Азотный компрессор 3ZW-6/30 – трехступенчатый безмасляный бустер N2 для технологических процессов высокого давления 3,00 МПа.

Компрессор 3ZW-6/30, разработанный для обеспечения производительности 6 м³/мин при давлении на выходе 3,00 МПа, представляет собой трехступенчатый трехрядный безмасляный поршневой азотный компрессор, предназначенный для впрыска азота под сверхвысоким давлением, заправочных станций газовых баллонов и сложных процессов химического синтеза. Он отличается нулевым загрязнением маслом, надежной многоступенчатой ​​конструкцией и оптимизирован для непрерывной работы при экстремальных давлениях.

Обзор продукта

Он азотный компрессор 3ZW-6/30 Представляет собой вершину нашей технологии безмасляных поршневых компрессоров, разработанных специально для применений, требующих как значительной производительности, так и сверхвысокого давления на выходе. Номинальная производительность составляет 6 м³/мин и исключительный Давление на выходе 3,00 МПаДанный агрегат относится к сегменту компрессоров высокого давления в нашем портфеле промышленных азотных компрессоров и предназначен для самых сложных технологических процессов в химической, нефтехимической и газораспределительной отраслях промышленности.

Обозначение «3ZW» означает трехступенчатый, трехрядный (三列三级) Архитектура, имеющая основополагающее значение для достижения давления на выходе 3,00 МПа при сохранении термической стабильности и механической надежности. Каждая из трех ступеней сжатия работает при умеренном коэффициенте сжатия, с отдельными промежуточными охладителями между ступенями для отвода тепла от сжатия. Такой многоступенчатый подход необходим, поскольку общий коэффициент сжатия от атмосферного давления на входе до 3,00 МПа превышает безопасные рабочие пределы одноступенчатых или двухступенчатых конструкций как с точки зрения температуры на выходе, так и механической нагрузки на поршни и коленчатый вал.

Отличительной особенностью 3ZW-6/30 от традиционных аналогов является его полностью безмасляный компрессионный каналПоршневые кольца и направляющие ленты изготовлены с высокой точностью из современных самосмазывающихся композитных материалов на основе ПТФЭ, работающих без каких-либо углеводородных смазочных материалов. При давлении на выходе 3,00 МПа риск переноса паров масла экспоненциально выше, чем при низком давлении, что делает безмасляную конструкцию не просто выгодной, но и абсолютно необходимой для любого применения, требующего азота высокой чистоты. Устройство обеспечивает Сертификация ISO 8573-1 Класс 0 в исходном состоянии, без последующего оборудования для фильтрации масла.

Технические характеристики – 3ZW-6/30

* Все технические характеристики указаны для стандартных эталонных условий (ISO 1217, Приложение C). Фактические характеристики могут отличаться в зависимости от высоты расположения объекта, температуры окружающей среды и условий на входе.

Основные характеристики и инженерные преимущества

1. Трехступенчатая компрессия для сверхвысокого давления

Он трехступенчатая, трехрядная архитектура В основе конструкции 3ZW-6/30 лежит инженерная разработка, позволяющая достичь давления на выходе 3,00 МПа с использованием безмасляной поршневой технологии. Общее соотношение давлений приблизительно от 30:1 до 60:1 (от атмосферного входа) распределяется между тремя цилиндрами сжатия, при этом каждая ступень работает с соотношением давлений приблизительно от 3:1 до 4:1. Такой ступенчатый подход термодинамически важен, поскольку одноступенчатое сжатие до 3,00 МПа привело бы к температурам на выходе, превышающим 300 °C, что значительно превышает безопасный рабочий предел для уплотнительных материалов из ПТФЭ. Между каждой ступенью специальный высокоэффективный кожухотрубный промежуточный охладитель отводит тепло сжатия, поддерживая температуру на выходе ниже 155 °C на всех ступенях. Такое терморегулирование сохраняет целостность колец из ПТФЭ и продлевает срок службы клапанных пластин приблизительно на 501 TP3T по сравнению с двухступенчатыми конструкциями, стремящимися к эквивалентным соотношениям давлений.

