Каталог Криогенмаш 2008

Подождите немного. Документ загружается.

WWW.CRYOGENMASH.RU © Криогенмаш 2008

ОБОРУДОВАНИЕ

Ожижители

Ожижители водорода

На базе гелиевых установок криостатирования создан

класс высокоэффективных ожижителей водорода с ге-

лиевым холодильным контуром. Ожижители водоро-

да предназначены для получения жидкого водорода

с содержанием пара-формы более 95%. По желанию

Заказчика в установке может быть предусмотрен блок

для получения более 99% пара-водорода.

К настоящему моменту разработаны следующие ожи-

жители водорода:

ОВ-600 (производительность 600 л/ч при давле-

нии 1÷4 атм на выходе);

ОВ-3000 (производительность 3000 л/ч при дав-

лении 1÷4 атм на выходе);

ОВ-6000 (производительность 6000 л/ч при дав-

лении 1÷4 атм на выходе);

ОВ-10000 (производительность 10000 л/ч при

давлении 1÷4 атм на выходе).

Удельные энергозатраты для этих установок находят-

ся на уровне 12÷15 кВт ч/кг

По желанию Заказчика установка может быть укомп-

лектована системой хранения сжиженного продукта.

Ожижители водорода построены таким образом,

чтобы водородный контур содержал как можно мень-

ше машинного оборудования (как правило, только

компрессор) и состоял только из продукционного

ожижаемого потока, поэтому для ожижения водоро-

да используются внешние агенты:

обязательный гелиевый контур, который по сути

представляет собой установку криостатирования;

необязательный азотный контур (по желанию

Заказчика);

необязательный контур холодильной машины

(зависит от производительности ожижителя).

Достоинствами таких систем являются значительное

снижение пожаро- и взрывоопасности производства

в целом за счет:

отсутствия машин, работающих на газообразном

водороде – отсутствуют детандеры и компрессоры;

возможности размещения водородного обору-

дования с повышенной взрыво- пожароопасностью в

отдельном специальном помещении;

отсутствия непроточных емкостей с жидким

водородом (водородных ванн);

Ожижители гелия

Ожижители гелия предназначены для получения

жидкого гелия.

По желанию Заказчика установка может быть укомп-

лектована системой хранения сжиженного продукта.

Кроме того, ожижители гелия могут быть достаточно

эффективно использованы как рефрижераторы при

минимальных регулирующих воздействиях. Харак-

теристика работы таких ожижителей в координатах

ожижительная – рефрижераторная нагрузка при

температуре 4,5 К представлена на рисунке.

Рефрижераторы

Гелиевые рефрижераторы предназначены для полу-

чения холода на определённом заданном темпера-

турном уровне.

В Криогенмаш был разработан тип рефрижераторов с

избыточным обратным потоком (РИОП). Такие рефри-

жераторы были применены в качестве сателлитных в

системах криогенного обеспечения. Их достоинства-

ми являются:

онструктивная простота и, как следствие, высо-

кая надежность;

возможность простого и легкого регулирования

производительности без потери эффективности за

счет изменения величины подлива и расхода прямо-

го потока.

Максимальная производительность одного модуля

ИОП до 5000 Вт. РИОП обеспечивают криостатирова-

ние любых объектов в широком диапазоне темпера-

тур 1,8÷4,5К

Дроссельный цикл РИОП имеет удельные энергозат-

раты на уровне 370 Вт/Вт на температурном уровне

4,5К. Цикл РИОП с концевым детандером – 250 Вт/Вт.

WWW.CRYOGENMASH.RU © Криогенмаш 2008

ОБОРУДОВАНИЕ

Ожижители

отсутствия циркуляционного потока водорода

(таким образом, снижение общего количества водо-

рода в установке);

упрощения системы очистки;

сокращения системы очистки водородного конту-

ра (потенциально взрывоопасной при регенерации);

простой, удобной в использовании и надежной

системы очистки гелиевого контура, который, будучи

замкнутым, имеет потребность в очистке, в основном,

в начальный момент времени;

повышения надежности;

увеличения длительности разовой рабочей кам-

пании;

возможности регулировки производительности

40 – 100% без потери эффективности;

упрощения системы управления и облегчения

управляемости всего водородного производства в

целом.

