Азотний компресор 4MW-80/30 | Надвисокопродуктивний чотириступеневий безмасляний азотний бустер продуктивністю 80 м³/хв для промислового процесу з тиском 3,00 МПа

Азотний компресор 4MW-80/30 – надвисокопродуктивний чотириступеневий безмасляний азотний бустер для промислового процесу з тиском 3,00 МПа

Розроблений для подачі 80 м³/хв при тиску нагнітання 3,00 МПа, 4MW-80/30 — це чотириступеневий, чотирирядний безмасляний поршневий азотний компресор, призначений для найвимогливіших великомасштабних промислових застосувань. Нульове забруднення маслом, величезна пропускна здатність та оптимізований для безперервної роботи під підвищеним тиском на нафтохімічних, сталеливарних та газопереробних підприємствах.

Огляд продукту

The Азотний компресор 4MW-80/30 являє собою вершину нашої інженерії безмасляних поршневих компресорів, розроблених для найвимогливіших великомасштабних промислових застосувань, де одночасно потрібна величезна пропускна здатність та підвищений тиск нагнітання. З вражаючим Продуктивність 80 м³/хв і Тиск нагнітання 3,00 МПа, цей агрегат займає надвисокопродуктивний сегмент нашого портфоліо промислових азотних компресорів, обслуговуючи найбільші кріогенні установки розділення повітря, інтегровані сталеливарні заводи та нафтохімічні комплекси.

Що відрізняє 4MW-80/30 від усіх інших моделей у нашій лінійці, так це те, що... чотириступінчастий, чотирирядний (四列四级) Архітектура стиснення. Ця багатоступенева конструкція є важливою для управління екстремальним коефіцієнтом тиску, необхідним для досягнення тиску нагнітання 3,00 МПа, зберігаючи при цьому термічну стабільність та цілісність безмасляних ущільнювальних елементів з PTFE. Кожен ступінь оснащений незалежним інтеркулером, що забезпечує збереження температури газу в безпечних робочих межах навіть під час тривалої роботи на максимальній потужності. Масивна чавунна рама та міцний кований сталевий колінчастий вал розроблені для мінімального терміну служби 120 000 годин у суворих промислових умовах.

Компресор зберігає нашу особливість повністю безмасляний шлях стиснення використання самозмащувальних поршневих кілець та бандажів з композитного PTFE. При тиску нагнітання 3,00 МПа ризик перенесення масляної пари експоненціально вищий, ніж у системах низького тиску, що робить безмасляну конструкцію не просто перевагою, а абсолютно обов'язковою. 4MW-80/30 досягає власна сертифікація ISO 8573-1 класу 0 без будь-якого обладнання для фільтрації олії, що забезпечує відповідність чистоти азоту найсуворішим вимогам харчової промисловості, фармацевтичного виробництва, виробництва напівпровідників та нафтохімічних процесів.

Технічні характеристики – 4MW-80/30

* Усі характеристики розраховані за стандартних еталонних умов (ISO 1217, Додаток C). Фактична продуктивність може відрізнятися залежно від висоти над рівнем моря, температури навколишнього середовища та умов на вході.

Основні характеристики та інженерні переваги

1. Чотириступеневе стиснення для екстремальних коефіцієнтів тиску

The чотириступенева, чотирирядна (四列四级) архітектура Для двигуна 4MW-80/30 є фундаментальною інженерною вимогою досягнення тиску нагнітання 3,00 МПа за типових умов входу 0,05–0,10 МПа. Загальне співвідношення тисків приблизно від 30:1 до 60:1 розподіляється між чотирма циліндрами стиснення, причому кожен ступінь працює з керованим співвідношенням тисків від 2,5:1 до 3,5:1. Між кожним ступенем спеціальний високоефективний кожухотрубний інтеркулер відводить тепло стиснення, підтримуючи температуру нагнітання нижче 150°C та запобігаючи термічній деградації ущільнювальних елементів з PTFE. Без такого ступінчастого підходу температура нагнітання перевищувала б 250°C, що значно перевищує безпечну експлуатаційну межу для безмасляних матеріалів. Чотирирядна компоновка також забезпечує чудовий баланс сил, при цьому сили інерції першого та другого порядку значною мірою компенсують одна одну на протилежних парах циліндрів.

