解码“沈鼓创造”

与世界强手比肩挺起中国装备脊梁

2011年12月6日，将载入中国装备制造工业的历史。
如果说在此之前，我国天然气管道内的所有电机、压缩机、燃气机和大型球阀还是100%由国外供货的话，那么从这一天开始，这一状况得到历史性的突破：首台国产20MW级电驱压缩机组从沈阳鼓风机集团股份有限公司（以下简称沈鼓）发运，天然气长输管线压缩机组长期以来由进口垄断的局面由此坚冰破解。
20多年来，沈鼓坚持履行强国使命，牢牢把握我国重大技术装备与国际先进技术发展方向，坚持产学研相结合，坚持引进先进技术与自主创新相结合，走出一条高起点、宽领域的自主创新之路。
特别是2006年实现整体搬迁之后，沈鼓如虎添翼，不断显现王者霸气。时至今日，沈鼓不仅成为国家装备工业的骄傲，而且成为敢于同外商博弈的“砝码”。一系列科技成果的迭出、重大工程的承接、进口替代的实现，沈鼓以“超越领先，开创未来”的创新精神，铸就出中华民族工业之魂。
国家支持
沈阳市铁西区老工业基地的改造搬迁在2002年完成基本布局之后，很快就迎来了装备工业的春天。
2003年底，国家做出了振兴东北老工业基地的战略决策。2006年初，《国务院关于加快振兴装备业的若干意见》正式颁布。沈鼓及时抓住这两次重大历史机遇，顺势而为，乘势而上，实现了企业的大跨越。
2004年底，沈鼓重组了沈阳水泵厂、沈阳气体压缩机厂，成立了新沈鼓集团。2006年6月18日，沈鼓实现了历史性的重大技术改造、整体搬迁和企业重组，建成了占地面积70万平方米的新厂区，拥有了现代化的先进设备。技术改造竣工后，新沈鼓的经营范围得到扩大，配套能力显著增强，综合经济效益得到极大提高。
国家大力发展装备制造业的决心，为沈鼓提供了起飞的良机，《国务院关于加快振兴装备业的若干意见》提出要大力发展16项重大技术专项，沈鼓一举承担了其中4项32种关键产品的研制与生产。
国家不久前颁布的“十二五”发展规划，确定了七个重点发展的战略性新兴产业，再次为沈鼓插上腾飞的翅膀。七个重点发展的战略性新兴产业中，有节能环保、高端制造和新

能源三个领域与沈鼓息息相关。沈鼓为此要突破200余项重大关键、核心技术课题，推出10大类54种关键重大产品。而沈鼓此次天然气长输管线压缩机组的国产化，即是国家战略性新兴产业规划的项目之一。
时间回溯到2009年。
2009年4月，又一个具有标志性的日子，国家能源局召开了天然气长输管道关键设备国产化工作会议，长输管线压缩机国产化的任务历史性地落到沈鼓人的肩头。遂即，沈鼓成立了西气东输工程压缩机工作小组，举全员之力、聚全员之智，全力以赴开展研制攻坚。
2009年11月，中石油与沈鼓签订《天然气长输管道关键设备国产化20MW级电驱压缩机组研制合同》。双方以及所有参研单位组成联合开发研制团队，确定各单位科研攻关课题，落实项目研制进度，开始有步骤地实施计划。
两年多的时间内，经历了近千个日日夜夜的努力之后，这个联合开发研制团队终于在2011年初夏，完成设备的设计与制造，进入设备的试验阶段。到2011年12月6日，设备正式下线，国家发改委能源局在沈鼓集团装配试验车间隆重举行“天然气长输管道关键设备国产化成果汇报会暨合同签署及首套20MW电驱压缩机组出厂”仪式。
原国家能源局局长张国宝在设备出厂仪式上给予沈鼓高度的评价：“实现20MW电驱压缩机组的国产化，是我国重大装备研制上又一个很了不起的成功！”同时，他也将此次研制成功的首要经验总结为：“新兴装备需要国家意志”。我国装备工业在国家的支持下，迈出自主创新的步伐更加坚定，经受重大项目的历练硕果渐丰。这一点，在沈鼓这里得到了实实在在的验证。

