Compresseur d'azote DW-85/8 – Surpresseur N2 sans huile à très haute capacité pour applications industrielles exigeantes

Conçu pour fournir un débit de 85 m³/min à une pression de refoulement de 0,80 MPa, le DW-85/8 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 pipelines pétrochimiques intensifs. Il garantit l'absence de contamination par lubrifiant, est conçu pour un fonctionnement continu et optimisé pour un fonctionnement industriel intensif 24 h/24 et 7 j/7 sous haute pression.

Présentation du produit

Le Compresseur d'azote DW-85/8 Il représente le fleuron de notre gamme de compresseurs à piston sans huile, conçu spécifiquement pour les applications de surpression d'azote les plus exigeantes, où un débit massif et une pression de refoulement élevée sont des impératifs. Doté d'une capacité extraordinaire Capacité de 85 m³/min associé à un pression de refoulement de 0,80 MPaCette unité occupe le segment ultra-haute capacité de la compression industrielle d'azote, desservant les plus grandes usines de séparation d'air cryogénique, les installations VPSA à grande échelle et les complexes pétrochimiques intégrés du monde entier.

Ce qui distingue fondamentalement le DW-85/8 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 formulations composites PTFE autolubrifiantes exclusives, fonctionnant entièrement sans lubrifiants hydrocarbonés. Cette conception garantit que le flux d'azote produit reste totalement exempt de contamination par l'huile, permettant ainsi d'atteindre Certification ISO 8573-1 Classe 0 Sans aucun équipement de purification en aval. Pour les opérateurs des secteurs de la production d'azote de qualité alimentaire, de la fabrication pharmaceutique, de la production de semi-conducteurs et des procédés pétrochimiques de haute pureté, cette caractéristique intrinsèquement exempte d'huile élimine à la fois l'investissement initial et les coûts d'exploitation liés aux systèmes de filtration d'huile.

L'architecture du compresseur utilise un à deux étages, à deux rangées (二列二级) Une configuration qui répartit avec brio le rapport de pression élevé entre deux cylindres de compression. Cette approche étagée est essentielle pour gérer les importantes charges thermiques inhérentes à la compression de 85 m³/min d'azote à 0,80 MPa, tout en préservant l'intégrité structurelle des joints d'étanchéité en PTFE. Chaque étage intègre un refroidisseur intermédiaire indépendant à haut rendement, garantissant que les températures des gaz restent dans les plages de fonctionnement sûres, même lors d'un fonctionnement continu à pleine capacité sous des conditions tropicales. Le bâti massif en fonte et le vilebrequin en acier allié forgé avec précision sont conçus pour une durée de vie minimale de 120 000 heures conformément à des protocoles de maintenance industrielle rigoureux.

Spécifications techniques – DW-85/8

* 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 exclusive d'étanchéité composite PTFE haute température

Le DW-85/8 utilise un système avancé système de segment de piston et de bande de guidage autolubrifiants Fabriqué à partir d'une formulation composite PTFE exclusive renforcée par des fibres de verre, des particules de bronze et du disulfure de molybdène, ce matériau atteint un coefficient de frottement inférieur à 0,05 sans lubrification externe aux hydrocarbures, éliminant ainsi tout risque d'entraînement de vapeurs d'huile. Sa formulation est spécialement conçue pour les températures de refoulement élevées et les contraintes mécaniques associées à un débit de 85 m³/min à 0,80 MPa, garantissant une stabilité dimensionnelle et une étanchéité optimales jusqu'à 200 °C. Pour les opérateurs de gaz industriels, ce matériau offre les avantages suivants : Conformité native à la norme ISO 8573-1 Classe 0 sans investissements en aval dans la filtration, sans main-d'œuvre d'entretien et sans pénalités énergétiques.

