Compresseur d'oxygène

L'oxygène (O₂) est un gaz essentiel aux activités vitales et aux procédés industriels. Gaz oxydant puissant, sa densité est de 1,429 kg/m³ dans les conditions normales, ce qui le rend légèrement plus lourd que l'air. Ses propriétés chimiques lui confèrent une réactivité extrême, lui permettant d'oxyder presque tous les éléments, à l'exception des métaux nobles et des halogènes. Il est largement utilisé en sidérurgie, en découpe et soudage des métaux, en synthèse chimique, en médecine, en aérospatiale et dans d'autres domaines. Conformément à la norme nationale GB50030-2013, les installations d'oxygène sont classées « Classe B » en termes de risque d'incendie, ce qui souligne leur fort potentiel d'inflammation. Par conséquent, le principal défi de la compression de l'oxygène réside dans l'élimination de tout risque de combustion ou d'explosion dû à une contamination par l'huile, à des frottements ou à une incompatibilité des matériaux, ce qui impose des exigences très strictes en matière de sécurité, d'étanchéité et de compatibilité des matériaux des compresseurs.

COMPRESSEUR À DIAPHRAGME

COMPRESSEUR À PISTON

Avantages du compresseur à membrane d'oxygène

01

Garantie absolue de pureté et d'absence d'huile :

La structure du compresseur à membrane garantit l'absence totale d'huile lubrifiante lors de la compression de l'oxygène, conformément à l'interdiction absolue d'utiliser de l'huile. Ceci prévient non seulement les réactions d'oxydation violentes et les risques d'explosion, mais garantit également la pureté de l'oxygène en sortie, le rendant particulièrement adapté à la production d'oxygène médical, à la préparation d'oxygène de haute pureté et aux procédés de chimie fine exigeant une absence totale d'huile.
01

Sécurité du joint statique sans fuite :

L'utilisation de systèmes d'étanchéité statiques, tels que l'isolation par diaphragme et les joints toriques, garantit une étanchéité parfaite du côté gaz vers l'environnement. Ceci est essentiel pour prévenir l'accumulation d'oxygène dans la salle des compresseurs, qui pourrait créer un environnement enrichi en oxygène (une concentration supérieure à 23 % augmente considérablement le risque d'incendie), assurant ainsi une protection optimale des opérateurs et des équipements.

Points clés de conception des compresseurs à membrane d'oxygène

01

Sélection spéciale des matériaux et traitement de dégraissage rigoureux :

Toutes les pièces en contact avec l'oxygène, telles que la culasse, le diaphragme, les vannes de gaz et la tuyauterie, doivent être fabriquées dans des matériaux résistants à l'oxydation, à faible coefficient de frottement et incompatibles avec d'autres matériaux. On utilise généralement de l'acier inoxydable (par exemple, 304, 316L) ou des alliages à base de nickel. Avant la fabrication et l'assemblage, tous les composants doivent être soigneusement dégraissés afin d'éliminer toute trace de graisse. Cette étape est essentielle pour prévenir tout risque d'auto-inflammation.
02

Surveillance de la sécurité du diaphragme et conception redondante :

Une structure à trois membranes est utilisée, intégrant un système d'alarme de rupture de membrane. En cas de défaillance de la membrane extérieure, la variation de pression dans la couche intermédiaire déclenche immédiatement un pressostat, produisant une alarme sonore et visuelle et initiant automatiquement un arrêt d'urgence. Ceci empêche l'oxygène de pénétrer dans le système d'huile et l'huile hydraulique de contaminer le gaz, constituant ainsi une barrière de sécurité essentielle.
03

Conception optimisée du circuit d'huile et du système de refroidissement :

Le circuit hydraulique de précision doit garantir une pression d'huile stable, toujours légèrement supérieure à la pression du gaz, afin de protéger la membrane et d'assurer une compression efficace. Parallèlement, des refroidisseurs intermédiaires performants et un refroidisseur final doivent être configurés pour contrôler rigoureusement la température de refoulement à chaque étage, évitant ainsi une élévation excessive de la température de l'oxygène qui pourrait aggraver les risques d'oxydation des matériaux ou devenir une source d'inflammation. Le système de refroidissement doit généralement être équipé d'un dispositif de surveillance du débit et de la température, ainsi que d'un système de sécurité à verrouillage.

