三、四万空分的研制概况
　　 首先，自2002年9月合同签订后，为确保设计的高水平，制造的高质量，公司建立了该项目的质量保证体系，采取了严密的组织措施，总经理亲自挂帅，总工程师担任项目总监，层层分解任务，明确责任、严格考核，为圆满完成这一艰巨任务提供了组织保证。
　　其次，全力做好大型空分国产化的设计和7个科技攻关项目，以确保四万空分国产化目标的实现。
　　国家为保证这一重要项目圆满成功，专门设立科技攻关专题。大型空分国产化共设8个攻关专题，分别是：4万m3/h空分流程设计和成套技术开发；大型分子筛吸附器的研制；大型高压换热器的研制；高压带液透平膨胀机的研制；大型规整填料塔的研制；空分设备特殊阀门的研制；变负荷智能型集散控制系统的研制；4万m3/h空分装置大流量空气透平压缩机研制。除最后一个攻关专题由沈鼓承担外，我公司承担了其余7个专题的攻关任务，其中空分流程设计和成套技术开发以及控制系统研究由开空集团和华鲁恒升共同进行攻关。
　　完成4万空分供货合同和7个攻关专题的最重要一环，就是设计工作，所以，从流程计算开始，确立的目标就是：首先保证可靠性，同时力求达到最先进指标，把可靠性放在第一位。我们利用世界先进的ASPEN-PLUS流程设计模拟软件，对多种不同方案进行模拟，对每种方进行参数优化，方案计算时已对各单体设备的具体情况进行充分考虑。精馏塔是空分设备的心脏，精馏塔设计的优劣对成套空分性能有决定性的影响，特别是上塔，进出料口多，由于要保证较高的氩提取率，各抽口的位置优化就更显得重要，为确保各抽口在最佳位置，在流程模拟时，仅在这一方面就进行了上百次的模拟计算。换热系统的组织亦是内压缩流程空分设备技术的核心，在流程计算中，有诸多的精力花在了换热系统的组织上，由于氧气压力高达8.6Mpa，为确保安全，我们对高压氧和增压空气两种高压流体采用了绕管式换热器，虽然绕管式换热器与铝制板翅式换热器相比，成本较高，但是在高压氧环境中考虑到铝的化学活性高和板翅式换热器的特殊结构在高压下可靠性差的特点，我们仍坚持选用铜管和不锈钢壳体制造的高安全性和可靠性的绕管式换热器，其余的低压部分主换热器，我们选用铝板翅式换热器。在大量的模拟计算的基础上，选定了我们认为是最合适的方案并进行了敏感性分析，确保成套设备的操作稳定性。在保证性能的基础上，我们还对设备的安全、温差应力、各种载荷及不同条件下的变形情况都进行了细致的分析计算，确保各设备在各种工况下都能正常工作。对于配套厂家提供的设备，如空压机、增压机、氮压机、高压液氧泵等，我们充分与之沟通，提出我们对这些设备的设计和操作的详细要求，避免这些设备因要求不明确而造成无法实现成套空分设备的设计目标。在高压阀门的选择方面，我们虚心听取有关用户的经验教训，选择可靠的厂家、可靠的结构、可靠的材料，确保这些阀门能够正常操作，圆满完成了四万空分设备的设计任务。
　　第三，在原国家机械局的大力支持下，原国家经贸委批准立项，给予开封空分“4万米3/时大型空分设备国产化”技术改造项目以重点支持。
　　通过国债技改项目的实施，企业改造了计算机中心，引进了国际先进的空分设备流程静态、动态模拟技术软件、各种换热器计算软件、透平机械设计及制造技术软件，不仅进一步优化了4万米3/时空分设备的设计，而且还极大地增强了企业自主开发大型空分设备的能力；通过项目的实施，企业新增一批用于大型空分核心技术单体设备制造的大型、关键加工设备、先进的焊接设备和检测设备，其中主要有引进美国的2000×3000毫米大型铝管道自动焊接装置，60×3000毫米大型四辊卷板机，5000×12000毫米及5000×8000毫米大型焊接操作机，大型数控折弯机，大型型材弯曲机，Φ5000毫米大型塔器装配架、大型绕管机、新型铝板式换热器翅片冲床、大能量X射线探伤机等以及40多台先进的CO2/MIG、TIG气体保护焊机。通过项目的实施建成了用于制造“4万”及以上等级大型空分核心技术单体设备的起重能力为75吨的重型生产车间3085平方米；建成了先进的4万米3/时空分用透平膨胀机的试验车间和全套试验设施。
　　第四，关键单体设备与机组的工艺制造技术攻关
　　1、绕管式主换热器制造
该设备是“4万”空分中的核心技术单体设备，其设计压力高、重量重、制造难度大，我们通过工艺及制造技术的攻关，解决了如下关键技术。
　　中心管对接
　　中心管由于直径小，管壁较厚，采用长度较长的无缝管，尽量减少对接环向焊缝数量，有效地保证对接后的直线度。
　　管束的绕制
　　对中心管表面专门进行处理，以达到最佳的钎焊质量的要求，防止换热管整体从中心管上脱落。
　　管子与垫条之间采用钎焊，钎接时，采用钎焊温度适度，具有一定的钎焊强度并无钎剂污染的钎料。
　　管——管的对焊
　　为了保证换热管应具有的强度和气密性。对此，针对采用不同的钎料及钎剂配合，进行了一系列焊接工艺评定，确保拉伸试验、宏观显微金相、钎着率、晶间腐蚀及高压、低温冲击试验均符合ASME相关标准的要求。
　　管——管板的焊接
　　不锈钢管板与紫铜管属于异种金属焊接，采用特定钎料的火焰钎焊，焊接接头经拉脱试验及气密性检查效果良好。
　　 套装
　　由于设备的绕管芯子重量大，长度长，直接套不易进行，实际生产中采取工艺性支撑滑动装置，减小套装阻力。
　　 绕管体对接
　　由于绕管芯子长（约16000毫米），无法一次绕成，换热器芯子分成两段，分别绕制，使用激光准直仪校正筒体直线度后对接中心管，然后将两段芯子上的换热管组对焊接。
　　2、 分馏塔制造
　　上塔、下塔填料的装填
　　为了保证填料的装填质量，在筒体长度方向采取了专门措施，保证筒体圆度，使填料的装填满足设计要求。
　　下塔与冷凝蒸发器复合，由于设备复合后重达约100吨，长约33米，因此我们根据下塔与主冷直径差，配置滚轮架，调整滚轮架高度，经纬仪找正，设备就位后，调整可调垫铁，激光准直仪校正，采用双面立焊加自动焊盖面焊接。
　　3、透平膨胀机制造
　　针对我公司为华鲁恒升四万空分装置配套的新型增压透平膨胀机所采用的先进的设计方案，工艺部门制订了详细、可行的试制方案，对膨胀机的关键件进行了必要的试验，主要包括三油叶径向止推轴承的加工，三元闭式叶轮的整体铣制、叶轮的钎接，叶轮及主轴三棱柱结构的加工及装配等，充分利用新工艺、新装备的工艺方案，有力地保证了产品的顺利生产。