Азотний компресор DW-36/30 – високопродуктивний чотириступеневий безмасляний азотний компресор для промислового процесу з тиском 3,00 МПа

Розроблений для подачі 36 м³/хв при тиску нагнітання 3,00 МПа, DW-36/30 – це двоступеневий чотирирядний безмасляний поршневий азотний компресор, призначений для впорскування азоту під надвисоким тиском, скраплення газів, хімічного синтезу та складних нафтохімічних процесів. Нульове забруднення маслом, розрахований на безперервну роботу та створений для цілодобової промислової надійності за екстремального тиску.

Огляд продукту

The Азотний компресор DW-36/30 являє собою вершину нашої інженерії безмасляних поршневих компресорів, спеціально розроблених для застосувань, де значна пропускна здатність та екстремальний тиск нагнітання є невід'ємними вимогами. З номінальною потужністю 36 м³/хв і винятковий Тиск нагнітання 3,00 МПаЦей агрегат займає сегмент надвисокого тиску нашого портфоліо промислових азотних компресорів, обслуговуючи найвимогливіші технологічні процеси в хімічній, нафтохімічній та газопереробній промисловості.

Що відрізняє DW-36/30 від усіх традиційних альтернатив, так це його повністю безмасляний шлях стиснення у поєднанні з чотириступенева архітектура стисненняПоршневі кільця та бандажі поршня виготовлені з сучасних самозмащувальних композитних матеріалів PTFE, які працюють без будь-яких вуглеводневих мастил, що гарантує повну відсутність забруднення олією в потоку азоту навіть за екстремальних тисків, коли ризик забруднення олією є найбільш гострим. Ця властива безмасляна характеристика досягається... Сертифікація ISO 8573-1 класу 0 що, по суті, усуває необхідність у фільтрації для видалення нафти нижче за течією, яка була б технічно складною та економічно непомірною при тиску 3,00 МПа.

Архітектура компресора використовує двоступеневий, чотирирядний (二列四级) конфігурація, термодинамічно необхідна для досягнення тиску нагнітання 3,00 МПа за типових умов на вході. Загальне співвідношення тисків приблизно від 30:1 до 60:1 розподіляється між чотирма циліндрами стиснення, причому кожен ступінь працює з керованим співвідношенням тисків. Три міжступеневі охолоджувачі відводять значну кількість тепла стиснення, забезпечуючи, щоб температура газу залишалася в безпечних робочих межах, та зберігаючи цілісність ущільнювальних елементів з PTFE. Масивна 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 – DW-36/30

* 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 екстремальних коефіцієнтів тиску

DW-36/30 використовує чотириступенева архітектура стиснення що термодинамічно важливо для досягнення 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 чотирма циліндрами стиснення, причому кожен ступінь працює зі співвідношенням тисків приблизно від 2,5:1 до 3,5:1. Такий поетапний підхід є критично важливим, оскільки він обмежує температуру нагнітання кожного ступеня до нижче 150°C, запобігаючи термічній деградації ущільнювальних елементів з PTFE та забезпечуючи надійну довготривалу роботу. Три високоефективні кожухотрубні проміжні охолоджувачі між ступенями відводять значну кількість тепла стиснення, підтримуючи оптимальну термодинамічну ефективність протягом усього шляху стиснення. Без чотириступеневого стиснення температура нагнітання перевищувала б 250°C, що значно перевищує безпечну робочу межу будь-якого безмасляного ущільнювального матеріалу.

2. Технологія герметизації з PTFE надвисокого тиску без використання олії

DW-36/30 використовує власну самозмащувальне поршневе кільце та вузол бандажа виготовлені з надвисокопродуктивних композитів PTFE, спеціально розроблених для роботи в умовах надзвичайного тиску. Ці кільця армовані високомодульним 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 100 разів вищим, ніж при 0,30 МПа, що робить забруднення маслом не просто проблематичним, а катастрофічним для подальших процесів. Вбудована безмасляна конструкція DW-36/30 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 з PTFE розрахована на безперервну роботу за температур до 185°C, з аварійною можливістю короткочасної роботи до 200°C.

