ZW-5.3/16 Stickstoffkompressor – Ölfreier Hochdruck-N2-Booster für industrielle Anwendungen mit 1,60 MPa

Der ZW-5.3/16 ist ein zweistufiger, dreireihiger ölfreier Kolben-Stickstoffkompressor, der speziell für die Hochdruck-Stickstoffeinspritzung, Zylinderbefüllung und anspruchsvolle petrochemische Prozesse entwickelt wurde und eine Fördermenge von 5,3 m³/min bei einem Förderdruck von 1,60 MPa liefert. Er zeichnet sich durch absolute Ölfreiheit, kompakte Bauweise und Optimierung für den Dauerbetrieb bei erhöhtem Druck aus.

Produktübersicht

Der ZW-5.3/16 Stickstoffkompressor stellt eine spezielle Hochdrucklösung innerhalb unserer ölfreien Kolbenkompressorenfamilie dar, die für Anwendungen entwickelt wurde, bei denen ein hoher Förderdruck die primäre Betriebsanforderung ist. Mit einer Nennleistung von 5,3 m³/min und ein außergewöhnlicher 1,60 MPa EntladedruckDiese Anlage nimmt eine einzigartige Stellung in der industriellen Stickstoffkompressionslandschaft ein – sie schließt die Lücke zwischen herkömmlichen Niederdruck-Boostern und Ultrahochdruck-Gasfüllsystemen.

Was die ZW-5.3/16 von herkömmlichen Alternativen unterscheidet, ist ihre vollständig ölfreier Kompressionsmechanismus Durch die Verwendung selbstschmierender Kolbenringe und Gleitringe aus PTFE-Verbundmaterial wird jegliche Kohlenwasserstoffverunreinigung im Stickstoffstrom ausgeschlossen. Dadurch eignet sich das Gerät ohne zusätzliche nachgeschaltete Aufbereitungsanlagen sofort für die Befüllung von hochreinem Stickstoff in Zylindern, die Stickstoffinjektion in pharmazeutischer Qualität und die Prozessgasversorgung in der Elektronikindustrie. Die Ölfreiheitszertifizierung ist insbesondere bei 1,60 MPa von entscheidender Bedeutung, da die Entfernung von Ölverunreinigungen bei erhöhtem Druck deutlich schwieriger und kostspieliger wird.

Es ist zweistufig, dreireihig (二列三级) Die Konfiguration liefert das für einen Entladedruck von 1,60 MPa erforderliche hohe Druckverhältnis und bewältigt gleichzeitig die thermischen Lasten durch stufenweise Zwischenkühlung. Die kompakten Abmessungen –1947 × 1900 × 2580 mm—ermöglicht es, die ZW-5.3/16 in bestehende Maschinenräume oder Containerinstallationen einzubauen, wo der Platz begrenzt ist. 3,97 TonnenDas Gerät kann mit handelsüblichen Gabelstaplern transportiert und positioniert werden.

Technische Daten – ZW-5.3/16

* Alle Spezifikationen beziehen sich auf Standardreferenzbedingungen (ISO 1217, Anhang C). Die tatsächliche Leistung kann je nach Standorthöhe, Umgebungstemperatur und Einlassbedingungen variieren.

Hauptmerkmale und technische Vorteile

1. Hochdruck-Ölfreie PTFE-Dichtungstechnologie

Der ZW-5.3/16 verwendet eine proprietäre Technologie selbstschmierendes Kolbenring- und Führungsbandsystem Hergestellt aus Hochleistungs-PTFE-Verbundwerkstoffen, verstärkt mit Glasfasern und Bronzepartikeln, speziell entwickelt für Hochdruckanwendungen. Dieses Material erreicht einen Reibungskoeffizienten unter 0,08 ohne externe Kohlenwasserstoffschmierung und verhindert so vollständig das Eindringen von Öldämpfen in den Stickstoffstrom. Bei 1,60 MPa steigt das Risiko einer Ölkontamination exponentiell an, da sich Öltröpfchen bei erhöhtem Druck schwerer abscheiden lassen und sich Verunreinigungen im komprimierten Gas konzentrieren. Die ölfreie Konstruktion des ZW-5.3/16 erreicht dies. ISO 8573-1 Klasse 0-Konformität ohne nachgeschaltete Filtration, ein entscheidender Vorteil bei der Zylinderabfüllung und bei Prozessen mit hohen Reinheitsgraden.

