朱秀丽 陈 明
中国神华煤制油化工有限公司 北京 100009
做好进口设备备件国产化采购为装置经济平稳运行保驾护航
朱秀丽 陈 明
中国神华煤制油化工有限公司 北京 100009
神华煤制油、煤化工项目,作为国家“十一五”期间的示范项目,多个生产核心装置在基建期引入了很多进口设备。这些设备的平稳、长周期运行对生产装置的“安、稳、长、满、优”运行起着关键作用。经过检维修工作的开展及数次生产中非计划停车,我们发现进口设备的备件是影响检维修速度和引起非计划停车的重要因素。进口备件与国产备件相比存在诸多不利因素。因此,实施进口备件国产化,是我们迫切需要解决的任务。
煤直接液化 进口设备 备件 国产化
神华煤直接液化示范装置的建成和投运,使我国成为世界唯一掌握百万吨级煤直接液化技术的国家。该装置在2011年取得了煤液化累计运行6720小时,生产各类油品79.26万t,销售油品76.2万t等一系列成果,初步实现了安稳长满优运行的目标,并首次实现盈利。这标志着世界首套百万吨级煤直接液化示范工程取得了圆满成功。
作为世界首创的神华煤直接液化100万t/a示范项目和国家“十一五”期间的示范装置,该项目建设期间引进了膜分离高压氢气压缩机等不少国外成熟的先进设备,也选择了煤液化反应器循环泵、高压煤浆进料泵、高差压减压阀等国内、外均没有成熟的经验可供借鉴的设备。这些进口设备的平稳运行对煤直接液化项目的成败起着至关重要的作用。
但是,选择的同时就意味着在进口备件的供应链管理环节存在着风险。装置2008年试车以来因设备故障,已多次造成全厂被迫停车的事故。同时随着时间的推移,进口设备的故障日渐频繁,维修中需更换大量的备品备件。而影响维修质量和维修速度的因素恰恰是备件问题,主要表现在:基建期随机购进的进口备件数量品种有限、供货周期较长、进口备件价格昂贵、维修技术服务无法及时跟上、维修保养困难以及随着技术的不断发展,许多进口设备都已更新换代,相关进口备件根本无处购买。
中石油、中石化几十年的发展历程告诉我们,进口设备的备件国产化是当今石油化工企业的一项重要工作,也是降低检维修费用,取得直接经济效益的有效途径。这对于煤制油、煤化工项目来说也不例外。走进口设备国产化路线是神华百万吨级煤直接液化工厂面临的刻不容缓的任务之一,同时也具有深远的意义和极大的发展前景。
在煤直接液化项目进口备件国产化的进程中,神华煤直接液化项目首先制定了“积极、稳妥、可靠、实事求是”的国产化方针,在神华集团公司及各级领导的帮助下,协调各方力量,采取了统筹策划、科学组织、分散风险、重点突破等方式方法,通过几年的摸索和不懈努力,取得了可喜的成果,不仅有效保证了设备的运行,提高了设备的运转率,而且为企业节省了大量的资金,较大幅度地降低了生产成本,取得了很好的经济效益。
在进口设备备件国产化采购方面,我们重点抓好了以下几方面工作:
由于进口设备在引入时技术一般较为先进,因此,如果想实施进口设备备件国产化这一项技术性较强的工作,必须在原引入设备上下大功夫。我们组织各生产中心指定专人研究所在中心所引进设备的性能,了解进口备件在整个设备中所处的位置、所起的作用,掌握内部构造,以及备件的消耗量,熟悉进口备件的工作原理。一般情况下,由于原进口备件工艺复杂,加工精度较高,因此我们在对其国产化的设计过程中更要重点考虑严格选材,制定合理的加工工艺,最后还要对选材、加工精度、转配精度及质量等进行综合分析评价。
进口设备随机带来的图纸资料作为宝贵的档案文件,关键时刻可以为备件国产化提供强有力的技术支撑。我们非常重视进口设备随机资料的管理,从项目基建期与外商谈判开始,到设备供货、验收、施工安装等各个环节,我们保证了每个环节的文字档案资料的齐全,在档案资料管理上实现了基建生产的一体化管理,为进口备件的国产化之路奠定了良好的基础,在国产化的过程中发挥了不可估量的重要作用。同时,通过考察调研,我们与一些具备生产技术能力的国内厂家建立了长期合作关系,并不断收集、储存这些相关设备备件国产化成功的资料和信息补充到我们的技术档案资料之中,经过分析认证,确认我公司相关专业如需备件,随时可组织加工生产。
