第五节 重型通用机械设备
第五节 重型通用机械设备
一、重型机械设备
（一）冶金设备
1986年，第一重型机器厂（以下简称一重厂）为宝钢设计制造锻造半钢热轧工作辊，在鞍钢1700轧机上运行获得成功。这种轧辊在高温高速强烈冲击的恶劣条件下工作，要求具有高的强韧性、耐磨、耐龟裂等性能，要兼有锻钢和铸铁轧辊的优点。由于锻造困难，世界上仅有少数几个国家能生产。同年，一重厂为鞍钢1700半钢连轧厂制造直径650毫米轧辊，最少可轧制6.4万吨板材，最多达11.7万吨。为了进一步解决宝钢2050热轧工作辊的备件，一重厂又研制离心复合镍铬锰无限冷硬铸铁轧辊，并在鞍钢1700半钢连轧厂进行工业试验，轧辊尺寸为直径658×1700毫米，表面硬度HS＝70～80，硬度差小于5，工作层厚度方向硬度降低不大于5，每根辊轧钢33次，总轧钢量达到76 486吨。
同年，东北重型机械学院研制连接板式万能轧机，并研究出“波纹腹板H型钢的热轧工艺”。该机设有成型辊及其对正调整万向接轴，实现了微型机无张力控制，轧制符合欧洲标准的IPE80H型钢和波纹腹板。该成果在1986年尤里卡国际博览会上获得发明金牌奖。H型钢比普通工字钢和焊接H型钢节材30％，波纹腹板H型钢又比同规格平腹板H型钢提高承载能力2倍。H型钢是国家建材、桥梁、机械制造等部门急需的钢材，国家计委批准将马鞍山钢铁公司（以下简称马钢）650轧机改造成H型钢轧机。
1986～1990年，一重厂先后与国外著名厂商进行合作，以联合设计、合作制造、引进技术（购买设计图纸、生产许可证）等方式引进技术。1986年，一重厂与美国ADS公司合作为重庆西南铝加工厂生产1 700毫米连续退火机组、1 830毫米连续拉伸矫直机组。同年，一重厂与英国休史密斯公司合作为武汉冶金修造厂生产中国首台3 600吨×3 600毫米立式弯板机。同年，一重厂引进美国哈尼斯菲格公司（P&H公司）的制造技术合作生产P&H2800XP挖掘机设备，向平朔安太堡露天煤矿提供2台23立方米矿用电铲。1987年，一重厂与德国SMS公司合作生产宝钢2 050毫米带钢热连轧机，达到20世纪80年代国际先进水平，1989年获机械部科技进步奖三等奖。1988年， 一重厂与日本小松制作所合作生产小松型机械压力机。同年，与意大利米诺公司合作为哈尔滨东北轻合金厂生产1 400毫米冷轧机组、2 000毫米热轧机组。1989年，一重厂与日本日立造船株式会社合作利用联邦德国德马克公司技术为宝钢生产1 900毫米板坯连铸机，设备重2.8万吨，1989年该机获国家计委科技攻关奖。1990年，一重厂与美国来图合作生产出口美国的2 100毫米板坯连铸机结晶器。同年，一重厂与英国DAVY公司合作为秦皇岛渤海铝业公司生产2 000毫米四辊铝箔轧机、2 350毫米四辊铝带冷轧机。
1987年，一重厂为沙市电冰箱配件厂自行设计制造直径700×1 060复合铝板冷轧机机组。形式：二辊不可逆；公称能力1.2万吨／年，最高轧速48米／分，材质：纯铝，入口板厚2.5～3毫米， 出口板厚1.2～1.5毫米，板宽800毫米，板长3 000～6 000毫米，轧制压力450吨，轧制冷轧板材。
1988年，一重厂自行设计制造北京铝制品厂1400毫米铝板纵切机组。生产能力：1 000吨，机组工作速度120米／分；原料材质纯铝或低合金铝；带宽／带厚830～1 250 毫米／ 0.4～2毫米；设备用途：精整冷轧板材。2 400毫米四辊可逆中板轧机为济南钢铁厂“七五”企业技术改造所需之设备，属技术改造项目。一重厂在改造中采用微机控制事故诊断处理系统、轧制压力测量、显示、报警等装置共15项先进技术完成该中板机的技术改造。这些新技术应用于大型中板轧机在国内尚属少见。该成套轧机于1989年1月一次试轧成功，轧出的6～20毫米的合格钢板（1 100多块），全部达到负公差。仅此负公差一项，每年即可增产价值达240万元。1991年获机械部科技进步奖三等奖。
1990年，一重厂自行设计制造南京2 500毫米四辊可逆中板轧机，主要技术参数：四辊轧机轧制力3 430；成品板厚4.5～40毫米，成品板宽2 200毫米；年产量：40万吨；设备用途：生产中板。
“七五”期间，一重厂设计制造的产品中有17种产品分别获国家、机械部和黑龙江省优质产品奖，13种产品填补了国内重大技术装备的空白。
1991年，一重厂设计制造首台国产化1 900毫米大型板坯连铸机，这是一重厂与日本造船株式会社合作生产1 900毫米板坯连铸机后取得的又一重大成果，同年获国家计委科技攻关奖。同年，一重厂研制H型钢轧制生产线，同年2月4日在马钢第二轧钢厂投产，结束了中国不能生产H型钢的历史。同年，一重厂与日本石川岛播磨合作生产出口日本新日铁的轧机辊道。
