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一贯进取的“沈鼓家风” | 沈鼓的故事

艰难起步的“国产化” | 沈鼓的故事

国企改革的“激荡往事” | 沈鼓的故事

沈鼓在苏永强的领导下，咬牙挺过了历史上最困难的阶段，终于迎来转机。

2006年1月，在全国科技大会上，国家领导人正式提出“自主创新”的方针。一个月后，国务院颁布《关于加快振兴装备制造业的若干意见》（2006年国务院8号文件），提出，要“选择一批对国家经济安全和国防建设有重要影响，对促进国民经济可持续发展有显著效果，对结构调整、产业升级有积极带动作用，能够尽快扩大自主装备市场占有率的重大技术装备和产品作为重点，加大政策支持和引导力度，实现关键领域的重大突破。”

在该文件列出的16个需要重点突破的领域中，与沈鼓直接有关的有两个，即实现百万吨级大型乙烯成套设备的国产化和进行大型煤化工成套设备的研制开发。国家大政方针的转变为沈鼓的全面突破提供了条件。

文 | 路风 王晨 郭年顺 北京大学政府管理学院

编辑 | 谢芳 瞭望智库

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1 “国产化”终于登堂入室

正当中国的30万吨乙烯成套设备尚未实现国产化的时候，国际上的乙烯装备继续向大型化发展，到1990年代后半期就建成了百万吨级乙烯装置。进入21世纪之后，中国也随着国际潮流建成3个百万吨级乙烯项目，分别是：上海赛科石油化工有限责任公司的90万吨乙烯项目、“中海壳牌”的南海80万吨/年乙烯工程、中石油独山子石化千万吨炼油和百万吨乙烯工程。但是，它们都因为合资等原因而没有使用国产的主要设备。

沈鼓集团。图｜图虫创意

那时，过度依赖进口设备已经成为中国发展石油化工的绊脚石。中石化在一份写给国家发改委的报告中写道：“近年来，国际专用设备材料资源紧缺，给国内石化行业设备供应带来很大压力。如乙烯‘三机’（裂解气压缩机、丙烯压缩机、乙烯压缩机）等大型机组在全球市场上供应非常紧张，一些国外制造商对国内询价经常不予响应，交货期从2003年的12个月延长到2007年的22-24个月，价格也上涨了近一倍”[1]。

很显然，如果不实现设备的国产化，已经进入高增长轨道的中国石油化学工业将遭受遏制。

中国第一个自主建设的百万吨级乙烯项目是2004年12月正式动工建设、2006年9月建成的茂名石化100万吨／年乙烯改扩建工程，它是在茂名石化36万吨／年乙烯工程的基础上改扩建的。根据国资委网站的报道，该工程的“裂解装置总共510台设备中有448台是国内制造，设备国产化率达87.8％，不但采用了中国石化与美国鲁姆斯公司合作开发的乙烯裂解和乙烯回收新工艺，而且乙烯裂解气压缩机、冷箱等部分核心设备实现了国产化。”[2]该报道提到的裂解气压缩机是由沈鼓提供的，但在企业层次上，实际情况并没有那么“政治正确”。

当茂名石化与沈鼓签约时，准备签字的会场都已布置好，对方负责技术的那个老总拉着苏永强说，咱俩到外边交流一下。苏永强问他：“这回咱们可要签字了，你现在是什么态度？”对方说：“我还是同意进口。”苏问为什么，他说，“苏总，你得理解我啊，我知道你能干，也知道你能干好，但要是从我嘴里说出国产，我这脑袋就让板砖敲碎。风险大都懂，更深层次的原因就不说了。你有能力你就签字，你签字我就服你。”苏永强说自己马上就签，他仍然不相信。苏永强当然签字了——“或许我这个人就是较劲的性格吧，不成的事我非要做成。”

苏永强。

“国产化”的重大转折点是国家对自主创新方针的确立。2006年6月，根据《关于加快振兴装备制造业的若干意见》，百万吨级大型乙烯成套设备被国家发改委列为国产化攻关的重点。当时要求乙烯装置、PTA成套技术装备和天然气长输管线设备国产化率不低于75%。

在此背景下，中国决定在天津、镇海、抚顺各投资200亿元建设3个百万吨级乙烯项目，并给沈鼓集团下达了配套“三机组”的任务。不过，为了保险起见，沈鼓第一次开发的百万吨级乙烯“三机”没有被放在同一个项目中，而是分别配属于三套百万吨级乙烯装置，即中石化天津石化使用裂解气压缩机，中石化镇海炼化使用丙烯压缩机，中石油下属的抚顺石化使用乙烯压缩机。