3. Масивна посилена рама для механічних навантажень високого тиску

Основна рама відлита з Сірий чавун GG25 зі значно посиленими стінками, додатковим ребристістю та вбудованими каналами для охолоджувальної води, виточеними безпосередньо у виливок. Пікові газові зусилля на поршні при тиску 3,00 МПа приблизно в 10 разів вищі, ніж у компресорах з тиском 0,30 МПа, що вимагає рамної конструкції виняткової жорсткості. дворядне, чотирициліндрове розташування забезпечує власний баланс сил, оскільки протилежно розташовані циліндри скасовують інерційні сили першого порядку. Ця механічна симетрія зменшує незбалансовані сили, що передаються на фундамент, більш ніж на 851 TP3T, що дозволяє встановлювати систему на залізобетонний інерційний блок мінімум 20 тонн незважаючи на величезні пікові навантаження. Колінчастий вал викуваний зі легованої сталі 42CrMo4, динамічно збалансований відповідно до стандартів ISO 1940 G1.0 та підтримується п'ятьма корінними шийками підшипників для розподілу екстремальних навантажень на підшипники.

4. Привід середньої напруги для промислового виробництва електроенергії

DW-36/30 приводиться в рух Асинхронний двигун середньої напруги потужністю 450 кВт Доступний у конфігураціях 6 кВ або 10 кВ, що відповідає класу ефективності IE3 стандарту IEC 60034-1. При потужності 450 кВт двигун на 380 В потребує приблизно 800 А струму, що вимагає непрактично великих кабелів та розподільчих пристроїв. Привід середньої напруги усуває ці обмеження, дозволяючи пряму інтеграцію в промислові розподільчі мережі середньої напруги з керованими розмірами кабелів та стандартними розподільчими пристроями. Така електрична архітектура є важливою для номінальної потужності DW-36/30 та відображає його позиціонування як справжнього компресора промислового масштабу для великих технологічних установок.

Сценарії застосування

Впорскування азоту під надвисоким тиском для підвищення нафтовіддачі

У нафтогазовидобувній установці DW-36/30 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 тиск у пласті зазвичай коливається від 15 до 30 МПа. Хоча DW-36/30 не досягає пластового тиску безпосередньо, він служить основним бустером, який живить насоси високого тиску для закачування, зменшуючи загальну необхідну енергію для стиснення. Продуктивність 36 м³/хв може одночасно підтримувати кілька нагнітальних свердловин, що робить його придатним для проектів EOR польового масштабу. Безмасляна конструкція є абсолютно необхідною, оскільки будь-яке забруднення нафтою пошкодить пласт-колектор, зменшить проникність та погіршить ефективність нафтовіддачі.

Хімічний синтез та азотне живлення аміачних установок

На заводах синтезу аміаку та хімічних виробничих об'єктах, Азотний компресор високого тиску DW-36/30 забезпечує подачу азотного газу під підвищеним тиском, необхідним для реакцій каталітичного синтезу. Тиск на виході 3,00 МПа підходить для подачі в петлі синтезу аміаку Haber-Bosch, реактори синтезу метанолу та інші хімічні процеси високого тиску. Безмасляна конструкція запобігає отруєнню каталізатора, що є серйозною проблемою в каталітичному синтезі, де навіть сліди масляного забруднення можуть деактивувати дорогі каталітичні шари та вимагати дорогих зупинок для заміни каталізатора. Продуктивність 36 м³/хв може забезпечити потреби в азоті середніх аміачних заводів, що виробляють 300–500 тонн на день.

Підвищення тиску для зрідження газу та кріогенного зберігання

На заводах зі скраплення азоту та кріогенних сховищах DW-36/30 стискає азот до високого тиску, необхідного для Цикли розрідження за допомогою розширення Джоуля-Томсона а також для підтримки тиску в кріогенних резервуарах для зберігання. Тиск нагнітання 3,00 МПа достатній для скраплення з циклом Клода та для проштовхування азоту через сторону високого тиску рекуперативних теплообмінників. Безмасляна конструкція є важливою, оскільки будь-яке масляне забруднення замерзатиме в кріогенних секціях скраплення, блокуючи проходи теплообмінника та спричиняючи катастрофічний вихід з ладу холодильної камери. Продуктивність 36 м³/хв забезпечує швидкість скраплення 5000–10 000 літрів рідкого азоту на годину.