1992年，一重厂分别与德国SMS和日本三菱重工合作为本溪钢铁公司（以下简称本钢）设计制造1 700毫米热连轧切头飞剪和1 700毫米热连轧卷取机。
1993年，中国一重与德国SMS合作生产出口德国阿尔诺夫铝加工厂的2 500毫米铝板轧制设备。同年，中国一重刘明生等设计制造鞍钢2 300毫米中板轧机，主要技术参数：四辊轧机轧制力2 000吨，成品板厚：4.5～40毫米，成品板宽：2 000毫米，年产量：40万吨；设备用途：生产中板。1995年获黑龙江省科技进步奖二等奖。
1994年，中国一重与德国万家顿公司为一汽大众汽车公司制造VK500压力机及落料线、U200钢卷剪切线各1套。同年，中国一重与德国MDS公司和法国SH公司合作为本钢设计制造1 700毫米热镀锌开卷机组，其工艺段速度为150米／分，头尾速度为200米／分，年处理能力为22万吨。同年，中国一重与美国哈尼斯菲格公司合作生产P&H2800×P矿用挖掘机，为中国当时最大的挖掘机。铲斗容积23～45立方米，铲斗最大提升力2 128千牛顿，铲斗提升速度0.94米／秒，国产化率达到94％。
1995年，中国一重与德国曼内斯曼德马克萨克公司合作为包头钢铁公司（以下简称包钢）生产大方坯连铸机、大圆坯连铸机，属国内首创，浇铸的断面为：方坯280毫米×323毫米、280毫米×380毫米、319毫米×412毫米，圆坯直径180、230、270、300、350毫米，为继天冿无缝钢管厂之后第二台能浇铸直径350毫米大断面圆坯的弧形连铸机，1996年投产，1999年获机械部科技进步奖三等奖。
同年，中国一重与意大利杰泰克公司合作生产出口菲律宾的小型型钢连轧机。同年，中国一重与德国MDS公司合作为攀枝花钢铁公司冷轧厂生产1 220毫米平整机组。同年，中国一重与日本川崎重工、渤海造船厂联合设计制造宝山钢铁公司250吨转炉。同年，中国一重和中国第二重型机械集团公司与日本三菱重工、石川岛播磨公司联合设计制造宝钢三期工程1 580毫米大型热连轧机。在合作制造中，消化吸收了合作外商日本企业的设计和制造技术，特别是粗轧机架、精轧机架、卷取机等主、辅机核心部件的设计制造技术。三期工程的1 580毫米热连轧机比一期工程的2 050毫米热连轧机技术水平高一档次，代表20世纪90年代世界最高水平。整个机组采用了直接轧制和热装轧制新工艺，用板坯立宽压力机代替了常规的大立辊轧机，采用了诸如AWC自动宽控、PC轧机机型、大线磨辊、全液压压下AGC系统、液压弯辊、快速换辊、层流冷却、液压卷取机、卷筒四级水涨缩、全线四级计算机控制等新技术。一重公司完成了3R机架、层液冷却、切头辊剪、卷取机等50余项关键设备的设计制造。
1996年，中国一重与德国SMS、MDS公司合作为宝钢第二冷轧厂生产1 420毫米酸洗连轧联合机组。中国一重完成了该机组高精度轧机机架、中间辊轴承座、中间辊轴承座HC六辊平整机、冷连轧主齿轮箱、轧机支撑辊、工作辊、卷取机、拉伸弯曲矫直机等11 825吨制造任务，约占1 420毫米酸洗冷连轧机组设备总重的55.5％。同年，中国一重与意大利达涅利合作为新疆“八一”钢厂生产型钢连轧机。
1997年，中国一重与奥地利奥钢联合公司为本钢设计制造1 600毫米板坯连铸机。同年，中国一重与德国SMS公司合作为酒泉钢铁公司生产2 800毫米滚切式双边剪。板坯厚度50毫米，板坯宽度980～1 560毫米，带钢厚度1.5～12.5毫米，带钢宽度980～1 560毫米，成品最大卷重28吨，钢卷内径762毫米，钢卷外径2 000毫米。同年，中国一重与日立造船株式会社合作为宝山钢铁公司生产1 450毫米板坯连铸机。
1999年，中国一重黄维学、石红等设计制造鞍钢1 700毫米热带钢连轧机，精轧：F1－F7四辊全液压精轧机、液压活套；产量：200万吨／年；设备用途：生产热轧带卷。2002年获中国机械工业科学技术奖一等奖。1999年，中国一重设计制造石家庄有色金属加工厂直径550×650毫米铝板热轧机组。形式：二辊可逆；最高轧速1.7米／分，轧制压力240吨（最大），轧制力矩15吨·米；用途：轧制热轧板材。
