理论教育 关键配套部机研制取得重大突破

关键配套部机研制取得重大突破

时间:2023-06-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:这标志着国产首台开架式海水汽化器成功实现国产化,实现了中国石油在推动LNG接收站关键设备国产化方面的重大突破,填补了国内空白,为推动我国LNG接收站全面国产化积累了宝贵经验。

关键配套部机研制取得重大突破

2015年,沈鼓集团研制出为10万m3/h级空分设备配套的国内最大的轴流+离心式空气压缩机组,其气量为60万m3/h,增压机出口压力为6.0MPa。2015年8月,在沈鼓集团公司营口制造基地连同杭州汽轮机公司制造的工业汽轮机一起进行了全负荷试车,试车结果表明性能达到合同要求,达到国际先进水平。该机组的研发成功,开创了特大型空分压缩机国产化的先河。

大型空气压缩机组、空气增压机组占到了成套空分设备总投资额的40%以上。通过沈鼓集团、陕鼓集团多年努力与攻关,国内风机行业制造大型空气压缩机组、空气增压机组的现状是:在1万~2万m3/h国内成套空分设备配套中,国产机组的占有率超过80%;在2万~4万m3/h国内成套空分设备配套中,国产机组的占有率超过50%;而4万m3/h以上等级空分设备中则绝大多数依赖进口。可喜的是陕鼓集团、沈鼓集团近年来在4万m3/h及以上空分配套的大型空压机、增压机的研制方面取得了进展,陕鼓集团为6万m3/h、8万m3/h空分配套的大型空压机、增压机也已研制成功,并投入使用;沈鼓集团为6万m3/h、10万m3/h空分配套的大型空压机、增压机也已研制成功,并投入使用。这为特大型空分设备全面国产化打下了坚实的基础。

2006年,杭氧集团透平机械公司舍弃了落后的日立氧透机型,全新设计了新型的双缸中压氧气透平压缩机,在成本、工艺性和机械气动性能上有了一个飞跃。首台1.5万m3/h、3.0MPa中压氧气透平压缩配套于开元胜宝的1.5万m3/h空分设备上,节能4%以上,获得成功。2007年,杭氧集团自主开发了标态流量为6.5万m3/h的国内最大规格的双缸中压氧气透平压缩机,首台应用在日照盈德气体有限公司。

杭氧集团还开发了1.5万m3/h单轴低泄漏型氮气增压机、高效率齿轮式氮压机(流量范围1.3万~3.5万m3/h,压力到3.7MPa)、高效率齿轮式增压机(流量为1.25万~6万m3/h,压力达4.2MPa)等,掌握了LNG冷剂压缩机研制技术、大空透叶轮高效直接铣制技术、单轴转子和齿轮式转子的高速动平衡联轴器法兰盘液压连接技术等。

杭氧集团研制成功橇装压缩机组,代表了传统空分压缩机产品的主要发展方向;拥有170kN、320kN、560kN、800kN活塞力四个系列的石化压缩机产品。

2010年,开封空分投资1500万元与西安交通大学联合攻关最新一代8万~10万m3/h等级的特大型空分技术,2012年已研制出了6万m3/h等级以上空分用的全液体透平膨胀机(见图6-5)。

杭氧集团和四川空分也均与西安交通大学合作,开发出空分全液体膨胀机,并成功投入运行。

6-5 6m3/h等级以上空分用的全液体透平膨胀机

杭氧集团开发了高转速油润滑轴承膨胀机(设计转速达62700r/min),为当前最高转速的油润滑轴承膨胀机产品,产品配套印尼的用户;开发了膨胀机叶轮直径为240mm、300mm、360mm的系列中压膨胀机,配套国内5万~10万m3/h等级空分及液化设备,拥有延长兴化、鲁西化工、国电英力特等5万~6万m3/h等级空分应用业绩;开发了膨胀机叶轮直径为450mm的等级膨胀机,产品配套山东新龙化工尾气回收装置,可配套常规可达8万~9万m3/h的等级空分;开发了氢气膨胀机,配套山东鲁清、河北新欣园、利津等烷烃脱氢设备中。

2015年,杭氧集团为伊朗的12万m3/h等级内压缩流程空分设备配套了能满足高压起动要求的大型中压透平膨胀机组。(www.daowen.com)

