前言
素有“工業之肺”之稱的空氣分離裝置,外表樸實無華,實則牽動著鋼鐵冶煉、煤化工等國家支柱產業的運轉命脈!
它能從浩瀚大氣中精準分離出高純度氧氣與氮氣,一旦缺位,整條生產線即刻停擺,工廠寸步難行。
遺憾的是,長達數十年間,這項核心裝備被德、法、美等國頭部企業牢牢掌控,我國只能長期依賴高價進口;關鍵技術受制于人,設備突發故障時,連維修都得仰仗外方工程師千里馳援,對方單方面提價,我們也只能被動接受。
令人振奮的是,扎根杭州的老牌國企——杭氧集團,以十年磨一劍的定力持續攻堅,自2008年起潛心突破,至2017年一舉實現重大跨越,成功研制出性能比肩國際頂尖水平的國產大型空分機組!
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國內企業的“卡脖子”困境
進入21世紀,伴隨中國工業化進程全面提速,鋼鐵、煤化工等基礎產業迎來爆發式增長。
這些領域在冶煉、氣化、合成等關鍵環節,對高純度氧氣與氮氣的需求呈幾何級攀升,而滿足該需求的核心載體,正是空分設備。
作為集精密設計、超低溫工程、高壓流體控制于一體的高端重型裝備,空分系統被業界公認為“工業之肺”,是保障重化工連續穩定運行的生命線。
不難理解,掌握其自主制造能力的企業,實質上握住了整個產業鏈上游的關鍵鑰匙。
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回溯2008年前后,我國十萬等級及以上大型空分市場幾乎全由外資巨頭主導。
德國林德集團、法國液化空氣集團、美國空氣產品公司等跨國企業長期占據全球九成以上份額,國內廠商鮮有立足之地。
彼時,國內新建的大型鋼廠、現代煤化工基地在設備招標中,幾乎清一色傾向外資品牌。
這一現象背后,既有外資企業在核心技術、系統集成、工程經驗上的深厚積淀,更折射出當時國內企業在基礎材料、精密制造、熱力學建模等底層能力上的明顯短板,尚難交付符合ASME、ISO等國際權威標準的整機系統。
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尤以“十萬等級”空分機組為甚,該類設備每小時可穩定產出10萬立方米醫用級純氧,是百萬噸級煤制油、千萬噸級高爐煉鐵等國家級重大工程不可替代的核心動力源。
正因如此,這項技術長期被境外企業列為戰略級保密范疇,嚴控出口與技術轉讓。
國內相關企業只能被動接受高價采購,同時承受后續服務綁定帶來的長期成本壓力。
更值得警惕的是,外資廠商普遍推行“氣體島”商業模型——將空分裝置就近部署于客戶廠區,通過長周期供氣協議鎖定用戶,按實際用氣量持續收費。
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這種模式表面提供便利,實則構建起雙重依賴:既綁定設備運維權,又掌控氣體定價權。
無論設備運行是否平穩,客戶均需按約定流量付費;即便出現非人為故障導致停產,費用照付不誤。
這種結構性不對等,使許多本土企業深陷技術依附與財務擠壓的雙重困局,個別項目甚至因無法承擔外資持續漲價而被迫延緩投產,自主創新之路舉步維艱。
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杭氧的“孤注一擲”
杭氧集團的突圍歷程,正是從這般嚴峻現實里破土而出。這家始建于1950年的杭州老牌國企,起步于工業制氧裝備研制,曾為新中國第一代鋼鐵基地提供關鍵支持。
但在全球巨頭構筑的技術高墻面前,杭氧在高端市場長期處于邊緣位置,尤其在大型空分系統研發領域,幾乎零話語權。
面對困局,不少同行選擇短平快路徑:或拆解進口部件組裝貼牌,或充當外資代理賺取渠道利潤,迅速獲取現金流。
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杭氧管理層卻作出一項極具遠見的抉擇:拒絕代工與代理,將全部資源聚焦于正向自主研發。
在核心零部件禁運、熱力學數據庫缺失、低溫密封工藝空白的多重制約下,杭氧科研團隊沉心靜氣,從基礎理論入手,逐層攻克流程模擬、精餾塔內件優化、冷箱絕熱結構設計等關鍵技術節點,逐步構建起適配中國原料氣質、電網條件與工程環境的空分技術體系。
他們深知,唯有掌握原始創新能力,才能擺脫“替人擰螺絲”的被動定位,真正挺起民族裝備制造業的脊梁。
