艰难起步的“国产化” | 沈鼓的故事-9游会

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艰难起步的“国产化” | 沈鼓的故事

2022-01-08 09:20


 

沈鼓多次被表扬为“重大技术装备国产化”的典范,因为它为中国石油化工等重大工程开创性地提供了核心设备。不过,我们必须澄清一个问题:沈鼓并不是一个实现了自己产品“国产化”的企业,因为她的产品是自主开发的;但是,沈鼓同时又是一个使重大工程实现了“国产化”的企业,因为她的产品在重大工程中顶替了外国产品。

讲清楚这个看上去很绕的问题需要花很多精力,不过,读者一旦看明白了其中的道理,就会把握住当代中国技术进步的一个重大主题


文 | 路风 王晨 郭年顺 北京大学政府管理学院

编辑 | 谢芳 瞭望智库

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1

“国产化”问题的历史脉络




为了理解沈鼓道路的性质,先简要回顾一下历史。

 

沈鼓集团。图|图虫创意

 

继1970年代前半期的“四三方案”之后,中国从1978年开始再次从西方国家大规模引进成套技术设备。

 

【注:1970年代中期,中国第二次对外大规模技术引进,史称“四三方案”。】

 

1978年的引进计划,规模之大是空前的,但由于超过了国家财力和外汇支付能力的限度,年底的中共十一届三中全会决定实施国民经济调整的方针,对引进规模进行收缩。这种“反复”反映出当时的一个矛盾:一方面,在决策层已经形成必须依靠引进先进技术发展经济的主流思维,另一方面,又苦于购买外国设备的财力不足

 

“国产化”政策就是在这个矛盾的语境下被提出的。

 

根据一篇纪念国务院“110号文件”颁布30周年文章的讲述:1983年某日,时任机械工业部部长的林宗棠陪同国务院领导出差时,向后者重点汇报了机械工业的发展情况,并建议抓紧研制重大技术装备,以改变当时重点建设工程所需的成套设备大部分依靠进口的局面。林宗棠的建议被接受。

 

回顾历史,在技术引进的大潮下,以提供设备为主的机械工业是最容易被甩在一边的,因为“技术引进”恰恰是以进口设备为主。彼时,机械工业部部长提出“抓紧研制重大技术装备”的建议,实际上是要为机械工业争得一份参与权。不过,后来的情况证明,政府领导人接受这个建议的主要动机是降低引进设备的成本,而不是真的相信中国机械工业能够凭借自主开发来提供“先进的”设备。

 

1983年7月12日国务院颁布《关于抓紧研制重大技术装备的决定》,这份著名的“110号文件”被认为是首提“重大技术装备国产化”的标志性文件

 

该《决定》在陈述方针时说:“从现在起,我们就要采取有力措施,在依靠我们自己技术力量的同时,积极引进国外先进技术,合作设计、合作制造若干套重点建设项目的技术装备,力争在前十年内把这些最核心的关键技术真正掌握在自己手里,这样才能为后十年的经济振兴打下牢固的基础……”这段话其实反映出一个逻辑:只有通过“引进国外先进技术,合作设计、合作制造若干套重点建设项目的技术装备”,中国才能“把最核心的关键技术真正掌握在自己手里”——这就是“国产化”的逻辑。

 

从理论上分析,“国产化”与“自主化”,是可以清晰区分的两种模式:

 

①“国产化”是对引进技术的国产化,引进是前提;相反,“自主化”不以引进为前提,其实质是依靠自己的力量把产品做出来,尽管同类的产品可能已经存在于世,尽管开发过程也需要学习外国技术。

 

②在“国产化”模式下,产品概念、总体设计都是引进的,“国产化”只是中国企业按照这些设计把产品中的内容尽可能多地复制出来。而在“自主化”模式下,产品概念和设计必须自己做,并且必须依靠自己的能力在技术上完成产品开发。

 

③以引进为前提的“国产化”模式是在掌握核心技术之前复制产品,往往受到技术转让方的控制。而在“自主化”模式下,核心技术必须在完成产品开发之前就自主掌握,否则无法开发出产品。

 

因此,虽然这两个概念的语境都是技术落后状态,但它们的技术活动却有本质的不同,所以没有人会把中国载人航天工程、华为手机、深圳大疆的无人机等说成是“国产化”的成果。

 

很显然,沈鼓设计、制造压缩机的道路是自主创新模式,不是“国产化”模式。既然如此,为什么沈鼓又被说成是对“国产化”做出重大贡献呢?解开这个困惑的关键是区分“重大工程”在两个层次上的内容。

 

重大工程往往是大型复杂技术系统,如关系到国民经济运转的电信系统、电力系统、高铁系统和石油化工生产系统等等;而所谓的“重大技术装备”则是使大型复杂技术系统能够运转的关键设备,如电信交换机、输变电设备、高速列车或乙烯装置的压缩机等。因此,重大工程的技术开发发生在两个层次上:第一个是在“系统”的层次;第二个是在单个设备的层次。

 

由此可见,重大工程——即大型复杂技术系统——的技术选择主要是由系统集成者决定的,如

 

