ZW-8/6 氮气压缩机 – 适用于低压工业气体系统的紧凑型无油氮气增压器

描述

ZW-8/6 氮气压缩机 – 适用于低压工业气体系统的紧凑型无油氮气增压器

ZW-8/6 是一款两级双排无油活塞式氮气压缩机,设计用于小型低温空气分离、实验室氮气供应和紧凑型 VPSA 增压站,排气量为 8 立方米/分钟,排气压力为 0.60 兆帕。该压缩机零油污染,占地面积小,并针对间歇和连续运行进行了优化。

ZW-8/6 nitrogen compressor compact oil-free industrial unit

产品概述

ZW-8/6 氮气压缩机 这款产品是我们无油活塞式压缩机系列中一款结构紧凑但性能卓越的解决方案,专为空间受限且操作简便的小型氮气增压应用而设计。其额定容量为 8 立方米/分钟 以及排放压力 0.60兆帕该设备在我们工业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-8/6 的独特之处在于 完全无油压缩机构 该装置采用自润滑聚四氟乙烯(PTFE)复合活塞环和活塞带。这种设计理念彻底杜绝了氮气产品流中碳氢化合物污染的可能性,使该装置无需额外的下游净化设备即可直接用于实验室级氮气、小批量食品包装、制药研发和电子装配线惰性气体保护。

它是 两级两排(二列二级) 该结构相比单级方案可提供更高的压力比,并通过级间冷却保持热稳定性。其紧凑的尺寸——2250 × 1296 × 2200 毫米—ZW-8/6 可安装在现有机房、集装箱式装置或移动式氮气供应撬装设备中,尤其适用于空间有限的场所。 2.00吨该装置无需重型起重设备即可运输和定位。

ZW series nitrogen compressor compact two stage piston design

技术规格 – ZW-8/6

范围 价值 单元
模型 ZW-8/6
图案 两级两排(二列二级)
容量 8 立方米/分钟
排气压力 0.60 兆帕
压缩机尺寸(长×宽×高) 2250 × 1296 × 2200 毫米
重量 2.00 t
力量 55 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。实际性能可能因现场海拔、环境温度和进气条件而异。

主要特性及工程优势

1. 占地面积小,适用于空间受限的安装环境

2250 × 1296 × 2200 毫米ZW-8/6 占地面积不足 3 平方米,是同级别无油氮气压缩机中最紧凑的机型之一。这种尺寸优势得益于其垂直布置的曲轴箱设计,该设计最大限度地减少了机器的纵向占地面积,同时确保了足够的维护通道。2.00 吨的重量使其可以使用标准叉车进行安装,无需在调试或搬迁过程中使用桥式起重机或专用吊装设备。

2. 无油聚四氟乙烯密封技术

ZW-8/6 采用了一种 自润滑活塞环和带状制动系统 这些环采用高性能聚四氟乙烯复合材料制成,无需任何碳氢化合物润滑剂,摩擦系数即可低于 0.08,性能卓越。 ISO 8573-1 0级含油量 在压缩氮气流中。对于分析实验室、食品研发机构和电子产品制造商等小型用户而言,这种天然无油认证省去了下游油过滤系统的资本支出和维护负担,否则这些系统是强制性的。

3. 两级压缩以实现更高的压力比

两级两排架构 该压缩机将压力比分配到低压缸和高压缸之间,并通过级间壳管式冷却器去除压缩产生的热量。这种分级压缩方式将每级的排气温度限制在 150°C 以下,从而防止 PTFE 密封元件的热降解,并与在相同总压力比下运行的单级压缩机相比,将阀板寿命延长约 301TP³T。0.60 MPa 的排气压力尤其适用于小型工业设施中的中压氮气分配。

4. 标准 380V 直通式电机驱动器

ZW-8/6 由一台 55千瓦、380伏、50赫兹三相感应电机 符合IEC 60034-1 IE3能效等级。标准低压配置可直接集成到现有的380V工业配电盘中,无需中压基础设施、降压变压器或专用开关设备。这种电气上的简易性降低了资本支出和调试复杂性,使ZW-8/6成为从瓶装氮气或膜式氮气发生器升级到现场压缩式氮气发生器的理想选择。

