■ 袁 蓮 繆博藝 張 嬙 于國光 陳國柱

創(chuàng)新成就“Made in CPECC”
——中國石油工程建設公司高端石油裝備研發(fā)制造報告

■ 袁 蓮 繆博藝 張 嬙 于國光 陳國柱

2009年以來，中國石油工程建設公司（CPECC）創(chuàng)新發(fā)展理念，確立了“發(fā)展E、提高P、做精M、優(yōu)化C”的業(yè)務發(fā)展思路。其中，做精M，即提高重工制造能力，拓展業(yè)務領域，大力開發(fā)非標設備、定型產品和橇裝制造技術，盡快形成品牌和規(guī)模優(yōu)勢，增強EPC業(yè)務鏈中的制造能力。為此，CPECC加大硬件投入，用于一建公司石化設備廠和七建公司裝備制造分公司廠房改造、設備購置投資總計超過2.4億元，重大科研項目累計投入超過1.5億元?？萍紕?chuàng)新，正讓“Made in CPECC”這張石油化工裝備制造新名片的內涵日漸豐富。

5000噸門式起重機，世界最大單門吊裝系統(tǒng)

兩次吊裝，一次平移，MYQ（門式液壓起重）型5000噸門式起重機（以下簡稱起重機）的工程應用，雖未用盡“洪荒之力”，卻已令人驚奇不已。

290萬噸/年蠟油加氫裂化裝置是華北石化公司煉油質量升級與安全環(huán)保技術改造工程的主要裝置之一，其中兩臺加氫裂化反應器是該裝置的核心設備。今年8月2日，由一建公司研制的這臺起重機，在華北石化成功實現“入市第一吊”，順利完成1306噸反應器吊裝，標志著這臺目前世界單門吊裝能力最大、穩(wěn)定性最好、適合多組合工況的起重機正式投用。

8月16日，在蘭州石化公司300萬噸/年重油催化裂化裝置檢修工程中，一建公司利用起重機的動力系統(tǒng)、液壓千斤頂和先進的控制系統(tǒng)，將兩臺總重為3696噸的余熱鍋爐整體牽引平移28.4米，一舉創(chuàng)下煉化企業(yè)裝置平移的兩項紀錄：高度最高，45.35米；單臺重量最大，1848噸，節(jié)省工期6個月。

蠟油加氫反應器以每小時20～30米的速度緩緩提升

8月30日，華北石化290萬噸/年蠟油加氫裂化裝置施工現場，起重機在1350噸履帶吊的溜尾配合下，將第二臺重1306噸、高44.98米、外徑4.7米的蠟油加氫反應器一次吊裝就位。來自中國石油、中國石化的50余名行業(yè)專家現場觀摩了本次吊裝。在隨后召開的“特大型吊裝系統(tǒng)技術研究與應用”成果鑒定會上，與會專家一致認為，該成果總體技術水平位列國際先進，其中提升重量和提升高度等技術指標達到國際領先水平，同意通過鑒定。

“特大型吊裝系統(tǒng)技術研究與應用成果”鑒定會

該起重機由自安裝系統(tǒng)、滑移系統(tǒng)、塔架系統(tǒng)、主吊橫梁系統(tǒng)、主提升系統(tǒng)、吊具系統(tǒng)、纜風繩系統(tǒng)和控制系統(tǒng)八部分組成。該起重機在遠程無線控制、提升速度、主吊橫梁結構連接型式以及多工況組合等方面實現了多項創(chuàng)新，獲國家實用新型專利15項，認定集團公司技術秘密2項，獲國家級優(yōu)秀QC成果3項，編制完成相應技術規(guī)程6套。

吊裝是施工企業(yè)的看家本領。一建公司為進一步鞏固吊裝龍頭地位，自2012年8月項目立項開始，歷經2年研發(fā)、設計、制造和型式試驗，起重機于2014年12月29日完成6250噸載荷試驗，達到市場應用條件，填補了我國在百米5000噸重物吊裝領域的空白，創(chuàng)下了單門吊裝世界紀錄。

