Азотний компресор DW-130/8 – надпотужний безмасляний азотний компресор для мегамасштабної промислової газової інфраструктури з тиском 0,80 МПа

Розроблений для забезпечення надзвичайної продуктивності 130 м³/хв при тиску нагнітання 0,80 МПа, DW-130/8 – це двоступеневий, дворядний безмасляний поршневий азотний компресор, спеціально створений для кріогенного розділення повітря величезного масштабу, надвеликих азотних бустерних станцій VPSA та мереж промислових газопроводів, що охоплюють континенти. Нульове забруднення мастильними матеріалами, розрахований на безперервну роботу 24/7 та призначений для найвимогливіших завдань зі стиснення азоту у важкій промисловості.

Огляд продукту

The Азотний компресор DW-130/8 являє собою вершину нашої інженерії безмасляних поршневих компресорів, займаючи сегмент надвисокої потужності нашого портфоліо промислових газокомпресорів. Завдяки винятковій номінальній потужності 130 м³/хв та надійний тиск нагнітання 0,80 МПаЦей агрегат розроблений для обслуговування найвимогливіших застосувань азотного підвищення якості у світовій важкій промисловості, від інтегрованих сталеливарних комплексів до мегамасштабних нафтохімічних центрів.

DW-130/8 вирізняється... повністю безмасляний механізм стиснення використання самозмащувальних поршневих кілець та кермових бандажів з композитного PTFE. Така конструктивна концепція виключає будь-яку можливість забруднення вуглеводнями потоку азотного продукту, що робить установку одразу придатною для найсуворіших вимог до чистоти без додаткового обладнання для очищення. Для операторів, що займаються розподілом харчового азоту, постачанням фармацевтичного газу нафтопродуктів та живленням кластерів для виробництва напівпровідників, ця сертифікація на відсутність використання олії означає економію капіталу, зниження складності обслуговування та гарантовану відповідність стандартам ISO 8573-1 класу 0.

Його двоступеневий, дворядний (二列二级) Конфігурація термодинамічно оптимізована для значного коефіцієнта тиску, необхідного для досягнення тиску на виході 0,80 МПа при типовому тиску на виході генератора азоту. Масивні розміри—6000 × 3640 × 3000 мм—відображають промисловий масштаб цієї машини, тоді як Вага 18,00 тонн підкреслює конструктивну міцність, необхідну для надійної безперервної роботи на такій потужності. Привід середньої напруги потужністю 800 кВт розроблений для безпосередньої інтеграції в промислові системи розподілу електроенергії на 6 кВ або 10 кВ, що усуває проблеми з електричною інфраструктурою, пов'язані з низьковольтними двигунами еквівалентної потужності.

Технічні характеристики – DW-130/8

* 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-130/8 використовує власну система самозмащувальних поршневих кілець та бандажів Виготовлено з високопродуктивних композитів PTFE, армованих скловолокном та бронзовими частинками. Цей матеріал забезпечує коефіцієнт тертя нижче 0,06 без будь-якого зовнішнього вуглеводневого змащення, що повністю усуває ризик потрапляння парів оливи в потік азотного продукту. При продуктивності 130 м³/хв навіть сліди забруднення оливою являтимуть собою величезне кумулятивне навантаження, що робить безмасляну конструкцію не просто перевагою, а абсолютною необхідністю для застосувань з високою чистотою. Кільця PTFE спеціально розроблені для підвищених температур нагнітання та механічних напружень, пов'язаних з роботою надвисокої продуктивності 0,80 МПа, зберігаючи стабільність розмірів до 180°C.

2. Двоступенева термодинамічна оптимізація для високого коефіцієнта тиску

The двоступенева архітектура стиснення Робота DW-130/8 є термодинамічно важливою для управління значним коефіцієнтом тиску, необхідним для досягнення 0,80 МПа на виході з типового тиску на виході генератора азоту 0,05–0,15 МПа. Розділивши загальний коефіцієнт тиску між циліндром низького тиску та циліндром високого тиску, компресор досягає значно нижчої середньої ефективної температури на ступінь. Масивний, високоефективний кожухотрубний інтеркулер між ступенями відводить величезне тепло стиснення, що генерується при цій швидкості потоку, підтримуючи температуру нагнітання нижче 155°C навіть при максимальному безперервному навантаженні. Таке теплове управління є критично важливим для збереження цілісності кілець PTFE та збільшення терміну служби клапанної пластини приблизно на 40% порівняно з одноступеневими конструкціями, які намагаються досягти еквівалентних коефіцієнтів тиску.

