Азотный компрессор ZW-3.3/70 | Безмасляный бустер N2 производительностью 3,3 м³/мин для сверхвысокого давления в промышленных условиях (7,00 МПа)

Азотный компрессор ZW-3.3/70 – сверхвысоконапорный безмасляный бустер N2 для применений с давлением до 7,00 МПа.

Компрессор ZW-3.3/70, разработанный для обеспечения производительности 3,3 м³/мин при давлении на выходе 7,00 МПа, представляет собой двухступенчатый двухрядный безмасляный поршневой азотный компрессор, предназначенный для впрыска азота под сверхвысоким давлением, заправки газовых баллонов и ответственных технологических процессов в нефтехимической промышленности. Он отличается нулевым загрязнением маслом, прочной конструкцией и оптимизирован для непрерывной работы при экстремальных давлениях.

Обзор продукта

Он азотный компрессор ZW-3.3/70 Представляет собой вершину наших разработок в области безмасляных поршневых компрессоров, специально созданных для применений, где абсолютно необходимо сверхвысокое давление на выходе. Номинальная производительность составляет 3,3 м³/мин и исключительный Давление на выходе 7,00 МПаДанная установка занимает специализированную нишу в сфере промышленной компрессии газов, удовлетворяя самые высокие требования к повышению концентрации азота в тяжелой промышленности.

Отличительной особенностью ZW-3.3/70 от всех альтернатив является его полностью безмасляный компрессионный канал В сочетании с возможностью работы при экстремальном давлении. Поршневые кольца и направляющие изготовлены из современных самосмазывающихся композитных материалов на основе ПТФЭ, специально разработанных для работы при сверхвысоком давлении. Такая конструкция гарантирует, что поток азота остается полностью незагрязненным углеводородами даже при 7,00 МПа, где концентрация масляных загрязнений наиболее высока и их наиболее трудно удалить. Для операторов в нефтегазовой, аэрокосмической и критически важных производственных отраслях эта сертификация, подтверждающая отсутствие масла, устраняет необходимость в сложных и дорогостоящих системах очистки на последующих этапах.

В конструкции компрессора используется двухступенчатый, двухрядный (二列二级) Конфигурация, термодинамически необходимая для управления экстремальным коэффициентом давления, требуемым для достижения 7,00 МПа при типичных условиях на входе. Каждая ступень охлаждается независимо с помощью высокоэффективных промежуточных охладителей, что обеспечивает поддержание температуры газа в безопасных рабочих диапазонах и сохраняет целостность уплотнительных элементов из ПТФЭ при самых сильных термических нагрузках. Усиленная конструкция рамы и усиленный коленчатый вал рассчитаны на минимальный срок службы. 100 000 часов в соответствии со стандартными протоколами технического обслуживания.

Технические характеристики – ZW-3.3/70

* 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. Технология герметизации из ПТФЭ под сверхвысоким давлением без масла.

В ZW-3.3/70 используется запатентованная технология. самосмазывающееся поршневое кольцо и узел приводного ремня Изготовленные из сверхвысокоэффективных композитов на основе ПТФЭ, специально разработанных для работы при давлении 7,00 МПа, эти кольца усилены стекловолокном высокой плотности и бронзовыми частицами для достижения коэффициента трения ниже 0,05 без использования какой-либо внешней углеводородной смазки. При давлении на выходе 7,00 МПа парциальное давление паров масла будет примерно в 23 раза выше, чем при 0,30 МПа, что делает загрязнение маслом катастрофическим и практически невозможным для удаления после него. Конструкция ZW-3.3/70, изначально разработанная для работы без масла, обеспечивает Соответствие стандарту ISO 8573-1 Класс 0 Без какой-либо последующей фильтрации, что технически невозможно для смазываемых компрессоров при таком уровне давления. Состав на основе ПТФЭ рассчитан на непрерывную работу при температурах до 200 °C, обеспечивая герметичность в условиях экстремальных термических нагрузок при сверхвысоком давлении сжатия.

2. Двухступенчатое сжатие для экстремальных степеней сжатия.