当苏永强拿着“尚方宝剑”（即政府部门下达的任务）去找大用户的党组主要领导时，他们仍然说最好请国家发改委的张国宝副主任签字。苏永强还记得张国宝对他说的话：老苏啊，我是国家发改委副主任，没给企业签过字啊。不过你特殊，是推动国产化的。张国宝副主任虽然也犹豫，最后还是当场给签了。说来说去还是风险大，否则的话项目在企业之间就可以决定。

石化公司的人告诉苏永强，百万吨级乙烯装置的一次投料的价值是1.6亿元，如果乙烯“三机”出了问题，所有的装置都得停下来，1.6亿元的原料就得全部放掉，那得买多少台压缩机啊？到2007年5月，各方签字完成，沈鼓集团开始承担国家重大技术装备——百万吨/年乙烯装置的裂解气压缩机、丙烯压缩机和乙烯压缩机的研制任务。

2 又一次突破核心技术

实际上，沈鼓早就开始为开发百万吨级乙烯“三机”做准备，拿到合同之前就已投入了数千万元研发费用。压缩机属于定制化的大型复杂产品系统，如果没有特定工程的应用，做出独立的样机本身并无多大意义。因此，沈鼓的产品开发基本上都是与工程项目相结合的，即在有订单时才付诸产品开发。不过，为新产品所用的有关技术的研发实际上早已启动。

实现装备大型化的一个重要前提条件是核心技术的突破，对于沈鼓的压缩机来说，首要的关键技术就是叶轮。压缩机的大型化带来许多实际问题：大尺寸叶轮运行的可靠性问题，焊接变形、缺陷和热应力引起的质量问题以及工况恶劣情况下缺陷部位的腐蚀问题等。

2005年，以崔莲顺（女）为首的研发团队开始研制当时只有GE才掌握的整体铣制叶轮。整体铣制叶轮因在材料利用率、加工效率、加工质量以及耐腐蚀等方面大大优于焊接叶轮而备受关注，但整体铣制的工艺非常难。首先，要在一种极为昂贵的低温钢材上加工出叶轮大致的轮廓，即使是粗加工，要求也极为精细，第一刀的位置尤其关键，稍有不慎就可能使整个毛坯报废，而所使用的刀具是一种比钢坯更坚硬的材料，旋转之间，多余的部分被一分一毫地去掉。然后，这个粗加工的部件被送到数控铣床上进行最关键的整体铣制，笔直的刀具要在这一整块钢坯上铣制出螺旋状的叶片。这是一个极端复杂的程序，丝毫的误差都会让整个工程前功尽弃。

固定在铣床上加工的整体铣制叶轮。

经过两年的努力，2007年5月崔莲顺团队成功研制出整体铣制的三元流闭式叶轮，使沈鼓成为当时世界上仅有的两家掌握这项技术的企业之一，其整体铣制的最大叶轮直径是1500mm（1.5米），已达世界先进水平。

沈鼓之所以在2007年之后连续突破百万吨乙烯压缩机、长输管线压缩机和大空分压缩机，就是因为应用了大尺寸的整体铣制叶轮技术。有这种技术研发做基础，沈鼓在那些采用首台首套设备的大项目上，一直保持着“搞则必成”的杰出纪录。

3 “百万吨级乙烯”之战

天津石化百万吨级乙烯工程于2006年6月开工奠基，2010年5月正式投入商业运营。沈鼓为该项目开发的第一台百万吨级裂解气压缩机于2009年6月安装完成。这个机组在出厂鉴定的时候，鉴定会20分钟就结束，通常这种会至少要开两个小时。那为什么只开了20分钟？——因为仪表显示的所有数据都是先进的，念完报告就没有问题可以提了，直接通过。

最后有关领导做总结，说各项指标都显示这是一个非常优秀的机组。他谈了一个体会：跟沈鼓打交道这么多年，我们最大的体会是沈鼓的企业特点：只要是难啃的骨头，复杂的、风险大的、技术复杂程度高的项目，沈鼓一定能把它拿下。

还有一个小插曲。这台百万吨级乙烯裂解气压缩机在沈鼓做试验时，中石化花钱从日本三菱重工请来一位专家对其进行验证。这是因为，国内能够生产这种大型离心式压缩机的企业只有沈鼓，所以没有沈鼓之外的专家可以做第三方认证。当时苏永强在现场。日本专家一声不吭地仔细看完沈鼓的整个试验过程，看数据。待全部检验完了，中石化的领导问日本专家技术如何，他还是不吭声，只是抬手大拇指一竖——国际一流水平。

沈鼓为中石化天津石化百万吨级乙烯工程提供的裂解气压缩机组。

中石化镇海炼化的100万吨/年乙烯工程于2006年11月开工，2010年4月建成投产，沈鼓为其开发了中国第一台百万吨级丙烯压缩机组。丙烯压缩机和乙烯压缩机都是制冷的，其工作环境为低温（丙烯一般用于-50~0℃的制冷用户）。

