Журнал Gasworld Россия и СНГ выпуск 45 by Gasworld Russia

ISSN 1755-3857 www.gasworld.ru Ноябрь 2015 Выпуск № 45

Гелий В этом номере: Новая история гелия в России Криогенная инфраструктура Европейского проекта XFEL

ǹȍȑȟȈș șȖ șȒȓȈȌȈ 09 ) Ȋ ǴȖșȒȊȍ mail@mvif.ru www.mvif.ru

He ʽʥʽˀ˄ʪʽʦʤʻʰʫ ʪʸ˔ ʶʽʺʿˀʰʺʰˀʽʦʤʻʰ˔͕ ʽˋʰˁ˃ʶʰ͕ ˈˀʤʻʫʻʰ˔ ʰ ˃ˀʤʻˁʿʽˀ˃ʰˀʽʦʶʰ ʧʫʸʰ˔ • ʥ̨̣̣̦̼̌ tŽƌƚŚŝŶŐƚŽŶ ǇůŝŶĚĞƌƐ ̣̔́ ̛̖̣̐́ ̛ ̵̛̬̱̔̐ • ʶ̛̛̬̯̬̙̌̔ ̴̨̛̛̦̹̦̜ ̸̨̡̛̛̭̯ ̛̖̣̐́ ̛ ̵̛̬̱̔̐ ̨̐̌̏̚ ̨̐̌̏̚ ̭ ̸̨̛̬̥̌̍ ̛̣̖̦̖̥̔̌̏ ϮϬϬ͕ ϮϱϬ͕ ϯϬϬ ̛ ϰϬϬ ̬̍̌ • ʥ̨̣̣̦̦̼̖̌ ̨̡̛̭̬̍ ;̨̨̨̡̛̥̦̣̍Ϳ ̛̚ ̨̨̣̣̦̍̌̏ • ˀ̥̪̼̌ ̬̬̦̼̖̌́̔̚ ̛ ̨̛̦̪̣̦̯̖̣̦̼̖̌̽ tŽƌƚŚŝŶŐƚŽŶ ǇůŝŶĚĞƌƐ ̣̔́ ̛̖̣͕̐́ ̨̨̨̬͕̏̔̔̌ ʶʿʧ ̛ • ʺ̨̡̖̯̣̣̬̱̌̌̏̌ ̨̡̨̪̬̱̯̔̏ ̛̬̖̣̖̦̌̔́̚ ̵̨̱̏̔̌̚ • ʶ̶̨̨̨̛̛̬̭̬̦̦̼̖̌̔̍ ̛ ̵̶̨̨̨̛̖̥̭̬̦̦̼̖̍ ̨̱̭̯̦̌̏ ̡̛ • ʶ̨̨̥̪̬̖̭̭̬̦̼̖ ̬̖̯̼̌̐̐̌ ̣̔́ ̛̖̣͕̐́ ̨̨̨̬̏̔̔̌ ̛ ̨̡̨̪̬̱̯̔̏ ̛̬̖̣̖̦̌̔́̚ ̸̨̡̛̛̭̯ ̛̖̣͕̐́ ̨̨̨̬̏̔̔̌ ̛ ̵̛̬̱̔̐ ̨̐̌̏̚ ̵̨̱̏̔̌̚

ʿ̨̣̦̼̜ ̨̛̭̭̬̯̥̖̦̯̌ ̨̨̬̖̱̣̯̬̐́̏ ̛̣̖̦͕̔̌̏́ ̵̨̹̬̼̌̏ ̡̨̬̦͕̌̏ ̵̨̬̯̦̼̍̌ ̡̨̣̪̦͕̌̌̏ ̛̖̦̯̣̖̜̏ ̛ ̴̨̛̛̯̦̐̏ ̣̔́ ̡̨̡̛̛̛̬̖̦̐ ̛ ̵̸̵̡̛̛̯̖̦̖̭ ̨̐̌̏̚ ʽʽʽ ͨʺ̨̨̛̛̦̯̬̦̐ ʦ̛̖̦̯̣̽ ̛ ˇ̛̛̯̦̐ͩ ʹ ̭̖̏̐̔̌ ̭̥̼̖̌ ̴̴̡̛̖̯̦̼̖̾̏ ̛̬̖̹̖̦́ ̦̌ ̡̬̼̦̖ ̐͘ ʺ̨̡̭͕̏̌ ʺ̨̨̙̬̌̏ ̪̖̬͕͘ ϭϰ͕ нϳര;ϰϵϱͿരϱϭϳͲϲϭϬϵ͕ ;ϰϵϱͿ ϵϴϴͲϲϰϰϰ ŵĂŝůΛŵǀŝĨ͘ƌƵ͕ ǁǁǁ͘ŵǀŝĨ͘ƌƵ

В НОМЕРЕ Новости 6 10

ТЕМА НОМЕРА

Россия и СНГ Мир

Технологии 14

Новый мультигазовый газоанализатор фирмы WITT Новые модификации газоанализатора АНКАТ-7664 Микро

Тема номера 16

Гелий. Промышленное применение

18 20

Cryotherm. Опыт работы с жидким гелием

Система криогенного обеспечения ВТСП кабеля дляной 2500 метров

Новая история гелия в России

Криогенная инфраструктура Европейского проекта XFEL

Разработка опытно-промышленной технологии изготовленияотечественныхполых газоразделительных волокон и мембранных элементов на их основе

Технология получения неона и гелия из воздуха. Пути снижения удельных затрат на очистку неоногелиевой смеси

Гелиевые и водородные ожижители и рефрижераторы

Сохранение гелия в газовой хроматографии

Cryotherm. Опыт работы с жидким гелием Подробнее на стр. 18

ТЕХНОЛОГИИ

Контроль гачества в газовых установках. Соответствует ли газовая смесь требованиям? Теперь с помощью нового газоанализатора MFA 9000 фирмы WITT-Gasetechnik контролёры качества и специалисты сервисной службы смогут ответить на этот вопрос более обстоятельно, чем до сих пор.(стр.14)

Актуальная тема 42

О стандартизации продуктов для малых рынков СПГ

ИНТЕРВЬЮ

ПРОФИЛЬ КОМПАНИИ

Интервью... 46

Газы высокой чистоты. Интервью с генеральным директором компании Айсблик

HEROSE Безопасность прежде всего

Профиль компании

В СЛЕДУЮЩЕМ НОМЕРЕ...

СПГ. КПГ

www.gasworld.ru

Газы высокой чистоты Интервью с директором компании Айсблик Подробнее на стр. 46

HEROSE Безопасность прежде всего: арматура для технических и сжиженных газов Подробнее на стр. 48

Ноябрь 2015

Добро пожаловать

Редакция Главный редактор Дмитрий Лузянин Russia@gasworld.com

Добрый день уважаемые читатели! Журнал GASWORLD Россия и СНГ рад новой встрече с вами!

Редактор новостей Алексей Маслов Aleksey@gasworld.com Менеджер по продажам Наталья Каменева gasworld@live.ru Журналист Дарья Галкина daria@gasworld.ru Дизайнер Юлия Хохлова julia.design@gasworld.ru Веб-редактор Мария Смирнова maria@gasworld.ru ............................................................

Мнение редакции может не совпадать с мнением авторов, которые несут полную ответственность за достоверность информации в своих публикациях. Подписка на 2016 год осуществляется платно. Заявку можно оставить, позвонив по телефону: +7(343)318-01-31 или по e-mail: gasworld@live.ru

Тема нашего выпуска – Гелий, это основа многих научных разработок и открытий, газ, без которого невозможны современные исследования во многих отраслях современной науки: физике, медицине, биологии, химии. Спрос на него растет с каждым годом, мировое предложение уже с трудом может удовлетворить его. И в этой ситуации наша страна находится в наиболее выгодном положении. В ближайшем будущем, с развитием инфраструктуры переработки поставляемого в Китай с восточносибирских месторождений газа, Россия станет крупнейшим игроком на рынке гелия. Но пока новые заводы по извлечению гелия находятся только в стадии проектирования и строительства, дефицит газа предсказуем. В данной ситуации задача Газпрома, как единственного отечественного производителя, грамотно распределить поток гелия между потребителями, удовлетворив потребности высокотехнологичных отраслей внутри страны на фоне возрастающего экспортного спроса. И мы видим стратегически верную политику в этом вопросе – уже год успешно работает система электронных торгов гелием на интернет-площадке, реализованная «Газпром газэнергосеть», а завод в Оренбурге освоил выдачу потребителям гелия в жидкой фазе, что существенно сократило затраты на его транспортировку. В этом выпуске мы расскажем вам о новейших сферах применения гелия и технологий на его основе, о сохранеии его в газовой хроматографии и опытах работы с жидким гелием. В разделе “Технологии” вы найдете информацию о новом газоанализаторе фирмы WITT. ПАО “Криогенмаш” расскажет в своей статье о этапах развития производства газоразделительных волокон и мембранных элементов. Компания Demaco подробно написала про успешную реализацию проекта криогенной инфраструктуры для Европейского Рентгеновского Лазера. О технологии получения неона и гелия из воздуха читайте в статье компании Айсблик, также наша редакция взяла интервью у генерального директора этой фирмы. С наилучшими пожеланиями, Редакция журнала GASWORLD.

gasworld

ISSN 1755-3857 www.gasworld.ru Ноябрь 2015 Выпуск № 45

Гелий В этом номере: Новая история гелия в России Криогенная инфраструктура Европейского проекта XFEL

Фото на обложке этого номера взято из архива журнала Gasworld Россия и СНГ

www.gasworld.ru

Ноябрь 2015

НОВОСТИ – РОССИЯ И СНГ

КРАТКИЕ НОВОСТИ В Группе компаний «Газпром газэнергосеть» создано новое дочернее общество - ООО «Газэнергосеть гелий» С целью реализации на территории Приморского края инвестиционного проекта «Логистический центр обслуживания гелиевых контейнеров (ХАБ)» создана дочерняя структура АО «Газпром газэнергосеть» - Общество с ограниченной ответственностью «Газэнергосеть гелий». Строительство Логистического центра будет осуществляться во исполнение приказа ПАО «Газпром» от 23.05.2014 № 232 «О создании газодобывающих, газотранспортных и газоперерабатывающих мощностей, использующих газ Якутского центра газодобычи». ООО «Газэнергосеть гелий» является 100% дочерним обществом АО «Газпром газэнергосеть». ООО «Газэнергосеть гелий» зарегистрировано на территории Надеждинского муниципального района Приморского края с перспективой получения статуса резидента территории опережающего социальноэкономического развития «Надеждинская» в порядке, установленном Федеральным законом от 29.12.2014 г. № 473-ФЗ «О территориях опережающего социально-экономического развития в Российской федерации» и Постановлением Правительства Российской Федерации от 25.06.2015 № 629 «О создании территории опережающего социально-экономического развития «Надеждинская»». Производственная мощность центра составит 60 млн. нм³/год в пересчете на газообразный гелий с возможной перспективой увеличения до 120 млн.нм³/год. Реализация проекта позволит создать более 80 новых квалифицированных рабочих мест. Объект станет первым и единственным предприятием такого рода в России и крупнейшим логистическим центром гелия в мире. Реализация проекта по созданию логистического центра гелия открывает широкие перспективы экспортных поставок в страны Азиатско-Тихоокеанского региона (АТР).

Ноябрь 2015

Гелий

Криогенмаш изготовит установку по извлечению и разделению криптоноксеноновой смеси

«Новолипецким металлургическим комбинатом», основным предприятием Группы НЛМК, был начат проект строительства новой установки по производству криптоно-ксеноновой смеси. После замены устаревшего оборудования новым, выпуск попутной продукции - смеси редких газов - увеличится в 2,5 раза и составит около 810 м3 в месяц. В результате переработки криптоно-

вого концентрата, который извлекают в качестве попутного продукта при производстве кислорода и азота на воздухоразделительных установках комбината, получают криптоно-ксеноновую смесь. Чистые криптон и ксенон используются в электронике, медицине и аэрокосмическом секторе. ПАО «Криогенмаш», с которым был подписан соответствующий договор, выполнит в рамках данного проекта весь спектр работ: проектирование, строительно-монтажные работы и запуск оборудования. Общая стоимость проекта составит свыше 300 млн. руб. Ввести установку в эксплуатацию планируется в 2017 году. Директор проектного управления НЛМК Вадим Дубасов отметил, что благодаря созданию современного комплекса, комбинат сможет увеличить объемы производства продукции, востребованной в сфере высокоточного машиностроения. С ее помощью потребители смогут реализовывать энергоэффективные решения в сегменте освещения и теплоснабжения.

Жидкий гелий для ДНР в качестве гуманитарной помощи Россия передала ДНР в качестве гумпомощи жидкий гелий для лечебных и научных учреждений В частности, гелий будет использован в научно-практическом травматологическом центре ДНР и в институте физикоорганической химии и углехимии им. Л.М. Литвиненко, где вещество будет задействовано для эксплуатации спектрометра ядерного магнитного резонанса. Одно из ключевых лечебных учреждений ДНР — донецкая больница им. Калинина — получила сегодня две тонны жидкого гелия в качестве гуманитарной помощи от министерства здравоохранения РФ. Об этом сегодня ДАН сообщил заместитель начальника Центра управления восстановлением ДНР Геннадий Величко. По словам Величко, данное количество расходного материала обеспечит диагностический центр больницы сроком

примерно на 1,5-2 года. Как добавили ДАН в руководстве лечебного учреждения, обеспечение жидким гелием поможет вывести диагностику заболеваний на более высокий уровень. «Мы столкнулись с большими сложностями в диагностическом, а в дальнейшем и лечебном процессах в связи с невозможностью работы высокотехнологического оборудования, одним из которых является МРТ. Надеемся, заправив гелием данную аппаратуру, мы поднимем на должный уровень диагностику заболеваний», — рассказал заместитель главврача Иван Плахотников. Он отметил, что больница на сегодняшний день располагает двумя аппаратами МРТ. Один из них не функционирует на протяжении полугода, второй — остановлен из-за нехватки жидкого гелия три недели назад.

www.gasworld.ru

РОССИЯ И СНГ – НОВОСТИ

Гелий

Завершен монтаж системы хранения и газификации кислорода и диоксида углерода для компании АО «Изотех Инвест» в г. Пересвет Сергиево-Посадского района Московской области. Проектную документацию выпустил проектный институт ГП «УКРГИПРОМЕЗ», г. Днепропетровск, технологическая часть системы хранения и газификации кислорода и диоксида углерода была спроектирована специалистами компании «НПО Мониторинг». Система включает в себя две криогенные емкости вместимостью 6000 литров каждая для хранения жидкого кислорода и диоксида углерода, блочный атмосферный испаритель ИС 0095-СБ, разрядную рампу для баллонов с диоксидом углерода, электрические испарители диоксида углерода, распределительные щиты и пр. Заказчик остался полностью удовлетворен сроками и качеством выполненных работ. Сотрудничество между ООО «НПО Мониторинг» и АО «Изотех Инвест» будет продолжено: в настоящее время заключается договор на поставку и монтаж оборудования системы обеспечения аргоном, азотом, кислородом лаборатории механических испытаний труб и контроля покрытий.

Завершен монтаж системы хранения и газификации кислорода и диоксида углерода для АО «Изотех Инвест»

Производственная площадь нового завода АО «Изотех Инвест» в г. Пересвет составляет 43 700 м2. В него войдут трубоэлектросварочный цех, лаборатории механических испытаний труб и контроля покрытий, трансформаторные подстанции, компрессорная станция, складские помещения и административно-бытовой корпус. Проектный годовой объем нового производства – 150 тысяч тонн труб в год.

Установка для улавливания CO2 будет построена в Одессе

Компании ACP и OPP построят установку для улавливания углекислого газа, которая будет введена в эксплуатацию на заводе OPP по производству аммиака в городе Одесса, Украина. Обе компании пришли к соглашению касательно необходимости утилизации тех выбросов, которые являются отходами производства на предприятиях OPP. www.gasworld.ru

Компания OPP занимается выпуском аммиака, карбамида и другой химической продукции. Завод также оборудован складскими помещениями и морским терминалом для экспорта аммиака, карбамида и метанола, производимых на других предприятиях. Новая установка будет улавливать выбросы углекислого газа данного завода в объеме 100000 тонн CO2 в год. Ожидается, что инвестиции в проект составят около 15-20 млн. евро. Компания ACP в дальнейшем намерена получить качественный, чистый CO2, который можно будет использовать в пищевой промышленности, при производстве напитков, в процессах охлаждения и во многих других отраслях. ACP верит в успешную работу на рынке Украины. Запуск установки в эксплуатацию ожидается в течение двух-четырех лет.

КРАТКИЕ НОВОСТИ Обмен активами между «Газпромом» и Wintershall ПАО «Газпром» и Wintershall Holding GmbH, дочернее предприятие концерна BASF SE, более 80 лет работающее в области разведки и добычи нефти и газа, завершили обмен активами. В результате сделки «Газпром» увеличил до 100% свою долю в компаниях по торговле и хранению газа в Европе WINGAS, WIEH и WIEE. Компания WINGAS занимается оптовой торговлей и хранением природного газа, поставляя углеводороды клиентам в Германии, где компания занимает более 20% рынка, а также в Австрии, Бельгии, Великобритании, Нидерландах, Чехии и других странах. Компания WIEH (Wintershall Erdgas Handelshaus GmbH & Co KG) занимается закупкой и сбытом природного газа в Германии, а основным направлением деятельности компании WIEE (Wintershall Erdgas Handelshaus Zug AG) является сбыт природного газа в странах Юго-Восточной Европы. Также «Газпром» получил 50% в компании WINZ, которая ведет разведку и добычу углеводородов в Северном море. Компания Wintershall, в свою очередь, получила 25,01% в проекте по разработке и освоению участков 4А и 5А ачимовских отложений Уренгойского нефтегазоконденсатного месторождения. Также Wintershall является партнером «Газпрома» по освоению Южно-Русского месторождения и по проекту «Северный поток».

