【壓縮機網(wǎng)】沒有激流就稱不上勇進,沒有山峰則談不上攀登。在科研開發(fā)的征途上,濟柴動力成都壓縮機分公司始終秉承越難越向前、越險越勇敢的拼搏精神,堅持科技創(chuàng)新,加強自主研發(fā),樹立民族品牌,永攀科技高峰。

對標北美 直面差距
CCUS 技術(shù)被認為是最具潛力、最具實效的減排手段。目前越來越多的國家、城市、企業(yè)正在承諾實現(xiàn)凈零排放,凈零計劃使 CCUS 技術(shù)成為一種新的選擇。根據(jù)國際能源署 IEA數(shù)據(jù),21世紀末要實現(xiàn)全球氣溫升幅控制在 1.5攝氏度以內(nèi)的目標,32%的碳減排任務(wù)需要依靠 CCUS 技術(shù)。
CCUS 技術(shù)鏈中捕集增壓、管道輸送、注入環(huán)節(jié)均需要壓縮機。21世紀初,我國油氣田高速往復氣體壓縮機主機生產(chǎn)及組橇能力,落后于國外,且存在較大差距。國外天然氣技術(shù)的發(fā)展起步早,壓縮機主機的研發(fā)及制造要遠遠早于國內(nèi),技術(shù)水平領(lǐng)先于國內(nèi)。國外壓縮機主機的生產(chǎn)廠家主要集中在美國,許多知名壓縮機研發(fā)廠家與組橇制造商都在北美集中發(fā)展。
我國國內(nèi)油氣田壓縮機起步較晚,技術(shù)較落后。壓縮機企業(yè)主要有中國石油集團濟柴動力有限公司成都壓縮機分公司、中國石化石油機械股份有限公司三機分公司、煙臺杰瑞石油天然氣工程有限公司等。我國油氣田氣體壓縮機基本是在原有其他機型(小氮肥壓縮機、動力壓縮機、空氣壓縮機)基礎(chǔ)上變型,對于介質(zhì)的特殊性考慮不足。與國外相比,國內(nèi)壓縮機生產(chǎn)廠家的加工技術(shù)裝備普遍落后,壓縮機零部件的加工精度較低,形位公差難以控制和檢測。國內(nèi)壓縮機制造業(yè),在開發(fā)設(shè)計、品種規(guī)格、還有壓縮機的整體質(zhì)量方面以及產(chǎn)品性能方面,都與國外存在較大的差距,正處于技術(shù)調(diào)研與改進階段。
國內(nèi)二氧化碳壓縮機方面:吉林長嶺處理廠一期二氧化碳增壓所使用的壓縮機為國產(chǎn)上海某公司,電機功率1150千瓦,存在生產(chǎn)制造、出口緩沖罐、換熱器出現(xiàn)多處裂縫、腐蝕、漏油嚴重等問題。目前,中國石油油氣田上中游超臨界二氧化碳壓縮機主要采用進口。
國外氣體壓縮機的執(zhí)行標準 API 618 和 ISO13631(前身為API 11P)主要來源于美國石油學會。API 618 適用于石化、化工和燃氣等油氣下游中低速壓縮機。ISO13631適用于油氣田處理廠。二氧化碳壓縮機出廠主要執(zhí)行ISO13631標準。相對于 API 618標準,執(zhí)行ISO13631標準的壓縮機具有氣缸小、重量輕、基礎(chǔ)低、橇裝集成占地面積小的特點。
與國外先進水平相比,國內(nèi)外的二氧化碳壓縮機主要差距在于:
1.對二氧化碳注入工藝不熟悉,導致系統(tǒng)設(shè)計存在問題。
2.對超臨界相位狀態(tài)的控制認識不深,導致壓縮缸氣閥、管道等存在問題。
3.二氧化碳分子量大,二氧化碳壓縮機沖擊力大,脈動嚴重。因此,二氧化碳壓縮機必須進行精準全面的氣流脈動和機械振動分析。目前,這項技術(shù)主要由美國、加拿大公司掌握,導致國內(nèi)分析結(jié)果偏差較大。
4.二氧化碳能與油互溶,油品選擇不當造成氣缸、活塞磨損等故障,影響壓縮機的可靠性。
迎難而上 創(chuàng)新研發(fā)
“十二五”期間,濟柴動力成都壓縮機分公司完成了大功率壓縮機制造及成橇建設(shè)新建項目工業(yè)廠房建設(shè),引進數(shù)控龍門鏜銑加工中心、車銑鏜復合加工中心、隨動曲軸磨床、大型三坐標測量機等世界一流的加工檢測設(shè)備,形成了機體加工線、曲軸加工線、壓縮缸生產(chǎn)線、連桿生產(chǎn)線、中小配件加工線、主機裝配線、工藝管道預制生產(chǎn)線、6000千瓦以下壓縮機成橇生產(chǎn)線、壓縮機試驗平臺、凃裝生產(chǎn)線等,具備了年產(chǎn)300臺套壓縮機的生產(chǎn)能力。成都壓縮機分公司著力打造“國內(nèi)領(lǐng)先,國際一流”的往復活塞式壓縮機制造基地,為國內(nèi)外油氣田提供精良的裝備和服務(wù)保障。
