國內(nèi)首臺，國際先進!1000萬方等級天然氣透平膨脹機通過鑒定

2024年5月16日，中國通用機械工業(yè)協(xié)會在成都組織召開了由四川空分設(shè)備（集團）有限責(zé)任公司與中國石油工程建設(shè)有限公司西南分公司聯(lián)合研制的“1000萬立方米/天等級天然氣透平膨脹機”產(chǎn)品鑒定會，會議由中通協(xié)會長黃鸝主持。

中國機械工業(yè)聯(lián)合會原總工程師隋永濱擔(dān)任產(chǎn)品鑒定專家委員會主任，西安交通大學(xué)張家忠教授擔(dān)任專家委員會副主任，專家組由來自中海油研究總院有限責(zé)任公司、中石化廣州工程有限公司、西南石油大學(xué)、賽鼎工程有限公司、中國五環(huán)工程公司、西南油氣田成都天然氣化工總廠、中石化西北油田順北天然氣處理廠等單位的專家組成，并特邀中國石油天然氣股份有限公司冀東油田西部分公司用戶代表參會。

四川空分設(shè)備（集團）有限責(zé)任公司董事長單凱、總工程師黃科、副總經(jīng)理江蓉，中國石油工程建設(shè)有限公司西南分公司總工程師蒲黎明、教授級高級工程師陳彰兵、專業(yè)副總工程師陳鳳帶領(lǐng)研制團隊成員參加了鑒定會議。

單總表示，大力推進技術(shù)創(chuàng)新，以新質(zhì)生產(chǎn)力打造發(fā)展新優(yōu)勢，以先進、可靠的裝備為國家的發(fā)展作貢獻，是四川空分義不容辭的責(zé)任和光榮的任務(wù)。四川空分將牢牢堅持“一切為了用戶，一切為了發(fā)展”的企業(yè)精神，不斷開拓進取，堅持技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新、管理創(chuàng)新，追求國際領(lǐng)先，為廣大用戶提供性能先進、安全、可靠、技術(shù)一流的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，同時也為裝備制造國產(chǎn)化貢獻川空的一份力量。

蒲總表示，在大型天然氣處理和天然氣液化項目中，裝備的國產(chǎn)化、技術(shù)的自主性非常重要。中國石油工程建設(shè)有限公司西南分公司將繼續(xù)推進天然氣產(chǎn)業(yè)鏈中關(guān)鍵裝備的國產(chǎn)化，為我國能源戰(zhàn)略安全提供有力的技術(shù)保障。

與會專家聽取了1000萬立方米/天等級天然氣透平膨脹機研發(fā)總結(jié)匯報，查閱了相關(guān)文件資料。會前部分專家在工業(yè)裝置現(xiàn)場實地考察見證了膨脹機運行情況，經(jīng)質(zhì)詢和討論，形成鑒定意見如下：

研發(fā)的1000萬立方米/天等級天然氣透平膨脹機結(jié)構(gòu)合理、選材適當(dāng)、工藝先進。產(chǎn)品在工業(yè)運行裝置現(xiàn)場一次性開車成功，運行穩(wěn)定，變工況適應(yīng)能力強，各項性能指標滿足設(shè)計任務(wù)書和相關(guān)標準要求。主要創(chuàng)新和技術(shù)特點如下：

• 開發(fā)了大功率高效帶液向心透平膨脹模型級和大流量低壓比壓縮模型級，提高了大型天然氣膨脹機組效率；
• 對葉輪強度和振動模態(tài)局部化進行了數(shù)值仿真和測試，消除了大功率葉輪振動局部化導(dǎo)致的疲勞損傷，提高了機組安全性；
• 開發(fā)了適用于大型天然氣膨脹機的軸向推力平衡和大扭矩傳遞等多重變工況穩(wěn)定控制技術(shù)，保證機組穩(wěn)定運行；
• 開發(fā)了天然氣膨脹機組油氣分離回收集成技術(shù)，提高了裝置運行經(jīng)濟性。

鑒定委員會認為，研制的國內(nèi)首臺1000萬立方米/天等級天然氣透平膨脹機具有自主知識產(chǎn)權(quán)，填補了國內(nèi)空白，主要性能指標達到國際先進水平，經(jīng)濟和社會效益顯著，推廣應(yīng)用前景廣闊。

研制歷程

天然氣是我國重要的清潔能源，其上下游產(chǎn)業(yè)鏈裝備發(fā)展水平對保障國家能源安全具有重大意義。天然氣透平膨脹機主要用于天然氣前處理及乙烷回收等裝置，是天然氣產(chǎn)業(yè)鏈中的關(guān)鍵裝備。隨著國內(nèi)油氣田開發(fā)規(guī)模及天然氣乙烷回收裝置的大型化發(fā)展，1000萬方等級天然氣透平膨脹機產(chǎn)品需求日益增多。但長期以來該等級天然氣透平膨脹機完全被國外公司壟斷，推進1000萬方等級天然氣透平膨脹機國產(chǎn)化研究勢在必行。

四川空分自80年代起就在國內(nèi)率先研制了天然氣透平膨脹機，至今已有150余臺各類天然氣膨脹機產(chǎn)品，技術(shù)積累深厚，近年來對膨脹機制造車間、高精度自動化生產(chǎn)裝備、關(guān)鍵技術(shù)實驗臺位進行了全面升級，產(chǎn)品研制能力進一步提升。

2020年起，四川空分設(shè)備（集團）有限責(zé)任公司聯(lián)合中國石油工程建設(shè)有限公司西南分公司，基于多個專項研發(fā)項目，共同開展了1000萬方等級天然氣透平膨脹機國產(chǎn)化研制。

2020至2021年，研發(fā)了大功率高效帶液向心透平膨脹模型級和大流量低壓比壓縮模型級、大型天然氣膨脹機的軸向推力平衡和大扭矩傳遞等多重變工況穩(wěn)定控制技術(shù)等多項關(guān)鍵技術(shù)，完成了樣機研制與廠內(nèi)測試驗證。2023年，在中國石油天然氣股份有限公司冀東油田西部分公司的大力支持下，依托冀東油田神木氣田佳縣區(qū)塊南區(qū)乙烷回收裝置開展1000萬方等級天然氣透平膨脹機工業(yè)化應(yīng)用，并成功投入工業(yè)運行，機組整體運轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠，變工況適應(yīng)能力強。國產(chǎn)1000萬方等級天然氣透平膨脹機投運后，成套裝置乙烷回收率進一步提高，經(jīng)濟和社會效益顯著。

2024年5月16日，通過了中國通用機械工業(yè)協(xié)會組織的產(chǎn)品鑒定：研制的國內(nèi)首臺1000萬立方米/天等級天然氣透平膨脹機具有自主知識產(chǎn)權(quán)，填補了國內(nèi)空白，主要性能指標達到國際先進水平。對推動國內(nèi)天然氣行業(yè)裝備技術(shù)進步、核心裝備自主可控提供了有力的技術(shù)保障。