Азотний компресор DW-54/30 – надвисокотискний безмасляний азотний компресор для вимогливих технологічних процесів з тиском 3,00 МПа

Розроблений для подачі 50 м³/хв при тиску нагнітання 3,00 МПа, DW-54/30 – це двоступеневий чотирирядний безмасляний поршневий азотний компресор, призначений для найвимогливіших застосувань промислового газу високого тиску. Чотириступеневе стиснення, величезна пропускна здатність та нульове забруднення нафтою для критично важливих операцій з нафтохімічної промисловості, скраплення газу та закачування в трубопроводи.

Огляд продукту

The Азотний компресор DW-54/30 стоїть на вершині нашого портфоліо безмасляних поршневих компресорів, що є кульмінацією передової інженерії для застосування в промислових газах надвисокого тиску. Завдяки вражаючій потужності 50 м³/хв і винятковий Тиск нагнітання 3,00 МПаЦей агрегат відповідає найвимогливішим вимогам до стиснення азоту, що зустрічаються у великомасштабних нафтохімічних операціях, на заводах зі скраплення газу та в системах впорскування газу високого тиску в трубопроводи.

Що відрізняє DW-54/30 від усіх інших моделей у нашій лінійці, так це те, що... чотириступінчастий, дворядний (二列四级) Архітектура стиснення. Ця багатоступенева конструкція є абсолютно необхідною для досягнення тиску нагнітання 3,00 МПа, зберігаючи при цьому термодинамічну ефективність та цілісність безмасляної системи ущільнення PTFE. Кожен із чотирьох ступенів стиснення оснащений незалежним проміжним охолоджувачем, що створює каскад циліндрів з поступово вищим тиском, які розділяють величезний загальний коефіцієнт тиску на керовані сегменти. Без такого поетапного підходу температура нагнітання перевищувала б безпечні експлуатаційні межі безмасляних ущільнювальних матеріалів, що робить чотириступеневе стиснення фундаментальною інженерною вимогою, а не додатковою функцією.

Компресор виконує наші зобов'язання повністю безмасляне стиснення завдяки вдосконаленим поршневим кільцям та бандажам з композитного матеріалу PTFE, які працюють без вуглеводневих мастил. При тиску 3,00 МПа ризик забруднення маслом зростає в геометричній прогресії порівняно з низьким тиском, оскільки будь-які пари масла концентруються до небезпечних рівнів. Вбудована безмасляна конструкція DW-54/30 забезпечує Сертифікація ISO 8573-1 класу 0 без будь-якого обладнання для очищення, що робить його єдиним життєздатним вибором для застосувань надвисокого тиску, де чистота азоту не підлягає обговоренню.

Технічні характеристики – DW-54/30

* 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 надвисокого тиску

DW-54/30 використовує чотириступенева, дворядна архітектура стиснення що є унікальним у нашому портфоліо продуктів і є важливим для досягнення тиску нагнітання 3,00 МПа. Загальне співвідношення тисків приблизно від 30:1 до 60:1 (залежно від умов на вході) розподіляється між чотирма послідовно розташованими циліндрами стиснення з міжступеневим охолодженням після кожного ступеня. Цей каскадний підхід обмежує співвідношення тисків на ступінь приблизно до 2,5:1 до 3,5:1, підтримуючи температуру нагнітання нижче 160°C та зберігаючи стабільність розмірів ущільнювальних елементів з PTFE. Без чотириступеневого стиснення температура нагнітання перевищувала б 250°C, що значно перевищує безпечну межу для безмасляних матеріалів. Кожна ступінь має поступово менші діаметри циліндрів, щоб вмістити зменшений об'єм газу при вищому тиску, оптимізуючи об'ємну ефективність у всьому діапазоні тиску.

