3ZW-9.5/30 stikstofcompressor – drietraps olievrije N2-booster voor hogedrukprocesapplicaties van 3,00 MPa

De 3ZW-9.5/30 is een drietraps, drierijige olievrije zuigercompressor voor stikstof, ontworpen om 9,5 m³/min te leveren bij een persdruk van 3,00 MPa. Hij is geschikt voor stikstofinjectie onder ultrahoge druk, vulstations voor gasflessen en veeleisende toepassingen in de chemische industrie. De compressor is olievrij, heeft een meertraps thermodynamische optimalisatie en is gebouwd voor continu gebruik onder extreme druk.

Productoverzicht

De 3ZW-9.5/30 stikstofcompressor Dit vertegenwoordigt het summum van onze olievrije zuigercompressortechnologie, speciaal ontworpen voor toepassingen die zowel een aanzienlijke doorvoercapaciteit als een ultrahoge persdruk vereisen. Met een nominaal vermogen van 9,5 m³/min en een uitzonderlijke 3,00 MPa uitlaatdrukDeze unit vertegenwoordigt het hogedruksegment van ons portfolio industriële stikstofcompressoren en voldoet aan de meest veeleisende procesvereisten in chemische synthese, het vullen van gasflessen en hogedruk-inertiseringsprocessen.

Wat de 3ZW-9.5/30 onderscheidt van conventionele alternatieven is zijn drietraps compressiearchitectuur gecombineerd met een volledig olievrij compressiepad. De zuigerveren en geleidebanden in alle drie de trappen zijn nauwkeurig gefreesd uit geavanceerde zelfsmurende PTFE-composietmaterialen die werken zonder koolwaterstofsmeermiddelen. Deze intrinsieke olievrije eigenschap zorgt ervoor dat de stikstofstroom volledig onverontreinigd blijft, waardoor een optimale werking wordt bereikt. ISO 8573-1 Klasse 0-certificering van nature. Voor bedrijven in de farmaceutische industrie, de elektronicafabricage en de productie van gas van voedselkwaliteit, elimineert dit de investeringskosten en de doorlopende onderhoudslast van olieverwijderende filtratiesystemen die bij gesmeerde alternatieven verplicht zouden zijn.

De compressor maakt gebruik van een drietraps, drie rijen (三列三级) Deze configuratie is thermodynamisch essentieel voor het bereiken van de 3,00 MPa persdruk bij typische inlaatcondities. De totale drukverhouding van circa 30:1 tot 60:1 is verdeeld over drie compressiecilinders, waarbij elke trap werkt met een beheersbare drukverhouding. Onafhankelijke tussenkoelers tussen de trappen voeren de aanzienlijke compressiewarmte af, waardoor de perstemperatuur binnen veilige bedrijfslimieten blijft en de integriteit van de PTFE-afdichtingselementen behouden blijft. Het robuuste gietijzeren frame en de dynamisch gebalanceerde gesmede stalen krukas zijn ontworpen voor een minimale levensduur van 120.000 uur volgens standaard onderhoudsprotocollen.

Technische specificaties – 3ZW-9.5/30

* Alle specificaties zijn gebaseerd op standaard referentieomstandigheden (ISO 1217, bijlage C). De werkelijke prestaties kunnen variëren afhankelijk van de hoogte van de locatie, de omgevingstemperatuur en de inlaatcondities.

Belangrijkste kenmerken en technische voordelen

1. Drietrapscompressie voor ultrahoge druk

De 3ZW-9.5/30 maakt gebruik van een drietraps compressiearchitectuur Dit is thermodynamisch essentieel voor het bereiken van een persdruk van 3,00 MPa bij atmosferische of lage inlaatdruk. De totale drukverhouding wordt verdeeld over drie compressiecilinders – lagedruk, middendruk en hogedruk – die elk werken met een drukverhouding van ongeveer 3:1 tot 4:1. Deze gefaseerde aanpak beperkt de perstemperatuur van elke fase tot onder de 155 °C, waardoor thermische degradatie van de PTFE-afdichtingselementen wordt voorkomen en de levensduur van de klepplaten met ongeveer 501 TP3T wordt verlengd in vergelijking met tweetrapsontwerpen die een equivalente drukverhouding nastreven. Twee onafhankelijke tussenkoelers tussen de fasen voeren de compressiewarmte af, waardoor een optimale thermodynamische efficiëntie gedurende het gehele compressietraject behouden blijft.

