此刻,一艘承载着我国LNG(液化天然气)高端智能海工装备重大突破的船舶正驶向远洋,其搭载的“海上气站”关键设备——全国首台套应用FSRU(浮式储存及再气化装置)的 SCV(浸没燃烧式气化器)模块化装置,由南京中圣科技集团旗下中圣高科公司自主研发制造并成功交付。
本次成果不仅为中国LNG全产业链族谱再添“重器”,更标志着我国在海洋环境下LNG再气化技术领域打破国外技术垄断,实现从“跟跑”到“领跑”的跨越。
“简单来说,这台‘大家伙’就是海上气站船的‘超级加热器’。”项目负责人、中圣高科公司副总经理李奇博士用通俗语言解释道。海上气站船相比陆地LNG气化接收站,具有造价低、使用灵活、建设周期短等优势。“超级加热器”的核心功能则是将储存在船上的零下160℃左右的液态天然气,高效加热气化成常温气态的天然气,再通过管道输送到陆地,满足工业生产与居民生活的能源需求。
李奇博士介绍,目前行业内LNG再气化装置主要分为中间介质式气化器、开架式气化器、浸没燃烧式气化器三种类型:开架式气化器因采用垂直安装的敞口结构,易受海水晃动影响,不适宜船用;中间介质式气化器则是此前业内实现“陆转船”应用的常规技术,而这一技术的国产化突破,也是中圣高科在2015年完成的。
“2012年项目正式立项,那年我博士毕业刚进公司,2015年看到成果落地,研发过程的艰难现在仍然清晰记得。”李奇博士回忆起最初的攻关经历,语气里满是感慨,“那时候国内用的全是进口LNG气化器,单台设备成本高得吓人,而且交货期很长。经过十多年的潜心研制,中圣已经成为世界上唯一一家能够研发制造全类型LNG气化器高端装备供应商。”
可即便实现了中间介质式气化器的国产化,问题依然存在。这类设备依赖海水作为热源,一旦海水温度过低就无法正常运转,且热效率低、气化能力有限,无法满足低温的海工场景需求。如果把适应能力更强的浸没燃烧式气化器搬到船上,这些问题则能迎刃而解。
如今,中圣科技终于将多年的“心愿”变成了现实。此次交付的浸没燃烧式气化器模块化装置,不仅传承了陆用浸没燃烧式气化器开机快、气化能力强的核心优势,更针对海洋环境进行了全方位升级:传热效率不低于98%,氮氧化物排放浓度优于国际海洋公约环保标准,各项性能均达到国际领先水平。以实际应用场景测算,这艘FSRU船可搭载3台设备,日产能可满足5000个家庭一年的用气量。在相同占地面积下,其气化能力远超传统海水加热式气化装置,为“海上气站”的高效、稳定运转筑牢了核心支撑。
“把陆用改为船用,难度堪比在摇晃的‘秋千’上搭建炉灶做饭。稍有失误,炉灶就不能用。而且必须要能根据下游用户用气需求自动匹配并调整设备运行参数,对智能化水平要求极高。”项目技术经理高辉回忆研发过程时感慨道。
为解决这些难题,中圣高科公司和中圣研究院抽调技术精英成立研发团队,历经多轮攻坚:创新开发出适用于海工况的多种结构,抵御海水冲击和船体造成的应力形变;设计特殊的水浴池格栅板,有效降低水晃荡对设备强度的影响;通过数值模拟手段,攻克了因海水晃动导致的燃烧不稳定问题。同时,全面升级装置自动控制水平,采用AI算法,实现一键启停、故障和事故报警、性能参数实时监控和全自动负荷智能匹配等功能,无需人员操作和值守。
团队还提出“气化器撬装化轻量化设计”理念,将整台设备重量控制在100吨以下,比陆工模块轻了50%以上,不仅满足船舶对设备结构尺寸的严格要求,更大幅节省船体空间,显著提升了产品综合竞争力。
“这台设备出现,相当于给FSRU装上了‘更强的心脏’,‘更智能的大脑’,我国也真正掌握了产业链的‘主动权’。”李奇表示。
据了解,中圣科技集团已将海工装备制造列为战略发展方向。未来,该模块化装置将进入批量生产阶段,除应用于FSRU 外,还可拓展至其他LNG船。同时,企业计划将这一国产技术推向欧洲等LNG需求旺盛的地区,为我国海工核心装备国产化、国际化进程注入强劲动力,为全球能源转型贡献中国力量。
内容来源:南京日报/紫金山新闻记者 张安琪 通讯员 王雯哲
图片来源:企业供图
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