3ZW-6/30 nitrogenkompressor – Tretrinns oljefri N2-booster for 3,00 MPa høytrykksprosessapplikasjoner

3ZW-6/30 er konstruert for å levere 6 m³/min ved et utløpstrykk på 3,00 MPa, og er en tretrinns, treraders oljefri stempelnitrogenkompressor designet for nitrogeninjeksjon med ultrahøyt trykk, gassflaskefyllestasjoner og krevende kjemiske synteseprosesser. Null oljeforurensning, robust flertrinnsarkitektur og optimalisert for kontinuerlig drift ved ekstremt trykk.

Produktoversikt

De 3ZW-6/30 nitrogenkompressor representerer toppen av vår oljefrie stempelkompressorteknologi, spesielt konstruert for applikasjoner som krever både betydelig strømningskapasitet og ultrahøyt utløpstrykk. Med en nominell kapasitet på 6 m³/min og en eksepsjonell 3,00 MPa utløpstrykkDenne enheten dekker høytrykkssegmentet av vår portefølje av industrielle nitrogenkompressorer, og betjener de mest krevende prosessapplikasjonene innen kjemisk, petrokjemisk og gassdistribusjonsindustrien.

Betegnelsen «3ZW» betyr tre-trinns, tre-rader (三列三级) arkitektur som er grunnleggende for å oppnå utløpstrykket på 3,00 MPa, samtidig som termisk stabilitet og mekanisk pålitelighet opprettholdes. Hvert av de tre kompresjonstrinnene opererer med et moderat trykkforhold, med dedikerte mellomkjølere mellom trinnene som fjerner kompresjonsvarmen. Denne flertrinns tilnærmingen er viktig fordi det totale trykkforholdet fra atmosfærisk innløp til 3,00 MPa overstiger de sikre driftsgrensene for en-trinns eller totrinns design, både når det gjelder utløpstemperatur og mekanisk belastning på stemplene og veivakselen.

Det som skiller 3ZW-6/30 fra konvensjonelle alternativer er dens helt oljefri kompresjonsveiStempelringene og rytterringene er presisjonsmaskinert av avanserte selvsmørende PTFE-komposittmaterialer som fungerer uten hydrokarbonsmøremidler. Ved et utløpstrykk på 3,00 MPa er risikoen for overføring av oljedamp eksponentielt høyere enn ved lavtrykksapplikasjoner, noe som gjør den oljefrie designen ikke bare fordelaktig, men absolutt obligatorisk for enhver applikasjon som krever nitrogen med høy renhet. Enheten oppnår ISO 8573-1 klasse 0-sertifisering naturlig, uten nedstrøms oljefiltreringsutstyr.

Tekniske spesifikasjoner – 3ZW-6/30

* Alle spesifikasjoner er vurdert under standard referanseforhold (ISO 1217, tillegg C). Faktisk ytelse kan variere basert på stedets høyde, omgivelsestemperatur og innløpsforhold.

Viktige funksjoner og tekniske fordeler

1. Tretrinns kompresjon for ultrahøyt trykk

De tretrinns, tre-raders arkitektur Kjernen i 3ZW-6/30 er det tekniske fundamentet som gjør det mulig å oppnå et utløpstrykk på 3,00 MPa med oljefri stempelteknologi. Det totale trykkforholdet på omtrent 30:1 til 60:1 (fra atmosfærisk innløp) er fordelt på tre kompresjonssylindre, der hvert trinn opererer med et trykkforhold på omtrent 3:1 til 4:1. Denne trinnvise tilnærmingen er termodynamisk viktig fordi en-trinns kompresjon til 3,00 MPa ville produsere utløpstemperaturer som overstiger 300 °C, langt utover den sikre driftsgrensen for PTFE-tetningsmaterialer. Mellom hvert trinn fjerner en dedikert høyeffektiv skall-og-rør-intercooler kompresjonsvarmen, og holder utløpstemperaturene under 155 °C i alle trinn. Denne termiske styringen bevarer PTFE-ringens integritet og forlenger ventilplatens levetid med omtrent 50% sammenlignet med totrinnsdesign som forsøker tilsvarende trykkforhold.