2. Система ущільнення з PTFE високого тиску без масла

DW-54/30 використовує вдосконалену система самозмащувальних поршневих кілець та бандажів виготовлені з надвисокопродуктивних композитів PTFE, спеціально розроблених для роботи при тиску 3,00 МПа. Ці кільця армовані скловолокном з високим співвідношенням сторін, бронзовими частинками та запатентованими добавками, що підвищують стійкість до повзучості та стабільність розмірів під екстремальним тиском. Матеріал досягає коефіцієнта тертя нижче 0,05 без будь-якого вуглеводневого змащення, що гарантує повну відсутність забруднення олією в потоку азоту. При тиску 3,00 МПа навіть сліди забруднення олією будуть концентруватися до рівнів, які зроблять азот непридатним для використання в більшості промислових застосувань, що робить безмасляну конструкцію абсолютною вимогою, а не перевагою.

3. Міцна посилена рама для екстремальних механічних навантажень

Основна рама відлита з Сірий чавун GG30 (еквівалент ASTM A48 класу 35B) зі значно посиленими стінками, додатковим ребристістю та вбудованими каналами для охолоджувальної води. Чотирициліндрова конструкція створює значні пікові газові зусилля при 3,00 МПа, що вимагає жорсткості рами, що значно перевищує жорсткість моделей з нижчим тиском. дворядне протилежне розташування циліндрів забезпечує часткове зняття сили, але сама величина газових навантажень при надвисокому тиску вимагає фундаментної маси мінімум 20 тонн для забезпечення стабільної роботи. Колінчастий вал викуваний з легованої сталі 34CrNiMo6 (вищого сорту, ніж стандартна 42CrMo4) та проходить точне шліфування та динамічне балансування відповідно до стандартів ISO 1940 G1.0 для мінімізації вібрації при високих робочих навантаженнях.

4. Привід двигуна середньої напруги для роботи з високою потужністю

DW-54/30 приводиться в рух Асинхронний двигун середньої напруги потужністю 630 кВт Доступні в конфігураціях 6 кВ або 10 кВ, що відповідають класу ефективності IE3 стандарту IEC 60034-1. При потужності 630 кВт робота на низькій напрузі 380 В вимагатиме непрактичних розмірів кабелів та номіналів розподільчих пристроїв, що робить обов'язковим використання приводу середньої напруги. Двигун безпосередньо з'єднаний з колінчастим валом компресора за допомогою потужної гнучкої дискової муфти, розрахованої на вимоги до крутного моменту та перекосу для поршнево-поступальних систем високого тиску. Пряма інтеграція середньої напруги зменшує електричні втрати, мінімізує кабельну інфраструктуру та забезпечує сумісність зі стандартним промисловим розподільчим обладнанням на великих технологічних заводах.

Сценарії застосування

Впорскування азоту в трубопровід надвисокого тиску

У системах азотних трубопроводів на великі відстані та газорозподільних мережах високого тиску DW-54/30 служить як первинна бустерна станція високого тискуЙого тиск на нагнітанні 3,00 МПа достатній для подолання втрат на тертя в трубопроводах на відстанях понад 50 км та для підтримки належного тиску у найвіддаленіших споживачів. Продуктивність 50 м³/хв може одночасно постачати азот до кількох точок відбору під високим тиском, що робить його придатним для централізованого постачання азоту до великих промислових комплексів. Безмасляна конструкція є критично важливою для трубопровідних застосувань, оскільки будь-яке забруднення поширюватиметься по всій розподільчій мережі, впливаючи на всіх споживачів, що знаходяться нижче за течією.

Підсилювач високого тиску для установки зрідження газу

На установках зі скраплення азоту, Азотний бустер DW-54/30 стискає азот з холодного кінця зріджувача або випарника-накопичувача до високого тиску, необхідного для ефективності циклу зрідження. Тиск нагнітання 3,00 МПа є типовим для зріджувачів циклу Клода та інших процесів зрідження азоту високого тиску, де підвищений тиск є важливим для досягнення кріогенних температур шляхом розширення. Масивна продуктивність 50 м³/хв відповідає пропускній здатності середніх та великих установок зрідження, що виробляють 50–100 тонн рідкого азоту на день. Безмасляна конструкція запобігає забрудненню теплообмінників зріджувача, що може серйозно погіршити теплові характеристики та вимагати дорогого розморожування та очищення.