“站在国家的立场，站在国家长远发展的角度，用户对于产重大装备给予坚定不移的支持”，这是张国宝为此次设备研制成功总结的又一个重要原因。的确，正如中石油集团副总经理廖永远所言：中国石油在推进长输管道关键设备国产化工作中一直矢志不渝、全力推进、不遗余力。
2009年11月，《天然气长输管道关键设备国产化20MW级电驱压缩机组研制合同》签订之后，中国石油集团和中国机械工业联合会等兄弟单位，受命开始进行长输管道关键设备国产化工作。在国家能源局的领导、协调和推动下，中国石油专门设立重大科技专项，由具有丰富长输管道建设经验、熟悉机组设备成套技术和现场应用的西气东输管道公司牵头，联合具有最强研发制造能力的沈鼓等国内设备生产商，采取“产学研用”一体化研发模式，协同作战，并借鉴国际同类产品的研发经验，开展联合攻关。
在研制过程中，中国石油与各兄弟单位密切配合，从技术条件、试验大纲的研究制定，到新产品研制的技术难点分析、研制方案拍板，从工厂监造、试验验证到产品鉴定、现场考核等环节，中国石油都选派了具有丰富经验的专家和技术骨干全程参与，全力保驾护航，提供技术支持和服务，为长输管道关键设备国产化创造最有利的条件。
艰难历程
20MW级高速直联变频电驱压缩机组是一项技术先进、系统复杂，并且横跨多学科、多专业领域的高度集成化系统工程。它具有以下突出特点：高功率、高转数、高压力；高可靠性、高稳定性；调节范围宽，工作环境恶劣，易燃易爆；自动化程度高，多机组并联运行；远程监控及在线故障诊断等。经过两年多的努力，以沈鼓为首的联合研究团队，克服重重困难，首台套终于试制成功。
2011年5月27日，在国家级论证会上，国家发改委能源局、中国机械工业联合会，以及中国石油科技部、项目部、管道公司、工程公司等各个相关部门的领导和专家汇聚一堂，经过了充分讨论之后，决定对压缩机组进行全速全功率的联动试验。
全速全功率的联动试验堪称是设备国产化研制进程中的关键步骤，为了取得更好的效果，在做出试验决策之前，沈鼓与中国石油和设计院进行了大量的前期调研，包括场站走访、实地考察、深入学习交流等。最后，各方终于达成一致共识：联动试验是考核和检验20MW级高速直联变频电驱压缩机组国产化试制成果、积累经验的必要途径，是检验机组性能、考核研制成果的重要方式，即刻进入试验环节。
由于沈鼓乃至国内组织该级别的测试试验尚属首次，其中所包含的技术关键、难点和创新点甚多。其中涉及到的几个核心关键包括：长输管线PCL804型离心压缩机；20MW级高速直联变频电驱压缩机组仪表和控制系统；20MW级4800rpm高速电机；25MVA级PDS系统电压源型（IEGT、IGBT）高压变频调速装置。而产品的全新性、技术的尖端化、试验的高难度，决定了整个过程充满艰险。
从沈鼓制造部2011年5月17日编制第一版产品测试计划起，整个测试工作可谓一波三折，甚至是惊心动魄。另外，由于整个设备的研制过程属于团队合作，除了沈鼓作为设备总成提供商之外，还包括哈尔滨电气动力装备有限公司、上海电机厂、上海电气集团、鞍山荣信电力电子股份有限公司、上海广电集团等重要分包商。整个实验过程，跨学科、高难度、多结点，并涉及数个单位，整体耗时3个月，先后试验数十次，可谓历经艰辛。
9月27~29日，上海电机厂电机+鞍山荣信变频器+沈鼓压缩机进行联调带负荷试验。此后的3天，是漫长的焦灼等待。伴随着机组全系统进入全速、满负荷状态，平稳运行72小时，监控室内一片欢腾，参与试验的所有人员激动不已，共同举杯庆贺。
单机性能试验、3次72小时全速联调试验和一次全系统联调试验的成功测试表明，机组运行平稳，压缩机振动值小于15μm,远低于API617国际标准，机组效率高、运行稳定，压缩机组主要技术指标达到国际先进水平。试验的成功也验证了沈鼓压缩机、上海电机厂电机、哈尔滨电气动力装备有限公司电机、鞍山荣信变频器和上海广电集团变频器在18MW负荷下连续运转的可靠性；验证了电机、变频器辅助系统的可靠性；验证了产品控制系统的可靠性。同时，也表明了沈鼓完全有能力为输气管线增压站提供具有国际先进水平压缩机，树立了长输管线压缩机组国产化又一个重要的里程碑。