就中国的情况来讲,如果系统层次上的重大工程不执行设备的“国产化”政策,那么单个设备实现“国产化”是极度困难的;当然,如果单个国产设备做不好,系统集成者也不敢用。

 

区分“重大工程”的两个层次,也就可以理解为什么石油化工设备的“国产化”进展极其缓慢。由于中国最初是依靠引进成套设备来建设现代化的石油化工生产设施的,所以这些重大工程不仅主要使用外国设备,而且在系统层次上也被外国技术所主导,表现为石油化工设备的性能指标、主导设计、技术轨道乃至所有的规格,都是由外国的标准所决定。

 

对于本来就在技术水平和经验上落后于外国的中国机械设备工业来说,要求中国设备企业直接达到外国设备的水平,本身就是巨大的挑战。此外,还有用户在这种条件下形成的观念和心理——采用外国设备没有风险。

 

虽然外国设备出问题的情况比比皆是,但在中国却形成了这样一个逻辑:如果连世界“技术最先进”的外国企业的设备都出问题,就没有其他方法来规避这种风险了,所以买外国设备的决策没有责任;但如果是国产设备出了问题,那么就存在,在有“更好”设备的条件下为什么采用国产设备的疑问了,就是政治责任。

 

为了克服外国领先者的壁垒,处于后进位置的中国企业本来需要政府的支持和协调。但是,中央政府的工业行政机构从1980年代后半期就开始变动频繁,为执行“国产化”方针设立的国务院“重大办”也于1993年撤销。这致使政府对“国产化”的支持越来越无力,依赖进口设备建设项目的情况则盛行一时。

 

以乙烯成套设备为例,1978年的引进计划包括4套30万吨/年的乙烯项目。1993年,国家批准第三次引进乙烯设备,包括吉林化学工业公司和茂名石化的30万吨/年乙烯及下游装置,以及其他7套14万吨/年的小型乙烯项目。

 

1990年代后期,西方发达国家的乙烯生产设备已经达到60万-100万吨/年的水平,但中国主力石化企业的乙烯装置一直停留在30万吨/年的水平上,而且大部分项目的设备仍然依靠进口,直到1999年大庆石化以国产设备完成改扩建的48万吨乙烯装置。

 

几位机械工业专家在写于1990年代末的书中说,“石化技术设备是各流程工艺成套设备中,国产化业绩最差的设备”。曾经担任国家计委主任的陈锦华对石油化工设备依赖引进的情况评论道:“其中尤以30万吨合成氨、48万吨或52万吨尿素最为突出。20世纪70年代初引进成套设备13套,80年代又引进6套,90年代再引进13套,三次成套引进总数达32套之多。可以称得上是‘引进又引进,重复再重复’。这在世界各国引进技术设备史上是绝无仅有的。”

 

1998年,国家对石油工业实施战略性重组,成立中石油和中石化两大集团(此前中海油已成立),它们互换部分油田和炼化企业,形成纵向一体化的结构。在这种集中化管理体制为石油化工提供了“系统集成者”之后,乙烯工程的国产化才出现实质性的进步。特别是2008年成立国家能源局后,在国家层次上具有了对国产化进行督导的部门,石油化工成套设备的“国产化”方针才得以更有力地执行。

 

为了能够生产现代化的压缩机,沈鼓也经历了一次主要的技术引进。不过,沈鼓的引进属于“四三方案”,该方案在为建立当时中国没有的现代化石油化工而不得不引进成套设备时,其方针却是要通过引进使中国自己能够从此“自力更生”,所以才包含了核心设备技术的引进。因此,这里出现一个历史的“分岔”:当石油化工的发展还在依赖大规模引进时,沈鼓已经走上自主创新的道路,而且比石油化工真正落实“国产化”方针早了将近20年。

 

这个工业语境恰恰凸显出沈鼓道路的意义:在1950年代末通过模仿走上自主开发压缩机的道路后,沈鼓在第一代领导人贺祝三的带领下,通过1970年代的一次重大技术引进奠定了制造现代化压缩机的基础。但到改革开放初期,对引进技术的“国产化”并不足以使沈鼓赢得市场,因为引进的技术与国际先进技术相比是落后的。

 

于是,在第二代领导人梁铁山和刘玄的带领下,沈鼓没有停留在“国产化”的水平上,而是在1980年代通过自主创新突破了三元流叶轮技术,为自主开发大型离心式压缩机奠定了坚实的基础。

 

虽然沈鼓生产的压缩机是一项核心装备,但沈鼓不是大型石油化工生产的系统集成者。对于压缩机的“国产化”,沈鼓作为设备供应商的话语权远低于“系统集成者”的话语权。因此,“推动国产化”与“开拓市场”对其来说是同一件事——如果不能在石油化工设备市场上替代外国产品,那就只有退居这个市场的边缘,甚至改行。

 

沈鼓第三代领导人苏永强在20年任内的最大贡献,就是带领沈鼓坚持正面强攻这个市场,走了一条依靠不断自主开发新产品替代进口产品的道路,并在与第四代领导人戴继双等人的接力传承中,使沈鼓从后进者的位置一路冲到与国际巨头并驾齐驱的位置。

 

