Compresseur d'azote DW-60/8 – Surpresseur N2 sans huile haute performance pour réseaux de gaz industriels haute pression

Conçu pour fournir un débit de 60 m³/min à une pression de refoulement de 0,80 MPa, le DW-60/8 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 grande échelle, les stations de surpression VPSA haute pression et la distribution par pipeline dans l'industrie pétrochimique. Il garantit l'absence de contamination par lubrifiant, est conçu pour un fonctionnement continu et optimisé pour une utilisation industrielle 24 h/24 et 7 j/7 sous haute pression.

Présentation du produit

Le Compresseur d'azote DW-60/8 représente une avancée significative dans notre gamme de compresseurs à piston sans huile, conçus pour répondre aux exigences de débit élevé et de pression de refoulement élevée qui caractérisent les applications industrielles d'azote les plus exigeantes. Avec une puissance remarquable Capacité de 60 m³/min associé à un pression de refoulement de 0,80 MPa, cet appareil occupe le haut de gamme de notre série DW, comblant le fossé entre la surpression d'azote standard et la distribution de gaz industriels à haute pression.

Ce qui distingue le DW-60/8 des alternatives lubrifiées classiques, c'est son mécanisme de compression intrinsèquement sans huileLes segments de piston et les bagues de guidage sont fabriqués à partir de matériaux composites PTFE autolubrifiants fonctionnant sans aucun lubrifiant hydrocarboné, garantissant ainsi que le flux d'azote produit reste totalement exempt de contamination par l'huile. Cette conception permet d'obtenir Certification native ISO 8573-1 Classe 0, éliminant ainsi le besoin d'équipements coûteux de filtration d'huile en aval qui seraient autrement obligatoires dans les applications d'azote de qualité alimentaire, pharmaceutique et électronique.

L'architecture du compresseur suit une 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 par étapes est essentielle pour gérer les contraintes thermiques liées à la compression de l'azote à 0,80 MPa tout en préservant l'intégrité des joints en PTFE. Chaque étage intègre un refroidisseur intermédiaire indépendant à haut rendement, maintenant les températures des gaz dans des plages de fonctionnement sûres, même lors d'un fonctionnement prolongé à pleine capacité. Le bâti robuste en fonte et le vilebrequin en acier forgé à équilibrage dynamique sont conçus pour une durée de vie minimale de 120 000 heures conformément aux protocoles de maintenance standard.

Spécifications techniques – DW-60/8

* 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. Technologie d'étanchéité composite PTFE haute température

Le DW-60/8 utilise un système propriétaire ensemble segment de piston et bande de guidage autolubrifiants Fabriqués à partir de composites PTFE de pointe renforcés de fibres de verre, de fibres de carbone et de particules de bronze, ces joints présentent un coefficient de frottement inférieur à 0,06 sans lubrification externe aux hydrocarbures, éliminant ainsi tout entraînement de vapeurs d'huile dans le flux d'azote. Conçus spécifiquement pour les températures de refoulement élevées associées à un fonctionnement à 0,80 MPa, ces joints conservent leur stabilité dimensionnelle et leur étanchéité jusqu'à 185 °C. Pour les opérateurs de gaz industriels, cela se traduit par : Conformité native à la norme ISO 8573-1 Classe 0 sans les dépenses d'investissement, les charges d'entretien ni la pénalité énergétique des systèmes de filtration d'huile en aval.

2. Optimisation thermodynamique avancée en deux étapes

Le architecture de compression à deux étapes Le compresseur DW-60/8 est optimisé thermodynamiquement pour atteindre la pression de refoulement cible de 0,80 MPa. Grâce à la répartition du rapport de pression important entre un cylindre basse pression et un cylindre haute pression, le compresseur atteint une température moyenne effective par étage nettement inférieure à celle des compresseurs mono-étagés. Un refroidisseur intermédiaire tubulaire haute performance dédié, placé entre les étages, dissipe la chaleur de compression, maintenant ainsi la température de refoulement en dessous de 160 °C, même à charge continue maximale. Cette stratégie de gestion thermique est essentielle pour préserver l'intégrité de la bague en PTFE à haute pression et prolonge la durée de vie des plaques de soupape d'environ 451 TP3T par rapport aux compresseurs mono-étagés fonctionnant à des rapports de pression équivalents.

