Азотный компрессор 4 МВт-80/30 | Сверхвысокопроизводительный четырехступенчатый безмасляный бустер азота производительностью 80 м³/мин для промышленных процессов при давлении 3,00 МПа

Азотный компрессор 4MW-80/30 – сверхвысокопроизводительный четырехступенчатый безмасляный бустер азота для промышленных процессов при давлении 3,00 МПа.

Компрессор 4MW-80/30, разработанный для обеспечения производительности 80 м³/мин при давлении на выходе 3,00 МПа, представляет собой четырехступенчатый четырехрядный безмасляный поршневой азотный компрессор, предназначенный для самых требовательных крупномасштабных промышленных применений. Он отличается нулевым загрязнением маслом, огромной производительностью и оптимизирован для непрерывной работы при повышенном давлении на нефтехимических, металлургических и газоперерабатывающих предприятиях.

Обзор продукта

Он азотный компрессор 4 МВт-80/30 Представляет собой вершину инженерной мысли в области безмасляных поршневых компрессоров, разработанных для самых требовательных крупномасштабных промышленных применений, где одновременно необходимы как огромная производительность, так и повышенное давление на выходе. Обладая впечатляющими характеристиками... Производительность 80 м³/мин и а Давление на выходе 3,00 МПаДанный агрегат относится к сегменту сверхвысокопроизводительных промышленных азотных компрессоров в нашем портфеле и обслуживает крупнейшие криогенные установки разделения воздуха, интегрированные металлургические заводы и нефтехимические комплексы.

Что отличает модель 4MW-80/30 от всех других моделей в нашей линейке, так это её четырехступенчатый, четырехрядный (四列四级) Компрессорная архитектура. Эта многоступенчатая конструкция необходима для управления экстремальным коэффициентом давления, требуемым для достижения давления на выходе 3,00 МПа, при сохранении термической стабильности и целостности безмасляных уплотнительных элементов из ПТФЭ. Каждая ступень оснащена независимым промежуточным охладителем, обеспечивающим поддержание температуры газа в безопасных рабочих диапазонах даже при длительной работе на максимальной мощности. Массивная чугунная рама и усиленный кованый стальной коленчатый вал рассчитаны на минимальный срок службы. 120 000 часов в суровых промышленных условиях.

Компрессор сохраняет наш фирменный стиль. полностью безмасляный компрессионный канал В конструкции используются самосмазывающиеся поршневые кольца и направляющие из композитного материала ПТФЭ. При давлении на выходе 3,00 МПа риск переноса паров масла экспоненциально выше, чем в системах с низким давлением, что делает безмасляную конструкцию не просто выгодной, но и абсолютно необходимой. Масло 4MW-80/30 обеспечивает сертификация ISO 8573-1 класса 0 Без какого-либо оборудования для последующей фильтрации масла, что гарантирует соответствие чистоты азота самым строгим требованиям пищевой промышленности, фармацевтического производства, производства полупроводников и нефтехимической промышленности.

Технические характеристики – 4 МВт-80/30

* 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. Четырехступенчатое сжатие для экстремальных степеней сжатия.

Он четырехступенчатая четырехрядная (四列四级) архитектура Для достижения давления на выходе 3,00 МПа при типичных условиях на входе 0,05–0,10 МПа необходимо использовать четырехрядную конструкцию компрессора 4MW-80/30. Общее соотношение давлений приблизительно от 30:1 до 60:1 распределяется между четырьмя компрессионными цилиндрами, при этом каждая ступень работает с управляемым соотношением давлений от 2,5:1 до 3,5:1. Между ступенями расположен высокоэффективный кожухотрубный промежуточный охладитель, отводящий тепло сжатия, поддерживающий температуру на выходе ниже 150 °C и предотвращающий термическую деградацию уплотнительных элементов из ПТФЭ. Без такого ступенчатого подхода температура на выходе превысила бы 250 °C, что значительно превышает безопасный рабочий предел для безмасляных материалов. Четырехрядная компоновка также обеспечивает превосходный баланс сил, при этом инерционные силы первого и второго порядка в значительной степени компенсируют друг друга в противоположных парах цилиндров.

2. Высокоэффективная безмасляная система уплотнения из ПТФЭ.

