸產量大關。

      “自主攻關生產調和出-35#車用柴油,提升了低溫情況下的能源保供能力;《點火燒嘴結構優化改造》課題將R6結構點火燒嘴的平均使用壽命由60—80天提高到220天以上;將單臺10kV電動機繼電保護裝置校驗時間由每次58.3分鐘降低至34.1分鐘,每年可節省約1200個人工時……”國家能源集團寧夏煤業有限責任公司煤制油分公司總工程師楊占奇向記者介紹今年一季度發布的科技創新成果。

      從項目設計之初的3種產品,到投產之后陸續研發出20多種產品,寧夏煤制油產業從“零”起步,突破一系列“卡脖子”重大核心技術,成功建起世界上單體規模最大的煤間接液化項目,建成世界范圍內獨具特色的煤制油產業鏈,對我國增強能源自主保障能力、推動煤炭清潔高效利用具有重大戰略意義。

      “要以持續的科技創新,不斷攻克技術瓶頸,以新質生產力實現煤制油產品的迭代升級?!睏钫计嬲f。2007年,大學畢業的楊占奇來到寧夏煤業公司,見證了“一塊煤”的現代化變身“進度條”。2014年,剛滿30歲的他主動要求到煤制油分公司工作?!澳軌騾⑴c到這一大國重器的工程設計和建設工作中,是我們這一批人的榮幸?!?/p>

      在項目試車階段,楊占奇和團隊扛起了費托合成裝置的生產準備和投料試車的重任。因為是實驗裝置,沒有成熟的資料和經驗可以借鑒,面對技術與人才短缺的情況,楊占奇與技術團隊成員,白天穿梭在裝置中進行“三查四定”,晚上一起攻關試車難題。大家對油品合成裝置21個單元的所有圖紙一張張會審,前后共梳理出2000余項涉及裝置安全穩定運行問題,逐項提出解決方案,精密推演、試車……一點點啃下投料試車“硬骨頭”。

      2016年,煤制油項目一次性投料試車成功,產出了合格油品。成功的背后,是“楊占奇們”無數個不眠不休日夜奮戰的身影凝結。

      2021年11月3日,由寧夏煤業聯合國內20余家單位協同攻關完成的400萬噸/年煤間接液化成套技術創新開發及產業化項目被授予國家科學技術進步獎一等獎。

      2024年1月19日,400萬噸/年煤間接液化成套技術創新開發及產業化項目團隊被授予“國家卓越工程師團隊”稱號。

      打破壟斷,“國家隊”實現核心技術自主可控

      煤制油技術曾長期被國外壟斷。

      其中,煤氣化裝置是煤制油項目的“龍頭”,寧夏煤業起初計劃與德國西門子公司進行技術合作。

      2010年10月,日投煤2000噸的GSP氣化爐在寧夏煤業煤制烯烴項目投入試運行——“試”出了不少問題:因為是首次工業化應用GSP干煤粉氣化技術,試車期間先后出現燒嘴點火成功率低、氣化爐投煤不穩定等問題,嚴重制約裝置穩定運行。

      為保障項目安全可靠,寧夏煤業建議與西門子公司共同研發新型氣化爐。然而,西門子公司堅持繼續使用烯烴項目改造升級版的GSP氣化爐。

      幾輪談判后,雙方簽署備忘錄,由寧夏煤業自主設計研發新型氣化爐。

      “我們聯系國內相關科研單位、高等院校及企業,共同攻克一道道技術難關?!泵褐朴头止旧a部副部長王峰介紹,項目集聚了包括中國寰球、中國五環、中國石化等“國字號”設計團隊和施工單位,各類供貨商多達800余家,高峰期參與建設人員達3萬余人。

      2013年,擁有自主知識產權的日投煤2200噸干煤粉全套氣化技術問世,為國家節省資金約2億元。

      當年9月28日,400萬噸/年煤間接液化示范項目在寧東能源化工基地正式啟動,這是世界煤化工行業一次性投資建設規模最大的項目。

      項目工藝復雜,技術難度大。兩條200萬噸生產線,是由156個系統、1000余個子系統組成的復雜巨系統集成。在國內外專家看來,如此龐大的項目至少需要60個月才能建成,而寧夏煤業僅僅用了39個月。

      39個月,時間不算很長,卻讓參建人員終生難忘?!皫资椇诵?、關鍵技術掌握在國外公司手里,我們處處被‘卡脖子’?!弊鳛槿虆⑴c項目建設的成員,王峰感慨頗深。

      被“卡脖子”的滋味有多難受?

