【化工科技装备大发展】系列-840
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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国产首台套150万吨级CCUS压缩机下线2024年11月15日上午，华能150万吨/年CCUS项目八级整体齿轮式压缩机组下线仪式在沈鼓集团总装车间举行。
该机组系国内首台（套）八级整体齿轮式二氧化碳（CO ）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%。
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CCUS指的是二氧化碳捕集、利用及封存技术。这一技术可以将生产过程中产生的二氧化碳捕集、提纯出来，通过压缩注入地下油层“驱赶”原油等方式实现减碳、增油双赢，是我国实现碳中和、保障能源安全和促进可持续发展的托底性技术。
华能陇东能源基地150万吨级CCUS技术研发与工程示范项目是国家重大科技示范项目，是科技部重点研发计划项目依托示范工程，是国家能源局能源领域首台（套）重大技术装备项目。其中，碳捕集示范工程是全球规模最大、技术最先进、成本最低的150万吨/年碳捕集工程。
首台百万吨级CCUS项目压缩机齐鲁石化-胜利油田百万吨级CCUS项目由齐鲁石化捕集提供二氧化碳，并将其运送至胜利油田进行驱油封存，实现了二氧化碳捕集、驱油与封存一体化应用。
该项目覆盖特低渗透油藏储量2500多万吨，共部署73口注入井，预计15年累计注入1000余万吨，增油近300万吨，采收率提高12个百分点以上。同时，该项目每年可减排二氧化碳100万吨，相当于植树近900万棵，将为我国大规模开展CCUS项目建设提供工程实践经验和技术数据，助力我国实现‘双碳’目标。
2022年8月29日，由沈鼓集团为其提供核心动设备的国内首个百万吨级CCUS（碳捕集利用与封存）项目——“齐鲁石化-胜利油田百万吨级CCUS项目”29日正式注气运行，标志着我国CCUS产业开始进入技术示范中后段——成熟的商业化运营。
沈鼓集团在CCUS项目中承担了核心设备“二氧化碳压缩机”的设计、生产制造及现场调试等任务，该机组在CCUS项目中的成功应用，标志着沈鼓集团紧跟国家“双碳”目标，在节能环保领域实现了技术新突破。同时在该项目建设过程中沈鼓集团安检公司高度重视，领导亲自挂帅，为用户提供了全方位的护航服务。克服了时间紧、任务重、冬季施工环境恶劣等不利因素，为用户提供了详细的施工计划，并积极参与进用户建设期间的项目管理，在最终用户及施工单位的共同努力下，仅用两个半月的时间就完成了现场施工、试车调试等服务工作，并为压缩机顺利试车投产提供了强有力的技术支持。
行业首台八级整体齿轮增速型离心压缩机的突破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。
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。
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。
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