2. Optimisation thermodynamique avancée en deux étapes

Le architecture de compression à deux étapes Le compresseur DW-85/8 bénéficie d'une conception thermodynamique optimisée 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 de grand diamètre et un cylindre haute pression, le compresseur atteint une température moyenne effective par étage nettement inférieure. Un refroidisseur intermédiaire tubulaire haute capacité dédié, placé entre les étages, dissipe la chaleur considérable de compression, maintenant ainsi les températures de refoulement en dessous de 160 °C, même à charge continue maximale. Cette gestion thermique rigoureuse est essentielle pour préserver l'intégrité des segments en PTFE aux températures élevées inhérentes à la compression à très haute capacité, prolongeant ainsi la durée de vie des plaques de soupape d'environ 451 TP3T par rapport aux compresseurs mono-étagés à rapports de pression équivalents.

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

Le cadre principal est moulé à partir de fonte grise GG30 (équivalent à la norme ASTM A48 classe 35B) avec passages d'eau de refroidissement intégrés et supports de palier renforcés. agencement à deux rangées de cylindres opposés Elle offre une annulation exceptionnelle des forces de premier ordre, réduisant de plus de 851 TP3T les forces d'inertie déséquilibrées transmises à la fondation par rapport aux conceptions à une seule rangée de capacité équivalente. Pour une machine de cette envergure, cet avantage mécanique est révolutionnaire : la DW-85/8 peut fonctionner sur un bloc d'inertie en béton armé de minimum 18 tonnesAlors qu'une rangée équivalente nécessiterait plus de 30 tonnes, cette réduction de la masse des fondations se traduit directement par une diminution des coûts de génie civil, des délais de construction plus courts et une simplification des installations de modernisation dans les locaux de compresseurs existants dont la capacité de fondation est limitée.

4. Entraînement de moteur moyenne tension haute puissance

Le DW-85/8 est entraîné par un moteur à induction moyenne tension de 500 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 en moyenne tension est non seulement avantageux, mais indispensable. Un moteur de 380 V nécessiterait des câbles de section excessive (supérieure à 300 mm²), un appareillage de commutation massif et engendrerait d'importantes pertes par effet Joule (I²R). La configuration 6 kV/10 kV s'intègre directement aux réseaux de distribution industriels moyenne tension standard, minimisant ainsi les coûts d'infrastructure électrique, réduisant les pertes dans les câbles et améliorant l'efficacité globale du système. Pour les installations disposant déjà de systèmes de barres omnibus 6 kV ou 10 kV, le DW-85/8 offre une compatibilité électrique immédiate.

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-85/8 sert de booster d'azote primaire à haute capacité Située entre le caisson froid et le collecteur de distribution, cette unité de séparation d'azote (ASU) offre un débit exceptionnel de 85 m³/min, équivalent à celui des plus grandes unités autonomes. Sa pression de refoulement de 0,80 MPa assure une pression suffisante pour la distribution par pipeline sur de longues distances jusqu'aux consommateurs en aval, au sein de vastes complexes industriels. L'absence d'huile est essentielle pour ces applications, car toute contamination compromettrait la pureté de l'azote fourni aux procédés les plus sensibles, tels que la fabrication de plaquettes de semi-conducteurs, la production pharmaceutique stérile et les lignes de conditionnement alimentaire, qui peuvent partager le même réseau de distribution.

Stations de surpression d'azote VPSA à très grande échelle

Pour les grands générateurs d'azote industriels 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-85/8 Le compresseur DW-85/8 comprime le produit basse pression à 0,80 MPa pour une distribution haute pression sur de vastes réseaux d'installations. Sa capacité de 85 m³/min permet à un seul compresseur DW-85/8 d'alimenter plusieurs trains VPSA fonctionnant en parallèle, ce qui optimise l'utilisation des surpresseurs et simplifie la maintenance. L'absence d'huile dans le circuit de compression est essentielle pour les systèmes VPSA, car une contamination par des hydrocarbures empoisonnerait irrémédiablement l'adsorbant à tamis moléculaire de carbone, dégradant ainsi définitivement l'efficacité de séparation et nécessitant un remplacement complet de l'adsorbant – une opération qui coûte des centaines de milliers de dollars et immobilise le système pendant plusieurs semaines.