备件测绘作为备件国产化传统的基础性工作,在我们公司备件过程化的过程中也发挥了重要的作用。由于我们的煤直接液化项目属于世界首套,没有相关经验可以借鉴,因此备件测绘这项工作显得异常重要,我们尽量保证在设备投用前对备件先进行测绘,然后在检维修、抢修过程中再进行现场测绘,积累了第一手资料。测绘工作越早、越及时,准确度和精度也才能有保证。有了高水平的测绘图纸,才能生产出高质量的备件及对备件进行改造。如煤液化装置进口的GRAYLOC密封环、高差压减压阀阀芯、阀座等就采用这种做法。装置设备检修时邀请对该设备备件生产有较强技术实力的国内制造厂家来生产现场,由国内制造厂家按原样件测绘图纸,检测、分析确定材质、尺寸公差和技术要求;现场需要时,严格按测绘图纸加工。
在进口设备备件国产化上,一方面要吸收和发现进口备件的优点,更为重要的是也要借鉴国内同行业或其它行业的成熟先进经验,使我们的国产化少走弯路,降低成本。所以在日常的生产活动中,一定要多加强与相关企业的交流与合作。如针对我们煤制氢装置引进的壳牌技术的煤烧嘴、开工烧嘴、高温高压陶瓷膜过滤器滤芯、振打器等进口设备,我们通过与巴陵石化、安庆石化交流了解到多家国内企业生产的产品已在其装置上得到良好应用。我们及时了解以及跟踪这些单位的国产化实施情况;调研为其国产化的制造厂家;掌握有关厂家的生产能力、技术能力;从而使我们煤制氢装置上壳牌技术的进口备件在较短时间内很快实现了国产化。
所有设备从采购到运行是一个系统、漫长、枝节繁多的过程,而且每一个环节出差错都可能导致满盘皆输的后果。对于备件的国产化事宜,我们更是考虑到了各种办法对国产化备件的质量进行严加监控。从国产化备件的设计,到选材、加工及制造商的选择等所有环节,我们都经过充分论证和调研。我们对原材料和配套件等合格证明、技术文件、材质证书、检验记录等都进行检查;对复杂的关键工序、测试、试验选做现场监督;考察制造商时一定要查看制造商最基础的生产加工设备,以了解它对自己的原料的检测能力,操作人员技能以及工厂的管理水平等各方面,同时也要很详细地了解制造商的质量管理体系、安全管理体系、企业文化氛围等因素。此外,我们还加强了国产化备件的质量验收,严把质量验收关,确认质量是否符合设计图纸和标准的要求。这些做法对保证国产化产品的质量非常重要。
煤制油、煤化工行业的供应商有其特殊性,选择合格的制造商也是国产化工作的关键环节。我们筛选国产化产品供应商的总原则是:尽量从中石油、中石化等特大型石油石化公司的资源市场内进行选择。这些制造商综合实力较强,科研开发能力、生产能力都较高,质量保证体系和安全管理体系等体系建设完整可靠,财务状况良好,尤其煤制油工艺比较接近于传统的石油化工工艺,这些制造商在石油化工行业中大都有过良好业绩,选择这些制造商,可以确保国产化的成功率和保证产品质量。比如煤液化装置的高差压调节阀,我们分别与国内多家企业和机构分别合作制订了研制开发方案,开展了不锈钢阀芯制造、碳化钨阀坐制造、以及阀芯焊接安装一体化研究工作,这些制造商大部分都属于石油化工企业的良好制造商,在石油化工企业内有过良好的合作业绩。在研制中,我们根据高差压调节阀的物料性质,设计出较为合理的阀座和限流孔的直径和形状;找出了防止控制过流部位局部漩涡和偏流产生的技术关键,掌握和控制了压损系数的分配以及相变的位置;选择了复合材料的阀座和阀针。最终在煤液化处理6000t/a煤的工业规模上,选择上海自仪七厂生产的高差压调节阀的阀芯、株洲西迪生产的高差压调节阀的阀座,组装的阀内件累计使用时间由原进口备件的50小时,达到了目前的500小时;同时使该项目研究开发的减压阀使用寿命达到世界先进水平—1000小时以上。
进口设备备件一旦选择国产化,就应及时与参与国产化研制的国内制造企业拟定试用协议,明确相关技术参数、须达到的目的及使用寿命,包括备件材质等都要在协议里写明,而且质量责任问题也要在条款中注明,双方明确责权利关系,各司其责。另外,框架协议采购作为一种特殊的物资采购供应模式,特别适用于煤制油、煤化工等生产企业。该模式在保证供应、降低成本、提高采购效率、实现供需双方共赢等方面拥有很多优势。国产化备件经现场试用一旦满足我们的要求,为保证今后保质保量按期供货和价格控制,我们会及时与制造企业签署长期合作的框架协议。
