江西“人造太陽”首次放電

　　1月12日，我國首個可實現壓縮融合啟動等離子體電流的球形托卡馬克裝置(NCST，Nanchang Spherical Tokamak) 在南昌正式投入運行，并首次成功放電。這一成果有望為新材料領域的科技創新和產業發展提供助力。

　　據該裝置研發單位——南昌大學江西省聚變能與信息控制重點實驗室副教授陳小昌介紹，托卡馬克裝置使熱核反應在一定約束區域內根據人們的意圖有控制地進行，即受控核聚變，因此該裝置被通俗地稱為“人造太陽”。據測算，1升海水中所含的氘，經過核聚變可提供相當于300升汽油燃燒后釋放出的能量。

　　“首次放電成功，標志著江西省已初步具備了設計、制造及運行中小型托卡馬克裝置的能力。”實驗室博士錢玉忠接受記者采訪時說，NCST裝置內部安裝有兩個上下對稱的極向場線圈，這也使其成為我國首個可利用壓縮融合方式啟動等離子體電流的球形托卡馬克裝置。該裝置的成功投運，也填補了江西省在磁約束聚變基礎實驗研究領域的空白。

　　據了解，南昌大學與中國科學院等離子體物理研究所還聯合成立了磁約束聚變聯合實驗室，為中國聚變工程實驗堆重大工程建設及相關核聚變研究提供探索性的實驗經驗。同時，江西省還將圍繞NCST模擬太空輻照環境的特性，積極開展交叉應用研究。

國產高含硫天然氣壓縮機組問世

　　由中原油田普光分公司自主研發的國內首臺高含硫天然氣壓縮機組在普光101集氣站安裝完畢，正式進入調試階段。“這表明我國已成為世界上極少數掌握高含硫天然氣壓縮機組技術的國家之一，對提高氣井采收率，保障氣田長久發展具有里程碑意義。” 3月12日，中原油田采氣首席專家朱德華表示。

　　“世界上能制造高含硫壓縮機的廠家屈指可數，而能滿足普光氣田特性的更是只有一家美國企業，每臺機組造價2400萬元。”朱德華介紹說。在沒有任何經驗可循的情況下，普光分公司從2018年開始了“酸性濕氣增壓先導試驗項目國產機組”項目的研發工作。而普光氣田高含硫的特性就已經注定了此次研發工作的難度。而因這一特性引發的其他一連串問題更是雪上加霜。

　　據普光分公司副經理商劍峰介紹，經過3年不懈努力，普光分公司共解決關鍵技術難題40余項，終于研發出了首臺國產化高含硫天然氣壓縮機組，并形成了高含硫壓縮機設計、制造技術和增壓壓縮機安全、高效運行及檢維修等一系列配套工藝，填補了國內技術空白，而價格僅為國外設備的三分之一。

-271℃!大型低溫制冷技術獲重大突破

　　4月15日，由中國科學院理化技術研究所承擔的國家重大科研裝備研制項目“液氦到超流氦溫區大型低溫制冷系統研制”， 在理化所廊坊所區通過驗收及成果鑒定。專家組認為，該項目整體達到國際先進水平，其中高穩定性離心式冷壓縮機技術和兆瓦級氦氣噴油式螺桿壓縮機技術達到國際領先水平。

　　業內人士表示，該項目的順利驗收，標志著我國從此打破了國外技術壟斷，具備了研制液氦溫度4.2K(約-269℃)千瓦級、超流氦溫度2K(約-271℃)百瓦級大型低溫制冷裝備的能力，大型低溫制冷技術進入國際先進行列。

　　據介紹，該項目取得了一系列核心技術突破，包括大型低溫制冷系統整機設計體系構建及控制技術、系列化氣體軸承氦透平膨脹機技術、大型超流氦負壓換熱器技術、大型高效氦氣噴油螺桿壓縮機技術、高穩定性離心式冷壓縮機技術、大型復雜低溫制冷系統集成與調試技術等。

