DW-54/30 nitrogenkompressor – Ultrahøytrykks oljefri N2-booster for krevende prosessapplikasjoner på 3,00 MPa

DW-54/30 er konstruert for å levere 50 m³/min ved et utløpstrykk på 3,00 MPa, og er en to-trinns, fire-raders oljefri stempel-nitrogenkompressor designet for de mest krevende industrielle gassapplikasjonene med høyt trykk. Firetrinns kompresjon, massiv strømningskapasitet og null oljeforurensning for kritisk petrokjemisk industri, gassflytendegjøring og rørledningsinjeksjonsoperasjoner.

Produktoversikt

De DW-54/30 nitrogenkompressor står på toppen av vår portefølje av oljefrie stempelkompressorer, og representerer kulminasjonen av avansert ingeniørkunst for industrielle gassapplikasjoner med ultrahøyt trykk. Med en formidabel kapasitet på 50 m³/min og en eksepsjonell 3,00 MPa utløpstrykk, denne enheten dekker de mest krevende kravene til nitrogenkompresjon som finnes i storskala petrokjemiske operasjoner, gassflytendegjøringsanlegg og høytrykksinjeksjonssystemer for rørledninger.

Det som skiller DW-54/30 fra alle andre modeller i vårt sortiment er dens fire-trinns, to-rads (二列四级) kompresjonsarkitektur. Denne flertrinnskonstruksjonen er helt avgjørende for å oppnå et utløpstrykk på 3,00 MPa, samtidig som den termodynamiske effektiviteten opprettholdes og integriteten til det oljefrie PTFE-tetningssystemet bevares. Hvert av de fire kompresjonstrinnene er utstyrt med en uavhengig intercooler, noe som skaper en kaskade av sylindere med gradvis høyere trykk som deler det enorme totale trykkforholdet inn i håndterbare segmenter. Uten denne trinnvise tilnærmingen ville utløpstemperaturene overstige de sikre driftsgrensene for oljefrie tetningsmaterialer, noe som gjør firetrinnskompresjon til et grunnleggende teknisk krav snarere enn en valgfri funksjon.

Kompressoren opprettholder vår forpliktelse til helt oljefri kompresjon gjennom avanserte PTFE-komposittstempelringer og rytterbånd som fungerer uten hydrokarbonsmøremidler. Ved 3,00 MPa forstørres risikoen for oljeforurensning eksponentielt sammenlignet med lavtrykksapplikasjoner, ettersom all oljedamp som er tilstede vil være konsentrert til farlige nivåer. DW-54/30s innebygde oljefrie design oppnår ISO 8573-1 klasse 0-sertifisering uten nedstrøms renseutstyr, noe som gjør den til det eneste levedyktige valget for ultrahøytrykksapplikasjoner der nitrogenrenhet ikke er forhandlingsbar.

Tekniske spesifikasjoner – DW-54/30

* 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. Firetrinns kompresjon for ultrahøyt trykk

DW-54/30 bruker en fire-trinns, to-raders kompresjonsarkitektur som er unikt innenfor vår produktportefølje og avgjørende for å oppnå et utløpstrykk på 3,00 MPa. Det totale trykkforholdet på omtrent 30:1 til 60:1 (avhengig av innløpsforholdene) er fordelt på fire sekvensielt anordnede kompresjonssylindre, med kjøling mellom trinnene etter hvert trinn. Denne kaskadetilnærmingen begrenser trykkforholdet per trinn til omtrent 2,5:1 til 3,5:1, og holder utløpstemperaturene under 160 °C og bevarer dimensjonsstabiliteten til PTFE-tetningselementene. Uten firetrinns kompresjon ville utløpstemperaturen overstige 250 °C, langt utenfor den sikre grensen for oljefrie materialer. Hvert trinn har gradvis mindre sylinderboringer for å imøtekomme det reduserte gassvolumet ved høyere trykk, noe som optimaliserer volumetrisk effektivitet over hele trykkområdet.

