登录 | 注册

超高压空冷器技术开发及在天然气储备领域的推广应用

790

成果主要完成人

田大鹏、丁 盛、展学峰、井维海、林宝森、任 亮、付秀昀、陈晓环、刘立军、梁 艳

项目概况

在能源储备领域,为利于天然气储存,需将天然气经多级压缩至30~60MPa的压力。但同时产生130℃的高温,存在安全隐患,且压缩机配套空冷器未真正实现国产化。本成果以环境空气作为冷却介质,对高温高压天然气进行保压降温(降到50℃)处理,从而达到储存要求。可广泛应用于国内、外天然气储气库及石化项目中。 本成果的主要特点是设备承压能力高,可达59.7MPa。远远高于石油化工行业装置用空冷器的设计压力,超出了国内空冷器行业标准NB/T47007《空冷式热交换器》、压力容器国家标准GB/T150《压力空器》和锅炉及压力容器国际规范ASMEⅧ-1《压力容器建造规则》中关于设计压力的规定,颠覆了一直以来空冷器的设计制造。 因此,哈空调采用“规则”设计法和ANSYS 弹性分析设计法计算,用ANSYS 极限分析法进行校验;采用创新的加工和焊接方法,保证使用性能、整体强度、密封性能达到设计要求。自主研制成功“超”高压空冷器,实现关键核心技术突破与创新能力提升;并解决此成果在能源储备领域的推广应用问题,实现首台套装备的研发与示范应用,替代进口,实现新装备研发与设备技术国产化。 由哈空调设计研发制造的超高压空冷器已于2022年相继在清溪、新疆大涝坝和文24储气库中成功应用。 本产品创新设计了整体锻造管箱,取消了管箱板件间多条焊缝焊接,取消了易泄漏的丝堵密封结构,翅片管与管箱连接的焊接接头由原来的通过丝堵孔深孔焊接的角焊缝改为整体锻出的管座与翅片管对接焊缝,该结构焊后可实现100%射线检测,保证了高压情况下的密封可靠性。 本产品利用ANSYS建立三维模型,对设计工况、压力试验工况分别加载进行应力分析,采用分析设计法中的弹性应力分析法进行设计计算,用极限应力分析法再次校验,有效地模拟实际工况,保证了高压空冷器管箱整体强度、刚度。 2022年12月13日,经国内查新结论为:具备本成果创新点及技术特点的,目前在国内所查文献中除委托单位发表文献外未见相同报道。 2023年3月8日,黑龙江省机械工业技术协会组织召开了“天然气储气库压缩机配套高压空冷器”项目科技成果评价会。评价委员会专家一致认为,该装置实现了能源储备领域关键设备国产化,经应用验证,整机达到国内领先水平。