描述
ZW-0.97/7.5~30 氮气压缩机 – 紧凑型可变入口无油氮气增压器,适用于中压循环
ZW-0.97/7.5~30 是一款两级单排无油活塞式氮气压缩机,设计用于在 3.00 MPa 排气压力下提供 0.97 m³/min 的流量,并具备 0.75 MPa 的进气压力能力。该压缩机适用于小型氮气循环、气体液化增压回路以及具有可变进气条件的中压工艺应用。它无油污染,结构超紧凑,并针对连续运行进行了优化。

产品概述
这 ZW-0.97/7.5~30 氮气压缩机 是我们无油活塞式压缩机系列中一款结构紧凑但功能强大的解决方案,其特点是: 可变入口压力能力 压力范围从 0.75 MPa 到 3.00 MPa(排气压力)。额定容量为 0.97 立方米/分钟 以及排放压力 3.00兆帕该设备在我们高压氮气压缩机产品组合中属于入门级产品,同时保持了与我们更大型号相同的工程严谨性。
ZW-0.97/7.5~30 的独特之处在于其能够接受压力高达 0.75 MPa 的氮气入口,正如型号名称“7.5~30”所示(代表入口压力范围为 0.75 MPa 至 3.0 MPa)。这种可变入口能力无需在上游进行减压,即可从中压氮气总管或工艺排气口供气,从而提高系统整体效率并降低压力损失。此外,该压缩机还可根据需要采用大气压或低压入口,为小型装置提供卓越的运行灵活性。
压缩机采用了一种 两级单排(二列一级) 该配置针对从 0.75 MPa 增压至 3.00 MPa 所需的适中压比进行了优化。单排设计最大限度地减少了机械复杂性和占地面积,而两级结构则确保了高效的热力学性能和可控的排气温度。每一级都采用独立冷却,即使在高压下持续运行,也能保持 PTFE 密封元件的完整性。

技术规格 – ZW-0.97/7.5~30
| 范围 | 价值 | 单元 |
|---|---|---|
| 模型 | ZW-0.97/7.5~30 | – |
| 图案 | 两级单排(二列一级) | – |
| 容量 | 0.97(入口压力 0.75 MPa) | 立方米/分钟 |
| 排气压力 | 3.00 | 兆帕 |
| 入口压力范围 | 0.75 ~ 3.00 | 兆帕 |
| 压缩机尺寸(长×宽×高) | 2035 × 1240 × 2234 | 毫米 |
| 重量 | 2.60 | t |
| 力量 | 45 | 千瓦 |
| 电压 | 380 | V |
| 气体介质 | 氮气(N₂) | – |
| 润滑 | 无油 | – |
* 所有规格均在标准参考条件下(ISO 1217,附录 C)测得。实际性能可能因海拔、环境温度和入口条件而异。容量是在 0.75 MPa 入口压力下标明的;实际容量随入口压力而变化。
主要特性及工程优势
1. 可变入口压力能力(0.75–3.00 MPa)
ZW-0.97/7.5~30 经过独特设计,可接受来自不同方向的入口氮气。 压力范围宽广,从0.75兆帕到3.00兆帕这种可变进气能力得益于其稳健的阀门设计和气缸尺寸,能够适应不同的吸入密度而不会产生机械故障。当从 0.75 MPa 的中压氮气总管供气时,压缩机以其额定流量 0.97 m³/min 运行。随着进气压力逐渐升高至排气压力,压缩机会切换到保压或循环模式,从而逐步降低能耗。这种灵活性无需使用上游压力调节器或节流阀,从而避免了能源浪费和噪音产生,使得 ZW-0.97/7.5~30 成为氮气循环回路和上游压力可变的工艺系统的理想选择。
2. 超紧凑的占地面积,适用于空间受限的安装环境
在 2035 × 1240 × 2234 毫米ZW-0.97/7.5~30 占地面积不足 2.5 平方米,是目前市面上最紧凑的高压无油氮气压缩机之一。这种尺寸上的高效性得益于垂直布置的曲轴箱和单排气缸结构,从而最大限度地减少了机器的纵向占地面积。 2.60吨该装置可使用标准叉车进行运输和定位,无需桥式起重机或专用索具。这种紧凑的外形尺寸对于现有工艺装置的改造安装、集装箱式系统和移动式氮气供应装置等空间有限的场所尤为有利。
3. 用于高压环境的无油聚四氟乙烯复合密封件
ZW-0.97/7.5~30 采用专有技术 自润滑活塞环和导向带组件 该密封件采用高性能聚四氟乙烯(PTFE)复合材料制成,并以玻璃纤维和青铜颗粒增强。无需任何外部碳氢化合物润滑,该材料的摩擦系数即可低于0.06,确保氮气流完全不受油污染。在3.00 MPa的排气压力下,任何油蒸气的分压都会显著增大,因此对于需要高纯度氮气的应用而言,无油设计至关重要。该PTFE配方专为在高达180°C的温度下连续运行而设计,确保在高压压缩的热应力下仍能保持可靠的密封完整性。
4. 标准380V驱动器,低功耗
ZW-0.97/7.5~30 由……驱动 45千瓦、380伏、50赫兹三相感应电机 符合IEC 60034-1 IE3能效等级标准。其45 kW的低功率需求使其几乎适用于任何采用标准380V配电的工业设施,无需升级电力基础设施或安装中压开关设备。低功耗也意味着更低的运行成本和更少的冷却需求,因此ZW-0.97/7.5~30对于中小型氮气系统而言,是一款极具经济吸引力的选择。

