Compresseur d'azote ZW-5.4/6~20 – Surpresseur d'azote sans huile à pression variable pour applications industrielles flexibles

Conçu pour fournir un débit de 5,4 m³/min sur une plage de pression polyvalente de 0,60 MPa à 2,00 MPa, le ZW-5.4/6~20 est un compresseur d'azote à pistons sans huile, à deux étages et deux rangées, destiné à la distribution d'azote multi-pressions, aux opérations en installations pilotes et aux systèmes de gaz industriels flexibles. Il garantit l'absence de contamination par l'huile, un encombrement réduit et est optimisé pour les cycles de service à pression variable.

Présentation du produit

Le Compresseur d'azote ZW-5.4/6~20 représente une solution d'une polyvalence unique au sein de notre famille de compresseurs à piston sans huile, se distinguant par sa large plage de pressions de fonctionnement qui s'étend de 0,60 MPa à 2,00 MPa à une capacité constante de 5,4 m³/minCette capacité de pression variable rend l'unité particulièrement adaptée aux applications où la demande en azote fluctue entre des exigences de moyenne et de haute pression, ou lorsqu'un seul compresseur doit desservir plusieurs consommateurs à différents niveaux de pression.

La désignation « 6~20 » dans la référence du modèle indique que le compresseur peut fonctionner sur une plage de pressions de refoulement équivalente à 0,60–2,00 MPa, grâce à un contrôle précis du jeu et à des mécanismes de décharge étagés. Cette flexibilité permet de se passer de plusieurs compresseurs ou de stations de réduction de pression intermédiaires dans les installations présentant des exigences variées en matière de pression d'azote, ce qui réduit considérablement les dépenses d'investissement et la complexité de la maintenance.

Comme tous les appareils de notre série ZW, le ZW-5.4/6~20 conserve un circuit de compression entièrement exempt d'huile L'utilisation de segments de piston et de bagues de guidage en composite PTFE autolubrifiant garantit que le flux d'azote produit reste totalement exempt de contamination par les hydrocarbures, permettant ainsi d'atteindre Certification ISO 8573-1 Classe 0 Sans aucun équipement de purification en aval. Ses dimensions compactes et son poids modeste rendent cette unité idéale pour les installations pilotes, les centres de R&D et les systèmes mobiles d'alimentation en azote où l'espace et la portabilité sont des contraintes essentielles.

Spécifications techniques – ZW-5.4/6~20

* Capacité nominale à une pression d'entrée de 0,60 MPa. À des pressions de refoulement supérieures, la capacité s'ajuste proportionnellement. Toutes les spécifications sont conformes à la norme ISO 1217, annexe C. Les performances réelles varient en fonction de l'altitude du site, de la température ambiante et des conditions d'entrée.

Principales caractéristiques et avantages techniques

1. Plage de pression variable avec contrôle de la poche de dégagement

Le ZW-5.4/6~20 intègre une innovation système de poche de dégagement réglable Ce système permet au compresseur de fonctionner efficacement sur une plage de pression de refoulement de 0,60 MPa à 2,00 MPa sans modification mécanique. En ajustant le volume mort dans le cylindre haute pression, l'unité optimise le rendement volumétrique à chaque point de consigne de pression. Ceci élimine le besoin de plusieurs compresseurs ou de détendeurs dans les installations présentant des exigences variables en matière de pression d'azote, réduisant ainsi les coûts d'investissement et la complexité d'exploitation. Le réglage de la pression peut être effectué manuellement ou automatiquement via des actionneurs pneumatiques intégrés au système de contrôle.

2. Joint composite PTFE sans huile pour service haute pression

Le ZW-5.4/6~20 utilise un système de segment de piston et de bande de guidage autolubrifiants Fabriquées à partir de composites PTFE haute performance renforcés de fibres de carbone et de particules de bronze, ces bagues sont spécialement conçues pour une utilisation sous azote haute pression. Elles garantissent une étanchéité optimale et un faible coefficient de frottement sur toute la plage de fonctionnement (0,60–2,00 MPa). Sans lubrification externe, elles atteignent un coefficient de frottement inférieur à 0,07. Teneur en huile de classe 0 selon la norme ISO 8573-1 dans le flux d'azote comprimé. Pour les installations pilotes et les centres de recherche où la pureté de l'azote est essentielle, cette certification native sans huile élimine totalement les coûts de filtration en aval.

