Compresseur d'azote DW-100/8 – Surpresseur N2 sans huile à très haute capacité pour les infrastructures de gaz industriels exigeantes

Conçu pour fournir un débit de 100 m³/min à une pression de refoulement de 0,80 MPa, le DW-100/8 est un compresseur d'azote à pistons sans huile, à deux étages et deux rangées, spécialement conçu pour la séparation cryogénique de l'air à très grande échelle, les stations de surpression VPSA haute pression et les réseaux de distribution critiques de pipelines pétrochimiques. Il garantit l'absence de contamination par lubrifiant, un fonctionnement continu et une fiabilité industrielle 24 h/24 et 7 j/7, même aux débits les plus élevés.

Présentation du produit

Le Compresseur d'azote DW-100/8 Il représente le summum de notre ingénierie des compresseurs à piston sans huile, occupant le segment ultra-haute capacité de notre gamme de surpresseurs d'azote industriels. Doté d'une capacité extraordinaire Capacité de 100 m³/min associé à un robuste pression de refoulement de 0,80 MPaCette unité est conçue pour répondre aux exigences les plus strictes en matière de distribution d'azote dans les infrastructures de gaz industriels à grande échelle du monde entier.

Ce qui distingue fondamentalement le DW-100/8 de toutes les alternatives conventionnelles, c'est son circuit de compression totalement exempt d'huileLes segments de piston et les bagues de guidage sont fabriqués à partir de matériaux composites PTFE autolubrifiants exclusifs, fonctionnant sans aucun lubrifiant hydrocarboné. Cette architecture intrinsèquement sans huile garantit que le flux d'azote produit reste totalement pur, permettant ainsi d'atteindre Certification ISO 8573-1 Classe 0 sans aucun équipement de purification en aval. Pour les opérateurs des secteurs de l'agroalimentaire, de la fabrication pharmaceutique, de la fabrication électronique et de la pétrochimie, cela élimine à la fois l'investissement initial et les charges d'exploitation courantes des systèmes de filtration d'huile.

Le compresseur utilise un à deux étages, à deux rangées (二列二级) Une configuration qui répartit de manière optimale le rapport de pression élevé entre deux cylindres de compression. Cette approche thermodynamique étagée est essentielle pour gérer les contraintes thermiques inhérentes à une pression de refoulement de 0,80 MPa tout en préservant l'intégrité dimensionnelle des joints en PTFE. Chaque étage intègre un refroidisseur intermédiaire indépendant à haut rendement, garantissant que les températures des gaz restent largement dans les plages de fonctionnement sûres, même lors d'un fonctionnement prolongé à pleine capacité. Le bâti massif en fonte et le vilebrequin en acier forgé à équilibrage dynamique sont conçus pour une durée de vie exceptionnelle. Plus de 120 000 heures conformément à des protocoles de maintenance industrielle rigoureux.

Spécifications techniques – DW-100/8

* Toutes les spécifications sont données dans des conditions de référence standard (ISO 1217, annexe C). Les performances réelles peuvent varier en fonction de l'altitude du site, de la température ambiante et des conditions d'entrée.

Principales caractéristiques et avantages techniques

1. Compression sans huile à très haute capacité

Le DW-100/8 utilise une technologie propriétaire système de segment de piston et de bande de guidage autolubrifiants Fabriqué à partir de composites PTFE de pointe renforcés de fibres de verre et de particules de bronze, ce matériau atteint un coefficient de frottement inférieur à 0,06 sans lubrification externe aux hydrocarbures, éliminant ainsi tout risque d'entraînement de vapeurs d'huile dans le flux d'azote produit. À un débit de 100 m³/min, même une infime contamination par l'huile entraînerait un défaut de qualité majeur. Le DW-100/8 est un modèle natif. Conformité à la norme ISO 8573-1, classe 0 Ce système élimine le besoin d'équipements de filtration d'huile en aval, qui seraient extrêmement volumineux et énergivores à ce débit. Les anneaux en PTFE sont spécialement conçus pour résister aux températures de refoulement élevées associées à un fonctionnement à 0,80 MPa, et conservent leur stabilité dimensionnelle jusqu'à 180 °C.

