Азотний компресор DW-100/8 – надпотужний безмасляний азотний компресор для вимогливої ​​промислової газової інфраструктури

Розроблений для подачі 100 м³/хв при тиску нагнітання 0,80 МПа, DW-100/8 – це двоступеневий, дворядний безмасляний поршневий азотний компресор, спеціально створений для кріогенного розділення повітря величезного масштабу, високотискних насосних станцій VPSA та критично важливих мереж розподілу нафтохімічних трубопроводів. Нульове забруднення мастильними матеріалами, розрахований на безперервну роботу та розроблений для цілодобової промислової надійності за найвищих пропускних здатностей.

Огляд продукту

The Азотний компресор DW-100/8 являє собою вершину нашої інженерії безмасляних поршневих компресорів, займаючи сегмент надвисокої потужності нашого портфоліо промислових азотних бустерів. Завдяки надзвичайній Продуктивність 100 м³/хв у поєднанні з міцним тиск нагнітання 0,80 МПа, цей агрегат розроблений для задоволення найвимогливіших потреб розподілу азоту в мегамасштабній промисловій газовій інфраструктурі по всьому світу.

Що принципово відрізняє DW-100/8 від усіх традиційних альтернатив, так це його... повністю безмасляний шлях стисненняПоршневі кільця та бандажі поршня виготовлені з запатентованих самозмащувальних композитних матеріалів PTFE, які працюють без будь-яких вуглеводневих мастил. Ця власна безмасляна архітектура гарантує, що потік азотного продукту залишається абсолютно чистим, досягаючи Сертифікація ISO 8573-1 класу 0 без будь-якого обладнання для очищення нафти. Для операторів харчової промисловості, фармацевтичного виробництва, виробництва електроніки та нафтохімічної переробки це позбавляє як капітальних вкладень, так і постійного експлуатаційного навантаження, пов'язаного з системами фільтрації олії.

Компресор використовує двоступеневий, дворядний (二列二级) конфігурація, яка оптимально розподіляє суттєвий коефіцієнт тиску між двома циліндрами стиснення. Цей ступінчастий термодинамічний підхід має вирішальне значення для управління тепловими навантаженнями, властивими тиску нагнітання 0,80 МПа, зберігаючи при цьому розмірну цілісність ущільнювальних елементів з ПТФЕ. Кожен ступінь включає незалежний високоефективний інтеркулер, що забезпечує безперебійну роботу з температурою газу навіть під час тривалої роботи на максимальній потужності. Масивна чавунна рама та динамічно збалансований кований сталевий колінчастий вал розраховані на винятковий термін служби. понад 120 000 годин відповідно до суворих протоколів промислового технічного обслуговування.

Технічні характеристики – DW-100/8

* 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. Надвисокопродуктивне безмасляне стиснення

DW-100/8 використовує власну система самозмащувальних поршневих кілець та бандажів виготовлено з передових композитів PTFE, армованих скловолокном та бронзовими частинками. Ця формула матеріалу досягає коефіцієнта тертя нижче 0,06 без будь-якого зовнішнього вуглеводневого змащення, що повністю усуває ризик потрапляння парів олії в потік азотного продукту. При продуктивності 100 м³/хв навіть сліди забруднення олією означатимуть значне зниження якості. Рідна формула DW-100/8 Відповідність стандарту ISO 8573-1 класу 0 усуває потребу в обладнанні для фільтрації олії нижче за течією, яке було б фізично величезним та енергоємним за такого масштабу потоку. Кільця з ПТФЕ спеціально розроблені для підвищених температур нагнітання, пов'язаних з роботою 0,80 МПа, зберігаючи стабільність розмірів до 180°C.

2. Двоступенева термодинамічна оптимізація для високого тиску

The двоступенева архітектура стиснення DW-100/8 термодинамічно оптимізований для вимогливого цільового тиску нагнітання 0,80 МПа. Розділяючи значну загальну коефіцієнт тиску між циліндром низького тиску великого діаметра та циліндром високого тиску, компресор досягає значно нижчої середньої ефективної температури на ступінь. Масивний високоефективний кожухотрубний інтеркулер між ступенями відводить тепло стиснення, підтримуючи температуру нагнітання нижче 155°C навіть при максимальному безперервному навантаженні. Таке теплове управління є абсолютно критично важливим для збереження цілісності PTFE-кільця при такому поєднанні продуктивності та тиску та подовжує термін служби клапанної пластини приблизно на 401 TP3T порівняно з одноступеневими конструкціями, що намагаються досягти еквівалентних коефіцієнтів тиску.

