ZW-5.4/6~20 kvävgaskompressor – oljefri N2-booster med variabelt tryck för flexibla industriella tillämpningar

ZW-5.4/6~20 är konstruerad för att leverera 5,4 m³/min över ett mångsidigt tryckområde från 0,60 MPa till 2,00 MPa och är en tvåstegs, tvåradig oljefri kvävgaskompressor avsedd för distribution av kväve i flera tryck, pilotanläggningar och flexibla industriella gassystem. Noll oljeförorening, kompakt format och optimerad för driftscykler med variabelt tryck.

Produktöversikt

De ZW-5.4/6~20 kvävgaskompressor representerar en unik mångsidig lösning inom vår oljefria kolvkompressorfamilj, som kännetecknas av sitt breda driftstryckområde som sträcker sig från 0,60 MPa till 2,00 MPa med en jämn kapacitet på 5,4 m³/minDenna variabla tryckkapacitet gör enheten exceptionellt väl lämpad för tillämpningar där kvävebehovet fluktuerar mellan medeltryck och högtryck, eller där en enda kompressor måste betjäna flera konsumenter med olika trycknivåer.

Beteckningen ”6~20” i modellnumret återspeglar kompressorns förmåga att arbeta över ett utloppstryckspektrum motsvarande 0,60–2,00 MPa, vilket uppnås genom justerbar kontroll av frigångsfickor och stegvisa avlastningsmekanismer. Denna flexibilitet eliminerar behovet av flera kompressorer eller mellanliggande tryckreduceringsstationer i anläggningar med varierande kvävetryckskrav, vilket avsevärt minskar kapitalkostnader och underhållskomplexitet.

Liksom alla enheter i vår ZW-serie upprätthåller ZW-5.4/6~20 en helt oljefri kompressionsväg med hjälp av självsmörjande PTFE-kompositkolvringar och rytmband. Detta säkerställer att kväveproduktströmmen förblir helt fri från kolväteföroreningar, vilket uppnår ISO 8573-1 Klass 0-certifiering utan någon nedströms reningsutrustning. De kompakta måtten och den blygsamma vikten gör denna enhet idealisk för pilotanläggningar, FoU-anläggningar och mobila kväveförsörjningssystem där utrymme och portabilitet är avgörande begränsningar.

Tekniska specifikationer – ZW-5.4/6~20

* Kapacitet nominell vid 0,60 MPa inloppstryck. Vid högre utloppstryck justeras kapaciteten proportionellt. Alla specifikationer enligt ISO 1217, bilaga C. Faktisk prestanda varierar beroende på platsens höjd över havet, omgivningstemperatur och inloppsförhållanden.

Viktiga funktioner och tekniska fördelar

1. Variabelt tryckområde med frigångsfickor

ZW-5.4/6~20 innehåller en innovativ justerbart ficksystem vilket gör att kompressorn kan arbeta effektivt över ett utloppstryckområde från 0,60 MPa till 2,00 MPa utan mekanisk modifiering. Genom att justera spaltvolymen i högtryckscylindern optimerar enheten den volymetriska verkningsgraden vid varje tryckbörvärde. Detta eliminerar behovet av flera kompressorer eller tryckreduceringsventiler i anläggningar med varierande kvävetryckskrav, vilket minskar både kapitalkostnader och driftskomplexitet. Tryckjusteringen kan utföras manuellt eller automatiseras via pneumatiska ställdon integrerade med styrsystemet.

2. Oljefri PTFE-komposittätning för högtrycksanvändning

ZW-5.4/6~20 använder en självsmörjande kolvring och ryttarbandssystem Tillverkad av högpresterande PTFE-kompositer förstärkta med kolfiber och bronspartiklar. Denna materialformulering är specifikt konstruerad för högtryckskvävgasanvändning, och bibehåller tätningsintegritet och låga friktionskoefficienter över hela driftsområdet 0,60–2,00 MPa. Ringarna uppnår en friktionskoefficient under 0,07 utan någon extern smörjning, vilket säkerställer ISO 8573-1 Klass 0 oljeinnehåll i den komprimerade kväveströmmen. För pilotanläggningar och forskningsanläggningar där kväverens renhet inte är förhandlingsbar, eliminerar denna inbyggda oljefria certifiering helt kostnaderna för filtrering efterföljande.