2. Високопродуктивна безмасляна система ущільнення з PTFE

4MW-80/30 використовує запатентовану самозмащувальне поршневе кільце та вузол бандажа виготовлені з надвисокопродуктивних композитів PTFE, спеціально розроблених для багатоступеневого використання під високим тиском. Ці кільця армовані скловолокном, бронзовими частинками та дисульфідом молібдену для досягнення коефіцієнта тертя нижче 0,05 без будь-якого зовнішнього вуглеводневого змащення. При тиску нагнітання 3,00 МПа парціальний тиск будь-якої масляної пари буде приблизно в 30 разів вищим, ніж при 0,30 МПа, що робить видалення масляних забруднень практично неможливим. Вбудована безмасляна конструкція 4MW-80/30 досягає Сертифікація ISO 8573-1 класу 0 без будь-якого обладнання для фільтрації, адсорбції чи моніторингу нижче за течією. Формула з PTFE розрахована на безперервну роботу за температур до 185°C, витримуючи кумулятивне термічне навантаження чотирьох ступенів стиснення.

3. Масивна надміцна рама з покращеним балансом сил

Основна рама відлита з Сірий чавун GG30 (еквівалент ASTM A48 класу 35B) з посиленими стінками товщиною до 80 мм та вбудованими каналами для охолоджувальної води, виточеними безпосередньо у виливку. чотирирядне протилежне розташування циліндрів забезпечує винятковий баланс сил, при цьому інерційні сили першого порядку компенсуються між сусідніми парами циліндрів, а сили другого порядку мінімізуються завдяки симетричному фазуванню колінчастого вала. Цей вдосконалений механічний баланс зменшує незбалансовані сили, що передаються на фундамент, більш ніж на 901 т/3 т порівняно з однорядними конструкціями, незважаючи на величезну продуктивність 80 м³/хв. Вага 26,00 тонн і довжина 6,8 метра відображають промисловий масштаб цієї машини, яка призначена для встановлення в спеціалізованих компресорних будівлях з міцним фундаментом і доступом до мостового крана.

4. Високопотужний середньовольтний привід для промислової інтеграції

4MW-80/30 приводиться в рух Асинхронний двигун середньої напруги потужністю 900 кВт Доступні в конфігураціях 6 кВ або 10 кВ, що відповідають класу ефективності IE3 стандарту IEC 60034-1. На цьому рівні потужності привод середньої напруги є обов'язковим для практичного розподілу електроенергії — струм двигуна при 380 В перевищуватиме 1600 ампер, що вимагатиме непрактичних розмірів кабелів та розподільчих пристроїв. Конфігурація 6 кВ або 10 кВ дозволяє пряму інтеграцію в промислові розподільчі мережі середньої напруги зі струмами двигунів 100–170 ампер, що дозволяє використовувати стандартні розміри кабелів та звичайні розподільчі пристрої. Двигун оснащений рідинним охолоджувальним кожухом для роботи в тропічному кліматі та має ізоляцію класу F з підвищенням температури класу B для розширеного теплового запасу.

Сценарії застосування

Надвеликомасштабні кріогенні установки розділення повітря

У найбільших у світі кріогенних установках ASU, що виробляють 5000–15 000 Нм³/год газоподібного азоту, установка 4MW-80/30 служить як первинний азотний бустер високого тиску між холодним боксом та розподільчою мережею. Його продуктивність 80 м³/хв відповідає продуктивності найбільших одноланцюгових ВРУ, а тиск нагнітання 3,00 МПа забезпечує достатній напір для розподілу азоту трубопроводами на великі відстані до споживачів, що проходять далі по великих промислових комплексах. Безмасляна конструкція є абсолютно необхідною в цих застосуваннях, оскільки мережа розподілу азоту обслуговує багатьох споживачів з різними вимогами до чистоти, від інертної обробки сталі (толерантної до незначних домішок) до виробництва напівпровідників (що вимагає рівня забруднення нижче ppb). Будь-яке масляне забруднення на допоміжній колоні поширюватиметься по всій розподільчій системі, впливаючи на всіх споживачів.