2. Zweistufige Dreireihen-Kompressionsarchitektur

Der zweistufige, dreireihige Konfiguration Die ZW-5.3/16 ist speziell für das hohe Druckverhältnis bei einem Auslassdruck von 1,60 MPa ausgelegt. Die dreireihige Anordnung sorgt im Vergleich zu zweireihigen Ausführungen für eine überlegene Kräfteverteilung, reduziert die Vibrationsübertragung und ermöglicht die Installation auf leichteren Fundamenten. Die stufenweise Kompression mit Zwischenkühlung begrenzt die Auslasstemperatur jeder Stufe auf unter 160 °C. Dadurch bleiben die PTFE-Dichtungselemente intakt und die Lebensdauer der Ventilplatte wird verlängert. Dieses Wärmemanagement ist besonders bei hohen Druckverhältnissen entscheidend, da die adiabatischen Kompressionstemperaturen andernfalls die sicheren Betriebsgrenzen von Polymerdichtungen überschreiten würden.

3. Kompaktes Design für beengte Installationen

Bei 1947 × 1900 × 2580 mmDer ZW-5.3/16 benötigt für einen Hochdruckkompressor dieser Leistungsklasse bemerkenswert wenig Stellfläche. Die kompakte Bauweise wird durch ein optimiertes, vertikales Kurbelgehäusedesign erreicht, das die Längsabmessungen der Maschine minimiert und gleichzeitig einen ausreichenden Wartungszugang gewährleistet. Dank seines Gewichts von 3,97 Tonnen kann der Kompressor mit Standardgabelstaplern transportiert und positioniert werden, wodurch der Einsatz von Kränen oder Spezialvorrichtungen entfällt. Diese Mobilität macht den ZW-5.3/16 ideal für containerisierte Stickstoffversorgungssysteme, mobile Zylinderfüllstationen und Nachrüstungen in bestehenden Kompressorhäusern mit begrenztem Platzangebot.

4. Standardmäßiger 380-V-Direktantrieb für Motoren

Der ZW-5.3/16 wird angetrieben von einem 55 kW, 380 V, 50 Hz Drehstrom-Induktionsmotor Die Anlage entspricht der Energieeffizienzklasse IE3 gemäß IEC 60034-1. Die standardmäßige Niederspannungskonfiguration lässt sich direkt in bestehende 380-V-Industrieverteiler integrieren, ohne dass Mittelspannungsinfrastruktur, Abwärtstransformatoren oder spezielle Schaltanlagen erforderlich sind. Diese elektrische Einfachheit reduziert sowohl die Investitionskosten als auch den Aufwand bei der Inbetriebnahme und macht die ZW-5.3/16 zu einer attraktiven Option für Anlagen, die von Flaschenstickstoff- oder Membrangeneratoren auf Vor-Ort-Hochdruckkompression umrüsten.

Anwendungsszenarien

Befüllung von Hochdruck-Stickstoffflaschen

Die ZW-5.3/16 ist speziell für diesen Zweck entwickelt worden. Stickstoffflaschen-Füllstationen Dieses System beliefert Industriegasvertriebe, Schweißfachbetriebe und Spezialgaslabore. Sein Auslassdruck von 1,60 MPa reicht aus, um Standard-Industriestickstoffflaschen über ein Hochdruck-Booster- oder Kaskadensystem auf einen Betriebsdruck von 15 MPa zu befüllen. Die Kapazität von 5,3 m³/min ermöglicht eine Füllrate von ca. 20–25 Flaschen pro Stunde (40 l, 15 MPa) und eignet sich somit für mittlere Füllmengen. Die ölfreie Konstruktion ist für die Flaschenbefüllung unerlässlich, da sich Ölverunreinigungen im Druckgas konzentrieren und nachfolgende Prozesse bei der Flaschenverwendung beeinträchtigen könnten.