В системе 4MW-80/30 используется запатентованная технология. самосмазывающееся поршневое кольцо и узел приводного ремня Изготовленные из сверхвысокоэффективных композитов на основе ПТФЭ, специально разработанных для многоступенчатой ​​работы под высоким давлением, 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 паров масла будет примерно в 30 раз выше, чем при 0,30 МПа, что делает удаление масляных загрязнений после него практически невозможным. Конструкция 4MW-80/30, изначально не требующая смазки маслом, обеспечивает Сертификация ISO 8573-1 Класс 0 Без какой-либо последующей фильтрации, адсорбции или контрольного оборудования. Состав на основе ПТФЭ рассчитан на непрерывную работу при температурах до 185°C, выдерживая суммарное термическое напряжение четырех ступеней сжатия.

3. Массивная прочная рама с усовершенствованной системой балансировки сил.

Основной каркас отлит из Серый чугун GG30 (эквивалент ASTM A48 Класс 35B) с усиленными стенками толщиной до 80 мм и встроенными каналами для охлаждающей воды, обработанными непосредственно в отливке. четырехрядная противоположно расположенная цилиндрическая компоновка Обеспечивает исключительную балансировку сил, при этом инерционные силы первого порядка компенсируются между соседними парами цилиндров, а силы второго порядка минимизируются за счет симметричной фазировки коленчатого вала. Эта усовершенствованная механическая балансировка снижает несбалансированные силы, передаваемые на фундамент, более чем на 901 тонну по сравнению с однорядными конструкциями, несмотря на огромную производительность в 80 м³/мин. Вес в 26 тонн и длина в 6,8 метра отражают промышленный масштаб этой машины, которая предназначена для установки в специализированных компрессорных цехах с прочными фундаментами и доступом для крана.

4. Мощный средневольтный привод для промышленной интеграции

Привод 4MW-80/30 осуществляется с помощью средневольтный асинхронный двигатель мощностью 900 кВт Доступны варианты на 6 кВ или 10 кВ, соответствующие классу эффективности IE3 стандарта IEC 60034-1. При таком уровне мощности для практического распределения электроэнергии необходим привод среднего напряжения — ток двигателя при 380 В превысил бы 1600 ампер, что потребовало бы непрактичных сечений кабелей и распределительных устройств. Конфигурация на 6 кВ или 10 кВ позволяет напрямую интегрировать двигатель в промышленные сети распределения среднего напряжения с током двигателя 100–170 ампер, что обеспечивает стандартное сечение кабелей и обычные распределительные устройства. Двигатель оснащен жидкостной охлаждающей рубашкой для работы в тропическом климате и имеет изоляцию класса F с повышением температуры класса B для увеличения теплового запаса.

Сценарии применения

Сверхкрупномасштабные криогенные установки для разделения воздуха

На крупнейших в мире криогенных установках по разделению атмосферы, производящих 5000–15000 Нм³/ч газообразного азота, установка 4MW-80/30 служит в качестве... первичный азотный бустер высокого давления Между холодильной камерой и распределительной сетью. Его производительность 80 м³/мин соответствует производительности крупнейших одноблочных установок разделения воздуха, а давление на выходе 3,00 МПа обеспечивает достаточный напор для распределения по трубопроводам на большие расстояния потребителям на обширных промышленных комплексах. Безмасляная конструкция имеет решающее значение в этих областях применения, поскольку сеть распределения азота обслуживает множество потребителей с различными требованиями к чистоте, от инертных материалов для сталелитейных заводов (устойчивых к незначительным примесям) до полупроводниковых производств (требующих уровня загрязнения ниже ppb). Любое загрязнение маслом в бустере распространится по всей распределительной системе, затрагивая всех потребителей.

Интегрированные системы подачи азота под высоким давлением для сталелитейных заводов

Современные интегрированные металлургические заводы с несколькими доменными печами, кислородно-конвертерными печами и линиями непрерывного литья требуют огромные объемы азота под высоким давлением Для инертизации разливочных ковшей, металлургии в ковшах, герметизации доменных газов и аварийной продувки сосудов. Производительность 4MW-80/30 составляет 80 м³/мин, что позволяет одновременно обслуживать несколько сталеплавильных установок через централизованный азотный коллектор с давлением 3,00 МПа. Повышенное давление на выходе необходимо для преодоления противодавления современных систем разливочных ковшей (работающих при 1,5–2,0 МПа) и для поддержания положительного потока герметизирующего газа в фурмах доменных печей. Компрессор высокого давления для азота 4 МВт-80/30 Данная технология используется на сталелитейных заводах по всей Азии, где ее надежность и работа без масла оказались критически важными для поддержания качества отливок и снижения засорения сопел разливочного ковша.

