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?天高董事長黃津鵠:氫氣隔膜壓縮機大有可為
文丨本報記者 盧奇秀
隨著加氫站建設提速,其核心設備——隔膜壓縮機迎來前所未有的發展機遇。
不久前,黃津鵠奔赴佛山市,就任廣東佛燃天高流體機械設備有限公司董事長,開啟了第二次創業。作為國產隔膜壓縮機科研帶頭人,他的資歷頗為深厚:參與過國家“八五”“九五”重大技術裝備研制和國產化工作;參與大亞灣核電站、秦山核電站、高溫氣冷堆隔膜壓縮機的研發;主持完成國家“921載人航天工程”中宇航員生命保障系統隔膜壓縮機的研制任務;主持完成了大于90MPa的氫氣隔膜壓縮機的研制,填補了國內高壓氫氣隔膜壓縮機的空白……
“可以預見,氫能將成為隔膜壓縮機最大的應用市場,但其產品技術水平與國外相比還存在一定差距,高壓力、大容量極限還有待突破?!秉S津鵠說,隔膜壓縮機不能成為我國氫能產業發展的短板,這次創業是帶著使命而來。
從向國外學習到自主創新
隔膜式壓縮機是壓縮和運輸各種高純氣體、貴重稀有氣體、有毒有害氣體和腐蝕性氣體的機器設備,廣泛應用于氫能應用、核電核能、食品醫藥、石油化工、電子材料和國防軍工等領域。
▲廣東佛燃天高流體機械設備有限公司
1916年,法國人Henri Corblin發明了隔膜壓縮機,該技術具有壓縮比大、密封性好、壓縮氣體不受潤滑油和其他固體雜質污染的特點。長期以來,隔膜壓縮機技術被法國、德國和美國企業所壟斷。隨著幾代人的努力,目前,我國隔膜壓縮機生產能力達到國際先進水平,并形成一定的產業集群。其中,北京第一通用機械廠是國產隔膜壓縮機的發源地。
“這是一個模仿學習到自主創新、再到原理創新的過程?!秉S津鵠從學徒做起,歷任北京第一通用機械廠隔膜室主任、壓研所副所長、開發服務部經理。據他介紹,上個世紀60年代初,根據第一機械工業部要求,北京第一通用機械廠參考法國設備制造出我國第一臺隔膜壓縮機G2V-5/200;20世紀60年代末到70年代中期,以陳第岱為代表的第二代科研人員奠定了國產隔膜壓縮機的基礎理論;二十世紀七十年代末到八十年代末,以李永進為代表的第三代科研人員團隊為隔膜壓縮機膜片材料國產化奠定了基礎。
“我算是第四代科研團隊的‘帶頭人’。那時候接到指令就干,只要有進口隔膜壓縮機的地方都去參觀學習過,產品設計、機器調試、故障維修,什么活都干,這為以后的工作打下扎實基礎。在上世紀90年代中期,中科院某單位進口了一臺超高壓200MPa的隔膜壓縮機,當時沒有人能調試,最后是由我調試成功的,而且這個記錄在中國隔膜壓縮機界保持了將近20年?!秉S津鵠說,他一輩子只做了隔膜壓縮機一件事,研發出了膜片破裂報警檢測系統,建立了系列化、模塊化、標準化的產品體系,推動隔膜壓縮機市場初具規模。
創業之路步履維艱
2001年,黃津鵠創辦了北京天高隔膜壓縮機有限公司,開始了第一次創業。黃津鵠對設備進行了“壓力補油,壓力潤滑”等多項技術改進,使設備的承載能力大幅度提升?!笆晃濉薄笆濉焙汀笆濉逼陂g,公司連續三屆承擔了國家科技部的加氫領域課題。由北京市人民政府、中國人民解放軍總裝備部、北京市知識產權局、中國機械工業聯合會等單位頒發的各種科學技術榮譽證書和獎章積攢了厚厚一摞。
▲天高屢次獲得權威機構的肯定
“但創業之路并不平坦,為響應國家環保要求,工廠多次搬遷,業務發展和運營都受到極大的制約和影響,技術創新也難以及時轉化?!秉S津鵠坦言,也迷茫過,骨子里還是覺得自己是一名研發人員。
2020年底,黃津鵠接觸到了佛燃能源集團股份有限公司。彼時,后者正在積極布局氫能產業。多次溝通后,雙方于去年6月共同出資創建廣東佛燃天高流體機械設備有限公司。由此,黃津鵠踏上了第二次創業之路。
“新廠房一期產能300臺/年,后續將擴產至1000臺/年。2022年訂單總額有望實現3倍增長。公司在人才、服務、交付時間等方面的短板將快速補齊,自己也能專注于技術研發?!秉S津鵠給自己起了個“黃老創”的網名,鼓勵自己專注于創新研發?!霸诩夹g突破上,始終覺得自己擔負著使命。單缸最大容積、單臺機器最大電機功率的極限在哪?隔膜壓縮機能否抽真空、能壓縮多高溫度的氣體?當然還有隔膜壓縮機新原理的探索,這里面還有很多想象空間,也是隔膜壓縮機性能參數的邊界,就像攀登珠穆朗瑪峰,很難,也是樂趣所在?!?nbsp;
氫能將是最大的應用市場
