Азотний компресор DW-60/30 – безмасляний азотний компресор надвисокого тиску для промислових процесів з тиском 3,00 МПа

Розроблений для подачі 60 м³/хв при тиску нагнітання 3,00 МПа, DW-60/30 – це двоступеневий чотирирядний безмасляний поршневий азотний компресор, призначений для впорскування азоту під надвисоким тиском, скраплення газу, хімічного синтезу та складних нафтохімічних процесів. Нульове забруднення маслом, міцна конструкція та оптимізований для безперервної роботи під екстремальним тиском.

Огляд продукту

The Азотний компресор DW-60/30 являє собою вершину нашої інженерії безмасляних поршневих компресорів, спеціально розроблених для застосувань, де визначальною вимогою є надвисокий тиск нагнітання. Завдяки вражаючій потужності 60 м³/хв і винятковий Тиск нагнітання 3,00 МПаЦей агрегат займає сегмент надвисокого тиску нашого портфоліо промислових азотних компресорів, обслуговуючи найвимогливіші технологічні процеси в хімічному, нафтохімічному та енергетичному секторах світу.

Що відрізняє DW-60/30 від усіх традиційних альтернатив, так це його повністю безмасляний шлях стиснення у поєднанні з можливістю роботи під надвисоким тиском. Поршневі кільця та бандажі поршня виготовлені з удосконалених самозмащувальних композитних матеріалів PTFE, спеціально розроблених для роботи під надзвичайним тиском, що гарантує повну відсутність вуглеводневих забруднень у потоці азоту навіть при тиску 3,00 МПа. Це досягнення... Сертифікація ISO 8573-1 класу 0 для надвисокого тиску – це рідкісний інженерний подвиг, який усуває необхідність у системах видалення нафти нижче за течією, які були б як технічно складними, так і економічно непосильними за такого рівня тиску.

Архітектура компресора використовує двоступеневий, чотирирядний (二列四级) конфігурація, необхідна для керування екстремальним коефіцієнтом тиску, необхідним для досягнення тиску нагнітання 3,00 МПа. Чотирирядна конструкція забезпечує чудовий баланс сил і знижену вібрацію порівняно з простішими пристроями, тоді як двоступенева термодинамічна схема забезпечує ефективне відведення тепла за допомогою спеціального проміжного охолодження. Кожен ступінь стиснення розроблений з посиленими стінками циліндра, системами клапанів високого тиску та спеціалізованою технологією ущільнення, щоб витримувати механічні навантаження, пов'язані з роботою під надвисоким тиском. Масивна чавунна рама та прецизійно кований колінчастий вал розраховані на мінімальний термін служби 120 000 годин за суворими протоколами технічного обслуговування.

Технічні характеристики – DW-60/30

* 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. Безмасляна система ущільнення з PTFE надвисокого тиску

DW-60/30 використовує власну самозмащувальне поршневе кільце та вузол бандажа виготовлені з надвисокопродуктивних композитів PTFE, спеціально розроблених для роботи при тиску 3,00 МПа. Ці кільця армовані скловолокном високої щільності та бронзовими частинками для досягнення коефіцієнта тертя нижче 0,05 без будь-якого зовнішнього вуглеводневого змащення. При тиску нагнітання 3,00 МПа парціальний тиск масляної пари буде приблизно в 30 разів вищим, ніж при 0,30 МПа, що робить забруднення маслом більш імовірним та складнішим для видалення. Вбудована безмасляна конструкція DW-60/30 досягає Відповідність стандарту ISO 8573-1 класу 0 без будь-якої фільтрації нижче за течією—технічне досягнення, яке не має собі рівних серед альтернатив з масляним змащуванням у цьому класі тиску. Формула з PTFE розрахована на безперервну роботу за температур до 190°C, що забезпечує надійну герметичність при екстремальних термічних навантаженнях від надвисокого тиску стиснення.