5000噸載重量有多重？舉個例子，火車每節(jié)載重40到60噸，以每節(jié)50噸計算，要100節(jié)的火車才能承載5000噸重量，更何況是將它平穩(wěn)吊起。據吊裝專家介紹，起升過程中被吊物上面放置一杯水也不會灑出來，才能算平穩(wěn)。

起重機“身上”共有31個攝像頭監(jiān)控點，視頻監(jiān)控人員通過觀察監(jiān)控屏觀察現場起重機各個監(jiān)控點的工作狀況，操作員緊盯操作屏幕上各項關鍵數據，讓計算機精確地控制位移量，達到毫米級的精準控制，并且始終用GPS定位觀測塔架垂直度。

吊起物在提升過程中會產生晃動。與傳統(tǒng)大型吊裝作業(yè)主要靠人為控制相比，起重機在吊裝過程中無沖擊、無振動，操作員在控制室里遠程操控，整個起重機上實現無人操作，從而減少了高空作業(yè)帶來的風險隱患。

這臺擁有完全自主知識產權的液壓吊裝重器，采用中央集散技術控制，不僅有顏值，更有內涵：它最大提升高度160米，最大吊裝跨距35米，最大提升速度每小時30米，具有模塊化、智能化的設計特點——它獨特的標準化、模塊化設計，讓起重機變得結構簡單、工況變換多、適用性強，就像一個靈活的機器人搖擺著四肢，可以實現底部縱向位移，頂部橫向位移，做行走、提升、下降各種動作。

整機結構全部采用模塊化設計，使相同構件可以任意互換，與傳統(tǒng)設計方法相比，更為簡捷高效，能適應不同的吊裝需求。該臺起重機的模塊化標準塔節(jié)就像不斷變化的俄羅斯方塊，塔節(jié)和橫梁段的數量可根據吊裝需要不斷調整，位置還可以互換。

這臺起重機還可拆分成4組懸臂（單塔）工況組合吊裝，各點之間相對獨立，單個塔架系統(tǒng)最大提升能力近1000噸。單塔工況在控制系統(tǒng)的協(xié)調下，既可單獨作業(yè)，也能多點提升，可廣泛應用于小型設備、大型結構、廠房屋頂等吊裝工程。

CPECC總經理侯浩杰說：“從單桅桿、雙桅桿起重機，到如今MYQ型5000噸門式起重機的誕生、應用，它集成、整合、優(yōu)化了國內外吊裝技術的最新成果，使中國乃至世界的吊裝水平提升到了一個新高度?！?/p>

銀鮫牌加氫反應器，入選集團技術利器

CPECC七建公司注重科技研發(fā)、轉化及應用，在中國石油集團范圍內，首次系統(tǒng)完成加氫反應器制造技術的研發(fā)。

加氫反應器主要用于油品精制、重油深加工、加氫精制以及催化重整、脫硫、脫除重金屬等，是石油石化行業(yè)的重要裝備。目前，世界上加氫總能力已占原油總處理能力的50%左右，發(fā)達國家可達到95%左右，而我國加氫能力尚不足20%。隨著《中華人民共和國環(huán)境保護法》于2015年1月的發(fā)布實施，國家油品質量標準也在不斷升級，加氫處理技術、加氫反應器產品的地位愈加凸顯。

加氫精制反應器制造完成，員工合影留念

大慶煉化加氫反應器整裝待發(fā)

自2010年起，七建公司裝備制造分公司致力于加氫反應器制造技術的研發(fā)，2013年首臺正式產品出廠。經專家鑒定，認為中國石油集團具備單臺重量700噸以下、厚度200毫米以下的板焊結構加氫反應器等重型壓力容器的制造能力，形成了具有國內領先水平、獨具特色的加氫反應器成套制造技術和裝備。

