“系列规格撬装式天然气液化装置技术”项目获中国制冷学会技术发明特等奖

  • 董学强 (天文与空间科学学院)
  • 创建于 2015-11-25
  • 1594

  1117日于成都举行的“2015中国制冷学会学术年会”颁奖仪式上,由中国科学院理化技术研究所低温与制冷工程研究中心完成的“系列规格撬装式天然气液化装置技术”项目获得第七届中国制冷学会技术发明特等奖,该项目是设置技术发明奖以来唯一的一个特等奖。 

  我国存在储量巨大的非常规偏散天然气资源,其产地偏远而分散,不适用传统的固定式液化工厂及管网集输模式。由于缺乏合适的集输方式,此类气源大都直接放空或燃烧,一方面造成了能源浪费,另一方面增加了温室气体排放。发展针对此类偏散天然气集输的小型撬装液化装置,既可满足我国天然气开发的迫切需求,又避免了排放或燃烧带来的环境污染;此外,小型撬装液化装置还可以用于管输天然气的再分配及车用天然气加气站等,具有显著的社会和经济效益。 

  该获奖项目成果推广前,仅有少数机构开展小型撬装式天然气液化装置技术研究,但均处于试验阶段,能耗较高,尚无产业推广;至该项目后期,领域内部分单位开展了相关技术研究,但大都借鉴国外常规集中液化工厂的混合冷剂流程工艺或空分装置的氮气膨胀流程工艺,能耗较高,建设周期长,且难以稳定运行,不适于零散气源特点。 

  针对上述问题,在国家科技重大专项“863”计划、国家自然科学基金重大项目等持续支持下,由中国科学院理化技术研究所吴剑峰、公茂琼、孙兆虎、董学强、周远、沈俊、邹鑫、陈高飞和程逵炜等组成的研究团队经过近十年努力,在普冷单级油润滑压缩机驱动的低压混合制冷剂液化流程、多股流换热器、润滑油与混合制冷剂的深度分离等技术方面取得了一系列创新性成果,形成了完整的系列规格撬装式天然气液化装置技术。该技术采用模块化设计,实现了设备的高度集成结构紧凑,适合车载,移动方便,与常规液化工厂技术相比,装置生产周期缩短50%以上,现场施工周期缩短70%以上;采用普冷领域成熟的单级油润滑压缩机,效率和可靠性高,运行过程中不需要补充工质,免维护周期长,系统初投资降低30%以上,能耗降低30%以上;自动化程度高,启停迅速;全风冷结构,自带仪表气,接电即可,无需其他公用工程;按照ExdllBT4防爆等级设计,多重保护措施,确保设备安全。经现场实测,全厂能耗小于0.35kWh/Nm3,折合消耗10.9%天然气液化剩余的89.1%与国内外数十万方至百万方/天规模的固定式装置单位能耗相当。 

  该项目创建了小型撬装式天然气液化成套装置技术体系,核心技术拥有已授权发明专利12项和已公开专利申请3项,并建立了完整的实施技术。20113月,由中国科学院组织了该项目“日处理万方级可移动式煤层气液化装置技术”科技成果鉴定会,由13位两院院士及其他6位领域内专家组成的鉴定委员会对项目的研发成果给出了很高的评价。鉴定委员会一致通过该项目的鉴定,认为“该项目实现了重大技术创新,在混合工质、低压流程、冷箱技术一体化方面拥有自主知识产权,达到国际领先水平”。 

  2012年先后成立中科睿凌江苏低温设备有限公司和中科睿凌(北京)低温设备有限公司(统称中科睿凌),专门实施该项目成果的工业化规模生产和销售,并以中国科学院理化技术研究所为依托进行技术发展和完善。已投资建设完成了近3万平米的办公楼及厂房,开发了5000Nm3/d10000 Nm3/d20000 Nm3/d30000 Nm3/d50000 Nm3/d100000 Nm3/d等一系列标准规格的高效、低成本可移动式天然气液化装置,基本覆盖了当前偏散天然气资源开发的市场需求,实现了此类天然气液化采集技术的突破。截至2014年底,在产业化实施短短一年时间内,中科睿凌实现销售收入过亿元,在山西、陕西和内蒙古等多地顺利达产运行,得到了业内和用户的广泛好评,并已和中联等多家单位建立了合作意向。该项目产品已在国内相关应用领域确立了领先地位,并在积极进行国际市场推广。 

  该技术发明的应用,实现了偏散天然气源的低成本液化回收,避免了因排放或燃烧带来的环境污染,具有显著的经济效益和重大的社会意义。目前,应用本技术发明生产的撬装液化装置已有12套实现了现场应用,日处理量超30万方,每年回收天然气过亿方,减少碳排放超6万吨。

责任编辑:陈俊佑