Compressor de nitrogênio ZW-0.97/7.5~30 – Booster de N2 compacto, isento de óleo e com entrada variável para recirculação de média pressão

Projetado para fornecer 0,97 m³/min a uma pressão de descarga de 3,00 MPa com capacidade de entrada de 0,75 MPa, o ZW-0.97/7.5~30 é um compressor de nitrogênio de pistão isento de óleo, de dois estágios e fileira única, desenvolvido para reciclagem de nitrogênio em pequena escala, circuitos de reforço de liquefação de gás e aplicações de processo de média pressão com condições de entrada variáveis. Zero contaminação por óleo, tamanho ultracompacto e otimizado para operação contínua.

Visão geral do produto

O Compressor de nitrogênio ZW-0.97/7.5~30 É uma solução compacta, porém eficiente, dentro da nossa família de compressores de pistão isentos de óleo, que se destaca por sua capacidade de pressão de entrada variável variando de 0,75 MPa até a pressão de descarga de 3,00 MPa. Com uma capacidade nominal de 0,97 m³/min e uma pressão de descarga de 3,00 MPaEsta unidade ocupa o segmento de entrada do nosso portfólio de compressores de nitrogênio de alta pressão, mantendo o mesmo rigor de engenharia dos nossos modelos maiores.

O que torna o ZW-0.97/7.5~30 único é sua capacidade de aceitar nitrogênio na entrada com pressões de até 0,75 MPa, conforme indicado pela designação do modelo “7.5~30” (que representa uma faixa de pressão de entrada de 0,75 MPa a 3,0 MPa). Essa capacidade de entrada variável elimina a necessidade de redução da pressão a montante quando a alimentação é feita por meio de coletores de nitrogênio de média pressão ou respiros de processo, melhorando a eficiência geral do sistema e reduzindo as perdas de pressão. O compressor também pode operar com entrada de pressão atmosférica ou baixa pressão quando necessário, proporcionando excepcional flexibilidade operacional para instalações de pequena escala.

O compressor emprega um dois estágios, linha única (二列一级) Configuração otimizada para a taxa de compressão moderada necessária ao elevar a pressão de 0,75 MPa para 3,00 MPa. O design de fileira única minimiza a complexidade mecânica e o espaço ocupado, enquanto o arranjo de dois estágios garante desempenho termodinâmico eficiente e temperaturas de descarga controláveis. Cada estágio possui resfriamento independente, preservando a integridade dos elementos de vedação de PTFE mesmo sob operação contínua em alta pressão.

Especificações técnicas – ZW-0,97/7,5~30

* Todas as especificações são classificadas em condições de referência padrão (ISO 1217, Anexo C). O desempenho real pode variar de acordo com a altitude do local, a temperatura ambiente e as condições de entrada. A capacidade é especificada com uma pressão de entrada de 0,75 MPa; a capacidade real varia com a pressão de entrada.

Principais características e vantagens de engenharia

1. Capacidade de pressão de entrada variável (0,75–3,00 MPa)

O ZW-0.97/7.5~30 foi projetado exclusivamente para aceitar nitrogênio na entrada através de um ampla faixa de pressão de 0,75 MPa até 3,00 MPaEssa capacidade de entrada variável é alcançada por meio de um projeto robusto de válvula e dimensionamento do cilindro que acomoda diferentes densidades de sucção sem danos mecânicos. Quando alimentado por um coletor de nitrogênio de média pressão a 0,75 MPa, o compressor opera em sua capacidade nominal de 0,97 m³/min. À medida que a pressão de entrada aumenta em direção à pressão de descarga, o compressor transita para um modo de manutenção de pressão ou recirculação com consumo de energia progressivamente reduzido. Essa flexibilidade elimina a necessidade de reguladores de pressão a montante ou válvulas de estrangulamento que desperdiçariam energia e gerariam ruído, tornando o ZW-0.97/7.5~30 ideal para circuitos de recirculação de nitrogênio e sistemas de processo com pressão a montante variável.