3. Монументальна чавунна рама з інженерією балансу сил

Основна рама відлита з Сірий чавун GG25 (еквівалент ASTM A48 класу 30B) у цільноблоковій конструкції з інтегрованими каналами для охолоджувальної води. дворядне протилежне розташування циліндрів забезпечує природне компенсування сил першого порядку, що є абсолютно критично важливим на цьому рівні потужності, де незбалансовані сили в іншому випадку вимагали б надмірно масивних фундаментів. Баланс сил зменшує передану вібрацію більш ніж на 80% порівняно з однорядними конструкціями, що дозволяє встановлювати на залізобетонний інерційний блок вагою 25–30 тонн — суттєво, але керовано порівняно з 40+ тоннами, які знадобилися б для незбалансованої однорядної машини еквівалентної потужності. Ця інженерна перевага особливо цінна для модернізації установок на існуючих промислових газових об'єктах, де місткість фундаменту може бути обмежена.

4. Привід середньої напруги потужністю 800 кВт для мегамасштабної інтеграції енергосистеми

DW-130/8 приводиться в рух Асинхронний двигун середньої напруги потужністю 800 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 бажаний, а й необхідний. Двигун на 380 В еквівалентної потужності потребуватиме приблизно 1400 А струму повного навантаження, що вимагає непрактично великих силових кабелів, розподільчих пристроїв великого розміру та значних втрат I²R. Конфігурація середньої напруги інтегрується безпосередньо в промислові розподільчі мережі, знижуючи витрати на електричну інфраструктуру приблизно на 30–401 TP3T порівняно з низьковольтними альтернативами, одночасно підвищуючи загальну енергоефективність завдяки зменшенню втрат при передачі.

Сценарії застосування

Кріогенні повітророздільні установки великого масштабу

У мегамасштабних кріогенних установках ASU, що виробляють 5000–15 000 Нм³/год газоподібного азоту, DW-130/8 служить як первинний високопродуктивний азотний бустер між холодним боксом та континентальною розподільчою мережею. Його надзвичайна продуктивність 130 м³/хв відповідає продуктивності найбільших одноланцюгових ВРУ, а тиск нагнітання 0,80 МПа забезпечує напір, необхідний для передачі трубопроводами на великі відстані до промислових кластерів, що розташовані нижче за течією. Безмасляна конструкція не підлягає обговоренню в цих застосуваннях, оскільки мегамасштабні ВРУ зазвичай обслуговують різні ступені чистоти та типи споживачів через спільну розподільчу інфраструктуру, де забруднення нафтою в колекторі високого тиску поширюється на всіх споживачів, що розташовані нижче за течією.

Ультравеликі азотні бустерні станції VPSA

Для надвеликих ферм з генераторами азоту VPSA, що виробляють азот чистотою 99,5–99,91 TP3T при тиску, близькому до атмосферного, Азотний бустер DW-130/8 стискає продукт низького тиску до 0,80 МПа для розподілу під високим тиском по промислових парках та виробничих кластерах. Підвищений тиск нагнітання є важливим для установок VPSA, що обслуговують розподілених споживачів через розгалужені розподільчі мережі, де втрати тиску на кілометрах трубопроводів можуть бути значними. Безмасляний шлях стиснення є абсолютно критично важливим для експлуатації VPSA, оскільки забруднення вуглеводнями незворотно отруїть вуглеводневий молекулярно-ситовий адсорбент по всій генераторній фермі, що вимагатиме повної заміни адсорбенту за вартістю, яка може перевищувати 1450 000 фунтів стерлінгів для установок такого масштабу.

Інтегрована азотна інфраструктура сталеплавильного комплексу

Найбільшим у світі інтегрованим сталеливарним заводам потрібен потік азоту, що вимірюється сотнями кубічних метрів за хвилину. герметизація доменного газу, інертизація проміжного ковша, ковшова металургія та контроль атмосфери безперервного литтяDW-130/8 потужністю 130 м³/хв може одночасно обслуговувати кілька доменних печей, кисневих печей та ліній безперервного лиття заготовок через централізований азотний колектор високого тиску. Тиск нагнітання 0,80 МПа забезпечує достатній напір для подолання протитиску найбільших газових систем доменної печі та підтримки позитивного потоку ущільнювального газу на рівні фурм у всіх працюючих печах. Безмасляна конструкція запобігає забрудненню доменного газу маслом, що може засмічувати наступне газоочисне обладнання та погіршувати якість рекуперованого доменного газу, що використовується для виробництва електроенергії та опалення.