Випробування та введення в експлуатацію трубопроводів високого тиску

У будівництві нафто- та газопроводів DW-36/30 забезпечує подачу азоту під високим тиском для гідростатичні випробування, пневматичні випробування на міцність та введення трубопроводів в експлуатаціюДля пневматичних випробувань азот переважніше, ніж повітря, оскільки він усуває ризик вибуху, пов'язаний із сумішами, що містять кисень. Тиск нагнітання 3,00 МПа підходить для випробувань на міцність трубопроводів, що відповідають номінальним тискам ANSI класу 300 та класу 600. Продуктивність 36 м³/хв дозволяє швидко створювати тиск у трубопроводах великого діаметра, скорочуючи час циклу випробувань та пришвидшуючи графіки проекту. Безмасляна конструкція гарантує, що випробуваний трубопровід не забруднений вуглеводнями, які вимагатимуть ретельного очищення перед введенням у експлуатацію.

Матеріал та конструкція

DW-36/30 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-36/30 має суху вагу 13,00 тонн, а центр ваги знаходиться приблизно на 1000 мм вище опорної плити. Через величезні пікові газові сили при 3,00 МПа, залізобетонний інерційний блок вагою не менше 20 тонн обов'язкове встановлення на потужних еластомерних віброізоляторах (власна частота 5–7 Гц). Фундамент має бути спроектований таким чином, щоб витримувати динамічні навантаження, що в 2,5 рази перевищують статичну вагу. Мінімальні вимоги до зазору: 2,0 м з боку неприводу для доступу до клапанів, 1,5 м з боку приводу для обслуговування двигуна та 2,5 м над головою для доступу крана під час капітального ремонту. Компресорна має бути спроектована для доступу крана, здатного піднімати 15-тонні вантажі для проведення 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, з пріоритетним потоком до інтеркулерів. Враховуючи екстремальний коефіцієнт тиску, інтеркулери є абсолютно необхідними для управління температурою та повинні постійно отримувати достатній 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), вміст зважених твердих речовин < 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.

Графік профілактичного обслуговування

Безмасляна конструкція DW-36/30 значно зменшує складність обслуговування порівняно з альтернативами зі змащуванням. 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 3000–5000 годин терміну служби в умовах чистого азоту. Однак ступені високого тиску (ступені 3 та 4) можуть зазнавати прискореного зносу через надзвичайне механічне навантаження, тому для цих ступенів рекомендується частіша перевірка.

Сертифікати відповідності та безпеки

Азотний компресор DW-36/30 розроблений, виготовлений та випробуваний відповідно до наступних міжнародних стандартів та нормативних актів або перевищує їх:

Аналіз продуктивності та ефективності

DW-36/30 досягає питома споживана потужність приблизно 12,50 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 тиску. У сегменті безмасляних поршневих компресорів надвисокого тиску (тиск нагнітання >2,50 МПа) ця ефективність є конкурентоспроможною та значно перевершує діафрагмові компресори, які є основною альтернативою для безмасляної роботи на цьому рівні тиску. Для порівняння, діафрагмовий компресор еквівалентної потужності споживатиме 18–25 кВт/м³/хв та коштуватиме в 4–6 разів більше капітальних витрат.

Протягом стандартного річного робочого графіка тривалістю 8000 годин перевага DW-36/30 в ефективності порівняно з діафрагмовими альтернативами генерує приблизно 1 600 000–3 600 000 кВт·год річної економії енергіїПри ціні $0,08/кВт·год це становить від $128 000 до $288 000 прямих скорочень витрат на електроенергію на рік. Однак основним економічним обґрунтуванням для DW-36/30 зазвичай є поєднання високої продуктивності, сертифікації без використання олії та керованих капітальних витрат чого неможливо досягти за допомогою альтернативних технологій на такому рівні тиску. загальна вартість володіння для стиснення азоту надвисокого тиску зменшується приблизно на 40–551 TP3T протягом 10-річного терміну експлуатації порівняно з діафрагмовими компресорними системами еквівалентної потужності та чистоти.

Відсутність оливи в тракті стиснення є абсолютно критичною при тиску 3,00 МПа, оскільки забруднення оливи стає експоненціально більш концентрованим і його важче видалити зі збільшенням тиску. При тиску 3,00 МПа парціальний тиск пари оливи буде приблизно в 300 разів вищим, ніж при 0,30 МПа, що робить звичайну технологію фільтрації оливи повністю неефективною. Вбудована безмасляна конструкція DW-36/30 повністю усуває цю проблему, гарантуючи підтримку чистоти азоту на рівні ISO 8573-1 класу 0 незалежно від робочого тиску чи тривалості.

