“航天第一炉”全景

　　“航天第一炉”的孕育诞生历程

　　２００５年３月，北京１１所启动代号为“３０１工程”的煤化工项目；

　　２００６年３月，我国自主研发的首套煤气化示范工程落户河南濮阳；

　　２００６年９月，第二套煤气化示范工程在安徽临泉全面启动；

　　２００７年６月，北京航天万源煤化工工程技术有限公司成立；

　　２００８年９月２４日，国内首套ＨＴ－Ｌ粉煤加压气化炉已完全具备试车条件；

　　１０月８日，ＨＴ－Ｌ粉煤加压气化炉首次试车正式开始；

　　１０月１３日，ＨＴ－Ｌ粉煤加压气化炉一次投煤成功，试车获得圆满成功；

　　１０月１６日至１９日，ＨＴ－Ｌ粉煤加压气化炉７２小时连续运转，整个运行阶段各项参数指标正常。

　　2008年１０月１９日，秋高气爽，景色宜人，金秋时节孕育着喜人的收获。这一天，河南永煤集团濮阳龙宇化工公司隆重集会，庆祝由航天科技集团公司研制的印记着“中国创造”的“航天第一炉”——国内首套ＨＴ－Ｌ粉煤加压气化炉一次投料成功。

　　“航天第一炉”的问世不仅为我国煤化工产业开启了一片新天地，更让航天科技集团公司为此付出巨大心血的人们心潮澎湃，久久难以平静。十分关注此项目的集团公司总经理马兴瑞听到这个喜讯后，动情而形象地比喻道：“这是集团公司航天技术应用产业放飞的‘神七’。”

　　当我们见到从河南濮阳风尘仆仆赶回北京的集团公司一院副院长卓超、经营投资部部长唐国宏、北京航天万源煤化工工程技术有限公司总经理王明坤、热工事业部部长信伟时，几年来鏖战煤化工产业让他们拥有了同一种感受——做强做大航天技术应用产业，离不开航天的核心技术。

　　抓住煤化工这个“金娃娃”

　　国内首套ＨＴ－Ｌ粉煤加压气化炉的诞生，经历了3年半时间的磨砺。人们不禁要问：当初航天与煤化工这两个风马牛不相及的产业是如何走到一起的？又是怎么下大力气培育并使它迅速成长的？

　　答案不难找到。

　　２００４年１２月，集团公司第三次工作会上，提出了“两个１０００亿”的目标，从集团公司到各院，再到厂所，层层下达了民用产业的经济指标，北京１１所接到的是１５亿元。该所领导认为，依靠现有的民品项目，完成这个指标实属“天方夜谭”，必须另辟蹊径。

　　为此，该所负责航天技术应用产业的有关人员坐到了一起，一次次的“诸葛亮”会，全神贯注地研究市场。最后，大家的目光凝聚到了“煤化工”上，理由是：我国是一个缺油、少气、多煤的国家，近年来国家出台了一系列有关发展煤气化技术和煤化工的政策，对煤气化技术和煤化工的健康发展，起到了有力的促进作用。煤化工技术是高效、清洁利用煤炭资源的重要手段，在国内的化工、电力、清洁能源等领域的市场需求十分迫切。由于国外技术专利费用高昂、技术复杂、装置投资大、维修费用高，一般中小企业很难承受，严重制约了煤化工的发展。

　　更为重要的是，多年来，该所一直利用研制液体火箭发动机的技术优势，进行能源化工装备的国产化工作，先后形成以特种阀、特种泵、热煤炉、热风炉、燃烧器、破渣机为代表的数十种特种装备，成为国内较大的煤化工设备开发供应商，关键设备广泛使用在石化行业并替代了进口。在十几年的研发和配套过程中，该所进行了大量的技术贮备，积累了丰富的国产化经验。

　　通过由表及里的分析，该所迅速形成了准确的市场定位。在与国内知名煤化工专家卢正涛教授深入交谈后，２００５年３月１日，时任该所所长的王珏果断拍板，启动了代号为“３０１工程”的煤化工的项目；３月８日，该所向国家专利局申请了气化炉等１４项发明专利。

