Descrizione
Compressore di azoto ZW-5.4/6~20 – Booster di N2 senza olio a pressione variabile per applicazioni industriali flessibili
Progettato per erogare 5,4 m³/min in un intervallo di pressione versatile da 0,60 MPa a 2,00 MPa, il ZW-5.4/6~20 è un compressore di azoto a pistoni oil-free a due stadi e due file, ideale per la distribuzione di azoto a pressioni multiple, per impianti pilota e per sistemi flessibili di gas industriali. Caratterizzato da zero contaminazione da olio, dimensioni compatte e ottimizzazione per cicli di lavoro a pressione variabile.
Panoramica del prodotto
IL Compressore di azoto ZW-5.4/6~20 rappresenta una soluzione eccezionalmente versatile all'interno della nostra famiglia di compressori a pistoni senza olio, contraddistinta da un ampio intervallo di pressione operativa che va da Da 0,60 MPa a 2,00 MPa a una capacità costante di 5,4 m³/minQuesta capacità di pressione variabile rende l'unità particolarmente adatta ad applicazioni in cui la domanda di azoto fluttua tra requisiti di pressione media e alta, o in cui un singolo compressore deve servire più utenti a diversi livelli di pressione.
La sigla "6~20" nel numero di modello indica la capacità del compressore di operare in un intervallo di pressione di scarico equivalente a 0,60–2,00 MPa, ottenuta tramite il controllo regolabile della camera di compensazione e meccanismi di scarico a fasi. Questa flessibilità elimina la necessità di più compressori o stazioni intermedie di riduzione della pressione in impianti con diverse esigenze di pressione dell'azoto, riducendo significativamente le spese in conto capitale e la complessità della manutenzione.
Come tutte le unità della nostra serie ZW, lo ZW-5.4/6~20 mantiene un percorso di compressione completamente privo di olio utilizzando anelli del pistone e fasce di scorrimento in composito PTFE autolubrificanti. Ciò garantisce che il flusso di prodotto azotato rimanga completamente privo di contaminazione da idrocarburi, ottenendo Certificazione ISO 8573-1 Classe 0 senza necessità di apparecchiature di purificazione a valle. Le dimensioni compatte e il peso contenuto rendono questa unità ideale per impianti pilota, strutture di ricerca e sviluppo e sistemi mobili di fornitura di azoto, dove spazio e portabilità sono vincoli critici.
Specifiche tecniche – ZW-5.4/6~20
| Parametro | Valore | Unità |
|---|---|---|
| Modello | ZW-5.4/6~20 | – |
| Modello | Due stadi, due file (二列二级) | – |
| Capacità | 5.4 (ingresso 0.60 MPa) | m³/min |
| Intervallo di pressione di scarico | 0,60 – 2,00 | MPa |
| Dimensioni del compressore (L × P × A) | 2570 × 1550 × 2345 | mm |
| Peso | 2.40 | T |
| Energia | 132 | kW |
| Voltaggio | 380/6k o 10k | V |
| Gas medio | Azoto (N₂) | – |
| Lubrificazione | Senza olio | – |
* Capacità nominale a una pressione di ingresso di 0,60 MPa. A pressioni di scarico superiori, la capacità si adegua proporzionalmente. Tutte le specifiche sono conformi alla norma ISO 1217, Allegato C. Le prestazioni effettive variano in base all'altitudine del sito, alla temperatura ambiente e alle condizioni di ingresso.
Caratteristiche principali e vantaggi ingegneristici
1. Intervallo di pressione variabile con controllo della zona di gioco
Lo ZW-5.4/6~20 incorpora un innovativo sistema di tasche di tolleranza regolabili Ciò consente al compressore di funzionare in modo efficiente in un intervallo di pressione di mandata da 0,60 MPa a 2,00 MPa senza modifiche meccaniche. Regolando il volume di gioco nel cilindro ad alta pressione, l'unità ottimizza l'efficienza volumetrica a ogni punto di pressione impostato. Questo elimina la necessità di più compressori o valvole di riduzione della pressione negli impianti con requisiti di pressione dell'azoto variabili, riducendo sia le spese in conto capitale che la complessità operativa. La regolazione della pressione può essere eseguita manualmente o automatizzata tramite attuatori pneumatici integrati con il sistema di controllo.
