Compressor de nitrogênio ZW-5.4/6~20 – Booster de N2 isento de óleo com pressão variável para aplicações industriais flexíveis

Projetado para fornecer 5,4 m³/min em uma faixa de pressão versátil de 0,60 MPa a 2,00 MPa, o ZW-5.4/6~20 é um compressor de nitrogênio de pistão isento de óleo, de dois estágios e duas fileiras, desenvolvido para distribuição de nitrogênio em múltiplas pressões, operações em plantas piloto e sistemas flexíveis de gases industriais. Zero contaminação por óleo, tamanho compacto e otimizado para ciclos de trabalho de pressão variável.

Visão geral do produto

O Compressor de nitrogênio ZW-5.4/6~20 Representa uma solução excepcionalmente versátil dentro da nossa família de compressores de pistão isentos de óleo, distinguindo-se pela sua ampla gama de pressões de operação que abrange desde 0,60 MPa a 2,00 MPa com uma capacidade consistente de 5,4 m³/minEssa capacidade de pressão variável torna a unidade excepcionalmente adequada para aplicações em que a demanda de nitrogênio oscila entre requisitos de média e alta pressão, ou em que um único compressor precisa atender a vários consumidores em diferentes níveis de pressão.

A designação “6~20” no número do modelo reflete a capacidade do compressor de operar em um espectro de pressão de descarga equivalente a 0,60–2,00 MPa, obtida por meio do controle ajustável da folga e mecanismos de descarregamento em estágios. Essa flexibilidade elimina a necessidade de múltiplos compressores ou estações intermediárias de redução de pressão em instalações com diferentes requisitos de pressão de nitrogênio, reduzindo significativamente os custos de capital e a complexidade de manutenção.

Assim como todas as unidades da nossa série ZW, o ZW-5.4/6~20 mantém um caminho de compressão totalmente isento de óleo Utilizando anéis de pistão e anéis de guia autolubrificantes em composto de PTFE, garante-se que o fluxo de nitrogênio permaneça completamente livre de contaminação por hidrocarbonetos, alcançando o resultado desejado. Certificação ISO 8573-1 Classe 0 Sem a necessidade de equipamentos de purificação subsequentes. As dimensões compactas e o peso moderado tornam esta unidade ideal para plantas-piloto, instalações de P&D e sistemas móveis de fornecimento de nitrogênio, onde espaço e portabilidade são restrições críticas.

Especificações técnicas – ZW-5.4/6~20

* Capacidade nominal com pressão de entrada de 0,60 MPa. Em pressões de descarga mais elevadas, a capacidade ajusta-se proporcionalmente. Todas as especificações estão em conformidade com a norma ISO 1217, Anexo C. O desempenho real varia de acordo com a altitude do local, a temperatura ambiente e as condições de entrada.

Principais características e vantagens de engenharia

1. Faixa de pressão variável com controle de folga

O ZW-5.4/6~20 incorpora um inovador sistema de bolsos com folga ajustável Isso permite que o compressor opere com eficiência em uma faixa de pressão de descarga de 0,60 MPa a 2,00 MPa sem modificações mecânicas. Ao ajustar o volume morto no cilindro de alta pressão, a unidade otimiza a eficiência volumétrica em cada ponto de ajuste de pressão. Isso elimina a necessidade de múltiplos compressores ou válvulas redutoras de pressão em instalações com requisitos variáveis ​​de pressão de nitrogênio, reduzindo tanto o investimento inicial quanto a complexidade operacional. O ajuste de pressão pode ser realizado manualmente ou automaticamente por meio de atuadores pneumáticos integrados ao sistema de controle.

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

O ZW-5.4/6~20 utiliza um sistema de anel de pistão autolubrificante e cinta de guia Fabricados com compósitos de PTFE de alto desempenho reforçados com fibra de carbono e partículas de bronze, esses anéis possuem uma formulação específica para serviço com nitrogênio de alta pressão, mantendo a integridade da vedação e baixos coeficientes de atrito em toda a faixa de operação de 0,60 a 2,00 MPa. Os anéis atingem um coeficiente de atrito inferior a 0,07 sem qualquer lubrificação externa, garantindo... Conteúdo de óleo Classe 0 ISO 8573-1 na corrente de nitrogênio comprimido. Para plantas piloto e instalações de pesquisa onde a pureza do nitrogênio é imprescindível, essa certificação nativa isenta de óleo elimina completamente os custos de filtração subsequentes.