Установки криостатирования и гелиевый контур ожи-

жителей водорода имеют общую особенность – они

комплектуются уникальной запатентованной систе-

мой газообеспечения.

В комплекс оборудования СПГ входит установка ожи-

жения, криогенные трубопроводы, системы хранения

и т

ранспортировки.

Ожижитель природного газа комплектуется блоком

сжижения, системой контроля управления, запас-

ными частями, компрессорным оборудованием и

блоком осушки и очистки.

Система газообеспечения

Часто встречающимся требованием Заказчиков

криогенных гелиевых и водородных систем явля-

ется необходимость перехода установки на разные

режимы, в том числе с изменением производитель-

ности. Поэтому была разработана высоконадёжная,

исключительно простая в эксплуатации система

газообеспечения, позволяющая регулировать про-

изводительность криогенной системы без потери

термодинамической эффективности и с экономи-

ей энергии при переходе на менее нагруженные

режимы. К тому же, эта система исключает потери

гелия при незапланированных остановках, которые

нередко случаются при традиционной системе, ис-

пользующей газгольдер.

Сжиженный природный газ как дешевый и удобный

вид энергоносителя применяется:

для газификации населенных пунктов, удален-

ных от газовых магистралей;

для компенсации пиковых нагрузок в газопот-

реблении;

в качестве бортового топлива при переводе

автомобильного, железнодорожного, речного, морс-

кого и авиационного транспорта с нефтяного топлива

на природный газ.

Криогенмаш предлагает комплекс оборудования для

СПГ (установки сжижения природного газа на базе

различных криогенных циклов):

компрессионно-дроссельных со смешанным

хладагентом, производительностью до 10 тонн в час;

детандерных на базе энергосберегающей

технологии - перепаде давления газа на газорасп-

ределительных станциях, производительностью до

5 тонн в час;

дроссельных высокого давления на базе АГНКС,

производительностью до 1,5 тонн в час.

Оборудование для ожижения природного газа

Установка ожижения природного газа, производительность 3 т/час

WWW.CRYOGENMASH.RU © Криогенмаш 2008

ОБОРУДОВАНИЕ

Ожижители

Технические характеристики

Наименование

Расход газа

на установку, м

/час

Рабочее

давление, МПа

Производитель-

ность СПГ, кг/час

Производитель-

ность СПГ, т/год

Удельные энергозат-

раты на ожижение,

кВт ч/кг СПГ

Установки ожижения природного газа на базе дроссельного цикла высокого давления с предварительным охлаждением:

Размещение: Автомобильные газонаполнительные компрессорные станции АГНКС-500, АГНКС-125 (2шт.)

ОП-0.4

ОП-1.0

ОП-1.5

560

1 400

2 100

400

1 000

1 500

3 200

8 000

12 000

0,7-0,8

Установки ожижения природного газа на базе детандерного цикла:

Размещение: Газораспределительные станции (ГРС) и пункты (ГРП) с перепадом давления Рвх/Рвых.>5

ОП-1.0

ОП-2.5

ОП-5.0

15 000

37 500

75 000

2,5 - 4

1 000

2 500

5 000

8 000

20 000

40 000

Установки ожижения природного газа на базе компрессионно-дроссельного цикла со смешанным хладоагентом (СХА):

Размещение: Компрессорные станции магистральных газопроводов

ОП-3.0

ОП-6.0

ОП-12.0

4 300

8 600

17 200

4,5 - 5

3 000

6 000

12 000

48 000

96 000

0,4 - 0,6

Установки ожижения природного газа с азотно-детандерным циклом:

Размещение: Компрессорные станции магистральных газопроводов

ОП-4

ОП-9

5 600

12 600

6,0

4 000

9 000

32 000

72 000

0,6-0,8

Принципиальная схема ожижителя на базе дроссельного цикла с СХА

С-1

К Х

В-1

Др-2

В-2

Др-1

Др-3

Из системы

хранения

компонен-

тов СХА

Из системы

хранения СХА при

остановке

Сжиженный

природный

газ (СПГ)

