Opis
Sprężarka azotowa ZW-13/30 – bezolejowy wzmacniacz N2 o średniej wydajności do zastosowań w procesach wysokociśnieniowych 3,00 MPa
Zaprojektowana z myślą o wydajności 13 m³/min przy ciśnieniu tłoczenia 3,00 MPa, sprężarka ZW-13/30 to dwustopniowa, trzyrzędowa, bezolejowa sprężarka tłokowa do azotu, przeznaczona do wymagających zastosowań w wysokociśnieniowym wtrysku azotu, stacjach napełniania butli gazowych oraz w krytycznych procesach petrochemicznych. Charakteryzuje się brakiem zanieczyszczeń olejem, solidnym, trzyrzędowym wyważeniem sił i jest zoptymalizowana do pracy ciągłej przy podwyższonym ciśnieniu.
Przegląd produktu
Ten ZW-13/30 nitrogen compressor represents a powerful mid-range solution within our oil-free piston compressor family, engineered for applications where both substantial flow capacity and high discharge pressure are simultaneously required. With a rated capacity of 13 m³/min i ciśnienie wylotowe 3,00 MPa, this unit occupies a critical position in the high-pressure nitrogen compressor market, bridging the gap between small laboratory-scale units and massive industrial boosters.
What distinguishes the ZW-13/30 from conventional alternatives is its całkowicie bezolejowa ścieżka kompresji utilizing self-lubricating PTFE composite piston rings and rider bands. This design philosophy eliminates any possibility of hydrocarbon contamination in the nitrogen product stream, achieving Certyfikat ISO 8573-1 klasy 0 natively. At 3.00 MPa discharge pressure, the risk of oil vapor carryover is substantially magnified compared to low-pressure applications, making the oil-free design not merely advantageous but absolutely mandatory for food-grade, pharmaceutical, and electronics-grade nitrogen service.
Architektura kompresora wykorzystuje dwustopniowy, trzyrzędowy (二列三级) configuration that is essential for managing the extreme pressure ratio required to achieve 3.00 MPa from typical inlet conditions. The three-row opposed-cylinder arrangement provides superior force balance compared to two-row designs, reducing vibration transmission and permitting installation on lighter foundations. Each compression stage is equipped with an independent high-efficiency intercooler, ensuring gas temperatures remain within safe operating envelopes even during sustained maximum-load operation. The robust cast-iron frame and dynamically balanced forged steel crankshaft are rated for a minimum service life of 120 000 godzin zgodnie ze standardowymi protokołami konserwacyjnymi.

Technical Specifications – ZW-13/30
| Parametr | Wartość | Jednostka |
|---|---|---|
| Model | ZW-13/30 | – |
| Wzór | Dwustopniowy, trzyrzędowy (二列三级) | – |
| Pojemność | 13 | m³/min |
| Ciśnienie wylotowe | 3.00 | MPa |
| Rozmiar sprężarki (dł. × szer. × wys.) | 2764 × 2000 × 3277 | mm |
| Waga | 6.00 | T |
| Moc | 160 | kW |
| Woltaż | 380 | V |
| Medium gazowe | Azot (N₂) | – |
| Smarowanie | Bez oleju | – |
* Wszystkie parametry podano w standardowych warunkach odniesienia (ISO 1217, załącznik C). Rzeczywista wydajność może się różnić w zależności od wysokości nad poziomem morza, temperatury otoczenia i warunków na wlocie.
Kluczowe cechy i zalety inżynieryjne
1. Three-Row Opposed-Cylinder Force Balance
The ZW-13/30 employs a unique three-row opposed-cylinder arrangement (二列三级) that provides exceptional first-order and second-order force cancellation. By distributing the compression work across three cylinders arranged in an opposed configuration, the compressor achieves near-perfect inertial force balance, reducing vibration transmission to the foundation by over 90% compared to single-row designs. This mechanical advantage is particularly critical for high-pressure compressors where the peak gas forces on the pistons are substantially higher than in low-pressure applications. The three-row design permits installation on a lighter reinforced concrete inertia block (minimum 10 tonnes versus 15+ tonnes for equivalent single-row units), significantly reducing civil engineering costs and simplifying retrofit installations in existing process plants.
