Азотний компресор ZW-3.3/70 | Безмасляний азотний бустер продуктивністю 3,3 м³/хв для промислового застосування з надвисоким тиском 7,00 МПа

Азотний компресор ZW-3.3/70 – безмасляний азотний компресор надвисокого тиску для вимогливих застосувань з тиском 7,00 МПа

Розроблений для забезпечення продуктивності 3,3 м³/хв при тиску нагнітання 7,00 МПа, ZW-3.3/70 – це двоступеневий, дворядний безмасляний поршневий азотний компресор, призначений для впорскування азоту під надвисоким тиском, заповнення газових балонів та критично важливих нафтохімічних процесів. Нульове забруднення маслом, міцна конструкція та оптимізований для безперервної роботи під екстремальним тиском.

Огляд продукту

The Азотний компресор ZW-3.3/70 являє собою вершину нашої інженерії безмасляних поршневих компресорів, спеціально розроблених для застосувань, де абсолютно необхідний надвисокий тиск нагнітання. З номінальною потужністю 3,3 м³/хв і винятковий Тиск нагнітання 7,00 МПа, цей агрегат займає спеціалізовану нішу в галузі промислового стиснення газу, задовольняючи найвимогливіші потреби у підвищенні рівня азоту у важкій промисловості.

Що відрізняє ZW-3.3/70 від усіх альтернатив, так це його повністю безмасляний шлях стиснення у поєднанні з здатністю працювати витримувати надзвичайно високий тиск. Поршневі кільця та бандажі поршня виготовлені з передових самозмащувальних композитних матеріалів PTFE, спеціально розроблених для роботи під надвисоким тиском. Така конструкція гарантує, що потік азоту залишається повністю не забрудненим вуглеводнями навіть при тиску 7,00 МПа, де забруднення нафтою є найбільш концентрованим і найважче видалити. Для операторів у нафтогазовій промисловості, аерокосмічній промисловості та критичному виробництві ця сертифікація на відсутність нафти усуває необхідність у складних і дорогих системах очищення.

Архітектура компресора використовує двоступеневий, дворядний (二列二级) конфігурація, термодинамічно важлива для управління екстремальним коефіцієнтом тиску, необхідним для досягнення 7,00 МПа за типових умов на вході. Кожен ступінь незалежно охолоджується високоефективними інтеркулерами, що забезпечує збереження температури газу в безпечних робочих межах та зберігає цілісність ущільнювальних елементів з PTFE під найсильнішим термічним навантаженням. Посилена конструкція рами та міцний колінчастий вал розроблені для мінімального терміну служби 100 000 годин згідно зі стандартними протоколами технічного обслуговування.

Технічні характеристики – ZW-3.3/70

* 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. Технологія герметизації з PTFE надвисокого тиску без використання олії

ZW-3.3/70 використовує власну самозмащувальне поршневе кільце та вузол бандажа виготовлені з надвисокопродуктивних композитів PTFE, спеціально розроблених для роботи при тиску 7,00 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 7,00 МПа парціальний тиск масляної пари буде приблизно в 23 рази вищим, ніж при 0,30 МПа, що робить забруднення маслом катастрофічним і практично неможливим для видалення нижче за течією. Вбудована безмасляна конструкція ZW-3.3/70 забезпечує Відповідність стандарту ISO 8573-1 класу 0 без будь-якої фільтрації після змащення, що технічно неможливо для компресорів із змащенням на такому рівні тиску. Формула PTFE розрахована на безперервну роботу за температур до 200°C, що забезпечує цілісність герметизації при екстремальних термічних навантаженнях надвисокого тиску стиснення.