　　这是一个市场前景十分看好的项目，但如果放在北京１１所做，会受到资金等多方面条件的限制，影响它的快速成长。从长远发展考虑，一院领导果断决策，把煤气化技术项目上升到研究院层面来做。２００５年３月，成立了煤气化技术项目工程部。２００７年６月，一院又成立了北京航天万源煤化工工程技术有限公司，充分利用火箭发动机在燃烧、热能、泵阀、控制以及非标设计方面的成果和技术优势，开展粉煤加压气化技术研发工作。这期间，该公司收购了甘肃省石油化工设计院，解决了设计资质问题，使煤气化项目迅速推进。同时，他们聘请了国内化工行业的知名专家和相关专业技术人员。航天技术的实力加上专家的经验，形成了天时、地利、人和的优势，为关键设备研发和关键技术的突破打下了坚实的基础。

　　“航天第一炉”问世后，再回头看，可见当初把这个项目拿到研究院层面来做的决策是“英明”的。

　　集团公司煤气化技术项目不仅是航天技术应用产业的一件大事，也是国家的一件大事。从当时任集团公司总经理的张庆伟、主管民用产业的副总经理芮晓武，到现任总经理的马兴瑞、总会计师吴艳华等领导，对煤气化技术项目非常重视，多次听取煤化工公司的汇报。让王明坤深受感动的是，没有集团公司和院领导的大力支持，项目进展不会这么顺利。他自己曾3次向马兴瑞总经理介绍情况，马兴瑞也曾和他们多次一起讨论有关问题，还亲自带领有关人员到国家发改委高新技术司汇报项目的进展情况，请上级给予支持。

　　因此，可以形象地说，这个项目是在航天沃土中生的根，在航天技术的培育下发了芽。卓超认为，这个“金娃娃”是“军转民”的一个范例，是集团公司确定四大主业之一的航天技术应用产业结出的一个硕果。２００６年３月，我国自主研发的首套煤气化示范工程落户河南濮阳。同年９月，第二套煤气化示范工程在安徽临泉全面启动。唐国宏等人清楚地记得，集团公司、一院和地方政府领导都出席了首套煤气化示范工程在河南濮阳的奠基仪式。两年后，在他们曾经挥锹奠基的地方，已经耸立起了７０米高的首套ＨＴ－Ｌ粉煤加压气化炉设备装置。

　　握住自主创新的“金刚钻”

　　长期以来，粉煤加压气化工艺一直被国外几个大公司所垄断。目前，世界上已实现工业化应用的洁净、高效煤气化技术有两种，即ＧＥ公司的德士古水煤浆加压气化技术和壳牌公司的Ｓｈｅｌｌ粉煤加压技术，这两种技术在国内规模较大的氮肥和甲醇企业已经有一定数量的引进。

　　目前，对于我国几百家中小氮肥企业来说，如果选用德士古煤气化技术，无法实现原料煤本地化；选用壳牌煤气化技术投资又太大。无论从技术角度考虑，还是从国家能源战略安全考虑，都应开发具有自主知识产权的高效、洁净、煤种适应性广的国内煤气化技术。航天技术“加盟”煤化工产业，无疑像“黑夜里的一把火”，给这个领域带来了温暖与希望。

　　一院研制开发的ＨＴ－Ｌ粉煤加压气化炉装置被国家发改委确定为“十一五”循环经济高新技术产业化重大专项项目，并获得国家１５００万元的专项资金支持。在研制初期，科研人员确定了原料煤本地化、降低投资、关键设备国产化3个攻关目标，依托航天动力技术优势和有关人员在煤化工领域部分设备的研制经验，充分吸收了国外先进煤气技术的优点，成功开发了ＨＴ－Ｌ粉煤加压气化技术。有人比喻说：这种技术是个扎根“航天”、立足能源化工产业的“混血儿”。而集航天和能源化工技术优势于一身的这个活脱潇洒的“混血儿”，仿佛与生俱来就是要干一番一鸣天下的大事。

　　气化炉、气化炉燃烧器、特殊阀门的设计生产过程也被科研人员视为必须重点突破的3个关口。其中，又以气化炉的设计难度最大、创新性最高。为研制出直径为２．８米、高为１７米的气化炉，在火箭发动机专家蔡德生的指导下，科研人员从结构设计、热计算、核心部件制造等关键环节入手，沿用了燃烧组织技术和冷却传热技术，大量借鉴了多年来航天发动机的研制生产经验。然而，与航天发动机研制不同的是，ＨＴ－Ｌ粉煤加压气化整套设备体积庞大，小试、中试均无法获得实际运行数据，这成为研发过程中最大的困难。基于这一原因，同时也为能够缩短研发时间，保证“航天第一炉”迅速抢占市场，科研人员跨过小试、中试阶段，一步进入工程施工和调试阶段，这是一招险棋，风险非常大。