加氫反應器集裝備制造技術大成，制造工藝復雜、核心技術難點多，是體現煉化裝備技術水平的重要標志之一。

焊接是加氫反應器制造過程中的最大難點。加氫反應器最顯著的特點是容器內壁全部要進行不銹鋼材料堆焊，一臺中型反應器的堆焊面積相當于一個標準籃球場，達到190多平方米，累計焊接長度8000余米。雙帶極堆焊技術將反應器內壁堆焊速度提高了70%；雙絲堆焊支持圈技術提高效率1.9倍；小管懸臂式馬鞍焊接技術實現直徑130～2000毫米接管的全覆蓋；彎管整體堆焊技術實現了90°彎管堆焊一次成型，代表了目前國內彎管堆焊的最高水平。

熱處理是加氫反應器制造過程中的關鍵環(huán)節(jié)，需要制造企業(yè)具備精湛的熱處理技術及相關設備。熱處理過程要根據筒體的大小、壁厚周密計算其加熱溫度，同時控制循環(huán)水量、循環(huán)時間和冷卻速度。合理的熱處理時機及參數設計是保證產品質量的重要因素。

無損檢測是伴隨加氫反應器制造全過程的工序，是產品制造質量的重要保障。除采用射線、超聲波、著色、磁粉4種常規(guī)檢測方法之外，還增加了先進的新型無損檢測技術--TOFD技術（超聲波衍射時差法）。通過制定合理的檢測工藝，檢測前進行工藝驗證，采用多種檢測技術在制造過程中的組合應用，注重檢測時機的合理選擇，大大提高了加氫反應器加工制造缺陷的檢出率，確保了產品質量。

七建公司裝備制造分公司自主研發(fā)的加氫反應器成套制造技術包含4大系列、12項特色技術，形成了成形、焊接、熱處理、檢驗檢測等12個專業(yè)技術規(guī)程和相關的技術軟件；完成了加氫反應器制造焊接工藝評定53項。依據沿海的地理位置和產品高壓的特點，七建公司以銀鮫這種沉穩(wěn)有力的深海魚類命名，為加氫反應器注冊了商標。2014年，銀鮫牌加氫反應器躋身中國石油集團技術利器行列。

大港石化加氫精制反應器榮獲2014年度“全國優(yōu)秀焊接工程獎”

從1982年建廠以來，七建公司裝備制造分公司規(guī)模不斷壯大，占地面積25.2萬平方米，建成了機械化程度較高的加氫反應器制造流水線，裝備配置達到了同行業(yè)先進水平。截至目前，七建公司已完成42臺加氫反應器，在廣西石化、大港石化、大慶煉化，以及山東天弘等多家單位成功應用，并以制造工藝領先、品質優(yōu)良、安全性能高等優(yōu)點，深受客戶的歡迎和好評。

換熱器，打造高端設備利器

一建公司石化設備廠成立于1966年4月，廠區(qū)占地面積17.3萬平方米?！肮哦寂啤鼻蚬抟恢痹跇I(yè)內享有盛譽，近年來，一建公司石化設備廠開發(fā)研制了高壓螺紋鎖緊環(huán)換熱器、高效折面板螺旋折流板換熱器，在石油化工高端裝備制造業(yè)務領域開始占有一席之地。

高壓螺紋鎖緊環(huán)換熱器，是加氫建設中舉足輕重的高端過程設備，較其他換熱產品，具有密封性能可靠、拆裝方便、占地面積小、泄露點少等諸多優(yōu)點，廣泛應用于加氫精制、加氫脫硫、加氫裂化裝置中，有著良好的市場前景。然而2013年以前，國內只有少數幾家公司掌握螺紋鎖緊環(huán)換熱器制造技術。

