【化工装备十年大发展】1640-点赞不得不看！！中国气体分离及液化设备发展史

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(出处: 海川化工论坛网)
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中国气体分离及液化设备发展史

第一部分：新中国成立至1978年

1 概述 中国的气体分离及液化设备工业，是新中国成立后才建立和发展起来的一门新兴工业。

气体分离及液化设备工业，以德国卡尔·林德教授于1985年和1903年先后发明了第一套空气液化设备和10m3／h(氧)空气分离设备算起，至今已有100年历史。

在100年中，随着科学技术的不断发展和新技术的不断涌现，气体分离与液化设备不仅在品种、等级、性能和设计、制造技术等方面得到了很大的发展， 日趋完善，而且在国民经济中的应用范围也愈来愈广泛。

在经济建设中，气体分离与液化设备最初主要的用途是为金属的焊接和切割提供氧气以及医疗呼吸用氧，以后，随着新技术的不断涌现，逐步应用于其他工业部门。

在冶金工业方面，用于纯氧炼钢和鼓风炼铁；在石油化工方面，氧气既能用于裂解重油生产烯烃，又可用作煤粉气化制备合成氨的原料气和燃料气；在冶金、化工、轻纺、电子等工业部门，氮气作为原料气、置换气和保护气得到了广泛的应用；在电光源工业方面还应用氩、氖、氦、氪、氙等气体。

此外，气体分离与液化设备的产品还广泛用于在食品工业、农牧业和环境保护。近年来，在医疗卫生事业中可治愈几十种疑难病症。 现代尖端科学技术的发展，为气体分离与液化设备开辟了更加广阔的应用领域。在今天，无论“上天人地”、“下海探宝”，都离不开气体分离与液化设备的产品。航天运载火箭、能源开发冻土、强化采油、煤矿安全等新的应用技术都正在兴起。

若干年后，随着工业化加快，气体用量，将**超过目前冶金用量。还有超导、集成电路、卫星通讯和遥测、激光等尖端技术都与气体分离与液化设备产品密切相关。 新中国成立以前，中国不仅没有气体分离与液化设备的制造业，就连这类设备的应用也寥寥无几。

1934年，青岛从日本购进15m3／h(氧)的空气分离设备，由日本人安装、生产，成为中国第一家采用低温分离方法制取氧气的工厂。

到1949年解放前夕，全国仅在上海、青岛等少数几个沿海城市所使用的空气分离设备都是进口的，不到100套单套制氧能力在lOm3／h～200m3／h之间，全国总制氧能力不到3500m3／h。

2 第一套30m3／h(氧)空气分离设备诞生(1951~1953)

新中国成立后，国民经济得到迅速的恢复和发展，气体分离与液化设备的制造业也应运而生。

在经济恢复较早的东北地区，用氧困难的问题显得更为突出。1951年，哈尔滨市工业局派该局技术室主任宋凤宾主持这项工作，哈尔滨第一机械厂(现哈尔滨制氧机厂)首先开始设计试制30m3／h(氧)空气分离设备。 该厂从社会上聘用5名(俄裔)工程师，包括接触过空气分离专业的克拉斯诺别夫柴夫，熟悉活塞式压缩机技术的那茨也夫斯基两兄弟等，并派该厂技术人员李宏远等参加设计工作，边干边学。

克拉斯诺别夫柴夫找来了一份俄文版的资料(C-30型)30m3／h(氧)空气分离设备的流程和技术参数，并附有结构外形图。他们根据这份资料，结合前阶段修复25m3／h(氧)空分设备工作中获得的经验，1953年1月设计出高压流程的30m3／h(氧)空气分离设备的全套图纸，终于在1953年底完成了两套30m3／h(氧)空气分离设备的试制，并经开车运转，氧气产量达到30m3／h，氧气纯度为99．2％，达到了设计指标，这两套空气分离设备试制成功，从而结束了我国不能制造空气分离设备的历史。

3 国家布点第一家批量生产空气分离设备

(1952~1956) 国家有关部门开始酝酿气体分离与液化设备的生产布点。

1952年8月，全国厂矿机械会议，安排一些机械产品的生产。重下业部提出中国要自己生产“制氧机”，拟将“制氧机”安排在华东地区牛产。

华东各厂代表大多数从未接触过空气分离设备，不敢贸然承接。只有浙江铁工厂厂长钱祖恩，曾于上海参加过一套以加拿大进口的92m3／h(氧)空分设备的安装，对这类设备的原理和机组情况较为熟悉，作了简略介绍。于是，浙江铁千厂接受了承担“制氧机”生产。

试制空气分离设备的工作，从12L／h(液氧)移动式空气分离设备做起。当时急需的充氧车等的试制任务交给浙江铁工厂。该厂组织80多名技术人员和生产骨干，组成了新产品试制室，第一机械部也派薛寿昌等八位工程技术人员来厂帮助工作。

1953年6月底，试制完成了第一台40-1型充氧车。

1953年8月，浙江铁工厂更名为杭州通用机器厂，不久，开始试制成套空气分离设备的准备工作。

1954年8月，由设汁科长洪式张工程师带领10多名技术人员前往黑龙江省鸡西煤矿苏联进口的30m3／h(氧)空分离设备进行了剖析，在此以后，第一机械工业部第一局也将一套以苏联引进的30m3／h空气分离设备分馏塔图纸交给杭州通用机器厂。