　　在應用和成果轉化方面，項目組打造了“邊研究、邊應用、邊轉化”的模式。項目成果——百瓦級大型制冷機在寧夏鹽池液化天然氣閃蒸汽提氦項目中獲得應用，初步打通了我國氦資源開發的技術鏈條。項目的成功實施，還帶動了我國高端氦螺桿壓縮機、低溫換熱器和低溫閥門等行業的快速發展，提高了一批高科技制造企業的核心競爭力，使相關技術實現了從無到有、從低端到高端的提升，在我國初步形成了功能齊全、分工明確的低溫產業群，讓“冷”裝備獲得了“熱”發展。

國產化乙烯工藝首次工業化應用

　　5月8日，黑龍江海國龍油石油化工股份有限公司45萬噸/年輕烴裂解裝置開車成功。此前不久，也就是4月26日，寧波華泰盛富聚合材料有限公司60萬噸/年乙丙烷脫氫裝置開車成功。短短10天，這兩套均由中國石化工程建設有限公司(簡稱SEI)提供工藝包并進行工程設計，以乙烷、丙烷、丁烷氣體為原料裂解制乙烯裝置先后傳來捷報。這是我國國產化工藝技術在氣體原料蒸汽裂解制乙烯項目上首次工業化應用，不僅證明了該技術的可靠性和先進性，而且標志著SEI自主乙烯工藝技術達到新的里程碑。

　　為了順應乙烯工業輕質化發展的新趨勢，中國石化SEI專門研究開發了適配輕質化原料的CBL裂解爐技術，該技術對原料及操作具有較大的靈活性，高蒸汽產量、高熱效率、長運行周期和低NOx排放。另外，分離流程采用SEI自主開發的、專門適應于乙烷等氣體原料裂解氣分離的優越乙烯回收工藝(ART)。該工藝開發了各種氣體原料的冷量高效回收技術，采用不含油洗塔的新型急冷流程，創新了氣相原料裂解氣的重油分離及工藝水處理方法，開發出了適用于乙/丙烷原料裂解氣的前脫乙烷前加氫、深冷及脫甲烷高效分離工藝流程，并優化了與熱泵結合的低壓乙烯精餾技術，最終形成了氣相原料裂解制乙烯的成套技術。

　　業內人士表示，采用中國石化SEI技術的兩套氣體原料裂解制乙烯裝置在國內首開成功，填補了國產化技術在氣體原料裂解制乙烯領域的又一空白，是踐行中國石化工業加快綠色低碳轉型，打造世界級自主品牌的具體體現。

首套淺水水下采油樹系統海試成功

　　5月14日，中國海洋石油集團有限公司對外宣布，歷經近百項嚴苛測試，由我國自主研發的首套淺水水下采油樹系統在渤海海試成功，全面驗證了該系統的可靠性、安全性和功能性。

　　據介紹，與國外同類產品相比，該系統有兩大優勢：一是該套系統重量降低40%、成本降低30%。以水下采油樹系統中的水下井口為例，可節省單井作業周期20%，節約作業費用600萬元左右。二是首次采用全包裹式的防護設施，可有效避免漁網拖掛和船錨下放給水下生產系統帶來的風險，設計理念在國際上處于領先水平。

　　“水下采油樹系統是海洋油氣生產的‘咽喉’，是海上油氣田水下開發模式中不可或缺的關鍵裝備，其制造工藝和質量水平直接關系到油氣田開發的安全性、可靠性、經濟性和環保性。”中海油研究總院有限責任公司項目總負責人米立軍介紹，為攻克這一關鍵核心技術，2019年以來，中國海油研發團隊持續攻關，以“集成化、簡易化、低成本”為原則，克服了國內經驗少、技術高、項目工期短、疫情影響大等諸多挑戰，先后攻克了井口穩定性、流動安全保障等多項行業技術瓶頸，完成了1300余個零部件的設計、試制、組裝和測試，最終形成了具有我國自主知識產權的水下采油樹系統，打破了西方少數石油公司的長期壟斷。