2. Geavanceerde olievrije PTFE-afdichting voor hogedruktoepassingen

Alle drie de compressietrappen maken gebruik van een gepatenteerde technologie. zelfsmurende zuigerveer- en geleidebandassemblage Vervaardigd uit hoogwaardige PTFE-composieten versterkt met glasvezel en bronsdeeltjes. Dit materiaal bereikt een wrijvingscoëfficiënt lager dan 0,06 zonder externe koolwaterstofsmering. Bij een persdruk van 3,00 MPa zou de partiële druk van oliedamp ongeveer tien keer hoger zijn dan bij 0,30 MPa, waardoor olieverontreiniging exponentieel problematischer wordt. Het olievrije ontwerp bereikt dit. ISO 8573-1 Klasse 0-certificering standaardHierdoor zijn er geen stroomafwaartse coalescentiefilters, actieve kooladsorbers en oliemonitoringsinstrumenten nodig, die bij gesmeerde alternatieven wel vereist zouden zijn. De PTFE-formulering is speciaal geschikt voor continu gebruik bij temperaturen tot 185 °C, waardoor een betrouwbare afdichting gegarandeerd is onder de extreme thermische belasting van ultrahogedrukcompressie.

3. Frameontwerp met drie rijen en krachtbalans

Het hoofdframe is gegoten uit GG25 grijs gietijzer (gelijkwaardig aan ASTM A48 Klasse 30B) met versterkte wandsecties en geïntegreerde koelwaterkanalen. drierijige opstelling van tegenover elkaar geplaatste cilinders Het systeem zorgt voor een progressieve krachtcompensatie over de krukas, waarbij de eerste en derde cilinder de tweede cilinder tegenwerken om een ​​bijna volledige krachtbalans van de eerste orde te bereiken. Deze mechanische verfijning reduceert de onbalans in de traagheidskrachten die op de fundering worden overgebracht met meer dan 851 TP3T in vergelijking met enkelrijige ontwerpen met een vergelijkbare capaciteit. Het resultaat is een opmerkelijk soepel lopende hogedrukcompressor die kan werken op een standaard gewapende betonnen fundering zonder de enorme traagheidsblokken die doorgaans nodig zijn voor hogedrukzuigercompressoren.

4. Standaard 380V-aandrijving met hoog rendement

De 3ZW-9.5/30 wordt aangedreven door een 110 kW, 380V, 50Hz driefase inductiemotor Voldoet aan de IEC 60034-1 efficiëntieklasse IE3. Ondanks het aanzienlijke vermogen dat nodig is voor drietrapscompressie, kan de standaard laagspanningsconfiguratie direct worden geïntegreerd in bestaande 380V industriële verdeelborden zonder dat middenspanningsschakelaars nodig zijn. Deze elektrische toegankelijkheid maakt de 3ZW-9.5/30 geschikt voor een breed scala aan industriële installaties, van kleine tankstations tot middelgrote chemische fabrieken, zonder dat er aanpassingen aan de elektrische infrastructuur nodig zijn.