3. Масивна чавунна рама з технологією балансування сил

Основна рама відлита з Сірий чавун GG25 (еквівалентно ASTM A48 класу 30B) з вбудованими каналами для охолодження води. дворядне протилежне розташування циліндрів забезпечує природне компенсування сил першого порядку, зменшуючи незбалансовані сили інерції, що передаються на фундамент, більш ніж на 801 TP3T порівняно з однорядними конструкціями. Незважаючи на значну вагу агрегату 13,00 тонн, ця механічна перевага дозволяє встановлювати його на залізобетонний інерційний блок вагою приблизно 20 тонн, що значно легше, ніж потрібно для однорядного компресора еквівалентної потужності. Масивні розміри рами 5456 × 3518 × 2535 мм відображають інженерні вимоги щодо обробки потоку 100 м³/хв, зберігаючи при цьому прецизійні зазори, необхідні для роботи поршня без масла.

4. Привід двигуна середньої напруги високої потужності

DW-100/8 приводиться в рух Асинхронний двигун середньої напруги потужністю 600 кВт Доступні в конфігураціях 6 кВ або 10 кВ, що відповідають класу ефективності IE3 стандарту IEC 60034-1. На цьому рівні потужності привід середньої напруги не просто бажаний, а й необхідний. Двигун на 380 В вимагатиме непрактичних розмірів кабелів (поперечним перерізом понад 400 мм²) та масивного низьковольтного розподільчого пристрою. Конфігурація 6 кВ або 10 кВ інтегрується безпосередньо в промислові розподільчі мережі середньої напруги, знижуючи витрати на електричну інфраструктуру, мінімізуючи втрати I²R у силових кабелях та підвищуючи загальну енергоефективність системи. Для мегамасштабних промислових об'єктів, де стандартними є шинні системи 6 кВ або 10 кВ, DW-100/8 пропонує бездоганну електричну сумісність.

Сценарії застосування

Мегамасштабні кріогенні установки розділення повітря

У мегамасштабних кріогенних установках ASU, що виробляють 5000–15 000 Нм³/год газоподібного азоту, DW-100/8 служить як первинний високопродуктивний азотний бустер між холодним боксом та розподільчим колектором. Його продуктивність 100 м³/хв відповідає продуктивності найбільших одноланцюгових ВРУ, а тиск нагнітання 0,80 МПа забезпечує достатній напір для розподілу по трубопроводах на великі відстані до споживачів, що проходять далі по великих промислових комплексах. Безмасляна конструкція є абсолютно необхідною в цих застосуваннях, оскільки будь-яке забруднення нафтою погіршить чистоту азоту у всій розподільчій мережі, впливаючи на численні процеси, що йдуть далі, включаючи виробництво напівпровідників, фармацевтичне виробництво та підприємства харчової промисловості, що обслуговуються тим самим колектором.

Великі азотні бустерні станції VPSA

Для великих генераторів азоту VPSA, що виробляють азот чистотою 99,5–99,91 TP3T при тиску, близькому до атмосферного, Азотний бустер DW-100/8 стискає продукт низького тиску до 0,80 МПа для розподілу під високим тиском по великих промислових комплексах. Продуктивність 100 м³/хв може одночасно обслуговувати кілька великих ліній VPSA або забезпечувати резервування для критично важливих систем подачі азоту. Безмасляний шлях стиснення не є обговорюваним в експлуатації VPSA, оскільки забруднення вуглеводнями незворотно отруїть вуглецевий молекулярно-ситовий адсорбент, знижуючи ефективність розділення у всій генераторній системі та вимагаючи дорогої заміни адсорбенту, яка може перевищити $200 000 для великих установок.