Hochdruck-Stickstoffeinspritzung in der Petrochemie

In petrochemischen und Raffinerieanlagen liefert die ZW-5.3/16 Stickstoff unter hohem Druck für Reaktorinertisierung, Katalysatorerhaltung, Notspülung von Behältern und RohrleitungsdruckprüfungDer Auslassdruck von 1,60 MPa ist ausreichend, um die Druckanforderungen der meisten Prozessbehälter und Reaktorsysteme zu erfüllen und ermöglicht so die direkte Stickstoffeinspritzung ohne zwischenzeitliche Druckerhöhung. ZW-5.3/16 Hochdruck-Stickstoffkompressor Dies ist besonders wertvoll für Notfallsituationen, in denen eine schnelle Stickstoffeinleitung erforderlich ist, um ein Gefäß zu inertisieren oder eine unkontrollierte Reaktion zu unterdrücken. Die Ölfreiheitszertifizierung ist obligatorisch, da Stickstoff mit einem Druck von 1,60 MPa, der in ein Katalysatorbett oder einen Prozessstrom eintritt, vollständig kohlenwasserstofffrei sein muss.

Prozessgas für die Pharma- und Biotechnologiebranche

Pharmazeutische Produktionsanlagen benötigen hochreinen Stickstoff für Sterile Prozessinertisierung, Lyophilisierung (Gefriertrocknung) und aseptische AbfüllvorgängeDie ölfreie Zertifizierung des ZW-5.3/16 gewährleistet die Einhaltung der FDA-Richtlinien 21 CFR, EU-GMP Annex 1 und der Arzneibuchnormen für Stickstoff. Der Druck von 1,60 MPa ist ausreichend für die Versorgung von Hochdruck-Stickstoffverteilern, die mehrere Sterilisationsräume, Autoklaven und Gefriertrockner versorgen. Dank seiner kompakten Bauweise lässt er sich in Reinraumbereichen oder Versorgungskorridoren der pharmazeutischen Industrie installieren, wo der Platz stark eingeschränkt ist.

Elektronik- und Halbleiterfertigung

Halbleiterfertigungsanlagen benötigen Stickstoff unter hohem Druck für Wafer-Handhabungssysteme, chemische Gasphasenabscheidungsprozesse (CVD) und Spülung von IonenimplantationskammernDer Auslassdruck der ZW-5.3/16 von 1,60 MPa ist ausreichend, um die Hochdruck-Stickstoffverteiler zu versorgen, die Prozessanlagen mit erhöhtem Druck für pneumatische Betätigung oder Prozessgaszufuhr versorgen. Die ölfreie Konstruktion ist in der Halbleiterindustrie absolut unerlässlich, da selbst geringste Ölverunreinigungen katastrophale Defekte in integrierten Schaltungen verursachen und zu Ertragsverlusten in Millionenhöhe führen können.

Material & Konstruktion

Die ZW-5.3/16 ist aus hochwertigen Materialien gefertigt, die aufgrund ihrer Eignung für Hochdruck-Stickstoff, ihrer Korrosionsbeständigkeit und ihrer langen Lebensdauer ausgewählt wurden:

Alle drucktragenden Bauteile sind gemäß den geltenden Normen konstruiert und gefertigt. ASME BPVC Abschnitt VIII Division 1 oder den chinesischen GB 150-Standards. Jede Schweißverbindung wird einer 100%-Röntgenprüfung (RT) gemäß ASME Section V, Article 2 unterzogen, und jeder fertige Druckbehälter wird einer hydrostatischen Druckprüfung mit dem 1,5-fachen des maximal zulässigen Betriebsdrucks (MAWP) für eine Mindesthaltezeit von 30 Minuten unterzogen.

