Compresseur d'azote DW-120/8 – Surpresseur N2 sans huile à très haute capacité pour les infrastructures de gaz industriels exigeantes

Conçu pour fournir un débit exceptionnel de 120 m³/min à une pression de refoulement de 0,80 MPa, le DW-120/8 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 vastes réseaux de distribution par pipeline pétrochimique. Il garantit l'absence de contamination par lubrifiant, est conçu pour un fonctionnement continu et optimisé pour un fonctionnement 24 h/24 et 7 j/7 aux niveaux de débit industriels les plus élevés.

Présentation du produit

Le Compresseur d'azote DW-120/8 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. Avec une capacité nominale extraordinaire de 120 m³/min et une 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 le DW-120/8 de toutes les alternatives conventionnelles, c'est son circuit de compression totalement exempt d'huile L'utilisation de segments de piston et de bagues de guidage en composite PTFE autolubrifiants permet, grâce à ces éléments d'étanchéité de pointe, de garantir que le flux d'azote produit reste totalement exempt de contamination par l'huile. Cette caractéristique intrinsèque sans huile offre Certification ISO 8573-1 Classe 0 Ce procédé élimine naturellement les dépenses d'investissement, les coûts de maintenance et la consommation énergétique des systèmes de filtration en aval pour l'élimination des huiles. Pour les opérateurs des secteurs de l'agroalimentaire, de la pharmacie, de la fabrication de semi-conducteurs et de la pétrochimie, cette pureté intrinsèque est essentielle.

L'architecture du 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 étagée est essentielle pour gérer les charges thermiques liées à la compression de 120 m³/min à 0,80 MPa tout en préservant l'intégrité des joints en PTFE. Chaque étage est équipé d'un refroidisseur intermédiaire haute performance, garantissant que les températures des gaz restent dans les plages de fonctionnement sûres, même lors d'un fonctionnement continu à pleine capacité. Le bâti massif en fonte et le vilebrequin en acier forgé à équilibrage dynamique sont conçus pour une durée de vie minimale de 120 000 heures sous des protocoles de maintenance rigoureux.

Spécifications techniques – DW-120/8

* 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-120/8 utilise une technologie propriétaire système de segment de piston et de bande de guidage autolubrifiants Fabriqué à partir de composites PTFE haute performance renforcés de fibres de verre et de particules de bronze, ce matériau de pointe 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. Avec un débit de 120 m³/min, même des traces de contamination par l'huile représenteraient une charge de contamination cumulative considérable, rendant la conception native sans huile du DW-120/8 absolument essentielle. Pour les opérateurs de gaz industriels, cela représente un avantage considérable. Conformité native à la norme ISO 8573-1 Classe 0 sans les coûts d'investissement, les charges d'entretien ni la pénalité énergétique liés aux équipements de filtration d'huile en aval qui seraient nécessaires pour un compresseur lubrifié de cette envergure.

2. Optimisation thermodynamique en deux étapes pour la haute pression

Le architecture de compression à deux étapes Le compresseur DW-120/8 est optimisé thermodynamiquement pour atteindre la pression de refoulement cible de 0,80 MPa, tout en gérant un débit important de 120 m³/min. La répartition du taux de compression global entre un cylindre basse pression et un cylindre haute pression permet d'abaisser considérablement la température moyenne effective par étage. Un refroidisseur intermédiaire tubulaire haute capacité dédié, placé entre les étages, dissipe la chaleur importante de compression, maintenant ainsi la température de refoulement en dessous de 155 °C, même à charge continue maximale. Cette gestion thermique est essentielle pour préserver l'intégrité des bagues en PTFE à cette échelle et prolonge la durée de vie des plaques de soupape d'environ 400 TP3T par rapport aux compresseurs mono-étagés fonctionnant à des taux de compression équivalents.

3. Châssis massif en fonte avec un équilibre des forces supérieur

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 de premier ordre, réduisant de plus de 801 TP3T les forces d'inertie déséquilibrées transmises à la fondation par rapport aux conceptions à une seule rangée. Malgré son poids considérable de 15 tonnes, cet avantage mécanique permet une installation sur une bloc d'inertie en béton armé de 25 à 30 tonnes— proportionnellement plus légères que les fondations requises pour les compresseurs à une seule rangée de capacité équivalente. Cette efficacité des fondations est particulièrement précieuse pour les installations de modernisation dans les locaux de compresseurs existants, où les modifications de génie civil sont coûteuses et perturbatrices.

