ZW-2/4 kvävgaskompressor – Kompakt oljefri N2-booster för småskalig luftseparation

ZW-2/4 är en tvåstegs, tvåradig oljefri kvävgaskompressor med kolv, konstruerad för kompakta kryogena luftseparationsenheter, kvävgasförsörjning i laboratorier och småskalig VPSA-kvävgasproduktion, med en kapacitet på 2 m³/min vid ett utloppstryck på 0,40 MPa. Noll smörjmedelsförorening, utrymmeseffektiv design och byggd för tillförlitlig kontinuerlig drift.

Produktöversikt

De ZW-2/4 kvävgaskompressor representerar en kompakt men kraftfull lösning i vårt sortiment av oljefria kolvkompressorer, specialbyggd för kväveförstärkningsuppgifter i småskalig kryogen luftseparation, laboratoriegasförsörjningskedjor och kompakta VPSA-kvävegenereringssystem. Med en kapacitet på 2 m³/min och ett utloppstryck på 0,40 MPa, den här enheten levererar professionell prestanda i ett format som passar i trånga industriutrymmen.

Till skillnad från konventionella smorda kompressorer som äventyrar kvävrenheten med oljeångöverföring, arbetar ZW-2/4 helt oljefri smörjarkitekturDenna designfilosofi eliminerar kraven på oljefiltrering nedströms, förkortar underhållsscheman och garanterar att kväverenhetskraven uppfylls för känsliga tillämpningar, inklusive läkemedelsforskning och utveckling, elektroniktestning och laboratorier för livsmedelskonservering.

Kompressorn använder en tvåsteg, tvårad (二列二级) kolvkonfiguration som optimerar kompressionseffektiviteten över hela tryckförhållandet. Varje kompressionssteg har oberoende kylkretsar, vilket säkerställer att utloppstemperaturerna hålls inom säkra termiska gränser även under längre driftscykler. Den kompakta gjutjärnsramen och den precisionsbalanserade vevaxeln är konstruerade för 60 000+ timmar av driftslivslängd under standardiserade serviceintervall.

Tekniska specifikationer – ZW-2/4

* Alla specifikationer är klassade vid standardreferensförhållanden (ISO 1217, bilaga C). Faktisk prestanda kan variera beroende på platsens höjd över havet, omgivningstemperatur och inloppsförhållanden.

Viktiga funktioner och tekniska fördelar

1. Ultrakompakt yta

Just vid 720 × 763 × 1475 mm och 600 kg, upptar ZW-2/4 mindre än 0,55 m² golvyta. Denna kompakta formfaktor gör den idealisk för eftermontering i befintliga anläggningar där utrymmet är begränsat, såsom universitetsforskningslaboratorier, sjukhusens gasförsörjningsrum och små tillverkningsanläggningar. Den vertikala orienteringen av det tvåradiga cylinderarrangemanget minimerar det horisontella fotavtrycket samtidigt som full tvåstegs termodynamisk verkningsgrad bibehålls.

2. Oljefri PTFE-kolvteknik

ZW-2/3 använder en självsmörjande PTFE-kompositkolvring och ryttarbandssystem som fungerar utan kolvätesmörjmedel. Detta uppnår ISO 8573-1 Klass 0 oljehaltscertifiering, vilket gör den lämplig för de mest krävande tillämpningarna med kväverenhet. Elimineringen av olja från kompressionskammaren eliminerar risken för oljeinducerad polymerisation i kväveströmmar som innehåller spår av syre, en kritisk säkerhetsaspekt vid hantering av gas med hög renhet.

3. Tvåstegseffektivitet i liten skala

De flesta kompressorer med liten kapacitet minskar effektiviteten genom att använda enstegskonstruktioner. ZW-2/4 upprätthåller en tvåstegskompressionsarkitektur med mellanstegskylning, vilket uppnår en specifik effektförbrukning på cirka 9,25 kW per m³/min—exceptionellt för denna kapacitetsklass. Den stegvisa rör-och-skal-kylaren minskar andra stegets inloppstemperatur, vilket förbättrar den volymetriska verkningsgraden och förlänger ventilens livslängd.

