双向奔赴，二十五载攻坚铸就“国之重器”——潞安化机与清华山西研究院协同创新纪实

　　从一代产品破冰突围、二代打破垄断，到三代全球领跑，再到第四代向智能化、低碳化、多能联产迭代——二十五年深耕不辍，初心如磐。
二十五年来，潞安化工机械（集团）有限公司（简称“潞安化机”）与清华大学山西清洁能源研究院（简称“清华山西研究院”）同心攻坚、携手前行，走出一条我国煤气化装备从跟跑、并跑到领跑的蜕变之路，为能源行业协同创新打造出可复制的标杆样本。

缘起一朝，双向聚力解能源之困
山西煤炭资源丰富，居全国前列，省内高硫、高灰、高灰熔点的“三高”劣质煤占比超三成。如何高效盘活劣质煤资源，推动黑色煤炭绿色开发、高碳资源低碳利用，是山西能源转型的核心课题，也是全国煤炭产业高质量发展的必答题。
破题，始于2001年的一场校企产学研深度联动。
彼时，潞安化机前身山西丰喜化工设备有限公司手握装备设计制造的硬核实力，拥有丰喜肥业集团工业化试验现场的落地应用场景，却在核心工艺理论层面遇到瓶颈；中国工程院院士、清华大学岳光溪教授团队深耕煤气化技术基础理论研究，却缺少工业化验证的试验土壤。一个有产业阵地，一个有科研利器，双方一拍即合，结成产学研攻坚同盟，针对“三高”煤气化技术进行专项攻关，正式开启国产大型煤气化装备自主创新之路。
合作伊始，双方就建立长期战略合作关系，从技术预研、中试开发、装备制造、示范应用到市场推广全链条深度绑定。明确权责定位：科研单位主攻工艺理论、机理研究、试验研发、参数优化；制造企业主攻结构设计、装备加工、现场安装；应用端负责现场运行、煤种验证、工况反馈——各司其职、闭环联动。同时，双方坚持把市场需求作为研发导向，所有技术研发紧贴产业实际痛点、现场运行难题、行业降本需求，确保成果一出即可落地、落地即可见效。
另外，双方针对高端大型煤气化炉完全依赖国外进口，设备采购、核心维修、技术升级均被外企垄断的现状，锚定自主化核心目标，计划逐步实现全产业链国产化配套。“这是我们攻关的关键密钥！”岳光溪院士表示。
岁月更迭，炉火渐盛领世界先行
协同机制高效运转，晋华炉的迭代研发按下快进键。
2006年，晋华炉1.0突破技术瓶颈，成功问世，构建了具有自主知识产权的核心工艺体系。2011年，晋华炉2.0投用，气化温度可达1700℃。2016年，晋华炉3.0顺利点火、投料并气。迭代升级的“新款”不仅解决了“三高”劣质煤气化能耗高难题，还新增热量回收功能，实现合成气与高品质蒸汽联产，提升了经济效益。
其间，清华山西研究院落地山西转型综改示范区，科研对接与成果转化协作持续深化。研企同心，攻坚不止。晋华炉实现两项世界首创：将水煤浆+水冷壁+辐射式蒸汽发生器组合并实现工业化，破解了“三高”清洁利用难题；将原气化炉改造升级为更高效、可靠的水煤浆+膜式水冷壁+辐射式蒸汽发生器＋激冷流程联产炉，开创了新型煤气化技术改造的先河，彻底打破了海外技术垄断。“二十多年的深耕，催生出晋华炉这款‘国之重器’，为煤炭清洁高效利用开辟了全新路径。”岳光溪院士感叹。
作为产学研深度融合的典范，双方更是摸索出一套可复制的产学研协同创新模式，走出一条“高校基础研究+企业工程转化+市场产业化落地”的发展道路，形成“研发有平台、攻坚有团队、落地有市场、迭代有方向”的良性创新生态。
半生跋涉，一笑藏尽万千耕耘
一路回望，几多艰辛、几多欣慰。