2. Чотирирядна архітектура зі збалансованими силами

The двоступеневий, чотирирядний (二列四级) Конструкція DW-60/30 — це механічний шедевр, який розподіляє величезні газові зусилля між чотирма циліндрами, розташованими у два протилежні ряди. Така конфігурація забезпечує майже повне скасування сил інерції першого та другого порядку, що зменшує передачу вібрації на фундамент більш ніж на 901 TP3T порівняно з однорядними конструкціями. Чотирирядне розташування також дозволяє використовувати менші окремі циліндри, зменшуючи пікові газові сили на кожен поршень і колінчасту шийку, що подовжує термін служби підшипників і зменшує вимоги до технічного обслуговування. З масою 17,00 тонн DW-60/30 є солідною машиною, але її вібраційні характеристики порівнянні з набагато меншими компресорами завдяки цій вдосконаленій конструкції балансування сил.

3. Посилена конструкція циліндра високого тиску

Циліндри високого тиску DW-60/30 відлиті з Сірий чавун GG30 (еквівалентно ASTM A48 класу 35B) з товщиною стінок приблизно на 40% більшою, ніж у стандартних циліндрів, та мають значне зовнішнє ребро, щоб витримувати кільцеві напруження, що виникають при піковому тиску 3,00 МПа. Головки циліндрів закріплені високоміцними шпильками з легованої сталі, затягнутими відповідно до точних специфікацій, а прокладки головки виготовлені з багатошарової нержавіючої сталі з графітовим покриттям, що забезпечує герметичність під екстремальним тиском та циклічними змінами температури. Сорочки охолоджувальної води оброблені з покращеними схемами потоку, щоб забезпечити належне відведення тепла від товстих стінок циліндрів, запобігаючи температурним градієнтам, які можуть спричинити деформацію або розтріскування.

4. Привід середньої напруги для промислового виробництва електроенергії

DW-60/30 приводиться в рух Асинхронний двигун середньої напруги потужністю 710 кВт Доступний у конфігураціях 6 кВ або 10 кВ, що відповідає класу ефективності IE3 за стандартом IEC 60034-1. На цьому рівні потужності привід середньої напруги не просто кращий, а й необхідний — двигун на 380 В потребує приблизно 1200 А струму, що вимагає непрактично великих кабелів, масивних розподільчих пристроїв та надмірних втрат I²R. Конфігурація середньої напруги інтегрується безпосередньо в промислові системи розподілу електроенергії, знижуючи витрати на електричну інфраструктуру та підвищуючи загальну енергоефективність. Двигун оснащений надійною муфтою вала та системою контролю вібрації для забезпечення надійної передачі потужності до масивного колінчастого вала.

Сценарії застосування

Впорскування азоту під надвисоким тиском для підвищення нафтовіддачі

У нафтогазовидобувній установці DW-60/30 служить компресор для впорскування азоту високого тиску для операцій з підвищення нафтовіддачі (EOR) та заводнення змішуваним газом. Тиск нагнітання 3,00 МПа достатній для закачування азоту в пласти-колектори на глибині до 2000 метрів, де азот витісняє сиру нафту та покращує коефіцієнти вилучення на 10–201 TP3T. Потужність 60 м³/хв може обслуговувати кілька нагнітальних свердловин одночасно через централізований розподільчий колектор високого тиску. Безмасляна конструкція є критично важливою для застосувань EOR, оскільки будь-яке забруднення нафтою змінить змочуваність породи-колектора, знизивши ефективність витіснення та потенційно спричинивши пошкодження пласта.

Хімічний синтез та інертизація реакторів високого тиску

У синтезі аміаку, виробництві метанолу та інших хімічних процесах високого тиску, Азотний компресор DW-60/30 забезпечує азот надвисокого тиску для продувка реактора під час запуску, консервація шару каталізатора та аварійна інертизаціяТиск нагнітання 3,00 МПа відповідає або перевищує робочий тиск багатьох реакторів синтезу, що дозволяє пряме впорскування азоту без проміжного наддуву. Продуктивність 60 м³/хв може продувати великі об'єми реакторів за лічені хвилини, скорочуючи час запуску та підвищуючи експлуатаційну готовність установки. Сертифікація на відсутність олії є обов'язковою для хімічного синтезу, оскільки забруднення олією може отруїти каталізатори з дорогоцінних металів та забруднювати потоки продуктів.