2. Høytrykks oljefritt PTFE-tetningssystem

DW-54/30 benytter en avansert selvsmørende stempelring og rytterbåndsystem produsert av ultrahøytytende PTFE-kompositter spesielt formulert for 3,00 MPa-drift. Disse ringene er forsterket med glassfibre med høyt sideforhold, bronsepartikler og proprietære tilsetningsstoffer som forbedrer krypemotstanden og dimensjonsstabiliteten under ekstremt trykk. Materialet oppnår en friksjonskoeffisient under 0,05 uten hydrokarbonsmøring, noe som sikrer at nitrogenstrømmen forblir helt fri for oljeforurensning. Ved 3,00 MPa vil selv spor av oljeforurensning være konsentrert til nivåer som ville gjøre nitrogenet ubrukelig for de fleste industrielle applikasjoner, noe som gjør den oljefrie designen til et absolutt krav snarere enn en preferanse.

3. Kraftig forsterket ramme for ekstreme mekaniske belastninger

Hovedrammen er støpt fra GG30 grått støpejern (tilsvarer ASTM A48 klasse 35B) med betydelig forsterkede veggseksjoner, ekstra ribber og integrerte kjølevannskanaler. Firesylindret arrangement genererer betydelige toppgasskrefter på 3,00 MPa, noe som krever rammestivhet som langt overgår den for modeller med lavere trykk. to-raders motstående sylinderoppsett gir delvis kraftkansellering, men den store størrelsen på gassbelastningene ved ultrahøyt trykk nødvendiggjør en fundamentmasse på minimum 20 tonn for å sikre stabil drift. Veivakselen er smidd av 34CrNiMo6-legert stål (høyere kvalitet enn standard 42CrMo4) og gjennomgår presisjonssliping og dynamisk balansering i henhold til ISO 1940 G1.0-standarder for å minimere vibrasjoner ved høye driftsbelastninger.

4. Mellomspenningsmotordrift for høyeffektsdrift

DW-54/30 drives av en 630 kW mellomspenningsinduksjonsmotor Tilgjengelig i enten 6kV eller 10kV konfigurasjoner, i samsvar med IEC 60034-1 effektivitetsklasse IE3. Ved 630 kW ville lavspenningsdrift på 380 V kreve upraktiske kabelstørrelser og koblingsutstyrsklassifiseringer, noe som gjør mellomspenningsdrift obligatorisk. Motoren er direkte koblet til kompressorens veivaksel gjennom en kraftig fleksibel skivekobling som er klassifisert for dreiemoment- og feiljusteringskravene til høytrykks-stempeldrift. Direkte mellomspenningsintegrasjon reduserer elektriske tap, minimerer kabelinfrastruktur og sikrer kompatibilitet med standard industriell kraftfordeling i store prosessanlegg.

Søknadsscenarier

Ultrahøytrykks nitrogeninjeksjon i rørledninger

I langdistanse nitrogenrørledningssystemer og høytrykksgassdistribusjonsnettverk fungerer DW-54/30 som primær høytrykksboosterstasjonUtløpstrykket på 3,00 MPa er tilstrekkelig til å overvinne friksjonstap i rørledningen over avstander på over 50 km og til å opprettholde tilstrekkelig trykk hos de mest avsidesliggende forbrukerne. Kapasiteten på 50 m³/min kan forsyne flere høytrykksuttakspunkter samtidig, noe som gjør den egnet for sentralisert nitrogenforsyning til store industrikomplekser. Den oljefrie designen er kritisk i rørledningsapplikasjoner fordi enhver forurensning vil forplante seg gjennom hele distribusjonsnettverket og påvirke alle nedstrøms forbrukere.

Høytrykksforsterker for gasslikvefaksjonsanlegg

I nitrogenkondenseringsanlegg, DW-54/30 nitrogenforsterker komprimerer nitrogen fra kondensatorens kalde ende eller lagringsfordamper til det høye trykket som kreves for effektiv kondenseringssyklus. Utløpstrykket på 3,00 MPa er typisk for Claude-syklus-kondensatorer og andre høytrykks-nitrogenkondenseringsprosesser der forhøyet trykk er avgjørende for å oppnå kryogene temperaturer gjennom ekspansjon. Den massive kapasiteten på 50 m³/min samsvarer med gjennomstrømningen til mellomstore til store kondenseringsanlegg som produserer 50–100 tonn flytende nitrogen per dag. Den oljefrie designen forhindrer forurensning av kondensatorens varmevekslere, noe som vil forringe den termiske ytelsen betydelig og kreve kostbar avriming og rengjøring.

