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【一路同行】同心同路 行深至远 ——中冶华天煤气柜业务40年创新发展回顾
来源: 作者:王思佳 发布时间:2022年05月07日 浏览:
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       中冶华天建院60年,是华天人不畏艰难、勇于拼搏、敢于突破的60年。华天与煤气柜结缘已有近40年,可以说,煤气柜业务的发展描绘了一个生动的华天故事,煤气柜技术的开拓创新与华天的成长一路同行。作为国内最早开始煤气柜业务的企业之一,华天见证了我国煤气柜技术的发展,领跑了煤气柜从多边形稀油密封型到圆筒形稀油密封型,从两段式橡胶膜密封型到单段式橡胶膜密封型几代产品的更迭;华天的煤气柜研发团队秉承着开拓创新的信念,怀揣着让煤气柜技术不断突破的目标,如今已成为国内外煤气柜领域的领军者。
  抢抓行业机遇,艰苦创业
  钢铁工业是国家发展的基石,而煤气是冶金企业的二次能源,充分地回收以及高效地利用煤气资源是钢铁企业日益关注的“节能减排、降本增效”的重要手段,对企业的可持续性发展意义重大。
  煤气柜的作用主要有两个:一是储存煤气,通过快速吞、吐煤气,调节瞬时煤气波动,“削峰填谷”,实现“零”放散;二是稳定煤气管网压力,提高煤气利用效率。因此,煤气柜对企业能源系统的平衡和调节起着至关重要的作用。
  上世纪80年代,我国煤气柜的使用方兴未艾,很多技术都是空白。站在当时钢铁企业能源改革的路口,华天人纵观钢铁行业格局,紧抓钢铁市场机遇与挑战,坚定不移地把握住了煤气柜这个着力点,开始了煤气柜开发工作。
  当时的工作条件特别艰苦,没有计算机和网络,资料也非常缺乏,以张昌明和姜德进等为代表的第一代专家就在这样艰苦的环境中“白手起家”,他们积极搜集资料,千方百计地创造条件开展工作,以严谨的工作态度校核一个个计算公式、一个个数据,凭借着赤诚之心为华天的煤气柜初期创业开辟了一片天地。
  随着技术的积累,华天开始承接多边形稀油煤气柜的工程设计。1986年,第一座由华天自主研发的5万立方米多边形高炉煤气稀油柜和焦炉煤气稀油柜先后在济南钢厂建成,而两座稀油柜也成为了当时济南市城市煤气工程的一个重要组成部分。这两座煤气柜采用了先进的弹簧密封装置、内部吊笼自动跟踪、全焊结构等新技术,气柜的设备、材料、密封油全部国产化,设计水平已达到当时国内领先水平。这为华天在钢铁行业的煤气柜领域的发展奠定了扎实的基础,同时收获了1990年山东省科技技术进步二等奖。
  “首战告捷”彰显了华天在煤气柜建设上的实力,也在我国煤气柜建设历史书写了重要的一笔,更坚定了研发团队积极拓展市场、走创新之路的决心。随后,华天步步为营,二十多座多边形密封型稀油柜纷纷在南京钢厂、莱芜钢厂、三明钢厂、沙钢等钢铁企业建成。
  竞争中寻突破,持续创新
  2000年后,钢铁企业市场规模不断扩大,煤气柜也随之进入了快速发展的黄金阶段。10万立方米~20万立方米的多边形稀油柜不断建成,与此同时,市场上来自中冶集团的兄弟单位的竞争越来越激烈。当时,公司主推多边形稀油柜,国内外一直认为该种气柜的储气压力不超过8kPa,低压煤气柜意味着单位容积的储气量少,储气效率较低。而此时,兄弟单位推出的圆筒形稀油柜的储气压力已经突破8kPa。理论上,圆筒形气柜似乎受力更合理些,但制造、运输乃至现场安装,要保证形成一定精度的圆筒,必然导致耗钢量增加和施工难度的增加。而多边形稀油密封储气柜在提高压力的情况下,除耗钢量略有增加外,结构形式基本相同,因此在制作、安装和运行维护等各个环节相对简单且保证质量。
  市场的竞争推动,加速了技术创新。为巩固华天在煤气柜领域的优势地位,2003年,以徐华祥和徐庆余为代表的第二代接班人开始向高压多边形稀油柜发力。实现多边形稀油柜的高压化,核心是保证活塞密封性和柜体的受力,他们以此为突破点,通过改进活塞结构、采用力学计算,最终设计出高压多边形稀油柜。