Toepassingsscenario's

Hogedrukstikstofcilindervulstations

De 3ZW-9.5/30 is speciaal ontworpen voor Vulprocessen van stikstofcilinders waarbij gas moet worden gecomprimeerd tot de druk van 15-20 MPa die vereist is voor standaard industriële gasflessen. Hoewel de persdruk van 3,00 MPa van de compressor niet direct de uiteindelijke vuldruk van de cilinder bereikt, fungeert deze als een zeer efficiënte primaire booster die de benodigde compressieverhouding van de daaropvolgende hogedrukvulcompressoren drastisch verlaagt. Het drietrapsontwerp is met name voordelig voor het vullen van cilinders, omdat het een stabiele, koele tussendruk levert die de efficiëntie en levensduur van de laatste hogedruktrap verbetert. De olievrije certificering is verplicht voor het vullen van cilinders, omdat eventuele olieverontreiniging in de cilinders zou worden opgesloten en bij de eindgebruikers terecht zou komen, wat mogelijk kritieke processen in de gezondheidszorg, elektronica en voedingsmiddelenindustrie in gevaar zou brengen.

Chemische synthese en inertisering van hogedrukreactoren

In chemische procesinstallaties, de 3ZW-9.5/30 stikstofcompressor levert stikstof onder ultrahoge druk voor hogedrukreactor-inertisering, conservering van het katalysatorbed en superkritische vloeistofextractieprocessenDe afvoerdruk van 3,00 MPa is voldoende om een ​​inerte atmosfeer te handhaven in reactoren die werken bij drukken tot 2,5 MPa, waardoor een positieve stikstofstroom in het vat gegarandeerd is, zelfs tijdens drukschommelingen. Het drietrapsontwerp zorgt voor een uitstekende drukstabiliteit, wat cruciaal is voor chemische processen waarbij schommelingen in de stikstofdruk de reactiekinetiek of de productkwaliteit kunnen beïnvloeden. Het olievrije ontwerp voorkomt katalysatorvergiftiging en productverontreiniging die zouden optreden bij zelfs sporen van olie.

Druktesten van olie- en gaspijpleidingen

In de olie- en gasindustrie is stikstof het geprefereerde medium voor Hydrostatische en pneumatische druktesten van pijpleidingen, drukvaten en boorputapparatuur Omdat het inert is en de corrosie- en verontreinigingsrisico's vermijdt die gepaard gaan met testen met water. De 3ZW-9.5/30 heeft een persdruk van 3,00 MPa, waardoor hij geschikt is voor het testen van pijpleidingen en apparatuur met een classificatie tot API Klasse 600 (2,5 MPa werkdruk). Het olievrije ontwerp is essentieel, omdat olieverontreiniging in de teststikstof kan worden aangezien voor corrosieproducten van de pijpleiding of resterende koolwaterstoffen, wat kan leiden tot onjuiste testresultaten en kostbare hertesten. De capaciteit van 9,5 m³/min maakt een snelle drukopbouw van pijpleidingen met een grote diameter mogelijk, waardoor de testcyclustijd wordt verkort en de projectproductiviteit wordt verbeterd.

Levering van ultrazuivere stikstof voor elektronica

Fabrieken voor de productie van halfgeleiders hebben stikstof onder verhoogde druk nodig voor Drukregeling van het wafertransportsysteem, spoeling van de CVD-kamer (chemische dampafzetting) en hogedrukdroging van fotolithografieapparatuurDe 3ZW-9.5/30 genereert een ontladingsdruk van 3,00 MPa, waarmee stikstofstralen met hoge snelheid worden aangedreven voor precisiereiniging en het verwijderen van deeltjes. Het olievrije ontwerp is absoluut essentieel in de halfgeleiderindustrie, waar zelfs olieverontreiniging van minder dan ppb catastrofale defecten kan veroorzaken in geïntegreerde schakelingen op nanometerschaal. De drietrapscompressie zorgt voor een uitzonderlijk stabiele ontladingsdruk, wat cruciaal is voor het handhaven van consistente procesomstandigheden in depositie- en etsapparatuur.

