Азотний компресор 3ZW-9.5/30 – триступеневий безмасляний азотний бустер для технологічних процесів високого тиску 3,00 МПа

Розроблений для подачі 9,5 м³/хв при тиску нагнітання 3,00 МПа, 3ZW-9.5/30 — це триступеневий, трирядний безмасляний поршневий азотний компресор, призначений для впорскування азоту під надвисоким тиском, станцій заправки газових балонів та вимогливих хімічних процесів. Нульове забруднення маслом, багатоступенева термодинамічна оптимізація та створений для безперервної роботи під екстремальним тиском.

Огляд продукту

The Азотний компресор 3ZW-9.5/30 являє собою вершину нашої технології безмасляних поршневих компресорів, розробленої спеціально для застосувань, що вимагають як значної пропускної здатності, так і надвисокого тиску нагнітання. З номінальною потужністю 9,5 м³/хв і винятковий Тиск нагнітання 3,00 МПаЦей агрегат займає сегмент високого тиску нашого портфоліо промислових азотних компресорів, задовольняючи найвимогливіші технологічні вимоги в хімічному синтезі, заповненні газових балонів та операціях інертизації під високим тиском.

Що відрізняє 3ZW-9.5/30 від традиційних альтернатив, так це його триступенева архітектура стиснення у поєднанні з повністю безмасляним трактом стиснення. Поршневі кільця та бандажі поршня у всіх трьох ступенях виготовлені з високоточних самозмащувальних композитних матеріалів PTFE, які працюють без вуглеводневих мастил. Ця властива безмасляна характеристика гарантує, що потік азоту залишається повністю чистим, досягаючи Сертифікація ISO 8573-1 класу 0 нативно. Для операторів у фармацевтичному виробництві, виробництві електроніки та виробництві харчового газу це усуває капітальні витрати та постійне обслуговування систем фільтрації для видалення нафти, які були б обов'язковими для альтернатив зі змащенням.

Компресор використовує триступінчастий, трирядний (三列三级) конфігурація, термодинамічно необхідна для досягнення тиску нагнітання 3,00 МПа за типових умов входу. Загальне співвідношення тисків приблизно від 30:1 до 60:1 розподіляється між трьома циліндрами стиснення, причому кожен ступінь працює з керованим співвідношенням тисків. Незалежні інтеркулерні охолоджувачі між ступенями відводять значну кількість тепла стиснення, підтримуючи температуру нагнітання в безпечних робочих межах та зберігаючи цілісність ущільнювальних елементів з PTFE. Міцна чавунна рама та динамічно збалансований кований сталевий колінчастий вал розраховані на мінімальний термін служби 120 000 годин згідно зі стандартними протоколами технічного обслуговування.

Технічні характеристики – 3ZW-9.5/30

* 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. Триступеневе стиснення для надвисокого тиску

У 3ZW-9.5/30 використовується триступенева архітектура стиснення що термодинамічно важливо для досягнення тиску нагнітання 3,00 МПа з атмосферних або низьких умов на вході. Загальне співвідношення тисків розподіляється між трьома циліндрами стиснення — низького, середнього та високого тиску, кожен з яких працює зі співвідношенням тисків приблизно від 3:1 до 4:1. Такий ступінчастий підхід обмежує температуру нагнітання кожного ступеня до рівня нижче 155°C, запобігаючи термічній деградації ущільнювальних елементів з PTFE та подовжуючи термін служби клапанної пластини приблизно на 501 TP3T порівняно з двоступеневими конструкціями, які намагаються досягти еквівалентних співвідношень тисків. Два незалежні проміжні охолоджувачі між ступенями відводять тепло стиснення, підтримуючи оптимальну термодинамічну ефективність протягом усього шляху стиснення.

