杭氧配套國內首套百萬噸級CCUS項目膨脹機開車成功

    近日，由杭氧配套的我國第一個百萬噸級CCUS項目——中國石化齊魯分公司-勝利油田CCUS項目的膨脹發電機組在齊魯石化二化開車成功，順利實現了杭氧膨脹機在CCUS中的成功應用案例。


    齊魯石化-勝利油田項目由中石化齊魯分公司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，代替水注入地下巖層中作為驅油劑并封存在地下，實現了二氧化碳捕集、節水、驅油和封存一體化應用，是中石化落實中央碳達峰、碳中和政策的重要示范項目。

    杭氧膨脹機在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，主要介質是以二氧化碳、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。

    該機組也是杭氧膨脹機第一次開發，在設計制造過程中也曾遇到諸多難題：

     * 介質相變帶來的不穩定性。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存在不利影響，因此，設計時對膨脹機出口溫度控制要求很高。

     * 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露率極低的干氣密封，對整個機組轉子動力學設計提出了更高的挑戰。

     * 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%都需要滿足膨脹制冷的目的。

     * 膨脹機組雖然不大，但是控制檢測點非常龐大，控制要求非常高。膨脹機的檢測和控制連鎖等需要進入透平壓縮機綜合控制系統ITCC（Integrated Turbine Compressor Control Technique）中，進行順序控制和起機停機，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、振動監控和為機組附屬系統提供持久監測和保護功能，并且輸出報警或停機和關機。

     * 設計制造周期短。項目從技術談判到交貨，總共只有4個月的時間。項目執行過程中，由中石化總部物裝中心統一協調，設計、投料和生產整個過程全部非常規操作。項目進行中，正值習總書記視察勝利油田，對該項目也進行過批示。

    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，為工業裝置實現低碳、環保、高效助力。同時，杭氧膨脹機也將始終以國家政策和客戶需求為導向，銳意進取，不斷創新，為國家能源安全戰略和推動經濟社會全面綠色低碳轉型承擔起社會責任，辦好民族工業，挺起中華脊梁。