依靠自主创新 铸就大型离心压缩机国产化丰碑

依靠自主创新  铸就大型离心压缩机国产化丰碑

——沈鼓集团三十年自主创新之路回顾

 

◎沈阳鼓风机（集团）有限公司

 

    沈阳鼓风机（集团）有限公司始建于1934年，1952年成为我国第一家风机专业制造厂。1959年设计制造了我国第一台离心压缩机。1976年开始先后引进GE公司（新比隆）、日本、丹麦、德国等国家12项离心压缩机及风机先进设计与制造技术和14项单元技术。经过不断创新，企业在压缩机开发、设计、制造、检验等技术方面获得上千项技术成果，基本上更新了设计技术，制造和检验技术大部分也得到更新，目前企业部分压缩机产品已达到国际先进水平。是国家重大技术装备国产化基地。设有博士后科研工作站和国家级企业技术中心，并在西安交通大学、大连理工大学和东北大学设有三个技术分中心。
    沈鼓主导产品大型离心压缩机和大型通风机主要应用于石化、冶金、电力、煤炭、制药、纺织、国防和科研等国家重点工程领域，国内市场占有率达85％以上。
    一、引进消化高点起步
    1972年根据周总理批示，原一机部提出建设30万吨合成氨、30万吨乙烯等三大合成装置，决定引进离心压缩机技术。经过近4年的前期准备与商务洽谈，1976年，沈鼓与GE（新比隆）公司签订引进离心压缩机专利和技术秘密合同，通过许可证贸易方式引进了新比隆公司MCL、BCL、PCL系列全套离心压缩机设计与制造技术，包括试验研究、设计计算、制造工艺、测试技术及标准化方面的资料和产品图纸。在全厂员工的共同努力下，1978年12月完成了所有资料翻译工作。先后委派3批专业人员共30人赴意大利进行技术培训，学习时间最长达1年，最短为4个月。通过在厂内办学习班、厂外代培、专机培训等多种形式先后培训1000多名技术人员和工人，通过对样机进行实例设计的方法培养了一批能独立运用引进技术资料进行设计的技术人员。经过3年的努力，1980年完成了按照引进技术制造的BCL407+2BCL408/A氮氢气压缩机样机试制，经过中意双方专家共同考核，认为制造质量达到了新比隆标准要求。至此，沈鼓初步掌握了三个系列压缩机设计规范、18个程序的使用、工艺编制、质量检验和试车技术，使沈鼓离心压缩机设计制造技术跃入上世纪80年代初的先进水平，为企业后期发展奠定了良好的技术基础。
    二、政府支持 全力推进
    在压缩机引进和国产化的进程中，国家领导人对沈鼓的发展高度重视，多次亲临沈鼓视察指导。原机械部领导站在提高国家装备技术实力的高度，对沈鼓的技术引进大力积极推进。专门成立透平压缩机制造技术引进小组，在引进、消化、试制的全过程中，无论是商务洽谈，还是与国家各部委的协调，无论是组织人员翻译资料，还是试制样机，各级领导都倾注了大量心血，带领、指导沈鼓完成了这次技术引进。在样机和年产52万吨尿素装置配套的二氧化碳透平压缩机试制成功时，原一机部的领导亲自撰写贺电，对沈鼓引进工作给予充分肯定。随着中央部委的机构调整，在原机械部的基础上成立了中国机械工业联合会，联合会的领导和专家继续支持着沈鼓的发展，对沈鼓后期的国产化工作大力扶植。
    在技术引进之初，原化工部领导鼎力支持沈鼓的技术引进工作，大胆使用沈鼓产品，为压缩机的国产化提供了广阔的市场空间。几十年来，从原化工部到现在中石化、中石油的领导，始终全力关心和支持沈鼓，沈鼓实现的每一次国产化突破，都是中石化、中石油系统领导支持的结果。

    省、市领导对沈鼓的技术引进和国产化同样给予了高度重视。从当年省机械厅领导多次来沈鼓协调工作，为技术引进排忧解难。到现在市政府将沈鼓百万吨乙烯压缩机列入国家重大专项来抓，长期的支持与帮助从未间断。
    三、创新发展 迈步国产化
    引进创新的关键在于国产化。从上世纪80年代初，中国第一台52万吨/年尿素装置用C02压缩机诞生，到前不久为广州茂名石化80万吨/年乙烯装置配套的裂解气压缩机一次试车成功，近30年来，沈鼓在中石化、中石油和中海油总公司等众多用户的鼎力支持下，通过走“联合开发、自主创新”技术发展道路，从制造样机到产品完全国产化、从照搬国外技术到吃透原理、举一反三的独立设计，不断挑战自我，不负众望，连续在大庆、金山、扬子、茂名、华鲁恒升、海南实华、安庆、湖北化肥等项目上实现了大型离心压缩机国产化“零”的突破，为国家重大技术装备国产化树起了座座丰碑。

