Азотний компресор ZW-13/30 – безмасляний азотний бустер середньої продуктивності для технологічних застосувань з високим тиском 3,00 МПа

Розроблений для подачі 13 м³/хв при тиску нагнітання 3,00 МПа, ZW-13/30 – це двоступеневий трирядний безмасляний поршневий азотний компресор, призначений для вимогливого впорскування азоту під високим тиском, станцій заправки газових балонів та критичних нафтохімічних процесів. Нульове забруднення маслом, надійний трирядний баланс сил та оптимізований для безперервної роботи при підвищеному тиску.

Огляд продукту

The Азотний компресор ZW-13/30 являє собою потужне рішення середнього класу в нашому сімействі безмасляних поршневих компресорів, розроблене для застосувань, де одночасно потрібна значна пропускна здатність та високий тиск нагнітання. З номінальною потужністю 13 м³/хв і тиск нагнітання 3,00 МПа, цей агрегат займає вирішальне місце на ринку азотних компресорів високого тиску, долаючи розрив між невеликими лабораторними установками та масивними промисловими бустерами.

Що відрізняє ZW-13/30 від традиційних альтернатив, так це його повністю безмасляний шлях стиснення використання самозмащувальних поршневих кілець та бандажів з композитного PTFE. Ця конструктивна філософія виключає будь-яку можливість забруднення вуглеводнями потоку азотного продукту, досягаючи Сертифікація ISO 8573-1 класу 0 власне. При тиску нагнітання 3,00 МПа ризик перенесення масляної пари значно зростає порівняно із застосуванням низького тиску, що робить безмасляну конструкцію не лише перевагою, але й абсолютно обов'язковою для роботи з азотом харчового, фармацевтичного та електронного класу.

Архітектура компресора використовує двоступеневий, трирядний (二列三级) конфігурація, яка є важливою для управління екстремальним коефіцієнтом тиску, необхідним для досягнення 3,00 МПа за типових умов на впуску. Трирядна опозитно-циліндрична компоновка забезпечує кращий баланс сил порівняно з дворядними конструкціями, зменшуючи передачу вібрації та дозволяючи встановлювати її на легших фундаментах. Кожен ступінь стиснення оснащений незалежним високоефективним інтеркулером, що гарантує, що температура газів залишається в безпечних робочих межах навіть під час тривалої роботи з максимальним навантаженням. 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 – ZW-13/30

* 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. Баланс сил трирядних оппозитних циліндрів

ZW-13/30 використовує унікальний трирядне розташування опозитних циліндрів (二列三级) що забезпечує виняткове компенсування сил першого та другого порядку. Розподіляючи роботу стиснення між трьома циліндрами, розташованими в протилежній конфігурації, компресор досягає майже ідеального балансу інерційних сил, зменшуючи передачу вібрації на фундамент більш ніж на 901 TP3T порівняно з однорядними конструкціями. Ця механічна перевага особливо важлива для компресорів високого тиску, де пікові газові сили на поршнях значно вищі, ніж у низькотемпературних компресорах. Трирядна конструкція дозволяє встановлювати компресори на легший залізобетонний інерційний блок (мінімум 10 тонн проти 15+ тонн для еквівалентних однорядних агрегатів), значно знижуючи витрати на цивільне будівництво та спрощуючи модернізацію існуючих технологічних установок.

2. Безмасляне композитне ущільнення з PTFE високого тиску

ZW-13/30 використовує власну самозмащувальне поршневе кільце та вузол бандажа виготовлені з високощільних PTFE-композитів, спеціально розроблених для роботи під високим тиском. Ці кільця армовані скловолокном 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 10 разів вищим, ніж при 0,30 МПа, що робить забруднення олією набагато концентрованішим та важким для видалення. Вбудована безмасляна конструкція ZW-13/30 забезпечує Сертифікація ISO 8573-1 класу 0 без будь-якої фільтрації нижче за течією, що усуває як капітальні витрати, так і енергетичні втрати обладнання для видалення нафти. Формула PTFE розрахована на безперервну роботу за температур до 185°C, забезпечуючи надійну герметичність при екстремальних термічних навантаженнях від стискання під високим тиском.