四川空分在260万t/年大型LNG项目研发过程中,利用已有技术并通过研发解决了高压翅片承压能力、高压大截面单元钎焊工艺、气液两相分配结构的优化、冷箱集成和重型组装等关键技术,成功试制出8.0MPa压力的大截面(1.3m×1.25m)铝板翅式换热器样机,并在2011年前后成功为安塞200万t/d、山东泰安260万t/d等LNG项目配套液化冷箱。其中8台铝板翅式换热器单元尺寸为8.8m×1.3m×1.1m,是当时国内最大尺寸的铝板翅式换热器单元,且运行状态良好。

四川空分还研发了LNG开架式海水汽化器(汽化能力≥200t/h,温度为-162~5℃,耐压≥15MPa)。开架式海水汽化器(ORV)是LNG接收站海水汽化系统的核心设备,由京唐液化天然气有限公司与四川空分设备(集团)有限责任公司合作研发国内首台开架式海水汽化器的产品。2013年10月,该产品通过了中国机械工业联合会组织的产品鉴定会。2014年10月17日,开架式海水汽化器分别在每小时40t、80t、120t、160t、180t等进料负荷状态下试运行,各项性能指标均达到研发设计要求,一次投入运行成功。这标志着国产首台开架式海水汽化器成功实现国产化,实现了中国石油在推动LNG接收站关键设备国产化方面的重大突破,填补了国内空白,为推动我国LNG接收站全面国产化积累了宝贵经验。

2010—2012年,开封空分与五环科技公司联合开发制造了新型高效气化炉——五环炉的关键内件3套。

绕管式换热器以其适应交变压力、交变温度、耐腐蚀等特点,广泛应用于大型天然气分离与液化装置、大型石化装置中。1998年,开封空分开发出国内第一台多股流绕管式换热器,2015年通过中海油的中试评定。2014年,杭州福斯达也开发出绕管式换热器,已开发的低温甲醇洗用的绕管式换热器30多套,其中最大规格为:直径3.2m,长度30m。

杭氧集团、四川空分开发了空分设备用所有关键阀门,替代了进口阀门;开发了分子筛切换系统用三杆阀系列(DN600~DN1400),成功应用到2万~12万m3/h空分分子筛系统;开发了中高压氧用阀系列,包括PN40~PN150中高压氧用调节阀安全阀截止阀、止回阀等;开发了PN100、DN40~DN150低温多级降压调节阀,用于高压液空节流阀、液氧回流阀;开发了DN4~DN20氪、氙装置用特殊微流量波纹管调节阀系列;杭氧集团针对自身石化装置的需要,开发了石化装置、LNG装置用PN40~PN100波纹管调节阀系列,拓展了设备配套相关领域

杭氧集团成功开发了空分设备用关键低温泵,并具备为12万m3/h等级空分配套的能力:开发了立式多级离心式高压液体泵(流量为10~400m3/h,扬程为400~1200m),分别用于8.7MPa、6.0MPa高压产品气体的输送系统中,已成功运行于山东杭氧6万m3/h、河南骏化4万m3/h以及伊朗8.4万m3/h等多套空分设备中,打破了高压液体泵被国外公司垄断的局面;开发了特大型空分用大流量低温离心泵(流量为400m3/h,扬程为80m),用于空分上下塔分开的液氧输送工艺流程中,已成功运行于广西兴隆8万m3/h等级空分设备中,替代了进口设备;开发了空分设备后备系统中压离心泵(流量为10~40m3/h,扬程为240~320m);同时,为拓展相关低温领域,还开发了LNG用潜液泵(流量为18m3/h,扬程为240m),并具备了LNG高压罐外泵的配套能力。

近年来,行业众多企业不仅在大型的液氧、液氮低温液体贮槽单台容量上达到1000~8000m3,中国空分设备有限公司、四川空分还研制开发了1万~8万m3的LNG低温液体贮罐,并有3万m3的贮槽已投入使用。四川空分还开发了金属全容罐,已有3台2万m3的贮槽投入使用。

2005年,四川空分与上海交通大学、全国气瓶标委会合作承担了“十五”国家科技攻关计划中的LNG汽车超低温气瓶研究开发及产业化课题,研发55L、200L、450L三种规格车用气瓶,并完成了安全性能和使用寿命试验(火烧试验、冲击试验、振动试验),制定国家标准报批稿。2006年6月,该项目通过了国家科技部组织的验收。2008年,四川空分又联合上海交通大学、杭州新亚、重庆四联及中海深燃承担了国家863计划中的LNG站用成套设备的研究开发课题,开发3座LNG橇装式加液站示范工程。2011年,该项目通过了国家科技部组织的验收。其成果推动国内新建了多家LNG气瓶生产厂和LNG橇装加液站生产厂,为国内LNG清洁汽车的推广应用做出了贡献。

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