4. Vevaxelkonstruktion med låg tröghet

Den smidda vevaxeln av legerat stål är dynamiskt balanserad för att ISO 1940 G2.5 och har en design med låg tröghetsmoment som möjliggör snabb start-stopp-cykling. Detta är särskilt värdefullt för laboratorieapplikationer där kompressorn kan cykla vid behov istället för att köras kontinuerligt. Den tvåradiga motstående cylindrarlayouten ger naturlig kraftutjämning, vilket minskar grundkraven och möjliggör installation på vanliga industrigolv utan speciella tröghetsblock.

Applikationsscenarier

Småskalig kryogen luftseparation

I kompakta kryogena ASU-installationer som producerar 50–200 Nm³/h gasformigt kväve, ZW-2/4 fungerar som den primära boostern mellan kylboxen och processdistributionsnätet. Dess kapacitet på 2 m³/min är exakt i linje med produktionen från småskaliga flytande kväveanläggningar och mini-ASU-system. Utloppstrycket på 0,40 MPa ger tillräcklig höjd för rörledningsdistribution till närliggande processutrustning, handskfack och instrumentgaspaneler.

Laboratorie- och forskningsgasförsörjning

Forskningslaboratorier, universitetens kemiinstitutioner och farmaceutiska FoU-anläggningar behöver en pålitlig försörjning av högrent kväve för arbete i inert atmosfär, lösningsmedelsavdunstning och kromatografisk bärgas. ZW-2/4:s oljefria certifiering säkerställer att inga kolväteföroreningar stör känsliga analysinstrument som GC-MS, HPLC och ICP-MS. Den kompakta storleken möjliggör installation i direkt anslutning till laboratoriegasdistributionspaneler, vilket eliminerar långa rörledningar som kan orsaka atmosfärisk kontaminering.

Kompakta VPSA-kvävegeneratorer

För småskalig VPSA-kvävegenerator I sina paket komprimerar ZW-2/4 lågtryckskväveprodukten (vanligtvis 0,05–0,10 MPa från adsorptionsbädden) till användbart distributionstryck. Den oljefria designen är avgörande eftersom VPSA-system använder molekylsiktsadsorbenter som permanent skulle förgiftas av oljeånga. Det kompakta formatet gör att kompressorn kan integreras direkt i VPSA-meden, vilket skapar ett komplett nyckelfärdigt kvävegenereringspaket.

Elektroniktillverkning och lödning

I elektronikmonteringsanläggningar används kväve för våglödningsinerting, atmosfärskontroll i reflowugn och komponentlagringZW-2/4:s utloppstryck på 0,40 MPa är tillräckligt för typiska kvävebehov för lödmaskiner (0,20–0,35 MPa), med tryckreglering vid användningsstället. Den oljefria certifieringen förhindrar kolvätekontaminering av lödfogar och flussrester, vilket kan orsaka problem med elektrisk ledningsförmåga i högtillförlitlig elektronik.

Material och konstruktion

ZW-2/4 är tillverkad av material utvalda för kvävekompatibilitet, kompakt hållbarhet och lättillgänglighet för underhåll:

Alla tryckbärande komponenter är konstruerade för att GB 150 standarder för tryckkärl. Den kompakta intercoolern använder en konstruktion med fenrör i aluminium för maximal värmeöverföring i ett minimalt utrymme, vilket minskar den totala enhetens höjd samtidigt som kyleffekten mellan stegen bibehålls. Svetsfogarna genomgår hydrostatisk provning vid 1,5× designtryck före leverans.

