山东能源外部开发20周年综述 ③ | 激发自主潜能 把创新作为引领发展的第一动力
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山东能源外部开发20周年综述 ③ | 激发自主潜能 把创新作为引领发展的第一动力

时光如水 日月如梭

时间总是按它的规律悄然运转

但也总能够定格下

那些极为重要的历史瞬间

作为我国主体能源,过去二十年间,煤炭行业的潮起潮落与经济社会发展同频共振。这其中,用十年开疆拓土,布局落子,步步为“赢”;用十年推动煤炭供给侧结构性改革取得显著效果,形成一批具有自主知识产权的煤炭清洁高效利用技术,建成世界上最大的清洁高效煤电供应体系与世界上最大的现代煤化工技术体系。

▲山东能源集团总部

▲山东能源集团总部

这是中国煤炭行业加速融入全球产业链,参与全球分工的二十年。也是山东能源集团成为山东省唯一一家资产、营收“双7500亿”企业,位列2022年世界500强第69位、中国企业500强第23位,持续在外部开发进程中提升发展质量的二十年。

如果说乌金变“绿金”是一代山东能源人的中国梦,那么勇于走出“舒适圈”,加快提升企业自主创新能力,努力实现更多“从0到1”的突破,就是圆梦之路的关键一步。

由谁来创新?

“问题为导向、需求为牵引、企业为主体”

“企业是创新的主体,是推动创新创造的生力军。”

煤气化技术是煤炭清洁高效转化和利用的核心技术,也是发展现代煤化工产业的龙头技术。中国煤炭资源分布广泛,煤种复杂,必须开发先进的煤气化技术才能支撑煤化工发展。

对于陈丽而言,这两句话再熟悉不过。

自从来到鄂尔多斯,12年间,她在设计院、施工现场、讨论会、项目报告、演讲台等“五花八门”的场合无数次提到过开展煤就地转化、发展煤气化技术的重要性。

▲位于内蒙古达拉特旗境内的荣信化工公司

▲位于内蒙古达拉特旗境内的荣信化工公司

“这是站在行业最前沿的一个项目,也是山东能源集团牵头承担的国家重点研发计划项目——‘大规模水煤浆气化技术开发及示范’,对于我们搞煤气化的人来说,是个千载难逢的好机会!”荣信二级技术专家陈丽喜笑颜开。

要知道,20多年前,大型煤气化技术一直被国外公司垄断,开发具有自主知识产权的大型煤气化技术,是中国煤化工界几代人的愿望。

有迫切的发展需求,有摆在眼前的难题,企业的自主创新就有了明确的“落脚点”。

做过煤气化的人都知道,煤气化的关键核心设备工艺烧嘴、煤浆给料泵运行周期短等制约因素,一度让水煤浆气化技术的工业化稳定运行成为行业内主攻的重点难点问题。

▲荣信化工二级技术专家陈丽(右二)与团队一同攻克“世界级难题”

▲荣信化工二级技术专家陈丽(右二)与团队一同攻克“世界级难题”

既然是世界第一套设备,当然没有现成可以“拿来”就用的经验。在内蒙古长达半年的冬天里,地处荒野的施工现场滴水成冰,项目需要改造什么部位、调整多少尺寸、以怎样的方式进行,哪怕仅是1毫米的改造变动,陈丽和她的“战友们”都要在动手前经过十次甚至数十次的讨论,慎之又慎。

“气化炉烧嘴喷头虽然只有成人拳头大小,但它的作用甚至比人的心脏还要重要,我们这一次改造……”热烈的讨论不时从荣信化工朱敏劳模创新工作室里传出来,宛如冲锋的号角,这样的场景伴随着一期项目完成后,重现在了二期项目中,一遍又一遍,激荡人心。

▲4000吨级气化炉点火成功

▲4000吨级气化炉点火成功

眼前这台4000吨级气化炉是目前世界上最大的气化炉。一期“180万吨煤制甲醇及转化烯烃一期60万吨甲醇项目”于2014年7月打通流程产出合格甲醇,创出全国同类型化工企业建设工期最短、投资最省等多项纪录,并实现当年投产、当年达产、当年盈利。二期“年产40万吨乙二醇及30万吨聚甲氧基二甲醚循环经济示范项目”,于2019年12月28日产出合格乙醇产品,创造国内乙二醇装置在北方严寒季节首次开车成功用时最短、一次产出合格产品最快的新纪录,是经过多方论证后确立的完善公司产业一体化发展的重要举措。

