14400小时，一颗“中国芯”的答卷——对话沈鼓集团总工程师张勇

　　7月21日，内蒙古鄂尔多斯。由郭东明院士担任组长，汇聚国家能源集团、中国石油、中国石化等单位专家的鉴定委员会，对沈鼓集团“特大型空分装置用压缩机组”给出一致结论：机组技术难度大，创新性强，拥有完全自主知识产权，填补了国内空白，整体技术达到国际同类产品先进水平，其中气动性能、机械性能国际领先。

　　大型空分装置压缩机是煤化工、石油化工的“动力心脏”，而直到本世纪初，国内2万等级以上大型空分压缩机完全依赖进口。从打破垄断到批量应用，从“从无到有”到“从有到优”，沈鼓集团总工程师张勇是这场跨越的技术掌舵者。鉴定会后，记者在宝丰能源项目现场专访了张勇。

“国际领先”不是评出来的，是跑出来的

记者：

　　7月21日，沈鼓“特大型空分装置用压缩机组”在鄂尔多斯通过鉴定，鉴定委员会给出了“整体技术国际先进，气动性能、机械性能国际领先”的结论。作为这款机组的技术负责人，您如何评价这个结果?

张勇：

　　鉴定结论对我们而言，既是肯定，更是一份阶段性答卷。我特别想强调一点：这个“国际领先”不是实验室里评出来的，而是在工业现场跑出来的。

　　这次通过鉴定的SACC6+1机组，已在宝丰能源内蒙古260万吨/年煤制烯烃项目上保障装置满负荷、安全平稳运行超过14400小时。运行数据显示，装备综合性能达到国际先进水平，实测运行效率优于同类进口产品，能耗优于设计指标。

　　大型空分装置压缩机是煤化工、石油化工的“动力心脏”，心脏类装备有一个特点——它的先进性无法用参数表完全证明，必须靠长周期、满负荷的实际运转来检验。14400小时，接近两年的连续运行，这是比任何试验数据都更有说服力的答案。

记者：

　　鉴定委员会特别提到机组“填补了国内空白”。这个“空白”曾经给行业带来过什么?

张勇：

　　本世纪初，国内空分压缩机配套能力只能做到1.8万标准立方米每小时等级，2万等级以上完全依赖进口——交货周期长、价格高昂，更重要的是关键装备受制于人，存在巨大的产业安全隐患。这提醒我们，“买来的装备”不仅价格昂贵，后续维护也受制于人，而且未必真正适配国内的复杂工况。这也使得空分成套系统与核心压缩机组自主可控，成为了行业必须攻克的关键课题。这次鉴定，可以说给这个课题交上了一份国产答案。

二十余年五步走，一步一个产业痛点

记者：

　　从1.8万等级的配套能力，到今天11万等级机组的批量应用，沈鼓走过了一条怎样的技术升级之路?

张勇：

　　回顾这二十多年，大致可以划分为五个阶段，每个阶段都是对行业痛点的一次回应。

　　2001年到2005年是起步期，实现从0到1。我们以4万等级空分为切入点，产品首次批量进入山东华鲁恒升、安庆石化等大型化工装置，证明了国产空分压缩机可以稳定运行、可以替代进口。

　　2005年到2010年，从“双缸”走向“单缸”。当时国际同行已实现单缸结构，我们还是双缸——别小看这一个缸的差距，背后是气动设计、转子稳定性、制造精度的全面代差。我们开发的MCO单缸机型用4个叶轮完成了原来7个叶轮的任务，标志着国产空压机从“跟跑”迈入“并跑”。

　　2011年到2015年，向10万等级迈进。2013年，国能宁煤400万吨/年煤间接液化项目启动，这是当时全球单套规模最大的煤制油项目，配套12套10万等级空分装置。当时国内厂家在6万等级以上尚无业绩，12套装置中11套采用进口设备，用户拿出1套交由沈鼓进行国产化首台套开发。我们投入数亿元，历时5年，攻克“轴流+离心”共轴结构，成功研制出国内首台10万等级空压机组。这一突破让中国成为世界上第二个能够自主设计制造超大型空分压缩机组的国家，沈鼓也成为全球第三家具备这一能力的企业。

　　2020年至今，进入批量应用期，宝丰能源内蒙古项目一次性配套6台11万等级机组，标志着国产装备从“首台套”真正走向规模化、商业化运营。

　　内蒙古宝丰机组

记者：

　　您提到宁煤项目12套装置中只有1套交给了沈鼓。首台套开发“只能成功、不能失败”，这份信任是怎么扛过来的?

