Compressore di azoto ZW-3.3/70 | Booster di N2 senza olio da 3,3 m³/min per applicazioni industriali ad altissima pressione (7,00 MPa)

Compressore di azoto ZW-3.3/70 – Booster di N2 senza olio ad altissima pressione per applicazioni esigenti a 7,00 MPa

Progettato per erogare 3,3 m³/min a una pressione di scarico di 7,00 MPa, il ZW-3.3/70 è un compressore di azoto a pistoni oil-free a due stadi e due file, ideale per l'iniezione di azoto ad altissima pressione, il riempimento di bombole di gas e applicazioni critiche nei processi petrolchimici. Caratterizzato da zero contaminazione da olio, costruzione robusta e ottimizzazione per il funzionamento continuo a pressioni estreme.

Panoramica del prodotto

IL Compressore di azoto ZW-3.3/70 rappresenta l'apice della nostra ingegneria dei compressori a pistoni senza olio, appositamente progettato per applicazioni in cui la pressione di scarico ultra-elevata è un requisito assoluto. Con una capacità nominale di 3,3 m³/min e un eccezionale Pressione di scarico di 7,00 MPaQuesta unità occupa una nicchia specializzata nel panorama della compressione dei gas industriali, soddisfacendo i requisiti più esigenti di potenziamento dell'azoto nell'industria pesante.

Ciò che distingue lo ZW-3.3/70 da tutte le alternative è il suo percorso di compressione completamente privo di olio Combinato con una capacità di pressione estrema. Le fasce elastiche e le fasce di scorrimento sono realizzate in materiali compositi PTFE autolubrificanti avanzati, specificamente formulati per l'impiego ad altissima pressione. Questa progettazione garantisce che il flusso di azoto rimanga completamente privo di contaminazione da idrocarburi anche a 7,00 MPa, dove la contaminazione da olio sarebbe più concentrata e più difficile da rimuovere. Per gli operatori nei settori petrolifero e del gas, aerospaziale e manifatturiero critico, questa certificazione nativa di assenza di olio elimina la necessità di complessi e costosi sistemi di purificazione a valle.

L'architettura del compressore impiega un due stadi, due file (二列二级) configurazione termodinamicamente essenziale per gestire l'estremo rapporto di pressione richiesto per raggiungere 7,00 MPa dalle tipiche condizioni di ingresso. Ogni stadio è raffreddato indipendentemente tramite intercooler ad alta efficienza, garantendo che le temperature del gas rimangano entro limiti operativi sicuri e preservando l'integrità degli elementi di tenuta in PTFE anche nelle condizioni termiche più severe. La struttura del telaio rinforzato e il robusto gruppo albero motore sono progettati per una durata minima di servizio di 100.000 ore secondo i protocolli di manutenzione standard.

Specifiche tecniche – ZW-3.3/70

* Tutte le specifiche sono valutate in condizioni di riferimento standard (ISO 1217, Allegato C). Le prestazioni effettive possono variare in base all'altitudine del sito, alla temperatura ambiente e alle condizioni di ingresso.

Caratteristiche principali e vantaggi ingegneristici

1. Tecnologia di tenuta in PTFE senza olio ad altissima pressione

Lo ZW-3.3/70 utilizza un sistema proprietario Gruppo di fasce elastiche e anelli di scorrimento autolubrificanti Realizzato con compositi in PTFE ad altissime prestazioni, specificamente progettati per un servizio a 7,00 MPa. Questi anelli sono rinforzati con fibra di vetro ad alta densità e particelle di bronzo per ottenere un coefficiente di attrito inferiore a 0,05 senza alcuna lubrificazione esterna a base di idrocarburi. A una pressione di scarico di 7,00 MPa, la pressione parziale del vapore d'olio sarebbe circa 23 volte superiore rispetto a 0,30 MPa, rendendo la contaminazione da olio catastrofica e praticamente impossibile da rimuovere a valle. Il design nativo senza olio dello ZW-3.3/70 offre Conformità alla norma ISO 8573-1 Classe 0 Senza alcuna filtrazione a valle, un'impresa tecnicamente impossibile per i compressori lubrificati a questo livello di pressione. La formulazione in PTFE è progettata per il funzionamento continuo a temperature fino a 200 °C, garantendo l'integrità della tenuta anche in condizioni di stress termico estreme dovute alla compressione ad altissima pressione.

