Азотный компрессор ZW-5/40 | Безмасляный бустер N2 производительностью 5 м³/мин для сверхвысокого давления в промышленных условиях (4,00 МПа)

Описание

Азотный компрессор ZW-5/40 – сверхвысоконапорный безмасляный бустер азота для критически важных технологических процессов при давлении 4,00 МПа.

Компрессор ZW-5/40, разработанный для обеспечения производительности 5 м³/мин при давлении на выходе 4,00 МПа, представляет собой двухступенчатый трехрядный безмасляный поршневой азотный компрессор, предназначенный для впрыска азота под сверхвысоким давлением, каскадной заправки газовых баллонов и сложных технологических процессов в нефтехимической промышленности. Он отличается нулевым загрязнением маслом, трехступенчатой ​​термодинамической оптимизацией и рассчитан на непрерывную работу при экстремальных давлениях.

ZW-5/40 nitrogen compressor ultra high pressure oil-free industrial unit

Обзор продукта

Он азотный компрессор ZW-5/40 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 5 м³/мин и исключительный Давление на выходе 4,00 МПаДанная установка относится к сегменту сверхвысокого давления в нашем портфеле промышленных азотных компрессоров и предназначена для самых требовательных технологических процессов на мировом рынке промышленных газов.

Отличительной особенностью ZW-5/40 от всех традиционных аналогов является его Полностью безмасляный компрессорный канал в сочетании с трехступенчатой ​​термодинамической оптимизациейПоршневые кольца и направляющие изготовлены из современных самосмазывающихся композитных материалов на основе ПТФЭ, специально разработанных для работы в условиях сверхвысокого давления без использования углеводородных смазочных материалов. Эта присущая им безмасляная характеристика гарантирует полную чистоту потока азота, обеспечивая Сертификация ISO 8573-1 Класс 0 Даже при давлении 4,00 МПа, где концентрация масляных загрязнений наиболее высока и их наиболее трудно удалить, это может привести к нежелательным последствиям.

Компрессор использует двухступенчатый, трехрядный (二列三级) Конфигурация, термодинамически необходимая для управления экстремальным коэффициентом сжатия, требуемым для достижения давления на выходе 4,00 МПа. Трехрядная компоновка распределяет работу сжатия между тремя цилиндрами, с отдельными промежуточными охладителями между каждой ступенью, поддерживающими температуру газа в безопасных рабочих диапазонах. Прочная чугунная рама с усиленными секциями цилиндров высокого давления и прецизионно обработанный кованый стальной коленчатый вал рассчитаны на минимальный срок службы. 100 000 часов в соответствии со стандартными протоколами технического обслуживания в условиях сверхвысокого давления.

ZW-5/40 nitrogen compressor three stage ultra high pressure piston design

Технические характеристики – ZW-5/40

Параметр Ценить Единица
Модель ЗВ-5/40
Шаблон Двухступенчатый, трехрядный (二列三级)
Емкость 5 м³/мин
Давление на выходе 4.00 МПа
Размеры компрессора (Д × Ш × В) 1947 × 1900 × 2580 мм
Масса 3.97 т
Власть 75 кВт
Напряжение 380 В
Газовая среда Азот (N₂)
Смазка Без масла

* 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. Система уплотнения из ПТФЭ под сверхвысоким давлением без масла

В ZW-5/40 используется запатентованная технология. самосмазывающееся поршневое кольцо и узел приводного ремня Изготовленные из сверхвысокоэффективных композитов на основе ПТФЭ, специально разработанных для работы при давлении 4,00 МПа, эти кольца усилены высокопрочным стекловолокном и бронзовыми частицами для достижения коэффициента трения ниже 0,05 без использования какой-либо внешней углеводородной смазки. При давлении на выходе 4,00 МПа парциальное давление масляных паров было бы примерно в 40 раз выше, чем при 0,10 МПа, что сделало бы загрязнение маслом катастрофическим и практически невозможным его удаление после потока. Собственная безмасляная конструкция ZW-5/40 полностью исключает этот риск, обеспечивая Соответствие стандарту ISO 8573-1 Класс 0 Без какой-либо последующей фильтрации. Состав на основе ПТФЭ рассчитан на непрерывную работу при температурах до 200 °C, обеспечивая надежную герметизацию в условиях экстремальных термических нагрузок при сверхвысоком давлении сжатия.