2000年，中国一重与衡阳有色冶金机械总厂、中国第二重集团公司合作研制带钢地下卷曲机，2001年2月通过由国家经贸委主持的验收，其成果已用于鞍钢1 780及包头钢铁公司（以下简称包钢）1 500热连轧机的设计制造和生产，从而掌握了全液压地下卷取机的机械、液压及其控制系统的设计、制造和调试技术，实现了大型热连轧扳机关键设备全液压地下卷取机的国产化。该机2001年获中国机械工业科学技术奖二等奖。
同年，中国一重设计制造鞍钢新轧钢冷轧厂1 780毫米五机架冷连轧机组。形式：五机架连轧；设备性能及主要技术参数：公称能力150万吨／年，最高轧速1 350米／分，入口板厚1.8～6.5毫米，出口板厚0.3～3.0毫米，板宽800～1 630毫米，卷重30吨，轧制压力25兆牛顿；设备用途：轧制冷轧板材。2003年该机组获黑龙江省科技进步奖一等奖，2004年获中国机械工业联合会科技进步奖一等奖和国家级新产品奖。
2001～2005年，中国一重与德国西马克公司技术合作研制2 250毫米热连轧机轧辊，使中国大型轧辊制造技术达到国际先进水平。
2002～2005，中国一重研制大型宽带钢冷连轧关键设备。技术内容：酸洗和活套设备的研制，酸洗机组电气自动化控制系统及软件模型研发，六辊冷轧机研制，六辊轧机在线快速换辊机研制，带钢分切高速飞剪研制，卷取区设备研制，机架间设备研制。
2004年，中国一重为鞍钢新轧钢厂研制2 130毫米五机架冷连轧机组。设备性能：公称能力200万吨／年，轧制压力32兆牛顿；设备用途：轧制冷轧板材。
（二）重型锻压设备
1986年，一重厂为齐齐哈尔车辆厂生产1台双动冲压水压机，压力40 000／45 000千牛顿，本体为四梁四柱结构，底梁下面倒挂一套三梁四柱的顶出装置，并设有专门的气、液缓冲装置，以减轻冲裁落料时瞬间失荷所产生的冲击和振动，可用于机械、动力、航空等工业部门生产板材成型件，可完成板材的冷热弯曲成形、校正、拉伸、冲裁和落料等工序。同年，一重厂和天津发电厂共同完成的“水轮机转轮叶片热弯曲成形工艺研究”通过了审查，认为用热弯曲成形工艺生产水轮机叶片是可行的，此工艺在国内属新发明，为三峡电站设备生产提供有益经验。其工艺为：铸坯一次弯曲，钢板两次弯曲，后焊接上冠、下环，可加工成一级品转轮。
1987年，一重厂为上海电机厂制造300兆瓦汽轮发电机转子，经各项性能检验，已达到20世纪80年代初国际水平；为哈尔滨电机厂制造200兆瓦汽轮发电机转子（获黑龙江省机械系统优质产品奖）；为东方电机厂制造150兆瓦水轮机不锈钢叶片。其中，300兆瓦汽轮发电机组大型铸锻件1995年获国家科技进步奖三等奖。
同年，一重厂和华中工学院联合研制自由锻造水压机微型计算机控制系统。该系统采用双微机双闭环控制，锻件尺寸控制精度可达±2毫米，轴类锻件压下量为10毫米时锻造次数达80次／分。试生产期间，锻件合格率为100％，其中一级品率达98.7％，年节省费用达200万元以上。
1988年，一重厂设计制造3 500吨挤压机，公称压力35 000千牛顿，主柱塞直径1 200毫米，主柱塞行程33 300毫米，料室直径1 420毫米，挤压速度0～25米／分，为国内首创产品，达到国际先进产品水平。
1993年，中国一重李玉芳、郭忠仪等为锦西化工机械厂设计制造4 000／5 000吨双动冲压油压机，主要技术参数：加工最大直径为5 000毫米；设备用途：压力容器用球形及椭圆形封头的热压成型。1995年获黑龙江省机械厅科技进步奖二等奖。
同年，由中国一重与第二重型机器厂合作研制的300兆瓦大型铸锻件获机械工业部科技进步奖一等奖。
1996年，中国一重与德国万家顿公司和法国SCMB公司合作为武汉神龙公司生产6 000吨全自动冲压线。
2001年，中国一重研制4 000吨和5 000吨冲制大梁压力机，主要技术参数：5 000吨压力机最重横梁达409吨，总重1 500多吨。润滑采用三重监控，轴温监控，PLC控制。设备用途：生产重型汽车纵梁。2002～2003年4000吨压力机获得国家新产品奖，5 000吨压力机获得黑龙江省科技进步奖三等奖、黑龙江省新产品奖二等奖、国家新产品奖。
同年，中国一重设计制造6 000吨拉伸矫直机，主要技术参数：最大拉伸矫直力 60 兆牛顿，最大快速缸拉力 6 兆牛顿，拉伸精度 ≤0.03％。该设备用于大型铝合金板材的拉伸矫直工艺，2004年获中国机械工业科学技术奖二等奖。