3. Tvåstegskompression för utökat tryckförhållande

De tvåstegsarkitektur med två rader är avgörande för att hantera de höga tryckförhållandena som är förknippade med ett utloppstryck på 2,00 MPa. Genom att dela kompressionsarbetet mellan en lågtryckscylinder och en högtryckscylinder begränsar enheten utloppstemperaturen för varje steg till under 160 °C, vilket bevarar PTFE-ringens integritet och förhindrar termisk nedbrytning. En integrerad rörformad intercooler avlägsnar kompressionsvärmen mellan stegen, vilket förbättrar den totala termodynamiska effektiviteten och förlänger ventilplattans livslängd. Vid lägre utloppstryck (0,60–1,00 MPa) kan enheten arbeta med minskat kylbehov mellan stegen, vilket ytterligare förbättrar effektiviteten.

4. Flexibel spänningskonfiguration för olika installationer

ZW-5.4/6~20 finns tillgänglig med en 132 kW drivmotor i 380V-, 6kV- eller 10kV-konfigurationer. Standardalternativet 380V är idealiskt för laboratorie- och pilotanläggningar med befintlig lågspänningsdistributionsinfrastruktur. 6kV- och 10kV-alternativen passar industrianläggningar med mellanspänningsbussystem, vilket minskar kostnaderna för elinfrastruktur och förbättrar energieffektiviteten genom att eliminera nedtransformatorer. Denna spänningsflexibilitet säkerställer att ZW-5.4/6~20 kan integreras i praktiskt taget vilken elektrisk miljö som helst utan kostsamma modifieringar.

Applikationsscenarier

Pilotanläggningar och processutvecklingsanläggningar

Kemiska och farmaceutiska pilotanläggningar kräver ofta kväve vid varierande tryck beroende på vilken process som testas. ZW-5.4/6~20 kvävgaskompressor med variabelt tryck fungerar som en enda, flexibel kvävekälla som kan leverera inertgas vid 0,60 MPa för reaktortäckning under en kampanj, och sedan justeras till 2,00 MPa för högtryckskatalysatortestning under nästa kampanj. Kapaciteten på 5,4 m³/min är väl anpassad till pilotanläggningens drift, och den oljefria designen säkerställer ingen kolvätekontaminering av känsliga katalysatorer eller reaktionsprodukter.

Industriell gasdistribution med flera tryck

Industrianläggningar med olika kväveförbrukare – såsom tanktäckning vid 0,60 MPa, rörledningsrensning vid 1,20 MPa och nödtankinertisering vid 2,00 MPa – kräver traditionellt flera kompressorer eller tryckreduceringsstationer. ZW-5.4/6~20 eliminerar denna komplexitet genom att tillhandahålla en enda kompressor som kan tillgodose alla tryckkrav. Det justerbara utloppstrycket kan ändras mellan skift eller kampanjer för att matcha den aktiva processens krav, vilket minskar antalet utrustningar och förenklar underhållsplaneringen.

Mobil kväveförsörjning och nödinsats

ZW-5.4/6~20:s kompakta format och blygsamma vikt gör den idealisk för mobila kvävgasförsörjningsenheter monterad på släpvagnar som är tillåtna på väg. Den variabla tryckkapaciteten är särskilt värdefull i nödsituationer där kväve kan behövas vid olika tryck för rensning av rörledningar, inertering av kärl eller brandbekämpning. Enheten kan transporteras till platsen, anslutas till en kvävekälla (flytande kväveförångare eller liten VPSA-generator) och snabbt justeras till önskat utloppstryck. Den oljefria designen säkerställer att den skyddade processutrustningen inte kontamineras.

Forsknings- och universitetslaboratorier

Universitetsforskningslaboratorier och nationella forskningsinstitut behöver högrent kväve för en mängd olika experiment, från handskboxar med inert atmosfär (0,60 MPa) till högtryckssyntesreaktorer (2,00 MPa). ZW-5.4/6~20:s variabla tryckområde och oljefria certifiering gör den till en idealisk central kväveförsörjning för tvärvetenskapliga forskningsanläggningar. Kapaciteten på 5,4 m³/min kan samtidigt stödja flera högtrycksreaktorer, flera handskboxstationer och gaskromatografiinstrument utan att kompromissa med renhet eller tryckstabilitet.

Material och konstruktion

ZW-5.4/6~20 är tillverkad av material utvalda för kompatibilitet med högt tryck av kväve, korrosionsbeständighet och kompakt strukturell integritet:

Alla tryckbärande komponenter överensstämmer med ASME BPVC avsnitt VIII division 1 eller kinesiska GB 150-standarder. Svetsfogar utsätts för 100% radiografisk inspektion (RT), och varje tryckkärl genomgår hydrostatisk provning vid 1,5× MAWP under en hållperiod på minst 30 minuter.

