【壓縮機網】4月20日,重慶通用工業(集團)有限責任公司(簡稱“重通集團”)技術副總監蔣立君興奮地告訴團隊,截至2024年底,重通集團研發的丙烯壓縮機已在位于山東省的齊魯石化-勝利油田穩定運行超18000個小時。
事實上,蔣立君口中這臺壓縮機來頭可不小,它是國內首個百萬噸級CCUS(二氧化碳捕集、封存及利用)項目中的關鍵設備,核心技術達到國際先進水平?!暗靡嬗谶@臺壓縮機的問世,CCUS項目才得以投產,油田實現‘吃碳又吐油’,已累計回收封存二氧化碳150余萬噸,平均提升單井產油量36.8%?!笔Y立君解釋。令人好奇的是,重通集團為何會為遠在千里之外的勝利油田生產這個綠色“大塊頭”?故事還要從2021年講起。

研發“大塊頭”面臨“三大難”
“十萬火急!”2021年3月,齊魯石化火急火燎地找到重通集團求助。原來,隨著2020年9月中國明確提出2030年“碳達峰”與2060年“碳中和”目標,國家決定在山東上馬國內首個CCUS項目,將齊魯石化每年排放的百萬噸二氧化碳進行捕集、封存、利用,蹚出一條綠色、低碳、環保的發展新路子。但,項目的核心設備——丙烯壓縮機尚無著落。關鍵時刻,在壓縮機行業名聲在外的重通集團成為齊魯石化的選擇?!笆聦嵣?,丙烯壓縮機研發并非易事,面臨三大難題?!笔Y立君說,第一個難題就是研發時間緊迫。同量級壓縮機的研發時間一般長達一年,但這次從簽訂合同到交貨,研發周期壓縮了三分之二,且要求一次性成功。為此,團隊全力推動“三邊工程”法,設計、采購、生產同步推進,“整整四個月,團隊沒歇一口氣?!笔Y立君坦言。二氧化碳想要達到國家封存利用的標準,需要進行高標準的提純?!皩τ谑袠I而言,排出的廢氣成分復雜,想要將其中雜質成分清除干凈,就需要在同一臺壓縮機里完成多級多段冷卻?!笔Y立君解釋,這是一大技術難題。為此,重通集團創造性地在壓縮機中設置了-25℃和-36℃兩個制冷溫度段,實現液態二氧化碳純度大于99%,成功突破行業在二氧化碳回收利用領域的技術限制。提純問題解決后,壓縮機的喘振控制還有待解決?!澳憧梢詫嚎s機理解成一個人,它也會呼吸。”蔣立君打了個比方,當壓縮機吸氣不順、排液不暢,就會像人一樣喘息不止、渾身顫抖,影響設備正常運轉。特別需要指出的是,這可是一個超級“大塊頭”,機組成套裝置占地面積達到1300平方米,總重量達到280噸,涉及成百上千個零部件,想要判斷設備運行是否正常,難度不小。為此,重通集團運用獨門專利技術——進氣帶液喘振預測控制系統,能夠精準預測機組實際運行工況,并及時預警處理,避免喘振發生。

液態二氧化碳驅油,每年減碳100萬噸增油20萬噸
歷經4個月的鏖戰,2021年12月,丙烯壓縮機如期交付,次年6月完全投產,齊魯石化生產過程中排放的二氧化碳氣體成功變成濃度為99%的液體。經過處理的液體二氧化碳裝在巨型儲罐中,搭乘專屬“地鐵”——我國最長的二氧化碳輸送管道,一路向北抵達勝利油田正理莊油田生產區。液化二氧化碳為什么能助力采到更多石油?原來,要想把石油采出,往往要靠水來驅動,可是一些低滲透油藏的儲層巖石像磨刀石一樣致密、堅硬。一些情形下,水注不進去,油采不出來。水注不進去,無孔不入的氣行不行?“超臨界二氧化碳有獨特的性能,密度像液態,黏度像氣體,分子結構小、黏度小,更容易進入低滲巖石的孔隙中。”勝利油田CCUS油藏開發研究高級專家張傳寶說,讓它與原油混合,就可增加原油流動性,讓原本躲藏在孔隙中的原油“現身”,提高產量。隨著丙烯壓縮機的成功研發,國內首個百萬噸級CCUS裝置投產,敲開了封存液態二氧化碳驅油的大門。據測算,項目每年可增油約20萬噸,每年減排二氧化碳約100萬噸,相當于每年植樹近900萬棵,近60萬輛經濟型轎車停開1年。更為關鍵的是,該項目可為國家更大規模推廣CCUS項目提供主要依據,預計2050年CCUS技術市場產值將超過3300億元,有力推動經濟社會綠色低碳轉型。