Ноябрь 2015

Гелий

НОВОСТИ – РОССИЯ И СНГ

КРАТКИЕ НОВОСТИ

Азотная станция ТГА -17/20 от компании «Тегас»

Специалистами ОАО «Уралкомпрессормаш» освоен новый тип сварки Недавно специалисты ОАО «Уралкомпрессормаш» освоили новый тип сварки - ручную аргонодуговую сварку неплавящимся электродом (РАД). Сварной шов при этом формируется за счёт плавления свариваемых металлов. Одним из основных преимуществ данного типа сварки является то, что вытеснение воздуха из среды позволяет сделать шов более прочным, надёжным и при этом не нарушает кристаллическую решетку сплавляемых материалов. Подобные швы выдерживают большую нагрузку под давлением, тем самым обеспечивая более высокий уровень безопасности производимого оборудования. Прохождение аттестации подтверждено выданным компании Свидетельством о готовности организации-заявителя к использованию аттестованной технологии сварки в соответствии с требованиями РД 03-615-03.

Медицинские концентраторы кислорода «Провита» для ЛПУ Республики Казахстан В 2015 году концентраторы кислорода в мобильном исполнении были изготовлены и поставлены компанией «Провита» для обеспечения кислородом нескольких медицинских учреждений на территории Республики Казахстан. Данное оборудование представляет собой современную и надежную альтернативу баллонному кислороду. Благодаря ему больницы смогут перейти на автономное обеспечение кислородом, что избавит их от постоянных затрат на покупку и доставку кислородных баллонов.

Ноябрь 2015

Азотные компрессорные станции ТГА - 17/20 С97 были поставлены компанией «Тегас» в город Междуреченск заказчику, ОАО «Южный Кузбасс», входящему в группу «Мечел». Данные станции предназначены для инертизации выработанного шахтного пространства на шахте «Ольжерасская Новая» в управлении дегазации и геологоразведочных работ. В процессе угледобычи большое внимание уделяется безопасности производственных процессов. Заполнение выработанных пространств инертными газами является эффективным методом профилактики и тушения возгораний. Инертная газовая смесь на основе азота (с концентрацией азота более 97%) по

дегазационным скважинам закачивается в выработанное пространство шахты для его инертизации, что значительно повышает уровень пожарной безопасности в склонных к самовозгоранию пластах. Компрессорная азотная станция ТГА17/20 С97 выполнена в двух 20-ти футовых контейнерах. Данный тип станций является серийным с внедрением конструкторских доработок. Станция оборудована собственной вводной высоковольтной ячейкой и трансформатором в отдельном блоке. Для уверенной эксплуатации техники нужно знать, что если оборудованию потребуется обслуживание, то помощь придет быстро. Для сокращения времени реагирования сервисной службы в Новокузнецке уже четыре года действует сервисный центр ООО «Тегас» со складом МТО. Сервисное обслуживание осуществляют квалифицированные специалисты. На данный момент ими производится обслуживание оборудования, работающего на ООО «Прокопьвскуголь», ОАО «Распадская», и ОАО «ОУК «Южкузбассуголь».

Автономная азотно-компрессорная установка в контейнере «Север» от «ГрандМоторс» Изготовленный производственноинжиниринговым комплексом «ГрандМоторс» контейнер «Север» БКС-2С предназначается для размещения генератора азота и винтового компрессора с электронной системой управления на ресивере для снабжения сжатым азотом химического производства. Производство контейнеров «Север» БКС-2С осуществляется на базе специальной прочной сварной рамной конструкции со стенами из огнестойких сэндвич-панелей и двускатной крышей, которая выдерживает значительные снеговые нагрузки. Контейнеры БКС-2С представляют собой изолированную камеру, поддерживающую оптимальную атмосферу для безотказного функционирования оборудования при внешних климатических условиях от -60° С до +40° С. При производстве контейнеров «Север» используются 100% негорючие материалы, что служит как для защиты каркасных конструкций, так и для утепления.

Одно из основных преимуществ модульного исполнения компрессорных станций - это экономия материальных и временных ресурсов на строительстве специального помещения для оборудования непосредственно на месте эксплуатации. Кроме того, высокая степень готовности модульной станции к работе обеспечивает мобильность, простоту и быстроту монтажа.

www.gasworld.ru

РОССИЯ И СНГ – НОВОСТИ

Гелий

Началось строительство Амурского газоперерабатывающего завода

КРАТКИЕ НОВОСТИ «Группа ГАЗ» представляет новые модели автомобилей на метане

В сентябре 2015 года «Газпром» и Министерство РФ по развитию Дальнего Востока подписали Соглашение о намерениях при реализации проекта строительства Амурского ГПЗ. В соответствии с Соглашением, при создании в Свободненском районе Амурской области территории опережающего социально-экономического развития министерство окажет ООО «Газпром переработка Благовещенск» содействие в получении статуса ее резидента. 14 Октября 2015 г. в Свободненском районе Амурской области состоялась торжественная церемония начала строительства Амурского газоперерабатывающего завода. В мероприятии принял участие Председатель Правления ПАО «Газпром» Алексей Миллер. Команду на начало строительства Амурского ГПЗ дал по видеосвязи Президент Российской Федерации Владимир

www.gasworld.ru

Путин. Амурский ГПЗ станет крупнейшим в России и одним из самых больших в мире предприятий по переработке природного газа. Его проектная мощность составит до 49 млрд куб. м газа в год. В состав ГПЗ также войдет крупнейшее в мире производство гелия — до 60 млн куб. м год. Для создания завода будут использованы технологии немецкой компании Linde. Амурский ГПЗ — важное звено технологической цепочки поставки природного газа в Китай по «восточному» маршруту в рамках крупнейшего в истории контракта. На завод по газопроводу «Сила Сибири» будет поступать многокомпонентный газ Якутского и Иркутского центров газодобычи, которые «Газпром» создает в рамках Восточной газовой программы. На ГПЗ из газа будут выделяться этан, пропан, бутан, пентан-гексановая фракция и гелий — ценные компоненты для газохимической и других отраслей промышленности. Переработанный газ будет поставляться в Китай. «Сегодня „Газпром“ начал строительство мощного современного Амурского ГПЗ. Это знаковое событие для газоперерабатывающей отрасли России, для формирования на Востоке России газовой промышленности. Амурский ГПЗ — это высокие технологии, значительные инвестиции, тысячи новых рабочих мест. Это мощный импульс для социально-экономического развития Амурской области и других дальневосточных регионов», — сказал Алексей Миллер.

«Группа ГАЗ», входящая в состав одной из крупнейших в России диверсифицированных промышленных групп «Базовый Элемент», представляет новые модели автомобилей поколения NEXT на сжатом природном газе. Автолавка «ГАЗель NEXT» укомплектована турбированным газово-бензиновым двигателем EvoTech Turbo CNG – перспективной разработкой Ульяновского моторного завода «Группы ГАЗ», мусоровоз «ГАЗон NEXT» – новым газовым двигателем ЯМЗ-534 CNG. Оба автомобиля соответствуют экологическому классу «Евро-5». Автомобили представлены в рамках V Петербургского международного газового форума, который проходит с 6 по 9 октября 2015 года. Новые модели автомобилей поколения NEXT на сжатом природном газе. Автомобили на природном газе совмещают в себе комфорт, безопасность и функциональность семейства NEXT с высокой экономической эффективностью и экологичностью. На машинах установлено современное газобаллонное оборудование, все компоненты сертифицированы на соответствие требованиям Евразийской экономической комиссии ООН и обеспечивают выполнение максимальных требований по противопожарной безопасности. Сжатый газ – самый экономически эффективный из используемых в коммерческом транспорте видов топлива, его применение обеспечивает снижение эксплуатационных затрат на 60% и 50% по сравнению с бензином и дизельным топливом соответственно.

Ноябрь 2015

НОВОСТИ – МИР

КРАТКИЕ НОВОСТИ

Гелий

Сотрудничество Praxair и CCI в гелиевой отрасли

На конференции gasworld MEGA расскажет о безопасности На предстоящей конференции gasworld по техническим газам региона Ближнего Востока и Северной Африки, MEGA (Газовая Ассоциация стран Ближнего Востока) проведет особое заседание, посвященное вопросам безопасности. Оно входит в насыщенный план мероприятия, которое состоится с 7 по 9 декабря 2015 года в отеле Jumeirah Beach, Дубай. В связи с повышением стандартов безопасности в регионе, MEGA подготовила серию докладов на эту тему. Под председательством Фрэнка Фингера, генерального секретаря MEGA и организатора данной части конференции, заседание затронет темы безопасности производства в отрасли технических газов, в частности на территории Среднего Востока, а также коснется главных вопросов о правилах, которых должны придерживаться компании, ведущие дела в данном регионе. Приглашенные докладчики на заседании, помимо прочего, расскажут о поставках газов для пищевой промышленности и производства напитков, мерах безопасности при наполнении баллонов, транспортировке опасного груза, вопросах экологии, профилактике несчастных случаев, а также о медицинских газах. Кроме того, в понедельник 7ого декабря MEGA проведет торжественную встречу гостей конференции, на которой представители компаний из разных стран региона смогут пообщаться между собой и узнать больше о самой Ассоциации технических газов. На выставочных площадях Конференционного Центра в отеле Jumeirah Beach, начиная с шести вечера, участники мероприятия смогут установить деловые контакты и обсудить экономические перспективы. Спокойная, дружеская атмосфера и радушный прием зададут тон последующим мероприятиям конференции. MEGA приглашает посетить мероприятие всех желающих узнать больше об Ассоциации или же вступить в нее.

Ноябрь 2015

Компания Praxair подписала долгосрочное соглашение с Castleton Commodities International (CCI) по очистке и поставкам гелия. CCI является лидером по переработке газов в так называемом регионе Четырех Углов США (область пересечения границ штатов Юта, Аризона, Колорадо и Нью-Мексико). Компании принадлежит газоперерабатывающее предприятие и установка по очистке гелия на территории Юты. В данном регионе Praxair интенсивно разрабатывает газовые месторождения богатые гелием. Кроме того, компания пополняет свои запасы этого редкого газа благодаря недавнему торговому соглашению Praxair с Nacogdoches Oil & Gas. Предоставленное компанией Praxair сырье позволит CCI вновь запустить свою, временно введенную из эксплуатации, установку очистки, способную производить более 4 миллионов кубиче-

ских метров жидкого гелия в год. Амер Акрас, генеральный управляющий подразделения Praxair по гелию и редким газам, отметил,что сотрудничество Praxair и CCI в гелиевой отрасли региона Четырех Углов продолжается уже несколько лет. Взаимовыгодное использование сложившейся инфраструктуры CCI помогает уменьшить как капитальные, так и эксплуатационные расходы. Совместная работа двух компаний расширяет их возможности, повышая эффективность, надежность и безопасность поставок. Брэд Бёрмастер, исполнительный вице-президент CCI, добавил к этому, что компания Praxair занимает ведущие позиции в сфере разработки, производства и распространения гелия. Потому у CCI не было сомнений, к кому обратиться за содействием в новом запуске гелиевой установки, чтобы обеспечить надежность и эффективность производства сжиженного гелия. Другие местные компании смогут воспользоваться увеличенной производственной мощностью установки для нужд своих предприятий. Таким образом, от этой сделки выиграли все - CCI, Praxair, и сам регион. Также в начале сентября Praxair подписала соглашение, в рамках которого компания Nacogddoches Oil & Gas (NOG) будет поставлять вплоть до 100 млн. стандартных кубических футов (примерно 3 млн. м3) гелия в год - с возможностью дальнейшего расширения.

Santos ввела в эксплуатацию завод Golar LNG в Австралии компания Santos объявила о начале производства сжиженного природного газа с проекта Golar LNG на острове Кертис в Австралии. Проект продвигается в рамках установленного бюджета и согласно графику. Завод СПГ состоит из двух линий. Данное предприятие сможет производить 7,8 миллионов тонн СПГ в год после своего выхода на полную мощность. На данный момент СПГ производится на первой линии завода, а запуск второй планируется к концу 2015 года. В рамках проекта GLNG используется природный газ, добытый из угольных пластов в Квинсленде. Дэвид Нокс, управляющий директор Santos, прокомментировал пуск в эксплуатацию, сказав, что компания суме-

ла произвести первую партию СПГ примерно в конце третьего квартала, как и намеревалась. Добывающие объекты полностью работоспособны и хорошо работают. Выручку от реализации проекта подкрепляют подписанные долгосрочные контракты по продаже СПГ, которые охватывают более 90% мощности завода. Santos благодарит своих партнеров по совместному предприятию, Petronas, Total и Kogas, за их поддержку в успешной реализации этого важного этапа. Продукция из GLNG станет существенным дополнением к растущему СПГпортфелю Santos, который уже включает проекты Darwin LNG и PNG LNG.

www.gasworld.ru

Гелий

МИР – НОВОСТИ

Новый завод Air Products по производству гелия в Колорадо

@ Air Products and Chemicals, Inc.

Состоялось торжественное открытие нового завода компании Air Products по производству гелия в До Каньон, штат Колорадо. Этот завод уникален тем, что гелий извлекается из газового потока, преимущественно состоящего из диоксида углерода (СО2). Новый завод укрепит систему поставок гелия Air Products и позволит стабильно и надежно переправлять продукцию покупателям. Большая часть гелия в Соединенных Штатах поступает из резерва Бюро по Управлению Землями США, однако эти запасы постепенно истощаются. В то же время мировой спрос на гелий, вероятно, будет продолжать расти, а значит потребуются новые источники этого редкого газа. Очищенный гелий на заводе в Колорадо будет тут же проходить процедуру сжижения и после этого направляться покупателям. Ожидается, что производительность нового завода составит около 6,5 миллионов стандартных кубических метров гелия в год. Исполнительный вице-президент Air Products и генеральный управляющий по вопросам технических газов, Корнинг Пейнтер, заметил, что новое предприятие является ярким примером инновационного мышления. Это не просто очередной завод по производству сжиженного гелия, Air Products использует передовую технологию, чтобы извлечь из газового потока гелий, который иначе был бы утерян. Запуск гелиевого завода в До Каньон поможет Air Products стать еще более надежным поставщиком гелия www.gasworld.ru

для покупателей со всего мира. Чаще всего гелий получают как побочный продукт при переработке природного газа (метана). Тем не менее, гелий содержится далеко не во всех месторождениях природного газа. И даже там, где гелий есть, его зачастую так мало, что извлечение этого редкого газа просто не оправдано с экономической точки зрения. Обычно концентрация гелия больше в тех месторождениях, где природный газ по большей части состоит из СО2, тогда его извлечение становится выгодным. Завод Air Products в Колорадо использует новую технологию по получению чистого гелия из потока CO2. Компания Kinder Morgan, владелец производства в До Каньон, поставляет этот углекислый газ на запад штата Техас, в Пермский бассейн, где он необходим для повышения нефтеотдачи пласта. Air Products будет извлекать гелий, после этого возвращая CO2 компании Kinder Morgan для его дальнейшего использования в Пермском бассейне. Сферы применения гелия очень разнообразны, среди них: магнитно-резонансная томография; наполнение аэростатов и воздушных шаров для научных исследований на большой высоте; волоконная оптика и производство полупроводников; металлургия; дыхательные смеси для подводного плавания; уникальные медицинские смеси газов крови; аналитическая химия; герметизация и очистка труб, сосудов и другого важного оборудования; обнаружение утечек и многое другое.

КРАТКИЕ НОВОСТИ Китайская компания работает над гелиевым дерижаблем По сообщениям местных новостных агентств, в Китае сейчас ведется проектно-конструкторская работа над дирижаблем, способным перевозить до 60 тонн груза. Разработкой занимается компания CAIGA, подразделение China Aviation Industry Group. Для осуществления поставленных задач, при наполнении дирижабля будет использован гелий. Среди отраслей применения этого редкого газа, воздухоплавание, пожалуй, является самой известной и широко обсуждаемой. Считается, что в будущем коммерческое производство дирижаблей может значительно повысить спрос на гелий. Тем не менее, развитие данной отрасли уже сталкивалось со значительными трудностями. Ранее в этом году, CAIGA и компания Flying Whales (город Тулуза, Франция) подписали соглашение о совместной деятельности в сфере производства дирижаблей высокой грузоподъемности. Разработка воздухоплавательных транспортных средств - одно из стратегически важных направлений развития бизнеса обеих компаний. Для China Aviation Industry Grioup она входит в средне- и долгосрочные проекты. Среди продукции компании CAIGA уже есть линия дирижаблей под названием «Golden Vulture» («Золотой Гриф»). В Китае дирижабли служат многим целям. Их применяют для научных исследований и испытаний, наблюдения за состоянием окружающей среды, поиска ресурсов, оказания помощи в чрезвычайных ситуациях и во многих других сферах.