2. Двоступеневе стиснення для екстремальних коефіцієнтів тиску

The двоступенева архітектура стиснення Використання ZW-3.3/70 не просто бажане, а абсолютно обов'язкове для досягнення 7,00 МПа від типового вхідного тиску 0,05–0,10 МПа. Загальне співвідношення тисків приблизно від 70:1 до 140:1 розподіляється між циліндром низького тиску та циліндром високого тиску, причому кожен ступінь працює з термодинамічно керованим співвідношенням тисків. Високопродуктивний кожухотрубний проміжний охолоджувач між ступенями відводить значну теплоту стиснення, підтримуючи температуру нагнітання нижче 170°C та запобігаючи термічній деградації ущільнювальних елементів з PTFE. Без ступінчастого стиснення теоретична температура нагнітання перевищувала б 350°C, що значно перевищує безпечну робочу межу будь-якого відомого ущільнювального матеріалу. Двоступенева конструкція також покращує об'ємну ефективність, зменшуючи втрати на повторне розширення, які могли б виникнути в одноступеневій машині за таких екстремальних співвідношень тисків.

3. Міцна посилена рама для надвисокого тиску

Основна рама відлита з Сірий чавун GG25 зі значно посиленими стінками, додатковим ребристістю та вбудованими каналами для охолоджувальної води. Циліндр високого тиску має товщину стінок приблизно на 40% більшу, ніж у стандартних циліндрів, з термічною обробкою для зняття напруги після механічної обробки. дворядне протилежне розташування циліндрів забезпечує природне компенсування сил першого порядку, що є критично важливим для компресорів надвисокого тиску, де пікові газові сили на поршнях можуть перевищувати 50 тонн на циліндр. Ця механічна перевага зменшує незбалансовані сили інерції, що передаються на фундамент, більш ніж на 801 TP3T, що дозволяє встановлювати компресор на залізобетонний інерційний блок вагою 6–8 тонн, а не понад 12 тонн, які потрібні для однорядної конструкції еквівалентної здатності до тиску.

4. Стандартний промисловий двигун на 380 В з конструкцією з високим крутним моментом

ZW-3.3/70 приводиться в рух Трифазний асинхронний двигун потужністю 75 кВт, 380 В, 50 Гц Відповідає вимогам IEC 60034-1 класу ефективності IE3, з конструкцією з високим крутним моментом, оптимізованою для пускових навантажень поршневих компресорів надвисокого тиску. Стандартна низьковольтна конфігурація інтегрується безпосередньо в існуючі промислові розподільні щити 380 В без необхідності використання інфраструктури середньої напруги. Двигун має збільшені розміри відносно необхідної робочої потужності, щоб забезпечити високий пусковий крутний момент, необхідний для подолання початкового опору стисканню під час пуску з тиском нагнітання 7,00 МПа. Така електрична простота робить ZW-3.3/70 доступним для широкого кола промислових об'єктів незалежно від масштабу їхньої електричної інфраструктури.

Сценарії застосування

Заповнення балонів азотом надвисокого тиску

ZW-3.3/70 спеціально розроблений для наповнення промислових та медичних азотних балонів до 15–20 МПа за допомогою ступеневої системи стиснення. Хоча тиск нагнітання компресора 7,00 МПа не досягає безпосередньо тиску наповнення циліндра, він служить високоефективним підсилювачем першого ступеня, який значно знижує ступінь стиснення, необхідний для наступного високотискного компресора наповнення. Підвищуючи азот з 0,05–0,10 МПа до 7,00 МПа, ZW-3.3/70 знижує необхідний ступінь тиску компресора наповнення приблизно на 601 TP3T, підвищуючи загальну ефективність системи та подовжуючи термін служби дорогого високотискного ступеня. Безмасляна конструкція є абсолютно обов'язковою для наповнення циліндрів, оскільки будь-яке масляне забруднення буде затримуватися в циліндрах та доставлятися кінцевим користувачам, потенційно забруднюючи їхні процеси та порушуючи стандарти якості газу.

