中化新网讯 11月15日,沈鼓集团举行华能150万吨/年碳捕集、利用与封存(CCUS)项目八级整体齿轮式压缩机组下线仪式。该机组系国内首台(套)八级整体齿轮式二氧化碳(CO₂)压缩机,将应用于国家重大科技示范项目——华能陇东能源基地150万吨级CCUS技术研发与工程示范项目。机组创造了多项行业第一,自主化率达到100%。
“在华能陇东能源基地150万吨级CCUS技术研发与工程示范项目中,捕集到的二氧化碳将输送至油田用于驱油,这需要研发出低能耗、紧凑型的二氧化碳压缩机。”中国华能集团有限公司科技部主任许世森说。
沈鼓集团高级专家牛大勇介绍,沈鼓集团承接了该项目核心动设备——单线150万吨/年碳捕集工程压缩机研制任务,并成功研发出八级整体齿轮增速型离心压缩机,这不仅标志着沈鼓在重大装备研发制造能力方面上升到新的高度,更是在CCUS领域实现突破。
沈鼓集团总裁助理、齿轮公司总经理李鹏说,为突破该项目压缩机制造的核心技术,研发团队攻克了四大挑战。一是压缩机出口设计压力为12.6MPa,超出二氧化碳的临界压力,这在组装式压缩机中十分罕见,气动方案选型难度极大。沈鼓为此开展了大量基础研究与试验验证,成功研发了专用的物性计算程序,以确保二氧化碳超临界态多级压缩气动方案的准确性。
二是多级高速复杂轴系转子对转子稳定性构成巨大挑战。针对多轴、多转速的复杂轴系动力学分析评估难题,研发团队构建了涵盖转子、轴承、密封及叶轮气动效应的完整轴系动力系统模型,开发出可降低密封流体激振效应的新型袋式阻尼密封,为机组的长期平稳运行提供了关键技术支撑。
三是在叶轮开发加工过程中,突破窄流道三元闭式叶轮数控铣与电火花复合加工技术,实现了窄流道三元闭式叶轮的整体高精高效加工。
四是为验证机组的真实性能,开发出高压闭式循环试验系统,进行整机闭式二氧化碳试验,试验最高压力达到12.8MPa,全速全压全功率条件下对机组的气动性能与机械性能进行了验证。
据悉,此前国内并无八级整体齿轮式二氧化碳压缩机制造业绩,此次下线的压缩机完全满足CCUS项目需求,填补国内相关领域空白。沈鼓集团党委书记、董事长兼CEO戴继双表示,沈鼓将不断研制推出满足市场、行业及用户需求的新装备,为促进我国能源结构升级和实现“双碳”目标贡献力量。
图为沈鼓集团150万吨级CCUS压缩机下线仪式
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