2. Compressione a due stadi per rapporti di pressione estremi

IL architettura di compressione a due stadi La configurazione a due stadi della ZW-3.3/70 non è solo preferibile, ma assolutamente indispensabile per raggiungere una pressione di 7,00 MPa a partire da pressioni di ingresso tipiche di 0,05-0,10 MPa. Il rapporto di compressione complessivo, compreso tra circa 70:1 e 140:1, è suddiviso tra un cilindro a bassa pressione e uno ad alta pressione, con ogni stadio operante a un rapporto di compressione termodinamicamente gestibile. Un intercooler a fascio tubiero ad alta capacità tra gli stadi rimuove il notevole calore generato dalla compressione, mantenendo le temperature di scarico al di sotto di 170 °C e prevenendo la degradazione termica degli elementi di tenuta in PTFE. Senza la compressione a due stadi, la temperatura di scarico teorica supererebbe i 350 °C, ben oltre il limite di sicurezza di qualsiasi materiale di tenuta conosciuto. La configurazione a due stadi migliora inoltre l'efficienza volumetrica riducendo le perdite per riespansione che affliggerebbero una macchina a stadio singolo a rapporti di pressione così estremi.

3. Telaio rinforzato per carichi estremamente elevati

La struttura principale è realizzata in fusione Ghisa grigia GG25 con sezioni di parete sostanzialmente rinforzate, nervature aggiuntive e passaggi dell'acqua di raffreddamento integrati. Il cilindro ad alta pressione presenta spessori di parete circa 40% maggiori rispetto ai cilindri standard, con trattamento termico di distensione dopo la lavorazione. disposizione a due file di cilindri contrapposti Fornisce una naturale cancellazione della forza di primo ordine, fondamentale per i compressori ad altissima pressione dove le forze di picco del gas sui pistoni possono superare le 50 tonnellate per cilindro. Questo vantaggio meccanico riduce le forze di inerzia sbilanciate trasmesse alle fondamenta di oltre 80%, consentendo l'installazione su un blocco inerziale in cemento armato di 6-8 tonnellate anziché le oltre 12 tonnellate che sarebbero necessarie per una configurazione a fila singola di pari capacità di pressione.

4. Azionamento motore industriale standard da 380 V con design ad alta coppia

Lo ZW-3.3/70 è azionato da un Motore a induzione trifase da 75 kW, 380 V, 50 Hz Conforme alla classe di efficienza IE3 della norma IEC 60034-1, con un design ad alta coppia ottimizzato per i carichi di avviamento dei compressori a pistoni ad altissima pressione. La configurazione standard a bassa tensione si integra direttamente nei quadri di distribuzione industriali a 380 V esistenti, senza richiedere infrastrutture di media tensione. Il motore è sovradimensionato rispetto alla potenza richiesta per fornire l'elevata coppia di avviamento necessaria a superare la resistenza iniziale alla compressione quando si avvia con una pressione di mandata di 7,00 MPa. Questa semplicità elettrica rende lo ZW-3.3/70 accessibile a un'ampia gamma di impianti industriali, indipendentemente dalle dimensioni della loro infrastruttura elettrica.

Scenari applicativi

Riempimento di bombole di azoto ad altissima pressione

Lo ZW-3.3/70 è costruito appositamente per riempimento di bombole di azoto industriali e medicali a 15–20 MPa Attraverso un sistema di compressione a stadi. Sebbene la pressione di scarico del compressore di 7,00 MPa non raggiunga direttamente la pressione di riempimento della bombola, funge da primo stadio di booster altamente efficiente che riduce drasticamente il rapporto di compressione richiesto dal compressore di riempimento ad alta pressione a valle. Aumentando la pressione dell'azoto da 0,05-0,10 MPa a 7,00 MPa, lo ZW-3.3/70 riduce il rapporto di pressione richiesto dal compressore di riempimento di circa 60%, migliorando l'efficienza complessiva del sistema e prolungando la durata del costoso stadio ad alta pressione. Il design senza olio è assolutamente obbligatorio per il riempimento delle bombole, poiché qualsiasi contaminazione da olio rimarrebbe intrappolata nelle bombole e verrebbe consegnata agli utenti finali, contaminando potenzialmente i loro processi e violando gli standard di qualità del gas.