2. Guarnizione composita in PTFE senza olio per applicazioni ad alta pressione
Lo ZW-5.4/6~20 utilizza un Sistema di fasce elastiche e anelli di scorrimento autolubrificanti Realizzato con compositi in PTFE ad alte prestazioni rinforzati con fibra di carbonio e particelle di bronzo. Questa formulazione del materiale è specificamente progettata per l'utilizzo con azoto ad alta pressione, mantenendo l'integrità della tenuta e bassi coefficienti di attrito nell'intero intervallo operativo 0,60–2,00 MPa. Gli anelli raggiungono un coefficiente di attrito inferiore a 0,07 senza alcuna lubrificazione esterna, garantendo Contenuto di olio di classe 0 secondo la norma ISO 8573-1 nel flusso di azoto compresso. Per gli impianti pilota e le strutture di ricerca in cui la purezza dell'azoto non è negoziabile, questa certificazione nativa priva di olio elimina completamente i costi di filtrazione a valle.
3. Compressione a due stadi per un rapporto di pressione esteso
IL architettura a due stadi e due file È essenziale per gestire gli elevati rapporti di pressione associati a una pressione di scarico di 2,00 MPa. Suddividendo il lavoro di compressione tra un cilindro a bassa pressione e uno ad alta pressione, l'unità limita la temperatura di scarico di ogni stadio al di sotto di 160 °C, preservando l'integrità dell'anello in PTFE e prevenendo la degradazione termica. Un intercooler a fascio tubiero integrato rimuove il calore di compressione tra gli stadi, migliorando l'efficienza termodinamica complessiva e prolungando la durata della piastra della valvola. A pressioni di scarico inferiori (0,60–1,00 MPa), l'unità può funzionare con una ridotta richiesta di raffreddamento tra gli stadi, migliorando ulteriormente l'efficienza.
4. Configurazione flessibile della tensione per installazioni diversificate
Lo ZW-5.4/6~20 è disponibile con un motore di azionamento da 132 kW Disponibile nelle configurazioni a 380 V, 6 kV o 10 kV. L'opzione standard a 380 V è ideale per installazioni in laboratorio e impianti pilota con infrastrutture di distribuzione a bassa tensione esistenti. Le opzioni a 6 kV e 10 kV sono adatte agli impianti industriali con sistemi bus a media tensione, riducendo i costi dell'infrastruttura elettrica e migliorando l'efficienza energetica grazie all'eliminazione dei trasformatori di abbassamento di tensione. Questa flessibilità di tensione garantisce che lo ZW-5.4/6~20 possa essere integrato in praticamente qualsiasi ambiente elettrico senza costose modifiche.
Scenari applicativi
Impianti pilota e strutture per lo sviluppo di processi
Gli impianti pilota chimici e farmaceutici spesso richiedono azoto a pressioni variabili a seconda del processo in fase di test. Compressore di azoto a pressione variabile ZW-5.4/6~20 Funge da fonte di azoto unica e flessibile, in grado di fornire gas inertizzante a 0,60 MPa per il mantenimento della temperatura del reattore durante una campagna, per poi passare a 2,00 MPa per i test del catalizzatore ad alta pressione durante la campagna successiva. La capacità di 5,4 m³/min è perfettamente adeguata alle dimensioni degli impianti pilota e il design senza olio garantisce l'assenza di contaminazione da idrocarburi di catalizzatori sensibili o prodotti di reazione.
Distribuzione di gas industriali a pressione multipla
Gli impianti industriali con diverse esigenze di utilizzo dell'azoto, come ad esempio l'inertizzazione dei serbatoi a 0,60 MPa, lo spurgo delle condotte a 1,20 MPa e l'inertizzazione di emergenza dei recipienti a 2,00 MPa, tradizionalmente richiedono più compressori o stazioni di riduzione della pressione. Il modello ZW-5.4/6~20 elimina questa complessità fornendo un unico compressore in grado di soddisfare tutte le esigenze di pressione. La pressione di mandata regolabile può essere modificata tra un turno e l'altro o tra le diverse fasi di produzione per adattarsi alle esigenze del processo attivo, riducendo il numero di apparecchiature e semplificando la pianificazione della manutenzione.