2002～2005年，中国一重研制世界最大的15 000吨自由锻造水压及配套夹持力矩 630 吨／ 米锻造操作机，用于电力、冶金、石化、造船、国防等行业急需的关键大型锻件制造。由此中国自由锻造能力达到世界顶级水平，成为继美国、俄罗斯之后的第三个能造15 000吨级自由锻造压力机的国家。该自由锻造水压机（130兆牛顿／150兆牛顿），公称压力13 000吨（正常锻造时采用13 000吨，镦粗大钢锭时，通过增压器，将极限压力提高到15 000吨）；总高24.98米，横向净间距7米，净空高8米，年产大锻件7万吨。可锻造600吨级特大型钢锭。最大零件重量354吨，位置控制精度为±2毫米。设计、制造、安装、控制及安全运行难度远大于以往的水压机。在研制过程中，首创平接式全预应力组合框架和方立柱16面可调间隙的平面导向结构，开发了以油—水联合控制高压大流量水阀、运动部分位置自适应及瞬时失载控制、工作缸冲击偏载预控为核心的精稳控制技术，以及大型水压机主、被动安全及故障补救系统，特大型关键构件的设计、制造和安装技术，显著提高了水压机的疲劳寿命和导向精度，立柱可永不更换，消除了长期困扰安全运行的“水击现象”，锻件尺寸偏差可达±3毫米；生产效率明显提高，能耗降低30％。整机实现了高刚度、高强度和灵活响应，其结构、控制和装机水平等主要技术指标均达到或超过世界同类液压机最高水平。
二、压力容器
（一）加氢反应器
1987年，一重厂与日本制钢所室兰工厂合作，为齐鲁石油化工公司制造国内第一台锻焊结构加氢反应器，单重182吨，内径3 500毫米，壁厚231毫米，内壁有2层9毫米不锈钢堆焊层，筒体切线长4.1米，试验压力279千克力／平方厘米。通过这台加氢反应器的制造，一重厂全面掌握了热壁加氢反应器的制造技术。1988年6月，一重厂又与日本制钢所合作生产齐鲁石油化工公司R1310锻焊结构热壁加氢反应器。内径3 500毫米，壁厚230毫米，母体材质2 1／4Cr—1Mo，内表面堆焊309L＋347L双层不锈钢，单台重为220吨。这是国内首台达到国外先进水平的热壁加氢反应器。
1989年，一重厂为抚顺石油三厂独立设计制造中国第一台完全国产化的大型锻焊加氢反应器，为以后研制生产大型化工容器类产品奠定基础。
“八五”期间，一重厂经技术改造，具备了年产锻焊结构热壁加反应器5～7台生产能力，产品质量达到美国工程师协会标准和国际同类产品标准。“九五”期间，中国一重在大连棉花岛建成大型容器组装发运基地，为今后承担大量超大、超重产品（主要是高压加氢反应器和核电压力容器等）做好了准备。通过加氢示范工程项目建设，可年产4 300吨热壁加氢反应器、核电压力壳及配套件，产品质量达到国际同类产品水平。
1996年1月，中国一重首次在国内应用现场组焊技术为北京燕山石油化工公司生产了2台外径3 700毫米、材质为21／4Cr－1Mo的锻钢反应器。
1996～1997年，中国一重厂研究开发3Cr－1Mo－1／4V钢及其制造技术，并通过了国家级鉴定。经国家压力容器标准化技术委员会的批准，将该项成果应用于新疆克拉玛依石油化工厂30万吨／年润滑油加氢装置加氢处理反应器（R102）中，从而使中国继日本之后，成为在国际上第二个掌握该钢种的国家。该反应器由北京石油化工设计院设计、中国一重制造，是中国自行设计和制造的首台3Cr－Mo加氢反应器，重357吨，反应器规格：直径261 500×31 599×（102＋5）／（169＋5）毫米。2001年11月投用。
1997年，中国一重启动1 000吨级（齐鲁石油化工公司）热壁加氢反应器研制，进行了厚大截面加氢反应器用钢研究等15项技术研究。并在大连棉花岛容器分厂进一步开发现场组焊技术，先后研制龙门式窄间隙埋弧自动焊机、组合式环形局部热处理炉、现场预热系统、现场C060γ射线照相等专用工艺设备，掌握了大型反应器现场组焊和现场热处理、探伤等技术，并为广东省茂名石油工业工业公司生产2台单重460吨、外径为4 780毫米、壁厚为284毫米、材质为21／4Cr－1Mo的锻钢反应器。一次焊接合格率为99％以上，这充分表明现场组焊技术完全可靠。
1998年底，中国一重为齐鲁石油化工公司制造国内首台1 000吨级（962吨）加氢反应器，填补1 000吨级锻焊结构加氢反应器国内空白，替代进口，为国家节约了大量外汇。该产品的制成，使中国大型加氢反应器制造技术进入国际先进行列。
自1999年开始，中国一重进行21／4Cr－1Mo－1／4V材料开发和模拟环试验，并于2000年10月通过国家级鉴定。同年11月，全国压力容器标准化技术委员会批准同意中国一重为镇海石化总厂生产国内首台21／4Cr－1Mo－1／4V钢锻焊结构的加氢反应器，并进行工业考核。2002年3月，中国一重制造了该台加氢反应器，并通过全国石化行业专家组织的产品出厂鉴定验收，正式交付镇海石化总公司进行工业生产。到2004年，中国一重已具备年产1 000吨级加氢反应器（600～1 200吨）6台的能力，新增产值2.5亿元，新增利润3 000万元，税金2 625万元，节约外汇3 000万美元。
