ZW-13/30 nitrogenkompressor – Oljefri N2-booster med middels kapasitet for prosessapplikasjoner med høyt trykk på 3,00 MPa

ZW-13/30 er konstruert for å levere 13 m³/min ved 3,00 MPa utløpstrykk, og er en totrinns, tre-raders oljefri stempelnitrogenkompressor designet for krevende høytrykksnitrogeninjeksjon, gassflaskefyllestasjoner og kritiske petrokjemiske prosessapplikasjoner. Null oljeforurensning, robust tre-raders kraftbalanse og optimalisert for kontinuerlig drift ved forhøyet trykk.

Produktoversikt

De ZW-13/30 nitrogenkompressor representerer en kraftig løsning i mellomklassen innen vår oljefrie stempelkompressorfamilie, konstruert for applikasjoner der både betydelig strømningskapasitet og høyt utløpstrykk er nødvendig samtidig. Med en nominell kapasitet på 13 m³/min og et utløpstrykk på 3,00 MPa, inntar denne enheten en kritisk posisjon i markedet for høytrykksnitrogenkompressorer, og bygger bro mellom små enheter i laboratorieskala og massive industrielle boostere.

Det som skiller ZW-13/30 fra konvensjonelle alternativer er dens helt oljefri kompresjonsvei ved bruk av selvsmørende PTFE-komposittstempelringer og rytterbånd. Denne designfilosofien eliminerer enhver mulighet for hydrokarbonforurensning i nitrogenproduktstrømmen, og oppnår dermed ISO 8573-1 klasse 0-sertifisering Ved et utløpstrykk på 3,00 MPa er risikoen for oljedampoverføring betydelig forstørret sammenlignet med lavtrykksapplikasjoner, noe som gjør den oljefrie designen ikke bare fordelaktig, men absolutt obligatorisk for nitrogen i næringsmiddel-, farmasøytisk og elektronikkkvalitet.

Kompressorarkitekturen benytter en to-trinns, tre-rads (二列三级) konfigurasjon som er avgjørende for å håndtere det ekstreme trykkforholdet som kreves for å oppnå 3,00 MPa fra typiske innløpsforhold. Trerads motstående sylinderanordning gir overlegen kraftbalanse sammenlignet med toradsdesign, noe som reduserer vibrasjonsoverføring og tillater installasjon på lettere fundamenter. Hvert kompresjonstrinn er utstyrt med en uavhengig høyeffektiv intercooler, som sikrer at gasstemperaturene holder seg innenfor trygge driftsområder selv under vedvarende maksimal belastning. Den robuste støpejernsrammen og den dynamisk balanserte smidde stålveivakselen er klassifisert for en minimum levetid på 120 000 timer under standard vedlikeholdsprotokoller.

Tekniske spesifikasjoner – ZW-13/30

* 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. Kraftbalanse i tre rader med motsatt sylinder

ZW-13/30 benytter en unik tre-rads motsatt-sylindret arrangement (二列三级) som gir eksepsjonell kraftutjevning av første og andre orden. Ved å fordele kompresjonsarbeidet over tre sylindere anordnet i en motsatt konfigurasjon, oppnår kompressoren nesten perfekt treghetskraftbalanse, noe som reduserer vibrasjonsoverføringen til fundamentet med over 90% sammenlignet med design med én rad. Denne mekaniske fordelen er spesielt kritisk for høytrykkskompressorer der toppgasskreftene på stemplene er betydelig høyere enn i lavtrykksapplikasjoner. Treradsdesignet tillater installasjon på en lettere treghetsblokk av armert betong (minimum 10 tonn mot 15+ tonn for tilsvarende enheter med én rad), noe som reduserer anleggskostnader betydelig og forenkler ettermonteringsinstallasjoner i eksisterende prosessanlegg.

2. Høytrykks oljefri PTFE-komposittforsegling

ZW-13/30 bruker en proprietær selvsmørende stempelring og rytterbåndenhet produsert av PTFE-kompositter med høy tetthet, spesielt formulert for høytrykkstjenester. Disse ringene er forsterket med glassfiber og bronsepartikler 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 langt mer konsentrert og vanskeligere å fjerne. ZW-13/30s innebygde oljefrie design oppnår ISO 8573-1 klasse 0-sertifisering uten nedstrøms filtrering, noe som eliminerer både kapitalkostnadene og energiforbruket ved oljefjerningsutstyr. PTFE-formuleringen er klassifisert for kontinuerlig drift ved temperaturer opptil 185 °C, noe som sikrer pålitelig tetningsintegritet under ekstrem termisk belastning fra høytrykkskompresjon.

