ZW-5.3/16 Nitrogen Compressor – High-Pressure Oil-Free N2 Booster for 1.60 MPa Industrial Applications

Description

ZW-5.3/16 Nitrogen Compressor – High-Pressure Oil-Free N2 Booster for 1.60 MPa Industrial Applications

Engineered to deliver 5.3 m³/min at 1.60 MPa discharge pressure, the ZW-5.3/16 is a two-stage, three-row oil-free piston nitrogen compressor purpose-built for high-pressure nitrogen injection, cylinder filling, and demanding petrochemical process applications. Zero oil contamination, compact footprint, and optimized for continuous-duty operation at elevated pressure.

4ZW-84-30 O2 N2 Compressor

ภาพรวมผลิตภัณฑ์

เดอะ ZW-5.3/16 nitrogen compressor represents a specialized high-pressure solution within our oil-free piston compressor family, engineered for applications where elevated discharge pressure is the primary operational requirement. With a rated capacity of 5.3 ลบ.ม./นาที and an exceptional แรงดันปล่อย 1.60 MPa, this unit occupies a unique position in the industrial nitrogen compression landscape—bridging the gap between conventional low-pressure boosters and ultra-high-pressure gas filling systems.

What distinguishes the ZW-5.3/16 from conventional alternatives is its fully oil-free compression mechanism utilizing self-lubricating PTFE composite piston rings and rider bands. This design philosophy eliminates any possibility of hydrocarbon contamination in the nitrogen product stream, making the unit immediately suitable for high-purity nitrogen cylinder filling, pharmaceutical-grade nitrogen injection, and electronics process gas supply without additional downstream purification equipment. The oil-free certification is particularly critical at 1.60 MPa because oil contamination at elevated pressure becomes more difficult and costly to remove.

ของมัน two-stage, three-row (二列三级) configuration delivers the high pressure ratio required for 1.60 MPa discharge while managing thermal loads through staged intercooling. The compact dimensions—1947 × 1900 × 2580 มม.—allow the ZW-5.3/16 to fit into existing machinery rooms or containerized installations where floor space is at a premium. At 3.97 ตัน, the unit can be transported and positioned using standard forklift equipment.

ZW-5.3/16 nitrogen compressor high pressure two stage three row design

Technical Specifications – ZW-5.3/16

พารามิเตอร์ ค่า หน่วย
แบบอย่าง ZW-5.3/16
ลวดลาย Two-stage, Three-row (二列三级)
ความจุ 5.3 ม³/นาที
แรงดันปล่อย 1.60 เมกะปาสคาล
ขนาดคอมเพรสเซอร์ (ยาว × กว้าง × สูง) 1947 × 1900 × 2580 มม.
น้ำหนัก 3.97 ที
พลัง 55 กิโลวัตต์
แรงดันไฟฟ้า 380 วี
ก๊าซมีเดียม ไนโตรเจน (N₂)
การหล่อลื่น ปราศจากน้ำมัน

* ข้อมูลจำเพาะทั้งหมดได้รับการประเมินภายใต้สภาวะอ้างอิงมาตรฐาน (ISO 1217, ภาคผนวก C) ประสิทธิภาพการทำงานจริงอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับระดับความสูงของสถานที่ อุณหภูมิแวดล้อม และสภาวะทางเข้า

คุณสมบัติหลักและข้อได้เปรียบทางด้านวิศวกรรม

1. เทคโนโลยีการซีล PTFE แรงดันสูงแบบไร้น้ำมัน

The ZW-5.3/16 employs a proprietary ระบบแหวนลูกสูบหล่อลื่นในตัวและแถบยึดลูกสูบ manufactured from high-performance PTFE composites reinforced with glass fiber and bronze particulates, specifically formulated for high-pressure service. This material achieves a coefficient of friction below 0.08 without any external hydrocarbon lubrication, completely eliminating oil vapor carryover into the nitrogen stream. At 1.60 MPa, the risk of oil contamination becomes exponentially more problematic because oil droplets are more difficult to separate at elevated pressure, and any contamination becomes concentrated in the compressed gas. The ZW-5.3/16’s native oil-free design achieves เป็นไปตามมาตรฐาน ISO 8573-1 ระดับ 0 without downstream filtration, a critical advantage for cylinder filling and high-purity process applications.