4. Entraînement de moteur moyenne tension haute puissance

Le DW-120/8 est entraîné par un moteur à induction moyenne tension de 710 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, un variateur moyenne tension est indispensable : un moteur 380 V nécessiterait des câbles et des appareillages de section excessive. La configuration moyenne tension s'intègre directement aux réseaux de distribution industriels moyenne tension, minimisant les pertes par effet Joule (I²R) dans le câblage et améliorant l'efficacité énergétique globale. Pour les grandes installations industrielles dotées de systèmes de barres 6 kV ou 10 kV, le DW-120/8 offre une compatibilité électrique optimale sans investissement supplémentaire dans l'infrastructure.

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-120/8 sert de booster d'azote primaire à haute capacité Entre le compartiment froid et le vaste réseau de distribution, sa capacité de 120 m³/min correspond au débit des plus grandes unités de séparation d'air autonomes (ASU), tandis que sa pression de refoulement de 0,80 MPa assure une hauteur manométrique suffisante pour la distribution par pipeline sur de longues distances vers de multiples consommateurs en aval, au sein d'un complexe industriel intégré. La conception sans huile est essentielle pour ces applications, car toute contamination par l'huile compromettrait la pureté de l'azote sur l'ensemble du réseau de distribution, affectant ainsi les procédés sensibles des usines de fabrication de semi-conducteurs, de produits pharmaceutiques et de produits alimentaires alimentées par le même collecteur.

Stations de surpression d'azote VPSA à grande échelle

Pour les grandes installations de 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-120/8 Ce système comprime le produit basse pression à 0,80 MPa pour une distribution haute pression sur de vastes sites industriels. Son débit de 120 m³/min permet d'alimenter plusieurs générateurs VPSA de grande taille fonctionnant en parallèle, créant ainsi un centre d'approvisionnement centralisé en azote. L'absence d'huile dans le circuit de compression est essentielle au fonctionnement des systèmes VPSA, car une contamination par des hydrocarbures empoisonnerait irréversiblement l'adsorbant à tamis moléculaire de carbone, dégradant l'efficacité de séparation de tous les générateurs et nécessitant un remplacement massif et coûteux de l'adsorbant.

Distribution de l'azote dans un complexe pétrochimique intégré

Dans les complexes pétrochimiques intégrés, le DW-120/8 fournit de l'azote à haute pression pour inertisation du réacteur, préservation du catalyseur, purge des pipelines, injection d'azote d'urgence et couverture des parcs de stockage Ce système est compatible avec plusieurs unités de traitement. La pression de refoulement de 0,80 MPa est suffisante pour supporter les pressions nominales des cuves de traitement, colonnes de distillation et réacteurs classiques, permettant ainsi l'injection directe d'azote sans surpression intermédiaire. Le débit de 120 m³/min permet d'alimenter simultanément un complexe entier via un collecteur d'azote haute pression centralisé, éliminant ainsi le besoin de plusieurs compresseurs de plus petite taille et simplifiant la maintenance. La certification « sans huile » est obligatoire pour les applications pétrochimiques où l'azote entre en contact avec les lits catalytiques ou est intégré aux flux de procédé.

inertisation du terminal de regazéification de GNL

Les terminaux de regazéification de GNL nécessitent d'énormes volumes d'azote pour Inertisation des réservoirs de stockage, purge des canalisations et déplacement d'urgence du gaz En cas de maintenance ou de dysfonctionnement, le DW-120/8, avec son débit de 120 m³/min, permet une inertie rapide des grands réservoirs de stockage de GNL et le maintien d'une pression d'azote positive lors des cycles de soutirage. Sa pression de refoulement de 0,80 MPa assure une pression suffisante pour la distribution sur l'ensemble du vaste réseau de canalisations du terminal. Sa conception sans huile prévient toute contamination du GNL par des hydrocarbures, évitant ainsi la production de gaz non conformes et le dysfonctionnement des équipements de combustion en aval.