“两期项目的核心技术都是兖矿集团具有自主知识产权的煤气化技术。”陈丽表示,“虽然看上去只是吨级数字的变化,但是对于我们来说,这更是一种内涵的升级。设备从安装、运行,到达产、达效,在世界范围内都是从无到有,我们克服了许多前所未有的技术难题。”

▲两次刷新煤气化技术纪录的技术专家——陈丽

▲两次刷新煤气化技术纪录的技术专家——陈丽

从不断完善操作工艺开始,陈丽和同事们加强单炉计划性检修消缺,加大科技攻关,大的科技攻关课题10多项,终使一期项目稳步推进,效益逐年增长,从2014年投产以来,累计实现利润15亿多元。项目也获得中国石油和化学工业联合会鉴定的“世界领先、引领行业”的高度评价,荣获2016年度国家科技进步二等奖。

“要我创新”转变为“我要创新”,荣信化工抓住了企业作为技术创新主体这一关键,真正成为创新要素集成、科技成果转化的生力军,通过强化能源资源、生态环境等方面的刚性约束,逐步破除制约人才、技术、资金等创新要素流动的体制机制障碍,形成推动企业创新的要素倒逼机制。

项目逐个推进,一专多能的人才培养方式成了荣信人普遍接受的发展理念之一。在“传帮带”影响下,有些大学生入职仅两年就担任了气化车间主操,同时还胜任其他多个岗位的操控,气化团队也从最初的3人发展壮大到现在100余人。“打从心里为我们的团队感到自豪,亲手为城市打造了一座‘新’的地标!”陈丽笑着说,“企业是冠军,我们每个人都是当之无愧的‘巨人’。”

创新动力哪里来?

“啃下这块硬骨头,我们就是世界第一!”

面对未知的外部因素,机遇背后必定暗藏着无数挑战。巧的是,自古以来,科学技术就以一种不可逆转、不容抗拒的力量推动着人类社会向前发展。“机者如神,难遇易失。中国的战略抉择是,把创新作为引领发展的第一动力,把科技创新摆在国家发展全局的核心位置,大力实施创新驱动发展战略。临矿的发展理念与之不谋而合。”时任临矿集团党委副书记、总经理张圣国言辞掷地有声。

▲位于内蒙古鄂尔多斯市鄂托克前旗的上海庙矿区

▲位于内蒙古鄂尔多斯市鄂托克前旗的上海庙矿区

熟悉上海庙矿区的人都知道,这里的软岩是一种特殊的软岩类型:弱胶结、低强度、强膨胀、高富水,遇水就泥化,需要在井下建设钢筋水泥长城才能努力防止巷道变形。这样一来,1米巷道的成本高达15000元左右,仅两条顺槽的掘进成本就高达6000万元。

套用当时省内做法,工作面长设计不超过200米,富水软岩影响下,推进效率提不上去,两矿人员最多时近5000人,产量仅有寥寥的400万吨。作为褐煤品种,290元/吨的吨煤成本折合成市场价仅为150元/吨。

“费了那么大劲,根本赚不到钱嘛!”员工们士气跌入谷底。摆在眼前的水害和软岩问题是制约上海庙矿业公司发展的两大瓶颈,而这个世界性的难题,显然不是轻易就能被攻克的。

“治软岩先治水、治软必治水!”时任临矿集团副总经理,上海庙矿业党委书记、总经理肖庆华(现任新矿内蒙古能源董事长、党委书记)带着一众员工向这块“硬骨头”发起了攻坚战。

▲上海庙矿区巷道支护效果大幅改善

▲上海庙矿区巷道支护效果大幅改善

通过联合全国知名科研院校攻关,他们创新性地探索出了“两中心+八原则”的富水软岩治理体系,即:以“防治水和底板治理”为中心,抓住“防治水与安全生产同步性原则、底板治理时效性原则、顶帮底支护结构耦合性原则、弧形断面原则、支护形式差异化原则、弧壳锚注治底原则、无动压原则、高强度抗压原则”,对围岩进行主动及时支护,将上海庙矿区软岩治理成果提升至全新高度。