Installations- och underhållsriktlinjer

Grund- och rumskrav

ZW-5.4/6~20 väger 2,40 ton och har en kompakt vertikal design med låg tyngdpunkt. armerad betongplatta på 4–5 ton är tillräcklig för stabil drift, monterad på elastomera vibrationsisolatorer (egenfrekvens 8–12 Hz). Det tvåradiga motstående cylindrararrangemanget eliminerar i sig första ordningens tröghetskrafter, vilket minimerar vibrationsöverföringen. Nödvändiga fritt utrymme: 1,0 m på den icke-drivande sidan för ventilunderhåll, 0,8 m på drivsidan för motoråtkomst och 1,5 m ovanför för rutinmässig service. Enhetens gaffeltruckkompatibla basram möjliggör positionering utan traversutrustning.

Specifikationer för kylvatten

Kylvattenbehovet är ungefär 15 m³/h vid en inloppstemperatur som inte överstiger 32 °C. Vattendistributionskretsen matar cylindermantlarna och intercoolern parallellt. Acceptabel vattenkvalitet: pH 6,5–8,5, total hårdhet < 300 mg/L som CaCO₃, klorid < 50 mg/L, suspenderade ämnen < 30 mg/L. För installationer utan tillförlitlig kommunal vattenförsörjning rekommenderas ett kompakt slutet kyltorn med en 0,5 m³ bufferttank. Vid högre utloppstryck (1,50–2,00 MPa) bör kylvattenflödet ökas med cirka 20% för att hantera den extra kompressionsvärmen.

Underhållsintervaller

Den oljefria designen eliminerar alla oljerelaterade underhållsuppgifter. Det finns inga krav på oljebyten, filterbyten, byte av separatorpatroner eller oljeanalys. De enda förbrukningsbara slitagedelarna är PTFE-kolvringar och ryttarband, som vanligtvis uppnår 3 500–5 500 timmar vid högtrycksdrift (1,50–2,00 MPa) och 4 500–6 500 timmar vid medeltrycksdrift (0,60–1,00 MPa).

Efterlevnads- och säkerhetscertifieringar

Kvävgaskompressorn ZW-5.4/6~20 uppfyller följande internationella standarder och myndighetskrav:

Prestanda- och effektivitetsanalys

ZW-5.4/6~20 uppnår en specifik effektförbrukning på cirka 24,4 kW per m³/min vid 2,00 MPa utloppstryck, vilket förbättras till cirka 18,5 kW/m³/min vid 0,60 MPa. Medan den specifika effekten är högre än modeller med större kapacitet på grund av minskad skaleffektivitet, ger enhetens variabla tryckkapacitet unik driftsflexibilitet som kompenserar för den marginella effektivitetsförlusten. Som jämförelse skulle en dedikerad högtrycksmembrankompressor med motsvarande kapacitet förbruka 28–35 kW/m³/min, medan oljesmorda skruvkompressorer vid 2,00 MPa vanligtvis överstiger 20 kW/m³/min.

Den primära ekonomiska fördelen med ZW-5.4/6~20 är eliminering av flera kompressorer i anläggningar med varierande tryckkrav. En anläggning som kräver kväve med 0,60 MPa, 1,20 MPa och 2,00 MPa skulle traditionellt behöva tre separata kompressorer eller en kompressor plus två tryckreduceringsstationer. ZW-5.4/6~20 ersätter hela denna infrastruktur med en enda enhet, vilket minskar kapitalkostnaderna med 40–60% och underhållskomplexiteten med en liknande marginal. total ägandekostnad för kvävekompression I applikationer med variabelt tryck domineras det av antal utrustningar och underhållsarbete snarare än marginell energieffektivitet.

Den oljefria designen minskar ytterligare den totala ägandekostnaden (TCO) genom att eliminera oljerelaterade förbrukningsvaror. En typisk smord kompressor av denna storlek och tryckintervall förbrukar 80–150 liter smörjolja årligen, plus filterelement, separatorpatroner och kostnader för spillolja på totalt 1 400–1 500–3 000 pund/år. ZW-5.4/6~20 eliminerar dessa kostnader helt.