2003年，中国一重在神华集团特大型煤液化加氢反应器招标中中标。为此，中国一重主要围绕神华集团“煤代油”工程核心装置—2 000吨级煤直接液化反应器进行真空浇注技术、煤液化反应器壳体材料的攻关、煤液化反应器超声波探伤技术、煤液化现场组焊技术等科技攻关，并取得了重大突破，解决了超大直径锻造筒节在国内最大的12 500吨自由锻造水压机因结构受限，无法正常锻造的技术难题，为在与国外强者竞争中最终夺得2 000吨级煤液化反应器项目创造了必要的条件，为大型煤液化关键设备的国产化奠定牢固的基础。继而开发研制2台锻焊结构21／4Cr－1Mo－1／4V钢煤液化反应器，单重2 040吨，产值2.7亿元，堪称世界之最。
（二）化工压力容器
1985年2月，哈锅炉厂取得了一、二、三类压力容器设计单位批准书（编号：RSP机通－019）和制造许可证（编号：RZZ040），1987年获得美国ASME法规S（动力锅炉）、U（压力容器）、U2（应力分析压力容器）授权证书及法规钢印，1 000兆瓦压水堆及200兆瓦低温核供热堆中的核承压设备制造资格许可证。
1986年，哈锅炉厂研制甲基庚烯酮反应器，该设备壳体为三层热套，采用不锈钢衬里。哈锅炉厂曾制造过冷壁和热壁结构型式加氢反应器，1989年为大庆石油化工总厂制造堆焊结构热壁加氢反应器，产品质量曾多次受到航天工业部的嘉奖， 1989年获国家优质产品金质奖。
1987年，哈锅炉厂为沈阳电缆厂研制具有世界先进水平的生产50万～100万伏超高压电缆线的真空干燥罐，可容纳直径7.5米的电缆线盘，其外形尺寸是当时世界上最大的。
蒸氨塔是焦化蒸氨工段的主体设备。1989年，哈锅炉厂开发研制宝钢二期工程蒸氨塔。该塔直径大、壁薄、结构复杂、技术要求高，替代了进口产品。蒸氨塔获1990年度国家级新产品。同年，为长山化肥厂研制的脱碳溶液再生塔，筒体内径3 600毫米，总长61 292毫米，重115吨。
1990年，哈锅炉厂取得两部（机械部、中核总）检查的秦山二期2×600兆瓦蒸发器的制造资格，初步建立核设备的质量保证体系。1995年，进一步取得国家核安全局颁发的“压水堆核电厂承压设备”和“200兆瓦低温核供热堆承压设备”制造资格证书。2000年进一步完善了核设备质量保证大纲及25个质量保证大纲执行程序，并完成“两证”的复查。同年，哈锅炉厂为宝钢开发研制国产首台衬钛酸化液冷却器，替代了进口设备，并编制了专用技术条件。同年，为哈依煤气工程制造多台直径达10多米的立式圆柱状大型贮罐，单重最大达84吨；为吉林通化化肥厂研制的铝管碳化塔，直径3 000毫米，重达50吨；为长山化肥厂研制大直径薄壁脱碳溶液再生塔。
1991年，哈锅炉厂为抚顺石油三厂制造40万吨／年加氢裂化装置中的重点设备高压分离器（立式），可使油水分离效率提高60％。1992年，哈锅炉厂为辽阳化工厂研制的制氢废热锅炉采用柔性管板结构，管箱内壁保温，管板结构具有良好补偿效果和抗疲劳能力。
1992～1994年，哈锅炉公司与日本宇部（UBE）公司合作研制与陕西省渭河化肥厂 30万吨／年合成氨装置配套的气化炉、脱碳塔、CO变换器、热一热交换器、硫化氢锅炉高温高压设备。产品设计、制造、检验全部符合ASME法规，实现了石化设备国产化，替代进口。主要产品包括：气化炉（F1301）、脱碳塔（C1301）、CO转换器（R1501、R1502）、锁气器（V1303）、热一热交换器（E1803）、冷一热交换器（E1805）、一级中压蒸汽转换器（E1503）、BFW加热器（E1504）、H2S锅炉（E2001），其中气化炉是煤气化工程装置中的“心脏”设备，其工艺采用美国德士古水煤浆加压气化专利技术，具有反应速度快、转换率高等优点，是国际80年代新技术。该产品直径大、结构复杂、制造精度高，全部采用ASME法规材料，主壳体采用冷压成型工艺技术，复合板焊后复层含碳量＜0.02％，为国内先例，气化炉获1995年度国家级新产品奖。
1995年，哈锅炉公司为辽宁省盘锦乙烯工程研制双套管废热锅炉，是管式炉裂解乙烯装置中的关键设备之一。该设备内外套管长9 600毫米，属国内首台设计，采用了应力分析设计方法确定合理的内管件长度，以补偿内外管较大温度差而引起的温差应力，确定经济合理的结构尺寸。
