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中石化訂購(gòu)的1500L單錐真空干燥機(jī)成功交付
更新時(shí)間：2025-12-05
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無(wú)錫雙瑞機(jī)械的裝配車(chē)間里，一臺(tái)高達(dá)4.5米的龐然大物靜靜矗立，銀色的不銹鋼外殼反射著陽(yáng)光，工程師們正在對(duì)這臺(tái)專門(mén)為中石化開(kāi)發(fā)的1500L單錐真空干燥機(jī)進(jìn)行出廠前的檢測(cè)。
01行業(yè)挑戰(zhàn)：高端催化劑干燥的技術(shù)瓶頸
化工行業(yè)特別是催化劑制造領(lǐng)域，對(duì)干燥技術(shù)的要求極為嚴(yán)苛。2024年初，中石化啟動(dòng)高端催化劑生產(chǎn)線升級(jí)計(jì)劃，旨在提升其加氫催化劑和裂化催化劑的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
這些特種催化劑對(duì)干燥條件敏感，需要在低溫、無(wú)氧、可控環(huán)境中完成脫水脫溶劑過(guò)程，以保持其微觀結(jié)構(gòu)和催化活性。
傳統(tǒng)雙錐干燥設(shè)備已無(wú)法滿足新一代催化劑的生產(chǎn)要求，存在物料混合不均、干燥周期長(zhǎng)、局部過(guò)熱風(fēng)險(xiǎn)大等問(wèn)題。中石化技術(shù)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多輪評(píng)估，確定了單錐真空干燥機(jī)的技術(shù)路線，但對(duì)1500L大型設(shè)備的技術(shù)可行性存有疑慮。
這一容積在國(guó)內(nèi)同類型設(shè)備中，既要保證設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，又要滿足化工生產(chǎn)的連續(xù)性要求，技術(shù)難度極高。
無(wú)錫雙瑞機(jī)械憑借其在制藥級(jí)干燥設(shè)備領(lǐng)域的技術(shù)積累，主動(dòng)請(qǐng)纓承接這一挑戰(zhàn)。“我們相信，制藥級(jí)別的潔凈要求與化工級(jí)別的穩(wěn)定要求可以結(jié)合。”公司技術(shù)總監(jiān)張工在項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)上如是說(shuō)。
02精準(zhǔn)對(duì)焦：中石化的五個(gè)核心要求
在中石化發(fā)布的1500L單錐真空干燥機(jī)技術(shù)規(guī)格書(shū)中，明確了五個(gè)核心要求，成為無(wú)錫雙瑞機(jī)械技術(shù)攻關(guān)的明確方向。
要溫度控制精度，要求錐體不同區(qū)域的溫差不超過(guò)±2℃，避免催化劑因局部過(guò)熱而失活。第二是真空保持能力，要求在滿載狀態(tài)下系統(tǒng)泄漏率小于5Pa/h，確保溶劑能夠快速揮發(fā)。
第三是無(wú)死角設(shè)計(jì)，要求設(shè)備內(nèi)表面光潔度達(dá)到Ra≤0.4μm，且無(wú)任何物料殘留死角。第四是防爆安全等級(jí)，需要滿足ExdⅡBT4防爆標(biāo)準(zhǔn)，適應(yīng)化工生產(chǎn)環(huán)境。第五是智能化程度，要求具備工藝參數(shù)記憶、遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障自診斷功能。
“這五個(gè)要求看似獨(dú)立，實(shí)則相互關(guān)聯(lián)。”無(wú)錫雙瑞機(jī)械的項(xiàng)目經(jīng)理李工指出，“比如真空保持能力與無(wú)死角設(shè)計(jì)直接相關(guān)，任何一處死角都可能導(dǎo)致溶劑殘留，影響真空度保持。”
03結(jié)構(gòu)創(chuàng)新：1500L單錐設(shè)計(jì)的三大突破
單錐真空干燥機(jī)的核心在于“單錐”設(shè)計(jì)，而將這一設(shè)計(jì)放大到1500L容積，無(wú)錫雙瑞機(jī)械研發(fā)團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了三大技術(shù)突破。
首先是錐體比例優(yōu)化。經(jīng)過(guò)大量流體力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)確定了61°的理想錐角設(shè)計(jì)，這一角度既能保證物料在錐體內(nèi)形成理想的流化狀態(tài)，又不會(huì)在錐體旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生過(guò)大的軸向力。
