近日从鄂尔多斯传来消息，南京化学工业有限公司化工机械厂（南化机）制造的大型煤炭深加工核心静设备水冷、气冷甲醇合成反应器通过鉴定，达世界先进水平。鉴定专家认为，该大型水冷、气冷甲醇合成反应器是中国制造的新突破。
南化机为两套产能180万吨的甲醇合成装置分别配套生产2台水冷反应器和1台气冷反应器。水冷、气冷甲醇合成反应器制造具有高难度、高精度、高要求的特点，6台水冷、气冷反应器的国产化，不仅节省了投资，而且填补了国内煤炭深加工静设备自主制造的空白，进一步提升了创新能力。
掌握高端设备制造技术
“我国富煤少油气，煤炭深加工意义重大，核心设备的制造技术，当然应该掌握在我们手里。”曾在南化机鄂尔多斯分厂主持工作、现任厂党委副书记的韩雪元认为，掌握高端设备制造技术，事关国家经济命脉。
对于能够批量制造千吨级反应器的南化机来说，大型水冷、气冷甲醇合成反应器虽然不是特别重大的设备，但是其工艺先进、结构复杂、要求精密，是必须攻克的煤炭深加工装备。
据介绍，此次制造的水冷、气冷甲醇反应器直径4.2米，椭圆度仅有3毫米，不足千分之一，制造精度完全达到技术要求，创历史新高。
据介绍，设备制造之初，专利商对制造工艺要求很高，例如水冷反应器的管板和管箱必须焊接后整体入炉进行热处理，然后进行钻管孔；气冷反应器内件要求先完成组装；进行内件的独立气密试验等。为此，项目人员在设备制造中采用由宁波工程公司设计、德国鲁奇公司专利技术设备的内部结构、关键细节和特殊制造工艺解决了一系列难题。
据南化机一位技术人员介绍，他们首次完成了复杂曲线管板的精密制造，首次采用普通成型和机加工设备实现了复杂零部件加工。这些反应器在位于沙漠腹地的内蒙古鄂尔多斯中天合创装置现场稳定运行已超过两年，各项经济技术指标全部达到设计要求。
设计制作“黄金螺旋”管板
气冷甲醇反应器直径4.2米、长13米，却能满足180吨年产能所需，是典型的“小身材、大能量”。数学上的渐开线，被称作神奇的黄金螺旋。渐开线管板能够有效地利用空间，2014年11月，不锈钢材质的渐开线管板完成加工，在国内属首次制造。为了这块管板，南化机人琢磨了整整半年。
重加工车间主任周正国对复杂曲线的加工颇有研究。他先找了一块同材质500毫米见方的试板做试验，一是验正程序，检验编程准确性；二是选择刀具，探索工艺参数，测算进度；三是检测累计误差。这个试验发现渐开线末端有累积误差，将造成管孔分布不均，给后续的装配工作带来困难。于是，他和车间计划员任有志运用VB编程，取了500个点，画出非常完美的渐开线，为管板、复合折流板、筋板的加工奠定了质量基础。
管板上渐开线筋板的焊接是个难题，筋板高度240毫米，间隙仅100毫米，焊接过程还要避让管头，并且手伸不进去、眼睛看不到焊缝。该厂电焊工高级技师、江苏省首席技能大师高申华，和铆焊车间的同事们共同商讨对策，研究出了渐开线箱体与管板的小空间MIG焊接技术，设计制作了焊接工装，改制了焊枪，不仅成功解决了这个难题，而且将工效提高3倍以上。
另外，水冷反应器的梅花折流板有4718个管孔，每个管孔周围又有6个小孔，像数千朵盛开的梅花。因为孔间距非常小，稍有不慎就会打穿管孔。该厂车工高级技师沈宗文带领技术员们设计出了梅花孔定位工装，用普通钻床加工出了高精密度梅花管板。该工装还获得了国家实用新型专利证书。
打造七窍玲珑“芯”
据介绍，水冷反应器要求管板和管箱焊接后打孔，这样钻头必须伸进管箱才能接触到加工面，但钻头长度不够。为此，他们又对新制作的钻削工装的密封套进行了改进。
气冷反应器渐开线管板直径4.2米，这个尺寸大于钻床的加工行程，管板无法一次完成钻孔任务，超出行程部分的管孔必须移位后才能加工。因为大部分的钻孔完成后，管板会像一只巨大而柔软的筛子，极易变形。随后，周正国设计了一个管板固定工装，移位时只需要起吊工装即可，既防止了管板变形，又方便找正。
气冷甲醇反应器管束气密试验，让容三车间副主任王明龙伤透了脑筋。他设计制做了一个临时“壳体”，把内件包起来；做了很多长方形垫板，把所有的管孔密封好。但是管板上安装的热电偶和取样口的长圆形孔（腰型孔）成了问题，因为热电偶伸出管板部分如同“剑柄”一般，影响了正常工作。
王明龙认为：如果能改变一下热电偶套管的结构，就可以把“剑柄”塞进容器肚子里，做完气密试验再拽出来。他还设计了内件拖入工装，让内件“滑”进了壳体，间隙仅有20毫米。
就这样，凝聚了南化机人创新智慧和工匠精神的这颗七窍玲珑“芯”，成为煤炭深加工行业中国制造的又一大国重器。
(关键字：甲醇 甲醇合成反应器)