2. Avansert høytrykks oljefritt PTFE-tetningssystem

3ZW-6/30 bruker en proprietær selvsmørende stempelring og rytterbåndenhet produsert av ultrahøytytende PTFE-kompositter spesielt formulert for 3,00 MPa drift. Disse ringene er forsterket med glassfiber, bronsepartikler og molybdendisulfid for å oppnå en friksjonskoeffisient under 0,05 uten ekstern hydrokarbonsmøring. Ved et utløpstrykk på 3,00 MPa ville partialtrykket til oljedampen være omtrent 10 ganger høyere enn ved 0,30 MPa, noe som gjør oljeforurensning eksponentielt mer alvorlig og vanskeligere å fjerne nedstrøms. 3ZW-6/30s innebygde oljefrie design oppnår ISO 8573-1 klasse 0-sertifisering uten nedstrøms filtrerings-, koaleserings- eller adsorpsjonsutstyr. PTFE-formuleringen er klassifisert for kontinuerlig drift ved temperaturer opptil 185 °C, med en sikkerhetsmargin som tar hensyn til forbigående temperaturutslag under oppstart og belastningsendringer.

3. Kraftbalanse i tre rader med motsatt sylinder

Hovedrammen er støpt fra GG25 grått støpejern med forsterkede veggseksjoner og integrerte kjølevannskanaler. tre-raders motstående sylinderanordning gir overlegen kraftbalanse sammenlignet med design med én eller to rader, med treghetskrefter av første og andre orden som i stor grad er selvopphevende. Denne mekaniske fordelen er spesielt kritisk for høytrykkskompressorer der toppgasskreftene på stemplene er betydelig høyere enn i lavtrykksapplikasjoner. Treradskonfigurasjonen reduserer de ubalanserte kreftene som overføres til fundamentet med over 85% sammenlignet med design med én rad, noe som tillater installasjon på en lettere treghetsblokk i armert betong (minimum 5 tonn) og reduserer risikoen for vibrasjonsindusert utmatting i tilkoblede rørsystemer. De kompakte dimensjonene—1845 × 1660 × 2360 mm– er bemerkelsesverdige for en tretrinns kompressor i denne trykklassen, oppnådd gjennom et vertikalt stablet sylinderarrangement som minimerer maskinens fotavtrykk.

4. Standard 380V industriell motordrift

3ZW-6/30 drives av en 75 kW, 380 V, 50 Hz trefase induksjonsmotor I samsvar med IEC 60034-1 effektivitetsklasse IE3. Standard lavspenningskonfigurasjon integreres direkte i eksisterende 380V industrielle distribusjonspaneler uten behov for mellomspenningsbryteranlegg eller nedtransformatorer. Denne elektriske enkelheten er spesielt verdifull for 3ZW-6/30 fordi det moderate effektbehovet (75 kW) ikke rettferdiggjør kompleksiteten og kostnadene ved mellomspenningsinfrastruktur. Motoren er direkte koblet til veivakselen via en fleksibel skivekobling, noe som eliminerer vedlikeholdsbyrden og effektivitetstapene forbundet med rem- eller girkassedrift.

Søknadsscenarier

Fylling av nitrogenflasker med ultrahøyt trykk

3ZW-6/30 er den ideelle primærboosteren for nitrogenflaskefyllestasjoner betjener industri-, medisin- og spesialgassmarkeder. Selv om kompressorens utløpstrykk på 3,00 MPa ikke når de 15–20 MPa som kreves for direkte fylling av sylindere, fungerer den som et svært effektivt mellomtrinn som dramatisk reduserer kompresjonsforholdet som kreves for nedstrøms høytrykksfyllingskompressorer. I en typisk fyllestasjonskonfigurasjon øker 3ZW-6/30 nitrogen fra 0,05–0,10 MPa til 3,00 MPa, hvoretter en kompakt høytrykksmembran- eller stempelkompressor fullfører fyllingen til 20 MPa. Denne trinnvise tilnærmingen forbedrer den totale systemeffektiviteten med 25–35% sammenlignet med ett-trinns høytrykkskompresjon fra atmosfærisk innløp. Den oljefrie designen er obligatorisk for sylinderfylling fordi all oljeforurensning vil bli fanget i de fylte sylinderene og levert til sluttbrukere, noe som potensielt kompromitterer prosessene deres og utsetter fyllestasjonen for ansvar.