成都壓縮機分公司壓縮機主機系列化、產(chǎn)品標準化及適應(yīng)性研究不斷取得新突破,形成了整體式、燃驅(qū)分體式、電驅(qū)分體式、橇裝移動式、車載式等覆蓋油氣勘探開發(fā)的壓縮機系列產(chǎn)品,并廣泛用于天然氣開采、煤層氣、頁巖氣開發(fā)、增壓集輸?shù)阮I(lǐng)域。產(chǎn)品最大功率可達6000千瓦,最高工作壓力為70兆帕,最大日處理量達到1000萬立方米,產(chǎn)品技術(shù)性能達到國際水平。
目前,中國石油正在開展CCUS-EOR全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)升級,啟動“四大工程示范”和“六個先導試驗”,預計“十四五”期間需求超臨界二氧化碳注氣壓縮機組約30余臺,市場應(yīng)用前景廣闊。
其實,早在2010年之前,中國石油集團就在大力開展二氧化碳驅(qū)油提高采收率技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用,到2015年已經(jīng)開展了多個先導性試驗。成都壓縮機分公司的科研團隊于2015年通過技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)查、現(xiàn)場參觀進口機組、查閱進口產(chǎn)品資料、成橇技術(shù)引進、跟蹤樣機試制等過程,從流速控制、腐蝕控制和相態(tài)控制方面進行研究,形成了恒溫調(diào)節(jié)式溫度控制方法、分級熱氣旁通流程等核心點,掌握了設(shè)計制造關(guān)鍵技術(shù),完成了產(chǎn)品研制,并獲得了4項發(fā)明專利。
2019年初,國內(nèi)首臺套自主創(chuàng)新重大技術(shù)裝備“超臨界二氧化碳注氣壓縮機組”在中國石油的大力推動下,成功應(yīng)用于南方石油勘探開發(fā)有限公司福山油田二氧化碳注氣工程,目前已累計平穩(wěn)運行17000余小時,各項技術(shù)指標均達到要求,駐站站長用“三個放心”和“兩個點贊”給了成都壓縮機分公司最高肯定。
超臨界二氧化碳注氣壓縮機組的成功研制,達到國際先進水平,填補了國內(nèi)石油裝備領(lǐng)域的空白,改變了長期依賴進口的被動局面,實現(xiàn)了裝備自立自強,支撐了當前CCUS-EOR的規(guī)?;l(fā)展,助力了雙碳目標的實現(xiàn),技術(shù)效益和社會效益顯著。
截至目前,產(chǎn)品在海南福山油田、大慶油田、塔里木油田等共計推廣應(yīng)用11臺,對比進口機組售價降低50%以上,周期縮短50%以上,加之設(shè)備運行期間的配件消耗成本和供應(yīng)保障方面的優(yōu)勢,經(jīng)濟效益顯著。
超臨界二氧化碳注氣壓縮機組不僅適用于二氧化碳注氣驅(qū)油,也適用于CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈二氧化碳增壓工藝,最高排氣壓力可達到52兆帕,最大功率可達到4500千瓦。
縮短差距 彎道超車
對標一流是科技創(chuàng)新的根本方略。貼近需求、貼近市場、貼近用戶,成都壓縮機分公司確定產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計方向,為超臨界二氧化碳壓縮機自主創(chuàng)新提供指引,不斷滿足和創(chuàng)造用戶新需求。超臨界二氧化碳壓縮機的設(shè)計制造必須符合CCUS的現(xiàn)場工藝和介質(zhì)特性要求。隨著對工藝和介質(zhì)特性的認知加深,成都壓縮機分公司通過對標國外機組設(shè)計,找到了縮短差距的金鑰匙。