Розподіл азоту під високим тиском у нафтохімічному комплексі

В інтегрованих нафтохімічних комплексах DW-100/8 забезпечує основу інфраструктура розподілу азоту високого тискуТиск на нагнітанні 0,80 МПа достатній для подолання втрат на тертя в трубопроводах у багатокілометрових розподільчих мережах, що обслуговують десятки технологічних установок, включаючи установки крекінгу етилену, реактори поліетилену, комплекси ароматичних сполук та установки рекуперації сірки. Продуктивність 100 м³/хв може задовольнити одночасну потребу в азоті з кількох технологічних установок під час запуску, зупинки та процедур аварійної інертизації. Сертифікація на відсутність олії є обов'язковою, оскільки азот контактує з каталізаторними шарами, потрапляє в технологічні потоки та забезпечує покриття для зберігання чутливих хімікатів, причому все це має залишатися абсолютно без вуглеводнів.

Постачання азоту для терміналу скраплення та регазифікації ЗПГ

Термінали ЗПГ потребують величезних обсягів азоту для продувка трубопроводів, інертизація резервуарів та аварійне впорскування азоту у кріогенні резервуари для зберігання. Продуктивність DW-100/8 100 м³/хв може підтримувати подачу азоту в найскладніших експлуатаційних сценаріях, включаючи операції з повного продування терміналу азотом, які можуть вимагати безперервної подачі азоту з високою витратою протягом кількох днів. Тиск нагнітання 0,80 МПа забезпечує достатній напір для подолання гідростатичного тиску в резервуарах для зберігання ЗПГ та підтримки позитивного тиску інертного газу по всій розподільчій мережі терміналу. Безмасляна конструкція запобігає забрудненню продукту ЗПГ вуглеводнями, що може погіршити кріогенні властивості та порушити специфікації якості ЗПГ.

Матеріал та конструкція

DW-100/8 виготовлений з високоякісних матеріалів, відібраних для сумісності з азотом, роботи під високим тиском та тривалого терміну служби при надвисоких характеристиках:

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) за стандартом 100% згідно з розділом V, статтею 2 стандарту 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.

Інструкції з встановлення та обслуговування

Вимоги до фундаменту та конструкції

DW-100/8 має суху вагу 13,00 тонн, а центр ваги знаходиться приблизно на 1000 мм вище опорної плити. Незважаючи на масивні розміри, дворядна опозитно-циліндрова конструкція мінімізує незбалансовані сили, що дозволяє встановлювати його на залізобетонний інерційний блок 20–25 тоннБлок має бути встановлений на міцних еластомерних віброізоляторах (власна частота 5–7 Гц), щоб запобігти передачі вібрації на сусідні конструкції та чутливі прилади. Мінімальні вимоги до зазору: 2,0 м з боку непривідного елемента для доступу до клапанів, 1,5 м з боку приводу для обслуговування двигуна та 2,5 м над головою для доступу до крана під час капітального ремонту. Враховуючи розміри агрегату 5456 × 3518 мм, компресорна повинна забезпечувати достатній зазор з усіх боків для безпечної експлуатації та технічного обслуговування.

Проектування системи охолодження водою

Потреба у воді для охолодження становить приблизно 100 м³/год при температурі на вході не вище 32°C. Контур розподілу води забезпечує воду до циліндричних кожухів, проміжного охолоджувача та додаткового охолоджувача паралельними гілками з окремими клапанами регулювання потоку. 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 в охолоджувачах), зважені тверді речовини < 30 мг/л та загальна жорсткість < 300 мг/л у вигляді CaCO₃. Враховуючи величезну потребу в охолоджувальній воді, наполегливо рекомендується використовувати спеціальну градирню із замкнутим циклом, бічним потоком фільтрації, хімічним очищенням та буферним баком об'ємом 10 м³. Система охолоджувальної води повинна бути спроектована з резервуванням для забезпечення безперервної роботи під час технічного обслуговування градирні.