Iniezione di azoto nei pozzi petroliferi e di gas

Nelle operazioni di estrazione di petrolio e gas a monte, Booster di azoto ZW-3.3/70 fornisce azoto ad alta pressione per Recupero avanzato di petrolio (EOR), stimolazione dei pozzi e operazioni di sollevamento a gas.La pressione di scarico di 7,00 MPa è sufficiente per iniettare azoto nelle formazioni di giacimento a profondità fino a 2.000 metri, dove le pressioni di giacimento variano tipicamente da 5 a 15 MPa. La progettazione senza olio è fondamentale nelle applicazioni petrolifere, poiché qualsiasi contaminazione da olio nell'azoto altererebbe la bagnabilità della roccia del giacimento, riducendo l'efficienza di recupero del petrolio e potenzialmente causando danni alla formazione. Le dimensioni compatte e il peso di 3,97 tonnellate consentono di montare l'unità su skid mobili per il dispiegamento in siti di pozzo remoti.

Test di pressione e validazione dei componenti in ambito aerospaziale

I produttori aerospaziali e gli impianti di collaudo richiedono azoto ad altissima pressione per Test di pressione dei componenti degli aeromobili, convalida dei sistemi idraulici e test dei sistemi di inertizzazione dei serbatoi di carburante.La pressione di scarico di 7,00 MPa del ZW-3.3/70 è adeguata per i test idrostatici e pneumatici di sezioni della fusoliera, componenti del carrello di atterraggio e componenti del sistema di alimentazione. La certificazione "senza olio" garantisce che l'azoto utilizzato per i test soddisfi i rigorosi requisiti di pulizia degli standard aerospaziali (AS9100, NADCAP), dove anche una minima contaminazione da olio potrebbe interferire con i test non distruttivi o lasciare residui che compromettono le prestazioni dei componenti.

Sintesi chimica ad alta pressione e inertizzazione di processo

Nelle industrie di processo chimico, lo ZW-3.3/70 fornisce azoto ad altissima pressione per processi di inertizzazione di reattori ad alta pressione, conservazione del letto catalitico ed estrazione con fluidi supercriticiLa pressione di scarico di 7,00 MPa è sufficiente a mantenere atmosfere inerti nei reattori ad alta pressione operanti a 5-6 MPa, fornendo un margine di sicurezza superiore alla pressione di processo. La progettazione senza olio è obbligatoria per la sintesi chimica, poiché la contaminazione da olio avvelenerebbe i catalizzatori, contaminerebbe i prodotti di reazione e creerebbe potenzialmente condizioni pericolose nelle reazioni sensibili all'ossigeno. La capacità di 3,3 m³/min può supportare più reattori ad alta pressione operanti in parallelo all'interno di una singola unità di processo.

Materiali e costruzione

Il modello ZW-3.3/70 è realizzato con materiali di prima qualità selezionati per la loro compatibilità con l'azoto ad altissima pressione, l'estrema resistenza termica e la massima integrità strutturale:

Tutti i componenti portanti sono progettati e fabbricati in stretta conformità con ASME BPVC Sezione VIII Divisione 1 o secondo gli standard cinesi GB 150. Ogni giunto saldato viene sottoposto a ispezione radiografica 100% (RT) secondo la sezione V, articolo 2 dell'ASME, e ogni recipiente a pressione completato viene sottoposto a una prova di pressione idrostatica a 1,5 volte la pressione massima di esercizio consentita (MAWP) per un periodo di mantenimento minimo di 30 minuti. I sistemi di tubazioni ad alta pressione sono realizzati in acciaio inox senza saldatura SS316 con connessioni flangiate ANSI Classe 900 e sono ispezionati a raggi X 100% per garantire l'integrità a tenuta stagna a una pressione di esercizio di 7,00 MPa.