Системы высокого давления и аварийные системы в нефтехимической промышленности

На нефтехимических комплексах и нефтеперерабатывающих заводах установка 4MW-80/30 обеспечивает подачу азота под высоким давлением для консервация катализатора реактора, инертизация гидрокрекинга, аварийная закачка азота в сосуды высокого давления и испытания трубопроводов под давлением.Давление на выходе 3,00 МПа достаточно для впрыскивания азота практически во все технологические сосуды и реакторные системы, поддерживая положительный слой инертного газа во время запуска, остановки и аварийных ситуаций. Номинальный режим непрерывной работы обеспечивает бесперебойную подачу азота во время длительных плановых остановок. Сертификация на отсутствие масла является обязательной для нефтехимических применений, где азот контактирует с каталитическими слоями или попадает в технологические потоки, которые должны оставаться полностью свободными от углеводородов во избежание отравления катализатора или загрязнения продукта.

Станции сжижения газа и насосные станции трубопроводов

Крупномасштабные заводы по сжижению азота и сети газопроводов требуют высокопроизводительных компрессоров высокого давления для транспортировки азота на большие расстояния и через криогенное технологическое оборудование. Компрессор 4MW-80/30, сочетающий в себе расход 80 м³/мин и давление 3,00 МПа, идеально подходит для этих целей. насосные станции трубопровода которые поддерживают поток и давление на протяжении сотен километров распределительных трубопроводов. На заводах по сжижению газа компрессор повышает давление азота из испарителя до уровня, необходимого для хранения и распределения, а безмасляная конструкция гарантирует, что никакие загрязнения не попадут в криогенную систему, где они могли бы замерзнуть и заблокировать теплообменники.

Материалы и строительство

Модель 4MW-80/30 изготовлена ​​из высококачественных материалов, отобранных с учетом совместимости со сверхвысоким давлением азота, термостойкости и высокой структурной целостности:

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 4MW-80/30 имеет сухую массу 26,00 тонн и центр тяжести примерно на 1200 мм выше опорной плиты. Благодаря четырехрядной конструкции с противоположно расположенными цилиндрами, неуравновешенные силы исключительно хорошо гасятся, несмотря на огромную грузоподъемность, что позволяет устанавливать ее на различных платформах. железобетонный инерционный блок массой 40–50 тоннБлок должен быть установлен на прочных эластомерных виброизоляторах (собственная частота 4–6 Гц) для предотвращения передачи вибрации на соседние конструкции. Минимальные требования к зазорам: 2,5 м со стороны, противоположной приводу, для доступа к клапану, 2,0 м со стороны привода для обслуживания двигателя и 3,0 м над головой для доступа крана во время капитального ремонта. Фундамент должен быть спроектирован квалифицированным инженером-конструктором и учитывать динамические нагрузки во время запуска, остановки и аварийных ситуаций.

Проектирование системы охлаждающей воды

Потребность в охлаждающей воде составляет приблизительно 120 м³/ч При температуре на входе не выше 32°C. Водораспределительный контур подает воду в рубашки цилиндров, три промежуточных охладителя и доохладитель в параллельных ветвях с индивидуальными регулирующими клапанами. Учитывая четырехступенчатую компрессию, промежуточные охладители имеют решающее значение для терморегулирования и должны получать приоритетный 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 надежной работы необходима специализированная замкнутая градирня с боковой фильтрацией и автоматической химической обработкой.

График профилактического технического обслуживания

Безмасляная конструкция 4MW-80/30 значительно упрощает техническое обслуживание по сравнению с аналогичными по производительности аналогами, работающими со смазкой. Отсутствуют необходимость в замене масла (для которой потребовалось бы более 500 литров на замену), в заключении договоров с лабораториями по анализу масла, в складировании фильтрующих элементов и в замене картриджей сепаратора. Основными расходными изнашиваемыми деталями являются... Поршневые кольца и направляющие кольца из ПТФЭкоторые обычно достигают срока службы 3000–5000 часов в условиях чистого азота. Четырехступенчатая конструкция более равномерно распределяет износ по всей машине, снижая пиковую нагрузку на любой отдельный компонент.