Графік профілактичного обслуговування

Безмасляна конструкція DW-100/8 значно зменшує складність технічного обслуговування порівняно з альтернативами такого масштабу зі змащенням. Немає потреби в плановій заміні масла (що вимагало б понад 500 літрів мастила на одну заміну), не потрібно проводити аналіз масла, не потрібно замінювати фільтруючі елементи та не потрібно контролювати сепараторні картриджі. Основними витратними елементами, що зношуються, є... Поршневі кільця та бандажі з PTFE, які зазвичай досягають 4000–6000 годин терміну служби в умовах чистого азоту. При продуктивності 100 м³/хв, усунення необхідності технічного обслуговування, пов'язаного з маслом, забезпечує щорічну економію від 150 000 до 180 000 фунтів стерлінгів порівняно з альтернативами, що змащуються.

Сертифікати відповідності та безпеки

Азотний компресор DW-100/8 розроблений, виготовлений та випробуваний відповідно до наступних міжнародних стандартів та нормативних актів або перевищує їх:

Аналіз продуктивності та ефективності

DW-100/8 досягає питома споживана потужність приблизно 6,00 кВт на м³/хв азоту, що подається під тиском нагнітання 0,80 МПа. Цей показник ефективності є винятковим для надвисокопродуктивного безмасляного поршневого компресора, що працює з підвищеним коефіцієнтом стиснення. Для контексту, гвинтові компресори з масляним змащенням у подібних мегамасштабних застосуваннях зазвичай споживають 6,5–7,5 кВт/м³/хв, тоді як спроби паралельного використання кількох менших компресорів призводять до додаткової неефективності через роботу з частковим навантаженням та втрати при розподілі.

Протягом стандартного річного робочого графіка тривалістю 8000 годин перевага в ефективності DW-100/8 генерує приблизно 400 000–1 200 000 кВт·год річної економії енергії порівняно з менш ефективними альтернативами або паралельними компресорними системами. При середньому промисловому тарифі на електроенергію 1 TP4T0,08/кВт·год це становить від 1 TP4T32 000 до 1 TP4T96 000 прямих експлуатаційних витрат на рік. У поєднанні з повною відмовою від витратних матеріалів, пов'язаних з маслом (що було б величезним при масштабі 100 м³/хв), загальна вартість володіння азотним компресором зменшується приблизно на 25–351 TP3T протягом 10 років експлуатації.

Відсутність оливи в тракті стиснення усуває енергетичні втрати та вимоги до фізичного простору для обладнання для видалення оливи нижче за течією. При продуктивності 100 м³/хв типовий компресор з масляним змащенням потребує кількох великих коалесцентних фільтрів, резервуарів з адсорбером з активованим вугіллям та приладів для безперервного контролю оливи, які разом споживають 3–51 TP3T вихідної потужності компресора та займають значну площу. Безмасляна конструкція DW-100/8 повністю усуває це паразитне навантаження та просторове навантаження.

Можливості налаштування та OEM

Ми пропонуємо комплексні варіанти налаштування для адаптації DW-100/8 до конкретних умов мегамасштабного об'єкта, вимог інтеграції та специфікацій кінцевого користувача:

• Комплекти готових до встановлення систем на рамах: Компресор, двигун, інтеркулер, додатковий охолоджувач, контрольно-вимірювальні прилади та панель керування попередньо зібрані на масивній сталевій рамі з інтегрованими вантажними вушками та шаблонами для анкерних болтів. Попереднє заводське випробування всіх систем скорочує час введення в експлуатацію приблизно на 601 м³/год та мінімізує ризики запуску.
• Конфігурації для небезпечних зон: Для встановлення на нафтохімічних об'єктах, де періодично можуть виникати вибухонебезпечні середовища, доступні корпуси двигунів та електрообладнання, що відповідають вимогам ATEX Zone 2 та IECEx. У систему керування можна інтегрувати вбудовані блокування виявлення газу та автоматичної вентиляції.
• Розширений контроль процесів: Додатковий ПЛК Siemens S7-1500 або Allen-Bradley ControlLogix з 15-дюймовим сенсорним екраном HMI, дистанційним моніторингом через Modbus TCP/IP або OPC-UA та безшовною інтеграцією з заводськими системами DCS/SCADA. Автоматичне керування навантаженням/розвантаженням та сумісність із частотним приводом (VFD) оптимізують ефективність часткового навантаження та зменшують механічний знос під час запуску.
• Системи захисту навколишнього середовища: Системи покриттів морського класу C5-M для прибережних або морських установок; тропіко-пристосовані електричні компоненти для температур навколишнього середовища до 55°C; а також акустичні корпуси класу захисту IP54, що знижують рівень шуму з 88 дБ(А) до 75 дБ(А) на відстані 1 метр, що підходять для встановлення поблизу адміністративних будівель.
• Програми OEM та власних торгових марок: Для дистриб'юторів газового обладнання та системних інтеграторів доступні індивідуальні кольори фарби, фірмові таблички та локалізовані пакети документації. Технічні посібники, списки запасних частин та процедури технічного обслуговування можуть надаватися кількома мовами.