2. High-Pressure Oil-Free PTFE Composite Sealing
The ZW-13/30 utilizes a proprietary samosmarujący pierścień tłokowy i zespół nośny manufactured from high-density PTFE composites specifically formulated for high-pressure service. These rings are reinforced with glass fiber and bronze particulates to achieve a coefficient of friction below 0.05 without any external hydrocarbon lubrication. At 3.00 MPa discharge pressure, the partial pressure of oil vapor would be approximately 10 times higher than at 0.30 MPa, making oil contamination far more concentrated and difficult to remove. The ZW-13/30’s native oil-free design achieves Certyfikat ISO 8573-1 klasy 0 without any downstream filtration, eliminating both the capital cost and the energy penalty of oil-removal equipment. The PTFE formulation is rated for continuous operation at temperatures up to 185°C, ensuring reliable sealing integrity under the extreme thermal stress of high-pressure compression.
3. Two-Stage Thermodynamic Optimization for Extreme Pressure Ratios
Ten architektura kompresji dwuetapowej of the ZW-13/30 is thermodynamically essential for achieving the 3.00 MPa discharge pressure target from typical inlet pressures of 0.05–0.10 MPa. The overall pressure ratio of approximately 30:1 to 60:1 is divided between a low-pressure cylinder group and a high-pressure cylinder group, with each stage operating at a manageable pressure ratio. A high-efficiency shell-and-tube intercooler between stages removes the substantial heat of compression, maintaining discharge temperatures below 160°C and preventing thermal degradation of the PTFE sealing elements. Without staged compression, the discharge temperature would exceed 250°C, far beyond the safe operating limit of any oil-free sealing material. The inter-stage cooling is therefore not merely an efficiency enhancement but a fundamental requirement for reliable high-pressure oil-free operation.
4. Standard 380V Industrial Motor Drive with High Efficiency
The ZW-13/30 is driven by a 160 kW, 380V, 50Hz three-phase induction motor conforming to IEC 60034-1 efficiency class IE3. The standard low-voltage configuration integrates directly into existing 380V industrial distribution panels without requiring medium-voltage switchgear or step-down transformers. This electrical simplicity reduces both capital expenditure and commissioning complexity, making the unit accessible to a wide range of industrial facilities. For sites with 6kV or 10kV bus systems, an optional motor with integrated step-down transformer can be supplied on a common skid, providing seamless integration into any electrical infrastructure.

Scenariusze zastosowań
Stacje napełniania butli z azotem wysokociśnieniowym
The ZW-13/30 is ideally suited for industrial nitrogen cylinder filling operations where high-pressure gas must be compressed into standard industrial cylinders at 15–20 MPa filling pressure. While the compressor’s 3.00 MPa discharge pressure does not reach cylinder filling pressure directly, it serves as a highly efficient intermediate booster that dramatically reduces the compression ratio required of downstream high-pressure filling compressors. The 13 m³/min capacity can supply multiple filling manifolds simultaneously, making the ZW-13/30 suitable for commercial gas filling stations serving industrial, medical, and specialty gas markets. The oil-free design is mandatory for cylinder filling because any oil contamination would be trapped in the cylinders and delivered to end-users, potentially compromising their processes and creating liability exposure.

Petrochemiczny proces wysokociśnieniowy azotu
In petrochemical and refinery operations, the ZW-13/30 high-pressure nitrogen compressor provides nitrogen for reactor catalyst preservation, emergency injection into high-pressure vessels, pipeline pressure testing, and hydrostatic testing of process equipment. The 3.00 MPa discharge pressure is sufficient to inject nitrogen into process vessels operating at pressures up to 2.5 MPa, maintaining positive inert gas blankets during startup, shutdown, and upset conditions. The continuous-duty rating ensures uninterrupted nitrogen availability during extended turnaround campaigns. The oil-free certification is mandatory for petrochemical applications where nitrogen contacts catalyst beds or enters process streams that must remain completely hydrocarbon-free.
Gas Liquefaction & Cryogenic Storage Booster
In nitrogen liquefaction plants and cryogenic storage facilities, the ZW-13/30 compresses nitrogen from the liquefier vaporizer or storage tank boil-off to the pressure required for distribution or further processing. The 3.00 MPa discharge pressure is sufficient for feeding high-pressure nitrogen into cryogenic storage systems, driving nitrogen through heat exchangers, and supplying high-pressure consumers in the process plant. The 13 m³/min capacity matches the output of small to medium-scale liquefaction plants, making the ZW-13/30 an ideal integrated booster for on-site nitrogen liquefaction systems. The oil-free design prevents contamination of the cryogenic equipment and ensures the purity of liquid nitrogen product.

