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        新聞資訊
        我國首臺全國產化60萬方/天LNG繞管式換熱器一次性開車成功
        發布日期:2021-12-08

               2021年11月28日,由中國石油集團工程股份有限公司(簡稱“中油工程”)和四川空分設備(集團)有限責任公司(簡稱“四川空分”)聯合研制的國內首臺全國產化60萬方/天LNG繞管式換熱器在內蒙古亨東天然氣液化裝置中一次性開車成功,并經過72小時以上滿負荷連續穩定運行,各項技術指標達到設計要求,正式投入工業運行。
               這標志著中油工程和四川空分真正掌握了具有自主知識產權的LNG繞管式換熱器關鍵技術,打破了國外技術壟斷,為我國開發自主知識產權的特大型LNG成套技術提供了有力技術支撐,對實現我國“雙碳”能源發展目標具有重要的戰略意義。
        四川空分也進一步提升了在天然氣液化領域的核心競爭力,成為國內首家同時掌握天然氣液化領域的繞管式換熱器和板翅式換熱器關鍵技術和核心產品的公司。

        ●LNG繞管式換熱器——天然氣液化領域的大國重器

               天然氣作為清潔低碳能源,是未來能源供應增量的主體。隨著LNG成為重要的天然氣國際貿易形式,中國已成為第一LNG進口大國。因此,開發自主知識產權的大型LNG成套技術對實施我國海外能源戰略,實現我國“雙碳”能源發展目標具有重要的戰略意義。
        國際上基本負荷型LNG裝置單線生產能力主要在300~600萬噸/年,最大規模達到780萬噸/年。特大型LNG裝置中關鍵設備的國產化是我國發展基本負荷型LNG裝置成套技術亟需解決的關鍵問題。
               LNG繞管式換熱器,是特大型LNG裝置的首選主低溫換熱器,是天然氣液化領域的大國重器。LNG繞管式換熱器具有結構緊湊、可以實現多種介質同時換熱、操作壓力高、熱膨脹可自行補償等特點,可實現單體設備大型化,可靠性高、穩定性好,能有效避免多臺板翅式換熱器并聯帶來的分配不均等問題。據統計,全球90%以上的百萬噸級大型天然氣液化工廠都采用LNG繞管式換熱器作為主低溫換熱器。
               但長期以來,LNG繞管式換熱器的設計制造技術都被國外公司壟斷,不僅制約了我國大型LNG裝置成套技術的發展,也對我國LNG清潔能源的戰略安全造成影響,推進LNG繞管式換熱器的國產化研究勢在必行。

        四川空分——致力于解決LNG領域核心裝備的“卡脖子”難題

               四川空分是以低溫技術為核心的高新技術企業,是我國深冷技術和裝備的主要研發制造基地之一。從上世紀70年代就開始從事天然氣分離及液化技術研究和產品開發,在LNG領域有著深厚的技術底蘊。
               在四十多年的天然氣液化技術及裝備的研發歷程中,四川空分深切體會到LNG領域的核心技術和關鍵設備必須立足于自主研發,多年來一直堅持致力于解決LNG領域核心裝備的“卡脖子”難題。針對大型LNG裝置成套技術及核心設備——板翅式換熱器冷箱、膨脹機等進行了持續深入的研發,并成功應用于大型LNG裝置。
               在通過研發掌握大型LNG裝置的板翅式換熱器冷箱關鍵技術的同時,四川空分也注重于突破大型LNG繞管式換熱器的核心技術。從2015年起,四川空分就正式立項進行大型LNG繞管式換熱器關鍵技術的研發。開展了大量的傳熱與流動實驗和數值模擬研究、結構設計及分配性能實驗研究等工作,掌握了大型LNG繞管式換熱器的復雜相變狀態下纏繞管內與殼程的傳熱與流動特性、大型LNG繞管式換熱器的結構設計等關鍵技術,并通過大量的工藝試驗、樣機試制,攻克了超長鋁合金換熱管繞制關鍵技術以及一系列制造難題。這些研究工作為大型LNG繞管式換熱器的國產化打下了堅實的基礎。