Закачування азоту в нафтогазові свердловини

У видобутку нафти і газу, Азотний бустер ZW-3.3/70 забезпечує подачу азоту під високим тиском для операції з підвищення нафтовіддачі (ПНП), стимуляції свердловин та газліфтуТиск нагнітання 7,00 МПа достатній для закачування азоту в пласти-колектори на глибині до 2000 метрів, де тиск у пласті зазвичай коливається від 5 до 15 МПа. Безмасляна конструкція є критично важливою для нафтопромислового застосування, оскільки будь-яке забруднення азоту нафтою змінить змочуваність породи-колектора, знизивши ефективність видобутку нафти та потенційно спричинивши пошкодження пласта. Компактний розмір та вага 3,97 тонни дозволяють встановлювати установку на мобільних платформах для розгортання на віддалених місцях буріння свердловин.

Випробування під тиском та перевірка компонентів в аерокосмічній галузі

Виробникам аерокосмічної продукції та випробувальним центрам потрібен азот надвисокого тиску для випробування під тиском компонентів літака, перевірка гідравлічної системи та випробування системи інертизації паливних баківТиск нагнітання ZW-3.3/70 7,00 МПа достатній для гідростатичних та пневматичних випробувань секцій фюзеляжу, компонентів шасі та обладнання паливної системи. Сертифікація на відсутність олії гарантує, що випробувальний азот відповідає суворим вимогам чистоти аерокосмічних стандартів (AS9100, NADCAP), де навіть сліди олії можуть перешкоджати неруйнівному контролю або залишати залишки, що впливають на роботу компонентів.

Хімічний синтез високого тиску та інертизація процесів

У хімічній промисловості ZW-3.3/70 забезпечує подачу азоту надвисокого тиску для інертизація реакторів високого тиску, консервація шару каталізатора та процеси екстракції надкритичними флюїдамиТиск нагнітання 7,00 МПа достатній для підтримки інертної атмосфери в реакторах високого тиску, що працюють при тиску 5–6 МПа, забезпечуючи запас міцності вище технологічного тиску. Безмасляна конструкція є обов'язковою для хімічного синтезу, оскільки забруднення нафтою може отруїти каталізатори, забруднювати продукти реакції та потенційно створювати небезпечні умови в реакціях, чутливих до кисню. Продуктивність 3,3 м³/хв може підтримувати кілька реакторів високого тиску, що працюють паралельно в межах одного технологічного блоку.

Матеріал та конструкція

ZW-3.3/70 виготовлений з високоякісних матеріалів, відібраних для сумісності з азотом надвисокого тиску, надзвичайної термостійкості та максимальної структурної цілісності:

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 на тиск, що в 1,5 рази 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 класу ANSI 900 та проходять рентгенівський контроль за стандартом 100% для забезпечення герметичності при робочому тиску 7,00 МПа.

Інструкції з встановлення та обслуговування

Вимоги до фундаменту та конструкції

ZW-3.3/70 має суху вагу 3,97 тонни та центр ваги приблизно на 800 мм вище опорної плити. A залізобетонний інерційний блок вагою 6–8 тонн Для стабільної роботи потрібен встановлений на потужних еластомерних віброізоляторах (власна частота 6–8 Гц). Дворядна конструкція з опозитними циліндрами скасовує інерційні сили першого порядку, але газові навантаження надвисокого тиску створюють значні напруження в рамі, що вимагають міцного фундаменту. Мінімальні вимоги до зазору: 1,2 м з боку неприводу для доступу до клапанів, 1,0 м з боку приводу для обслуговування двигуна та 1,8 м над головою для доступу до крана. Напірний трубопровід високого тиску повинен бути належним чином підтриманий пружинними підвісками та компенсаторами, щоб компенсувати теплове розширення та запобігти втомі, викликаній вібрацією, при тиску 7,00 МПа.

Проектування системи охолодження водою

Потреба у воді для охолодження становить приблизно 15 м³/год при температурі на вході не вище 32°C. Контур розподілу води паралельно забезпечує чохли циліндрів та інтеркулер, причому інтеркулер отримує пріоритетний розподіл потоку через свою критичну роль в управлінні температурою. Враховуючи екстремальне співвідношення тиску, інтеркулер повинен відводити значну кількість тепла між ступенями, щоб запобігти термічному пошкодженню ущільнювальних елементів PTFE циліндра високого тиску. Технічні характеристики якості води: pH 6,5–8,5, загальний вміст розчинених твердих речовин < 500 мг/л, вміст хлоридів < 30 мг/л (суворе обмеження для захисту від корозії SS316 за високого тиску), зважені тверді речовини < 20 мг/л та загальна жорсткість < 250 мг/л у вигляді CaCO₃. Наполегливо рекомендується використовувати градирню із замкнутим циклом, фільтрацією бічного потоку та хімічною обробкою.