2. Optimisation thermodynamique en deux étapes pour la haute pression

Le architecture de compression à deux étapes Le compresseur DW-100/8 est optimisé thermodynamiquement pour atteindre la pression de refoulement cible de 0,80 MPa. En répartissant le rapport de pression global important entre un cylindre basse pression de grand diamètre et un cylindre haute pression, le compresseur atteint une température moyenne effective par étage nettement inférieure. Un refroidisseur intermédiaire tubulaire massif à haut rendement, placé entre les étages, évacue la chaleur de compression, maintenant ainsi les températures de refoulement en dessous de 155 °C, même à charge continue maximale. Cette gestion thermique est absolument essentielle pour préserver l'intégrité des segments en PTFE à cette combinaison de capacité et de pression, et prolonge la durée de vie des plaques de soupape d'environ 401 TP3T par rapport aux compresseurs mono-étagés visant des rapports de pression équivalents.

3. Châssis massif en fonte avec ingénierie d'équilibrage des forces

Le cadre principal est moulé à partir de fonte grise GG25 (équivalent à la norme ASTM A48 classe 30B) avec passages d'eau de refroidissement intégrés. agencement à deux rangées de cylindres opposés Il assure une annulation naturelle des forces du premier ordre, réduisant de plus de 801 TP3T les forces d'inertie déséquilibrées transmises à la fondation par rapport aux modèles à une seule rangée. Malgré le poids conséquent de l'unité (13 tonnes), cet avantage mécanique permet son installation sur un bloc d'inertie en béton armé d'environ 20 tonnes, nettement plus léger que celui requis pour un compresseur à une seule rangée de capacité équivalente. Les dimensions imposantes du châssis de 5456 × 3518 × 2535 mm refléter les exigences d'ingénierie liées à la gestion d'un débit de 100 m³/min tout en maintenant les jeux de précision nécessaires au fonctionnement du piston sans huile.

4. Entraînement de moteur moyenne tension haute puissance

Le DW-100/8 est entraîné par un moteur à induction moyenne tension de 600 kW Disponible en versions 6 kV ou 10 kV, conforme à la classe d'efficacité IE3 de la norme CEI 60034-1. À ce niveau de puissance, l'entraînement moyenne tension est indispensable. Un moteur de 380 V nécessiterait des câbles de section excessive (supérieure à 400 mm²) et un appareillage basse tension massif. Les configurations 6 kV et 10 kV s'intègrent directement aux réseaux de distribution industriels moyenne tension, réduisant ainsi les coûts d'infrastructure électrique, minimisant les pertes par effet Joule (I²R) dans le câblage et améliorant l'efficacité énergétique globale du système. Pour les installations industrielles de grande envergure où les systèmes de barres omnibus 6 kV ou 10 kV sont la norme, le DW-100/8 offre une compatibilité électrique optimale.

Scénarios d'application

Usines de séparation d'air cryogénique à grande échelle

Dans les installations cryogéniques ASU à très grande échelle produisant 5 000 à 15 000 Nm³/h d’azote gazeux, le DW-100/8 sert de booster d'azote primaire à haute capacité Entre le caisson froid et le collecteur de distribution, son débit de 100 m³/min correspond à celui des plus grandes unités de séparation d'air (ASU) à un seul train. La pression de refoulement de 0,80 MPa assure une hauteur manométrique suffisante pour la distribution par pipeline sur de longues distances vers les consommateurs en aval, au sein de vastes complexes industriels. L'absence d'huile est absolument essentielle dans ces applications, car toute contamination par l'huile compromettrait la pureté de l'azote sur l'ensemble du réseau de distribution, affectant de nombreux procédés en aval, notamment la fabrication de semi-conducteurs, la production pharmaceutique et les installations de transformation alimentaire desservies par le même collecteur.

