Compresseur d'azote DW-130/8 – Surpresseur N2 sans huile à très haute capacité pour infrastructure de gaz industrielle à très grande échelle (0,80 MPa)

Conçu pour fournir un débit exceptionnel de 130 m³/min à une pression de refoulement de 0,80 MPa, le DW-130/8 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 d'azote VPSA de très grande taille et les réseaux de gazoducs industriels transcontinentaux. Il garantit l'absence de contamination par lubrifiant, est conçu pour un fonctionnement continu 24 h/24 et 7 j/7 et répond aux exigences les plus élevées en matière de compression d'azote dans l'industrie lourde.

Présentation du produit

Le Compresseur d'azote DW-130/8 représente le summum de notre ingénierie des compresseurs à piston sans huile, occupant le segment des très hautes capacités de notre gamme de compresseurs de gaz industriels. Avec une capacité nominale exceptionnelle de 130 m³/min et une pression de refoulement robuste de 0,80 MPaCette unité est conçue pour répondre aux applications de suralimentation en azote les plus exigeantes de l'industrie lourde mondiale, des complexes sidérurgiques intégrés aux plateformes pétrochimiques à grande échelle.

Le DW-130/8 se distingue par un mécanisme de compression entièrement sans huile Utilisant des segments de piston et des bagues de guidage en composite PTFE autolubrifiant, cette conception élimine tout risque de contamination par des hydrocarbures du flux d'azote produit. L'unité est ainsi immédiatement adaptée aux exigences de pureté les plus strictes, sans nécessiter d'équipement de purification supplémentaire en aval. Pour les opérateurs de distribution d'azote de qualité alimentaire, d'approvisionnement en gaz pharmaceutiques en vrac et d'alimentation de chaînes de production de semi-conducteurs, cette certification native sans huile se traduit par des économies d'investissement, une maintenance simplifiée et une conformité garantie à la norme ISO 8573-1 Classe 0.

C'est à deux étages, à deux rangées (二列二级) La configuration est optimisée thermodynamiquement pour le rapport de pression important requis pour atteindre une pression de décharge de 0,80 MPa à partir des pressions de sortie typiques des générateurs d'azote. Les dimensions massives —6000 × 3640 × 3000 mm—refléter l’échelle industrielle de cette machine, tandis que poids de 18,00 tonnes Ce variateur de vitesse de 800 kW à moyenne tension souligne la robustesse structurelle nécessaire à un fonctionnement continu et fiable à cette capacité. Conçu pour une intégration directe aux réseaux de distribution électrique industriels de 6 kV ou 10 kV, il élimine les contraintes d'infrastructure électrique liées aux moteurs basse tension de puissance équivalente.

Spécifications techniques – DW-130/8

* 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-130/8 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 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 130 m³/min, même des traces de contamination par l'huile représenteraient une charge de contamination cumulative considérable ; la conception sans huile est donc non seulement préférable, mais absolument indispensable pour les applications de haute pureté. Les anneaux en PTFE sont spécialement conçus pour résister aux températures de refoulement élevées et aux contraintes mécaniques liées au fonctionnement à très haute capacité (0,80 MPa), et conservent leur stabilité dimensionnelle jusqu'à 180 °C.

2. Optimisation thermodynamique en deux étapes pour un rapport de pression élevé

Le architecture de compression à deux étapes Le fonctionnement du compresseur DW-130/8 est thermodynamiquement essentiel pour gérer le taux de compression élevé nécessaire à l'obtention d'une pression de refoulement de 0,80 MPa à partir des pressions de sortie typiques des générateurs d'azote (0,05 à 0,15 MPa). En répartissant le taux de compression global entre un cylindre basse pression et un cylindre haute pression, le compresseur atteint une température moyenne effective par étage nettement inférieure. Un refroidisseur intermédiaire tubulaire massif et à haut rendement, placé entre les étages, dissipe l'importante chaleur de compression générée à ce débit, maintenant ainsi les températures de refoulement en dessous de 155 °C, même à charge continue maximale. Cette gestion thermique est cruciale pour préserver l'intégrité de la bague en PTFE et prolonger la durée de vie des plaques de soupape d'environ 40% par rapport aux compresseurs mono-étagés visant des taux de compression équivalents.