Сертификаты соответствия и безопасности

Азотный компрессор 4MW-80/30 разработан, изготовлен и испытан в соответствии со следующими международными стандартами и нормативными требованиями, а также превосходит их:

Анализ производительности и эффективности

Модель 4MW-80/30 обеспечивает Удельное энергопотребление составляет приблизительно 11,25 кВт на м³/мин. Азот подается при давлении на выходе 3,00 МПа. Этот показатель удельной мощности отражает термодинамическую реальность сжатия сверхвысокого давления в четыре ступени. В сегменте сверхвысокопроизводительных безмасляных поршневых компрессоров (производительность >60 м³/мин, давление >2,00 МПа) этот показатель эффективности конкурентоспособен и часто превосходит показатели альтернативных технологий. Для сравнения, поршневые компрессоры с масляной смазкой в ​​аналогичных областях применения обычно потребляют 12,0–14,0 кВт/м³/мин, в то время как попытки достичь эквивалентной производительности с помощью нескольких винтовых компрессоров, соединенных последовательно, потребовали бы сложного межступенчатого охлаждения и все равно не соответствовали бы требованиям сертификации безмасляных компрессоров.

При стандартном годовом цикле работы в 8000 часов преимущество в эффективности 4MW-80/30 по сравнению с менее эффективными альтернативами составляет приблизительно Ежегодная экономия энергии составляет 480 000–960 000 кВт·ч.При цене $0,08/кВт·ч это означает снижение прямых затрат на электроэнергию на $38 400–$76 800 в год. Однако основным экономическим фактором при выборе 4MW-80/30 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 для любой смазанной альтернативы. общая стоимость владения системой сжатия азота сверхвысокого давления По оценкам, расход масла снижается на 20–301 TP3T за 10 лет эксплуатации при сравнении безмасляной системы 4MW-80/30 со смазываемыми системами с полной последующей очисткой.

Четырехступенчатая конструкция обеспечивает дополнительное повышение эффективности за счет оптимизация межступенчатого охлажденияКаждый промежуточный охладитель рассчитан таким образом, чтобы его температура приближалась к температуре охлаждающей воды с точностью до 5 °C, что максимизирует плотность газа, поступающего на следующую ступень, и уменьшает объем газа, который необходимо сжать. Такой ступенчатый подход к охлаждению повышает общую изотермическую эффективность процесса сжатия примерно на 151 ТТ3Т по сравнению с адиабатическим сжатием без промежуточного охлаждения.

Возможности индивидуальной настройки и OEM-производства

Мы предлагаем широкий спектр возможностей индивидуальной настройки, позволяющих адаптировать 4MW-80/30 к конкретным условиям объекта, требованиям интеграции и спецификациям конечного пользователя:

• Установка "под ключ": Компрессор, двигатель, все четыре промежуточных охладителя, доохладитель, трубопроводы высокого давления, контрольно-измерительные приборы и системы управления предварительно собраны на массивной стальной платформе с интегрированными подъемными балками и шаблонами для анкерных болтов. Заводская предварительная проверка всех систем сокращает время ввода в эксплуатацию и минимизирует риски на объекте.
• Конфигурации взрывоопасных зон: Корпуса для электродвигателей и электрооборудования, соответствующие стандартам ATEX Zone 2 и IECEx, предназначены для нефтехимических установок. В архитектуру управления могут быть интегрированы системы обнаружения газа, автоматической вентиляции и аварийного отключения.
• Расширенное управление технологическими процессами: ПЛК Siemens S7-1500 или Allen-Bradley ControlLogix с 15-дюймовым сенсорным экраном HMI, резервным удаленным мониторингом через Modbus TCP/IP и OPC-UA, а также бесшовной интеграцией с DCS/SCADA. Автоматическое распределение нагрузки, совместимость с частотно-регулируемыми приводами (ЧРП) и алгоритмы прогнозирующего технического обслуживания оптимизируют доступность и сокращают незапланированные простои.
• Охрана окружающей среды: Системы покрытий C5-M морского класса для прибрежных установок; тропические электрические компоненты для работы при температуре окружающей среды до 55°C; и изготовленные на заказ акустические кожухи, снижающие уровень шума с 88 дБ(А) до 75 дБ(А) на расстоянии 1 метра для установок вблизи жилых зданий.
• Запасные части и договоры на сервисное обслуживание: Комплексные пакеты запасных частей, включая критически важные изнашиваемые детали, рассчитанные на 2 года эксплуатации; услуги квалифицированных сервисных инженеров, прошедших заводское обучение, для ввода в эксплуатацию, технического обслуживания и реагирования в аварийных ситуациях; а также долгосрочные сервисные соглашения с гарантированной доступностью оборудования.