近年來,氫能產業頻迎政策利好,尤其是燃料電池汽車示范應用城市群的開展,加快了加氫站建設速度。
根據《中國氫能源及燃料電池產業白皮書》預計,到2030年、2050年,我國加氫站數量將分別達到1500座、10000座。
▲廣東佛燃天高流體機械設備有限公司展廳
“一座加氫站至少需要一、兩臺壓縮機。西部綠色能源制氫也有較大的設備需求?!秉S津鵠介紹,此前,隔膜壓縮機應用僅有百臺級規模,根據不同的氫氣來源、不同的壓力和流量要求、不同的使用環境和控制運行要求配置,又是一個多品種、小批量的產品市場;以后氫氣隔膜壓縮機有望形成標準化、批量化的產品。由此,氫能將成為隔膜壓縮機最大的應用市場。
據了解,當前,我國加氫站隔膜壓縮機主要進口國外設備。黃津鵠坦言,皮實耐用是國產隔膜壓縮機的優勢,基于維修操作工人存在誤操作、螺栓緊力大小不均勻的情況,設計預留了誤操作空間。但我國隔膜壓縮機整體工業基礎跟國外相比還存在差距,閥門、高壓表、控制器、安全閥、傳感器等關鍵零部件國外品牌占比較多;國內優質膜片材料生產企業較少,且產品表面光潔度、熱處理定型生產工藝與國外產品存在差距;國內膜腔曲線理論也沒有國外研究得那么深刻,膜腔曲線和膜片應用結合研究還有待加強。
黃津鵠進一步指出,一百多年來,研發人員都是在隔膜壓縮機各個零部件上面改進創新,雖然極大地提高了隔膜壓縮機的性能水平,但體積大、轉速低、能耗較大的問題并沒有根本解決,這恐難以滿足加氫站大規模發展需求。在他看來,新型隔膜壓縮機原理性創新迫在眉睫。
技術攻關再攀高峰
黃津鵠介紹,國內加氫站多用500公斤45MPa的壓縮機,而90MPa和更大排量壓縮機的需求正在增加。這意味著高壓力、大排量是壓縮機行業的發展趨勢?!暗荒軐⒃O備體積簡單放大,要在幾乎不增加體積的情況下增加排量,提高能量密度。比如,氣缸壓力有上限,工人緊固螺絲耗時較長,效率不高。隨著壓力增大,螺絲緊固也非人力所為。
對此,黃津鵠設計出 “卡箍式”氣缸,實現了隔膜壓縮機氣缸緊固方式由“軸向”轉向“徑向”的顛覆性突破,該設計不僅實現300MPa的排氣壓力,氣缸緊固力僅為傳統氣缸的1/3,還減少60%拆裝時間?!皠撔乱欢ㄒ辖洕幝刹庞袃r值?!?/p>
黃津鵠開了一個科普隔膜壓縮機的公眾號,還記錄一些生活感悟和思考,“從一個普通的設計師、企業中層干部到民營企業業主,個人命運同國家發展是緊密相連。國家提出碳達峰碳中和目標,氫能產業的‘天亮了’,這是一代隔膜壓縮機人的歷史機遇,我們要把握住,再努力創新攻關,將來國產隔膜壓縮機還能走出國門,出口海外?!?/p>
黃津鵠說,二次創業是帶著使命的。天高累計擁有的專利近60項,“理論結合實際,大膽創新,勇于實踐”是他的成功法寶。目前他正在試驗國內最高排氣壓力的隔膜壓縮機,要讓世界知道中國也有隔膜壓縮機原理創新技術。
擴展閱讀:關于佛燃能源
佛燃能源集團股份有限公司創立于1993年,是廣東省乃至華南地區頗具實力的綜合能源企業。公司于2017年11月22日在深交所上市,是2017年度廣東省政府質量獎獲得企業,2020年度廣東省先進集體,中國服務業企業500強,中國能源500強,廣東企業500強、服務業100強,連續8年獲得“佛山口碑榜最佳口碑單位”稱號。公司是中國城市燃氣協會常務理事單位、廣東省燃氣協會常務副會長單位、英國燃氣專業學會單位會員。2021年1月,由公司建設運營的佛山市天然氣高壓輸配系統工程榮獲第十八屆中國土木工程詹天佑獎。
佛燃能源正加快向綜合能源服務商轉型,在大力發展燃氣供應業務的同時,積極開展油品、氫能、熱能、光伏、儲能等能源服務,并以全資下屬子公司佛燃科技為平臺,加大研發投入,在固體氧化物燃料電池(SOFC)、氫能裝備研發制造、管道檢測與信息化管理、窯爐熱工裝備制造與節能減排等方面進行研發及業務規劃;在其他業務方面,公司現已開展燃氣工程與設計、儲氣調峰項目、延伸項目等業務。公司擁有佛山市禪城、順德、三水、高明等4個區的管道燃氣特許經營權,并先后拓展了廣東肇慶、云浮、南雄、恩平以及河北武強、湖南瀏陽等地的燃氣業務。公司為180多萬戶居民用戶和6500余戶工商業用戶提供管道天然氣服務。2021年公司供應天然氣超過41億立方米。
佛燃能源以“匯聚清潔能源、共創美好明天”為使命,奉行“正心聚氣、承安共生”的核心價值觀,堅持“公用事業市場化”的發展方向以及“共同成長、價值共享”的經營理念,搶抓機遇,增強核心競爭力,致力成為優秀的中國能源服務商。