Compressor de nitrogênio ZW-2.1/8~25 – Booster de N2 isento de óleo com entrada variável para uma ampla gama de aplicações industriais.

Projetado para fornecer 2,1 m³/min a uma pressão de descarga de 2,50 MPa com capacidade de entrada de 0,80 MPa, o ZW-2.1/8~25 é um compressor de nitrogênio de pistão de fileira única e dois estágios, isento de óleo, projetado para reciclagem de nitrogênio, reforço de liquefação de gás e aplicações de processo de alta pressão com condições de entrada variáveis. Sem contaminação por óleo, tamanho compacto e otimizado para operação contínua.

Visão geral do produto

O Compressor de nitrogênio ZW-2.1/8~25 representa uma solução especializada dentro do nosso portfólio de compressores de pistão isentos de óleo, que se distingue por sua capacidade de pressão de entrada variável variando de 0,80 MPa até a pressão de descarga de 2,50 MPa. Com uma capacidade nominal de 2,1 m³/min e uma pressão de descarga de 2,50 MPaEsta unidade foi projetada especificamente para aplicações de reciclagem de nitrogênio, circuitos de reforço de liquefação de gás e sistemas de processo onde o nitrogênio de entrada já está parcialmente comprimido.

O que torna o ZW-2.1/8~25 único é sua capacidade de aceitar nitrogênio na entrada com pressões de até 0,80 MPa, conforme indicado pela designação do modelo “8~25” (que representa uma faixa de pressão de entrada de 0,8 MPa a 2,5 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, melhorando a eficiência geral do sistema e reduzindo as perdas de pressão. O compressor também pode operar como um booster convencional com entrada de pressão atmosférica ou baixa, quando necessário, proporcionando excepcional flexibilidade operacional.

O compressor emprega um dois estágios, linha única (二列一级) Configuração otimizada para a taxa de compressão moderada necessária ao aumentar a pressão de 0,80 MPa para 2,50 MPa. O design de fileira única simplifica a arquitetura mecânica, 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.

Especificações técnicas – ZW-2.1/8~25

* 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 para uma pressão de entrada de 0,80 MPa; a capacidade real varia com a pressão de entrada.

Principais características e vantagens de engenharia

1. Capacidade de pressão de entrada variável (0,80–2,50 MPa)

O ZW-2.1/8~25 foi projetado exclusivamente para aceitar nitrogênio na entrada através de um ampla faixa de pressão de 0,80 MPa até 2,50 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 0,80 MPa, o compressor opera em sua capacidade nominal de 2,1 m³/min. Quando 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 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-2.1/8~25 ideal para circuitos de recirculação de nitrogênio e sistemas de processo com pressão a montante variável.

2. Sistema de vedação composto de PTFE isento de óleo

O ZW-2.1/8~25 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. Com uma pressão de descarga de 2,50 MPa, o risco de arraste de vapor de óleo é significativamente maior em comparação com aplicações de baixa pressão, tornando o design isento de óleo não apenas vantajoso, mas fundamentalmente essencial. A formulação de PTFE é classificada para operação contínua em temperaturas de até 180 °C, garantindo uma vedação confiável sob o estresse térmico da compressão de alta pressão.

3. Design compacto de fileira única para otimização do espaço

O dois estágios, linha única (二列一级) A arquitetura do ZW-2.1/8~25 é mecanicamente mais simples do que os designs de duas fileiras, resultando em uma área de ocupação mais compacta e menor peso. 1900 × 1296 × 2290 mm Com peso de 2,60 toneladas, a unidade ocupa menos de 2,5 m² de área e pode ser transportada e posicionada utilizando empilhadeiras padrão. A configuração de fileira única é ideal para a vazão moderada de 2,1 m³/min, onde as forças inerciais são controláveis ​​sem a complexidade de arranjos de cilindros opostos. Essa eficiência dimensional torna o ZW-2.1/8~25 particularmente atraente para instalações de modernização em plantas de processo existentes, onde o espaço na sala de máquinas é limitado.

4. Acionamento de motor industrial padrão de 380 V

O ZW-2.1/8~25 é acionado por um Motor de indução trifásico de 75 kW, 380 V, 50 Hz Em conformidade com a norma IEC 60034-1, classe de eficiência IE3, a configuração padrão de baixa tensão integra-se diretamente em painéis de distribuição industrial de 380 V existentes, sem a necessidade de equipamentos de manobra de média tensão ou transformadores abaixadores. Essa simplicidade elétrica reduz tanto o investimento inicial quanto a complexidade de comissionamento, tornando a unidade acessível a uma ampla gama de instalações industriais, independentemente da escala de sua infraestrutura elétrica.

Cenários de aplicação

Circuitos de reciclagem de nitrogênio e pressurização

Em plantas de processos químicos e instalações de tratamento de gás, o ZW-2.1/8~25 serve como um compressor de reciclagem de nitrogênio que recupera nitrogênio das saídas do processo e o pressuriza novamente 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 nitrogênio de passagem única, proporcionando economia substancial nos custos operacionais e benefícios ambientais.

Serviço de reforço de liquefação de gás

Em pequenas instalações de liquefação de nitrogênio, o ZW-2.1/8~25 reforçador de nitrogênio O compressor comprime o nitrogênio proveniente do vaporizador do liquefator ou do tanque de armazenamento até a pressão necessária para distribuição ou processamento posterior. A pressão de descarga de 2,50 MPa é suficiente para alimentar sistemas de armazenamento criogênico com nitrogênio de alta pressão ou para impulsionar o nitrogênio através de trocadores de calor e equipamentos de processo. A capacidade de entrada variável permite que o compressor receba nitrogênio diretamente do liquefator em sua pressão de operação, eliminando a necessidade de redução de pressão intermediária e melhorando a eficiência geral da planta de liquefação.