该厂指派工程师陈逸樵担任产品主任设计师，根据1953年获得的苏联图纸和在鸡西参观，剖析得来的资料，整理出设备的生产图纸，投入制造、安装和调试，于1956年1月3日，设备的产量、纯度达到了设计要求。

从此，30m3／h(氧)空气分离设备开始在杭州通用机器厂投入成批生产。

同年12月该厂又试制成功了2套12L／h(液氧)移动式空气分离设备，投入生产。

当年，共生产了14套，总制氧能力380m3／h，从此我国的气体分离与液化设备工业诞生了，走上了工业性成批生产轨道。

沙漠里的游鱼 发表于 2024-5-5 21:25
3 国家布点第一家批量生产空气分离设备

(1952~1956) 国家有关部门开始酝酿气体分离与液化设备的生产布点 ...

4 第一套中大型3350m3／h(氧)空气分离设备的诞生(1956~1958)

1956年4月为适应冶金和化肥工业等方面的迫切需要大中型空气分离设备的新形势，第一机械工业部组织一支10余人的“大型制氧机调查组”，前往东北各地，对进口的大中型空气分离设备的使用情况进行调查，钱祖恩提出了首先试制高低压流程的3350m3／h(氧)空气分离设备的意见，得到了黄敬部长的采纳。

同年秋，洪式张带领10余名技术人员前往吉林氮肥厂参观和剖析从苏联进口的3350m3／h(氧)空气分离设备。该厂指定技术员李永康任产品主任设计员，开始设计和试制工作。

1957年起，杭州通用机器厂聘请苏联空分设计专家涅基金来厂指导，从苏联专家那里学习了不少技术和经验。

1958年，第一机械工业部第一局技术处长陈幼军与杭州通用机器厂洪式张、陈大慈等赴苏联全苏制氧机科学研究院考察，在涅基金的帮助下带回了12500m3／h(氧)空气分离设备的全套图纸和有关技术资料。

杭州通用机器厂终于在1958年4月30日试制成功第一套3350m3／h(氧)空气分离设备，当年生产2套，次年开始成批生产。

3350m3／h(氧)空气分离设备的投产，标志着我国在空气分离设备的制造上已实现了从小型向大中型的发展。

1959年，杭州制氧机厂试制完成高低压流程的300m3／h(氧)空气分离设备。

1961年杭州制氧机厂试制完成高低压流程的同时生产两种产品1200m3／h(氧)、4600m3／h(氮)空气分离设备。

5 高压流程向中压流程过渡的空气分离设备(1958～1960)

1956年夏天，杭州通川机器厂参考**德国的50m3／h(氧)中压流程的空气分离设备进行试制，仅用1年多的时间，完成了试制，投入了批量生产，完成了高压流程向中压流程的过渡。



1958年，由陈逸樵为主组织自行设计的150m3／h(氧)空气分离设备，于1958年7月在杭州通川机器厂试制成功。

1960年试制完成带液氧泵内压缩的50m3／h(氧)空气分离设备，因液氧泵问题而停产。

6 行业第一个科研机构的设立(1958~1960)

1958年9月，杭州通用机器厂根据第一机械工业部指示，抽调16名专业人员，建立厂“制氧及冷冻设备研究室”，同时建立了小型空气分离设备实验工场，形成了行业第一个科研机构的雏形。

1960年4月21日，第—机械工业部批准建立杭州制氧机研究所。同年5月1闩在杭州制氧机厂制氧及冷冻设备研究室的基础上正式成立，于1961年建立试制车间，全所人员发展到150人。

杭州制氧机研究所成立后，承担了从杭州制氧机厂移交过来的稀有气体提取及液化设备的研究、设计任务。

1961年7月全国第——次稀有气体与液化设备会议，决定将杭州制氧机研究所作为我国气体分离及液化设备行业的技术情报中心。经国家科学技术委员会第一局和第一机械工业部批准，杭州制氧机研究所创办了专业科技刊物——《深冷简报》(1975年改名为《深冷技术》)。该所还承担规划、标准等行业工作。

杭州制氧机研究所的设立，使气体分离与液化设备行业有了自己的科研基地和科技情报中心，促进了科研工作的发展。 在这一时期，教育部门也相应开始了气体分离与液化设备专业人才的培养。

1959年9月，西安交通大学首先设置厂“深度冷冻装置”专业。

此后，浙江大学、华中千学院等一批院校也相继开设了类似专业，、他们不仅输送广大批专门人才，而且还结合教育，完成了许多科研、试验课题，为气体分离与液化设备工业的发展作小了较大的贡献。

杭州制氧机研究所成立后，开展了反击式透平膨胀机和板翅式换热器、精馏、石头盘管式蓄冷器、低温粉末绝热和支承绝热技术、同热式制冷机、无润滑压缩机的氟塑料环和密封环等课题的试验研究。

一系列关键课题的试验研究，还带动了制造千艺的进步，特别是各类容器由铜结构改为铝结构这一重大的变更，使工厂采用自动、半自动氩弧焊等新工艺，从而使有色金属的焊接工艺技术水平进一步提高。

沙漠里的游鱼 发表于 2024-5-5 21:28
5 高压流程向中压流程过渡的空气分离设备(1958～1960)

1956年夏天，杭州通川机器厂参考**德国的50m3 ...