3. Compression à deux étages pour un rapport de pression étendu

Le architecture à deux étages et deux rangées Ce système est essentiel pour gérer les taux de compression élevés associés à une pression de refoulement de 2,00 MPa. En répartissant le travail de compression entre un cylindre basse pression et un cylindre haute pression, l'unité limite la température de refoulement de chaque étage à moins de 160 °C, préservant ainsi l'intégrité de la bague en PTFE et évitant toute dégradation thermique. Un refroidisseur intermédiaire tubulaire intégré évacue la chaleur de compression entre les étages, améliorant le rendement thermodynamique global et prolongeant la durée de vie des plaques de soupapes. À des pressions de refoulement plus basses (0,60–1,00 MPa), l'unité peut fonctionner avec des besoins en refroidissement inter-étages réduits, ce qui améliore encore son rendement.

4. Configuration de tension flexible pour diverses installations

Le ZW-5.4/6~20 est disponible avec un moteur d'entraînement de 132 kW Disponible en configurations 380 V, 6 kV ou 10 kV, le ZW-5.4/6~20 offre une solution performante. La version standard 380 V est idéale pour les laboratoires et les installations pilotes disposant d'une infrastructure de distribution basse tension existante. Les versions 6 kV et 10 kV, quant à elles, s'adressent aux installations industrielles équipées de réseaux moyenne tension, permettant de réduire les coûts d'infrastructure électrique et d'améliorer l'efficacité énergétique grâce à la suppression des transformateurs abaisseurs. Cette flexibilité de tension garantit l'intégration du ZW-5.4/6~20 dans quasiment tous les environnements électriques, sans modifications coûteuses.

Scénarios d'application

Installations pilotes et installations de développement de procédés

Les installations pilotes chimiques et pharmaceutiques nécessitent fréquemment de l'azote à des pressions variables selon le procédé testé. compresseur d'azote à pression variable ZW-5.4/6~20 Ce système sert de source d'azote unique et flexible, capable de fournir un gaz inerte à 0,60 MPa pour le confinement du réacteur lors d'une campagne, puis d'être ajusté à 2,00 MPa pour les essais de catalyseurs haute pression lors de la campagne suivante. Son débit de 5,4 m³/min est parfaitement adapté à l'échelle des opérations en installation pilote, et sa conception sans huile garantit l'absence de contamination par les hydrocarbures des catalyseurs sensibles ou des produits de réaction.

Distribution de gaz industriels multi-pressions

Les installations industrielles présentant divers besoins en azote — comme le remplissage des réservoirs à 0,60 MPa, la purge des pipelines à 1,20 MPa et l'inertage d'urgence des cuves à 2,00 MPa — nécessitent généralement plusieurs compresseurs ou stations de réduction de pression. Le ZW-5.4/6~20 simplifie cette complexité grâce à un compresseur unique capable de répondre à tous les besoins en pression. La pression de refoulement réglable peut être modifiée entre les équipes ou les campagnes pour s'adapter aux exigences du processus en cours, réduisant ainsi le nombre d'équipements et simplifiant la planification de la maintenance.

Fourniture mobile d'azote et intervention d'urgence

Grâce à son format compact et à son poids modeste, le ZW-5.4/6~20 est idéal pour unités mobiles d'approvisionnement en azote Monté sur des remorques homologuées pour la route, ce groupe électrogène à pression variable est particulièrement précieux lors d'interventions d'urgence où l'azote peut être requis à différentes pressions pour la purge de pipelines, l'inertage de cuves ou l'extinction d'incendies. Transporté sur site, il se raccorde à une source d'azote (vaporisateur d'azote liquide ou petit générateur VPSA) et s'ajuste rapidement à la pression de refoulement nécessaire. Sa conception sans huile garantit l'absence de contamination des équipements de process protégés.

Laboratoires de recherche et universitaires

Les laboratoires de recherche universitaires et les instituts de recherche nationaux ont besoin d'azote de haute pureté pour une vaste gamme d'expériences, allant des boîtes à gants sous atmosphère inerte (0,60 MPa) aux réacteurs de synthèse haute pression (2,00 MPa). La plage de pression variable et la certification sans huile du ZW-5.4/6~20 en font une solution idéale pour l'alimentation centrale en azote des installations de recherche multidisciplinaires. Son débit de 5,4 m³/min permet d'alimenter simultanément plusieurs réacteurs haute pression, plusieurs stations de boîtes à gants et des chromatographes en phase gazeuse sans compromettre la pureté ni la stabilité de la pression.