Kjemisk syntese og inertisering av høytrykksreaktorer

I kjemiske prosessanlegg, 3ZW-6/30 nitrogenkompressor gir nitrogen under ultrahøyt trykk for høytrykksreaktorinertisering, konservering av katalysatorsjiktet og nødtrykkavlastning av prosessbeholdere. Utløpstrykket på 3,00 MPa er tilstrekkelig til å injisere nitrogen i reaktorer som opererer ved trykk opptil 2,5 MPa, og opprettholde positive inerte gass-tepper i alle driftsfaser. Tretrinnskompresjonen sikrer at nitrogenet forblir termisk stabilt og fritt for oljeforurensning, noe som er kritisk i kjemisk syntese der selv spor av forurensninger kan forgifte katalysatorer, starte uønskede sidereaksjoner eller kompromittere produktets renhet. Kapasiteten på 6 m³/min kan betjene flere høytrykksreaktorer samtidig gjennom en sentralisert nitrogenmanifold.

Trykkvedlikehold for gasslikvefaksjon og kryogen lagring

I nitrogenkondenseringsanlegg og kryogene lagringsanlegg fungerer 3ZW-6/30 som en høytrykksforsterker som komprimerer nitrogendamp fra lagringstanker eller rekondensatorer til trykket som kreves for distribusjon eller videre prosessering. Utløpstrykket på 3,00 MPa er tilstrekkelig for å drive nitrogen gjennom varmevekslere, rekondensatorer og distribusjonsnettverk i små til mellomstore flytendegjøringsanlegg. Den oljefrie designen er viktig fordi all oljeforurensning i høytrykksnitrogenet vil bli ført inn i det kryogene systemet, hvor den vil fryse og blokkere varmevekslerpassasjer, noe som forårsaker driftsfeil og kostbart vedlikehold. Tretrinnskompresjon med mellomkjøling sikrer at nitrogenet forblir ved håndterbare temperaturer gjennom hele kompresjonsprosessen, noe som forhindrer termisk skade på nedstrøms kryogenisk utstyr.

Nitrogeninjeksjon i olje- og gassbrønner

I olje- og gassproduksjon injiseres nitrogen under høyt trykk i brønner for forbedret oljeutvinning (EOR), brønnstimulering og gassløftoperasjoner3ZW-6/30s utløpstrykk på 3,00 MPa er tilstrekkelig for mange brønnapplikasjoner med grunne til middels dybde, der nitrogen brukes til å fortrenge olje, redusere reservoartrykk eller løfte produksjonsvæsker til overflaten. Den oljefrie designen forhindrer hydrokarbonforurensning av reservoaret, noe som kan endre formasjonspermeabiliteten og redusere oljeutvinningseffektiviteten. Kapasiteten på 6 m³/min kan støtte kontinuerlig nitrogeninjeksjon for lengre brønnstimuleringskampanjer eller periodiske gassløftoperasjoner for flere brønner.

Materiale og konstruksjon

3ZW-6/30 er konstruert av førsteklasses materialer valgt for kompatibilitet med nitrogen med ultrahøyt trykk, termisk motstand og forlenget levetid:

Alle trykkbærende komponenter er designet og produsert i strengt samsvar med ASME BPVC seksjon VIII avdeling 1 eller kinesiske GB 150-standarder. Hver sveiseskjøt gjennomgår 100% radiografisk inspeksjon (RT) i henhold til ASME seksjon V, artikkel 2, og hver ferdigstilte trykkbeholder utsettes for en hydrostatisk trykktest ved 1,5 ganger maksimalt tillatt arbeidstrykk (MAWP) i en minimum holdeperiode på 30 minutter. Høytrykksrørsystemer er produsert av sømløs SS316 med ANSI klasse 900 flensforbindelser for å sikre lekkasjetett integritet ved 3,00 MPa driftstrykk.