镇海炼化作为用户，要求沈鼓压缩机的所有隔板都采用耐低温的板材或者锻件进行设计制造。沈鼓为了整体减小该机组的叶轮直径，首级叶轮采用了研发部门新开发并经过性能实验验证的大流量系数、高能头、高马赫数的长短叶片的高效三元叶轮。此后，沈鼓丙烯压缩机组连闯产品设计、大型机壳组焊、叶轮铣制、转子高速平衡、机械运转试验、性能试验等六关，于2009年5月通过中石化验收委员会的出厂验收。

验收专家一致认为：百万吨级乙烯装置丙烯压缩机组性能指标，达到了技术协议中整机功率偏差不大于设计功率2%的要求，整体技术水平达到了国际先进水平，打破了该类产品长期依赖进口的局面。

沈鼓在开发乙烯“三机”方面，乙烯压缩机是最后突破的。乙烯压缩机一般用于深冷分离（-102~-60℃）的用户，沈鼓迟至2006年才等到第一次开发乙烯压缩机的机会，当时盘锦的华锦集团把45万吨/年乙烯扩建工程的乙烯压缩机订单交给了沈鼓。

这个项目的主导设计师是1973年出生的女工程师姜妍。在没有这种压缩机开发经验也没有外部技术知识来源的条件下，姜妍团队埋头苦干，付出3年的心血拿出了产品。不过，这台在厂区试运转一切正常的机组，在华锦的生产线一开机就遇到震动过大的问题。原因是厂区的运转条件是常温，而开机运转时是超低温。姜妍和团队逐一查找技术缺陷，终于攻破了超低温运行的转子结构的核心难题，在2010年1月8日实现了国产第一台乙烯压缩机的稳定运行。

中石油抚顺石化的80万吨/年乙烯装置是2009年4月开工建设的，沈鼓为其开发中国第一台百万吨级乙烯压缩机的设计任务也交给了姜妍。在这个项目上，姜妍再次展现出沈鼓技术团队那种敢于走自己路的勇气和创造性。

大型乙烯压缩机的机组结构、制造工艺都与常规压缩机非常不同，其最大的技术难题是加气结构。常规压缩机为了提高整机效率，经过几级叶轮压缩到一定温度时，必须对压缩介质进行冷却后再压缩。姜妍想，如果按此方法设计百万吨级乙烯压缩机，就需要增加多个风筒，势必会把一台压缩机分成两台，导致费用翻倍、效率降低。

在那段时间，姜妍吃不下饭，睡不着觉，满脑子都是气体流场图。一个偶然机会，一张低温转子的样图引爆了她的思路：零下100多摄氏度的乙烯，本身不就是制冷介质吗？这么低的温度，没有必要把气体里外折腾一番。她经请示后决定，在百万吨级乙烯压缩机中采用缸内加气的方式。但是，从缸外加气到缸内加气，是整个机组结构的重大变化，如何使气体流场在不经过外部加气达到最佳、使前后两次加气互不干扰又提升效率以及降低机壳加工难度等一系列难题，涉及设计、工艺、加工、制造等生产全流程。而所有这些难题，姜妍必须在产品生产源头的设计过程中予以一一破解。

姜妍多次被逼入绝境，经常是熬了几天几夜才设计出的结构，只因为一个小缺陷就被否决。但是，她和她的团队没有放弃，一个结构被否决，她们就仔细研究能够借鉴的地方，并将其应用到下一个方案中去。就这样一点点积累，一点点改进，姜妍团队在不断的自我否定中完善着机组结构设计方案。同时，她们还做了大量的基础攻关，从转子动力学到流体力学再到模型级开发，不断演算模拟气体流动的每一个细节，经过反复论证、反复模拟，终于形成了一套完美的压缩机缸内加气设计方案。实践证明，缸内加气结构极大地提高了产品的性能和效率，在某些方面比国外机组更好[3]。

乙烯压缩机既要满足机器的强度要求，又要提高效率，姜妍团队通过对叶轮等旋转件进行优化设计，又陆续攻克了转子结构等一道道难关，最终形成了一套完美的百万吨级乙烯压缩机设计方案。

2011年2月22日晚，中国第一套百万吨级乙烯压缩机组在沈鼓集团总装车间一次试车成功。2012年10月，抚顺石化的80万吨级乙烯生产装置建成投产。此后，沈鼓集团陆续签下武汉、燕山、黄冈、镇海等多个大型乙烯项目，姜妍团队在三年里设计制造了16个乙烯压缩机组。