Matériaux et construction

Le ZW-5.4/6~20 est construit à partir de matériaux sélectionnés pour leur compatibilité avec l'azote haute pression, leur résistance à la corrosion et leur intégrité structurelle compacte :

Tous les composants soumis à pression sont conformes à ASME BPVC Section VIII Division 1 ou les normes chinoises GB 150. Les joints soudés sont soumis à une inspection radiographique 100% (RT), et chaque récipient sous pression subit un essai hydrostatique à 1,5 × MAWP pendant une période de maintien minimale de 30 minutes.

Instructions d'installation et d'entretien

Exigences en matière de fondations et d'espace

La ZW-5.4/6~20 pèse 2,40 tonnes et présente une conception verticale compacte avec un centre de gravité bas. dalle en béton armé de 4 à 5 tonnes Ce système, monté sur des isolateurs de vibrations élastomères (fréquence naturelle de 8 à 12 Hz), assure un fonctionnement stable. La configuration à deux rangées de cylindres opposés annule les forces d'inertie du premier ordre, minimisant ainsi la transmission des vibrations. Dégagements requis : 1,0 m côté opposé à l'entraînement pour la maintenance des vannes, 0,8 m côté entraînement pour l'accès au moteur et 1,5 m en hauteur pour l'entretien courant. Le châssis de base, compatible avec les chariots élévateurs, permet une mise en place sans pont roulant.

Spécifications de l'eau de refroidissement

La demande en eau de refroidissement est d'environ 15 m³/h La température d'entrée ne doit pas dépasser 32 °C. Le circuit de distribution d'eau alimente en parallèle les chemises de cylindre et le refroidisseur intermédiaire. Qualité de l'eau acceptable : pH 6,5–8,5, dureté totale < 300 mg/L (exprimée en CaCO₃), chlorures < 50 mg/L, matières en suspension < 30 mg/L. Pour les installations non raccordées au réseau d'eau potable, une tour de refroidissement compacte en circuit fermé avec un réservoir tampon de 0,5 m³ est recommandée. À des pressions de refoulement plus élevées (1,50–2,00 MPa), le débit d'eau de refroidissement doit être augmenté d'environ 200 T/min pour gérer la chaleur supplémentaire de compression.

Intervalles d'entretien

Sa conception sans huile élimine toute opération d'entretien liée à l'huile. Il n'y a ni vidange d'huile, ni remplacement de filtre, ni changement de cartouche de séparateur, ni analyse d'huile. Les seules pièces d'usure consommables sont : segments de piston et bagues de guidage en PTFE, qui atteignent généralement 3 500 à 5 500 heures de fonctionnement à haute pression (1,50 à 2,00 MPa) et 4 500 à 6 500 heures de fonctionnement à pression moyenne (0,60 à 1,00 MPa).

Certifications de conformité et de sécurité

Le compresseur d'azote ZW-5.4/6~20 répond aux normes internationales et aux exigences réglementaires suivantes :

Analyse des performances et de l'efficacité

Le ZW-5.4/6~20 atteint un consommation électrique spécifique d'environ 24,4 kW par m³/min À une pression de refoulement de 2,00 MPa, la puissance spécifique atteint environ 18,5 kW/m³/min à 0,60 MPa. Bien que cette puissance soit supérieure à celle des modèles de plus grande capacité en raison d'une efficacité d'échelle réduite, la capacité de pression variable de l'unité offre une flexibilité opérationnelle unique qui compense la légère perte d'efficacité. À titre de comparaison, un compresseur à membrane haute pression dédié de capacité équivalente consommerait entre 28 et 35 kW/m³/min, tandis que les compresseurs à vis lubrifiés à l'huile à 2,00 MPa dépassent généralement 20 kW/m³/min.

Le principal avantage économique du ZW-5.4/6~20 est le élimination de plusieurs compresseurs Dans les installations à exigences de pression variables, une installation nécessitant de l'azote à 0,60 MPa, 1,20 MPa et 2,00 MPa aurait traditionnellement besoin de trois compresseurs distincts ou d'un compresseur et de deux stations de réduction de pression. Le ZW-5.4/6~20 remplace l'ensemble de cette infrastructure par une unité unique, réduisant ainsi les dépenses d'investissement de 40 à 601 TP3T et la complexité de la maintenance d'un montant similaire. coût total de possession pour la compression d'azote Dans les applications à pression variable, le nombre d'équipements et la main-d'œuvre d'entretien sont prédominants par rapport à l'efficacité énergétique marginale.