Р; Т

Др-5

Др-4

Т-3

В систему хранения СХА

Узел ректификации ШФЛУ

ДМ

ДЭ

ДП

КМ

КЭ

КП

С-3

Пар H

+120

Пар H

+120

Пар H

+120

O H

т.15

т.21

т.20т.18

(АВО)

Т-1

Т-2

Природный газ из БКО

В систему хранения

компонентов СХА

К - компрессор СХА «К»

(

Рвс.=0,25МПа; Рнагн.=4,2МПа);

Х - концевой холодильник «К»;

Р - ресивер на входе «К» СХА;

Т - теплообменник; С - сепаратор;

ДМ - колонна деметанизатор;

ДЭ - колонна деэтанизатор;

ДП - колонна депропанизатор;

КМ - конденсатор метановый;

КЭ - конденсатор этановый;

КМ - конденсатор пропановый;

Др - дроссельный клапан;

В - вентиль запорный.

WWW.CRYOGENMASH.RU © Криогенмаш 2008

ОБОРУДОВАНИЕ

Ожижители

Принципиальная схема ожижителя с дроссельным циклом и охлаждением

Природный газ

Pp=0,4÷1,2 МПа

t=+30 0C

V= 1450 нм3/час

Компрессорная станция

(АГНКС - 500)

V= 3600 нм3/час

Pp=20,0 МПа

Газ регенерации ВО

V= 200 нм3/час

Блок осушки

БО типа

БКУО-4/25

ХМ

Т-2

Т-1

ИС

С-1

Др-1

Откачка паров СПГ из резер-

вуаров системы хранения и

автоцистерн

Прямой поток ПГ Pp=20 МПа

Газ регенерации БО Pp=0,5-1,3 МПа

Обратный поток Pp=0,4-1,2 Мпа

Точки газоанализа

СПГ в хранилище

Pp= 0,2÷0,4 МПа

Т-1 (2) - теплообменники;

Др - дроссельный вентиль;

С-1 (2) сепараторы;

ИС - испаритель холодильной машины;

ХМ - холодильная машина;

В - вентиль регулирующий;

Э - э

жектор.

Принципиальная схема ожижителя с азотным детандерным циклом

Исходный

природный газ

Блок очистки и

осушки ПГ

Система

азотоснабжения

Лишний азот

в атмосферу

Компрессор

основной

Компрессор

дожимающий

ХМ

Сброс тяжелых

углеводородов

ТДКА

ТС - регулирование по температуре;

РС - регулирование по давлению;

GC- регулирование по расходу;

LC - регулирование по уровню;

ZC - регулирование по концентрации;

ХМ - холодильная машина;

ДКА - турбодетандерно-компрессорный агрегат.

WWW.CRYOGENMASH.RU © Криогенмаш 2008

ОБОРУДОВАНИЕ

Ожижители

Предназначены для ожижения излишков газообраз-

ного азота и кислорода, получаемых на установках

разделения воздуха, с целью накопления для исполь-

зования в период пиковых нагрузок или для реализа-

ции сторонним потребителям.

Производительность 1000-5000 кг/ч

Удельное энергопотребление – 0,55-0,8 кВт ч/кг.

Ожижители кислорода и азота

Криогенные гелиевые и водородные системы

По схемному построению и решаемым задачам

криогенные гелиевые и водородные системы можно

разделить на две группы:

Системы криогенного обеспечения, которые

могут состоять из ожижителей гелия, рефрижерато-

ров, а также систем раздачи жидкого гелия и систем

хранения;

Установки криостатирования и ожижители водо-

рода.

Все виды систем могут комплектоваться как винтовы-

ми, так и поршневыми компрессорами. Длительность

разовой непрерывной кампании при этом составля-

ет не менее 8 000 часов, а общий срок службы – не

менее 10 лет.

Системы криогенного обеспечения

Практика криостатирования сверхпроводящих объ-

ектов требует сочетания рефрижераторных и ожижи-

тельных нагрузок, причем на разных температурных

уровнях и для изменяющихся во времени величин

тепловыделений.

Для обеспечения экспериментальных сверхпрово-

дящих устройств может быть успешно применена

одноконтурная схема.

