破譯乙烯壓縮機(jī)失效密碼

乙烯有著“石化之母”的美譽(yù)，在我們?nèi)粘Ｉ钪?，石油、紡織、橡膠等都含有乙烯。世界上把乙烯產(chǎn)量作為衡量一個(gè)國家石油化工發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。

　　“這臺設(shè)備是發(fā)往浙江的，投產(chǎn)后每年乙烯產(chǎn)量可達(dá)到120萬噸……”眼看著一臺臺乙烯壓縮機(jī)在生產(chǎn)線上等待組裝、試車，沈陽鼓風(fēng)集團(tuán)(以下簡稱沈鼓集團(tuán))研究院院長楊樹華如數(shù)家珍，嘴角自然地向上翹著。這些乙烯壓縮機(jī)是成套乙烯生產(chǎn)裝置的心臟，當(dāng)之無愧的大國重器。

　　從無到有，從被國外嚴(yán)密技術(shù)封鎖到掌握關(guān)鍵技術(shù)、理論，大國重器的背后，凝聚了沈鼓集團(tuán)院士工作站11個(gè)院士團(tuán)隊(duì)、沈鼓研究院無數(shù)科研人員的汗水。

　　程耿東院士就是其中之一。10年前，時(shí)任大連理工大學(xué)校長的程耿東是進(jìn)駐沈鼓集團(tuán)院士工作站的第一批院士，“我們是科研工作者，把自己專業(yè)知識貢獻(xiàn)給國家、幫助制造業(yè)做點(diǎn)事，是份內(nèi)的職責(zé)?！被叵氘?dāng)年，程耿東院士感慨地說。

　　程耿東院士團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)的是壓縮機(jī)葉輪結(jié)構(gòu)可靠性研究。葉輪是關(guān)鍵設(shè)備中的關(guān)鍵部件，尤其是百萬噸乙烯裝置壓縮機(jī)組，葉輪工作環(huán)境極其惡劣，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪時(shí)刻處于高壓力、高速流動的復(fù)雜組分介質(zhì)環(huán)境中，要經(jīng)歷不停變化的溫度和壓力波動，并且要穩(wěn)定運(yùn)行數(shù)年之久。

　　“在實(shí)際運(yùn)行中，葉輪偶爾會發(fā)生疲勞失效現(xiàn)象?！睏顦淙A告訴科技日報(bào)記者，“此前，這種現(xiàn)象的機(jī)理一直未能明確，屬于行業(yè)性技術(shù)難題，也是制約離心壓縮機(jī)行業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸?！?

　　一旦乙烯壓縮機(jī)出現(xiàn)問題，整套乙烯裝置都要停車，下游依賴乙烯產(chǎn)品的企業(yè)也必須停工，損失之巨難以估算，以至于業(yè)內(nèi)有“壓縮機(jī)一響，黃金萬兩;壓縮機(jī)一停，效益歸零”的說法。

　　為了解決這個(gè)問題，程耿東院士及團(tuán)隊(duì)成員與沈鼓集團(tuán)研究院科研人員戮力同心，從事故現(xiàn)場破壞的葉輪開始研究，科學(xué)上探尋機(jī)制原理，技術(shù)上尋找解決辦法。最終，他們成功地破譯了導(dǎo)致葉輪失效的核心密碼。

　　經(jīng)過長期研究，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)葉輪結(jié)構(gòu)雖然具有密集的固定頻率，但只有某一個(gè)或幾個(gè)頻率下的共振，才會導(dǎo)致破壞風(fēng)險(xiǎn)，這些頻率的共振是關(guān)鍵因素。“只要規(guī)避了關(guān)鍵共振頻率，就可以從根本上解決共振問題?！睏顦淙A說。

　　2016年，《大型離心壓縮機(jī)葉輪結(jié)構(gòu)完整性研究和分析技術(shù)開發(fā)》項(xiàng)目完成。這意味著葉輪失效這一重大瓶頸難題已經(jīng)得到了系統(tǒng)性、徹底的解決，并且完成了從理論到技術(shù)上的全面突破，也讓沈鼓集團(tuán)成為世界上極少數(shù)擁有這項(xiàng)核心技術(shù)的企業(yè)之一，打破了國外嚴(yán)密的技術(shù)封鎖。

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年因此項(xiàng)技術(shù)提升而減少的直接、間接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)8000萬元以上。

　　像這樣的核心技術(shù)，沈鼓集團(tuán)院士工作站中的11個(gè)院士團(tuán)隊(duì)，還可以列出一張長長的清單：與大連理工大學(xué)郭東明院士聯(lián)合承擔(dān)的“大功率屏蔽式核主泵自主化行性協(xié)同制造原理”項(xiàng)目在某三代核主泵研制過程中得以應(yīng)用;與東北大學(xué)聞邦椿院士、北京化工大學(xué)高金吉院士、清華大學(xué)王玉明院士等共同完成的“高端壓縮機(jī)組高效可靠及智能化基礎(chǔ)研究”中形成的新技術(shù)、新成果，已經(jīng)在十萬等級空分壓縮機(jī)、120萬噸乙烯裝置用壓縮機(jī)組等重大新產(chǎn)品研制過程中得以應(yīng)用……

　　更重要的是，院士進(jìn)駐工作站，并不僅僅給沈鼓集團(tuán)送來解渴之水，更是打出了汩汩清泉。

　　院士工作站建站以來，通過與院士所在的大連理工大學(xué)、西安交通大學(xué)、東北大學(xué)等國內(nèi)知名高等院校合作，近年來，培養(yǎng)工程碩士研究生40多人，博士研究生5人。今年不到40歲的王睿，就是其中之一。

　　“院士、教授們經(jīng)常會來講課，我個(gè)人覺得受益匪淺。”王睿告訴科技日報(bào)記者，“他們站位高、視角寬、眼光準(zhǔn)，有時(shí)候被一個(gè)問題困擾，聽完他們講課后會有豁然開朗的感覺?！?

　　如今，院士工作站已經(jīng)成為沈鼓集團(tuán)科技研發(fā)的重要力量，每年承擔(dān)超過20%的重難點(diǎn)項(xiàng)目和關(guān)鍵單元技術(shù)開發(fā)工作?！拔覀兪窃菏抗ぷ髡镜氖芤嬲撸Ｍ磥砟懿粩鄤?chuàng)新工作方法和管理模式，讓院士工作站發(fā)揮更大的作用?！睏顦淙A說。