2. Two-Stage Three-Row Compression Architecture

เดอะ two-stage, three-row configuration of the ZW-5.3/16 is uniquely engineered to achieve the high pressure ratio required for 1.60 MPa discharge. The three-row arrangement provides superior force balance compared to two-row designs, reducing vibration transmission and permitting installation on lighter foundations. The staged compression with inter-stage cooling limits the discharge temperature of each stage to below 160°C, preserving the integrity of the PTFE sealing elements and extending valve plate life. This thermal management is particularly critical at high pressure ratios where adiabatic compression temperatures would otherwise exceed the safe operating limits of polymer-based seals.

3. Compact Design for Space-Constrained Installations

At 1947 × 1900 × 2580 มม., the ZW-5.3/16 occupies remarkably little floor space for a high-pressure compressor of this capability. The compact footprint is achieved through an optimized vertical crankcase design that minimizes the machine’s longitudinal dimension while maintaining adequate maintenance access. The 3.97-tonne weight permits transportation and positioning using standard forklift equipment, eliminating the need for overhead cranes or specialized rigging. This portability makes the ZW-5.3/16 ideal for containerized nitrogen supply systems, mobile cylinder filling stations, and retrofit installations in existing compressor houses with limited floor space.

4. ชุดขับมอเตอร์แบบต่อตรงมาตรฐาน 380V

The ZW-5.3/16 is powered by a มอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟส 55 กิโลวัตต์ 380 โวลต์ 50 เฮิรตซ์ rated to IEC 60034-1 IE3 efficiency class. The standard low-voltage configuration integrates directly into existing 380V industrial distribution panels without requiring medium-voltage infrastructure, step-down transformers, or specialized switchgear. This electrical simplicity reduces both capital expenditure and commissioning complexity, making the ZW-5.3/16 an attractive option for facilities upgrading from bottled nitrogen or membrane generators to on-site high-pressure compression.

ZW-5.3/16 nitrogen compressor general assembly compact high pressure design

สถานการณ์การใช้งาน

High-Pressure Nitrogen Cylinder Filling

The ZW-5.3/16 is purpose-built for nitrogen cylinder filling stations serving industrial gas distributors, welding supply companies, and specialty gas laboratories. Its 1.60 MPa discharge pressure is sufficient to fill standard industrial nitrogen cylinders to 15 MPa working pressure through a high-pressure booster or cascade system. The 5.3 m³/min capacity supports a filling rate of approximately 20–25 cylinders per hour (40L, 15 MPa), making it suitable for medium-volume filling operations. The oil-free design is mandatory for cylinder filling because any oil contamination would be concentrated in the compressed gas and could contaminate downstream processes when the cylinder is used.

ZW-5.3/16 nitrogen compressor high pressure cylinder filling station

Petrochemical High-Pressure Nitrogen Injection

In petrochemical and refinery operations, the ZW-5.3/16 provides high-pressure nitrogen for reactor inerting, catalyst preservation, emergency vessel purging, and pipeline pressure testing. The 1.60 MPa discharge pressure is sufficient to overcome the pressure ratings of most process vessels and reactor systems, allowing direct nitrogen injection without intermediate boosting. The ZW-5.3/16 high-pressure nitrogen compressor is particularly valuable for emergency response scenarios where rapid nitrogen injection is required to inert a vessel or suppress a runaway reaction. The oil-free certification is mandatory because nitrogen at 1.60 MPa entering a catalyst bed or process stream must remain completely hydrocarbon-free.

Pharmaceutical & Biotechnology Process Gas

Pharmaceutical manufacturing facilities require high-purity nitrogen for sterile process inerting, lyophilization (freeze-drying), and aseptic filling operations. The ZW-5.3/16’s oil-free certification ensures compliance with FDA 21 CFR, EU GMP Annex 1, and pharmacopeial nitrogen standards. The 1.60 MPa pressure is adequate for feeding high-pressure nitrogen distribution manifolds serving multiple sterile processing suites, autoclaves, and freeze-dryers. The compact footprint allows installation within pharmaceutical cleanroom support areas or utility corridors where space is severely constrained.