Ноябрь 2015

НОВОСТИ – МИР

КРАТКИЕ НОВОСТИ

Гелий

Соглашение по поставкам водорода между компаниями HyGear и Hydrexia

Гелиевая технология для обнаружения утечек В надежде сократить затраты, водохозяйственное управление индийского штата Керала намерено обратиться к технологии, основанной на использовании гелия для обнаружения утечек в своих распределительных сетях. Degremont India, индийское подразделение французской компании Suez Environment, уже использует эту технологию для своих проектов в городах Мумбаи и Дели. Гелиевая технология считается более эффективной и экономичной, чем та, которую до сих пор использовало водохозяйственное управление Кералы. Для сравнения, его затраты при проверке одного метра трубопровода на предмет утечек составляли 13.46-14.96 долларов, в то время как при использовании гелиевой технологии, проверка того же расстояния обходится в 1.341.49 долларов. Кроме того, новая технология способна проверять утечки даже в трубопроводах небольшого диаметра, что также является ее неоспоримым преимуществом. В таких городах, как Коччи и Тируванантапурам, водохозяйственное управление отмечало потери воды около 40% по той причине, что не удавалось провести проверку небольших по диаметру участков трубопровода. Это оборачивалось крупными затратами.

Австралийская компания Hydrexia, мировой поставщик водорода, объявила о заключении соглашения с компанией HyGear, занимающейся поставками технических газов и установкой так называемых «он-сайт» генераторов на месте производства. Сотрудничество двух компаний будет направлено на распространение водорода в Европе. Водород будут получать с помощью оборудования Hy.GEN по технологии паровой конверсии метана. Эти установки производства компании HyGear расположены на территории Европы. Соглашение между компаниями предусматривает дальнейшее развитие поставок производимого водорода, его хранение и распределение по более выгодной для клиентов цене.

Маринус ван Дриель, генеральный директор HyGear, отметил, что сотрудничество с Hydrexia очень важно для компании в ее стремлении производить наиболее рентабельные поставки газа. Получение водорода и азота на месте производства, а так же системы улавливания газа, выгодны как для клиентов, так и для HyGear. Компания Hydrexia поможет осуществлять доставку водорода менее крупным потребителям, чьи предприятия расположены на некотором расстоянии от установок Hy.GEN и не являются основными кандидатами на производство газа «онсайт». Надежные стационарные хранилища обеспечат резервные запасы газа и обойдутся вдвое дешевле, чем обычные водородные автоцистерны. Благодаря этому сократятся и текущие расходы, так как оборудование будет работать при низком давлении и заполняться напрямую с установок Hy.GEN, избавляя от необходимости транспортировки водорода под высоким давлением. С выходом компании Hydrexia на европейский рынок, ее сотрудничество с HyGear стало серьезным шагом на пути к успешной работе в этом регионе. Генеральный директор Hydrexia Эрик Хансен сказал, что технологиям их компании доверяют, и совместная работа с HyGear вновь доказала это. С установкой Hy.GEN от компании HyGear и системами хранения и распределения газа от Hydrexia, клиенты компаний смогут получить наиболее выгодные поставки водорода.

Praxair подписывает долгосрочное соглашение с NOG Компания Praxair заключила с Nacogddoches Oil & Gas (NOG) соглашение на поставку 3-х миллионов м3 гелия. Таким образом, известная компания будет развивать свою деятельность в отрасли гелия и обеспечит надежные поставки этого ценного благородного газа. По словам Амера Акраса, генерального управляющего подразделения Praxair по гелию и редким газам, разрабатывая это газовое месторождение совместно с NOG, компания Praxair сможет обеспечить своих клиентов гелием в условиях растущего спроса. 12

Ноябрь 2015

Уникальное месторождение газа богато гелием и азотом. В этом случае гелий является первичным продуктом, что позволит быстро приспосабливаться к изменениям в состоянии рынка. Президент NOG Тейлор Мэтьюз сказал, что компания тщательно выбирала партнера для долгосрочного сотрудничества в работе с этим ценным ресурсом. Praxair обладает прочной инфраструктурой и удерживает ведущую позицию в мировой гелиевой отрасли, что и обусловило принятие этого решения.

www.gasworld.ru

Гелий

www.gasworld.ru

РОССИЯ И СНГ – НОВОСТИ

Ноябрь 2015

ТЕХНОЛОГИИ

Контроль качества в газовых установках. Новый мультигазовый газоанализатор фирмы WITT © WITT

Соответствует ли газовая смесь требованиям? Теперь с помощью нового газоанализатора MFA 9000 фирмы WITT-Gasetechnik контролёры качества и специалисты сервисной службы смогут ответить на этот вопрос более обстоятельно, чем раньше.

Этот многофункциональный анализатор в состоянии определять состав 13 двухкомпонентных газовых смесей. Прибор MFA 9000 анализирует такие распространённые технические газы, как азот, двуокись углерода, аргон, водород, гелий и метан. Этот прибор фирмы WITT оборудован предельно простой и исключающей ошибки системой управления, состоящей из рычажного переключателя режимов и трёх кнопок. Результат измерения выводится на цифровой дисплей в зависимости от комбинации газов в процентах или ppm (частях на миллион). «В противоположность другим приборам для измерения необходима только измеряемая

газовая смесь», - сообщил руководитель отдела сбыта фирмы Мартин Бендер. «Таким образом, пользователю не требуется ещё и эталонный газ». Измерение осуществляется по принципу термической проводимости – это быстрый и точный метод с неограниченным сроком службы измерительной ячейки. Первый результат получается в пределах одной секунды. Отклонение от конечного значения шкалы измерения составляет всего один процент. Калибровка прибора осуществляется классически по двум точкам или упрощённо, с помощью газа. Благодаря компактным размерам (ширина 240 x высота 231 x глубина 230 мм) новый газоанализатор MFA 9000 является мобильным прибором. Для его работы требуется напряжение питания 230 В. Допустимый диапазон давления газа составляет 1,5 - 20 бар, расход газа - 40-150 нл/ч.

Анализатор в корпусе из нержавеющей стали прекрасно приспособлен для стационарного использования в непрерывном режиме: MFA 9000 оборудован сигнальной функцией, распознаёт ошибки измерения и передаёт данные через интерфейс RS232 в персональный компьютер, с помощью которого можно не только управлять газоанализатором, но и выполнять его калибровку. Далее, предусмотрен выход 4-20 мА с возможностью неограниченного расширения. Фирма WITT-Gasetechnik является одним из крупнейших производителей смесительных, дозирующих и регулирующих систем, а также анализаторов и предохранительной арматуры для всех распространённых газов. Дополнительную информацию и данные о фирмах-поставщиках можно найти на сайте www.wittgas.com. GW

Новые модификации газоанализатора АНКАТ-7664 Микро

Задачей данного многокомпонентного газоанализатора является индивидуальная защита персонала. АНКАТ-7664Микро позволяет одновременно контролировать предельно допустимые концентрации (ПДК) токсичных газов, довзрывоопасные (ДВК) концентрации горючих газов, а также необходимое содержание кислорода 14

Ноябрь 2015

ФГУП «СПО «Аналитприбор» приступает к выпуску новых модификаций газоанализатора АНКАТ-7664Микро с фотоионазационным датчиком (ФИД).

(О2) в воздухе рабочей зоны. Новые модификации АНКАТ-7664Микро с ФИД-датчиком разработаны в соответствии с отраслевым регламентом ОАО «АК «Транснефть»: «Контроль воздушной среды на объектах магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов». Отличительной особенностью газоанализатора является возможность осуществлять измерение концентраций до 4 различных газов одновременно. Корпус прибора обладает высокой прочностью и способен выдержать падение на бетонный пол с высоты 1 м. Степень пыле-влагозащиты газоанализатора - IP68. АНКАТ-7664Микро имеет внутреннюю

вибрирующую сигнализацию для рабочих зон с высоким уровнем шума и широкий температурный диапазон от -30 до +45 градусов. Его монохромный дисплей работает даже при низких температурах. Связь прибора с ПЭВМ осуществляется по USB-кабелю. Калибровку газоанализатора можно проводить по пропану, время работы без калибровки по ПГС составляет 6 месяцев. Диапазон измерения АНКАТ-7664Микро фотоионизационным методом составляет от 0 до 3500 мг/м. Габаритные размеры прибора: не более 145х50х110мм. Оборудование использует сенсоры производства ФГУП «СПО «Аналитприбор». GW www.gasworld.ru

ТЕМА НОМЕРА

Гелий

Гелий Промышленное применение Gasworld рассматривает сферы применения гелия, отвечая на вопрос: какие факторы повлияют и повлияют ли - в будущем на рынок этого газа.

Ни для кого не секрет, что гелий всегда был очень востребован. Самые крупные рынки гелия в мире - это Соединенные Штаты Америки (36%), Азия (28%) и Европа (22%). В газообразном состоянии гелий используют для сварки и резки, а также в отраслях волоконной оптики и электроники. Применяется он и в авиационно-космической промышленности; в газовых смесях для подводного плавания; при производстве кремниевых пластин; в оборудовании для обнаружения утечек; не говоря уже о наполнении воздушных шаров. Также гелий часто используют в различных аналитических приборах в качестве газа-носителя либо в составе калибровочной газовой смеси. В отрасли электроники спрос на гелий возрастает почти в геометрической прогрессии. Ожидается, что в будущем, с появлением на рынке полупроводниковых пластин диаметром 450 мм, для их производства потребуется еще больше этого редкого газа. Гелий востребован и в космической отрасли, где он широко применяется в качестве криогенного хладагента для охлаждения различных материалов, а также в процессах прецизионной сварки либо при лабораторных исследованиях. Кроме того, НАСА использует гелий в водородных системах, как инертный продувочный газ, и как газ наддува для двигателей ракет. Также можно отметить, что сжиженный 16

Ноябрь 2015

гелий играет важную роль в медицине, где он необходим для охлаждения сверхпроводящих магнитов аппаратуры для магнитно-резонансной томографии (МРТ) и ЯМРинтроскопии. МРТ: тенденции Пожалуй, магнитно-резонансная томография является самой обширной на данный момент сферой применения гелия. Приблизительно 25-30% мирового спроса на этот редкий газ приходится на производство и обслуживание магнитно-резонансных томографов, позволяющих получать качественные изображения внутренних органов. Сверхпроводящие магниты этого оборудования охлаждают именно с помощью сжиженного гелия. При работе томографа температура обмоток сверхпроводящих магнитов должна составлять 4.2 градуса Кельвина. Таким образом, эта аппаратура способна потреблять вплоть до 1500 литров жидкого гелия. Почему же тогда применяют именно этот газ, а не более дешевый азот или водород? Ниобий-титан, сплав который используется в производстве сверхпроводящих магнитов, необходимо охладить до температуры жидкого гелия, прежде чем он перейдет в сверхпроводящее состояние. Водород для этих целей не используют из соображений безопасности, так как техника производства оборудования из материалов с высокотемпературной сверхпроводимостью еще не до конца отработана. Таким

образом, на данный момент только гелий способен обеспечить необходимые низкие температуры. Ежеминутно около 1000 людей в больницах по всему миру проходят магнитно-резонансную томографию, которая становится все более востребованной благодаря широкому применению профилактических процедур. Не удивительно, что начиная с 70ых годов двадцатого века, когда МРТ вошла в медицинскую практику, эта отрасль оставалась крупным потребителем гелия. Однако, несмотря на то, что с развитием медицинских технологий магнитно-резонансных томографов появляется все больше, в том числе и в развивающихся странах, современное оборудование работает намного более эффективно, чем это было еще пять лет назад. Таким образом, средний расход сжиженного гелия на процедуру уменьшается. Производители магнитно-резонансных томографов ответственно подходят к вопросу экономии гелия. Одни компании делают акцент на большую продуктивность аппаратуры, сокращая потери от испарения гелия. Другие стремятся улавливать гелий, вновь переводить его в жидкое состояние и возвращать в рабочий процесс. На многих производствах по всему миру были установлены ожижители гелия и холодильная техника. Новейшая аппаратура расходует гелий все более экономно. Не исключено, что в будущем производители сверхпроводящих www.gasworld.ru

ТЕМА НОМЕРА

Гелий

материалов, охлаждающего и криогенного оборудования смогут еще сильнее снизить зависимость магнитно-резонансных томографов от гелия в качестве хладагента. Старую аппаратуру, находящуюся в эксплуатации около 10-15 лет, постепенно заменяют более эффективными аналогами. Таким образом, спрос на гелий будет расти медленнее, чем на протяжении прошлых 20 лет, а в долгосрочной перспективе не исключено и его сокращение.

“

“ Строительство дирижаблей - еще одна из тех отраслей, где гелий необходим...” В том, что касается спроса, схожая ситуация наблюдается и на мировом рынке гелия в целом. Дефицит этого газа в 20112013 годах обусловил переход от гелия к более доступным ресурсам в тех отраслях, где это представлялось возможным. Например, для обнаружения утечек многие предприятия перешли на более низкую концентрацию гелия, в то время как водород и аргон заменяли его в качестве газаносителя. В результате того, что недавний дефицит стал причиной сокращения спроса на гелий, его рост в будущем ожидается лишь умеренным. Однако еще неизвестно появятся ли новые отрасли применения у этого редкого газа. Гелий в будущем В последние годы одной из новейших сфер применения гелия стала автомобильная промышленность, а именно меры для защиты пассажиров. Около 80% автомобильных подушек безопасности представляют собой газовую смесь гелия и аргона, сжатую в стальном модуле под давлением в 600 бар. Здесь гелий обладает значительными преимуществами, главное из которых заключается в том, что когда подушка надувается, он не вырабатывает тепло. Таким образом, водитель и пассажиры не рискуют получить ожоги при раскрытии подушки, в отличие от старых технологий, в которых использовались другие газовые смеси. Кроме того, новые виды железнодорожного транспорта имеют шанс сделать свою отрасль второй по количеству потребляемого гелия после магнитно-резонансной томографии. Этого газ будет играть ключевую роль в инновационном японском проекте поездов на магнитной подушке. Новые поезда будут сконструированы на основе сверхпроводящих магнитов, которые будут обеспечивать магнитный подвес транспорта. Гелий, точно так же как в МРТ, потребуется для охлаждения этих сверхпроводящих материалов. www.gasworld.ru

Первой железнодорожной линией, по которой будут регулярно курсировать такие поезда на магнитной подушке, станет Тюо-Синкансен. Четыре сверхпроводящих обмотки, погруженные в гелиевые криостаты, вкупе с холодильными установками образуют один большой сверхпроводящий магнит. Вакуумная теплоизоляция внутри криостата будет создана внешней и внутренней емкостью, а также будет установлен экран для защиты от теплового излучения, через который проложат трубы. Испаряющийся гелий будет проходить вторичное ожижение и использоваться снова. Хотя концепция поездов на магнитной подушке не нова, и строительство линии планировалось начать еще осенью 2014, но открытие этого маршрута не состоится как минимум до 2027 года. Строительство дирижаблей - еще одна из тех отраслей, где гелий необходим. Самая известная из всех, она, пожалуй, является наиболее обсуждаемой. Развитие производства дирижаблей способно значительно увеличить мировой спрос на гелий, но недавние попытки поставить на ноги эту отрасль до сих пор оказывались неудачными. Питер Вард, бывший председатель Ассоциации Воздухоплавания, высказал мнение, что прежде чем в этой отрасли будет совершен прорыв, пройдут годы. На вопрос о том, насколько вероятно коммерческое производство гелиевых дирижаблей, Вард ответил, что многие подобные проекты на данный момент находятся на стадии разработки. Проблема заключается в том, что им тяжело получить достаточное финансирование. Эти проекты начаты в США, Великобритании и России. Среди новейших разработок можно назвать гибридный дирижабль и

систему переменной плавучести. И в том, и в другом случае используется гелий. Принцип действия гибридного дирижабля основан на этом газе, а также на плавучести и аэродинамических свойствах этого летательного аппарата. В настоящее время три компании работают над дирижаблями различной грузоподъемности - это Aeroscraft (США), РосАэроСистемы (Россия) и Varialift (Великобритания), и две - над проектами гибридных дирижаблей: HAV (Великобритания) и Lockheed Martin (США). Компания Lockheed Martin вновь вернулась к строительству дирижаблей и, возможно, возродит свой проект P-791, прототип которого был сконструирован несколько лет назад. Питер Вард выразил уверенность, что через три или пять лет эта быстро развивающаяся отрасль сможет представить рентабельный и жизнеспособный дирижабль. Так смогут ли дирижабли оказать значительное влияние на гелиевый рынок? По мнению Варда, - да, если новые разработки увенчаются успехом. Каждому дирижаблю необходимо значительное количество гелия. Крупный дирижабль грузоподъемностью в 200 тонн потребует более миллиона кубометров этого газа. Гибридному дирижаблю схожих размеров потребуется около 450 тысяч кубометров гелия. Касательно поточного производства дирижаблей, Питер Вард заметил, что по этому поводу сложно сказать что-то определенное. Данная отрасль уже сталкивалась с трудностями, и вероятно, производители не станут выпускать большое количество дирижаблей в ближайшие четыре года. Однако он добавил, что с возвращением компании Lockheed Martin на рынок, ситуация может измениться за более короткий срок. GW

ПУСТЫЕ ТРАТЫ ЦЕННОГО РЕСУРСА? Наполнять гелием воздушные шарики - значит ли это напрасно расходовать ограниченные запасы редкого газа? Этот вопрос был задан компании BOC, поставляющей гелий для воздушных шаров при проведении массовых мероприятий, парадов или же просто домашних праздников. Ответом было, что подразделение компании, занимающееся гелием, получает этот газ как побочный продукт при заполнении емкостей жидким гелием для дальнейшего его применения в оборудовании для магнитно-резонансной томографии, научных исследований, требующих низких температур, и так далее. Газообразный гелий образуется при наполнении сосудов Дьюара для этих важных отраслей потребления, но вместо того, чтобы выпускать его в атмосферу, этот газ улавливают и используют для наполнения воздушных шаров. Подобная технология применяется на заводе компании уже семь лет, таким образом, не усугубляя ситуацию с дефицитом гелия или его распределением. Кроме того, для тех покупателей, которые используют в месяц более пятисот литров гелия, у компании есть особое предложение по его улавливанию. Обычно газообразные испарения жидкого гелия уходят в атмосферу, однако если есть возможность снова улавливать их и вновь использовать в центре компании по работе с гелием, то это выгодно для всех.

