ZW-2.1/8~25 Stickstoffkompressor – Ölfreier N2-Booster mit variablem Einlass für vielfältige industrielle Anwendungen

Der ZW-2.1/8~25 ist ein zweistufiger, einreihiger, ölfreier Kolben-Stickstoffkompressor, der für Stickstoffkreislauf, Gasverflüssigungsanlagen und Hochdruckprozesse mit variablen Einlassbedingungen ausgelegt ist. Er liefert 2,1 m³/min bei einem Auslassdruck von 2,50 MPa und ist für einen Einlassdruck von 0,80 MPa geeignet. Er zeichnet sich durch Ölfreiheit, kompakte Bauweise und optimierten Dauerbetrieb aus.

Produktübersicht

Der ZW-2.1/8~25 Stickstoffkompressor stellt eine Speziallösung innerhalb unseres Portfolios ölfreier Kolbenkompressoren dar, die sich durch ihre variable Einlassdruckfähigkeit im Bereich von 0,80 MPa bis zum Entladedruck von 2,50 MPa. Mit einer Nennkapazität von 2,1 m³/min und einem Auslassdruck von 2,50 MPaDiese Einheit ist speziell für Stickstoff-Recycling-Anwendungen, Gasverflüssigungs-Boosterkreisläufe und Prozesssysteme konzipiert, bei denen der Stickstoff am Einlass bereits teilweise komprimiert ist.

Das Besondere am ZW-2.1/8~25 ist seine Fähigkeit, Stickstoff mit Eingangsdrücken bis zu 0,80 MPa zu verarbeiten, wie die Modellbezeichnung „8~25“ (Eingangsdruckbereich 0,8 MPa bis 2,5 MPa) verdeutlicht. Dank dieser variablen Eingangsdruckfähigkeit entfällt die Notwendigkeit einer vorgelagerten Druckreduzierung bei der Versorgung aus Mitteldruck-Stickstoffleitungen. Dies verbessert die Gesamtsystemeffizienz und reduziert Druckverluste. Der Kompressor kann bei Bedarf auch als konventioneller Booster mit atmosphärischem oder Niederdruck-Eingangsdruck betrieben werden und bietet somit außergewöhnliche Flexibilität im Betrieb.

Der Kompressor verwendet einen zweistufig, einreihig (二列一级) Die Konfiguration ist für das moderate Druckverhältnis optimiert, das beim Druckaufbau von 0,80 MPa auf 2,50 MPa erforderlich ist. Die einreihige Bauweise vereinfacht die mechanische Konstruktion, während die zweistufige Anordnung eine effiziente thermodynamische Leistung und kontrollierbare Austrittstemperaturen gewährleistet. Jede Stufe verfügt über eine unabhängige Kühlung, wodurch die Dichtheit der PTFE-Dichtungselemente auch im Dauerbetrieb erhalten bleibt.

Technische Daten – ZW-2.1/8~25

Alle Spezifikationen beziehen sich auf Standardbedingungen (ISO 1217, Anhang C). Die tatsächliche Leistung kann je nach Standorthöhe, Umgebungstemperatur und Einlassbedingungen variieren. Die Kapazität ist bei einem Einlassdruck von 0,80 MPa angegeben; die tatsächliche Kapazität variiert mit dem Einlassdruck.

Hauptmerkmale und technische Vorteile

1. Variabler Eingangsdruckbereich (0,80–2,50 MPa)

Der ZW-2.1/8~25 ist speziell so konstruiert, dass er Stickstoff über einen bestimmten Einlassbereich aufnehmen kann. breiter Druckbereich von 0,80 MPa bis 2,50 MPaDiese variable Einlassfähigkeit wird durch eine robuste Ventilkonstruktion und eine Zylinderdimensionierung erreicht, die unterschiedliche Saugdichten ohne mechanische Belastung ermöglicht. Bei Zufuhr über einen Mitteldruck-Stickstoffverteiler mit 0,80 MPa arbeitet der Kompressor mit seiner Nennleistung von 2,1 m³/min. Steigt der Einlassdruck in Richtung des Auslassdrucks, schaltet der Kompressor in einen druckerhaltenden oder Rezirkulationsmodus mit reduziertem Energieverbrauch. Diese Flexibilität macht vorgeschaltete Druckregler oder Drosselventile überflüssig, die Energie verschwenden und Geräusche verursachen würden. Dadurch eignet sich der ZW-2.1/8~25 ideal für Stickstoff-Rezirkulationskreisläufe und Prozesssysteme mit variablem Vordruck.

