Compressor de nitrogênio ZW-2/4 – Booster de N2 compacto e isento de óleo para separação de ar em pequena escala

Com capacidade de fornecer 2 m³/min a uma pressão de descarga de 0,40 MPa, o ZW-2/4 é um compressor de nitrogênio de pistão isento de óleo, de dois estágios e duas fileiras, projetado para unidades compactas de separação de ar criogênico, fornecimento de nitrogênio em laboratório e geração de nitrogênio VPSA em pequena escala. Possui zero contaminação por lubrificante, design compacto e é construído para operação contínua e confiável.

Visão geral do produto

O Compressor de nitrogênio ZW-2/4 Representa uma solução compacta, porém potente, em nossa linha de compressores de pistão isentos de óleo, projetada especificamente para aplicações de pressurização de nitrogênio em sistemas de separação criogênica de ar em pequena escala, cadeias de suprimento de gases para laboratório e sistemas compactos de geração de nitrogênio VPSA. Com capacidade de 2 m³/min e uma pressão de descarga de 0,40 MPaEsta unidade oferece desempenho de nível profissional em um formato compacto que se adapta a espaços industriais reduzidos.

Ao contrário dos compressores lubrificados convencionais que comprometem a pureza do nitrogênio com o arraste de vapor de óleo, o ZW-2/4 opera de forma completamente livre. arquitetura de lubrificação sem óleoEssa filosofia de projeto elimina a necessidade de filtragem de óleo a jusante, reduz drasticamente os cronogramas de manutenção e garante a conformidade com a pureza do nitrogênio para aplicações sensíveis, incluindo pesquisa e desenvolvimento farmacêutico, testes eletrônicos e laboratórios de conservação de alimentos.

O compressor emprega um dois estágios, duas linhas (二列二级) Configuração de pistão que otimiza a eficiência da compressão em toda a faixa de pressão. Cada estágio de compressão possui circuitos de refrigeração independentes, garantindo que as temperaturas de descarga permaneçam dentro de limites térmicos seguros, mesmo durante ciclos de trabalho prolongados. A estrutura compacta de ferro fundido e o conjunto do virabrequim balanceado com precisão são projetados para Mais de 60.000 horas de longevidade operacional sob intervalos de manutenção padrão.

Especificações técnicas – ZW-2/4

* Todas as especificações são classificadas em condições de referência padrão (ISO 1217, Anexo C). O desempenho real pode variar dependendo da altitude do local, da temperatura ambiente e das condições de entrada.

Principais características e vantagens de engenharia

1. Tamanho ultracompacto

Por apenas 720 × 763 × 1475 mm Com 600 kg, o ZW-2/4 ocupa menos de 0,55 m² de área. Seu formato compacto o torna ideal para instalações de retrofit em espaços já existentes, onde o ambiente é limitado, como laboratórios de pesquisa universitários, salas de gases de hospitais e pequenas fábricas. A orientação vertical do conjunto de cilindros em duas fileiras minimiza a área ocupada horizontalmente, mantendo a eficiência termodinâmica completa em dois estágios.

2. Tecnologia de pistão de PTFE sem óleo

O ZW-2/3 utiliza um sistema de anel de pistão e anel de guia autolubrificante em composto de PTFE que opera sem quaisquer lubrificantes à base de hidrocarbonetos. Isso permite alcançar ISO 8573-1 Classe 0 A certificação de teor de óleo torna o equipamento adequado para as aplicações de pureza de nitrogênio mais exigentes. A eliminação do óleo da câmara de compressão remove o risco de polimerização induzida por óleo em fluxos de nitrogênio contendo traços de oxigênio, uma consideração de segurança crítica para o manuseio de gases de alta pureza.

3. Eficiência em dois estágios em pequena escala

A maioria dos compressores de pequena capacidade sacrifica a eficiência ao utilizar projetos de estágio único. O ZW-2/4 mantém uma arquitetura de compressão de dois estágios Com resfriamento entre estágios, atingindo um consumo de energia específico de aproximadamente 9,25 kW por m³/min—excepcional para esta classe de capacidade. O resfriador de casco e tubo entre estágios reduz a temperatura de entrada do segundo estágio, melhorando a eficiência volumétrica e prolongando a vida útil da válvula.