2. Трехэтапная термодинамическая оптимизация

Он двухэтапная трехрядная (二列三级) архитектура сжатия Термодинамически необходимым условием для достижения целевого давления на выходе 4,00 МПа при типичных условиях на входе 0,05–0,10 МПа является использование компрессора ZW-5/40. Общее соотношение давлений приблизительно от 40:1 до 80:1 распределяется между тремя цилиндрами сжатия, при этом каждая ступень работает с приемлемым соотношением давлений от 3:1 до 4:1. Высокоэффективные кожухотрубные интеркулеры специального назначения Между каждой ступенью отводится значительная часть тепла сжатия, что позволяет поддерживать температуру на выходе ниже 160 °C и предотвращает термическую деградацию уплотнительных элементов из ПТФЭ. Без такого трехступенчатого подхода температура на выходе превысила бы 250 °C, что значительно превышает безопасный рабочий предел для любого безмасляного уплотнительного материала. Ступенчатая конструкция также повышает объемную эффективность примерно на 151 ТТ3 по сравнению с двухступенчатыми альтернативами при эквивалентных коэффициентах давления.

3. Усиленная конструкция рамы высокого давления

Основной каркас отлит из Серый чугун GG25 В зоне цилиндра высокого давления имеются существенно усиленные секции стенок, способные выдерживать механические напряжения при пиковом давлении 4,00 МПа. Стенки цилиндра на третьей (высокотемпературной) ступени примерно на 401 тонну толще, чем у стандартных цилиндров низкого давления, и имеют дополнительные внешние ребра для предотвращения деформации под давлением. трехрядная противоположно расположенная цилиндрическая компоновка Обеспечивается превосходная балансировка сил, при этом первая и третья ступени противодействуют второй ступени, чтобы минимизировать суммарные инерционные силы. Кованый стальной коленчатый вал динамически сбалансирован в соответствии со стандартами ISO 1940 G2.5 и имеет закаленные подшипниковые шейки, способные выдерживать повышенные нагрузки на подшипники, связанные с воздействием газов высокого давления. Вся конструкция картера рассчитана на минимальное давление разрыва 6,00 МПа, что обеспечивает запас прочности 50% выше максимального рабочего давления.

4. Стандартный промышленный двигатель 380 В с высоким крутящим моментом.

Привод ZW-5/40 осуществляется с помощью Трехфазный асинхронный двигатель мощностью 75 кВт, напряжением 380 В, частотой 50 Гц. Соответствует классу эффективности IE3 стандарта IEC 60034-1. Двигатель имеет высокомоментную конструкцию, специально разработанную для работы с пиковыми требованиями к крутящему моменту при сверхвысоком давлении сжатия, где газовая нагрузка на поршни создает значительное сопротивление во время такта сжатия. Стандартная конфигурация на 380 В интегрируется непосредственно в существующие промышленные распределительные щиты без необходимости в инфраструктуре среднего напряжения, что делает устройство доступным для широкого спектра предприятий. Двигатель соединен с компрессором через прочную гибкую дисковую муфту, которая компенсирует незначительные перекосы, передавая при этом высокий крутящий момент, необходимый для работы при давлении 4,00 МПа.

ZW-5/40 nitrogen compressor general assembly three stage ultra high pressure design

Сценарии применения

Каскадная заправка баллонов азотом сверхвысокого давления

ZW-5/40 специально разработан для Каскадные заправочные станции для баллонов с азотом Для хранения в баллонах высокого давления или группах баллонов газ необходимо сжать до 4,00 МПа. Давление на выходе 4,00 МПа является стандартным давлением хранения для промышленных баллонов с азотом, что позволяет эффективно транспортировать большие объемы азота на удаленные рабочие места, строительные проекты и в места аварийно-спасательных работ. Производительность 5 м³/мин обеспечивает быструю заправку баллонов: типичная заправка баллона объемом 3000 литров занимает около 10 часов. Безмасляная конструкция имеет решающее значение для заправки баллонов, поскольку любое загрязнение маслом будет задерживаться в системе хранения высокого давления и поступать к конечным потребителям, потенциально загрязняя их процессы и нарушая требования к чистоте.