Аварійне впорскування та продувка азотом у нафтохімічній промисловості

У нафтохімічних та нафтопереробних підприємствах DW-54/30 забезпечує подачу азоту надвисокого тиску для аварійна інертизація реактора, консервація каталітичного шару, продувка резервуарів високого тиску та постачання азоту до системи безпекиТиск нагнітання 3,00 МПа достатній для впорскування азоту практично в будь-яку технологічну ємність або реакторну систему, включаючи ті, що працюють під підвищеним тиском. Номінальний тиск безперервного режиму роботи гарантує миттєву доступність аварійного азоту без затримок на прогрів, пов'язаних із запуском резервних компресорів. Сертифікація на безмасляність є обов'язковою для нафтохімічних застосувань, де азот контактує з каталізаторними шарами, потрапляє в технологічні потоки або використовується для операцій, чутливих до якості продукції.

Підземне зберігання газу та герметизація печер

Підземні сховища газу, включаючи соляні печери та виснажені резервуари, потребують азоту під високим тиском. закачування газу в подушку, герметизація каверни та підтримка тиску під час циклів відбору газу. Тиск нагнітання DW-54/30 3,00 МПа достатній для впорскування азоту в печери-сховища, що працюють під тиском до 2,50 МПа, підтримуючи структурну цілісність стінок печери та запобігаючи потраплянню ґрунтових вод. Продуктивність 50 м³/хв дозволяє швидко заповнювати великі об'єми сховищ, скорочуючи час, необхідний для введення в експлуатацію печери та її технічного обслуговування. Безмасляна конструкція запобігає забрудненню газу, що зберігається, що є критично важливим, коли зберігається азот пізніше вилучається для високочистих застосувань.

Матеріал та конструкція

DW-54/30 виготовлений з високоякісних матеріалів, відібраних для сумісності з азотом надвисокого тиску, екстремальних механічних навантажень 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

DW-54/30 має суху масу 13,00 тонн, а центр ваги знаходиться приблизно на 1000 мм вище опорної плити. Чотирициліндрова конструкція створює значні пікові газові зусилля на рівні 3,00 МПа, що вимагає залізобетонний інерційний блок вагою не менше 20 тоннБлок має бути встановлений на потужних еластомерних віброізоляторах (власна частота 5–7 Гц) або пружинних ізоляторах, щоб запобігти передачі вібрації на сусідні конструкції. Фундамент має бути спроектований кваліфікованим інженером-конструктором для витримування динамічних навантажень, які включають як зворотно-поступальні сили інерції, так і пульсації тиску газу. 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.

Проектування системи охолодження водою

Потреба у воді для охолодження становить приблизно 80 м³/год при температурі на вході не вище 32°C. Контур розподілу води постачає воду до циліндричних кожухів та трьох інтеркулерів у паралельних гілках, а доохолоджувач - до окремого контуру. Враховуючи чотириступеневе стиснення та високий коефіцієнт тиску, інтеркулери є абсолютно необхідними для управління температурою та повинні отримувати пріоритетний потік охолоджувальної води. Технічні характеристики якості води: pH 6,5–8,5, загальний вміст розчинених твердих речовин < 400 мг/л, вміст хлоридів < 30 мг/л (для запобігання корозії труб з нержавіючої сталі SS316 у високонапірних охолоджувачах), зважені тверді речовини < 20 мг/л та загальна жорсткість < 250 мг/л у вигляді CaCO₃. Для надійної роботи обов'язкова градирня із замкнутим циклом, бічним потоком фільтрації та автоматизованою хімічною обробкою.

Графік профілактичного обслуговування

Безмасляна конструкція DW-54/30 усуває необхідність значного технічного обслуговування альтернативних змащених деталей. Немає потреби в заміні масла, його аналізі, заміні фільтрів 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. Однак пластини клапанів високого тиску (особливо ступенів 3 та 4) можуть потребувати частішої перевірки через надзвичайне механічне напруження в 3,00 МПа. Чотириступенева конструкція фактично подовжує термін служби окремих компонентів, зменшуючи напруження на ступінь порівняно з двоступеневою конструкцією, що працює при тому ж загальному коефіцієнті тиску.