2. Удосконалене безмасляне ущільнення з PTFE для роботи під високим тиском

Усі три ступені стиснення використовують запатентовану самозмащувальне поршневе кільце та вузол бандажа виготовлено з високощільних PTFE-композитів, армованих скловолокном та бронзовими частинками. Цей матеріал досягає коефіцієнта тертя нижче 0,06 без будь-якого зовнішнього вуглеводневого змащення. При тиску нагнітання 3,00 МПа парціальний тиск масляної пари буде приблизно в 10 разів вищим, ніж при 0,30 МПа, що значно ускладнює забруднення маслом. Безмасляна конструкція досягає Сертифікація ISO 8573-1 класу 0 вбудована, що усуває потребу в коалесцентних фільтрах нижче за течією, адсорберах з активованим вугіллям та приладах для контролю рівня оливи, які були б обов'язковими для альтернатив зі змащенням. Формула з PTFE спеціально розроблена для безперервної роботи за температур до 185°C, що забезпечує надійну герметичність при екстремальних термічних навантаженнях від надвисокого тиску стиснення.

3. Трирядна конструкція рами зі збалансованим зусиллям

Основна рама відлита з Сірий чавун GG25 (еквівалент ASTM A48 класу 30B) з посиленими стінками та вбудованими каналами для охолодження. трирядне протилежне розташування циліндрів забезпечує поступове компенсування сил на колінчастому валу, при цьому перший і третій циліндри протистоять другому циліндрові, досягаючи майже повного балансу сил першого порядку. Ця механічна складність зменшує незбалансовані сили інерції, що передаються на фундамент, більш ніж на 851 TP3T порівняно з однорядними конструкціями еквівалентної потужності. Результатом є надзвичайно плавний працюючий компресор високого тиску, який може працювати на стандартній залізобетонній подушці без масивних інерційних блоків, зазвичай необхідних для поршневих машин високого тиску.

4. Стандартний привід 380 В з високою ефективністю

3ZW-9.5/30 приводиться в рух Трифазний асинхронний двигун потужністю 110 кВт, 380 В, 50 Гц Відповідно до IEC 60034-1 класу ефективності IE3. Незважаючи на значну потребу в потужності для триступеневого стиснення, стандартна низьковольтна конфігурація інтегрується безпосередньо в існуючі промислові розподільні щити 380 В без необхідності використання розподільчого пристрою середньої напруги. Така електрична доступність робить 3ZW-9.5/30 доступним для широкого кола промислових об'єктів, від невеликих газозаправних станцій до середніх хімічних заводів, без модернізації електричної інфраструктури.

Сценарії застосування

Станції заправки азотними балонами високого тиску

3ZW-9.5/30 спеціально розроблений для операції з заповнення азотних балонів де газ необхідно стискати до тиску 15–20 МПа, необхідного для стандартних промислових газових балонів. Хоча тиск нагнітання компресора 3,00 МПа не досягає безпосередньо кінцевого тиску наповнення балона, він служить високоефективним первинним підсилювачем, який значно знижує коефіцієнт стиснення, необхідний для наступних компресорів високого тиску наповнення. Триступенева конструкція є особливо вигідною для наповнення балонів, оскільки вона забезпечує стабільний, холодний проміжний тиск, що підвищує ефективність та довговічність кінцевого ступеня високого тиску. Сертифікація на безмасляність є обов'язковою для наповнення балонів, оскільки будь-яке масляне забруднення буде затримуватися в балонах та доставлятися кінцевим користувачам, що потенційно може поставити під загрозу критично важливі процеси в охороні здоров'я, електроніці та харчовій промисловості.

Хімічний синтез та інертизація реакторів високого тиску

На хімічних переробних заводах, Азотний компресор 3ZW-9.5/30 забезпечує азот надвисокого тиску для інертизація реакторів високого тиску, консервація шару каталізатора та процеси екстракції надкритичними флюїдамиТиск нагнітання 3,00 МПа достатній для підтримки інертної атмосфери в реакторах, що працюють під тиском до 2,5 МПа, забезпечуючи позитивний потік азоту в резервуар навіть під час перепадів тиску. Триступенева конструкція забезпечує чудову стабільність тиску, що є критично важливим для хімічних процесів, де коливання тиску азоту можуть впливати на кінетику реакції або якість продукту. Безмасляна конструкція запобігає отруєнню каталізатора та забрудненню продукту, які можуть виникнути навіть при перенесенні слідів олії.