Petrokjemisk nødinjeksjon og spyling av nitrogen

I petrokjemiske og raffineriske operasjoner leverer DW-54/30 nitrogen under ultrahøyt trykk for Nødreaktorinerting, konservering av katalysatorsjiktet, spyling av høytrykksbeholder og nitrogentilførsel i sikkerhetssystemetUtløpstrykket på 3,00 MPa er tilstrekkelig til å injisere nitrogen i så godt som alle prosessbeholdere eller reaktorsystemer, inkludert de som opererer ved forhøyet trykk. Kontinuerlig drift sikrer at nødnitrogen er tilgjengelig umiddelbart uten oppvarmingsforsinkelsene som er forbundet med å starte standby-kompressorer. Oljefri-sertifiseringen er obligatorisk for petrokjemiske applikasjoner der nitrogen kommer i kontakt med katalysatorlag, går inn i prosessstrømmer eller brukes til produktkvalitetssensitive operasjoner.

Underjordisk gasslagring og hulromsforsegling

Underjordiske gasslagre, inkludert saltkaverner og uttømte reservoarer, krever høytrykksnitrogen for putegassinjeksjon, hulromsforsegling og trykkvedlikehold under gassuttakssykluser. DW-54/30s utløpstrykk på 3,00 MPa er tilstrekkelig for å injisere nitrogen i lagringskanner som opererer ved trykk opptil 2,50 MPa, og opprettholder den strukturelle integriteten til kannerveggene og forhindrer inntrengning av grunnvann. Kapasiteten på 50 m³/min muliggjør rask fylling av store lagringsvolumer, noe som reduserer tiden som kreves for igangkjøring og vedlikehold av kanner. Den oljefrie designen forhindrer forurensning av den lagrede gassen, noe som er kritisk når det lagrede nitrogenet senere tas ut for applikasjoner med høy renhet.

Materiale og konstruksjon

DW-54/30 er konstruert av førsteklasses materialer valgt for kompatibilitet med nitrogen i ultrahøyt trykk, ekstrem mekanisk belastning 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

DW-54/30 har en tørrvekt på 13,00 tonn og et tyngdepunkt omtrent 1000 mm over bunnplaten. Firesylindrede arrangementer genererer betydelige toppgasskrefter på 3,00 MPa, noe som krever en armert betong-treghetsblokk på minimum 20 tonnBlokken må monteres på kraftige elastomere vibrasjonsisolatorer (egenfrekvens 5–7 Hz) eller fjærisolatorer for å forhindre vibrasjonsoverføring til tilstøtende konstruksjoner. Fundamentet må være konstruert av en kvalifisert bygningsingeniør for å støtte de dynamiske belastningene, som inkluderer både de frem- og tilbakegående treghetskreftene og gasstrykkpulsasjonene. Minimumskrav til klaring: 2,0 m på ikke-drivsiden for ventiltilgang, 1,5 m på drivsiden for motorvedlikehold og 2,5 m over hodet for krantilgang under større overhalinger.

Design av kjølevannssystem

Kjølevannsbehovet er omtrent 80 m³/t ved en innløpstemperatur som ikke overstiger 32 °C. Vannfordelingskretsen forsyner sylinderkappene og tre intercoolere i parallelle grener, med etterkjøleren i en separat krets. Gitt firetrinns kompresjon og høyt trykkforhold, er intercoolerne helt avgjørende for termisk styring og må prioriteres kjølevannsstrøm. Spesifikasjoner for vannkvalitet: pH 6,5–8,5, totalt oppløste faste stoffer < 400 mg/L, kloridinnhold < 30 mg/L (for å forhindre korrosjon av SS316-rør i høytrykkskjølerne), suspenderte faste stoffer < 20 mg/L og total hardhet < 250 mg/L som CaCO₃. Et lukket kjøletårn med sidestrømsfiltrering og automatisert kjemisk behandling er obligatorisk for pålitelig drift.

