期刊-2025-09

与沈鼓共成长 助力“大国重器”破局攻坚

文/本刊记者 魏晓文 冯昭

2025年09月24日

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张勇

国家卓越工程师 

沈鼓集团总工程师


压缩机,装备制造业的“工业心脏”。成立70余年来,沈鼓集团股份有限公司(以下简称“沈鼓集团”)几乎承担了国内能源与化工领域所有离心压缩机国产化首台套任务。张勇,就是这家压缩机领军企业的技术核心成员,他与沈鼓共同走过36载,见证并参与了企业多项关键技术突破与重大装备研发。

自加入沈鼓集团以来,张勇先后主导建立“两站五院五中心”产学研创新体系;主持攻克长输管线压缩机、百万吨级乙烯压缩机等核心设备,实现重大装备国产化;领衔研制我国首台连续式跨声速风洞主驱压缩机,推动中国大型风洞技术升级;开展176项核心技术攻关,完成150万吨乙烯三机等装备研发;推动建设数字化车间,实现压缩机关键数字化管控能力。

作为沈鼓集团总工程师,张勇还通过签订科技创新任务责任状,先后培育10家高新技术子公司,树立了科技创新的“沈鼓”大旗。


车间班组起步,矢志技术研发


1989年,张勇从西安交通大学涡轮机专业毕业后进入沈鼓集团,从最基层的岗位做起,在实习期间就主动提出分到车间班组,逐个熟悉蜗壳、叶轮、轴承等基础装备所需的关键部件,以及整合、组装、配套之间的关系。

在设计部,张勇也是从基础工作做起。“刚毕业的时候没有设计权,画图主要用手工进行,用于计算的计算机很少,计算器是主要的计算工具。”他回忆说,直到七年后,才第一次承担科研项目——2.8万空分压缩机的开发设计。 

这是当时功能最大的气体压缩装置。从两台压缩机转变为一台,需要提高单机性价比,进行全新结构的开发。 2.8万空分压缩机量产后,得到了较好的应用,以此为基础,张勇又带领团队开发出完整的机型系列,目前,最大机型已达到8万空分。

1998年后,张勇被提拔到中层管理岗。他先是在拥有基层经验充足的的质量部门工作了五年,此后相继担任研发部部长、设计部部长、客户服务中心总经理、集团总工程师,在不同岗位上一步一个脚印,直至成为沈鼓集团科技创新工作的总负责人。

直面痛点难点,开展技术攻关


为提高我国重大技术装备水平,张勇带领沈鼓集团科技工作者,开展了全方位的研究与创新。

张勇介绍,作为离心式压缩机的重要类别,透平压缩机需要把机械能转化为气体的动能,通过提高速度变成动能,然后降低速度变成压力能,以此来提高压力, 这涉及到与气体动力研究相关的很多交叉学科,是美国不对外转让的重点技术之一。

压缩机主要应用于能源、石油、化工等国民经济重要领域,需要设备能长周期、安全、稳定运行,这对设计研发、运行效果提出严苛要求。例如,在某些工业运行领域,压缩机对电能的消耗占比达到40%。

“级”是离心式压缩机的基本单元,其性能决定了产品耗能指标。围绕离心压缩机基本级的更新换代和升级改造,张勇先后组织完成了12个系列基本级开发,使沈鼓集团基本级系列的覆盖范围、效率、能头等技术指标达到国际先进水平。在压缩机制造水平得到提升的同时,也使沈鼓集团模型级体系日臻完善,使之成为抢占、扩大市场的利器。

机组运行的平稳性和运转周期,是衡量产品质量的重要标准。随着产品向大型化和高参数方向发展,与机组安全、可靠有关的新问题开始不断出现。为了保证机组的安全稳定、长周期运转,张勇在组织技术人员进行技术分析的同时,主动与高校合作,在转子动力学、结构分析等领域进行联合开发。

同时,通过引进国际知名软件工具,跟踪最新技术动态,不但提高了技术开发手段,也使沈鼓产品的安全可靠性分析处于国内同行业领先水平。

张勇主持开发的千万吨级炼油、大型煤化工、大型化肥装置用压缩机,有多项填补了国内空白,带动通用机械装备的发展。

例如,大型化肥装置用全套系列压缩机组,改变了国内大型化肥装置用设备依靠进口的局面;新型煤化工装置用系列压缩机,实现了新型煤化工装置用压缩机的多品种和大型化,使沈鼓集团成为具备和拥有煤制烯烃、煤制天然气、煤制油等全部煤化工装置用压缩机制造业绩的企业;国内大型“煤代油”制甲醇项目BCL608+3BCL529离心式合成气压缩机组,为沈鼓集团拓展大型甲醇装置用合成气离心压缩机市场提供强有力的技术支持。


高端绿色智能,赋能创新研发


“十四五”期间,沈鼓集团确定了“智造强芯、装备世界”的企业使命和“全球能源化工动力装备领跑者”的发展愿景。为此,张勇带领科研团队用精益数字化为研发创新赋能,提升沈鼓产品的高端化、绿色化、智能化水平。

高端化方面,紧盯176项核心技术,开展了18大类、114种新产品的研发工作,围绕新发展格局和先进制造业,发展150万吨乙烯三机、10万等级空分压缩机、超大型风洞压缩机等高端装备和服务型制造业务,并携手配套商与合作伙伴开展压缩机关键配套件国产化攻关,拉动我国压缩机产供链整体进步。