3. Charpente monumentale en fonte avec système d'équilibrage des forces

Le cadre principal est moulé à partir de fonte grise GG25 (équivalent à la norme ASTM A48 classe 30B) dans une conception monobloc d'une seule pièce avec passages d'eau de refroidissement intégrés. agencement à deux rangées de cylindres opposés Ce système assure une annulation naturelle des forces de premier ordre, un point crucial à ce niveau de capacité où des forces déséquilibrées exigeraient des fondations excessivement massives. L'équilibre des forces réduit les vibrations transmises de plus de 80% par rapport aux conceptions à une seule rangée, permettant une installation sur un bloc d'inertie en béton armé de 25 à 30 tonnes – un poids conséquent mais gérable comparé aux plus de 40 tonnes nécessaires pour une machine à une seule rangée déséquilibrée de capacité équivalente. Cet avantage technique est particulièrement précieux pour les installations de modernisation dans les installations industrielles de gaz existantes où la capacité des fondations peut être limitée.

4. Entraînement moyenne tension de 800 kW pour l'intégration de puissance à très grande échelle

Le DW-130/8 est entraîné par un moteur à induction moyenne tension de 800 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 non seulement préférable, mais indispensable. Un moteur 380 V de puissance équivalente nécessiterait un courant nominal d'environ 1 400 A, impliquant des câbles d'alimentation de section excessive, un appareillage surdimensionné et des pertes par effet Joule (I²R) importantes. La configuration moyenne tension s'intègre directement aux réseaux de distribution d'énergie industriels, réduisant les coûts d'infrastructure électrique d'environ 30 à 40 TPL par rapport aux solutions basse tension, tout en améliorant l'efficacité énergétique globale grâce à la réduction des pertes de transmission.

Scénarios d'application

Unités de séparation d'air cryogéniques à très grande échelle

Dans les installations cryogéniques ASU à très grande échelle produisant 5 000 à 15 000 Nm³/h d’azote gazeux, le DW-130/8 sert de booster d'azote primaire à haute capacité Entre le compartiment froid et le réseau de distribution continental, son débit exceptionnel de 130 m³/min égale celui des plus grandes unités de séparation d'air (ASU) à train unique. La pression de refoulement de 0,80 MPa assure la charge nécessaire au transport par pipeline sur de longues distances vers les zones industrielles en aval. L'absence d'huile est impérative dans ces applications, car les ASU de très grande capacité desservent généralement plusieurs niveaux de pureté et types de consommateurs via une infrastructure de distribution commune. Dans ce cas, toute contamination par l'huile présente dans le collecteur haute pression se propagerait à tous les consommateurs en aval.

Stations de surpression d'azote VPSA ultra-larges

Pour les très grandes centrales de production 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-130/8 Le système comprime le produit basse pression à 0,80 MPa pour une distribution haute pression dans les zones industrielles et les pôles de production. Cette pression de refoulement élevée est essentielle pour les installations VPSA desservant des consommateurs dispersés via de vastes réseaux de distribution, où les pertes de charge sur des kilomètres de canalisations peuvent être considérables. L'absence d'huile dans le circuit de compression est absolument cruciale pour le fonctionnement des VPSA, car une contamination par des hydrocarbures empoisonnerait irréversiblement l'adsorbant à tamis moléculaire de carbone dans l'ensemble du parc de générateurs, nécessitant un remplacement complet de l'adsorbant, pour un coût pouvant dépasser 1 040 000 £ pour des installations de cette envergure.