2. Ölfreies PTFE-Verbunddichtungssystem

Der ZW-2.1/8~25 verwendet eine proprietäre Technologie. selbstschmierende Kolbenring- und Führungsbandbaugruppe Hergestellt aus Hochleistungs-PTFE-Verbundwerkstoffen, verstärkt mit Glasfasern und Bronzepartikeln. Dieses Material erreicht ohne externe Kohlenwasserstoffschmierung einen Reibungskoeffizienten unter 0,06 und gewährleistet so, dass der Stickstoffstrom vollständig frei von Ölverunreinigungen bleibt. Bei einem Auslassdruck von 2,50 MPa ist das Risiko von Öldampfmitführung im Vergleich zu Niederdruckanwendungen deutlich erhöht, weshalb die ölfreie Konstruktion nicht nur vorteilhaft, sondern unerlässlich ist. Die PTFE-Formulierung ist für den Dauerbetrieb bei Temperaturen bis zu 180 °C ausgelegt und gewährleistet so eine zuverlässige Dichtheit auch unter der thermischen Belastung der Hochdruckkompression.

3. Kompakte einreihige Bauweise für optimale Raumausnutzung

Der zweistufig, einreihig (二列一级) Die Architektur des ZW-2.1/8~25 ist mechanisch einfacher als zweireihige Konstruktionen, was zu einer kompakteren Stellfläche und einem geringeren Gewicht führt. 1900 × 1296 × 2290 mm Mit einem Gewicht von 2,60 Tonnen benötigt das Gerät weniger als 2,5 m² Stellfläche und kann mit handelsüblichen Gabelstaplern transportiert und positioniert werden. Die einreihige Bauweise eignet sich ideal für den moderaten Durchfluss von 2,1 m³/min, da die Trägheitskräfte ohne die Komplexität von Gegenzylinderanordnungen beherrschbar sind. Dank dieser kompakten Bauweise ist die ZW-2.1/8~25 besonders attraktiv für Nachrüstungen in bestehenden Prozessanlagen mit begrenztem Maschinenraum.

4. Standardmäßiger 380-V-Industriemotorantrieb

Der ZW-2.1/8~25 wird von einem 75 kW, 380 V, 50 Hz Drehstrom-Induktionsmotor Das Gerät entspricht der Effizienzklasse IE3 gemäß IEC 60034-1. Die standardmäßige Niederspannungskonfiguration lässt sich direkt in bestehende 380-V-Industrieverteiler integrieren, ohne dass Mittelspannungsschaltanlagen oder Abwärtstransformatoren erforderlich sind. Diese elektrische Einfachheit reduziert sowohl die Investitionskosten als auch den Inbetriebnahmeaufwand und macht das Gerät für eine Vielzahl von Industrieanlagen unabhängig von deren elektrischer Infrastruktur geeignet.

Anwendungsszenarien

Stickstoff-Recycling- und Druckerhöhungskreisläufe

In chemischen Prozessanlagen und Gasaufbereitungsanlagen dient der ZW-2.1/8~25 als Stickstoff-Rückführungskompressor Das System gewinnt Stickstoff aus Prozessabluftleitungen zurück und erhöht dessen Druck auf den erforderlichen Verteilungsdruck. Die variable Einlassdruckregelung ist in diesen Anwendungen entscheidend, da der zurückgewonnene Stickstoff jeden beliebigen Druck zwischen Atmosphärendruck und dem Prozessbetriebsdruck aufweisen kann. Der Kompressor passt sich automatisch dem verfügbaren Einlassdruck an und gewährleistet so einen effizienten Betrieb über den gesamten Bereich. Diese Rückführungsfunktion reduziert den Stickstoffverbrauch im Vergleich zu Durchlaufsystemen um 30–50 µP/3T und führt zu erheblichen Betriebskosteneinsparungen und ökologischen Vorteilen.

Gasverflüssigungsverstärker-Aufgabe

In kleinen Stickstoffverflüssigungsanlagen, ZW-2.1/8~25 Stickstoffverstärker Der Kompressor komprimiert Stickstoff aus dem Verflüssiger oder dem Speichertank auf den für die Verteilung oder Weiterverarbeitung erforderlichen Druck. Der Auslassdruck von 2,50 MPa ist ausreichend, um Hochdruckstickstoff in kryogene Speichersysteme einzuspeisen oder Stickstoff durch Wärmetauscher und Prozessanlagen zu leiten. Dank des variablen Einlassdrucks kann der Kompressor Stickstoff direkt vom Verflüssiger mit dessen Betriebsdruck aufnehmen. Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer Zwischendruckreduzierung, und die Gesamteffizienz der Verflüssigungsanlage wird verbessert.