Matériaux et construction

Le DW-120/8 est construit à partir de matériaux haut de gamme sélectionnés pour leur compatibilité avec l'azote, leur résistance aux hautes pressions et leur longue durée de vie opérationnelle à grande échelle :

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

La DW-120/8 pèse 15 tonnes à sec et son centre de gravité se situe 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 sol de grande hauteur. bloc d'inertie en béton armé de 25 à 30 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. Les fondations doivent être dimensionnées pour supporter le poids statique total majoré d'un coefficient dynamique de 1,5.

Conception du système d'eau de refroidissement

La demande en eau de refroidissement est d'environ 120 m³/h La température d'entrée ne doit pas dépasser 32 °C. Le circuit de distribution d'eau 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 (pour prévenir la corrosion des tubes en acier inoxydable 316), matières en suspension < 30 mg/L et dureté totale < 300 mg/L (exprimée en CaCO₃). Sur les sites où la qualité de l'eau est limite, une tour de refroidissement en circuit fermé dédiée, avec filtration latérale, adoucissement et traitement chimique de l'eau, est indispensable pour prévenir l'entartrage et la corrosion des refroidisseurs haute capacité.

Programme d'entretien préventif

La conception sans huile du DW-120/8 simplifie considérablement la maintenance par rapport aux modèles lubrifiés de capacité équivalente. Aucun changement d'huile n'est à prévoir, aucun échantillon d'huile de lubrification à analyser, aucun filtre à huile à remplacer ni aucune cartouche de séparateur d'huile à surveiller. Les principaux consommables d'usure sont : segments de piston et bagues de guidage en PTFECes moteurs atteignent généralement une durée de vie de 4 000 à 6 000 heures en conditions de fonctionnement à l'azote pur. À cette échelle, la suppression de la maintenance liée à l'huile représente des économies annuelles de 1 TP4T15 000 à 1 TP4T25 000 € rien qu'en main-d'œuvre et consommables.

Certifications de conformité et de sécurité

Le compresseur d'azote DW-120/8 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-120/8 atteint un consommation électrique spécifique d'environ 5,92 kW par m³/min Ce compresseur à piston sans huile, d'une capacité exceptionnelle de plus de 100 m³/min, délivre un débit d'azote de 0,80 MPa à une pression de refoulement élevée. Ce rendement le place parmi les meilleurs de sa catégorie. À titre de comparaison, les compresseurs à vis lubrifiés à l'huile, utilisés dans des applications similaires à haute pression et à haut débit, consomment généralement entre 6,2 et 7,0 kW/m³/min, tandis que les compresseurs à piston classiques peuvent dépasser 7,5 kW/m³/min à des pressions de refoulement équivalentes.

Sur un cycle de fonctionnement annuel standard de 8 000 heures, le gain d'efficacité du DW-120/8 génère environ Économies d'énergie annuelles de 240 000 à 480 000 kWh par rapport à des solutions moins performantes. Avec un tarif d'électricité industriel moyen de $0,08/kWh, cela représente une réduction des coûts d'exploitation directs de $19 200 à $38 400 par an. Si l'on ajoute à cela la suppression totale des consommables liés au pétrole (huile de lubrification, éléments filtrants, cartouches de séparation, élimination des huiles usées et analyse d'huile), coût total de possession pour la compression d'azote est réduit d'environ 22 à 32% sur une durée de vie opérationnelle de 10 ans.

L'absence d'huile dans le circuit de compression élimine également la consommation d'énergie liée aux équipements de déshuilage en aval. Un compresseur lubrifié à l'huile classique de cette taille nécessiterait d'importants systèmes de filtration coalescente, des lits d'adsorbeurs à charbon actif et des instruments de surveillance continue de l'huile, consommant collectivement 3 à 5 Tk de la puissance du compresseur, soit l'équivalent de 21 à 35 kW de consommation parasite. La conception sans huile du DW-120/8 supprime totalement cette consommation parasite, améliorant ainsi le rendement du système et réduisant les besoins en infrastructure électrique.