Plan for forebyggende vedlikehold

Den oljefrie designen til DW-54/30 eliminerer de omfattende vedlikeholdskravene til smurte alternativer. Det er ingen oljeskift, ingen oljeanalyse, ingen filterbytte eller ingen utskifting av separatorpatron. De primære slitasjedelene er PTFE-stempelringer og rytterbånd, som vanligvis oppnår 3000–5000 timers levetid under rene nitrogenforhold. Høytrykksventilplatene (spesielt trinn 3 og 4) kan imidlertid kreve hyppigere inspeksjon på grunn av den ekstreme mekaniske belastningen på 3,00 MPa. Firetrinnskonstruksjonen forlenger faktisk levetiden til individuelle komponenter ved å redusere belastningen per trinn sammenlignet med en totrinnskonstruksjon som opererer med samme totale trykkforhold.

Samsvars- og sikkerhetssertifiseringer

DW-54/30 nitrogenkompressoren er designet, produsert og testet for å oppfylle eller overgå følgende internasjonale standarder og regelverk:

Ytelses- og effektivitetsanalyse

DW-54/30 oppnår en spesifikt strømforbruk på omtrent 12,60 kW per m³/min av nitrogen levert ved 3,00 MPa utløpstrykk. Dette spesifikke effekttallet gjenspeiler den termodynamiske virkeligheten ved ultrahøytrykkskompresjon, der arbeidet som kreves øker dramatisk med trykkforholdet. Imidlertid holder firetrinnskonstruksjonen med mellomtrinnskjøling dette tallet innenfor et konkurransedyktig område for oljefrie kompressorer i ultrahøytrykkssegmentet. Til sammenligning bruker oljesmurte stempelkompressorer i lignende applikasjoner vanligvis 13,5–15,0 kW/m³/min, mens membrankompressorer (ofte valgt for oljefri ultrahøytrykkstjeneste) kan overstige 18 kW/m³/min og bare levere en brøkdel av kapasiteten.

Over en årlig driftsplan på 8000 timer gir DW-54/30s fire-trinns effektivitetsfordel sammenlignet med mindre effektive alternativer omtrent 360 000–720 000 kWh årlig energibesparelseMed en kostnad på 1TP₄T0,08/kWh representerer dette en reduksjon i direkte strømkostnader på 1TP₄T28 800–1TP₄T57 600 per år. Den primære økonomiske begrunnelsen for DW-54/30 er imidlertid vanligvis eliminering av oljerelaterte forbruksvarer og unngåelse av nedstrøms renseutstyr det ville være obligatorisk med smurte alternativer. totale eierkostnader for nitrogenkompresjon med ultrahøyt trykk reduseres med anslagsvis 25–35% over en 10-års levetid når oljefri drift sammenlignes med smurte systemer med full nedstrømsrensing.

Ved 3,00 MPa er konsentrasjonseffekten av oljeforurensning alvorlig. En smurt kompressor som produserer nitrogen med 1,0 mg/m³ oljeinnhold ved atmosfærisk trykk, ville levere nitrogen med omtrent 30 mg/m³ oljeinnhold ved 3,00 MPa på grunn av kompresjons- og kondensasjonseffektene. Dette forurensningsnivået ville være katastrofalt for så godt som alle industrielle applikasjoner, noe som gjør DW-54/30s innebygde oljefrie design ikke bare å foretrekke, men helt essensielt for ultrahøytrykkstjenester.

Tilpasning og OEM-muligheter

Vi tilbyr omfattende tilpasningsmuligheter for å tilpasse DW-54/30 til spesifikke forhold på stedet, integrasjonskrav og sluttbrukerspesifikasjoner:

• Nøkkelferdige pakker for montering på understell: Kompressoren, motoren, alle fire intercoolere, etterkjøler, høytrykksrør, instrumentering og kontrollpanel er forhåndsmontert på en kraftig stålkonstruksjonsramme med integrerte løfteører og ankerboltmaler. Fabrikkforhåndstesting av alle systemer reduserer igangkjøringstid og risiko.
• Konfigurasjoner for farlig område: ATEX Sone 2 og IECEx-kompatible motor- og elektriske kapslinger for petrokjemiske installasjoner. Integrert gassdeteksjon, automatiske ventilasjonssperrer og eksplosjonssikker instrumentering kan integreres i kontrollsystemet.
• Avansert prosesskontroll: Siemens S7-1500 eller Allen-Bradley ControlLogix PLS med 15-tommers HMI-berøringsskjerm, fjernovervåking via Modbus TCP/IP eller OPC-UA, og sømløs DCS/SCADA-integrasjon. Automatisk trinnsekvensering, last-/avlastningskontroll og kompatibilitet med variabel frekvensdrift (VFD) optimaliserer effektiviteten og reduserer mekanisk slitasje.
• Miljøvern: C5-M marine beleggsystemer for kystinstallasjoner; tropiske elektriske komponenter for 55 °C omgivelsestemperatur; og IP54-klassifiserte akustiske kapslinger med spesiell høytrykksstøydemping som reduserer utslippet fra 88 dB(A) til 75 dB(A) på 1 meter.
• OEM og privat etikett: Tilpassede lakkfarger, merkeskilt og lokaliserte dokumentasjonspakker for distributører av gassutstyr og systemintegratorer som betjener globale markeder.