Користувацькі конфігурації доступні з Мінімальна кількість замовлення 1 одиницяІнженерний огляд та розробка пропозицій зазвичай займають 7–10 робочих днів, враховуючи складність мегамасштабних установок. Стандартний термін доставки становить 14–16 тижнів; повторні замовлення доставляються протягом 10–12 тижнів з моменту підтвердження замовлення.

Тематичне дослідження: Мегамасштабна азотна інфраструктура нафтохімічного комплексу

Клієнт: Інтегрований нафтохімічний комплекс світового масштабу на Близькому Сході з виробництва етилену, поліетилену та ароматичних речовин

Виклик: Постачання азоту до комплексу забезпечувалося трьома застарілими компресорами з масляним змащенням (європейської марки, понад 20 років експлуатації), які працювали паралельно для досягнення необхідної продуктивності 90 м³/хв. У системі спостерігався хронічний винос нафти (в середньому 5,1 мг/м³), що спричиняло отруєння каталізатора в установці крекінгу етилену, забруднення продукту під час гранулювання поліетилену та часті незаплановані зупинки для ремонтів, пов'язаних з нафтою. Загальні витрати на технічне обслуговування досягли 14 000 тенге стерлінгів на рік, а тиск 0,60 МПа був недостатнім для нових вимог до інертизації реактора високого тиску.

Рішення: Ми постачали Безмасляний азотний компресор DW-100/8 як основне джерело азоту, замінивши два з трьох застарілих компресорів. Установка була сконфігурована на спеціальному шасі з інтегрованим інтеркулером, додатковим охолоджувачем та панеллю керування Siemens S7-1500 PLC з повною інтеграцією SCADA. Тиск нагнітання 0,80 МПа відповідав усім новим вимогам до інертизації під високим тиском, а продуктивність 100 м³/хв забезпечувала запас резервування понад пікове споживання комплексу в 85 м³/хв. Вирівнювальний резервуар об'ємом 10 м³ був встановлений вище за течією для буферизації коливань попиту від кількох технологічних установок.

Кількісні результати після 30 місяців:

• Вміст азоту в олії: Зменшено з 5,1 мг/м³ до <0,01 мг/м³, отримавши сертифікацію ISO 8573-1 Клас 0
• Випадки отруєння каталізатором крекінгу етилену: Повністю ліквідовано, що подовжує термін служби каталізатора з 24 до 36 місяців
• Річна вартість технічного обслуговування: Зменшено на 48% (від $180 000 до $93 600) завдяки ліквідації ремонтів, пов'язаних з маслом
• Споживання енергії: Покращено 8.2% порівняно із заміненими компресорами, що заощаджує приблизно 1 TP4T38 400/рік
• Незапланований простій: Нуль подій за 30 місяців безперервної роботи
• Кількість компресорів: Зменшено з трьох одиниць до однієї основної одиниці плюс один резервний, що спрощує операції та зменшує запаси запасних частин на 60%

«DW-100/8 докорінно змінив нашу азотну інфраструктуру. Єдиний високопродуктивний агрегат замінив три застарілі компресори, повністю усунув забруднення маслом і вдвічі зменшив навантаження на нашу команду з технічного обслуговування. Термін окупності склав 16 місяців — набагато краще, ніж наші початкові прогнози». — Головний операційний директор нафтохімічного комплексу

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 мегамасштабну азотну інфраструктуру?

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