随着连续在开发首台首套设备上的成功，沈鼓也越来越受到用户的信任。2011年8月，中石化集团和所属武汉分公司一次性打包，将武汉80万吨/年乙烯项目的8台离心压缩机组、5台往复式压缩机组和4台泵类产品订单交付给沈鼓，合同总额超过3亿元，其中包括全部乙烯“三机”的成套设计制造。

2013年，中石化武汉80万吨乙烯项目建成投产，沈鼓也第一次成为百万吨级乙烯“三机”的总成套商。这是一个巨大的成功，证明沈鼓已经成为乙烯“三机”的主流供应商。

2013年7月，中海油惠州炼化二期项目动工，它是在一期1200万吨/年炼油基础上新建1000万吨/年炼油和100万吨/年乙烯的工程，也是世界上第一座集中加工高含酸重质原油的炼厂，其120万吨/年乙烯生产装置是当时国内最大、国际最先进的水平[4]。2014年9月，中海油与沈鼓签约，由沈鼓为惠州炼化二期项目提供全部乙烯“三机”。2018年4月，中海油惠州炼化的120万吨/年乙烯装置生产出合格的丙烯、乙烯产品。

至此，沈鼓成为世界顶级的压缩机制造商之一。

中沙（天津）石化（原中石化天津石化）在其百万吨级乙烯装置运转满10年后，决定进行扩能改造。2020年7月，由沈鼓集团负责安装的国产最大130万吨/年乙烯装置裂解气压缩机组氮气试车一次成功，机组各项机械性能参数达到优质水平。此次机组改造试车成功，标志着沈鼓集团在百万吨级乙烯压缩机组的研制、改造、安装上已处于世界领先地位。

“国产化”是中国在乙烯生产方面取得长足进步的重要原因：在1975年到2005年以进口设备为主的30年间，中国的乙烯年产量达到600万吨，而在此后国产设备全面突破的15年间，中国的乙烯年产量达到大约2160万吨，中国也成为仅次于美国的世界第二大乙烯生产国。

图：1970-2020年中国乙烯产量（千吨）

数据来源：国家统计局

4 “长输管线”之战

继大型乙烯装置的压缩机之后，沈鼓的又一场“国产化”战役是天然气长输管线压缩机，这要从“西气东输”工程说起。

2000年2月，国务院第一次会议批准启动“西气东输”工程，它是中国能源领域的一项伟大工程，也是继三峡之后最大的国家工程。“西气东输”工程迄今分为三个阶段，即西一线、西二线和西三线，其大致情况如下。

西一线工程于2002年7月正式开工，沿途经过新疆-甘肃-宁夏-陕西-山西-河南-安徽-江苏-上海等主要省级行政区，于2004年竣工。

西二线工程于2009年动工，沿途经过新疆-甘肃-宁夏-陕西-河南-湖北-江西-广东等主要省级行政区，到2012年年末全部建成投产。西二线是中国迄今为止管线最长、使用管线钢级别最高、管径最大、输气量最大、节能减排作用最大的一条管道，干线和支干线全长达8700多公里，输送的天然气经过15个省（区、市）进入到东南沿海的长三角和珠三角地区。如果再加上国外的中亚天然气管道，它可以说是一条“地下的万里管道长城”。

西三线工程于2012年10月动工，干支线沿线经过新疆-甘肃-宁夏-陕西-河南-湖北-湖南-江西-福建-广东共10个省、自治区，干线、支线总长度为7378公里，于2014年8月全线贯通。

不过，“西气东输”工程开始时，也是一个依靠进口设备建设的重大工程。“西气东输”的管线需要大量设备，压缩机是关键设备之一，而且是最重大的关键设备。天然气在管道中的流动要依靠压缩机提供的动力，所以每隔200公里就需要建一个加压站，用压缩机加压。西一线工程包括压缩机在内的关键设备，全部依靠进口，西二线几乎全部依靠进口，而国外能够提供管道输气压缩机的企业只有GE、罗罗和西门子。

中国机械工业联合会的总工和顾问隋永滨，曾任机械工业部副司长，是一位几十年如一日为重大技术装备的国产化奔走呼号的志士仁人。根据他的解释：“中国输气管线的国产化，应该来说不是从现在就开始的了。上世纪70年代已经有了‘川气出川’的构想，为了配合‘川气出川’，我国装备制造企业开始研制管线球阀、压缩机，研制驱动管线压缩机的燃气启动机。由于种种原因，项目最终终止了。”

国家决定上马“西气东输”工程，再次给中国设备企业带来机会，用隋永滨的话说：“国内装备制造企业从西气东输一线工程建设之初，就一直在等待机会，希望中国天然气长输管道关键设备能用上国产装备”[5]。

