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天津石化以南港乙烯項目為依托，大力推進重大裝備國產化進程。其中，作為“龍頭”裝置，120萬噸/年乙烯裝置國產化率達到97%。除了被稱為乙烯裝置“心臟”的“三機組”完全實現國產化，在項目建設過程中還實現了諸多重大裝備國產化的首研首發。
國內首臺20萬噸/年液體原料單爐膛裂解爐 填補國內特大型裂解爐技術空白
裂解爐是乙烯裝置的核心單元。為滿足乙烯裝置規模擴大的需要, 裂解爐的單爐能力也要相應提升。一直以來，國內項目采用的20萬噸/年裂解爐為國外技術且大部分是雙爐膛。天津石化采用中國石化自有技術，在天津南港乙烯項目中開發、設計、建設了一臺20萬噸/年液體原料單爐膛裂解爐，不僅節省了投資成本，便于控制和管理，而且提高了我國裂解技術水平，填補了國內特大型裂解爐技術空白。
全球最大60英寸超大口徑裂解氣大閥 實現裂解氣大閥技術性能指標和規格重大突破
建設20萬噸/年液體原料單爐膛裂解爐，需要匹配60英寸超大口徑裂解氣大閥。此前，國內制造的裂解氣閥最大口徑為48英寸，世界最大口徑為56英寸，60英寸的裂解氣閥在國內外均沒有制造過。天津石化聯合相關單位，經過8個多月攻關，完成了60英寸裂解氣大閥的設計制造和檢驗試驗，實現了國內裂解氣大閥技術性能指標和技術規格的重大突破。目前，該裂解氣大閥已通過評審，入選第三批國家能源領域首臺（套）重大技術裝備（項目）名單。
全自動大袋包裝機 實現國內設計制造全自動大袋包裝機零的突破
目前，石化行業的聚烯烴產品包裝主要采用25千克/包的規格，用自動包裝機包裝。隨著下游用戶規模擴大，包裝規格大型化的需求越來越多，柔性集裝袋包裝（大袋包裝）成為更多用戶的首選。為滿足聚烯烴產品包裝的需要，天津南港乙烯項目配置了一套全自動大袋包裝機，采用共享托盤和冷拉伸套膜，且共享托盤隨貨物出廠，設置了自動噴碼、重檢、異常退出等功能，包裝精度滿足相關行業標準，可有效縮短采購周期，實現了國內設計制造全自動大袋包裝機零的突破。
淤漿法聚乙烯淤漿輸送泵 可輸送氣液固三相物料
天津南港乙烯項目10萬噸/年超高分子量聚乙烯裝置是國內首套擁有自主知識產權的超高分子量聚乙烯裝置。工藝流程中的淤漿泵工況非常苛刻，要求可輸送氣液固三相物料，其中固含量接近40%wt（重量百分比）。淤漿泵的成功研制，攻克了淤漿泵核心關鍵技術，填補了國內該領域空白，實現了核心工藝設備國產化，同時降低了采購成本，大幅縮短了采購周期。
POE裝置擠壓造粒機 為自主工藝包工業化提供保障
天津南港乙烯項目10萬噸/年POE裝置采用中國石化自主工藝包建設，有兩條5萬噸/年生產線，每條生產線配置一臺擠壓造粒機組。擠壓造粒機組工藝穩定性要求高、運行條件窄、主輔機配置多、部件組成復雜，此前國內沒有成熟產品。天津石化通過擠壓造粒機國產化攻關，攻克了設備供應“卡脖子”難題，大幅降低了設備采購成本，保證了供貨周期。
首個國產大乙烯SIS系統 確保生產過程處于安全狀態
SIS（安全儀表）系統是用于降低過程風險的獨立安全保護系統，一直以來，乙烯等重大工程的SIS系統以進口為主。天津石化與工程建設公司等單位密切配合，制定了大型乙烯項目國產化SIS工程規范和實施標準，實現了在超大型百萬噸級乙烯工程中SIS系統首次國產化大規模應用，進一步提升了大型流程工業生產裝備的國產化率、降低了投資成本，為重點行業SIS系統國產化及大規模推廣應用提供了有力支撐。
乙烯裂解爐超高壓蒸汽放空閥 達到極嚴苛的降壓降噪及密封等級要求
超高壓蒸汽放空閥是乙烯裂解爐上的關鍵設備。天津石化依托南港120萬噸/年乙烯裝置，與工程建設公司、制造廠家密切配合，實現了國產化先導式超高壓蒸汽調節放空閥應用于乙烯裂解爐的重大突破。超高壓蒸汽放空閥通過技術創新，達到極嚴苛的降壓降噪及密封等級要求，與進口超高壓蒸汽放空閥相比，可節約投資成本40%～50%、縮短生產周期50%。
內置焊接板式換熱器 提高換熱器傳熱效率
天津南港乙烯項目50萬噸/年高密度聚乙烯裝置工藝包中，指定中間處理洗滌塔冷凝器為塔頂內置式板式換熱器。洗滌塔冷凝器屬于關鍵設備，其可靠性和換熱效果都會影響裝置穩定運行。進口內置焊接板式換熱器存在交貨期長、價格昂貴等情況，天津石化經過專題研討，決定進行國產化攻關。內置焊接板式換熱器的研制成功，提高了換熱器的傳熱效率，將換熱器設備材質提升了兩個等級，比工藝包原定選材更適合海水淡化水用作循環冷卻水的工況，大幅提高了設備可靠性。
最大國產乙烯三機軸流式止回閥 超大閥實現無碰撞關閉
隨著乙烯裝置規模不斷擴大，壓縮機的輸送能力也隨之提升，壓縮機出入口配套的管道和閥門口徑也相應增大。根據需要，天津石化在南港120萬噸/年乙烯裝置的丙烯壓縮機入口設置了一臺DN2000軸流式止回閥。此前，大型乙烯裝置壓縮機用軸流式止回閥長期依賴進口，國內制造的軸流式止回閥最大口徑為DN1800。此次生產研制的百萬噸級乙烯三機軸流式止回閥是目前世界上用于乙烯裝置的最大國產軸流式止回閥，打破了國外同類產品的壟斷，實現了超大口徑軸流式止回閥無碰撞關閉，運維更為便捷，且價格僅為國外的2/3，生產周期縮短了一半。
超級鐵素體不銹鋼換熱器 提高設備制造質量和安全可靠性
天津南港乙烯項目冷卻水源為海水淡化水，循環水氯離子濃度相對較高，含鹽污水近零排放需要進行工藝處理。按傳統選材，項目中一些關鍵水冷器、蒸發器需要用高等級不銹鋼、鎳基合金或鈦材制造，長周期運行可靠性、經濟性欠佳。天津石化經過充分調研論證，選用國產超級鐵素體不銹鋼換熱管，組織國內工程公司、不銹鋼生產商、鋼管制造商、換熱器制造商開展技術攻關，成功實現了超級鐵素體不銹鋼換熱管和換熱器的國產化。項目應用了15臺該類不銹鋼換熱器，降低了設備腐蝕風險和造價，實現了國產新牌號不銹鋼產品在石油化工行業工程示范應用。
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