ZW-5.3/16 nitrogen compressor pharmaceutical process gas application

Electronics & Semiconductor Manufacturing

Semiconductor fabrication facilities require high-pressure nitrogen for wafer handling systems, chemical vapor deposition (CVD) processes, and ion implantation chamber purging. The ZW-5.3/16’s 1.60 MPa discharge pressure is sufficient for feeding the high-pressure nitrogen headers that serve process tools requiring elevated pressure for pneumatic actuation or process gas delivery. The oil-free design is absolutely non-negotiable in semiconductor applications because even trace oil contamination can cause catastrophic defects in integrated circuits, leading to yield losses measured in millions of dollars.

วัสดุและการก่อสร้าง

The ZW-5.3/16 is constructed from premium materials selected for high-pressure nitrogen compatibility, corrosion resistance, and extended operational life:

ส่วนประกอบ วัสดุ ข้อกำหนด
บล็อกกระบอกสูบ เหล็กหล่อสีเทา GG25 / HT250, integral cooling passages
เพลาข้อเหวี่ยง เหล็กอัลลอยขึ้นรูป 42CrMo4, Q&T, dynamically balanced
แหวนลูกสูบ วัสดุคอมโพสิต PTFE-แก้ว-บรอนซ์ Self-lubricating, high-pressure rated to 2.0 MPa
สายรัดนักขี่ วัสดุคอมโพสิต PTFE ระบบนำทางลูกสูบ ป้องกันรอยขีดข่วน อัตราการสึกหรอ <0.05 มม./1000 ชม.
แผ่นวาล์ว สแตนเลสสตีล SS316, high-pressure concentric ring design
ก้านเชื่อมต่อ เหล็กกล้าตีขึ้นรูปพร้อมตลับลูกปืนแบ็บบิตต์ ปลายใหญ่กลึงแม่นยำ หล่อลื่นด้วยน้ำมัน
อินเตอร์คูลเลอร์ เปลือกเหล็กกล้าคาร์บอน / ท่อสแตนเลส SS316 ASME VIII Div.1, 1.5× hydrotest
Aftercooler เปลือกเหล็กกล้าคาร์บอน / ท่อสแตนเลส SS316 High-pressure finned tube, 32°C cooling water
High-Pressure Piping Seamless Stainless Steel SS316, rated to 2.5 MPa working pressure

ชิ้นส่วนรับแรงดันทั้งหมดได้รับการออกแบบและผลิตตามมาตรฐาน ASME BPVC มาตรา VIII ส่วนที่ 1 หรือมาตรฐาน GB 150 ของจีน รอยเชื่อมทุกจุดต้องผ่านการตรวจสอบด้วยรังสีเอกซ์ 100% (RT) ตามมาตรฐาน ASME มาตรา V ข้อ 2 และภาชนะรับแรงดันที่ผลิตเสร็จสมบูรณ์แต่ละชิ้นจะต้องผ่านการทดสอบแรงดันไฮโดรสแตติกที่ 1.5 เท่าของแรงดันใช้งานสูงสุดที่อนุญาต (MAWP) เป็นระยะเวลาอย่างน้อย 30 นาที

ZW-5.3/16 nitrogen compressor factory precision machining and quality control

คู่มือการติดตั้งและการบำรุงรักษา

ข้อกำหนดพื้นฐานและพื้นที่

The ZW-5.3/16 weighs 3.97 tonnes and features a compact vertical design with a low center of gravity. A แผ่นคอนกรีตเสริมเหล็กหนัก 5-6 ตัน is sufficient for stable operation, mounted on elastomeric vibration isolators (natural frequency 8–12 Hz). The three-row opposed-cylinder arrangement provides excellent force balance, minimizing vibration transmission. Required clearances: 1.0 m on the non-drive side for valve maintenance, 0.8 m on the drive side for motor access, and 1.5 m overhead for routine service.