Fornitura mobile di azoto e intervento di emergenza
Le dimensioni compatte e il peso modesto dello ZW-5.4/6~20 lo rendono ideale per unità mobili di fornitura di azoto Montato su rimorchi omologati per la circolazione stradale. La capacità di pressione variabile è particolarmente utile in scenari di intervento di emergenza in cui potrebbe essere necessario azoto a pressioni diverse per la purga di condotte, l'inertizzazione di serbatoi o lo spegnimento di incendi. L'unità può essere trasportata sul posto, collegata a una fonte di azoto (vaporizzatore di azoto liquido o piccolo generatore VPSA) e regolata rapidamente alla pressione di scarico richiesta. Il design senza olio garantisce l'assenza di contaminazione delle apparecchiature di processo protette.
Laboratori di ricerca e universitari
I laboratori di ricerca universitari e gli istituti di ricerca nazionali necessitano di azoto ad elevata purezza per una vasta gamma di esperimenti, dalle camere a guanti in atmosfera inerte (0,60 MPa) ai reattori di sintesi ad alta pressione (2,00 MPa). La gamma di pressione variabile e la certificazione oil-free del modello ZW-5.4/6~20 lo rendono una soluzione ideale per l'alimentazione centralizzata di azoto in strutture di ricerca multidisciplinari. La capacità di 5,4 m³/min consente di alimentare simultaneamente più reattori ad alta pressione, diverse postazioni in camera a guanti e strumenti di gascromatografia senza compromettere la purezza o la stabilità della pressione.
Materiali e costruzione
Il modello ZW-5.4/6~20 è costruito con materiali selezionati per la loro compatibilità con l'azoto ad alta pressione, la resistenza alla corrosione e l'integrità strutturale compatta:
| Componente | Materiale | Specifiche |
|---|---|---|
| Blocco cilindri | Ghisa grigia | GG25 / HT250, condotti di raffreddamento integrati |
| Albero motore | acciaio legato forgiato | 42CrMo4, Q&T, bilanciato dinamicamente |
| Fasce elastiche del pistone | Composito PTFE-carbonio-bronzo | Autolubrificante, resistente ad alta pressione fino a 2,5 MPa |
| Fasce dei cavalieri | Composito in PTFE | Guida del pistone, anti-abrasione, tasso di usura <0,05 mm/1000h |
| Piastre delle valvole | acciaio inossidabile | SS316, anello concentrico a molla |
| Tasche di sgombero | Acciaio al carbonio con rivestimento in acciaio inox SS316 | Volume regolabile, azionamento pneumatico opzionale |
| Intercooler | Guscio in acciaio al carbonio / Tubi in acciaio inox SS304 | ASME VIII Div.1, prova idrostatica 1,5× |
| Telaio di base | Acciaio strutturale | Saldato, antivibrazioni, compatibile con carrelli elevatori |
Tutti i componenti portanti sono conformi a ASME BPVC Sezione VIII Divisione 1 o secondo gli standard cinesi GB 150. Le giunzioni saldate sono sottoposte a ispezione radiografica (RT) secondo lo standard 100% e ogni recipiente a pressione viene sottoposto a prova idrostatica a 1,5 volte la pressione massima di esercizio (MAWP) per un periodo di mantenimento minimo di 30 minuti.
Linee guida per l'installazione e la manutenzione
Fondamenti e requisiti spaziali
Lo ZW-5.4/6~20 pesa 2,40 tonnellate e presenta un design verticale compatto con un baricentro basso. Soletta in cemento armato di 4-5 tonnellate è sufficiente per un funzionamento stabile, montato su isolatori di vibrazioni elastomerici (frequenza naturale 8–12 Hz). La configurazione a due file di cilindri contrapposti annulla intrinsecamente le forze inerziali di primo ordine, minimizzando la trasmissione delle vibrazioni. Spazi liberi richiesti: 1,0 m sul lato non azionamento per la manutenzione della valvola, 0,8 m sul lato azionamento per l'accesso al motore e 1,5 m in altezza per la manutenzione ordinaria. Il telaio di base dell'unità, compatibile con il carrello elevatore, consente il posizionamento senza l'ausilio di una gru a ponte.
Specifiche dell'acqua di raffreddamento
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. Qualità dell'acqua accettabile: pH 6,5–8,5, durezza totale < 300 mg/L come CaCO₃, cloruri < 50 mg/L, solidi sospesi < 30 mg/L. Per impianti senza un approvvigionamento idrico comunale affidabile, si raccomanda una torre di raffreddamento a circuito chiuso compatta con un serbatoio di accumulo da 0,5 m³. A pressioni di scarico più elevate (1,50–2,00 MPa), il flusso dell'acqua di raffreddamento deve essere aumentato di circa 20% per gestire il calore aggiuntivo di compressione.