Aufrechterhaltung des Mitteldruck-Verteilerdrucks

Industrieanlagen mit Stickstoffverteilern unter mittlerem Druck (0,80–1,50 MPa) benötigen häufig eine Druckerhaltungskompressor Um Bedarfsschwankungen und Leitungsverluste auszugleichen, kann die ZW-2.1/8~25 Stickstoff direkt aus dem Verteiler mit dem Betriebsdruck aufnehmen und ihn für Hochdruckverbraucher auf 2,50 MPa erhöhen oder zur Druckhaltung während Bedarfsspitzen zurück in den Verteiler leiten. Dieser Dualbetrieb – sowohl als Druckverstärker als auch als Druckhalter – bietet außergewöhnliche Flexibilität und reduziert den Bedarf an separaten Kompressoreinheiten.

Hochdruckstickstoff für Labor- und Pilotanlagen

Forschungslabore und chemische Pilotanlagen benötigen Stickstoff unter hohem Druck für Hochdruckreaktor-Inertisierung, Katalysatorprüfung und Anwendungen mit überkritischen FluidenDank seiner kompakten Bauweise und des standardmäßigen 380-V-Netzanschlusses eignet sich das ZW-2.1/8~25 ideal für die Installation in Labortechnikräumen oder Pilotanlagen. Der Auslassdruck von 2,50 MPa ist für die meisten Hochdruckanwendungen im Labor ausreichend, und die Ölfreiheitszertifizierung gewährleistet, dass die Stickstoffreinheit den strengen Anforderungen von Forschungsexperimenten und Analysegeräten entspricht.

Material & Konstruktion

Der ZW-2.1/8~25 besteht aus Materialien, die aufgrund ihrer Eignung für Hochdruck-Stickstoff, ihrer Wärmebeständigkeit und ihrer kompakten Bauweise ausgewählt wurden:

Alle drucktragenden Bauteile sind gemäß den geltenden Normen konstruiert und gefertigt. ASME BPVC Abschnitt VIII Division 1 oder nach chinesischem GB 150-Standard. Jede Schweißverbindung wird gemäß ASME Section V, Article 2, einer Röntgenprüfung (RT) nach 100% unterzogen, und jeder fertige Druckbehälter wird einer hydrostatischen Druckprüfung mit dem 1,5-fachen des maximal zulässigen Betriebsdrucks (MAWP) für eine Haltezeit von mindestens 30 Minuten unterzogen. Hochdruck-Rohrleitungssysteme werden aus nahtlosem Edelstahl SS316 mit Flanschverbindungen nach ANSI Klasse 600 gefertigt, um Dichtheit bei einem Betriebsdruck von 2,50 MPa zu gewährleisten.

Installations- und Wartungsrichtlinien

Fundament- und Strukturanforderungen

Die ZW-2.1/8~25 hat ein Trockengewicht von 2,60 Tonnen und einen Schwerpunkt, der etwa 750 mm über der Grundplatte liegt. Stahlbetonplatte von 4–5 Tonnen Die Montage auf elastischen Schwingungsdämpfern (Eigenfrequenz 8–12 Hz) gewährleistet einen stabilen Betrieb. Die einreihige Bauweise erzeugt moderate Unwuchtkräfte, die sich mit Standardfundamentierungsmethoden problemlos beherrschen lassen. Mindestfreiraum: 1,0 m auf der Nichtantriebsseite für den Zugang zum Ventil, 0,8 m auf der Antriebsseite für die Motorwartung und 1,5 m nach oben für den Kranzugang. Besonderes Augenmerk ist auf die Hochdruck-Druckleitung zu legen, die ordnungsgemäß abgestützt und verankert werden muss, um vibrationsbedingte Materialermüdung bei 2,50 MPa zu vermeiden.

