สถานะปัจจุบันและอนาคตของปั๊มไครโอเจนิก

สถานะปัจจุบันและอนาคตของปั๊มไครโอเจนิก

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ก๊าซธรรมชาติได้เพิ่มสัดส่วนการบริโภคพลังงานทั่วโลกอย่างต่อเนื่อง โดยจัดอยู่ในกลุ่มเดียวกับน้ำมันและถ่านหิน ซึ่งเป็นหนึ่งในสามพลังงานหลัก ก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG) ได้รับการยอมรับทั่วโลกว่าเป็นแหล่งพลังงานสะอาด ซึ่งให้ประโยชน์มากมาย เช่น ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ความปลอดภัย ความน่าเชื่อถือ และข้อได้เปรียบทางเศรษฐกิจ ในประเทศจีน "แผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 12" ได้ส่งเสริมการพัฒนาและการนำ LNG มาใช้ ภายในปี 2012 จีนได้จัดตั้งสถานีนำเข้า LNG จำนวน 12 แห่งในเมืองชายฝั่งทะเล โดยมีความจุรวม 35 ล้านตัน ซึ่งเกินปริมาณรวมของท่อส่งก๊าซจากตะวันตกไปตะวันออกสายแรกและสายที่สอง การพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีการทำให้ LNG เป็นของเหลวในจีนได้รับการสนับสนุนจาก "แผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 13" ซึ่งมีเป้าหมายที่จะบรรลุความสามารถในการจัดหาก๊าซธรรมชาติ 360 พันล้านลูกบาศก์เมตรภายในปี 2020 คิดเป็น 8.3% ถึง 10% ของการบริโภคพลังงานหลัก

ประเทศจีนนำเข้าก๊าซธรรมชาติในรูปของ LNG เป็นหลัก กระบวนการผลิตและการบริโภค LNG เกี่ยวข้องกับขั้นตอนสำคัญหลายขั้นตอน ได้แก่ การทำให้เป็นของเหลว การขนส่ง การรับ การขนส่ง และการขาย ปั๊มแช่ LNG มีบทบาทสำคัญในทุกขั้นตอนของห่วงโซ่อุปทาน LNG

ปัจจุบัน มีเพียงไม่กี่บริษัททั่วโลกที่ผลิตปั๊มแช่เย็น LNG และการผลิต LNG ของจีนยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น โรงงานแปรรูป LNG ในประเทศ สถานีรับ สถานีระเหย และสถานีเติมน้ำมัน LNG ในรถยนต์ส่วนใหญ่ใช้ผลิตภัณฑ์จากตะวันตก ซึ่งมีราคาแพงและใช้เวลาในการจัดส่งนาน สอดคล้องกับนโยบายระดับชาติในการพัฒนาอุตสาหกรรม LNG และรับประกันความมั่นคงด้านพลังงาน จึงมีความจำเป็นอย่างเร่งด่วนที่จะต้องพัฒนาปั๊มถ่ายโอน LNG ในประเทศ

สถานะปัจจุบันและแนวโน้มการพัฒนา

สถานะเทคโนโลยีระหว่างประเทศ

สหรัฐอเมริกาเริ่มทำการวิจัยการทำให้ก๊าซธรรมชาติเป็นของเหลวในระดับอุตสาหกรรมตั้งแต่ช่วงต้นปี 1910 และเริ่มผลิต LNG ในปี 1917 ต่อมา ประเทศที่พัฒนาแล้ว เช่น สหราชอาณาจักร ฝรั่งเศส และญี่ปุ่น ก็เริ่มเข้าสู่การค้า LNG สหรัฐอเมริกาเป็นผู้นำด้านการวิจัยเทคโนโลยีปั๊มอุณหภูมิต่ำเมื่อเทียบกับจีนเกือบ 100- ปี ผู้ผลิตปั๊มอุณหภูมิต่ำรายใหญ่ระดับนานาชาติ ได้แก่ EBARA (สหรัฐอเมริกา) NIKKISO (สหรัฐอเมริกา) และ JC-CARTER (เข้าซื้อกิจการโดย NIKKISO) บริษัทเหล่านี้มีประสบการณ์หลายสิบปีในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ การผลิต การทดสอบ และการดำเนินการ โดยมีแนวโน้มที่จะพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดใหญ่ มีประสิทธิภาพ และเชื่อถือได้

สถานะและแนวโน้มเทคโนโลยีภายในประเทศ

ด้วยความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในการวิจัยพื้นฐานและเทคโนโลยีวิศวกรรมในประเทศจีน ผู้ผลิตปั๊มไครโอเจนิกในประเทศได้ทำการวิจัยและใช้งานในวัสดุอุณหภูมิต่ำ มอเตอร์จุ่ม วาล์วด้านล่างทางเข้า ส่วนประกอบไฟฟ้า และตลับลูกปืนอุณหภูมิต่ำ ความก้าวหน้าที่สำคัญเกิดขึ้นในเทคโนโลยีการทดสอบอุณหภูมิต่ำและการติดตามความปลอดภัย อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีการออกแบบ การผลิต การทดสอบ และการประยุกต์ใช้ทางวิศวกรรมที่สมบูรณ์ยังคงขาดอยู่ และยังคงมีช่องว่างในประสบการณ์ทางวิศวกรรมเมื่อเทียบกับผู้ผลิตต่างประเทศ จำเป็นต้องมีการประยุกต์ใช้และสะสมประสบการณ์อย่างต่อเนื่องเพื่อเชื่อมช่องว่างนี้