应用场景
小规模氮循环利用与回收
在小型化工装置和气体处理设施中,ZW-0.97/7.5~30 用作 氮气循环压缩机 该系统可从工艺排气中回收氮气,并将其压力提升至所需的分配压力。可变入口压力能力在这些应用中至关重要,因为回收的氮气压力可能介于大气压和工艺操作压力之间。压缩机可自动适应可用的入口压力,从而在整个压力范围内保持高效运行。与直流系统相比,这种循环利用功能可减少 30–50% 的氮气消耗量,对于效率至关重要的小型作业而言,可显著降低运营成本。

气体液化和低温增压器
在小型氮气液化装置和低温系统中, ZW-0.97/7.5~30 氮气增压器 压缩机将液化器汽化器或储罐中的氮气压缩至分配或进一步处理所需的压力。3.00 MPa 的排气压力足以将高压氮气输送至低温储存系统、驱动氮气流经热交换器或为高压工艺设备供气。可变入口能力使压缩机能够直接从液化器接收工作压力下的氮气,无需中间减压,从而提高整个装置的效率。
中试工厂及研发高压氮气供应
研究实验室和中试规模的化工厂需要高压氮气。 高压反应器惰化、压力下催化剂测试和超临界流体实验ZW-0.97/7.5~30 紧凑的体积和标准的 380V 电源使其成为实验室设备间或中试车间的理想选择。3.00 MPa 的排气压力足以满足大多数中试规模的高压应用需求,而无油认证则确保氮气纯度符合科研级实验和分析仪器的严格要求。可变入口功能在实验条件频繁变化的研发环境中尤为重要。

中压集管压力维护
配备中压氮气分配总管(0.75–1.50 MPa)的工业设施通常需要 压力维持压缩机 为了应对需求波动和管道损耗,ZW-0.97/7.5~30 可直接从集气管吸入氮气,并按其工作压力将其增压至 3.00 MPa,以满足高压用户的需求;或者将氮气回流至集气管,以在高峰需求期间维持压力。这种双模式运行提供了卓越的运行灵活性,并减少了对独立压缩机组的需求,使其成为中小型设施经济高效的解决方案。
材料与施工
ZW-0.97/7.5~30 采用专为高压氮气兼容性、耐热性和紧凑结构完整性而选用的材料制成:
| 成分 | 材料 | 规格 |
|---|---|---|
| 气缸体(LP) | 灰铸铁 | GG25 / HT250,标准壁厚 |
| 气缸体(HP) | 灰铸铁 | GG25 / HT250,加强墙体+肋条 |
| 曲轴 | 锻造合金钢 | 42CrMo4,淬火回火,动态平衡 |
| 活塞环 | 聚四氟乙烯-玻璃-青铜复合材料 | 耐高压,自润滑,最高温度180°C。 |
| 骑手带 | 聚四氟乙烯复合材料 | 活塞导向,防磨损 |
| 阀板 | 不锈钢 | SS316,高压同心环设计 |
| 中冷器 | 碳钢外壳/316不锈钢管材 | ASME VIII Div.1,1.5倍水压试验 |
| 后冷却器 | 碳钢外壳/316不锈钢管材 | 高压翅片管,32℃冷却水 |
| 高压管道 | 无缝不锈钢 | SS316,ANSI 600级法兰 |
所有承压部件均按照以下规定进行设计和制造: ASME BPVC 第 VIII 节第 1 部分 或符合中国GB 150标准。所有焊接接头均按照ASME第五卷第二条进行100%射线探伤(RT),每个完工的压力容器均需进行1.5倍最大允许工作压力(MAWP)的水压试验,保持时间至少30分钟。高压管道系统采用无缝SS316不锈钢制造,并使用ANSI 600级法兰连接,以确保在3.00 MPa工作压力下具有良好的密封性。