Нафтохімічний мегакомплексний аварійний азотний інжектор

У нафтохімічних мегакомплексах DW-130/8 забезпечує подачу азоту під високим тиском для аварійна інертизація реактора, консервація каталізаторного шару, продувка трубопроводів та розгерметизація резервуарівТиск нагнітання 0,80 МПа достатній для безпосереднього впорскування азоту в технологічні резервуари високого тиску та реакторні системи без проміжного наддуву, що дозволяє швидко реагувати на надзвичайні ситуації під час порушень технологічного процесу. Номінальний робочий режим безперервної роботи гарантує миттєву доступність великих обсягів азоту під час критично важливих для безпеки подій. Сертифікація на відсутність олії є обов'язковою, оскільки азот у цих застосуваннях може контактувати з каталітичними шарами, потрапляти в технологічні потоки або використовуватися для витіснення продукту, де навіть слідове забруднення вуглеводнями може погіршити якість продукту або отруїти каталітичні системи.

Матеріал та конструкція

DW-130/8 виготовлений з високоякісних матеріалів, відібраних для сумісності з азотом, надвисокої продуктивності та тривалого терміну служби в найскладніших умовах:

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. Для машини такого масштабу простежуваність матеріалів підтримується від сертифікації заводу до остаточного складання, з повною документацією для забезпечення якості та відповідності нормативним вимогам.

Інструкції з встановлення та обслуговування

Фундаменти та конструкційне проектування

DW-130/8 має суху вагу 18,00 тонн, а центр ваги знаходиться приблизно на 1100 мм вище опорної плити. Незважаючи на масивний масштаб, дворядна опозитно-циліндрова конструкція забезпечує суттєве поглинання сил, що дозволяє встановлювати його на залізобетонний інерційний блок 25–30 тоннБлок має бути встановлений на потужних еластомерних віброізоляторах (власна частота 5–7 Гц), щоб запобігти передачі вібрації на сусідні конструкції, прилади та зони для персоналу. Мінімальні вимоги до зазорів: 2,0 м з боку, що не є приводом, 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. Конструкція фундаменту повинна враховувати динамічні сили з коефіцієнтом запасу міцності 2,0.

Інженерія систем охолодження водою

Потреба у воді для охолодження становить приблизно 120 м³/год при температурі на вході не вище 32°C. Контур розподілу води забезпечує масивні циліндричні кожухи, високопродуктивний інтеркулер та додатковий охолоджувач у паралельних гілках з незалежними 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), зважені тверді речовини < 30 мг/л та загальна жорсткість < 300 мг/л у вигляді CaCO₃. Враховуючи масштаби потреб в охолоджувальній воді, наполегливо рекомендується використовувати спеціальну градирню із замкнутим циклом, бічним потоком фільтрації, хімічним очищенням та попереднім очищенням підживлювальної води. Конструкція системи охолодження повинна включати резервування для забезпечення безперервної роботи під час технічного обслуговування градирні.

Графік профілактичного обслуговування

Безмасляна конструкція DW-130/8 значно зменшує складність технічного обслуговування порівняно з альтернативами змащування еквівалентної ємності. Немає потреби в плановій заміні масла (що економить приблизно 1500 літрів мастила щорічно), немає потреби в аналізі зразків масла, немає потреби в заміні фільтруючих елементів та немає потреби в контролі картриджів масловіддільника. Основними витратними елементами, що зношуються, є... Поршневі кільця та бандажі з PTFE, які зазвичай досягають 4000–6000 годин терміну служби в умовах чистого азоту. За такої потужності лише відмова від технічного обслуговування, пов'язаного з маслом, може заощадити приблизно 125 000–140 000 фунтів стерлінгів щорічно на робочій силі, витратних матеріалах та утилізації.

