Trenutno stanje in prihodnostKriogene črpalke
V zadnjih letih je zemeljski plin vztrajno povečeval svoj delež v svetovni porabi energije in se poleg nafte in premoga postavil kot eden od treh glavnih energetskih stebrov. Utekočinjeni zemeljski plin (LNG) je po vsem svetu priznan kot čisti vir energije, ki ponuja številne prednosti, vključno z energetsko učinkovitostjo, prijaznostjo do okolja, varnostjo, zanesljivostjo in ekonomskimi prednostmi. Na Kitajskem je nacionalni "12. petletni načrt" spodbudil razvoj in uvedbo LNG. Do leta 2012 je Kitajska vzpostavila 12 terminalov za uvoz utekočinjenega zemeljskega plina v obalnih mestih s skupno zmogljivostjo 35 milijonov ton, kar presega skupni obseg prvega in drugega voda plinovoda od zahoda proti vzhodu. Hiter razvoj tehnologije utekočinjanja UZP na Kitajskem je podprl "13. petletni načrt", katerega cilj je doseči zmogljivost oskrbe z zemeljskim plinom 360 milijard kubičnih metrov do leta 2020, kar predstavlja 8,3 % do 10 % porabe primarne energije. .
Kitajska uvaža predvsem zemeljski plin v obliki LNG. Proces proizvodnje in porabe LNG vključuje več ključnih faz: utekočinjenje, transport, sprejem, transport in prodaja. Kriogene črpalke za UZP igrajo ključno vlogo v vsaki fazi dobavne verige UZP.
Trenutno samo nekaj podjetij po vsem svetu proizvaja kriogene črpalke za LNG, kitajska proizvodnja LNG pa je v povojih. Domače tovarne za utekočinjanje UZP, sprejemni terminali, uparjalne postaje in črpalke za vozila z UZP večinoma uporabljajo zahodne izdelke, ki so dragi in imajo dolge dobavne roke. V skladu z nacionalnimi politikami za razvoj industrije UZP in zagotavljanje energetske varnosti obstaja nujna potreba po razvoju domačih črpalk za pretakanje UZP.
Trenutno stanje in trendi razvoja
Mednarodni tehnološki status
Združene države so začele raziskave utekočinjanja zemeljskega plina v industrijskem obsegu že leta 1910 in začele s proizvodnjo LNG leta 1917. Kasneje so razvite države, kot so Združeno kraljestvo, Francija in Japonska, vstopile v trgovino z LNG. ZDA imajo skoraj 100-letno prednost pri raziskavah tehnologije nizkotemperaturnih črpalk v primerjavi s Kitajsko. Med večjimi mednarodnimi proizvajalci nizkotemperaturnih črpalk so EBARA (ZDA), NIKKISO (ZDA) in JC-CARTER (prevzet s strani NIKKISO). Ta podjetja imajo desetletja izkušenj z razvojem izdelkov, proizvodnjo, testiranjem in delovanjem, s trendom razvoja velikih, učinkovitih in zanesljivih izdelkov.
Stanje in trendi domače tehnologije
S hitrim napredkom osnovnih raziskav in inženirske tehnologije na Kitajskem so domači proizvajalci kriogenih črpalk izvedli raziskave in aplikacije pri nizkotemperaturnih materialih, potopnih motorjih, dovodnih spodnjih ventilih, električnih komponentah in nizkotemperaturnih ležajih. Pomemben napredek je bil dosežen pri tehnologiji testiranja pri nizkih temperaturah in nadzoru varnosti. Vendar pa še vedno manjka celoten nabor aplikacijskih tehnologij za načrtovanje, proizvodnjo, preskušanje in inženiring, prav tako ostaja vrzel v inženirskih izkušnjah v primerjavi s tujimi proizvajalci. Za premostitev te vrzeli sta potrebna stalna uporaba in kopičenje izkušenj.
