第一节 空分设备及超低温液体贮存输送设备
一、30立方米/小时制氧机
1945年8月,日本侵略军将安装在牡丹江市的一套25立方米/小时(氧)日产制氧机拆下,
运至哈尔滨王岗火车站时,被苏联红军截获。后被哈尔滨机铁工厂(哈尔滨制氧机厂前身)老
工人王绕润等人发现,组织人力将其拉回工厂,但该机已遭破坏不能使用,工厂组织人员进
行修理也未修好。1951年哈尔滨市工业局派技术室主任工程师宋凤宾,主持这项修复工作,
并把任务落实到哈尔滨第一机械厂。1952年完成修复日产坏制氧机任务,氧气产量为25立方
米/小时,纯度为97.5%~98.9%。
根据中共哈尔滨市委下达的试制任务,工厂组织了产品设计,参照苏联制造的C—30型
制氧机的流程和技术参数、结构外形图、结合修复工作中获得的经验、设计出高压流程的30
立方米/小时(氧)制氧机的全套图纸。1953年1月设计工作全部完成。在克服了原材料紧缺的
各种困难后,1953年秋,第一批两台30立方米/小时制氧机制造完毕。经试运转,氧气产量
达到30立方米/小时(氧),氧气纯度为99.2%,均达到了设计指标要求。为此,市政府在三
棵树建立了哈尔滨氧气厂,将这两台制氧机安装于此,并于1954年10月正式投产使用。这两
台制氧机的诞生,填补了国内空白,开创了中国气体分离工业的历史。
二、50立方米/小时制氧机
哈尔滨第一机械厂试制成功国内第一套制氧机后,曾转产矿山设备、冶炼设备、拖拉机
等产品。1956年以后,机械、冶金、化肥工业都需要提供数量更多、规格更大的气体分离设
备,为此哈尔滨第一机械厂向专业生产空分设备的方向发展。1959年,试制成功50立方米/小
时制氧机,当年生产了4套。截止到1985年共生产销售252套。
1956年,全国著名劳动模范、哈尔滨制氧机厂车工孙茂松开始革新刀具。在1958年开展
的刀具革新活动中,孙茂松研制成功机夹重磨车刀组,先后创造了80多种1 000余把具有
国内先进水平的刀具。他发明的高速强力挑蜗杆刀,以加工模数5的单头蜗杆为例,提高工效
15~20倍。1958~1972年完成了34年的工作量。
1960年3月,中共哈尔滨市委在哈尔滨制氧机厂召开了“刀具革新,无屑加工”现场会。
推广使用硬质合金刀头,一刀多刃,一刀成等先进刀具。如采用一刀五刃加工轴承座,可以
把原来的两台机床6把车刀4次加工的工序,变成一刀成,提高工效4倍,并可节省1台车床;
在刨床上应用推广硬质合金90°强力大刨刀,吃刀深度可达25~30毫米,进刀量为5~6毫米,
提高了工作效率。孙茂松在第一个五年计划期间,完成了12年半的工作量,1956~1978年孙
茂松多次被评为省、市劳动模范,1959年出席了全国群英会,曾6次见到毛泽东主席,多次
见到周恩来总理。1964年,出席了第五届全国人民代表大会,1978年中共哈尔滨市委授予他
劳动模范称号,中共黑龙江省委授予他劳动英雄称号,1978年在全国机械工业学大庆会议上,
被命名为“刀具大王”。
三、移动式制氧车
1962年7月,根据解放军总后勤部要求,一机部军品办安排哈尔滨制氧机厂试制1—12型
移动式制氧车,代号为036。
这种制氧车图纸是杭州制氧机厂仿苏设计的,只有该厂独家生产。1964年初,在各项生
产准备较充分的基础上,哈尔滨制氧机厂开始制造各单机。在加工膨胀机吸、排气阀时,由
于两种阀体材质为铜合金,用反靠车床加工无法达到精度要求。攻关小组在“刀具大王”孙
茂松的指导下,连续奋战三昼夜,做出了土拉刀,解决了加工难点。在调试过程中,先后出
现运转周期不够,膨胀机产冷不足,膨胀管路跑冷过多,分馏塔热交换阻力过大,氧气产量
不稳定等问题,在职工的努力下都一一得到解决。1965年10月20日第一台1—12型移动式制
氧车调试成功,产量、纯度、运转周期等主要指标均达到设计要求。1966年初,制氧车在哈
尔滨至宾县的公路上进行了行驶试验,各项指标均达到了设计要求,同年2月按行驶后性能
试验所测得的81个数据,有74个合格,7个接近设计要求,经军方代表验查后,准予接收。
