从追赶到超越 中国石油西南油气田“小胖子”仪器背后的“大乾坤”

近日，第六届中国液化天然气大会暨LNG设备与材料技术成果展在天津举行，我国自主研制的多项核心天然气技术成果在现场集中亮相，中国石油西南油气田公司天然气研究院(以下简称“天研院”)展示的“国产化高精度天然气成分检测仪”引发关注。

1次进样，20分钟，28种组分全指标检测，数据自动输出，效率比传统天然气产品检测仪提升5倍左右。这台能替代3台设备的“小胖子”究竟有何魅力？

为什么不能只用一台机器？

沈琳，天然气分析测试研究所副所长，从事天然气分析和相关标准化工作12年，明眸皓齿搭配鲜艳的红工衣，更显得英姿飒爽。

“传统做法是2-3台设备，多次进样，耗时总长2-3小时，我们只需要一台仪器，20分钟就能搞定。”沈琳回忆道。

国产化高精度天然气成分检测仪。西南油气田公司供图

为什么只用一台仪器，效率还能提高那么多？

要回答这个问题，得从一个追问开始。坐在周理劳模和工匠人才创新工作室的会议室里，沈琳的思绪飘到了多年前。“为什么非要用2-3台设备，不能只用一台仪器呢？”“再说，如果长期依赖进口，万一哪天设备买不到了呢？”时任天然气分析测试研究所所长周理抛出了一连串问题，让团队陷入了思索。

沈琳说，强制性国家标准GB 17820对天然气产品的质量指标要求包括高位发热量、总硫、硫化氢和二氧化碳。根据GB17820-2018版标准，总硫含量要求从200mg/m³修订为20mg/m³，硫化氢含量要求从20mg/m³修订为6mg/m³，天然气品质要求更加严格。当时无一分析系统可同时涵盖常量和痕量分析，4个指标检测需要耗费2-3台设备，“周所一体化的创新性思维，一下子为团队打开了新世界。”

把“不可能”变成“可能”

“1+1可不是简单的功能叠加，背后凝聚着团队大量心血与技术攻关。”天然气分析测试研究所一级工程师曾文平全程参与该项研发。他介绍，多色谱柱分离系统、多检测器联用系统(TCD+FID+SCD)、5通道控制阀件……要把这些核心部件集成到空间受限的台式设备中，同时确保组分分离效果、检测精度和设备运行稳定性。这一过程如同在方寸桌面布局一整支交响乐团，既要各单元各司其职、高效协同，又要实现系统间互不干扰，“几乎是不可能完成的任务”。

成果展现场。西南油气田公司供图

团队想出一个“笨办法”：分区柱箱。他们把不同色谱柱分置于多个柱箱，建立了5通道阀柱切换的独特分析流程，TCD、FID和SCD检测通道分别采用恒温和程序升温精准控制模式——有的恒温60℃，有的从60℃到120℃程序升温。通过这一精细化温控与流路设计，组分分离效果提升了10余倍。

硬件问题解决了，软件开发又成了拦路虎。那时候没有AI辅助，纯纯靠手工编程。“超万行源代码，一行行敲出来，数据验证累计完成上千组。”曾文平说，每一组数据，都要反复比对与严格校验，确保计算结果重复性、再现性达标。

一组数字可以看出“一机通吃”的含金量：获得发明专利3件，其中PCT专利2件；形成国家标准1项，软著1项。

当尘埃落定，曾文平已是两鬓斑白。

一台仪器背后，是一条路

在第六届中国液化天然气大会现场，天研院的展台并不显眼。然而，于细微处见真章。“前一晚，我们临时调整了布局，把国产化设备放在了显眼处。”科研管理部主任李金金介绍。

看似一次无心插柳的行为，背后是天研院多年来追求国产化的成果积累：研发原级标准装置全量程不确定度控制在0.05%以内，实现天然气流量精准计量；自主研制的有机硫靶向脱除溶剂，实现了脱硫技术的自主可控；国内外首套胺液深度复活装置，被各净化厂广泛应用；加臭剂检测设备全国产化，实现了全自动校准，成本大幅降低。

李金金(右一)给国际燃气联盟(IGU)副主席李雅兰、中国石油学会石油储运专业委员会主任丁建林做讲解。西南油气田公司供图

天然气分析测试研究所副所长张镨参与了天津展会的所有技术工作。他深有感触地说，“从理论研究到技术成型，再到设备(产品)研发，最后到标准制定，这条日渐清晰的国产化链条最终吸引了央视的目光。”

“国产化的目标，不是低端替代，而是超越国外、走出国门。”天研院党委书记、总工程师周理表示，目前复杂的国际局势更坚定了国产化的决心。不过，国产化的道路仍然任重道远，“比如有些科研成果出来了，但出于成本和市场等考虑，国内厂家不愿意生产。”

夜幕降临，天然气分析测试研究所里仍亮着灯，刚入职一年多的博士后陈梓浔正在寻求给检测仪里的色谱柱装上“中国芯”。目前，这个核心部件被美日垄断，团队希望以色谱柱为切口，逐步实现阀、进样器等全部件国产化。

奋进世界一流，建设百年天研。蹄声不息、新途不止，天研院的故事，还在继续。(易林)