Інтегровані системи азотування високого тиску для сталеливарного заводу

Сучасні інтегровані сталеливарні заводи з кількома доменними печами, простими кисневими печами та лініями безперервного лиття заготовок вимагають величезні обсяги азоту під високим тиском для інертизації проміжного ковша, ковшової металургії, герметизації доменного газу та аварійної продувки резервуарів. Потужність установки 4MW-80/30 80 м³/хв може одночасно обслуговувати кілька сталеплавильних агрегатів через централізований азотний колектор 3,00 МПа. Підвищений тиск нагнітання є важливим для подолання протитиску сучасних систем проміжного ковша (що працюють на рівні 1,5–2,0 МПа) та для підтримки позитивного потоку герметизуючого газу у фурмах доменної печі. Азотний компресор високого тиску 4MW-80/30 був впроваджений на сталеливарних заводах по всій Азії, де його надійність та безмасляна робота виявилися критично важливими для підтримки якості лиття та зменшення засмічення сопел проміжного ковша.

Нафтохімічні процеси високого тиску та аварійні системи

У нафтохімічних комплексах та нафтопереробних заводах установка 4MW-80/30 забезпечує подачу азоту під високим тиском для консервація каталізатора реактора, інертизація гідрокрекінгу, аварійне впорскування азоту в резервуари високого тиску та випробування трубопроводів під тискомТиск нагнітання 3,00 МПа достатній для впорскування азоту практично у всі технологічні резервуари та реакторні системи, підтримуючи позитивний шар інертного газу під час запуску, зупинки та аварійних ситуацій. Номінальний рівень безперервного режиму роботи забезпечує безперебійну доступність азоту під час тривалих ремонтних кампаній. Сертифікація на відсутність вмісту олії є обов'язковою для нафтохімічних застосувань, де азот контактує з каталітичними шарами або потрапляє в технологічні потоки, які повинні залишатися повністю вільними від вуглеводнів, щоб запобігти отруєнню каталізатора або забрудненню продуктом.

Станції зрідження газу та підсилювальні станції трубопроводів

Для великомасштабних заводів зі скраплення азоту та мереж газотранспортних трубопроводів потрібні потужні компресори високого тиску для переміщення азоту на великі відстані та через кріогенне обробне обладнання. Поєднання потоку 80 м³/хв та тиску 3,00 МПа в компресорі 4MW-80/30 робить його ідеальним для... підсилювальні станції трубопроводів що підтримують потік і тиск на сотнях кілометрів розподільчого трубопроводу. На заводах зі зрідження компресор підвищує тиск азоту з випарника-зріджувача до тиску, необхідного для зберігання та розподілу, а безмасляна конструкція гарантує, що жодні забруднюючі речовини не потраплять у кріогенну систему, де вони можуть замерзнути та заблокувати теплообмінники.

Матеріал та конструкція

4MW-80/30 виготовлено з високоякісних матеріалів, відібраних для сумісності з азотом надвисокого тиску, термостійкості та масивної структурної міцності:

Всі компоненти, що несуть тиск, розроблені та виготовлені у суворій відповідності до ASME BPVC Розділ VIII Розділ 1 або китайські стандарти GB 150. Кожне зварне з'єднання проходить радіографічний контроль (RT) 100% згідно з розділом V, статтею 2 ASME, а кожна готова посудина під тиском піддається гідростатичному випробуванню під тиском, що в 1,5 раза перевищує максимально допустимий робочий тиск (MAWP), протягом мінімального періоду витримки 30 хвилин. Системи трубопроводів високого тиску виготовляються з безшовної сталі SS316 з фланцевими з'єднаннями ANSI класу 900 для забезпечення герметичності при робочому тиску 3,00 МПа.