Для обеспечения крупных криоэнергетических комп-

лексов, отличающихся сложным регламентом работы

и значительной величиной (до 70 кВт) тепловой на-

грузки была разработана двухконтурная схема криос-

татирования объектов с использованием ожижителя

и рефрижераторов с избыточным обратным потоком.

Установки, разработанные для систем криогенного обеспечения

Установка Холод Температура Жидкость Температура

ОРГ-100/250/3,5-4,5 250 Вт 3,5 ÷ 4,5 К 100 л/ч 4,5 К Одновременно

ОРГ-300/1200/3,5-4,5 1200 Вт 3,5 ÷ 4,5 К 300 л/ч 4,5 К Одновременно

ОГ-250 700 Вт 4,5 К 250 л/ч 4,5 К Холод или жидкость

Расчетно-теоретические исследования, а потом и

практический опыт использования таких систем в

сверхпроводящих комплексах ТОКАМАК-15, МГДЭС-

500, УНК-3000 продемонстрировали преимущества

двухконтурной схемы над одноконтурными:

Разделение функций криогенератора (ожижите-

ля) и циркулятора (сателлитного рефрижератора с

избыточным обратным потоком) даёт возможность

практически независимой работы каждого элемента

в своем оптимальном режиме вне зависимости от

колебаний параметров объекта, обеспечивая все его

требования.

Реализуется широкий диапазон регулирования

холодопроизводительности РИОП при минимальном

количестве регулирующих воздействий обеспечива-

ется высокий уровень надёжности за счёт простоты

схемных решений и значительного упрощения систе-

мы автоматизированного управления.

Одноконтурные схемы, построенные на базе много-

режимных КГУ, сталкиваются с проблемой, когда, при

отклонении расхода гелия или изменении нагрузки

на объект, удельные энергозатраты резко возрастают,

таким образом, высокая расчётная эффективность

КГУ при номинальном режиме не может играть

сколько-нибудь определяющую роль в общих энерго-

затратах.

Объект

КГУ

Одноконтурная схема криостатирования объектов

WWW.CRYOGENMASH.RU © Криогенмаш 2008

ОБОРУДОВАНИЕ

Ожижители

Двухконтурная схема криостатирования объектов с использованием ожижителя и рефрижераторов с избыточным обратным потоком.

Зависимость удельных энергозатрат от относительного

изменения расхода через объект.

0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5

Характеристика ожижителя гелия, работающего в смешанном

режиме.

ОГ

РГ - сателлит

(РИОП)

РГ - сателлит

(РИОП) с концевым

детандером

Объект

WWW.CRYOGENMASH.RU © Криогенмаш 2008

ОБОРУДОВАНИЕ

Оборудование для переработки попутных, нефтяных природных газов

Криогенмаш разрабатывает, изготавливает и поc-

тавляет комплексы оборудования, технологические

линии и блоки для переработки различных смесей

углеводородных газов.

К товарным продуктам таких установок относятся:

широкая фракция легких углеводородов (ШФЛУ),

этан, смеси пропан-бутана (например: СПБТ, ПБТ,

ПБА), пропан, пропилен, бутаны, бензин газовый

стабильный (БГС), сухой отбензиненный газ и т.п.,

соответствующие ГОСТам, ОСТам, ТУ, СТП или техно-

логическому назначению по требованию Заказчика.

Применяемая Криогенмаш низкотемпературная

технология разделения позволяет осуществлять

более глубокое извлечение товарных продуктов по

сравнению с существующими технологиями. К пре-

имуществам схем с использованием способа низко-

температурной ректификации газов следует отнести

достижение высоких коэффициентов извлечения, на-

пример, пропана до 95% об., даже из углеводородных

смесей газов с низким содержанием (порядка 1% об.).

Оборудование, поставляемое Криогенмаш позволяет

перерабатывать как низконапорные газы (например,

после ступеней сепарации нефти), так и с использова-

нием перепада давления газа (например, на газораз-

делительных станциях — ГРС).

Ориентировочная производительность установок

по перерабатываемому газу — от 500 м

/ч до 150 000

/ч (от 4 до 1200 млн.м

/год) и выше.