3. Compressão em dois estágios para uma relação de pressão estendida

O arquitetura de dois estágios e duas fileiras É essencial para gerenciar as altas taxas de compressão associadas à pressão de descarga de 2,00 MPa. Ao dividir o trabalho de compressão entre um cilindro de baixa pressão e um cilindro de alta pressão, a unidade limita a temperatura de descarga de cada estágio a menos de 160 °C, preservando a integridade do anel de PTFE e prevenindo a degradação térmica. Um intercooler integrado de casco e tubos remove o calor da compressão entre os estágios, melhorando a eficiência termodinâmica geral e prolongando a vida útil da placa da válvula. Em pressões de descarga mais baixas (0,60–1,00 MPa), a unidade pode operar com demanda reduzida de resfriamento entre os estágios, melhorando ainda mais a eficiência.

4. Configuração flexível de tensão para diversas instalações

O ZW-5.4/6~20 está disponível com um Motor de acionamento de 132 kW Disponível em configurações de 380 V, 6 kV ou 10 kV. A opção padrão de 380 V é ideal para instalações em laboratório e plantas piloto com infraestrutura de distribuição de baixa tensão existente. As opções de 6 kV e 10 kV atendem a instalações industriais com sistemas de barramento de média tensão, reduzindo os custos de infraestrutura elétrica e melhorando a eficiência energética ao eliminar transformadores abaixadores. Essa flexibilidade de tensão garante que o ZW-5.4/6~20 possa ser integrado a praticamente qualquer ambiente elétrico sem modificações dispendiosas.

Cenários de aplicação

Plantas-piloto e instalações de desenvolvimento de processos

As plantas-piloto químicas e farmacêuticas frequentemente requerem nitrogênio em pressões variáveis, dependendo do processo que está sendo testado. Compressor de nitrogênio de pressão variável ZW-5.4/6~20 Serve como uma fonte única e flexível de nitrogênio, capaz de fornecer gás inerte a 0,60 MPa para inertização do reator durante uma campanha e, em seguida, ajustar para 2,00 MPa para testes de catalisadores de alta pressão na campanha seguinte. A capacidade de 5,4 m³/min é ideal para a escala de operações de plantas piloto, e o design isento de óleo garante a ausência de contaminação por hidrocarbonetos em catalisadores sensíveis ou produtos de reação.

Distribuição de gás industrial multipressão

Instalações industriais com diversos consumidores de nitrogênio — como inertização de tanques a 0,60 MPa, purga de dutos a 1,20 MPa e inertização de emergência de vasos a 2,00 MPa — tradicionalmente exigem múltiplos compressores ou estações redutoras de pressão. O ZW-5.4/6~20 elimina essa complexidade, fornecendo um único compressor capaz de atender a todos os requisitos de pressão. A pressão de descarga ajustável pode ser alterada entre turnos ou campanhas para corresponder às demandas do processo ativo, reduzindo a quantidade de equipamentos e simplificando o planejamento da manutenção.

Fornecimento Móvel de Nitrogênio e Resposta a Emergências

O tamanho compacto e o peso moderado do ZW-5.4/6~20 o tornam ideal para unidades móveis de fornecimento de nitrogênio Montado em reboques homologados para circulação em vias públicas, o equipamento oferece a capacidade de pressão variável, especialmente útil em situações de emergência onde o nitrogênio pode ser necessário em diferentes pressões para purga de dutos, inertização de vasos ou combate a incêndios. A unidade pode ser transportada até o local, conectada a uma fonte de nitrogênio (vaporizador de nitrogênio líquido ou pequeno gerador VPSA) e ajustada rapidamente à pressão de descarga necessária. O design isento de óleo garante a ausência de contaminação dos equipamentos de processo protegidos.