不过，这一等就是9年。

沈鼓从国家酝酿“西气东输”工程的1999年就开始跟踪。从第一次国产化论证会开始，苏永强参加了总共16次论证会中的14次，每次都在会上发言，据理力争，但没有争来一个项目。

西气东输的论证是惊心动魄的，有时候沈鼓人参会都没得到发言机会，会议就决定进口了，下次再提国产。在此之前，沈鼓确实没有制造过输气管道压缩机，但这种机械从原理到制造没什么复杂的，对沈鼓来说没有不可逾越的技术障碍。问题不是出在技术上——如果用国产设备，一旦出现问题，5亿人没饭吃，谁担这风险？压缩机一旦开动就要一年365天分分秒秒不停，一旦出事故就影响全局。

【注：压缩机组以前是运行8000小时后要检修，后来延长到一年半，再后来是3年，现在是5年一检修。】

即使阻力重重，沈鼓也一直在为进入长输管线市场做准备。2006年，沈鼓争取到第一台“合作生产”压缩机的合同，即由GE设计，沈鼓制造。2007年，拿到一台样机，全部由沈鼓设计和总成，但是原动机（电机）和变频买国外的，最后成品3台。虽然沈鼓没能为自己的压缩机争取到一个订单，但国家为西气东输工程开表彰会的时候，仍然表彰沈鼓为先进单位，还给苏永强“整了一个”优秀个人，奖状的落款是国务院西气东输领导小组。

苏永强问主持会议的发改委领导，咱们一台机组都没提供，怎么还被授予先进呢？领导的回答是：用户说了，尽管没给沈鼓订单，但是沈鼓的介入能够让他们拿沈鼓压老外，可给他们省老钱了，所以沈鼓为国家做了大贡献。苏永强说：“你要这么说，那我可当之无愧。”

“西气东输”工程“国产化”的实质性进展，发生在开始建设西二线之际。

2009年4月，国家能源局在沈阳召开“天然气长输管道关键设备国产化”会议，确定为西二线工程开展“20MW级电驱压缩机组”“30MW级燃驱压缩机组”和“高压大口径全焊接球阀”的国产化研制工作。

在国家能源局的组织协调下，中石油在名义上牵头，沈鼓开发20MW级电驱压缩机组，中船重工703所开发30MW级燃驱压缩机组，上海电气集团和哈电集团做电机，鞍山荣信电力和上广电做变频，五家组成一个连队。2010年7月，高压大口径全焊接球阀在成都研制成功；2011年11月，20MW级电驱压缩机组在沈鼓研制成功。至此，制约中国天然气长输管道的关键技术设备一一研制成功。

中石油花钱请GE的专家来给沈鼓的样机做认证，结果是指标非常优秀。现场有沈鼓人故意“挑衅”，问GE的专家：你觉得跟GE机组比怎么样？外国专家回答说都很好，一边说一边连自己都乐了——实际上他知道沈鼓机组的指标优于GE。

不过，尽管在政府层面上决定了“国产化”的方针，甚至国产设备已经开始研制，在执行层面上采用国产设备仍然阻力重重。从2009年到2011年的两年间，对于西二线工程是否采用国产设备的争论，一直处于“拉锯战”的状态：这次开会论证同意国产了，下次又给推翻了；再开会论证又决定国产，再下次又被推翻了……

经过几个来回后，隋永滨动议策划了一张漫画，由苏永强找到沈阳鲁迅美术学院的一位教授来画。教授画了几版，传给隋永滨看。隋说画得不对，没有达到意境。苏永强又与鲁美的教授商量，向他解释说这就是像拔河一样的较劲，关系到你胜还是我胜。

最后的版本设计了一个拔河比赛，一边是西门子、罗罗、GE三个老外，另一边是一帮中国人，啦啦队人山人海，打头的是隋永滨和苏永强。苏永强说，“我就是边上的小胖子，我看着还挺像”，中间的裁判是中石油，看谁赢，拉过来最后偏向中国人这边。隋永滨对这个漫画满意了。在最后一次论证会上，隋永滨当时嗓子都说不出来话了，还是上去亲自讲这幅漫画。然后各个企业发言，结果休息时意见依旧不一致。

会议的最后环节是中石油高级副总裁出面，他在最后表态之前把苏永强和隋永滨叫过去说：这件事的责任你们都清楚，他们不同意采用国产设备的原因你们也明白，就是风险太大，不仅仅是经济风险，还有政治风险，如果出了问题，这乌纱帽就没了。他直接问苏永强：你到底有没有底气？苏永强说有。后来复会时，这位副总裁慷慨激昂地讲了一番央企必须有担当，必须承担国家责任，要支持装备国产化，讲得相当激动。最后各方总算决定签字。