Випробування тиску в нафтогазових трубопроводах

У нафтогазовій промисловості азот є кращим середовищем для гідростатичні та пневматичні випробування трубопроводів, посудин під тиском та обладнання гирла свердловин оскільки він інертний і дозволяє уникнути ризиків корозії та забруднення, пов'язаних з випробуваннями води. Тиск нагнітання 3ZW-9.5/30 3,00 МПа підходить для випробувань трубопроводів та обладнання класу до API 600 (робочий тиск 2,5 МПа). Безмасляна конструкція є важливою, оскільки будь-яке масляне забруднення у випробувальному азоті може бути помилково прийнято за продукти корозії трубопроводів або залишкові вуглеводні, що призведе до помилкових результатів випробувань та дороговартісних повторних випробувань. Продуктивність 9,5 м³/хв дозволяє швидко створювати тиск у трубопроводах великого діаметра, скорочуючи час випробувального циклу та підвищуючи продуктивність проекту.

Постачання електроніки надвисокочистого азоту

Для виробництва напівпровідників потрібен азот під підвищеним тиском підвищення тиску в системі транспортування пластин, продувка камери хімічного осадження з парової фази (CVD) та сушіння під високим тиском обладнання для фотолітографіїТиск нагнітання 3,00 МПа у 3ZW-9.5/30 забезпечує високу швидкість струменів азоту, що використовуються для точного очищення та видалення частинок. Безмасляна конструкція абсолютно необхідна у виробництві напівпровідників, де навіть забруднення маслом у межах ppb може спричинити катастрофічні дефекти в нанорозмірних інтегральних схемах. Триступеневе стиснення забезпечує винятково стабільний тиск нагнітання, що є критично важливим для підтримки стабільних умов процесу в обладнанні для осадження та травлення.

Матеріал та конструкція

Модель 3ZW-9.5/30 виготовлена ​​з високоякісних матеріалів, відібраних для сумісності з азотом надвисокого тиску, термостійкості та тривалого терміну служби:

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

3ZW-9.5/30 має суху масу 3,50 тонни та центр ваги приблизно на 850 мм над опорною плитою. Незважаючи на триступеневу роботу під високим тиском, трирядна опозитно розташована конструкція циліндрів забезпечує чудовий баланс сил, що дозволяє встановлювати його на залізобетонний інерційний блок вагою 6–8 тоннБлок слід монтувати на еластомерних віброізоляторах (власна частота 7–10 Гц). Мінімальні вимоги до зазору: 1,2 м з боку, що не є приводом, для доступу до клапана, 1,0 м з боку приводу для обслуговування двигуна та 1,5 м над головою для доступу до крана. Напірний трубопровід високого тиску (3,00 МПа) потребує особливої ​​уваги до опори та анкерування, щоб запобігти втомі, спричиненій вібрацією, та забезпечити безпеку персоналу.

Проектування системи охолодження водою

Потреба у воді для охолодження становить приблизно 22 м³/год при температурі на вході не вище 32°C. Контур розподілу води забезпечує роботу трьох контурів циліндричного кожуха та двох проміжних охолоджувачів у паралельно/послідовній гібридній схемі, оптимізованій для управління температурою. Враховуючи екстремальне співвідношення тиску, обидва проміжні охолоджувачі мають вирішальне значення для збереження цілісності кільця PTFE та повинні постійно отримувати достатній 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. Наполегливо рекомендується використовувати градирню із замкнутим циклом та бічним потоком фільтрації.

