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.

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.