Approvisionnement en azote du complexe pétrochimique intégré

Dans les complexes pétrochimiques intégrés comprenant plusieurs unités de traitement, le DW-85/8 fournit de l'azote haute pression centralisé pour inertisation du réacteur, préservation du catalyseur, purge des pipelines, injection d'azote d'urgence et couverture des parcs de stockageLa pression de refoulement de 0,80 MPa est suffisante pour satisfaire aux exigences de pression des cuves de traitement haute pression, des réacteurs d'hydrocraquage et des fours de craquage d'éthylène, permettant ainsi l'injection directe d'azote sans surpression intermédiaire. Son fonctionnement en continu garantit une disponibilité ininterrompue d'azote lors d'arrêts techniques prolongés pouvant durer plusieurs mois. La certification « sans huile » est obligatoire pour les applications où l'azote entre en contact avec des lits catalytiques ou pénètre dans des flux de procédé qui doivent rester totalement exempts d'hydrocarbures.

Inertisation du terminal de liquéfaction et de regazéification de GNL

Les usines de liquéfaction de GNL et les terminaux de regazéification nécessitent d'énormes volumes d'azote de haute pureté pour inertisation des procédés, couverture des réservoirs de stockage, purge des pipelines et déplacement d'urgence du gazLe DW-85/8, d'une capacité de 85 m³/min, peut alimenter simultanément plusieurs réservoirs de stockage de GNL, unités de traitement et systèmes de chargement/déchargement maritimes 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 pression hydrostatique des grands réservoirs de stockage de GNL et maintenir une atmosphère inerte positive lors des opérations de transfert de produit. Sa conception sans huile prévient toute contamination des flux de GNL par l'huile, évitant ainsi la formation de dépôts solides dans les échangeurs de chaleur cryogéniques et la réduction de l'efficacité de la liquéfaction.

Matériaux et construction

Le DW-85/8 est fabriqué à partir de matériaux de première qualité sélectionnés pour leur compatibilité avec l'azote, leur intégrité en service à haute pression 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.

Instructions d'installation et d'entretien

Exigences en matière de fondations et de structure

Le DW-85/8 pèse 13 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 un équilibre des forces exceptionnel, permettant son installation sur un châssis. bloc d'inertie en béton armé de 18 à 22 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 au-dessus du pont roulant pour l'accès à la grue lors des révisions majeures. L'utilisation d'un pont roulant ou d'un portique dédié d'une capacité minimale de 15 tonnes est recommandée pour les opérations de maintenance.

Conception du système d'eau de refroidissement

La demande en eau de refroidissement est d'environ 85 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. Pour les sites présentant une qualité d'eau limite, l'utilisation d'une tour de refroidissement en circuit fermé avec filtration latérale, traitement chimique et réservoir tampon de 5 m³ est fortement recommandée afin de prévenir l'entartrage, la corrosion et l'encrassement biologique des refroidisseurs haute capacité.

Programme d'entretien préventif

La conception sans huile du DW-85/8 simplifie considérablement la maintenance par rapport aux modèles lubrifiés de capacité équivalente. Aucun changement d'huile n'est nécessaire (économie de 400 à 600 litres par an), aucun échantillon d'huile de lubrification n'est à analyser, aucun filtre à huile 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 machines 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 — des facteurs essentiels pour les machines assurant l'approvisionnement exclusif en azote de grands complexes industriels.