ZW-5/40 nitrogen compressor ultra high pressure cylinder cascade filling

Впрыск азота под сверхвысоким давлением в нефтехимическую промышленность

В нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности азотный компрессор ZW-5/40 обеспечивает подачу азота под сверхвысоким давлением для Аварийное снижение давления в реакторах высокого давления, сохранение каталитического слоя во время остановки и гидростатические испытания технологических емкостей, рассчитанных на расчетное давление 3,20 МПа.Давление на выходе 4,00 МПа обеспечивает запас прочности 25% по сравнению с испытательным давлением типичных технологических трубопроводов и сосудов класса 300, гарантируя безопасное и эффективное проведение испытаний под давлением. Безмасляная конструкция является обязательной для нефтехимических применений, где азот контактирует с каталитическими слоями или попадает в технологические потоки, которые должны оставаться полностью свободными от углеводородов. Даже следовое загрязнение маслом при давлении 4,00 МПа будет достаточно концентрированным, чтобы деактивировать дорогостоящие катализаторы и загрязнить потоки ценных продуктов.

Стимуляция и капитальный ремонт нефтегазовых скважин

В нефтегазодобывающих операциях установка ZW-5/40 обеспечивает подачу азота под высоким давлением. Операции по подъему азота, стимуляция скважин и процедуры капитального ремонта скважин.Азот закачивается в нефтяные сквалы под высоким давлением для снижения гидростатического напора столба жидкости, что позволяет пластовым флюидам подниматься на поверхность. Давление на выходе 4,00 МПа достаточно для азотного лифтинга в скважинах глубиной до 2000 метров, а производительность 5 м³/мин позволяет осуществлять непрерывную закачку азота в течение длительных кампаний по капитальному ремонту скважин. Безмасляная конструкция предотвращает загрязнение пластовых флюидов и гарантирует, что азот не будет вносить в пласт углеводороды, которые могут изменить смачиваемость или повредить пласт.

ZW-5/40 nitrogen compressor oil gas well stimulation workover

Системы подачи азота высокого давления для аэрокосмической и оборонной промышленности

Для предприятий аэрокосмической и оборонной промышленности требуется азот сверхвысокого давления. Испытания гидравлических систем, проверка системы инертизации топливных баков и наземная поддержка двигательной установки космического аппарата.Давление на выходе из ZW-5/40 составляет 4,00 МПа, что позволяет использовать его для испытаний гидравлических систем самолетов, рассчитанных на рабочее давление 21 МПа (с использованием азота в качестве безопасной среды для испытаний), а также для заправки наземного вспомогательного оборудования, используемого при подготовке к запуску космических аппаратов. Сертификация на отсутствие масла гарантирует соответствие стандартам чистоты в аэрокосмической отрасли (MIL-PRF-27401 и эквивалентным), которые запрещают любое загрязнение углеводородами систем, работающих в вакууме космического пространства.

Материалы и строительство

Корпус ZW-5/40 изготовлен из высококачественных материалов, отобранных с учетом совместимости со сверхвысоким давлением азота, исключительной термостойкости и увеличенного срока службы:

Компонент Материал Спецификация
Блок цилиндров (низкочастотный) Серый чугун GG25 / HT250, стандартная толщина стенки
Блок цилиндров (стадия IP) Серый чугун GG25 / HT250, усиленная стенка + ребра жесткости
Блок цилиндров (ступень HP) Серый чугун GG25 / HT250, усиленная сталь повышенной прочности, стенки толщиной 40%.
Коленчатый вал Кованая легированная сталь 42CrMo4, закаленные и обработанные, закаленные шейки коленвала, ISO 1940 G2.5
Поршневые кольца (всех типов) Композит из ПТФЭ, стекловолокна и бронзы Рассчитан на сверхвысокое давление, самосмазывающийся, максимальная температура 200°C.
Браслеты Райдера Композит из ПТФЭ Направление поршня, защита от заедания, скорость износа <0,03 мм/1000 ч
Клапанные пластины (все ступени) Нержавеющая сталь SS316, концентрическое кольцо высокого давления, усиленные пружины
Интеркулеры (2 шт.) Корпус из углеродистой стали / Трубы из нержавеющей стали SS316 ASME VIII Div.1, гидроиспытание 1,5×, выдержка 30 мин.
Охладитель Корпус из углеродистой стали / Трубы из нержавеющей стали SS316 Труба высокого давления с оребрением, охлаждающая вода 32°C
Трубопроводы высокого давления Бесшовная нержавеющая сталь Нержавеющая сталь SS316, фланцы класса ANSI 900, рентгенопроверка 100%.

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) 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 горячее давление (MAWP), с минимальной выдержкой в ​​течение 30 минут. Трубопроводы высокого давления изготавливаются из бесшовной нержавеющей стали SS316 с фланцевыми соединениями класса ANSI 900 и рентгеновским контролем по стандарту 100% для обеспечения абсолютной герметичности при рабочем давлении 4,00 МПа.

ZW-5/40 nitrogen compressor factory precision machining ultra high pressure testing

Руководство по установке и техническому обслуживанию

Требования к фундаменту и конструкциям

Установка ZW-5/40 имеет сухую массу 3,97 тонны и центр тяжести примерно на 850 мм выше опорной плиты. Несмотря на трехрядную конструкцию, обеспечивающую хороший баланс сил, работа под высоким давлением создает значительные газовые силы, требующие... железобетонный инерционный блок массой 8–10 тоннБлок должен быть установлен на прочных эластомерных виброизоляторах (собственная частота 6–8 Гц) для предотвращения передачи вибрации. Минимальные требования к зазору: 1,5 м со стороны, противоположной приводу, для доступа к клапану, 1,2 м со стороны привода для обслуживания двигателя и 2,0 м над головой для доступа крана. Трубопровод высокого давления должен быть независимо закреплен пружинными подвесами или жесткими анкерами для предотвращения усталости, вызванной вибрацией, при давлении 4,00 МПа. На напорном трубопроводе должен быть установлен предохранительный клапан с номинальным рабочим давлением 110% и разрывная мембрана с номинальным рабочим давлением 120%.

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 два промежуточных охладителя параллельно, при этом приоритетный поток подается к промежуточным охладителям. Учитывая экстремальное соотношение давлений, производительность промежуточных охладителей имеет решающее значение — если эффективность промежуточных охладителей упадет ниже 80%, температура на выходе превысит безопасный предел для материалов из ПТФЭ. 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 предотвращения коррозии труб из нержавеющей стали SS316 при высоком давлении), содержание взвешенных твердых веществ < 20 мг/л и общая жесткость < 250 мг/л в пересчете на CaCO₃. Для надежной работы необходима замкнутая система охлаждения с фильтрацией полного потока и химической обработкой.

График профилактического технического обслуживания

Интервал Сервисный пункт Необходимые действия
Ежедневно Эксплуатационный контроль Проверьте вибрацию, посторонние шумы, поток охлаждающей воды, а также температуру и давление на выходе из всех ступеней охлаждения.
200 часов Проверка клапанной пластины (ступень высокого давления) Проверьте клапаны высокого давления на наличие нагара, усталости пружин, трещин, эрозии седла.
500 часов Проверка клапанной пластины (все этапы) Осмотрите все ступенчатые клапаны, измерьте свободную длину пружин, проверьте наличие деформации пластин.
1000 часов Оценка износа поршневых колец Измерьте все зазоры в канавках регулировочных колец; замените регулировочные кольца высокого давления, если они превышают 0,15 мм.
2500 часов Промежуточный капитальный ремонт Замените все поршневые кольца, направляющие кольца и клапанные пластины на всех этапах.
5000 часов Капитальный ремонт Осмотрите шейки коленчатого вала, измерьте все зазоры в подшипниках, замените подшипники, если они превышают 0,06 мм.