โครงสร้างและคุณลักษณะของปั๊ม LNG

ปั๊มจุ่มแช่ LNG ที่อุณหภูมิต่ำประกอบด้วยส่วนประกอบต่างๆ เช่น มอเตอร์จุ่มอุณหภูมิต่ำ ใบพัด ใบพัดนำทาง ตลับลูกปืน และโครงสร้างสมดุลแรงขับ ปั๊มเหล่านี้ได้รับการออกแบบให้ทำงานแบบแรงเหวี่ยง ตอบสนองความต้องการอุณหภูมิ -196 องศา พร้อมประสิทธิภาพในการป้องกันการเกิดโพรงอากาศที่ยอดเยี่ยม ส่วนประกอบสำคัญ เช่น มอเตอร์ ได้รับการระบายความร้อนโดยตรงจาก LNG และทำงานในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากออกซิเจน ซึ่งช่วยขจัดความเสี่ยงต่อการระเบิด ตลับลูกปืนในปั๊มจุ่มสัมผัสกับอุณหภูมิที่ต่ำมากและใช้ตลับลูกปืนเซรามิกซิลิกอนไนไตรด์เพื่อความเสถียร

ข้อดีของปั๊ม LNG แบบจุ่ม

>การออกแบบแบบไร้ซีล:ขจัดความเสี่ยงจากการรั่วไหลของซีลเพลา

>อุณหภูมิคงที่:การระบายความร้อนมอเตอร์ด้วย LNG ช่วยรักษาอุณหภูมิให้คงที่โดยไม่มีความเสี่ยงต่อการระเบิด

>เสียงรบกวนต่ำ:ปั๊มทั้งหมดจะจุ่มอยู่ในของเหลว ส่งผลให้เสียงการทำงานต่ำ

>โครงสร้างที่เรียบง่าย:การออกแบบมอเตอร์และใบพัดแบบโคแอกเซียลทำให้มีความน่าเชื่อถือสูง

>อายุการใช้งานลูกปืนขยาย:กลไกสมดุลในตัวช่วยลดแรงตามแนวแกน

>ตลับลูกปืนหล่อลื่นตัวเอง:ตลับลูกปืนได้รับการหล่อลื่นโดยตัวกลาง จึงไม่จำเป็นต้องใช้ระบบหล่อลื่นเพิ่มเติม

ปั๊ม LNG แบบจุ่มได้รับความสำเร็จอย่างแพร่หลายในการใช้งาน เช่น บนเรือบรรทุก LNG ขนาดใหญ่ สถานีเติมน้ำมันรถยนต์ และสถานีรับ LNG

ทิศทางการวิจัยและพัฒนาในประเทศปั๊มจุ่ม LNG

เป้าหมายโดยรวมของการวิจัยและพัฒนาปั๊มจุ่ม LNG ในประเทศคือการพัฒนาปั๊มแช่เย็น LNG ปริมาณการไหลขนาดใหญ่ที่ตรงตามมาตรฐานสากลด้านระดับเทคโนโลยีและความน่าเชื่อถือในการดำเนินงาน พื้นที่การวิจัยที่สำคัญ ได้แก่:

>เทคโนโลยีไฮดรอลิก:พัฒนาใบพัดที่มีอัตราการไหลสูง ประสิทธิภาพสูง และมีการเกิดโพรงอากาศต่ำ ซึ่งเหมาะสำหรับ LNG และเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบระบบไฮดรอลิกให้ตรงกับเส้นโค้งของปั๊มที่นำเข้า

>การพัฒนา Bottom Valve:เพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบวาล์วด้านล่างภายในบ้านเพื่อการปิดผนึก ความแข็งแรง ความสามารถในการเปลี่ยนแทนกันได้ และการใช้งานทั่วไป

>การวิจัยวัสดุอุณหภูมิต่ำ:ศึกษาข้อมูลสำหรับความแข็งแรงและการเสียรูปที่อุณหภูมิต่ำ และพัฒนาข้อมูลสำหรับมอเตอร์อุณหภูมิต่ำ

>การหล่อลื่นตลับลูกปืนอุณหภูมิต่ำ:แก้ไขปัญหาการหล่อลื่นในปั๊ม LNG โดยใช้ LNG ที่มีความหนืดต่ำเป็นสารหล่อลื่น

แนวโน้มและแนวโน้มในอนาคต

ปริมาณการนำเข้า LNG ของจีนเพิ่มขึ้นเกือบสองเท่าในช่วงห้าปีที่ผ่านมา และคาดว่าภายในปี 2022 ความจุรวมของสถานีรับ LNG ในจีนจะเกิน 13 ล้านตันต่อปี ด้วยอุปทาน LNG ทั่วโลกที่เอื้ออำนวยและความต้องการภายในประเทศที่แข็งแกร่ง ตลาด LNG ของจีนจึงมีแนวโน้มที่ดี การสร้างสถานีรับ LNG เพิ่มเติมจะผลักดันให้ความต้องการปั๊ม LNG เพิ่มขึ้น การพัฒนาในอนาคตจะรวมถึงปั๊มสำหรับสื่อการแช่แข็งอื่นๆ เช่น เอทิลีน โพรเพน และไนโตรเจนเหลว ความก้าวหน้าของนโยบายพลังงานสะอาดในจีนจะช่วยเพิ่มศักยภาพของตลาดสำหรับปั๊มจุ่ม LNG ที่พัฒนาในประเทศต่อไป

พื้นที่การวิจัยที่สำคัญในอนาคต ได้แก่ วัสดุอุณหภูมิต่ำ การหล่อลื่นตลับลูกปืนภายใต้อุณหภูมิต่ำ ลักษณะเฉพาะของมอเตอร์อุณหภูมิต่ำ และเทคโนโลยีการทดสอบสำหรับสื่อปั๊ม LNG