Графік профілактичного обслуговування

Безмасляна конструкція ZW-3.3/70 значно спрощує технічне обслуговування порівняно з альтернативами зі змащенням, хоча робота під надвисоким тиском вимагає частішої перевірки, ніж у моделей з нижчим тиском. Немає потреби в заміні масла, аналізі масла, заміні фільтрів та заміні картриджів сепаратора. Основними витратними елементами, що зношуються, є... Поршневі кільця та бандажі з PTFE, які зазвичай досягають терміну служби 2500–4000 годин в умовах чистого азоту при тиску 7,00 МПа. Пластини клапанів високого тиску потребують частішої перевірки через надзвичайне механічне навантаження, з інтервалом заміни 2000–3000 годин.

Сертифікати відповідності та безпеки

Азотний компресор ZW-3.3/70 розроблений, виготовлений та випробуваний відповідно до наступних міжнародних стандартів та нормативних актів або перевищує їх:

Аналіз продуктивності та ефективності

ZW-3.3/70 досягає питома споживана потужність приблизно 22,73 кВт на м³/хв азоту, що подається при тиску нагнітання 7,00 МПа. Цей показник питомої потужності відображає значну термодинамічну роботу, необхідну для стиснення надвисокого тиску з атмосферного входу. У сегменті безмасляних компресорів надвисокого тиску (тиск нагнітання >5,00 МПа) ця ефективність є дуже конкурентоспроможною. Для порівняння, діафрагмові компресори — основна альтернатива для безмасляного обслуговування надвисокого тиску — зазвичай споживають 25–35 кВт/м³/хв при еквівалентному тиску, тоді як поршневі компресори з масляним змащенням споживають 20–25 кВт/м³/хв, але призводять до неприйнятного забруднення маслом.

Протягом 8000-годинного річного робочого циклу перевага ZW-3.3/70 у ефективності порівняно з діафрагмовими компресорами дає приблизно 60 000–120 000 кВт·год річної економії енергіїПри ціні $0,08/кВт·год це становить $4 800–$9 600 прямих скорочень витрат на електроенергію на рік. Однак основним економічним фактором вибору ZW-3.3/70 зазвичай є поєднання сертифікації без використання олії, вищої потужності та нижчих капітальних витрат порівняно з діафрагмовими альтернативами. Діафрагмовий компресор з еквівалентною сертифікацією на безмасляність та продуктивністю 3,3 м³/хв коштуватиме в 4–6 разів дорожче, ніж ZW-3.3/70, і займатиме значно більше місця.

The загальна вартість володіння для стиснення азоту надвисокого тиску домінують капітальні витрати, витрати на обслуговування та доступність обладнання, а не незначні відмінності в енергії. Поршнева конструкція ZW-3.3/70 забезпечує кращу ремонтопридатність порівняно з діафрагмовими компресорами, з коротшим терміном ремонту та нижчою вартістю запасних частин. Відсутність оливи усуває необхідність у дорогих системах фільтрації оливи високого тиску, які були б обов'язковими для альтернатив зі змащенням при тиску 7,00 МПа.