Certifications de conformité et de sécurité

Le compresseur d'azote DW-85/8 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-85/8 atteint un consommation électrique spécifique d'environ 5,88 kW par m³/min Ce compresseur à piston sans huile, d'une capacité de 0,80 MPa, offre un rendement remarquable pour un compresseur de ce type fonctionnant à un taux de compression élevé. Ce rendement le positionne avantageusement dans la catégorie des compresseurs de 60 à 100 m³/min. À titre de comparaison, les compresseurs à vis lubrifiés à l'huile, utilisés dans des applications similaires à haute pression et à grande capacité, consomment généralement entre 6,2 et 7,0 kW/m³/min, tandis que les compresseurs à piston mono-étagés classiques peuvent dépasser 8,0 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-85/8 génère environ Économies d'énergie annuelles de 220 000 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 $17 600 à $38 400 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 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 nécessiterait de nombreux filtres coalescents, des adsorbeurs à charbon actif et un système de surveillance continue de l'huile, consommant au total 3 à 5 Tp de la puissance du compresseur. La conception sans huile du DW-85/8 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-85/8 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 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 intégrés, de gabarits pour boulons d'ancrage et de passages pour chariot élévateur. Cette approche réduit le temps d'installation sur site d'environ 60% et minimise les risques de mise en service grâce à des tests complets en usine de tous les systèmes, incluant la vérification des performances à pleine charge.
• 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.
• 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, OPC-UA ou MQTT, 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 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 enceintes acoustiques IP54 qui réduisent l'émission de bruit de 88 dB(A) à 74 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 adaptées au marché sont disponibles pour les distributeurs d'équipements gaziers et les intégrateurs de systèmes. 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 unitéL'étude technique et l'élaboration de la proposition nécessitent généralement 7 à 10 jours ouvrables pour les personnalisations complexes. 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 : Modernisation à grande échelle du complexe azoté VPSA

Client: Un important fournisseur de gaz industriels exploitant un complexe de production d'azote VPSA à très grande échelle au Moyen-Orient

Défi: L'installation du client comprenait quatre trains VPSA produisant un débit combiné de 3 200 Nm³/h d'azote d'une pureté de 99,91 TP3T, grâce à deux compresseurs lubrifiés à l'huile vieillissants (marque européenne, 20 ans de service). Ces compresseurs souffraient d'un entraînement d'huile chronique, avec des niveaux de contamination atteignant 5,1 mg/m³, dépassant largement la limite de 0,1 mg/m³ imposée à leurs clients des secteurs de l'emballage alimentaire et pharmaceutique. L'huile dégradait également les lits de polissage final au charbon actif des quatre trains VPSA, nécessitant leur remplacement tous les 6 mois au lieu des 24 mois prévus. Les coûts de maintenance avaient explosé pour atteindre 180 000 £/an, et la pression de refoulement de 0,60 MPa était insuffisante pour les nouveaux clients exigeant une haute pression.

Solution: Nous avons fourni un seul Compresseur d'azote sans huile DW-85/8 Pour remplacer les deux compresseurs vieillissants, un nouveau système a été installé 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 à toutes les exigences des clients, actuelles et futures, tandis que la conception sans huile élimine toute contamination du flux de produit VPSA. Un réservoir tampon de 10 m³ a été installé en amont pour amortir les fluctuations de la demande des quatre trains VPSA fonctionnant en cycles décalés.

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 pour l'ensemble des quatre trains VPSA
• Intervalle de remplacement du lit de charbon actif : Prolongé de 6 mois à 36 mois, permettant d'économiser $48 000/an en consommables
• Dépenses totales d'entretien : Réduit de 52% ($180 000 à $86 400) grâce à l’élimination des réparations liées à l’huile et à la consolidation sur un seul compresseur
• Consommation d'énergie : Amélioré par 8,5% par rapport aux deux unités remplacées combinées, ce qui représente une économie d'environ $32 000/an
• Réduction de l'empreinte écologique : Deux compresseurs remplacés par un seul, libérant ainsi 40 m² d'espace au sol dans le local compresseur
• Temps d'arrêt non planifié : Aucun événement en 30 mois de fonctionnement continu

« Le DW-85/8 a transformé notre complexe de production d'azote. Ce compresseur unique a remplacé deux unités vieillissantes, éliminé toute contamination par l'huile et amélioré notre efficacité énergétique. Nos clients ont constaté une meilleure constance dans la qualité de nos produits et notre équipe de maintenance a pu se concentrer sur la prévention plutôt que sur la réparation. Le retour sur investissement a été de 16 mois. » — Vice-président des opérations, fournisseur de 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.

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Nos ingénieurs d'application expérimentés 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 une machine de cette envergure, nous proposons des évaluations sur site gratuites, des propositions techniques détaillées, des plans d'implantation des fondations, des schémas de tuyauterie et d'instrumentation (P&ID), des analyses de charges structurelles et une analyse complète du coût total de possession (CTP) sous 72 heures après réception de votre demande.

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