Materiaal en constructie

De 3ZW-9.5/30 is vervaardigd uit hoogwaardige materialen die geselecteerd zijn op hun geschiktheid voor stikstof onder ultrahoge druk, hun thermische weerstand en een lange levensduur:

Alle drukdragende componenten worden ontworpen en vervaardigd in strikte overeenstemming met ASME BPVC Sectie VIII Divisie 1 of de Chinese GB 150-normen. Elke lasverbinding ondergaat een 100% röntgeninspectie (RT) volgens ASME Sectie V, Artikel 2, en elk voltooid drukvat wordt onderworpen aan een hydrostatische druktest bij 1,5 keer de maximaal toelaatbare werkdruk (MAWP) gedurende een minimale wachttijd van 30 minuten. Hogedrukleidingsystemen worden vervaardigd van naadloos SS316 met ANSI Klasse 900 flensverbindingen om lekdichtheid te garanderen bij een werkdruk van 3,00 MPa.

Installatie- en onderhoudsrichtlijnen

Fundament- en constructie-eisen

De 3ZW-9.5/30 heeft een drooggewicht van 3,50 ton en een zwaartepunt op circa 850 mm boven de grondplaat. Ondanks de drietraps hogedrukwerking zorgt het ontwerp met drierijige tegenover elkaar geplaatste cilinders voor een uitstekende krachtbalans, waardoor installatie op een gewapend betonnen traagheidsblok van 6-8 tonHet blok moet op elastomere trillingsdempers worden gemonteerd (eigen frequentie 7–10 Hz). Minimale vrije ruimte: 1,2 m aan de niet-aangedreven zijde voor toegang tot de klep, 1,0 m aan de aangedreven zijde voor motoronderhoud en 1,5 m boven het hoofd voor toegang met een kraan. De hogedruk-afvoerleiding (3,00 MPa) vereist speciale aandacht voor ondersteuning en verankering om trillingsgerelateerde vermoeidheid te voorkomen en de veiligheid van het personeel te waarborgen.

Ontwerp van koelwatersystemen

De koelwaterbehoefte bedraagt ​​ongeveer 22 m³/h bij een inlaattemperatuur van maximaal 32 °C. Het waterdistributiecircuit voorziet drie cilindermantelcircuits en twee tussenkoelers van koelwater in een parallel/serie hybride opstelling, geoptimaliseerd voor thermisch beheer. Gezien de extreme drukverhouding zijn beide tussenkoelers cruciaal voor het behoud van de integriteit van de PTFE-ringen en moeten ze te allen tijde voldoende koelwater ontvangen. Specificaties voor de waterkwaliteit: pH 6,5–8,5, totaal opgeloste stoffen < 500 mg/L, chloridegehalte < 50 mg/L (om corrosie van de SS316-buizen te voorkomen), zwevende deeltjes < 30 mg/L en totale hardheid < 300 mg/L als CaCO₃. Een gesloten koeltoren met zijstroomfiltratie wordt sterk aanbevolen.

Preventief onderhoudsschema

Het olievrije ontwerp van de 3ZW-9.5/30 vereenvoudigt het onderhoud aanzienlijk in vergelijking met gesmeerde alternatieven. Er zijn geen olieverversingen, geen olieanalyses, geen filtervervangingen en geen vervanging van de separatorcartridge nodig. De belangrijkste slijtageonderdelen zijn de PTFE-zuigerveren en geleidebandendie doorgaans een levensduur van 3.000 tot 5.000 uur halen onder schone stikstofomstandigheden. De hogedrukventielplaten in de derde trap vereisen mogelijk een frequentere inspectie (elke 2.000 uur) vanwege de extreme mechanische belasting bij 3,00 MPa, maar de totale onderhoudslast blijft aanzienlijk lager dan bij oliegesmeerde systemen.

