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    通用机械行业十年蜕变 步入高质量发展新阶段

    发布时间:2022-10-31     来源:中国工业报

    党的十八大以来,党中央、国务院高度重视装备制造业发展。作为装备制造业的重要组成部分,通用机械在国民经济建设中起着十分重要的作用。

    在国民经济各领域,活跃着机、泵、阀以及其他各类通用机械设备,这里既有关乎民生量大面广的通用设备,也有国之重器的重大技术装备,通用机械行业承担着满足国民经济建设需要和为国家能源建设领域重大工程提供关键装备的重任。

    十年间,通用机械装备大舞台精彩纷呈,行业企业从跟跑、并跑到领跑。

    十年来,我国通用机械行业科技创新蹄疾步稳,一大批新技术、新模式、新业态蓬勃兴起,技术进步、科技创新成为推动行业转型升级和结构调整的重要力量,行业迈向高质量发展新时期。

    这十年,通用机械行业资产总额从2012年的6012亿元增长到2021年的10396亿元;2021年实现主营收入9834亿元,十年年平均增长6.2%2021年实现利润总额694亿元,十年年平均增长4.5%

    从量变到质变 创新支撑大国重器

    通用机械行业这十年,是行业迈向高端制造的十年,是行业转变发展方式从量变到质变的十年。百万千瓦水轮发电机组、三代核电机组、天然气长输管线、十万等级空分装置、120万吨乙烯装置等国家重点工程的成功实施正是得益于一大批通用机械重大技术装备国产化的成功研制。

    2020年度国家科学技术奖励大会,通用机械行业一举获得两项一等奖。

    其中一项是复杂原料百万吨级乙烯成套技术研发及工业应用。乙烯是世界上产量最大的化学产品之一,乙烯工业是石油化工产业的核心。一直以来,大型乙烯三机(乙烯压缩机、丙烯压缩机、裂解气压缩机)作为乙烯工业核心装备,技术门槛高、研制难度大,长期被国外产品所垄断,是大型乙烯装置国产化的重中之重。

    2006年,国务院颁布 《关于加快振兴装备制造业的若干意见》,根据 《意见》要求,百万吨级大型乙烯成套设备被国家发展改革委列为国产化攻关的重点,要求乙烯装置设备国产化率不低于75%,并给沈阳鼓风机集团股份有限公司 (以下简称沈鼓集团)下达了配套乙烯三机的任务。

    20101月,第一套国产百万吨乙烯装置裂解气压缩机组成功投用,这一创举成功打破了国外厂商在乙烯三机等大型压缩机组制造领域的长期垄断。机组自2010年至2020年期间运行状态良好,达到了各项设计要求。

    201672日,沈鼓集团召开 “120万吨/年乙烯装置裂解气压缩机组机械运转试验见证会,这标志着沈鼓集团开启超百万吨/乙烯三机成套国产化新征程,也标志着我国大型乙烯三机研制水平跃入世界先进行列。目前,120万吨/年乙烯装置是我国首套且在运规模最大的乙烯装置,其核心设备乙烯三机全部由沈鼓集团承制,仅用26天连续完成三机组的汽轮机单试和机组无负荷空气试车的重任,且均一次试车合格,创造了当时国际石化行业大型乙烯三机机械试运转时间短、调试快、指标优的记录。

    从自主开发出我国首台乙烯装置压缩机以来,沈鼓集团实现了80万吨、100万吨、120万吨大型乙烯三机三级跳,将我国大型乙烯装置压缩机的研制水平提高到世界顶尖水平,长期被外商垄断的乙烯压缩机版图,终于有了中国人的一席之地。天津、浙江、抚顺、惠州等多个百万吨乙烯工程都有力跳动着沈鼓制造的中国。目前,沈鼓已经具备了150万吨/乙烯三机的研发、设计和制造能力,成为世界一流的乙烯装置用压缩机供应商。