Інструкції з встановлення та обслуговування

Вимоги до фундаменту та конструкції

4MW-80/30 має суху масу 26,00 тонн, а центр ваги знаходиться приблизно на 1200 мм над опорною плитою. Завдяки чотирирядній конструкції з опозитним розташуванням циліндрів, незбалансовані сили надзвичайно добре контролюються, незважаючи на величезну потужність, що дозволяє встановлювати його на залізобетонний інерційний блок 40–50 тоннБлок має бути встановлений на потужних еластомерних віброізоляторах (власна частота 4–6 Гц), щоб запобігти передачі вібрації на сусідні конструкції. Мінімальні вимоги до зазорів: 2,5 м з боку, що не є приводом, для доступу до клапанів, 2,0 м з боку приводу для обслуговування двигуна та 3,0 м над головою для доступу до крана під час капітального ремонту. Фундамент має бути спроектований кваліфікованим інженером-конструктором та враховувати динамічні навантаження під час запуску, зупинки та аварійних умов.

Проектування системи охолодження водою

Потреба у воді для охолодження становить приблизно 120 м³/год при температурі на вході не вище 32°C. Контур розподілу води забезпечує подачу води до циліндричних кожухів, трьох інтеркулерів та додаткового охолоджувача в паралельних гілках з окремими клапанами регулювання потоку. Враховуючи чотириступеневе стиснення, інтеркулери є критично важливими для управління температурою та повинні отримувати пріоритетний потік охолоджувальної води. Технічні характеристики якості води: pH 6,5–8,5, загальний вміст розчинених твердих речовин < 500 мг/л, вміст хлоридів < 50 мг/л (для запобігання корозії труб з нержавіючої сталі SS316), зважені тверді речовини < 30 мг/л та загальна жорсткість < 300 мг/л у вигляді CaCO₃. Для надійної роботи обов'язкова спеціальна градирня із замкнутим циклом, бічним потоком фільтрації та автоматичною хімічною обробкою.

Графік профілактичного обслуговування

Безмасляна конструкція насоса 4MW-80/30 значно зменшує складність обслуговування порівняно з альтернативами змащування еквівалентної ємності. Немає потреби в заміні масла (що вимагало б понад 500 літрів на заміну), договорах на аналіз масла, інвентаризації фільтруючих елементів та заміні картриджів сепаратора. Основними витратними елементами, що зношуються, є... Поршневі кільця та бандажі з PTFE, які зазвичай досягають 3000–5000 годин терміну служби в умовах чистого азоту. Чотириступінчаста конструкція рівномірніше розподіляє знос по всій машині, зменшуючи пікове навантаження на будь-який окремий компонент.

Сертифікати відповідності та безпеки

Азотний компресор потужністю 4MW-80/30 розроблений, виготовлений та випробуваний відповідно до наступних міжнародних стандартів та нормативних актів або перевищує їх:

Аналіз продуктивності та ефективності

4MW-80/30 досягає питома споживана потужність приблизно 11,25 кВт на м³/хв азоту, що подається під тиском нагнітання 3,00 МПа. Цей показник питомої потужності відображає термодинамічну реальність стиснення надвисокого тиску через чотири ступені. У сегменті надвисокопродуктивних безмасляних поршневих компресорів (продуктивність >60 м³/хв, тиск >2,00 МПа) ця ефективність є конкурентоспроможною та часто перевершує альтернативні технології. Для порівняння, поршневі компресори з масляним змащенням у аналогічних застосуваннях зазвичай споживають 12,0–14,0 кВт/м³/хв, тоді як спроби досягти еквівалентної продуктивності за допомогою кількох гвинтових компресорів послідовно вимагатимуть складного міжступеневого охолодження та все одно не досягнуть сертифікації безмасляних компресорів.