4. Projeto de virabrequim de baixa inércia

O virabrequim forjado em aço-liga é balanceado dinamicamente para ISO 1940 G2.5 e apresenta um design de baixa inércia que permite ciclos rápidos de partida e parada. Isso é particularmente valioso para aplicações em laboratório, onde o compressor pode ciclar sob demanda, em vez de funcionar continuamente. O layout de cilindros opostos em duas fileiras proporciona cancelamento natural de forças, reduzindo os requisitos de fundação e permitindo a instalação em pisos industriais padrão sem blocos de inércia especiais.

Cenários de aplicação

Separação de ar criogênico em pequena escala

Em instalações ASU criogênicas compactas, produzindo 50–200 Nm³/h de nitrogênio gasosoO ZW-2/4 serve como o compressor principal entre a câmara fria e a rede de distribuição do processo. Sua capacidade de 2 m³/min está alinhada precisamente com a produção de pequenas plantas de nitrogênio líquido e sistemas mini-ASU. A pressão de descarga de 0,40 MPa fornece a altura manométrica adequada para a distribuição por tubulação até os equipamentos de processo próximos, caixas de luvas e painéis de gases de instrumentação.

Fornecimento de gás para laboratórios e pesquisas

Laboratórios de pesquisa, departamentos de química universitários e instalações de P&D farmacêuticas necessitam de um fornecimento confiável de nitrogênio de alta pureza Para trabalhos em atmosfera inerte, evaporação de solventes e como gás de arraste em cromatografia. A certificação isenta de óleo do ZW-2/4 garante que nenhum contaminante de hidrocarboneto interfira com instrumentos analíticos sensíveis, como GC-MS, HPLC e ICP-MS. O tamanho compacto permite a instalação diretamente adjacente aos painéis de distribuição de gases do laboratório, eliminando longos trechos de tubulação que podem introduzir contaminação atmosférica.

Geradores de nitrogênio VPSA compactos

Para gerador de nitrogênio VPSA de pequena escala Em sistemas de adsorção de nitrogênio de baixa pressão (VPSA), o compressor ZW-2/4 comprime o nitrogênio produzido a baixa pressão (tipicamente entre 0,05 e 0,10 MPa no leito de adsorção) até uma pressão de distribuição utilizável. O design isento de óleo é crucial, pois os sistemas VPSA dependem de adsorventes de peneira molecular que seriam permanentemente contaminados por vapor de óleo. O tamanho compacto permite que o compressor seja integrado diretamente ao skid do VPSA, criando um sistema completo de geração de nitrogênio pronto para uso.

Fabricação e soldagem de componentes eletrônicos

Nas instalações de montagem de eletrônicos, o nitrogênio é usado para Inertização por soldagem por onda, controle da atmosfera do forno de refluxo e armazenamento de componentes.A pressão de descarga de 0,40 MPa do ZW-2/4 é suficiente para os requisitos típicos de nitrogênio de máquinas de solda (0,20–0,35 MPa), com regulagem de pressão no ponto de uso. A certificação isenta de óleo evita a contaminação por hidrocarbonetos das juntas de solda e resíduos de fluxo, o que poderia causar problemas de condutividade elétrica em eletrônicos de alta confiabilidade.

Materiais e construção

O ZW-2/4 é construído com materiais selecionados pela sua compatibilidade com nitrogênio, durabilidade compacta e facilidade de manutenção:

Todos os componentes que suportam pressão são projetados para GB 150 Padrões de vasos de pressão. O intercooler compacto utiliza construção em alumínio com aletas tubulares para máxima transferência de calor em um volume mínimo, reduzindo a altura total da unidade e mantendo a eficácia do resfriamento entre os estágios. As juntas de solda são submetidas a testes hidrostáticos a 1,5 vezes a pressão de projeto antes do envio.