2. Усовершенствованная система герметизации из ПТФЭ под высоким давлением без использования масла.

В модели 3ZW-6/30 используется запатентованная технология. самосмазывающееся поршневое кольцо и узел приводного ремня Изготовленные из сверхвысокоэффективных композитов на основе ПТФЭ, специально разработанных для работы при давлении 3,00 МПа, эти кольца армированы стекловолокном, частицами бронзы и дисульфидом молибдена для достижения коэффициента трения ниже 0,05 без использования какой-либо внешней углеводородной смазки. При давлении на выходе 3,00 МПа парциальное давление масляных паров будет примерно в 10 раз выше, чем при 0,30 МПа, что приведет к экспоненциальному увеличению загрязнения маслом и затруднит его удаление в дальнейшем. Конструкция 3ZW-6/30, изначально не требующая смазки маслом, обеспечивает Сертификация ISO 8573-1 Класс 0 Без какой-либо последующей фильтрации, коалесцирования или адсорбционного оборудования. Состав на основе ПТФЭ рассчитан на непрерывную работу при температурах до 185 °C с запасом прочности, учитывающим кратковременные колебания температуры во время запуска и изменения нагрузки.

3. Трехрядный баланс сил для противостоящих цилиндров.

Основной каркас отлит из Серый чугун GG25 с усиленными стенками и встроенными каналами для охлаждающей воды. трехрядная противоположно расположенная цилиндрическая компоновка Обеспечивает превосходную балансировку сил по сравнению с однорядными или двухрядными конструкциями, при этом инерционные силы первого и второго порядка в значительной степени самокомпенсируются. Это механическое преимущество особенно важно для компрессоров высокого давления, где пиковые силы воздействия газа на поршни значительно выше, чем в системах низкого давления. Трехрядная конфигурация снижает несбалансированные силы, передаваемые на фундамент, более чем на 851 тонну по сравнению с однорядными конструкциями, что позволяет устанавливать компрессор на более легкий железобетонный инерционный блок (минимум 5 тонн) и снижает риск усталости, вызванной вибрацией, в соединенных трубопроводных системах. Компактные размеры —1845 × 1660 × 2360 мм—Примечательны для трехступенчатого компрессора этого класса давления, достигаемые за счет вертикального расположения цилиндров, что минимизирует габариты машины.

4. Стандартный промышленный электропривод на 380 В

3ZW-6/30 приводится в движение Трехфазный асинхронный двигатель мощностью 75 кВт, напряжением 380 В, частотой 50 Гц. Соответствует классу эффективности IE3 стандарта IEC 60034-1. Стандартная низковольтная конфигурация интегрируется непосредственно в существующие промышленные распределительные щиты 380 В без необходимости использования средневольтных распределительных устройств или понижающих трансформаторов. Эта электрическая простота особенно ценна для 3ZW-6/30, поскольку его умеренное энергопотребление (75 кВт) не оправдывает сложность и стоимость средневольтной инфраструктуры. Двигатель напрямую соединен с коленчатым валом через гибкую дисковую муфту, что исключает необходимость технического обслуживания и потери эффективности, связанные с ременными или редукторными передачами.

Сценарии применения

Наполнение баллонов азотом под сверхвысоким давлением

Усилитель 3ZW-6/30 идеально подходит для первичного подключения к источнику звука. станции заправки баллонов с азотом Обслуживает рынки промышленных, медицинских и специальных газов. Хотя давление на выходе компрессора 3,00 МПа не достигает 15–20 МПа, необходимых для прямой заправки баллонов, он служит высокоэффективной промежуточной ступенью, которая значительно снижает требуемую степень сжатия компрессоров высокого давления, расположенных ниже по потоку. В типичной конфигурации заправочной станции компрессор 3ZW-6/30 повышает давление азота с 0,05–0,10 МПа до 3,00 МПа, после чего компактный диафрагменный или поршневой компрессор высокого давления завершает заправку до 20 МПа. Такой ступенчатый подход повышает общую эффективность системы на 25–351 ТТ3Т по сравнению с одноступенчатым сжатием высокого давления от атмосферного входа. Безмасляная конструкция обязательна для заправки баллонов, поскольку любое загрязнение маслом будет задерживаться в заполненных баллонах и попадать к конечным потребителям, потенциально нарушая их процессы и подвергая заправочную станцию ​​ответственности.