Retningslinjer for installasjon og vedlikehold

Fundament- og strukturkrav

3ZW-6/30 har en tørrvekt på 3,00 tonn og et tyngdepunkt omtrent 800 mm over bunnplaten. Takket være den trerads motstående sylinderkonstruksjonen er ubalanserte krefter minimale til tross for ultrahøytrykksdrift, noe som tillater installasjon på en armert betong-treghetsblokk på 5–6 tonnBlokken skal monteres på elastomere vibrasjonsisolatorer (egenfrekvens 7–10 Hz). Minimumskrav til klaring: 1,2 m på ikke-drivsiden for ventiltilgang, 1,0 m på drivsiden for motorvedlikehold og 1,5 m over hodet for krantilgang. Spesiell oppmerksomhet må rettes mot høytrykksutløpsrørene, som må støttes ordentlig med fjærhengere og forankres for å forhindre vibrasjonsindusert utmatting ved 3,00 MPa. Alle høytrykkstilkoblinger må verifiseres med ultralydtesting etter installasjon.

Design av kjølevannssystem

Kjølevannsbehovet er omtrent 15 m³/t ved en innløpstemperatur som ikke overstiger 32 °C. Vannfordelingskretsen forsyner sylinderkappene og to intercoolere i parallelle forgreninger. Gitt tretrinns kompresjon og høyt trykkforhold, er intercoolerne helt avgjørende for termisk styring og må til enhver tid motta tilstrekkelig kjølevannstrøm. Spesifikasjoner for vannkvalitet: pH 6,5–8,5, totalt oppløste faste stoffer < 500 mg/L, kloridinnhold < 50 mg/L (for å forhindre korrosjon i SS316-rør), suspenderte faste stoffer < 30 mg/L og total hardhet < 300 mg/L som CaCO₃. Et lukket kjøletårn med sidestrømsfiltrering og kjemisk behandling anbefales på det sterkeste for alle installasjoner for å sikre jevn vannkvalitet og forhindre dannelse av belegg i intercoolerne.

Plan for forebyggende vedlikehold

Den oljefrie designen til 3ZW-6/30 forenkler vedlikeholdet dramatisk sammenlignet med smurte alternativer. Det er ingen oljeskift, ingen oljeanalyse, ingen filterbytte og ingen separatorpatronskift. De primære slitasjedelene er PTFE-stempelringer og rytterbånd, som vanligvis oppnår 2500–4000 timers levetid under rene nitrogenforhold ved ultrahøyt trykk. Høytrykksventilplatene (spesielt på tredje trinn) kan kreve hyppigere inspeksjon enn lavtrykksekvivalenter på grunn av økt mekanisk belastning, men den totale vedlikeholdsbyrden forblir betydelig lavere enn oljesmurte systemer med tilsvarende trykkkapasitet.

Samsvars- og sikkerhetssertifiseringer

3ZW-6/30 nitrogenkompressoren er designet, produsert og testet for å oppfylle eller overgå følgende internasjonale standarder og regelverk:

Ytelses- og effektivitetsanalyse

3ZW-6/30 oppnår en spesifikt strømforbruk på omtrent 12,50 kW per m³/min av nitrogen levert ved 3,00 MPa utløpstrykk fra atmosfærisk innløp. Dette spesifikke effekttallet gjenspeiler den termodynamiske virkeligheten ved ultrahøytrykkskompresjon, hvor arbeidet som kreves øker betydelig med trykkforholdet. Innenfor segmentet for ultrahøytrykks oljefrie stempelkompressorer (utløpstrykk >2,50 MPa) er denne effektiviteten konkurransedyktig og betydelig bedre enn membrankompressorer, som er det primære alternativet for oljefri ultrahøytrykkstjeneste. Til sammenligning bruker oljesmurte stempelkompressorer i lignende ultrahøytrykksapplikasjoner vanligvis 13,0–15,0 kW/m³/min, mens membrankompressorer kan overstige 18 kW/m³/min.