Безмасляная конструкция двигателя ZW-5/40 полностью исключает необходимость в обслуживании, связанном с использованием масла. Однако работа под сверхвысоким давлением требует более частого внимания к клапанным пластинам и поршневым кольцам, чем у моделей с более низким давлением. клапанные пластины ступени высокого давления (третьей ступени) Это наиболее подверженные нагрузке компоненты, и их необходимо проверять каждые 200 часов в течение первых 1000 часов работы для определения базовых показателей износа. После определения базовых показателей износа интервал проверки может быть увеличен на основе фактических данных мониторинга состояния.

ZW-5/40 nitrogen compressor workshop assembly ultra high pressure quality inspection

Сертификаты соответствия и безопасности

Азотный компрессор ZW-5/40 разработан, изготовлен и испытан в соответствии со следующими международными стандартами и нормативными требованиями, а также превосходит их:

Оборудование, работающее под давлением
ASME BPVC Раздел VIII, подразделение 1, GB 150-2011, PED 2014/68/EU Модуль H (Полное обеспечение качества)
Электробезопасность и безопасность машин
IEC 60034-1 (эффективность IE3), IEC 60204-1, ISO 12100 безопасность машин
Сертификация без использования масла
ISO 8573-1 Класс 0 (содержание масла), независимо протестировано компанией TÜV Rheinland при давлении 4,00 МПа.
Качество и экология
ISO 9001:2015, ISO 14001:2015, OHSAS 18001/ISO 45001.
⚠️ Важное предупреждение по технике безопасности – Работа при сверхвысоком давлении

Азот — простой удушающий газ. При давлении на выходе 4,00 МПа потенциальная энергия, запасенная в сжатом газе, и риск катастрофического выброса чрезвычайно высоки. Все установки ZW-5/40 должны включать в себя: (1) Непрерывный мониторинг дефицита кислорода в компрессорной и всех прилегающих помещениях; (2) Предохранительные клапаны с номинальным рабочим давлением 110%. на всех сосудах под давлением и нагнетательной линии; (3) Разрывные мембраны с номинальной нагрузкой 120% и максимальным рабочим давлением (MAWP) в качестве вторичной защиты; (4) Аварийные запорные клапаны на входных и выходных линиях с возможностью дистанционного управления; (5) Вентиляция, поддерживающая содержание кислорода в окружающей среде выше 19,51 TP3T в соответствии с OSHA 29 CFR 1910.146; (6) Аварийное отключение при 19,51 TP3T O₂ (сигнализация) и 18,01 TP3T O₂ (жесткая изоляция). Персонал должен пройти обучение по технике безопасности при работе с газом высокого давления и носить соответствующие СИЗ перед эксплуатацией или техническим обслуживанием этого оборудования. Трубопроводы высокого давления должны быть защищены от механических повреждений и четко обозначены с указанием номинального давления.

ZW-5/40 nitrogen compressor ISO certification and compliance documentation

Анализ производительности и эффективности

ZW-5/40 обеспечивает Удельное энергопотребление составляет приблизительно 15,00 кВт на м³/мин. азота, подаваемого при давлении на выходе 4,00 МПа. Этот показатель удельной мощности отражает значительную термодинамическую работу, необходимую для сжатия при сверхвысоком давлении. В сегменте безмасляных компрессоров сверхвысокого давления (давление на выходе >3,00 МПа) этот показатель эффективности является весьма конкурентоспособным. Для сравнения, поршневые компрессоры с масляной смазкой в ​​аналогичных областях применения сверхвысокого давления обычно потребляют 16–18 кВт/м³/мин, в то время как диафрагменные компрессоры (часто выбираемые для работы в безмасляных системах сверхвысокого давления) могут превышать 20 кВт/м³/мин при значительно меньшей производительности.