安装和维护指南
基础及空间要求
ZW-0.97/7.5~30 的干重为 2.60 吨,重心位于底板上方约 700 毫米处。 4-5吨钢筋混凝土垫 该装置安装在弹性隔振器(固有频率 8–12 Hz)上,足以保证稳定运行。单排设计产生的非平衡力适中,可通过标准基础施工方法轻松应对。最小净空要求:非驱动侧阀门检修空间 1.0 m,驱动侧电机维护空间 0.8 m,起重机作业空间 1.5 m。必须特别注意高压排放管道,必须对其进行适当的支撑和锚固,以防止在 3.00 MPa 压力下发生振动引起的疲劳。
冷却水规格
冷却水需求量约为 8 立方米/小时 进水温度不超过 32°C。水分配回路并联地为气缸套和中间冷却器供水。由于压比高,中间冷却器对于热管理至关重要,必须优先获得冷却水流量。水质规格:pH 值 6.5–8.5,总溶解固体 < 500 mg/L,氯化物 < 50 mg/L(以防止 SS316 管腐蚀),悬浮物 < 30 mg/L,总硬度 < 300 mg/L(以 CaCO₃ 计)。对于水质较差的场所,建议采用带旁路过滤的闭式冷却塔。
预防性维护计划
| 间隔 | 服务项目 | 需要采取的行动 |
|---|---|---|
| 日常的 | 运行检查 | 检查振动、异常噪音、冷却水流量、排放压力和温度 |
| 250小时 | 阀板检查 | 拆下并检查吸入/排出阀,查看是否有积碳、弹簧疲劳或裂纹。 |
| 1000小时 | 活塞环磨损评估 | 测量活塞环槽间隙;如果间隙超过 0.20 毫米,则更换活塞环。 |
| 3000小时 | 中期大修 | 更换所有活塞环、活塞环带和气门室盖组件 |
| 6000小时 | 大修 | 检查曲轴轴颈,测量主轴承间隙,若间隙大于 0.08 毫米,则更换轴承。 |
ZW-0.97/7.5~30 的无油设计与润滑型产品相比,大大简化了维护。无需换油、无需进行油液分析、无需更换滤芯,也无需更换油气分离器滤芯。主要易损件是: 聚四氟乙烯活塞环和活塞环带在洁净氮气环境下,其使用寿命通常可达3000至5000小时。由于机械应力较大,高压阀板可能需要比低压阀板更频繁的检查,但总体维护负担仍远低于油润滑系统。

合规与安全认证
ZW-0.97/7.5~30 氮气压缩机的设计、制造和测试均符合或超过以下国际标准和监管框架:
ASME BPVC 第 VIII 部分第 1 部分、GB 150-2011、PED 2014/68/EU 模块 A
IEC 60034-1(IE3能效)、IEC 60204-1、ISO 12100机械安全
ISO 8573-1 0 级(含油量),经 TÜV 莱茵独立测试
ISO 9001:2015,ISO 14001:2015
氮气被归类为简单的窒息性气体。在 3.00 MPa 的排放压力下,气体快速释放和氧气置换的风险显著升高。所有 ZW-0.97/7.5~30 型装置必须在压缩机房及其邻近区域安装连续的氧气不足监测装置。高压排放管道必须配备额定最大允许工作压力 (MAWP) 为 110% 的泄压阀,并配备爆破片作为辅助保护。根据 OSHA 29 CFR 1910.146 的规定,通风系统必须将环境氧气浓度维持在 19.5% 以上。紧急停机联锁装置应在氧气浓度达到 19.5% 时启动(报警),并在氧气浓度达到 18.0% 时触发自动隔离(强制停机)。操作或维护该设备的人员必须接受高压气体安全规程培训。