Over en standard årlig driftsplan på 8000 timer gir 3ZW-6/30s effektivitetsfordel sammenlignet med mindre effektive alternativer omtrent 72 000–144 000 kWh årlig energibesparelseMed en strømforbruk på 1TP⁴T0,08/kWh representerer dette en reduksjon i direkte strømkostnader på 1TP⁴T5 760–1TP⁴T11 520 per år. Den primære økonomiske begrunnelsen for 3ZW-6/30 er imidlertid vanligvis eliminering av oljerelaterte forbruksvarer og unngåelse av nedstrøms oljefjerningsutstyr det ville være obligatorisk med smurte alternativer ved dette trykknivået. totale eierkostnader for nitrogenkompresjon med ultrahøyt trykk reduseres med anslagsvis 30–45% over en 10-års levetid når oljefri drift sammenlignes med smurte systemer med full nedstrømsrensing.

Fraværet av olje i kompresjonsbanen er spesielt verdifullt ved ultrahøyt trykk fordi oljeforurensning blir eksponentielt mer konsentrert og vanskeligere å fjerne etter hvert som trykket øker. Ved 3,00 MPa ville partialtrykket til oljedamp være omtrent 15 ganger høyere enn ved 0,30 MPa, noe som gjør nedstrøms oljefiltreringssystemer praktisk talt ineffektive og uoverkommelig dyre. 3ZW-6/30s innebygde oljefrie design eliminerer denne utfordringen fullstendig, og sikrer at nitrogenrenheten opprettholdes uavhengig av driftstrykk.

Tilpasning og OEM-muligheter

Vi tilbyr omfattende tilpasningsmuligheter for å tilpasse 3ZW-6/30 til spesifikke forhold på stedet, integrasjonskrav og sluttbrukerspesifikasjoner:

• Nøkkelferdige pakker for montering på understell: Formontert kompressor, motor, tre intercoolere, etterkjøler, høytrykksrør, instrumentering og kontrollpanel på en stålkonstruksjonsramme med integrerte løfteører og ankerboltmaler. Fabrikkforhåndstesting av alle systemer reduserer igangkjøringstiden med 70%.
• Konfigurasjoner for farlig område: ATEX Sone 2 og IECEx-kompatible motor- og elektriske kapslinger for petrokjemiske installasjoner. Integrert gassdeteksjon, automatiske ventilasjonssperrer og eksplosjonssikker instrumentering.
• Avansert prosesskontroll: Valgfri Siemens S7-1200 eller Allen-Bradley CompactLogix PLS med 10-tommers HMI-berøringsskjerm, fjernovervåking via Modbus TCP/IP eller OPC-UA, og sømløs DCS/SCADA-integrasjon. Automatisk trinnvis trykkovervåking og alarmsystemer. Høytrykkssikkerhetssperrer inkludert automatisk avlastning ved overtrykk og nødavstengningsventiler på alle trinn.
• Miljøvern: C5-M marinebelegg for kystinstallasjoner; tropiske elektriske komponenter for 55 °C omgivelsestemperatur; IP54-klassifiserte akustiske kapslinger som reduserer støy fra 85 dB(A) til 72 dB(A) på 1 meter.
• OEM og privat etikett: Tilpassede lakkfarger, merkeskilt med merkenavn og lokaliserte dokumentasjonspakker for distributører av gassutstyr og systemintegratorer.

Tilpassede konfigurasjoner er tilgjengelige fra MOQ 1 enhetIngeniørgjennomgang og tilbudsgenerering tar vanligvis 5–7 virkedager. Standard leveringstid er 12–14 uker; gjentatte bestillinger leveres innen 8–10 uker etter ordrebekreftelse.