7 我国气体分离设备制造体系形成(1956~1969)

为适应3350m3／h(氧)空气分离设备的生产，1956年12月19日，第一机械工业部批准将杭州通用机器厂迁址新建。

1958年12月起更名杭州制氧柯L厂，并于1961年3月建成斤形成牛产能力。

1958年6月，第一机械I：业部提㈩第二座气体分离及液化设备的牛产千厂——开封空气压缩机及空分设备厂。

1960年2月批准新建开封空分设备厂。1961年5月该厂试制第·一套50m3／h(氧)空气分离设备，从此开始厂气体分离及液化设备的生产。开封空分设备于1965年基本建成。

1959年，哈尔滨第—·机械厂在试制成功我国第一套30m3／h(氧)空气分离设备后，直到1959年又试制牛产了50m3／h(氧)空气分离设备，重新转向气体分离及液化设备的生产。

1960年，哈尔滨第一机械厂更名为哈尔滨制氧机厂，并开始在哈西千业区建成新厂。

1960年，邯郸滏阳机械厂也开始转向空气分离设备的生产。同年，该厂试制成功厂50m3／h(氧)空气分离设备。

1962年7／1，邯郸滏阳机械厂更名为邯郸制氧机厂。

杭州制氧机厂的迁建投产，开封空分设备厂的建设，以及哈尔滨制氧机厂、邯郸制氧机厂相继转产空气分离设备，使我国气体分离与液化设备工业的专业制造厂从1家增加到4家，初步形成了分布于华东、中南、华北、东北的比较合理的生产布局。

1961年8月至9月，“全国制造行业厂际竞赛第一次会议”在杭州召开，标志厂这一行业的制造体系的初步形成，行业活动也从此开始。

1965年开始，国家对气体分离及液化设备工业投资的重点转向二线地区，先后建设了自贡市机械一厂、四川空气分离设备厂和四川深冷设备研究所。

1962年， 自贡市机械一厂开始试制50m3／h(氧)空气分离设备，转向气体分离设备及液化设备的生产。

四川空气分离设备厂及四川深冷设备研究所是由杭州制氧机厂分迁和包建的，四川空气分离设备厂以1971年起开始试制1000m3／h(氧)空气分离设备。

1976年，经第一机械工业部批准，四川空气分离设备厂负责，筹建以多组分气体分离及液化技术和低温绝热技术为主要研究方向的专业科研机构——四川深冷设备研究所。

从1969年开始，冶金工业的迅速上马，使气体分离及液化设备出现了供不应求的情况。于是，以“会战”形式组织本地非专业生产厂制造了31套中大型制氧机。在高潮巾，江西制氧机厂、吴县制氧机厂(现苏州制氧机有限公司)由地方投资，开始了建设，转向气体分离及液化设备的牛产。

此至，行业八厂二所形成中国气体分离及液化设备制造体系。

8 稀有气体提取设备和气体液化设备的科研开发(1960—1963)

氩、氖、氦、氪、氙等稀有气体的提取技术，是随着科学技术的发展和电光源工业的兴起而发展起来的。到50年代末，提取技术还不很成熟，加上技术封锁，使稀有气体价格高得惊人，每立方米氪、氚的售价竞比同等重量的黄金高出几倍，被称为“黄金气体”。

在这种情况下，我国布关化工研究单位和化工厂与杭州制氧机研究所合作，共同进行提取设备的研制。

该厂指派技术员沈维楞和孙瑞瑾分别负责制氩设备、氪氙提取设备、氖氦分离设备的研制工作。先在50m3／h(氧)空气分离设备上进行制氩试验，因氩气量太少而没有成功，取得了第一手数据资料。

1960年初，沈维楞义设计了配于150m3／h(氧)空气分离设备的2．5mVh制氩设备，终于在1961年12月研制成功。

1958年，由沈维楞设计，开始研制配丁3350m3／h(氧)空分设备的125m3／h制氩设备和O．042m3／h氪氙提取设备。这两种设备于1961年完成制造，后于1966年在吉林氮肥厂投运成功。

由孙瑞瑾设计的25L／h(Ne)和3L／h(He)冷凝法氖氦分离设备也于1960年完成制造。

与此同时，配合冷凝法分离的8L／h氢气液化设备，于1961年1月完成制造并安装调试，经过9个月的不断改进，先后开丁16次，终于在1961年10月获得成功，同时也完成了氖氦的分离。

1960年，国家科学技术委员会在科技规划中要尽快发展稀有气体提取设备和气体液化设备。

1961年7月在上海召开全国第一次稀有气体和气体液化设备会议，研究丁发展稀有气体提取没备和气体液化设备的任务。此后不久，巾杭州制氧机研究所设汁的35L／h(氖)、145L／h(氦)冷凝法氖氦分离设备和8L／h氦液化设备等先后投入了试制。