ZW-8/6 nitrogen compressor general assembly compact design

应用场景

小型低温空气分离装置

在生产200–500 Nm³/h气态氮的紧凑型低温空分装置中,ZW-8/6用作 初级氮气增压器 该装置位于冷箱和分配网络之间。其 8 立方米/分钟的流量与小型空分装置的 (ASU) 输出相匹配,而 0.60 兆帕的排放压力则提供了足够的扬程,可将冷气分配至附近的工艺设备、实验室通风橱或储罐保护系统。在这些应用中,无油设计至关重要,因为小型空分装置通常缺乏大型设施中常见的完善净化系统,这使得下游油污染问题尤为突出。

ZW-8/6 nitrogen compressor small scale cryogenic air separation application

紧凑型VPSA氮气增压站

对于在接近大气压下生产纯度为 99.5–99.9% 氮气的小型至中型 VPSA 制氮机而言, ZW-8/6 氮气增压器 将低压产品压缩至 0.60 MPa 以便分配。ZW-8/6 的紧凑型设计使其可以与 VPSA 发生器安装在同一底座上,从而形成一个完全集成的氮气供应系统,最大限度地节省空间。无油压缩路径可保护碳分子筛免受烃类中毒,从而保持发生器的分离效率并延长吸附剂的使用寿命。

实验室及分析气体供应

研究实验室、分析化学设施和大学科学系需要可靠的高纯氮气供应,用于气相色谱、质谱和惰性气氛手套箱。ZW-8/6 的无油认证确保氮气流满足分析仪器的严格纯度要求,无需额外的纯化柱。其 8 立方米/分钟的流量可支持同一实验室内多个 GC-MS 系统、ICP-MS 仪器和手套箱同时运行。

ZW-8/6 nitrogen compressor laboratory analytical gas supply application

电子制造与焊接惰性气体

在电子组装工厂中,氮气被用于 波峰焊惰性气体保护、回流焊炉气氛控制和元件存储干燥柜ZW-8/6 的 0.60 MPa 排气压力足以满足为多条焊接线和储气柜供气的氮气分配歧管的需求。在电子应用中,无油设计至关重要,因为即使是微量的油污染也会导致焊点缺陷、保形涂层附着力失效以及敏感光学元件的污染。

材料与施工

ZW-8/6 采用精选材料制成,这些材料具有耐氮气性能、耐腐蚀性和紧凑的结构完整性:

成分 材料 规格
气缸体 灰铸铁 GG25 / HT250,一体式冷却通道
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 自润滑、无油等级
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,同心环弹簧设计
中冷器 碳钢外壳/304不锈钢管材 紧凑型壳管式,1.5倍水压试验
底座框架 结构钢 焊接式减震安装

所有承压部件均符合以下规定: ASME BPVC 第 VIII 节第 1 部分 或中国GB 150标准。焊接接头需进行100%射线探伤(RT),每个压力容器在放行前均需进行1.5倍最大允许工作压力(MAWP)的水压试验,保持时间至少为30分钟。

ZW-8/6 nitrogen compressor factory precision machining and assembly

安装和维护指南

基础及空间要求

ZW-8/6型飞机重2.00吨,由于其紧凑的垂直设计,重心较低。 3-4吨钢筋混凝土垫 该装置足以保证稳定运行,安装在弹性隔振器上(固有频率 8–12 Hz)。双排对置气缸结构能够有效抵消一阶惯性力,从而最大限度地减少振动传递。所需净空:非驱动侧 1.0 米(用于阀门维护),驱动侧 0.8 米(用于电机检修),以及 1.5 米(用于日常维护)。

冷却水规格

冷却水需求量约为 12 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夹套和中间冷却器供水。可接受的水质:pH 值 6.5–8.5,总硬度 < 300 mg/L(以 CaCO₃ 计),氯化物 < 50 mg/L,悬浮物 < 30 mg/L。对于没有可靠市政供水的场所,建议采用带有 1 m³ 缓冲罐的紧凑型闭式循环冷却塔。