Certificeringen voor naleving en veiligheid

De 3ZW-9.5/30 stikstofcompressor is ontworpen, gefabriceerd en getest om te voldoen aan, of te overtreffen, de volgende internationale normen en wettelijke kaders:

Prestatie- en efficiëntieanalyse

De 3ZW-9.5/30 behaalt een specifiek energieverbruik van circa 11,58 kW per m³/min stikstof wordt geleverd bij een persdruk van 3,00 MPa. Dit specifieke vermogen weerspiegelt de thermodynamische realiteit van ultra-hogedrukcompressie in drie trappen. Binnen het segment van olievrije hogedrukcompressoren (persdruk > 2,50 MPa) is dit rendement concurrerend en aanzienlijk beter dan dat van membraancompressoren, die het belangrijkste alternatief zijn voor olievrije ultra-hogedruktoepassingen. Ter vergelijking: een membraancompressor met een equivalente capaciteit en druk verbruikt doorgaans 16-20 kW/m³/min en kost 4-6 keer zoveel aan investeringskosten.

Gedurende een jaarlijkse bedrijfscyclus van 8.000 uur levert het efficiëntievoordeel van de 3ZW-9.5/30 ten opzichte van alternatieven met membraan een besparing op van circa 340.000–530.000 kWh aan jaarlijkse energiebesparingBij $0,08/kWh vertegenwoordigt dit een directe besparing op de elektriciteitskosten van $27.200–$42.400 per jaar. De belangrijkste economische drijfveer voor de keuze voor 3ZW-9.5/30 is echter doorgaans de een combinatie van hoge capaciteit, gematigde investeringskosten en een olievrije bedrijfsvoering. Dat is met andere compressortechnologieën op dit drukniveau onhaalbaar. totale eigendomskosten voor ultra-hogedruk stikstofcompressie De uitstoot wordt naar schatting met 40–50% verminderd gedurende een operationele levensduur van 10 jaar wanneer het drietrapszuigerontwerp wordt vergeleken met systemen met meerdere membranen.

Het drietrapsontwerp biedt bovendien een superieure drukstabiliteit in vergelijking met eentraps hogedrukcompressoren, wat cruciaal is voor procesapplicaties waar drukschommelingen de productkwaliteit of procesveiligheid kunnen beïnvloeden. De koeling tussen de trappen zorgt ervoor dat elke trap met optimale thermodynamische efficiëntie werkt, waardoor het totale energieverbruik voor de vereiste drukverhoging wordt geminimaliseerd.

Mogelijkheden voor maatwerk en OEM-productie

We bieden uitgebreide aanpassingsmogelijkheden om de 3ZW-9.5/30 af te stemmen op specifieke locatieomstandigheden, integratievereisten en specificaties van de eindgebruiker:

• Kant-en-klare pakketten op een frame: Voorgemonteerde compressor, motor, drie koelers, instrumentatie en bedieningspaneel op een stalen frame met geïntegreerde hijsogen en ankerboutsjablonen. Fabriekstests van alle systemen verkorten de inbedrijfstellingstijd met 60%.
• Configuraties van gevaarlijke zones: Motor- en elektrische behuizingen voor petrochemische installaties, conform ATEX Zone 2 en IECEx. Geïntegreerde gasdetectie en automatische ventilatievergrendeling met noodafsluitkleppen.
• Geavanceerde procesbesturing: Optioneel: Siemens S7-1200 of Allen-Bradley CompactLogix PLC met 10-inch HMI-touchscreen, bewaking op afstand via Modbus TCP/IP of OPC-UA en naadloze DCS/SCADA-integratie. Automatische fasevolgorde en hogedrukbeveiligingen, inclusief noodafblaasfunctie.
• Milieubescherming: C5-M coatings van maritieme kwaliteit voor installaties aan de kust; tropische elektrische componenten voor een omgevingstemperatuur van 55 °C; IP54-gecertificeerde geluidsisolerende behuizingen die het geluid op 1 meter afstand reduceren van 85 dB(A) tot 72 dB(A).
• OEM & Private Label: Aangepaste lakkleuren, merknaamplaatjes en lokale documentatie voor distributeurs en systeemintegratoren van gasapparatuur.