同时还设计制造了低压流程和中压流程的20000m3／h天然气提氦设备，于1960年制造完成，1963年在四川重庆、隆吕两地分别投入运行。

9 液氧液氮设备产品开发(1955～1968)

1955年，罗靖、李永康、何兆奇等10多人参考苏联AK-RM制氧车，在曲守玉等人的讲解制氧机性能，以加温、起动、冷却、液化、调整纯度、充瓶及故障处理等，后来这批技术人员和工人在该厂发展制氧机生产进程中都成为骨干力量。

1956年3月15日完成设计工作，投入试制，当年完成了2套，于11月装配完成后进行周期性试车，通过联合鉴定委员会鉴定，认为液氧产量和纯度已达到设计要求，试制成功。 1958年，杭州制氧机厂指派李永康为主设计高压流程的150kg／h液氧液氮设备。

1960年试制完成，并在北京航空学院安装调试，鉴定合格。

1961年6月杭州制氧机研究所开始设计1000kg级液氧设备，从调研着手，进行可行性分析。

不久，第一机械工业部向杭州制氧机研究所下达了研制750kg／h液氧设备的任务，并在该所设立701室，并调集一批技术力量，在短期内建立试验台，完成了中压清除二氧化碳、低塔板间距精馏、隔热气缸长活塞膨胀机、液氧泵、高压空气压缩机等关键技术，经过一年多的试验，1965年12月完成了图纸设计。

1966年，杭州制氧机厂投入试制，于1967年1月试制完成。 60年代初，杭州制氧机研究所沈昌炽、沈维楞等人，对回热式制冷机研究基础上，开始进行液氮机的研制厂作。

1966年试制成功4L／h回热式制冷机式液氮设备，接着完成20L／h液氮设备。

该所吕青山等人还提出研制四缸回热式制冷机作冷源，用于低压流程制取液氧液氮的空气分离设备。1968年完成厂样机试制，首次实现了问热式制冷机为冷源的带液氧全低压全板式的内压缩的空气分离设备。

1967年，自贡市机械一厂会同杭州制氧机研究所、 七院十五所等单位，完成了75m3／h(氮)移动式空气分离设备的联合设计，于同年投入试制，1968年试制完成两台样机。

1968～1973年该厂义试制成功了120m3／h(氮)移动式空气分离没备，这些设备还能同时生产6—12L／h液氧或气氧，在室内外-45℃～+45℃的气温、高海拔地区等环境下都能正常工作。

10 氢液化设备研制(1960～1969)

1960年完成第一台8L／h氢液化设备制造。

1961年1月在杭州制氧机研究所试验工场安装调试，于1961年10月获得成功。这些小型氢液化设备提供中国科学院低温试验所需冷源。

1960年，指派李永康、张百春、林瑞琛等人与北京航空学院莫瑞庭等人员对液氢设备专题，开展流程分析计算工作。

1961年1月确定100L／h液氢设备的设计任务。接着进行流程方案论证和设计下作。

1961年3月，国家科委和一机部的稀有气体分离及液化设备会议上列入了研制计划，并清到中国科学院物理研究所洪潮生教授等人的审议，确定了流程，于1961年10月在杭州完成了图纸设计工作，于1963年12月在杭州制氧机厂制造完成。

100L／h液氢设汁列出了140l～1404四个研究项目仟厂科研计划安排，在制造过程中主要解决厂真宁技术和真空容器刚性的设计研究等关键技术问题。1966年初安装在北京101站，于1966年2季度进行厂调试，并取得一次调试出液氢，但仍有不少技术质量问题有待于解决。终于在1969年正式投产牛产液氢。

11 氦液化设备研制(1967～1979)

随着超导技术的迅速发展，国家科委部署了在尖端科技领域十有关激光与储能的科研项目，其中液氦设备的研制巾杭州制氧机研究所负责。1967年，第一期下程任务研制100L／h液氦设备。

研究所指派李永康、孙瑞瑾等人设计，先进行流程方案论证。

1969年9月，明确厂技术设计任务，开展工作，确定采用液氮预冷双级透平膨胀机双压流程。该设备流程巾采用厂气体轴承透平膨胀机、螺纹翅片绕管式换热器、高真空多层绝热低温容器及无油润滑氦气压缩机等四项高难度的新技术。例如气体轴承透平膨胀机，工作转速达12×104r／min，为解决高速气体轴承稳定性，通过—卜百次的反复试验和修改，最后在轴承上采用了特殊弹性元件。 杭氧厂于1971年制造完成。

1973年安装在四川乐山。

杭氧指派李大十二为项目负责人，处理安装调试过程中所出现的技术质量问题。这些问题仍是产品试制过程带来的。1975年开始初步调试，对四个问题作了重大改进。

①采取措施，解决氦压缩机的漏气问题。

②液化器泄漏，真空度低下，重新补焊。

③对一、二级换热器形式作了更换，选用高效铝板翅式换热器。

④对氦膨胀机制冷量小，重新设计了风机轮、调换喷嘴环及提高轴承气压力等作了重大改进。

从设计到凋试技术人员共有50多人，在调试现场攻克了许多技术难关，于1977年12月联合调试，第一次出了液氦，产量只有40L／h。

紧接着成立攻关组，继续探索，反复沦证，研究分析，找出原因，1978年3月的联合调试时，液氦产量达到60L／h。

最后，杭氧对液化器作了部分改进，液化器内更换了大容积贮液槽；又更换厂3～7级换热器，采用高效铝板翅式换热器；使用质谱仪检漏，排除漏点等，在1979年9月成套调试，取得了成功，液氦产量达到90L／h以上。