Он двухступенчатая архитектура сжатия Использование ZW-3.3/70 не просто предпочтительно, а абсолютно необходимо для достижения давления 7,00 МПа при типичном входном давлении 0,05–0,10 МПа. Общее соотношение давлений приблизительно от 70:1 до 140:1 распределяется между цилиндром низкого давления и цилиндром высокого давления, при этом каждая ступень работает при термодинамически управляемом соотношении давлений. Высокопроизводительный кожухотрубный промежуточный охладитель между ступенями отводит значительную часть тепла сжатия, поддерживая температуру на выходе ниже 170 °C и предотвращая термическую деградацию уплотнительных элементов из ПТФЭ. Без ступенчатого сжатия теоретическая температура на выходе превысила бы 350 °C, что значительно превышает безопасный рабочий предел любого известного уплотнительного материала. Двухступенчатая конструкция также повышает объемную эффективность за счет снижения потерь на повторное расширение, которые были бы проблемой для одноступенчатой ​​машины при таких экстремальных соотношениях давлений.

3. Усиленная рама для работы при сверхвысоких нагрузках.

Основной каркас отлит из Серый чугун GG25 Цилиндр высокого давления имеет существенно усиленные стенки, дополнительные ребра жесткости и встроенные каналы для охлаждающей воды. Толщина стенок цилиндра примерно на 401 тонну больше, чем у стандартных цилиндров, и он подвергается термообработке для снятия напряжений после механической обработки. двухрядная противоположно расположенная цилиндрическая компоновка Обеспечивает естественное гашение сил первого порядка, что критически важно для компрессоров сверхвысокого давления, где пиковые силы воздействия газа на поршни могут превышать 50 тонн на цилиндр. Это механическое преимущество снижает несбалансированные инерционные силы, передаваемые на фундамент, более чем на 801 тонну, что позволяет устанавливать компрессор на железобетонный инерционный блок весом 6–8 тонн вместо 12+ тонн, которые потребовались бы для однорядной конструкции с эквивалентной грузоподъемностью.

4. Стандартный промышленный электропривод на 380 В с высокомоментной конструкцией.

Приводом в движение ZW-3.3/70 является Трехфазный асинхронный двигатель мощностью 75 кВт, напряжением 380 В, частотой 50 Гц. Соответствует классу эффективности IE3 стандарта IEC 60034-1, имеет высокомоментную конструкцию, оптимизированную для пусковых нагрузок поршневых компрессоров сверхвысокого давления. Стандартная низковольтная конфигурация интегрируется непосредственно в существующие промышленные распределительные щиты 380 В без необходимости создания инфраструктуры среднего напряжения. Двигатель имеет запас мощности относительно требуемой рабочей мощности, что обеспечивает высокий пусковой момент, необходимый для преодоления начального сопротивления сжатию при запуске при давлении нагнетания 7,00 МПа. Эта электрическая простота делает ZW-3.3/70 доступным для широкого круга промышленных предприятий независимо от масштаба их электроинфраструктуры.

Сценарии применения

Наполнение баллонов азотом под сверхвысоким давлением

Модель ZW-3.3/70 специально разработана для Наполнение промышленных и медицинских баллонов азотом до давления 15–20 МПа Благодаря ступенчатой ​​системе сжатия. Хотя давление на выходе компрессора 7,00 МПа не достигает непосредственно давления заполнения баллона, он служит высокоэффективным бустером первой ступени, который значительно снижает требуемую степень сжатия компрессора высокого давления, расположенного ниже по потоку. Повышая давление азота с 0,05–0,10 МПа до 7,00 МПа, ZW-3.3/70 снижает требуемую степень сжатия компрессора, повышая общую эффективность системы и продлевая срок службы дорогостоящей ступени высокого давления. Безмасляная конструкция абсолютно необходима для заполнения баллонов, поскольку любое загрязнение маслом будет задерживаться в баллонах и поступать к конечным потребителям, потенциально загрязняя их процессы и нарушая стандарты качества газа.