因此,沈鼓在大型压缩机上的突破并非是中国在大型石油化工成套设备上贯彻“国产化”方针的产物,因为它每一次都是以自主开发的新产品挤入原来被进口产品盘踞的市场。相反,沈鼓在核心设备上的自主创新及其展示出来的技术性能、质量和成本等优势,向“系统集成者”证明了“国产化”道路的可行性和合理性,从而促使它们执行这个方针。换句话说,沈鼓在单个设备层次上的自主创新,推进了系统层次上的“国产化”。

 

上述工业发展脉络就是沈鼓进入石油化工设备市场过程的大背景,而这个背景决定沈鼓道路只能充满艰辛。

 

2

突破乙烯压缩机市场




自1980年代,沈鼓就开始向国内石油化工项目提供压缩机。虽然压缩机是石油化工(化肥、化纤、乙烯等)生产装置的核心设备,但因为当时的整个“系统”都是引进的,所以沈鼓只能被挤在边缘市场中提供“拾遗补缺”的产品。

 

2018年9月1日,沈阳第十七届中国国际装备制造业博览会上展出的沈鼓集团部分产品模型。图|视觉中国

 

沈鼓要赢得核心设备供应商的地位,就必须突破核心市场,乙烯生产的关键设备就是这样的市场。因此,沈鼓第一次向中国石化企业提供乙烯装置的压缩机,是一次具有里程碑意义的突破,只是这个过程困难重重。

 

乙烯生产流程起始于对石油原料(如石脑油等)的裂解,即通过裂解炉产生裂解气(裂解工艺是专利技术,决定裂解炉的结构);裂解气是包含40多种成分的石化气体,要经过裂解气压缩机对其加压后分配到各个化工装置(制冷单元)当中去,在低温条件下合成产品;来自裂解气压缩机的裂解气中有一种主要气体是丙烯,它进入丙烯压缩机,逐级冷却至零下40摄氏度的环境下经过再分离,其结果进入可以提供零下102摄氏度低温环境的乙烯压缩机,最终得到乙烯产品。

 

裂解气压缩机、丙烯压缩机和乙烯压缩机被称为“乙烯三机”,整个乙烯生产流程要靠它们的推动,一旦开机就不能停下来,否则整个生产流程就会中断。因此,压缩机也被称作乙烯生产装置的“心脏”。压缩机如此重要,更让国内用户长期不信任国产设备。基于此,沈鼓突破乙烯生产装置压缩机的机会拖到1990年代晚期才出现。

 

到1990年代中期,中国石化总公司开始有意在乙烯设备方面执行“国产化”政策,动机也包括成本和交货期的经济考虑。随着一些支持“国产化”的干部走上总公司的领导岗位,以前被进口货一统天下的乙烯压缩机市场对国产设备出现松动。

 

沈鼓进入乙烯“三机”市场的第一个项目,是大庆石化总厂48万吨/年乙烯扩建工程需要的两台单线24万吨的裂解气压缩机。该项目从1995年开始论证,到1997年签订合同,1998年交付使用,这个过程说起来简单,但实际上是“惊心动魄”。

 

在大庆石化乙烯扩建工程的酝酿阶段,沈鼓厂长刘玄为说服该工程采用沈鼓的压缩机,先找到中国石化总公司的领导,得到首肯。不过,在当时的体制下,总公司说了还不算,还要得到独立核算的下属企业的同意。

 

但刘玄去拜访大庆石化时,对方“只是热情接待,根本就不谈使用国产设备的事”后来在刘玄的指示下,常务副厂长苏永强又以学习考察的名义带队去大庆石化。苏回忆道,那天往那一坐,满满一屋子人,对方一个副总工程师站起来说,“既然苏总来了很有诚意,那么我先把沈鼓产品在现场存在的52个问题跟你汇报一下。”那时大庆石化已经有十几台沈鼓的产品。

 

那位副总工从第一个问题开始说,一直说到第17个时,大庆石化的副总不耐烦了,说还有完没完?全说完了得多长时间?行了行了。那位副总工有点挑衅地说,那苏总我不说了?苏永强说你可以都说完。对方决定不说了。于是苏永强就一一回答这17个问题。回答完问题后,双方又交流一番去现场。到现场一看,问题更多,沈鼓方提出九游会j9官网ag登录入口的解决方案,然后回来马上整改。就这样来回去了多次。

 

1996年年末的一天,沈鼓的宾馆召开了论证会,中国石化总公司副总经理王基铭亲自主持,中石化总公司、大庆石化总厂、石油设计院等各方都来人参加,为沈鼓压缩机配套汽轮机的杭汽轮机厂(以下简称杭汽)老总也来了,机械工业部副部长孙昌基也参加了。上午的论证会发生激烈的“争吵”,苏永强回忆说:“那喊的啊,那桌子拍的。”

 

“吵架”的焦点就是要不要用国产设备。大庆石化一方力图说明为什么不能要国产,沈鼓和杭汽一方则力图说明为什么要国产,双方争执不下。王基铭和孙昌基在那坐着听,没插话。最后王基铭对刘玄说了一句话,“老刘啊,你们也知道,这么大的投资一旦有了问题谁也担当不起,那么沈鼓就应该做到把每一个螺丝钉都要加工到最精。”

