近日從鄂爾多斯傳來消息，南京化學工業有限公司化工機械廠（南化機）制造的大型煤炭深加工核心靜設備水冷、氣冷甲醇合成反應器通過鑒定，達世界先進水平。鑒定專家認為，該大型水冷、氣冷甲醇合成反應器是中國制造的新突破。
南化機為兩套產能180萬噸的甲醇合成裝置分別配套生產2臺水冷反應器和1臺氣冷反應器。水冷、氣冷甲醇合成反應器制造具有高難度、高精度、高要求的特點，6臺水冷、氣冷反應器的國產化，不僅節省了投資，而且填補了國內煤炭深加工靜設備自主制造的空白，進一步提升了創新能力。
掌握高端設備制造技術
“我國富煤少油氣，煤炭深加工意義重大，核心設備的制造技術，當然應該掌握在我們手里。”曾在南化機鄂爾多斯分廠主持工作、現任廠黨委副書記的韓雪元認為，掌握高端設備制造技術，事關國家經濟命脈。
對于能夠批量制造千噸級反應器的南化機來說，大型水冷、氣冷甲醇合成反應器雖然不是特別重大的設備，但是其工藝先進、結構復雜、要求精密，是必須攻克的煤炭深加工裝備。
據介紹，此次制造的水冷、氣冷甲醇反應器直徑4.2米，橢圓度僅有3毫米，不足千分之一，制造精度完全達到技術要求，創歷史新高。
據介紹，設備制造之初，專利商對制造工藝要求很高，例如水冷反應器的管板和管箱必須焊接后整體入爐進行熱處理，然后進行鉆管孔；氣冷反應器內件要求先完成組裝；進行內件的獨立氣密試驗等。為此，項目人員在設備制造中采用由寧波工程公司設計、德國魯奇公司專利技術設備的內部結構、關鍵細節和特殊制造工藝解決了一系列難題。
據南化機一位技術人員介紹，他們首次完成了復雜曲線管板的精密制造，首次采用普通成型和機加工設備實現了復雜零部件加工。這些反應器在位于沙漠腹地的內蒙古鄂爾多斯中天合創裝置現場穩定運行已超過兩年，各項經濟技術指標全部達到設計要求。
設計制作“黃金螺旋”管板
氣冷甲醇反應器直徑4.2米、長13米，卻能滿足180噸年產能所需，是典型的“小身材、大能量”。數學上的漸開線，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，不銹鋼材質的漸開線管板完成加工，在國內屬首次制造。為了這塊管板，南化機人琢磨了整整半年。
重加工車間主任周正國對復雜曲線的加工頗有研究。他先找了一塊同材質500毫米見方的試板做試驗，一是驗正程序，檢驗編程準確性；二是選擇刀具，探索工藝參數，測算進度；三是檢測累計誤差。這個試驗發現漸開線末端有累積誤差，將造成管孔分布不均，給后續的裝配工作帶來困難。于是，他和車間計劃員任有志運用VB編程，取了500個點，畫出非常完美的漸開線，為管板、復合折流板、筋板的加工奠定了質量基礎。
管板上漸開線筋板的焊接是個難題，筋板高度240毫米，間隙僅100毫米，焊接過程還要避讓管頭，并且手伸不進去、眼睛看不到焊縫。該廠電焊工高級技師、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策，研究出了漸開線箱體與管板的小空間MIG焊接技術，設計制作了焊接工裝，改制了焊槍，不僅成功解決了這個難題，而且將工效提高3倍以上。
另外，水冷反應器的梅花折流板有4718個管孔，每個管孔周圍又有6個小孔，像數千朵盛開的梅花。因為孔間距非常小，稍有不慎就會打穿管孔。該廠車工高級技師沈宗文帶領技術員們設計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用新型專利證書。
打造七竅玲瓏“芯”
據介紹，水冷反應器要求管板和管箱焊接后打孔，這樣鉆頭必須伸進管箱才能接觸到加工面，但鉆頭長度不夠。為此，他們又對新制作的鉆削工裝的密封套進行了改進。
氣冷反應器漸開線管板直徑4.2米，這個尺寸大于鉆床的加工行程，管板無法一次完成鉆孔任務，超出行程部分的管孔必須移位后才能加工。因為大部分的鉆孔完成后，管板會像一只巨大而柔軟的篩子，極易變形。隨后，周正國設計了一個管板固定工裝，移位時只需要起吊工裝即可，既防止了管板變形，又方便找正。
氣冷甲醇反應器管束氣密試驗，讓容三車間副主任王明龍傷透了腦筋。他設計制做了一個臨時“殼體”，把內件包起來；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，因為熱電偶伸出管板部分如同“劍柄”一般，影響了正常工作。
王明龍認為：如果能改變一下熱電偶套管的結構，就可以把“劍柄”塞進容器肚子里，做完氣密試驗再拽出來。他還設計了內件拖入工裝，讓內件“滑”進了殼體，間隙僅有20毫米。
就這樣，凝聚了南化機人創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中國制造的又一大國重器。
(關鍵字：甲醇 甲醇合成反應器)