Графік профілактичного обслуговування

Безмасляна конструкція 3ZW-9.5/30 значно спрощує технічне обслуговування порівняно з альтернативами зі змащуванням. Немає потреби в заміні масла, аналізі масла, заміні фільтра та заміні картриджа сепаратора. Основними витратними елементами, що зношуються, є... Поршневі кільця та бандажі з PTFE, які зазвичай досягають терміну служби 3000–5000 годин в умовах чистого азоту. Клапанні пластини високого тиску в третьому ступені можуть потребувати частішої перевірки (кожні 2000 годин) через надзвичайне механічне навантаження при 3,00 МПа, але загальне навантаження на технічне обслуговування залишається значно меншим, ніж у системах, що змащуються маслом.

Сертифікати відповідності та безпеки

Азотний компресор 3ZW-9.5/30 розроблений, виготовлений та випробуваний відповідно до наступних міжнародних стандартів та нормативних актів або перевищує їх:

Аналіз продуктивності та ефективності

3ZW-9.5/30 досягає питома споживана потужність приблизно 11,58 кВт на м³/хв азоту, що подається під тиском нагнітання 3,00 МПа. Цей показник питомої потужності відображає термодинамічну реальність стиснення надвисокого тиску через три стадії. У сегменті безмасляних компресорів високого тиску (тиск нагнітання >2,50 МПа) ця ефективність є конкурентоспроможною та значно перевершує діафрагмові компресори, які є основною альтернативою для безмасляного надвисокого тиску. Для порівняння, діафрагмовий компресор, що забезпечує еквівалентну продуктивність та тиск, зазвичай споживає 16–20 кВт/м³/хв та коштує в 4–6 разів більше капітальних витрат.

Протягом 8000 годин річної роботи перевага 3ZW-9.5/30 в ефективності порівняно з діафрагмовими альтернативами дає приблизно 340 000–530 000 кВт·год річної економії енергіїПри ціні $0,08/кВт·год це становить $27 200–$42 400 прямих скорочень витрат на електроенергію на рік. Однак основним економічним фактором вибору 3ZW-9,5/30 зазвичай є поєднання високої потужності, помірних капітальних витрат та роботи без використання оливи що недосяжно з іншими компресорними технологіями на такому рівні тиску. загальна вартість володіння для стиснення азоту надвисокого тиску зменшується приблизно на 40–501 TP3T протягом 10-річного терміну експлуатації, якщо порівняти триступеневу поршневу конструкцію з багатодіафрагмовими системами.

Триступенева конструкція також забезпечує чудову стабільність тиску порівняно з одноступеневими компресорами високого тиску, що є критично важливим для технологічних застосувань, де коливання тиску можуть вплинути на якість продукції або безпеку процесу. Міжступеневе охолодження гарантує, що кожен ступінь працює з оптимальною термодинамічною ефективністю, мінімізуючи загальне споживання енергії для необхідного підвищення тиску.

Можливості налаштування та OEM

Ми пропонуємо комплексні варіанти налаштування, щоб адаптувати 3ZW-9.5/30 до конкретних умов об'єкта, вимог інтеграції та специфікацій кінцевого користувача:

• Комплекти готових до встановлення систем на рамах: Попередньо зібраний компресор, двигун, три охолоджувачі, контрольно-вимірювальні прилади та панель керування на сталевій рамі з інтегрованими вантажними вушками та шаблонами для анкерних болтів. Попереднє заводське випробування всіх систем скорочує час введення в експлуатацію на 60%.
• Конфігурації для небезпечних зон: Корпуси двигунів та електрообладнання, що відповідають вимогам ATEX Zone 2 та IECEx, для нафтохімічних установок. Вбудовані блокування виявлення газу та автоматичної вентиляції з аварійними запірними клапанами.
• Розширений контроль процесів: Додатковий ПЛК Siemens S7-1200 або Allen-Bradley CompactLogix з 10-дюймовим сенсорним екраном HMI, дистанційним моніторингом через Modbus TCP/IP або OPC-UA та безперебійною інтеграцією DCS/SCADA. Автоматичне чергування етапів та блокування безпеки під високим тиском, включаючи аварійне продування.
• Захист навколишнього середовища: Покриття морського класу C5-M для прибережних установок; тропіко-акустичні компоненти для температури навколишнього середовища 55°C; акустичні корпуси класу IP54, що знижують рівень шуму з 85 дБ(А) до 72 дБ(А) на відстані 1 метр.
• OEM та приватна торгова марка: Індивідуальні кольори фарби, фірмові таблички та локалізована документація для дистриб'юторів газового обладнання та системних інтеграторів.