至此，成套设备移交用户使用，投入正常生产。

12 氖液化设备研制(1974～1981)

根据同家高能物理研究需要，研制1．5~2L／h氖液化设备，用作低温冷源(10K或-263℃)。杭州制氧机研究所指定吴健美等人。

70年代初，该所与西安交通大学联合进行了双级同热式制冷机的研究。

1974年杭氧所参加荷兰菲利浦公司引进的氖液化设备的调试，1975月开始对氖液化设备进行研究。

制冷机内的蓄冷器、冷凝头、压缩活塞组件等关键部机都作了试验研究，经过四年多的努力，1981年底完成课题任务，并将1．5～2L／h氖液化设备的样机运抵北京中国科学院，经调试该设备的主要技术指标和运转性能均达到设汁指标。

13 低温贮槽研制(1961~1970)

1961～1965年，杭州制氧机研究所进行了低温绝热材料、粉末真空绝热性能测试及低温贮槽的内筒支承试验研究。

1961年杭州制氧机研究所试验工场生产15升杜拉容器，接着研制100L／h液氢设备配套1200L／h液氢贮槽，采用真空(133×10-2pa)绝热贮槽和835升液氢槽车。1963年又研制了4000升液氢贮槽；同时研制了粉末真空绝热5m3、19．5m3液氧(液氮)级贮槽。

1967年开展真空多层绝热试验研究，对多种不同反射屏材料和隔热物组合的多层绝热性能进行测试。以试验数据为依据，1970年研制了1500升液氦贮槽。

14 反击式透平膨胀机的研制(1962~1967)

1962～1964年，杭州制氧机研究所谢贵法等人建立我国第一个透平膨胀机试验台位，并结合3200m3／h空分设备的试制任务研制成功第一台径流反击式透平膨胀机，其试验效率超过80％。同时，还试验成功了以热试代替冷条件的试验方法，有效地解决了透平膨胀机试验过程中的冲蚀问题，从而基本掌握了反击式透平膨胀机的设计和试验方法。

1964～1967年，杭州制氧机研究所完成了反击式透平膨胀机多种调节方法(包括转速调节、部分进气调节、转动叶片调节)的调节试验，试验成功了在试验台上绝热效率达85％的采用转动叶片调节和闭式径流叶轮的透平膨胀机以及带有无叶导流器的透平膨胀机，取得了同样叶型的闭式叶轮和半开式叶轮的性能比较试验结果，并开展了气体轴承的试验研究工作。杭州制氧机研究所在个别方面甚至接近或达到了当时的国际水平。

1965年起，开始设计、试制反击式透平膨胀机，1967年后，相继配用于3200、3350、6000m3／h等规格的全低流程的空气分离设备以及4000m3／h空气分离与氮洗联合装置等，从而进入产品试生产，及时满足了向全低压流程发展的要求。 15 板翅式换热器的试验研究(1962~1977) 板翅式换热器是一种新型换热器。

1962年12月杭州制氧机研究所，板翅式换热器制造技术课题经第一机械工业部批准，列入国家科学技术委员1967~1972年科学技术发展规划。

杭州制氧机研究所指定林瑞深等进行板翅式换热器课题研究，于1963年委托杭州制氧机厂中心试验室进行钎接工艺试验。经过一年时间的探索，在空气炉中钎出了一些小试样，取得了一些数据。

1965年6月，杭州制氧机厂成立了由孙竟成、黄志纯、周寅焕等组成的板翅式换热器研究组。孙竟成等前往豫新机械厂等单位参观学习，总结厂前一段空气炉钎接试验教训，决定采用盐浴钎接法进行钎接试验，对钎接炉、钎料、清洗等方面做—厂试验研究工作。

1966年初起，板翅式换热器的研制工作开始以实验室转向工业性试验，并开始用整体式小盐溶炉进行钎接试验，到秋末，又建造一台1顿盐浴炉。

1967年7月，该厂从80×80×50mm小试样开始，经过200×200×1100mm单元的钎接试验，直到钎出配于6000m3／h空气分离设备的310×400×610mm板翅式膨胀空气换热器，共先后进行了40次试验。

1969年初，杭州制氧机厂在3顿盐浴钎接炉中首次钎出，112×210×1000mm切换式板翅式换热器单元，装配在15L／h液氧液氮设备上，于9月试车成功，成为第一台投入运转的国产小型板翅式换热器产品。

在此期间，开封空分设备厂也于1966年5月也开始了板翅式换热器的研制千作。

1967年，空气炉钎接转向盐炉钎接试验，并于1969年7月钎出400×450×1lOOmm和400×300×800mm两种过冷器单元，配备在3200m3／h空气分离设备上，于1970年在马鞍山钢铁公司投入运行。