Зрідження газу та кріогенне зберігання під тиском

На великомасштабних установках зі скраплення азоту DW-60/30 стискає азот до високого тиску, необхідного для Зрідження за циклом Клода або циклом ЛіндеТиск 3,00 МПа зазвичай є оптимальним тиском для максимальної ефективності скраплення на заводах середнього масштабу (500–2000 тонн/день). Продуктивність 60 м³/хв відповідає пропускній здатності азоту для комерційних ліній скраплення. Безмасляна конструкція є важливою, оскільки масляне забруднення замерзатиме в кріогенних теплообмінниках, спричиняючи засмічення та вимагаючи дорогих зупинок для розморожування та очищення.

Випробування трубопроводів під тиском та пусконалагоджувальні роботи

Газопроводи, нафтохімічні технологічні лінії та резервуари для зберігання високого тиску потребують гідростатичних та пневматичних випробувань під тиском, що в 1,5 раза перевищує їх розрахунковий, перед введенням у експлуатацію. DW-60/30 забезпечує подачу азоту надвисокого тиску для пневматичні випробування трубопроводів та резервуарів тиском до 2,00 МПаДля випробувань під тиском азот переважніше використовувати, ніж повітря, оскільки він усуває ризик вибуху, пов'язаний з атмосферою, що містить кисень. Продуктивність 60 м³/хв дозволяє швидко створювати тиск у трубопроводах великого діаметра, скорочуючи час випробувань та пришвидшуючи графіки введення в експлуатацію проекту. Безмасляна конструкція гарантує, що випробувальне середовище не залишає жодних залишків вуглеводнів у трубопроводі.

Матеріал та конструкція

DW-60/30 виготовлений з високоякісних матеріалів, відібраних для сумісності з азотом надвисокого тиску, надзвичайної стійкості до 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-60/30 має суху масу 17,00 тонн, а центр ваги знаходиться приблизно на 1000 мм вище опорної плити. Незважаючи на масивні розміри, чотирирядна опозитна конструкція циліндрів мінімізує незбалансовані сили, що дозволяє встановлювати його на залізобетонний інерційний блок 30–35 тоннБлок має бути встановлений на потужних віброізоляторах (власна частота 4–6 Гц), щоб запобігти передачі вібрації на сусідні конструкції. Фундамент має бути спроектований кваліфікованим інженером-конструктором для витримування статичної ваги та динамічних сил під час запуску та експлуатації. Мінімальні вимоги до зазору: 2,0 м з боку непривідного елемента для доступу до клапанів, 1,5 м з боку приводу для технічного обслуговування двигуна та 2,5 м над головою для доступу до крана під час капітального ремонту. Напірний трубопровід високого тиску має бути професійно спроектований з належними опорами, анкерами та компенсаторами для контролю теплового розширення та вібрації при 3,00 МПа.

Проектування системи охолодження водою

Потреба у воді для охолодження становить приблизно 85 м³/год при температурі на вході не вище 32°C. Контур розподілу води забезпечує подачу води до циліндричних кожухів, інтеркулера та додаткового охолоджувача паралельно з незалежними клапанами регулювання потоку. Враховуючи екстремальний коефіцієнт тиску, інтеркулер є абсолютно критично важливим для управління температурою та повинен отримувати пріоритетний потік охолоджувальної води. Технічні характеристики якості води: pH 6,5–8,5, загальний вміст розчинених твердих речовин < 400 мг/л, вміст хлоридів < 40 мг/л (для запобігання корозії труб з нержавіючої сталі SS316), зважені тверді речовини < 20 мг/л та загальна жорсткість < 250 мг/л у вигляді CaCO₃. Для надійної роботи обов'язкова спеціальна градирня із замкнутим циклом, повнопоточною фільтрацією та автоматизованою хімічною обробкою. Система охолоджувальної води повинна включати резервні насоси та аварійне резервне живлення для запобігання зупинці компресора через відключення охолоджувальної води.