2011年10月18日，受国家能源局委托，中国机械工业联合会和中国石油集团公司在沈鼓召开了“天然气长输管线压缩机”新产品鉴定会。专家组鉴定的结果表明：“天然气长输管线压缩机主要技术指标达到国际领先水平，机组的研制成功，是我国大型离心压缩机设计制造技术的重大突破，填补了国内空白，打破了该类产品长期依赖进口的局面。”
同时，专家们还认定，在首套20MW长输管道电驱压缩机组联合研发过程中，沈鼓取得了“高效管线压缩机模型级”、“大功率高压变频调速装置的交流无刷励磁控制技术”、“大功率同步电动机转子磁场定向矢量控制技术”等30多项自主创新成果。这些科研成果为以后国产化大型压缩机、大功率高压变频器、超高速电机的技术发展奠定了坚实基础，也为长输管线场站设备国产化总成积累了丰富经验。
专家们也在关键技术上的突破给予沈鼓高度评价：20MW级高速直连变频电驱机组是技术先进、系统复杂、横跨多学科、多专业领域的高度集成化系统工程，沈鼓先后突破了诸多世界前沿的技术关键。如：管线压缩机专用模型级的开发与应用；管线压缩机与高速电机的设计方案优化选型、匹配；压缩机与高速电机的轴系扭转振动分析；压缩机进、排气蜗室利用CFD进行流场分析，实现优化结构设计；润滑油系统特殊设计；干气密封系统为国际最高端设计；专用高效三元叶轮整体铣制和两件焊工艺开发等。
在研制长输管线压缩机的征程上，沈鼓人创造了骄人的辉煌业绩：产品高端化，水平世界级。
重大意义
8年前，沈鼓董事长苏永强的一段话至今仍然值得回味：“沈鼓这些年为国家所做的贡献，不仅表现在产生的利润和上缴国家的税收上，沈鼓所做的巨大贡献就是不断打破国外先进技术的垄断局面，直接为国家节省外汇创造经济效益。
8年后，包括20MW长输管线压缩机组在内一大批重大产品的成功研制，再次定位了“国家砝码”的企业真正价值所在。
该机组的研制成功，其重大意义远不止于平抑国外同类设备和材料的价格。
廖永远副总经理表示，沈鼓承担的西气东输管线压缩机项目，具有多重性的非凡意义：第一次研制20MW级高速直连变频电驱机组；第一次进行全速联机和工厂联机带负荷综合试验；第一次成为长输管线建设项目中压缩机组成套供货商。
“成为长输管线建设项目中压缩机组成套供货商”，想必压缩机组的联合研发人员看到这一条，都会热泪盈眶，因为它承载着一代民族装备制造人的梦想。
在该机组研制成功之前，中国石油在用的大功率燃驱压缩机组、电驱压缩机组、大口径阀门等主要产品都是国外进口。而长输管线压缩机组在国际上仅有美国的GE、英国的罗罗、德国的西门子3家大型企业能够设计、制造和总成。技术、市场上的垄断，形成价格上的垄断，让中国的能源装备受制于人。
20MW长输管线压缩机组的成功研制，填补了国内空白，打破了十几年来的国外垄断，使我国企业和产品进入了该领域的世界先进行列。为此，专家组给出的鉴定结果是：“天然气长输管线压缩机主要技术指标达到国际领先水平，机组的研制成功，是我国大型离心压缩机设计制造技术的重大突破，填补了国内空白，打破了该类产品长期依赖进口的局面。”
同时，大型长输管线压缩机、大功率变频器、超高速直联电机分别通过国家鉴定，表明制约我国天然气长输管道的三大关键技术设备全部研制成功。专家指出，它们不但与当今主流天然气管道压缩机的轴功率最为匹配，具有广阔的应用前景，而且产品可与国外同类产品同台竞争，有利于提升相关领域整体技术水平和国际竞争力，有利于实现相关产业产品的升级换代。