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于是,杭氧數百名工程師扎根實驗室與試制車間,反復拆解分析進口樣機,自主編寫流體仿真程序,開展上千次低溫工況試驗,記錄下數以萬計的參數組合與失效案例。
每一次調試失敗,都轉化為更扎實的設計依據;每一處焊縫缺陷,都推動著焊接工藝標準的迭代升級。
這十余載無聲堅守,不僅錘煉出一支跨學科攻關隊伍,更為后續打破技術封鎖積蓄了決定性力量。
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杭氧的“破局”時刻
歷史性轉折點出現在2010年。這一年,中國煤化工迎來里程碑式項目——神華寧煤400萬噸/年煤炭間接液化工程正式啟動。
該項目總投資逾五百億元,是當時全球規模最大的煤制油示范工程,對氧氣供應提出空前嚴苛要求:需同步配套12套十萬等級空分機組,堪稱全球空分行業最具挑戰性的訂單。
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林德、液化空氣等國際巨頭迅速集結頂尖團隊,志在必得,并對外放話:“中國制造商尚未實現六萬等級機組的商業化驗證,十萬等級屬技術無人區,此單毫無懸念歸屬我們。”
業內普遍持審慎態度,擔憂國產設備在極端工況下的可靠性——若某臺機組突發故障,將直接導致整條煤制油產線中斷,日均損失超千萬元。
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出人意料的是,神華寧煤毅然宣布:將其中6套核心機組訂單授予杭氧。消息一出,業內嘩然。
輿論場中,有人稱此舉為“豪賭國運”,亦有專家直言“風險過高”,憂慮杭氧難以兌現工期與性能雙承諾。
杭氧并未回應爭議,而是立即啟動“戰時機制”,組建百人專項攻堅組,實行三班倒無縫作業,所有技術骨干駐扎現場,與設計、制造、安裝各環節深度協同。
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研發攻堅直面多重極限挑戰:單臺機組主塔高度超百米,相當于30層住宅樓;內部管道系統總長超百公里,走向錯綜復雜;每根管線的流場模擬精度須達0.01毫米級,微小偏差即引發冷量失衡或液泛事故。
在-196℃深冷環境下,金屬材料脆性激增,任意微米級密封失效,均可能誘發劇烈相變甚至爆炸性泄漏。
基礎材料瓶頸尤為突出——常規鋼材在極低溫下強度驟降,而進口特種低溫鋼面臨斷供風險。
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杭氧聯合寶武鋼鐵等央企材料院所,歷時兩年完成百余輪成分優化與熱處理工藝試驗,最終成功研制出國產Q370R-E級超低溫壓力容器鋼板,性能全面優于進口同類產品。
焊接工藝同樣突破極限:主冷箱近千道環焊縫,每道均需經X射線+相控陣超聲雙重檢測,合格率要求100%,容不得絲毫瑕疵。
作為系統“心臟”的大型壓縮機,國內尚無成熟產品匹配。杭氧與沈陽鼓風機集團組建聯合實驗室,定制開發出單機功率達40MW的多軸齒輪式離心壓縮機組,振動值低于國際標準30%。
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歷經七年高強度協同攻關,2017年,杭氧如期交付全部6套機組,并在寧夏寧東基地一次性開車成功。
當六座銀白色巨塔同步轟鳴,淡藍色液氧如溪流般穩定輸出,控制室內外掌聲雷動,許多人眼含熱淚——這不僅是設備運轉的轟鳴,更是中國高端裝備自主可控的時代強音。
第三方權威檢測顯示:機組氧提取率達99.8%,能耗指標較國際標桿低4.2%,整體性能穩居全球第一梯隊,徹底終結外資對該領域的長期技術壟斷。
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結語
杭氧的崛起,遠不止是一家企業的蛻變,更是中國高端裝備制造業集體突圍的縮影。
從被拒之門外到并跑領跑,從圖紙仿制到標準引領,杭氧用十余年矢志不渝的自主創新,將“卡脖子”清單變為“爭口氣”目錄,生動詮釋了中國制造向中國智造躍升的硬核路徑。
這是一段寫滿奮斗印記的工業史詩,也是一幅映照大國制造自信的時代畫卷。
展望未來,隨著更多像杭氧這樣的領軍者涌現,中國將在全球高端裝備版圖中持續拓展坐標,真正實現從“跟跑”到“并跑”再到“領跑”的歷史性跨越。
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