  2006年,华天自主开发的20万立方米多边形高炉煤气稀油柜在马钢新区建成投产,该煤气柜10kPa的设计压力成为了当时国内外之最。在调试过程中,对侧板和立柱的应力等进行了现场实测,气柜的活塞倾斜度、油泵启动次数等各项运行指标完全满足设计要求。此工程也不负众望,一举揽下2008年度冶金行业优秀工程设计一等奖、中冶集团优秀工程设计一等奖和安徽省科学技术进步二等奖等多个奖项。
  2009年,煤气柜研发团队再次刷新记录,设计压力为12.5kPa的30万立方米多边形稀油柜在莱钢建成投产,该气柜创国内外唯一最大容积、最高压力。该项目也喜获2011年度冶金行业部级优秀工程设计二等奖,煤气柜课题组获中冶华天2007年科技成果奖。
  “金杯”“银杯”远不及业主的“口碑”,华天实现了多边形稀油柜的高压化,让别人质疑的不可能得以实现,同时也让华天牌多边形稀油柜享誉业内,更有不少钢铁企业慕名而来,甚至直接带着定金签订项目合同。
  坚持未雨绸缪,厚积薄发
  凡事预则立,面对已有的喜人成绩,以及外部逐渐加码的竞争,煤气柜研发团队思考若想更广泛的占有市场,应该做的不是“有什么,干什么”,而是“缺什么,补什么”。孜孜以求的华天人百尺竿头,更进一步,2008年开始向圆筒形稀油柜的研发工作继续发力。
  功夫不负有心人,2012年,柜容为10万立方米、工作压力为12kPa的圆筒型高炉煤气稀油柜在山东传洋钢铁建成,虽是公司建设的第一座圆筒型稀油柜,但其性能却超过市场上同类型气柜。同年,又有4座性能参数的圆筒型稀油柜也纷纷落成。
  本着“技术开发适应市场需求,并尽快转化为生产力”的原则,经过研发人员的不懈努力,圆筒形稀油柜的技术开发突飞猛进。2012年至今,中冶华天开发的高压圆筒形煤气柜容积从10万立方米至30万立方米已有十余座,产品也从一种多边形稀油柜到两种柜型供选择,丰富了公司煤气柜产品,让市场竞争力更强。
  作为当时动力室负责人的徐华祥,同时在思考一个更重要的问题,就是煤气柜的技术如何接班?经过认真思考,他采取了充分调动研发小组积极性的激励措施,一是让师傅带徒弟,推荐年轻人担任项目经理和总设计师,给年轻人提供发展的平台和空间,培养年轻人勇挑重担的责任感;二是采取激励措施,薪酬向骨干研发人员倾斜,发挥开发小组的主动性和创造性。
  通过几年的努力,年轻人已经把接力棒抓在手里,顺利完成了干式煤气柜技术的新老交接,第三代的接班人龙志峰、陈祥勇和罗守龙等年轻同志如今已成为该技术的骨干力量。
  参与制定标准,做排头兵
  2015年,中冶华天作为第一主编单位编写的国家标准《钢铁企业煤气储存和输配系统设计规范》(GB51128-2015)发布,整个规范从立项到完成共历时6年,它的发布实施填补了该领域的国内空白。与此同时,华天还主编了5项行业标准,参编了6项国家标准。
  俗话说“一流的企业制定标准”,标准是构成国家核心竞争力的基本要素,是规范经济和社会发展的重要制度,通过主编参编各项国家、行业标准规范,与各单位、行业专家交流合作,展现了华天品牌,提高了华天在市场认可度和技术竞争力。
  当初,在确定《钢铁企业煤气储存和输配系统设计规范》主编单位时,为把握住这次话语权,有两家实力不俗的兄弟单位也来竞争主编资格。但凭借华天在煤气技术领域的权威地位和业绩这些加分项,最终才顺利成为主编单位。
  2018年,中冶华天又开始主持编写国家标准《钢铁煤气储存输配通用规范》,该标准制定后,将进一步巩固公司在钢铁煤气领域技术标杆的地位。“有了金刚钻,敢揽瓷器活”,制定了标准,技术更要不断领先,要成为名副其实的行业“排头兵”。
  研发引领市场,当先行者
  前几年,钢铁行业进入产能过剩的寒冬,各大设计院面临着项目少的困境,但同时,煤气柜由于能为企业节能减排也迎来了新机遇。单段柜在介质和环境适用性、运行稳定性、安全性和经济性等方面远远优于其他煤气柜,因此不断追求创新和突破的煤气柜研发团队再次扬帆起航,于2012年拉开了单段式橡胶膜煤气柜研发工作的帷幕,就在次年2月,由华天设计的5万立方米转炉煤气柜和8万立方米高炉煤气柜在新疆喀什钢铁成功建成。
