Азотный компрессор 3ZW-9.5/30 – трехступенчатый безмасляный бустер N2 для технологических процессов высокого давления 3,00 МПа.

Компрессор 3ZW-9.5/30, разработанный для обеспечения производительности 9,5 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 химических технологических процессов. Он отличается нулевым загрязнением маслом, многоступенчатой ​​термодинамической оптимизацией и рассчитан на непрерывную работу при экстремальных давлениях.

Обзор продукта

Он азотный компрессор 3ZW-9.5/30 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 9,5 м³/мин и исключительный Давление на выходе 3,00 МПаДанный агрегат относится к сегменту компрессоров высокого давления в нашем портфеле промышленных азотных компрессоров и отвечает самым высоким требованиям технологических процессов в химическом синтезе, заполнении газовых баллонов и операциях инертизации под высоким давлением.

Отличительной особенностью 3ZW-9.5/30 от традиционных аналогов является его трехступенчатая архитектура сжатия В сочетании с полностью безмасляным каналом сжатия. Поршневые кольца и направляющие ленты на всех трех ступенях изготовлены с высокой точностью из современных самосмазывающихся композитных материалов на основе ПТФЭ, работающих без углеводородных смазочных материалов. Эта присущая безмасляная характеристика гарантирует, что поток азота остается полностью чистым, обеспечивая Сертификация ISO 8573-1 Класс 0 изначально. Для операторов фармацевтического производства, производства электроники и производства пищевых газов это исключает капитальные затраты и текущее бремя технического обслуживания систем фильтрации для удаления масла, которые были бы обязательными при использовании альтернативных вариантов со смазкой.

Компрессор использует трехступенчатый, трехрядный (三列三级) Конфигурация, термодинамически необходимая для достижения давления на выходе 3,00 МПа при типичных условиях на входе. Общее соотношение давлений приблизительно от 30:1 до 60:1 распределяется между тремя цилиндрами сжатия, при этом каждая ступень работает с управляемым соотношением давлений. Независимые промежуточные охладители между ступенями отводят значительную часть тепла сжатия, поддерживая температуру на выходе в безопасных рабочих пределах и сохраняя целостность уплотнительных элементов из ПТФЭ. Прочная чугунная рама и динамически сбалансированный кованый стальной коленчатый вал рассчитаны на минимальный срок службы. 120 000 часов в соответствии со стандартными протоколами технического обслуживания.

Технические характеристики – 3ZW-9.5/30

* 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

В 3ZW-9.5/30 используется трехступенчатая архитектура сжатия Это термодинамически необходимо для достижения давления на выходе 3,00 МПа при атмосферном или низком давлении на входе. Общее соотношение давлений распределяется между тремя цилиндрами сжатия — низкого, среднего и высокого давления — каждый из которых работает с соотношением давлений приблизительно от 3:1 до 4:1. Такой ступенчатый подход ограничивает температуру на выходе каждой ступени ниже 155 °C, предотвращая термическую деградацию уплотнительных элементов из ПТФЭ и увеличивая срок службы клапанных пластин примерно на 501 TP3T по сравнению с двухступенчатыми конструкциями, стремящимися к эквивалентным соотношениям давлений. Два независимых промежуточных охладителя между ступенями отводят тепло сжатия, поддерживая оптимальную термодинамическую эффективность на всем пути сжатия.

2. Усовершенствованное безмасляное уплотнение из ПТФЭ для работы под высоким давлением.

Во всех трех ступенях сжатия используется запатентованная технология. самосмазывающееся поршневое кольцо и узел приводного ремня Изготовлен из высокоплотных композитов на основе ПТФЭ, армированных стекловолокном и бронзовыми частицами. Этот материал обеспечивает коэффициент трения ниже 0,06 без использования 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 делает загрязнение маслом экспоненциально более проблематичным. Безмасляная конструкция обеспечивает Сертификация ISO 8573-1 класса 0 (встроенная).Это устраняет необходимость в последующих коалесцирующих фильтрах, адсорберах из активированного угля и приборах для контроля уровня масла, которые были бы обязательны при использовании альтернативных смазочных материалов. Состав на основе ПТФЭ специально рассчитан на непрерывную работу при температурах до 185°C, обеспечивая надежную герметизацию в условиях экстремальных термических нагрузок при сверхвысоком давлении сжатия.

