На "ЗиО-Подольске" изготовили уникальное оборудование для комплекса "Ямал СПГ".

На "ЗиО-Подольске" изготовили уникальное оборудование для комплекса "Ямал СПГ" — витые теплообменники для низкотемпературной переработки природного газа по новой технологии "Арктический каскад". Подобного оборудования в России раньше не делали. Локализация его производства в стране значительно снизит стоимость СПГ-проектов.
В конце сентября "ЗиО
Подольск" отправил на завод по сжижению природного газа в поселке Сабетта Ямало-Ненецкого автономного округа емкость мгновенного испарения и пять испарителей этана. Это теплообменники витого типа. Благодаря витой конструкции в таких аппаратах значительная площадь теплообменной поверхности — порядка 2 тыс. м2 в каждом устройстве. А значит, их КПД существенно выше, чем у других теплообменников. "Витые аппараты — новинка в нашей производственной линейке", — отмечает начальник конструкторского отдела по газонефтехимии "ЗиО-Подольска" Роман Султанов.
Естественное охлаждение
Российские производители сжиженного природного газа применяют в основном зарубежные технологии и оборудование — разработки компаний Air Products, Shell, Linde и ConocoPhillips. Весной 2018 года "Новатэк" получил российский патент на технологию сжижения природного газа "Арктический каскад". Она отличается от других технологий СПГ тем, что основана на использовании арктического климата.
ЮРИЙ СТЕПАНОВ:
"УСТРОЙСТВ ТАКОЙ КОНСТРУКЦИИ ЕЩЕ НИКТО НЕ ДЕЛАЛ, МЫ ПЕРВОПРОХОДЦЫ"
Большинство схем по сжижению природного газа разработаны для экваториального климата. На первом этапе охлаждения они предполагают использование пропана в качестве хладагента. По технологии "Арктический каскад" вместо пропана будут использовать холодный воздух. На втором этапе охлаждения — вместо этилена этан. Его отделяют от природного газа прямо на месте и сжижают с использованием азота, а затем применяют для получения СПГ.
Сжижение по новой технологии требует меньше энергоресурсов, дорогостоящего оборудования, нет необходимости в закупках хладагентов. В "Новатэке" ожидают, что применение "Арктического каскада" уменьшит стоимость сжижения природного газа на 30 %.
Компания намерена добиться 100% локализации в России производства всего оборудования, которое требуется для новой технологии. В таком случае российские производители СПГ смогут уменьшить зависимость от западных технологий, а также снизить стоимость проектов на этапе капитального строительства и дальнейшего технического обслуживания.
Сложности навивки
"ЗиО-Подольск" получил один из первых заказов на производство оборудования для опытно-промышленной линии завода "Ямал СПГ" по технологии "Арктический каскад". Над заказом работали больше года.
Для изготовления витых теплообменников специалисты конструкторского отдела нестандартного оборудования разработали специальный стенд. Ведущий инженер-конструктор этого отдела Сергей Гаврилов рассказывает: "Теплообменник витого типа представляет собой совокупность концентрических змеевиков, прочно зафиксированных на головках и закрытых стальным защитным кожухом. Обмен теплом в устройстве происходит за счет движения рабочей жидкости в трубах и межтрубном пространстве. Разработанный нами стенд позволяет быстро выполнять навивку змеевика, оперативно вносить корректировки параметров спирали в зависимости от особенностей конструкции теплообменников и порядкового номера навиваемого ряда".
Часть специалистов разрабатывала и корректировала конструкцию роликовых опор, на которых вращается корпус теплообменника, и оправки, где осуществляется навивка трубных пучков. Установку для навивки разрабатывали другие инженеры. Навивка происходит при вращении оправки и перемещении намоточного устройства по двум направляющим. "Требовалось изготовить простую, легкую и удобную установку, и с этой задачей мы справились", — отмечает Сергей Гаврилов.
Навивка трубных пучков стала одним из самых сложных этапов изготовления теплообменников. В каждом аппарате по 4,5 тыс. труб. "Устройств такой конструкции еще никто не делал, мы первопроходцы, в этом и вся сложность", — говорит начальник бюро отдела главного технолога Юрий Степанов.
Сварили по-новому
При выполнении заказа на заводе отработали новые технологии сварки. Специалисты отдела главного сварщика аттестовали их и получили от Национального агентства контроля сварки право использовать эти технологии в течение четырех лет. "Мы уже сейчас работаем над их усовершенствованием, получили образцы новых сварочных материалов, будем осваивать сварку с применением порошковой проволоки,?— поясняет главный сварщик Александр Морозов. — Скорость такой сварки сравнима с автоматической, а качество выше в 2–2,5 раза. Процент брака будет минимальным. А для нас это критически важный параметр безопасности".
Испарители этана, изготовленные на "ЗиО-Подольске", рассчитаны на разные условия эксплуатации: тепловую нагрузку, температуру и давление. Два аппарата высокого давления, два — низкого, один — среднего. Кроме пяти испарителей для проекта "Ямал СПГ" завод изготовил емкость мгновенного испарения, в которой образуется конечный продукт — сжиженный природный газ. Из емкости его будут перекачивать в резервуары для хранения с помощью погружных насосов, которые изготовило ОКБМ им. Африкантова.
"Я буду считать проект завершенным, когда наше оборудование в составе огромного комплекса "Ямал СПГ" выйдет на требуемый технологический режим эксплуатации", — говорит Роман Султанов. Пуск опытно-промышленной линии по технологии "Арктический каскад" запланирован на конец декабря. Мощность будет небольшая — 0,9 млн т СПГ в год. Но этого вполне достаточно, чтобы проверить технологию в деле и, если возникнет необходимость, внести в проект изменения. А уже более мощные линии могут стать базовыми для следующего проекта — завода по сжижению газа "Арктик СПГ 2", что обещает "ЗиО-Подольску" новые заказы.