Пользовательские настройки доступны по адресу: Минимальный объем заказа: 1 единица.Учитывая масштабы проекта 4MW-80/30, рассмотрение технических условий и подготовка предложения обычно занимают 10–14 рабочих дней. Стандартный срок поставки составляет 16–20 недель; для соответствующих заказов с установленными техническими спецификациями возможна ускоренная поставка в течение 14 недель.

Пример из практики: Модернизация интегрированной системы подачи азота на сталелитейном заводе.

Клиент: Крупный интегрированный производитель стали в Юго-Восточной Азии, располагающий тремя доменными печами, двумя конвертерами кислородно-конвертерного производства и шестью линиями непрерывного литья.

Испытание: На металлургическом заводе работали три компрессора с масляной смазкой (суммарная производительность 75 м³/мин, максимальное давление 2,00 МПа) для подачи азота на весь завод. Система работала на пределе своих возможностей, без резервирования на случай технического обслуживания или поломки. Загрязнение маслом приводило к засорению сопел разливочного ковша при производстве 151 тонны 3 тонн отливок, что вызывало потери качества и необходимость доработки на сумму 1 тонна 4 тонны 2,5 миллиона тонн в год. Давление в 2,00 МПа было недостаточным для новой технологии инертной обработки разливочного ковша под высоким давлением, внедряемой на новейшей линии литья. Заказчику требовался один компрессор, который мог бы заменить устаревший парк, обеспечить резервирование и подавать 3,00 МПа для нового оборудования.

Решение: Мы поставили 4МВт-80/30 безмасляный азотный компрессор В качестве основного источника азота использовалась готовая установка на раме со всеми четырьмя промежуточными охладителями, доохладителем, трубопроводами высокого давления и панелью управления ПЛК Siemens S7-1500 с полной интеграцией SCADA. Давление на выходе 3,00 МПа соответствовало новым требованиям к разливочному ковшу, обеспечивая при этом достаточный напор для всей распределительной сети завода. Безмасляная конструкция исключила загрязнение всех систем литья. Один из существующих компрессоров был сохранен в качестве аварийного резервного.

Результаты, подтвержденные количественными измерениями, спустя 30 месяцев:

• Содержание азота в масле: Снижено с 3,8 мг/м³ до <0,01 мг/м³, соответствуя стандарту ISO 8573-1 Класс 0
• Засорение сопла разливочного ковша: Выбыл, что позволило повысить выход годной продукции с 94,21 TP3T до 97,81 TP3T.
• Потери качества и затраты на переработку: Сокращение на $2,1 млн/год
• Затраты на техническое обслуживание (три старых компрессора против одного нового): Снижено на 38%
• Энергопотребление: Улучшено на 8,5% по сравнению с замененным парком, экономия $42 000 в год
• Внеплановый простой: Ноль событий За 30 месяцев старые компрессоры в среднем простаивали 12 дней в году без предупреждения.

«Установка 4MW-80/30 превратила нашу систему подачи азота из постоянного источника проблем в надежный источник энергии, о котором нам никогда не приходится беспокоиться. Устранение загрязнения маслом окупилось многократно благодаря улучшению качества литья. Сейчас мы планируем установить вторую установку на другом нашем заводе». — Вице-президент по операциям, интегрированный производитель стали

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 вашу систему подачи азота под сверхвысоким давлением?

Наши ведущие инженеры-технологи готовы оценить ваши потребности в расходе азота, условия на входе, целевые значения давления на выходе и ограничения инфраструктуры объекта. Мы предоставляем комплексные технические предложения, поддержку в проектировании фундаментов, схемы трубопроводов и контрольно-измерительных приборов (P&ID), однолинейные электрические схемы и подробный анализ общей стоимости владения (TCO) в течение 10 рабочих дней с момента получения вашего запроса.

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