Химический синтез и инертизация реакторов высокого давления

На химических заводах азотный компрессор 3ZW-6/30 обеспечивает подачу азота под сверхвысоким давлением для инертизация реактора высокого давления, сохранение каталитического слоя и аварийное снижение давления для технологических емкостей. Давление на выходе 3,00 МПа достаточно для подачи азота в реакторы, работающие при давлении до 2,5 МПа, поддерживая положительный слой инертного газа на всех этапах работы. Трехступенчатое сжатие обеспечивает термическую стабильность азота и отсутствие загрязнения маслом, что критически важно в химическом синтезе, где даже следовые количества примесей могут отравлять катализаторы, инициировать нежелательные побочные реакции или снижать чистоту продукта. Производительность 6 м³/мин позволяет одновременно обслуживать несколько реакторов высокого давления через централизованный азотный коллектор.

Сжижение газа и поддержание давления в криогенных хранилищах

В установках сжижения азота и криогенных хранилищах 3ЗВ-6/30 используется в качестве бустер высокого давления Этот компрессор сжимает пары азота из резервуаров или реконденсаторов до давления, необходимого для распределения или дальнейшей переработки. Давление на выходе 3,00 МПа достаточно для подачи азота через теплообменники, реконденсаторы и распределительные сети на малых и средних заводах по сжижению газа. Безмасляная конструкция имеет важное значение, поскольку любое загрязнение азота маслом в атмосфере высокого давления попало бы в криогенную систему, где оно замерзло бы и заблокировало каналы теплообменников, что привело бы к сбоям в работе и дорогостоящему техническому обслуживанию. Трехступенчатое сжатие с промежуточным охлаждением обеспечивает поддержание приемлемой температуры азота на протяжении всего процесса сжатия, предотвращая термическое повреждение криогенного оборудования, расположенного ниже по потоку.

Закачка азота в нефтегазовые скважины

В нефтегазодобывающем процессе в скважины закачивается азот под высоким давлением. операции по повышению нефтеотдачи (EOR), стимуляции скважин и газлифтингуДавление на выходе 3ZW-6/30, равное 3,00 МПа, достаточно для многих применений в неглубоких и средних скважинах, где азот используется для вытеснения нефти, снижения пластового давления или подъема добываемых флюидов на поверхность. Безмасляная конструкция предотвращает загрязнение пласта углеводородами, что может изменить проницаемость пласта и снизить эффективность добычи нефти. Производительность 6 м³/мин позволяет осуществлять непрерывную закачку азота в течение длительных кампаний по стимуляции скважин или периодические операции газлифта для нескольких скважин.

Материалы и строительство

Модель 3ZW-6/30 изготовлена ​​из высококачественных материалов, отобранных с учетом совместимости со сверхвысоким давлением азота, термостойкости и увеличенного срока службы:

Все несущие нагрузку компоненты спроектированы и изготовлены в строгом соответствии с ASME BPVC, раздел VIII, раздел 1 или по китайским стандартам GB 150. Каждый сварной шов проходит радиографический контроль (РТ) по стандарту 100% в соответствии с разделом V, статьей 2 ASME, а каждый готовый сосуд под давлением подвергается гидростатическому испытанию под давлением, в 1,5 раза превышающим максимально допустимое рабочее давление (МДД), с минимальной выдержкой в ​​течение 30 минут. Трубопроводы высокого давления изготавливаются из бесшовной нержавеющей стали SS316 с фланцевыми соединениями класса ANSI 900 для обеспечения герметичности при рабочем давлении 3,00 МПа.