關于重通集團研發的CCUS裝備丙烯壓縮機組
該丙烯壓縮機組是國內首個百萬噸級CCUS項目(齊魯石化-勝利油田)的核心裝備,承擔二氧化碳液化提純的關鍵環節。通過將氣態二氧化碳冷卻至-25℃和-36℃兩個溫度段,提純為濃度>99%的液態二氧化碳,最終注入油田驅動原油開采。獨創雙溫度段制冷技術(-25℃和-36℃),突破行業二氧化碳提純技術瓶頸,滿足國家封存標準。
打造“綠色產品矩陣”
“CCUS用離心式丙烯壓縮機”的問世,只是重通集團“綠色產品矩陣”的冰山一角。數十年來,重通集團錨定“節能、環保、新能源”戰略,憑借高效節能風機系統技術推動傳統工業節能改造,以技術創新厚植綠色基因,助力重磅裝備加速涌現。比如,1997年,重通集團開發出國產化首臺核電站專用離心式冷水機組,在全國同行業中首家獲得國家環境標志產品認證,并裝備于秦山核電站;2016年,自主研發成功高效節能風機產品及系統應用技術,填補了國內在該領域的空白,突破了水泥、鋼鐵等行業風機節能減排的多項技術瓶頸,達到國際先進水平;2018年,成功研發MVR蒸汽壓縮機,成為工業蒸發濃縮結晶領域節能、節水、節約占地的首選技術裝備;2020年,創新研制國產化磁懸浮變頻離心式冷水機組,性能超過國家一級能效水平,實現替代進口……“去年,國內首臺風光制氫合成氨用制冷壓縮機研制成功,并實現首次推廣應用。”蔣立君透露,通過風光發電,電再解水得到氫氣,氫氣再結合空氣中的氮氣就可合成氨,實現“氨”的綠色化生產。目前,該項目正在吉林大安調試,投產后預計將年產綠氫3.2萬噸、綠氨18萬噸,加速促進清潔能源規模化開發和產業化發展。憑借“綠色產品”的噴涌而出,重通集團不僅躋身中國工業企業500強,成長為國家級專精特新“小巨人”,還獲評國家級綠色工廠,成為中國工業碳達峰“領跑者”。
【壓縮機網】4月20日,重慶通用工業(集團)有限責任公司(簡稱“重通集團”)技術副總監蔣立君興奮地告訴團隊,截至2024年底,重通集團研發的丙烯壓縮機已在位于山東省的齊魯石化-勝利油田穩定運行超18000個小時。
事實上,蔣立君口中這臺壓縮機來頭可不小,它是國內首個百萬噸級CCUS(二氧化碳捕集、封存及利用)項目中的關鍵設備,核心技術達到國際先進水平?!暗靡嬗谶@臺壓縮機的問世,CCUS項目才得以投產,油田實現‘吃碳又吐油’,已累計回收封存二氧化碳150余萬噸,平均提升單井產油量36.8%?!笔Y立君解釋。令人好奇的是,重通集團為何會為遠在千里之外的勝利油田生產這個綠色“大塊頭”?故事還要從2021年講起。
研發“大塊頭”面臨“三大難”
“十萬火急!”2021年3月,齊魯石化火急火燎地找到重通集團求助。原來,隨著2020年9月中國明確提出2030年“碳達峰”與2060年“碳中和”目標,國家決定在山東上馬國內首個CCUS項目,將齊魯石化每年排放的百萬噸二氧化碳進行捕集、封存、利用,蹚出一條綠色、低碳、環保的發展新路子。但,項目的核心設備——丙烯壓縮機尚無著落。關鍵時刻,在壓縮機行業名聲在外的重通集團成為齊魯石化的選擇?!笆聦嵣?,丙烯壓縮機研發并非易事,面臨三大難題?!笔Y立君說,第一個難題就是研發時間緊迫。同量級壓縮機的研發時間一般長達一年,但這次從簽訂合同到交貨,研發周期壓縮了三分之二,且要求一次性成功。為此,團隊全力推動“三邊工程”法,設計、采購、生產同步推進,“整整四個月,團隊沒歇一口氣?!笔Y立君坦言。二氧化碳想要達到國家封存利用的標準,需要進行高標準的提純?!皩τ谑袠I而言,排出的廢氣成分復雜,想要將其中雜質成分清除干凈,就需要在同一臺壓縮機里完成多級多段冷卻?!笔Y立君解釋,這是一大技術難題。為此,重通集團創造性地在壓縮機中設置了-25℃和-36℃兩個制冷溫度段,實現液態二氧化碳純度大于99%,成功突破行業在二氧化碳回收利用領域的技術限制。