Diretrizes de Instalação e Manutenção

Fundação e Montagem

Com apenas 600 kg, o ZW-2/4 pode ser instalado em piso industrial reforçado padrão Sem bloco de inércia dedicado. A unidade é fornecida com quatro suportes de isolamento de vibração que reduzem a vibração transmitida para menos de 2 mm/s RMS. Distâncias mínimas de instalação: 800 mm na frente (acesso à válvula), 500 mm nas laterais e 600 mm na parte traseira (acesso ao resfriador). O tamanho compacto (720 × 763 mm) permite a instalação em compartimentos padrão para equipamentos de laboratório e pequenas salas de máquinas.

Requisitos de refrigeração

A necessidade de vazão de água de resfriamento é de aproximadamente 3,5 m³/h com temperatura de entrada de 32°C. Para instalações sem infraestrutura de água de refrigeração, uma opção adicional está disponível. pacote de pós-resfriador refrigerado a ar Está disponível uma opção que utiliza ar ambiente com um ventilador dedicado e um permutador de calor de tubos aletados. Esta configuração aumenta a altura total em 200 mm, mas elimina a necessidade de tubagens de água de refrigeração.

Conexão elétrica

O motor de 18,5 kW opera em regime padrão. 380V/Trifásico/50Hz Potência industrial. Recomenda-se um disjuntor de 32 A com proteção do motor (sobrecarga térmica + curto-circuito). O motor é de classe de eficiência IE3, em conformidade com as diretivas de ecodesign da UE. Para instalações na América do Norte, está disponível uma variante de motor de 460 V/60 Hz com prazo de entrega adicional de 2 a 3 semanas.

Cronograma de manutenção

A arquitetura sem óleo simplifica drasticamente a manutenção. Não há filtros de lubrificante, programas de amostragem de óleo nem trocas de elementos separadores. Os principais consumíveis são... Anéis de pistão e anéis de guia de PTFECom uma vida útil típica de 4.000 a 6.000 horas em serviço com nitrogênio limpo, todos os componentes sujeitos a desgaste são acessíveis pela parte frontal e superior da unidade, permitindo a manutenção sem a necessidade de remover o compressor de sua posição de instalação.

Certificações de Conformidade e Segurança

O compressor de nitrogênio ZW-2/4 atende ou supera os seguintes padrões internacionais e requisitos regulamentares:

Análise de desempenho e eficiência

O ZW-2/4 atinge um Consumo específico de energia de aproximadamente 9,25 kW por m³/min de nitrogênio a uma pressão de descarga de 0,40 MPa. Embora essa potência específica seja maior do que a de unidades de grande capacidade devido à física da compressão em pequena escala, ela representa uma excelente eficiência dentro da categoria de compressores de pistão compactos isentos de óleo. Para contextualizar, compressores de parafuso lubrificados a óleo típicos nessa faixa de capacidade consomem de 10 a 12 kW/m³/min, enquanto compressores de diafragma (frequentemente usados ​​para aplicações de alta pureza) podem ultrapassar 15 kW/m³/min.

Ao longo de um ciclo operacional anual de 4.000 horas, a vantagem de operação sem óleo do ZW-2/4 elimina aproximadamente $800–$1,200 em custos anuais de lubrificante e filtro Em comparação com alternativas lubrificadas, o design compacto também reduz os custos de instalação — sem necessidade de casa de compressores dedicada, torre de resfriamento ou infraestrutura elétrica mínima. custo total de propriedade para pequenos compressores de nitrogênio é dominado por energia e manutenção, e o ZW-2/4 otimiza ambos os aspectos.

O motor de 18,5 kW é IE3 eficiência premium A classe ZW-2/4 reduz as perdas elétricas em 3–5% em comparação com os motores IE2. Para instalações que operam com tarifas de eletricidade por horário de consumo, a capacidade do ZW-2/4 de iniciar e parar rapidamente (virabrequim de baixa inércia) permite estratégias de resposta à demanda que deslocam a compressão para os períodos de tarifa reduzida, diminuindo ainda mais os custos operacionais.