Ноябрь 2015

ТЕМА НОМЕРА

Гелий

Cryotherm. Опыт работы с жидким гелием для жидкого гелия с фильтром и защитой от вибрации. - Встроенная экономичная система нагрева позволяет уменьшить габариты изделия. С ее помощью можно регулировать наращивание давления для простоты извлечения продукта. - Легкость в настройке регулятора давления. - Прочный каркас для транспортировки.

Специализация немецкой компании Cryotherm, расположенной в городе Кирхен, - это производство трубопроводов, а также криогенных сосудов с вакуумной изоляцией для хранения и транспортировки таких сжиженных газов, как азот, кислород, аргон, водород и гелий.

Их используют в различных отраслях промышленности: например, химической, аэрокосмической и пищевой, а помимо этого в сфере биотехнологий, в воздухоплавании, медицине и при научных исследованиях. Компания Cryotherm под различными наименованиями производит оборудование уже более 50 лет. В 2012 году она выпустила свой шестидесятитысячный сосуд. Это был HELIOS® 2000, сосуд для жидкого гелия емкостью 2000 литров, предназначенный для использования с гелиевыми ожижителями. Сосуды под давлением и медицинское оборудование производства Cryotherm имеют европейские сертификаты соответствия PED, TPED и MDD. Кроме того продукция компании прошла сертификацию по ISO 9001. Гелий: технические решения В линейку легких, удобных в использо-

Ноябрь 2015

вании, сосудов STRATOS® SL входит как вакуумно-изолированный транспорт, так и резервуары в стационарном либо переносном исполнении. Выполненное из алюминия, это оборудование отличается удобством, высокой эффективностью и безопасностью при работе с жидким гелием. Также серия STRATOS® SL находит применение в научных исследованиях, связанных с криогеникой, и может обеспечивать жидким гелием (в объемах от 250 до 1000 литров) аппаратуру для магнитно-резонансной томографии или же криостаты большой емкости в исследовательских центрах, больницах и на предприятиях газовой отрасли. Основные преимущества данного оборудования: - Легкость и безопасность. Компактное размещение на небольшой площади без необходимости в установке сифона. - Запатентованный, встроенный сифон

Хранение сжиженного гелия. Стационарные резервуары HELIOS® емкостью от 1000 до 10000 литров обладают большой вместимостью и дополнительными возможностями по извлечению и ожижению газа. Оборудование для передачи гелия. Изготовленные по техническим требованиям заказчика сифоны для перекачки гелия и наполняющих станций могут быть как в жестком, так и в гибком исполнении. Многоканальные трубопроводы перекачки гелия используются для крупных научных исследований. Оборудование также включает в себя клапанные коробки. Криостаты, криогенные испытательные модули и клапанные коробки. Криостаты изготавливаются по техническим требованиям заказчика. Кроме того, в ассортименте продукции компании есть клапанные коробки и трубопроводы для перекачки, системы распределения жидкого гелия, а также испытательные устройства для криогенных модулей. Чтобы обеспечить надежное и долговременное охлаждение, резервуары и трубопроводные системы Cryotherm оборудованы особой передовой технологией изоляции, разработанной специалистами компании. Многослойная вакуумная изоляция высокого качества между внутренней и внешней емкостями, с использованием высоко активных адсорбентов и автоматизированным тепловым расчетом, сокращает поступление тепла и минимизирует потери от испарения. GW

www.gasworld.ru

Гелий

www.gasworld.ru

ТЕМА НОМЕРА

Ноябрь 2015

ТЕМА НОМЕРА

Гелий

Сохранение гелия в газовой хроматографии трат и, из-за многолетнего искусственного поддержания низких цен на этот редкий газ, компании не видели смысла производить гелий в больших объемах. Тем временем спрос на него, равно как и цены, продолжает расти.

Гелий - элемент с богатой историей. Каждому известно, что им наполняют воздушные шары, но гелий применяют и во многих других отраслях. Например, этот редкий газ играет ключевую роль в исследованиях на основе газовой хроматографии. И сейчас, когда запасы гелия истощаются, а цены на него растут, остро встает вопрос о необходимости экономии этого ресурса. Из истории гелия В конце первой мировой войны американским Бюро Управления Землями был учрежден федеральный гелиевый резерв. Газ собирались использовать для строительства огнестойких дирижаблей. Когда на смену им пришли более современные технологии, у страны остались огромные запасы гелия и не менее крупные долги. В 1996 году конгресс США решил распродать гелиевый резерв, расплатиться с долгами и к 2015 году приватизировать гелиевую отрасль. Государство удерживало фиксированные цены на гелий, в то время как спрос возрастал. По данным Американского Физического Общества, федеральный гелиевый резерв обеспечивает 40% поставок 20

Ноябрь 2015

гелия в США и 35% по всему миру. Согласно указу 1996 года, Бюро Управления Землями должно было прекратить продажи гелия, как только выплатит долг. Но это бы вызвало серьезный дефицит на рынке гелия, так как другие поставщики не располагали нужным количеством этого редкого газа. Пострадали бы такие важные отрасли, как медицинская томография, производство полупроводников, химический анализ и многие другие. Поэтому, чтобы избежать так называемого «гелиевого обрыва», после того как Бюро Управления Землями расплатилось с долгами в 2013 году был издан новый указ, согласно которому Бюро могло продавать гелий по рыночным ценам. Когда резерв будет исчерпан... Бюро Управления Землями продолжит продажи гелия до тех пор, пока резерв не будет исчерпан практически полностью. По прогнозам, это случится примерно в 2020 году. Указ 1996 года предполагал, что частные компании, занимающиеся производством гелия, смогут занять большую долю рынка, однако этого не произошло. Извлечение и очистка гелия требуют серьезных за-

Гелий в газовой хроматографии В отрасли газовой хроматографии дефицит гелия обусловил поиск других возможных газов-носителей. Довольно распространенной заменой гелию стал водород. Но, будучи приемлемым вариантом, этот газ, тем не менее, не лишен недостатков. Скорость откачки у водорода медленнее, чем у гелия. Кроме того, он обладает меньшей чувствительностью при электронной ионизации. Таким образом, использование водорода вместо гелия способно привести к реакциям с галоидированными растворителями, а в масс-спектрометрии - к изменению спектра. Еще одна возможность уменьшить расход гелия в газовой хроматографии - это переключаться на запасной газ, например азот, во время бездействия прибора. Однако в этом случае азот, как правило, заполняет фильтр, расположенный рядом с инжектором, из-за чего увеличивается время перед последующим запуском оборудования. Самым оптимальным решением для газовых хроматографов и массспектрометров является гелий. Но можно ли сократить его затраты, не повлияв при этом на эффективность приборов? Модуль сохранения гелия В газовой хроматографии при очистке лайнера и септы от остаточных примесей расходуется больше газа, чем в самом процессе разделения и анализа вещества. И, хотя для газового анализа необходим чистый гелий, но как только вводимые вещества оказываются перенесены в аналитическую колонку, то для процессов очистки можно воспользоваться другим газом, что не повлияет на хроматографическое разделение. Используя эту технологию, компания Thermo Scientific создала модуль сохранения гелия. Этот прибор позволяет при газовой хроматографии пользоваться одним баллоном гелия, в зависимости от режима работы, от 3,5 до 14 лет. GW

АВТОР СТАТЬИ Ричард Фассел, Thermo Fisher Scientific Inc.

www.gasworld.ru

ТЕМА НОМЕРА

Гелий

СИСТЕМА КРИОГЕННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВТСП КАБЕЛЯ ДЛИНОЙ 2 500 МЕТРОВ Перед ОАО «НПО «ГЕЛИЙМАШ» была поставлена задача НТЦ ФСК ЕЭС создать промышленную систему криогенного обеспечения (СКО) охлаждения и термической стабилизации в сверхпроводящем состоянии промышленного кабеля постоянного тока длиной 2 500 метров с током 2 500А на напряжение 20 Кв. Исходные данные для проектирования СКО: - холодопроизводительность (при Т=65К), кВт 11-12; - массовый расход жидкого азота, кг/с до 0,6; - давление на входе в криостат силового кабеля, МПа до 1,4; - диапазон рабочих температур ВТСП проводника, К 65 – 75; - потребляемая электрическая мощность, кВт, до 300. Нами были рассмотрены три варианта создания СКО: - переохлаждение циркуляционного азота в теплообменнике, погруженном в жидкий азот, который переохлаждается за счет вакуумирования его паров; вакуумирование, в свою очередь, может быть осуществлено двумя способами –

вакуум-насосами или эжектором; - переохлаждение циркуляционного азота за счет теплообмена с холодным газообразным неоном; - переохлаждение циркуляционного азота за счет теплообмена с холодным газообразным гелием. Очевидно, что в рассмотренных вариантах СКО охлаждение кабеля осуществляется переохлажденным жидким азотом; варианты отличаются принципом переохлаждения циркуляционного азота. Нами первоначально были проведены исследования на системах переохлаждения циркуляционного азота в азоте, находящемся под вакуумом. Исследования проводились в ОАО «НПО «Гелиймаш» и НИЦ «Курчатовский институт». Исследовалось создание вакуума двумя способами: вакуумнасосами и криогенным эжектором. Фотография стенда с эжектором приведена на рис.1. По результатам испытаний был сделан вывод, что при внешней простоте эти способы имеют определенные недостатки: при заданной тепловой нагрузке (12кВт) унос азота составляет свыше 230кг/ч. Для компенсации уноса необходима непрерывная подпитка жидким азотом, который необходимо либо подвозить

Рис. 1 Стенд с криогенным эжектором

в количестве 5 500 кг ежедневно (что для промышленной эксплуатации неприемлемо), либо ввести в состав системы ожижитель азота производительностью порядка 300 кг/ч, что потребует электрической мощности порядка 350 кВт. Положительным результатом проведенных исследований является довольно простой переход от жидкого азота к твердому. Наличие твердой фазы незначительно уменьшило унос, но при небольших нагрузках (1-1,5 кВт) позволило стабилизировать процесс, за счет внутреннего теплообмена унос практически прекратился. Это позволило сделать вывод, что для объектов с небольшим тепловыделением, то есть

Рис. 2 Технологическая схема СКО ВТСП

Ноябрь 2015

www.gasworld.ru

ТЕМА НОМЕРА

Гелий

помещенных в хорошо изолированный криостат, возможно криостатирование при температурах ниже 63К (тройная точка азота) практически без уноса. Таким объектом может быть ВТСП

Рис. 3 Центробежная насосная установка

обмотка электрического двигателя. Для окончательного выбора контура переохлаждения циркуляционного азота мы провели расчеты, которые показали, что энергетические затраты при использовании цикла Брайтона низкого давления для переохлаждения азота неоном или гелием практически одинаковы. При этом в обоих вариантах теоретические энергозатраты составляют порядка 220 кВт. Это превышает значения, полученные при работе на стендовой установке, где циркуляционный азот охлаждался криогенератором, работающим по циклу Стирлинга. Использование аналогичных машин охлаждения для промышленных систем ограничено их низким ресурсом и нами не рассматривалось. Преимущество неона заключается в том, что можно создать центробежный компрессор, который не будет загрязнять газ и, соответственно, нет необходимости организовывать его очистку. К недостаткам использования неона следует отнести отсутствие для работы на нем серийно выпускаемого промышленного оборудования. Мы выбрали для реализации

промышленной системы криогенного обеспечения (СКО) охлаждение циркуляционного азота переохлажденным гелием. Технологическая схема СКО ВТСП приведена на рис. 2. СКО состоит из двух основных контуров и двух вспомогательных. Первый основной контурциркуляционный. Он включает в себя центробежную насосную установку 1, блок переохлаждения циркуляционного азота 2, накопитель переохлажденного азота 3, криостат ВТСП кабеля 4 и криостат возвращаемого жидкого азота 5. Центробежная насосная установка (рис. 3) включает в себя два центробежных криогенных насоса (один - рабочий, второй - резервный) и переключающую арматуру, позволяющую при отказе работающего насоса автоматически переключиться на резервный. Установка изготавливается отечественным предприятием НПФ «Контех-крио» на базе центробежных насосов ТС-34 (США). Блок переохлаждения циркуляционного азота 2 предназначен для переохлаждения циркуляционного азота до температуры 65К. Переохлаждение осуществляется в витом оребренном теплообменнике гелий-жидкий азот. Так как охлаждение жидкого азота осуществляется гелием при температуре входа в теплообменник 48К, то, во избежание замораживания азота, используется прямоточная схема теплообмена. Конструктивно этот теплообменник размещается внутри вакуумного корпуса, вместе с теплообменником гелиевого рефрижератора 6. (рис. 4). Накопитель переохлажденного азота 3 представляет собой вертикальную криогенную емкость объемом 10 м3, рассчитанную на давление до 16 атм. Емкость разработана ОАО «НПО «Гелиймаш» и серийно выпускается.

Табл. 1 Основные технические характеристики гелиевого винтового компрессора

www.gasworld.ru

Рис. 4 Блок переохлаждения циркуляционного насоса

(рис. 5). Криостаты кабеля и возврата циркуляционного азота поставляются ОАО «Икутсккабель» Вводное устройство в криостат кабеля

Рис. 5 Криогенная вертикальная емкость

Ноябрь 2015

ТЕМА НОМЕРА

Гелий

Рис. 6 Винтовой гелиевый компрессор

и выход из трубопровода возврата жидкого азота разрабатывает НИЦ «Курчатовский институт». Второй основной контур – гелиевый рефрижератор. Для рефрижератора ООО «Невьянский машиностроительный завод» специально разработал гелиевые винтовые компрессоры (рис. 6), параметры которых приведены в таблице 1. Для обеспечения надежности СКО включает в себя два компрессора, которые обеспечивают непрерывную работу системы. Так как ОАО «НПО «Гелиймаш» выпускает гелиевые ожижители, работающие с маслозаполненными компрессорами (поршневыми и винтовыми), то вопросу очистки гелия от масла уделяется большое внимание. В объединении разработана система очистки от масла состоящая из двух ступеней: фильтр и адсорбер 8 (Рис. 7). Эта система хорошо себя показала при длительной эксплуатации гелиевых установок. Фильтры, самоочищающиеся на стекловолокнах, имеют практически неограниченный ресурс работы, масляные адсорберы рассчитаны на непрерывную работу в течение года, поэтому мы устанавливаем два адсорбера, позволяющих осуществлять непрерывную работу. Количество примесей масла в гелии после адсорбера не превышает 0.0004 мг/м3. ОАО «НПО «Гелиймаш» имеет большой опыт изготовления турбодетандеров самого широкого диапазона как по расширяемому газу, так и по мощности,

Рис. 8 Турбодетандерный агрегат

давлению. Для данного рефрижератора разработан турбодетандер 9 (Рис. 8) на масляных опорах со следующими параметрами (Таблица 2). Замена модуля турбодетандера в случае выхода его из строя занимает не более 30 минут. В это время, а также при переключении компрессоров, параметры кабеля обеспечиваются за счет переохлажденного азота, имеющегося в накопителе переохлажденного азота 3. Так как поток азота постоянно проходит через накопитель, то никакое дополнительное подключение ему не требуется. В СКО имеется два дополнительных контура: подпитка жидкого азота и хранение и подготовка газообразного гелия. Подпитка жидкого азота обеспечивает постоянное количество жидкого азота в циркуляционном контуре и осуществляется за счет запаса жидкого азота в подпиточной емкости 10. Эта же емкость используется совместно с атмосферным испарителем 11 (Рис. 9) для отогрева кабеля. Контур хранения и подготовки гелия обеспечивает следующие операции: - первичный прием газообразного гелия; - очистка его; - закачка в ресиверы; - поддержание давления на всасе компрессора рефрижератора. Контур включает в себя закачной компрессор производства Уральского

Рис. 7 Система очистки от масла

компрессорного завода, блок осушки, ресиверы 12 (рис. 10) производства ОАО «НПО «Гелиймаш» и мягкий газгольдер (ООО НПФ «ПОЛИТЕХНИКА»). СКО обеспечивает все режимы работы: - первоначальное захолаживание всего оборудованиякабеля, трубопровода обратного потока, накопительной емкости, подпиточной азотной емкости требуется не более 12 тонн жидкого азота; - режимы термостатирования кабеля; - эвакуацию, при необходимости, жидкого азота из кабеля, отогрев кабеля. Все вышеуказанные режимы автоматизированы. Таким образом, разработана система криогенного обеспечения промышленного ВТСП кабеля на основе оборудования, выпускаемого в основном отечественной промышленностью. В настоящее время оборудование полностью изготовлено, и готовится его монтаж на стендовой площадке НТЦ ФСК ЕЭС. GW