同年转入批量生产,相继制造了47套,供部队使用,其中9套援外到3个国家,1980年以后不
再生产。
1969年,总后勤部对制氧机性能提出新的要求,增加制氧功能,提高制氧车的机动性能(
氧气产量提高到12~15立方米/小时,液氧提高到15~20升/小时,并有气氮和液氮),在一机
部军品办的安排下,由哈尔滨制氧机厂、邯郸制氧机厂、自贡机械一厂和沈阳空军后勤部军
代表参加,组成联合设计组。
新设计的制氧车型号为KFSY—120型,代号为700,全套设备装在1台经改装的黄河牌汽
车上,并配有发电车1台。1970年3月设计工作完毕,并决定由三厂分别试制其中部分单机。
1971年4月16日,一机部下文要求三厂联合试制,哈尔滨制氧机厂组装。三厂联合试制没能
实施。至年末,一机部决定由哈尔滨制氧机厂独立生产5套。1973年5套KFSY—120型移动式
制氧车制造完毕,交付使用。
四、20立方米/小时制氧机
1963年7月14日,哈尔滨制氧机厂接受第一机械部设计试制20立方米/小时(氧)空分设备
的任务。在赴北京、上海、南京、青岛等地调研的基础上,1964年1月完成了技术任务书的
编制。1964年1月一机部在杭州召开了20立方米/小时制氧机流程会审会议上,一致同意采纳
第一方案,并对变型设计同时生产工业氧和高纯氮提出了建议。
1964年3月,工厂接受了第四机械工业部基本建设局下达的援朝60立方米/小时制氮设备(
产氧20立方米/小时)的供货任务,在杭州制氧机厂和杭州制氧机研究所的协助下,哈尔滨制
氧机厂集中技术力量开始产品设计、突击制出全套设备的技术文件,1965年2月完成了设计
任务。同年3月,在杭州举行了有哈尔滨制氧机厂、四机部第十设计院、北京电子管厂、杭
州制管机厂及其研究所5个单位24人参加的审查会。会后,工厂根据会审意见,组成两个组,
边修改设计,边全面审核,边进行投产。先后制订了工艺卡69份,设计制造工装109套。由
于此项任务未被列入援外计划,直到1966年6月产品基本完工,7~9月进行了单机试车和联
合试运,并对设备进行了3次严格检验,全部技术指标稳定合格后,于10月发运交货。设备
型号为KFS—120型,属高压流程,净化系统采用碱洗塔及干燥器。1978年工厂将这种设备的
净化系统改为纯化器,产品质量进一步提高。1979年被评为黑龙江省优质产品,1981年被评
为机电部质量信得过产品,1984年被评为机械部优质产品。
哈尔滨制氧机厂1966~1985年共生产254套。
五、600、800立方米/小时制氧机
1966年,在一机部一、三局的组织下,将600型交由杭州制氧机研究所、哈尔滨制氧机
厂、上海化工研究所3家联合设计,由哈尔滨制氧机厂试制。
1966年9月,联合设计组在进行了调研走访的基础上,对国外同类型设备作了比较分析,
于1967年3月完成流程设计。1967年4月,由一机部第一、三局主持分别在杭州、上海、北京
进行了3次设计会审。由于在氮水预冷器结构上采用板翅式或管式的意见不一,使设计工作
到1968年底方基本完成。
1970年7月,第一、八机械工业部军事管制委员会生产指挥部来函通知:国家计划进口
的55套制氧机,改由哈尔滨制氧机厂、杭州制氧机厂、开封空分设备厂3家分别试制,其中
哈尔滨制氧机厂承担18套,主要是600、800立方米/小时规格的制氧机。哈尔滨制氧机厂为
完成国家下达的任务,1970年7月17日工厂核心小组召开专门会议,制定新产品生产方案。
克服了“文化大革命”的干扰和未生产过这样大空分设备的困难,于1970年10月1日试制成
功第1套600型制氧机向国庆节献礼。随后,工厂开始800立方米/小时制氧机生产大会战,1
971年5月2日完成800型制氧机的试制工作。
哈尔滨制氧机厂共生产600、800型制氧机18套,其中600型1套。第1套600、800型制氧
机均采用石头蓄冷器(冻结水份用)。1976年在800型制氧机上,将石头蓄冷器改为板式换热器。
六、小型空分设备更新换代