    另一项则是 “400万吨/年煤间接液化成套技术创新开发及产业化。在宁夏神华宁煤400万吨/年煤炭间接液化项目基地,十二套十万等级空分装置正开足马力,源源不断地产出高纯度氧气,其中与国际领先同行同台竞技的六套空分装置由杭氧集团股份有限公司 (以下简称杭氧)自主研发制造。2017年,这一国之重器横空出世,以实测能耗指标优于当时世界上任何十万等级空分装置的国际先进水平,打破国外企业垄断,堪称我国重大设备国产化的里程碑成就。

    空分设备是冶金、煤化工等行业的重要装置,为生产提供充足的氧气、氮气等工业用气,被称为现代工业之肺。在神华宁煤项目之前,世界上十万等级空分设备都由国外企业制造。

    2008年,杭氧决定啃下这块硬骨头。为打造世界上最先进的空分设备,杭氧专门为宁煤十万等级空分设备量身定制了先进的双泵双膨胀内压缩空分流程,开发研制了高压高效铝制板翅换热器、特大型径向流分子筛吸附器、超大直径高通量规整填料精馏塔等关键部机,攻克空分设备规模等级大、工艺包技术复杂、集成技术难度大等技术瓶颈。

    沈鼓集团也承担了宁煤十万等级空分设备大型空气压缩机组的配套重任,其研制成功的“10万大空分压缩机填补了国内空白,打破国外技术垄断,使企业成为世界上少数几个拥有10万立方米等级大型空气压缩机核心技术的企业,标志着中国企业已成功实现大型空气压缩机的自主化研制。

    2017315日,首套国产十万等级空分设备一次开车成功。2017825日,中国机械工业联合会与中国通用机械工业协会共同组织对十万等级空分装置工业运行评审会。专家组一致认为,国产十万等级空分设备的研制成功,是我国重大装备国产化的又一突破,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十万及以上等级空分装置的需要。

    以杭氧、沈鼓集团、杭汽为主的一批国内优秀企业研制成功的十万等级空分设备,其意义在于打破了国外公司在中国市场上设置的特大型空分装置规模壁垒,填补国内空白;实现了特大型空分装置复杂系统的国产化集成创新及关键技术的突破;完成一次高定位高水平的十万等级空分装置国产化,实现了成套空分的技术水平与国际巨头并跑其至超越。

    以神华宁煤十万空分设备示范项目为契机,杭氧又先后成功中标浙江石化、江苏海力化工等一批特大型空分项目。目前,性能更优、能耗更低、规模更大的空分设备正成功出氧或研制中。

    沈鼓集团空分压缩机产品也持续创新提升,全新一代超大型轴流 (6级)+离心 (1级)空气压缩机组,对比之前实现了结构和气动性能的全面优化,并实现工业化应用,各项性能指标国际领先。为10.5万空分装置配套的全新一代 “6+1”压缩机组,已在厂内成功试车,并已顺利交付用户现场。

    此外,白鹤滩水电站、“华龙一号”、西气东输、中俄长输管线等超级工程的背后也有一大批通用机械行业隐形冠军支撑。其中,通用机械行业企业完成了三代核电主泵、二三级泵以及多个核电关键阀门、执行机构的国产化研发;天然气长输管线需求的大型管线压缩机、大型全焊接管线球阀全部实现国产化。

    2020122日,中俄东线天然气管道投产通气。中俄东线天然气管道工程是我国首条采用1422毫米超大口径、X80高钢级管材、12兆帕高压力等级,世界单管输量最大的长输天然气管道工程,也是我国首条全面实现国产化的天然气管道工程。

    建设之初,这条能源大动脉就一直备受关注——被纳入国家重点工程后,要求中俄东线关键设备和技术全部实现国产化,这对我国长输管线工程建设是一次严峻考验。着眼于加快推进天然气长输装备国产化进程,多部门联合组织开展了油气管道关键设备国产化项目研制工作。中国通用机械工业协会也积极组织行业企业进行国产化攻关,在西气东输二线管线压缩机组、大口径全焊接球阀国产化研制的基础上,进一步扩大国产化研制范围。实现以国代进,重中之重是全焊接管线球阀的国产化研发及应用。

