時(shí)間：2024-12-18 16:54
來源：鄂爾多斯日報(bào)
11年，這是國家能源集團(tuán)煤基航天領(lǐng)域特種燃料研究與開發(fā)項(xiàng)目從立項(xiàng)到研發(fā)成功的時(shí)間。
800次，這是這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于地面試驗(yàn)錘煉的次數(shù)。
2024年11月30日，在海南商業(yè)航天發(fā)射場，長征十二號運(yùn)載火箭在萬眾矚目中轟鳴升空，如同一道耀眼的流星劃破長空，直指浩瀚星河。推動這枚火箭騰空而起的，并非普通的燃料，而是源自國家能源集團(tuán)鄂爾多斯煤制油分公司研發(fā)的航天煤油，這也是我國首次將其應(yīng)用于“長征”系列運(yùn)載火箭。
航天與煤炭，一個(gè)“天上”、一個(gè)“地下”。然而，這一刻，它們完美融合，將這看似不可能的組合變成了現(xiàn)實(shí)，也讓鄂爾多斯煤實(shí)現(xiàn)了“飛天夢”。
破繭之志：小煤塊的大心愿
“這一路，我們走了10多年，真是太不容易了?！被厥淄簦瑖夷茉醇瘓F(tuán)鄂爾多斯煤制油分公司科信部經(jīng)理賈振斌感慨萬千。18年前，他從西安交通大學(xué)畢業(yè)，滿懷憧憬來到鄂爾多斯，從此便與煤直接液化技術(shù)結(jié)下了不解之緣。
時(shí)光回溯到2008年12月，世界首個(gè)百萬噸級煤直接液化項(xiàng)目在鄂爾多斯成功投產(chǎn)，這標(biāo)志著我國將煤變成油的夢想終于變成了現(xiàn)實(shí)。依托這一項(xiàng)目，賈振斌和他的同事們驚喜地發(fā)現(xiàn)，煤直接液化油品中的一些組份竟然可以作為航天煤油的主要原料。于是，一個(gè)大膽的想法在他們心中悄然萌芽：能否通過科學(xué)技術(shù)，將煤炭轉(zhuǎn)化為航天煤油，為國家的航天事業(yè)注入新的活力？
作為一個(gè)富煤貧油少氣的國家，我國的航天煤油資源十分稀缺。如果能夠用煤炭替代石油作為航天燃料，無疑將為國家航天能源戰(zhàn)略提供有力的保障。而鄂爾多斯這片煤海，或許可以破解這一難題。
“你知道嗎？我國現(xiàn)在使用的航天煤油，主要依賴環(huán)烷基原油煉制而成，環(huán)烷基原油儲量僅占原油總儲量的2%左右，適用于火箭燃料的油源更稀少?！辟Z振斌向記者解釋道，“而煤直接液化油品中的環(huán)烷烴含量卻高達(dá)85%以上，具有‘一大三高四低’（即比重大、高體積熱值、高體積比熱容、高熱安定性、硫含量低、氮含量低、芳烴含量低、凝點(diǎn)低）的顯著優(yōu)勢?！边@一重大發(fā)現(xiàn)，讓賈振斌和他的同事們興奮不已。2013年3月，國家能源集團(tuán)正式立項(xiàng)實(shí)施煤基航天領(lǐng)域特種燃料研究與開發(fā)工作，一場科技攻關(guān)的戰(zhàn)役就此打響。
蝶變之路：點(diǎn)煤成油的攻堅(jiān)
然而，夢想的實(shí)現(xiàn)從來都不是一帆風(fēng)順的。這個(gè)項(xiàng)目完全依托我國自主研發(fā)，當(dāng)時(shí)沒有任何工業(yè)化經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。從最初的可行性研究到發(fā)射飛天，從實(shí)驗(yàn)室配方研究到工業(yè)化量產(chǎn)，每一步都充滿了未知和挑戰(zhàn)。
科研人員夜以繼日奮戰(zhàn)在實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)現(xiàn)場，一次次進(jìn)行嘗試，失敗了再推翻重來，從未放棄過。
“中國航天科技集團(tuán)第六研究院一直在尋找和論證航天煤油的新油源，但一直沒有找到?！辟Z振斌繼續(xù)講述，“直到2014年7月，我們鄂爾多斯煤制油分公司與航天六院開始全方位的科技合作，加快煤基航天煤油研發(fā)和工程應(yīng)用的進(jìn)程?！?/p>
“傳熱特性是煤油能否應(yīng)用于航天領(lǐng)域火箭發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵。”為了驗(yàn)證煤油和火箭發(fā)動機(jī)的適配性，他們四處奔波，最終找到了西安交通大學(xué)多相流國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。經(jīng)過兩個(gè)多月的艱苦實(shí)驗(yàn)，終于驗(yàn)證成功，煤油可應(yīng)用于火箭發(fā)動機(jī)。
但這只是萬里長征的第一步。如何將這一科技成果應(yīng)用于實(shí)踐并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，成為擺在面前的又一道難題。航天煤油需要從煤液化油品的特定組份中提取，最大的難點(diǎn)就是工藝操作參數(shù)的控制。
“減壓塔的真空度對產(chǎn)品質(zhì)量影響很大，而且控制要求非常精準(zhǔn)?！倍鯛柖嗨姑褐朴头止久阂夯a(chǎn)中心副經(jīng)理馬翔介紹說，“因?yàn)闇p壓塔的真空度會受到氣溫、進(jìn)料量等多種因素影響，所以在調(diào)整過程中稍有不慎，就會直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。這也是整個(gè)生產(chǎn)操作環(huán)節(jié)中比較困難的部分。”
星際之旅：煤火映照的“天路”
面對困難，科研人員迎難而上。經(jīng)過部件試驗(yàn)、臺架試驗(yàn)等一系列研究和實(shí)裝應(yīng)用考核，完成數(shù)10批次的煤基航天煤油工業(yè)化生產(chǎn)，累計(jì)超8000噸。在承擔(dān)本次發(fā)射任務(wù)之前，煤基航天煤油已經(jīng)參與了多個(gè)型號火箭發(fā)動機(jī)的熱試車800次，點(diǎn)火時(shí)長超過13萬秒。
作為新一代大推力運(yùn)載火箭發(fā)動機(jī)的主動力燃料，煤油具有推力大、綠色環(huán)保、儲運(yùn)方便、經(jīng)濟(jì)性高等諸多優(yōu)點(diǎn)。“這次的飛天之旅，不僅是我們技術(shù)實(shí)力的體現(xiàn)，更是對鄂爾多斯煤炭產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的鼓舞?！辟Z振斌滿懷信心地說，“我們將繼續(xù)加大科技創(chuàng)新力度，為國家的航天事業(yè)和能源安全貢獻(xiàn)更多力量?！?/p>
如今，走進(jìn)鄂爾多斯煤制油分公司廠區(qū)，只見百米高塔比肩而立，球形儲罐星羅棋布，望不到頭的管道縱橫交錯(cuò)。這個(gè)世界首個(gè)百萬噸級煤直接液化項(xiàng)目正在進(jìn)行二代技術(shù)工程化升級改造，預(yù)計(jì)到2028年，年產(chǎn)300萬噸煤液化升級示范項(xiàng)目將在此建成投產(chǎn)。屆時(shí)，鄂爾多斯煤制油產(chǎn)能有望完成每年500萬噸，鄂爾多斯煤的“朋友圈”也將向著“深空、深海、深地、深藍(lán)”持續(xù)延伸，追尋更廣闊的星辰大海?。ㄅＪ缇?杜亞儒）
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