【装备强国】成功打破现有大型船用高负荷LNG压缩机进口产品垄断

海纳百航 2024-08-03 11:02:40

【化工科技装备大发展】系列-827

这是一个记录石油化工装备发展历史和取得成就的有趣系列合集

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中国船舶七一一所在能源装备领域深耕四十余年,目前针对LNG领域高端压缩机装备已成功开发出高负荷(HD)压缩机、低负荷(LD)压缩机、再液化膨胀再压缩机等系列低温气体压缩机装备,可为全球天然气生产、储运、应用设施提供适用的能源装备解决方案。

今年中国船舶七一一所在装备国产化替代进口方面取得了多个成就,下面我们就来看看这些值得骄傲的成就吧:

LNG船用高负荷压缩机

LNG船用高负荷压缩机主要用于将船舶装载/卸载作业时货舱内产生的LNG蒸发气返输至岸站,以维持货舱压力在安全范围之内。此外,在暖舱作业时,高负荷压缩机也被用于将货舱内的BOG循环加热输送。

2024年4月,由中国船舶七一一所自主研制的大型LNG船用高负荷离心压缩机在CCS总部、上海分社、南京分社、大连分社四方代表的共同见证下顺利完成低温运行试验,取得完满成功。这是国内首次开展大型高负荷离心压缩机的低温运行试验。试验期间,压缩机入口维持在-140℃~-150℃,并连续低速运转30分钟。

2024年7月,由中国船舶(七一一所自主研制的大型LNG船用高负荷压缩机成功通过性能考核验收。

  在前期低温运行试验成功基础上,项目组先后开展了高负荷压缩机机械运转试验、空气性能试验、自动控制及安全报警试验等试验项目。来自中国船舶七二五所、大连造船厂、沪东中华的相关专家以及CCS验船师,现场见证产品性能试验,确认了压缩机流量、输出压力等技术指标,一致认为产品符合设计要求,满足性能验收条件,顺利通过性能试验验收。

  本次大型LNG船用高负荷压缩机成功通过性能考核验收,成功打破了现有大型船用高负荷压缩机被进口产品垄断的局面,将有力助推LNG船用高负荷压缩机实现全面国产化。

2024年7月17日,沪东中华造船(集团)有限公司为安徽长江天然气有限公司定制的14000m3LNG加注船“淮河能源启航”号正式命名交付。

“淮河能源启航”号是完全自主知识产权设计,可实现江海直达一站式LNG加注和运输的双功能。中国船舶七一一所为该船提供电力推进系统、LNG深冷式再液化装置、低负荷压缩机、天然气焚烧装置等系列国产化装备,助力LNG产业链技术创新取得重大突破。

电力推进系统

七一一所集成供货电力推进系统,包含双燃料机组、全船配电系统、推进系统等设备。其中双燃料主发电机组,搭配4台自主研发设计的燃气阀组单元(以下简称“GVU”)为全船负载供电,具有泄漏自检、燃气排放、紧急切断、状态监测以及惰性气体吹扫等功能。全船配电系统,可将电站能量分配给全船用电设备,保证船舶航行、加注作业等工况。推进系统采用双机双桨交流电推方式,搭配自主可控推进控制单元(DCU),实现推进控制、状态监测和故障保护等功能。

LNG深冷式再液化装置

深冷装置是LNG加注运输船液货系统的核心设备,其利用氮氦压缩膨胀所产生的冷量将LNG深冷后喷淋回舱来实现BOG的再次平衡液化,既能避免BOG直接燃烧排放造成的经济损失和温室危害,又能保证液货舱内的温度、压力处在合适的范围内,从源头上降低BOG产生,具有稳定高效、安全可靠、长周期免维护等优势。

七一一所历经三年,成功突破深冷工艺动态仿真、磁悬浮轴承控制、高速永磁电机、高效流体机械设计等多项关键技术,成功开发了大功率磁悬浮压缩膨胀机组,具备完全的自主知识产权。本次首台套LNG深冷式再液化装置的顺利交付,标志着七一一所在深冷装置领域科研成果的转化应用。

本次试航期间,七一一所自主研制的深冷装置在船舶最大加速度、最大倾斜摇摆等实船工况下进行了系统满负荷运行性能及可靠性测试,结果表明该装置满足设计指标及实船应用需求,可实现LNG船舱压的高效控制,有效减少CH4逃逸。

此外,七一一所联合中国海洋石油气电集团开发的30000方LNG加注运输船深冷装置目前也已完成出厂性能试验,预计将于近期交付船厂。在大型LNG远洋运输船领域,研发团队已开始1.7T/h再液化量的大型深冷装置的研制,预计将于年内完成各项陆上试验。届时,七一一所将形成系列化深冷装置的设计及供货能力。

低负荷压缩机

七一一所依托深厚的科研实力,创新突破低温气体压缩技术,率先实现低负荷压缩机(以下简称“LD压缩机”)的国产化开发,并在“淮河能源启航”号上实现首台套应用。

LD压缩机主要用于将货舱内LNG蒸发气(BOG)增压输送到后端耗气设备,不仅能确保LNG液货舱压力稳定,保证船舶运行安全,而且有效地将BOG回收用作船舶主机燃料,有助于船舶实现低碳节能的同时降低运行成本。

天然气焚烧装置

七一一所依托深厚的科研实力,创新突破燃烧技术、复杂组分稳定燃烧技术、高效混合冷却技术,率先实现了天然气焚烧装置(以下简称“GCU”的国产化开发,并多次成功地在LNG运输船、LNG加注船、FSRU船舶上实现了应用。GCU可将LNG液货舱中的无法利用的蒸发气(Boiled-off Gas,BOG)进行稳定燃烧并安全排放,从而将液货舱的压力控制在安全范围内,确保船舶安全航行。在舱压控制过程中,GCU能够有效避免甲烷直接排放至大气,为全球双碳工程和减缓温室效应提供助力。

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