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.