Користувацькі конфігурації доступні з Мінімальна кількість замовлення 1 одиницяІнженерні пропозиції зазвичай доставляються протягом 5–7 робочих днів. Стандартний термін доставки становить 12–14 тижнів; повторні замовлення доставляються протягом 8–10 тижнів з моменту підтвердження замовлення.

Тематичне дослідження: Модернізація станції заправки промислових газових балонів

Клієнт: Великий дистриб'ютор промислового газу в Індонезії, що обслуговує виробничий, медичний та електронний сектори

Виклик: Існуюча станція заправки балонів клієнта використовувала двоступеневий компресор з масляним змащенням, який живить діафрагмовий компресор заправки. Забруднення маслом з первинного компресора мігрувало через систему, що призводило до необхідності заміни остаточних очисних ліжок діафрагмового компресора кожні 4 місяці замість розрахункового 18-місячного інтервалу. Рівень масла в заповнених балонах досяг 2,0 мг/м³, що перевищує норму 0,1 мг/м³ для медичного та електронного азоту. Діафрагмовий компресор також працював зі зниженою ефективністю через забруднення маслом теплообмінників.

Рішення: Ми постачали Безмасляний азотний компресор 3ZW-9.5/30 як основний бустерний компресор, замінивши масляний агрегат. Триступенева конструкція забезпечувала стабільний проміжний тиск 3,00 МПа, що підвищувало ефективність діафрагмового компресора, розташованого нижче за течією, на 151 т/3 т. Безмасляна конструкція повністю усунула необхідність використання шарів для очищення з активованим вугіллям. Установка була сконфігурована на спеціальній рамі з вбудованими охолоджувачами та ПЛК Siemens S7-1200 з дистанційним моніторингом.

Кількісні результати після 18 місяців:

• Вміст азотного масла в заповнених циліндрах: Зменшено з 2,0 мг/м³ до <0,01 мг/м³, досягаючи ISO 8573-1 Клас 0
• Заміна шару активованого вугілля: Повністю ліквідовано, що заощаджує $18 000/рік на витратних матеріалах
• ККД діафрагмового компресора: Покращено 15%, зменшуючи споживання електроенергії на 22 кВт
• Скарги та повернення товарів від клієнтів: Нуль з моменту введення в експлуатацію, з поновленням контрактів ще на 3 роки
• Термін окупності: 2,3 роки на основі економії коштів та поновлення контрактів

«3ZW-9.5/30 повністю змінив нашу заправну станцію. Безмасляна конструкція миттєво усунула проблеми з контролем якості, а триступеневе стиснення зробило наше обладнання для подальшої обробки більш ефективним, ніж будь-коли. Наші клієнти, що використовують медичні гази, одразу помітили різницю». — Директор з операційної діяльності, дистриб'ютор промислового газу

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 оновити свою систему азоту надвисокого тиску?

Наші інженери-застосовувачі готові оцінити ваші потреби в потоці азоту, умови всмоктування, цільовий тиск нагнітання та обмеження інтеграції. Ми надаємо безкоштовні технічні пропозиції, креслення розташування фундаменту, схеми трубопроводів та контрольно-вимірювальних приладів (P&ID), а також детальний аналіз загальної вартості володіння (TCO) протягом 48 годин після отримання вашого запиту.

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