1997年，哈锅炉公司为航天部四十三研究所设计的液压釜，使用频率为4～7次／月，按使用寿命15年计算，该设备压力波动频率为720～1 260次。为满足此要求，采用了卡箍密封快开结构，并进行有限元应力分析计算，为该设备研制奠定基础，此后，又为其他用户制造了2台液压釜。
同年，哈锅炉公司为河南义马气化厂研制直径3.8米气化炉是煤制气的关键设备，该设备采用了20世纪90年代国际先进的德国鲁奇式加压气化技术，煤种适应性广，从无烟煤到贫煤均能适用。义马气化炉是国家“九五”重大技术装备科研攻关项目，气化炉整体性能达到20世纪90年代初国际水平，国产化率达到90％以上。2002年11月直径3.8米气化炉关键设备（河南义马项目）获国家科技部、国家税务总局、国家对外贸易部、国家质量监检局、国家环境保护总局颁发的国家重点新产品证书，同时获“九五”国家重点科技攻关计划优秀成果奖。哈锅炉公司为义马气化厂研制煤锁、废热锅炉和膨胀冷凝器等3种新产品。
同年，哈锅炉公司为淮南化工厂研制氨合成塔压力壳，筒身厚度为135毫米，设备总长达19米。同年，哈锅炉公司为上海宝钢研制氧化液预冷器，首次采用钛制螺旋管结构，解决了管程与壳程之间热应力大的问题，填补国内空白。该设备运行良好，热力性能超过了设计值。
1998年，哈锅炉公司为山东鲁南化工集团研制碳洗涤塔，该塔采用了不锈钢复合钢板，工艺复杂，制造难度大；为新疆泽普化工厂设计高低温变换炉，设备内径3 200毫米、设备总长20米、由数段壳体构成，结构复杂、制造要求高。
1999年，哈锅炉公司为山东鲁南化肥厂10万吨／年甲醇装置研制的甲醇合成塔系国家“九五”攻关项目。该设备是哈锅炉公司自行开发的“绝热—冷激—管壳型”低压甲醇反应器，内径2 800毫米，超过了GB151—89范畴，换热管采用了进口双相钢SAF2205，壳体采用了新材料20MnMoNi55，由于材料特殊，制造工艺难度很大。同时为该厂研制甲醇分离器与甲醇水冷器，壳体材料采用了不锈钢复合钢板，工艺要求较高。这些设备的研制成功，使哈锅炉公司的压力容器研制技术达到20世纪90年代国内外先进水平，且具有很强的市场竞争力。
2000年，哈锅炉公司为四川省某厂研制废水汽提塔、一级热塔、三级冷塔、三级热塔等4项新设备。其中，废水汽提塔采用了不锈钢复合钢板，技术要求高、工艺复杂；一级热塔内径3 400毫米，设备总长54.6米 ，质量210吨。
随着石化工业的发展，压力容器向大容量、高参数、变工况等高新技术发展，已超过常规压力容器设计、制造范围的产品，必须按JB4732－1994《钢制压力容器—分析设计标准》规定进行设计。哈锅炉公司于2001年取得了国家质量技术监督局颁发的压力容器应力分析设计单位资格证书，使公司石化容器的设计技术水平登上了一个新台阶。
2001年，哈锅炉公司为河南淇县华源化工有限公司研制甲醇合成塔，采用了铬钼耐热钢，换热管采用了国产双相钢00Cr22Ni5Mo3N；为吉林化工集团研制PB反应器，内径3 600毫米，结构新颖，技术难度大，筒身采用不锈钢复合钢板。另外，还为该厂研制氨合成塔，筒身厚度为175毫米，设备总长23.9米，质量为298.9吨；为吉林碳素厂研制的浸渍罐，介质为沥青，设计采用了自紧式密封快开结构。
2002年，哈锅炉公司为三峡水电站机组调速系统设计压力罐，按ASME VIII—1（2001）规程进行设计，并严格按法国ALSTOM公司的质量工作计划制造。同年，哈锅炉公司为甘肃金川集团有限公司羰基镍工程开发研制13种24台压力容器新产品。其中的关键设备――羰基镍合成釜设计压力32兆帕，设计温度250℃，采用强制密封结构，其密封面严密性要求极端苛刻，密封面的允许泄漏值为65毫克／小时（折算成空气体积泄漏量为8毫升／小时）。
2003～2004年，哈锅炉公司为华鲁恒升化工股份有限公司研制气化炉、合成氨废热锅炉、合成氨蒸汽过热器。气化炉是国内首台自行设计制造的大型石化容器。该容器采用华东理工大学自行研制的煤气化工艺，是大型氨肥装置国产化技术改造项目气化工程的重要设备。气化炉的关键部件——燃烧室壳体，喷咀接管，内堆及其附件采用有限元应力分析计算方法进行了校核计算。合成氨废热锅炉是大型氮肥装置国产化装置之一，是国内首台产品，设备大量采用的铬－钼钢是在高温／高压／合成氨气（H2、N2、NH4）的工作环境中长期工作，制造工艺过程复杂，工艺制造难度大。因此，采用ANSYS应力分析软件对设备的热（冷）端管板和换热器、热（冷）端壳体和进（出）口接管、壳层、壳体和接管进行应力校核工作，并对产品进行优化设计。合成氨蒸汽过热器是大型氮肥装置国产化项目之一，是国内首台产品也是大氮肥装置的主要设备之一，设备运行情况恶劣，温度高，温差大，介质腐蚀性强，2.25铬—1钼材料制造难度大，所以用ANSYS软件，对管板和换热管、壳体与接管（铬—钼钢＋镍合金）进行应力校核计算工作。华鲁恒升公司的气化炉、合成废热锅炉和合成氨蒸汽过热器被列为国家大型氮肥装置国产化项目，均为国内首台产品。此台产品已投入运行，运行正常，用户满意， 2005年8月通过鉴定。
