動於九天之上,起於塵粉之間。
位於北京亦莊科創大街的航天長征化學工程股份有限公司(下稱“”)辦公大樓,標識格外醒目:一條金黃線,將藍色和綠色一分為二,上半部分是典型的航天藍,彰顯公司與航天係統的深遠淵源。
航天工程係中國集團有限公司所屬中國運載火箭技術研究院控股的上市公司。它的“絕招”,是求解從“煤”到“氣”的密碼,並由此成為中國煤化工領域關鍵技術裝備的一塊重要拚圖。
航天工程董事長薑從斌表示,公司秉承“航天基因”,不斷提升自主研發的航天粉煤氣化技術,推進煤炭潔淨高效利用。同時,公司在高端裝備製造、綠氫工程技術、環保和工業氣體運營等賽道“高速發展”,目標是成為世界一流的綠色低碳工程技術公司。
技術“破局”
“當年,用煤上煤氣化項目的時候,粉煤氣化爐、特種閥門等裝備依賴進口,除投資額非常高外,還導致售後服務受製於人,非常不及時。”薑從斌說。
我國能源結構的特點是富煤、貧油、少氣。立足國情,以煤為基,實現潔淨高效利用,既是產業發展需要,更是能源安全的戰略支點。
知難而進,技術“破局”,航天人挺身而出。
“航天企業能幹好煤化工甚至煤氣化?在一些人看來,這完全不沾邊。”薑從斌回憶道。
“簡單來說,航天火箭發動機的一些專業基礎,與煤氣化專業是完全一致的。以高溫為例,火箭發動機的最高溫是3000攝氏度,氣化爐裏麵最高溫度也是3000攝氏度。”薑從斌解釋道。
作為航空發動機專業科班出身的專家,薑從斌身上有著發動機工程師特有的“率真”“專工”。
“2005年3月,為探索煤氣化技術,我們啟動了名為‘301工程’的煤化工項目。”薑從斌說,經過3年半的不懈努力,該項目取得了重大技術突破。
公司研發的第一台航天爐投煤點火成功,標誌著中國首台自主研發的粉煤加壓氣化爐誕生。此後,航天工程相繼開發出1000噸級、2000噸級、3000噸級、4000噸級氣化裝置,以及褐煤氣化、“三高煤”氣化等前沿技術,提高了產能、效率與煤種適應範圍,逐漸成長為國內煤氣化工行業中具有自主知識產權的領頭羊。
“2024年10月,航天工程自主研發的2000噸級半廢鍋航天粉煤加壓氣化裝置滿負荷、連續穩定運行一周年,創造了半廢鍋粉煤氣化爐‘安穩長滿優’運行最長紀錄。”薑從斌說。
這一突破的效果立竿見影。“我們的產品讓粉煤氣化快速普及,解決了行業的整體問題。我們在研究航天爐的同時還研發了特種閥門。兩者結合起來,把我國煤化工裝備領域絕大部分痛點解決了。這既提高了可靠性,又提高了整個煤氣化產業鏈運行服務的效率。”薑從斌表示,此外,經濟效益也大幅提升了,這些設備的價格基本上是國外的一半,性能卻遠超國外同類產品。
航天“基因”
天行健,君子以自強不息。無論是航天工程,還是薑從斌,身上都有航天深深的烙印。
“在火箭領域有一個專業叫‘噴嘴’。噴嘴很有講究,這對噴嘴的設計、製造提出了非常高的要求。”薑從斌介紹,就像自強不息的中國航天,公司煤氣化上每一項關鍵技術和產品的成功,都來之不易,得益於航天領域長期的技術創新和積累。
“剛開始,我們把這些技術嫁接到氣化爐燒嘴上,用幾天氣化爐燒嘴就燒壞了,但經過一係列技術攻關終於成功了,它體現了航天團隊的整體實力。”薑從斌說。
在航天領域,係統工程是一大關鍵。薑從斌表示,正是在係統工程理念指導下,煤氣化技術快速取得突破。“煤化工氣化爐等產業裝備的研發,實際上是一個很大的係統工程。某種程度上說,它與火箭的研發體量較為接近。核心的專利設備、氣化爐燒嘴,相關配套設備、特種泵、特種閥等,以及工藝係統、控製係統,這些都在一個體係內,存在一些難點。”
正是“航天基因”,讓公司得以快速成長。創立於2007年6月的航天工程已是榮譽等身,獲得了國家企業技術中心、國家級粉煤氣化技術工程研究中心、高新技術企業、國家知識產權示範企業、製造業單項冠軍企業等多個稱號。
創新“密碼”
走進航天工程展廳,一麵牆上擺滿了同等大小的“化學瓶”,這是來自五湖四海的“煤樣標本”。
“我們要把不同地方、不同煤質的性質研究清楚。不同的煤質特性,它的氣化設計方案是不一樣的。”薑從斌說。
實際上,一個技術研發成功後,卻在另外的項目上失敗了,往往是因為在煤的機理方麵沒有研究清楚。航天工程的航天爐解決了這一難題,正是因為技術進步加上對煤質機理研究的突破。
“在我們的努力下,不管是褐煤,還是無煙煤,都成功實現了產業化。”薑從斌表示,這正是航天爐能夠從“1”到“N”成功的“密碼”。
“從航天爐首台套成功,到現在累計簽訂合同70多個,現在氣化爐有170台左右。如果說行業累計投資大概有5000億元的規模,我們高效利用原料煤大約1.5億噸的規模,體量非常大。”薑從斌說。
據悉,航天工程還在多個賽道上進行突破。公司確立的目標是,拓展高端裝備製造、綠氫工程技術、環保和工業氣體運營等產業,打造集技術研發、工程設計、核心設備製造、工程總承包管理和全生命周期服務於一體的一流綜合服務商。目前,公司在環保、高端製造、綠氫工程、氣體運營等新興產業板塊開展市場推廣,成功實現轉型。
“我們把航天煤氣化的技術積累和專業優勢向其他行業‘擴散’‘嫁接’。以電解槽製氫為例,我們研發這一設備,無論可靠性還是單台產品的處理規模,都要滿足化工行業生產需要。”薑從斌認為,“雙碳”目標下,其產業空間將達萬億元規模。
航天工程的綠氫工程技術板塊核心裝備研發進展順利:首台套1000型堿性電解製氫係統樣機下線並完成百小時穩態實證試驗;首台套20型PEM電解製氫係統樣機下線並完成中試實驗;完成萬標方級電解製氫矩陣係統的工藝包設計。公司具備0.5-100型PEM和200-1000型堿性電解製氫產品的設計、生產、供貨能力,以及氫能領域工程EPC能力。
工業氣體運營方麵,薑從斌表示:“這是利用核心技術延伸拓展的業務。我們以前是‘養奶牛’,現在經營一部分‘奶牛’,進而‘賣牛奶’,這是一個非常順暢的過程。經過多年努力,我們的路走通了,已實現財務並表。”
據介紹,航天工程還在生物質能源領域銳意創新。“公司將與大型能源企業合作,建設首套生物質氣化示範裝置。”薑從斌表示,這是公司的一個新增長點。公司的目標是成為世界一流的綠色低碳工程技術公司,現在距離這個目標越來越近。