Руководство по установке и техническому обслуживанию

Требования к фундаменту и конструкциям

Модель 3ZW-6/30 имеет сухую массу 3,00 тонны и центр тяжести примерно на 800 мм выше опорной плиты. Благодаря трехрядной конструкции с противоположно расположенными цилиндрами, неуравновешенные силы минимальны, несмотря на работу под сверхвысоким давлением, что позволяет устанавливать ее на... железобетонный инерционный блок массой 5–6 тоннБлок следует устанавливать на эластомерные виброизоляторы (собственная частота 7–10 Гц). Минимальные требования к зазорам: 1,2 м со стороны, противоположной приводу, для доступа к клапану, 1,0 м со стороны привода для обслуживания двигателя и 1,5 м над головой для доступа крана. Особое внимание следует уделить трубопроводу высокого давления, который должен быть надлежащим образом закреплен пружинными подвесами и зафиксирован для предотвращения усталости, вызванной вибрацией, при давлении 3,00 МПа. Все соединения высокого давления должны быть проверены ультразвуковым методом после установки.

Проектирование системы охлаждающей воды

Потребность в охлаждающей воде составляет приблизительно 15 м³/ч При температуре на входе не выше 32°C. Водораспределительный контур подает воду в рубашки цилиндров и два промежуточных охладителя в параллельных ответвлениях. Учитывая трехступенчатое сжатие и высокое отношение давлений, промежуточные охладители имеют решающее значение для терморегулирования и должны постоянно получать достаточный поток охлаждающей воды. Технические характеристики качества воды: pH 6,5–8,5, общее содержание растворенных твердых веществ < 500 мг/л, содержание хлоридов < 50 мг/л (для предотвращения коррозии труб из нержавеющей стали SS316), содержание взвешенных твердых веществ < 30 мг/л и общая жесткость < 300 мг/л в пересчете на CaCO₃. Для всех установок настоятельно рекомендуется использовать градирню с замкнутым контуром, боковой фильтрацией и химической обработкой для обеспечения стабильного качества воды и предотвращения образования накипи в промежуточных охладителях.

График профилактического технического обслуживания

Безмасляная конструкция 3ZW-6/30 значительно упрощает техническое обслуживание по сравнению с аналогами, работающими со смазкой. Не требуется замена масла, анализ масла, замена фильтров и замена картриджей сепаратора. Основными расходными изнашиваемыми деталями являются... Поршневые кольца и направляющие кольца из ПТФЭОбычно они обеспечивают 2500–4000 часов работы в условиях чистого азота при сверхвысоком давлении. Клапанные пластины высокого давления (особенно на третьей ступени) могут требовать более частого осмотра, чем аналогичные пластины низкого давления, из-за повышенной механической нагрузки, но общая нагрузка на техническое обслуживание остается значительно ниже, чем у систем с масляной смазкой, обладающих эквивалентной производительностью при высоком давлении.

Сертификаты соответствия и безопасности

Азотный компрессор 3ZW-6/30 разработан, изготовлен и испытан в соответствии со следующими международными стандартами и нормативными требованиями, а также превосходит их:

Анализ производительности и эффективности

Модель 3ZW-6/30 обеспечивает Удельное энергопотребление составляет приблизительно 12,50 кВт на м³/мин. Азот подается при давлении на выходе 3,00 МПа из атмосферного входа. Этот показатель удельной мощности отражает термодинамическую реальность сжатия при сверхвысоком давлении, где требуемая работа существенно возрастает с увеличением степени сжатия. В сегменте безмасляных поршневых компрессоров сверхвысокого давления (давление на выходе >2,50 МПа) этот КПД является конкурентоспособным и значительно превосходит показатели диафрагменных компрессоров, которые являются основной альтернативой для работы в условиях сверхвысокого давления без масла. Для сравнения, поршневые компрессоры с масляной смазкой в ​​аналогичных условиях сверхвысокого давления обычно потребляют 13,0–15,0 кВт/м³/мин, в то время как диафрагменные компрессоры могут превышать 18 кВт/м³/мин.