3. Двоетапна термодинамічна оптимізація для екстремальних співвідношень тисків

The двоступенева архітектура стиснення З термодинамічно точки зору, робота ZW-13/30 є термодинамічно важливою для досягнення цільового тиску нагнітання 3,00 МПа при типовому тиску на вході 0,05–0,10 МПа. Загальне співвідношення тисків приблизно від 30:1 до 60:1 розподіляється між групою циліндрів низького тиску та групою циліндрів високого тиску, причому кожен ступінь працює з керованим співвідношенням тисків. Високоефективний кожухотрубний проміжний охолоджувач між ступенями відводить значну кількість тепла стиснення, підтримуючи температуру нагнітання нижче 160°C та запобігаючи термічній деградації ущільнювальних елементів з PTFE. Без ступінчастого стиснення температура нагнітання перевищувала б 250°C, що значно перевищує безпечну робочу межу будь-якого безмасляного ущільнювального матеріалу. Тому міжступеневе охолодження є не просто підвищенням ефективності, а й фундаментальною вимогою для надійної роботи під високим тиском без масляного середовища.

4. Стандартний промисловий двигун 380 В з високою ефективністю

ZW-13/30 приводиться в рух Трифазний асинхронний двигун потужністю 160 кВт, 380 В, 50 Гц Відповідно до IEC 60034-1 класу ефективності IE3. Стандартна низьковольтна конфігурація інтегрується безпосередньо в існуючі промислові розподільні щити на 380 В без необхідності використання розподільчого пристрою середньої напруги або знижувальних трансформаторів. Така електрична простота зменшує як капітальні витрати, так і складність введення в експлуатацію, роблячи пристрій доступним для широкого кола промислових об'єктів. Для об'єктів із шинними системами 6 кВ або 10 кВ додатковий двигун із вбудованим знижувальним трансформатором може бути поставлений на загальній рамі, що забезпечує безперешкодну інтеграцію в будь-яку електричну інфраструктуру.

Сценарії застосування

Станції заправки азотними балонами високого тиску

ZW-13/30 ідеально підходить для операції з наповнення промислових азотних балонів де газ високого тиску необхідно стискати у стандартні промислові балони під тиском наповнення 15–20 МПа. Хоча тиск нагнітання компресора 3,00 МПа не досягає безпосередньо тиску наповнення балона, він служить високоефективним проміжним підсилювачем, який значно знижує коефіцієнт стиснення, необхідний для компресорів високого тиску наповнення, що підключаються нижче за течією. Продуктивність 13 м³/хв може одночасно забезпечувати роботу кількох заправних колекторів, що робить ZW-13/30 придатним для комерційних газонаповнювальних станцій, що обслуговують промислові, медичні та спеціальні ринки газу. Безмасляна конструкція є обов'язковою для наповнення балонів, оскільки будь-яке масляне забруднення буде затримуватися в балонах і доставлятися кінцевим користувачам, що потенційно може поставити під загрозу їхні технологічні процеси та призвести до відповідальності.

Нафтохімічний технологічний азот високого тиску

У нафтохімічних та нафтопереробних підприємствах, Азотний компресор високого тиску ZW-13/30 Забезпечує азотом консервацію каталізатора реактора, аварійне впорскування в резервуари високого тиску, випробування трубопроводів під тиском та гідростатичні випробування технологічного обладнання. Тиск нагнітання 3,00 МПа достатній для впорскування азоту в технологічні резервуари, що працюють під тиском до 2,5 МПа, підтримуючи позитивний шар інертного газу під час запуску, зупинки та в умовах аварії. Номінальний робочий режим забезпечує безперебійну доступність азоту під час тривалих ремонтних кампаній. Сертифікація на відсутність вмісту олії є обов'язковою для нафтохімічних застосувань, де азот контактує з каталізаторними шарами або потрапляє в технологічні потоки, які повинні залишатися повністю без вуглеводнів.

Зрідження газу та кріогенне зберігання, бустер

На установках зі скраплення азоту та кріогенних сховищах ZW-13/30 стискає азот з випарника-зріджувача або резервуара для зберігання до тиску, необхідного для розподілу або подальшої обробки. Тиск на виході 3,00 МПа достатній для подачі азоту високого тиску в кріогенні системи зберігання, проходження азоту через теплообмінники та постачання споживачів високого тиску в технологічній установці. Продуктивність 13 м³/хв відповідає продуктивності малих та середніх установок зі скраплення, що робить ZW-13/30 ідеальним інтегрованим дотискачем для локальних систем скраплення азоту. Безмасляна конструкція запобігає забрудненню кріогенного обладнання та забезпечує чистоту рідкого азотного продукту.