Laboratórios de Pesquisa e Universitários

Laboratórios de pesquisa universitários e institutos de pesquisa nacionais necessitam de nitrogênio de alta pureza para uma ampla gama de experimentos, desde câmaras de luvas com atmosfera inerte (0,60 MPa) até reatores de síntese de alta pressão (2,00 MPa). A faixa de pressão variável e a certificação isenta de óleo do ZW-5.4/6~20 o tornam um suprimento central de nitrogênio ideal para instalações de pesquisa multidisciplinares. A capacidade de 5,4 m³/min pode alimentar simultaneamente múltiplos reatores de alta pressão, diversas estações de câmaras de luvas e instrumentos de cromatografia gasosa sem comprometer a pureza ou a estabilidade da pressão.

Materiais e construção

O ZW-5.4/6~20 é construído com materiais selecionados por sua compatibilidade com nitrogênio de alta pressão, resistência à corrosão e integridade estrutural compacta:

Todos os componentes que suportam pressão estão em conformidade com ASME BPVC Seção VIII Divisão 1 ou de acordo com as normas chinesas GB 150. As juntas soldadas são submetidas à inspeção radiográfica 100% (RT), e cada vaso de pressão passa por teste hidrostático a 1,5× MAWP por um período mínimo de 30 minutos.

Diretrizes de Instalação e Manutenção

Requisitos de Fundação e Espaciais

O modelo ZW-5.4/6~20 pesa 2,40 toneladas e apresenta um design vertical compacto com um centro de gravidade baixo. 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 arranjo de cilindros opostos em duas fileiras cancela inerentemente as forças inerciais de primeira ordem, minimizando a transmissão de vibrações. Folgas necessárias: 1,0 m no lado oposto ao acionamento para manutenção da válvula, 0,8 m no lado do acionamento para acesso ao motor e 1,5 m acima para manutenção de rotina. A base da unidade, compatível com empilhadeira, permite o posicionamento sem a necessidade de ponte rolante.

Especificações da água de resfriamento

A demanda de água para resfriamento é de aproximadamente 15 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. Qualidade da água aceitável: pH 6,5–8,5, dureza total < 300 mg/L como CaCO₃, cloreto < 50 mg/L, sólidos em suspensão < 30 mg/L. Para instalações sem abastecimento de água municipal confiável, recomenda-se uma torre de resfriamento compacta de circuito fechado com um tanque de armazenamento de 0,5 m³. Em pressões de descarga mais elevadas (1,50–2,00 MPa), o fluxo de água de resfriamento deve ser aumentado em aproximadamente 20% para lidar com o calor adicional de compressão.

Intervalos de manutenção

O design sem óleo elimina todas as tarefas de manutenção relacionadas ao óleo. Não há necessidade de trocas de óleo, substituições de filtro, trocas de cartucho separador ou análises de óleo. Os únicos itens de desgaste consumíveis são os... Anéis de pistão e anéis de guia de PTFE, que normalmente atingem de 3.500 a 5.500 horas em operação de alta pressão (1,50 a 2,00 MPa) e de 4.500 a 6.500 horas em operação de média pressão (0,60 a 1,00 MPa).

Certificações de Conformidade e Segurança

O compressor de nitrogênio ZW-5.4/6~20 atende aos seguintes padrões internacionais e requisitos regulamentares:

Análise de desempenho e eficiência

O ZW-5.4/6~20 atinge um Consumo específico de energia de aproximadamente 24,4 kW por m³/min A uma pressão de descarga de 2,00 MPa, a potência melhora para aproximadamente 18,5 kW/m³/min a 0,60 MPa. Embora a potência específica seja maior do que a de modelos de maior capacidade devido à menor eficiência de escala, a capacidade de pressão variável da unidade proporciona uma flexibilidade operacional única que compensa a pequena perda de eficiência. Para comparação, um compressor de diafragma de alta pressão dedicado, com capacidade equivalente, consumiria de 28 a 35 kW/m³/min, enquanto compressores de parafuso lubrificados a óleo a 2,00 MPa normalmente ultrapassam 20 kW/m³/min.

A principal vantagem econômica do ZW-5.4/6~20 é a eliminação de múltiplos compressores Em instalações com requisitos de pressão variável, uma instalação que requer nitrogênio a 0,60 MPa, 1,20 MPa e 2,00 MPa tradicionalmente precisaria de três compressores separados ou um compressor mais duas estações redutoras de pressão. O ZW-5.4/6~20 substitui toda essa infraestrutura por uma única unidade, reduzindo o investimento inicial em 40–60% e a complexidade de manutenção em uma margem semelhante. custo total de propriedade para compressão de nitrogênio Em aplicações de pressão variável, o fator determinante é a quantidade de equipamentos e a mão de obra de manutenção, e não a eficiência energética marginal.