三、空气冷却器
（一）电站空气冷却器
1984年，哈尔滨空调股份有限公司（原哈尔滨空调机厂，以下简称哈空调公司）引进匈牙利海勒系统空冷器设计制造技术，经消化吸收掌握了该技术，1989年为内蒙古自治区丰镇电厂4×200兆瓦电力机组制造4台海勒系统福哥型空冷器。
1993年，哈空调公司引进德国GEA公司直冷系统空冷器工艺制造技术及热浸锌工艺技术，经过消化创新和技术改造，1996年研制国内第一台直接空冷凝汽器装置。此后，为加拿大多伦多电厂制造50多台直冷空冷器的配套管束；为上海金山石化公司、镇海炼化公司开发研制与2 200千瓦、2 900千瓦机组配套的直冷式空冷器；2000年为山西义望铁合金厂自备电站7兆瓦机组提供了直冷式空冷器，经过1年的运行，性能稳定，质量可靠。
1997～1998年，哈空调公司研制带有尖峰冷却器的电站空冷器，获得了国家科委等五部委颁发的国家重点新产品奖。该产品适用于≤320兆瓦火电厂干冷机组。尖峰冷却器的传热面积为冷却三角形传热面积的5％～10％，尖峰冷却器夏季湿工况运行，喷淋水量为430千克～650千克／时平方米，换热器能力比干工况提高3～7倍，有效地解决了海勒式空冷系统主要换热设备在冬季启动和检修时易发生冻结，夏季高温情况下机组不能满发的问题，使海勒式空冷系统的设计、制造技术在实践中得到了不断完善、提高和发展。该产品是一种用空气冷却循环水，再用冷却了的循环水冷凝汽轮机排气的设备。整个系统为全封闭，无水分蒸发损失和热污染，由于节水效果明显，得以广泛应用。热工性能和制造质量均达到世界同类产品的先进水平，具有很强的竞争力，并打入国际市场，为伊朗研制带有尖峰冷却器的电站空冷器，形成了年产5～6套电站空冷器的能力。
2001～2005年，哈空调公司通过实施大型火电机组配套辅机尖峰冷却预热器技术改造、工业循环水节水工程电站空冷器技术改造、发展600兆瓦直接空冷系统、大型核电空调机组项目，完善了电站空冷器的制造技术，增加了换热元件品种，提高了空冷系统的设计能力，满足了用户需求。该公司电站空冷器产品的设计水平、工艺装备水平、实验检测水平和产品质量得到了大幅度提高，市场竞争力进一步增强，形成了管束、风机、钢结构和控制系统协调配套，以及海勒式间接空冷器3 600兆瓦、双排管直接空冷器4 500兆瓦、大口径单排管直接空冷器3 600兆瓦的年配套能力，哈空调公司成为国内规模最大、技术领先的空冷器制造企业。
2004～2005年，哈空调公司为华能北方联合电力有限公司乌拉山发电厂研制2×300兆瓦发电机组直冷系统，打破了国外公司在该领域的垄断局面，标志着哈空调公司在大型电站直冷系统国产化方面取得了重大成果，全面掌握了大型电站直冷系统的核心技术，使中国成为世界上第三个掌握大型直接空冷核心技术的国家。
（二）石化空气冷却器
1987年，哈空调公司与茂名石油工业公司炼油厂联合研制的ZL—250型蒸发式空气冷却冷凝器，在广东省茂名市通过鉴定。该产品是为解决茂名石油工业公司炼油厂第一套石蜡成型装置制冷系统中的立式水冷凝器大量耗用冷水问题而设计的，在国内首次应用于石油行业。该产品由空冷翅片管束、湿式光管冷凝管束、喷淋供水系统、风机、捕物器及构架组成，与原来的立式水冷凝器相比，具有结构紧凑、占地面积小、换热效果好、节约用水（每吨石蜡可节水133吨）、经济效益显著等优点。
20世纪80年代初期，茂名石油化工公司炼油厂从日本引进了加氢裂化装置，其配套空冷器设备由日本制造，因结构设计不合理，造成管束渗漏，自然起火直接经济损失20余万美元，整个装置停产1个多月。为了改造设备，哈空调公司提出了新的高温空冷器管束结构方案，并于1989～1990年2月进行了国产化设计与制造。该项目被列为国家重大技术装备项目。经过国产化设计与制造，攻克了管束焊接、管板密封焊的设备与技术难关，解决了腐蚀衬管技术、KL型滚花型翅片管的绕制技术、管箱无损探伤等检测技术难题。高温空冷器管束于1990年初在加氢裂化装置上投入运行，此后经过多次开工停工及紧急事故处理等工艺流程，未出现翅片管弯曲和渗漏现象，满足了生产需要，消除了重大事故隐患。该引进设备的技术改造及国产化项目经济效益显著，为其他石油化工企业的加氢裂化装置提供了多台（套）同类产品，节约了大量重复引进费用。