Infrastructure intégrée d'azote du complexe sidérurgique

Les plus grandes aciéries intégrées du monde nécessitent des débits d'azote mesurés en centaines de mètres cubes par minute pour Contrôle de l'atmosphère des hauts fourneaux, de l'inertage des répartiteurs, de la métallurgie en poche et de l'étanchéité des gaz de coulée continueLe DW-130/8, d'une capacité de 130 m³/min, peut alimenter simultanément plusieurs hauts fourneaux, convertisseurs à oxygène et lignes de coulée continue grâce à un collecteur d'azote haute pression centralisé. Sa pression de refoulement de 0,80 MPa assure une hauteur manométrique suffisante pour vaincre la contre-pression des systèmes de gaz des plus grands hauts fourneaux et garantir un flux de gaz d'étanchéité positif au niveau des tuyères pour tous les fourneaux en fonctionnement. Sa conception sans huile prévient toute contamination du gaz de haut fourneau par l'huile, contamination qui encrasserait les équipements d'épuration en aval et compromettrait la qualité du gaz récupéré pour la production d'électricité et le chauffage.

Injection d'azote d'urgence dans un méga-complexe pétrochimique

Dans les méga-complexes pétrochimiques, le DW-130/8 fournit de l'azote à haute pression pour inertage d'urgence du réacteur, préservation du lit catalytique, purge des canalisations et dépressurisation de la cuveLa pression de refoulement de 0,80 MPa est suffisante pour injecter directement de l'azote dans les cuves de traitement et les réacteurs haute pression, sans surpression intermédiaire, permettant ainsi une intervention d'urgence rapide en cas d'incident. La capacité de fonctionnement continu garantit la disponibilité instantanée de volumes importants d'azote lors d'événements critiques pour la sécurité. La certification sans huile est obligatoire car, dans ces applications, l'azote peut entrer en contact avec les lits catalytiques, pénétrer dans les flux de procédé ou être utilisé pour le déplacement de produit ; or, même une infime contamination par des hydrocarbures compromettrait la qualité du produit ou empoisonnerait les systèmes catalytiques.

Matériaux et construction

Le DW-130/8 est construit à partir de matériaux haut de gamme sélectionnés pour leur compatibilité avec l'azote, leur capacité ultra-élevée et leur durée de vie opérationnelle prolongée dans les conditions les plus exigeantes :

Tous les composants soumis à la pression sont conçus et fabriqués en stricte conformité avec ASME BPVC Section VIII Division 1 ou aux normes chinoises GB 150. Chaque joint soudé fait l'objet d'un contrôle radiographique 100% (RT) conformément à la section V, article 2 de l'ASME, et chaque récipient sous pression fini est soumis à un essai de pression hydrostatique à 1,5 fois la pression maximale admissible de service (PMA) pendant une durée minimale de 30 minutes. Pour une machine de cette envergure, la traçabilité des matériaux est assurée depuis la certification en usine jusqu'à l'assemblage final, avec une documentation complète fournie à des fins d'assurance qualité et de conformité réglementaire.

Instructions d'installation et d'entretien

Ingénierie des fondations et des structures

Le DW-130/8 pèse 18 tonnes à sec et son centre de gravité se situe à environ 1 100 mm au-dessus de la plaque de base. Malgré ses dimensions imposantes, sa conception à deux rangées de cylindres opposés assure une importante annulation des forces, permettant son installation sur un châssis. 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, à l'instrumentation et aux zones réservées au personnel. 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. La conception des fondations doit prendre en compte les forces dynamiques avec un coefficient de sécurité de 2,0.

Ingénierie des systèmes 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 cylindres massives, le refroidisseur intermédiaire haute capacité et le refroidisseur final via des branches parallèles équipées de vannes de régulation de débit indépendantes. 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. Compte tenu de l'importance des besoins en eau de refroidissement, une tour de refroidissement en circuit fermé dédiée, avec filtration latérale, traitement chimique et prétraitement de l'eau d'appoint, est fortement recommandée. La conception du système de refroidissement doit intégrer 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-130/8 simplifie considérablement la maintenance par rapport aux modèles lubrifiés de capacité équivalente. Aucun changement d'huile n'est nécessaire (ce qui permet d'économiser environ 1 500 litres d'huile de lubrification par an), aucun échantillon d'huile n'est à analyser, aucun élément filtrant n'est à remplacer et aucune cartouche de séparateur d'huile n'est 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 ce niveau de capacité, la suppression de la maintenance liée à l'huile permet à elle seule d'économiser entre $25 000 et $40 000 euros par an en coûts de main-d'œuvre, de consommables et d'élimination.