Anpassning och OEM-funktioner

Vi erbjuder flexibla anpassningsalternativ för att anpassa ZW-5.4/6~20 till specifika installationsbegränsningar och slutanvändarkrav:

• Medarmonterade paket: Förmonterad kompressor, motor, kylare och kontrollpanel på en stålkonstruktion med gaffeltrucksfickor och lyftöglor. Reducerar fältinstallationen till endast elanslutning och kylvattenanslutning.
• Mobila släpvagnsenheter: ZW-5.4/6~20 kan monteras på en släpvagn som är tillåten för vägtransport med integrerad dieselgenerator, kylsystem och kvävelagring, vilket skapar en helt mobil kväveförsörjningsenhet för byggarbetsplatser, rörledningsunderhåll och räddningsinsatser.
• Automatiserad tryckreglering: Tillval Siemens LOGO! eller S7-1200 PLC med tryckåterkopplingsslinga, som automatiskt justerar frigångsfickans volym för att bibehålla inställt utloppstryck inom ±0,05 MPa. Fjärrövervakning via Modbus TCP/IP eller OPC-UA.
• Akustiska höljen: Kompakt IP54-klassad ljudhölje som minskar buller från 82 dB(A) till 68 dB(A) på 1 meters avstånd, lämplig för inomhusinstallationer i ljudkänsliga miljöer som laboratorier och maskinrum i anslutning till kontor.
• OEM och privat etikett: Anpassade färgscheman, märkta namnskyltar och lokaliserade dokumentationspaket för distributörer av gasutrustning och systemintegratörer.

Anpassade konfigurationer är tillgängliga från MOQ 1 enhetTekniska förslag levereras inom 3–5 arbetsdagar. Standardleverans: 10–12 veckor; expressleverans inom 8 veckor för kvalificerade beställningar.

Fallstudie: Kväveförsörjning i pilotanläggning med flera tryck

Klient: Ett specialkemiföretag som driver en pilotanläggning med flera reaktorer i Tyskland

Utmaning: Pilotanläggningen drev fyra reaktorer med olika kvävetryckskrav: Reaktor A (0,60 MPa för inerting), Reaktor B (1,20 MPa för katalysatoraktivering), Reaktor C (1,60 MPa för högtryckssyntes) och Reaktor D (2,00 MPa för polymerisation). Kunden underhöll tre separata kompressorer (0,60 MPa, 1,20 MPa och 2,00 MPa) plus tryckreduceringsstationer, vilket resulterade i höga kapitalkostnader, komplex underhållsplanering och frekventa korskontamineringsproblem vid byte mellan reaktorer.

Lösning: Vi levererade en ZW-5.4/6~20 oljefri kvävgaskompressor med automatiserad kontroll av frigångsfickor, som ersätter alla tre befintliga kompressorer. Enheten konfigurerades på en kompakt medar med integrerad intercooler, efterkylare och en Siemens S7-1200 PLC med tryckåterkopplingsstyrning. PLC:n justerar automatiskt utloppstrycket för att matcha de aktiva reaktorkraven och växlar mellan börvärden på under 5 minuter.

Resultat efter 18 månader:

• Kapitalutrustning: Minskat från 3 kompressorer till 1, vilket sparar 180 000 euro i initial investering
• Underhållskostnader: Minskad med 58% (från 24 000 euro/år till 10 100 euro/år)
• Golvutrymme: Minskad med 65% (från 18 m² till 6,3 m²)
• Kväverenhet: Konsekvent >99,9% med oljehalt <0,01 mg/m³ över alla tryckbörvärden
• Reaktoromkopplingstid: Minskad från 45 minuter till under 5 minuter, förbättrar genomströmningen i pilotanläggningen

”ZW-5.4/6~20 har förenklat vår kvävgasförsörjning dramatiskt. Vi behöver inte längre underhålla tre kompressorer eller oroa oss för fel på tryckreduceringsventilerna. Den automatiska tryckomkopplingen är sömlös, och våra pilotanläggningsoperatörer älskar enkelheten.” — Processteknisk chef

Vanliga frågor och urvalsguide

Relaterade produkter och lösningar

För en fullständig översikt över våra industriell kvävgaskompressor portfölj, inklusive oljefria syrgaskompressorer, vätgaskompressorer och specialgaslösningar, vänligen kontakta vårt teknikteam eller bläddra i vår onlinekatalog.

Redo för en flexibel kvävekompressionslösning?

Våra applikationsingenjörer finns tillgängliga för att utvärdera era behov av kväve för flera tryck och demonstrera hur ZW-5.4/6~20 kan ersätta flera kompressorer med en enda, mångsidig enhet. Vi tillhandahåller kostnadsfria tekniska förslag, analyser av total ägandekostnad och vägledning för integration av pilotanläggningar inom 48 timmar.

E-post: [email protected] | Svar inom 24 timmar