2. Tamanho ultracompacto para instalações com espaço limitado

No 2035 × 1240 × 2234 mmO compressor ZW-0.97/7.5~30 ocupa menos de 2,5 m² de área, tornando-o um dos compressores de nitrogênio isentos de óleo de alta pressão mais compactos disponíveis. Essa eficiência dimensional é alcançada por meio de um design de cárter vertical e um arranjo de cilindros em fileira única que minimiza a área ocupada longitudinalmente pela máquina. 2,60 toneladasA unidade pode ser transportada e posicionada utilizando empilhadeiras padrão, eliminando a necessidade de pontes rolantes ou equipamentos de içamento especializados. Esse formato compacto é particularmente valioso para instalações de modernização em plantas de processo existentes, sistemas conteinerizados e unidades móveis de fornecimento de nitrogênio, onde o espaço disponível é limitado.

3. Vedação composta de PTFE isenta de óleo para serviço de alta pressão

O ZW-0.97/7.5~30 utiliza uma tecnologia proprietária. conjunto de anel de pistão autolubrificante e cinta de guia Fabricado com compósitos de PTFE de alto desempenho reforçados com fibra de vidro e partículas de bronze, este material atinge um coeficiente de atrito inferior a 0,06 sem qualquer lubrificação externa com hidrocarbonetos, garantindo que o fluxo de nitrogênio permaneça completamente livre de contaminação por óleo. A uma pressão de descarga de 3,00 MPa, a pressão parcial de qualquer vapor de óleo seria significativamente amplificada, tornando o design isento de óleo absolutamente essencial para aplicações que exigem nitrogênio de alta pureza. A formulação de PTFE é especificamente projetada para operação contínua em temperaturas de até 180 °C, garantindo a integridade da vedação sob o estresse térmico da compressão de alta pressão.

4. Acionamento padrão de 380 V com baixo consumo de energia

O ZW-0.97/7.5~30 é acionado por um Motor de indução trifásico de 45 kW, 380 V, 50 Hz Em conformidade com a norma IEC 60034-1, classe de eficiência IE3, a unidade ZW-0.97/7.5~30 requer uma potência modesta de 45 kW, tornando-a acessível a praticamente qualquer instalação industrial com distribuição padrão de 380 V, sem necessidade de atualizações na infraestrutura elétrica ou painéis de média tensão. O baixo consumo de energia também se traduz em custos operacionais reduzidos e menores necessidades de refrigeração, tornando a ZW-0.97/7.5~30 uma opção economicamente atraente para sistemas de nitrogênio de pequeno a médio porte.

Cenários de aplicação

Reciclagem e recuperação de nitrogênio em pequena escala

Em pequenas instalações de processos químicos e de tratamento de gases, o ZW-0.97/7.5~30 serve como um compressor de reciclagem de nitrogênio que recupera nitrogênio das saídas do processo e o pressuriza até a pressão de distribuição necessária. A capacidade de entrada variável é crucial nessas aplicações, pois o nitrogênio recuperado pode estar em qualquer pressão entre a atmosférica e a pressão de operação do processo. O compressor se adapta automaticamente à pressão de entrada disponível, mantendo a operação eficiente em toda a faixa. Essa capacidade de reciclagem reduz o consumo de nitrogênio em 30–50% em comparação com sistemas de passagem única, proporcionando economias substanciais nos custos operacionais para operações de pequena escala, onde cada ganho de eficiência é importante.

Liquefação de gás e serviço de reforço criogênico

Em pequenas instalações de liquefação de nitrogênio e sistemas criogênicos, o ZW-0.97/7.5~30 reforço de nitrogênio O compressor comprime o nitrogênio proveniente do liquefator, vaporizador ou tanque de armazenamento até a pressão necessária para distribuição ou processamento posterior. A pressão de descarga de 3,00 MPa é suficiente para alimentar sistemas de armazenamento criogênico com nitrogênio de alta pressão, impulsionar nitrogênio através de trocadores de calor ou abastecer equipamentos de processo de alta pressão. A capacidade de entrada variável permite que o compressor receba nitrogênio diretamente do liquefator em sua pressão de operação, eliminando a redução de pressão intermediária e melhorando a eficiência geral da planta.