В зависимости от состава перерабатываемого газа и

условий удельный расход энергии на получение про-

дуктов составляет от нуля (на базе перепада давле-

ния газа на ГРС) до 0.6 кВт ч/кг (суммарного жидкого

продукта).

Ниже приведена блок-схема установки переработки

опутного нефтяного газа. Установка включает в себя

узел компрессии, в котором повышают давление

перерабатываемого газа, блок осушки газа от паров

воды (по требованию Заказчика возможна и очистка

газа от кислых примесей), блок ректификации (вклю-

чающий теплообменное, емкостное оборудование

и ректификационные колонны), блок разделения на

товарные продукты.

Установка работает следующим образом: после осуш-

ки газ направляют в блок ректификации, в котором

его охлаждают и направляют в ректификационную

колонну для отделения низкокипящих компонентов

(таких, как метан, этан). Легкие компоненты выводят

из установки и в качестве сухого отбензиненного газа

(СОГ) направляют либо в магистральный трубопро-

вод, либо в котельные, на привод дизельной электро-

станции, привод компрессора и т.п. Высококипящие

компоненты либо выводят из установки в качестве

ШФЛУ, либо направляют в блок разделения на товар-

ные продукты, такие как СПБТ, ПБТ, БГС.

В таблице приведены основные технические пара-

метры некоторых установок разработки Криогенмаш.

Кроме переработки попутных нефтяных газов

Криогенмаш разрабатывает, изготавливает и постав-

ляет оборудование для переработки азото-, гелий-,

аргоно- и водородосодержащих газов. К товарным

продуктам таких установок относятся: жидкий и

газообразный гелий, водород, азот, аргон, этан, и т.п.,

соответствующие ГОСТам, ОСТам, ТУ, СТП или техно-

логическому назначению по требованию Заказчика.

ПНГ

Компрессор Блок осушки

Блок ректификации

попутного газа

Система хранения

и выдачи пропан-бутана

Холодильная

машина

Пропан-бутан

потребителю

ОБОРУДОВАНИЕ

Оборудование для переработки попутных, нефтяных природных газов

Наименование параметра/

Продукт

ГРУ-19/2,2 ГРУ-2,5/0,2

ГРУ-

0,7/0,02

ГРУ-5/1,1 ГРУ-200/3,0 ГРУ-60/2,5 ГРУ-75/3,0

Перерабатываемый газ Попутный нефтяной газ Природный газ

Объем перерабатываемого газа:

млн м

/год

/ч

152

19000

2500

5,6

700

5000

1600

200000

480

60000

600

75000

Требуется компрессор да да да да нет

Источник холода Холодильная машина Детандерный цикл на перепаде давлений

Производительность по товарным продуктам, кг/ч:

пропан-бутан 3100 880 950 600 - 1700 2000

стабильный газовый

конденсат

230 200 - - - 300 350

этан - - - - 12000 - -

Извлечение компонентов, %:

пропан 95 92 95 92 - 95

бутан 99 99 99 99 - 99

этан - - - - 90 - -

Удельные энергозатраты на

разделение, кВт ч/кг

0,30 0,25 0,22 0,67 - 0,05

Технические характеристики

Компоновочная схема ГРС

ОБОРУДОВАНИЕ

Спецсистемы

В течение всей своей более чем полувековой дея-

тельности Криогенмаш теснейшим образом связан с

выполнением программ освоения космического про-

странства. Наше предприятие стало крупнейшим из-

готовителем систем обеспечения водородом, кисло-

родом и азотом отечественных стартовых комплексов

ракет-носителей «Зенит», «Союз», «Энергия» и стендо-

вых комплексов для испытаний ракетных двигателей.

Трудом Криогенмаш созданы:

системы заправки жидким кислородом ракеты

Р-1, баллистических ракет, ракеты-носителя Н-1;

системы хранения и заправки жидким кислоро-

дом, а также системы термостатирования ракеты-но-

сителя «Зенит»;

стендовые и стартовые комплексы криогенных

заправочных систем ракеты-носителя «Энергия» и

орбитального корабля «Буран»;

модернизация систем заправки криогенными

компонентами стартовых комплексов космических

аппаратов.