 

刘玄很实诚,站起来说,“老王啊,你要是说我这基础,肯定保证你成功,但你要说每个岗位员工、每一个螺丝钉都做好,这个我觉得肯定很难做到。”王基铭当即宣布上午的会议结束。

 

刘玄一听急了,赶紧说我说错了,别散会,接着讨论。那也不行,散会。苏永强回忆说,“其实我明白,那是给咱们一个台阶。”刘玄、苏永强和沈鼓的总工程师、副总工程师4个人一到厂食堂,就说赶紧写措施吧。大家你一条我一条,刘玄亲自记录——“他说你们记录我也看不懂,只能我自己记录”,自己整理了14条,凑了凑词。4个人饭都没吃。

 

下午继续开会,王基铭一上来就问沈鼓和杭汽还有什么可说的。刘玄先表态,说沈鼓一共有14条保证措施,其中有一条是沈鼓决定为这个项目全员收风险抵押金

 

苏永强回忆说:“那次真收了,我交了4万,刘厂长5万,然后还有1万、3000、2000的。那个时候拿出几万块钱还得了啊。”也就是从那次开始,沈鼓出现了全员风险抵押金的概念。虽然这点抵押金根本弥补不了出了问题的损失,但起码表明了沈鼓的态度。

 

苏永强还回忆说,“杭汽的方总那可是真省事,我们老板一边说他一边记,等刘玄说完了,他随后的发言基本和刘一样。”晚上吃饭的时候刘玄对杭汽方总说:老方啊,你这得交咨询费啊。方总回答说:咱俩不是一家人嘛。

 

然后王基铭让大家再讨论,但还是“炸锅”,大庆石化方面的人还在说这个风险谁来担当,谁担得起。这时王基铭急眼了,哐一下拍桌子站起来说:“我用共产党高级干部的乌纱帽和我的全部个人家当为这个项目做抵押,你们相信了吧?”孙昌基马上站起来说,“我和老王一样,他怎么抵押我就怎么抵押。”见王基铭真发火了,大庆石化的白厂长马上站起来表态坚决按王总说的办,坚决支持国产化。他还辩解说,他们讲这些话的目的就是为了把这事做好,就是要把所有的矛盾暴露出来——“他转得老快了,把大伙乐的。”

 

就这样,论证会最后决定使用国产设备,不过还得请专家搞了一次国家级论证,论证后打了个报告,再经中石化党组同意。今天回过头看,那只不过是一个小裂解气压缩机,比现在沈鼓制造的庞然大物小多了。

 

沈鼓第一台乙烯裂解气压缩机制造了12个月,在这期间,苏永强接替刘玄成为沈鼓的一把手。他没想到,这台机组在试车的时候又经历了一场“惊心动魄”。

 

在举行验收仪式的前一天,沈鼓把中石化的领导都请来了,准备第二天早上8点半开鉴定验收会。但那天晚上11点半左右时,苏永强被电话从床上叫起来,说“试车崩了”。他赶到现场时,以总工程师为首的一群工程师正在那里争吵,几个小伙子吵得像公鸡斗架似的。原来,机组在试车时出现剧烈震动,技术人员正在为如何处理而争论。

 

如此震动下去,第二天的鉴定会是没法交代的;但如果停机,经过冷却、拆开,做平衡(某些部分要去重量)后再装上,那第二天的鉴定会就肯定开不了了。一位老工程师江总提出现场做平衡,但其他人都不同意,因为风险太大,整不好要出事的。苏永强在现场听取了各方意见后说,拆了再装来不及,没有别的办法了,惟一的办法是现场做平衡;就按江总说的办,出了一切问题由苏负责,开不了会第二天苏去跟他们谢罪,做检讨,成功了都是你们的成就。

 

凌晨1点半散会,苏永强就回家了,但他哪里敢睡觉啊?如果试车不合格,第二天的鉴定会就吹了,这是两个部长级领导定的事,还吵了两年多,没法交代啊。约好4点钟重新开车,他就在电话机旁坐着看电视。4点半现场打来电话,苏永强在第一声铃响时就接了。对方说:报告苏总,试车合格,现在进入稳定运行状态,转速什么都达到了。苏永强回答:一直开到鉴定会参观结束。

 

那时已经快早晨5点了,觉睡不成了,但是苏永强高兴。他回忆说,沈鼓管生产的副厂长刘鹤群“更能整”,他5点半从试车现场回到家,把他还在睡觉的爱人扒拉醒了说,“哎起来起来,走,咱俩打保龄球去!”他爱人被弄醒后懊恼地说:你疯了啊,早上5点半去打保龄球?苏永强说这是公司聚会时,刘鹤群爱人告诉他的——“苏总,这个刘鹤群就是个疯子!”后来刘对苏解释说,“当时我也不知道几点了,就是高兴啊。”

 

当然,头天夜里发生的这一切,来开会的代表们都不知道。第二天早上开鉴定验收会,第一关就是代表们到现场看数据,王基铭也去了,沈鼓的领导都陪着去看。到现场一看,大家都说:好!这数据好!质量好!一切数据都很好。随后的鉴定验收会开得非常顺利,沈鼓还安排了一个干部大会,让王基铭给讲一讲——“王基铭老高兴了,给了沈鼓很高的评价,盛赞沈鼓的压缩机一次开车成功”。