维护周期

间隔 服务项目 需要采取的行动
日常的 目视和操作检查 检查是否存在泄漏、异常噪音和冷却水流量。
250小时 阀板检查 检查是否有积碳、弹簧疲劳或钢板裂纹。
1000小时 活塞环磨损评估 测量沟槽间隙;如果大于 0.20 毫米,则更换。
4000小时 中间服务 更换活塞环、活塞环带和气门组件
8000小时 大修 检查曲轴,测量轴承间隙,必要时进行更换。

与润滑型产品相比,ZW-8/6 的无油设计大大简化了维护。无需定期换油,无需分析油样,无需更换滤芯,也无需监测油水分离器滤芯。唯一易损件是…… 聚四氟乙烯活塞环和活塞环带在洁净氮气条件下,其使用寿命通常可达 4,000 至 6,000 小时。

ZW-8/6 nitrogen compressor workshop assembly and quality inspection

合规与安全认证

ZW-8/6 氮气压缩机符合以下国际标准和监管要求:

压力设备
ASME BPVC 第 VIII 部分第 1 部分、GB 150-2011、PED 2014/68/EU 模块 A
电气与机械安全
IEC 60034-1(IE3能效等级)、IEC 60204-1、ISO 12100
无油认证
符合 ISO 8573-1 0 级(含油量)标准,经 TÜV 莱茵测试
质量与环境
ISO 9001:2015,ISO 14001:2015

⚠️ 安全提示

氮气是一种无色无味的窒息性气体。所有 ZW-8/6 型压缩机组的安装都必须在压缩机房及其邻近区域进行持续的氧气监测。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。当氧气浓度达到 19.5% 时,报警联锁装置应触发;当氧气浓度达到 18.0% 时,系统应强制停机。人员进入封闭的压缩机房时,必须携带便携式氧气监测仪并实行结伴而行制度。

ZW-8/6 nitrogen compressor ISO certification and compliance badges

性能与效率分析

ZW-8/6 实现了 单位功率消耗约为 6.88 千瓦/立方米/分钟 在 0.60 MPa 的排气压力下,氮气流量为 100 kW/m³/min。虽然由于规模效率降低,该比功率高于我们更大的 LW 系列型号,但在 10 m³/min 以下的无油活塞式压缩机领域,它仍然具有竞争力。相比之下,该尺寸范围内的油润滑螺杆式压缩机通常消耗 7.2–8.0 kW/m³/min 的功率,而隔膜式压缩机(通常用于无油应用)的功率则可能超过 10 kW/m³/min。

在每年 8,000 小时的运行周期内,ZW-8/6 相对于效率较低的替代方案的效率优势约为 节能20,000至45,000千瓦时 每年。按 $0.08/kWh 计算,这相当于每年可节省 1,600 至 $3,600 的电费。然而,选择 ZW-8/6 的主要经济驱动因素通常是 淘汰与石油相关的消耗品和下游净化设备 而不是微不足道的节能。

氮气压缩的总拥有成本 在小型应用中,维护成本主要集中在人工和耗材上,而非能源。ZW-8/6 的无油设计省去了换油(每年 $ 400–800)、更换滤芯(每年 $ 200–400)、更换分离器滤芯(每年 $ 600–1,200)以及油液分析(每年 $ 150–300),与润滑型产品相比,每年可节省 $ 1,350–$ 2,700 的耗材成本。

定制化和OEM能力

我们提供灵活的定制选项,使 ZW-8/6 能够适应特定的安装限制和最终用户需求:

  • 撬装式组件: 预组装的压缩机、电机、冷却器和控制面板安装在带有叉车槽和吊环的结构钢底座上。现场安装仅需连接电源和冷却水即可。
  • 移动拖车单元: ZW-8/6 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 7 英寸 HMI 触摸屏、以太网接口和短信/邮件报警通知功能。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包。