Графік профілактичного обслуговування

Безмасляна конструкція DW-60/30 усуває необхідність значного технічного обслуговування, пов'язаного зі змащеними компресорами такого розміру. Немає потреби в заміні масла (що вимагало б 400–600 літрів на заміну), витратах на лабораторний аналіз масла, заміні фільтруючих елементів та заміні картриджів масловіддільника. Основними витратними елементами, що зношуються, є... Поршневі кільця та бандажі з PTFE, які зазвичай досягають 3000–5000 годин терміну служби в умовах чистого азоту під надвисоким тиском. Чотирирядна конструкція рівномірно розподіляє знос по всіх циліндрах, запобігаючи локальному зносу, який може виникати в однорядних компресорах.

Сертифікати відповідності та безпеки

Азотний компресор DW-60/30 розроблений, виготовлений та випробуваний відповідно до наступних міжнародних стандартів та нормативних актів або перевищує їх:

Аналіз продуктивності та ефективності

DW-60/30 досягає питома споживана потужність приблизно 11,83 кВт на м³/хв азоту, що подається при тиску нагнітання 3,00 МПа. Цей показник питомої потужності відображає значну термодинамічну роботу, необхідну для стиснення надвисокого тиску. У сегменті безмасляних компресорів надвисокого тиску (тиск нагнітання >2,50 МПа) ця ефективність є конкурентоспроможною та зазвичай перевершує діафрагмові компресори, які є основною альтернативою для безмасляної роботи при цьому рівні тиску. Для порівняння, діафрагмовий компресор, що забезпечує еквівалентну продуктивність при тиску 3,00 МПа, споживатиме 18–25 кВт/м³/хв та коштуватиме в 4–6 разів більше капітальних витрат.

Протягом 8000 годин річної експлуатації перевага DW-60/30 в ефективності порівняно з діафрагмовими альтернативами дає приблизно 2 400 000–5 200 000 кВт·год річної економії енергіїПри ціні $0,08/кВт·год це становить від $192 000 до $416 000 прямих скорочень витрат на електроенергію на рік. Однак основним економічним обґрунтуванням для DW-60/30 зазвичай є поєднання величезної продуктивності, надвисокого тиску та роботи без використання олії в одній інтегрованій машині, що усуває потребу в кількох менших компресорах, з'єднаних послідовно або паралельно. загальна вартість володіння для стиснення азоту надвисокого тиску зменшується приблизно на 35–501 TP3T протягом 10-річного терміну експлуатації порівняно з багатоблоковими або діафрагмовими системами.

Відсутність олії в тракті стиснення особливо критична при тиску 3,00 МПа, оскільки забруднення олією буде більш концентрованим і його буде важче видалити, ніж при нижчому тиску. При тиску 3,00 МПа парціальний тиск пари олії приблизно в 100 разів вищий, ніж при 0,30 МПа, що робить навіть слідове перенесення олії серйозним забрудненням. Власна безмасляна конструкція DW-60/30 повністю усуває цей ризик, забезпечуючи чистоту азоту незалежно від робочого тиску.

Можливості налаштування та OEM

Ми пропонуємо широкі можливості налаштування, щоб адаптувати DW-60/30 до конкретних умов об'єкта, вимог інтеграції та специфікацій кінцевого користувача:

• Комплекти готових до встановлення систем на рамах: Компресор, двигун, охолоджувачі, 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 та зменшує ризики.
• Конфігурації для небезпечних зон: Корпуси двигунів та електрообладнання, що відповідають вимогам ATEX Zone 2 та IECEx, для нафтохімічних та нафтогазових установок. Вбудовані блокування виявлення газу, пожежогасіння та автоматичної вентиляції.
• Розширений контроль процесів: ПЛК Siemens S7-1500 або Allen-Bradley ControlLogix з 15-дюймовим сенсорним екраном HMI, резервними контролерами, дистанційним моніторингом через OPC-UA та безшовною інтеграцією DCS/SCADA. Системи автоматичного керування навантаженням, захисту від перенапруги та аварійного відключення.
• Захист навколишнього середовища: Покриття морського класу C5-M для прибережних установок; тропіко-пристосовані електричні компоненти для температури навколишнього середовища 55°C; акустичні корпуси класу захисту IP54 зі зниженням шуму від 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 великих дистриб'юторів газового обладнання та підрядників з енергоефективності та енергетики.

