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        十年 · 蛻變丨“泵閥”國產化新活力
        發布時間: 2022-11-02

        自2006年深圳大鵬的第一個液化天然氣(LNG)接收站建成投產起,我國LNG產業經過多年的快速發展,已經形成了完整的產業鏈。LNG關鍵設備國產化是確保LNG進口通道建設和穩定安全運行的重要保障,得益于“產學研用”協同創新機制和“依托重點LNG工程推進裝備國產化”模式的成功實施,LNG關鍵設備國產化率達到90%以上,由最初的完全依賴進口到今天實現以國代進。

         

        “泵閥”國產化新活力

        ——“產學研用”加速LNG關鍵設備國產化應用落地

         

        天然氣作為優質的清潔能源,日益成為全球能源轉型的中堅力量。全力推動能源行業高質量發展、推進包括天然氣在內的清潔能源的高效利用和產業升級,既是“雙碳”發展目標的需要,也是全球天然氣行業蓬勃發展的大勢所趨。

        截至2022年10月,全國共建成液化天然氣(LNG)接收站24座,覆蓋環渤海、長三角、珠三角等地區,年設計接收能力達到1.0957億噸,儲罐能力達到1398萬立方米。

        LNG接收站關鍵設備,如罐內泵、高壓泵、海水泵、超低溫閥門等,從實現國產化維修到實現國產化,進而推動我國LNG大型儲罐實現了從16萬方、20萬方、22萬方,乃至27萬方容積的國產化。液化天然氣的大規模利用,為全球碳達峰、碳中和起到了重要的作用。

         

        泵,大型LNG接收站跳動“中國心”!

        2021年國慶節前夕,隨著國家管網LNG管理分公司大連LNG接收站控制中心的工作人員按下啟動按鈕,該站P-1401G高壓泵平穩啟動,綠色天然氣能源以650萬立方米/日的速率迅速注入國家天然氣外輸管道。至此,國內首家在役LNG接收站全國產化高壓泵實現一次投產成功,真正用上了“中國心”。

        LNG高壓泵主要由泵體、電機等部分組成,被稱為LNG接收站的“心臟”。LNG接收站通過耐超低溫高壓泵,將液態LNG提升至10.6兆帕,汽化后通過長輸管道,源源不斷把天然氣能源輸送至千家萬戶。按照一個三口之家年用氣量360立方米計算,單臺高壓泵年輸送天然氣近24億立方米,可滿足一座超千萬人口特大城市一年的居民燃氣用量。

        在十年前的2011年11月16日,當第一艘LNG運輸船靠泊大連LNG專用碼頭,成功與接收站碼頭管道連接,接收站正式開始試運投產起,整整十年時間,大連LNG接收站共有7臺高壓泵,其關鍵核心技術被國外壟斷,在運的國產化高壓泵普遍采用進口電機,采購價格貴,配件費用高,維修成本大,國產化研發尚屬空白……

        在中國通用機械工業協會的協助下,大連LNG接收站以“聯合研發國產高壓泵及電機整套技術”為目標,與上海阿波羅機械股份有限公司聯合研發,集全產業鏈之力,挑戰制約行業發展的“卡脖子”技術難題。國家管網大連LNG接收站與阿波羅公司先后成立機械、電氣、工藝等多個技術攻關組,分工合作研究,相繼完成超低溫環境下的電磁設計、低溫電機繞組絕緣技術、低溫電機關鍵性能試驗檢驗方案、電機定子轉子裝配工藝、低溫材料的加工處理工藝、轉子設計及動力學分析以及平衡機構的研發與優化等多項攻關,真實模擬超低溫液氮實驗裝置,并擬定首份出廠前測試試驗大綱,順利完成高壓泵出廠試驗、運輸、組裝,于2021年國慶前實現一次投產成功,“首臺(套)在役LNG接收站全國產化高壓泵”獻禮第七十二個國慶節!