Pharmaceutical & Food-Grade High-Pressure Nitrogen
Pharmaceutical manufacturing and large-scale food processing facilities require high-purity nitrogen at elevated pressure for sterile filtration, spray drying, aseptic filling, and high-pressure packaging applications. The ZW-13/30’s oil-free certification ensures compliance with FDA 21 CFR 211.72 and EU GMP Annex 1. The 3.00 MPa discharge pressure provides adequate head to drive nitrogen through sterile filtration systems, spray dryers, and high-pressure packaging equipment. The 13 m³/min capacity can simultaneously supply multiple pharmaceutical process lines or food packaging stations within a single manufacturing facility, making the ZW-13/30 a versatile central nitrogen supply solution.
Materiały i budownictwo
The ZW-13/30 is constructed from premium materials selected for high-pressure nitrogen compatibility, thermal resistance, and extended operational life:
| Część | Tworzywo | Specyfikacja |
|---|---|---|
| Blok cylindrów (LP) | Żeliwo szare | GG25 / HT250, standardowa grubość ścianki |
| Blok cylindrów (HP) | Żeliwo szare | GG25 / HT250, heavy reinforced wall + ribbing |
| Wał korbowy | Kuta stal stopowa | 42CrMo4, Q&T, ISO 1940 G2.5 dynamicznie wyważone |
| Pierścienie tłokowe | Kompozyt PTFE-szkło-brąz | High-pressure rated, self-lubricating, 185°C max |
| Zespoły Rider | Kompozyt PTFE | Prowadzenie tłoka, odporne na zadrapania, współczynnik zużycia <0,04 mm/1000 godz. |
| Płytki zaworowe | Stal nierdzewna | SS316, konstrukcja sprężyny pierścieniowej koncentrycznej wysokociśnieniowej |
| Korbowody | Kuta stal z łożyskami babbitowymi | Precyzyjnie obrobiony, smarowany olejem koniec korbowodu |
| Chłodnica międzystopniowa | Skorupa ze stali węglowej / Rury SS316 | ASME VIII Div.1, 1,5× hydrotest, 30 min przytrzymania |
| Chłodnica końcowa | Skorupa ze stali węglowej / Rury SS316 | Rura żebrowana wysokociśnieniowa, woda chłodząca 32°C |
| Rurociągi wysokociśnieniowe | Stal nierdzewna bezszwowa | Kołnierze SS316, ANSI klasy 900 |
| Rama podstawowa | Stal konstrukcyjna | Konstrukcja spawana, montaż tłumiący drgania |
Wszystkie elementy przenoszące ciśnienie są projektowane i wytwarzane w ścisłej zgodności z ASME BPVC Sekcja VIII Dział 1 lub chińskie normy GB 150. Każde złącze spawane poddawane jest badaniu radiograficznemu (RT) 100% zgodnie z sekcją V, artykułem 2 normy ASME, a każdy ukończony zbiornik ciśnieniowy poddawany jest próbie ciśnieniowej hydrostatycznej przy 1,5-krotności maksymalnego dopuszczalnego ciśnienia roboczego (MAWP) przez minimalny okres przetrzymania 30 minut. Systemy rurociągów wysokociśnieniowych są wykonane z bezszwowej stali SS316 z połączeniami kołnierzowymi ANSI klasy 900, co gwarantuje szczelność przy ciśnieniu roboczym 3,00 MPa.

Wytyczne dotyczące instalacji i konserwacji
Wymagania dotyczące fundamentów i konstrukcji
The ZW-13/30 has a dry weight of 6.00 tonnes and a center of gravity approximately 900 mm above the baseplate. Thanks to the three-row opposed-cylinder design, unbalanced forces are minimal despite the high-pressure operation, permitting installation on a reinforced concrete inertia block of 10–12 tonnes. The block should be mounted on elastomeric vibration isolators (natural frequency 6–8 Hz). Minimum clearance requirements: 1.5 m on the non-drive side for valve access, 1.2 m on the drive side for motor maintenance, and 2.0 m overhead for crane access during major overhauls. Special attention must be paid to the high-pressure discharge piping, which must be properly supported, anchored, and stress-relieved to prevent vibration-induced fatigue at 3.00 MPa.