Certificat

SÉLECTION DU MODÈLE

Professeur

Modèle G70Z/G95Z/G110Z/G130Z	Course du piston 70 mm ~ 130 mm	Force maximale du piston 10 kN à 30 kN
Pression de refoulement maximale 70 MPa	Plage de débit 1~500 Nm³/h	Puissance du moteur 2,2 kW à 30 kW
Vitesse du vilebrequin 420 tr/min	Méthode de refroidissement Refroidissement par eau/refroidissement par air

Compresseur à membrane d'oxygène sans huile

Modèle G70V/G95V/G130V	Course du piston 70 mm ~ 130 mm	Force maximale du piston 10 kN à 30 kN
Pression de refoulement maximale 50 MPa	Plage de débit 1 à 200 Nm³/h	Puissance du moteur 2,2 kW à 30 kW
Vitesse du vilebrequin 420 tr/min	Méthode de refroidissement Refroidissement par eau / Refroidissement par air

Modèle G110L/G130L	Course du piston 110 mm ~ 130 mm	Force maximale du piston 20 kN~40 kN
Pression de refoulement maximale 100 MPa	Plage de débit 10 à 1000 Nm³/h	Puissance du moteur 7,5 kW à 90 kW
Vitesse du vilebrequin 420 tr/min	Méthode de refroidissement Refroidissement par eau / Refroidissement par air

Modèle G110D/G130D/G150D/ G180D/G182D/G210D	Course du piston 110 mm ~ 210 mm	Force maximale du piston 20 kN ~ 160 kN
Pression de refoulement maximale 100 MPa	Plage de débit 30 à 2000 Nm³/h	Puissance du moteur 22 kW ~ 200 kW
Vitesse du vilebrequin 420 tr/min	Méthode de refroidissement Refroidissement par eau / Refroidissement par air

Compresseur à membrane

AVEC

Course du piston 70 mm

Débit (Nm3/h)

30-50

Pression d'entrée (barg)

Pression de sortie (barg)

Non.	Modèle	eau de refroidissement	Couler	Pression d'entrée	Pression de sortie	Dimensions L×l×H	Poids	Puissance du moteur
Non.	Modèle	(L/h)	(Nm³/h)	(MPa)	(MPa)	(≈mm)	(≈kg)	(kW)
1	GZ-12/(30-50)-70	1000	12	3-5	7	1400×850×1320	900	7,5
2	GZ-15/6-30	1000	15	0,6	3	1400×850×1320	900	11
3	GZ-35/7-20	1000	35	0,7	2	1400×850×1320	1000	11
4	GV-18/(13-20)-200	1000	18	1,3~2	20	1250×900×1200	1020	11
5	GV-8/6-150	800	8	0,6	15	2200×1650×1450	1000	7,5
6	GV-30/16-200	1500	30	1.6	20	2600×1800×1700	3000	15
7	GV-30/(7-18)-300	2000	30	0,7-1,8	30	2600×1800×1700	3000	18,5
8	GV-40/50-500	2000	40	5	50	2600×1800×1700	3000	22
9	GD-100/(0,25-4)-350	8000	100	0,025-0,4	35	4000×2300×2000	5000	75
10	GD-60/(5-10)-350	6000	60	0,5-1	35	3200×2300×1500	4000	55
11	GD-100/17-400	7000	100	1.7	40	3600×2300×1800	6000	55
12	GD-300/8-200	12000	300	0,8	20	4000×2300×2000	10000	132

Les dimensions et le poids de l'équipement sont donnés à titre indicatif uniquement, et la conception finale prévaudra.

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ÉTUDE DE CAS

Russie
ÉTATS-UNIS
Espagne
Kazakhstan

Avantages du compresseur à piston à oxygène

01

Capacité de débit élevé et de haute pression :

Adaptés à la production industrielle d'oxygène à grande échelle nécessitant des débits élevés (jusqu'à plusieurs milliers de Nm³/h) et des pressions moyennes à élevées, les compresseurs à piston offrent, en termes de coûts d'investissement et d'exploitation, une grande flexibilité en matière de cylindrée et de pression, ce qui peut s'avérer plus économique que d'autres types de compresseurs sans huile.
02

Technologie éprouvée et haute fiabilité :

La technologie des pistons alternatifs a fait ses preuves dans l'industrie depuis longtemps, grâce à sa structure robuste et durable et à ses procédures de maintenance bien établies. L'utilisation d'une lubrification des cylindres sans huile et de structures d'isolation spécifiques permet de répondre aux exigences industrielles stables en matière de pureté de l'oxygène, tout en étant relativement flexible.