Grandes stations de surpression d'azote VPSA

Pour les grands générateurs d'azote VPSA produisant de l'azote d'une pureté de 99,5 à 99,9% à une pression proche de la pression atmosphérique, Surpresseur d'azote DW-100/8 Ce compresseur comprime le produit basse pression à 0,80 MPa pour une distribution haute pression sur de vastes sites industriels. Son débit de 100 m³/min permet d'alimenter simultanément plusieurs trains VPSA de grande capacité ou d'assurer la redondance des systèmes d'alimentation en azote critiques. L'absence d'huile dans le circuit de compression est essentielle pour les systèmes VPSA, car toute contamination par des hydrocarbures empoisonnerait irréversiblement l'adsorbant à tamis moléculaire de carbone, dégradant ainsi l'efficacité de séparation de l'ensemble du générateur et nécessitant un remplacement coûteux de l'adsorbant, pouvant dépasser 1 TP4 200 000 pour les grandes installations.

Distribution d'azote à haute pression dans un complexe pétrochimique

Dans les complexes pétrochimiques intégrés, le DW-100/8 constitue l'ossature du infrastructure de distribution d'azote à haute pressionLa pression de refoulement de 0,80 MPa est suffisante pour compenser les pertes de charge dues au frottement dans les canalisations sur des réseaux de distribution de plusieurs kilomètres, alimentant des dizaines d'unités de traitement, notamment des craqueurs d'éthylène, des réacteurs de polyéthylène, des complexes aromatiques et des unités de récupération du soufre. Le débit de 100 m³/min permet de répondre simultanément aux besoins en azote de plusieurs unités de traitement lors des procédures de démarrage, d'arrêt et d'inertage d'urgence. La certification « sans huile » est obligatoire car l'azote entre en contact avec les lits catalytiques, pénètre dans les flux de procédé et assure l'isolation des zones de stockage de produits chimiques sensibles ; autant d'environnements qui doivent être totalement exempts d'hydrocarbures.

Approvisionnement en azote du terminal de liquéfaction et de regazéification de GNL

Les terminaux GNL nécessitent d'énormes volumes d'azote pour purge des pipelines, inertisation des réservoirs et injection d'azote d'urgence Le DW-100/8, d'une capacité de 100 m³/min, assure l'approvisionnement en azote dans les réservoirs de stockage cryogéniques, même dans les conditions d'exploitation les plus exigeantes, y compris les purges complètes à l'azote d'un terminal pouvant nécessiter un débit d'azote élevé et continu pendant plusieurs jours. Sa pression de refoulement de 0,80 MPa offre une hauteur manométrique suffisante pour vaincre la pression hydrostatique des réservoirs de stockage de GNL et maintenir une pression positive de gaz inerte dans l'ensemble du réseau de distribution du terminal. Sa conception sans huile prévient toute contamination du GNL par des hydrocarbures, ce qui compromettrait ses propriétés cryogéniques et le rendrait non conforme aux spécifications de qualité.

Matériaux et construction

Le DW-100/8 est construit à partir de matériaux haut de gamme sélectionnés pour leur compatibilité avec l'azote, leur résistance aux hautes pressions et leur durée de vie opérationnelle prolongée à très haute capacité :

Tous les composants soumis à la pression sont conçus et fabriqués en stricte conformité avec ASME BPVC Section VIII Division 1 ou les normes chinoises GB 150. Chaque joint soudé subit une inspection radiographique 100% (RT) conformément à la section V, article 2 de l'ASME, et chaque récipient sous pression terminé est soumis à un essai de pression hydrostatique à 1,5 fois la pression de service maximale admissible (MAWP) pendant une période de maintien minimale de 30 minutes.