АВТОРЫ СТАТЬИ

Табл. 2 Основные параметры турбодетандера

Ноябрь 2015

к.т.н. Краковский Б.Д., к.х.н. Удут В.Н, к.т.н. Шубин Г.С., (ОАО «НПО «Гелиймаш»), д.т.н. Сытников В.Е. (НТЦ ФСК ЕЭС), Патрикеев В.М. (НИЦ «Курчатовский институт»

www.gasworld.ru

ĶŉřőŒŏŒŇŌŌ ņşŕŒŎŒō ŕŖŉœŉőŌ śŌŕŖŒŖş ĦĴķ œŒ œŔŒŌŋņŒňŕŖņŗ ŊŌňŎŒŇŒ ŎŌŕŏŒŔŒňń, ńŋŒŖń Ō ńŔŇŒőń

OOO «SIAD Rus» ĥŒŏŠŜńţ ĨŐŌŖŔŒņŎń ň.12/1, ŕŖŔ. 1, 3 šŖńŊ 107031 Ň. İŒŕŎņń, ĴŒŕŕŌţ Ķŉŏ. +7 495 7213026 - ĸńŎŕ +7 495 7213026 siad@siad.ru

www.siadmi.com

• ĳŒŏŗśŉőŌŉ ņşŕŒŎŒśŌŕŖŒŇŒ ŎŌŕŏŒŔŒňń, ńŋŒŖń Ō ńŔŇŒőń ŅŏńŇŒňńŔţ ŌŕœŒŏŠŋŒņńőŌŢ ŎŔŌŒŇŉőőşř ŖŉřőŒŏŒŇŌō; • ĦşŕŒŎńţ šŘŘŉŎŖŌņőŒŕŖŠ œŔŒŌŋņŒňŕŖņŉőőŒŇŒ œŔŒŚŉŕŕń, ňŒŎńŋńőőńţ őń ŚŉŏŒŐ Ŕţňŉ ŔńŅŒŖńŢŝŌř ŗŕŖńőŒņŒŎ; • ĬŋŇŒŖŒņŏŉőŌŉ ŒŅŒŔŗňŒņńőŌţ œŒň ŋńŎńŋ œŒ ŖŔŉŅŒņńőŌţŐ ŎŒőŉśőŒŇŒ œŒŏŠŋŒņńŖŉŏţ; • ĥŏŒśőńţ ŕŅŒŔŎń, ŗŕŎŒŔţŢŝńţ ŐŒőŖńŊ, ŋńœŗŕŎ Ō ņņŒň ņ šŎŕœŏŗńŖńŚŌŢ; • įŉŇŎŒŕŖŠ ņ šŎŕœŏŗńŖńŚŌŌ, ŒŅŉŕœŉśŌņńŉŐńţ ĤĵķĶĳ Ņŉŋ ņŐŉŜńŖŉŏŠŕŖņń ŒœŉŔńŖŒŔń; • ıńňŉŊőńţ ĤĵķĶĳ, ŇńŔńőŖŌŔŗŢŝńţ ńňńœŖńŚŌŢ ŔńŅŒśŉŇŒ ŚŌŎŏń Ŏ ŌŋŐŉőţŢŝŌŐŕţ ŖŔŉŅŒņńőŌţŐ Ŏ œŔŒňŗŎŚŌŌ; • ķŕŏŗŇń ňŌŕŖńőŚŌŒőőŒŇŒ ŐŒőŌŖŒŔŌőŇń ŗŕŖńőŒņŎŌ ŒŖ ŎŒŐœńőŌŌ SIAD Macchine Impianti.

ТЕМА НОМЕРА

Гелий

Новая история гелия в России

Установка сжижения гелия ОГ-500

Гелиевый рынок в РФ обладает значительным потенциалом, особенно с учетом запасов гелия в неосвоенных месторождениях Восточной Сибири и Якутии (0.19-0.67%). В России извлечение гелия и его ожижение в промышленных масштабах производится на данный момент только на Оренбургском ГПЗ. Наиболее удобный способ транспортировки гелия - перевозка его в сжиженном виде, т.к. его объём уменьшается почти в 800 раз. Для этих целей ООО «Газстрой» (ранее ООО «Криогазтех» г. Санкт - Петербург), совместно с компанией Linde Kryotechnic, – одним из мировых лидеров в производстве криогенного оборудования, – спроектировал и реализовал для ОАО «Газпром газэнергосеть» уникальный проект – «Установку сжижения гелия ОГ-500» на Оренбургском гелиевом заводе. Подобные объекты не строились в РФ уже более 20 лет. Центральная система комплекса - ожижитель производства компании Linde Kryotechnic. Ожижитель работает по модифицированному циклу Брайтона, с двухступенчатым расширением гелия в турбодетандерах и предварительным охлаждением жидким азотом. Производительность установки 500 л/ч жидкого гелия. Компания ООО «Газстрой» сопровождала этот проект от инициации до отгрузки первых партий продукта. При проектировании комплекса ожижения в Оренбурге сотрудниками ООО «Газстрой» активно применялось 3-х мерное моделирование и работа специалистов в одной модели установки со всей трубопроводной обвязкой, металлоконструкциями, кабельными линиями и др., что свело количество проектных коллизий к минимальным. Основной трудностью явилось практически полное отсутствие нормативно-технической документации в данной отрасли, про26

Ноябрь 2015

ектировщикам приходилось пользоваться документацией из смежных отраслей. Строительство установки сжижения гелия на Оренбургском ГПЗ заняло 5 месяцев. Специалисты компании ООО «Газстрой» выполнили работы по монтажу конструкций основного технологического оборудования фирмы Linde Kryotechnik AG (Швейцария), а также работы по теплоизоляции строительных конструкций, монтаж оборудования водопроводных сетей, провели кабельные трассы и подсоединили щиты управления, произвели монтаж и испытания трансформаторной подстанции первой категории надежности. Также были реализованы система подачи гелия в узел редуцирования, узел учета, система учета и редуцирования азота, произведен монтаж резервуаров жидкого азота, газообразного гелия, хранилища жидкого гелия. Компания «Газстрой» осуществила пусконаладочные работы и индивидуальные испытания, продувки, опрессовки. Работы на лицензионном оборудовании осуществлялись с участием специалистов Linde. С сентября 2013 по январь 2014 года усилиями сотен людей был построен уникальный для России объект. Были решены нетривиальные задачи, связанные с транспортировкой и монтажом крупногабаритного оборудования, сваркой и освидетельствованием криогенных трубопроводов с вакуумной изоляцией, прокладкой километров трубопроводов и кабелей в условиях действующего особо опасного производственного объекта. В июле 2014г. установка была успешно введена в эксплуатацию. Подробнее об этом можно узнать из ранее опубликованной статьи, посвященной запуску этой установки [1]. Кроме того, компания ООО «Газстрой» оказывает и будет оказывать, на протяжении всего срока службы установки, проектно-техническую поддержку ко-

нечному пользователю (ООО «ГДО»). Некоторое время тому назад «Газпром» анонсировал создание Амурского Газоперерабатывающего завода. Амурский ГПЗ станет крупнейшим в России и одним из крупнейших в мире предприятием по переработке природного газа, при этом в состав ГПЗ также войдет крупнейшее в мире производство гелия. На ГПЗ по газопроводу «Сила Сибири» будет поступать многокомпонентный газ Якутского и Иркутского центров газодобычи, создаваемых «Газпромом» в рамках реализации Восточной газовой программы. Газ этих месторождений содержит порядка 0.19-0.67% гелия, содержание последнего в нем в несколько раз превышает соответствующие значения для газа Оренбургского месторождения. Разработка данных месторождений, с последующим извлечением гелия и его реализацией позволит РФ выдвинуться в число лидеров по производству и торговле гелием. Пуск Амурского ГПЗ предварительно назначен на 2025 г. [2]. Реализация гелия, который будет произведен Гелиевым комбинатом Амурского ГПЗ, потребует его доставки потребителю. Перевозка гелия на значительные дистанции в компримированном газообразном виде экономически уступает доставке его в сжиженном виде. Гелиевый комбинат планируется оснастить несколькими производственными линиями ожижения гелия. Гелий, таким образом, можно будет доставлять потребителю в транспортных криогенных контейнер-цистернах. Однако, подобный способ доставки потребует создания определенной инфраструктуры за пределами ГПЗ, на маршрутах транспортировки гелия с ГПЗ к тем или иным крупным транспортным узлам. Одним из таких узлов предполагается сделать морской порт г. Владивосток. Транспортирование жидких криопродуктов обладает целым рядом особенностей по сравнению с перевозкой обычных жидкостей, даже по сравнению с перевозкой сжиженных углеводородных газов (СУГ). Особенно сложной является перевозка жидкого гелия, обладающего наинизшей среди жидких криопродуктов температурой. Крайне низкая его температура (-269 °С) обуславливает столь значительный теплоприток к жидкости через стенку емкости, что необходимо использование не просто газонаполненной или насыпной экранно-вакуумной изоляции, которые повсеместно используются в большинстве емкостей для перевозки или хранения жидких азота, кислорода или природного газа, а много более эффективной и дорогостоящей вакуумной изоляции с азотным экраном (охлаждение жидким азотом). www.gasworld.ru

ТЕМА НОМЕРА

Гелий

Логистический центр гелия

Даже сокращенный за счет этого теплоприток приводит к постепенному выкипанию ценного перевозимого продукта, из-за чего время бездренажного хранения жидкого гелия в современных емкостях составляет порядка 25-30 суток. Выкипание криопродукта в емкости вызывает подъем давления, при превышении безопасного значения которого (порядка 0,6 МПа (изб.) производится сброс избытка паров через предохранительные устройства емкости. Неизбежные при этом потери ценного продукта могут быть в значительной степени минимизированы за счет обработки емкостей с жидким гелием в специально оборудованных промежуточных пунктах на пути от ГПЗ до потребителя, на которых был бы осуществлен сброс избыточного давления паров в специальные ресиверы, без потерь в атмосферу, а при необходимости также осуществлен долив жидкого гелия в емкость для компенсации выкипевшего при транспортировке. Такие пункты могут быть также использованы для обслуживания порожних цистерн, возвращающихся от потребителя и нуждающихся в сбросе остаточных паров гелия, захолаживании полностью выкипевших емкостей, доливе 5% емкости жидким гелием для компенсации теплопритоков по пути от Логистического центра гелия до ГПЗ, проверке чистоты емкости и очистке емкости в случае, если анализ показывает наличие в гелиевой полости посторонних примесей (компонентов воздуха, воды, углекислоты и т.п.). Также, как полные, так и порожние цистерны потребуют: - долива жидкого азота в экраны для компенсации его потерь при транспортировке; www.gasworld.ru

- взвешивания, оформления таможенных документов; - в случае необходимости - незначительного ремонта автоцистерн. Для работы с требующими ремонта или очистки от примесей емкостями Логистический центр гелия будет оборудован несколькими ремонтными постами, на которых в частности можно будет осуществить промывку, вакуумирование и захолаживание очищаемых емкостей. Заказчиком проекта было предложено оборудовать такой комплекс (Логистический центр гелия) в районе города Владивосток, на территории опережающего развития “Надеждинская”. Логистический центр для осуществления данных операций снабжается следующим оборудованием: - постами для обслуживания контейнер-цистерн, позволяющими принять пары гелия в систему хранения, подать в емкость жидкий гелий для долива или захолаживания, подать жидкий азот на пополнение азотных экранов; - гелиевыми ожижителями со вспомогательными системами, позволяющими принять гелий из системы хранения, очистить его и ожижить для осуществления долива и/или захолаживания транспортных емкостей; - ВРУ с системой хранения жидкого азота для обеспечения нужд комплекса (предварительное охлаждение колдбоксов ожижителей, азотные экраны резервуаров хранения и автоцистерн); - компрессорным оборудованием, обеспечивающим компримирование гелия для ожижения и воздуха для ВРУ, а также закачку гелия в баллоны для реализации

его в газообразном виде без ожижения; - вспомогательные системы, в т.ч. вакуумные станции, станция воздуха КИП, система охлаждения компрессорного оборудования, атмосферные испарители и ресиверы систем хранения и др. Применяя опыт, полученный при проектировании установки сжижения гелия ОГ-500, компанией ООО «Газстрой» была разработана предпроектная документация (Pre-FEED Study) по данному объекту. После введения в эксплуатацию Логистический центр гелия позволит эффективно, с минимальными потерями доставлять жидкий гелий заказчикам в Азиатско-Тихоокеанском Регионе – одной из наиболее бурно развивающихся экономических зон мира. Использование морского транспорта позволит доставлять подготовленные в Логистическом центре цистерны с жидким гелием в такие страны как Япония или Китай. Литература: 1. Куцак М.Ю., Манилкин И.Г., Дубинин Т.Г., Агейский Д.Э., Куприянов А.В. «Запуск установки сжижения гелия ОГ-500» // Территория Нефтегаз, 2014, №5. 2. «Газпром и СИБУР достигли соглашения по Амурскому ГПЗ» // «Вести Экономика». GW

АВТОРЫ СТАТЬИ Куцак М.Ю. генеральный директор, Манилкин И.Г. технический директор, Агейский Д.Э. инженер технолог, ООО «Газстрой»

Ноябрь 2015

ТЕМА НОМЕРА

Гелий

Криогенная инфраструктура Европейского проекта XFEL XFEL - проект Европейского Рентгеновского Лазера на Свободных Электронах (European X-ray Free Electron Laser - XFEL), в настоящее время полным ходом идет в крупнейшем исследовательском центре, Немецком Электронном Синхротроне (Deutches Elektronen Synchotronen- DESY), в Гамбурге. Целью проекта является получение когерентного рентгеновского излучения высокой энергии со свойствами лазера. Длина волны рентгеновского излучения сопоставима с размерами атомов, что открывает новые возможности в фундаментальной науке, медицине, а также в промышленных исследованиях и разработках. Рентгеновское излучение будет испускаться свободными электронами, ускоренными до энергии порядка 20 ГэВ. Электроны будут ускоряться в подземном Линейном Ускорителе сверхпроводящими резонаторами частотой 1.3 Гц, охлажденными до температуры 2К. Восемь резонаторов помещены в криостат, называемый ускорительным криомодулем. Несколько криомодулей объединены в цепочки посредством Соединительных Камер. В дополнение, несколько цепочек соединены 28

Ноябрь 2015

и запитаны жидким гелием через так называемые Вводы и Концевики. Эти Вводы и Концевики запитываются гелием из распределительной клапанной камеры по многовложенным Криогенным Трубопроводам длиной около 220 метров. Другая линия запитки (примерно 180 метров) соединяет распределительную клапанную камеру с заводом по ожижению гелия на поверхности земли. В начале 2013 года DESY выставил на торги тендер двумя лотами Криогенную Распределительную Систему, включающую в себя три Ввода, три Концевика, шесть Соединительных Камер криомодулей и четыре гелиевых многовложенных (газовых и жидкостных)Криогенных Трубопровода. Компания Demaco стала победителем в тендере на оба лота и приступила к работе с лета 2013 года. В настоящее время Demaco завершает проект установкой трех Криогенных Трубопроводов в тоннель ускорителя.

для подачи жидкого гелия в резонаторы, но и являются частью измерительной системы, содержащей датчики измерения расхода, давления, температуры, уровня жидкого гелия главной возвратной линии. Кроме того, они служат вакуумным барьером

Вводы, Концевики и Соединительные Камеры Криомодулей Вводы, Концевики и Соединительные Камеры Криомодулей служат не только www.gasworld.ru

ТЕМА НОМЕРА

Гелий

между несколькими цепочками резонаторов, а также между резонаторами и Криогенными Трубопроводами. Помимо этого (но не ограничиваясь этим) Вводы и Камеры используются для соединения сверхвысоковакуумной лучевой трубки с Криомодулями. Мультифункциональные требования, в совокупности с недостатком доступного пространства и жесткими ограничениями по тепловым нагрузкам, сделали данные Камеры чрезвычайно сложными. Из-за высоких технических требований, Камеры поставили перед разработчиками несколько трудноразрешимых задач. Первый вызов – это расчетное давление 4 бар (а) и давление испытания 6 бар (а) при рабочем давлении всего в 0,03 бар (а). Таким образом, предопределена пропасть между рабочими и испытательными условиями. Так как система и её опоры должны выдерживать условия испытаний, то это означает их экстремальную переразмеренность по отношению к условиям эксплуатации. Следующим вызовом стал уровень допустимых теплопотерь. Некоторые технические решения были предусмотрены DESY, такие как 2 тепловых экрана (40К и 8К). Однако потребовались дополнительные технические решения для снижения теплопотерь на уровнях 8К и 2К. Теплопередача за счет теплопроводности составляет примерно половину общих теплопотерь и напрямую зависит от внутренних опор. Таким образом, данные

опоры должны быть настолько малы и настолько длинны, насколько это возможно. Вторая половина теплопотерь вызвана теплопередачей излучением. Эта часть теплопотерь уменьшается путем использования многослойных отражающих экранов, но ещё более важно обеспечить надлежащее позиционирование экранов для того, чтобы предотвратить какие-либо разрывы в отражающих слоях. Третьим вызовом было ограниченное пространство, выделенное под Камеры. Безусловно, основным параметром себестоимости подземных сооружений является диаметр тоннеля. Так как диаметр тоннеля чрезвычайно ограничен, то доступное пространство для размещения Вводов с учетом недопустимости пересечения с другими системами крайне мало. Это означает малые размеры Вводов и Камер и как следствие – чрезвычайные ограничения габаритов всей криогенной системы. Четвертым вызовом стали жесткие требования по допустимым отклонениям, вызванные и очень низким и допустимыми нагрузками на места соединения модулей ускорителя и прецизионным позиционированием сверхвысоковакуумной лучевой трубки. Этотребованиене стоит недооценивать, так как нагрузка во время испытаний пробным давлением или аварийных случаях направлена в одну сторону, а нагрузка от захолаживания – в обратную. Для того, чтобы разрешить указанную проблему, опоры должны воспринимать нагрузки и смещения в обоих направлениях, в то же время сохраняя способность фиксировать местоположение в жестких рамках.