Casestudie: Oppgradering av nitrogeninjeksjon i kjemisk syntese for planter

Klient: En spesialkjemikalieprodusent i Indonesia som driver høytrykksreaktorer for polymerproduksjon

Utfordring: Anlegget krevde ultrahøytrykksnitrogen (2,80–3,00 MPa) for reaktorinertisering og konservering av katalysatorsjiktet under batchpolymerisasjonssykluser. Deres eksisterende oljesmurte kompressor (importert europeisk merke, 12 års drift) opplevde alvorlig oljeoverføring til nitrogenstrømmen, med forurensningsnivåer på 5,2 mg/m³. Denne oljeforurensningen forgiftet Ziegler-Natta-polymerisasjonskatalysatoren, noe som reduserte katalysatoreffektiviteten med 30% og forårsaket polymerbatcher som ikke var i samsvar med spesifikasjonene. Oljen forurenset også reaktorens varmeoverføringsoverflater, noe som krevde kvartalsvis kjemisk rengjøring. Årlige vedlikeholdskostnader hadde eskalert til $65 000.

Løsning: Vi leverte en 3ZW-6/30 oljefri nitrogenkompressor som den primære høytrykkskilden for nitrogen, konfigurert på en spesialtilpasset skid med tre integrerte intercoolere, etterkjøler og et Siemens S7-1200 PLC-kontrollpanel med trinnvis trykkovervåking. Utløpstrykket på 3,00 MPa oppfylte reaktorens inertiseringskrav med en sikkerhetsmargin. Den oljefrie designen eliminerte katalysatorforgiftning og reaktorforurensning. Et 2 m³ utligningskar ble installert oppstrøms for å buffere svingninger i etterspørsel fra batchreaktorsyklusen.

Kvantifiserte resultater etter 18 måneder:

• Nitrogenoljeinnhold: Redusert fra 5,2 mg/m³ til <0,01 mg/m³, oppnår ISO 8573-1 klasse 0
• Katalysatoreffektivitet: Gjenopprettet til 95% (fra 65%), noe som reduserer katalysatorforbruket med 32%
• Partier som ikke er i samsvar med spesifikasjonene: Eliminert fullstendig, sparer $45 000/år i omarbeidingskostnader
• Reaktorrengjøringsfrekvens: Redusert fra kvartalsvis til årlig, sparer $18 000/år
• Årlig vedlikeholdskostnad: Redusert med 48% ($65 000 til $33 800)
• Tilbakebetalingsperiode: 1,6 år basert på katalysatorbesparelser, eliminering av etterarbeid og reduksjon av vedlikehold

«3ZW-6/30 har forvandlet polymerisasjonsprosessen vår. Elimineringen av oljeforurensning har gjenopprettet katalysatorytelsen til designnivåer og eliminert problemet med batcher som ikke er i samsvar med spesifikasjonene. Vedlikeholdsteamet vårt bruker nå tiden sin på forebyggende aktiviteter i stedet for nødreparasjoner relatert til olje. Tilbakebetalingen var raskere enn finansteamet vårt anslo.» — Produksjonsdirektør, spesialkjemisk anlegg

Vanlige spørsmål og utvalgsguide

Relaterte produkter og løsninger

For en omfattende oversikt over våre industriell nitrogenkompressor portefølje, inkludert oljefrie oksygenkompressorer, hydrogenkompressorer, karbondioksidkompressorer og spesialkonstruerte spesialgassløsninger, kan du kontakte vårt applikasjonsingeniørteam eller bla gjennom vår online produktkatalog.

Klar til å oppgradere ditt ultrahøytrykks nitrogensystem?

Våre applikasjonsingeniører står klare til å evaluere dine nitrogenstrømningsbehov, sugeforhold, mål for utløpstrykk og integrasjonsbegrensninger. Vi tilbyr gratis tekniske forslag, tegninger for fundamentlayout, rør- og instrumentdiagrammer (P&ID-er) og detaljerte analyser av totale eierkostnader (TCO) innen 48 timer etter at vi har mottatt forespørselen din.

E-post: [email protected] | Svar innen 24 timer