“我们发明了顶板涌突水危险性‘双图’评价技术,创造了顶板突水溃砂‘多类型四双工作法’,形成‘双层双向扇形布孔’疏干开采技术体系,实施预置导流管的离层水害防治技术,综称‘大水防控技术’,达到国际领先水平。”时任上海庙矿业副总经理夏宇君介绍。

▲蓝天白云下的绿色能源基地——山东能源新矿内蒙古能源

▲蓝天白云下的绿色能源基地——山东能源新矿内蒙古能源

来自上海庙的数字越来越“漂亮”:2020年盈利3100万元,实现了建矿以来首次盈利;单面日产量突破2万吨;掘进工效同比提升20%。2021年,山东能源集团实施产业区域整合,将上海庙区域原新矿内蒙古能源有限责任公司和原临矿内蒙古上海庙矿业有限责任公司整合,成立新矿内蒙古能源有限责任公司。上海庙矿区发展更是迈入快车道,目前企业利税占到内蒙古鄂尔多斯市鄂托克前旗税收总额的近90%,成为地方经济发展的“压舱石”企业。

“啃下这块硬骨头,我们就是世界第一!”掌握关键核心技术,山能光环背后站满了一群深耕专业、默默奉献的隐形冠军,“领跑很难,但我们做到了!”

创新成果如何用?

“支撑‘双碳’与兜住底线永不冲突”

“要充分认识创新是第一动力,提供高质量科技供给。”

当今时代,新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起。保护环境,还要不断优化能源消费结构,这又是一项大工程。

中国的石油、煤炭等化石能源在能源结构中的比例曾一度高达93.8%,粗放的生产利用方式对环境造成严重威胁。今天的中国,正在用更多的低碳改造方式,大力调整能源结构。那么,真正的世界级自主创新和企业核心竞争力究竟应该怎样取得?它如何驱动中国能源企业实现超越,让速度更快、让效率更高、让结构更优?

也许只有真正的能源人,才能做出最优解答。

▲位于陕西省榆林市的山东能源全国首套百万吨级煤间接液化示范项目

▲位于陕西省榆林市的山东能源全国首套百万吨级煤间接液化示范项目

煤液化制油,顾名思义,两者之间需要转化的过程。看似简单的“名词解释”,若要论起规模浩大、系统复杂、建设之难各项“集团之最”,煤制油项目绝对稳居榜首。

为了破解制约“转化”系统运行的瓶颈,未来能源以“一号工程”为契机,坚持实施创新驱动发展战略,屡创新高,取得多项引领行业发展的重大科技成果,勇开全国首套百万吨级煤间接制油示范装置先河,建成目前世界上最大的煤间接液化单体系统。

▲煤制油费托合成装置一次接气投料试车成功

▲煤制油费托合成装置一次接气投料试车成功

2015年8月,未来能源煤制油项目仅用23天就打通全流程, 产出优质油品,各项参数完全符合要求,达到欧Ⅴ标准。

“我们的油品品质非常好,不含硫,不含氮,不含芳香组的化合物,十六烷值非常高。”时任兖矿集团副总经理,未来能源董事长、总经理孙启文说,项目产出的油品符合欧洲五号标准,含硫量只有0.1个ppm,远低于100ppm的国家标准。

同时,相比火电厂污水,现代煤化工的污水更难处理。而未来能源煤制油项目却创造了污水零排放的惊叹成就。“固体废弃物全部无害化处理或综合利用,综合能源利用效率为45.9%。”

一头扎进煤液化制油这个新兴的能源化工产业,没有成熟的经验可供借鉴,没有成功的模式可以套用。

“在一个如此庞大的项目中,要想达到这么漂亮的数据,每向前推进一步,都需要极为超前的创新技术手段做支撑,需要拿出空前的敬业、吃苦、担当、奉献精神。”未来能源纪委书记、工会主席邱学强言语铿锵。

面对项目工程化放大过程中出现的部分技术瓶颈以及环保管控、社会舆论、企业创效等来自四面八方的压力,未来能源采取系统停车检修消缺及技改项目措施,成功攻克合成系统过滤能力不足的致命缺陷,破除了制约费托合成系统长周期安全稳定高效运行的瓶颈问题,有效提升反应器催化剂保有量等一系列“卡脖子”难题,依托高、低温费托合成技术优势,逐步开发多品种、系列化、高端化的成套加工技术,推动实施众多产业延伸项目,进一步拉长产业链条,优化产品结构,提高产品技术含量和附加值,向着产业布局差异化、精细化、高端化、终端化奋勇进军。