3. To-trinns termodynamisk optimalisering for ekstreme trykkforhold

De to-trinns kompresjonsarkitektur Til ZW-13/30 er termodynamisk essensielt for å oppnå målet på 3,00 MPa for utløpstrykket fra typiske innløpstrykk på 0,05–0,10 MPa. Det totale trykkforholdet på omtrent 30:1 til 60:1 er fordelt mellom en lavtrykks-sylindergruppe og en høytrykks-sylindergruppe, der hvert trinn opererer med et håndterbart trykkforhold. En høyeffektiv skall-og-rør-intercooler mellom trinnene fjerner den betydelige kompresjonsvarmen, holder utløpstemperaturene under 160 °C og forhindrer termisk nedbrytning av PTFE-tetningselementene. Uten trinnvis kompresjon ville utløpstemperaturen overstige 250 °C, langt utover den sikre driftsgrensen for ethvert oljefritt tetningsmateriale. Kjølingen mellom trinnene er derfor ikke bare en effektivitetsforbedring, men et grunnleggende krav for pålitelig oljefri drift ved høyt trykk.

4. Standard 380V industriell motordrift med høy effektivitet

ZW-13/30 drives av en 160 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 reduserer både kapitalutgifter og kompleksitet ved igangkjøring, noe som gjør enheten tilgjengelig for et bredt spekter av industrianlegg. For steder med 6kV- eller 10kV-bussystemer kan en valgfri motor med integrert nedtransformator leveres på en felles understell, noe som gir sømløs integrering i enhver elektrisk infrastruktur.

Søknadsscenarier

Høytrykks nitrogenfyllestasjoner

ZW-13/30 er ideelt egnet for industrielle nitrogenflaskefyllingsoperasjoner der høytrykksgass må komprimeres til standard industrielle sylindere ved et fylletrykk på 15–20 MPa. Selv om kompressorens utløpstrykk på 3,00 MPa ikke når sylinderfylletrykket direkte, fungerer den som en svært effektiv mellomliggende booster som dramatisk reduserer kompresjonsforholdet som kreves for nedstrøms høytrykksfyllekompressorer. Kapasiteten på 13 m³/min kan forsyne flere fyllemanifolder samtidig, noe som gjør ZW-13/30 egnet for kommersielle gassfyllestasjoner som betjener industrielle, medisinske og spesialgassmarkeder. Den oljefrie designen er obligatorisk for sylinderfylling fordi all oljeforurensning vil bli fanget i sylinderene og levert til sluttbrukere, noe som potensielt kan kompromittere prosessene deres og skape ansvarsrisiko.

Petrokjemisk høytrykksprosessnitrogen

I petrokjemisk virksomhet og raffinerivirksomhet, ZW-13/30 høytrykks nitrogenkompressor Leverer nitrogen til konservering av reaktorkatalysator, nødinjeksjon i høytrykksbeholdere, trykktesting av rørledninger og hydrostatisk testing av prosessutstyr. Utløpstrykket på 3,00 MPa er tilstrekkelig til å injisere nitrogen i prosessbeholdere som opererer ved trykk opptil 2,5 MPa, og opprettholde positive inertgasstepper under oppstart, nedstengning og forstyrrede forhold. Kontinuerlig driftsklassifisering sikrer uavbrutt nitrogentilgjengelighet under lengre snuoperasjoner. Oljefri-sertifiseringen er obligatorisk for petrokjemiske applikasjoner der nitrogen kommer i kontakt med katalysatorlag eller går inn i prosessstrømmer som må forbli fullstendig hydrokarbonfrie.

Gassflytendegjøring og kryogen lagringsbooster

I nitrogen-flytendegjøringsanlegg og kryogene lagringsanlegg komprimerer ZW-13/30 nitrogen fra flytendegjøringsfordamperen eller lagringstankens avkokingstrykk til det trykket som kreves for distribusjon eller videre prosessering. Utløpstrykket på 3,00 MPa er tilstrekkelig for å mate høytrykksnitrogen inn i kryogene lagringssystemer, drive nitrogen gjennom varmevekslere og forsyne høytrykksforbrukere i prosessanlegget. Kapasiteten på 13 m³/min samsvarer med produksjonen fra små til mellomstore flytendegjøringsanlegg, noe som gjør ZW-13/30 til en ideell integrert booster for nitrogen-flytendegjøringssystemer på stedet. Den oljefrie designen forhindrer forurensning av det kryogene utstyret og sikrer renheten til flytende nitrogenproduktet.