    其中,56Class900管线球阀,国际上,只有俄罗斯图拉公司生产过12MPaDN1400的管线球阀在一段试验管线中服役。20138月,按照油气管道关键设备国产化项目工作总体安排,56Class900全焊接球阀的国产化研制工作展开,中国通用机械工业协会协调多家阀门企业参与联合研制工作。经历两年多的艰苦努力,201510月完成产品样机研制及工厂测试内容,并通过产品出厂鉴定,具备现场工业性试验条件,并于20175月完成现场工业性试验测试。其中,成都成高阀门有限公司研制的56Class900管线球阀最终成功应用在中俄东线,并作为唯一一家球阀企业受邀参加中俄东线中段投产通气仪式。

    成高阀门成功研制的56Class900全焊接球阀,打破了高压大口径全焊接管线球阀的世界纪录,产品获中国机械工业科学技术一等奖;2019年该公司研制的油气管线四阀座固定球阀再次获中国机械工业科学技术一等奖。

    历经行业上下的艰苦努力,在十二五攻关研发的基础上,到十三五末期,大口径高压全焊接管线球阀全面实现了以国代进,多家阀门企业具备大型全焊接管线球阀制造能力,形成了自主技术体系,有效解决了进口设备供应周期长、购买成本高、技术支撑差等问题。我国也成为了56Class900全焊接球阀制造能力和技术水平最高的国家。

    从制造到智造 科技赋能转型升级

    十年间,通用机械行业积极推动两化深度融合,推动企业数字化智能化转型,深化互联网在制造领域的深度应用。加快智能产品和自主可控的智能装备开发和产业化,围绕重点领域建设一批智能工厂和数字化车间,搭建智能制造网络系统平台,开展智能制造示范试点及推广应用,完善智能制造支撑体系,大力推进智能制造的装备层、应用层、平台层

    “三位一体”协同发展,构筑通用机械行业智能制造生态系统,使智能制造成为推动通用机械装备制造业转型升级提质增效的新动能。其中:

    一批企业聚焦设计、生产制造、经营管理、运维服务等制造全过程,加强资源共享,开展协同创新,突破了一批卡脖子关键核心技术,着力实现产业自主可控。

    ——沈阳鼓风机集团股份有限公司大力实施 “5+2”转型升级战略进程,以工业互联网、智能制造为主体,加快建设数字沈鼓、智慧沈鼓,为高质量发展提供重要支撑。在推进产品创新数字化方面,沈鼓集团应用多种设计分析软件,实现产品数字化设计、数字化交付,使产品更加紧密地融入客户整体工程建设中,更好地满足用户需求。依托自主创新、智能制造,十年来,沈鼓集团连续突破百万吨/年乙烯装置大型压缩机组”“天然气长输管线压缩机组”“世界首个非补燃压缩空气储能压缩机”“首台套电驱高压离心式储气库压缩机组等多个重大技术装备卡脖子”问题。

    一批企业积极培育数字化管理、网络化协同、智能化改造、服务化延伸、个性化定制新模式新业态,打造个性化定制型企业,生产效率、产品质量大幅提升。

    ——江苏神通阀门股份有限公司三号基地的2号车间,所有的产品上都有个二维码。用手机一扫,关于这个产品的型号和使用说明等信息一目了然。与此同时,界面上还显示故障报修、动态鉴伪等8个分类。通过这个二维码,产品从制造到使用终止都能全过程记录,产品整个生命周期都清清楚楚。

    一批企业以数字化为基础,以智能化和信息化两化融合应用为方向,围绕研发设计、生产制造、市场营销以及售后服务过程中产生的数据纵向集成及横向连接布局产品,将两化融合贯穿于产品服务全生命周期。

    ——成都压缩机公司以ERPsap)为核心,围绕其建立了8个模块的子系统,从采购供应-智能物流-生产计划-生产过程、质量追溯-售后服务等多个维度实现了成压数字化工厂。实施AGV智能物流系统,通过统筹组织、有序作业、智能配送,提升主机与配送业务精益化水平。每天节约人工3人次、主机线边库库存降低60%、主机物料配送效率提高60%