1980年国家计划任务骤减,只有4套小空分设备的生产任务。为此哈尔滨制氧机厂决定
研制新型50立方米/小时制氧机,并决定在行业中率先研制更新换代产品。
1980年4月,透平膨胀机样机首先完成,在工厂试验站进行了“热试”,这台重量只有
几公斤的透平机主轴转速高达每分钟6万转。它取代了重1.4吨,制冷效率又低的活塞式膨
胀机。同年6月,空压机、纯化器、分馏塔相继制成,并对膨胀机进行了“冷试”也获成功。
从而解决了全套新设备的“心脏”部分,同时又解决了设备运行中的一些问题,保证液氧泵
的正常工作。1981年,全套设备试运基本正常,型号定为“KZO—50”型,开始进行正常周
期运转。
1981年4月3日,国家机械委下达《关于成立中国空分设备公司的批复》同意由空分行业
的“八厂两所”联合成立中国空分设备公司,哈尔滨制氧机厂是该公司成员厂之一。1981年
12月,由中国空分设备公司、黑龙江省机械厅、杭州制氧机研究所、西安交通大学及同行业
厂家19个单位组成的鉴定委员会对哈尔滨制氧机厂研制的KZO—50型制氧机进行了技术鉴定,
鉴定委员会一致认为KZO—50型空分设备在我国小型空分设备中,首次采用了返流气体膨胀
循环,单级精馏的流程形式,并集中应用了具有先进技术的配套单机(如无润滑压缩机、带
气轴承的透平膨胀机、高压液氧泵、板翅式热交换器、全铝结构的精馏塔等),该套设备的
试制成功将为国内小型空分系列增添新的品种。KZO—50型空分设备在国内首次成功的解决
了以高压液氧泵内部压缩制取纯度为99.6%干燥、高压氧气,从而提高了氧的质量标准,对
改善提高用户的产品质量,具有重要的经济价值,因此应予推广。KZO—50型空分设备的改
进与研究获机械部1981年科技进步三等奖,成为工厂80年代生产的主要产品。
1981年下半年,中国空分设备公司将3套720立方米/小时高纯氮设备的试制任务交给哈
尔滨制氧机厂,这种设备是为洛阳玻璃厂引进的浮法工艺玻璃生产线配套的,其氮气是为防
止锡的氧化而作为保护气体,要求氮中含氧量不大于3%。技术要求高、质量要求严,工厂组
织工程技术人员分析研究,进行可行性对比,决定采用具有国际先进水平的日本LPN—350型
制氮设备的液程形式和先进的单机配套方案。仅用一年时间就完成了设计制造任务。
1982年10月由中国空分设备公司组织有机械部、3个玻璃设计院、3个大型玻璃厂参加的
评议会,代表们一致认为,该设备的技术性能和主要指标均达到了国际先进水平,其中能耗
性能,日本的设备每标准立方米氮气耗电0.38千瓦小时,而哈尔滨制氧机厂的720设备为
0.36千瓦小时。到1985年底共生产10套,供洛阳、秦皇岛等大型玻璃厂使用。
1981年7月,中国空分设备公司还组织哈尔滨制氧机厂与邯郸制氧机厂联合设计KZON—
50/120型空分设备,并分头试制,谁先生产出来,谁就可以售出两套。由于哈尔滨制氧机厂
有了KZO—50型设备的生产经验,所以仅用了半年生产时间,于1982年11月首先试制成功,
经中国空分设备公司及用户评议验收按期交货。1985年又研制开发了KDON型空分设备。
1984年工厂主要经济指标居全国同行业之首。
七、超低温液体贮存输送设备
超低温液体贮存输送设备是大型空分装置的姊妹产品。
1980年,上海石化总厂二厂的二期改造工程需配1套1 000立方米液氮贮存输送设备,
并在国内公开招标。哈尔滨制氧机厂参加了投标,并及时提供了各种技术资料,从而一举中
标,把总产值为472万元的任务争到了手中。
这套1 000立方米液氮贮存设备,主要是由7只Φ3 300×18 000的铝合金
容器组成内罐,外罐由碳钢分片成形,现场组焊,也是空分行业中最大规格的贮罐。这种内
罐的材质是美国牌号的A5083合金铝,焊缝总长度达1 690米,完全采用氩弧焊焊接。工
厂组织17名氩弧焊工进行焊接,起到关键作用的是马春荣、曹介治、赵广林、李守仁,产品
完成后,经X光探伤和着色检查,有80%以上达到焊一级焊缝标准要求。1 000立方米液
氮装置不锈钢贮罐焊接新工艺获1985年省科研成果二等奖。