При годовом цикле работы более 8000 часов преимущество ZW-5/40 в эффективности по сравнению с менее эффективными альтернативами составляет приблизительно Ежегодная экономия энергии составляет 40 000–120 000 кВт·ч.При цене $0,08/кВт·ч это означает снижение прямых затрат на электроэнергию на $3200–$9600 в год. Однако основным экономическим обоснованием для ZW-5/40 обычно является... исключение расходных материалов, связанных с нефтью, и невозможность последующего удаления нефти при давлении 4,00 МПа.При таком давлении системы фильтрации масла становятся непомерно дорогими, требуют частого технического обслуживания и ненадежны. общая стоимость владения системой сжатия азота сверхвысокого давления По оценкам, расход масла снижается на 35–451 TP3T за 10 лет эксплуатации при сравнении работы без масла со смазанными системами, в которых предпринимались попытки последующей очистки.

Трехступенчатая конструкция также обеспечивает значительное преимущество в эффективности по сравнению с двухступенчатыми аналогами на этом уровне давления. Благодаря распределению общего коэффициента давления между тремя ступенями с промежуточным охлаждением, компрессор ZW-5/40 достигает изотермического КПД примерно на 121 ТТ3Т выше, чем у эквивалентного двухступенчатого компрессора, что приводит к снижению температуры на выходе, уменьшению расхода охлаждающей воды и увеличению срока службы уплотнений.

Возможности индивидуальной настройки и OEM-производства

Мы предлагаем специализированные варианты индивидуальной настройки, позволяющие адаптировать ZW-5/40 к жестким требованиям применения в условиях сверхвысокого давления:

  • Комплексные решения «под ключ» на салазках: Предварительно собранный компрессор, двигатель, два промежуточных охладителя, доохладитель, трубопровод высокого давления с фланцами класса ANSI 900, контрольно-измерительные приборы и панель управления на стальной раме. Все системы высокого давления проходят заводские гидроиспытания до 6,00 МПа перед отгрузкой.
  • Конфигурации взрывоопасных зон: Корпуса для электродвигателей и электрооборудования, соответствующие стандартам ATEX Zone 2 и IECEx, с искробезопасными контрольно-измерительными приборами. Встроенные системы обнаружения газа, автоматической вентиляции и аварийного отключения.
  • Передовые системы безопасности и управления: ПЛК Siemens S7-1200 с резервным защитным ПЛК для функций аварийного останова, 10-дюймовый сенсорный HMI-экран, удаленный мониторинг через Modbus TCP/IP или OPC-UA. Автоматическая последовательность сброса давления, управление аварийными запорными клапанами и блокировки при останове при высоких температурах на всех трех ступенях.
  • Охрана окружающей среды: Морские покрытия C5-M для прибрежных установок; электрические компоненты, адаптированные для тропического климата и рассчитанные на температуру окружающей среды до 55°C; звукоизолирующие корпуса со степенью защиты IP54 и взрывостойкими панелями для обеспечения безопасности при высоком давлении.
  • OEM и под собственной торговой маркой: Разработка индивидуальных цветовых решений для окраски, фирменных табличек и локализованных пакетов документации для дистрибьюторов газового оборудования и системных интеграторов, работающих на нефтегазовом и аэрокосмическом рынках.

Пользовательские настройки доступны по адресу: Минимальный объем заказа: 1 единица.Анализ проектной документации и подготовка предложения обычно занимают 7–10 рабочих дней из-за сложности конструкции систем сверхвысокого давления. Стандартный срок поставки составляет 14–16 недель; для соответствующих заказов возможна ускоренная доставка в течение 12 недель.

ZW-5/40 nitrogen compressor custom skid mounted ultra high pressure package

Пример из практики: Модернизация станции заправки промышленных газовых баллонов

Клиент: Крупный дистрибьютор промышленных газов на Ближнем Востоке, управляющий заправочной станцией для баллонов с азотом и автоцистерн с баллонами.

Испытание: Заказчик эксплуатировал устаревший компрессор высокого давления с масляной смазкой (европейская марка, 20 лет в эксплуатации) для заправки азотных баллонов до давления 4,00 МПа. Загрязнение маслом заполненных баллонов достигало 2,8 мг/м³, что вызывало неоднократные жалобы со стороны клиентов из полупроводниковой и фармацевтической промышленности, которые требовали азота класса 0 по стандарту ISO 8573-1. Масло также ухудшало состояние системы хранения под высоким давлением, требуя внутренней очистки и повторного нанесения покрытия каждые 18 месяцев, что обходилось в 145 000 танзанийских шиллингов за цикл очистки. Компрессор часто выходил из строя из-за высокого коэффициента сжатия, что приводило к незапланированным простоям в среднем на 120 часов в год.