Installations- und Wartungsrichtlinien

Fundament- und Raumanforderungen

Der ZW-5.3/16 wiegt 3,97 Tonnen und zeichnet sich durch eine kompakte, vertikale Bauweise mit niedrigem Schwerpunkt aus. Stahlbetonplatte von 5–6 Tonnen Für einen stabilen Betrieb ist die Montage auf elastischen Schwingungsdämpfern (Eigenfrequenz 8–12 Hz) ausreichend. Die dreireihige Gegenzylinderanordnung sorgt für eine optimale Kräfteverteilung und minimiert die Schwingungsübertragung. Erforderliche Freiräume: 1,0 m auf der antriebsseitigen Seite für die Ventilwartung, 0,8 m auf der antriebsseitigen Seite für den Motorzugang und 1,5 m nach oben für routinemäßige Wartungsarbeiten.

Kühlwasserspezifikationen

Der Kühlwasserbedarf beträgt ungefähr 15 m³/h Die Einlasstemperatur darf 32 °C nicht überschreiten. Der Wasserverteilungskreislauf versorgt die Zylindermäntel und den Zwischenkühler parallel. Anforderungen an die Wasserqualität: pH-Wert 6,5–8,5, Gesamthärte < 300 mg/l als CaCO₃, Chloridgehalt < 50 mg/l (zur Vermeidung von Korrosion an SS316-Rohren), Schwebstoffe < 30 mg/l. Für Anlagen ohne zuverlässige kommunale Wasserversorgung wird ein kompakter, geschlossener Kühlturm mit einem 0,5 m³ großen Pufferspeicher empfohlen.

Wartungsplan

Die ölfreie Konstruktion des ZW-5.3/16 vereinfacht die Wartung im Vergleich zu geschmierten Alternativen erheblich. Ölwechsel, Ölanalysen, Filterwechsel und der Austausch der Separatorpatrone entfallen. Die einzigen Verschleißteile sind die PTFE-Kolbenringe und -Zündbänder, die typischerweise 3.000 bis 5.000 Betriebsstunden unter sauberen Stickstoffbedingungen bei hohem Druck erreichen.

Konformitäts- und Sicherheitszertifizierungen

Der Stickstoffkompressor ZW-5.3/16 erfüllt die folgenden internationalen Normen und regulatorischen Anforderungen:

Leistungs- und Effizienzanalyse

Der ZW-5.3/16 erreicht eine spezifischer Stromverbrauch von ca. 10,38 kW pro m³/min Die spezifische Leistung beträgt 1,60 MPa bei einem Stickstoffaustrittsdruck von 1,60 MPa. Obwohl diese Leistung aufgrund des höheren Druckverhältnisses höher ist als bei Niederdruckmodellen, bleibt sie im Segment der ölfreien Hochdruck-Kolbenkompressoren wettbewerbsfähig. Zum Vergleich: Ölgeschmierte Hubkolbenkompressoren mit vergleichbaren Druckverhältnissen verbrauchen typischerweise 11–13 kW/m³/min, und Membrankompressoren (die häufig für den ölfreien Hochdruckbetrieb eingesetzt werden) können 15 kW/m³/min überschreiten.

Der primäre wirtschaftliche Vorteil des ZW-5.3/16 liegt nicht in den marginalen Energieeinsparungen, sondern in der Eliminierung von ölbezogenen Verbrauchsmaterialien und nachgelagerten ReinigungsanlagenEin typischer ölgeschmierter Hochdruckkompressor erfordert vierteljährliche Ölwechsel (300–600 TP4T/Jahr), monatliche Ölanalysen (200–400 TP4T/Jahr), jährliche Filterwechsel (500–1.000 TP4T/Jahr) und den Austausch der Separatorpatrone (800–1.500 TP4T/Jahr). Der ZW-5.3/16 eliminiert all diese Kosten und ermöglicht jährliche Einsparungen von 1.800–3.500 TP4T bei den Verbrauchsmaterialien.