При стандартному річному робочому графіку тривалістю 8000 годин перевага в ефективності 4MW-80/30 порівняно з менш ефективними альтернативами становить приблизно 480 000–960 000 кВт·год річної економії енергіїПри ціні $0,08/кВт·год це становить від $38 400 до $76 800 прямих скорочень витрат на електроенергію на рік. Однак основним економічним фактором вибору 4 МВт-80/30 зазвичай є усунення витратних матеріалів, пов'язаних з нафтою, та уникнення використання обладнання для видалення нафти нижче за течією це було б обов'язково для будь-якої змащеної альтернативи. загальна вартість володіння для стиснення азоту надвисокого тиску зменшується приблизно на 20–301 TP3T протягом 10-річного терміну експлуатації, якщо порівняти безмасляний 4MW-80/30 з системами змащування з повним очищенням нижче за течією.

Чотириступінчаста конструкція забезпечує додаткову перевагу ефективності завдяки оптимізація міжетапного охолодженняКожен інтеркулер розрахований на досягнення температури охолоджувальної води з точністю до 5°C, що максимізує щільність газу, що надходить на наступний етап, і зменшує об'єм газу, який необхідно стискати. Такий поетапний підхід до охолодження покращує загальну ізотермічну ефективність процесу стиснення приблизно на 151 TP3T порівняно з адіабатичним стисненням без інтеркулера.

Можливості налаштування та OEM

Ми пропонуємо комплексні варіанти налаштування, щоб адаптувати 4MW-80/30 до конкретних умов об'єкта, вимог інтеграції та специфікацій кінцевого користувача:

• Встановлення пакету послуг «під ключ»: Компресор, двигун, усі чотири інтеркулери, додатковий охолоджувач, трубопроводи високого тиску, контрольно-вимірювальні прилади та системи керування попередньо зібрані на масивній сталевій рамі з інтегрованими підйомними балками та шаблонами для анкерних болтів. Попередні заводські випробування всіх систем скорочують час введення в експлуатацію та мінімізують ризики на об'єкті.
• Конфігурації для небезпечних зон: Корпуси двигунів та електрообладнання, що відповідають вимогам ATEX Zone 2 та IECEx, для нафтохімічних установок. В архітектуру керування можна включити інтегровані системи виявлення газу, автоматичної вентиляції та аварійної ізоляції.
• Розширений контроль процесів: ПЛК Siemens S7-1500 або Allen-Bradley ControlLogix з 15-дюймовим сенсорним екраном HMI, резервним дистанційним моніторингом через Modbus TCP/IP та OPC-UA, а також безперебійною інтеграцією DCS/SCADA. Автоматичний розподіл навантаження, сумісність з частотно-регульованими приводами (VFD) та алгоритми прогнозного обслуговування оптимізують доступність та зменшують незаплановані простої.
• Захист навколишнього середовища: Системи покриттів морського класу C5-M для прибережних установок; тропіко-пристосовані електричні компоненти для температур навколишнього середовища до 55°C; та спеціальні акустичні корпуси, що знижують рівень шуму з 88 дБ(А) до 75 дБ(А) на відстані 1 метр для установок поблизу зайнятих будівель.
• Договори на запасні частини та сервісне обслуговування: Комплексні пакети запасних частин, включаючи критично важливі зношувані деталі на 2 роки експлуатації; кваліфіковані заводські сервісні інженери, доступні для введення в експлуатацію, технічного обслуговування та реагування на надзвичайні ситуації; а також довгострокові угоди про обслуговування з гарантованими зобов'язаннями щодо доступності.

Користувацькі конфігурації доступні з Мінімальна кількість замовлення 1 одиницяВраховуючи масштаб 4MW-80/30, інженерний огляд та розробка пропозицій зазвичай займають 10–14 робочих днів. Стандартний термін поставки становить 16–20 тижнів; прискорена доставка протягом 14 тижнів може бути доступна для кваліфікованих замовлень з встановленими інженерними специфікаціями.