Farmasøytisk og næringsmiddelgodkjent høytrykksnitrogen

Farmasøytisk produksjon og storskala matforedlingsanlegg krever nitrogen med høy renhet ved forhøyet trykk for sterilfiltrering, spraytørking, aseptisk fylling og høytrykksemballasjeapplikasjonerZW-13/30s oljefrie sertifisering sikrer samsvar med FDA 21 CFR 211.72 og EU GMP Annex 1. Utløpstrykket på 3,00 MPa gir tilstrekkelig trykkhøyde til å drive nitrogen gjennom sterile filtreringssystemer, spraytørkere og høytrykkspakkeutstyr. Kapasiteten på 13 m³/min kan samtidig forsyne flere farmasøytiske prosesslinjer eller matpakkestasjoner i ett enkelt produksjonsanlegg, noe som gjør ZW-13/30 til en allsidig sentral nitrogenforsyningsløsning.

Materiale og konstruksjon

ZW-13/30 er konstruert av førsteklasses materialer valgt for kompatibilitet med høyt trykksnitrogen, 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

ZW-13/30 har en tørrvekt på 6,00 tonn og et tyngdepunkt omtrent 900 mm over bunnplaten. Takket være den trerads motstående sylinderkonstruksjonen er ubalanserte krefter minimale til tross for høytrykksdrift, noe som tillater installasjon på en armert betong-treghetsblokk på 10–12 tonnBlokken skal monteres på elastomere vibrasjonsisolatorer (egenfrekvens 6–8 Hz). Minimumskrav til klaring: 1,5 m på ikke-drivsiden for ventiltilgang, 1,2 m på drivsiden for motorvedlikehold og 2,0 m over hodet for krantilgang under større overhalinger. Spesiell oppmerksomhet må rettes mot høytrykksutløpsrørene, som må være skikkelig støttet, forankret og spenningsavlastet for å forhindre vibrasjonsindusert utmatting ved 3,00 MPa.

Design av kjølevannssystem

Kjølevannsbehovet er omtrent 28 m³/t ved en innløpstemperatur som ikke overstiger 32 °C. Vannfordelingskretsen forsyner sylinderkappene, intercooleren og etterkjøleren i parallelle forgreninger. Gitt det ekstreme trykkforholdet er intercooleren helt avgjørende for termisk styring og må prioriteres kjølevannstrøm til enhver tid. 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.

Plan for forebyggende vedlikehold

Den oljefrie designen til ZW-13/30 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 3000–5000 timers levetid under rene nitrogenforhold ved høyt trykk. Høytrykksventilplatene kan kreve hyppigere inspeksjon enn lavtrykksekvivalenter på grunn av den økte mekaniske belastningen ved 3,00 MPa, men den totale vedlikeholdsbyrden forblir betydelig lavere enn oljesmurte systemer.

Samsvars- og sikkerhetssertifiseringer

ZW-13/30 nitrogenkompressoren er designet, produsert og testet for å oppfylle eller overgå følgende internasjonale standarder og regelverk:

Ytelses- og effektivitetsanalyse

ZW-13/30 oppnår en spesifikt strømforbruk på omtrent 12,31 kW per m³/min av nitrogen levert ved 3,00 MPa utløpstrykk. Dette spesifikke effekttallet gjenspeiler den termodynamiske virkeligheten ved ultrahøytrykkskompresjon, hvor det nødvendige arbeidet øker betydelig med trykkforholdet. Innenfor segmentet for høytrykks oljefrie stempelkompressorer (utløpstrykk >2,50 MPa) er denne effektiviteten konkurransedyktig og ofte bedre enn membrankompressorer, som er det primære alternativet for oljefri høytrykkstjeneste. 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 ZW-13/30s effektivitetsfordel sammenlignet med mindre effektive alternativer omtrent 60 000–140 000 kWh årlig energibesparelseMed en strømforbruksreduksjon på $0,08/kWh representerer dette en reduksjon på $4 800–$11 200 i direkte strømkostnader per år. Den primære økonomiske driveren for valg av ZW-13/30 er imidlertid vanligvis eliminering av oljerelaterte forbruksvarer og unngåelse av nedstrøms oljefjerningsutstyr det ville være obligatorisk med smurte alternativer. Ved 3,00 MPa er partialtrykket til oljedamp omtrent 15 ganger høyere enn ved 0,30 MPa, noe som gjør nedstrøms oljefiltreringssystemer eksponentielt dyrere og mindre effektive. 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.