“

“ Компания Demaco является лидирующим партнером в области криогенной инфраструктуры для газовых компаний, научных центров и EPC компаний по всему миру...”

Не меньшим вызовом явились датчики (например,расхода). Эти датчики используются в условиях за пределами испытанных диапазонов. Свойства материалов обычно хорошо известны, однако при 2К многие свойства материалов получены методами экстраполяции, а не экспериментально исследованы и измерены, что дает непредсказуемые результаты при интерпретации показаний датчиков. По прошествии десятилетий компания Demaco достигла значительного опыта в данных областях науки, а также в тех-

нических решениях для уровнемеров, нагревателей, клапанов, датчиков температуры и расхода, эксплуатируемых на уровнях 2К. Это стало обычной практикой для Demaco. Существенные нагрузки требуют мощных и больших опор. Низкие теплопритоки требуют тонкие и длинные опоры. Ограничения в габаритах позволяют использовать только короткие опоры. Так как эффект от захолаживания (сжатие) направлен в противоположную сторону по сравнению с нагрузкой от давления в технологической линии (расширение), то, по крайней мере в некоторых местах, должно быть предусмотрено ослабление конструкции для снятия нагрузок, что входит в противоречие с малыми допусками на смещение соединений. Компания Demaco смогла найти оптимальное криогенное решение для преодоления всех этих противоречивых потребностей. Оно было достигнуто в совместной работе с командой DESY на всех стадиях проекта, особенно во время согласования документации по итогам каждой фазы разработки. Вводы, Концевики и Соединительные Камеры были тщательно и успешно испытаны в Demaco и смонтированы на площадке XFEL в Гамбурге. Криогенные Трубопроводы Криогенные трубопроводы также были предметом специальных требований. Одно из основных опасений вызывали допустимые теплопритоки. Криогенные Трубопроводы в туннеле были оснащены двумя тепловыми экранами (8К и 40К) для удовлетворения тепловых критериев. Суть проблемы Криогенных Трубопроводов заключалась в том, что термическое замыкание (тепловой поток между двумя линиями или между линией и экраном) может быть выявлено только после сравнения температуры на входе и выходе линий после монтажа. Замыкание может случиться в любой точке промежутка между началом и окончанием линии, а единственным способом определения местоположения такого замыкания является демонтаж линии. Это делает контроль качества на всех этапах производства и монтажа очень важным. Вторым требованием были очень сжатые сроки поставки, принимая во внимание размах проекта и длину линий. Обычный производственный процесс здесь не подходил. Попросту было недостаточно времени для последовательного изготовления секций одна за другой. Единственным способом уложиться в жесткие сроки поставки был переход сборочной линии на серийное изготовление. Оптимизация технологического процесса изготовления под серийное производство стала ещё одНоябрь 2015

ТЕМА НОМЕРА

Гелий

© Demaco ним вызовом для инжиниринговой команды. Возможно, эти линии стали первым случаем в истории, когда многовложенные(6 и 7 параллельных линий) гелиевые Криогенные Трубопроводы с двойными экранами изготавливались серийно! Комбинация обоих требований, конечно, предопределила возникновение проблемы: как разработать относительно простую конструкцию и изготовить её так, чтобы выдержать согласованный график поставки при сохранении качества продукта на выходе. Для примера, одна маленькая небрежность при нанесении многослойной изоляции для линии 2К, может легко стать причиной теплового замыкания. Решение подобных задач требует специализированного подхода к проектированию, оснастке, технологическим процессам, добавляя дополнительные мероприятия по контролю качества. Для обеспечения возможности демонстрации соответствия требованиям, трубопроводы оборудованы с обеих сторон датчиками давления и температуры, визуализируя информацию о фактических характеристиках Криогенных Трубопроводов во время эксплуатации. Наконец, линии оснащены предохранительными клапанами технологических 30

Ноябрь 2015

трубопроводов и вакуумного кожуха. Краеугольным камнем явился рисканализ, выполненный Demaco совместно с заказчиком. Такие исследовательские институты, как DESY, знакомы с системами жидкого гелия и имеют четкое представление об уровне требований по безопасности. Совместная работа привела к надежному, безопасному и утвержденному проекту. Далее необходимо было смонтировать Криогенные Трубопроводы за пределами здания на эстакаде. Манипуляции с линиями в тоннеле стали очередным вызовом. Линии проходили по самому верху тоннеля, где было размещено огромное количество иного оборудования. Demaco приняло решение произвести монтаж сварных соединений на уровне пола, что позволило значительно упростить сварку и испытания, а затем, при содействии команды DESY, подняло весь многовложенный Криогенный Трубопровод с двумя экранами (длиной до 87 метров!) за одну операцию под свод тоннеля. Уже под потолком Криогенный Трубопровод был соединен с Вводами. В настоящее время заключительные секции Криогенных Трубопроводов устанавливаются в тоннеле. Demaco плани-

рует успешно завершить данный проект, включая приемочные испытания, до окончания года. Компания Demaco является лидирующим партнером в области криогенной инфраструктуры для газовых компаний, научных центров и EPC компаний по всему миру. Наша команда криогенных специалистов, Криогениев, стремится содействовать нашим партнерам в ежедневных усилиях по транспортировке и работе со сжиженными газами. Путем консультаций, проектирования, инжиниринга, изготовления, испытаний и монтажа специализированных вакуумно-изолированных систем высшего качества мы последовательно предоставляем нашим клиентам лучшую криогенную инфраструктуру. GW

АВТОРЫ СТАТЬИ Петер Риджневелд, Проект-менеджер водородных и гелиевых систем Demaco BV (Нидерланды) Михаил Аллин, Генеральный директор «Демако Криогеникс Руссия» (РФ)

www.gasworld.ru

ТЕМА НОМЕРА

Гелий

Разработка опытно-промышленной технологии изготовления отечественных полых газоразделительных волокон и мембранных элементов на их основе За рубежом активно изготавливаются и внедряются в производственные процессы мембранные газоразделительные установки на основе полых газоразделительных волокон. В мире известно не более десяти крупных зарубежных фирм, изготавливающих полые волокна и поставляющих мембранные газоразделительные модули и установки для различных процессов газоразделения, в том числе «AirLiquide» (Франция-США), «AirProducts» (США), «UBE» (Япония). Сотни инжиниринговых компаний заказывают готовые модули для изготовления мембранных газоразделительных установок, в том числе и российские фирмы. Все это приводит к удорожанию установок, также появляется зависимость российских производителей от зарубежных поставщиков, которые в любой момент могут отказать в поставке модулей российским предприятиям. В России полое волокно для газоразделения практически не производится, лишь в нескольких институтах РАН выполняются научно-исследовательские работы. Учитывая значимость проблемы, связанной с импортозамещением перспективной технологии разделения газовых смесей, ПАО “Криогенмаш” в 2014г. приступило к разработке отечественной опытно-промышленной технологии из-

готовления полых газоразделительных волокон и мембранных модулей на их основе. Первый этап работы заключался в выборе полимерных материалов для создания полых волокон. Он является одним из определяющих и сложных в реализации. 1. Поиск и выбор полимеров для изготовления полых газоразделительных волокон, селективных к азоту и гелию Полимерные материалы, пригодные для изготовления полых волокон для выделения азота из воздуха, должны характеризоваться значением коэффициента селективности по паре газов О2/N2 не менее 5,3 и проницаемостью по азоту не менее 16 л/час/м2/атм. Также необходимо добиться устойчивости волокон к давлению разделяемого газа не менее 15 бар. Мембрана должна обладать механическими свойствами, обеспечивающими длительный срок эксплуатации мембраны (не менее 8-10 лет) без существенных изменений диффузионных характеристик. Допускается снижение проницаемости на 1-1,5% в год, которое связано с постепенным уплотнением пористой структуры при эксплуатации и старением полимера. Половолоконная мембрана для извлечения гелия из природного газа должна иметь коэффициент селективности по

Рис. 1 Установка для производства полых газоразделительных волокон

Ноябрь 2015

паре газов Не/СН4 не менее 120, а проницаемость по гелию - не менее 100-150 л/час/м2/атм. Все требования к механическим свойствам волокна, применяемого для извлечения гелия из природного газа, усиливаются по сравнению с волокном для извлечения азота, так как разделение происходит при перепаде рабочего давления до 100 атм. Первый этап проведенной ПАО «Криогенмаш» работы заключался в подборе полимерных материалов, приемлемых для получения полых волокон, отвечающих всем вышеописанным требованиям с высокими экономическими показателями. Для решения этих задач предприятие обратилось в ряд российских научно-исследовательских институтов, занимающихся синтезом и реализацией полимерных материалов. Нам в результате был предложен ряд перспективных полимеров для проведения исследований. При определении диффузионных характеристик полимеров была разработана методика, основанная на применении в качестве газоанализатора масс-спектрометра. Методика обеспечивает возможность измерения сверхмалых потоков газов с высокой точностью, для измерения использовались гомогенные пленки толщиной 50-60 мкм, которые формовались поставщиками образцов полимеров. В результате был выбран ряд модифицированных полисульфонов и полиимидов отечественного производства. 2. Разработка опытной технологии изготовления полых волокон для извлечения гелия из природного газа. Асимметричное полое волокно получается методом «сухо-мокрого» формования. На рис. 1 представлена опытнопромышленная установка для получения полого газоразделительного волокна. Раствор полимера продавливается через фильеру с одновременным пропусканием раствора осадителя или сжатого газа через ее внутреннее отверстие в ванну, заполненную осадительным раствором. В состав системы приготовления раствора входит емкость из нержавеющей стали, система нагрева емкости до 80 °С www.gasworld.ru

ТЕМА НОМЕРА

Гелий

Рис. 2 Срез полого волокна под микроскопом

с термостатом и мешалка с верхнеприводным мотором. В систему фильтрации прядильного раствора входит одноразовый фильтр и фильтрационный насос. Система формования волокна укомплектована емкостью из нержавеющей стали с теплоизоляцией. Предусмотрен нагрев и охлаждение раствора в ванне в диапазоне от 5°С до 70 °С с системой термостатирования. Сформованное волокно поступает в ванну промывки. Система промывки снабжена ванной из нержавеющей стали с теплоизоляционным покрытием и устройством нагрева до 60 °С с системой термостатирования. В системе формования волокна производится контроль и регулировка следующих параметров: температура полимерного раствора, температура раствора осадителя, скорость подачи полимера на фильеру, скорость подачи осадителя (газ/ жидкость) на фильеру, скорость вращения приемного вала, скорость вращения намоточного устройства, высота воздушного зазора после выдавливания раствора полимера из фильеры. Промытое волокно подается в ванну нанесения тонкого слоя полимера толщиной менее 0,1-1мкм для закрытия всех микродефектов на поверхности волокна. www.gasworld.ru

При помощи пульта управления устанавливаются параметры, обеспечивающие автоматическое движение волокна с определённым натяжением, сушку и нанесение слоя полимера на поверхность волокон. Готовое полое волокно поступает в камеру сушки, затем следует его послойная намотка на бобину. Камера сушки теплоизолирована. Намоточное устройство содержит съёмную катушку

намотки волокна, двигатель, обеспечивающий движение волокна, и автоматическое устройство для контроля натяжения волокна. Далее следует волоконный укладчик – устройство, обеспечивающее намотку волокна на катушку послойно. На рис. 2 размещена фотография среза полученного волокна, выполненная на электронном микроскопе с разрешающей способностью 3,0 нм. На рисунке четко виден гомогенный диффузионный слой толщиной 1-1,5 мкм, обеспечивающий селективность извлечения основного продукта – гелия. Под диффузионным слоем расположена микропористая структура, обеспечивающая работоспособность диффузионного слоя. Диаметр пор в прилегающем слое составляет от 0,2 до 0,5 мкм. Далее по мере удаления от диффузионного слоя диаметры пор возрастают до 1-5 мкм. Обнаружены также микродефекты в диффузионном слое. Поэтому в технологии производства волокон применяется покрытие поверхности волокна сверхтонким слоем “залечивающего” покрытия. 3. Процесс изготовления мембранных модулей Процесс изготовления мембранных элементов включает в себя следующие стадии: упаковка волокон в корпус мембранного модуля, герметизация торцов корпуса модуля и обрезка волокна в торцах корпуса. Для изготовления модуля формируется пучок полых волокон, который вручную укладывается в корпус согласно необходимой плотности упаковки. На системе приготовления клея подготавливается герметизирующий состав. Затем мембранный модуль помещают в устройство для склеивания торцов и подают клеевой герметизирующий состав (рис.3). В центрифуге происходит равномерная герметизация межволоконного про-

Рис. 3 Система герметизации торцов мембранного модуля

Ноябрь 2015

ТЕМА НОМЕРА

Гелий

Рис. 4 Мембранный газоразделительный модуль производства ПАО «Криогенмаш»

странства по торцам модуля. Далее мембранный модуль направляется на систему обрезки, где загерметизированные торцы обрезаются без замятия волокна с помощью ножа гильотинного типа из высокопрочной стали. Опытно-промышленный мембранный модуль для концентрирования гелия из природного газа, изготовленный в ПАО “Криогенмаш”, представлен на рис. 4.

В результате выполненных работ изготовлены партии полых волокон для концентрирования гелия из природного газа и извлечения азота из воздуха. Коэффициент селективности по паре газов Не/СН4 для последних партий составил 150 с проницаемостью по гелию 50 л/ м2/час/атм. Полученные данные по диффузионным характеристикам превосходят соответствующие значения фирмы

“UBE”(Япония). Наработанные партии волокон для извлечения азота из воздуха характеризовались коэффициентом селективности по паре газов О2/N2 в диапазоне 4,8 - 5,1 и производительностью по азоту до 10-14 л/м2/час/атм. Общее время выполнения работ по отработке технологии производства полых газоразделительных волокон для выделения азота из воздуха и концентрирования гелия из природного газа составило порядка 20 месяцев. В настоящий моментпродолжаются работы по совершенствованию свойств полых газоразделительных волокон, а также разрабатываются конструкции сменных мембранных картриджей для очистки природного газа. GW

АВТОРЫ СТАТЬИ А.С. Баберкин к.х.н.,О.Г. Талакин, М.В. Корягина, Н.Н. Фатеев ПАО “Криогенмаш”

Ноябрь 2015

www.gasworld.ru

ТЕМА НОМЕРА

Гелий

Технология получения неона и гелия из воздуха. Пути снижения удельных затрат на очистку неоногелиевой смеси Рис.1. Упрощенная технологическая последовательность получения неона и гелия из воздуха

Утилизация отбросных потоков. Получение гелия. Атмосферный воздух является единственным промышленным источником для получения редких газов: неона, криптона и ксенона, а также гелия, который является попутным газом при извлечении неона. В соответствии с распределением температур нормального кипения эти газы извлекают парами в виде неоногелиевой смеси на основе азота и криптоноксеноновой смеси, основным компонентом которой является кислород. Получение чистых продуктов из газовых концентратов производят поэтапно (рис.1): обогащение исходного концентрата, полученного в блоке разделения воздуха; полное удаление примесей; разделение целевого компонентов и очистка каждого из них до заданной чистоты; утилизация отбросных потоков. Как правило, эти операции осуществляются в отдельных установках, использующих различные физические (фазовая сепарация, адсорбция, абсорбция и т.п.) и химические процессы при температурах и давлениях, отличающихся от параметров окружающей среды. Для обеспечения заданных условий сепарации используют как внешние, так и встроенные циклы нагрева или охлаждения. Выбор цикла и сбалансированная технологическая схема установки сепарации 36

Ноябрь 2015

определяют ее удельное энергопотребление и возможности обеспечения заданного качества получаемой газовой продукции. Несмотря на множество работ, посвященных процессам производства инертных газов, затраты на получение единицы газовой продукции в существующих технологиях далеки от оптимальных. В условиях общемирового дефицита энергоресурсов не прекращаются исследования, направленные на снижение их потребления. Представленная работа посвящена поиску способов уменьшения затрат на очистку неоногелиевой смеси. Задачи, решаемые на втором этапе технологической последовательности получения неона и гелия. Режимы работы установки очистки. На рис.2 показана система очистки Ne-He-смеси типа САО. Несколько установок подобного типа работают на предприятии ООО «Айсблик» (Одесса, Украина). В состав системы входят три основных блока: блок удаления водорода с последующей очисткой от продуктов реакции, блок конденсационной очистки от высококипящих примесей (дефлегматор) и два криогенных адсорбера окончательной очистки, размещенные в едином низкотемператур-