Решение: Мы поставили Безмасляный азотный компрессор ZW-5/40 В качестве основного заправочного компрессора использовался компрессор, установленный на специальной раме со встроенными двойными промежуточными охладителями, доохладителем, трубопроводом высокого давления с фланцами класса ANSI 900 и ПЛК Siemens S7-1200 с резервным ПЛК безопасности. Трехступенчатая конструкция позволила снизить степень сжатия на ступень по сравнению с замененным двухступенчатым компрессором, повысив надежность. Безмасляная конструкция исключила необходимость последующей очистки.

Результаты, подтвержденные количественными измерениями, спустя 24 месяца:

  • Содержание азота в заполненных прицепах: Снижено с 2,8 мг/м³ до <0,01 мг/м³, соответствуя стандарту ISO 8573-1 Класс 0
  • Циклы очистки системы хранения данных: Полностью исключеноэкономя $45,000 каждые 18 месяцев
  • Жалобы клиентов: Ноль С момента ввода в эксплуатацию компания выиграла два новых контракта на поставку полупроводников на сумму 14 320 000 танзанийских шиллингов в год.
  • Внеплановый простой: Сокращено со 120 часов в год до 8 часов в год. (Только для планового технического обслуживания)
  • Частота замены клапанов: Снижено на 60% из-за более низкого коэффициента давления на ступень
  • Срок окупаемости: 2,3 года включая доходы от новых контрактов

«Компрессор ZW-5/40 полностью преобразил нашу операцию по заправке под высоким давлением. Теперь мы можем гарантировать каждому клиенту подачу азота класса 0, наша команда технического обслуживания тратит на аварийный ремонт на 80% меньше времени, и мы выиграли контракты, которые ранее были невозможны из-за проблем с загрязнением масла. Трехступенчатая конструкция заметно надежнее, чем наш старый двухступенчатый компрессор». — Операционный директор, дистрибьютор промышленных газов

ZW-5/40 nitrogen compressor cylinder filling station installation case study

Часто задаваемые вопросы и руководство по выбору

Каков ожидаемый срок службы ZW-5/40 в условиях сверхвысокого давления?

ZW-5/40 разработан для минимальный расчетный срок службы 10 лет (приблизительно 80 000 часов работы) в чистом азоте при давлении 4,00 МПа. Чугунная рама и кованый стальной коленчатый вал рассчитаны на весь расчетный срок службы. Поршневые кольца из ПТФЭ и направляющие кольца являются основными изнашивающимися компонентами, интервалы их замены составляют 2500–4000 часов в условиях сверхвысокого давления. Клапанные пластины ступеней высокого давления (третьей ступени) требуют более частого осмотра, чем пластины ступеней низкого давления, обычно каждые 200–500 часов в течение начального периода обкатки.

Можно ли использовать ZW-5/40 для прямой заправки баллонов до давления 15–20 МПа?

Максимальное давление на выходе из установки ZW-5/40 составляет 4,00 МПаЭтого недостаточно для непосредственного заполнения цилиндра давлением 15–20 МПа. Однако это служит отличным средством. первичный бустер в системе ступенчатого сжатия. За счет повышения давления азота с 0,05–0,10 МПа до 4,00 МПа, компрессор ZW-5/40 значительно снижает требуемую степень сжатия компрессора высокого давления, расположенного ниже по потоку (который затем повышает давление с 4,00 МПа до 15–20 МПа). Такой ступенчатый подход повышает общую эффективность системы примерно на 201 тонну на 3 тонны и снижает износ дорогостоящей ступени наполнения под высоким давлением. Для прямого наполнения под давлением 15–20 МПа из атмосферного воздуха требуется диафрагменный компрессор или многоступенчатый поршневой компрессор высокого давления.

Подходит ли ZW-5/40 для установки на открытом воздухе?