    ——杭氧集团股份有限公司建成空分设备远程监控系统,使杭氧总部可以实时监控千里之外的空分设备运行、气体数据,把运维服务贯穿于设备运行全流程,不断在服务型制造领域积极探索、沉淀经验,促进企业高质量发展。并在加强空分设备主业发展的同时,向产业链两头延伸,向上重点发展工程总包业务,向下重点发展气体运营服务业务。该模式不仅拓宽了杭氧的盈利空间,还降低了客户用气成本,已成为当前空分行业转型升级的样本实践。

    同质化专精特新小巨人开拓大天地

    这十年,中国制造向中国创造迈进的步伐明显加快。一批创新型高技术企业加快成长,一批专精特新中小企业蓬勃发展,大中小企业融通发展的产业生态不断完善。

    从创新投入看,我国制造业研发投入强度从2012年的0.85%增加到2021年的1.54%;专精特新小巨人企业的平均研发强度达到10.3%570多家工业企业入围全球研发投入2500强。

    中小企业走专精特新道路既是自身发展阶段所决定的必然选择,也是企业参与市场竞争必须采取的发展策略。

    截至2022年,中国通用机械工业协会共有92家会员企业被工业和信息化部认定为专精特新小巨人企业,其中2021年第三批专精特新小巨人企业名单中有60家中通协会员企业;在工信部认定的制造业单项冠军中,中通协有34家会员企业或企业产品被认定为单项冠军,其中2021年有8家会员企业列入第六批制造业单项冠军。

    通过对专精特新中小企业的引导培育,通用机械行业企业积极开展技术创新、管理创新和商业模式创新,企业破解制造业关键共性技术瓶颈,促进关键共性技术攻关,提升了通用机械行业的技术创新能力,推动产业向价值链中高端迈进,也为新旧动能转换提供了强大动力。

    ——宁波天生密封件有限公司通过自主创新,成功解决了核电装备领域卡脖子的密封技术问题,开发了核电站主压力容器C型密封环,打破美国公司长达半个世纪的垄断。2021130日,我国第三代核电华龙一号全球首堆投入商运,公司研制为之配套的压力容器C形密封环性能优良,为我国正式进入核电技术先进国家行列作出了贡献。

    ——厦门东亚机械工业股份有限公司是我国大型的容积式空气压缩机专业生产企业以及国内少数掌握螺杆空压机核心技术的企业之一。近年来,其品牌捷豹永磁变频系列多达数十种机型符合国家一级能效标准,入选 《国家工业节能技术装备推荐目录》。凭借优于国家一级能效标准的技术优势,其产品在2018-2021年连续四年入选工信部能效之星

    “专精特新”企业的特质是以科技创新为灵魂、以聚集人才为支撑,长期专注产业链、供应链中的关键环节,技术上追求卓越,管理实力较强、配套能力突出,产品质量高,在细分领域建立了竞争优势,在现代产业体系中发挥着不可替代的重要作用。

    这些专精特新企业小而尖” “小而专,长期专注于细分领域,在技术工艺、产品质量上深耕细作、精益求精,具有专业程度高、创新能力强、发展潜力大等特点,部分企业依托突破关键核心技术,一跃成为行业中的小巨人

    行而不辍,履践致远。过去的十年,是中国通用机械行业发展过程中极不平凡的十年。行业企业敢于担当、善于创新、岗位建功、奋发有为、昂扬向上,紧紧抓住自主创新这个牛鼻子不松手,着力实现产业链自主可控,突破多个卡脖子关键核心技术,实现多个重大工程、重点项目的重大技术装备国产化,为国民经济建设作出了突出贡献。

    放眼未来,在迈向第二个百年奋斗目标的新征程中,通用机械行业必将在制造强国建设、实现双碳目标中做出更多卓越成就,贡献更多通用机械装备力量。


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