张勇：

　　那是一份沉甸甸的信任。用户的选择非常理性——11套用成熟的进口设备保住项目大局，拿出1套给国产装备一个机会。这个机会窗口一旦失败，国产10万等级空分机的进程可能要延后很多年。

　　我们做的第一件事是把风险消灭在设计阶段。压缩机性能的天花板在设计阶段就已划定，后期再怎么调试也突破不了。为此我们重构了气动设计体系和转子动力学分析方法，又建设全速全压试验平台，让机组在出厂前经历严格的“实战模拟”。最终机组一次开车成功，2018年通过鉴定，成果入选2021年度国家能源领域首台(套)重大技术装备，并助力“400万吨/年煤间接液化成套技术创新开发及产业化”项目荣获国家科技进步一等奖。回过头看，首台套突破靠的不是灵光一现，而是设计、制造、试验全链条能力的同步到位。

“做减法”比“做加法”更难

记者：

　　本次通过鉴定的SACC6+1机组，把传统的“8级轴流+2级离心”精简为“6级轴流+1级离心”。表面上看是级数少了，为什么业内反而认为这是难度更大的突破?

张勇：

　　级数减少，意味着每一级都要承担更高的负荷、达到更优的效率、具备更宽的稳定工作范围，开发难度是指数级上升的。这就好比原来十个人抬的担子，现在七个人抬，每个人都要更强，整体协调性还不能打折扣。

　　为突破气动结构瓶颈，我们在国内首创将航空发动机的设计理念融合到工业轴流技术中，使整机综合效率最高可达90%。轴系更短之后，转子的刚性、振动特性反而得到改善，这也是鉴定委员会认定机械性能国际领先的重要原因。针对设备体量偏大带来的基建成本压力，我们开展了轻量化紧凑设计优化，机组外形尺寸缩小25%、重量减轻30%、制造周期缩短20%。可以说，每一次“减法”的背后，都是设计体系、制造能力和工程认知的“加法”。

记者：

　　这款机组还支持一键启停自主稳定运行。对一台重大装备而言，智能化究竟改变了什么?

张勇：

　　概括起来是三句话：运行状态透明化、控制调节智能化、故障风险可预测。透明化，是给机组装上全方位的“神经系统”，关键参数毫秒级实时采集;智能化，是一键启停、负荷自适应调节和防喘振控制算法升级，极端工况下也能确保机组平稳过渡;可预测，是依托大数据与人工智能的诊断平台，能识别轴承磨损的早期特征、叶轮流道结垢的征兆，提前给出预警和维修建议，而不是等故障发生后被动响应，这也是我们差异化最大的能力。一句话，我们交付的不只是一台压缩机，更是一套让客户“看得见、控得住、睡得着觉”的智能保障体系。

　　为神华宁煤集团设计制造的首台国产化十万空分装置压缩机组

不止“SACC6+1”，一套全场景解决方案

记者：

　　这次鉴定让SACC6+1备受瞩目，但不同项目的规模、工艺、场地条件差异很大。对行业用户来说，沈鼓能提供的是一台机组，还是一套解决方案?