3. Трехрядная конструкция рамы с балансировкой сил.

Основной каркас отлит из Серый чугун GG25 (эквивалент ASTM A48 Класс 30B) с усиленными стенками и встроенными каналами для охлаждающей воды. трехрядная противоположно расположенная цилиндрическая компоновка Обеспечивается постепенное гашение сил на коленчатом валу, при этом первый и третий цилиндры противодействуют второму цилиндру, что позволяет достичь почти полного баланса сил первого порядка. Такая механическая сложность снижает несбалансированные инерционные силы, передаваемые на фундамент, более чем на 851 тонну по сравнению с однорядными конструкциями аналогичной мощности. В результате получается удивительно плавно работающий компрессор высокого давления, который может работать на стандартной железобетонной площадке без массивных инерционных блоков, обычно необходимых для поршневых машин высокого давления.

4. Стандартный привод на 380 В с высокой эффективностью.

Привод 3ZW-9.5/30 осуществляется с помощью Трехфазный асинхронный двигатель мощностью 110 кВт, напряжением 380 В, частотой 50 Гц. Соответствует классу эффективности IE3 стандарта IEC 60034-1. Несмотря на значительные энергетические затраты на трехступенчатое сжатие, стандартная низковольтная конфигурация интегрируется непосредственно в существующие промышленные распределительные щиты на 380 В без необходимости использования средневольтного коммутационного оборудования. Такая доступность к электросети делает 3ZW-9.5/30 доступным для широкого круга промышленных предприятий, от небольших автозаправочных станций до средних химических заводов, без модернизации электроинфраструктуры.

Сценарии применения

Станции заправки баллонов азотом высокого давления

Модель 3ZW-9.5/30 специально разработана для операции по заправке баллонов азотом где газ должен быть сжат до давления 15–20 МПа, необходимого для стандартных промышленных газовых баллонов. Хотя давление на выходе компрессора 3,00 МПа не достигает непосредственно конечного давления заполнения баллона, он служит высокоэффективным первичным бустером, который значительно снижает степень сжатия, требуемую для последующих компрессоров высокого давления, используемых для заправки баллонов. Трехступенчатая конструкция особенно выгодна для заправки баллонов, поскольку она обеспечивает стабильное, охлажденное промежуточное давление, что повышает эффективность и долговечность конечной ступени высокого давления. Сертификация на отсутствие масла обязательна для заправки баллонов, поскольку любое загрязнение маслом будет задерживаться в баллонах и поступать к конечным потребителям, потенциально ставя под угрозу критически важные процессы в здравоохранении, электронике и пищевой промышленности.

Химический синтез и инертизация реакторов высокого давления

На химических заводах азотный компрессор 3ZW-9.5/30 обеспечивает подачу азота под сверхвысоким давлением для процессы инертизации реакторов высокого давления, сохранения каталитического слоя и экстракции сверхкритическими флюидамиДавление на выходе 3,00 МПа достаточно для поддержания инертной атмосферы в реакторах, работающих при давлении до 2,5 МПа, обеспечивая постоянный приток азота в сосуд даже во время переходных процессов давления. Трехступенчатая конструкция обеспечивает превосходную стабильность давления, что имеет решающее значение для химических процессов, где колебания давления азота могут влиять на кинетику реакции или качество продукта. Безмасляная конструкция предотвращает отравление катализатора и загрязнение продукта, которые могли бы произойти даже при попадании следов масла.

Испытание нефтегазопроводов под давлением

В нефтегазовой промышленности азот является предпочтительной средой для гидростатические и пневматические испытания трубопроводов, сосудов под давлением и оборудования устья скважин под давлением. Благодаря своей инертности, прибор позволяет избежать рисков коррозии и загрязнения, связанных с испытаниями на воде. Давление на выходе 3ZW-9.5/30 составляет 3,00 МПа, что подходит для испытаний трубопроводов и оборудования класса API 600 (рабочее давление 2,5 МПа). Безмасляная конструкция имеет важное значение, поскольку любое загрязнение азотом в ходе испытаний может быть ошибочно принято за продукты коррозии трубопровода или остаточные углеводороды, что приведет к ложным результатам испытаний и дорогостоящим повторным испытаниям. Производительность 9,5 м³/мин позволяет быстро создавать давление в трубопроводах большого диаметра, сокращая время цикла испытаний и повышая производительность проекта.