3. Cadre horizontal étendu pour une stabilité supérieure

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 Ce compresseur assure une annulation naturelle des forces de premier ordre, réduisant ainsi les forces d'inertie déséquilibrées transmises à la fondation de plus de 80% par rapport aux modèles à une seule rangée. Sa configuration horizontale étendue (5 000 mm de longueur) offre une rigidité structurelle et une portée des paliers exceptionnelles, minimisant la flexion du vilebrequin sous les importants couples de compression de 60 m³/min. Cet avantage mécanique permet une installation sur un bloc d'inertie en béton armé d'au moins 12 tonnes, réduisant considérablement les coûts de génie civil par rapport aux compresseurs à une seule rangée équivalents.

4. Entraînement direct moyenne tension pour systèmes d'alimentation industriels

Le DW-60/8 est entraîné par un moteur à induction moyenne tension de 350 kW Disponible en versions 6 kV ou 10 kV, conforme à la classe d'efficacité IE3 de la norme CEI 60034-1, ce variateur moyenne tension élimine le besoin d'appareillages basse tension surdimensionnés et de câbles de forte section, nécessaires pour un moteur 380 V de puissance équivalente. Son intégration directe aux réseaux de distribution industriels moyenne tension réduit les coûts d'infrastructure électrique, minimise les pertes par effet Joule (I²R) dans le câblage et améliore l'efficacité énergétique globale. Pour les grandes installations industrielles où les systèmes de barres 6 kV ou 10 kV sont la norme, le DW-60/8 offre une compatibilité électrique optimale sans équipement de transformation supplémentaire.

Scénarios d'application

Distribution de la séparation cryogénique de l'air à grande échelle

Dans les grandes installations cryogéniques d'unités de séparation d'air (ASU) produisant 2 500 à 6 000 Nm³/h d'azote gazeux, le DW-60/8 sert de surpresseur primaire à azote haute pression Entre le compartiment froid et le réseau de distribution industriel, son débit de 60 m³/min dépasse celui de la plupart des unités de séparation d'air (ASU) de taille moyenne, offrant une capacité de réserve pour les pics de consommation et permettant à un seul compresseur d'alimenter plusieurs trains d'ASU. La pression de refoulement de 0,80 MPa assure une pression de refoulement suffisante pour la distribution par pipeline sur de longues distances vers les consommateurs en aval, tels que les aciéries intégrées, les complexes pétrochimiques, les terminaux de regazéification de GNL et les centrales électriques. L'absence d'huile est essentielle, car toute contamination par l'huile compromettrait la pureté de l'azote sur l'ensemble du réseau de distribution, affectant les procédés sensibles des industries semi-conductrices, pharmaceutiques et agroalimentaires alimentées par le même collecteur.

Stations de surpression d'azote VPSA haute pression

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, Booster d'azote DW-60/8 Le compresseur DW-60/8 comprime le produit basse pression à 0,80 MPa pour une distribution haute pression. Cette pression de refoulement élevée est particulièrement avantageuse pour les installations VPSA desservant plusieurs consommateurs via un collecteur centralisé, où les pertes de charge sur le réseau de distribution peuvent être importantes. Son débit de 60 m³/min lui permet de servir de surpresseur principal pour plusieurs trains VPSA fonctionnant en parallèle, ou de fournir une capacité d'écrêtement des pointes de consommation lors des pics de demande. L'absence d'huile dans le circuit de compression est essentielle, car une contamination par des hydrocarbures empoisonnerait irréversiblement l'adsorbant à tamis moléculaire de carbone, dégradant ainsi durablement l'efficacité de séparation et nécessitant un remplacement coûteux de l'adsorbant.

Azote de procédé à haute pression pétrochimique

Dans les opérations pétrochimiques et de raffinage, le DW-60/8 fournit de l'azote à haute pression pour inertage du réacteur, préservation du lit catalytique, purge des canalisations, injection d'urgence dans les cuves et essais hydrostatiquesLa pression de refoulement de 0,80 MPa est suffisante pour supporter les pressions nominales des cuves de traitement, des systèmes de réacteurs et des segments de pipelines haute pression classiques, permettant ainsi l'injection directe d'azote sans surpression intermédiaire. Son fonctionnement en continu garantit une disponibilité ininterrompue d'azote lors des arrêts techniques et des opérations de maintenance prolongées pouvant durer plusieurs semaines. La certification « sans huile » est obligatoire pour les applications pétrochimiques où l'azote entre en contact avec des lits catalytiques ou pénètre dans des flux de procédé qui doivent rester totalement exempts d'hydrocarbures afin de prévenir l'empoisonnement du catalyseur ou la contamination du produit.