При стандартном годовом цикле работы в 8000 часов преимущество в эффективности 3ZW-6/30 по сравнению с менее эффективными альтернативами составляет приблизительно Ежегодная экономия энергии составляет 72 000–144 000 кВт·ч.При цене $0,08/кВт·ч это означает снижение прямых затрат на электроэнергию на $5760–$11520 в год. Однако основным экономическим обоснованием для 3ZW-6/30 обычно является... исключение расходных материалов, связанных с нефтедобычей, и отказ от использования оборудования для удаления нефти на последующих этапах процесса. Это было бы обязательным условием при использовании смазанных альтернатив при данном уровне давления. общая стоимость владения системой сжатия азота сверхвысокого давления По оценкам, расход масла снижается на 30–451 тонну на 3 тонны в течение 10 лет эксплуатации при сравнении работы без масла со смазываемыми системами с полной последующей очисткой.

Отсутствие масла в тракте сжатия особенно ценно при сверхвысоком давлении, поскольку концентрация масляных загрязнений экспоненциально возрастает, и их удаление становится все сложнее по мере увеличения давления. При 3,00 МПа парциальное давление масляных паров будет примерно в 15 раз выше, чем при 0,30 МПа, что делает системы фильтрации масла на выходе практически неэффективными и непомерно дорогими. Конструкция 3ZW-6/30, изначально не содержащая масла, полностью устраняет эту проблему, обеспечивая поддержание чистоты азота независимо от рабочего давления.

Возможности индивидуальной настройки и OEM-производства

Мы предлагаем широкий спектр возможностей индивидуальной настройки, позволяющих адаптировать 3ZW-6/30 к конкретным условиям объекта, требованиям интеграции и спецификациям конечного пользователя:

• Комплексные решения «под ключ» на салазках: Предварительно собранные компрессор, двигатель, три промежуточных охладителя, доохладитель, трубопровод высокого давления, контрольно-измерительные приборы и панель управления установлены на стальной раме с интегрированными подъемными проушинами и шаблонами для анкерных болтов. Заводские предварительные испытания всех систем сокращают время ввода в эксплуатацию на 70%.
• Конфигурации взрывоопасных зон: Корпуса для электродвигателей и электрооборудования, соответствующие стандартам ATEX Zone 2 и IECEx, предназначены для нефтехимических установок. Встроенные системы обнаружения газа, автоматическая блокировка вентиляции и взрывозащищенные приборы.
• Расширенное управление технологическими процессами: Опционально доступны ПЛК Siemens S7-1200 или Allen-Bradley CompactLogix с 10-дюймовым сенсорным экраном HMI, удаленным мониторингом по протоколу Modbus TCP/IP или OPC-UA и бесшовной интеграцией с DCS/SCADA. Автоматические системы пошагового контроля давления и сигнализации. Блокировки безопасности при высоком давлении, включая автоматическую разгрузку при избыточном давлении и аварийные запорные клапаны на всех ступенях.
• Охрана окружающей среды: Морские покрытия C5-M для прибрежных установок; тропические электрические компоненты для окружающей среды при температуре 55°C; акустические корпуса со степенью защиты IP54, снижающие уровень шума с 85 дБ(А) до 72 дБ(А) на расстоянии 1 метра.
• OEM и под собственной торговой маркой: Custom paint colors, branded nameplates, and localized documentation packages for gas equipment distributors and system integrators.

Пользовательские настройки доступны по адресу: Минимальный объем заказа: 1 единица.. Проверка проектной документации и подготовка предложения обычно занимают 5–7 рабочих дней. Стандартный срок выполнения заказа составляет 12–14 недель; повторные заказы доставляются в течение 8–10 недель с момента подтверждения заказа.

