LW-10/8 Stickstoffkompressor – Ölfreier N2-Booster der Mittelklasse für industrielle Verteilungsnetze

Der LW-10/8 ist ein zweistufiger, zweireihiger, ölfreier Kolbenstickstoffkompressor mit einer Förderleistung von 10 m³/min bei einem Förderdruck von 0,80 MPa. Er wurde für die kryogene Luftzerlegung im mittleren Maßstab, VPSA-Stickstoff-Boosterstationen und die industrielle Pipeline-Verteilung entwickelt. Er arbeitet kontaminationsfrei mit Schmierstoffen, ist für Dauerbetrieb ausgelegt und für den zuverlässigen 24/7-Betrieb in anspruchsvollen Industrieumgebungen konzipiert.

Produktübersicht

Der LW-10/8 Stickstoffkompressor nimmt eine strategische Position in unserem Sortiment an ölfreien Kolbenkompressoren ein und schließt die Lücke zwischen kompakten Einstiegsgeräten und industriellen Hochleistungsmodellen. Mit einer Nennleistung von 10 m³/min und einem Auslassdruck von 0,80 MPaDiese Einheit dient als Rückgrat mittelgroßer Stickstoffverteilungssysteme in kryogenen Luftzerlegungsanlagen, VPSA-Boosterstationen und industriellen Gaspipelinenetzen.

Was den LW-10/8 von herkömmlichen geschmierten Alternativen unterscheidet, ist seine vollständig ölfreier KompressionswegDie Kolbenringe und Führungsringe bestehen aus selbstschmierenden PTFE-Verbundwerkstoffen, die ohne Kohlenwasserstoffschmierstoffe auskommen und so gewährleisten, dass der Stickstoffstrom vollständig frei von Ölverunreinigungen bleibt. Diese Eigenschaft ist essenziell für Anwendungen, die eine Zertifizierung nach ISO 8573-1 Klasse 0 erfordern, darunter Stickstoff für Lebensmittelverpackungen, Inertisierung von Arzneimitteln, Elektronikfertigung und chemische Prozessgasabdeckung.

Der Kompressor verwendet einen zweistufig, zweireihig (二列二级) Die Konfiguration verteilt das Gesamtdruckverhältnis auf zwei Kompressionszylinder. Dieses gestaffelte Verfahren reduziert die Austrittstemperatur pro Stufe, verbessert den volumetrischen Wirkungsgrad und verlängert die Lebensdauer von Ventilen und Kolbenringen. Jede Stufe ist mit einem unabhängigen Zwischenkühler ausgestattet, der sicherstellt, dass die Gastemperaturen auch bei dauerhafter Volllast innerhalb sicherer Betriebsgrenzen bleiben. Der robuste Gusseisenrahmen und die präzisionsgefertigte Kurbelwellenbaugruppe sind für über 1000 PS ausgelegt. 100.000 Stunden Lebensdauer gemäß Standardwartungsprotokollen.

Technische Daten – LW-10/8

* Alle Spezifikationen beziehen sich auf Standardreferenzbedingungen (ISO 1217, Anhang C). Die tatsächliche Leistung kann je nach Standorthöhe, Umgebungstemperatur und Einlassbedingungen variieren.

Hauptmerkmale und technische Vorteile

1. Ölfreies PTFE-Verbunddichtungssystem

Die LW-10/8 verwendet eine proprietäre selbstschmierende Kolbenring- und Führungsbandbaugruppe Hergestellt aus hochdichtem PTFE-Verbundmaterial, verstärkt mit Glasfasern und Bronzepartikeln. Dieses Material erreicht ohne externe Kohlenwasserstoffschmierung einen Reibungskoeffizienten unter 0,08 und eliminiert somit vollständig das Risiko des Eindringens von Öldämpfen in den Stickstoffproduktstrom. Für Betreiber in regulierten Branchen bedeutet dies unmittelbar Folgendes: ISO 8573-1 Klasse 0-Konformität ohne die hohen Investitionskosten und den laufenden Wartungsaufwand für nachgelagerte Ölfiltrationsanlagen wie Koaleszenzfilter, Aktivkohle-Adsorber und Ölüberwachungsinstrumente.