张勇：

　　空分项目从来不是“一刀切”——同样是5万等级，煤化工和钢铁厂的需求完全不同;老厂改造和新园区建设面临的约束也天差地别。目前，沈鼓在空分领域已经拥有单轴MCO、多轴齿轮组装式、轴流加离心等多系列达到国际先进水平的产品，针对制氧规模从6000到15万标准立方米每小时的全区间需求，构建起三大标准化主机平台：SACC系列主攻超大型，MCO系列主攻中大型，SVK系列主攻灵活节能。

　　这三把“利器”，加上从汽驱到电驱的多种驱动方式，可以满足煤制油、煤制气、煤制烯烃等领域全部细分市场不同规模、不同工艺的需求。不是让客户迁就设备，而是用最合适的设备匹配每一个具体项目。对于多套空分集群项目，我们还提供“组合方案”，三大平台搭配使用，实现系统整体能效最优。沈鼓交付的，早已从单一产品升级为完整的成套系统解决方案。

工业实景是最好的考场

记者：

　　沈鼓与宝丰能源的合作被视为国产装备与行业用户协同的典范。从单台试用到一次性配套6台机组，这种信任是如何一步步建立起来的?

张勇：

　　宝丰的支持是国产大型空压机从“样机”走向“量产”的关键转折。这个过程是渐进的：宝丰甲醇二期项目，一次性应用了2台“8+2”结构的空压机;甲醇三期，再次应用2台技术升级后的“6+1”机组;到2023年内蒙古三套年产220万吨甲醇加烯烃的超级项目，宝丰一次性配套6台11万等级空压机组，全部采用“6+1”结构，还选定其中一台为电驱方案。

　　为宁夏宝丰能源研制的10.5万空分压缩机组

　　电驱方案尤其值得一提。这不是一个简单的动力源选择，而是业主在综合权衡能效、运维与长期可靠性之后，对沈鼓技术成熟度的深度认可——这也是电驱方案在煤化工核心装置中的首次规模化落地。目前，这批机组经过近两年的满负荷运行，性能全部达到合同要求，6套机组对应的空分装置制氧能力可达11.5万标准立方米每小时，能效水平明显优于国外同类机组，电驱机组的单位产氧量能耗甚至低于设计值。用户的信任不是争取来的，是一台一台机组跑出来的。

记者：

　　这次突破并非沈鼓一家的孤军奋战。这种协同创新模式对行业有何启示?

张勇：

　　大型装备的创新从来不是单点突破，而是全链条的协同进化。高校和科研院所帮助我们解决基础机理问题，杭氧等空分成套企业帮助我们打通机组与装置的匹配、变工况运行等工程难题，客户则用真实工况检验并反哺我们的设计。面向未来，我们正深化与杭氧等成套龙头的战略合作，从工艺耦合、能量梯级利用、控制协同、布局集成四个维度发力，让空分系统整体能效再提升。独行快，众行远——这是装备国产化走到今天最深刻的体会。

从“国产替代”走向“价值创造”

记者：

　　“十五五”新型能源体系建设对重大装备提出了新要求。沈鼓下一步的技术布局指向哪里?

张勇：

　　一是向更大规模、更高效率攀登。我们已启动15万等级以上超大型空分核心技术储备，布局轴流与离心之间的斜流压缩机前沿技术，联合西安交大等高校攻关扩压器与蜗室匹配等“卡脖子”难题，同时探索氢能、风能与大型空压系统的耦合路径，研发基于AI大模型的先进控制与诊断算法。二是以数字化、智能化、绿色化重塑全价值链，把IT信息技术、AI算法、新型高端材料深度融入设计研发、精密制造、质量检测、运维服务全链条，未来交付的不仅是高效机组，更是一套自感知、自决策、自优化的低碳智能动力单元。三是与成套企业共创系统级能效革命。四是构建共生共赢的产业生态——作为行业“国家队”，沈鼓愿向合作伙伴开放技术平台，共享数据与经验。

记者：

　　如果请您用一句话总结沈鼓这二十多年的攻关路，您会怎么说?

张勇：

　　我们做的每一件事，归根结底都是在回答一个问题——怎样才能让国产大型空压机，真的让客户用得放心、用得省心、用得划算。从“能用”到“好用”，从“国产化替代”到“国际竞争力提升”，这条路没有捷径，靠的就是持续迭代的耐心和产业链协同的定力。

　　记者：谢谢您接受采访!