2010年，石化設備廠啟動了高壓螺紋鎖緊環(huán)換熱器研發(fā)，對新型高壓換熱器制造工藝進行學習和研究，編制制造工藝，進行焊接工藝評定；引進了國內先進的帶極堆焊焊機、深孔數控鉆床、5米數控立車、大型數控落地鏜銑床等高端制造設備；攻克了12Cr2Mo1材料力學性能檢驗方法、筒體內壁帶極堆焊技術、大螺紋加工技術、螺紋鎖緊環(huán)換熱器組裝工裝制作、螺紋鎖緊環(huán)換熱器組裝技術等14項核心制造技術。

2013年5月24日，中國石油集團工程建設板塊組織有關專家對 “新型高壓換熱器制造技術研發(fā)”課題進行驗收。專家組一致認為，一建公司掌握了高壓螺紋鎖緊環(huán)換熱器制造技術，具備了該類型換熱器的制造能力，由此成為系統(tǒng)內首家掌握此類換熱器制造技術的廠家。很快，石化設備廠就同四川一家企業(yè)簽訂了2臺該類換熱器的制造合同。

在高壓螺紋鎖緊環(huán)換熱器的研發(fā)進行時，石化設備廠還與設計單位和科研院校合作，在國內率先完成了“高效折面板螺旋折流板換熱器”設計制造技術研發(fā)，成功掌握了此類型換熱器的制造技術。

相對于常規(guī)弓形折流板換熱器，高效折面板螺旋折流板換熱器具有換熱效率高、殼程壓降小、抗結垢性能好、傳熱系數下降緩慢等優(yōu)點，消除了傳統(tǒng)平面螺旋折流板的漏流區(qū)，殼程膜系數可提高15%以上。

該類型換熱器的工業(yè)應用產品制造，在山東一家企業(yè)進行現場應用，運行平穩(wěn)，效果良好。

“中國石油裝備”背書品牌：“古都牌”球罐

從1980年起，CPECC一建公司石化設備廠為適應市場發(fā)展的需要，經過調研學習，對新產品球罐進行開發(fā)，于1981年開發(fā)研制成功。1990年5月，球罐注冊為“古都牌”商標，先后獲得省部級優(yōu)質產品、中國科技之星國際博覽會金獎等榮譽。2011年6月21日，中國石油集團裝備制造分公司授權“古都牌”球罐產品許可使用“中國石油裝備”背書品牌。

為中海油惠州煉油項目研發(fā)制造的低溫丙烯球罐

上世紀八十年代中期前，國內的球罐殼板沖壓均為熱壓。1985年，石化石化設備廠采用冷壓法沖壓球罐殼板并取得成功，成為國內第一家采用點式冷壓法制造球罐的廠家。不但成本降低，而且冷壓不改變材料的基本組織和性能，對球罐的質量能給予充分的保證。

1989年，該廠為北京液化氣公司制造的6臺2000立方米球罐是當時國內制造的最大球罐；1999年，為天津濱海電廠制造的5000立方米球罐在國內首次實現了5000 立方米球罐的全國產化，被授予“中國企業(yè)新紀錄”牌匾。

2008年，由一建公司與北京設計院、上海寶鋼有限公司、合肥通用研究院合作進行的B610CF-L2低溫丙烯球罐國家科研項目取得成功，填補了國內空白，有力推動了國產低溫高強度鋼板的應用，有效縮短鋼板采購周期和項目建設時間，降低了投資成本。

2015年，一建公司石化設備廠成功攻克了10000立方米液態(tài)球罐、15000立方米氣態(tài)球罐的制造技術。同年，該廠利用大型曲面板坡口切割機器人進行球罐球殼板坡口切割開發(fā)應用取得成功，實現了坡口測量、劃線和切割的全自動化，該技術也是國內球罐制造行業(yè)首次應用。

經過三十多年的發(fā)展，球罐制造標準逐步實現了與國際接軌。“古都牌”球罐現已成為該廠拳頭產品，遠銷國內二十余個省、市、自治區(qū)和蘇丹、巴基斯坦、阿爾及利亞、巴基斯坦，以及中亞諸國。