    30多年来，我们有上百台产品创造了中国第一：
    1980年，为浙江、新疆两套52万吨尿素装置研制了C0₂压缩机，由此开始了引进技术后首台压缩机的独立设计与制造。
    1982年，为镇海52万吨/年尿素装置研制了C02离心压缩机，开始了为化肥装置提供大型离心压缩机的历史，该机组获国家金牌奖。

    1995年，为镇海石化年产80万吨加氢裂化装置研制了加氢离心压缩机，荣获中石化总公司颁发的“重大国产技术奖”。
    1998年，为大庆石化48万吨/年乙烯装置研制出单线能力为24万吨/年裂解气压缩机，获国家科技进步二等奖。
    2001年，为上海石化70万吨/年乙烯装置研制出单线能力为36万吨/年裂解气压缩机，机组性能达到国际同类先进水平。
    2001年，为陕宁支线研制出PCL303压缩机，是我国第一台国产化长输管线压缩机。
    2004年，为中石化安庆分公司和湖北化肥分公司研制两套4.8万空分空气压缩机，功率达到4万多Kw。
    2005年，为茂名石化80万吨/年乙烯装置研制出单线能力为64万吨/年裂解气压缩机。
    那从1976年引进技术以来，沈鼓累计为石油、化工、空分等领域开发各类大型离心压缩机1500多台（套），实现了大型炼油、大型化肥、大型乙烯、大型空分、大型煤化工和长输管线等国家重点工程领域大型国产化离心压缩机“零”的突破，替代进口产品6亿多美元，为国家安全和国民经济发展做出了突出贡献。目前，沈鼓已经具备了为100万吨/年以上大型乙烯；1000万吨/年以上大型炼油；45万吨/年以上大型化肥；80万吨/年以上大型尿素；大型煤液化、煤制油；大型石油天然气管线；50万吨/年以上大型化纤基础原料（PTA）等国家重大技术装备配套国产化离心压缩机的能力。
    30 多年来，我们着力于更新和发展新技术，在大型离心压缩机领域取得了几十项单元技术创新成果：
    一一开发了六个系列近千个基本级，效率平均提高了3一5 %，不仅可以覆盖和替代引进的三个系列基本级，而且扩充了使用范围，从而使整机的设计水平提高，功耗降低。
    一一用当代领先的理论“LKXZ”开发了气体的热力参教（压力、温度、比容、焓、熵等）的计算程序，不仅替代而且超过了当代国外同类厂商的软件技术。
    一一采用有限元法新开发的串列转子一轴承系统动力稳定性即转子动态特性的三个程序，不仅可以取代原引进的传递矩阵法三个计算程序，且计算精度、功能大大提高，达到当代国际先进水平。
    一一采用有限元方法新开发了平行多轴的转子一轴承系统动力稳定性软件，即转子动态特性的软件，是引进技术和国外风机制造厂所没有的，具有当代世界领先水平。
    一一压缩机的CAD/CAM/CAPP及SB一CIMS工程。实现了ERP和PDM系统的更新和升级，使企业信息化水平达到国际先进水平。
    一一大型振动试验台可以模拟包括气隙激振在内的各种振动现象，最高压力达到7Obar。
    一一先后投资30多亿进行设备改造，目前沈鼓在铁西张士开发区建成了世界先进水平的压缩机制造基地。“九五”以来，新产品共获市级以上奖励108项，其中获得国家级科技进步奖3项，国家级新产品13项，省、部级科技进步奖25项，市、厅级各种科技奖24项，沈阳市科技振兴奖7项。累计为国家直接节省投资折合外汇6亿多美元。
    四、全面合作 自主创新
    大型压缩机国产化的成功，缘于沈鼓抓住了自主创新这把金钥匙。三十多年来，我们在自主创新方面坚持的原则是：每天都要进步一点点，每年都要有新产品、新技术推向市场。正是这把金钥匙成功地开启了压缩机国产化王国的大门，让沈鼓体验到了成功的喜悦。我们采取的主要战略是：