2. Zweistufige thermodynamische Optimierung

Der zweistufige Kompressionsarchitektur Der LW-10/8 ist thermodynamisch für den Zieldruck von 0,80 MPa optimiert. Durch die Aufteilung des Druckverhältnisses zwischen Niederdruck- und Hochdruckzylinder erreicht der Verdichter eine niedrigere mittlere effektive Temperatur pro Stufe. Ein separater Rohrbündel-Zwischenkühler zwischen den Stufen führt die Kompressionswärme ab und hält die Austrittstemperaturen selbst bei maximaler Dauerlast unter 155 °C. Diese Wärmemanagementstrategie verlängert die Lebensdauer der Ventilplatten um ca. 351 TP3T im Vergleich zu einstufigen Konstruktionen mit gleichem Gesamtdruckverhältnis und verhindert die thermische Zersetzung der PTFE-Dichtungselemente, die andernfalls die ölfreie Funktion beeinträchtigen könnte.

3. Kompakte und dennoch robuste Rahmenkonstruktion

Der Hauptrahmen ist gegossen aus GG25 Grauguss (entspricht ASTM A48 Klasse 30B) mit integrierten Kühlwasserkanälen. Die zweireihige Anordnung der gegenüberliegenden Zylinder sorgt für eine natürliche Kräftekompensation erster Ordnung und reduziert die auf das Fundament übertragenen unausgeglichenen Trägheitskräfte im Vergleich zu einreihigen Konstruktionen um über 801 TP3T. Bei nur 1,80 TonnenDer LW-10/8 lässt sich mit handelsüblicher Gabelstaplerausrüstung montieren und ist dank seiner robusten Konstruktion für eine Lebensdauer von über 100.000 Betriebsstunden ausgelegt. Die kompakten Abmessungen –2340 × 910 × 2070 mm—damit es sich für Installationen eignet, bei denen die Stellfläche begrenzt ist, wie z. B. Nachrüstungsprojekte in bestehenden Kompressorhäusern oder containerisierte Stickstoffversorgungssysteme.

4. Standardmäßiger 380-V-Industriemotorantrieb

Der LW-10/8 wird angetrieben von einem 65 kW, 380 V, 50 Hz Drehstrom-Induktionsmotor Die LW-10/8 entspricht der Effizienzklasse IE3 gemäß IEC 60034-1. Die standardmäßige Niederspannungskonfiguration lässt sich direkt in bestehende 380-V-Industrieverteiler integrieren, ohne dass Mittelspannungsinfrastruktur, Abwärtstransformatoren oder spezielle Schaltanlagen erforderlich sind. Diese elektrische Einfachheit reduziert sowohl die Investitionskosten als auch den Aufwand bei der Inbetriebnahme und macht die LW-10/8 zu einer attraktiven Option für Anlagen, die von Flüssigstickstoffverdampfung oder Flaschengas auf Vor-Ort-Kompression umrüsten. Für Standorte mit 6-kV- oder 10-kV-Sammelschienensystemen kann optional ein Motor mit integriertem Abwärtstransformator auf einem gemeinsamen Rahmen geliefert werden.

