8月11日,齐鲁石化—胜利油田百万吨级CCUS项目二氧化碳运送管道顺畅投产运转一个月,累计运送二氧化碳5万吨。该管道是我国首条百万吨、百公里高压常温密相二氧化碳运送管道。
作为这一管道的建造者,石油工程规划公司二氧化碳管输技能团队悉心攻关,系统把握了二氧化碳管输规划、建造和投运等系列中心技能,凭仗过硬的科学技能创新才能保证了项目的高质量建造与运转。
未建管道时,高纯液态二氧化碳每天经过罐车从齐鲁石化被运往胜利油田用于驱油。除了注入需求的改变,交通路况等也是影响车载运力的重要要素。
“管道投运后,车辆、人工、燃料都省了,高压下的二氧化碳液体经过深埋于地下的管道运送,更平稳、高效、安全。”齐鲁石化—胜利油田百万吨级CCUS项目二氧化碳运送管道BEPC(根底规划、具体规划、收购和施工总承揽)项目副经理孙大勇算了一笔账。
比照石油天然气,二氧化碳的特色是相态多变,受温度和压力改变的影响大、在液态和气态两种相态之间频频改换,且保温易、保冷难。“要想寻求最安全高效的长间隔管输方法并非易事,究竟毫无经历可循。”二氧化碳管输技能小组成员梁海宁说。
管道建造,首先要考虑安全性。在梁海宁看来,项目建造需求细心考虑的要素很多,例如,液态二氧化碳一旦走漏,管道沿线的农田、林地、鱼塘极易受低温冻土损害;二氧化碳遇水构成碳酸,易对碳钢管道构成腐蚀。因而,管输对来液(二氧化碳气液混合体)的含水率有着适当严厉的要求。
二氧化碳管输技能团队归纳来液纯度和杂质对运送效果的影响,以及工程建造价格、安全、质量等多重要素,尽力寻觅满意各方要求的平衡点。经过科学论证,他们终究确认了“高压+常温+密相”的管输规划思路。
要害中心技能要安身自主研发。二氧化碳管输技能团队成功使用自主研发的以“多元杂质组分物性剖析与管输水力、热力核算模型”为中心的二氧化碳管道运送工艺和活动保证技能,拟定出安全合理且满意捕集、运送、注入三方要求的最经济运送计划。
他们自主研发的以“CO2-H2O系统腐蚀操控、根据减压波的管材止裂、管道泄放分散搬迁模仿、实时在线走漏监测预警”等为特征的二氧化碳管道安全归纳操控技能,可有效应对管道走漏、停输工况及启停操作等对管道及设备会构成的冲击和损害,把对环境的影响降到了最低。
为保证项目投产一次成功,技能人员经过数据驱动机理模型,初次完结二氧化碳站线一体化动态工艺仿真模仿,演绎出管道安全停输、投产、全情形泄放等多种典型工况。在虚拟现实中的重复演练和试错,对工程建造实践起到了事端预警和危险躲避效果。
针对要害中心技能打破,二氧化碳管输技能团队建立了二氧化碳稳态水力热力模型、减压波传达特性模型、非稳态水力热力模型,在机理模型国产化研发方面迈出要害一步,不断打造“双碳”工程高质量建造和数智运维的国产驱动力。
根据二维动态工艺仿真系统,他们打造具有自主知识产权的三维数字孪生渠道,大到管输系统的全体优化,小到一个阀门的反常工况处理,都能够终究靠数字孪生渠道高效完结。这使得运维人员在快速获取多维信息、高效处理反常情况、增强智能运维才能等方面完结了质的提高。
“这条管道的建造具有新、高、快、全的特色。”二氧化碳管输技能小组成员范振宁介绍,“新”是指进入绿色低碳新领域,选用“技能创新+工程演示”新形式,完结了管输介质由油气向二氧化碳改变的新打破;“高”是指管道规划压力12兆帕、年输量100万吨、管道间隔109公里等参数均到达国内顶配水平,使用“五化+规范化工地”高规范展开工程建造,一次焊接合格率达99.5%;“快”是指仅用3个月完结施工图规划,战胜多种要素影响,用时8个月完结高效建造;“全”是指技能团队参加二氧化碳管输技能的研发、转化和使用全过程,打通了二氧化碳捕集、运送、注入的全链条,服务范围包括工程建造、投产和运维的全周期。
不仅如此,项目建造还完结了“三个初次”:初次完结二氧化碳低温增压泵、40兆帕级高压注入泵等要害配备的国产化研发与使用,完结了超临界压力条件下密相二氧化碳泵到泵的运送与超临界相态条件下的注入形式;初次构建二氧化碳管道运送技能系统和规范系统,界说并完结了二氧化碳管道超临界压力运送形式;初次完结二氧化碳管道运送核算软件的国产化和数字孪生技能的打破。
现在,石油工程规划公司已构成包括低成本高效二氧化碳捕集技能、大规模二氧化碳管输技能、二氧化碳驱油封存及地上工程技能、碳排放权交易与CCER(国家核证自愿减排量)相关的配套保证技能、CCUS全流程规范系统建造等在内的CCUS全产业链技能,为CCUS产业链开展供给了强有力的技能策源支撑。(尹 倩)