Instructions d'installation et d'entretien

Exigences en matière de fondations et de structure

Le DW-100/8 a un poids à sec de 13 tonnes et un centre de gravité situé à environ 1 000 mm au-dessus de la plaque de base. Malgré ses dimensions imposantes, sa conception à deux rangées de cylindres opposés minimise les forces de déséquilibre, permettant ainsi son installation sur un châssis. bloc d'inertie en béton armé de 20 à 25 tonnesLe bloc doit être monté sur des isolateurs de vibrations élastomères haute résistance (fréquence naturelle de 5 à 7 Hz) afin d'éviter la transmission des vibrations aux structures adjacentes et aux instruments sensibles. Dégagements minimaux requis : 2,0 m côté opposé à l'entraînement pour l'accès aux vannes, 1,5 m côté entraînement pour la maintenance du moteur et 2,5 m en hauteur pour l'accès à la grue lors des révisions majeures. Compte tenu des dimensions de l'unité (5 456 × 3 518 mm), le local compresseur doit offrir un dégagement suffisant de tous côtés pour garantir la sécurité d'exploitation et de maintenance.

Conception du système d'eau de refroidissement

La demande en eau de refroidissement est d'environ 100 m³/h L'eau d'entrée doit être à une température maximale de 32 °C. Le circuit de distribution alimente les chemises de cylindre, le refroidisseur intermédiaire et le refroidisseur final par des branches parallèles équipées de vannes de régulation de débit individuelles. Spécifications de qualité de l'eau : pH 6,5–8,5, matières solides dissoutes totales < 500 mg/L, teneur en chlorures < 50 mg/L (afin de prévenir la corrosion des tubes en acier inoxydable 316 des refroidisseurs), matières en suspension < 30 mg/L et dureté totale < 300 mg/L (exprimée en CaCO₃). Compte tenu des importants besoins en eau de refroidissement, une tour de refroidissement en circuit fermé dédiée, avec filtration latérale, traitement chimique et réservoir tampon de 10 m³, est fortement recommandée. Le système d'eau de refroidissement doit être conçu avec une redondance afin de garantir un fonctionnement continu lors des opérations de maintenance de la tour de refroidissement.

Programme d'entretien préventif

La conception sans huile du DW-100/8 simplifie considérablement la maintenance par rapport aux modèles lubrifiés de cette envergure. Aucun changement d'huile n'est nécessaire (ce qui exigerait plus de 500 litres d'huile par changement), aucune analyse d'huile n'est requise, aucun élément filtrant n'est à remplacer et aucune cartouche de séparation n'est à surveiller. Les principaux consommables d'usure sont : segments de piston et bagues de guidage en PTFECes pompes atteignent généralement une durée de vie de 4 000 à 6 000 heures en conditions de fonctionnement à l'azote pur. À un débit de 100 m³/min, l'élimination des opérations de maintenance liées à l'huile représente une économie annuelle de $50 000 à $80 000 par rapport aux solutions lubrifiées.

Certifications de conformité et de sécurité

Le compresseur d'azote DW-100/8 est conçu, fabriqué et testé pour respecter ou dépasser les normes internationales et les cadres réglementaires suivants :

Analyse des performances et de l'efficacité

Le DW-100/8 atteint un consommation électrique spécifique d'environ 6,00 kW par m³/min L'efficacité de ce compresseur à piston sans huile à très haute capacité, fonctionnant à un taux de compression élevé, est exceptionnelle. Ce débit d'azote est délivré à une pression de refoulement de 0,80 MPa. À titre de comparaison, les compresseurs à vis lubrifiés à l'huile, utilisés dans des applications similaires à très grande échelle, consomment généralement entre 6,5 et 7,5 kW/m³/min. Par ailleurs, l'utilisation de plusieurs compresseurs plus petits en parallèle engendre des pertes supplémentaires dues au fonctionnement à charge partielle et aux pertes de distribution.