Manutenção da pressão do cabeçalho de média pressão

Instalações industriais com coletores de distribuição de nitrogênio de média pressão (0,80–1,50 MPa) frequentemente requerem um compressor de manutenção de pressão Para compensar as flutuações de demanda e as perdas na tubulação, o ZW-2.1/8~25 pode receber nitrogênio diretamente do coletor em sua pressão de operação e pressurizá-lo até 2,50 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 — atuando tanto como pressurizador quanto como mantenedor de pressão — proporciona excepcional flexibilidade operacional e reduz a necessidade de unidades de compressores separadas.

Nitrogênio de alta pressão em laboratório e planta piloto

Laboratórios de pesquisa e plantas químicas em escala piloto requerem nitrogênio de alta pressão para Inertização de reatores de alta pressão, testes de catalisadores e aplicações de fluidos supercríticosO ZW-2.1/8~25, 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 2,50 MPa é adequada para a maioria das aplicações de alta pressão em laboratório, 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.

Materiais e construção

O ZW-2.1/8~25 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 (RT) 100%, 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 2,50 MPa.

Diretrizes de Instalação e Manutenção

Requisitos de fundação e estrutura

O ZW-2.1/8~25 tem um peso seco de 2,60 toneladas e um centro de gravidade a aproximadamente 750 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 2,50 MPa.

Projeto de Sistema de Água de Refrigeração

A demanda de água para resfriamento é de aproximadamente 10 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-2.1/8~25 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-2.1/8~25 foi projetado, fabricado e testado para atender ou superar os seguintes padrões e regulamentações internacionais:

Análise de desempenho e eficiência

O ZW-2.1/8~25 atinge um Consumo específico de energia de aproximadamente 35,71 kW por m³/min de nitrogênio a uma pressão de descarga de 2,50 MPa a partir de uma pressão de entrada de 0,80 MPa. Este valor de potência específica reflete a realidade termodinâmica da compressão de alta pressão a partir de uma pressão de entrada já elevada. No entanto, a verdadeira vantagem de eficiência do ZW-2.1/8~25 reside em sua 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 0,80 MPa até a pressão atmosférica antes de recomprimir para 2,50 MPa, o ZW-2.1/8~25 economiza aproximadamente 40–50% 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-2.1/8~25 proporciona aproximadamente Economia de energia entre 120.000 e 180.000 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 9.600 e 14.400 ($9.600 a $14.400). 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-2.1/8~25 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-2.1/8~25 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.
• Configurações de áreas perigosas: Invólucros em conformidade com as normas ATEX Zona 2 e IECEx para instalações petroquímicas. Detecção de gás e intertravamentos automáticos de ventilação integrados ao sistema de controle.
• 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: Caixa 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.
• 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: Sistema de Reciclagem de Nitrogênio em uma Fábrica de Produtos Químicos

Cliente: Uma fabricante de produtos químicos especiais na Tailândia opera reatores em batelada com inertização de nitrogênio.

Desafio: A usina consumia 8.000 Nm³/dia de nitrogênio para inertização do reator, sendo o nitrogênio residual liberado para a atmosfera a 0,60 MPa após passar pelos reatores. Essa abordagem de passagem única custava 1.041.800.000/ano em compra de nitrogênio e representava um fluxo significativo de resíduos ambientais. A usina desejava recuperar e reciclar o nitrogênio, mas precisava de um compressor capaz de aceitar a pressão variável de saída dos reatores (0,40–0,80 MPa) e elevá-la para 2,00 MPa para reutilização no sistema de alimentação de alta pressão do reator.

Solução: Nós fornecemos um Compressor de nitrogênio isento de óleo ZW-2.1/8~25 Configurado em uma estrutura personalizada com intercooler e pós-resfriador integrados, além de um painel de controle PLC Siemens LOGO!, o compressor possuía capacidade de entrada variável, permitindo a admissão de nitrogênio diretamente do coletor de ventilação do reator, independentemente da pressão disponível, eliminando a necessidade de regulação de pressão a montante. Um vaso de compensação de 1 m³ foi instalado a montante para atenuar as flutuações de pressão provenientes do ciclo do reator em batelada.

Resultados quantificados após 24 meses:

• Consumo de nitrogênio: Reduzido em 65% (de 8.000 para 2.800 Nm³/dia), economizando $117.000/ano
• Emissões de nitrogênio nos ventiladores: Reduzido em 65%, melhorando a pontuação de conformidade ambiental
• Contaminação por óleo em nitrogênio reciclado: <0,01 mg/m³, garantindo que não haja contaminação do processo
• Disponibilidade do compressor: 98.5% Ao longo de 24 meses, com apenas períodos de inatividade programados para manutenção.
• Período de retorno do investimento: 1,8 anos com base apenas na economia de custos com nitrogênio

“O ZW-2.1/8~25 se pagou em menos de dois anos. A capacidade de entrada variável foi o principal fator que tornou este projeto viável — não precisamos modificar nosso sistema de ventilação do reator nem adicionar reguladores de pressão. Nossos custos com nitrogênio caíram dois terços e nossa pegada ambiental melhorou drasticamente.” — Gerente de Fábrica, Unidade de Produtos Químicos Especiais

Perguntas frequentes e guia de seleção

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