　　为验证方案的可行性，一院组织召开了多次评审会。２００５年底召开的专家评审会是检验方案可行性的“生死战”，专家们对自主研发粉煤加压气化技术实施的可行性进行了评审。评审结果表明，这一研发方向是正确的，科研人员终于吃了一颗“定心丸”。但专家们同时也慎重地指出，尽管方案可行，但要实现最终的成功，还需经过一个曲折的过程。一年之后，再次召开的评审会邀请结构专业、燃烧专业、计算专业等各个相关领域的专家３０余人，对图纸的设计细节进行了全方位考证。专家们不放过任何一处细节，共提出了具体改进建议数十项。在专家对粉煤加压气化技术进行验证的同时，科研人员也对全部能够通过试验得到验证的设备和零部组件进行了大量的试验验证。今年年初的专家评审会，有人说就像型号的出厂评审，三堂会审，一丝不苟。

　　最后，各路专家给该项目打出高分，称该项目体现出先进的节能环保的设计理念，ＨＴ－Ｌ粉煤加压气化装置不仅节能减排而且还能三废处理。使用这种装置，每年将节约３５７万Ｇ焦的热能，折合１２万吨标准煤。先进的ＨＴ－Ｌ粉煤加压气化技术可以将排放到大气中的硫全部回收，回收的硫可制成硫磺。生成的废气经过分离过滤器处理，变成与大气指标相同的洁净气体。由于循环处理使用后，排出的废水不多，定期有一部分水经过污水处理厂处理后达标排放。生成的废渣由于碳含量很低，可以变废为宝，用来做建筑用材料。

　　３年多的摸爬滚打，而今喜获高分通过。然而，你可知道，这群“考生”是一支平均年龄只有２７岁的年轻航天团队。“航天第一炉”研发工作之初，只有４人参与其中，在其后的３年间，不断地有来自全国重点高等院校的应届毕业生加盟。虽然年轻人居多，但拥有十几年工作经验的中老年专家依旧是这支队伍的核心，搞研发、攻难关，而且形成了浓厚的航天文化氛围。

　　这还是一支由航天精神锻造而成的队伍，是一支敢想敢干的队伍，是一支吃苦耐劳的队伍。在这支队伍中，每个人都懂得奉献和团结的意义。气化炉的制造，煤化工公司选择了张家港化机厂。热工事业部部长信伟、副总工程师孙庆君、工程部部长崔大勇等１０多人从去年１０月到今年４月，一直工作在这家民营企业的生产现场，帮助对方进行质量和进度把关。他们对每一步工作都进行了细致的安排，为每个生产环节拟定了标准。他们严慎细实的工作作风受到化机厂工人们的敬佩。一走进张家港化机厂的大门，便会看到厂房墙壁上的２０个醒目大字：“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献。”载人航天精神跟着工程融入到了制造队伍之中。

　　今年春节前后，正是气化炉生产的关键阶段，１０多名科研人员都没回北京，在施工现场紧张地对设备进行安装调试。

　　除夕夜，从北京赶来的煤化工公司总经理王明坤乐呵呵地推门走了进来，他朝大家晃了下手中的两瓶洋酒：“从北京带来的，给大家尝个鲜！”科研人员这才放下手中的工作，聚拢过来。

　　这时，王明坤往旁一闪，让出身后的特邀嘉宾。顿时，人群中有人发出了惊喜的叫声。原来，部分科研人员的家属受到公司的邀请，也来到了张家港化机厂，与他们投身“航天第一炉”事业的亲人一同度过春节，慰问和鼓劲交织在一起，尽在不言中。

　　为了“航天第一炉”的诞生

　　经过3年半的设计、施工，“航天第一炉”终于进入了最后的冲刺阶段。今年９月２４日，已完全具备试车条件。首次试车意在打通工艺流程，实际验证核心设备气化炉、气化烧嘴和泵、阀等关键设备的工作可靠性，以及航天煤气化全套工艺技术、自动控制技术的正确性和安全性。

　　据介绍，ＨＴ－Ｌ粉煤加压气化工艺是一道难关，工艺中最主要的气化岛部分的工艺分为5大步骤：一要输煤、备煤；二要磨煤、干燥；三要加压输送；四要气化、合成、洗涤；五要灰渣水处理。９月这一个月，是科研人员最为紧张繁忙的日子，为了摸清所有设备和仪表的“脾气”，他们几乎天天在调试。