Sur un cycle de fonctionnement annuel standard de 8 000 heures, le gain d'efficacité du DW-100/8 génère environ Économies d'énergie annuelles de 400 000 à 1 200 000 kWh Par rapport à des alternatives moins efficaces ou à des configurations de compresseurs en parallèle, avec un tarif d'électricité industriel moyen de $0,08/kWh, cela représente une réduction des coûts d'exploitation directs de $32 000 à $96 000 par an. Combinée à l'élimination complète des consommables liés à l'huile (qui seraient considérables à l'échelle de 100 m³/min), la coût total de possession pour la compression d'azote est réduit d'environ 25 à 35% sur une durée de vie opérationnelle de 10 ans.

L'absence d'huile dans le circuit de compression élimine la consommation d'énergie et l'encombrement liés aux équipements de déshuilage en aval. À 100 m³/min, un compresseur lubrifié à l'huile classique nécessiterait plusieurs filtres coalescents de grande taille, des adsorbeurs à charbon actif et un système de surveillance continue de l'huile, consommant au total entre 3 et 5 Tk de la puissance du compresseur et occupant une surface au sol considérable. La conception sans huile du DW-100/8 supprime totalement cette charge parasite et cet encombrement.

Capacités de personnalisation et de fabrication d'équipement d'origine (OEM)

Nous proposons des options de personnalisation complètes pour adapter le DW-100/8 aux conditions spécifiques des sites à très grande échelle, aux exigences d'intégration et aux spécifications des utilisateurs finaux :

• Ensembles clés en main montés sur patins : Le compresseur, le moteur, l'échangeur de chaleur, le refroidisseur final, l'instrumentation et le panneau de commande sont pré-assemblés sur un châssis massif en acier structurel doté d'anneaux de levage intégrés et de gabarits pour boulons d'ancrage. Les tests préalables en usine de tous les systèmes réduisent le temps de mise en service sur site d'environ 60% et minimisent les risques de démarrage.
• Configurations des zones dangereuses : Des armoires électriques et de moteurs conformes aux normes ATEX Zone 2 et IECEx sont disponibles pour les installations dans les sites pétrochimiques où des atmosphères explosives peuvent être occasionnellement présentes. Des dispositifs intégrés de détection de gaz et de verrouillage automatique de la ventilation peuvent être intégrés au système de contrôle.
• Contrôle avancé des processus : Automate programmable Siemens S7-1500 ou Allen-Bradley ControlLogix (en option) avec écran tactile IHM de 15 pouces, surveillance à distance via Modbus TCP/IP ou OPC-UA et intégration transparente avec les systèmes DCS/SCADA de l'usine. La régulation automatique de charge/décharge et la compatibilité avec les variateurs de fréquence optimisent le rendement à charge partielle et réduisent l'usure mécanique au démarrage.
• Systèmes de protection de l'environnement : Systèmes de revêtement de qualité marine C5-M pour les installations côtières ou offshore ; composants électriques tropicalisés pour des températures ambiantes jusqu'à 55 °C ; et enceintes acoustiques IP54 qui réduisent l'émission de bruit de 88 dB(A) à 75 dB(A) à 1 mètre, adaptées aux installations à proximité de bâtiments administratifs.
• Programmes OEM et de marques privées : Des couleurs de peinture personnalisées, des plaques signalétiques personnalisées et des documentations localisées sont disponibles pour les distributeurs d'équipements gaziers et les intégrateurs de systèmes. Les manuels techniques, les listes de pièces détachées et les procédures de maintenance peuvent être fournis en plusieurs langues.

Des configurations personnalisées sont disponibles auprès de Quantité minimale de commande : 1 unitéCompte tenu de la complexité des installations de grande envergure, l'étude technique et l'élaboration des propositions nécessitent généralement 7 à 10 jours ouvrables. Le délai de livraison standard est de 14 à 16 semaines ; les commandes suivantes sont livrées sous 10 à 12 semaines à compter de la confirmation de commande.