1970年8月，杭州制氧机厂还为卜海高桥化工厂乙烯设备钎成2台315×310×600mm、工作压力为40个大气八的中压板翅式换热器，为板翅式换热器的应用开辟了新领域。

1969年，全国出现了钢铁工业高潮，空气分离设备“会战”中，上海、辽宁等地大胆采用切换全板式换热器的全低压流程，迫于这一形势，杭州制氧机厂和开封空分设备厂在板翅式大型化方面尚未完全掌握的情况下，匆忙将板翅式换热器用在中大型空分设备上，投入成批生产。

1969年5月，杭州制氧机厂为制造全板式的6000m3／h空气分离设备而自制一台15吨盐浴炉，钎出了700× 700× 1800和700×700×2100mm的切换板翅式换热器单元，经试压发现这批板式单元的泄漏严重。又在1970年杭州制 氧机厂正在试制的第一套10000m3／h全板式空气分离设备匆忙赶制出厂。

结果，在1971年11月进行成套 试车时，42个板式单元中有20个因漏气无法使用而报废。

同样，开封空分设备厂制造的空气分离设备 上全部配用了切换板翅式换热器，结果也被全部报废。

在严重的挫折面前，于1972年4月在开封召开“板翅式换热器制造技术攻关会议”，针对板翅式 换热器的质量问题，分析原因、交流经验的基础上制定了攻关措施，成立了攻关组，在开封空分设备 厂进行试点。

经过4个月，攻关组钎出了8台750×520×2000mm的切换单元，除2台外，其余6台 都通过了工作压力为0～5．3大气压，超过25万次的模拟疲劳试验，完成了预定试验任务。

1972年3~ 5月，杭州制氧杉[厂吸取教训完善了工艺后，抽出3台750×750×2100mm切换单元进行长期疲劳试验， 其中2台的疲劳试验达到100万次，1台在96．86万次时才产生漏气现象。

当年，杭州制氧机厂为援外 空气分离设备而配套生产的板翅式主冷凝器单元，成品率达85％以上。

1972年9月11日在开封召开了“板翅式换热器制造技术攻关经验交流会”上通过了板翅式换热器的通用技术条件以及有关零件制造、精度、清洗、总装、钎焊、试验等7项工艺守则，并讨论出厂标准。

1972~1977年杭州制氧机厂共生产板翅式换热器单元1000余台，开封空分设备厂牛产700余台，成品率达到92．2％～94．4％。 板翅式换热揣的研制，完全是“自力更生”的方针指引下进行的。通过攻关试验，达到了使用要求，掌握了一整套板翅式换热器技术。

这些都为发展全板式大中型空气分离设备奠定了基础。

16 第一套全低压流程设备的研制(1964~1970)

(1)石头盘管式蓄冷器流程的空分设备

60年代初，根据化肥厂业合成氨装置的需要，决定开发全低压流程3200m3／h空气分离设备。

杭州制氧机厂指派陈逸樵担仟主任设计师，负责该产品的开发设计，1964年1月，通过技术审查。此后不久，北京石景山钢铁公司的30吨转炉氧气顶吹炼钢试验成功，国务院在全国推广这种先进的炼钢方法，急使要更大规格的空气分离没备，1965年杭州制氧机厂转向试制6000m3／h(氧)空气分离设备。

该厂指派陈有章担任6000m3／h(氧)空气分离设备的主任设计师。同年6月，由该厂副厂长田同英带队，组织有关技术人员前往石景山钢铁公司，对该公司从日本神户制钢所进口的6000m3／h(氧)空气分离设备参观学习，并获取了一些技术资料。

随后，杭州制氧机厂将分馏塔及塔内容器由铜改为铝结构，将塔板由单溢流口改为双溢流口，将辅助冷凝改为液氧泵循环，将主冷凝蒸发器短管结构改长管结构，将大口径低温截止阀采用暗杆结构加铝接管，还添置了一个板翅式膨胀空气换热器以作推广板翅式换热之用，于1965年11月完成了设汁。

开封空分设备厂接受试制3200m3／h(氧)空气分离设备的任务后，指定吴廷琚担任主任设汁师。按进口6000m3／h空气分离设备参观获取的技术资料，对流程重新进行了组织和计算，并在液窄液氮过冷器采用了板翅式换热器，也于1965年底完成厂设计。

1965年12月在杭州通过了6000m3／h和3200m3／h空分设备的全低压流程技术设汁方案审查。

1966年起，这两套空气分离设备转入了部机设汁和产品试制。

1968年杭州制氧机厂试制完成第一套石头盘管式蓄冷器流程的6000m3／h全低压空气分离设备；1969年，开封空分设备厂试制完成第一套同样流程的3200m3／h全低爪空气分离设备。这两套设备于1970年10月分别在武汉钢铁公司、马鞍山钢铁公司投入运转。

从此，气体分离及液化设备工业正式进入了全低压空气分离设备的生产领域。

(2)切换板翅式换热器流程的空气分离设备

1968年，杭州制氧杉L厂开始试制10000m3／h空气分离设备，并由林方光担任主任设计员，按全板式设计。

1970年9月，完成了第一套10000m3／h空气分离设备，交付鞍山钢铁公司安装。这套设备只运转27大被迫停车，以后共调换三批切换板翅式换热器，才重新投入运行，但仍然暴露小透平空气压缩机、透平膨胀机以及设备等问题，导致整套设备电耗高，产量达不到设计指标。