Intervalli di manutenzione
| Intervallo | Articolo di servizio | Azione richiesta |
|---|---|---|
| Quotidiano | Controllo visivo e operativo | Verificare la presenza di perdite, rumori anomali, flusso dell'acqua di raffreddamento e stabilità della pressione di scarico. |
| 250 ore | Ispezione della piastra delle valvole | Verificare la presenza di depositi di carbonio, affaticamento della molla o crepe nella piastra. |
| 1.000 ore | Valutazione dell'usura delle fasce elastiche del pistone | Misurare il gioco della scanalatura; sostituire le fasce elastiche se > 0,20 mm |
| 4.000 ore | Servizio intermedio | Sostituire le fasce elastiche del pistone, le fasce di scorrimento e i gruppi valvola. |
| 8.000 ore | Revisione completa | Ispezionare l'albero motore, misurare il gioco dei cuscinetti e sostituirli se necessario. |
Il design senza olio elimina tutte le attività di manutenzione legate all'olio. Non sono previsti cambi d'olio, sostituzioni del filtro, cambi della cartuccia del separatore o analisi dell'olio. Gli unici elementi di usura consumabili sono: Fasce elastiche e anelli di scorrimento in PTFEche in genere raggiungono 3.500–5.500 ore di funzionamento ad alta pressione (1,50–2,00 MPa) e 4.500–6.500 ore di funzionamento a media pressione (0,60–1,00 MPa).
Certificazioni di conformità e sicurezza
Il compressore di azoto ZW-5.4/6~20 soddisfa i seguenti standard internazionali e requisiti normativi:
ASME BPVC Sezione VIII Div.1, GB 150-2011, PED 2014/68/UE Modulo A
IEC 60034-1 (efficienza IE3), IEC 60204-1, ISO 12100
ISO 8573-1 Classe 0 (Contenuto di olio), testato da TÜV Rheinland
ISO 9001:2015, ISO 14001:2015
⚠️ Avviso di sicurezza
L'azoto è un gas asfissiante inodore e incolore. Tutti gli impianti ZW-5.4/6~20 devono includere il monitoraggio continuo dell'ossigeno nella sala compressori e nelle aree adiacenti. La ventilazione deve mantenere la concentrazione di ossigeno ambientale al di sopra di 19,51 TP3T secondo la norma OSHA 29 CFR 1910.146. I dispositivi di interblocco di allarme devono attivarsi a 19,51 TP3T O₂ e arrestare completamente l'impianto a 18,01 TP3T O₂. L'accesso del personale richiede monitor portatili per l'ossigeno e un sistema di sicurezza a due persone.
Analisi delle prestazioni e dell'efficienza
Lo ZW-5.4/6~20 raggiunge un consumo energetico specifico di circa 24,4 kW per m³/min a una pressione di scarico di 2,00 MPa, migliorando a circa 18,5 kW/m³/min a 0,60 MPa. Sebbene la potenza specifica sia superiore rispetto ai modelli di maggiore capacità a causa della ridotta efficienza di scala, la capacità di pressione variabile dell'unità offre una flessibilità operativa unica che compensa la marginale penalizzazione in termini di efficienza. Per confronto, un compressore a membrana ad alta pressione dedicato di capacità equivalente consumerebbe 28-35 kW/m³/min, mentre i compressori a vite lubrificati ad olio a 2,00 MPa in genere superano i 20 kW/m³/min.
Il principale vantaggio economico dello ZW-5.4/6~20 è il eliminazione di più compressori in impianti con requisiti di pressione variabili. Un impianto che richiede azoto a 0,60 MPa, 1,20 MPa e 2,00 MPa avrebbe tradizionalmente bisogno di tre compressori separati o di un compressore più due stazioni di riduzione della pressione. Lo ZW-5.4/6~20 sostituisce l'intera infrastruttura con un'unica unità, riducendo la spesa in conto capitale del 40–60% e la complessità della manutenzione di un margine simile. costo totale di proprietà per la compressione dell'azoto Nelle applicazioni a pressione variabile, il fattore determinante è il numero di apparecchiature e la manodopera per la manutenzione, piuttosto che l'efficienza energetica marginale.
Il design senza olio riduce ulteriormente il costo totale di proprietà (TCO) eliminando i materiali di consumo correlati all'olio. Un tipico compressore lubrificato di queste dimensioni e intervallo di pressione consuma annualmente da 80 a 150 litri di olio lubrificante, oltre a elementi filtranti, cartucce separatore e costi di smaltimento dell'olio esausto, per un totale di 1.500-3.000 tonnellate all'anno. Il modello ZW-5.4/6~20 elimina completamente queste spese.