提純問題解決后,壓縮機的喘振控制還有待解決?!澳憧梢詫嚎s機理解成一個人,它也會呼吸。”蔣立君打了個比方,當壓縮機吸氣不順、排液不暢,就會像人一樣喘息不止、渾身顫抖,影響設備正常運轉。特別需要指出的是,這可是一個超級“大塊頭”,機組成套裝置占地面積達到1300平方米,總重量達到280噸,涉及成百上千個零部件,想要判斷設備運行是否正常,難度不小。為此,重通集團運用獨門專利技術——進氣帶液喘振預測控制系統,能夠精準預測機組實際運行工況,并及時預警處理,避免喘振發生。
液態二氧化碳驅油,每年減碳100萬噸增油20萬噸
歷經4個月的鏖戰,2021年12月,丙烯壓縮機如期交付,次年6月完全投產,齊魯石化生產過程中排放的二氧化碳氣體成功變成濃度為99%的液體。經過處理的液體二氧化碳裝在巨型儲罐中,搭乘專屬“地鐵”——我國最長的二氧化碳輸送管道,一路向北抵達勝利油田正理莊油田生產區。液化二氧化碳為什么能助力采到更多石油?原來,要想把石油采出,往往要靠水來驅動,可是一些低滲透油藏的儲層巖石像磨刀石一樣致密、堅硬。一些情形下,水注不進去,油采不出來。水注不進去,無孔不入的氣行不行?“超臨界二氧化碳有獨特的性能,密度像液態,黏度像氣體,分子結構小、黏度小,更容易進入低滲巖石的孔隙中。”勝利油田CCUS油藏開發研究高級專家張傳寶說,讓它與原油混合,就可增加原油流動性,讓原本躲藏在孔隙中的原油“現身”,提高產量。隨著丙烯壓縮機的成功研發,國內首個百萬噸級CCUS裝置投產,敲開了封存液態二氧化碳驅油的大門。據測算,項目每年可增油約20萬噸,每年減排二氧化碳約100萬噸,相當于每年植樹近900萬棵,近60萬輛經濟型轎車停開1年。更為關鍵的是,該項目可為國家更大規模推廣CCUS項目提供主要依據,預計2050年CCUS技術市場產值將超過3300億元,有力推動經濟社會綠色低碳轉型。
關于重通集團研發的CCUS裝備丙烯壓縮機組
該丙烯壓縮機組是國內首個百萬噸級CCUS項目(齊魯石化-勝利油田)的核心裝備,承擔二氧化碳液化提純的關鍵環節。通過將氣態二氧化碳冷卻至-25℃和-36℃兩個溫度段,提純為濃度>99%的液態二氧化碳,最終注入油田驅動原油開采。獨創雙溫度段制冷技術(-25℃和-36℃),突破行業二氧化碳提純技術瓶頸,滿足國家封存標準。
打造“綠色產品矩陣”
“CCUS用離心式丙烯壓縮機”的問世,只是重通集團“綠色產品矩陣”的冰山一角。數十年來,重通集團錨定“節能、環保、新能源”戰略,憑借高效節能風機系統技術推動傳統工業節能改造,以技術創新厚植綠色基因,助力重磅裝備加速涌現。比如,1997年,重通集團開發出國產化首臺核電站專用離心式冷水機組,在全國同行業中首家獲得國家環境標志產品認證,并裝備于秦山核電站;2016年,自主研發成功高效節能風機產品及系統應用技術,填補了國內在該領域的空白,突破了水泥、鋼鐵等行業風機節能減排的多項技術瓶頸,達到國際先進水平;2018年,成功研發MVR蒸汽壓縮機,成為工業蒸發濃縮結晶領域節能、節水、節約占地的首選技術裝備;2020年,創新研制國產化磁懸浮變頻離心式冷水機組,性能超過國家一級能效水平,實現替代進口……“去年,國內首臺風光制氫合成氨用制冷壓縮機研制成功,并實現首次推廣應用。”蔣立君透露,通過風光發電,電再解水得到氫氣,氫氣再結合空氣中的氮氣就可合成氨,實現“氨”的綠色化生產。目前,該項目正在吉林大安調試,投產后預計將年產綠氫3.2萬噸、綠氨18萬噸,加速促進清潔能源規模化開發和產業化發展。憑借“綠色產品”的噴涌而出,重通集團不僅躋身中國工業企業500強,成長為國家級專精特新“小巨人”,還獲評國家級綠色工廠,成為中國工業碳達峰“領跑者”。
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