1970～1975年，共生产5套，仅有2套付诸安装，间断运行。

10000m3／h空气分离设备试制投产后，又有几种规格全板式中型空气分离设备相继投产。

1970年试制完成全板式6000m3／h空气分离设备，1970年12月在浙江衢州化工厂首次投入运行；全板式1000m3／h空气分离设备于1972年10月在天津华北氧气厂首次投入运行。

同时，开封空分设备厂设计的全板式1500m3／h、3200m3／h空气分离设备，1971年完成试制，1972年7月在湖北鄂城钢厂首次投入运行；1972年底完成试制的全板式3200m3／h空气分离设备，于1976年9月在陕西兴平化肥厂首次投入运行。

这些设备，大都在产品性能和运行可靠性方面不同程度地存在着与10000m3／h空气分离设备类似的问题。 这些设备的试制过程，还带动厂有关各厂在离心式空气压缩机、离心式氧气压缩机、离心式液氧泵、离心式鼓风机、板翅式换热器、自动切换程序控制装置等重要配套机组的设计、制造技术上获得发展，并促进了仪、电控设计的水平和配套能力的提高，对气体分离与液化设备的技术进步起到了一定的作用。

17 300、600m3／h空气分离设备试制完成及空气分离设备生产系列的形成

1964年第一机械工业部下达试制300、600m3／h小型空气分离设备。在部、局的组织下，组成联合设汁组，在杭州制氧机研究所开始了流程设计工作。

(1)300m3／h空气分离设备流程设计，首次选定了带中压透平膨胀机流程

1969年8月，邯郸制氧机厂重新开始设计，在杭州制氧机研究所陈允恺等的指导下，经张跃庭、梁广兴等设计人员，只用4个月的时间，就完成了全部设汁汁算。

新设计在流程中首次采用了杭州制氧机研究所于1968年9月试验成功常温分子筛吸附净化空气的新技术，使流程设汁更加具有先进性。

1970年，第一套常温分子吸附净化、带透平膨胀机中压流程的300m3／h空气分离设备在邯郸制氧机厂投入制造，于年底完成，在厂内进行联合试车，对暴露的问题进行了整改，当年投产6套。

1972年，邯郸制氧机厂制造的300m3／h空气分离设备安装于桂林钢厂，于1973年1月投入运行。该设备与同类型产品比较，具有流程简单、机组较少、压力低、能耗省、运转稳定、操作方便等优点。

(2)600m3／h空气分离设备

联合设计组经过调查访问，于1967年3月完成了流程，决定在我国小型空气分离设备中首次采用全低压流程，并考虑全铝结构的分馏塔，切换板翅式换热器等。

4月起，在哈尔滨开始了工作图设计。7月设汁完成，随即转入试制。在这套设备试制时，考虑到板翅式换热器在设计制造上还不够成熟，仍采用石头盘管蓄冷器。

300、600(800)m3／h空气分离设备的试制完成，加上一批1000m3／h以上大叫，型空气分离设备的相继投产，形成在8～10000m3／h(氧)空气分离设备规格齐全的产品系列。

18 小型空气分离设备新技术的研究和推广

(1)1967年底杭州制氧机研究所开始在上海燎原化工厂首次进行中压常温下用分子筛吸附水分、二氧化碳、乙炔的试验，于1968年9月完成了试验，并在现场召开会议作了推广；继后在上海第五钢铁厂氧气站进行了高压常温下用分子筛吸附空气中水分、二氧化碳、乙炔的试验，同样获得成功。

这些试验表明；用分子筛吸附器来代替原来的硅胶干燥和碱洗塔，可使清除程度提高、操作维护方便、碱蚀现象消除，运转安全可靠。而且，由于干燥塔和碱洗塔合并，简化了流程，减少了设备和投资。

1970年，杭州制氧机研究所在《深冷简报》作了连续刊登试验报告和设计方法，将这项新技术向全国推广，立即在广大用户中引起强烈反响。此后，在短短的两年中，全国95％以上的小型空气分离设备使用单位都采用分子筛吸附器。

(2)1967～1968年间，杭州制氧机研究所对中压活塞式膨胀机由有油润滑改为无油润滑，由长活塞结构取代短活塞结构，使气缸冷区和热区分开，减少摩擦热传人冷区，从而将膨胀机效率提高到60％以上。还将双缸改为单缸，使零件由原来的1600多件减少到914件，机器的重量、体积和加工、装配于序约减少了1／3，钢材消耗减少2／3。

这种长活塞的隔热气缸无油润滑膨胀机于1970年起在全国普遍推广。

3)1975年底，西安交通大学陈纯正等完成了配于150m3／h(氧)空气分离设备的气体轴承中压透平膨胀机的初步设计，在江西制氧机厂设计工厂化后，1977年底，江西制氧机厂完成了首台气体轴承中压透平膨胀机样机的组装。