Можливості налаштування та OEM

Ми пропонуємо комплексні варіанти налаштування для адаптації DW-36/30 до конкретних умов об'єкта, вимог інтеграції та специфікацій кінцевого користувача:

• Комплекти готових до встановлення систем на рамах: Компресор, двигун, три інтеркулери, додатковий охолоджувач, трубопровід високого тиску, контрольно-вимірювальні прилади та панель керування попередньо зібрані на важкій конструкційній сталевій рамі з інтегрованими вантажними вушками та шаблонами для анкерних болтів. Попереднє заводське випробування всіх систем скорочує час введення в експлуатацію на 70%.
• Конфігурації для небезпечних зон: Корпуси двигунів та електрообладнання, що відповідають вимогам ATEX Zone 2 та IECEx, для нафтогазових установок. Вбудовані блокування виявлення газу, пожежогасіння та автоматичної вентиляції, вбудовані в ПЛК безпеки.
• Розширений контроль процесів: ПЛК Siemens S7-1500 або Allen-Bradley ControlLogix з 15-дюймовим сенсорним екраном HMI, резервними системами безпеки, дистанційним моніторингом через OPC-UA та безперебійною інтеграцією DCS/SCADA. Автоматичне завантаження/розвантаження, сумісність з приводами зі змінною швидкістю та послідовність аварійної ізоляції.
• Захист навколишнього середовища: Покриття морського класу C5-M для морських установок; тропіколізовані 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 дистриб'юторів газового обладнання та підрядників з енергоефективності та енергетики. Технічні посібники, списки запасних частин та процедури технічного обслуговування місцевими мовами.

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

Тематичне дослідження: Модернізація компресора подачі азоту на аміачну фабрику

Клієнт: Виробник добрив в Індонезії, який експлуатує завод з синтезу аміаку потужністю 400 тонн/день

Виклик: Існуючий компресор подачі азоту на заводі (поршневий з масляним змащенням, 22 роки експлуатації) зазнавав поступового виносу нафти в цикл синтез-газу. Забруднення нафтою отруювало каталізатор синтезу аміаку на основі заліза, знижуючи ефективність конверсії з 14,21 т/добу до 11,81 т/добу та збільшуючи споживання природного газу на 81 т/добу. Вартість заміни каталізатора становила 1 450 000 т/добу кожні 3 роки замість розрахункового 6-річного інтервалу. Крім того, тиск нагнітання компресора 2,20 МПа був недостатнім для запланованого розширення потужності заводу до 600 тонн/добу, що вимагало тиску подачі 2,80 МПа.

Рішення: Ми постачали Безмасляний азотний компресор DW-36/30 як основний компресор подачі азоту, сконфігурований на спеціальному шасі з інтегрованим триступеневим проміжним охолодженням, додатковим охолоджувачем та резервним ПЛК безпеки Siemens S7-1500 з повною інтеграцією DCS. Тиск на нагнітанні 3,00 МПа забезпечив достатній запас для розширення потужності та дозволив оптимізувати тиск у контурі синтезу. Безмасляна конструкція повністю виключила ризик отруєння каталізатора. Перед блоком подачі повітря було встановлено всмоктувальний барабан об'ємом 10 м³ для буферизації коливань тиску від блоку розділення повітря.

Кількісні результати після 36 місяців:

• Термін служби каталізатора синтезу аміаку: Збільшено з 3 років до 7+ років, що заощаджує $450 000 за цикл заміни
• Споживання природного газу: Зменшено на 6.2% завдяки відновленій активності каталізатора, що заощаджує $280 000/рік
• Вміст нафти в синтез-газі: <0,01 мг/м³, повністю усуваючи отруєння каталізатора
• Потужність заводу: Успішно розширено до 600 тонн/день без додаткових інвестицій у компресор
• Незапланований простій: Нульові події, пов'язані з компресором за 36 місяців

«DW-36/30 стала найефективнішою модернізацією обладнання в історії нашого заводу. Усунення забруднення нафтою відновило роботу нашого каталізатора, зменшило наші витрати на природний газ більш ніж на чверть мільйона доларів на рік і дало нам впевненість у розширенні наших виробничих потужностей. Термін окупності склав менше 14 місяців». — Головний операційний директор, завод з виробництва добрив

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