Стандартная модель ZW-5/40 предназначена для установка внутри помещений в вентилируемом машинном отделении с надлежащей конструктивной защитой. Для наружной установки мы предлагаем дополнительную опцию. погодостойкий корпус IP54 с отоплением помещения (для климата -20°C), защитой от солнечного излучения (для окружающей среды 55°C), принудительной вентиляцией с фильтрацией и взрывостойкими панелями. Из-за работы под сверхвысоким давлением для наружной установки требуются дополнительные меры безопасности, включая ограждение по периметру, предупреждающие знаки и возможность удаленного мониторинга. Для наружной установки настоятельно рекомендуется использовать вариант с акустическим кожухом.

Каким образом трехступенчатая конструкция повышает надежность по сравнению с двухступенчатыми компрессорами при давлении 4,00 МПа?

Трехступенчатая конструкция ZW-5/40 обеспечивает три важных преимущества в надежности по сравнению с двухступенчатыми альтернативами при 4,00 МПа: (1) Более низкое соотношение давлений на ступень—каждая ступень работает в соотношении от 3:1 до 4:1 вместо от 8:1 до 10:1, что снижает механическую нагрузку на клапаны, поршневые кольца и подшипники примерно на 60%; (2) Более низкие температуры разряда—Межступенчатое охлаждение поддерживает температуру ниже 160°C вместо превышения 220°C, предотвращая термическую деградацию уплотнений из ПТФЭ и снижая риск самовозгорания; (3) Повышенная объемная эффективность— Более низкое соотношение давлений на ступень снижает потери при повторном расширении, повышая общую эффективность примерно на 121 ТБ3Т. Эти факторы в совокупности увеличивают среднее время безотказной работы (MTBF) примерно на 401 ТБ3Т по сравнению с двухступенчатыми конструкциями при эквивалентном давлении. Для более подробного сравнения надежности см. наш Анализ рентабельности инвестиций в азотные компрессоры.

В каких случаях следует избегать выбора модели ZW-5/40?

ZW-5/40 НЕ рекомендуется для: (1) Давление на выходе выше 5,00 МПа—рассмотрите нашу многоступенчатую серию ZW с четырьмя и более ступенями для более высоких требований к давлению; (2) Требования к производительности выше 10 м³/мин— Более крупные модели серий DW или 4MW обеспечивают более высокую эффективность масштабирования для применений с высоким расходом; (3) Применение в областях, где давление на выходе ниже 2,00 МПа.—трехступенчатая конструкция избыточно сложна для умеренных давлений, и двухступенчатая модель, такая как ZW-2.1/8~25 или серия DW, была бы более экономически выгодной; (4) Применение при работе с сильно загрязненным входящим газом.— Загрязнение твердыми частицами или химическими веществами быстро приведет к износу уплотнительных элементов высокого давления; обязательна фильтрация на входе для удаления твердых частиц класса 1 по стандарту ISO 8573-1.

Сопутствующие товары и решения

Азотные компрессоры высокого давления серии DW

Разработанные для работы при давлении на выходе от 0,40 МПа до 2,00 МПа, установки серии DW предназначены для впрыска азота, повышения давления в трубопроводах высокого давления и химического синтеза. Производительность составляет от 2 до 130 м³/мин, предусмотрены многоступенчатые конфигурации.

Ознакомьтесь с серией DW →

Многоступенчатые безмасляные компрессоры серии ZW

Вертикальные и горизонтальные многоступенчатые безмасляные компрессоры для кислорода, азота, водорода и специальных газов. Давление на выходе до 9,00 МПа, четырехступенчатая и пятиступенчатая конфигурации.

Ознакомьтесь с серией ZW →

Сверхвысоконапорные компрессоры серии 4 МВт

Четырехрядные многоступенчатые компрессоры сверхвысокого давления (3,00–9,00 МПа) для крупномасштабного впрыска азота, сжижения газа и применения в производстве специальных газов. Производительность от 50 до 200 м³/мин.

Ознакомьтесь с серией 4MW →

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, условия на входе, целевые значения давления на выходе и ограничения 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), проекты систем безопасности и подробный анализ общей стоимости владения (TCO).

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