Projektowanie układu chłodzenia wodnego
Zapotrzebowanie na wodę chłodzącą wynosi około 28 m³/godz. at an inlet temperature not exceeding 32°C. The water distribution circuit supplies the cylinder jackets, intercooler, and aftercooler in parallel branches. Given the extreme pressure ratio, the intercooler is absolutely critical for thermal management and must receive priority cooling water flow at all times. Water quality specifications: pH 6.5–8.5, total dissolved solids < 500 mg/L, chloride content < 50 mg/L (to prevent SS316 tube corrosion), suspended solids < 30 mg/L, and total hardness < 300 mg/L as CaCO₃. A closed-loop cooling tower with side-stream filtration and chemical treatment is strongly recommended for all installations to ensure consistent water quality.
Harmonogram konserwacji zapobiegawczej
| Interwał | Pozycja serwisowa | Wymagane działanie |
|---|---|---|
| Codziennie | Inspekcja operacyjna | Sprawdź wibracje, nietypowe hałasy, przepływ wody chłodzącej, ciśnienie wylotowe, temperaturę |
| 250 godzin | Kontrola płyty zaworowej | Wyjąć i sprawdzić zawory ssące/tłoczne pod kątem osadów węglowych, zmęczenia sprężyn, pęknięć |
| 1000 godzin | Ocena zużycia pierścieni tłokowych | Zmierz luz rowka pierścienia; wymień pierścienie, jeśli luz przekracza 0,20 mm |
| 3000 godzin | Remont pośredni | Wymień wszystkie pierścienie tłokowe, opaski zaciskowe i zespoły płyt zaworowych |
| 6000 godzin | Remont generalny | Sprawdź czopy wału korbowego, zmierz luzy łożysk głównych, wymień łożyska, jeśli >0,08 mm |
The oil-free design of the ZW-13/30 dramatically simplifies maintenance compared to lubricated alternatives. There are no oil changes, no oil analysis, no filter replacements, and no separator cartridge changes. The primary consumable wear items are the Pierścienie tłokowe i opaski zaciskowe PTFE, which typically achieve 3,000–5,000 hours of service life under clean nitrogen conditions at high pressure. The high-pressure valve plates may require more frequent inspection than low-pressure equivalents due to the increased mechanical stress at 3.00 MPa, but the overall maintenance burden remains significantly lower than oil-lubricated systems.

Certyfikaty zgodności i bezpieczeństwa
The ZW-13/30 nitrogen compressor is designed, manufactured, and tested to meet or exceed the following international standards and regulatory frameworks:
ASME BPVC Sekcja VIII Dział 1, GB 150-2011, PED 2014/68/UE Moduł A
IEC 60034-1 (sprawność IE3), IEC 60204-1, ISO 12100 bezpieczeństwo maszyn
ISO 8573-1 Klasa 0 (zawartość oleju), niezależne badanie przeprowadzone przez TÜV Rheinland
ISO 9001:2015 (Zarządzanie Jakością), ISO 14001:2015 (Zarządzanie Środowiskiem)
Nitrogen is classified as a simple asphyxiant gas. At 3.00 MPa discharge pressure, the risk of rapid gas release and oxygen displacement is severely elevated. All ZW-13/30 installations must incorporate continuous oxygen deficiency monitoring in the compressor room and all adjacent areas. High-pressure discharge piping must be equipped with pressure relief valves rated at 110% of MAWP and rupture discs as secondary protection. All high-pressure connections must be verified with ultrasonic leak detection before commissioning. Ventilation systems must maintain ambient oxygen above 19.5% per OSHA 29 CFR 1910.146. Emergency shutdown interlocks should activate at 19.5% O₂ (alarm) and trigger automatic isolation at 18.0% O₂ (hard shutdown). Personnel must be trained in high-pressure gas safety protocols and must never attempt to disconnect pressurized lines.