Электронные системы подачи азота сверхвысокой чистоты

Для производства полупроводниковых изделий требуется азот под повышенным давлением. герметизация системы транспортировки пластин, продувка камеры химического осаждения из газовой фазы (CVD) и сушка фотолитографического оборудования под высоким давлением.Давление на выходе 3,00 МПа в 3ZW-9.5/30 обеспечивает подачу высокоскоростных струй азота, используемых в процессах прецизионной очистки и удаления частиц. Безмасляная конструкция абсолютно необходима в полупроводниковом производстве, где даже загрязнение маслом на уровне менее ppb может привести к катастрофическим дефектам в интегральных схемах нанометрового масштаба. Трехступенчатое сжатие обеспечивает исключительно стабильное давление на выходе, что имеет решающее значение для поддержания постоянных условий процесса в оборудовании для осаждения и травления.

Материалы и строительство

Модель 3ZW-9.5/30 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-9.5/30 имеет сухую массу 3,50 тонны и центр тяжести примерно на 850 мм выше опорной плиты. Несмотря на трехступенчатую работу под высоким давлением, трехрядная конструкция с противоположно расположенными цилиндрами обеспечивает превосходный баланс сил, что позволяет устанавливать ее на различных поверхностях. железобетонный инерционный блок массой 6–8 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. Для трубопровода высокого давления (3,00 МПа) необходимо уделить особое внимание опорам и креплениям, чтобы предотвратить усталость, вызванную вибрацией, и обеспечить безопасность персонала.

Проектирование системы охлаждающей воды

Потребность в охлаждающей воде составляет приблизительно 22 м³/ч При температуре на входе не более 32°C. Водораспределительный контур обеспечивает подачу воды в три контура рубашек цилиндров и два промежуточных охладителя в гибридной параллельно-последовательной конфигурации, оптимизированной для терморегулирования. Учитывая экстремальное соотношение давлений, оба промежуточных охладителя имеют решающее значение для сохранения целостности колец из ПТФЭ 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. Настоятельно рекомендуется использовать градирню с замкнутым контуром и боковой фильтрацией.

График профилактического технического обслуживания

Безмасляная конструкция 3ZW-9.5/30 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 срок службы таких клапанов составляет 3000–5000 часов в условиях чистого азота. Пластины клапанов высокого давления в третьей ступени могут потребовать более частого осмотра (каждые 2000 часов) из-за экстремальных механических нагрузок при 3,00 МПа, но общая нагрузка на техническое обслуживание остается значительно ниже, чем в системах с масляной смазкой.

Сертификаты соответствия и безопасности

Азотный компрессор 3ZW-9.5/30 разработан, изготовлен и испытан в соответствии со следующими международными стандартами и нормативными требованиями, а также превосходит их:

Анализ производительности и эффективности

Модель 3ZW-9.5/30 обеспечивает Удельное энергопотребление составляет приблизительно 11,58 кВт на м³/мин. Азот подается при давлении на выходе 3,00 МПа. Этот показатель удельной мощности отражает термодинамическую реальность сжатия сверхвысокого давления в три этапа. В сегменте безмасляных компрессоров высокого 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, диафрагменный компрессор, обеспечивающий эквивалентную производительность и давление, обычно потребляет 16–20 кВт/м³/мин и обходится в 4–6 раз дороже в плане капитальных затрат.

При годовой эксплуатации в течение 8000 часов преимущество в эффективности 3ZW-9.5/30 по сравнению с альтернативными диафрагменными моделями составляет приблизительно Ежегодная экономия энергии составляет 340 000–530 000 кВт·ч.При цене $0,08/кВт·ч это означает снижение прямых затрат на электроэнергию на $27 200–$42 400 в год. Однако основным экономическим фактором при выборе 3ZW-9.5/30 обычно является сочетание высокой производительности, умеренных капитальных затрат и работы без использования масла. Это недостижимо при использовании других компрессорных технологий на данном уровне давления. общая стоимость владения системой сжатия азота сверхвысокого давления При сравнении трехступенчатой ​​поршневой конструкции с многодиафрагменными системами ее эффективность снижается примерно на 40–501 ТТ3Т за 10 лет эксплуатации.