1978年1月进行试运转，转速达到107130r／min，但只转了5分钟即出现“卡机”故障。此后，江西制氧机厂邵平、陈福民、赵仑等人又进行了十多次运转试验基础上，抓住气体轴承的稳定性这一关键进行攻关，对机器的结构和制造工艺等作厂较大的改进，终于在1978年8月研制山可在12～14×104r／min的转速下长期稳定运转的新样机。

1979年1月，这台新样机在江西制氧机厂制氧站配于150m3／h(氧)空气分离设备试车成功。

同年12月，对气体轴承十压透平膨胀机进行技术鉴定认为：该机与单缸活塞膨胀机比较，零件减少了87％，重量降低了98．67％，效率高、运转稳定。这一研制成果获得丁国家三等发明奖。

吴县制氧机厂(现苏州制氧机有限责任公司)与西安交通大学合作研究，成功开发了多排切向小孔供气及双气膜气体轴承中压透平膨胀机。1982年通过部级鉴定后投入批量生产。这是国内外首次采用新型中压透平膨胀机。

19 微小型分子筛吸附制氧设备研制

1966年，杭州制氧机研究所开始研究采用分子筛吸附原理制氧。为了解决高原、野战医院用氧问题，1969年杭州制氧机研究所与天津卫生装备研究所等研制能以人背马驮方式转移的微小型制富氧设备。

1970年，240L／h、500L/h两种医用人背马驮微小型分子筛制富氧设备试制完成。相继，全国有冶金、化肥、医疗等十几个单位开展PSA制氧技术的试验研究，建立实验室，用上海、大连国产分子筛制取富氧选型试验，在此基础上，建立了数套制富氧的千业设备，较典型的有本溪钢铁公司650m3／h加压真空解吸三塔流程均压式制氧获得纯度86％～90％O2；丹阳化肥厂5t／dO2、陕西化肥研究所60mVh及西南化工研究院60m3／h都采用超大压常压解吸三塔或四塔流程，获得60％的富氧纯度。

由于设备技术经济指标落后、可靠性差，主要的程控阀门及分子筛吸附剂等关键技术未得到完全解决，未能工业实用化。只有天津**医学卫生装备研究所和吴县制氧机厂(现苏州制氧机有限公司)8m3／h变压吸附制氧设备(氧纯度90％)产品得到了工业应用。

20 第一套焦炉气分离设备和空分氮洗联合装置研制

1965年起，开封空分设备厂开始由吴廷琚为主任设计，着手研制8500m3／h焦炉分离设备，试制完成安装在首都化肥厂投入运转。

1966年，开封空分设备厂郭洪业和第四化工设计院张翊人为主完成了4000m3／h空分氮洗联合装置联合设计。同年4月通过了技术设计审查，不久，开始在开封空分设备厂试制，试制完成后，1975年安装在新疆生产建设兵团化肥厂投入运转。

21 第一套高纯度制氮设备

1974年6月，为了适应我国石油化工、化纤、玻璃及合成革等下业需要，开封空分设备厂接受了试制3000m3／h高纯氮设备的任务。同年7月，由马如周等开始着手设计工作，提出废气膨胀单塔精馏的新流程。1975年3套3000m3／h高纯氮设备试制成功，提供辽阳石油化纤总公司，于1978年10月投入运转。

1979年，开空开始分子筛预净化技术的研究。王振国等人首次设计采用分子筛净化全低压流程的在1000m3／h高纯氮设备，并安装在烟台合成革厂，于1983年3月开车出氮。

1987年，安装在上海耀华皮尔顿有限公司1500m3／h高纯氮设备开车出氮，氮气纯度达到99．9999％，含氧量为0．1×10-6。

22 第一套10×104t/a合成氨驰放气提氩装置

1974年11月，杭州制氧机研究所、西南化工研究院联合设计第一套10×104t/a合成氨驰放气提氩装置，由杭州制氧机厂试制完成，装在四川沪洲天然气化工厂投产，产纯氩17.5×104m3/d。

23 第一套空气分离设备附加气体液化装置

1977年12月，杭州制氧机研究所、第一机械工业部第一设计院和北京氧气厂等单位联合设计，由杭州制氧厂制造，安装的第一套空气分离设备附加气体液化装置（生产液氧或液氮），在北京氧气厂投入运行。

24 莫干山会议与大型制氧机质量

1978年6月，第一机械工业部“制氧村L及技术规划座谈会”在浙江莫干山召开。会议主要研究了10000m3／h(氧)空气分离设备和3000m3／h高纯氮设备质量攻关、空分配套及成套交货范围、行业发展规划及专业化协作等问题。十同科学院学部委员沈鸿副部长到会指导。

25 学术交流要览

1961年9月，杭州制氧机研究所陈大慈、中国科学院洪潮生赴英国伦敦参加国际制冷学会第一委员会会议。

1963年8月，杭州制氧机研究所陈大慈、商业部饶辅民等4人赴联邦德国慕尼黑参加第11届国际制冷大会。

1978年7月中国制冷学会第一学组和第二学组联合举行第一次学术交流会，参加人数162人，论文108篇。会议决定成立深冷设备和制冷没备的第二专业委员会。

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