Anwendungsszenarien

Mittelgroße kryogene Luftzerlegungsanlagen

In kryogenen Luftzerlegungsanlagen (ASU), die 500–1.500 Nm³/h gasförmigen Stickstoff produzieren, dient die LW-10/8 als primärer Stickstoffverstärker Zwischen der Kältebox und dem Stickstoffverteiler befindet sich die Anlage. Ihre Kapazität von 10 m³/min entspricht der Leistung mittelgroßer Luftzerlegungsanlagen, während der Auslassdruck von 0,80 MPa für die Verteilung über Rohrleitungen an nachgeschaltete Verbraucher wie z. B. Schutzgasanlagen für chemische Reaktoren, Inertisierungsanlagen in Stahlwerken und Spülgasnetze von LNG-Anlagen optimiert ist. Die ölfreie Konstruktion ist im Betrieb von Luftzerlegungsanlagen besonders wichtig, da jegliche Kohlenwasserstoffverunreinigung die kryogene Trennleistung beeinträchtigen und nachgeschaltete Molekularsiebtrockner beschädigen könnte.

VPSA-Stickstoff-Boosterstationen

Stickstoffgeneratoren, die auf Vakuum-Druckwechseladsorption (VPSA) basieren, erzeugen gasförmigen Stickstoff bei nahezu atmosphärischem Druck (0,05–0,10 MPa). LW-10/8 Stickstoffverstärker Dieses Niederdruckprodukt wird auf 0,80 MPa komprimiert und anschließend an den jeweiligen Einsatzort verteilt. Der ölfreie Kompressionsprozess ist im VPSA-Betrieb unerlässlich, da jegliche Kohlenwasserstoffverunreinigung das Kohlenstoffmolekularsieb-Adsorptionsmittel vergiften und somit die Trennleistung des Stickstoffgenerators dauerhaft beeinträchtigen würde. Dies hätte einen kostspieligen Austausch des Adsorptionsmittels erforderlich gemacht, der bei einer mittelgroßen Anlage $50.000 übersteigen kann. Die serienmäßige Ölfreiheitszertifizierung des LW-10/8 schützt diese wichtige Investition.

Chemische Prozessabdeckung und Inertisierung

Chemische Produktionsanlagen benötigen große Mengen Stickstoff für Reaktorschutzabdeckung, Behälterinertisierung und Rohrleitungsspülung Um die Bildung explosiver Dämpfe und den oxidativen Abbau empfindlicher Produkte zu verhindern, bietet der LW-10/8 mit einem Auslassdruck von 0,80 MPa ausreichend Förderhöhe, um die Einstellungen des Überdruckventils zu überwinden und gleichzeitig in mehreren Reaktoren und Lagerbehältern einen positiven Druck aufrechtzuerhalten. Die Dauerbetriebszulassung gewährleistet die unterbrechungsfreie Stickstoffversorgung während längerer Produktionskampagnen, die monatelang ohne Abschaltung laufen können. Die ölfreie Konstruktion ist in chemischen Anwendungen unerlässlich, da selbst geringste Ölverunreinigungen unerwünschte Nebenreaktionen auslösen oder hochreine Produktströme verunreinigen können.

Lebensmittelverpackung und Lagerung unter modifizierter Atmosphäre

Mittelgroße Lebensmittelverpackungsanlagen benötigen eine stetige Versorgung mit hochreinem Stickstoff für Verpackung unter modifizierter Atmosphäre (MAP)Die LW-10/8 bietet Funktionen für die Lagerung unter kontrollierter Atmosphäre und die Stickstoffspülung von Verpackungslinien. Mit einer Kapazität von 10 m³/min kann sie mehrere Hochgeschwindigkeits-Verpackungsmaschinen gleichzeitig versorgen. Ihre ölfreie Zertifizierung gewährleistet die Einhaltung von FDA 21 CFR 173.310 (Lebensmittelstickstoff) und der EU-Verordnung 231/2012. Durch die Vermeidung von Ölverunreinigungen werden das Risiko von Geschmacksveränderungen, Ranzigkeit oder Produktverfärbungen, die bei der Verwendung geschmierter Kompressoren in Lebensmittelanwendungen auftreten können, ausgeschlossen. Dies schützt den Markenruf und die Verbrauchersicherheit.