La conception sans huile réduit encore le coût total de possession (TCO) en éliminant les consommables liés à l'huile. Un compresseur lubrifié classique de cette taille et de cette plage de pression consomme entre 80 et 150 litres d'huile de lubrification par an, auxquels s'ajoutent les éléments filtrants, les cartouches de séparation et les coûts d'élimination des huiles usagées, pour un total de 1 500 à 3 000 £ par an. Le ZW-5.4/6~20 supprime intégralement ces dépenses.

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

Nous proposons des options de personnalisation flexibles pour adapter le ZW-5.4/6~20 aux contraintes d'installation spécifiques et aux exigences des utilisateurs finaux :

• Ensembles montés sur patins : Compresseur, moteur, refroidisseur et panneau de commande préassemblés sur un châssis en acier structurel avec passages de fourches et anneaux de levage. Réduit l'installation sur site au simple raccordement électrique et au raccordement à l'eau de refroidissement.
• Unités mobiles remorquées : Le ZW-5.4/6~20 peut être monté sur une remorque homologuée pour la route avec générateur diesel intégré, système de refroidissement et stockage d'azote, créant une unité d'approvisionnement en azote entièrement mobile pour les chantiers de construction, l'entretien des pipelines et les interventions d'urgence.
• Contrôle automatisé de la pression : Automate programmable Siemens LOGO! ou S7-1200 (en option) avec boucle de rétroaction de pression, ajustant automatiquement le volume de la chambre de dégagement pour maintenir la pression de refoulement définie à ±0,05 MPa près. Surveillance à distance via Modbus TCP/IP ou OPC-UA.
• Enceintes acoustiques : Boîtier acoustique compact IP54 réduisant le bruit de 82 dB(A) à 68 dB(A) à 1 mètre, adapté aux installations intérieures dans des environnements sensibles au bruit tels que les laboratoires et les salles des machines adjacentes aux bureaux.
• OEM et marques privées : Schémas de peinture personnalisés, plaques signalétiques de marque et dossiers de documentation localisés pour les distributeurs d'équipements à gaz et les intégrateurs de systèmes.

Des configurations personnalisées sont disponibles auprès de Quantité minimale de commande : 1 unitéPropositions techniques fournies sous 3 à 5 jours ouvrables. Délai de livraison standard : 10 à 12 semaines ; livraison express sous 8 semaines pour les commandes éligibles.

Étude de cas : Alimentation en azote d’une installation pilote multi-pression

Client: Une entreprise de chimie de spécialité exploitant une usine pilote multi-réacteurs en Allemagne

Défi: L'installation pilote exploitait quatre réacteurs nécessitant des pressions d'azote différentes : le réacteur A (0,60 MPa pour l'inertage), le réacteur B (1,20 MPa pour l'activation du catalyseur), le réacteur C (1,60 MPa pour la synthèse haute pression) et le réacteur D (2,00 MPa pour la polymérisation). Le client gérait trois compresseurs distincts (0,60 MPa, 1,20 MPa et 2,00 MPa) ainsi que des stations de réduction de pression, ce qui engendrait des coûts d'investissement élevés, une planification de la maintenance complexe et de fréquents problèmes de contamination croisée lors du passage d'un réacteur à l'autre.

Solution: Nous avons fourni un Compresseur d'azote sans huile ZW-5.4/6~20 Doté d'un système de contrôle automatisé des poches de purge, ce groupe remplace les trois compresseurs existants. Il est monté sur un châssis compact intégrant un refroidisseur intermédiaire, un refroidisseur final et un automate programmable Siemens S7-1200 avec régulation de pression. L'automate ajuste automatiquement la pression de refoulement en fonction des besoins du réacteur en fonctionnement, en basculant entre les différents points de consigne en moins de 5 minutes.

Résultats après 18 mois :

• Équipements lourds : Réduction de 3 compresseurs à 1, ce qui permet d'économiser 180 000 € sur l'investissement initial
• Coûts d'entretien : Réduit de 58% (de 24 000 €/an à 10 100 €/an)
• Surface au sol : Réduit de 65% (de 18 m² à 6,3 m²)
• Pureté de l'azote : >99,9% de façon constante avec une teneur en huile <0,01 mg/m³ sur tous les points de consigne de pression
• Temps de commutation du réacteur : Réduit de 45 minutes à moins de 5 minutes, améliorant le débit de l'usine pilote

« Le ZW-5.4/6~20 a considérablement simplifié notre approvisionnement en azote. Nous n'avons plus besoin de gérer trois compresseurs ni de nous soucier des pannes des vannes de réduction de pression. La commutation automatique de la pression est imperceptible et nos opérateurs d'installation pilote apprécient sa simplicité. » — Responsable de l'ingénierie des procédés

FAQ et guide de sélection

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