2012年，沈鼓自主开发的第一台管线压缩机被当作备用机安装在西二线的高陵加压站。但谁也想不到后来会发生戏剧性的一幕：作为主机的外国压缩机在检修之后无法开机，不得不紧急启动备用的沈鼓机组，而沈鼓机组一次开机成功。这个偶发事件使沈鼓的备机瞬间变成主机。

此后，国家能源局在高陵组织了一次国家级鉴定，沈鼓的管线压缩机得到三个评价：第一，性能全部达到设计要求，和国外机组比较后，属于名副其实的国际一流；第二，开车速度最快，一次开车成功，而国外机组做不到，要开好长时间；第三，最令人意外的是沈鼓机组的噪声远低于国外机组。苏永强去现场时，使用单位的人对他说，沈鼓的机组太好了，国外机组开车后，现场的人互相之间说话听不见，但沈鼓的机组运转时他们互相之间说话就可以听见。沈鼓人也没想到自己的压缩机有这个优点。苏永强说，其实机械和气动指标一达到，噪声自然也就下来了，所以噪声低正说明了沈鼓压缩机的技术性能优良。

沈鼓的长输管线压缩机在“西气东输”二线工程后期的高陵加压站一炮打响，得到很高的评价。目前，除了燃机驱动的压缩机还有少量进口，电驱动的压缩机已经全部采用国产的（电驱动压缩机的使用数量超过燃气驱动的）。也就是说，“西气东输”工程第一线用的压缩机是100%进口，第二线几乎都是进口的。到那时为止，“西气东输”工程进口了大约300台压缩机，粗粗一算大约花了300亿元，其中产生的税收、利润、就业和经验积累都不属于中国。

沈鼓从2009年开始自主开发长输管线的电驱动压缩机，2011年做出样机，2012年实地安装（此后中船重工703所开发成功燃气驱动的管线压缩机）。自从沈鼓压缩机在西二线的高陵站一炮打响，电驱动的管线压缩机再没有进口的了，西三线实现了国产化。

2017年6月26日，沈鼓集团为中石化“川气东送”项目黄金站提供的三台套PCL压缩机组在现场完成72小时试车试验，各项指标正常，达到设计要求。

2021年12月28日，国家西部大开发的标志性工程——西气东输管道系统年输气量当日突破1000亿立方米。取得这个成就的重要原因是，2018年国家实施了天然气管线互联互通保供项目，而沈鼓集团为这个项目提供了14台套压缩机，到2019年1月已全部投产。2020年12月，中俄天然气管道东线工程（长岭-永清）顺利投产，沈鼓为这个工程提供了5个站15台套压缩机组的设计制造和现场服务。

5 “10万空分”之战

当2010年前后国家实施调整能源结构的政策时，对中国富集的煤炭资源进行精深加工（如煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制芳烃等）就需要更大等级的空分压缩机。当时在全世界范围内，大型煤化工装置需要的10万等级空分压缩机组只有两个德国企业——西门子和曼透平能够生产，中国只能依赖进口。

但对于主管部门来说，完全依靠进口设备来发展煤化工的前景是“恐怖”的：一套400万吨/年煤间接液化制油装置，需要制氧量120万Nm³/Hr的空分岛、12套10万空分（制氧量）的空气压缩机配套。到2015年，国家已批准和待批准的煤化工项目，需要此类规模空分压缩机已达70台套以上。

2011年10月，国家能源局组织了关于神华宁煤400万吨/年煤炭间接液化项目关键设备国产化工作会议，提出必须搞国产化。2013年，该项目所需的12套10万空分装置中，有6套由杭州制氧机集团（简称“杭氧”）获得。经专家论证，国家能源局决定，在神华宁煤项目原来计划全部进口的12台为空分装置配套的压缩机机组中，拿出1台的名额作为国产化的试点，并要求沈鼓开展10万空分压缩机机组的研制工作。

这又是一次挑战性的任务：压缩机的设计和生产周期是一年半，现场安装又需要半年，加起来就是两年的周期；如果不能一次成功，再开发就会失去4年的时间，投资几百亿元的整个项目就得等着。因此，沈鼓必须一次成功，这就是“国产化”最难之处。

神华宁煤当时计划进口的10万空分压缩机每一台需要1.5亿元。沈鼓要“国产化”的消息传出后，外国企业的压缩机价格立马直接降到1亿元左右。

这个项目的前因后果也再次展示了“国产化”模式的逻辑：国内要建设的重大工程必须采用国内尚未开发制造过的重大技术装备，但全部依靠进口设备至少在财务上是不可行的，于是政府出于降低使用先进技术装备成本的目的，提出“国产化”政策，并给予中国企业以市场机会。