Étude de cas : Infrastructure d'azote d'un complexe pétrochimique de grande envergure

Client: Un complexe pétrochimique intégré de taille mondiale au Moyen-Orient, comprenant des unités de production d'éthylène, de polyéthylène et d'aromatiques.

Défi: L'alimentation en azote du complexe était assurée par trois compresseurs à huile vieillissants (marque européenne, plus de 20 ans de service) fonctionnant en parallèle pour atteindre le débit requis de 90 m³/min. Le système souffrait d'un entraînement d'huile chronique (5,1 mg/m³ en moyenne), provoquant l'empoisonnement du catalyseur dans l'unité de craquage d'éthylène, la contamination du produit lors du pelletage du polyéthylène et de fréquents arrêts non planifiés pour des réparations liées à l'huile. Les coûts totaux de maintenance atteignaient 180 000 £ par an et la pression de 0,60 MPa était insuffisante pour répondre aux exigences d'inertage du nouveau réacteur haute pression.

Solution: Nous avons fourni un Compresseur d'azote sans huile DW-100/8 Ce nouveau compresseur sert de source principale d'azote, remplaçant deux des trois compresseurs vieillissants. Il est installé sur un châssis sur mesure avec refroidisseur intermédiaire, refroidisseur final et un panneau de commande Siemens S7-1500 avec intégration SCADA complète. La pression de refoulement de 0,80 MPa répond à toutes les nouvelles exigences d'inertage haute pression, tandis que le débit de 100 m³/min offre une marge de sécurité par rapport à la demande de pointe du complexe, qui est de 85 m³/min. Un réservoir tampon de 10 m³ a été installé en amont pour amortir les fluctuations de la demande provenant de plusieurs unités de traitement.

Résultats quantifiés après 30 mois :

• Teneur en huile azotée : Réduit de 5,1 mg/m³ à <0,01 mg/m³, obtenant la certification ISO 8573-1 Classe 0
• Incidents d'empoisonnement aux catalyseurs des craqueurs d'éthylène : Éliminé complètement, prolongeant la durée de vie du catalyseur de 24 mois à 36 mois
• Coût annuel d'entretien : Réduit de 48% ($180 000 à $93 600) grâce à l'élimination des réparations liées à l'huile
• Consommation d'énergie : Amélioré par 8.2% par rapport aux compresseurs remplacés, une économie d'environ $38 400/an
• Temps d'arrêt non planifié : Aucun événement en 30 mois de fonctionnement continu
• Nombre de compresseurs : Réduite de trois unités à une seule unité principale plus un appareil de secours, simplifiant les opérations et réduisant le stock de pièces de rechange de 60%

« Le DW-100/8 a radicalement transformé notre infrastructure d'azote. Cette unité unique à haute capacité a remplacé trois compresseurs vieillissants, éliminé toute contamination par l'huile et réduit de moitié la charge de travail de notre équipe de maintenance. Le retour sur investissement a été de 16 mois, bien meilleur que nos prévisions initiales. » — Directeur des opérations, Complexe pétrochimique

FAQ et guide de sélection

Produits et solutions connexes

Pour un aperçu complet de nos compresseur d'azote industriel Pour en savoir plus sur notre gamme de produits, notamment les compresseurs d'oxygène sans huile, les compresseurs d'hydrogène, les compresseurs de dioxyde de carbone et les solutions de gaz spéciaux conçues sur mesure, veuillez contacter notre équipe d'ingénierie d'application ou consulter notre catalogue de produits en ligne.

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Nos ingénieurs d'application sont à votre disposition pour évaluer vos besoins en débit d'azote, les conditions d'aspiration, les pressions de refoulement cibles et les contraintes d'intégration. Nous vous fournissons gratuitement, sous 48 heures après réception de votre demande, des propositions techniques, des plans d'implantation, des schémas de tuyauterie et d'instrumentation (P&ID) ainsi qu'une analyse détaillée du coût total de possession (CTP).

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