Opérations de purge et d'inertage de l'usine de GNL

Les installations de liquéfaction et de regazéification du GNL nécessitent de grands volumes d'azote à haute pression pour Purge des boîtes froides, inertisation des pipelines, couverture des réservoirs de stockage et déplacement d'urgence du gazLe débit de 60 m³/min et la pression de refoulement de 0,80 MPa du DW-60/8 répondent parfaitement aux exigences rigoureuses des opérations de GNL, où l'azote doit être fourni à une pression suffisante pour compenser les contre-pressions du système cryogénique et maintenir un débit positif de gaz inerte durant toutes les phases de fonctionnement. Sa conception sans huile prévient la contamination par l'huile des échangeurs de chaleur cryogéniques et des sécheurs à tamis moléculaire, contamination qui entraînerait un encrassement, une réduction de l'efficacité du transfert thermique et des risques potentiels pour la sécurité en service cryogénique.

Matériaux et construction

Le DW-60/8 est fabriqué à partir de matériaux haut de gamme sélectionnés pour leur compatibilité avec l'azote, leur intégrité en service à haute pression et leur durée de vie opérationnelle prolongée dans des conditions exigeantes :

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-60/8 a un poids à sec de 6,00 tonnes et un centre de gravité situé à environ 850 mm au-dessus de la plaque de base. Sa conception à deux rangées de cylindres opposés minimise les forces de déséquilibre, permettant ainsi son installation sur une surface plane. bloc d'inertie en béton armé de 12 à 15 tonnesLe bloc doit être monté sur des isolateurs de vibrations élastomères (fréquence naturelle de 6 à 8 Hz) afin d'éviter la transmission des vibrations aux structures adjacentes et aux instruments sensibles. Dégagements minimaux requis : 1,5 m côté opposé à l'entraînement pour l'accès aux vannes, 1,2 m côté entraînement pour la maintenance du moteur et 2,0 m en hauteur pour l'accès à la grue lors des révisions majeures. La longueur étendue de 5 000 mm nécessite une dimension minimale de 7 000 mm dans la salle des machines pour loger le compresseur et les dégagements nécessaires à la maintenance.

Conception du système d'eau de refroidissement

La demande en eau de refroidissement est d'environ 60 m³/h La température d'entrée ne doit pas dépasser 32 °C. Le circuit de distribution d'eau alimente les chemises des cylindres, le refroidisseur intermédiaire et le refroidisseur final par des branches parallèles. 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 dans les refroidisseurs), matières en suspension < 30 mg/L et dureté totale < 300 mg/L exprimée en CaCO₃. Pour les sites présentant une qualité d'eau marginale ou des températures ambiantes élevées, une tour de refroidissement en circuit fermé avec filtration latérale et traitement chimique est fortement recommandée afin de prévenir la formation de tartre, la corrosion et l'encrassement biologique.

Programme d'entretien préventif

La conception sans huile du DW-60/8 simplifie considérablement la maintenance par rapport aux modèles lubrifiés. Aucun changement d'huile n'est à prévoir, aucun échantillon d'huile de lubrification à analyser, aucun filtre à huile à remplacer ni cartouche de séparateur d'huile à surveiller. Les principaux consommables d'usure sont : segments de piston et bagues de guidage en PTFECes équipements atteignent généralement une durée de vie de 4 000 à 6 000 heures en conditions d'azote pur. Cette simplification de la maintenance se traduit par une réduction des coûts de main-d'œuvre, une diminution des stocks de pièces détachées et une disponibilité accrue des équipements pour une exploitation industrielle continue.