O design sem óleo reduz ainda mais o Custo Total de Propriedade (TCO) ao eliminar os consumíveis relacionados ao óleo. Um compressor lubrificado típico deste tamanho e faixa de pressão consome de 80 a 150 litros de óleo lubrificante anualmente, além de elementos filtrantes, cartuchos separadores e custos de descarte de óleo usado, totalizando de £1.500 a £3.000 por ano. O ZW-5.4/6~20 elimina completamente essas despesas.

Personalização e capacidades OEM

Oferecemos opções flexíveis de personalização para adaptar o ZW-5.4/6~20 às restrições de instalação específicas e aos requisitos do usuário final:

• Pacotes montados em skid: Compressor, motor, resfriador e painel de controle pré-montados em uma estrutura de aço com encaixes para empilhadeira e olhais de içamento. Reduz a instalação em campo à conexão elétrica e à ligação da água de refrigeração.
• Unidades móveis em reboque: O ZW-5.4/6~20 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.
• Controle automático de pressão: Opcionalmente, pode-se utilizar o PLC Siemens LOGO! ou S7-1200 com circuito de feedback de pressão, que ajusta automaticamente o volume da câmara de vácuo para manter a pressão de descarga definida dentro de ±0,05 MPa. Monitoramento remoto via Modbus TCP/IP ou OPC-UA.
• 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 pacotes de documentação localizados para distribuidores de equipamentos a gás e integradores de sistemas.

Configurações personalizadas estão disponíveis em Quantidade mínima de encomenda: 1 unidadePropostas de engenharia entregues em 3 a 5 dias úteis. Prazo de entrega padrão: 10 a 12 semanas; entrega expressa em até 8 semanas para pedidos elegíveis.

Estudo de Caso: Fornecimento de Nitrogênio em Planta Piloto com Múltiplas Pressões

Cliente: Uma empresa de especialidades químicas que opera uma planta piloto com múltiplos reatores na Alemanha.

Desafio: A planta piloto operava quatro reatores com diferentes requisitos de pressão de nitrogênio: Reator A (0,60 MPa para inertização), Reator B (1,20 MPa para ativação do catalisador), Reator C (1,60 MPa para síntese de alta pressão) e Reator D (2,00 MPa para polimerização). O cliente mantinha três compressores separados (0,60 MPa, 1,20 MPa e 2,00 MPa), além de estações redutoras de pressão, o que resultava em altos custos de capital, planejamento complexo de manutenção e frequentes problemas de contaminação cruzada durante a troca entre reatores.

Solução: Nós fornecemos um Compressor de nitrogênio isento de óleo ZW-5.4/6~20 Com controle automático de folga, substituindo os três compressores existentes. A unidade foi configurada em uma estrutura compacta com intercooler e pós-resfriador integrados, além de um CLP Siemens S7-1200 com controle de feedback de pressão. O CLP ajusta automaticamente a pressão de descarga para atender às necessidades do reator em operação, alternando entre os pontos de ajuste em menos de 5 minutos.

Resultados após 18 meses:

• Equipamentos de capital: Reduzido de 3 compressores para 1, economizando €180.000 no investimento inicial.
• Custos de manutenção: Reduzido em 58% (de € 24.000/ano a € 10.100/ano)
• Área útil: Reduzido em 65% (de 18 m² a 6,3 m²)
• Pureza do nitrogênio: Consistentemente >99,9% com teor de óleo <0,01 mg/m³ em todos os pontos de ajuste de pressão
• Tempo de comutação do reator: Reduzido de 45 minutos para menos de 5 minutos, melhorando a produtividade da planta piloto

“O ZW-5.4/6~20 simplificou drasticamente nosso fornecimento de nitrogênio. Não precisamos mais fazer manutenção em três compressores nem nos preocupar com falhas nas válvulas redutoras de pressão. A comutação automática de pressão é perfeita, e nossos operadores da planta piloto adoram a simplicidade.” — Gerente de Engenharia de Processos

Perguntas frequentes e guia de seleção

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