由于天然气输气管线压缩机组的研制具有征服高难度、打破国际垄断的特殊性，因此也被廖永远副总经理比喻成天然气工业领域的“两弹一星”。当沈鼓终于实现了这一重大课题登项时，难怪张国宝会忍不住夸赞：“20MW电驱压缩机发运仪式再一次证明，我们中国的工人阶级、技术人员、管理干部是有能力承担起、创造出重大装备的！”
市场前景
20MW级电驱压缩机组首台套的出厂，对于整个天然气输气管线压缩机组的国产化进程来说，还仅仅只是一个开始。
苏永强董事长表示，发运仪式结束后，沈鼓将完成增压站中后续5套国产化机组的整站总成套和机组总成任务，做好产品现场安装调试与服务。
比首台套机组的配套和服务更广阔的市场正在向沈鼓敞开。我国天然气能源的加速建设，已然呈现出对设备需求无限光明的市场前景。
作为国家能源曾经的掌门人，张国宝指出：从国际能源需求趋势来看，天然气的增长速度将会快于石油。在壳牌公司内部，天然气的产值已经超过石油，而且趋势还在扩大。从天然气的勘探情况来看，其储量要多于石油。因此，天然气的应用将会有很广阔的前景。“今天沈鼓研制出来的压缩机组在未来前景是非常广阔的。西气东输工程目前是A线、B线，将来还要陆续上马C线、D线。将天然气从新疆输送到上海、湖南、江西、广东，最后到香港，今后可能还要输往西南地区的云南、贵州。”
廖永远副总经理表示，中国石油将继续按照国家能源局的总体部署，与中国机械工业联合会密切配合，认真协调好西气东输二线东段压气站国产化机组及后续工程建设，全面做好机组的工业性应用试验考核，尽快圆满完成国家能源局下达的关键设备国产化研制任务，并在今后的长输管道建设过程中优先采购国产化装备。“十二五”及以后一段时间，中国石油将陆续建设西三线、西四线、西五线等长输天然气管道，仅西三线的规划，就将使用燃驱机组23套、电驱机组54套、球阀4800余套。
对此，中国石油高层领导也在压气站建设专题会上给予了积极的回应：要给压缩机组国产化提供应用平台，除了西二线东段的4座站场外，在上海支干线上选择一座站场作为燃气压缩机实验站，条件成熟时，全面、大力推进长输管线压缩机组国产化。
持续创新
这次沈鼓能够攻坚克难，完成20MW电驱压缩机组的研制工作，正是得益于他们20多年来积淀的创新基础。在此之前，他们就在石油、化工、电力等重点领域多次完成了重大设备的研制与制造。据了解，沈鼓在大型乙烯、大型炼油、大型空分、大型煤化工、大型PTA、百万千瓦级核电等国家重大技术装备领域，不断取得技术新突破，主导产品的核心技术和整机技术达到世界先进水平，跻身全球同行业先进企业行列。
近年来，沈鼓生产的数百台（套）产品创造了中国第一，尿素装置用二氧化碳压缩机获国家金奖；乙烯机组树立起24万吨、36万吨、64万吨、100万吨／年的四座里程碑，获得国家科技进步奖；炼油装置用机组等级从80万吨／年跨越到1200万吨／年；核电用泵形成300~1000MW压水堆核电站核一级、二级、三级的能力；加氢脱硫工程用往复机达到200万吨/年以上等级。
到目前为止，沈鼓应用引进技术和自主开发的专有技术，设计制造的大型离心压缩机组2400余台（套）、大型泵类产品1800余台（套）、大型往复机1300余台（套），广泛应用于国民经济建设各领域，累计直接为国家节省投资折合外汇20多亿美元，间接为国家石油化工、煤化工、冶金、电力等行业创造了巨大的经济效益和社会效益。这些新产品的诞生，不断打破跨国公司的技术垄断，支撑了民族工业的快速发展，彰显了沈鼓创造的力量。
这些成绩的取得，一方面与沈鼓致力于创新密切相关。另一方面，沈鼓近年来依托为数众多的国家重点工程，承接了大量的重大技术装备国产化项目，市场的磨练也使得他们的自主创新日臻完美。