Capacità di personalizzazione e produzione OEM
Offriamo opzioni di personalizzazione flessibili per adattare i modelli ZW-5.4/6~20 a specifici vincoli di installazione e requisiti dell'utente finale:
- Pacchetti montati su skid: Compressore, motore, scambiatore di calore e pannello di controllo preassemblati su una base in acciaio strutturale con alloggiamenti per carrello elevatore e occhielli di sollevamento. L'installazione in loco si riduce al solo collegamento elettrico e all'allacciamento all'acqua di raffreddamento.
- Unità mobili su rimorchio: Il modello ZW-5.4/6~20 può essere montato su un rimorchio omologato per la circolazione stradale con generatore diesel integrato, sistema di raffreddamento e serbatoio di azoto, creando un'unità di fornitura di azoto completamente mobile per cantieri edili, manutenzione di oleodotti e interventi di emergenza.
- Controllo automatico della pressione: PLC Siemens LOGO! o S7-1200 opzionale con anello di retroazione della pressione, che regola automaticamente il volume della camera di compensazione per mantenere la pressione di scarico impostata entro ±0,05 MPa. Monitoraggio remoto tramite Modbus TCP/IP o OPC-UA.
- Cabine acustiche: Cabina insonorizzata compatta con grado di protezione IP54, in grado di ridurre il rumore da 82 dB(A) a 68 dB(A) a 1 metro, ideale per installazioni interne in ambienti sensibili al rumore come laboratori e sale macchine adiacenti agli uffici.
- OEM e Private Label: Verniciature personalizzate, targhette con il marchio e pacchetti di documentazione localizzati 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 consegnate entro 3-5 giorni lavorativi. Consegna standard: 10-12 settimane; consegna rapida entro 8 settimane per ordini idonei.
Caso di studio: fornitura di azoto presso un impianto pilota a pressione multipla
Cliente: Un'azienda specializzata in prodotti chimici che gestisce un impianto pilota multireattore in Germania.
Sfida: L'impianto pilota gestiva quattro reattori con diverse esigenze di pressione dell'azoto: Reattore A (0,60 MPa per l'inertizzazione), Reattore B (1,20 MPa per l'attivazione del catalizzatore), Reattore C (1,60 MPa per la sintesi ad alta pressione) e Reattore D (2,00 MPa per la polimerizzazione). Il cliente gestiva tre compressori separati (0,60 MPa, 1,20 MPa e 2,00 MPa) oltre alle stazioni di riduzione della pressione, con conseguenti elevati costi di investimento, una complessa pianificazione della manutenzione e frequenti problemi di contaminazione incrociata durante il passaggio da un reattore all'altro.
Soluzione: Abbiamo fornito un Compressore di azoto senza olio ZW-5.4/6~20 Con controllo automatico della camera di compensazione, in sostituzione di tutti e tre i compressori esistenti. L'unità è stata configurata su uno skid compatto con intercooler e post-refrigeratore integrati e un PLC Siemens S7-1200 con controllo a retroazione di pressione. Il PLC regola automaticamente la pressione di scarico per adattarla ai requisiti del reattore attivo, commutando tra i setpoint in meno di 5 minuti.
Risultati dopo 18 mesi:
- Beni strumentali: Ridotto da 3 compressori a 1, risparmiando 180.000 euro sull'investimento iniziale
- Costi di manutenzione: Ridotto di 58% (da 24.000 €/anno a 10.100 €/anno)
- Superficie: Ridotto di 65% (da 18 m² a 6,3 m²)
- Purezza dell'azoto: Costantemente >99,9% con contenuto di olio <0,01 mg/m³ in tutti i punti di regolazione della pressione
- Tempo di commutazione del reattore: Ridotto da 45 minuti a meno di 5 minuti, migliorando la produttività dell'impianto pilota
“Il sistema ZW-5.4/6~20 ha semplificato drasticamente la nostra fornitura di azoto. Non dobbiamo più gestire tre compressori né preoccuparci di guasti alle valvole di riduzione della pressione. La commutazione automatica della pressione è impeccabile e i nostri operatori dell'impianto pilota ne apprezzano la semplicità.” — Responsabile dell'ingegneria di processo
Domande frequenti e guida alla selezione
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