ข้อกำหนดเกี่ยวกับน้ำหล่อเย็น

ความต้องการน้ำหล่อเย็นอยู่ที่ประมาณ 15 ลบ.ม./ชม. at an inlet temperature not exceeding 32°C. The water distribution circuit feeds the cylinder jackets and intercooler in parallel. Water quality specifications: pH 6.5–8.5, total hardness < 300 mg/L as CaCO₃, chloride content < 50 mg/L (to prevent SS316 tube corrosion), suspended solids < 30 mg/L. For installations without reliable municipal water, a compact closed-loop cooling tower with a 0.5 m³ buffer tank is recommended.

ตารางการบำรุงรักษาเชิงป้องกัน

ช่วงเวลา รายการบริการ ต้องดำเนินการ
รายวัน การตรวจสอบด้วยสายตาและการใช้งาน ตรวจสอบรอยรั่ว เสียงผิดปกติ การไหลของน้ำหล่อเย็น และอุณหภูมิของน้ำที่ระบายออก
250 ชั่วโมง การตรวจสอบแผ่นวาล์ว Check for carbon deposits, spring fatigue, or cracking in high-pressure valves
1,000 ชั่วโมง การประเมินการสึกหรอของแหวนลูกสูบ วัดระยะห่างของร่อง หากระยะห่างเกิน 0.20 มม. ให้เปลี่ยนแหวน
3,000 hours Intermediate Overhaul Replace all piston rings, rider bands, and valve plate assemblies
6,000 hours การปรับปรุงครั้งใหญ่ Inspect crankshaft, measure bearing clearances, replace bearings if >0.08 mm

The oil-free design of the ZW-5.3/16 dramatically simplifies maintenance compared to lubricated alternatives. There are no oil changes, no oil analysis, no filter replacements, and no separator cartridge changes. The only consumable wear items are the แหวนลูกสูบและแถบยึดทำจาก PTFE, which typically achieve 3,000–5,000 hours of service under clean nitrogen conditions at high pressure.

ZW-5.3/16 nitrogen compressor workshop assembly and quality inspection

ใบรับรองการปฏิบัติตามกฎระเบียบและความปลอดภัย

The ZW-5.3/16 nitrogen compressor meets the following international standards and regulatory requirements:

อุปกรณ์แรงดัน
ASME BPVC ส่วน VIII Div.1, GB 150-2011, PED 2014/68/EU โมดูล A
ความปลอดภัยทางไฟฟ้าและเครื่องจักร
IEC 60034-1 (ประสิทธิภาพ IE3), IEC 60204-1, ISO 12100
การรับรองว่าปราศจากน้ำมัน
ผ่านการรับรองมาตรฐาน ISO 8573-1 ระดับ 0 (ปริมาณน้ำมัน) และผ่านการทดสอบโดย TÜV Rheinland
คุณภาพและสิ่งแวดล้อม
ISO 9001:2015, ISO 14001:2015
⚠️ ประกาศด้านความปลอดภัย

Nitrogen is an odorless, colorless asphyxiant gas. At 1.60 MPa, nitrogen releases from the ZW-5.3/16 can create high-velocity jets that rapidly displace oxygen in enclosed spaces. All installations must include continuous oxygen deficiency monitoring, emergency ventilation systems, and personnel training on nitrogen hazard awareness. Emergency shutdown interlocks should activate at 19.5% O₂ (alarm) and trigger hard shutdown at 18.0% O₂.

ZW-5.3/16 nitrogen compressor ISO certification and compliance badges

การวิเคราะห์ประสิทธิภาพและประสิทธิผล

The ZW-5.3/16 achieves a การใช้พลังงานจำเพาะประมาณ 10.38 กิโลวัตต์ต่อลูกบาศก์เมตรต่อนาที of nitrogen at 1.60 MPa discharge pressure. While this specific power is higher than low-pressure models due to the elevated pressure ratio, it remains competitive within the high-pressure oil-free piston compressor segment. For comparison, oil-lubricated reciprocating compressors at equivalent pressure ratios typically consume 11–13 kW/m³/min, and diaphragm compressors (often selected for high-pressure oil-free service) may exceed 15 kW/m³/min.