Тематичне дослідження: Модернізація комплексної системи азотування сталеливарного заводу

Клієнт: Великий інтегрований виробник сталі в Південно-Східній Азії з трьома доменними печами, двома конвертерами BOF та шістьма лініями безперервного лиття заготовок

Виклик: На сталеливарному заводі працювали три компресори з масляним змащенням (сукупною продуктивністю 75 м³/хв, максимальним тиском 2,00 МПа) для постачання азоту до всього заводу. Система працювала на повну потужність, без резервування на технічне обслуговування або несправності. Забруднення нафтою призводило до засмічення сопел проміжного ковша у 151 т3 лляних відливок, що призводило до втрат якості та переробки на суму 14 т2,5 млн т4/рік. Тиску 2,00 МПа було недостатньо для впровадження нової технології інертизації проміжного ковша під високим тиском на найновішій ливарній лінії. Клієнту потрібен був один компресор, який міг би замінити застарілий парк компресорів, забезпечити резервування та видавати 3,00 МПа для нового обладнання.

Рішення: Ми постачали Безмасляний азотний компресор 4MW-80/30 як основне джерело азоту, сконфігуроване на готовій до використання рамі з усіма чотирма інтеркулерами, додатковим охолоджувачем, трубопроводами високого тиску та панеллю керування Siemens S7-1500 PLC з повною інтеграцією SCADA. Тиск нагнітання 3,00 МПа відповідав новим вимогам до проміжного ковша, забезпечуючи при цьому достатній напір для всієї розподільчої мережі заводу. Безмасляна конструкція усунула забруднення всіх систем лиття. Один з існуючих компресорів був збережений як аварійний резервний.

Кількісні результати після 30 місяців:

• Вміст азоту в олії: Зменшено з 3,8 мг/м³ до <0,01 мг/м³, досягаючи ISO 8573-1 Клас 0
• Засмічення сопла проміжного ковша: Виключено, покращуючи вихід ливарної суміші з 94,21 TP3T до 97,81 TP3T
• Втрата якості та витрати на повторну роботу: Зменшено на $2,1 млн/рік
• Витрати на технічне обслуговування (три старі компресори проти одного нового): Зменшено на 38%
• Споживання енергії: Покращено на 8.5% порівняно із заміненим парком автомобілів, що економить $42 000/рік
• Незапланований простій: Нуль подій за 30 місяців; старі компресори мали в середньому 12 днів незапланованого простою на рік

«4MW-80/30 перетворив наше постачання азоту з постійного джерела проблем на надійну систему, про яку нам ніколи не доводиться турбуватися. Усунення забруднення маслом багаторазово окупилося завдяки покращеній якості лиття. Зараз ми плануємо встановити другий агрегат на нашому іншому заводі». — Віце-президент з операцій, інтегрований виробник сталі

Поширені запитання та посібник з вибору

Супутні продукти та рішення

Для повного огляду наших промисловий азотний компресор портфоліо, включаючи безмасляні кисневі компресори, водневі компресори, компресори вуглекислого газу та спеціально розроблені рішення для спеціальних газів, будь ласка, зв'яжіться з нашою командою інженерів-прикладників або перегляньте наш онлайн-каталог продукції.

Готові трансформувати свою систему азоту надвисокого тиску?

Наші старші інженери з прикладного застосування готові оцінити ваші потреби в потоці азоту, умови на вході, цільовий тиск нагнітання та обмеження інфраструктури об'єкта. Ми надаємо комплексні технічні пропозиції, підтримку в проектуванні фундаментів, схеми трубопроводів та контрольно-вимірювальних приладів (P&ID), електричні однолінійні схеми та детальний аналіз загальної вартості володіння (TCO) протягом 10 робочих днів з моменту отримання вашого запиту.

Електронна пошта: [email protected] | Відповідь протягом 24 годин