Certifications de conformité et de sécurité

Le compresseur d'azote DW-130/8 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-130/8 atteint un consommation électrique spécifique d'environ 6,15 kW par m³/min Ce compresseur à piston sans huile affiche un rendement remarquable pour un débit d'azote de 0,80 MPa. Ce résultat le positionne avantageusement dans la catégorie des compresseurs de 100 à 150 m³/min. 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 6,5 et 7,5 kW/m³/min. Tenter d'atteindre un débit équivalent avec plusieurs compresseurs à piston plus petits entraînerait une consommation d'énergie spécifique cumulée supérieure à 7,0 kW/m³/min en raison des pertes à charge partielle.

Sur un cycle de fonctionnement annuel standard de 8 000 heures, le gain d'efficacité du DW-130/8 génère environ Économies d'énergie annuelles de 364 000 à 728 000 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 $29 120 à $58 240 par an. Combiné à l'élimination complète des consommables liés au pétrole (huile de lubrification, éléments filtrants, cartouches de séparation, élimination des huiles usées et analyse d'huile), le coût total de possession pour la compression d'azote La consommation est réduite d'environ 25 à 351 tonnes TP3T sur une durée de vie opérationnelle de 10 ans. À cette capacité, les économies cumulées peuvent dépasser 1 tonne TP4T500 000 sur la durée de vie nominale de la machine.

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 et de cette pression nominale nécessiterait plusieurs étages de filtres coalescents, d'importants lits d'adsorbeurs à charbon actif et un système de surveillance continue de l'huile, consommant au total 3 à 5 TW de la puissance du compresseur, soit l'équivalent de 24 à 40 kW de consommation parasite. La conception sans huile du DW-130/8 supprime entièrement 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-130/8 aux exigences spécifiques des mégaprojets, aux conditions du site et aux contraintes d'intégration :

• Ensembles clés en main montés sur patins : Le compresseur, le moteur, l'échangeur intermédiaire, 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 réduisent le temps de mise en service sur site d'environ 60% et minimisent les risques de démarrage. Le châssis est conçu pour le transport par camion poids lourd et la mise en place par pont roulant.
• 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. La détection de gaz intégrée, les dispositifs de verrouillage automatique de la ventilation et l'instrumentation antidéflagrante peuvent être intégrés au système de contrôle.
• Intégration des systèmes de contrôle de processus avancés et des systèmes de contrôle-commande distribués : Automate programmable Siemens S7-1500 ou Allen-Bradley ControlLogix (en option) avec écran tactile IHM de 15 pouces, surveillance à distance redondante via Modbus TCP/IP, OPC-UA et PROFINET, et intégration transparente avec les systèmes DCS/SCADA de l'usine. La régulation automatique de charge/décharge, la compatibilité avec les variateurs de fréquence et les algorithmes de maintenance prédictive optimisent le rendement à charge partielle et prolongent la durée de vie des composants.
• 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 sur mesure 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 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 internationaux d'équipements gaziers et les entreprises d'ingénierie, d'approvisionnement et de construction (EPC). Les manuels techniques, les listes de pièces détachées, les procédures de maintenance et les supports de formation peuvent être fournis en plusieurs langues.

Des configurations personnalisées sont disponibles auprès de Quantité minimale de commande : 1 unitéCompte tenu de l'envergure du DW-130/8, l'étude technique et l'élaboration de la proposition nécessitent généralement 7 à 10 jours ouvrables et comprennent l'analyse par éléments finis des charges sur les fondations, l'analyse des contraintes de la tuyauterie et les schémas unifilaires électriques. Le délai de livraison standard est de 14 à 16 semaines ; les commandes ultérieures sont livrées sous 10 à 12 semaines à compter de la confirmation de commande.