 

苏永强说:“确实是一次成功,因为头天晚上的事儿他不知道,这玩意儿整一宿他哪儿知道啊?头天晚上试车没合格,你说这心脏受得了不,受不了啊。”苏永强也称赞了大庆的精神,“别看这么吵,定下来要合作了,大庆这个严谨劲儿,有一个地方不行都不干。人家现场兼职,和你一起加班,亲自看你所有过程。我们深深感谢他们。”

 

沈鼓能够对机组现场平衡成功,要归功于那位江老副总工程师,他非常有经验。现场做平衡就是在不开盖的条件下找到导致“不平衡”的地方,去掉一些重量。听上去很简单,但一般不敢做,因为一旦出了问题,比如去重的地方不准确,那机组就完了。这不是技术问题,而是风险问题,所以最后只有企业一把手才能决定。那次实际上是在齿轮箱和主机之间的联轴器上去了重,然后就平衡稳定了。等开完鉴定会,沈鼓把机组主要部件重新修整一遍,再装机后效果很好。

 

江总是沈鼓的宝贝,他做技术出身的,以前沈鼓试车的重大疑难问题都是由他来解决。苏永强还提到江总的另一个例子。1996年春节前,中国石化总公司通过机械工业部紧急求助沈鼓,原因是其属下茂名石化的一台空压机出了故障,开车时震动太大,被迫停车。让这件事特别紧急的原因,是国务院总理李鹏计划要在春节期间去视察,中石化总公司总经理盛华仁要到现场陪同。本来刘玄要亲赴现场,但苏永强自告奋勇,和江副总一起于大年初二飞到那里。

 

那台空压机是沈鼓的产品,但轴瓦是茂名石化自己从国外订购的。他们到现场一看,机器根本就不行了。江总很有经验,提议晚上开车,但没人签字,因为前面开了一把车,震动太厉害,仪表盘立刻就爆了。江总提出把连锁摘掉,不摘掉他就不知道问题在哪里。连锁是报警装置,一旦有问题就报警并自动跳闸,使机组自动停下来。如果摘掉连锁,机组损坏了谁负责?因此,负责仪表的人不签字。

 

争吵到半夜1点半时,苏永强急了,说你们吵到明天早上也没用。他表示沈鼓方面他来签字,让对方找个人签字,不签也不要紧,出了问题沈鼓赔一台机组。

 

苏回忆说,“我那虎劲儿也上来了,也没请示老板,没法请示,半夜怎么请示?夜里一点半我给他打电话他不得骂我?”最后,茂名石化的一位退休副总工程师签了字,按对等原则,沈鼓方面是江总签字,但责任是苏永强负。即使这样,茂名石化的老总还是嘟嘟囔囔,说那不是赔机组的事,是总理要来啊,机器坏了那不就砸锅了么?苏只好安慰对方:“你就放心吧,我相信我们的老江总

 

不过,苏永强没想到,摘掉连锁后的开车是真正的“惊心动魄”。那是他第一次经历共振,开车以后楼板都震下来了,给人的感觉是所有的楼板都颤悠了。他就叫江总,但对方听不见。当时整个安全区都拦上了,里面就江总和对方的退休副总工俩老头儿,其余的人都被拦在外围——“怕有问题啊”。后来终于叫过来了,江总对苏说:再听两分钟,如果还这样就停下来。苏答应了,但茂名石化的老总撑不住了,对他说:“苏总啊,停车吧。”苏永强说听江总的,他让停就停,他不让停就不停。其实苏永强心里也怦怦的,毕竟楼板都颤悠了……

 

终于,“神奇”的一幕发生了:开车4分钟左右,机组的震动下来了;过了5分钟,震动指标正常……后来老江总通俗易懂讲了讲其中的道理,他说这机器就像人一样,一开始胳膊腿不舒服,你得甩一甩,甩舒服了不就转得好了吗?就是一定要过这个坎儿。

 

当时有200多人在现场,大家一看都正常了,就决定别停车了,一直转到贵宾走了再停。那晚中石化的一把手盛华仁去了三次现场,鼓励大家,也认识了苏永强。有趣的是,苏永强回忆说,当机组运转正常后,现场的200多人瞬间消失了。有人说带他们去吃夜宵,他说吃啥啊,都困成这样了,闭着眼睛吃了一碗粥就回去睡觉了。苏永强和江总在大年初四的上午飞回沈阳,后来茂名石化来电话说机组运转非常好,李鹏总理也到过现场,面子全过去了。

 

十来年前,老江总以80岁的高寿去世了,但沈鼓“自有后来人”,接他班的人现在都有好几代了。

 

在那个阶段,沈鼓的压缩机顶替进口货只能靠“机遇”——或者像大庆石化项目那样遇到有心国产化的领导,或者是在中国用户跟老外谈不下去时出现的机会。

 

