首臺套二氧化碳管輸增壓泵穩(wěn)運
實現(xiàn)關(guān)鍵裝備國產(chǎn)化，解決二氧化碳長管道運輸“卡脖子”難題
中化新網(wǎng)訊 在中國石化齊魯石化第二化肥廠東南角，國內(nèi)首條百公里、百萬噸級二氧化碳輸送管道——“齊魯石化—勝利油田百萬噸級二氧化碳捕集、利用與封存(CCUS)項目”二氧化碳輸送管道首站坐落于此。在眾多管道設(shè)備中，一臺具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國內(nèi)首臺套大排量增壓泵自去年7月投產(chǎn)至今，運行平穩(wěn)，每年可將100余萬噸齊魯石化生產(chǎn)捕集的二氧化碳，輸送到勝利油田的地下油藏進行驅(qū)油封存。
據(jù)了解，這臺增壓泵設(shè)計壓力高達12兆帕，相當于指甲蓋大小的面積承受了120千克的重量，使二氧化碳在管道內(nèi)保持常溫液化狀態(tài)，一舉攻克“卡脖子”技術(shù)，成為二氧化碳長距離、低成本輸送的關(guān)鍵技術(shù)。
勝利油田機械設(shè)備高級專家叢巖介紹，理論上講，要實現(xiàn)二氧化碳在管道內(nèi)液態(tài)輸送有兩種方式，一是常壓低溫液化，二是常溫高壓液化。二氧化碳常壓低溫液化的溫度必須低于零下78.3攝氏度，對于埋在地下2米多的二氧化碳輸送管道來說，容易帶來土壤凍脹和環(huán)境損害問題;常溫高壓液化，壓力需要達到7.38兆帕以上。
勝利油田選擇了常溫高壓液化方式。如何保證二氧化碳在長達百公里的管道內(nèi)壓力在常溫下始終高于液化壓力呢?這在國內(nèi)沒有先例。
據(jù)介紹，齊魯石化捕集的二氧化碳經(jīng)液化后儲存在球罐內(nèi)，通過管道進入首站，溫度為零下29攝氏度，壓力為2兆帕。計量過濾后，到換熱之前，二氧化碳的壓力要達到10兆帕。從2兆帕猛增到10兆帕，其中必然有一臺增壓設(shè)備——二氧化碳管輸增壓泵。
叢巖介紹說，國內(nèi)首條百萬噸、百公里級超臨界二氧化碳輸送管道施工時，技術(shù)團隊沒有任何經(jīng)驗可以借鑒，擁有成熟技術(shù)的二氧化碳增壓裝置要么來自合資企業(yè)，要么來自國外獨資企業(yè)。
“我們最初與合資企業(yè)簽訂了設(shè)備采購合同，但因為關(guān)鍵技術(shù)掌握在人家手里，對方遲遲不供貨，咱們只能干著急。”勝利油田一位負責(zé)人表示。于是，勝利油田開始尋找具有二氧化碳技術(shù)儲備的國產(chǎn)企業(yè)。
經(jīng)與國內(nèi)兩家生產(chǎn)企業(yè)進行多輪次技術(shù)對接，雙方結(jié)合二氧化碳的特性，從水力模型、泵體結(jié)構(gòu)、材料選用、可靠性分析等多方面進行研究，開展二氧化碳管輸增壓泵的詳細設(shè)計，對關(guān)鍵設(shè)備的制造安排駐廠監(jiān)造和節(jié)點監(jiān)督。
經(jīng)過幾個月的時間，國內(nèi)首臺套二氧化碳管輸增壓泵研制成功。通過試驗對比發(fā)現(xiàn)，國產(chǎn)二氧化碳管輸增壓泵同樣具備運行穩(wěn)定、振動小、操作簡單、使用壽命長等優(yōu)點，且成本降低20%左右。
“此項技術(shù)實現(xiàn)了關(guān)鍵裝備國產(chǎn)化，不僅彌補了國內(nèi)二氧化碳管輸增壓泵的技術(shù)空白，而且為國內(nèi)發(fā)展二氧化碳長管道運輸工程和CCUS工業(yè)化示范、產(chǎn)業(yè)化運營起到了示范引領(lǐng)作用。”叢巖說。
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