Користувацькі конфігурації доступні з Мінімальна кількість замовлення 1 одиницяІнженерний огляд та розробка пропозицій зазвичай займають 7–10 робочих днів через складність систем надвисокого тиску. Стандартний термін поставки становить 16–20 тижнів; прискорена доставка протягом 14 тижнів доступна для кваліфікованих замовлень із попередніми зобов'язаннями щодо матеріалів.

Тематичне дослідження: Система продувки та запуску азотного заводу аміачного заводу

Клієнт: Великий завод синтезу аміаку на Близькому Сході потужністю 2000 метричних тонн на день

Виклик: Завод потребував надійного постачання азоту надвисокого тиску для продувки реактора під час запуску, консервації шару каталізатора під час зупинок та аварійної інертизації циклу синтезу. Існуюча система використовувала три масляні компресори, з'єднані послідовно (низького тиску, середнього тиску, високого тиску), для досягнення необхідних 3,00 МПа, з великим обладнанням для фільтрації оливи між ступенями. Така схема була складною, потребувала значних ремонтних робіт та часто зазнавала забруднення оливою, що отруювало каталізатор синтезу на основі заліза, що вимагало дорогої заміни каталізатора кожні 3–4 роки замість розрахункового терміну служби 6–7 років.

Рішення: Ми постачали Безмасляний азотний компресор DW-60/30 як єдина заміна для всієї трикомпресорної лінії, сконфігурована на спеціальному шасі з інтегрованим інтеркулером, додатковим охолоджувачем та резервною системою керування Siemens S7-1500 PLC з інтеграцією SCADA. Тиск нагнітання 3,00 МПа відповідав робочому тиску петлі синтезу, що дозволяло пряме впорскування азоту без проміжного наддуву. Продуктивність 60 м³/хв могла продути всю петлю синтезу (об'єм ~500 м³) менш ніж за 10 хвилин, скорочуючи час запуску з 4 годин до 1,5 годин.

Кількісні результати після 36 місяців:

• Термін служби каталізатора: Збільшено з 3,5 років до 6,8 років, що економить 1 TP4T2,4 мільйона на цикл заміни каталізатора
• Час запуску: Скорочено з 4 годин до 1,5 годин, що генерує додаткове виробництво на суму $180 000 на кожен стартап
• Витрати на технічне обслуговування: Зменшено на 55% (з $145 000/рік до $65 000/рік) завдяки усуненню складності трикомпресорної установки
• Випадки забруднення нафтою: Нуль з моменту введення в експлуатацію, порівняно з 4–6 подіями на рік раніше
• Площа підлоги: Зменшено на 60% шляхом заміни трьох компресорів одним інтегрованим блоком
• Термін окупності: 1,2 роки виключно на основі подовження терміну служби каталізатора та економії на обслуговуванні

«DW-60/30 перетворив нашу азотну систему з кошмару для обслуговування на надійну систему. Одне лише збільшення терміну служби каталізатора окупило вартість машини, а час запуску скоротився більш ніж вдвічі. Безмасляна конструкція дає нам повну впевненість у захисті нашого каталізатора». — Головний операційний директор, завод синтезу аміаку

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-застосовувачі готові оцінити ваші потреби в потоці азоту, умови на вході, цільовий тиск нагнітання та обмеження інтеграції. Ми надаємо безкоштовні технічні пропозиції, огляди фундаментів, схеми трубопроводів та контрольно-вимірювальних приладів (P&ID), а також детальний аналіз загальної вартості володіння (TCO) протягом 72 годин після отримання вашого запиту.

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