Сертифікати відповідності та безпеки

Азотний компресор DW-54/30 розроблений, виготовлений та випробуваний відповідно до наступних міжнародних стандартів та нормативних актів або перевищує їх:

Аналіз продуктивності та ефективності

DW-54/30 досягає питома споживана потужність приблизно 12,60 кВт на м³/хв азоту, що подається при тиску нагнітання 3,00 МПа. Цей показник питомої потужності відображає термодинамічну реальність стиснення надвисокого тиску, де необхідна робота різко зростає зі збільшенням коефіцієнта стиснення. Однак чотириступенева конструкція з міжступеневим охолодженням підтримує цей показник у конкурентному діапазоні для безмасляних компресорів у сегменті надвисокого тиску. Для порівняння, поршневі компресори з масляним змащенням у аналогічних застосуваннях зазвичай споживають 13,5–15,0 кВт/м³/хв, тоді як діафрагмові компресори (часто вибрані для безмасляної роботи в умовах надвисокого тиску) можуть перевищувати 18 кВт/м³/хв і забезпечувати лише частину продуктивності.

Протягом 8000 годин річної роботи перевага чотириступінчастої ефективності DW-54/30 порівняно з менш ефективними альтернативами дає приблизно 360 000–720 000 кВт·год річної економії енергіїПри ціні $0,08/кВт·год це становить від $28 800 до $57 600 прямих скорочень витрат на електроенергію на рік. Однак основним економічним обґрунтуванням для DW-54/30 зазвичай є усунення витратних матеріалів, пов'язаних з нафтою, та уникнення використання обладнання для очищення на наступних етапах це було б обов'язково для змащених альтернатив. загальна вартість володіння для стиснення азоту надвисокого тиску зменшується приблизно на 25–351 TP3T протягом 10-річного терміну експлуатації, якщо порівнювати роботу без олії з системами зі змащенням та повним очищенням нижче за течією.

При тиску 3,00 МПа концентраційний вплив забруднення маслом є серйозним. Змащений компресор, що виробляє азот із вмістом олії 1,0 мг/м³ при атмосферному тиску, видаватиме азот із вмістом олії приблизно 30 мг/м³ при тиску 3,00 МПа через вплив стиснення та конденсації. Такий рівень забруднення буде катастрофічним практично для всіх промислових застосувань, що робить власну безмасляну конструкцію DW-54/30 не просто кращою, а абсолютно необхідною для роботи під надвисоким тиском.

Можливості налаштування та OEM

Ми пропонуємо комплексні варіанти налаштування, щоб адаптувати DW-54/30 до конкретних умов об'єкта, вимог інтеграції та специфікацій кінцевого користувача:

• Комплекти готових до встановлення систем на рамах: Компресор, двигун, усі чотири інтеркулери, додатковий охолоджувач, трубопровід високого тиску, контрольно-вимірювальні прилади та панель керування попередньо зібрані на міцній сталевій рамі з інтегрованими вантажними вушками та шаблонами для анкерних болтів. Попереднє заводське випробування всіх систем скорочує час введення в експлуатацію та зменшує ризики.
• Конфігурації для небезпечних зон: Корпуси двигунів та електрообладнання, що відповідають вимогам ATEX Zone 2 та IECEx, для нафтохімічних установок. У систему керування можна інтегрувати вбудовані пристрої виявлення газу, автоматичні блокування вентиляції та вибухобезпечні прилади.
• Розширений контроль процесів: 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 DCS/SCADA. Автоматичне чергування ступенів, керування навантаженням/розвантаженням та сумісність із частотним приводом (VFD) оптимізують ефективність та зменшують механічний знос.
• Захист навколишнього середовища: Системи покриттів морського класу C5-M для прибережних установок; тропіко-захищені електричні компоненти для температури навколишнього середовища 55°C; та акустичні корпуси зі класом захисту IP54 зі спеціальним шумозаглушенням високого тиску, що знижує рівень випромінювання з 88 дБ(А) до 75 дБ(А) на відстані 1 метр.
• OEM та приватна торгова марка: Індивідуальні кольори фарби, фірмові таблички та локалізовані пакети документації для дистриб'юторів газового обладнання та системних інтеграторів, що обслуговують світові ринки.