Сертифікати відповідності та безпеки

Азотний компресор DW-130/8 розроблений, виготовлений та випробуваний відповідно до наступних міжнародних стандартів та нормативних актів або перевищує їх:

Аналіз продуктивності та ефективності

DW-130/8 досягає питома споживана потужність приблизно 6,15 кВт на м³/хв азоту, що подається під тиском нагнітання 0,80 МПа. Цей показник ефективності є чудовим для надвисокопродуктивного безмасляного поршневого компресора, що вигідно позиціонує агрегат у класі продуктивності 100–150 м³/хв. Для порівняння, гвинтові компресори з масляним змащенням у аналогічних застосуваннях високого тиску та високої продуктивності зазвичай споживають 6,5–7,5 кВт/м³/хв, тоді як спроби досягти еквівалентної продуктивності за допомогою кількох менших поршневих компресорів призведуть до сумарного питомого споживання потужності, що перевищує 7,0 кВт/м³/хв через неефективність часткового навантаження.

Протягом стандартного річного робочого графіка тривалістю 8000 годин перевага в ефективності DW-130/8 генерує приблизно 364 000–728 000 кВт·год річної економії енергії порівняно з менш ефективними альтернативами. За середнього промислового тарифу на електроенергію 1 TP4T0,08/кВт·год це становить від 1 TP4T29 120 до 1 TP4T58 240 прямих експлуатаційних витрат на рік. У поєднанні з повною відмовою від витратних матеріалів, пов'язаних з нафтою (мастило, фільтруючі елементи, картриджі-сепаратори, утилізація відпрацьованого масла та аналіз масла), загальна вартість володіння азотним компресором зменшується приблизно на 25–351 TP3T протягом 10 років експлуатації. За такої потужності сукупна економія може перевищити 1 TP4T500 000 протягом проектного терміну служби машини.

Відсутність оливи в тракті стиснення також усуває енергетичні втрати, пов'язані з обладнанням для видалення оливи, що знаходиться нижче за течією. Типовий масляний компресор такого розміру та номінального тиску потребує кількох ступенів коалесцентних фільтрів, великих шарів адсорберів з активованим вугіллям та приладів для безперервного контролю оливи, які разом споживають 3–51 TP3T вихідної потужності компресора, що еквівалентно 24–40 кВт паразитного навантаження. Безмасляна конструкція DW-130/8 повністю усуває це паразитне навантаження, що ще більше підвищує ефективність системи та зменшує вимоги до електричної інфраструктури.

Можливості налаштування та OEM

Ми пропонуємо комплексні варіанти налаштування для адаптації DW-130/8 до конкретних вимог мегапроектів, умов на місці та обмежень інтеграції:

• Комплекти готових до встановлення систем на рамах: Компресор, двигун, інтеркулер, додатковий охолоджувач, контрольно-вимірювальні прилади та панель керування попередньо зібрані на важкій сталевій рамі з інтегрованими вантажними вушками та шаблонами для анкерних болтів. Попереднє заводське випробування всіх систем скорочує час введення в експлуатацію приблизно на 601 TP3T та мінімізує ризики запуску. Рама призначена для транспортування великовантажним автомобілем та встановлення мостовим краном.
• 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 пристрої виявлення газу, автоматичні блокування вентиляції та вибухобезпечні прилади.
• Розширене керування процесами та інтеграція DCS: Додатковий ПЛК Siemens S7-1500 або Allen-Bradley ControlLogix з 15-дюймовим сенсорним екраном HMI, резервним дистанційним моніторингом через Modbus TCP/IP, OPC-UA та PROFINET, а також безперешкодною інтеграцією з заводськими системами DCS/SCADA. Автоматичне керування навантаженням/розвантаженням, сумісність з частотно-регульованими приводами (VFD) та алгоритми прогнозного обслуговування оптимізують ефективність часткового навантаження та подовжують термін служби компонентів.
• 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; та акустичні корпуси на замовлення, що знижують рівень шуму з 88 дБ(А) до 75 дБ(А) на відстані 1 метр, що підходять для встановлення поблизу адміністративних будівель або житлових районів.
• Програми OEM та власних торгових марок: Для глобальних дистриб'юторів газового обладнання та підрядників з енергоефективності та енергоефективності доступні індивідуальні кольори фарби, фірмові таблички та локалізовані пакети документації. Технічні посібники, списки запасних частин, процедури технічного обслуговування та навчальні матеріали можуть надаватися кількома мовами.