首臺套天然氣長輸管道30兆瓦級燃驅壓縮機組驗收

　　4月24日，由中國機械工業聯合會和中國通用機械工業協會組織的首臺套天然氣長輸管道國產30兆瓦級燃驅壓縮機組鑒定驗收會在浙江衢州召開。與會專家一致認為，該機組性能完全滿足我國天然氣管道的建設與運行要求，達到了國際先進水平，實現了我國能源裝備領域的重大突破。

　　在工業性考核期間，燃氣輪機驅動壓縮機組(簡稱“燃驅壓縮機組”)表現出了良好的性能和運行可靠性，其性能達到了國際同類產品先進水平，關鍵生態指標——氮氧化物排放優于進口現役機組。在可靠性方面，“千小時故障停機次數”指標也優于進口機組同期水平。截至目前，機組已經穩定運行超過8200小時。專家組表示，30兆瓦級燃驅壓縮機組的研制成功，打破了國外技術壟斷、填補了國內空白，對于實現能源核心裝備自主可控、保障國家能源戰略安全具有重要意義。

　　30兆瓦級燃驅壓縮機組國產化工作由中國船舶集團第七〇三研究所負責研制牽頭，哈爾濱汽輪機廠負責燃機本體制造，沈鼓集團負責壓縮機研制及制造，國家管網集團西氣東輸分公司作為建設運營單位和最終用戶并參與機組研制。機組研制過程中，各參研單位通力合作、攻堅克難，以“高標準、高水平、重推廣”及“能與國外產品同臺競爭”為總體原則，組織開展了大量技術攻關，歷經10年，相繼攻克了30余項研發設計、生產制造及試驗驗證等方面的關鍵核心技術，完成了機組研制、工廠試驗及工業性運行考核。

首臺ACL90大型軸流壓縮機下線

　　6月25日，中國首臺完全自主研制ACL90大型軸流壓縮機下線儀式在四川成都舉行。此次下線的ACL90大型軸流壓縮機，是成都成發科能動力工程有限公司根據市場發展趨勢及用戶需求，歷時9個月完全自主研發、自主設計、自主制造而成的，充分滿足用戶對風量、壓力、運行效率的要求。

　　據介紹，成發科能ACL90大型軸流壓縮機主要在氣動設計、強度設計、結構設計方面進行了突破和創新。

　　在氣動設計方面，成發科能依托航空發動機設計體系以及科能公司自主的T-Turbo氣動設計平臺，開發出了更加高效的葉型、優化了機組葉片的排間，提高了機組的整體運行效率，擴大了軸流壓縮機的安全運行調節范圍;強度設計方面，成發科能依據自身的強度考核體系和經驗，并吸收引入國際先進強度評價體系，通過坎貝爾圖以及Goodman曲線進行分析和考核，對機組進行強度校核，保證機組安全可靠運行。

　　結構設計方面，該壓縮機的核心葉片采用軍工材料，采用第二代葉型設計及承載面積更大的T型榫頭，有效降低了應力水平，顯著提升機組核心葉片的使用壽命。此外，在結構設計上還采用經過充分驗證的整體焊接式殼體，具有強度高、塑性韌性好、包容性好、機構靈活、沒有鑄造缺陷等優點;采用平衡管道+平衡轂的雙平衡系統，解決了啟機或壓力調整時軸向平衡的滯后性，提高了止推軸承的壽命;采用異形進口圈結構，降低進口氣流損失;采用自主專利的梳齒+浮環的組合式密封結構，提升密封效果，提高機組的工作效率和壽命。

成品油管道輸送用上“中國心”

　　9月8日，國家管網集團華南公司珠海站傳來喜訊，我國首套基于自主可控100%國產化成品油管道數據采集與監視控制(SCADA)系統順利上線運行。

　　SCADA系統指成品油管道工控系統，包括全套硬件和軟件，是數據采集與監督控制系統，是管道輸送的“心臟”，廣泛應用于成品油管道等領域。為了打破國外長期以來的技術壟斷，降低系統全生命周期成本和安全風險，華南公司聯合杭州和利時自動化有限公司，聯手開發了國內首臺(套)自主芯片和操作系統100%國產化的成品油管道SCADA。“這是第一個實現全流程國產化的SCADA，真正實現了所有硬件、軟件的國產化。”成品油管道SCADA系統研制項目技術總負責人、華南公司高級專家楊昌群表示。