      “用國外公司的技術和設備,不允許再改造、再提升,且費用高昂,條件極其苛刻,多輪談判下來,都無法達成共識?!蓖醴逭f。

      只有把核心技術掌握在自己手中,才能真正掌握競爭和發展的主動權。

      10萬立方米等級空分裝置用空氣壓縮機組是煤制油項目的關鍵部件,也是為煤化工等行業提供動力的“心臟”設備。但制造技術非常復雜,當時被國外少數幾家公司壟斷。

      寧夏煤業對接國內大型空氣壓縮機研制領軍企業沈陽鼓風機集團,提出自主研發制造需求。遼寧省批復5000萬元,支持沈陽鼓風機集團展開技術攻關。

      2017年4月23日,由沈陽鼓風機集團承擔研制的中國首套國產自主化“10萬立方米等級大空分”裝置,在寧夏煤業400萬噸/年煤間接液化示范項目中一次試車成功,價格比進口設備低了4000多萬元。

      煤制油項目體量大,主體設備不少都是“巨無霸”,在安裝過程中需要大型吊裝設備。然而,當時2000噸級的吊裝設備在國內不具備生產能力,只能高價向國外公司租賃,而且需要提前一到兩年預訂。

      寧夏煤業聯合中石化第十建設公司、徐工集團等國內行業龍頭企業啟動自主研發,相關技術團隊跳過2000噸級,直接攻關4000噸級吊裝設備。

      2013年,4000噸級吊裝設備問世,并在寧夏煤業煤制油項目中投入使用。

      這些國產大型吊裝設備同時應用到其他行業,極大提升了國內大型路橋建設的技術水平和工程效率。

      首創高溫漿態床費托合成工藝,達到國際領先水平;

      在3000噸級單噴嘴加壓氣化技術領域填補國際空白……

      項目建設過程中,打破國外壟斷、擁有自主核心技術的科技創新事例不斷涌現,催人奮進。

      2016年12月21日,400萬噸/年煤間接液化示范項目試車成功;2017年11月,具有自主知識產權的28臺“神寧爐”全部試車成功,并逐步實現煤制油項目滿負荷運行。

      “煤制油項目發揮了‘國家示范實驗室’作用,共承擔37項關鍵和重大技術、裝備及材料國產化攻關任務,國產化率達到98.5%,項目主要運行指標均處于國際領先水平?!睂幭拿簶I煤炭化學工業技術研究院院長李虎說。

      四年連軸式技改,確保項目安全達產

      400萬噸,項目“噸級”的放大,不僅僅是數字的放大,還是一系列全局統籌、精密運作、復雜反應的“化學放大”。如果將項目比作一個生命體,從第一次試車的“呼吸”,到如今成熟平穩的運行,高聳的裝置、精密的管道,其間不僅流淌著各種原料,也流淌著創新的智慧和攻關的汗水。

      “脫硫系統結晶異常!”2018年5月的一天夜里,中控室技術人員報告。

      “重新結晶沒有效果,沒有顆粒,產生不出硫酸?!眲恿S四車間女工程師段會敏說,當時采取了多項措施,都沒有明顯效果。

      “人工加濃硫酸!穿防化服,跟我上!”班長趙祥一聲令下,與段會敏、袁曉麗、何園、劉景波一起輪流上陣,向反應器里加濃硫酸。

      又厚又重的防化服不透氣,兩人一組,抬著25公斤重的桶,吃力地向反應器里加濃硫酸。加了整整48桶,相關指標才逐漸正常,這時大家才感到已精疲力竭?!叭頋裢?,防化服里汗水幾乎漫過了腳背,人都成了落湯雞?!倍螘粽f。

      經過攻關團隊兩個月的奮戰,脫硫系統結晶異常等問題得到徹底解決。

      煤制油項目首次大規模應用國產化技術,裝備及材料多,且沒有現成的技術資料和經驗可以借鑒。項目投產后,經常遇到設計數據和實際運行數據出現偏差的問題,給裝置平穩安全運行帶來風險。

      以氣化裝置為例,在試車階段出現有效運行時間不達標、正常生產與檢修長期交叉等問題,每三個月就要檢修一次,每臺氣化爐的檢修項目達200多項。

      “燃燒室溫度高達1000攝氏度以上,如果耐高溫材料不過關,易發生燃燒室燒裂導致氣化爐中燃氣泄漏,后果嚴重?!惫こ處熇顟讶鹫f。

      針對體檢出的問題,煤制油分公司成立攻關團隊,對氣化爐三大核心部件進行技術改造。然而,起初的幾輪技術改造并沒有取得預期效果。

      技術團隊連續幾天幾夜“釘”在現場:計算、推演、論證……尋找破解之策。

      時任氣化廠副廠長的楊建榮提出,對氣化爐三大核心部件進行整體升級。這意味著材料、結構等都要進行改造,難度巨大。

      攻關團隊聯合國內相關科研單位及材料專家,研發耐高溫材料,一次次摸索、一遍遍試錯,耐高溫材料難題被攻克,燃燒室容易燒裂的問題得以破解。

      針對工藝環節磨損、堵渣、泄漏等問題,技術團隊持續攻關,解決了下渣口磨穿、下降管燒損、洗滌塔帶水以及有時出現點不著火、掛不上渣、除不盡灰、投不進煤等一系列問題。

      “2016年底項目開車成功后,工程師團隊連續4年進行優化設計、技術改造、處理安全隱患,全力確保項目安全穩定運行?!崩罨⒄f。

      “特別是在2016年到2018年,廠長、工程師、技術員都集中在中控室和生產現場,連辦公室都很少回,累了就在車間椅子上躺一會兒,回宿舍的時間都沒有?!被貞浧鹉嵌螘r間,楊占奇依然激情滿滿。