    1、建立企业研发技术中心，充分运用外部资源，确保国家重大技术装备国产化成功。
    一一沈鼓以企业技术中心为创新主体，设立专职研发机构，不断进行新产品和关键技术开发，攻克多项单元技术，填补国内空白；
    一一开展科研质量攻关，攻克生产制造中的难题；
    一一建立企业博士后工作站，进行风机理论研究，实现对引进技术的突破和跨越；
    一一先后与中科院、西安交通大学、东北大学等国内众多知名科研院所进行长期广泛的技术合作，在西安交通大学、东北大学和大连理工大学建立企业技术分中心，对引进技术中的核心单元技术进行了重大的创新和发展，对风机前沿课题进行攻关，解决了众多压缩机设计和制造上的关键，抢占技术开发和技术进步的制高点。在压缩机气体动力学、转子动力学、传热学、产品设计、工艺和材料等方面取得了基本级系列、CALC300软件、LKZX物性计算软件、三维粘性气体动力学设计软件、压缩机焊接机壳和低温材料研究等几百项重大技术突破。全面更新了引进技术，形成了一套具有国际先进水平的完全自主知识产权的压缩机设计、制造软件包，其部分核心技术已达到了国际领先水平。应用这些“国产化”技术，沈鼓于1994年成功地为四川天化30万吨/年合成氨装置研制出天然气压缩机、氨冷冻压缩机和52万吨/年尿素装置用C02压缩机，1998年成功为大庆石化研制了48万吨/年国产化裂解气压缩机。其技术水平、产品质量水平、产品性能等均达到国外先进水平，产品振动值明显低于国外同类型机组。

    2、充分运用信息技术。信息技术是企业技术进步和产业升级中不可替代的主要推动力，是企业创新的助推器。
    上世纪八十年代初期，沈鼓以超前的思维，率先引进了先进的管理思想、管理方法以及管理手段，运用先进的计算机技术，完善建立了具有沈鼓特色的现代化管理体系，实现了生产管理与经营决策、产品工程设计（CAD/CAM/CAPP）和车间自动化三个应用分系统间的信息集成。

    CAD覆盖了三大主导产品（离心压缩机、离心鼓风机、大型通风机）的主机、辅机、仪控等全部设计工作，实现了大型压缩机主导产品的CAX/PDM，主要零部件实现了数字化制造。
    ERP系统广泛应用于生产制造、产品报价、财务管理、合同管理、货款回收、库存管理、质量管理、设备管理、人力资源管理、领导查询、科学决策等管理系统，覆盖了公司的所有部门和全部生产经营活动，全部产品从订单开始，到设计、工艺、生产制造、产品发运，直至售后服务全过程实施ERP，并且实现了信息流集成、企业资金流的集成，已经从传统封闭的集中式系统，发展为客户机/服务器式和浏览器/服务器混合型开放性系统。

车间管理信息化系统整合了人力资源、生产、设备、成本和质量等信息，主要生产车间实现底层管理信息化，部分车间实现了DNC，从而实现纵向和横向的信息集成。
    建设了企业Intranet网与Internet互联网相互联接的网络系统，在网上建立了移动办公系统、客服中心系统等基于互联网的应用，连网的计算机近千台，实现了网上办公和无纸化办公，管理模式及管理手段达到国内领先进水平。
    信息化不断提升沈鼓的综合实力和对市场的快速响应能力，产品报价周期缩短了66.7%；产品供货周期从18个月缩短为8一12个月，达到国际供货标准；生产指令与月份生产作业计划的编制周期从过去的30天缩短为5天；产品制造周期从5.5个月缩短为4.4个月。从而，促进了各项主要经济及技术指标几年来以50％以上的速度增长，大大提升了企业的核心竞争力。
    3、调整产品结构，实施高起点技术改造，扩大生产能力，提升技术等级。
    沈鼓从七十年代起，针对企业产品技术水平、工艺技术水平及其装备水平方面的差距，先后进行了5次大规模的企业技术改造，建成了国内最先进的计算机集成制造系统、叶轮柔性制造单元及试车系统等，将市场信息、报价、订货、设计、加工制造、销售与服务等各个环节有效地集成起来，大大提高了市场快速反应能力、新产品开发和生产能力，提高了产品质量、降低了成本，缩短了产品的交货期，使企业的加工、检验和试验设备条件与环境达到了国际水平。
    4、大手笔投入，全面推进技术进步。
    压缩机产品是高技术集成产品，开发技术难度大、周期长，需要有雄厚的资金投入作为保障。沈鼓从七十年代开始加大技术开发投入，年均增速超过了10%。以2005年为例，企业全年技术开发投入9800万，占企业年销售收入的5.51%，仅一台科研样机的资金投入就达到了1500万元。这样的科研费用额度基本达到了发达国家企业在技术开发方面的中等投入水平。
    5、培养一流技术人才，培育核心竞争能力。
    沈鼓能够在国内外市场确立今天的地位，敢于同外商抗衡，源于我们自主创新、培育发展自己的核心专有技术，形成核心竞争能力。