Zgradba in značilnosti črpalke za LNG
Kriogene potopne črpalke LNG so sestavljene iz komponent, kot so nizkotemperaturni potopni motorji, rotorji, vodilne lopatice, ležaji in strukture za uravnoteženje potiska. Te črpalke so zasnovane centrifugalno in izpolnjujejo zahteve glede temperature -196 stopinj z odlično zmogljivostjo proti kavitaciji. Ključne komponente, kot je motor, se hladijo neposredno z LNG in delujejo v okolju brez kisika, kar odpravlja nevarnost eksplozije. Ležaji v potopnih črpalkah so izpostavljeni ekstremno nizkim temperaturam in za stabilnost uporabljajo keramične kroglične ležaje iz silicijevega nitrida.
Prednosti potopnih črpalk za LNG
>Zasnova brez tesnila:Odpravlja nevarnost puščanja tesnila gredi.
>Stabilna temperatura:Hlajenje motorja z LNG ohranja stabilno temperaturo brez nevarnosti eksplozije.
>Nizek hrup:Celotna črpalka je potopljena v tekočino, zaradi česar je hrup pri delovanju nizek.
>Preprosta struktura:Zasnova koaksialnega motorja in impelerja zagotavlja visoko zanesljivost.
>Podaljšana življenjska doba ležaja:Vgrajeni ravnotežni mehanizmi zmanjšujejo aksialne sile.
>Samomazalni ležaji:Ležaji se mažejo z medijem, kar odpravlja potrebo po dodatnih mazalnih sistemih.
Potopne črpalke za utekočinjeni zemeljski plin so zelo uspešne v aplikacijah, kot so veliki prevozniki za utekočinjeni zemeljski plin, postaje za oskrbo z gorivom za vozila in sprejemni terminali za utekočinjeni zemeljski plin.
Navodila za domače raziskave in razvojLNG potopne črpalke
Splošni cilj raziskav in razvoja domačih potopnih črpalk za UZP je razviti niz kriogenih črpalk za UZP z velikim pretokom, ki ustrezajo mednarodnim standardom glede tehnološke ravni in zanesljivosti delovanja. Ključna raziskovalna področja vključujejo:
>Hidravlična tehnologija:Razvijte visoko pretočne, učinkovite rotorje z nizko kavitacijo, primerne za UZP, in optimizirajte hidravlično zasnovo, da bo ustrezala krivuljam uvoženih črpalk.
>Razvoj spodnjega ventila:Optimizirajte zasnove domačih spodnjih ventilov za tesnjenje, trdnost, zamenljivost in splošno uporabnost.
>Nizkotemperaturne raziskave materialov:Študijski materiali za nizkotemperaturno trdnost in deformacijo ter razvoj materialov za nizkotemperaturne motorje.
>Mazanje nizkotemperaturnih ležajev:Obravnava izzive mazanja v črpalkah LNG z uporabo LNG z nizko viskoznostjo kot mazivo.
Prihodnji trendi in obeti
Obseg uvoza LNG na Kitajsko se je v zadnjih petih letih skoraj podvojil, do leta 2022 pa naj bi skupna zmogljivost sprejemnih postaj za LNG na Kitajskem presegla 13 milijonov ton na leto. Z ugodno ponudbo svetovnih virov LNG in močnim domačim povpraševanjem ima kitajski trg LNG obetavne obete. Izgradnja dodatnih sprejemnih postaj za UZP bo spodbudila vse večje povpraševanje po črpalkah za UZP. Prihodnji razvoj bo vključeval črpalke za druge kriogene medije, kot so etilen, propan in tekoči dušik. Napredek politik čiste energije na Kitajskem bo še povečal tržni potencial za doma razvite potopne črpalke za UZP.
Ključna raziskovalna področja za prihodnost vključujejo nizkotemperaturne materiale, mazanje ležajev pri nizkih temperaturah, značilnosti nizkotemperaturnih motorjev in preskusne tehnologije za medije črpalk LNG.