21世纪初年,上海石化总厂(即金山石化)对其乙烯生产能力进行扩建,其中裂解气压缩机组的改造是与一家美国公司谈的。谈判中,上海石化要求对方降价500万元,但对方坚决不降,双方陷入僵持。这时上海石化急眼了,才想到打听国内还有谁能做压缩机,于是找到沈鼓。

 

沈鼓的总工程师到上海石化交流,双方谈得很好。不过,这么重要的产品最后还得双方一把手敲定。于是,苏永强飞过去与上海石化的张总谈了一个多小时。最后谈成时,张总站起来表示啥也不说了,然后与苏总握手,并扭头指示他的副总:“你马上签合同,我和老苏喝酒去。”那天张总很激动,喝酒时对苏永强说,“老外可把我们熊死了。”那次上海石化需要的是36万吨级的裂解气压缩机组,但沈鼓实际为它提供的是55万吨级的机组,以后再升级就不用花钱了。

 

陈锦华在其回忆录《国事忆述》中提到这个项目:“国产化的工作更让人高兴。2002年,上海70万吨乙烯装置的心脏设备压缩机,就是沈阳鼓风机厂生产的,使用后运转情况良好,一点不比外国制造的差。同一装置的另一心脏冷箱分离设备,由杭州汽轮机厂制造供应(注:原文有误,应该是由杭州制氧机厂制造供应),情况同样良好。这个重要的事例证明,只要我们重视,认真去做,我们就能做到,就能做好”。很显然,沈鼓的业绩增强了领导层对于推进国产化的信心,也由此推进了国产化本身。

 

3

“从老外嘴中往外掏食”




抓住“拾遗补缺”的市场机会,一举赢得主流供应商地位的战例也发生在其他领域。2002年3月,山东德州华鲁恒升化工股份有限公司(以下简称“华鲁恒升”)邀请沈鼓为其大型氮肥装置的4万空分压缩机组(以下简称德州项目)提供技术报价。多年来,沈鼓一直被中国的大用户们当作一张与外国供应商讨价还价的“牌”,这也是华鲁恒升当时的本意,它那时正在与一家外国企业谈判,邀请从未设计制造过4万空分压缩机的沈鼓提供竞争性的技术方案,目的就是为了防止外方漫天要价。

 

2011年2月21日,沈鼓集团生产车间。图|视觉中国

  

但沈鼓对这个机会是当真的,因为它关系到沈鼓能不能突破大空分压缩机的技术和市场。空分压缩机组由空气压缩机、氨气压缩机、氮气压缩机、氨冷冻压缩机及其控制系统构成,它是氮肥生产装置的心脏设备。在引进技术的基础上,沈鼓到1990年代末生产出1.8万空分机(即每小时空气流量1.8万立方米),可以用于30万吨合成氨的生产装置。

 

不过,随着化肥生产装置的大型化,空分压缩机也大型化。沈鼓多次参加国内大空分压缩机的竞标,但都失败了,中国市场到那时还被外国巨头“一统天下”。但是,不突破这样的市场,沈鼓就没有发展和生存的空间。2002年年初,在全厂工作大会上,苏永强直截了当地提出:“要把沈鼓放在国际竞争的大环境中求发展,从老外嘴中往外掏食,吃饱肚子!”

 

为德州项目提供技术报价的任务,交给了沈鼓设计一室的高级工程师王广兰。她当时得到的只是一张写了几个参数的纸:进气量每小时22万立方米;气量分3股,一股加压到每厘米承受6公斤压力,一股加压到承受29公斤压力,一股加压到承受71公斤压力。

 

王广兰很错愕,因为沈鼓做过的空分压缩机,进气量没有超过8万立方米的。她去找集团老总工马将发:“这事不行啊!光叶轮的直径就需要1.45米,我们国内没有能力制造这么大轮子!”70多岁的马将发望着她说:“大空分压缩机咱厂没做过,但是必须做!”后来马总提示她说:“你试试用两个轮子同时吸,把22万立方米的气量分成两半,只要叶轮变小,沈鼓就能做。”王广兰心头一亮,按照这个思路设计。

 

那时,华鲁恒升正紧锣密鼓地与外国企业会谈。外国竞争对手的方案是由一台汽轮机同时拖动主空压机和增压机运转,而国内的空压机组都是一拖一的。为了有竞争力,王广兰设计出新的技术方案:一台汽轮机拖着一台主空压机和一台增压机,空气由双轮吸入,经主空压机处理后,再由增压机加压到71公斤。她不断向华鲁的人解释沈鼓方案的优势:“你们别总看老外有业绩,沈鼓没业绩。老外的设备从下往上摞在一起,如果坏了,你必须把整个机组全拆了。我的机组是平铺在地上,如果哪儿有故障,一目了然”;“老外的机器遇到下雨天,空气中的水分会凝结在机器里排不出来,机器会受损害。我的设备气冷装置是外置式的,有多少水都能排出去。”

 