Tilpassede konfigurasjoner er tilgjengelige fra MOQ 1 enhetIngeniørgjennomgang og tilbudsgenerering tar vanligvis 7–10 virkedager på grunn av kompleksiteten til firetrinnssystemet. Standard leveringstid er 16–20 uker; gjentatte bestillinger leveres innen 12–14 uker fra ordrebekreftelse.

Casestudie: LNG-anleggs nitrogenkondenseringsforsterker

Klient: Et mellomstort LNG-kondenseringsanlegg i Malaysia som produserer 500 000 tonn per år

Utfordring: Anleggets nitrogenflytendegjøringsenhet brukte to oljesmurte kompressorer i serie for å oppnå de 2,80 MPa som kreves for Claude-syklus-flytendegjøreren. Oljeforurensningen fra kompressorene forurenset gradvis flytendegjørerens aluminiumsplatefinnevarmevekslere, noe som reduserte den termiske effektiviteten med 15% over 18 måneder og krevde dyre avrimings- og rengjøringssykluser hver 6. måned. Tokompressorarrangementet hadde også dårlig pålitelighet, med uplanlagte driftsstans som forårsaket LNG-produksjonstap på $50 000 per dag.

Løsning: Vi leverte en DW-54/30 oljefri nitrogenkompressor som en enkeltstående erstatning for de to eksisterende kompressorene, konfigurert på en spesialtilpasset skid med alle fire intercoolere, etterkjøler og et Siemens S7-1500 PLC-kontrollpanel med full SCADA-integrasjon. Utløpstrykket på 3,00 MPa overgikk kondensatorens krav, noe som ga en trykkmargin som forbedret sykluseffektiviteten. Den oljefrie designen eliminerte tilsmussing av varmeveksleren fullstendig. Et 10 m³ utligningskar ble installert oppstrøms for å buffere svingninger i etterspørselen fra kondensatoren.

Kvantifiserte resultater etter 36 måneder:

• Tilsmussing av varmeveksler: Eliminert fullstendig, gjenoppretter termisk effektivitet til designnivåer
• Avrimingssykluser: Eliminert, noe som sparer $120 000/år i vedlikehold og produksjonsnedetid
• Uplanlagte driftsavbrudd: Null hendelser på 36 måneder mot 8 hendelser med det forrige systemet med to kompressorer
• Unngåte tap av LNG-produksjon: $400,000 over 36 måneder
• Energiforbruk: Forbedret med 8.2% sammenlignet med det erstattede systemet, sparer $32 000/år
• Tilbakebetalingsperiode: 2,5 år inkludert unngåtte produksjonstap og vedlikeholdsbesparelser

«DW-54/30 har vært den mest effektive utstyrsoppgraderingen i anleggets historie. Elimineringen av oljeforurensning har gjenopprettet flytendegjørerens ytelse, og forbedringen av påliteligheten har vært bemerkelsesverdig. Vi har ikke hatt et eneste uplanlagt driftsstans på tre år.» — Driftssjef, LNG-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 ta i bruk nitrogenkompresjon med ultrahøyt trykk?

Våre erfarne applikasjonsingeniører er tilgjengelige for å evaluere dine behov for ultrahøyt trykksnitrogen, inkludert strømningskrav, sugeforhold, mål for utløpstrykk, fundamentbegrensninger og integrasjon med eksisterende prosesssystemer. Vi tilbyr omfattende tekniske forslag, veiledning for fundamentdesign, rør- og instrumentdiagrammer (P&ID-er) og detaljerte analyser av totale eierkostnader (TCO) innen 5–7 virkedager etter at du har mottatt forespørselen din.

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