近日從鄂爾多斯傳來消息，南京化學(xué)工業(yè)有限公司化工機(jī)械廠（南化機(jī)）制造的大型煤炭深加工核心靜設(shè)備水冷、氣冷甲醇合成反應(yīng)器通過鑒定，達(dá)世界先進(jìn)水平。鑒定專家認(rèn)為，該大型水冷、氣冷甲醇合成反應(yīng)器是中國制造的新突破。

南化機(jī)為兩套產(chǎn)能180萬噸的甲醇合成裝置分別配套生產(chǎn)2臺(tái)水冷反應(yīng)器和1臺(tái)氣冷反應(yīng)器。水冷、氣冷甲醇合成反應(yīng)器制造具有高難度、高精度、高要求的特點(diǎn)，6臺(tái)水冷、氣冷反應(yīng)器的國產(chǎn)化，不僅節(jié)省了投資，而且填補(bǔ)了國內(nèi)煤炭深加工靜設(shè)備自主制造的空白，進(jìn)一步提升了創(chuàng)新能力。

掌握高端設(shè)備制造技術(shù)

“我國富煤少油氣，煤炭深加工意義重大，核心設(shè)備的制造技術(shù)，當(dāng)然應(yīng)該掌握在我們手里。”曾在南化機(jī)鄂爾多斯分廠主持工作、現(xiàn)任廠黨委副書記的韓雪元認(rèn)為，掌握高端設(shè)備制造技術(shù)，事關(guān)國家經(jīng)濟(jì)命脈。

對(duì)于能夠批量制造千噸級(jí)反應(yīng)器的南化機(jī)來說，大型水冷、氣冷甲醇合成反應(yīng)器雖然不是特別重大的設(shè)備，但是其工藝先進(jìn)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、要求精密，是必須攻克的煤炭深加工裝備。

據(jù)介紹，此次制造的水冷、氣冷甲醇反應(yīng)器直徑4.2米，橢圓度僅有3毫米，不足千分之一，制造精度完全達(dá)到技術(shù)要求，創(chuàng)歷史新高。

據(jù)介紹，設(shè)備制造之初，專利商對(duì)制造工藝要求很高，例如水冷反應(yīng)器的管板和管箱必須焊接后整體入爐進(jìn)行熱處理，然后進(jìn)行鉆管孔；氣冷反應(yīng)器內(nèi)件要求先完成組裝；進(jìn)行內(nèi)件的獨(dú)立氣密試驗(yàn)等。為此，項(xiàng)目人員在設(shè)備制造中采用由寧波工程公司設(shè)計(jì)、德國魯奇公司專利技術(shù)設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵細(xì)節(jié)和特殊制造工藝解決了一系列難題。

據(jù)南化機(jī)一位技術(shù)人員介紹，他們首次完成了復(fù)雜曲線管板的精密制造，首次采用普通成型和機(jī)加工設(shè)備實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜零部件加工。這些反應(yīng)器在位于沙漠腹地的內(nèi)蒙古鄂爾多斯中天合創(chuàng)裝置現(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)定運(yùn)行已超過兩年，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)全部達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

設(shè)計(jì)制作“黃金螺旋”管板

氣冷甲醇反應(yīng)器直徑4.2米、長13米，卻能滿足180噸年產(chǎn)能所需，是典型的“小身材、大能量”。數(shù)學(xué)上的漸開線，被稱作神奇的黃金螺旋。漸開線管板能夠有效地利用空間，2014年11月，不銹鋼材質(zhì)的漸開線管板完成加工，在國內(nèi)屬首次制造。為了這塊管板，南化機(jī)人琢磨了整整半年。

重加工車間主任周正國對(duì)復(fù)雜曲線的加工頗有研究。他先找了一塊同材質(zhì)500毫米見方的試板做試驗(yàn)，一是驗(yàn)正程序，檢驗(yàn)編程準(zhǔn)確性；二是選擇刀具，探索工藝參數(shù)，測(cè)算進(jìn)度；三是檢測(cè)累計(jì)誤差。這個(gè)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)漸開線末端有累積誤差，將造成管孔分布不均，給后續(xù)的裝配工作帶來困難。于是，他和車間計(jì)劃員任有志運(yùn)用VB編程，取了500個(gè)點(diǎn)，畫出非常完美的漸開線，為管板、復(fù)合折流板、筋板的加工奠定了質(zhì)量基礎(chǔ)。

管板上漸開線筋板的焊接是個(gè)難題，筋板高度240毫米，間隙僅100毫米，焊接過程還要避讓管頭，并且手伸不進(jìn)去、眼睛看不到焊縫。該廠電焊工高級(jí)技師、江蘇省首席技能大師高申華，和鉚焊車間的同事們共同商討對(duì)策，研究出了漸開線箱體與管板的小空間MIG焊接技術(shù)，設(shè)計(jì)制作了焊接工裝，改制了焊槍，不僅成功解決了這個(gè)難題，而且將工效提高3倍以上。

另外，水冷反應(yīng)器的梅花折流板有4718個(gè)管孔，每個(gè)管孔周圍又有6個(gè)小孔，像數(shù)千朵盛開的梅花。因?yàn)榭组g距非常小，稍有不慎就會(huì)打穿管孔。該廠車工高級(jí)技師沈宗文帶領(lǐng)技術(shù)員們?cè)O(shè)計(jì)出了梅花孔定位工裝，用普通鉆床加工出了高精密度梅花管板。該工裝還獲得了國家實(shí)用新型專利證書。

打造七竅玲瓏“芯”

據(jù)介紹，水冷反應(yīng)器要求管板和管箱焊接后打孔，這樣鉆頭必須伸進(jìn)管箱才能接觸到加工面，但鉆頭長度不夠。為此，他們又對(duì)新制作的鉆削工裝的密封套進(jìn)行了改進(jìn)。

氣冷反應(yīng)器漸開線管板直徑4.2米，這個(gè)尺寸大于鉆床的加工行程，管板無法一次完成鉆孔任務(wù)，超出行程部分的管孔必須移位后才能加工。因?yàn)榇蟛糠值你@孔完成后，管板會(huì)像一只巨大而柔軟的篩子，極易變形。隨后，周正國設(shè)計(jì)了一個(gè)管板固定工裝，移位時(shí)只需要起吊工裝即可，既防止了管板變形，又方便找正。

氣冷甲醇反應(yīng)器管束氣密試驗(yàn)，讓容三車間副主任王明龍傷透了腦筋。他設(shè)計(jì)制做了一個(gè)臨時(shí)“殼體”，把內(nèi)件包起來；做了很多長方形墊板，把所有的管孔密封好。但是管板上安裝的熱電偶和取樣口的長圓形孔（腰型孔）成了問題，因?yàn)闊犭娕忌斐龉馨宀糠秩缤?ldquo;劍柄”一般，影響了正常工作。

王明龍認(rèn)為：如果能改變一下熱電偶套管的結(jié)構(gòu)，就可以把“劍柄”塞進(jìn)容器肚子里，做完氣密試驗(yàn)再拽出來。他還設(shè)計(jì)了內(nèi)件拖入工裝，讓內(nèi)件“滑”進(jìn)了殼體，間隙僅有20毫米。

就這樣，凝聚了南化機(jī)人創(chuàng)新智慧和工匠精神的這顆七竅玲瓏“芯”，成為煤炭深加工行業(yè)中國制造的又一大國重器。

(關(guān)鍵字：甲醇 甲醇合成反應(yīng)器)