Auslegung des Kühlwassersystems

Der Kühlwasserbedarf beträgt ungefähr 10 m³/h Die Einlasstemperatur darf 32 °C nicht überschreiten. Der Wasserverteilungskreislauf versorgt die Zylindermäntel und den Zwischenkühler parallel. Aufgrund des hohen Druckverhältnisses ist der Zwischenkühler für das Wärmemanagement entscheidend und muss vorrangig mit Kühlwasser versorgt werden. Die Wasserqualitätsanforderungen lauten: pH-Wert 6,5–8,5, Gesamtgehalt an gelösten Feststoffen < 500 mg/l, Chloridgehalt < 50 mg/l (um Korrosion an den SS316-Rohren zu verhindern), Schwebstoffe < 30 mg/l und Gesamthärte < 300 mg/l als CaCO₃. Für Standorte mit grenzwertiger Wasserqualität wird ein geschlossener Kühlturm mit Nebenstromfiltration empfohlen.

Wartungsplan

Die ölfreie Konstruktion des ZW-2.1/8~25 vereinfacht die Wartung im Vergleich zu geschmierten Alternativen erheblich. Ölwechsel, Ölanalysen, Filterwechsel und der Austausch der Separatorpatrone entfallen. Die wichtigsten Verschleißteile sind die PTFE-Kolbenringe und -ZündbänderDiese erreichen typischerweise eine Lebensdauer von 3.000 bis 5.000 Stunden unter sauberen Stickstoffbedingungen. Die Hochdruckventilplatten müssen aufgrund der höheren mechanischen Belastung möglicherweise häufiger überprüft werden als ihre Niederdruck-Pendants, der Gesamtwartungsaufwand ist jedoch deutlich geringer als bei ölgeschmierten Systemen.

Konformitäts- und Sicherheitszertifizierungen

Der Stickstoffkompressor ZW-2.1/8~25 wurde so konstruiert, gefertigt und geprüft, dass er die folgenden internationalen Normen und regulatorischen Rahmenbedingungen erfüllt oder übertrifft:

Leistungs- und Effizienzanalyse

Der ZW-2.1/8~25 erreicht eine spezifischer Stromverbrauch von ca. 35,71 kW pro m³/min Stickstoff bei einem Auslassdruck von 2,50 MPa und einem Einlassdruck von 0,80 MPa. Diese spezifische Leistung spiegelt die thermodynamische Realität der Hochdruckkompression bei bereits hohem Einlassdruck wider. Der wahre Effizienzvorteil des ZW-2.1/8~25 liegt jedoch in seiner Fähigkeit, Hochdruckeinlass ohne energieverschwendende Druckreduzierung aufzunehmenIm Vergleich zu Systemen, die 0,80 MPa Stickstoff auf Atmosphärendruck abdrosseln, bevor sie ihn wieder auf 2,50 MPa komprimieren, spart das ZW-2.1/8~25 durch die direkte Nutzung des verfügbaren Eingangsdrucks etwa 40–50% Kompressionsenergie ein.

Bei einem typischen jährlichen Betriebszyklus von 8.000 Stunden in einer Stickstoffrückführungsanwendung erzielt die variable Einlasskapazität des ZW-2.1/8~25 einen Wert von ca. Energieeinsparung von 120.000–180.000 kWh Im Vergleich zu Systemen, die eine vorgelagerte Druckreduzierung erfordern, entspricht dies bei $0,08/kWh einer jährlichen Stromkostenersparnis von $9.600–$14.400. In Kombination mit dem Wegfall ölbasierter Verbrauchsmaterialien und dem Verzicht auf nachgelagerte Reinigungsanlagen ergibt sich die Gesamtbetriebskosten für die Stickstoffrückführungskompression wird über eine 10-jährige Betriebsdauer um schätzungsweise 30–40% reduziert.

Die Ölfreiheit im Kompressionspfad ist insbesondere bei Recyclinganwendungen von Vorteil, da sich Ölverunreinigungen im geschlossenen Stickstoffkreislauf ansammeln, die Produktqualität zunehmend mindern und potenziell Prozessanlagen kontaminieren würden. Die ölfreie Konstruktion des ZW-2.1/8~25 gewährleistet die dauerhafte Aufrechterhaltung der Stickstoffreinheit im Recyclingbetrieb.