Darüber hinaus Gesamtbetriebskosten für die Hochdruck-Stickstoffkompression Die Kosten werden weiter reduziert, da nachgelagerte Ölabscheider entfallen. Bei 1,60 MPa werden Ölfiltrationssysteme deutlich komplexer und teurer und erfordern oft mehrstufige Koaleszenzfilter mit nachgeschalteten Aktivkohle-Adsorbern. Dank des ölfreien Designs des ZW-5.3/16 entfällt diese Investitions- und Betriebsbelastung vollständig.

Anpassungs- und OEM-Fähigkeiten

Wir bieten flexible Anpassungsmöglichkeiten, um den ZW-5.3/16 an spezifische Installationsbedingungen und Endbenutzeranforderungen anzupassen:

• Kufenmontierte Pakete: Vormontierter Kompressor, Motor, Kühler und Schaltschrank auf einem Stahlrahmen mit Gabelstapleraufnahmen und Hebeösen. Reduziert den Installationsaufwand vor Ort auf die Anschlüsse für Strom und Kühlwasser.
• Mobile Zylinderfüllstationen: Das ZW-5.3/16 kann auf einem straßenzugelassenen Anhänger mit integriertem Stickstoffspeicher, Zylinderfüllverteiler und Dieselgenerator montiert werden, wodurch eine vollständig mobile Hochdruck-Stickstoffversorgungseinheit für Baustellen und Notfalleinsätze entsteht.
• SPS- und Fernüberwachung: Optionale Siemens LOGO! oder S7-1200 SPS mit HMI-Touchscreen, Ethernet-Anschluss und SMS-/E-Mail-Alarmbenachrichtigungen. Kompatibel mit Modbus TCP/IP für die SCADA-Integration.
• Akustische Gehäuse: Kompakte, nach IP54 zertifizierte Schallschutzkabine, die den Geräuschpegel in 1 Meter Entfernung von 84 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; eine Expresslieferung innerhalb von 8 Wochen ist möglich.

Fallstudie: Modernisierung einer Stickstoffflaschen-Abfüllstation

Kunde: Ein Industriegasvertrieb in Thailand, der Kunden aus den Bereichen Schweißen, Lebensmittelverpackung und Pharmazie beliefert

Herausforderung: Der bestehende, ölgeschmierte Kompressor des Kunden (12 Jahre im Einsatz) wies einen Ölverlust in den befüllten Stickstoffflaschen auf, was zu Kundenbeschwerden seitens der Pharmaindustrie und kostspieligen Flaschenreinigungen führte. Zudem war der Kompressor für den steigenden Bedarf unterdimensioniert, was in Spitzenzeiten der Befüllung zu Engpässen führte.

Lösung: Wir lieferten eine ZW-5.3/16 ölfreier Stickstoffkompressor Die Anlage ist auf einem speziell angefertigten Rahmen mit integriertem Ladeluftkühler, Nachkühler und einem Hochdruck-Füllverteiler ausgestattet, der 40-Liter-Zylinder mit 15 MPa befüllen kann. Dank ihrer kompakten Bauweise passt die Anlage ohne bauliche Veränderungen in den vorhandenen Füllraum.

Ergebnisse nach 18 Monaten:

• Zylinderölverunreinigung: Vollständig eliminiert, Erreichen der ISO 8573-1 Klasse 0 bei allen befüllten Zylindern
• Kundenbeschwerden: Null im Zusammenhang mit Ölverunreinigungen oder Zylinderqualität
• Füllkapazität: Erhöht um 35%, Reduzierung von Engpässen in Spitzenzeiten
• Instandhaltungskosten: Reduziert um 40% durch Vermeidung von ölbedingten Reparaturen und Filterwechseln
• Kosten für die Zylinderreinigung: AusgeschiedenEinsparung von $8.000/Jahr

„Der ZW-5.3/16 hat unseren Zylinderfüllprozess komplett revolutioniert. Keine Probleme mehr mit Ölverunreinigungen, keine Kundenbeschwerden mehr, und unser Wartungsteam verbringt nur noch die Hälfte der Zeit mit der Kompressorwartung. Die Amortisationszeit betrug weniger als zwei Jahre.“ — Betriebsleiter, Industriegasvertrieb

Häufig gestellte Fragen & Auswahlhilfe

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