Fraværet av olje i kompresjonsbanen er spesielt kritisk ved 3,00 MPa fordi oljeforurensning blir svært konsentrert og praktisk talt umulig å fjerne til nivåene som kreves av næringsmiddelgodkjente, farmasøytiske og halvlederapplikasjoner. ZW-13/30s innebygde oljefrie design eliminerer denne utfordringen fullstendig, og gir garantert produktrenhet uten kompleksiteten og kostnadene ved nedstrøms renseprosesser.

Tilpasning og OEM-muligheter

Vi tilbyr omfattende tilpasningsmuligheter for å tilpasse ZW-13/30 til spesifikke forhold på stedet, integrasjonskrav og sluttbrukerspesifikasjoner:

• Nøkkelferdige pakker for montering på understell: Formontert kompressor, motor, intercooler, etterkjøler, høytrykksrør, instrumentering og kontrollpanel på en stålkonstruksjon 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. Integrerte gassdeteksjons- og automatiske ventilasjonssperrer integrert i kontrollsystemet.
• 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. Høytrykkssikkerhetssperrer inkludert automatisk avlastning ved overtrykk, nødavstengningsventiler og redundant trykkovervåking.
• Miljøvern: C5-M marine beleggsystemer for kystinstallasjoner; tropiske elektriske komponenter for omgivelsestemperaturer opptil 55 °C; og IP54-klassifiserte akustiske kapslinger som reduserer støyutslipp fra 85 dB(A) til 72 dB(A) på 1 meter.
• OEM og privat etikett: Tilpassede lakkfarger, merkeskilt og lokaliserte dokumentasjonspakker for distributører av gassutstyr og systemintegratorer. Tekniske manualer og vedlikeholdsprosedyrer tilgjengelig på flere språk.

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 industriell bensinstasjon

Klient: En stor leverandør av industriell gass i Malaysia som driver en nitrogenfyllestasjon for nitrogenflasker som betjener kunder innen produksjon, medisin og næringsmiddelforedling.

Utfordring: Kundens eksisterende oljesmurte høytrykkskompressor (europeisk merke, 14 års drift) opplevde gradvis oljeoverføring til nitrogenproduktstrømmen. Oljeforurensningsnivåene nådde 2,2 mg/m³, som langt oversteg spesifikasjonen på 0,1 mg/m³ som kreves av farmasøytiske og næringsmiddelkvalitetskunder. Oljen forringet også rensebedene for aktivt karbon i fyllemanifolden, og krevde utskifting hver 5. måned i stedet for det planlagte 18-månedersintervallet. Kundeklager økte, og myndighetsinspeksjoner ble hyppigere og mer krevende.

Løsning: Vi leverte en ZW-13/30 oljefri nitrogenkompressor som den primære mellomliggende boosteren, konfigurert på en spesialtilpasset meier med integrert intercooler, etterkjøler og et Siemens S7-1200 PLC-kontrollpanel. Utløpstrykket på 3,00 MPa matet en nedstrøms høytrykksfyllekompressor, noe som reduserte det totale kompresjonsforholdet som kreves for fyllingstrinnet. Den oljefrie designen eliminerte behovet for rensebed med aktivt karbon fullstendig. Et 3 m³ ekspansjonsbeholder ble installert oppstrøms for å buffere svingninger i etterspørsel fra fyllemanifolden.

Kvantifiserte resultater etter 24 måneder:

• Nitrogenoljeinnhold: Redusert fra 2,2 mg/m³ til <0,01 mg/m³, oppnår ISO 8573-1 klasse 0
• Utskifting av aktivt kulllag: Eliminert fullstendig, sparer $12 000/år på forbruksvarer
• Kundeklager: Null siden igangsetting, med fem nye farmasøytiske kontrakter vunnet
• Vedlikehold av fyllekompressor: Redusert med 35% på grunn av lavere innløpstrykkforhold
• Resultater av myndighetsinspeksjoner: Bestått med null funn i to påfølgende revisjoner
• Tilbakebetalingsperiode: 2,3 år basert på kostnadsbesparelser og nye kontraktsinntekter

«ZW-13/30 har forvandlet bensinstasjonen vår fra en kvalitetsrisiko til et konkurransefortrinn. Vi garanterer nå ISO 8573-1 klasse 0 nitrogen til alle kunder, og vi har vunnet kontrakter som vi ikke engang kunne by på før. Den oljefrie designen har eliminert vår største driftsmessige hodepine, og kundene våre har merket forskjellen umiddelbart.» — Driftsdirektør, leverandør av industriell gass

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 høytrykksnitrogensystemet ditt?

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