Fornecimento de nitrogênio de alta pressão para planta piloto e P&D

Laboratórios de pesquisa e plantas químicas em escala piloto requerem nitrogênio de alta pressão para inertização de reatores de alta pressão, testes de catalisadores sob pressão e experimentos com fluidos supercríticosO ZW-0.97/7.5~30, com seu tamanho compacto e alimentação elétrica padrão de 380 V, é ideal para instalação em salas de utilidades de laboratório ou em instalações de plantas-piloto. A pressão de descarga de 3,00 MPa é adequada para a maioria das aplicações de alta pressão em escala-piloto, enquanto a certificação isenta de óleo garante que a pureza do nitrogênio atenda aos rigorosos requisitos de experimentos de nível de pesquisa e instrumentação analítica. A capacidade de entrada variável é particularmente valiosa em ambientes de P&D, onde as condições experimentais mudam frequentemente.

Manutenção da pressão do cabeçalho de média pressão

Instalações industriais com coletores de distribuição de nitrogênio de média pressão (0,75–1,50 MPa) frequentemente requerem um compressor de manutenção de pressão Para compensar as flutuações de demanda e as perdas na tubulação, o ZW-0.97/7.5~30 pode receber nitrogênio diretamente do coletor em sua pressão de operação e pressurizá-lo até 3,00 MPa para consumidores de alta pressão ou devolvê-lo ao coletor para manter a pressão durante os períodos de pico de demanda. Essa operação em modo duplo proporciona excepcional flexibilidade operacional e reduz a necessidade de unidades de compressão separadas, tornando-se uma solução economicamente eficiente para instalações de pequeno a médio porte.

Materiais e construção

O ZW-0.97/7.5~30 é construído com materiais selecionados por sua compatibilidade com nitrogênio de alta pressão, resistência térmica e integridade estrutural compacta:

Todos os componentes que suportam pressão são projetados e fabricados de acordo com ASME BPVC Seção VIII Divisão 1 ou de acordo com as normas chinesas GB 150. Todas as juntas soldadas são submetidas à inspeção radiográfica 100% (RT) conforme a Seção V, Artigo 2 da ASME, e cada vaso de pressão finalizado é submetido a um teste de pressão hidrostática a 1,5 vezes a pressão máxima de trabalho admissível (PMTA) por um período mínimo de 30 minutos. Os sistemas de tubulação de alta pressão são fabricados em aço inoxidável 316 sem costura com conexões flangeadas ANSI Classe 600 para garantir a integridade estanque a uma pressão de operação de 3,00 MPa.

Diretrizes de Instalação e Manutenção

Requisitos de Fundação e Espaciais

O ZW-0.97/7.5~30 tem um peso seco de 2,60 toneladas e um centro de gravidade a aproximadamente 700 mm acima da placa de base. Base de concreto armado de 4 a 5 toneladas É suficiente para uma operação estável, montada sobre isoladores de vibração elastoméricos (frequência natural de 8 a 12 Hz). O projeto de fileira única gera forças de desequilíbrio moderadas que são facilmente gerenciadas com práticas padrão de fundação. Requisitos mínimos de folga: 1,0 m no lado oposto ao acionamento para acesso às válvulas, 0,8 m no lado do acionamento para manutenção do motor e 1,5 m acima para acesso do guindaste. Deve-se dar atenção especial à tubulação de descarga de alta pressão, que deve ser devidamente suportada e ancorada para evitar fadiga induzida por vibração a 3,00 MPa.

Especificações da água de resfriamento

A demanda de água para resfriamento é de aproximadamente 8 m³/h com temperatura de entrada não superior a 32 °C. O circuito de distribuição de água alimenta as camisas dos cilindros e o intercooler em paralelo. Devido à alta taxa de compressão, o intercooler é crucial para o gerenciamento térmico e deve receber fluxo prioritário de água de resfriamento. Especificações de qualidade da água: pH 6,5–8,5, sólidos totais dissolvidos < 500 mg/L, teor de cloreto < 50 mg/L (para evitar a corrosão dos tubos de aço inoxidável 316), sólidos em suspensão < 30 mg/L e dureza total < 300 mg/L como CaCO₃. Recomenda-se uma torre de resfriamento de circuito fechado com filtração lateral para locais com qualidade de água marginal.