Пример из практики: Модернизация системы впрыска азота на заводе химического синтеза.

Клиент: Индонезийский производитель специализированной химической продукции использует высокотемпературные реакторы периодического действия для производства полимеров.

Испытание: Для инертизации реактора и сохранения каталитического слоя во время циклов периодической полимеризации заводу требовался азот сверхвысокого давления (2,80–3,00 МПа). Существующий компрессор с масляной смазкой (импортный европейский бренд, 12 лет эксплуатации) испытывал сильное загрязнение азотом, достигавшее уровня 5,2 мг/м³. Это загрязнение маслом отравляло катализатор полимеризации Циглера-Натта, снижая его эффективность на 301 тыс. тонн и приводя к получению полимерных партий, не соответствующих спецификациям. Масло также загрязняло поверхности теплообмена реактора, что требовало ежеквартальной химической очистки. Ежегодные затраты на техническое обслуживание выросли до 1 тыс. тонн 4 тыс. тонн 65 000.

Решение: Мы поставили Безмасляный азотный компрессор 3ZW-6/30 В качестве основного источника азота высокого давления использовалась специально разработанная установка с тремя встроенными промежуточными охладителями, доохладителем и панелью управления ПЛК Siemens S7-1200 с поэтапным контролем давления. Давление на выходе 3,00 МПа соответствовало требованиям инертизации реактора с запасом прочности. Безмасляная конструкция исключала отравление катализатора и загрязнение реактора. Перед установкой был установлен компенсаторный резервуар объемом 2 м³ для сглаживания колебаний потребности в азоте в периодическом режиме работы реактора.

Результаты, подтвержденные количественными измерениями, спустя 18 месяцев:

• Содержание азота в масле: Снижено с 5,2 мг/м³ до <0,01 мг/м³, соответствуя стандарту ISO 8573-1 Класс 0
• Эффективность катализатора: Восстановлено до 95% (начиная с 65%), что позволяет снизить потребление катализатора на 32%.
• Партии, не соответствующие спецификации: Полностью исключеноэкономия 145 000 танзанийских шиллингов в год на затратах на доработку.
• Частота очистки реактора: Сокращено с ежеквартального на ежегодный.экономия $18 000 в год
• Ежегодные затраты на техническое обслуживание: Снижено на 48% ($65,000 до $33,800)
• Срок окупаемости: 1,6 года на основе экономии катализаторов, исключения доработок и сокращения затрат на техническое обслуживание.

«3ZW-6/30 кардинально изменил наш процесс полимеризации. Устранение загрязнения маслом восстановило производительность катализатора до проектного уровня и решило проблему с партиями, не соответствующими техническим требованиям. Теперь наша команда технического обслуживания тратит время на профилактические мероприятия, а не на аварийный ремонт, связанный с маслом. Окупаемость оказалась быстрее, чем прогнозировал наш финансовый отдел». — Директор по производству, завод по производству специализированной химии

Часто задаваемые вопросы и руководство по выбору

Сопутствующие товары и решения

Для получения полного обзора нашей деятельности промышленный азотный компрессор Для ознакомления с нашим ассортиментом продукции, включающим безмасляные кислородные компрессоры, водородные компрессоры, компрессоры для углекислого газа, а также разработанные по индивидуальному заказу решения для специальных газов, пожалуйста, свяжитесь с нашей командой инженеров-технологов или просмотрите наш онлайн-каталог продукции.

Готовы модернизировать свою систему подачи азота сверхвысокого давления?

Наши инженеры-технологи готовы оценить ваши потребности в потоке азота, условиях всасывания, целевых значениях давления нагнетания и ограничениях интеграции. В течение 48 часов после получения вашего запроса мы бесплатно предоставим технические предложения, чертежи компоновки фундамента, схемы трубопроводов и контрольно-измерительных приборов (P&ID), а также подробный анализ общей стоимости владения (TCO).

Электронная почта: [email protected] | Ответ в течение 24 часов