Технологии улавливания и хранения углекислого газа становятся все более зрелыми, и на первый план выходит строительство промышленной инфраструктуры, выходящей за рамки пилотных проектов. Сейчас компании работают над обеспечением безопасной и эффективной транспортировки и хранения углекислого газа, в том числе, сжиженного.
Фото: desmi.com. DesCan CDW — вертикальный центробежный насос глубокого погружения, герметичный, по стандарту
API VS6
Елена Иванова
От пилотов по улавливанию СО2 — к полноценной промышленной архитектуре
По мере масштабирования проектов улавливания и хранения углерода (CCS) на первый план выходит задача надежной транспортировки сжиженного CO₂ между различными элементами инфраструктуры — от установок захвата до хранилищ, трубопроводов и морских терминалов. В этих условиях требования к насосному оборудованию становятся критическими, поскольку именно оно обеспечивает непрерывность и безопасность всей логистической цепочки.
Датская фирма DESMI разработала специализированное решение — насос DesCan CDW (canned deepwell pump), ориентированное именно на такие задачи. Разработка DesCan опирается на многолетний опыт компании в области глубокопогружных грузовых насосов и сочетает проверенные гидравлические принципы с конфигурацией, оптимизированной под инфраструктуру CO₂-хабов и терминалов. В отличие от агрегатов, которые взяты из технологических цепочек по сжижению и транспортировке СПГ или СУГ, данная технология изначально учитывает физические особенности углекислого газа в жидком состоянии.
Сжиженный CO₂ характеризуется высокой плотностью, крайне низким запасом по NPSH (Net Positive Suction Head) и повышенной чувствительностью к перепадам давления на входе, что может приводить к эффекту «вспышечного испарения». Кроме того, транспортировка ведётся вблизи температур и давлений насыщения, что накладывает дополнительные ограничения на гидравлический расчёт и конструкцию насосов.
В DesCan эти особенности учтены через оптимизированную геометрию всасывающей части, подбор материалов и адаптацию гидравлической схемы под высокоплотные среды.
Фото: desmi.com. DesCan CDW работает в более нестабильных условиях, чем насосы для перекачки СПГ
Особенности конструкции насоса DesCan
Одним из ключевых преимуществ конструкции является отказ от необходимости в системах заливки и вспомогательном оборудовании. Поскольку насос изначально работает в залитом состоянии, отпадает потребность в прайминге, что упрощает эксплуатацию и повышает надёжность. Дополнительно вертикальная компоновка обеспечивает компактность установки и снижает требования к занимаемой площади при сохранении высокой производительности.
С точки зрения безопасности, такая архитектура также даёт существенные преимущества. Рабочая жидкость находится ниже уровня площадки внутри корпуса насоса, что уменьшает риск утечек и выбросов CO₂ в рабочую зону. Одновременно исключается необходимость в глубоких насосных приямках, которые традиционно используются для обеспечения кавитационного запаса в горизонтальных системах, но создают потенциально опасные зоны накопления газа.
По своему типу, насос DesCan относится к вертикальным центробежным насосам глубокого погружения по стандарту API VS6.
Насос устанавливается вертикально, а его рабочая часть находится ниже уровня жидкости. Это позволяет работать в «залитом» режиме, что критично для сжиженного CO₂. Гидравлика опущена в резервуар или специальный стакан (колодец). Это нужно, чтобы обеспечить давление на входе и избежать кавитации. Сальники отсутствуют, а электродвигатель и гидравлическая часть изолированы. Это снижает риск утечек, что особенно важно для CO₂.
В отличие от распространенных горизотальных насосов, агрегат DESMI работает внутри среды.
В отличие от криогенных насосов, используемых для перекачки СПГ, DesCan работает в более низком диапазоне температур (−50…−20°C против ~−162°C). Насос работает на низком кавитационном запасе, учитывает фазовые переходы углекислого газа и стабилизирует входные условия.
С технической точки зрения, насосы DesCan CDW относятся к вертикальным агрегатам типа API VS6. Их рабочие параметры охватывают производительность порядка 80–1200 м³/ч, напор до 200 метров и температурный диапазон от +50 до −100 °C, что позволяет использовать их в широком спектре задач транспортировки сжиженного CO₂.
Появление таких решений отражает переход отрасли улавливания и хранения углекислого газа от экспериментальных установок к уровню промышленных установок. В этой системе насосное оборудование, адаптированное под специфические свойства CO₂, становится не вспомогательным элементом, а критическим фактором надёжности и эффективности всей цепочки.