Linee guida per l'installazione e la manutenzione

Requisiti strutturali e di fondazione

Lo ZW-3.3/70 ha un peso a secco di 3,97 tonnellate e un baricentro a circa 800 mm sopra la piastra di base. blocco inerziale in cemento armato da 6-8 tonnellate Per un funzionamento stabile è necessario un sistema di fissaggio con isolatori di vibrazioni elastomerici per impieghi gravosi (frequenza naturale 6-8 Hz). La configurazione a due file di cilindri contrapposti annulla le forze inerziali di primo ordine, ma i carichi di gas ad altissima pressione generano sollecitazioni considerevoli sul telaio, che richiedono una fondazione robusta. Requisiti minimi di spazio libero: 1,2 m sul lato non azionato per l'accesso alla valvola, 1,0 m sul lato azionato per la manutenzione del motore e 1,8 m in altezza per l'accesso con gru. La tubazione di scarico ad alta pressione deve essere adeguatamente supportata con supporti a molla e giunti di dilatazione per compensare la dilatazione termica e prevenire la fatica indotta dalle vibrazioni a 7,00 MPa.

Progettazione del sistema di raffreddamento ad acqua

La richiesta di acqua di raffreddamento è approssimativamente 15 m³/h con una temperatura di ingresso non superiore a 32 °C. Il circuito di distribuzione dell'acqua alimenta in parallelo le camicie dei cilindri e l'intercooler, con quest'ultimo che riceve un flusso prioritario data la sua importanza nella gestione termica. Dato l'elevato rapporto di compressione, l'intercooler deve dissipare una notevole quantità di calore tra gli stadi per prevenire danni termici agli elementi di tenuta in PTFE del cilindro ad alta pressione. Specifiche di qualità dell'acqua: pH 6,5–8,5, solidi disciolti totali < 500 mg/L, contenuto di cloruri < 30 mg/L (limite rigoroso per la protezione dalla corrosione dell'acciaio inossidabile 316 ad alta pressione), solidi sospesi < 20 mg/L e durezza totale < 250 mg/L come CaCO₃. Si raccomanda vivamente una torre di raffreddamento a circuito chiuso con filtrazione laterale e trattamento chimico.

Programma di manutenzione preventiva

Il design senza olio dello ZW-3.3/70 semplifica notevolmente la manutenzione rispetto alle alternative lubrificate, sebbene il funzionamento ad altissima pressione richieda ispezioni più frequenti rispetto ai modelli a pressione inferiore. Non sono previsti cambi d'olio, analisi dell'olio, sostituzione dei filtri o sostituzione delle cartucce del separatore. I principali elementi di usura consumabili sono: Fasce elastiche e anelli di scorrimento in PTFEche in genere raggiungono una durata di servizio di 2.500-4.000 ore in condizioni di azoto pulito a 7,00 MPa. Le piastre delle valvole ad alta pressione richiedono ispezioni più frequenti a causa dell'estremo stress meccanico, con intervalli di sostituzione di 2.000-3.000 ore.

Certificazioni di conformità e sicurezza

Il compressore di azoto ZW-3.3/70 è progettato, prodotto e testato per soddisfare o superare i seguenti standard e quadri normativi internazionali:

Analisi delle prestazioni e dell'efficienza

Lo ZW-3.3/70 raggiunge un consumo energetico specifico di circa 22,73 kW per m³/min di azoto erogato a una pressione di scarico di 7,00 MPa. Questo valore di potenza specifico riflette il notevole lavoro termodinamico richiesto per la compressione ad altissima pressione dall'ingresso atmosferico. Nel segmento dei compressori oil-free ad altissima pressione (pressione di scarico >5,00 MPa), questa efficienza è altamente competitiva. Per confronto, i compressori a membrana, la principale alternativa per il servizio oil-free ad altissima pressione, consumano in genere 25-35 kW/m³/min a pressioni equivalenti, mentre i compressori alternativi lubrificati ad olio consumano 20-25 kW/m³/min ma introducono una contaminazione da olio inaccettabile.