Закачка азота в нефтегазовые скважины

В операциях по добыче и разведению нефти и газа Азотный бустер ZW-3.3/70 обеспечивает подачу азота под высоким давлением для операции по повышению нефтеотдачи (EOR), стимуляции скважин и газлифтингуДавление на выходе 7,00 МПа достаточно для закачки азота в пласты-коллекторы на глубинах до 2000 метров, где пластовое давление обычно составляет от 5 до 15 МПа. Безмасляная конструкция имеет решающее значение в нефтепромысловых условиях, поскольку любое загрязнение азота нефтью изменит смачиваемость пластовой породы, снизит эффективность добычи нефти и потенциально может привести к повреждению пласта. Компактные размеры и вес 3,97 тонны позволяют устанавливать установку на мобильных платформах для развертывания на удаленных скважинах.

Аэрокосмические испытания под давлением и проверка компонентов.

Производителям аэрокосмической техники и испытательным центрам требуется азот сверхвысокого давления для Испытания компонентов самолета под давлением, проверка гидравлических систем и испытания системы инертизации топливных баков.Давление на выходе из установки ZW-3.3/70, составляющее 7,00 МПа, достаточно для гидростатических и пневматических испытаний секций фюзеляжа, компонентов шасси и оборудования топливной системы. Сертификация на отсутствие масла гарантирует, что испытательный азот соответствует строгим требованиям чистоты аэрокосмических стандартов (AS9100, NADCAP), где даже следы загрязнения маслом могут помешать неразрушающему контролю или оставить остатки, влияющие на работоспособность компонентов.

Химический синтез под высоким давлением и инертизация процесса

В химической промышленности установка ZW-3.3/70 обеспечивает подачу азота под сверхвысоким давлением. процессы инертизации реакторов высокого давления, сохранения каталитического слоя и экстракции сверхкритическими флюидамиДавление на выходе 7,00 МПа достаточно для поддержания инертной атмосферы в реакторах высокого давления, работающих при 5–6 МПа, обеспечивая запас прочности выше технологического давления. Безмасляная конструкция обязательна для химического синтеза, поскольку загрязнение маслом может привести к отравлению катализаторов, загрязнению продуктов реакции и потенциально создать опасные условия в реакциях, чувствительных к кислороду. Производительность 3,3 м³/мин позволяет одновременно использовать несколько реакторов высокого давления в рамках одного технологического блока.

Материалы и строительство

Корпус ZW-3.3/70 изготовлен из высококачественных материалов, отобранных с учетом совместимости со сверхвысоким давлением азота, исключительной термостойкости и максимальной 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 рентгенографический контроль (РТ) в соответствии с разделом V, статьей 2 стандарта 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 и проходят рентгеновский контроль (РТ) для обеспечения герметичности при рабочем давлении 7,00 МПа.

Руководство по установке и техническому обслуживанию

Требования к фундаменту и конструкциям

Сухая масса зенитного ракетного комплекса ЗВ-3.3/70 составляет 3,97 тонны, а центр тяжести расположен примерно на 800 мм выше опорной плиты. железобетонный инерционный блок массой 6–8 тонн Для стабильной работы требуется установка на прочных эластомерных виброизоляторах (собственная частота 6–8 Гц). Двухрядная конструкция с противоположно расположенными цилиндрами компенсирует инерционные силы первого порядка, но сверхвысокое давление газовых нагрузок создает значительные напряжения в раме, требующие прочного фундамента. 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 1,8 м над головой для доступа крана. Трубопровод высокого давления должен быть надлежащим образом закреплен пружинными подвесами и компенсаторами для компенсации теплового расширения и предотвращения усталости, вызванной вибрацией при давлении 7,00 МПа.