不过，这一次有本质的不同——因为沈鼓已经不可同日而语。理解沈鼓道路的关键恰恰在于此：进入21世纪之后，沈鼓每一次完成“国产化”任务都不是通过复制引进的外国压缩机技术，而是以自主开发的压缩机替代掉外国压缩机。

实际上，沈鼓为这个机会做了多年准备。沈鼓集团从2002年开始便致力于大型空分装置用压缩机的研制，2004年向用户成功交付国内首台套4万空分压缩机组。同年，在无合同的条件下，沈鼓自筹资金完成了3.5万齿轮组装式空压机组样机的制造与试验。2006年，沈鼓开发国内首台套5.2万空分压缩机组，交付用户后一次开车成功。2010年，国家发改委能源局确定沈鼓集团为国内唯一的大型透平压缩机研发中心；同年沈鼓自筹资金完成5万多轴多级齿轮组装式空分增压机组样机的研发设计，并于2012年完成了制造与试验工作，解决了高效叶轮模型级、转子稳定性、核心部件材料及强度分析等技术难题，完成二十多项自主研发新技术的试验验证。

接受任务后，沈鼓把“10万等级空气分离设备配套压缩机组研制项目”规定为“共产党员先锋工程项目”。董事长苏永强亲自主抓，副总经理戴继双负责实施，项目总设计师是身经百战的设计院副院长汪创华。

由于又是一个“首台首套”项目，无论是压缩机、增压机的结构设计还是密封、壳体等，沈鼓技术团队都没有经验可借鉴。不过，他们依靠成熟的大型离心压缩机技术和大型轴流压缩机技术，在研发设计过程中采用了“轴流+离心”空压机及多轴多级齿轮组装式增压机的结构设计。他们先后攻克了大轮毂比混流式和小轮毂比高马赫数的高效叶轮设计、多种复杂流动的协同耦合、特型结构转子动力学分析、转子和定子的复杂联接结构、机组装置成套设计、复杂工况控制及调节等一系列技术难题。

为了向用户交上最优的技术方案，他们不断地与杭氧集团和用户进行沟通，确保每个参数的准确，同时也与外国企业在个别技术领域合作，以确保各项技术的先进性。

2013年8月，沈鼓以其技术方案和服务构想赢得了专家和用户的信任和认可，与杭氧集团（空分装置）、杭汽轮集团（配套汽轮机）共同签下神华宁煤超大型空分装置的商务合同。

制造过程同样是一次挑战。在转子车间，重量近30吨的压缩机主轴需要采用三段卧式把合，并且要求一次成功。主轴左、右段与中间段仅有0.02-0.04mm的空隙，相当于头发丝的十分之一，安装稍有疏忽就会前功尽弃。主轴左右两侧的44个螺栓平均每个都要经过工人800多次精确敲击、1000多次拉伸才得以完成。10万空分项目中的空压机转子长76.6米，需要300余人次对工装、设备和场地安全性进行反复的推敲。每个叶轮有一吨重，操作人员要绑上安全带，站在7米多高的装配架上进行操作。

在定子车间，中央机壳加工工艺复杂，同一工序涉及多个班组协调作业。车间按照产品结构特点，遵照工艺流程编制了10万空分项目中央机壳专项生产计划，并将计划分解至每道工序，严格控制计划时间节点，时刻跟踪生产进度，合理安排人员，每个环节都由专人负责，做到各班组无缝对接，确保生产加工万无一失。

在结构车间，从产前技术准备开始，车间就选派曾多次为集团重难点产品提供技术服务的聂万隆担任技术“主刀”。接到10万空分机组图纸，聂万隆立即仔细分析每个工艺环节的合理性以及可能出现的问题，并将发现的问题逐一与设计、工艺等部门沟通解决。随后，聂万隆手中的这根沉重的接力棒又传到了“沈阳市焊接大王”——技术员甄必德的手中。甄必德不放过任何一个问题，紧盯10万空分机组生产，每天加班成了家常便饭。

10万空分压缩机的转子。

开发大型设备，尤其是首台套设备，需要大型的试验手段。10万空分装置用大型空气压缩机组的功率超过6万千瓦，设计制造难度很大。为确保机组研制万无一失，产品出厂前必须做全速全压全负荷性能试验。2012年，沈鼓投资7亿元在营口建设国内唯一、世界领先的10万千瓦试车台位，被国家能源局批准为国家《大型透平压缩机组研发（实验）中心建设项目》。该试验台可以按照用户现场实际运行参数要求，将包括空压机和增压机的压缩机组主机、汽轮机、辅机、控制系统等全部设备联动进行试验。