The primary economic advantage of the ZW-5.3/16 is not marginal energy savings but the การกำจัดวัสดุสิ้นเปลืองที่เกี่ยวข้องกับน้ำมันและอุปกรณ์การทำให้บริสุทธิ์ขั้นปลายน้ำ. A typical oil-lubricated high-pressure compressor requires quarterly oil changes ($300–600/year), monthly oil analysis ($200–400/year), annual filter replacements ($500–1,000/year), and separator cartridge changes ($800–1,500/year). The ZW-5.3/16 eliminates all of these expenses, delivering total consumable savings of $1,800–$3,500 annually.

Additionally, the ต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของระบบอัดไนโตรเจนแรงดันสูง is further reduced by eliminating the need for downstream oil-removal equipment. At 1.60 MPa, oil-filtration systems become significantly more complex and expensive, often requiring multi-stage coalescing filters followed by activated carbon adsorbers. The ZW-5.3/16’s native oil-free design removes this capital and operating burden entirely.

ความสามารถในการปรับแต่งและผลิตสินค้าตามสั่ง (OEM)

We provide flexible customization options to adapt the ZW-5.3/16 to specific installation constraints and end-user requirements:

  • ชุดอุปกรณ์ติดตั้งบนฐานเลื่อน: Pre-assembled compressor, motor, coolers, and control panel on a structural steel skid with forklift pockets and lifting eyes. Reduces field installation to electrical and cooling water connections only.
  • Mobile Cylinder Filling Stations: The ZW-5.3/16 can be mounted on a road-legal trailer with integrated nitrogen storage, cylinder filling manifold, and diesel generator, creating a fully mobile high-pressure nitrogen supply unit for construction sites and emergency response.
  • PLC และการตรวจสอบระยะไกล: Optional Siemens LOGO! or S7-1200 PLC with HMI touchscreen, Ethernet connectivity, and SMS/email alarm notifications. Compatible with Modbus TCP/IP for SCADA integration.
  • ตู้เก็บเสียง: ตู้เก็บเสียงขนาดกะทัดรัดระดับ IP54 ช่วยลดเสียงรบกวนจาก 84 dB(A) เหลือ 68 dB(A) ที่ระยะ 1 เมตร เหมาะสำหรับการติดตั้งภายในอาคารในสภาพแวดล้อมที่ไวต่อเสียงรบกวน
  • OEM และแบรนด์ส่วนตัว: Custom paint schemes, branded nameplates, and localized documentation for gas equipment distributors and system integrators.

สามารถกำหนดค่าแบบกำหนดเองได้จาก ขั้นต่ำในการสั่งซื้อ 1 ชิ้น. Engineering proposals are typically delivered within 3–5 business days. Standard delivery is 10–12 weeks; expedited delivery within 8 weeks is available.

ZW-5.3/16 nitrogen compressor custom skid mounted mobile unit

Case Study: Nitrogen Cylinder Filling Station Upgrade

ลูกค้า: An industrial gas distributor in Thailand serving welding, food packaging, and pharmaceutical customers

ท้าทาย: The client’s existing oil-lubricated compressor (12 years in service) was experiencing oil carryover into filled nitrogen cylinders, causing customer complaints from pharmaceutical clients and requiring expensive cylinder cleaning procedures. The compressor was also undersized for growing demand, creating bottlenecks during peak filling periods.

สารละลาย: We supplied a ZW-5.3/16 oil-free nitrogen compressor configured on a custom skid with integrated intercooler, aftercooler, and a high-pressure filling manifold capable of filling 40L cylinders to 15 MPa. The compact skid footprint fit within the existing filling bay without structural modifications.

ผลลัพธ์หลังจาก 18 เดือน:

  • Cylinder oil contamination: Eliminated completely, achieving ISO 8573-1 Class 0 in all filled cylinders
  • ข้อร้องเรียนจากลูกค้า: ศูนย์ related to oil contamination or cylinder quality
  • Filling capacity: Increased by 35%, reducing peak-period bottlenecks
  • Maintenance costs: Reduced by 40% through elimination of oil-related repairs and filter changes
  • Cylinder cleaning expenses: ถูกกำจัด, saving $8,000/year

“The ZW-5.3/16 has completely transformed our cylinder filling operation. No more oil contamination issues, no more customer complaints, and our maintenance team spends half the time on compressor service. The payback was under 2 years.” — Operations Manager, Industrial Gas Distributor

ZW-5.3/16 nitrogen compressor cylinder filling station installation case study

คำถามที่พบบ่อยและคู่มือการเลือก

What is the expected service life of the ZW-5.3/16?