2002年7月,华鲁恒升的4万空分压缩机项目宣布正式对外竞标。王英杰和王广兰被沈鼓选为“开路先锋”,前往山东德州参加投标谈判。白天,她们满面笑容地做说服、交流工作,不厌其烦地向用户介绍沈鼓的实力。晚上,她们在招待所“抠”机组性能、流程参数、技术说明等资料细节,为第二天的攻关做准备。短短两个月中,她们俩八下德州,进行了30多次技术报价,材料打印出来有4米高。她们打定了主意:即使谈判不成功,也要帮用户多了解技术细节,使用户和外商谈判不至于吃亏。渐渐地,华鲁恒升被沈鼓的诚意和势在必得的气势打动了,逐渐向国产化方向倾斜。

 

2002年9月17日,华鲁恒升宣布沈鼓中标。当日,沈鼓总经理苏永强和华鲁恒升总经理杨振峰在德州签订了8400万元的4万空分压缩机组供应合同。杨振峰说:“很多人倾向于选择外商。因为,我国在30年里投资30亿元,自主建了三套大化肥设备,都没有成功,华鲁恒升如今为国家挑起了这副担子。我们用15亿元的资产,搞了14亿元的项目,失败了只有破产一条路。但是,我们还是选择了沈鼓。

 

2002年10月15日,沈鼓集团在辽宁大剧院专门为德州项目举行了“誓师大会”。此前,经公司领导反复研究,决定了项目攻关组主导设计师的名单——纯属巧合,选出来的5位主导设计师全部是女性:王英杰负责空压机仪表控制系统的设计以及整个机组控制系统的总协调;王广兰负责空压主机的设计;设计一室工程师张玉珠、葛丽玲、严鸿分别负责设计与之配套的氮压机、氨压机、氨冷冻机。5名女性平均年龄36岁。

 

沈鼓为华鲁恒升项目举行的誓师大会。

 

在一次宴请客户华鲁恒升的宴会上,沈鼓4万空分项目各机组的设计负责人一起去给对方敬酒,这时客户发出惊叹:我们这个项目的负责人怎么都是女的呀?苏永强接口道:“这还不好,正好是‘五朵金花’嘛。”此后,“五朵金花”便叫开了。

 

王广兰在设计时,根据和用户商定的技术方案,先做出了把汽轮机放在中间,两边各带一台机组的轮廓。22万立方米的空气被主空压机用两个叶轮分成两股吸进去后,经过低压缸、中压缸、高压缸的处理,满足三股气量分别加压到不同程度的需要。她在算到第5级叶轮的尺寸时,同事告诉她:“咱厂有现成的图纸。”她一计算,发现采用这种直径1米的标准叶轮后,整个机组消耗的功率比用户要求的每小时3200千瓦多出十几瓦。“这不行!我得重新设计,把轮子做成非标准的。”她从0.95米的直径开始一厘米一厘米地算到1米,终于找到0.98米直径的轮子最省功,刚好能满足3.2万千瓦的功耗。

 

机组的5个缸体有6根轴,要求一动俱动,一停俱停,但各轴的转速不同,高的每分钟旋转10636转,低的每分钟旋转5139转。王广兰意识到需要计算每根转轴对别的轴造成的以及它能承受别的轴造成的最坏影响。但她不知道用什么方法计算,只在资料中找到一句话:“对于复杂结构的轴系,应该做转子动力学分析。”这句话印证了她的想法是对的。她又找到一个线索:沈鼓1970年代从国外引进技术时,有个程序可能有用。她到厂电子站把当年厂里引进设备的程序全都调出来,用了4天时间把以前的程序找出来,一个一个试,终于找到了她要的程序。

 

这套程序计算时,一次需要输入上百个数据,但王广兰不知道算出来的东西是对还是错,算了几天没有信心了。经多方打听,她得知沈鼓厂一名退休多年的工程师可能知道6转轴动力学影响的计算办法。这位参与过1970年代引进技术的老工程师虽然也没自己算过,但他确认王广兰的思路是对的。此后她又算了1个多月,在比较了上万组数字后终于看到结论:6根转轴之间不存在坏的影响,这种设计结构没有问题。

 

王广兰设计出来的空压机是一个独一无二的“怪物”。在22万立方米的进气量中,有14.9万立方米的气量进入增压机,其中7.4万立方米的气量要从每平方厘米6公斤的压力加压到29公斤压力。这个要求容易满足,难在另外的7.5万立方米气量要压缩到每平方厘米71公斤的压力。这时转轴的速度是固定的,只能靠加大叶轮尺寸加压。但在满足了71公斤压力的需要后,增加了尺寸的叶轮使增压机内没有空间了,无法设计出气体进出的通道。思来想去,王广兰只好再次采用“非标法”,她设计了3进3出的6个风筒,“样子各不相同,有的扭着,有的歪着,有的远远地拖出去,看起来怪里怪气的。”但就是这个独一无二的结构,标志着沈鼓的空分压缩机脱离了引进技术的框架,成为沈鼓的独特技术。

 

王广兰设计出一拖二的方案后,由仪表控制专家王英杰为机组安装“遥控器”。一台汽轮机安在一个轴承上,要控制两台机组的不同运转,以什么为主线进行仪表系统控制才能满足两台机组平稳运行?王英杰查资料,发现国内没有这么复杂的仪表系统。她找设计院、找用户、找同行请教,一个多月过去了,仍找不到头绪。她去找王广兰:“两台机器,流程不同,正常控制是要高都高,要低都低。你能让一个大脑同时写两篇文章?这种控制不可能。”