为实现跨学科、跨领域协同攻克企业亟待突破的科研课题，沈鼓集团打破了企业原有技术部门、专业界限，组建了国家级企业技术中心，成立了由3名博士、10多名硕士、几十名有工程经验的本科生组成的科研团队，并在大连理工大学、西安交通大学、东北大学设立3个国家级技术分中心，从事沈鼓课题的研究开发；建立了辽宁省第一个企业博士后科研工作站，发布重点科研课题和风机前沿技术课题，有7名博士后先后进站工作，与企业一起攻克技术难关。使企业形成了一个多层次、跨地区的技术创新体系。与此同时，我们完善制订了一系列科技倾斜政策，提高科技人员的工资待遇，实行技术津贴、学位津贴、研发津贴，实行技术创新、价值工程、质量攻关、新产品开发等专项奖励，制订了三优秀政策，每二年评聘一次非领导职务序列、晋升技术职称，积极推荐政府津贴和科技进步奖励，使工程技术人员的实际收入高于市场平均水平。另外，我们还把培训作为企业最大的福利，与东北大学联办工程硕士班，与西安交大联办本科继续教育培训班，选送优秀人员脱产攻读硕士、博士学位（目前在学20多名），有1900多人次出国交流、考察和培训。每年都按照企业的需要，举办多个不同层次、不同内容的培训班，2005年全公司人均培训45学时，有1.48万人次参加了培训。这些政策和措施，激发了科技人员的工作潜能和创造力，加快了科研开发和成果转化，同时也吸引了更多的优秀人才加盟企业，增强了企业科技创新能力，新产品开发速度明显加快。年均完成科研课题几十项，5年来共完成300多项科研开发任务，取得了可喜的成果。其中，离心压缩机气体动力学的研究和高效基本级的开发，压缩机转子特性稳定性技术、强度振动计算软件的研究开发，压缩机热力模型开发及优化选型软件等具有自主知识产权的设计制造技术已经达到当代国际先进水平，几乎全部淘汰了当年引进的国外技术。
    五、展望未来  再创辉煌
    2006年6月，曾培炎副总理在西安召开的振兴装备制造业工作会议上明确指示：“装备制造业是国家的基础性、战略性产业，要把振兴装备制造业放到突出重要的战略位置，装备制造业肩负强国之梦”。作为装备制造业的领军企业，沈鼓肩负着实现强国梦想的神圣历史使命。
    2004年，沈鼓开始实施历史上最大规模的企业战略重组和技术改造。昔日单兵作战的行业排头兵企业沈阳水泵厂、沈阳气体压缩机厂重组到沈鼓集团，在开发区投资18.9亿元建设了一个新型现代化企业。重组后的沈鼓集团，将坚持用科学发展观统领全局，按照现代化规模产业集群和新型工业化的发展模式，彻底打破生产组织界限，实行专业化协作生产，提高工艺装备和设计制造能力，整个设计制造技术提升到一个新档次，环境保护、能源消耗等都达到一个崭新水平。
    重组后的沈鼓集团拥有8个系列300个品种规格的风机产品，51个系列579个品种的泵类产品，45个系列400个品种规格的往复式压缩机。离心压缩机国内市场占有率85％以上，其各类产品也有较高的市场占有率。具有设计制造年产60至100万吨以上大型乙烯装置、年产500至1000万吨以上大型炼油、煤制油装置和PTA装置等国家重大技术装备配套离心压缩机组的能力；可为60至70万千瓦以上大型水电抽水蓄能机组、核电站等国家重大技术装备配套水泵。这些必将为提高我国国际竞争力、建设和谐社会、实现国民经济未来发展目标书写更加辉煌的新篇章。当前，沈鼓集团确定的发展目标是在未来几年成为技术管理先进、环境优美、专业元化、产值收入超60亿元以上的通用机械制造基地。
    胡锦涛总书记在年初全国科技大会上指出：“要建设以企业为主体，市场为导向，产学研相结合的技术创新体系，使企业真正成为研究开发投入的主体、技术创新的主体和创新成果应用的主体，全面提升自主创新能力。”过去30年，沈鼓靠自主创新加速了企业发展，尝到技术创新的甘甜。今后，我们沈鼓集团会一如既往地按照科技大会的精神，快马扬鞭，紧紧抓住国家重大技术装备国产化这一历史机遇，狠抓科技进步，把沈鼓的自主创新推向一个新高峰。