ном блоке (рис.2, б). Как показано на упрощенной схеме, первым этапом очистки исходной смеси He-H2-Ne-N2 является удаление водорода. Для этого используют метод каталитического гидрирования в соответствии с химической реакцией 2*Н2+O2=2*H2O. Установка работает следующим образом: в исходную смесь с содержанием азота 5…56% и водорода 2…6% (табл.1) дозируют кислород. Продукты реакции удаляют в одном из двух адсорберов, входящих в состав системы выжигания водорода. Параметры работы адсорберов: температура – 300 К, давление – 1,2 МПа (изб.). Далее смесь поступает в низкотемпературный блок очистки от азота и остаточного кислорода. Рабочая температура в дефлегматоре и в адсорберах от 70К до 80 К. Охлаждение криогенного блока осуществляется с помощью внешнего хладагента (жидкого азота). Регенерация сорбента производится продувкой «горячим» газом, который в данном случае получают путем испарения и нагрева N2 до температуры 300…350 К. Поскольку полученный в результате очистки продукт является сырьем для установки разделения Ne-He-смеси на компоненты (3 этап, см. рис.1), требования к качеству полученной смеси достаточно высоки (табл. 1). Основным источником затрат для системы очистки является криогенное обеспечение низкотемпературного блока установки (рис.2). В действующей установке типа САО используют испарительную систему охлаждения на основе жидкого азота. Дешевизна указанного хладагента, простота организации системы криогенного обеспечения и сравнительно низкие капитальные затраты сыграли решающую роль в выборе этого способа криостатирования в процессе ее проектирования. Однако в настоящее время стоимость потребления жидкого азота постоянно растет, и вопросы снижения объемов его использования становятся все более актуальными. Анализ работы аппаратов низкотемпературного блока установки. Критерием для оценки качества работы установки был выбран удельный расход хладагента. Ниже приведены результаты исследования удельного потребления жидкого азота в процессе функционирования аппаратов, входящих в состав низкотемпературного блока, а также проанализированы основные режимы работы установки в целом. Дефлегматор используется в качестве www.gasworld.ru

ТЕМА НОМЕРА

Гелий

Рис.2. а – размещение системы очистки Ne-He-смеси в производственном цехе предприятия ООО «Айсблик» (Одесса, Украина); б – упрощенная технологическая схема, действующая до последнего времени предварительной ступени очистки и позволяет унифицировать состав смесей, поступающих в адсорберы из различных источников. Основными факторами, влияющими на затраты жидкого азота при его работе, являются: качество охлаждения входного потока в теплообменнике-рекуператоре низкотемпературного блока; тип и качество изготовления теплоизоляции. В процессе расчетов температура окружающей среды была принята постоянной (293 К). Анализ полученных результатов показал (рис. 3), что: – температурный уровень охлаждения изменяется незначительно, и поэтому расходы на компенсацию теплопритоков к дефлегматору можно считать постоянными; – азот, извлеченный из смеси (голубые столбики, см. рис.3), частично компенсирует полные затраты на конденсационную очистку (малиновые столбики, полученные без учета возврата конденсата); – около 30% образовавшегося конденсата испаряется в результате дросселирования в азотную ванну с 1,1 до 0,013 МПа (на диаграмме не показаны); – из-за недостаточной рекуперации входного потока (в установке типа САО в качестве обратного используется только поток вакуумного азота из азотной ванны дефлегматора) температура на входе в конденсационную ступень значительно выше температуры начала конденсации основной примеси (азота, см. синие столwww.gasworld.ru

бики). Т.е., присутствует значительная недорекуперация на входе в дефлегматор; – с ростом содержания азота в исходной смеси суммарные удельные затраты растут (зеленые столбики). Основной недостаток работы конденсационной ступени, влияющий на удельное потребление хладагента в действующей установке - это высокая недорекуперация входящего потока. Дефлегматор перегружен по холодильной нагрузке, режим его работы не соответствует расчетному. Следствием этого является ухудшение качества смеси на выходе из дефлегматора (содержание азота увеличивается с 5 до 7%). Окончательная очистка неоногелиевой смеси производится в двух адсорберах периодического действия, также размещенных в холодном блоке установки, и работающих поочередно. Анализ работы этих адсорберов показал, что практически все процессы обеспечиваются с помощью азота: охлаждение и рабочий процесс – за счет его испарения, регенерация – за счет нагрева горячим газом. При этом на приведение адсорбера в рабочее состояние (охлаждение) расходуется около 30% жидкого азота, на рабочий процесс – 20…25%, на регенерацию – до 50%. Сокращения удельного расхода хладагента можно добиться несколькими способами. Одним из направлений является рециклинг отбросного газообразного азота, образующегося в рабочем периоде ад-

сорбера, исключив таким образом непродуктивное использование жидкого азота. В процессе совместной работы дефлегматора и адсорберов для обеспечения работы дефлегматора требуется от 5 до 15% от массы хладагента, потраченного на очистку. Оставшиеся 85…95% используются в адсорберах. При этом включение дефлегматора практически в два раза увеличивает теплопритоки к низкотемпературному блоку; добавляются потери хладагента вследствие дросселирования конденсата с 1,1 до - 0,013 МПа; за счет увеличения длительности рабочего периода растут теплопритоки к адсорбционной ступени. Тем не менее, затраты на охлаждение адсорбера после регенерации уменьшаются в 1,8 раза за счет подачи в адсорбер переохлажденного потока из дефлегматора. При фиксированном содержании высококипящих примесей в исходном потоке (расчет производился для 13%) включение дефлегматора несколько снижает суммарный удельный расход жидкого азота за счет утилизации «холода» конденсата, получаемого в аппарате. Особенности работы установки очистки типа САО. Исследования показали, что на удельные затраты в процессе очистки влияет качество работы дефлегматора. В зависимости от обеспечиваемого им содержания высококипящих примесей на входе в адсорберы изменяется как распределение затрат между конденсационной и адсорбционной ступенями, так и их абсолютная величина. Улучшение качества очистки в конденсационной ступени (снижение концентрации примесей) приводит к некоторому повышению расхода жидкого азота в дефлегматоре (рис. 4), что вполне естественно, т.к. для бóльшего объема конденсируемых из потока примесей требуется бóльшее количество хладагента. Однако этот процесс компенсируется значительным снижением суммарных затрат: уменьшение содержания азота после дефлегматора на 1% приводит к снижению суммарных затрат в установке САО примерно на 8…10%. Также было изучено влияние на удельные затраты хладагента кислорода, остающегося в смеси после выжигания водорода вследствие его избыточного дозирования. Для гарантированного удаления H2 в исходный поток (см. рис.2) подают несколько больший относительно стехиометрического соотношения объем кислорода. Избыток этого газа вместе с азотом поступает в криогенный блок. За счет этого растут удельные затраты на очистку и потери продукта (Ne-He-смеси) с конденсатом. Несмотря на то, что распределение кислорода в газообразной и жидкой фазах дефлегматора является предметом отдельного исследования, попытка оценить Ноябрь 2015

ТЕМА НОМЕРА

Гелий

смеси хуже расчетного; – это приводит к росту затрат на функционирование адсорбционной ступени; – в процессе проектирования был выбран крайне неэффективный способ регенерации сорбента, при котором жидкий азот сначала испаряют, а, затем, нагревают до температуры несколько выше температуры окружающей среды, что, кроме излишних затрат хладагента, требует дополнительного расхода электроэнергии.

Рис.3. Удельные затраты хладагента в дефлегматоре при различном содержании азота в исходном потоке влияние избыточного O2 на работу установки показала, что увеличение содержания высококипящих примесей за счет кислорода на 1% приводит к росту удельных расходов на очистку неоногелиевой смеси примерно на 8…10%, причем как при включенном дефлегматоре, так и в случае работы только адсорбционной ступени. Кроме удельного расхода хладагента было изучено влияние режима работы установки и концентрации примесей на входе в низкотемпературный блок на объем потерь очищенной неоногелиевой смеси. Анализ результатов показал, что в процессе адсорбционной очистки потери

постоянны и не превышают 1,2%. В случае включения конденсационной ступени с ростом содержания примесей процент потерь растет. Это связано с растворением части неоногелиевой смеси в конденсате, образующемся в дефлегматоре, его испарением и выводом образующегося пара из установки. Результаты исследования. Расчет удельных энергозатрат при различных режимах работы действующей установки очистки неоногелиевой смеси позволил определить основные недостатки, влияющие на потребление хладагента: – в технологической схеме установки не сбалансированы потоки «тепла» и «холода»: поток газообразного азота после охлаждения адсорберов не включен в систему рекуперации, что приводит к дополнительным затратам на криогенное обеспечение; – следствием этого является недостаточное охлаждение прямого потока в рекуперативном теплообменном аппарате; – дефлегматор перегружен по холодильной нагрузке, режим его работы не соответствует параметрам фазового равновесия, а качество

Рис. 4. Удельные затраты хладагента на обеспечение отдельных режимов работы низкотемпературного блока. Исходное содержание высококипящих примесей - 13%

Ноябрь 2015

“

“Основной недостаток работы конденсационной ступени, влияющий на удельное потребление хладагента в действующей установке - это высокая недорекуперация при охлаждении входящего потока...” Определены основные направления сокращения затрат на очистку неоногелиевой смеси: – модернизация действующей установки типа САО в части сокращения избыточного кислорода при выжигании водорода за счёт внедрения автоматической системы дозирования кислорода и изменения технологии регенерации адсорберов; – создание более эффективной технологии очистки неоногелиевой смеси от примесей, обеспечивающей минимальные затраты энергоносителей и минимальные потери целевых компонентов. Для этого планируется: – использование технологий выжигания H2 без использования кислорода; – более эффективная рекуперация «холода» потоков, выводимых из установки; – применение более эффективного аппарата для конденсационной очистки смеси от азота, обеспечивающего минимальные потери неона; – выбор оптимальных параметров рабочих процессов в адсорберах на основании результатов экспериментального исследования процессов сорбции компонентов исходной неоногелиевой смеси. GW

АВТОР СТАТЬИ А.П. Графов, главный инженер, О.В. Дьяченко, ведущий инженер ООО «Айсблик»

www.gasworld.ru

ТЕМА НОМЕРА

Гелий

Гелиевые и водородные ожижители и рефрижераторы Наша страна обладает большими запасами различных природных ресурсов. Для добычи и использования этих ресурсов требуется применение высоких технологий (например, криогенные комплексы по выделению компонентов из смесей газов, высокотехнологичное компрессорное и насосное оборудование, буровые средства и т.п.), которые могут попасть под санкции иностранных производителей.

На протяжении многих лет шли разговоры о низком качестве собственного производства гелия, о невозможности конкурировать с американскими поставками данного газа. Были времена, когда стоимость отечественного и иностранного гелия различалась в несколько раз не в нашу пользу и совершенно ясно, не было экономически обоснованной модели для работы с отечественными производителями гелия, отчего производство гелия становилось все слабее. Подчас эксплуатирующие гелиевый завод специалисты вынуждены были совершать подвиги для того, чтобы предприятие продолжало работать. Хуже всего было то, что промышленность и наука нашей страны потребляла существенно меньшие количества данного газа по сравнению, например, с США и Японией, что показывает реально большой разрыв в развитии технологий между нашими государствами. На одном из мероприятий было заявлено, что рынок гелия в России на 90% зависит от рынка развлечений (потребления гелия в качестве наполнителя для воздушных шариков). На сегодняшний день ситуация кардинальным образом изменилась. ПАО «Газпром» поставило задачу восстановить производственные мощности. В прошлом году на Оренбургском гелиевом заводе произве-

дена модернизация, построен новый завод по сжижению гелия. К сожалению, завод, как и многое другое высокотехнологичное оборудование, приобретен за границей. Хотя в России, за время разрухи, благодаря специалистам высокого уровня, которые участвовали в работах по созданию ускорителя частиц в исследовательском институте г.Церн, разрабатывали ТОКАМАК и другие уникальные криогенные системы, удалось не только сохранить, но и существенно усовершенствовать технологии производства жидкого гелия. Сегодня мы наблюдаем большой интерес к продукции, позволяющей производить и использовать гелий и другие редкие газы (криптон, ксенон, неон). ООО «Криомаш-БЗКМ» - одна из немногих организаций в стране способных выполнять комплексные работы по данной тематике, в том числе разработка ТЭО, проектов, технологического оборудования, а также изготовление различного технологического оборудования, в том числе криогенной арматуры, трубопроводов, подогревателей, испарителей, теплообменных аппаратов, сепараторов, фильтров, систем осушки и очистки. Компания располагает необходимыми разработками и производственными мощностями для создания установок по про-

Ожижитель Ож Ожи Ожижит ж ж жит жи и ел ель л ге гелия ел лия я ОГ О ОГ-400 Г-40 400 0 мышленному получению редких газов. Сегодня научные, конструкторские и технологические возможности, а также необходимое технологическое оборудование и производственные мощности создали предпосылки ООО «Криомаш-БЗКМ» для снижения сроков производства установок получения жидкого гелия, водорода от 12 до 18 месяцев (в зависимости от состава исходного технического задания). Такие комплексы позволяют решить ряд стратегических задач для ОАО «Газпром» и Российской Федерации в целом. Экономическая составляющая проектов сильно выигрывает от применения отечественных технологий. Кроме того, фактор независимости от внешнеполитической обстановки еще долгое время будет играть не последнюю роль при выборе изготовителя того или иного оборудования для стратегически важных проектов. GW АВТОР СТАТЬИ Семенов Алексей Валерьевич, Директор по Маркетингу ООО «Криомаш-БЗКМ»

Комплекс Ком Ко омпл омпле пле ле л екс кс под по подготовки одгот од отовк овки ггаза аза за а (о ((осушка ссуш у ка уш а и очистка) очи чис истка и ка)) перед ка пере е д подачей ер пода пода одачей чей й в блок б ок сжижения бло сжиж жижени ени ен ни н ия 40

Ноябрь 2015

www.gasworld.ru

АКТУАЛЬНАЯ ТЕМА

Гелий

О стандартизации продуктов для малых рынков СПГ По мере роста спроса на СПГ в некоторых регионах мира для различных отраслей, таких как транспортировка и выработка электроэнергии, рынок малого СПГ является все более важным. СПГ становится настоящей альтернативой дизельному топливу, поэтому многие компании разрабатывают свое оборудование, чтобы соответствовать спросу. Принимая во внимание потенциал этого рынка, компания Cryostar стала своевременным инициатором и начала адаптировать некоторые из своих продуктов к данному направлению.

Принимая во внимание потенциал рынка СПГ, компания Cryostar стала своевременным инициатором и начала адаптировать некоторые из своих продуктов к данному направлению. Одним из первых продуктов, разработанных в основном для рынка малого СПГ компанией Cryostar, стал насос SUBTRAN 15. Он представляет собой небольшой погружной насос, используемый преимущественно на станциях СПГ, т.к. его подачей можно питать одновременно до 2 или 3 раздатчиков СПГ с помощью разностного напора, соответствующего требованиям заправки грузовиков. Компания смогла стандартизировать данный насос, чтобы он мог отвечать требованиям 80 % спроса рынка в плане характеристик в определенном рыночном сегменте. Тот же насос, но с отличиями Наблюдая появление тенденций для других технических применений: заправка топливом, удовлетворение пиковой нагрузки, СПГ терминалы среднего размера и др, - компания Cryostar решила разработать насос на базе той же концепции, что и SUBTRAN 15, но с более

Рисунок 1.Серия насосов Subtran

Ноябрь 2015

высокой интенсивностью подачи. После сравнения различных технических применений на рынке и обсуждения правильности технологических решений со своими исследователями и разработчиками, компания определила целый модельный ряд насосов, способных соответствовать этим требованиям, но также имеющих при этом стандартную модель насоса. Стандартизация – это ключевой момент для поставки конкурентоспособных продуктов на быстрорастущие рынки, такие как рынок СПГ. Сравнивая большие погружные насосы СПГ с небольшими, можно заметить значительные различия: стандартные, по сравнению с изготовленными по заказу, небольшие продаются только с технико-эксплуатационными требованиями, в то время как большие поставляются со многими

Рисунок 2. SUBTRAN 45/60/75 - FV (фланцевое исполнение).

www.gasworld.ru

АКТУАЛЬНАЯ ТЕМА

техническими характеристиками. Это подобно тому, как автозавод создает и продает мотоцикл, в сравнении с авиазаводом, делающим это же. Мотоцикл будет типовым и дешевле, если создан на автозаводе, выпускающем каждый год тысячи единиц каждой из своих моделей. Как только компания Cryostar решила выпустить на рынок эти насосы, она столкнулась еще с одной трудной задачей. Один из наших клиентов был заинтересован в большом насосе, но который можно было бы установить внутри резервуара с плоским днищем. Команда исследователей и разработчиков Cryostar нашла способ приспособить насадку для изменения всасывающего фланца насоса, чтобы адаптировать его к трем различным конфигурациям: насосу фланцевого исполнения (FV)(Рисунок 2), насосу, установленному в цилиндре (LB), (Рисунок 3) и съемному насосу (RP) (Рисунок 4). Фланцевое исполнение Насос конфигурации SUBTRAN FV (Рисунок 2) обычно используется, чтобы

Рисунок 3. SUBTRAN 45/60/75 - LB (установлен в цилиндре).