2015年7月23日至8月3日，由沈鼓集团、杭汽轮集团、杭氧集团研发团队自主研发的10万空分压缩机组，先后三次成功进行了机械性能和气动性能全速全压联动性能试验，各项性能指标均符合合同的各项要求，达到国际先进水平。不久后的8月23日，长35米、高15米、重478吨的10万Nm³/h空分压缩机组在沈鼓营口试验基地试车，以优越的表现征服包括领导、专家和客户在内的200多名现场嘉宾。

2017年5月15日，沈鼓集团自主研发的国产首台套10万等级空分装置用空压机组配套神华宁煤400万吨/年煤炭间接液化示范项目空分装置12号空分机组联动试车顺利完成，运行数据表明机组的各项机械性能及气动性能指标均达到国际先进水平。2017年7月11日，这台压缩机组并网运行，生产出了合格的氧氮产品，氧氮质量指标符合设计要求，机组各项机械性能稳定。用户神华宁煤特发来喜报，向沈鼓项目部的全体员工致敬，并授予沈鼓透平公司煤制油项目优秀供应商的荣誉称号。

2017年8月25日，中国机械工业联合会与中国通用机械工业协会联合主持，在宁夏召开神华宁煤400万吨/年煤炭间接液化示范项目——国产10万空分装置及空气压缩机组的工业运行评审会。最终的评审意见证明，国产10万空分装置及空气压缩机是中国重大装备的又一突破，其主要技术性能达到国外同类装置和产品的先进水平，可以满足国内大型煤化工、石油化工及冶金等重大工程对10万及以上等级空分装置的需要，建议尽快推广使用。

沈鼓制造的中国第一套10万空分压缩机组的全貌，神华宁煤现场。（图源：沈鼓官网）

10万空分压缩机组是沈鼓最近几年的一次重大突破。从过程看，由于国家主管部门的直接介入，整个“国产化”过程是比较顺利的。这也说明，重大工程的市场深受政府的影响，政府在“系统”层次上推动“国产化”的作用是无可替代的。

继神华宁煤项目的突破之后，沈鼓连续接到两个其他企业的合同。2020年4月，沈鼓集团为宁夏宝丰能源集团设计制造的两套10.5万空分压缩机组，产出合格氧氮产品。这是继2017年5月为神华宁煤研制的10万空分机组现场开车成功后，沈鼓在我国大型空分装置研制领域的又一次重大突破。

沈鼓在积累了数套大型空分装置压缩机组的设计制造经验基础上，相继开展了6万、8万、10万、12万、15万Nm³/h等级大型空分机组的自主研发工作，拥有了6万至15万Nm³/h等级空分装置配套系列化离心压缩机组的设计和制造能力，展示出国产大型空分装置用压缩机组全系列产品在大型煤化工领域全面替代进口的前景。

沈鼓在最近20年间的技术和产品突破无法一一道来，只能描述一下概貌。重要的是，沈鼓的产品已经覆盖了石油化工的上游、中游和下游，而且在几乎所有的领域都冲到了世界前沿，这是沈鼓为中国工业做出的巨大贡献。除了前述的乙烯、天然气长输管线和煤化工领域，沈鼓的技术突破还包括下述领域：采油用压缩机和炼油用压缩机、天然气液化（LNG）冷剂压缩机、化肥生产装置的压缩机、化学纤维生产装置的压缩机等。此外，沈鼓还提供高端泵，如核电站主泵和输油管线泵。

可以说，沈鼓把石油化工、国防军工等方面需要的大型压缩机组全面覆盖了，其市场占有率大致如下：离心压缩机为85%；大型鼓风机占40%；石油化工的往复压缩机为80%左右；高端泵根据品种从50%到85%不等。

正是因为沈鼓迅速实现了压缩机的大型化，技术等级的提高和配套能力的增强，才满足了中国20年来石油化工的发展。一位大用户的总裁级领导亲口对苏永强说：“苏总啊，沈鼓为中国石油化工的发展立下汗马功劳，做出了杰出贡献，你们给国家做的贡献不能用沈鼓产生了多少利润来衡量，要用给国家做出的社会贡献来衡量。有了沈鼓，我们在老外面前就敢说不。”

注释：

[1]中石化推进乙烯装置国产化背后的故事|庞宏明，《气体分离》2010年第2期，第25页

[2]我国第一个百万吨级乙烯生产基地已全面建成投产|国资委网站，2006年9月19日

[3]姜妍口述：“小跟班”设计出世界顶级装备|《当代劳模》2013年第10期，第53-55页

[4]2015年12月15日，荷兰壳牌集团与中海油签订《关于增进在大亚湾合作的重大条款协议》，壳牌公司参与中海油惠州炼化二期项目中的100万吨/年乙烯装置部分的建设和运营

[5]高端装备铸就能源大动脉——西气东输长输管线20兆瓦电驱压缩机组国产化历程三“永”论道|《中国装备》2012年第12期，第42-47页