Installations- och underhållsriktlinjer

Fundament och montering

Med en vikt på endast 600 kg kan ZW-2/4 installeras på standard förstärkt industrigolv utan ett dedikerat tröghetsblock. Enheten levereras med fyra vibrationsisoleringsfästen som reducerar överförda vibrationer till mindre än 2 mm/s RMS. Minsta installationsutrymme: 800 mm fram (ventilåtkomst), 500 mm på sidorna och 600 mm bak (kylaråtkomst). Det kompakta formatet (720 × 763 mm) möjliggör installation i vanliga fack för laboratorieutrustning och små mekaniska rum.

Kylningskrav

Kylvattenflödesbehovet är ungefär 3,5 m³/h vid 32 °C inloppstemperatur. För anläggningar utan kylvatteninfrastruktur, en valfri luftkyld efterkylare är tillgänglig, med omgivningsluft med en dedikerad fläkt och lamellrörsvärmeväxlare. Denna konfiguration ökar den totala höjden med 200 mm men eliminerar behovet av kylvattenrör.

Elektrisk anslutning

Motorn på 18,5 kW arbetar enligt standard 380V/3-fas/50Hz industriell kraft. En 32A automatsäkring med motorskydd (termisk överbelastning + kortslutning) rekommenderas. Motorn har effektivitetsklass IE3 och uppfyller EU:s ekodesigndirektiv. För nordamerikanska installationer finns en motorvariant på 460V/60Hz tillgänglig med 2–3 veckors extra ledtid.

Underhållsschema

Den oljefria arkitekturen förenklar underhållet dramatiskt. Det finns inga smörjmedelsfilter, inga oljeprovtagningsprogram och inga byten av separatorelement. De primära förbrukningsvarorna är PTFE-kolvringar och ryttarband, med en typisk livslängd på 4 000–6 000 timmar vid drift med rent kväve. Alla slitagekomponenter är åtkomliga från enhetens fram- och ovansida, vilket möjliggör service utan att kompressorn behöver flyttas från sin installerade position.

Efterlevnads- och säkerhetscertifieringar

Kvävgaskompressorn ZW-2/4 uppfyller eller överträffar följande internationella standarder och myndighetskrav:

Prestanda- och effektivitetsanalys

ZW-2/4 uppnår en specifik effektförbrukning på cirka 9,25 kW per m³/min kväve vid 0,40 MPa utloppstryck. Även om denna specifika effekt är högre än för enheter med stor kapacitet på grund av fysiken bakom småskalig kompression, representerar den utmärkt effektivitet inom kategorin kompakta oljefria kolvkompressorer. Som ett sammanhang förbrukar typiska oljesmorda skruvkompressorer i detta kapacitetsområde 10–12 kW/m³/min, medan membrankompressorer (ofta används för högrena applikationer) kan överstiga 15 kW/m³/min.

Under en årlig driftscykel på 4 000 timmar eliminerar ZW-2/4:s oljefria fördel cirka $800–$1 200 i årliga kostnader för smörjmedel och filter jämfört med smorda alternativ. Den kompakta designen minskar också installationskostnaderna – inget separat kompressorhus, inget kyltorn och minimal elektrisk infrastruktur. total ägandekostnad för små kvävgaskompressorer domineras av energi och underhåll, och ZW-2/4 optimerar båda.

Motorn på 18,5 kW är IE3 premiumeffektivitet klass, vilket minskar elektriska förluster med 3–5% jämfört med IE2-motorer. För anläggningar som drivs med tidsbaserade eltariffer möjliggör ZW-2/4:s förmåga att starta och stoppa snabbt (vevaxel med låg tröghetströghet) strategier för efterfrågeflexibilitet som flyttar kompressionen till perioder med låg belastning, vilket ytterligare minskar driftskostnaderna.