Cronograma de Manutenção Preventiva

O design sem óleo do ZW-0.97/7.5~30 simplifica drasticamente a manutenção em comparação com as alternativas lubrificadas. Não há trocas de óleo, análises de óleo, substituições de filtro ou trocas de cartucho separador. Os principais itens de desgaste consumíveis são... Anéis de pistão e anéis de guia de PTFEque normalmente atingem uma vida útil de 3.000 a 5.000 horas em condições de nitrogênio limpo. As placas de válvulas de alta pressão podem exigir inspeções mais frequentes do que as equivalentes de baixa pressão devido ao aumento do estresse mecânico, mas a carga geral de manutenção permanece significativamente menor do que a dos sistemas lubrificados a óleo.

Certificações de Conformidade e Segurança

O compressor de nitrogênio ZW-0.97/7.5~30 foi projetado, fabricado e testado para atender ou exceder os seguintes padrões e regulamentações internacionais:

Análise de desempenho e eficiência

O ZW-0.97/7.5~30 atinge um Consumo específico de energia de aproximadamente 46,39 kW por m³/min de nitrogênio a uma pressão de descarga de 3,00 MPa a partir de uma entrada de 0,75 MPa. Embora essa potência específica pareça alta em termos absolutos, a verdadeira vantagem em termos de eficiência reside na Capacidade de aceitar entrada de alta pressão sem desperdício de energia na redução de pressão.Em comparação com sistemas que reduzem a pressão do nitrogênio a 0,75 MPa até a pressão atmosférica antes de recomprimir para 3,00 MPa, o ZW-0,97/7,5~30 economiza aproximadamente 45–55% de energia de compressão, utilizando diretamente a pressão de entrada disponível.

Em um ciclo operacional anual de 8.000 horas em uma aplicação típica de reciclagem de nitrogênio, a capacidade de entrada variável do ZW-0.97/7.5~30 proporciona aproximadamente Economia de energia entre 80.000 e 120.000 kWh Em comparação com sistemas que exigem redução de pressão a montante, a um custo de 0,08/kWh ($0,08), isso representa uma redução anual de custos de eletricidade entre 6.400 e 9.600 ($6.400 a $9.600). Considerando também a eliminação de consumíveis relacionados ao petróleo e a dispensa de equipamentos de purificação a jusante, o custo total de propriedade para compressão de reciclagem de nitrogênio é reduzida em cerca de 30–40% ao longo de uma vida útil operacional de 10 anos.

A ausência de óleo no circuito de compressão é particularmente valiosa em aplicações de reciclagem, pois qualquer contaminação por óleo se acumularia no circuito fechado de nitrogênio, degradando progressivamente a qualidade do produto e potencialmente contaminando os equipamentos do processo. O design nativo isento de óleo do ZW-0.97/7.5~30 garante que a pureza do nitrogênio seja mantida indefinidamente em serviço de reciclagem.

Personalização e capacidades OEM

Oferecemos opções flexíveis de personalização para adaptar o ZW-0.97/7.5~30 às condições específicas do local e aos requisitos de integração:

• Pacotes montados em skid: Compressor, motor, resfriadores, instrumentação e painel de controle pré-montados em uma estrutura de aço com encaixes para empilhadeira. Reduz a instalação em campo apenas às conexões elétricas e de água de refrigeração.
• Unidades móveis em reboque: O ZW-0.97/7.5~30 pode ser montado em um reboque homologado para circulação em vias públicas, com gerador a diesel integrado, sistema de refrigeração e armazenamento de nitrogênio, criando uma unidade de fornecimento de nitrogênio totalmente móvel para canteiros de obras, manutenção de dutos e resposta a emergências.
• PLC e monitoramento remoto: PLC Siemens LOGO! ou S7-1200 opcional com tela sensível ao toque HMI, conectividade Ethernet e alarmes SMS/e-mail. Compatível com Modbus TCP/IP para integração SCADA.
• Cabines acústicas: Cabine acústica compacta com classificação IP54, que reduz o ruído de 82 dB(A) para 68 dB(A) a 1 metro, adequada para instalações internas em ambientes sensíveis ao ruído, como laboratórios e salas de máquinas adjacentes a escritórios.
• OEM e marca própria: Esquemas de pintura personalizados, placas de identificação com a marca e documentação localizada para distribuidores de equipamentos a gás e integradores de sistemas.

Configurações personalizadas estão disponíveis em Quantidade mínima de encomenda: 1 unidadeAs propostas de engenharia são geralmente entregues em 3 a 5 dias úteis. O prazo de entrega padrão é de 10 a 12 semanas; a entrega expressa em até 8 semanas está disponível para pedidos qualificados.

Estudo de Caso: Otimização da Reciclagem de Nitrogênio em Planta Piloto

Cliente: Uma instalação de P&D de produtos químicos especiais em Singapura, que opera múltiplos reatores de alta pressão em escala piloto.

Desafio: A instalação comprava cilindros de nitrogênio de alta pressão para operações de inertização e purga de reatores, consumindo aproximadamente 200 cilindros por mês a um custo de 15.000/mês. O nitrogênio gasto era liberado para a atmosfera a 0,60–0,90 MPa após passar pelos reatores, representando um desperdício significativo de gás e energia. A instalação desejava recuperar e reciclar esse nitrogênio, mas precisava de um compressor compacto capaz de aceitar pressão de entrada variável e elevá-la para 2,50 MPa para reutilização no sistema de alimentação de alta pressão do reator.

Solução: Nós fornecemos um Compressor de nitrogênio isento de óleo ZW-0.97/7.5~30 Configurado em uma estrutura compacta com intercooler, pós-resfriador e painel de controle PLC Siemens LOGO! integrados. A capacidade de entrada variável permitiu que o compressor aceitasse nitrogênio diretamente do coletor de ventilação do reator em qualquer pressão disponível (0,60–0,90 MPa), eliminando a necessidade de regulação de pressão a montante. Um vaso de compensação de 0,5 m³ foi instalado a montante para amortecer as flutuações de pressão do ciclo do reator em batelada.

Resultados quantificados após 18 meses:

• Compra de cilindros de nitrogênio: Reduzido em 72% (de 200 para 56 cilindros/mês), economizando $10.800/mês
• Emissões de nitrogênio nos ventiladores: Reduzido em 72%, melhorando a conformidade ambiental
• Contaminação por óleo em nitrogênio reciclado: <0,01 mg/m³, garantindo que não haja contaminação do reator
• Disponibilidade do compressor: 97.8% Ao longo de 18 meses, com apenas períodos de inatividade programados para manutenção.
• Período de retorno do investimento: 1,4 anos com base apenas na economia de custos dos cilindros

“O ZW-0.97/7.5~30 transformou nosso fornecimento de nitrogênio, que antes era uma despesa recorrente, em um sistema de circuito fechado. Reduzimos nossas compras de cilindros em quase três quartos, e o tamanho compacto nos permitiu instalá-lo em nossa sala de utilidades existente sem qualquer modificação no prédio. O recurso de entrada variável foi fundamental para o sucesso deste projeto.” — Gerente de Operações de P&D, Unidade de Produtos Químicos Especiais

Perguntas frequentes e guia de seleção

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Nossos engenheiros de aplicação estão à disposição para avaliar suas necessidades de vazão de nitrogênio, condições de pressão de entrada, metas de pressão de descarga e restrições de integração. Fornecemos propostas técnicas, desenhos de layout, diagramas de tubulação e instrumentação (P&IDs) e análises detalhadas do custo total de propriedade (TCO) em até 48 horas após o recebimento da sua solicitação, sem custo adicional.

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