　　７０岁高龄的卢正涛总工程师对煤制气技术有着丰富的理论和实践经验，有他坐镇，调试中遇到的工艺技术问题都能及时得到解决。煤化工公司副总经理姜从斌通过参与该项目，在短短两年多的时间里，从一名设备管理人员成长为化工工艺专家。他以扎实的逻辑理论知识为基础，操控复杂的控制系统，并从系统数据的判读中一次次找出了系统故障的症结，使调试工作顺利进行。孙庆君副总工程师是全程指挥试车的老手。他谙熟试车程序的每一个步骤，了解进退的尺度。正是他保证了试车过程的有序推进。

　　１０月８日，首次试车正式开始。“航天第一炉”是自工程设计阶段一步跃入工程施工、调试、试车阶段的，加之首次试车又要迎战原料煤本地化、降低投资、关键设备国产化“三关”，煤化工公司和河南永煤集团濮阳龙宇化工公司的员工都感到了不小的压力。同时，由于“航天第一炉”属于化工设备，试车的安全问题受到各级领导的高度重视。集团公司领导、总部有关部门领导、一院领导都一直高度关注。

　　为了这个项目，集团公司上上下下为之操劳，很多人亲手呵护“航天第一炉”的成长。在试车现场，所有航天人和河南永煤集团濮阳龙宇化工公司员工们的心情是一样的，期盼着成功的那一刻。

　　１０月８日到１３日，经历了１０余次系统自动停车之后，参试人员的心情都变得紧张起来。他们齐齐地把自己“钉”在了测控室里，谁也不肯休息。不少人连续奋战３０多个小时，累了就将两把折叠椅对接起来，半躺在上面小憩片刻。试车成功的念头占据了现场所有人全部的思绪，精神处于高度紧张状态，有人风趣地说道：“大家的眼睛都是冒着光的。”

　　试车过程再次遭遇了系统自动停车。现场技术人员连续工作２０余个小时，查明了问题。有人劝连续加班的人员休息之后再战，但大家都隐约感到了成功的临近，不肯离开测试室。

　　终于，１３日１１点１５分，“航天第一炉”一次投煤成功了。航天人站在山坡上，透过望远镜远远地观望到熊熊烈焰倏然间跃入视野时，兴奋的欢呼声也在同一时刻跳出他们的喉咙，冲向了湛蓝的天空。“成功了！”测控室里也顿时沸腾了起来，人们欢呼着，不停地鼓掌，一个电话接一个电话地拨出去，向对方报喜。河南永煤集团濮阳龙宇化工公司的院子里传来了噼噼啪啪的鞭炮声……

　　１１点２８分，参数正常；

　　１２点２０分，经过两次顺利排渣后，系统按计划执行停车程序。

　　此次试车，试验压力为１ＭＰａ，生产负荷４０％。气化炉出口有效气体组分达到８７％，副产蒸汽量、盘管和气化炉壳体温度、炉渣状态符合设计要求。

　　试车获得了圆满成功。

　　１０月１５日下午３点，气化炉完成置换，降温至４０℃，炉内脚手架搭建完毕。航天煤化工公司和河南永煤集团濮阳龙宇化工公司的技术人员自炉底进入气化炉内部，对水冷壁、气化嘴等进行了检查。当他们一个个“灰头土脸”地从气化炉的“肚子”里爬出来时，脸上露出了兴奋的笑容。王明坤按捺不住心中的喜悦：“炉内水冷壁上局部挂渣，气化烧嘴无任何烧蚀和淬裂现象。”

　　１０月１６日凌晨１点，“航天第一炉”再次顺利点火，２点３０分投煤成功，开始了７２小时连续运转。１０月１９日下午７点１０分，在确认整个运行阶段各项参数指标正常后，按计划整套设备顺利、安全停车。“航天第一炉”一次投料成功，适用年产３５万吨～４０万吨甲醇的大型航天炉进入实施阶段。

　　“航天第一炉”的诞生，意味着航天科技集团公司航天技术应用产业的产业化能力得到进一步提升，航天技术在煤化工产业的应用取得了大的成功，构建航天科技工业新体系又获得新的进展。随后，“航天第一炉”将用近一个月的系统调试，进入满负荷长周期生产阶段。

　　作为示范项目，“航天第一炉”长周期稳定运行还有待时间的考验，但航天人对最终的成功充满必胜的信心。

　　 
 
法新社：中国航天完成关键一步