Азот високого тиску фармацевтичного та харчового класу

Фармацевтичне виробництво та великі підприємства з переробки харчових продуктів потребують високочистого азоту під підвищеним тиском для стерильна фільтрація, розпилювальне сушіння, асептичне наповнення та пакування під високим тискомСертифікація ZW-13/30 як безмасляного насоса гарантує відповідність вимогам FDA 21 CFR 211.72 та EU GMP Annex 1. Тиск нагнітання 3,00 МПа забезпечує достатній напір для пропускання азоту через стерильні системи фільтрації, розпилювальні сушарки та пакувальне обладнання високого тиску. Продуктивність 13 м³/хв може одночасно постачати азот на кілька фармацевтичних технологічних ліній або станцій пакування харчових продуктів в межах одного виробничого об'єкта, що робить ZW-13/30 універсальним централізованим рішенням для постачання азоту.

Матеріал та конструкція

ZW-13/30 виготовлений з високоякісних матеріалів, відібраних для сумісності з азотом під високим тиском, 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

ZW-13/30 має суху вагу 6,00 тонн, а центр ваги знаходиться приблизно на 900 мм над опорною плитою. Завдяки трирядній конструкції з протилежним розташуванням циліндрів, незбалансовані сили мінімальні, незважаючи на роботу під високим тиском, що дозволяє встановлювати його на залізобетонний інерційний блок 10–12 тоннБлок слід монтувати на еластомерних віброізоляторах (власна частота 6–8 Гц). Мінімальні вимоги до зазору: 1,5 м з боку, що не є приводом, для доступу до клапанів, 1,2 м з боку приводу для обслуговування двигуна та 2,0 м над головою для доступу до крана під час капітального ремонту. Особливу увагу слід приділяти напірному трубопроводу високого тиску, який повинен бути належним чином підтримуваний, закріплений та знятий з напруги, щоб запобігти втомі, викликаній вібрацією, при тиску 3,00 МПа.

Проектування системи охолодження водою

Потреба у воді для охолодження становить приблизно 28 м³/год при температурі на вході не вище 32°C. Контур розподілу води забезпечує подачу води до циліндричних кожухів, інтеркулера та додаткового охолоджувача паралельними гілками. Враховуючи екстремальний коефіцієнт тиску, інтеркулер є абсолютно критично важливим для управління тепловим режимом і повинен постійно 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 всіх установок настійно рекомендується використовувати градирню із замкнутим циклом, бічним потоком фільтрації та хімічним очищенням, щоб забезпечити стабільну якість води.

Графік профілактичного обслуговування

Безмасляна конструкція ZW-13/30 значно спрощує технічне обслуговування порівняно з альтернативами зі змащенням. 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 терміну служби 3000–5000 годин в умовах чистого азоту під високим тиском. Клапанні пластини високого тиску можуть потребувати частішої перевірки, ніж еквіваленти низького тиску, через підвищене механічне напруження 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 ZW-13/30 розроблений, виготовлений та випробуваний відповідно до наступних міжнародних стандартів та нормативних актів або перевищує їх:

Аналіз продуктивності та ефективності

ZW-13/30 досягає питома споживана потужність приблизно 12,31 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 значно зростає зі збільшенням коефіцієнта стиснення. У сегменті безмасляних поршневих компресорів високого тиску (тиск нагнітання >2,50 МПа) ця ефективність є конкурентоспроможною та часто перевершує діафрагмові компресори, які є основною альтернативою для безмасляного високого тиску. Для порівняння, поршневі компресори з масляним змащенням у аналогічних застосуваннях надвисокого тиску зазвичай споживають 13,0–15,0 кВт/м³/хв, тоді як діафрагмові компресори можуть перевищувати 18 кВт/м³/хв.

При стандартному річному робочому графіку тривалістю 8000 годин перевага ZW-13/30 в ефективності порівняно з менш ефективними альтернативами становить приблизно 60 000–140 000 кВт·год річної економії енергіїПри ціні $0,08/кВт·год це становить $4 800–$11 200 прямих скорочень витрат на електроенергію на рік. Однак основним економічним фактором вибору ZW-13/30 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 альтернатив зі змащенням. При тиску 3,00 МПа парціальний тиск масляної пари приблизно в 15 разів вищий, ніж при 0,30 МПа, що робить системи фільтрації оливи нижче за течією експоненціально дорожчими та менш ефективними. 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.