“最难攻坚阶段是晋华炉初代工业化示范落地与大型化放大试验阶段。”岳光溪院士回忆，那时，行业普遍依赖推崇国外成熟气化技术，国产自主新型水冷壁气化路线认可度低；在技术层面，大型炉体结构应力分配、高温高压下水冷壁换热均衡性、长周期稳定运行耐材适配、劣质煤适应性工况匹配等核心难题凸显，小试数据无法完全匹配工业化实际工况。“我们摒弃跟风心态，坚定走自主煤气化技术国产化路线，确立‘试验先行、现场验证、迭代优化’思路；打破研发与制造壁垒，科研人员常驻生产基地，工艺、结构、制造联合办公；将实验室成果转化为实体构件，通过多煤种试烧积累数据。最终，完成工业化定型，跨过从技术雏形到产业化应用最艰难的关口。”
二十五年来，山西运城、河南舞阳、新疆石河子、内蒙古鄂尔多斯……有晋华炉的地方就有科研团队的身影。
晋华炉第一完成人、清华大学长聘教授、清华山西研究院碳基原料清洁转化及利用中心首席科学家张建胜，长年奔波于晋华炉的应用单位，考察晋华炉运行情况，发现问题，再回到生产一线攻关。“在停炉期间，我和团队成员常常钻进满是灰尘的炉体内，观察炉体内的挂渣、堵渣情况，取样分析。每次从炉子里钻出来，我们身上都沾满了煤灰，头发上也都是。”谈及过往，他淡然一笑。二十五载，他与团队倾尽满腔心血，终成一炉荣光。
晋华炉3.0项目启动时，研发周期预估为一年。短时间要完成一个五六百吨级气化炉装置的设计、制造、安装，时任总工程师、现任潞安化机总经理的李为民提出“5+2”“白+黑”的工作口号。他和同事们每天摸爬滚打在一起，学流程，学开工、事故处理方案……两个月就完成晋华炉3.0的设计。“只有产学研合作，才能将基础研究通过企业变成产品和生产力，科研单位也才能找到科研的方向和着力点。”谈到与潞安化机的合作，岳光溪院士深有感触。
步履不停，初心永续谱能源华章
作为国家级制造业单项冠军产品，晋华炉的实力早已获得行业和市场的认可。
2018年晋华炉斩获中国煤炭工业协会科技奖唯一特等奖；2019年在第47届日内瓦国际发明展上获金奖，被评为中国煤化工行业“国之重器”；成功入选国家首台（套）重大技术装备目录等权威推广名录；被纳入山西省科技重大专项……累计获得20多项国内外大奖，全套技术累计拥有国内专利153项，在美、日、欧盟等多个国家和地区获得专利授权。2017年，中国石油和化学工业联合会组织专家鉴定，15位院士及行业专家一致评定，晋华炉整体技术达到国际领先水平。“相较进口装备，晋华炉气化转化率突破99%，开车升温时间由72小时压缩至1小时，还可联产高品质蒸汽，有效降低企业生产成本。”潞安化机总工程师仙运昌表示，以一台投煤量1500吨/天的晋华炉为例，通过提高煤炭转化率，每年可减少煤炭消耗9.5万吨;利用水冷壁替代传统耐火砖，每年可减少危废排放120吨；通过副产蒸汽（1吨原料煤可副产1吨高品质蒸汽），每年可减少CO2 排放22万吨。
目前，晋华炉形成500—3000吨投煤量全系列产品，国内同类产品市场占有率稳居前列。其在国内外40余个煤化工项目稳定运行，广泛应用于煤制合成氨、煤制甲醇、煤制乙二醇、煤制天然气、煤制油、煤制氢等领域，凭借煤种适配范围广、运行稳定、能耗低等突出优势，成为国内煤化工企业绿色转型的首选装备。“晋华炉4.0将聚焦全热回收、原料多元化两大方向，合成气显热回收效率在三代基础上提升20%至30%，打造国际领先的超大型水煤浆气化成套技术，实现合成气、电力、热力多能联产产业化应用。”面对晋华炉4.0攻关，岳光溪院士信心满满。
立足本土，放眼全球。在能源转型的浪潮中，潞安化机与清华山西研究院将坚持自主创新不动摇，持续巩固煤气化技术全球领跑优势，助力山西能源产业高端化、多元化、低碳化转型，为全球传统能源绿色可持续发展贡献中国方案。记者 张翔宇 通讯员 陈阳文/摄