Проектирование системы охлаждающей воды

Потребность в охлаждающей воде составляет приблизительно 15 м³/ч При температуре на входе не более 32°C. Водораспределительный контур подает воду в рубашки цилиндров и промежуточный охладитель параллельно, при этом промежуточному охладителю выделяется приоритетный поток из-за его критической роли в управлении тепловыми процессами. Учитывая экстремальное соотношение давлений, промежуточный охладитель должен отводить значительное количество тепла между ступенями, чтобы предотвратить термическое повреждение уплотнительных элементов из ПТФЭ цилиндра высокого давления. Технические характеристики качества воды: pH 6,5–8,5, общее содержание растворенных твердых веществ < 500 мг/л, содержание хлоридов < 30 мг/л (строгий предел для защиты от коррозии нержавеющей стали SS316 при высоком давлении), содержание взвешенных твердых веществ < 20 мг/л и общая жесткость < 250 мг/л в пересчете на CaCO₃. Настоятельно рекомендуется использовать градирню с замкнутым контуром, боковой фильтрацией и химической обработкой.

График профилактического технического обслуживания

Безмасляная конструкция ZW-3.3/70 значительно упрощает техническое обслуживание по сравнению с аналогами, работающими со смазкой, хотя работа под сверхвысоким давлением требует более частого осмотра, чем модели с более низким давлением. 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 2500–4000 часов в условиях чистого азота при давлении 7,00 МПа. Пластины клапанов высокого давления требуют более частого осмотра из-за экстремальных механических нагрузок, интервалы замены составляют 2000–3000 часов.

Сертификаты соответствия и безопасности

Азотный компрессор ZW-3.3/70 разработан, изготовлен и испытан в соответствии со следующими международными стандартами и нормативными требованиями, а также превосходит их:

Анализ производительности и эффективности

Модель ZW-3.3/70 обеспечивает Удельное энергопотребление составляет приблизительно 22,73 кВт на м³/мин. Азот подается при давлении на выходе 7,00 МПа. Этот показатель удельной мощности отражает значительную термодинамическую работу, необходимую для сжатия под сверхвысоким давлением от атмосферного входа. В сегменте безмасляных компрессоров сверхвысокого давления (давление на выходе >5,00 МПа) этот показатель эффективности является весьма конкурентоспособным. Для сравнения, диафрагменные компрессоры — основная альтернатива для работы под сверхвысоким давлением без масла — обычно потребляют 25–35 кВт/м³/мин при эквивалентных давлениях, в то время как поршневые компрессоры с масляной смазкой потребляют 20–25 кВт/м³/мин, но при этом вносят недопустимое загрязнение маслом.

При годовом цикле работы более 8000 часов преимущество компрессора ZW-3.3/70 по эффективности по сравнению с диафрагменными компрессорами составляет приблизительно Ежегодная экономия энергии составляет 60 000–120 000 кВт·ч.При цене $0,08/кВт·ч это означает снижение прямых затрат на электроэнергию на 1TP4800–$9600 в год. Однако основным экономическим фактором при выборе ZW-3.3/70 обычно является сочетание сертификации на безмасляное оборудование, большей мощности и более низких капитальных затрат По сравнению с мембранными аналогами. Мембранный компрессор с эквивалентной безмасляной сертификацией и производительностью 3,3 м³/мин будет стоить в 4–6 раз дороже, чем ZW-3.3/70, и займет значительно больше места.

Он общая стоимость владения системой сжатия азота сверхвысокого давления В основе этого фактора лежат капитальные затраты, стоимость технического обслуживания и доступность оборудования, а не незначительные различия в энергопотреблении. Поршневая конструкция ZW-3.3/70 обеспечивает превосходную ремонтопригодность по сравнению с диафрагменными компрессорами, сокращая время капитального ремонта и снижая стоимость запасных частей. Отсутствие масла исключает необходимость в дорогостоящих системах фильтрации масла высокого давления, которые были бы обязательными при использовании смазываемых альтернатив при давлении 7,00 МПа.