▲10万吨/年费托蜡精加工项目一次投料试车成功,未来能源产出高端精制费托蜡新产品

▲10万吨/年费托蜡精加工项目一次投料试车成功,未来能源产出高端精制费托蜡新产品

于是,新建的10万吨/年费托蜡精加工项目一次投料试车成功,产出合格高端精制蜡系列产品;投资4000万元建成运行膜分离提氢单元装置,每年可回收液体产品8000吨,增加效益1000余万元;投资5700多万元建成运行液化石油气分离装置,生产丙烯、丙烷、混合碳四等化工产品,年增收约2000万元;依托100万吨煤液化项目的公用工程条件及原料气,积极推进50万吨/年高温费托合成工业示范及产品延伸项目,运用煤制油、煤制化学品联产耦合工艺和产品联合加工技术,实现产品多元化,煤液化技术储备和产能储备一体化……就成了“意料之中”的事情。

自主创新的魅力究竟是什么?

“我以我血荐轩辕”

“矢志不移自主创新,坚定创新信心,着力增强自主创新能力。”

有人曾这样描述他眼中的城市颜色:营盘壕煤矿,充满诱惑的金色和暗夜中的黑色相互呼应,预示着黑色的乌金将带来金光闪闪的生活!

▲位于内蒙古鄂尔多斯乌审旗的营盘壕煤矿

▲位于内蒙古鄂尔多斯乌审旗的营盘壕煤矿

早在2016年,乌审旗营盘壕煤矿主井井塔就成功入选了上海大世界吉尼斯之最:最高的蒙古族特色建筑。这一建筑位于嘎鲁图镇沙沙滩村附近,上部为气膜穹顶钢筋混凝土蒙古包型结构,下部采用钢筋混凝土八角形结构,顶部加入了蒙古帽帽尖的象形装饰,最高点距离地面108米,是个集工业生产、旅游观光等多种功能为一体的“漂亮”建筑物。

▲世界首套8.2米超大采高综采成套装备在金鸡滩煤矿使用

▲世界首套8.2米超大采高综采成套装备在金鸡滩煤矿使用

而金鸡滩煤矿则凭借优越的地质开采条件和以8.2米超高综采支架为代表的先进技术装备,成为兖矿第一座年产过千万吨的特大型现代化矿井,为兖矿捧回了第四座“鲁班奖”。

▲转龙湾煤矿是山东能源建成的首个中厚煤层千万吨超长智能化工作面

▲转龙湾煤矿是山东能源建成的首个中厚煤层千万吨超长智能化工作面

谁说煤矿只能是过去黑漆漆、脏乎乎的样子?智能化现代化的新型矿井早已将绿色环保低碳与生产效益合而为一,在山能的“煤汉子”眼里,这种支撑“双碳”与兜住底线永不冲突的价值理念,推动企业释放出高质量发展的最大动能,赋予了自主创新无与伦比的魅力:逆水行舟,一篙不可放缓;滴水穿石,一滴不可弃滞。不畏浮云遮望眼,“我以我血荐轩辕”。

技术创新雄姿英发,大国重器令全世界震撼。

2012年12月,世界首家焦炉煤气制液化天然气项目试产成功;

2017年3月,世界单体最大煤制天然气项目试车成功;

2019年10月,全球最大多喷嘴对置式水煤浆气化炉投料成功;

2020年10月,全球首套矿用高可靠5G专网系统发布;

2020年12月,世界首台多喷嘴对置式半废锅气化炉正式进入带负荷试运阶段;

2020年12月,国内最高熔点高端费托蜡正式投产,是业界公认的高端前沿煤化工技术代表,打破国外垄断。

……

中国每年要消耗全球将近一半的煤炭资源,与之相应的,这里也展现出中国能源产业升级、扎实稳健向高端攀升所带来的创新动力。

人无精神不立,国无精神不强。当全球顶级制造企业开启大手笔接纳中国机器的时代,以山东能源集团为代表的中国一流能源企业将全力激发自主创新能力,继续保持开放的胸襟与姿态,完整、准确、全面贯彻新发展理念,持续在双向开放中提升发展质量,凭借煤炭人独有的敬业吃苦、敢于人先、攻坚克难、奉献担当,将一条辉煌的外部开发之路稳稳踩在脚下。

20年外部开发,山能人在路上,奋斗者正青春!