百萬噸CCUS項目膨脹機組開車成功

  中化新網訊 近日,我國首套百萬噸級CCUS(二氧化碳捕集、利用與封存)項目——中國石化齊魯石化分公司勝利油田CCUS項目的膨脹發電機組在齊魯石化二化廠開車成功。該機組由杭州杭氧膨脹機有限公司配套。

  該CCUS項目以齊魯石化二化廠煤制氣裝置排放的尾氣為原料,經過提純和液化,生產液體二氧化碳產品,并運送至勝利油田,作為驅油劑代替水注入地下巖層并封存在地下,實現二氧化碳捕集、節水、驅油和封存一體化應用。項目建成后,對有效提升我國碳減排能力,搭建“人工碳循環”模式具有重要意義,是中石化落實“雙碳”政策的重要示范項目。

  杭氧膨脹機在該CCUS項目中承擔了二氧化碳提純和液化裝置中制冷膨脹機的設計、制造和調試服務工作。該機組為膨脹發電機組模式,主要介質是二氧化碳、氮氣、氫氣和少量的一氧化碳等混合物的化工尾氣,氣體在膨脹過程中伴隨著壓力降和溫度降,以實現制冷效果,同時回收氣體能量并通過發電機轉化為電能并入電網,產生效益。

  杭氧膨脹機產品在百萬噸級CCUS項目中的應用尚屬國內首次,該機組也是杭氧膨脹機首次開發,在設計制造過程中遇到諸多難題。

  一是介質相變帶來不穩定性。膨脹機以二氧化碳為主要介質,在出口壓力下,溫度零下56℃時,二氧化碳存在相變,可能存在氣、液、固三態變化,對膨脹機長期安全穩定運行帶來不利影響。因此,對膨脹機出口溫度控制要求很高。二是防爆和轉子動力學設計難度大。介質中還存在氫氣、一氧化碳等易燃易爆氣體,整個機組必須按照氫環境的防爆標準進行設計。同時膨脹機密封需要采用泄漏率極低的干氣密封,對整個機組轉子動力學設計提出了更大的挑戰。三是變工況設計難度大。該提純和液化裝置為兩套化工裝置尾氣混合進料,工況變化范圍非常大,從40%~105%都需滿足膨脹制冷的目的。五是膨脹機組控制檢測點非常龐大,控制要求非常高。如果對膨脹機進行檢測和控制連鎖等,需要通過透平壓縮機綜合控制系統實現順序控制和起機停機。這一過程還要實現機組性能控制,主機及輔機的工藝參數監控,機組軸承位移、溫度、振動監控,并為機組附屬系統提供持久監測和保護功能,以及輸出報警或停機、關機。六是設計制造周期短。項目從技術談判到交貨,只有4個月時間。杭氧膨脹機始終以項目建設大局為重,和其他配套單位齊心協力,克服了自身和外部困難,保質保量按時完成產品交付。

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