Криогенмаш принимал непосредственное участие в

создании международных стартовых комплексов:

системы обеспечения криогенного разгонного

блока ISRO, «Centre SHAR» (Индия);

системы заправки жидким кислородом и термо-

статирования «Sea Launch» (США).

Системы хранения и заправки жидкими криоген-

ными продуктами (кислород, водород) современ-

ных ракет-носителей, системы обеспечения азотом

базируются на криогенных хранилищах, состоящих

из резервуаров вместимостью до 250 м

, и позволяют

осуществлять подачу в баки ракет-носителей особо

чистых кислорода и водорода. Конструкции и высо-

коэффективная экранно-вакуумная теплоизоляция

резервуаров и криогенных трубопроводов запра-

вочных систем позволяют обеспечить необходимые

технологические и температурные режимы заправки

криопродуктов, в том числе переохлажденных кисло-

рода и водорода.

Транспортные заправщики обеспечивают транспор-

тировку на стартовую позицию, хранение и выдачу

криопродукта как в стационарные хранилища, так и в

систему заправки ракеты-носителя. Разработаны за-

правщики жидкого кислорода и водорода вместимос-

тью 20 и 45 м

с минимальной потерей криопродукта.

В создаваемых Криогенмаш системах термостати-

рования в качестве источника холода применяются

турбодетандерные агрегаты, что позволяет исклю-

чить инерционность технологических процессов и

обеспечивает требуемую динамику выхода системы

на рабочий режим.

Системы заправки и термостатирования ракет-носителей и орбитальных аппаратов

Стартовый комплекс «Энергия-Буран», Байконур (Казахстан)

Системы хранения и заправки «Sea Launch»

Морской старт «Sea Launch»

ОБОРУДОВАНИЕ

Спецсистемы

Криогенно-вакуумные системы.

Имитаторы космоса

Криогенмаш разрабатывает и производит уникаль-

ные криогенно-вакуумные комплексы и вакуумные

установки для центров и предприятий, участвующих

в выполнении программ по изучению и освоению

космического пространства.

Криогенно-вакуумные технологические установки

Криогенмаш обеспечивают проведение тепловаку-

умных испытаний крупногабаритных сборок и узлов

космических аппаратов с имитацией условий кос-

моса (вакуум 1х10

-4

... 10

-7

мм рт. ст. при температурах

80...423 К).

Особое место среди имитаторов занимает комплекс

КВИ - самый крупный в Европе имитатор объемом

10000 м

и рабочим давлением 1x10

-5

мм рт. ст.,

предназначенный для полномасштабных испытаний

космических кораблей и аппаратов.

В Криогенмаш созданы специальные криотермова-

куумные установки для проведения научных иссле-

дований и экспериментов в области космонавтики.

Установки отличаются сверхвысоким создаваемым

вакуумом (до 5х10

-9

мм рт. ст.) и универсальностью ис-

полнения - на одной установке проводится широкая

программа исследований.

Для испытательных центров России Криогенмаш по-

ставил целый ряд криовакуумных и вакуумных камер

для испытаний систем шлюзования и выхода челове-

ка в космос, средств спасения экипажей, скафандров,

а также для предполетной подготовки и тренировки

экипажей космических кораблей и летного состава.

Все криогенные термовакуумные установки ком-

плектуются принципиально новыми видами криоген-

но-вакуумного откачного оборудования – криоад-

сорбционными и криоконденсационными насосами

выносного и встроенного типа.

Насосы обеспечивают широкий диапазон рабочих

давлений (до 1х10

-8

мм рт. ст.), стерильность остаточ-

ной атмосферы в объеме, высокую эффективность в

откачке, автономность, экологическую чистоту.

Криогенмаш серийно выпускает промышленные кри-

оадсорбционные насосы типа АВАП – 100, НКС – 100 и

электродуговые агрегаты типа ЭДВА-900, которые ис-

пользуются в безмасляных системах вакуумирования

в диапазоне давлений 1х10

-3

….5х10

-6

мм рт. ст.

Старт ракеты на космодроме SHAR (Индия)

Вакуумные установки производства Криогенмаш