Відсутність олії в тракті стиснення особливо критична при тиску 3,00 МПа, оскільки забруднення олією стає висококонцентрованим і практично неможливим для видалення до рівнів, необхідних для харчової, фармацевтичної та напівпровідникової промисловості. Власна безмасляна конструкція ZW-13/30 повністю усуває цю проблему, забезпечуючи гарантовану чистоту продукту без складності та вартості подальших очисних ліній.

Можливості налаштування та OEM

Ми пропонуємо комплексні варіанти налаштування, щоб адаптувати ZW-13/30 до конкретних умов об'єкта, вимог інтеграції та специфікацій кінцевого користувача:

• Комплекти готових до встановлення систем на рамах: Попередньо зібраний компресор, двигун, інтеркулер, додатковий охолоджувач, трубопровід високого тиску, контрольно-вимірювальні прилади та панель керування на сталевій рамі з інтегрованими вантажопідйомними 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. Вбудовані блокування виявлення газу та автоматичної вентиляції, вбудовані в систему керування.
• 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. Блокування безпеки високого тиску, включаючи автоматичне розвантаження при надлишковому тиску, аварійні запірні клапани та резервний моніторинг тиску.
• Захист навколишнього середовища: Системи покриттів морського класу C5-M для прибережних установок; тропіко-пристосовані електричні компоненти для температур навколишнього середовища до 55°C; та акустичні корпуси зі класом захисту 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 локалізовані пакети документації для дистриб'юторів газового обладнання та системних інтеграторів. Технічні посібники та процедури технічного обслуговування доступні кількома мовами.

Користувацькі конфігурації доступні з Мінімальна кількість замовлення 1 одиницяІнженерний огляд та створення пропозиції зазвичай займають 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 промислової газової заправної станції

Клієнт: Великий постачальник промислового газу в Малайзії, що експлуатує станцію заправки азотними балонами, що обслуговує клієнтів у виробництві, медицині та харчовій промисловості.

Виклик: Існуючий компресор високого тиску клієнта з масляним змащенням (європейський бренд, 14 років експлуатації) зазнав поступового потрапляння оливи в потік азотного продукту. Рівень забруднення оливою досяг 2,2 мг/м³, що значно перевищує норму 0,1 мг/м³, встановлену клієнтами фармацевтичної та харчової промисловості. Олива також погіршувала стан очисних шарів з активованим вугіллям у заповнювальному колекторі, що вимагало заміни кожні 5 місяців замість розрахункового 18-місячного інтервалу. Скарги клієнтів зростали, а перевірки регуляторними органами ставали все частішими та вимогливішими.

Рішення: Ми постачали Безмасляний азотний компресор ZW-13/30 як основний проміжний допоміжний насос, сконфігурований на спеціальній рамі з інтегрованим інтеркулером, додатковим охолоджувачем та панеллю керування Siemens S7-1200 PLC. Тиск нагнітання 3,00 МПа живить низькотемпературний компресор заповнення, що зменшує загальний коефіцієнт стиснення, необхідний для ступеня заповнення. Безмасляна конструкція повністю усунула необхідність використання шарів для очищення з активованим вугіллям. Перед насосом було встановлено компенсаційний резервуар об'ємом 3 м³ для буферизації коливань попиту від заправного колектора.

Кількісні результати після 24 місяців:

• Вміст азоту в олії: Зменшено з 2,2 мг/м³ до <0,01 мг/м³, досягаючи ISO 8573-1 Клас 0
• Заміна шару активованого вугілля: Повністю ліквідовано, що заощаджує $12 000/рік на витратних матеріалах
• Скарги клієнтів: Нуль з моменту введення в експлуатацію, з п'ятьма новими фармацевтичними контрактами, укладеними
• Технічне обслуговування заправного компресора: Зменшено на 35% через нижчий коефіцієнт вхідного тиску
• Результати регуляторної перевірки: Пройдено без жодних недоліків у двох послідовних аудитах
• Термін окупності: 2,3 роки на основі економії коштів та доходів від нових контрактів

«ZW-13/30 перетворила нашу заправну станцію з ризику для якості на конкурентну перевагу. Тепер ми гарантуємо кожному клієнту азот класу 0 за стандартом ISO 8573-1, і ми виграли контракти, на які раніше навіть не могли претендувати. Безмасляна конструкція усунула наш найбільший операційний головний біль, і наші клієнти одразу помітили різницю». — Директор з операційної діяльності, постачальник 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 модернізувати свою систему азотування високого 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