Aangepaste configuraties zijn beschikbaar via Minimale bestelhoeveelheid: 1 stukTechnische offertes worden doorgaans binnen 5-7 werkdagen geleverd. De standaard levertijd bedraagt ​​12-14 weken; herhaalbestellingen worden binnen 8-10 weken na orderbevestiging geleverd.

Casestudy: Modernisering van een industrieel gasflesvulstation

Cliënt: Een belangrijke distributeur van industriële gassen in Indonesië, actief in de sectoren productie, gezondheidszorg en elektronica.

Uitdaging: Het bestaande vulstation voor gasflessen van de klant maakte gebruik van een oliegesmeerde tweetrapscompressor die een membraancompressor aandreef. Olieverontreiniging van de primaire compressor verspreidde zich door het systeem, waardoor de laatste zuiveringsbedden van de membraancompressor elke 4 maanden vervangen moesten worden in plaats van de ontworpen 18 maanden. Het oliegehalte in de gevulde gasflessen bereikte 2,0 mg/m³, wat de specificatie van 0,1 mg/m³ voor stikstof van medische en elektronische kwaliteit overschreed. De membraancompressor werkte bovendien met een lager rendement als gevolg van met olie vervuilde warmtewisselaars.

Oplossing: Wij leverden een 3ZW-9.5/30 olievrije stikstofcompressor als primaire booster, ter vervanging van de oliegesmeerde unit. Het drietrapsontwerp zorgde voor een stabiele tussendruk van 3,00 MPa, waardoor het rendement van de stroomafwaartse membraancompressor met 15% verbeterde. Het olievrije ontwerp maakte actieve koolfilters volledig overbodig. De unit werd gemonteerd op een op maat gemaakt frame met geïntegreerde koelers en een Siemens S7-1200 PLC met bewaking op afstand.

Gekwantificeerde resultaten na 18 maanden:

• Stikstofgehalte in de gevulde cilinders: Verlaagd van 2,0 mg/m³ naar <0,01 mg/m³, waarbij ISO 8573-1 Klasse 0 is behaald
• Vervanging van het actieve koolbed: Volledig geëlimineerdwaardoor jaarlijks $18.000 aan verbruiksartikelen wordt bespaard.
• Rendement van de membraancompressor: Verbeterd door 15%waardoor het stroomverbruik met 22 kW wordt verminderd.
• Klachten en retouren van klanten: Nul sinds de ingebruikname, met contracten die voor nog eens 3 jaar zijn verlengd.
• Terugverdienperiode: 2,3 jaar gebaseerd op kostenbesparingen en contractverlengingen

“De 3ZW-9.5/30 heeft ons vulstation compleet veranderd. Het olievrije ontwerp heeft onze kwaliteitscontroleproblemen in één klap opgelost en de drietrapscompressie zorgt ervoor dat onze apparatuur na de pomp efficiënter werkt dan ooit. Onze klanten in de medische gassector hebben het verschil direct gemerkt.” — Operations Director, Industrial Gas Distributor

Veelgestelde vragen en selectiegids

Gerelateerde producten en oplossingen

Voor een uitgebreid overzicht van onze industriële stikstofcompressor Voor ons portfolio, inclusief olievrije zuurstofcompressoren, waterstofcompressoren, koolstofdioxidecompressoren en op maat gemaakte oplossingen voor speciale gassen, kunt u contact opnemen met ons applicatieteam of onze online productcatalogus raadplegen.

Klaar om uw ultra-hogedruk stikstofsysteem te upgraden?

Onze applicatie-ingenieurs staan ​​klaar om uw stikstofdebietvereisten, zuigomstandigheden, streefwaarden voor de persdruk en integratiebeperkingen te evalueren. Wij leveren binnen 48 uur na ontvangst van uw aanvraag gratis technische voorstellen, funderingstekeningen, leiding- en instrumentatiediagrammen (P&ID's) en gedetailleerde analyses van de totale eigendomskosten (TCO).

E-mail: [email protected] | Reactie binnen 24 uur