снизить стоимость насосной установки, при этом сохраняя преимущества использования бессальникового насоса. Насосу, конечно же, необходимо перед 44

Ноябрь 2015

Гелий

началом работы охлаждение, но в некоторых технических применениях нет необходимости в немедленном запуске насоса, поэтому для них можно использовать конфигурацию FV. Насос имеет фланец на своей стороне всасывания (нижний конец) и стороне нагнетания (верхний конец) и может быть изолирован по своему наружному корпусу. Тогда СПГ содержится в насосе, а двигатель и подшипники смазываются рабочей жидкостью посредством внутреннего рециркуляционного потока. Насос поставляется с проходной распределительной коробкой со сдвоенным кабелем и может легко устанавливаться на всех типах резервуаров. Цилиндр низкого давления или расходное исполнение Насос конфигурации SUBTRAN LB (Рисунок 3) обычно используется для технических применений, когда насос должен оставаться в режиме резерва и по требованию способен запуститься немедленно. Это необходимо для более крупных заправочных станций СПГ или систем заправки топливом. Насос может устанавливаться в цилиндре с помощью соединения своим верхним фланцем и полностью погружается в жидкость. Такая конфигурация в основном используется с резервуарами под давлением. Насос конфигурации SUBTRAN RP (Рисунок 4) используется в практических применениях, когда насос, перекачивающий СПГ из резервуара с плоским днищем, должен быть погружен в резервуар. Это уменьшает затраты монтажа насосов высокой производительности , без необходимости в дорогостоящем трубопроводе и клапанах. Этот тип конфигурации в основном используется на терминалах СПГ или установках с ограничением максимума нагрузки. Насос поставляется со всем своим вспомогательным оборудованием: нижним клапаном, позволяющим выполнять извлечение насоса из резервуара, верхней пластиной для глубоких колодцев со своей распределительной коробкой, датчиками замера вибрации для обнаружения любой неисправности подшипников и кабельной системой для извлечения насоса из колодца. Данная конфигурация устанавливается преимущественно на резервуарах с плоским днищем. Более того, компания Cryostar может изменять конструкцию насосов и добавлять новшества: улучшенную и запатентованную новую роторную гидравлику, увеличивающую производительность насоса, концепцию модульности (LB, FV, RP), а также усовершенствование

Рисунок 4. SUBTRAN SUBTRAN 45/60/75 - RP (съемный насос).

интервалов техобслуживания благодаря оптимизированной рециркуляции жидкости и высококачественной очистке смазки подшипников. Заключение Малый рынок СПГ – это сравнительно новая область, позволяющая адаптировать стандартные продукты с целью снижения капитальных и текущих расходов в цепочке начисления стоимости и обеспечивающая широкую доступность соответствующих выбранных продуктов в течение более короткого времени поставки и с привлекательными ценами в сравнении со специально сконструированными продуктами. Более того, благодаря различным имеющимся вариантам конфигурации один и тот же корпус насоса является единым решением для различных типов установок, что обеспечивает сокращение склада запасных частей до минимума. GW

АВТОР СТАТЬИ Филипп Эш, директор по продажам оборудования для СПГ, компании Cryostar

www.gasworld.ru

ООО «Атмосфера» является официальным дистрибьютором VRV Group, а также эксклюзивным поставщиком криогенной предохранительной и запорной арматуры фирмы FEMA. КРИОГЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ИТАЛИИ t t t t

Стационарные емкости Атмосферные испарители Малолитражные емкости Транспортные емкости

ГАЗОВАЯ АРМАТУРА ПРОИЗВОДСТВА ИТАЛИИ t t t

Предохранительные клапаны Шаровые клапаны Запорная арматура

КРИОГЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА t t

t t t t

Транспортные цистерны для перевозки и хранения криогенных продуктов типа ЦТК Транспортные цистерны для перевозки и хранения криогенных продуктов типа ТРЖК объемом 0,5–8 м3 Резервуары длительного хранения жидкой двуокиси углерода типа СГУ Холодные криогенные газификаторы типа ГХК Холодные криогенные газификаторы типа ТГКХ объемом 0,5–1.5 м3 Емкости для хранения криогенных жидкостей ГХ 455/20-50

ООО «Атмосфера» Россия, г. Санкт-Петербург, Пискаревский пр., д. 25 E-mail: gaz@gazificator.ru Тел: +7 (812) 600-1030 www.gazificator.ru

ИНТЕРВЬЮ

Газы высокой чистоты Сачура Владимир Александрович Генеральный директор ООО «Айсблик» г. Одесса Владимир Александрович, с какими трудностями компания сталкивалась в процессе своего развития (нехватка сырьевой базы, поиск специализированного оборудования, поиск и наработка ключевых клиентов...) Компания в процессе своего становления столкнулась со всеми возможными трудностями. Сырьевая база, в общем-то, была сформирована, но производители кислорода и азота не были заинтересованы в сборе смесей инертных газов в связи с их относительной дешевизной. Основными поставщиками сырья для производства инертных газов были и остаются крупные металлургические комбинаты (МК), расположенные на территории бывшего Советского Союза - Украины, России и Казахстана. В период становления нашей компании практически на всех МК отсутствовало специализированное оборудование для сбора так называемых «сырых» смесей. Под этим термином мы понимаем смесь инертного газа (или нескольких газов) и примесей компонентов воздуха. Практически для каждого МК была выбрана стратегия, определяющая качество и количество «сырой смеси», которую целесообразно получать от конкретных воздухоразделительных установок (ВРУ) на конкретных МК . В такой ситуации была сформулирована первая стратегическая цель компании - расширение рынков закупок сырья за счет установки специализированного оборудования на МК. Специализированное оборудование было недоступно по цене, либо отсутствовало в комплектации, необходимой для установки на МК. Поэтому основная часть установок была создана сотрудниками нашего предприятия. Вторая стратегическая цель компании расширение рынков сбыта за счет более полного удовлетворения требований потребителей. Для реализации указанной цели в 2004 году было принято решение о необходимости сертификации системы управления на соответствие стандартам серии ISO 9001. С этого времени компания успешно проходит аудиты международной компании SGS. Кроме этого, на нашем предприятии побывали с так называемыми внешними аудитами ведущие игроки на 46

Ноябрь 2015

рынке потребления инертных газов : Linde Gas, Air Products, Air Liquide France, GE Hungary, Messer и др. Не было готовых специалистов, которые могли бы успешно эксплуатировать специализированное оборудование на заводе компании и на внешних объектах ( МК). Поэтому были приняты на работу лучшие выпускники факультета Криогенной техники Одесской государственной академии холода. Со временем из них получились квалифицированные инженеры, способные не только управлять криогенным оборудованием, но и создавать новые установки. Какая продукция предприятия пользуется наибольшим спросом и в каких областях промышленности? Наибольшим спросом сегодня пользуется неон. Основными потребителями этого газа являются электронная и электроламповая промышленность, лазерные технологии и космическая техника. Новыми направлениями являются криостатирование сверхпроводящих кабелей и криогеннопрочностные испытания конструкционных материалов и термоизоляции водородных систем при температуре ниже 30К. Предприятий, занимающихся производством редких газов, - единицы, а производителей промышленных газов на порядок больше, в чем заключается сложность ведения такого рода бизнеса? Соотношение количества производителей промышленных газов к числу производителей инертных газов примерно соответствует отношению содержания аргона к неону в воздухе и связано со специфичностью получения неона, гелия, криптона и ксенона. Кислород производится в одной установке методом двухкратной ректификации. Для аргона к блоку ВРУ нужно добавить еще две-три ступени обогащения и очистки. Получение чистых инертных газов, ввиду их низкой концентрации в сырье, невозможно реализовать в цехе разделения воздуха. Для этого требуется комплекс специальных технологий и сложное оборудование для газового анализа. Поэтому в цехах разделения воздуха извлекают только первичные концентраты, переработку

которых рационально производить на отдельных предприятиях, куда поставляется сырье из нескольких источников. ООО «Айсблик» — одна из немногих компаний в мире, производящих гелий из атмосферного воздуха. Расскажите, как происходит данный процесс? Процесс извлечения гелия экономически оправдан только при производстве неона в качестве целевого продукта. Концентрат гелия является отбросным потоком при получении неона в ректификационной установке. Поскольку компания «Айсблик» производит особо чистый неон в больших объемах, а количество получаемого гелия составляет около трети от исходной смеси, выбрасывать гелий в атмосферу крайне нерационально. Кроме этого, концентрат гелия содержит около 15% неона, утилизация которого значительно увеличивает общую эффективность извлечения неона. Качество нашего гелия соответствует. Уже много лет наша компания производит газообразный гелий различной чистоты. А производство самого чистого гелия, марки 6., сегодня стало рутинным. Кроме того, уже более 8-ми лет мы производим жидкий гелий, снабжая им медицинские магниторезонансные томографы в Украине и соседних странах. Редкие газы - это побочный продукт, т.е. установку воздухоразделения необходимо доукомплектовывать специальным оборудованием чтобы получить сырьевую базу для дальнейшей работы. Что из себя представляет данное оборудование? Аппараты для первичного концентрирования неоногелиевой и криптоноксеноновой смесей – это целый комплекс оборудования, располагающийся вблизи установок разделения воздуха. Это оборудование предназначено для предварительного обогащения побочных продуктов ВРУ интересующими нас целевыми компонентами. Это обогащение достигается путём удаления основной части примесей из исходного сырья. Для этого используются, в основном, модифицированные известные низкотемпературные методы разделения газовых смесей. В качестве хладагента www.gasworld.ru

ИНТЕРВЬЮ

здесь обычно используется жидкий азот, производимый теми же ВРУ, побочные продукты которых подлежат переработке. Перевозка сырьевых смесей из удаленных пунктов - достаточно трудоемкий процесс, что предпринимает компания для снижения затрат и издержек при транспортировке? Очевидно, что удельные затраты на перевозку сырья к месту его окончательной переработки тем меньше, чем больше концентрация целевых компонентов в этом очищенном предварительно сырье. Поэтому компания, с момента её основания, постоянно совершенствует оборудование, используемое для предварительного обогащения исходного сырья целевыми компонентами. В результате выполненных в компании научно-исследовательских работ создано и сегодня эксплуатируется оборудование предварительной очистки, обеспечивающее перевозку чистых (Kr-Xe смесь) или почти чистых (Ne-He смесь) смесей целевых компонентов к месту их переработки. Что можете сказать о перспективах развития мирового рынка редких газов? Мировой рынок инертных газов в последнее время быстро меняется. Эти измене-

www.gasworld.ru

ния характеризуются падением спроса на «тяжёлые» газы и повышением спроса на неон. Общей тенденцией последних лет является рост спроса на чистые редкие газы, их изотопы и их смеси. Технический, технологический, интеллектуальный арсенал компании «Айсблик» позволяет адекватно реагировать на эти изменения. Расскажите о новинках, что предлагает компания, и какие разработки она ведет? Компания «Айсблик» зарегистрировала в Государственных органах Украины и производит медицинский препарат «КсеСан», предназначенный для использования в качестве анестетика при общем ингаляционном наркозе. Основным действующим веществом этого препарата является газообразный ксенон высокой чистоты. Кроме того, компания сегодня самостоятельно и вместе с различными медицинскими учреждениями выполняет ряд научно-исследовательских работ, направленных на расширение использования редких газов в медицине, в частности в терапевтических целях. Например, можно отметить, что в результате этой работы компании обнаружено неизвестное ранее противовирусное и гепатопротекторное действие ксенона и криптона. Сегодня проходят испытания

созданных в компании макетов доступной дыхательной аппаратуры. Создана технология, позволяющая осуществить эффективный рециклинг ксенона – извлечение чистого ксенона из «отработанной» дыхательной ксеноновой смеси и повторное его использование. Последнее позволяет значительно сократить общие затраты дорогого ксенона на медицинские процедуры и сделать их более доступными. Планируются ли в 2015 году новые интересные проекты по развитию компании? Нашим читателям будет интересно узнать об идеях, инвестициях и планах на будущее. Украина переживает не лучшие времена. Тем не менее, компания продолжает работать. В настоящее время ООО «Айсблик» реорганизуется. Продолжается разработка новых эффективных технологий и оборудования с целью расширения ассортимента продукции и дальнейшего снижения удельных затрат на её производство. Владимир Александрович, спасибо за столь интересное и развернутое интервью, коллектив Gаsworld Россия и СНГ желает успехов в работе и процветания Вашей компании. GW

Ноябрь 2015

ПРОФИЛЬ КОМПАНИИ

Гелий

Безопасность – прежде всего: арматура для технических и сжиженных газов Компания HEROSE обеспечивает по всему миру высокий уровень безопасности при обращении с техническими газами, парами и жидкостями. Более 140 лет опыта разработки, производства и сбыта арматур, а также современное производство с использованием новейших инновационных технологий и сертифицированной системой управления качеством вывели компанию в лидеры сферы производства и поставки: → арматур и клапанов для техники низких температур → предохранительных клапанов для общих промышленных применений → специальных арматур для трансформаторов с масляным охлаждением → промышленных арматур, отвечающих стандартам DIN-EN HEROSE поставляет инновационную продукцию, на которую можно положиться, в более чем 80 стран мира. Превосходство в инновациях и качестве. → Исследования и разработка в собственной испытательной лаборатории → Инновационные и практические решения → Использование высококачественного сырья → Производство на самом современном оборудовании → Сертифицированная система управления качеством → Всемирная сервисная служба и техническая поддержка Исследования и разработка в соб48

Ноябрь 2015

ственной испытательной лаборатории Многофункциональные гидравлический и пневматический испытательные стенды высокого давления позволяют нам непосредственно в нашей лаборатории создать экстремальные условия эксплуатации, что позволяет самостоятельно провести испытания наших арматур в полном объеме. Иновационные и практические решения Мы специализируемся на разработке и выпуске особой, индивидуальной продукции,соответствующей требованиям рынка, а также доводим эту продукцию до готовности к серийному производству. Среди прочего, мы разработали новое поколение арматур, предназначенных для применения при экстремальных температурах от -270° C до +400° C, специальные арматуры для разделения воздуха и арматуры для сжижения природного газа (LNG) Использование высококачественного сырья При входном контроле продукции мы выборочно проверяем детали на соблюдение производственных размеров и на соответствие каждой партии установленным спецификациям. Детали, работающие под давлением, перед монтажом проверяются на предмет прочности и герметичности. Производство на самом современном оборудовании Квалифицированные специалисты

осуществляют производство на самых современных станках с ЧПУ. Обезжиривание производится на специально для этих целей разработанных установках. Маркировка наносится на лазерных гравировальных станках. Сертифицированная система управления качеством Наша система управления качеством была введена уже в 1991 году и была сертифицирована Союзом технического надзора (TÜV) в соответствии с требованиями DINENISO 9001:2000. Этим мы поддерживаем наш классический принцип обеспечения качества: Контроль качества от начала конструирования до момента отгрузки изделия заказчику. Всемирная сервисная служба и техническая поддержка Помощь сервисной службы и техническую поддержку можно получить, обратившись в нашу центральную диспетчерскую службу или в любое из наших многочисленных представительств за рубежом. Арматура для низкотемпературного оборудования HEROSE нашла широкое применение в промышленности - в резервуарах для хранения газа объемом от 180 до 500 000 литров, а также в топливохранилищах большего объема, зарекомендовав себя даже при эксплуатации в экстремальных условиях. Наполняющая и запорная арматура трейлеров для транспортировки промышленных газов и СПГ подвергается сильнейшим нагрузкам. Трейлеры наwww.gasworld.ru

ПРОФИЛЬ КОМПАНИИ

полняются газом минимум один-два раза в день, разгрузка также производится по нескольку раз, по мере необходимости транспортировки газа потребителям. Ар-

Гелий

“

Качество – главнейший приоритет в производстве HEROSE.

матура HEROSE имеет конструкцию, способную выдержать эти нагрузки. Качество – главнейший приоритет в производстве HEROSE. Ряд клапанов типа «fire-safe», сертифицированный в соответствии с европейским стандартом EN ISO 10497 включая клапаны с ручным управлением и клапаны с приводами, быстрозакрывающиеся и регулирующие клапаны. В связи с постоянно растущим спросом на СПГ, и необходимостью переоснащения терминалов СПГ растет потребность в соответствующем оборудовании. HEROSE одним из первых производителей стала предлагать полный ассортимент сертифицированных арматур для судов, работающих на сжиженном природном газе. Безопасная и герметичная продукция – это наш вклад в охрану окру-

жающей среды и сохранение водных ресурсов. Станции хранения сжиженного газа обладают большей вместимостью, чем станции для промышленного газа, поэтому здесь требуются вентили большего размера. Наша компания предлагает высококачественную арматуру Cold-Box, а также регулировочные клапаны большого диаметра, предназначенные для контроля потока рабочей среды. С развитием баз и газораздаточных станций для сжиженного газа на море и на суше, HEROSE стала ведущим игроком на рынке арматуры для криогенных температур. Доступность и безопасность для потребителей указывает на начало новой эры в машиностроении и судостроении, хранении и транспортировке сжиженных газов. GW

История (успеха) компании HEROSE 1873 Мастер-литейщик Теодор Розе (Theodor Rose) открывает предприятие Th. Rose KG в Альтоне (район г. Гамбург). Там начинается производство арматур для судостроения и инженерного оборудования зданий. 1921 Учреждение фирмы Hero Armaturenwerk G.m.b.H. в г. Бад Ольдеслое, производящей в первую очередь промышленные арматуры самых разнообразных исполнений 1947 Учреждение компании HEROSE GMBH Armaturen und Metalle как совместного предприятия из фирм Th. Rose KG и Hero Armaturenwerk G.m.b.H. (Hero + Rose) 1991 Сертификация согласно DIN EN ISO 9001 1992 Три компании объединяются под именем HEROSE GMBH в г. Бад Ольдеслое 1996 Строительство нового производства в Бад Ольдеслое на площади 3500 кв. метров. В продолжение более чем 130-летней традиции, здесь налаживается выпуск высококачественных арматур 1999 Расширение производственных цехов до площади 5900 кв. метров 2006 Расширение производственных цехов до площади 8400 кв. метров

2007 Oбъемом продаж более чем в 400 000 арматур в год, компания HEROSE подтверждает свое прочное положение на рынке.

2012 Расширение площади фирмы до 9900 кв. метров

Ноябрь 2015