其次是多區(qū)段加熱系統(tǒng)。與常規(guī)的單區(qū)加熱不同，無(wú)錫雙瑞機(jī)械將錐體劃分為三個(gè)獨(dú)立溫控區(qū)，通過(guò)32個(gè)高精度溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各區(qū)溫度，并通過(guò)智能算法動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)加熱功率，成功將溫差控制在±1.5℃以內(nèi)。
第三是支撐結(jié)構(gòu)。大型錐體在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的振動(dòng)控制是關(guān)鍵難題，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了“雙向平衡支撐系統(tǒng)”，通過(guò)在錐體兩側(cè)設(shè)置可調(diào)式支撐輪，有效分散了旋轉(zhuǎn)慣量，使設(shè)備在滿載情況下的振動(dòng)幅度小于0.05mm，遠(yuǎn)低于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
04材料革命：特種不銹鋼的應(yīng)用與處理
為滿足中石化對(duì)設(shè)備耐腐蝕性和潔凈度的雙重要求，無(wú)錫雙瑞機(jī)械在材料選擇上進(jìn)行了全新嘗試。
設(shè)備主體材料選用的是UNS S31254超級(jí)奧氏體不銹鋼，這種含鉬量高達(dá)6%的特種鋼材，耐點(diǎn)蝕當(dāng)量值(PREN)超過(guò)43，對(duì)氯離子腐蝕有著極強(qiáng)抵抗力，特別適合化工生產(chǎn)環(huán)境中可能存在的腐蝕介質(zhì)。
材料選定后，表面處理工藝成為另一挑戰(zhàn)。為達(dá)到Ra≤0.4μm的內(nèi)表面光潔度要求，無(wú)錫雙瑞機(jī)械引入了五步拋光工藝：從初始的機(jī)械拋光，到電解拋光，再到微粒子噴射拋光，每一步都精確控制參數(shù)。
關(guān)鍵的創(chuàng)新在于特種鈍化處理。團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種基于檸檬酸和硝酸的復(fù)合鈍化液，在不銹鋼表面形成了一層致密的氧化鉻膜，厚度僅為納米級(jí)別，卻使設(shè)備的耐腐蝕性能提高了3倍。
“材料是設(shè)備的基礎(chǔ)，表面是材料的‘皮膚’。”無(wú)錫雙瑞機(jī)械材料工程師王工解釋道，“我們不僅要選對(duì)材料，更要處理好材料的‘皮膚’，這樣才能確保設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。”
05智能內(nèi)核：控制系統(tǒng)的四大模塊創(chuàng)新
中石化對(duì)設(shè)備智能化的要求，促使無(wú)錫雙瑞機(jī)械在控制系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)了四大模塊創(chuàng)新。
工藝曲線學(xué)習(xí)模塊是一種創(chuàng)新點(diǎn)。該系統(tǒng)能夠根據(jù)物料特性自動(dòng)生成優(yōu)化的干燥曲線，并在每次運(yùn)行后自動(dòng)微調(diào)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)“越用越智能”的自適應(yīng)控制。
故障預(yù)測(cè)與健康管理模塊是第二個(gè)創(chuàng)新。系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)測(cè)設(shè)備關(guān)鍵部件的運(yùn)行狀態(tài)，提前預(yù)測(cè)潛在故障。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，該系統(tǒng)能夠提前72小時(shí)預(yù)測(cè)機(jī)械密封的失效風(fēng)險(xiǎn)，準(zhǔn)確率達(dá)87%。
能耗優(yōu)化模塊則通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)負(fù)荷和干燥進(jìn)程，動(dòng)態(tài)調(diào)整設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，在保證干燥質(zhì)量的前提下，平均降低能耗達(dá)18.6%。
數(shù)據(jù)追溯模塊確保每批物料的干燥過(guò)程全程可追溯，符合化工生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范，為中石化的產(chǎn)品追溯體系提供了堅(jiān)實(shí)支撐。
無(wú)錫雙瑞機(jī)械電氣自動(dòng)化負(fù)責(zé)人陳工自豪地說(shuō)：“我們的控制系統(tǒng)不再是簡(jiǎn)單的邏輯控制，而是具有學(xué)習(xí)能力的智能系統(tǒng)。”
06工藝驗(yàn)證：從實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)級(jí)的跨越
從概念設(shè)計(jì)到工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，1500L單錐真空干燥機(jī)經(jīng)歷了三個(gè)階段驗(yàn)證，確保其滿足中石化的生產(chǎn)需求。