Anpassungs- und OEM-Fähigkeiten

Wir bieten flexible Anpassungsmöglichkeiten, um den ZW-2.1/8~25 an spezifische Standortbedingungen und Integrationsanforderungen anzupassen:

• Kufenmontierte Pakete: Vormontierter Kompressor, Motor, Kühler, Instrumentierung und Bedienfeld auf einem Stahlrahmen mit Gabelstapleraufnahmen. Reduziert den Installationsaufwand vor Ort auf die Anschlüsse für Strom und Kühlwasser.
• Konfigurationen von Gefahrenbereichen: ATEX-Zone-2- und IECEx-konforme Gehäuse für petrochemische Anlagen. Gasdetektion und automatische Belüftungsverriegelungen sind in das Steuerungssystem integriert.
• SPS- und Fernüberwachung: Optionale Siemens LOGO! oder S7-1200 SPS mit HMI-Touchscreen, Ethernet-Anschluss und SMS-/E-Mail-Alarmen. Kompatibel mit Modbus TCP/IP für die SCADA-Integration.
• Akustische Gehäuse: Kompakte, nach IP54 zertifizierte Schallschutzkabine, die den Geräuschpegel in 1 Meter Entfernung von 82 dB(A) auf 68 dB(A) reduziert und sich für die Installation in Innenräumen in geräuschempfindlichen Umgebungen eignet.
• OEM & Private Label: Individuelle Lackierungen, Marken-Namensschilder und lokalisierte Dokumentation für Gasgerätehändler und Systemintegratoren.

Kundenspezifische Konfigurationen sind erhältlich bei Mindestbestellmenge: 1 StückTechnische Angebote werden üblicherweise innerhalb von 3–5 Werktagen erstellt. Die Standardlieferzeit beträgt 10–12 Wochen; für qualifizierte Bestellungen ist eine Expresslieferung innerhalb von 8 Wochen möglich.

Fallstudie: Stickstoffrückgewinnungssystem in einer Chemieanlage

Kunde: Ein Spezialchemikalienhersteller in Thailand, der Batchreaktoren mit Stickstoffinertisierung betreibt

Herausforderung: Das Werk verbrauchte 8.000 Nm³/Tag Stickstoff zur Reaktorinertisierung. Der verbrauchte Stickstoff wurde nach dem Durchlaufen der Reaktoren mit 0,60 MPa in die Atmosphäre abgeleitet. Dieses Verfahren, bei dem der Stickstoff nur einmalig zugeführt wird, verursachte jährliche Kosten von 180.000 Nm³/Jahr für den Stickstoffkauf und stellte einen erheblichen Abfallstrom dar. Das Werk wollte den Stickstoff zurückgewinnen und wiederverwenden, benötigte jedoch einen Kompressor, der den variablen Auslassdruck der Reaktoren (0,40–0,80 MPa) aufnehmen und auf 2,00 MPa für die Wiederverwendung im Hochdruck-Reaktorzuführungssystem erhöhen konnte.

Lösung: Wir lieferten eine ZW-2.1/8~25 ölfreier Stickstoffkompressor Die Anlage ist auf einem kundenspezifischen Rahmen mit integriertem Zwischen- und Nachkühler sowie einer Siemens LOGO! SPS-Steuerung montiert. Dank des variablen Einlasses kann der Kompressor Stickstoff direkt aus dem Reaktorentlüftungsverteiler mit dem jeweils verfügbaren Druck aufnehmen, wodurch eine vorgelagerte Druckregelung entfällt. Ein 1 m³ großer Ausgleichsbehälter wurde vorgelagert installiert, um Druckschwankungen aus dem Batchreaktorzyklus zu dämpfen.

Quantifizierte Ergebnisse nach 24 Monaten:

• Stickstoffverbrauch: Reduziert um 65% (von 8.000 auf 2.800 Nm³/Tag), Einsparung von 117.000 £/Jahr
• Stickstoffemissionen aus Entlüftungsventilen: Reduziert um 65%Verbesserung der Umweltverträglichkeitsbewertung
• Ölverunreinigung in recyceltem Stickstoff: <0,01 mg/m³um sicherzustellen, dass keine Prozesskontamination stattfindet
• Verfügbarkeit des Kompressors: 98.5% über 24 Monate, mit nur planmäßigen Wartungsstillständen
• Amortisationszeitraum: 1,8 Jahre allein auf der Grundlage der Stickstoffkosteneinsparungen

„Die ZW-2.1/8~25 hat sich in weniger als zwei Jahren amortisiert. Die variable Einlasskapazität war der entscheidende Faktor, der dieses Projekt realisierbar machte – wir mussten weder unser Reaktorentlüftungssystem modifizieren noch Druckregler hinzufügen. Unsere Stickstoffkosten sind um zwei Drittel gesunken und unsere Umweltbilanz hat sich deutlich verbessert.“ — Werksleiter, Spezialchemikalienanlage

Häufig gestellte Fragen & Auswahlhilfe

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