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

Nous proposons des options de personnalisation complètes pour adapter le DW-120/8 aux conditions spécifiques du site, aux exigences d'intégration et aux spécifications de l'utilisateur final :

• 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 robuste en acier structurel, équipé d'anneaux de levage et de gabarits de boulons d'ancrage intégrés. Les tests préalables en usine de tous les systèmes permettent de réduire le temps d'installation sur site d'environ 60% et de minimiser les risques liés à la mise en service.
• 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 du chargement/déchargement, la compatibilité avec les variateurs de fréquence et les algorithmes de maintenance prédictive optimisent le rendement à charge partielle et réduisent l'usure mécanique.
• 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 boîtiers acoustiques IP54 qui réduisent l'émission de bruit de 88 dB(A) à 74 dB(A) à 1 mètre, adaptés aux installations à proximité de bâtiments administratifs ou de zones résidentielles.
• 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 unitéL'étude technique et l'élaboration de la proposition nécessitent généralement 7 à 10 jours ouvrables en raison de la complexité des systèmes à très haute capacité. Le délai de livraison standard est de 14 à 16 semaines ; les commandes répétées sont livrées sous 10 à 12 semaines à compter de la confirmation de commande.

Étude de cas : Centre de production d'azote d'un complexe pétrochimique intégré

Client: Un important complexe pétrochimique intégré au Moyen-Orient, comprenant des unités de craquage d'éthylène, des usines de polyéthylène et des unités d'aromatiques.

Défi: Le complexe exploitait trois compresseurs d'azote lubrifiés à l'huile vieillissants (capacité combinée de 100 m³/min à 0,60 MPa) qui subissaient de fréquents entraînements d'huile dans le réseau de distribution d'azote. La contamination par l'huile encrassait les lits catalytiques des craqueurs d'éthylène, provoquant des arrêts non planifiés dont le coût s'élevait à $500 000 par incident. La pression de 0,60 MPa était également insuffisante pour répondre aux exigences d'inertage du nouveau réacteur haute pression. Les coûts de maintenance des trois compresseurs avaient grimpé à $220 000 par an, et la disponibilité des pièces de rechange devenait problématique en raison de l'âge du matériel.

Solution: Nous avons fourni un seul Compresseur d'azote sans huile DW-120/8 Pour remplacer les trois unités vieillissantes, une nouvelle unité a été installée sur un châssis sur mesure intégrant un refroidisseur intermédiaire, un refroidisseur final et un panneau de commande Siemens S7-1500 avec intégration SCADA complète. La pression de refoulement de 0,80 MPa répond aux nouvelles exigences d'inertage haute pression, tandis que le débit de 120 m³/min offre une marge de 201 TP3T au-dessus de la demande de pointe. Un réservoir tampon de 10 m³ a été installé en amont pour amortir les fluctuations de la demande sur l'ensemble du complexe. La conception sans huile a permis d'éliminer totalement l'encrassement du lit catalytique.

Résultats quantifiés après 30 mois :

• Teneur en huile azotée : Réduit de 5,8 mg/m³ à <0,01 mg/m³, obtenant la certification ISO 8573-1 Classe 0
• Incidents d'encrassement du lit catalytique : Éliminé complètement, permettant d'économiser $500 000 par arrêt évité
• Coût annuel d'entretien : Réduit de 48% ($220 000 à $114 400) grâce à l'élimination des réparations liées au pétrole sur trois unités
• Consommation d'énergie : Amélioré par 8.2% par rapport aux trois unités remplacées, cela représente une économie d'environ 1 TP4 42 000 par an.
• Réduction de l'empreinte écologique : J'ai remplacé trois compresseurs par un seul., libérant ainsi 40 m² d'espace dans le local compresseur
• Temps d'arrêt non planifié : Aucun événement en 30 mois de fonctionnement continu

« Le DW-120/8 a radicalement transformé notre approvisionnement en azote. L'élimination de la contamination par l'huile nous a permis d'éviter deux remplacements de lit catalytique, dont le coût unitaire s'élevait à 1 TP4 TP2,5 millions. La simplicité de l'unité unique a réduit la charge de travail de notre équipe de maintenance de 601 TP3 TP, et les économies d'énergie constituent un avantage non négligeable. » — 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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