Personalização e capacidades OEM

Além da configuração padrão ZW-2/4, oferecemos soluções personalizadas para ambientes de instalação específicos:

• Pacote refrigerado a ar: Elimina a necessidade de água de refrigeração com intercooler e pós-resfriador integrados refrigerados a ar. Ideal para instalações remotas e reboques móveis de geração de nitrogênio. Aumenta a altura total em 200 mm.
• Cabine com isolamento acústico: Reduz a emissão de ruído de 82 dB(A) para 68 dB(A) a 1 m, sendo adequado para instalações em laboratórios internos. A caixa inclui ventiladores integrados e portas para monitoramento de oxigênio.
• Inversor de Frequência (VFD): Ajusta a saída do compressor à demanda flutuante de nitrogênio, melhorando a eficiência em carga parcial em 15–25%. Inclui transdutor de pressão e controle PID para modulação automática de velocidade.
• Sistema completo pré-fabricado em skid: Pré-montado com tanque receptor de nitrogênio (500 L), painel regulador de pressão e analisador de umidade. Reduz a instalação em campo apenas às conexões elétricas e de entrada de gás.
• Variante à prova de explosão: Motor e componentes elétricos com certificação ATEX Zona 2 para instalação em áreas classificadas como perigosas. Disponíveis para sistemas de energia de 380V/50Hz e 460V/60Hz.

A quantidade mínima de encomenda para configurações personalizadas é 1 unidadeO prazo de entrega padrão é de 6 a 8 semanas; pacotes personalizados são entregues em 8 a 10 semanas. Serviços de marca própria OEM e documentação com marca conjunta estão disponíveis para integradores de sistemas e distribuidores de equipamentos a gás.

Estudo de Caso: Atualização do Fornecimento de Nitrogênio para Laboratório de Pesquisa Universitária

Cliente: Uma das principais universidades de pesquisa do Leste Asiático, Departamento de Ciência dos Materiais.

Desafio: O banco de cilindros de nitrogênio de alta pressão existente no departamento (cilindros de 200 bar e 50 litros) estava se mostrando inadequado para múltiplas operações simultâneas em câmaras de luvas, fornos de atmosfera inerte e instrumentos de análise térmica. A troca de cilindros estava interrompendo os experimentos, e a logística de manuseio dos cilindros em um prédio de laboratório de vários andares estava se tornando uma preocupação de segurança.

Solução: Nós fornecemos um Compressor de nitrogênio isento de óleo ZW-2/4 Integrado a um pequeno gerador de nitrogênio VPSA (produzindo N₂ com pureza de 99,9% a 0,08 MPa) e um tanque receptor de 500 L, o compressor compacto coube na sala de máquinas existente (com área de 1,2 m × 1,5 m) e a certificação de ausência de óleo atendeu aos requisitos de pureza analítica do departamento.

Resultados:

• Continuidade do fornecimento de nitrogênio: Disponibilidade sob demanda do 100%, eliminando atrasos na troca de cilindros
• Custo operacional anual: Reduzido em 58% versus aluguel e entrega de cilindros (de $12.400 a $5.200)
• Segurança laboratorial: Eliminação do manuseio manual de cilindros em espaços confinados de elevadores e corredores
• Pureza do nitrogênio: Consistentemente >99,95% com teor de óleo <0,01 mg/m³, atendendo a todos os requisitos do instrumento analítico.

“O ZW-2/4 transformou as operações do nosso laboratório. Não precisamos mais nos preocupar com a falta de nitrogênio no meio de um experimento, e o tamanho compacto significa que não precisamos sacrificar espaço valioso no laboratório. A certificação de ausência de óleo nos dá a segurança de que nossos resultados analíticos não são comprometidos pela contaminação por hidrocarbonetos.” — Gerente de Laboratório, Departamento de Ciência dos Materiais

Perguntas frequentes e guia de seleção

Produtos e soluções relacionados

Explore a nossa gama completa de produtos. compressores industriais de nitrogênioIncluindo compressores de oxigênio isentos de óleo, boosters de hidrogênio e soluções especiais para manuseio de gases. Entre em contato com nossa equipe de engenharia para recomendações específicas de aplicação e projetos personalizados.

Pronto para atualizar seu sistema de fornecimento de nitrogênio?

Nossos engenheiros de aplicação são especializados em adequar as especificações do compressor às suas necessidades exatas de vazão, pressão e pureza de nitrogênio. Fornecemos propostas técnicas, desenhos de layout e análise de custo do ciclo de vida, tudo gratuitamente, em até 48 horas após o seu contato.