Можливості налаштування та OEM

Ми пропонуємо комплексні варіанти налаштування, щоб адаптувати ZW-3.3/70 до конкретних умов об'єкта, вимог інтеграції та специфікацій кінцевого користувача:

• Комплекти готових до встановлення систем на рамах: Попередньо зібраний компресор, двигун, охолоджувачі високого тиску, контрольно-вимірювальні прилади, панель керування та системи безпеки на сталевій рамі з інтегрованими вантажними вушками. Попередні заводські випробування всіх систем високого тиску перед відправкою.
• Мобільні причіпні установки: ZW-3.3/70 можна встановити на причіп, дозволений для дорожнього руху, з вбудованим дизельним генератором, системою охолодження із замкнутим циклом та сховищем азоту високого тиску, створюючи повністю мобільну установку подачі азоту надвисокого тиску для обслуговування нафтопромислів, обслуговування трубопроводів та реагування на надзвичайні ситуації.
• Конфігурації для небезпечних зон: Корпуси двигунів та електрообладнання, що відповідають вимогам ATEX Zone 2 та IECEx, для нафтогазових установок. Вбудований детектор газу, автоматична вентиляція та блокування аварійної ізоляції.
• Розширений контроль процесів: Додатковий ПЛК Siemens S7-1200 із сенсорним екраном HMI, блокуваннями безпеки високого тиску, включаючи автоматичне розвантаження при надлишковому тиску, аварійними запірними клапанами та дистанційним моніторингом через Modbus TCP/IP або OPC-UA.
• Захист навколишнього середовища: Покриття морського класу C5-M для морських установок; тропіко-захищені електричні 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 схеми фарбування, 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; для відповідних замовлень доступна прискорена доставка протягом 10 тижнів.

Тематичне дослідження: Закачування азоту в нафтопромислове середовище для підвищення видобутку

Клієнт: Незалежний оператор нафти та газу на Близькому Сході зі зрілими нафтовими родовищами, що потребують посилення видобутку

Виклик: Оператору потрібно було закачувати азот у пласти-колектори під тиском 6–8 МПа для підтримки тиску та покращення нафтовіддачі на зрілому родовищі, де природний тиск знизився. Існуюче рішення передбачало придбання рідкого азоту, його випаровування на місці та підвищення нафти за допомогою орендованих компресорів — логістично складний підхід, який коштував 14,5 млн тенге на рік з нестабільним постачанням у періоди пікового попиту. Оператору потрібне було постійне безмасляне рішення для стиснення азоту, яке могло б безперервно працювати в пустельному середовищі з температурою навколишнього середовища, що досягає 50°C.

Рішення: Ми постачали Безмасляний азотний компресор ZW-3.3/70 у парі з невеликим генератором азоту VPSA (чистота 99.5%, 5 м³/хв) на загальній рамі. ZW-3.3/70 підвищив тиск продукту VPSA з 0.08 МПа до 7.00 МПа для безпосереднього закачування в пласт через існуючі з'єднання на гирлі свердловини. Раміз була оснащена тропіколізованими електричними компонентами, покриттями морського класу C5-M та замкнутою градирнею з піщаною фільтрацією для пустельних умов. ПЛК Siemens S7-1200 забезпечував дистанційний моніторинг та автоматичне керування тиском на гирлі свердловини.

Кількісні результати після 36 місяців:

• Вартість постачання азоту: Зменшено на 68% порівняно з купівлею та орендою компресорів для рідкого азоту (від $2.5M до $800K/рік)
• Покращення нафтовіддачі: +12% поступове відновлення завдяки постійному тиску впорскування азоту та його чистоті
• Надійність постачання: Час безперебійної роботи 99.2% протягом 36 місяців, жодних перебоїв у виробництві через дефіцит азоту
• Забруднення нафтою у введеному азоті: <0,01 мг/м³, що гарантує відсутність пошкодження пласта
• Термін окупності: 2,8 роки виключно на основі економії витрат на азот; додатковий дохід від збільшення нафтовіддачі

«ZW-3.3/70 перетворив нашу програму впорскування азоту з логістичного кошмару на надійний виробничий інструмент. Безмасляна конструкція дає нам впевненість у тому, що ми не пошкоджуємо наш пласт, а економія коштів перевищила наші прогнози. Ми вже замовили два додаткові агрегати для інших наших родовищ». — Керівник інженерного відділу резервуарів, оператор нафтогазової галузі

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