 

王广兰知道自己把难题抛给了王英杰,但也不知道该怎么做,干脆就噎王英杰:“满足不了也得满足。我不管你怎么做,我要的是结果,怎么做是你的事。”王英杰在专家协调会上诉苦:“广兰要求我这边高,那边低,两台机组不同步。我调流量,调压力,怎么调也达不到要求。”无人吭声。70多岁的马将发想了半天说:“是有这么个难题。这样,你试试转速调节,转速高选。”王英杰心头一亮,想起她在单台机组运转中用过转速调节。她重新设计,两台机组中,谁发的功率大,谁的转速高,就以谁为主;对参数小的机组,控制住不进多余的量。

 

张玉珠设计氮压缩机时遇到的问题是如何在有限的空间内布置管路。她只在书本上见过弹性支架,但不知道在现实中该怎么设计。一个周末,当她得知丈夫的朋友正在本溪钢厂安装除尘管道时,她便让丈夫带她到本钢,蹲在地上看弹性支架,看管道布置。回来后,她设计出6根管道,但需要让它们同时满足不同的要求。她不停地调节管道的长短、粗细,选择数字输入计算机里计算,算了一个半月后,终于找到了那组合适的数据。

 

葛丽玲设计氨压缩机的关键问题是,如何让转轴既能高速运转(每分钟上万转)又不震动。两个月过去了,她无法找到和用户要求匹配的设计方案。一天晚上回到家里,她因为压力大与丈夫拌了嘴,坐在那里生闷气。迷迷糊糊睡着后,她看到一组数字在空中飘,“管路加气”的结构在眼前晃动,惊醒后豁然开朗。她赶紧按照梦中的方法计算,居然转速和震动都符合标准。

 

负责设计氨冷冻机的严鸿不是学制冷的,通过自学搞明白了制冷原理。这台设备要求每小时产生380万大卡的制冷量,制冷温度为零下38摄氏度。她在计算机中输入不同的数据,反复计算,寻找她需要的数据。马总工告诉她一种新思路后,她重新选择方式,输入数据计算,算出的草稿扔到桌子底下,一天天过去,草稿纸竟然堆到了桌面,但计算机跳来跳去的结果仍然是“失败”。一个月后的一天下午,她输入一组新数据,计算机算出的结果是“通过”。她心里没底,没敢声张。第二天一大早,她拉着室主任汪创华一起去汇报,马总工欣喜地说:“我看这组数据可以。”

 

到2003年年底,全套机组在沈鼓制造完毕,陆续被发往德州华鲁恒升进行现场安装。当长23米、高4米、重1000多吨、由1万多个零部件组成的4万空分压缩机组以完整形态展现时,连身为主导设计师的王英杰和王广兰也不由自主地吸了口气:这个庞然大物真是我们设计的吗?

 

2004年8月18日,沈鼓的4万空分压缩机组平稳度过试车极限,中国大型空分压缩机依赖进口的历史从此画上句号。不仅如此,王广兰采用6个转子的大胆设计,使机组的气动功率功耗指标比世界先进水平还少上千千瓦时,特殊结构冷却器的冷却温度比世界先进水平还低三四摄氏度。华鲁恒升对4万空分压缩机非常满意,表示如果将来要上第二套设备,还要交给沈鼓。2005年2月,沈阳鼓风机集团的“五朵金花”攻关组在北京人民大会堂被中华全国总工会授予全国五一巾帼奖和全国五一劳动奖状。

 

再没有什么证据比敢于走自己的技术轨道更能证明沈鼓是自主创新企业的了。“五朵金花”敢于设计出来一个独特的、“怪里怪气”但性能良好的空分压缩机组,恰恰证明她们开发产品所遵循的是压缩机的原理和沈鼓的工艺特点(注意这个设计方案部分地来自沈鼓当时还做不了大尺寸叶轮的约束),而不是任何外国产品的设计。

 

从早期“见缝插针”的突破到后来全面突破百万吨级乙烯装置的压缩机、天然气长输管线压缩机和10万等级空分压缩机,沈鼓的技术人员和工人在几十年如一日的“沈鼓家风”熏陶下表现出高度的创造性——其关键不在于技术,而在于敢于走自己路的勇气,这是只有坚持自主创新的企业才能培育出来的“性格”。


参考资料:

1.纪念国务院“110号文件”颁布30周年特别报道:激荡30年|秦伟、朴艺娜、张饮深,《装备制造》2013年第7期,第34页。

2.历尽风雨,终见彩虹——石化重大技术装备国产化20年|胡资平,《中国石化》2003年第10期(总第217期),第28-30页。

3.《中国机械工业技术发展史》|李健,黄开亮,机械工业出版社2001年出版,第95页。

4《国事忆述》|陈锦华,中共党史出版社2005年版,第151页。

5.沈鼓五个女人让中国重工业接近世界|人民网,2005年4月25日。

6.记沈鼓4万空分压缩机组五位女主导设计师|人民网,2005年4月25日。

7.竞争:挤走外国公司赢得订单|人民网,2005年04月22日。



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