Трехступенчатая конструкция также обеспечивает превосходную стабильность давления по сравнению с одноступенчатыми компрессорами высокого давления, что имеет решающее значение для технологических процессов, где колебания давления могут повлиять на качество продукции или безопасность процесса. Межступенчатое охлаждение гарантирует, что каждая ступень работает с оптимальной термодинамической эффективностью, минимизируя общее энергопотребление для необходимого повышения давления.

Возможности индивидуальной настройки и OEM-производства

Мы предлагаем широкий спектр возможностей индивидуальной настройки, позволяющих адаптировать 3ZW-9.5/30 к конкретным условиям объекта, требованиям интеграции и спецификациям конечного пользователя:

• Комплексные решения «под ключ» на салазках: Предварительно собранные компрессор, двигатель, три охладителя, 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 60%.
• Конфигурации взрывоопасных зон: Корпуса для электродвигателей и электрооборудования, соответствующие стандартам ATEX Zone 2 и IECEx, предназначены для нефтехимических установок. Встроенные системы обнаружения газа и автоматической блокировки вентиляции с аварийными запорными клапанами.
• 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. Автоматическая последовательность ступеней и блокировки безопасности высокого давления, включая аварийную продувку.
• 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: Разработка индивидуальных цветовых решений, фирменных табличек и локализованной документации для дистрибьюторов газового оборудования и системных интеграторов.

Пользовательские настройки доступны по адресу: Минимальный объем заказа: 1 единица.Проектные предложения обычно предоставляются в течение 5–7 рабочих дней. Стандартный срок поставки составляет 12–14 недель; повторные заказы доставляются в течение 8–10 недель с момента подтверждения заказа.

Пример из практики: Модернизация станции заправки промышленных газовых баллонов

Клиент: Крупный дистрибьютор промышленных газов в Индонезии, обслуживающий производственный, медицинский и электронный секторы.

Испытание: На существующей станции заправки баллонов клиента использовался двухступенчатый компрессор с масляной смазкой, подающий масло в диафрагменный компрессор. Масляные загрязнения из основного компрессора распространялись по системе, из-за чего фильтрующие элементы диафрагменного компрессора требовали замены каждые 4 месяца вместо расчетного 18-месячного интервала. Уровень масла в заполненных баллонах достигал 2,0 мг/м³, что превышало допустимую концентрацию 0,1 мг/м³ для медицинского и электронного азота. Диафрагменный компрессор также работал с пониженной эффективностью из-за загрязнения теплообменников маслом.

Решение: Мы поставили Безмасляный азотный компрессор 3ZW-9.5/30 В качестве основного бустера, заменившего агрегат с масляной смазкой, была применена трехступенчатая конструкция, обеспечивающая стабильное промежуточное давление 3,00 МПа, что повысило эффективность последующего диафрагменного компрессора на 151 тонну на 3 тонны. Безмасляная конструкция полностью исключила необходимость использования очистных слоев из активированного угля. Установка была сконфигурирована на специально разработанной раме со встроенными охладителями и ПЛК Siemens S7-1200 с дистанционным мониторингом.

Результаты, подтвержденные количественными измерениями, спустя 18 месяцев:

• Содержание азота в заполненных баллонах: Снижено с 2,0 мг/м³ до <0,01 мг/м³, соответствуя стандарту ISO 8573-1 Класс 0
• Замена слоя активированного угля: Полностью исключеноэкономия 14 000 танзанийских шиллингов в год на расходных материалах.
• Эффективность диафрагменного компрессора: Улучшено на 15%что позволяет снизить энергопотребление на 22 кВт.
• Жалобы и возвраты товаров: Ноль с момента ввода в эксплуатацию, контракты были продлены еще на 3 года.
• Срок окупаемости: 2,3 года на основе экономии затрат и продления контрактов.

«Бензокомпрессор 3ZW-9.5/30 полностью преобразил нашу заправочную станцию. Безмасляная конструкция в одночасье устранила наши проблемы с контролем качества, а трехступенчатая компрессия позволила нашему последующему оборудованию работать эффективнее, чем когда-либо. Наши клиенты, использующие медицинские газы, сразу же заметили разницу». — Операционный директор, дистрибьютор промышленных газов

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