进口备件的国产化工作要稳扎稳打,一步一个台阶向前推进。在国产化工作的进行中,我们特别重视如何更好地处理模仿和创新之间的关系问题,使备件的改动量尽量靠近我国的通用标准。如我公司MOGAS、ARGUS等公司生产的耐磨球阀,阀体过流部分的材料要能长期耐磨蚀,因此在阀体结构设计、材料选择方面要求苛刻。我们要求国内公司在阀体结构设计、材料选择方面严格按照原进口件进行仿制,而密封件、连接件、传动装置等部件选用我国阀门通用件替代。这样既满足了生产工艺要求,又对今后检修通用件的更换提供了条件。
同时由于现代设备机电一体化、自动化程度很高,特别是煤制油、煤化工装置的设备,要求生产连续运行,装置的控制、安全、保护、联锁比较多,在国产化时,我们必须加强各专业的交叉联系,防止顾此失彼、各专业相互割裂、相互分离等现象。协作生产出的产品才能保持设备的完整性和运行可靠性。如我们煤气化装置的壳牌煤气化技术的烧嘴装置由SHELL指定的唯一厂家Walter brinkman GmbH&Co.KG制造。煤烧嘴技术的特点是:材质要求高(耐高温,耐冲刷)、一体化燃烧机理(双层冷却结构,外表面光滑)、插入装置对控制系统要求极高。其中的点火烧嘴铜头在使用三次以后,背压、流量出现明显偏差,点火烧嘴很难点燃,而且极不稳定。上述设备备件的国产化涉及到化工工艺、机械、焊接、机加工、仪表、电气等专业。我公司各关专业技术人员与该备件的国产化供货商的相互配合、相互协作下,经过不断试用,改进,现煤烧嘴装置的使用寿命已超过原供货公司生产的产品。
说到底,备件国产化最直接的目的就是提高经济效益,降低生产运行成本。国产化要力求经济实用,在备件国产化时会遇到先进性与实用性之间的矛盾,这时应以追求经济效益为原则。
例如,煤液化装置使用的美国Lawrence公司生产的减压塔底耐磨油煤浆泵中的供油泵,原为屏蔽齿轮油泵,该泵投用后多次出现问题,经了解国内还没有厂家生产这种屏蔽齿轮泵。我公司相关技术人员分析该泵原理及工况,认为选择普通齿轮油泵配防爆电机即可满足现场生产工艺条件,把这个泵更换为国内生产的普通齿轮油泵后使用效果良好,至今没有任何问题。美国Lawrence公司生产的屏蔽齿轮油泵一台要价24万元人民币,国内生产的一台齿轮泵仅4000元人民币。
又如,减压塔底耐磨油煤浆泵装置需要新增一台泵,我公司技术人员根据该泵高含固、高温等特点,与国内有实力的厂家合作,对泵的设计选型、制造、材料等多次提出修改意见,经共同开发,国产泵投用后各技术参数优于进口,相比进口泵一台节约费用300万元以上。
进口设备随机安装大量机械密封,目前国内密封制造厂家已经对我公司全部进口的JohnCrane、FLowerserve等品牌密封进行了国产化,使用效果良好,年节约费用约500万元以上。据不完全统计我公司近几年国产化总计节约采购资金高达2亿元人民币以上,效益巨大。
当然,除了节约资金,备件国产化的另一重大意义在于:不再因为订货周期长、服务不到位而影响煤制油化工装置的生产运行。
我们在百万吨级煤直接液化项目中进口设备、备件、仪表等国产化的成功,使得生产装置进口设备的备品备件能得到及时供应,既为企业降低了检维修费用,创造了较好的经济效益,也降低了投资风险,提高了神华煤直接液化技术的竞争优势、增强了神华集团的发展动力,同时也积极促进和提升了国内相关研究技术、制造技术的发展和进步。我们进行的进口设备国产化工作的实践表明,只要在工作中尊重科学、大胆创新、结合本企业实际,就一定能使进口设备国产化工作迈向一个新的水平,为世界首套煤直接液化装置早日达到“安、稳、长、满、优”运行提供可靠的保证。
1舒歌平《神华煤直接液化示范工程最新进展》2011.10.
2杨玲、杨录怀《浅析进口设备备件国产化的途径与实现》《运行与维修》2006年第9期.
3贾长健《对进口设备备件国产化的分析》《石油石化物资采购》2009年第10期.
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1672-9323(2012)02-0047-03
2011-12-23)