Користувацькі конфігурації доступні з Мінімальна кількість замовлення 1 одиницяІнженерний огляд та створення пропозиції зазвичай займають 7–10 робочих днів через складність чотириетапної системи. Стандартний термін доставки становить 16–20 тижнів; повторні замовлення доставляються протягом 12–14 тижнів з моменту підтвердження замовлення.

Тематичне дослідження: установка для зрідження азоту на заводі ЗПГ

Клієнт: Середньомасштабний завод зі скраплення ЗПГ у Малайзії виробляє 500 000 тонн на рік

Виклик: Установка для скраплення азоту на заводі використовувала два масляні компресори, з'єднані послідовно, для досягнення тиску 2,80 МПа, необхідного для скраплювача циклу Клода. Забруднення маслом від компресорів поступово забруднювало алюмінієві пластинчасті теплообмінники скраплювача, знижуючи теплову ефективність на 151 TP3T протягом 18 місяців і вимагаючи дорогих циклів розморожування та очищення кожні 6 місяців. Двокомпресорна схема також мала низьку надійність, а незаплановані перебої призводили до втрат виробництва СПГ у розмірі 1 TP4T50 000 на день.

Рішення: Ми постачали Безмасляний азотний компресор DW-54/30 як єдиний блок для заміни двох існуючих компресорів, сконфігурований на спеціальній рамі з усіма чотирма інтеркулерами, додатковим охолоджувачем та панеллю керування Siemens S7-1500 PLC з повною інтеграцією SCADA. Тиск нагнітання 3,00 МПа перевищував вимоги зріджувача, забезпечуючи запас тиску, який підвищував ефективність циклу. Безмасляна конструкція повністю усунула забруднення теплообмінника. Вирівнювальний резервуар об'ємом 10 м³ був встановлений вище за течією для буферизації коливань попиту зріджувача.

Кількісні результати після 36 місяців:

• Забруднення теплообмінника: Повністю ліквідовано, відновлення теплової ефективності до проектного рівня
• Цикли розморожування: Виключено, що заощаджує 120 000 фунтів стерлінгів на рік на технічному обслуговуванні та простоях у виробництві
• Незаплановані перебої: Нуль подій за 36 місяців порівняно з 8 випадками з попередньою двокомпресорною системою
• Уникнення втрат виробництва ЗПГ: $400,000 понад 36 місяців
• Споживання енергії: Покращено 8.2% порівняно із заміненою системою, заощаджуючи $32 000/рік
• Термін окупності: 2,5 роки включаючи уникнення виробничих втрат та економію на технічному обслуговуванні

«DW-54/30 стала найефективнішою модернізацією обладнання в історії нашого заводу. Усунення забруднення нафтою відновило продуктивність нашого зріджувача, а підвищення надійності було вражаючим. У нас не було жодного незапланованого відключення за три роки». — Головний операційний директор, ЗПГ-завод

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 розгорнути азотне стиснення надвисокого тиску?

Наші старші інженери-застосовувачі готові оцінити ваші потреби в азоті надвисокого тиску, включаючи вимоги до потоку, умови всмоктування, цільовий тиск нагнітання, обмеження фундаменту та інтеграцію з існуючими технологічними системами. Ми надаємо комплексні технічні пропозиції, рекомендації щодо проектування фундаменту, схеми трубопроводів та контрольно-вимірювальних приладів (P&ID), а також детальний аналіз загальної вартості володіння (TCO) протягом 5–7 робочих днів після отримання вашого запиту.

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