1993年，该公司加氢裂化装置A—A107未转化油高温空冷管束改造及国产化项目通过中国石油化工总公司主持的产品技术鉴定，认为，其总体设计优于引进设备，属国内首创，具有国际同类产品的先进水平。该产品已达到引进设备技术改造的要求及国产化的目的，消除了原进口设备易产生的事故隐患，综合经济效益显著，产品具备批量生产的条件。1996年通过中石化总公司物资装备公司、机械工业部重大装备司鉴定，认为攻关研制的高压空冷器，填补了国内空白，达到了国外同类产品水平，使加氢裂化装置又一关键设备实现了国产化。该设备研制成功以后，又陆续为辽化、安庆、扬子、锦州、吉化、燕山、武汉、天津、大连、大庆、上海高桥、广州、洛阳、荆门、齐鲁等石化公司、炼油厂提供加氢装置的高压空冷器产品。
炼油化工厂高压加氢装置中使用的循环氢压缩机，为了适应其多工况的操作，方便调节转速，以得到较宽的工作范围，多采用蒸汽透平来驱动。以往采用水冷来实现其冷凝要求，这在技术上很容易保证，但该工艺耗水量巨大，约为冷凝蒸汽量的60倍之多，同时带来对水的热污染及水蒸气对周边环境的影响等不利后果。2001年7月～2002年8月，哈空调公司和中石化镇海炼油化工股份有限公司合作研制“十五”国家重大技术装备研制项目“大型乙烯成套设备”的一个专题—汽轮机乏汽直接空冷凝汽器。2002年8月经安装调试后正式投入使用。经过1年的工业运转试验，通过了现场性能标定测试。继镇海柴油加氢装置汽轮机乏气冷却采用该空冷凝汽器之后，相继为镇海炼化公司的重油加氢、连续重整、炼化烷基转移、延迟焦化加氢裂化等装置的汽轮机配套了6台空汽冷凝器，年节水量在332万吨以上。另外，上海石化公司、扬子石化公司、海南实华公司分别安装使用了该空冷器3台、2台、1台。该装置在其他炼油、煤矿、垃圾发电厂也可推广应用，其社会效益显著。
1986～2005年，哈空调公司为中国石化空冷器类产品填补40余项产品空白，年生产能力已达1万吨以上。在高压空冷器的设计制造方面，哈空调公司完成中国90％以上进口空冷器的国产化任务。石化空冷器产品全部按照GB／T15386－94标准和美国API661标准设计制造，产品设计压力可达32兆帕，设计温度可达350℃，钢结构抗震设防烈度为8度。石化空冷器产品的设计水平和制造水平均已进入世界先进行列，产品广泛用于石油、化工、冶金、电站等行业工业介质的冷凝、冷却。
（三）核电空调器
1989年，哈空调公司开发了中国第一台大型蒸发冷却式空调处理机组，1990年研制中国第一台大型直接蒸发式空气处理机。
1993年8月～1994年12月，哈空调公司研制中国第一台大型核级空气处理机，获得由国家科委等五部委颁发的重点新产品奖，从而确立其在国内核空调行业的领先地位。哈空调公司已具备生产核安Ⅱ级设备的资格，是中国唯一具有10年以上核级空气处理机组和核级风机安全运行经验的企业。
为配合国家核电站国产化，哈空调公司自20世纪90年代起开发研制巴基斯坦恰西玛300 兆瓦核电站和秦山核电一期300兆瓦核电站核级空气处理器及其附属设备。1995年12月通过由上海核电器材公司、上海核工程研究设计院和华东电力设计院组成的该项目验收组的验收。验收组一致同意，核级空气处理机组和蒸发冷却式空气处理机组可用于核电工程。据此，中国核工业总公司确定哈空调公司为中国唯一的生产核电站大型成套空气处理机组的定点生产企业。
1996年，哈空调公司为巴基斯坦恰希玛核电站一期1×300兆瓦发电机组研制生产8台核级大型空调机组和5台常规岛大型蒸发冷却式空气处理机组，合同金额约2 600万元。此后，哈空调公司为秦山核电二期2×600兆瓦压水堆核电站设计制造核级及非核级空气处理机组，合同金额约4 500万元，2004年投产，并被国家科委等5部委评为国家重点新产品。
“九五”期间，由哈空调公司与岭澳核电有限公司合作完成“九五”国家重大技术装备研究项目 “核电站通风空调防氯离子腐蚀试验研究”。2002年通过鉴定，该项研究成果属是国内首创，达到20世纪末国际先进水平。
2005年，哈空调公司与核工业第二研究设计院联合开发的1 000兆瓦级压水堆电站空调机组（DVC）样机通过评审，评审会专家们认为，该方案设计先进、结构合理、密封性能好，采用该项技术可有效地延长表冷器的使用寿命。同年，哈空调公司采用俄罗斯技术研制开发了田湾核电站2×100兆瓦压水堆发电机组核电空调机组。