Su un ciclo operativo annuale di 8.000 ore, il vantaggio di efficienza dello ZW-3.3/70 rispetto ai compressori a membrana è pari a circa Risparmio energetico annuo compreso tra 60.000 e 120.000 kWh. A $0.08/kWh, ciò rappresenta una riduzione dei costi diretti dell'elettricità pari a $4.800–$9.600 all'anno. Tuttavia, il principale fattore economico determinante per la selezione di ZW-3.3/70 è in genere il combinazione di certificazione senza petrolio, maggiore capacità e minori costi di capitale Rispetto alle alternative a membrana, un compressore a membrana con certificazione oil-free equivalente e una capacità di 3,3 m³/min costerebbe dalle 4 alle 6 volte di più dello ZW-3.3/70 e occuperebbe uno spazio significativamente maggiore.

IL costo totale di proprietà per la compressione di azoto ad altissima pressione La scelta è dominata dai costi di capitale, dalla manodopera per la manutenzione e dalla disponibilità delle apparecchiature, piuttosto che dalle differenze marginali di energia. Il design a pistone dello ZW-3.3/70 offre una manutenibilità superiore rispetto ai compressori a membrana, con tempi di revisione più brevi e costi dei pezzi di ricambio inferiori. L'assenza di olio elimina la necessità di costosi sistemi di filtrazione dell'olio ad alta pressione, che sarebbero invece obbligatori con le alternative lubrificate a 7,00 MPa.

Capacità di personalizzazione e produzione OEM

Offriamo opzioni di personalizzazione complete per adattare lo ZW-3.3/70 alle specifiche condizioni del sito, ai requisiti di integrazione e alle esigenze dell'utente finale:

• Pacchetti chiavi in ​​mano con montaggio su skid: Compressore, motore, refrigeratori ad alta pressione, strumentazione, pannello di controllo e sistemi di sicurezza preassemblati su una base in acciaio strutturale con occhielli di sollevamento integrati. Pre-collaudo in fabbrica di tutti i sistemi ad alta pressione prima della spedizione.
• Unità mobili su rimorchio: Il modello ZW-3.3/70 può essere montato su un rimorchio omologato per la circolazione stradale, dotato di generatore diesel integrato, sistema di raffreddamento a circuito chiuso e serbatoio di azoto ad alta pressione, creando un'unità mobile completa per la fornitura di azoto ad altissima pressione, ideale per i servizi nel settore petrolifero, la manutenzione degli oleodotti e gli interventi di emergenza.
• Configurazioni delle aree pericolose: Involucri per motori e apparecchiature elettriche conformi alle normative ATEX Zona 2 e IECEx per impianti petroliferi e del gas. Rilevamento gas integrato, ventilazione automatica e interblocchi di isolamento di emergenza.
• Controllo avanzato dei processi: PLC Siemens S7-1200 opzionale con touchscreen HMI, interblocchi di sicurezza ad alta pressione tra cui scarico automatico in caso di sovrapressione, valvole di isolamento di emergenza e monitoraggio remoto tramite Modbus TCP/IP o OPC-UA.
• Protezione ambientale: Rivestimenti C5-M di grado marino per installazioni offshore; componenti elettrici tropicalizzati per temperature ambiente di 55 °C; involucri acustici con grado di protezione IP54 che riducono il rumore da 85 dB(A) a 72 dB(A) a 1 metro.
• OEM e Private Label: Verniciature personalizzate, targhette con il marchio e documentazione localizzata per distributori di apparecchiature a gas e integratori di sistemi.

Le configurazioni personalizzate sono disponibili da Quantità minima d'ordine: 1 unitàLe proposte di ingegneria vengono generalmente consegnate entro 5-7 giorni lavorativi. I tempi di consegna standard sono di 12-14 settimane; per ordini che soddisfano determinati requisiti è disponibile la consegna rapida entro 10 settimane.