科技投入、開放式合作是科技創(chuàng)新的有力支撐。超臨界二氧化碳壓縮機研發(fā)通過技貿(mào)引進、再創(chuàng)新的方式,大力投入研發(fā)費用,與國際知名壓縮機企業(yè)合作,采用進口主機成橇、國產(chǎn)主機成橇、推廣應(yīng)用的“國產(chǎn)化三部曲”,這是在短時間內(nèi)實現(xiàn)機組國產(chǎn)化彎道超車的成功法寶。
堅持以人為本,創(chuàng)新人才戰(zhàn)略是科技創(chuàng)新的根本動力?,F(xiàn)代社會競爭,本質(zhì)是人才的競爭。在創(chuàng)新發(fā)展過程中,成都壓縮機分公司持續(xù)實施人才強企戰(zhàn)略,著力加強科技人才和創(chuàng)新型人才隊伍建設(shè),建立完善科技人才激勵機制,形成了結(jié)構(gòu)合理、專業(yè)配套的創(chuàng)新型人才隊伍。以市場化機制引進人才,在重點項目、核心崗位上鍛煉人才,以薪酬待遇激發(fā)動力活力。為壓縮機自主創(chuàng)新發(fā)展提供了有力的人才支撐。
重點工程是科技創(chuàng)新的前沿陣地。適應(yīng)國家或企業(yè)發(fā)展趨勢和發(fā)展需要,依托國家或行業(yè)的重點工程項目,發(fā)揮企業(yè)創(chuàng)新優(yōu)勢,推動企業(yè)科技創(chuàng)新。CCUS產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展離不開壓縮機裝備,超臨界二氧化碳壓縮機的研制離不開CCUS重大工程的良好平臺,直面重大需求,集中優(yōu)勢聚力打造國之重器。超臨界二氧化碳壓縮機的成功研制也將為中國石油CCUS產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展提供關(guān)鍵裝備和服務(wù)保障。
【壓縮機網(wǎng)】沒有激流就稱不上勇進,沒有山峰則談不上攀登。在科研開發(fā)的征途上,濟柴動力成都壓縮機分公司始終秉承越難越向前、越險越勇敢的拼搏精神,堅持科技創(chuàng)新,加強自主研發(fā),樹立民族品牌,永攀科技高峰。
對標北美 直面差距
CCUS 技術(shù)被認為是最具潛力、最具實效的減排手段。目前越來越多的國家、城市、企業(yè)正在承諾實現(xiàn)凈零排放,凈零計劃使 CCUS 技術(shù)成為一種新的選擇。根據(jù)國際能源署 IEA數(shù)據(jù),21世紀末要實現(xiàn)全球氣溫升幅控制在 1.5攝氏度以內(nèi)的目標,32%的碳減排任務(wù)需要依靠 CCUS 技術(shù)。
CCUS 技術(shù)鏈中捕集增壓、管道輸送、注入環(huán)節(jié)均需要壓縮機。21世紀初,我國油氣田高速往復氣體壓縮機主機生產(chǎn)及組橇能力,落后于國外,且存在較大差距。國外天然氣技術(shù)的發(fā)展起步早,壓縮機主機的研發(fā)及制造要遠遠早于國內(nèi),技術(shù)水平領(lǐng)先于國內(nèi)。國外壓縮機主機的生產(chǎn)廠家主要集中在美國,許多知名壓縮機研發(fā)廠家與組橇制造商都在北美集中發(fā)展。
我國國內(nèi)油氣田壓縮機起步較晚,技術(shù)較落后。壓縮機企業(yè)主要有中國石油集團濟柴動力有限公司成都壓縮機分公司、中國石化石油機械股份有限公司三機分公司、煙臺杰瑞石油天然氣工程有限公司等。我國油氣田氣體壓縮機基本是在原有其他機型(小氮肥壓縮機、動力壓縮機、空氣壓縮機)基礎(chǔ)上變型,對于介質(zhì)的特殊性考慮不足。與國外相比,國內(nèi)壓縮機生產(chǎn)廠家的加工技術(shù)裝備普遍落后,壓縮機零部件的加工精度較低,形位公差難以控制和檢測。國內(nèi)壓縮機制造業(yè),在開發(fā)設(shè)計、品種規(guī)格、還有壓縮機的整體質(zhì)量方面以及產(chǎn)品性能方面,都與國外存在較大的差距,正處于技術(shù)調(diào)研與改進階段。