模橇化：產業(yè)升級新路徑

由于模塊現場安裝簡便、投入人員少、風險低、占用空間小，在海上和油氣田地面工程建設中有較大優(yōu)勢。目前，由CPECC制造的油氣田模塊已銷往伊拉克、澳大利亞、乍得、加拿大和俄羅斯等國家。

模、撬化，成為裝備制造業(yè)務的一個新的經濟增長點。在前期設計、研究的基礎上，2013年8月，CPECC成立海外項目撬裝推進工作小組，依托一建、七建公司設計和裝備制造一體化優(yōu)勢，著力推進海外油氣田模橇化生產制造。

一建公司石化設備廠努力滿足國外工程建設的需要，利用一建公司設計優(yōu)勢，加強了模、撬塊的開發(fā)制造，共為伊拉克分公司哈法亞項目、艾哈代布項目成功制造62臺各種規(guī)格的模、橇塊。由于模、撬塊包含設備、底座、平臺、管道等多個部件，整體尺寸較大，內陸運輸比較困難。石化設備廠根據現場實際，采取了設備、底座整體供貨、框架包裝，平臺等下凈料用集裝箱供貨等方式，既解決了運輸難題，也為現場預制提供了條件，取得了良好的效果。

七建公司裝備制造分公司共設計完成了37臺模橇化產品。今年6月，裝備制造分公司完成了全球最大LNG項目——俄羅斯亞馬爾項目3個模塊制造，其中PAU211模塊長32.5米、寬30.4米、高12.94米，模塊總重1960余噸，極大地提升了模橇化制造業(yè)績。

柔性預制：從制造到“智造”

隨著國際油價走低，國內及國際石油工程市場開始向著低成本、高效率的模式轉變。“大型工廠化預制關鍵技術”研究課題就是在這樣的背景下產生的，旨在通過降低成本、提高功效的手段提高競爭力，實現人與產業(yè)共同升級“轉型”。

以往的預制生產系統(tǒng)生產設備、產品、產量相對單一，“柔性預制技術”是在吸取了各專業(yè)預制系統(tǒng)的優(yōu)勢后，進行設備柔性搭配，根據不同的工作負荷及生產對象選擇適宜的生產方式，推廣焊接機器人等先進技術應用，形成柔性搭配組合。

柔性預制系統(tǒng)通過對設備柔性、工藝柔性、預制成品柔性、生產能力柔性、擴展柔性、軟件管理柔性等方面進行專業(yè)設置，使設備利用率提高、工程成本大幅降低；同步將預制加工二次設計、編碼、預制管理軟件系統(tǒng)與施工現場的采購計劃、安裝需求計劃全面結合，達到通過統(tǒng)一網絡平臺可實現預制與施工現場的信息交換，實現工程管理模塊的數字化與程序化。

2015年12月21日，工廠化智能化預制關鍵技術研究取得階段性成果，其核心內容柔性預制課題通過驗收。

2016年3月底，一建公司項目課題組會同設計研究院完成了阿布扎比培訓制造中心的平面布置、廠房、消防、水電等整體圖紙設計，通過阿布扎比當地專業(yè)咨詢公司以及政府專業(yè)機構審查；4月底，完成柔性預制系統(tǒng)專業(yè)設備采購；7月9日，培訓制造中心正式動工建設。

俄羅斯亞馬爾項目PAU211模塊

伊拉克艾哈代布項目主燃燒爐模塊

目前，阿布扎比培訓制造中心已完成廠房基礎施工，廠房鋼結構開始安裝，專業(yè)預制設備已全部到貨，計劃年底達到投產運行條件。這期間，柔性預制系統(tǒng)設備已開始為CPECC阿布扎比曼德油田項目及阿布扎比FST罐區(qū)改造項目進行預制，成為培訓制造中心獲得的第一個“訂單”。

（圖片提供：姚民、高晨禹、李振河、李金華等）