百万吨级乙烯压缩机组研制：为中石化天津分公司年产百万吨乙烯装置自主研制的裂解气压缩机组，是乙烯装置中的大型关键核心设备；镇海石化年产百万吨乙烯装置用丙烯制冷压缩机组，是国内首次研制的同类装置中最大的丙烯气压缩机组；为中石油抚顺石化提供的百万吨乙烯装置用乙烯压缩机组已制造完成并出厂，正在用户现场安装调试。沈鼓全部完成百万吨“乙烯三机”的制造，极大地促进了乙烯行业的发展，以及我国化工行业整体生产水平的提高。2011年7月27日，沈鼓集团举行承制中石化武汉分公司80万吨乙烯项目（乙烯三机）投产誓师大会，开启了大型乙烯装置机组成套国产化新征程。
沈鼓在石化领域制冷压缩机的研制成功，使其成为世界第四家具备研制百万吨丙烯压缩机能力企业，我国大型石化设备制造能力由此提高到世界先进水平，并挺进了世界先进压缩机制造企业的行列。
大型PTA压缩机组国产化研制：2010年12月，沈鼓集团为江苏海伦研制的首台国产化年产60万吨PTA装置工艺空气压缩机组试车成功，打破了国外对PTA装置用压缩机和膨胀机的垄断。该项目首次实现了独立总成套，对沈鼓开拓PTA市场和大型空分市场具有深远的历史意义。有专家表示，此类机组的进口替代推广应用与产业化前景十分广阔。这一方面与国内机组的性价比优势有关。一台同类进口机组需人民币2.5亿～3亿元，而国产一台机组需1.5亿～2亿元，一年可为国家节省外汇4500万美元左右。另一方面则与巨大的市场需求有关。预计未来5年内，我国将新增百万吨/年PTA装置15套左右，将需要大型压缩机组15套左右。
百万千瓦核电机组样机国产化研制：（低压安注泵、安全壳喷淋泵、余热排出泵、电动辅助给水泵、上充泵）样机的研制成功，填补了国内空白，实现了我国核二级泵重大装备的自主化，其主要性能指标达到国际先进水平。
“三炉塔合一”动叶可调双级钢叶片轴流风机：该机组为国内首台，真正实现了引风、脱硫、脱硝三种功能合一，取代了多台风机联合作业的传统模式。
沈鼓的配套能力也在这些重大项目的历练中不断提高。目前，沈鼓已经具备百万吨级以上大型乙烯压缩机、4万～8万空分装置用压缩机、60万～100万吨/年PTA装置用压缩机、60万～100万吨/年PX装置用压缩机、500万～1000万吨/年大型煤化工装置用压缩机、500万～2000万吨/年大型炼油装置用压缩机、大型管线压缩机、大型轴流压缩机、2D125、4M125大型往复式压缩机、核主泵、核二级泵、核三级泵、超临界及超超临界给水泵、输油管线泵等重大技术装备的成套能力。
持续的创新为沈鼓赢得了丰厚的市场回报：2010年，沈鼓实现工业总产值100亿元，同比增长13.6%；2011年，计划实现工业总产值110亿元。到“十二五”末，沈鼓的工业总产值将攀上200亿元。
沈鼓显然没有满足于此。“十二五”期间，沈鼓还有更多的雄图大业有待实现：根据沈鼓5年发展规划，沈鼓发展总体目标是：以加速发展具有较强市场竞争力（世界级）产品为龙头，倾力打造沈鼓知名品牌，跻身全球同行业先进企业行列。
按照这一宏伟规划，沈鼓确定了六项发展思路：产品大型高端化：坚持科技进步，提升研发能力，加速开发市场急需产品，满足装置大型化的需要。品种多样系列化：开发工艺相近新产品，扩大产品品种与系列，满足国家重大工程需要。工程装置成套化：提高成套能力，开展工程成套业务，实现由“卖产品”向“卖技术和服务”、由低端到高端的跨越。市场扩展国际化：开拓国际市场，增强出口创汇能力。走向世界品牌化：培育世界级产品，打造国际知名品牌，提高国内外两个市场份额。投资主体多元化：开展合资合作、并购重组工作，延伸产业链，经济总量实现规模增长。
“未来5年，我们将再投入20多亿元，持续加大投入力度，力争实现现有生产指标翻一番，实现主导产品在整体技术上达到国际先进水平”，苏永强董事长的话掷地有声。
“装备中国，走向世界”，这才是沈鼓人为之不懈奋斗的终身追求和梦想。