  在此之前是围着市场转,客户需要什么产品和服务,就供给什么产品和服务。此时,华天拥有行业内最强的技术积累和科研能力,应该去引领市场需求、创造市场需求、主导市场需求。认识到单段柜势必越来越受到市场的青睐,而扩大其市场首要的是实现单段式橡胶膜煤气柜的大型化,而实现单段柜的大型化绝非易事,为了保证活塞在运行过程中的稳定性,必须进行合理的结构设计,而国外的大型柜容均采用厚壁侧板,钢材耗量很大。
  于是,华天联合组建了产、学、研相结合的研发团队,在理论层面,与安徽工业大学紧密合作,依托流场仿真模拟技术,创建了单段式橡胶膜煤气柜的流场模型,研究了多种因素对煤气柜内部流场的影响,同时采用有限元力学软件模拟计算了大型的高压高速单段式橡胶膜煤气柜受力情况,分析了煤气柜关键部位的受力情况,为新型煤气柜工程化提供了理论依据;在设计研发上,基于理论研究做了一系列的创新工作,包括首创的“门”型活塞围栏、隔离缓冲式活塞垫梁、连接式波形板等多项集成的煤气柜结构设计,解决了大型高压煤气柜在高速运行过程的稳定性、安全性问题,为实现大型化、高压化和高速化做了好的支撑。
  2015年1月,得知罗源闽光钢铁公司有新建煤气柜的需求,华天主动邀请其加入到研发团队中,让业主更深入了解我们研发的内容和过程,也让业主对产品更放心。2015年12月,中冶华天总承包12万立方米高炉煤气柜在罗源闽光钢铁公司建成投产。该气柜是当时国内储气容量最大、储气压力最高、活塞速度最快的单段式煤气柜,这座设备全部国产化的薄壁有立柱型单段柜与国外厚壁无立柱型单段柜相比,柜体节省投资达30%以上,施工工期也减少了约30天。中冶集团组织的成果鉴定认为,该技术处于国际领先水平,单段式煤气柜实现了零动力消耗、日常零维护、零污染和排放的“三零”目标,具有适应性广、运行速度快、经济性好、安全性高、维护方便等优势,它的应用标志着我国煤气柜技术已跻身于世界前列。该技术获得了中国钢铁工业协会2018年冶金科学技术二等奖、2017年中冶集团科学技术进步二等奖,单段式柜开发团队也因此获得公司2018年“科技创新先进团队”。
  革新面向需求,实现“共赢”
  2016年,常州中天钢铁10万立方米稀油柜种种问题凸显,已经面临“瘫痪”,中天钢铁决定在原有位置新建一座稀油柜。得到这个消息后,华天立即派专家团队前去极力争取,向业主提出了经过技术论证,但国内未曾有过的“稀油柜改单段柜”的改造方案。中冶华天提出的方案不但可将稀油柜最终改造为优势明显的单段柜,而且可以显著地缩短建设周期,极大的节约投资成本。经过一番深入交流后,业主对方案非常感兴趣,华天乘胜追击,邀请业主方去考察开发的单段式煤气柜,最终赢得了高度认可,当即决定由公司完成稀油柜改单段柜的设计工作。2017年7月,国内外第一座由10万立方米稀油柜改造成的7万立方米单段柜在常州中天钢铁投产,2018年,邢台德龙钢铁相同规模气柜改造也成功完成。
  2020年,中冶华天总承包国内外首座20万m3稀油柜改造成10万m3单段柜在福建三钢闽光股份有限公司投运,再次刷新了稀油柜改造成单段柜的世界纪录。这个项目的成功,意味着公司在稀油柜改造成单段柜的领域已经形成专有技术,也成就了一个“双赢”的故事。
  2019年5月投产的长江钢铁16.5万立方米单段式高炉煤气柜,再次刷新国内外单段式煤气柜储气容积和设计压力的最高纪录。据统计,自2012年华天开始广泛推广大型高压高速橡胶膜煤气柜以来,累计建成和在建的单段式橡胶膜煤气柜共25座。
  回首这40多年,中冶华天设计和总承包的煤气柜已达160座,单段式橡胶膜煤气柜和多边形稀油柜的国内市场占有率当属第一,煤气柜已经成为华天的“名片”之一。其中,单段式橡胶膜煤气柜,东到江苏、南到福建、东北到黑龙江、西北到新疆,早已遍布全国,柜容从30000立方米到165000立方米、压力从2kPa到12.5kPa,实现全业绩覆盖。
  风雨兼程四十载,中冶华天煤气柜研发团队凝心聚力,不断在核心技术和核心产品上激流勇进,牢牢占据煤气柜前沿阵地,一次次成功续写再拔高、再创新、再突破的故事,在实现中冶华天绿色高质量发展征程上大放异彩!
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