Возможности индивидуальной настройки и OEM-производства

Мы предлагаем широкий спектр возможностей индивидуальной настройки, позволяющих адаптировать ZW-3.3/70 к конкретным условиям объекта, требованиям интеграции и спецификациям конечного пользователя:

• Комплексные решения «под ключ» на салазках: Предварительно собранные компрессор, двигатель, охладители высокого давления, контрольно-измерительные приборы, панель управления и системы безопасности на стальной раме со встроенными подъемными проушинами. Заводские предварительные испытания всех систем высокого давления перед отгрузкой.
• Передвижные модульные комплексы: Установка ZW-3.3/70 может быть смонтирована на прицепе, разрешенном для движения по дорогам общего пользования, со встроенным дизель-генератором, системой охлаждения с замкнутым контуром и хранилищем азота высокого давления, что позволяет создать полностью мобильную установку для подачи азота сверхвысокого давления для нефтепромысловых работ, обслуживания трубопроводов и реагирования на чрезвычайные ситуации.
• Конфигурации взрывоопасных зон: Корпуса для электродвигателей и электрооборудования, соответствующие стандартам ATEX Zone 2 и IECEx, предназначены для нефтегазовых установок. Встроенные системы обнаружения газа, автоматической вентиляции и аварийной блокировки отключения.
• Расширенное управление технологическими процессами: Опционально доступен ПЛК Siemens S7-1200 с сенсорным экраном HMI, блокировками безопасности высокого давления, включая автоматическую разгрузку при избыточном давлении, аварийными запорными клапанами и дистанционным мониторингом через Modbus TCP/IP или OPC-UA.
• Охрана окружающей среды: Морские покрытия C5-M для морских установок; электрические компоненты, адаптированные для тропического климата и рассчитанные на температуру окружающей среды до 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; для соответствующих заказов возможна ускоренная доставка в течение 10 недель.

Пример из практики: Закачка азота в нефтепромысловое топливо для повышения нефтеотдачи.

Клиент: Независимый оператор нефтегазовой отрасли на Ближнем Востоке, владеющий зрелыми нефтяными месторождениями, требующими повышения нефтеотдачи.

Испытание: Оператору требовалось закачивать азот в пласты под давлением 6–8 МПа для поддержания давления и повышения нефтеотдачи на зрелом месторождении, где естественное давление снизилось. Существующее решение включало закупку жидкого азота, его испарение на месте и повышение давления с помощью арендованных компрессоров — логистически затратный подход, стоивший 14 000–2,5 млн танзанийских шиллингов в год и имевший ненадежные поставки в периоды пикового спроса. Оператору требовалось постоянное, безмасляное решение для компрессии азота, способное непрерывно работать в условиях пустыни при температуре окружающей среды до 50 °C.

Решение: Мы поставили Безмасляный азотный компрессор ZW-3.3/70 В паре с небольшим генератором азота VPSA (чистота 99,51 TP3T, 5 м³/мин) на общей платформе, ZW-3.3/70 повышал давление продукта VPSA с 0,08 МПа до 7,00 МПа для прямой закачки в пласт через существующие соединения устьевого оборудования. Платформа была оснащена тропическими электрическими компонентами, морским покрытием C5-M и замкнутой системой охлаждения с песчаной фильтрацией для пустынных условий. ПЛК Siemens S7-1200 обеспечивал дистанционный мониторинг и автоматическое регулирование давления устьевого оборудования.

Результаты, подтвержденные количественными измерениями, спустя 36 месяцев:

• Стоимость поставок азота: Снижено на 68% в сравнении с покупкой и арендой компрессоров, работающих на жидком азоте (от $2,5M до $800K/год)
• Улучшение нефтеотдачи: +12% постепенное восстановление благодаря стабильному давлению и чистоте впрыскиваемого азота.
• Надежность поставок: 99,2% времени безотказной работы За более чем 36 месяцев не было ни одного перерыва в производстве из-за нехватки азота.
• Загрязнение азота маслом при впрыскивании: <0,01 мг/м³гарантируя отсутствие повреждений пласта
• Срок окупаемости: 2,8 года на основе одной лишь экономии на затратах на азот; дополнительный доход от увеличения добычи нефти.

«Система ZW-3.3/70 превратила нашу программу закачки азота из логистического кошмара в надежный инструмент для добычи. Безмасляная конструкция дает нам уверенность в том, что мы не наносим ущерб нашему месторождению, а экономия средств превзошла наши прогнозы. Мы уже заказали еще две установки для других наших месторождений». — Руководитель отдела разработки месторождений нефти и газа, нефтегазооператор

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