性能与效率分析
ZW-0.97/7.5~30 实现了 单位功率消耗约为 46.39 千瓦/立方米/分钟 氮气在 3.00 MPa 的排气压力下,从 0.75 MPa 的入口压力排出。虽然这个比功率的绝对值看起来很高,但真正的效率优势在于…… 能够在不造成能量损耗的压力降低的情况下接受高压入口与将 0.75 MPa 氮气节流至大气压后再压缩至 3.00 MPa 的系统相比,ZW-0.97/7.5~30 通过直接利用可用的入口压力,节省了约 45–55% 的压缩能量。
在典型的氮气循环应用中,ZW-0.97/7.5~30 的可变入口能力在每年 8,000 小时的运行周期内,大约可产生 节省80,000至120,000千瓦时的能源 与需要上游减压的系统相比,按每千瓦时 0.08 元计算,这意味着每年可节省 6,400 至 9,600 元电力成本。此外,由于无需使用油类相关耗材和下游净化设备,该系统还能进一步降低成本。 氮气循环压缩的总拥有成本 在 10 年的运行寿命内,预计可减少 30-40%。
在循环应用中,压缩路径中无油的特性尤为重要,因为任何油污都会在封闭的氮气回路中积聚,逐渐降低产品质量,并可能污染工艺设备。ZW-0.97/7.5~30 的原生无油设计可确保在循环使用过程中氮气纯度无限期地保持稳定。
定制化和OEM能力
我们提供灵活的定制选项,使 ZW-0.97/7.5~30 能够适应特定的场地条件和集成要求:
- 撬装式组件: 预组装的压缩机、电机、冷却器、仪表和控制面板安装在带有叉车槽的结构钢底座上。现场安装仅需连接电气和冷却水。
- 移动拖车单元: ZW-0.97/7.5~30 可安装在符合道路法规的拖车上,并集成柴油发电机、冷却系统和氮气储存装置,从而为建筑工地、管道维护和应急响应打造完全移动的氮气供应装置。
- PLC及远程监控: 可选配西门子 LOGO! 或 S7-1200 PLC,配备人机界面触摸屏、以太网接口和短信/邮件报警功能。兼容 Modbus TCP/IP,可集成到 SCADA 系统中。
- 声学封闭空间: 紧凑型 IP54 防护等级隔音罩,可将 1 米处的噪音从 82 分贝(A)降低到 68 分贝(A),适用于对噪音敏感的室内环境,例如实验室和办公室附近的机房。
- OEM 和自有品牌: 为燃气设备分销商和系统集成商提供定制涂装方案、品牌铭牌和本地化文档。
可提供自定义配置 最小起订量 1 件工程方案通常会在 3-5 个工作日内交付。标准交付时间为 10-12 周;符合条件的订单可享受 8 周内加急交付服务。

案例研究:中试工厂氮循环优化
客户: 新加坡一家特种化学品研发机构,运营多个中试规模的高压反应器
挑战: 该设施每月采购高压氮气钢瓶用于反应堆惰化和吹扫作业,消耗量约为200瓶,成本为$15,000/月。废氮气在通过反应堆后以0.60–0.90 MPa的压力排放到大气中,造成气体和能源的大量浪费。该设施希望回收并循环利用这些氮气,但需要一台能够接受可变入口压力并将其增压至2.50 MPa的紧凑型压缩机,以便在高压反应堆进料系统中重复使用。
解决方案: 我们提供了 ZW-0.97/7.5~30 无油氮气压缩机 该压缩机配置在一个紧凑的撬装式底座上,集成了中间冷却器、后冷却器和西门子LOGO! PLC控制面板。可变入口能力使压缩机能够直接从反应器排气总管吸入任意压力(0.60–0.90 MPa)的氮气,无需上游压力调节。上游安装了一个0.5 m³的缓冲罐,用于抑制间歇式反应器循环引起的压力波动。
18 个月后的量化结果:
- 氮气钢瓶采购: 减少了 72% (从每月200个气缸减少到56个气缸),每月节省10,800元。
- 氮气排放: 减少了 72%提高环境合规性
- 再生氮气中的油污染: <0.01 毫克/立方米确保反应堆不受污染
- 压缩机供货情况: 97.8% 超过 18 个月,期间仅有计划内的维护停机时间
- 投资回收期: 1.4 年 仅就气瓶成本节省而言
“ZW-0.97/7.5~30 将我们的氮气供应从一项经常性支出转变为一个闭环系统。我们减少了近四分之三的钢瓶采购量,而且其紧凑的尺寸意味着我们可以将其安装在现有的设备间内,而无需对建筑进行任何改造。可变进气口功能是该项目成功的关键。” — 特种化学品研发运营经理

常见问题解答及选购指南
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ZW-2.1/8~25 可变入口氮气压缩机
大容量可变入口无油压缩机(2.1 m³/min,2.50 MPa),入口压力可达 0.80 MPa。是中等规模氮气循环和气体液化增压应用的理想选择。
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