Points clés de conception des compresseurs à piston d'oxygène

01

Lubrification des cylindres sans huile et application de matériaux autolubrifiants :

Conformément aux normes telles que GB/T 13280-91, le cylindre doit être conçu pour une lubrification sans huile. Les segments de piston, les segments de guidage et les éléments d'étanchéité du joint doivent être en matériaux autolubrifiants afin d'éviter toute injection d'huile dans le cylindre en fonctionnement et, par conséquent, toute contamination.
02

Conception avancée de joint d'étanchéité et de pièce d'espacement :

Il s'agit du dispositif de sécurité d'un compresseur à piston pour applications oxygène. Une pièce d'interconnexion de grande longueur est nécessaire pour créer une chambre d'isolation entre le cylindre et le carter. Cette chambre doit être purgée et tamponnée en permanence avec de l'azote propre ou de l'air comprimé. Sa fonction est double : d'une part, empêcher les brouillards d'huile provenant du carter de migrer vers le cylindre ; d'autre part, évacuer en toute sécurité toute fuite d'oxygène provenant de la garniture vers un système de ventilation, l'empêchant ainsi de pénétrer dans le carter ou le bâtiment du compresseur.
03

Système complet de secours et de surveillance de la sécurité :

Des soupapes de sécurité doivent être installées à la sortie de chaque étage de compresseur, des réservoirs tampons et des réseaux de tuyauterie, les orifices de refoulement étant raccordés à une zone sécurisée. L'installation électrique doit être conforme aux normes antidéflagrantes. De plus, un système de protection complet, comprenant des alarmes et des dispositifs d'arrêt en cas de surchauffe ou de surpression, de défaillance du circuit d'eau de refroidissement, de sous-pression d'huile de lubrification et de surveillance du débit de gaz de purge dans la chambre d'isolation, doit être mis en place. Ce système constitue un réseau de protection multicouche. La conception des tuyauteries d'oxygène doit intégrer des coudes à grand rayon et prendre en compte la réduction des pulsations afin de limiter les risques de frottement et de vibrations.

Certificat

SÉLECTION DU MODÈLE

Type Z

Type V/W

Type M

Type D

course du piston 80 mm, 95 mm	Force du piston 10 kN à 25 kN
Pouvoir 7,5 kW - 55 kW	Nombre de groupes de cylindres 1/2
Vitesse du vilebrequin 740 tr/min, 980 tr/min	Nombre d'étages de compression 1/2/3/4
Mode de conduite moteur électrique, moteur diesel, moteur à gaz naturel

Compresseur à piston d'oxygène haute pression

course du piston 92 mm, 95 mm, 105 mm, 120 mm	Force du piston 25 kN, 45 kN, 65 kN
Nombre d'étages de compression 1/2/3/4	Nombre de groupes de cylindres 2/3/4
Vitesse du vilebrequin 740 tr/min, 980 tr/min	Pouvoir 15 kW - 220 kW
Mode de conduite moteur électrique, moteur diesel, moteur à gaz naturel

Compresseur à piston d'oxygène à grand débit

course du piston 92 mm ~ 315 mm	Force du piston 45 kN ~ 660 kN
Nombre d'étages de compression 1/2/3/4	Nombre de groupes de cylindres 4
Vitesse du vilebrequin 300 tr/min ~ 980 tr/min	Pouvoir 160 kW - 3000 kW
Mode de conduite moteur électrique, moteur diesel, moteur à gaz naturel

course du piston 92 mm ~ 315 mm	Force du piston 25 kN ~ 200 kN
Nombre d'étages de compression 1/2/3/4	Nombre de groupes de cylindres 2
Vitesse du vilebrequin 300 tr/min ~ 980 tr/min	Pouvoir 30 kW - 1000 kW
Mode de conduite moteur électrique, moteur diesel, moteur à gaz naturel

AVEC

Type vertical

DANS

Sans huile / F : Refroidi par air

2.1

Débit volumique réel (m3/min)

0,15

Pression d'entrée (barg)

Pression de sortie (barg)

N° de série	Modèle	Couler	Pression d'entrée	Pression de sortie	Puissance du moteur
N° de série	Modèle	(Nm³/h)	(Mpa)	(MPa)	(kW)
1	ZW-2.1/0.15-15	120	0,015	1.5	22
2	ZW-0,9/6-25	310	0,6	2.5	30
3	ZW-0,63/3-200	130	0,3	20	37
4	VW-2.0/2-36	300	0,2	3.6	45
5	VW-10/8	600	ATM	0,8	75
6	VW-15/13	780	ATM	1.3	132
7	DW-27.9/4	1500	0,008-0,022	0,4	132
8	DW-8.2/16-42	8000	1.7	4.2	355
9	D-26/2,5-25	4800	0,20 ~ 0,25	2.5	500
10	MW-15/3,5-28	3000	0,35	2.8	400
11	MW-9.0/3-100	1500	0,3	10	500
12	MW-130/1.5	6800	0	0,15	250