Étude de cas : Centre de stockage d'azote VPSA à grande échelle au Moyen-Orient

Client: Un important fournisseur de gaz industriels exploitant une centrale de production d'azote VPSA à très grande échelle, desservant un complexe pétrochimique et une aciérie intégrée aux Émirats arabes unis

Défi: L'infrastructure d'azote du client se composait de quatre compresseurs à vis lubrifiés à l'huile (marque européenne, 12 à 15 ans de service) alimentant un collecteur de distribution commun de 0,60 MPa. La capacité installée totale était de 140 m³/min, mais des entraînements d'huile fréquents contaminaient l'ensemble du réseau de distribution, affectant à la fois les systèmes d'inertage du réacteur pétrochimique et le répartiteur de l'aciérie. Les coûts de maintenance avaient grimpé jusqu'à 1 TP4T220 000 €/an pour les quatre compresseurs, et la pression de 0,60 MPa était insuffisante pour les nouvelles exigences des procédés haute pression. Le client recherchait une unité unique, fiable et sans huile, capable de remplacer la capacité de deux des compresseurs existants tout en fournissant la pression élevée de 0,80 MPa.

Solution: Nous avons fourni un Compresseur d'azote sans huile DW-130/8 En tant que surpresseur principal, il est installé sur un châssis renforcé sur mesure avec refroidisseur intermédiaire, refroidisseur final et un système de contrôle redondant Siemens S7-1500 PLC avec intégration SCADA complète. La pression de refoulement de 0,80 MPa répond à toutes les exigences actuelles et futures en matière de haute pression, tandis que sa conception sans huile élimine toute contamination sur l'ensemble du réseau de distribution. Un réservoir tampon de 10 m³ a été installé en amont pour amortir les fluctuations de la demande des différents consommateurs. L'unité a été conçue pour une température ambiante de 50 °C avec des composants électriques tropicalisés et une tour de refroidissement haute capacité.

Résultats quantifiés après 30 mois :

• Teneur en huile azotée : Réduit de 3,5 mg/m³ à <0,01 mg/m³ sur l'ensemble du réseau de distribution, en obtenant la certification ISO 8573-1 Classe 0
• Nombre de compresseurs en service : Réduit de 4 à 2 (un DW-130/8 plus une unité existante en secours), simplifiant les opérations et la maintenance
• Coût annuel d'entretien : Réduit de 58% ($220 000 à $92 400) grâce à l'élimination des réparations liées à l'huile sur plusieurs unités
• Consommation d'énergie : Amélioré par 8.2% par rapport à la capacité totale remplacée, cela représente une économie d'environ 1 TP4 TP48 000 €/an aux tarifs locaux de l'électricité
• Temps d'arrêt non planifié : Aucun événement en 30 mois de fonctionnement continu
• Compatibilité avec les procédés haute pression : Tous les nouveaux procédés ont été mis en service sans équipement de suralimentation supplémentaire.

« Le DW-130/8 a permis de consolider notre infrastructure d'azote, auparavant composée d'une flotte de compresseurs vieillissants et problématiques, en un seul appareil fiable et performant. Sa conception sans huile a éliminé tout risque de contamination sur l'ensemble de notre site, et sa pression de 0,80 MPa nous a permis d'étendre nos capacités de traitement haute pression sans investissement supplémentaire. Le retour sur investissement a été atteint en 22 mois. » — Directeur des services publics, Pôle des gaz industriels

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.

Prêt à transformer votre infrastructure d'azote à grande échelle ?

Nos ingénieurs d'application senior 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. Pour les projets de cette envergure, nous offrons un soutien technique complet incluant l'analyse par éléments finis, l'analyse des contraintes de tuyauterie, les schémas unifilaires électriques, les recommandations pour la conception des fondations et des analyses détaillées du coût total de possession (CTP). Les propositions techniques initiales sont fournies sous 5 à 7 jours ouvrables.

E-mail: [email protected] Réponse sous 24 heures