The ZW-5.3/16 is designed for a อายุการใช้งานขั้นต่ำ 15 ปี (approximately 120,000 operating hours) in clean nitrogen service. The cast-iron frame and forged steel crankshaft are rated for the full design life. PTFE piston rings and rider bands are the primary wear items, with replacement intervals of 3,000–5,000 hours at high pressure. Valve plate assemblies typically last 2,000–3,500 hours before requiring refurbishment.

Can the ZW-5.3/16 fill nitrogen cylinders directly to 15 MPa?

The ZW-5.3/16 discharges at 1.60 MPa, which is insufficient for direct cylinder filling to 15 MPa. For cylinder filling applications, the ZW-5.3/16 is typically used as a pre-booster feeding a high-pressure booster compressor (such as our ZW series multi-stage units) that compresses the nitrogen from 1.60 MPa to 15–20 MPa for cylinder filling. Alternatively, the ZW-5.3/16 can be used in a cascade filling system where cylinders are filled in stages from multiple pressure banks.

Is the ZW-5.3/16 suitable for outdoor installation?

The standard ZW-5.3/16 is designed for การติดตั้งภายในอาคาร. For outdoor use, we offer an optional ตัวเรือนกันน้ำระดับ IP54 with space heating, solar shields, and forced ventilation. The acoustic enclosure option is recommended for outdoor installations to maintain noise compliance.

How does the ZW-5.3/16 compare to diaphragm compressors for high-pressure nitrogen?

Diaphragm compressors offer absolute oil-free compression but at significantly higher specific power (often 15+ kW/m³/min) and with much higher maintenance costs due to diaphragm replacement. The ZW-5.3/16 achieves comparable oil-free purity at substantially lower operating cost and with longer maintenance intervals. For a detailed comparison, see our การวิเคราะห์ผลตอบแทนจากการลงทุน (ROI) ของคอมเพรสเซอร์ไนโตรเจน.

When should I avoid selecting the ZW-5.3/16?

The ZW-5.3/16 is NOT recommended for: (1) แรงดันปล่อยที่สูงกว่า 2.00 MPa—consider our ZW multi-stage series or DW series; (2) Capacity requirements above 10 m³/min—รุ่น LW-series ขนาดใหญ่กว่าจะให้ประสิทธิภาพด้านขนาดที่ดีกว่า (3) Continuous flow modulation below 45% of rated capacity—piston compressors are less efficient at deep turndown.

ผลิตภัณฑ์และโซลูชันที่เกี่ยวข้อง

ZW Series Multi-Stage High-Pressure Compressors

Vertical, multi-stage oil-free compressors for oxygen, nitrogen, hydrogen, and specialty gases. Discharge pressures up to 9.00 MPa for cylinder filling, gas injection, and chemical process applications.

สำรวจซีรี่ส์ ZW →

เครื่องอัดไนโตรเจนแรงดันสูงซีรีส์ DW

Medium to high-pressure oil-free compressors (0.40–2.00 MPa) for nitrogen injection, pipeline boosting, and chemical synthesis. Capacities from 2 to 130 m³/min.

สำรวจซีรีส์ DW →

คอมเพรสเซอร์แรงดันปานกลางซีรีส์ MW

Medium-pressure oil-free compressors (1.0–4.0 MPa) for nitrogen recycle, gas liquefaction, and process gas compression in petrochemical operations.

สำรวจซีรี่ส์ MW →

For a complete overview of our เครื่องอัดไนโตรเจนอุตสาหกรรม portfolio, including oil-free oxygen compressors, hydrogen compressors, and specialty gas solutions, please contact our engineering team.

พร้อมที่จะอัปเกรดระบบไนโตรเจนแรงดันสูงของคุณแล้วหรือยัง?

Our application engineers are available to evaluate your high-pressure nitrogen requirements, inlet conditions, and integration constraints. We provide complimentary technical proposals, layout drawings, and TCO analyses within 48 hours.

อีเมล: [email protected] | ตอบกลับภายใน 24 ชั่วโมง