        目前,該泵運行平穩,各項參數指標均達到或優于同類型進口產品,標志著我國超低溫LNG高壓泵電機國產化工作取得重大突破,有效解決了LNG關鍵設備國產化進程中的“卡脖子”技術難題。

        早在2012年,中石油液化天然氣(LNG)接收站需要使用立式長軸海水泵。彼時,這類設備全部依賴進口,國內泵業未見突破。海水循環泵是LNG接收站中的屬于關鍵設備之一,主要功能是輸送海水作為LNG汽化的熱源。在當時已建或在建的LNG項目中,海水循環泵均由國外公司所壟斷……

        在中國通用機械工業協會的協助下,由湖南耐普泵業有限公司和中石油唐山LNG接收站項目部聯合承擔的“LNG接收站立式長軸海水泵國產化項目”實施。

        2013年11月,該項目研制的首批國產立式長軸海水泵在唐山LNG接收站項目現場調試試車成功,運行穩定。“LNG接收站海水泵”國產化項目,一舉打破了國外技術壟斷局面,成功替代原本需要4000余萬元的進口海水泵,在與國外產品同場競技中,取得成功,各項指標均達到“國際先進水平”,

        此后,耐普泵業為江蘇LNG接收站二期工程項目制造的海水泵于2015年12月調試運行成功,經過72小時連續運轉,各項性能指標均達到設計要求,部分指標優于國際一線品牌產品。該項目是繼唐山LNG接收站首批國產化立式長軸海水泵投入運行后,再次在該領域的又一成功案例。此次運行成功,再次驗證了國產LNG海水泵的產品品質,在國內LNG接收站獲得更為廣泛的應用。

        “工程依托-協同創新”,有了裝備制造企業的自立自強,有了用戶企業的大力支持,多個首臺(套)裝備國產化應用“零業績”被突破!

         

        閥,擰緊產業鏈安全!

        2021年12月30日,江蘇LNG項目2臺由蘇州紐威閥門股份有限公司設計、制造的40寸1500LB國產全焊接球閥經過防疫消殺后順利到達項目現場,為整個項目順利投產奠定了堅實的基礎。——江蘇LNG一期項目的40寸1500LB全焊接球閥,原定于意大利進口,但因意大利爆發疫情導致該批閥門的交貨期無法滿足項目投產要求。

        在疫情影響和全球不穩定因素加劇的情況下,面對供應鏈風險加劇等情況,LNG接收站項目進口超低溫閥門等關鍵長周期設備交貨周期長,協調難度大的問題進一步凸顯。

        這也就是重大工程中裝備國產化的重大意義——保障供應鏈安全穩定,實現產業鏈自主可控!

        近年來,得益于國家政策的推動,中核蘇閥科技實業股份有限公司、蘇州紐威閥門股份有限公司、杭州杭氧工裝泵閥有限公司等裝備制造企業與中國石油、中國石化、國家管網等大型能源企業合作,進行聯合研發,產品優先試用,極大地促進了國產液化天然氣低溫閥門技術水平的提升。這種合作模式增加了這些企業的閥門在低溫領域的使用業績,為液化天然氣低溫閥門的國產化提供了良好的應用環境。

        而文前提到的40寸1500LB國產全焊接球閥,于2021年10月27日通過中國通用機械工業協會組織國產化鑒定。鑒定認為紐威研發生產的 “NPS14、16、24Class1500超低溫上裝式固定球閥”和“NPS40Class1500全焊接球閥”具有自主知識產權,填補了國內空白,主要性能指標達到國際同類產品先進水平,建議推廣使用。會后,通過鑒定的兩批閥門已全部發往國家管網某重點LNG接收站施工現場,成為同類型閥門首批進入工業應用的開拓者。

        這正是近年來LNG接收站用關鍵超低溫閥門國產化研發應用的寫照——在中國通用機械工業協會協調聯系下,終端用戶、制造企業、科研院所以及其他關聯單位,全產業鏈企業集智攻關,通過聯合研發、協同創新等模式,通力合作、精準攻關,提升LNG產業鏈完整性、安全性和先進性,實現了LNG產業鏈的自立自強、自主可控!

        2022年8月,由國家管網北海LNG公司與杭州杭氧工裝泵閥有限公司聯合研制的首臺國產LNG儲罐壓力泄放閥在北海LNG接收站正式投用,這又是LNG產業關鍵設備國產化的一次重大突破,打破了國外品牌壟斷,填補國內該型閥門的技術空白,對促進產業發展,實現關鍵設備關鍵技術自主可控具有重要意義。

        LNG儲罐壓力泄放閥作為LNG儲罐的核心保護裝置,其可靠性直接關系到LNG儲罐的本質安全,北海LNG公司于2020年7月獲準立項開展國產化攻關。——同樣,該LNG儲罐壓力泄放閥于2022年5月31日通過了中國通用機械工業協會組織的產品鑒定會鑒定,鑒定會認為研制的LNG儲罐壓力泄放閥填補了國內空白,主要性能達到國際同類產品先進水平,建議推廣使用。

        “通過鑒定-成功應用”,這其中的含義不言而喻,以國產化鑒定結果促進用戶更加信任國產裝備,趟出一條關鍵設備國產化應用創新之路!