Caso di studio: Iniezione di azoto nei giacimenti petroliferi per un recupero ottimizzato.

Cliente: Un operatore indipendente nel settore petrolifero e del gas in Medio Oriente, con giacimenti petroliferi maturi che richiedono un recupero potenziato.

Sfida: L'operatore doveva iniettare azoto nelle formazioni del giacimento a una pressione di 6-8 MPa per mantenere la pressione e migliorare il recupero di petrolio in un giacimento maturo in cui la pressione naturale era diminuita. La soluzione esistente prevedeva l'acquisto di azoto liquido, la sua vaporizzazione in loco e l'utilizzo di compressori a noleggio: un approccio logisticamente complesso, con un costo annuo di 1.400.250 milioni di dollari e una fornitura inaffidabile durante i periodi di picco della domanda. L'operatore necessitava di una soluzione permanente di compressione dell'azoto senza olio, in grado di funzionare ininterrottamente in un ambiente desertico con temperature ambientali che raggiungevano i 50 °C.

Soluzione: Abbiamo fornito un Compressore di azoto senza olio ZW-3.3/70 Abbinato a un piccolo generatore di azoto VPSA (purezza 99,5%, 5 m³/min) su uno skid comune. Il ZW-3.3/70 ha aumentato la pressione del prodotto VPSA da 0,08 MPa a 7,00 MPa per l'iniezione diretta nel giacimento attraverso le connessioni di testa pozzo esistenti. Lo skid era dotato di componenti elettrici tropicalizzati, rivestimenti di grado marino C5-M e una torre di raffreddamento a circuito chiuso con filtrazione a sabbia per l'ambiente desertico. Un PLC Siemens S7-1200 ha fornito il monitoraggio remoto e il controllo automatico della pressione in testa pozzo.

Risultati quantificabili dopo 36 mesi:

• Costo di fornitura dell'azoto: Ridotto di 68% rispetto all'acquisto e al noleggio di compressori per azoto liquido (da $2.5M a $800K/anno)
• Miglioramento del recupero del petrolio: +12% recupero incrementale grazie alla pressione di iniezione dell'azoto costante e alla sua purezza
• Affidabilità della fornitura: Tempo di attività 99,2% Per oltre 36 mesi, nessuna interruzione della produzione dovuta a carenza di azoto.
• Contaminazione da olio nell'azoto iniettato: <0,01 mg/m³, garantendo che non vi siano danni alla formazione
• Periodo di recupero dell'investimento: 2,8 anni basato esclusivamente sul risparmio sui costi dell'azoto; entrate aggiuntive derivanti dall'aumento del recupero del petrolio

“Lo ZW-3.3/70 ha trasformato il nostro programma di iniezione di azoto da un incubo logistico in uno strumento di produzione affidabile. Il design senza olio ci dà la certezza di non danneggiare il nostro giacimento e il risparmio sui costi ha superato le nostre previsioni. Abbiamo già ordinato altre due unità per i nostri altri giacimenti.” — Responsabile dell'ingegneria dei giacimenti, operatore nel settore petrolifero e del gas

Domande frequenti e guida alla selezione

Prodotti e tecnologie correlati

Per una panoramica completa dei nostri compressore industriale di azoto Per maggiori informazioni sulla nostra gamma di prodotti, che comprende compressori di ossigeno senza olio, compressori di idrogeno, compressori di anidride carbonica e soluzioni personalizzate per gas speciali, contattate il nostro team di ingegneri applicativi o consultate il nostro catalogo prodotti online.

Pronti ad aggiornare il vostro sistema di azoto ad altissima pressione?

I nostri ingegneri applicativi sono a vostra disposizione per valutare le vostre esigenze di flusso di azoto, le condizioni di aspirazione, gli obiettivi di pressione di scarico e i vincoli di integrazione. Forniamo gratuitamente proposte tecniche, disegni di layout delle fondazioni, schemi di tubazioni e strumentazione (P&ID) e analisi dettagliate del costo totale di proprietà (TCO) entro 48 ore dalla ricezione della vostra richiesta.

E-mail: [email protected] Risposta entro 24 ore