Користувацькі конфігурації доступні з Мінімальна кількість замовлення 1 одиницяВраховуючи масштаб DW-130/8, інженерний огляд та розробка пропозицій зазвичай займають 7–10 робочих днів і включають метод скінченних елементів навантажень на фундамент, аналіз напружень у трубопроводах та однолінійні електричні схеми. Стандартний термін поставки становить 14–16 тижнів; повторні замовлення виконуються протягом 10–12 тижнів з моменту підтвердження замовлення.

Тематичне дослідження: Мегамасштабний азотний центр VPSA на Близькому Сході

Клієнт: Великий постачальник промислового газу, що керує мегамасштабним центром виробництва азоту VPSA, що обслуговує нафтохімічний комплекс та інтегрований сталеливарний завод в ОАЕ

Виклик: Азотна інфраструктура клієнта складалася з чотирьох гвинтових компресорів з масляним мастилом (європейської марки, 12–15 років експлуатації), які живили загальний розподільчий колектор з тиском 0,60 МПа. Загальна встановлена ​​потужність становила 140 м³/хв, але часте винесення нафти забруднювало всю розподільчу мережу, впливаючи як на системи інертизації нафтохімічних реакторів, так і на інертизацію проміжного ковша сталеливарного заводу. Витрати на технічне обслуговування зросли до 1 ₴4 ₴220 000 фунтів стерлінгів на рік для чотирьох компресорів, а тиск 0,60 МПа був недостатнім для нових вимог процесу високого тиску. Клієнту потрібен був один надійний безмасляний агрегат, який міг би замінити потужність двох існуючих компресорів, забезпечуючи підвищений тиск 0,80 МПа.

Рішення: Ми постачали Безмасляний азотний компресор DW-130/8 як основний підсилювач, сконфігурований на спеціальному важкому шасі з інтегрованим інтеркулером, додатковим охолоджувачем та резервною системою керування Siemens S7-1500 PLC з повною інтеграцією SCADA. Тиск нагнітання 0,80 МПа відповідав усім існуючим та майбутнім вимогам до високого тиску, а безмасляна конструкція усунула забруднення по всій розподільчій мережі. Вище по потоку було встановлено компенсаційну ємність об'ємом 10 м³ для буферизації коливань попиту від кількох споживачів. Установка була розроблена для температури навколишнього середовища 50°C з тропіколізованими електричними компонентами та високопродуктивною градирнею.

Кількісні результати після 30 місяців:

• Вміст азоту в олії: Зменшено з 3,5 мг/м³ до <0,01 мг/м³ по всій мережі дистрибуції, отримавши сертифікацію ISO 8573-1 класу 0
• Кількість компресорів, що працюють: Зменшено з 4 до 2 (один DW-130/8 плюс один існуючий блок як резервний), що спрощує експлуатацію та обслуговування
• Річна вартість технічного обслуговування: Зменшено на 58% (з $220 000 до $92 400) завдяки усуненню ремонтів, пов'язаних з маслом, на кількох агрегатах
• Споживання енергії: Покращено 8.2% порівняно із сукупною заміщеною потужністю, що заощаджує приблизно 148 000 фунтів стерлінгів на рік за місцевими тарифами на електроенергію
• Незапланований простій: Нуль подій за 30 місяців безперервної роботи
• Сумісність з процесами високого тиску: Всі нові процеси введені в експлуатацію без додаткового підсилювального обладнання

«DW-130/8 об’єднав нашу азотну інфраструктуру з парку застарілих, проблемних компресорів в єдину надійну робочу конячку. Безмасляна конструкція усунула проблеми із забрудненням на всьому нашому об’єкті, а тиск 0,80 МПа дозволив нам розширити наші можливості високотискного процесу без додаткових капіталовкладень. Окупність інвестицій була досягнута за 22 місяці». — Директор з комунальних послуг, Промисловий газовий хаб

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 старші інженери-застосовувачі готові оцінити ваші потреби в потоці азоту, умови всмоктування, цільові показники тиску нагнітання та обмеження інтеграції. Для проектів такого масштабу ми надаємо комплексну інженерну підтримку, включаючи аналіз методом скінченних елементів, аналіз напружень у трубопроводах, електричні однолінійні схеми, рекомендації щодо проектування фундаментів та детальний аналіз загальної вартості володіння (TCO). Початкові технічні пропозиції надаються протягом 5–7 робочих днів.

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