Anpassning och OEM-funktioner

Utöver standardkonfigurationen ZW-2/4 erbjuder vi skräddarsydda lösningar för specifika installationsmiljöer:

• Luftkylt paket: Eliminerar behovet av kylvatten med integrerad luftkyld intercooler och efterkylare. Idealisk för fjärrinstallationer och mobila släpvagnar för kvävgasgenerering. Ökar den totala höjden med 200 mm.
• Ljuddämpad inkapsling: Minskar bullernivån från 82 dB(A) till 68 dB(A) på 1 m avstånd, lämplig för inomhusinstallationer i laboratorier. Kapslingen inkluderar integrerade ventilationsfläktar och portar för syreövervakning.
• Variabel frekvensomriktare (VFD): Anpassar kompressorns uteffekt till fluktuerande kvävebehov, vilket förbättrar dellasteffektiviteten med 15–25%. Inkluderar tryckgivare och PID-reglering för automatisk hastighetsmodulering.
• Nyckelfärdigt system med medar: Förmonterad med kvävgasbehållare (500 l), tryckregulatorpanel och fuktmätare. Reducerar fältinstallationen till endast elektriska anslutningar och gasinloppsanslutningar.
• Explosionssäker variant: ATEX Zon 2-certifierad motor och elektriska komponenter för installation i klassificeringar av explosionsfarligt område. Tillgänglig för 380V/50Hz och 460V/60Hz kraftsystem.

Minsta orderkvantitet för anpassade konfigurationer är 1 enhetStandardleveransen är 6–8 veckor; anpassade paket levereras inom 8–10 veckor. OEM-privat märkning och co-branded dokumentation finns tillgänglig för systemintegratörer och distributörer av gasutrustning.

Fallstudie: Uppgradering av kväveförsörjning vid universitetets forskningslaboratorium

Klient: Ett ledande forskningsuniversitet i Östasien, Institutionen för materialvetenskap

Utmaning: Avdelningens befintliga högtryckskvävgasflaskbank (200 bar, 50 liters flaskor) visade sig vara otillräcklig för flera samtidiga handskfackoperationer, inert atmosfärsugnar och termiska analysinstrument. Flaskbyten störde experimenten, och logistiken för flaskhanteringen i en flervånings laboratoriebyggnad blev ett säkerhetsproblem.

Lösning: Vi levererade en ZW-2/4 oljefri kvävgaskompressor integrerad med en liten VPSA-kvävegenerator (som producerar 99,9% N₂ vid 0,08 MPa) och en 500-liters mottagningstank. Den kompakta kompressorn passade in i det befintliga mekaniska rummet (1,2 m × 1,5 m golvyta), och den oljefria certifieringen uppfyllde avdelningens krav på analytisk renhet.

Resultat:

• Kväveförsörjningskontinuitet: 100% tillgänglighet på begäran, vilket eliminerar förseningar vid cylinderbyte
• Årlig driftskostnad: Minskad med 58% kontra hyra och leverans av cylinder (från $12 400 till $5 200)
• Laboratoriesäkerhet: Eliminerad manuell cylinderhantering i trånga hiss- och korridorutrymmen
• Kväverenhet: Konsekvent >99.95% med oljehalt <0,01 mg/m³, vilket uppfyller alla krav på analysinstrument

”ZW-2/4 förvandlade vår laboratorieverksamhet. Vi oroar oss inte längre för att få slut på kväve mitt i ett experiment, och den kompakta storleken innebar att vi inte behövde offra värdefullt laboratorieutrymme. Den oljefria certifieringen ger oss förtroende för att våra analysresultat inte äventyras av kolväteföroreningar.” — Laboratoriechef, institutionen för materialvetenskap

Vanliga frågor och urvalsguide

Relaterade produkter och lösningar

Utforska vårt kompletta utbud av industriella kvävekompressorer, inklusive oljefria syrekompressorer, vätgasboosters och speciallösningar för gashantering. Kontakta vårt teknikteam för applikationsspecifika rekommendationer och anpassad paketdesign.

Redo att uppgradera ditt kväveförsörjningssystem?

Våra applikationsingenjörer specialiserar sig på att matcha kompressorspecifikationer till dina exakta krav på kväveflöde, tryck och renhet. Vi tillhandahåller kostnadsfria tekniska förslag, ritningar och livscykelkostnadsanalyser inom 48 timmar efter din förfrågan.