國內(nèi)二氧化碳壓縮機方面:吉林長嶺處理廠一期二氧化碳增壓所使用的壓縮機為國產(chǎn)上海某公司,電機功率1150千瓦,存在生產(chǎn)制造、出口緩沖罐、換熱器出現(xiàn)多處裂縫、腐蝕、漏油嚴重等問題。目前,中國石油油氣田上中游超臨界二氧化碳壓縮機主要采用進口。
國外氣體壓縮機的執(zhí)行標準 API 618 和 ISO13631(前身為API 11P)主要來源于美國石油學會。API 618 適用于石化、化工和燃氣等油氣下游中低速壓縮機。ISO13631適用于油氣田處理廠。二氧化碳壓縮機出廠主要執(zhí)行ISO13631標準。相對于 API 618標準,執(zhí)行ISO13631標準的壓縮機具有氣缸小、重量輕、基礎(chǔ)低、橇裝集成占地面積小的特點。
與國外先進水平相比,國內(nèi)外的二氧化碳壓縮機主要差距在于:
1.對二氧化碳注入工藝不熟悉,導致系統(tǒng)設(shè)計存在問題。
2.對超臨界相位狀態(tài)的控制認識不深,導致壓縮缸氣閥、管道等存在問題。
3.二氧化碳分子量大,二氧化碳壓縮機沖擊力大,脈動嚴重。因此,二氧化碳壓縮機必須進行精準全面的氣流脈動和機械振動分析。目前,這項技術(shù)主要由美國、加拿大公司掌握,導致國內(nèi)分析結(jié)果偏差較大。
4.二氧化碳能與油互溶,油品選擇不當造成氣缸、活塞磨損等故障,影響壓縮機的可靠性。
迎難而上 創(chuàng)新研發(fā)
“十二五”期間,濟柴動力成都壓縮機分公司完成了大功率壓縮機制造及成橇建設(shè)新建項目工業(yè)廠房建設(shè),引進數(shù)控龍門鏜銑加工中心、車銑鏜復合加工中心、隨動曲軸磨床、大型三坐標測量機等世界一流的加工檢測設(shè)備,形成了機體加工線、曲軸加工線、壓縮缸生產(chǎn)線、連桿生產(chǎn)線、中小配件加工線、主機裝配線、工藝管道預制生產(chǎn)線、6000千瓦以下壓縮機成橇生產(chǎn)線、壓縮機試驗平臺、凃裝生產(chǎn)線等,具備了年產(chǎn)300臺套壓縮機的生產(chǎn)能力。成都壓縮機分公司著力打造“國內(nèi)領(lǐng)先,國際一流”的往復活塞式壓縮機制造基地,為國內(nèi)外油氣田提供精良的裝備和服務(wù)保障。
成都壓縮機分公司壓縮機主機系列化、產(chǎn)品標準化及適應(yīng)性研究不斷取得新突破,形成了整體式、燃驅(qū)分體式、電驅(qū)分體式、橇裝移動式、車載式等覆蓋油氣勘探開發(fā)的壓縮機系列產(chǎn)品,并廣泛用于天然氣開采、煤層氣、頁巖氣開發(fā)、增壓集輸?shù)阮I(lǐng)域。產(chǎn)品最大功率可達6000千瓦,最高工作壓力為70兆帕,最大日處理量達到1000萬立方米,產(chǎn)品技術(shù)性能達到國際水平。
目前,中國石油正在開展CCUS-EOR全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)升級,啟動“四大工程示范”和“六個先導試驗”,預計“十四五”期間需求超臨界二氧化碳注氣壓縮機組約30余臺,市場應(yīng)用前景廣闊。
其實,早在2010年之前,中國石油集團就在大力開展二氧化碳驅(qū)油提高采收率技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用,到2015年已經(jīng)開展了多個先導性試驗。成都壓縮機分公司的科研團隊于2015年通過技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)查、現(xiàn)場參觀進口機組、查閱進口產(chǎn)品資料、成橇技術(shù)引進、跟蹤樣機試制等過程,從流速控制、腐蝕控制和相態(tài)控制方面進行研究,形成了恒溫調(diào)節(jié)式溫度控制方法、分級熱氣旁通流程等核心點,掌握了設(shè)計制造關(guān)鍵技術(shù),完成了產(chǎn)品研制,并獲得了4項發(fā)明專利。