開(kāi)始階段是流體力學(xué)模擬驗(yàn)證。研發(fā)團(tuán)隊(duì)使用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)軟件，模擬了不同錐角、不同轉(zhuǎn)速下的物料流動(dòng)狀態(tài)，確定了理想工藝參數(shù)范圍。
第二階段是1:5縮比模型驗(yàn)證。團(tuán)隊(duì)制作了300L的縮比模型，在中石化技術(shù)中心進(jìn)行了為期兩個(gè)月的連續(xù)測(cè)試，收集了超過(guò)500組數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了大型化方案的可行性。
第三階段是全尺寸樣機(jī)性能驗(yàn)證。在無(wú)錫雙瑞機(jī)械的測(cè)試中心，1500L設(shè)備進(jìn)行了72小時(shí)連續(xù)運(yùn)行測(cè)試，模擬了較為嚴(yán)苛的生產(chǎn)條件。測(cè)試結(jié)果顯示，設(shè)備各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)要求。
特別值得稱道的是，在性能驗(yàn)收中，設(shè)備的溶劑殘留量控制在50ppm以下，比中石化的技術(shù)要求提高了40%，這在中石化內(nèi)部引起了不小的轟動(dòng)。
07生產(chǎn)應(yīng)用：效率與質(zhì)量的雙重提升
1500L單錐真空干燥機(jī)在中石化催化劑生產(chǎn)線上的實(shí)際應(yīng)用，帶來(lái)了生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量的雙重提升。
根據(jù)中石化生產(chǎn)部門(mén)提供的三個(gè)月運(yùn)行數(shù)據(jù)，新設(shè)備使干燥周期平均縮短了42%，從傳統(tǒng)設(shè)備的16小時(shí)降至9.3小時(shí)；單位產(chǎn)能能耗降低了31%，每年可節(jié)省能源成本約85萬(wàn)元。
產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)顯著改善。催化劑的比表面積提高了22%，孔徑分布更加均勻，活性組分分散度提升了18%。這些微觀結(jié)構(gòu)的改善直接反映在催化劑性能上：在工業(yè)裝置試用中，新一代催化劑的反應(yīng)效率提高了15%-20%，壽命延長(zhǎng)了約30%。
中石化催化劑公司技術(shù)總監(jiān)在季度總結(jié)會(huì)上特別提到：“無(wú)錫雙瑞機(jī)械提供的這臺(tái)設(shè)備，不僅僅是完成干燥工序，更是我們催化劑性能提升的關(guān)鍵一環(huán)。”
08行業(yè)影響：化工裝備升級(jí)的標(biāo)桿案例
無(wú)錫雙瑞機(jī)械為中石化生產(chǎn)的1500L單錐真空干燥機(jī)，已經(jīng)成為化工裝備升級(jí)的標(biāo)桿案例，產(chǎn)生了顯著的行業(yè)影響。
2024年下半年，國(guó)內(nèi)已有6家化工企業(yè)參觀考察了中石化的這臺(tái)設(shè)備，并表達(dá)了采購(gòu)意向。無(wú)錫雙瑞機(jī)械基于這一成功案例，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出800L、1200L、1500L和2000L的單錐真空干燥機(jī)系列產(chǎn)品，滿足不同規(guī)模客戶的需求。
更重要的是，這一項(xiàng)目推動(dòng)了國(guó)內(nèi)化工干燥設(shè)備的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提升。無(wú)錫雙瑞機(jī)械與中石化合作，共同起草了《大型單錐真空干燥機(jī)技術(shù)規(guī)范》。
無(wú)錫雙瑞機(jī)械總經(jīng)理在年度技術(shù)大會(huì)上表示：“中石化項(xiàng)目是我們技術(shù)能力的試金石，它證明了中國(guó)裝備制造企業(yè)完全有能力提供高質(zhì)量的化工設(shè)備。”
當(dāng)首批使用這臺(tái)1500L單錐真空干燥機(jī)處理的催化劑產(chǎn)品從中石化發(fā)往海外客戶時(shí)，一封來(lái)自中東某石油公司的質(zhì)量認(rèn)證函同步到達(dá)。
信中特別提到，這批催化劑的性能數(shù)據(jù)“達(dá)到了很高的質(zhì)量水平”。對(duì)于無(wú)錫雙瑞機(jī)械而言，這是對(duì)不止多少個(gè)日夜技術(shù)攻關(guān)的高度認(rèn)可。
與此同時(shí)，這臺(tái)設(shè)備的孿生型號(hào)——專用于高活性醫(yī)藥中間體干燥的1200L單錐真空干燥機(jī)，正在無(wú)錫雙瑞機(jī)械的裝配車(chē)間進(jìn)行調(diào)試，即將交付給另外一家大型制藥企業(yè)。
裝備制造業(yè)的升級(jí)之路，正從這一臺(tái)臺(tái)定制化的高端設(shè)備中，悄然延伸。