　　楊昌群介紹，該系統實現了輕量化、高性能、國際水準，可適配工業領域三種主流體系架構CPU，支持多系統高效協同。系統以核心控制系統內生安全為基礎，結合多層次、多維度防護與監控技術，嵌入安全可信芯片，防止惡意程序攻擊，創新實現了可信計算在工業嵌入式控制的突破性應用，構建了核心控制系統的內生安全可信與動態主動防護，滿足成品油管道運行操作可靠性高及安全性高的需要，達到“自主可控、安全可信、高效可用”的目標。

　　SCADA系統成功上線運行，是自主工業領域芯片、數據庫、操作系統、工業軟件、自動化技術與大型油氣管道運輸行業技術的完美耦合，對保障國家能源安全具有重要意義。

首臺國產60萬立方米/天LNG繞管換熱器驗收

　　9月14日，由中國石油集團工程股份有限公司(簡稱中油工程)和四川空分設備(集團)有限責任公司聯合研制的國內首臺全國產化60萬立方米/天液化天然氣(LNG)繞管式換熱器研制完成，并順利通過出廠驗收。與會專家表示，該繞管式換熱器的成功研制，對于我國掌握具有自主知識產權的LNG繞管式換熱器關鍵技術，形成800萬噸級大型天然氣液化成套國產化技術，打破國外技術壟斷，支撐我國“雙碳”能源發展具有重要戰略意義。

　　LNG繞管式換熱器是大型LNG裝置的關鍵核心設備，但長期以來該核心設備的設計制造技術都被國外公司壟斷，不僅制約了我國大型LNG成套技術的發展，也對我國LNG清潔能源的戰略安全造成影響。2019年，中油工程啟動了“800萬噸級超大型LNG成套技術研究”項目的研發工作。該項目由中油工程西南分公司承擔，其中包括對超大型LNG裝置設備國產化的研究，四川空分與中油工程共同承擔了該項目重要研究內容和關鍵環節——60萬立方米/天LNG繞管式換熱器工程樣機的研制。

　　在近兩年的時間里，中油工程西南分公司與四川空分LNG繞管式換熱器研發項目組開展了大量的關鍵技術研究、試驗及工藝攻關，獲得了多項關鍵技術專利及繞管式換熱器設計軟件著作權，最終順利完成了國內首臺60萬立方米/天LNG繞管式換熱器工程樣機研制，并建設了國內首套基于LNG繞管式換熱器的天然氣液化系統。

國內單系列最大加氫裂化裝置投產

　　11月20日，由中石化廣州(洛陽)工程有限公司EPC總承包建設的鎮海煉化400萬噸/年加氫裂化裝置試車成功。據了解，這是國內單系列最大的加氫裂化裝置。目前該裝置已步入正常生產序列，各項產品指標合格，設備運行狀態良好。

　　據介紹，該裝置是鎮海煉化煉油老區乙烯原料適應性改造項目，采用具有中國石化自主知識產權的加氫裂化成套工藝技術建設，于2020年5月10日開工。該裝置主要以摻煉比例高達37.5%的柴油為原料，生產輕石腦油、重石腦油、航煤等，可為乙烯裝置提供優質石腦油原料。其主要設備均已實現國產化，重型加氫反應器實現輕量化設計制造，建造技術達到國際先進水平。

　　為確保提前半年實現工程中交目標，該公司根據已確立的節點目標，對項目實施各環節點重新進行了細化和分解。在項目設計中，工藝、自控、機械、加熱爐專業采用COMMOS FEED+COMMOS IC+SPPID等手段進行數據傳遞和智能PID的繪制，管道、設備、結構等專業采用PDMS+XVesselTekla等輔助設計軟件進行三維協同設計、專業會簽和模型碰撞檢查，首次實現了地下管道施工的設計零變更。同時，還通過采用重疊布置的高效纏繞管換熱器、一體化循環氫脫硫等先進的工藝及工程專利技術，實現了項目占地少、投資省。

　　(注：本文年份日期如無特別說明，均為2021年)