2019年初,國內(nèi)首臺套自主創(chuàng)新重大技術(shù)裝備“超臨界二氧化碳注氣壓縮機組”在中國石油的大力推動下,成功應(yīng)用于南方石油勘探開發(fā)有限公司福山油田二氧化碳注氣工程,目前已累計平穩(wěn)運行17000余小時,各項技術(shù)指標均達到要求,駐站站長用“三個放心”和“兩個點贊”給了成都壓縮機分公司最高肯定。
超臨界二氧化碳注氣壓縮機組的成功研制,達到國際先進水平,填補了國內(nèi)石油裝備領(lǐng)域的空白,改變了長期依賴進口的被動局面,實現(xiàn)了裝備自立自強,支撐了當前CCUS-EOR的規(guī)?;l(fā)展,助力了雙碳目標的實現(xiàn),技術(shù)效益和社會效益顯著。
截至目前,產(chǎn)品在海南福山油田、大慶油田、塔里木油田等共計推廣應(yīng)用11臺,對比進口機組售價降低50%以上,周期縮短50%以上,加之設(shè)備運行期間的配件消耗成本和供應(yīng)保障方面的優(yōu)勢,經(jīng)濟效益顯著。
超臨界二氧化碳注氣壓縮機組不僅適用于二氧化碳注氣驅(qū)油,也適用于CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈二氧化碳增壓工藝,最高排氣壓力可達到52兆帕,最大功率可達到4500千瓦。
縮短差距 彎道超車
對標一流是科技創(chuàng)新的根本方略。貼近需求、貼近市場、貼近用戶,成都壓縮機分公司確定產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計方向,為超臨界二氧化碳壓縮機自主創(chuàng)新提供指引,不斷滿足和創(chuàng)造用戶新需求。超臨界二氧化碳壓縮機的設(shè)計制造必須符合CCUS的現(xiàn)場工藝和介質(zhì)特性要求。隨著對工藝和介質(zhì)特性的認知加深,成都壓縮機分公司通過對標國外機組設(shè)計,找到了縮短差距的金鑰匙。
科技投入、開放式合作是科技創(chuàng)新的有力支撐。超臨界二氧化碳壓縮機研發(fā)通過技貿(mào)引進、再創(chuàng)新的方式,大力投入研發(fā)費用,與國際知名壓縮機企業(yè)合作,采用進口主機成橇、國產(chǎn)主機成橇、推廣應(yīng)用的“國產(chǎn)化三部曲”,這是在短時間內(nèi)實現(xiàn)機組國產(chǎn)化彎道超車的成功法寶。
堅持以人為本,創(chuàng)新人才戰(zhàn)略是科技創(chuàng)新的根本動力?,F(xiàn)代社會競爭,本質(zhì)是人才的競爭。在創(chuàng)新發(fā)展過程中,成都壓縮機分公司持續(xù)實施人才強企戰(zhàn)略,著力加強科技人才和創(chuàng)新型人才隊伍建設(shè),建立完善科技人才激勵機制,形成了結(jié)構(gòu)合理、專業(yè)配套的創(chuàng)新型人才隊伍。以市場化機制引進人才,在重點項目、核心崗位上鍛煉人才,以薪酬待遇激發(fā)動力活力。為壓縮機自主創(chuàng)新發(fā)展提供了有力的人才支撐。
重點工程是科技創(chuàng)新的前沿陣地。適應(yīng)國家或企業(yè)發(fā)展趨勢和發(fā)展需要,依托國家或行業(yè)的重點工程項目,發(fā)揮企業(yè)創(chuàng)新優(yōu)勢,推動企業(yè)科技創(chuàng)新。CCUS產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展離不開壓縮機裝備,超臨界二氧化碳壓縮機的研制離不開CCUS重大工程的良好平臺,直面重大需求,集中優(yōu)勢聚力打造國之重器。超臨界二氧化碳壓縮機的成功研制也將為中國石油CCUS產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展提供關(guān)鍵裝備和服務(wù)保障。
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