Analiza wydajności i efektywności
The ZW-13/30 achieves a specific power consumption of approximately 12.31 kW per m³/min of nitrogen delivered at 3.00 MPa discharge pressure. This specific power figure reflects the thermodynamic reality of ultra-high-pressure compression, where the work required increases substantially with pressure ratio. Within the high-pressure oil-free piston compressor segment (discharge pressure >2.50 MPa), this efficiency is competitive and often superior to diaphragm compressors, which are the primary alternative for oil-free high-pressure service. For comparison, oil-lubricated reciprocating compressors in similar ultra-high-pressure applications typically consume 13.0–15.0 kW/m³/min, while diaphragm compressors may exceed 18 kW/m³/min.
Over a standard 8,000-hour annual operating schedule, the ZW-13/30’s efficiency advantage versus less efficient alternatives yields approximately 60,000–140,000 kWh of annual energy savings. At $0.08/kWh, this represents $4,800–$11,200 in direct electricity cost reduction per year. However, the primary economic driver for ZW-13/30 selection is typically the eliminacja materiałów eksploatacyjnych związanych z ropą i unikanie dalszego stosowania sprzętu do usuwania ropy that would be mandatory with lubricated alternatives. At 3.00 MPa, the partial pressure of oil vapor is approximately 15 times higher than at 0.30 MPa, making downstream oil-filtration systems exponentially more expensive and less effective. The całkowity koszt posiadania dla sprężania azotu pod bardzo wysokim ciśnieniem Szacuje się, że zużycie oleju zmniejsza się o 25–35% w ciągu 10-letniego okresu eksploatacji w porównaniu z systemami smarowanymi i pełnym oczyszczaniem w dół.
The absence of oil in the compression path is particularly critical at 3.00 MPa because oil contamination becomes highly concentrated and virtually impossible to remove to the levels required by food-grade, pharmaceutical, and semiconductor applications. The ZW-13/30’s native oil-free design eliminates this challenge entirely, providing guaranteed product purity without the complexity and cost of downstream purification trains.
Możliwości personalizacji i OEM
We offer comprehensive customization options to adapt the ZW-13/30 to specific site conditions, integration requirements, and end-user specifications:
- Pakiety „pod klucz” montowane na płozach: Pre-assembled compressor, motor, intercooler, aftercooler, high-pressure discharge piping, instrumentation, and control panel on a structural steel skid with integrated lifting lugs and anchor bolt templates. Factory pre-testing of all systems reduces commissioning time and risk.
- Konfiguracje stref niebezpiecznych: Obudowy silników i urządzeń elektrycznych zgodne z normami ATEX Strefa 2 i IECEx dla instalacji petrochemicznych. Zintegrowany system detekcji gazu i automatyczne blokady wentylacji wbudowane w system sterowania.
- Zaawansowana kontrola procesów: Opcjonalny sterownik PLC Siemens S7-1200 lub Allen-Bradley CompactLogix z 10-calowym ekranem dotykowym HMI, zdalnym monitorowaniem przez Modbus TCP/IP lub OPC-UA oraz bezproblemową integracją DCS/SCADA. Wysokociśnieniowe blokady bezpieczeństwa, w tym automatyczne rozładowanie przy nadciśnieniu, awaryjne zawory odcinające i redundantny monitoring ciśnienia.
- Ochrona środowiska: Systemy powłok morskich C5-M do instalacji nadbrzeżnych; komponenty elektryczne przystosowane do warunków tropikalnych, przeznaczone do temperatur otoczenia do 55°C; obudowy akustyczne o stopniu ochrony IP54, redukujące emisję hałasu z 85 dB(A) do 72 dB(A) w odległości 1 metra.
- OEM i marka własna: Custom paint colors, branded nameplates, and localized documentation packages for gas equipment distributors and system integrators. Technical manuals and maintenance procedures available in multiple languages.
Dostępne są konfiguracje niestandardowe MOQ 1 jednostkaPrzegląd techniczny i wygenerowanie oferty zazwyczaj zajmują od 5 do 7 dni roboczych. Standardowy czas dostawy wynosi 12–14 tygodni; zamówienia powtarzalne są realizowane w ciągu 8–10 tygodni od potwierdzenia zamówienia.