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。

ZW-8/6 nitrogen compressor custom skid mounted mobile unit

案例研究:实验室氮气供应升级

客户: 新加坡一家制药研究机构

挑战: 该研究所此前一直采购200升杜瓦瓶装的液氮,并在实验室现场进行汽化处理。每月液氮消耗量高达15,000标准立方米,运输成本、杜瓦瓶租赁费和汽化损耗占年度气体预算的40%。此外,节假日和恶劣天气期间液氮供应不稳定,导致实验延误。

解决方案: 我们提供了 ZW-8/6 无油氮气压缩机 该系统与一台小型VPSA氮气发生器(纯度99.9%,流量10立方米/分钟)配套使用,安装在同一撬装底座上。ZW-8/6可将VPSA制氮机的氮气压力从0.08兆帕提升至0.60兆帕,并通过现有的实验室氮气管路进行分配。整个系统位于建筑设备间一角,占地8平方米。

18 个月后的结果:

  • 氮肥供应成本: 减少了 52% 与液氮采购和运输相比
  • 供应可靠性: 100% 正常运行时间 自调试以来,未发生因气体短缺导致的实验延误。
  • 氮气纯度: 始终 >99.9% 含油量<0.01 mg/m³,超过分析仪器的要求
  • 维护负担: 每年一次定期保养 (4000 小时间隔),与每月更换一次杜瓦瓶相比
  • 投资回收期: 2.4 年 仅就节省天然气成本而言

“ZW-8/6压缩机使我们的氮气供应从物流难题转变为可靠的保障。我们的研究人员不再担心气体供应,财务部门也对50%的成本降低表示赞赏。” — 制药研究所设施经理

ZW-8/6 nitrogen compressor laboratory installation case study

常见问题解答及选购指南

ZW-8/6的预期使用寿命是多少?

ZW-8/6 的设计用途是 最低使用寿命15年 在洁净氮气环境下,该设备可运行约 120,000 小时。铸铁机架和锻钢曲轴的额定寿命均达到设计寿命。聚四氟乙烯活塞环和活塞环带是主要易损件,更换周期为 4,000 至 6,000 小时。阀板组件通常可使用 2,500 至 4,000 小时后需要翻新。

ZW-8/6 能否在脉冲出口压力的 VPSA 氮气发生器上运行?

是的,ZW-8/6 可以容纳 入口压力变化范围为0.03兆帕至0.12兆帕对于压力脉动较大的VPSA应用,我们建议安装一个 0.5–1.0 立方米缓冲罐 在压缩机吸气口上游设置一个装置,用于抑制周期性波动并保护阀门免受液压冲击。对于严重的脉动工况,可选配脉动阻尼器。

ZW-8/6 适合户外安装吗?

标准型 ZW-8/6 的设计用途 室内安装 在通风良好的机房内。对于户外使用,我们提供可选的 IP54防护等级外壳 配备空间供暖系统(适用于-20°C气候)、遮阳罩(适用于55°C环境温度)和强制通风系统。建议室外安装时采用隔音罩,以确保符合噪音标准。

ZW-8/6 与小型氮气压缩的油润滑替代方案相比如何?

油润滑螺杆压缩机具有更高的容量密度,但会引入一些问题。 不可接受的石油污染风险 适用于食品级、制药和电子应用。ZW-8/6 实现了 ISO 8573-1 0 级原生 无需下游过滤。活塞式压缩机在小型氮气增压的典型压力比(3:1 至 6:1)下也展现出卓越的效率。有关详细的总拥有成本 (TCO) 比较,请参阅我们的 氮气压缩机投资回报率分析.

什么情况下应该避免选择 ZW-8/6?

ZW-8/6 不推荐用于:(1) 排气压力高于 0.80 MPa—请考虑我们的DW系列或ZW多级模型;(2) 容量要求高于 15 立方米/分钟—LW系列机型尺寸越大,规模效益越好;(3) 额定容量以下40%的连续流量调节—活塞式压缩机在深度降负荷运行时效率较低;对于需求变化较大的情况,双单元布置或配备变频驱动器的螺杆式压缩机可能更合适。

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