      “試車期間常遇到突發情況,白班也常常在凌晨下班。工期緊張時,一個多月才回家一次,滿身油污,臉也黑黑的,進小區大門時,原本很熟悉的小區保安都瞪大眼,看了半天愣是沒認出我?!惫こ處熖K曉明說。

      “項目投產以來,煤制油分公司累計開展600多項重要技術攻關,僅2020年的一次全裝置大檢修就完成了一萬多個檢修技改項目,項目在2021年首次達到并突破設計產能?!睔饣S副廠長陳鵬程介紹,全裝置從“一年一大修”變為“三年一大修”,關鍵大機組、氣化爐實現全優運行,檢、維修費用和生產成本大幅下降,產量、效益顯著提升。氣化爐穩定運行天數從90多天穩步提高到220多天,運行周期、指標合格率大幅提高,實現了裝置從開起來到穩起來、優起來的轉變。

      創新沒有捷徑。從及格到優秀,面對這一張自主創新的“試卷”,研發團隊懷報國之心,以科學家精神努力破解了一系列國內同類裝置面臨的共性難題,氣化爐綜合性能躍居世界領先水平。

      專注自主科技創新,引領產業鏈向高端邁進

      創新從未止步。400萬噸/年煤間接液化示范項目設計之初只有3種產品。只有繼續打造和延伸煤制油產業鏈條,走產業化、高端化、集約化之路,才能確保這一全球單套規模最大煤制油項目可持續發展、高質量發展。

      為此,寧夏煤業組建自治區重點實驗室,設立煤化工上海研究院,強化產學研深度融合,α烯烴中試裝置成功產出C6、C8產品,并以此為原料研發出POE產品;重點發揮煤制油工藝和產品特性,開發出白油、費托蠟、單碳正構烷烴等七大類新產品。其中,利用裝置規?;瘍瀯?,采用精餾法制備直鏈烷烴,同等規模下裝置投資下降60%,運行成本下降40%以上,產品精度達99%以上,廣泛應用于下游二元酸制備、高性能尼龍材料等領域,攻克了一系列難題。

      煤制油分公司創造性地提出“發揮分子價值”的新產品開發思路,生產出C12、C14、高熔點蠟、輕白油等一批高附加值新產品,使企業年增加效益近5億元。在填補國內空白的同時,還將設備投資費用由5億元降至1億元。

      空分廠廠長助理李登桐深研深冷技術制取高純度氧氣和氫氣,深度參與10萬立方米等級空分壓縮機的研發及安裝、測試,使得空分壓縮機開車速度從126天降到56天,創造了同規模壓縮機開車紀錄,并為行業發展摸索出一套標準化操作規范,獲得19項國家專利……

      近幾年來,煤制油分公司先后培養煤制油化工專業管理人才過百名,各級各類技能狀元、技術能手、技術標兵40余名,高技能操作人才400余名,其中“80后”“90后”占比近60%,為項目持續穩定發展提供了人才保障。

      截至目前,項目工程師團隊取得專利170余件,獲中國專利金獎1項,省部級獎22項。牽頭和參與制定國家、行業標準7項,《400萬噸級煤間接液化成套技術》列入中央企業科技創新成果推薦目錄……

      至2023年年底,400萬噸/年煤間接液化示范項目已累計生產油化品2300多萬噸。

      “瞄準產業中高端,實現由單一油品向多元化高端產品的轉變?!睏钫计嬲f,下一步,還將繼續分離C10產品,實施加氫精制石腦油提質、費托尾氣制LNG等項目。

      400萬噸/年煤間接液化成套技術創新開發及產業化項目團隊歷時10余年,努力實現關鍵核心技術自主可控,把創新主動權、發展主動權牢牢掌握在自己手中,打贏了一場場關鍵核心技術攻堅戰。

      征途漫漫,惟有奮斗。星空下,煤制油項目基地燈火璀璨,一個個忙碌的身影在持續書寫奮斗的故事。在寧東能源化工基地這片熱土上,煤制油產業鏈上下游的廣大建設者正以昂揚之姿,將地層深處的煤炭變成燃油、天然氣、甲醇、塑料、紡織品……走進各行各業、千家萬戶。(記者 龔其云 丁建峰)

    【編輯】:王小梅
    【責任編輯】:馬江
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