Case Study: Industrial Gas Filling Station Upgrade
Klient: A major industrial gas supplier in Malaysia operating a nitrogen cylinder filling station serving manufacturing, medical, and food processing customers
Wyzwanie: The client’s existing oil-lubricated high-pressure compressor (European brand, 14 years in service) was experiencing progressive oil carryover into the nitrogen product stream. Oil contamination levels reached 2.2 mg/m³, far exceeding the 0.1 mg/m³ specification required by pharmaceutical and food-grade customers. The oil was also degrading the activated carbon purification beds in the filling manifold, requiring replacement every 5 months instead of the designed 18-month interval. Customer complaints were increasing, and regulatory inspections were becoming more frequent and demanding.
Rozwiązanie: Dostarczyliśmy ZW-13/30 oil-free nitrogen compressor as the primary intermediate booster, configured on a custom skid with integrated intercooler, aftercooler, and a Siemens S7-1200 PLC control panel. The 3.00 MPa discharge pressure fed a downstream high-pressure filling compressor, reducing the overall compression ratio required of the filling stage. The oil-free design eliminated the need for activated carbon purification beds entirely. A 3 m³ surge vessel was installed upstream to buffer demand fluctuations from the filling manifold.
Wyniki ilościowe po 24 miesiącach:
- Zawartość oleju azotowego: Zmniejszono z 2,2 mg/m³ do <0,01 mg/m³, osiągając klasę 0 normy ISO 8573-1
- Activated carbon bed replacement: Całkowicie wyeliminowane, saving $12,000/year in consumables
- Skargi klientów: Zero since commissioning, with five new pharmaceutical contracts won
- Filling compressor maintenance: Reduced by 35% due to lower inlet pressure ratio
- Regulatory inspection results: Passed with zero findings in two consecutive audits
- Okres zwrotu: 2.3 years based on cost savings and new contract revenue
“The ZW-13/30 has transformed our filling station from a quality risk into a competitive advantage. We now guarantee ISO 8573-1 Class 0 nitrogen to every customer, and we’ve won contracts that we couldn’t even bid on before. The oil-free design has eliminated our biggest operational headache and our customers have noticed the difference immediately.” — Dyrektor operacyjny, dostawca gazów przemysłowych

FAQ i przewodnik wyboru
Powiązane produkty i rozwiązania
Wysokociśnieniowe sprężarki azotowe serii DW
Designed for discharge pressures from 0.40 MPa to 2.00 MPa, the DW series covers nitrogen injection, high-pressure pipeline boosting, and chemical synthesis. Capacities from 2 to 130 m³/min with multi-stage configurations.
Wielostopniowe sprężarki bezolejowe serii ZW
Pionowe, wielostopniowe sprężarki bezolejowe do tlenu, azotu, wodoru i gazów specjalnych. Ciśnienie tłoczenia do 9,00 MPa do zastosowań w napełnianiu gazem pod bardzo wysokim ciśnieniem oraz w procesach chemicznych.
Sprężarki azotowe o dużej wydajności serii LW
Wysokoprzepływowe bezolejowe sprężarki tłokowe (20–130 m³/min) do kriogenicznego zasilania rezerwowego ASU, wspomagania VPSA i dystrybucji rurociągami przemysłowymi. Ciśnienie tłoczenia od 0,30 do 0,80 MPa.
Aby uzyskać kompleksowy przegląd naszych sprężarka azotu przemysłowego Jeśli chcesz poznać naszą ofertę obejmującą bezolejowe sprężarki tlenu, sprężarki wodoru, sprężarki dwutlenku węgla i niestandardowe rozwiązania w zakresie gazów specjalistycznych, skontaktuj się z naszym zespołem inżynierów aplikacji lub przejrzyj nasz internetowy katalog produktów.
Gotowy na modernizację swojego systemu azotowego pod wysokim ciśnieniem?
Nasi inżynierowie aplikacji są do Państwa dyspozycji, aby ocenić Państwa wymagania dotyczące przepływu azotu, warunki ssania, docelowe ciśnienie tłoczenia oraz ograniczenia integracji. W ciągu 48 godzin od otrzymania zapytania dostarczamy bezpłatne oferty techniczne, rysunki fundamentów, schematy orurowania i oprzyrządowania (P&ID) oraz szczegółowe analizy całkowitego kosztu posiadania (TCO).
E-mail: sprzedaż@n2-compressor.com | Odpowiedź w ciągu 24 godzin