绿色化方面,采用优化方法,实现压缩机组效率提升、能耗降低;加快进入清洁能源和环保市场;实现了天然气高压储气库用离心压缩机、高压空气储能压缩机、二氧化碳捕集利用压缩机等一批绿色装备研发。

智能化方面,应用仿真设计、研发数据管理等数字化设计平台,建设了生产制造全过程的全面感知、实时分析、精准执行和动态优化的数字化车间,实现了产品的数字化设计、数字化生产、数字化交付、数字化服务。


打破技术垄断,书写中国答卷


2024年秋天,张勇带领沈鼓集团科研团队,研制出具有自主知识产权、达到国际同类产品先进水平的高负荷低温离心压缩机,使我国成为全球少数掌握此核心技术的国家之一。这不仅标志着我国在该领域实现从“跟跑”到“并跑”的跨越,也展现出中国制造企业在跨部门协同攻关中的强大组织能力。

该项目压缩机组设计进口温度约-140℃,沈阳厂区、营口厂区试验台都无法满足试验运行条件,国内也没有类似的低温压缩机试验台可供参考。

此前,这一设备市场长期被少数国际巨头垄断,不仅价格昂贵,供货周期也难以保障。显然,这是一场必须打赢的攻坚战。但作为项目总指挥,摆在张勇面前的是:要求结构紧凑,橇装化程度高,加工精度高,而且需要应对极端恶劣环境;需要面对大流量、高压比的运行工况,叶轮和壳体需承受更高应力,而且高转速和大功率需要更复杂的轴承系统和转子平衡设计;压缩机蜗壳和齿轮箱紧邻,蜗壳处工作介质是超低温的天然气,而超低温介质会使叶轮与齿轮轴产生巨大温差,因此低温零件材料选择及其工艺技术研究难度非常大。

面对一道道技术难题,张勇带领来自研发、设计、工艺、科管、质管、生产、采购、服务等环节的60余名骨干,经过反复论证和分析研究,确定了试验台搭建方案和机组试验方案,确保了压缩机组在低温情况下的气动和机械性能都能满足要求,既满足了-140℃的极端工况需要,又确保了试验安全。

在张勇带领下,项目团队还针对机械运转试验、气动性能试验、冷气注入试验、转子不平衡响应验证试验和气密试验进行了深入研究,克服了低温压缩机组试验的各类难题,构建了符合认证体系的压缩机机械运转、气动性能、低温、气密试验装置和体系,完成技术攻关20余项,为后续同类产品研发积累了宝贵经验。

2025年4月,高负荷低温离心压缩机成功交付,打破国际厂商对该类产品技术的长期垄断,每年可为我国节省进口成本超亿元。


研制大国重器,锤炼创新队伍


在36年职业生涯当中,张勇先后主导、参与了45个重大动力装备项目的开发,成果成功应用于200多个重大工程。鉴于他为满足国家重大装备需求作出的贡献,2024年1月,张勇被中共中央、国务院授予“国家卓越工程师”称号。

“每一次技术突破,都是沈鼓人集体智慧的结晶。”张勇说,“我们不仅研制出了大国重器,更锤炼出一支能打硬仗的协同创新队伍。”

2025年7月,张勇在“2025年上海合作组织民间友好论坛暨友好城市论坛”上,分享了沈鼓集团的实践探索与未来愿景,表示沈鼓集团愿与上合组织各成员国的企业、科研机构和青年才俊携手同行,共同朝着“数智化、绿色化、国际化”方向迈进,充分激发青年创新潜能,深化智能制造实践,拓展国际合作空间,协力谱写先进制造业高质量发展的崭新篇章。

事实证明,中国制造的升级之路,既需要单点突破的锐气,更离不开系统协作的智慧。在这方面,张勇和沈鼓集团科技创新团队作出了表率。 


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从全球视角来看,我国压缩机研发处于怎样的水平?40多年来有哪些重大变化?

目前,我们在国际上正处于“并跑”逐步“领跑”的阶段,有几点可以证明:一是中国的能源、化工产业发展给我们提供了机会,中国制造的透平压缩机种类俱全;二是近年来,我们一直在全球范围内保持透平压缩机的最高产量,产量相当于每天生产一台;三是性能指标处于国际先进水平,核心指标达到国际领先水平。20世纪80年代,我们的基础较差,在引进技术的基础上才制造出中国第一台乙烯压缩机;进入21世纪,研发创新能力得到显著提高,2010年后不断填补国内乙烯压缩机的空白,现在已经做到所有化工领域的全覆盖。


您对科研人员“坐冷板凳”有哪些体会?

“坐冷板凳”是科研人员的基本素质。因为科研工作不是靠加几天班就能赶出来,不可能一蹴而就,需要经过若干次不懈努力的反复试验、论证,才能做到久久为功,所以科研人员一定要能“坐得住”。现在,大家越来越重视科技创新,通过掌握更多的知识、不断创新推动社会发展,已经成为共识。


您如何看待科协组织对企业发展的推动作用?对青年科技工作者有哪些期许或建议?

早在20世纪80年代,沈鼓集团就成立了科协组织,给企业科技工作者带来家一样的感觉,在帮助他们成长、解决工作难题、规划职业发展等方面发挥了重要作用。对于青年科技工作者来说,要能够静下心来、坐得住,通过不断攻克难题为企业创造效益,给客户创造价值,从而获得成就感。