Certifications de conformité et de sécurité

Le compresseur d'azote DW-60/8 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-60/8 atteint un consommation électrique spécifique d'environ 5,83 kW par m³/min Le débit d'azote est de 0,80 MPa. Ce rendement est compétitif pour un compresseur à piston sans huile fonctionnant à un taux de compression élevé, ce qui le positionne avantageusement dans la catégorie des compresseurs haute pression de 50 à 70 m³/min. À titre de comparaison, les compresseurs à vis lubrifiés à l'huile, utilisés dans des applications haute pression similaires, consomment généralement de 6,2 à 7,0 kW/m³/min, tandis que les anciens compresseurs à piston mono-étagés 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-60/8 génère environ Économies d'énergie annuelles de 144 000 à 336 000 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 $11 520 à $26 880 par an. Si l'on ajoute à cela l'élimination complète 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 et de cette pression nominale nécessite des filtres coalescents, des adsorbeurs à charbon actif et un système de surveillance continue de l'huile, qui consomment collectivement 3 à 5 Tp de la puissance du compresseur. La conception sans huile du DW-60/8 supprime totalement cette consommation parasite, améliorant ainsi le rendement du système et réduisant la consommation électrique totale de la station de compression d'azote.

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

Nous proposons des options de personnalisation complètes pour adapter le DW-60/8 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 en acier structurel doté d'anneaux de levage intégrés et de gabarits pour boulons d'ancrage. Cette approche réduit le temps d'installation sur site d'environ 60% et minimise les risques de mise en service grâce à des tests préalables en usine de tous les systèmes.
• 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 S7-1200 ou Allen-Bradley CompactLogix (en option) avec écran tactile IHM de 10 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 85 dB(A) à 72 dB(A) à 1 mètre, adaptées aux installations intérieures sans local compresseur dédié.
• 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 5 à 7 jours ouvrables. Le délai de livraison standard est de 12 à 14 semaines ; les commandes suivantes sont livrées sous 8 à 10 semaines à compter de la confirmation de commande.

Étude de cas : Amélioration de la distribution d'azote dans un complexe pétrochimique

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

Défi: L'alimentation en azote du complexe était assurée par trois compresseurs lubrifiés à l'huile (marque européenne, 20 ans de service) alimentant un collecteur de distribution commun de 0,60 MPa. Ces compresseurs présentaient un entraînement progressif d'huile dans le flux d'azote, contaminant les lits catalytiques de l'unité de craquage d'éthylène et provoquant des arrêts imprévus. La pression de 0,60 MPa était également insuffisante pour répondre aux exigences d'inertage du nouveau réacteur haute pression. Les coûts de maintenance avaient grimpé jusqu'à 1 040 000 £ par an, et la disponibilité des pièces de rechange devenait problématique en raison de l'ancienneté des équipements.

Solution: Nous avons fourni un Compresseur d'azote sans huile DW-60/8 En tant qu'unité de remplacement principale, elle est installée sur un châssis sur mesure avec refroidisseur intermédiaire et refroidisseur final intégrés, ainsi qu'un panneau de commande Siemens S7-1200 avec intégration SCADA complète. La pression de refoulement de 0,80 MPa répond aux exigences d'inertage du nouveau réacteur, tandis que sa conception sans huile élimine toute contamination du lit catalytique. Un réservoir tampon de 5 m³ a été installé en amont pour amortir les fluctuations de la demande des différentes unités de traitement. Les compresseurs existants de 0,60 MPa ont été conservés comme unités de secours, assurant ainsi une redondance pendant les périodes de maintenance.

Résultats quantifiés après 24 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 de contamination du lit catalytique : Éliminé complètement, améliorant la disponibilité de l'unité de craquage d'éthylène de 3,51 TP3T
• Coût annuel d'entretien : Réduit de 48% ($120 000 à $62 400) grâce à l’élimination des réparations liées à l’huile et à une meilleure disponibilité des pièces.
• Consommation d'énergie : Amélioré par 5.9% par rapport à l'unité principale remplacée, permettant une économie d'environ $16 800/an
• Temps d'arrêt non planifié : Aucun événement en 24 mois de fonctionnement continu

« Le DW-60/8 a complètement transformé notre fiabilité en matière d'azote. L'élimination de la contamination par l'huile représente l'amélioration la plus importante : nos lits catalytiques fonctionnent plus proprement que jamais et nos arrêts non planifiés dus à des problèmes d'azote ont complètement disparu. La pression de 0,80 MPa nous offre également la flexibilité nécessaire pour nos nouveaux systèmes de réacteurs. » — Responsable de l'ingénierie des procédés, 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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