         

        產學研用”,打通國產化應用最后一公里

        隨著我國一大批重大技術裝備實現了自主研制和進口替代,國家重大裝備制造業實現了長足進步和快速發展,但仍有示范應用不暢等問題。如何闖過“技術關”后跨過“市場關”,推動從首臺(套)向多臺(套)的躍升;如何“無業績”“零業績”成為“國貨國用”,提升裝備制造業核心競爭力,一直是重大技術裝備國產化應用落地的困境。

        對此,中國通用機械工業協會名譽會長曾表示,“重大技術裝備國產化還有待成為全社會共識,類似天然氣儲運及核電控制系統等關乎國家經濟命脈的產品,必須用‘國貨’。”

        而從LNG關鍵泵閥國產化應用的歷程來看,“依托工程”“協同創新”打通了國產化應用最后一公里,這成功的背后不得不提到被業內成為“大連會議”的“LNG接收站關鍵設備國產化啟動會”,上文提到的多個項目成功研發應用正式得益于“大連會議”!

        2018年10月17日,為推進LNG接收站關鍵設備國產化研發與應用,中國通用機械工業協會與中石油昆侖能源公司在大連聯合組織了召開了“LNG接收站關鍵設備國產化啟動會”。昆侖能源相關負責人攜公司管理部等5部門的負責人和所屬京唐等4家LNG接收站負責人,中國通用機械工業協會會長黃鸝攜中通協會員企業大連大高閥門有限公司、中核蘇閥科技實業股份有限公司、江蘇神通閥門股份有限公司、上海阿波羅機械股份有限公司等24家裝備制造業的主要負責人共80余人參加會議。

        黃鸝在啟動會上表示,LNG接收站裝備國產化是保障國家能源供應和結構調整的要求,既是企業的責任,也是企業發展的需要,通用機械行業企業要積極支持和參與到LNG國產化的工作中,并做出應有的貢獻。

        隨后,中通協和昆侖能源作為甲方,制造業作為乙方,簽署了聯合研發協議,承諾對尚未國產化的LNG關鍵泵閥進行研發試驗完成并用于工程。

        通過聯合研制、工程依托模式,2021年4月,天然氣液化裝置低溫閥門國產化聯合研發項目“中核科技10-1500LB深冷球閥”通過中通協鑒定,而之前的“8-1500LB LNG軸流式止回閥樣機”和2-1500LB LNG球閥國產化研制項目”已實現工程應用,產品在工況現場運行平穩,性能穩定,使用情況良好;2021年10月,大連LNG接收站與上海阿波羅機械股份有限公司國產首臺LNG高壓泵在大連LNG接收站成功應用;2022年8月,由國家管網北海LNG公司與杭州杭氧工裝泵閥有限公司聯合研制的首臺國產LNG儲罐壓力泄放閥在北海LNG接收站正式投用;……這樣的例子不勝枚舉!

        目前,LNG接收站核心技術設備國產化程度顯著提高,打破了我國在LNG裝備方面長期依賴進口的局面,大幅降低了采購成本,同時也帶動了國內裝備制造業的發展。LNG關鍵設備由最初的完全依賴進口轉變為目前的絕大部分國產、極少數進口。自主產品不僅在各項關鍵指標方面可與進口產品比肩,而且在價格、供貨周期和后期運營維護上優勢明顯,為保障國家能源安全奠定了堅實的裝備基礎。

         

        當前,全球能源清潔化、低碳化發展成為大趨勢,隨著“碳達峰”、“碳中和”進程的推進天然氣作為清潔高效能源,已成為全球能源轉型和應對氣候變化的必然選擇。在LNG產業發展帶動下,LNG設備國產化也迎來契機快速推進。經過多年的努力,國內LNG儲運技術不斷突破,LNG技術裝備得到長足發展,逐步形成了系列化、成套化的技術裝備體系,進一步總結裝備發展成果,提升國產化裝備的技術水平,是行業面臨的重要任務。

        中國通用機械工業協會將充分發揮橋梁和紐帶作用,積極做好組織協調和咨詢服務等工作,圍繞目前行業中迫切需要解決的“卡脖子”關鍵裝備及相關技術有目標、有計劃、有步驟地推進LNG產業國產化裝備的研發設計和工程應用,推動我國LNG產業鏈高級化,實現產業鏈自主可控,為“雙碳目標”實現提供通用裝備助力!

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