        中油工程與四川空分緊密合作,共同推進LNG繞管式換熱器國產化

               2019年,中油工程以保障國家能源戰略安全為己任,為突破超大型LNG裝置成套技術及關鍵設備的國產化,啟動了中油工程重點研發項目“800萬噸級超大型LNG成套技術研究”,項目包含了對超大型LNG裝置關鍵設備國產化的研究。中國石油工程建設有限公司西南分公司作為國家能源局液化天然氣研發中心承擔單位,牽頭負責開展“800萬噸級超大型LNG成套技術研究”課題。四川空分承擔了其中 “800萬噸級LNG裝置繞管式換熱器國產化研究”課題,并于2021年承擔了四川省科技計劃重點研發項目“大型LNG裝置繞管式換熱器關鍵技術研究”課題。
               大型LNG裝置繞管式換熱器的關鍵技術主要包括傳熱與流動特性、結構設計、制造檢驗等方面。為突破這些關鍵技術,除了進行理論分析和實驗研究外,還必須通過工程樣機的研制及工程試驗,對關鍵技術進行驗證,才能真正實現關鍵技術的突破。因此,四川空分下定決心,研制60萬方/天LNG繞管式換熱器工程樣機,并在所投資的LNG工廠建設國內首套60萬方/天基于LNG繞管式換熱器的天然氣液化系統,以驗證LNG繞管式換熱器的各項關鍵技術,為LNG繞管式換熱器的全面國產化提供有力支撐。
               四川空分關于大型LNG繞管式換熱器的已有技術積累、關鍵技術研究思路和工程樣機驗證方案,得到了中油工程的認可和好評。雙方達成戰略合作框架協議,緊密合作,共同推進LNG繞管式換熱器的國產化研究。
               兩年多的時間里,“800萬噸級超大型LNG成套技術研究”課題承擔單位中國石油工程建設有限公司西南分公司與四川空分共同組建了大型LNG繞管式換熱器研發項目組,針對800萬噸級超大型LNG繞管式換熱器的特性,開展了大量的關鍵技術理論研究、實驗研究及工藝攻關。通過研究,突破了大型LNG裝置繞管式換熱器復雜相變狀態下纏繞管內與殼程的傳熱與流動特性、大型LNG繞管式換熱器殼側混合冷劑流動及分配特性、大型LNG繞管式換熱器結構設計關鍵技術、大型LNG繞管式換熱器制造檢驗關鍵技術、基于LNG繞管式換熱器的天然氣液化技術等關鍵技術難題。基于關鍵技術研究成果,自主開發了LNG繞管式換熱器設計專用軟件并取得了軟件著作權,獲得了多項自主創新的LNG繞管式換熱器結構專利,研制了國內首臺60萬方/天LNG繞管式換熱器工程樣機,并建設了國內首套60萬方/天基于LNG繞管式換熱器的天然氣液化系統。

        LNG繞管式換熱器一次性開車成功,打破國外技術壟斷

               2021年9月14日, 60萬方/天LNG繞管式換熱器在四川空分研制完成,并順利通過出廠驗收,隨即發往內蒙古亨東項目現場進行安裝調試。項目組克服了時間緊、任務重及疫情等多方面的影響,經過2個多月的艱苦奮戰,于2021年11月中旬完成了所有安裝工作。

               2021年11月25日,國內首套具有自主知識產權的60萬方/天基于LNG繞管式換熱器的天然氣液化系統正式進行開車調試,僅經過3天的時間就順利完成系統及設備的預冷、工況調節、負荷提升,于 2021年11月28日LNG繞管式換熱器運行負荷達到60萬方/天,并經過72小時以上滿負荷連續穩定運行,各項技術指標達到設計要求。這標志著我國首臺全國產化的60萬方/天LNG繞管式換熱器一次性開車成功,正式投入工業運行,也意味著LNG繞管式換熱器的關鍵技術研究成果得到了工程驗證。
               至此,中油工程和四川空分真正掌握了具有自主知識產權的LNG繞管式換熱器關鍵核心技術,研制的LNG繞管式換熱器產品正式投入工業運行,打破了國外技術壟斷。
               四川空分也進一步提升了在天然氣液化領域的核心競爭力,成為國內首家同時掌握天然氣液化領域的繞管式換熱器和板翅式換熱器關鍵技術和核心產品的公司。
               LNG繞管式換熱器的這一重大突破,對形成800萬噸級大型天然氣液化裝置成套國產化技術,打破國外技術壟斷,提供了有力的技術支撐,對實現我國“雙碳”能源發展目標具有重要的戰略意義。


        川空人的企業精神
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