Material & Konstruktion

Alle Komponenten des LW-10/8 wurden im Hinblick auf Kompatibilität mit Stickstoffbetrieb, Korrosionsbeständigkeit und langfristige mechanische Integrität ausgewählt:

Alle drucktragenden Bauteile sind gemäß den geltenden Normen konstruiert und gefertigt. ASME BPVC Abschnitt VIII Division 1 oder den chinesischen GB 150-Standards. Jede Schweißverbindung wird einer 100%-Röntgenprüfung (RT) gemäß ASME Section V, Article 2 unterzogen, und jeder fertige Behälter wird einer hydrostatischen Druckprüfung mit dem 1,5-fachen des maximal zulässigen Betriebsdrucks (MAWP) für eine Mindesthaltezeit von 30 Minuten unterzogen.

Installations- und Wartungsrichtlinien

Fundament- und Montageanforderungen

Die LW-10/8 wiegt 1,80 Tonnen und zeichnet sich durch einen niedrigen Schwerpunkt aufgrund ihrer kompakten Bauweise aus. Stahlbeton-Trägheitsblock von 4–5 Tonnen Die Montage auf elastischen Schwingungsdämpfern (Eigenfrequenz 6–8 Hz) wird empfohlen. Die zweireihige Anordnung der gegenüberliegenden Zylinder kompensiert die Massenträgheitskräfte erster Ordnung und minimiert so die Schwingungsübertragung auf angrenzende Strukturen. Erforderliche Freiräume: 1,2 m auf der Nichtantriebsseite für die Ventilwartung, 1,0 m auf der Antriebsseite für den Motorzugang und 1,8 m nach oben für den Kranzugang bei Generalüberholungen. Dank der kompakten Bauweise ist die Installation in bestehenden Maschinenräumen ohne bauliche Veränderungen möglich.

Spezifikationen des Kühlwassersystems

Der Kühlwasserbedarf beträgt ungefähr 15 m³/h Die Einlasstemperatur darf 32 °C nicht überschreiten. Der Wasserkreislauf versorgt die Zylindermäntel, den Zwischenkühler und den Nachkühler parallel. Akzeptable Wasserqualität: pH-Wert 6,5–8,5, Gesamtgehalt an gelösten Feststoffen < 500 mg/l, Chloridgehalt < 50 mg/l (zur Vermeidung von Korrosion an SS304-Rohren) und Schwebstoffe < 30 mg/l. Für Standorte mit grenzwertiger Wasserqualität wird ein geschlossener Kühlturm mit Seitenstromfiltration und chemischer Aufbereitung dringend empfohlen, um Kesselsteinbildung zu verhindern und die Wärmeübertragungseffizienz aufrechtzuerhalten.

Wartungsplan

Die ölfreie Konstruktion des LW-10/8 vereinfacht die Wartung im Vergleich zu geschmierten Alternativen erheblich. Es sind keine Ölwechsel erforderlich, keine Ölproben zu analysieren, keine Filterelemente auszutauschen und keine Ölabscheiderpatronen zu überwachen. Die einzigen Verschleißteile sind die PTFE-Kolbenringe und -ZündbänderDiese erreichen typischerweise eine Lebensdauer von 4.000 bis 6.000 Stunden unter sauberen Stickstoffbedingungen. Die einfache Wartung führt zu geringeren Arbeitskosten, einem reduzierten Ersatzteillager und einer höheren Anlagenverfügbarkeit.

Konformitäts- und Sicherheitszertifizierungen

Der Stickstoffkompressor LW-10/8 erfüllt oder übertrifft die folgenden internationalen Normen und regulatorischen Anforderungen:

Leistungs- und Effizienzanalyse

Die LW-10/8 erreicht eine spezifischer Stromverbrauch von ca. 6,50 kW pro m³/min Die Stickstofffördermenge wird mit einem Auslassdruck von 0,80 MPa gefördert. Dieser Wirkungsgrad positioniert das Gerät wettbewerbsfähig im Segment der ölfreien Kolbenkompressoren mit einer Förderleistung von 8–15 m³/min. Zum Vergleich: Ölgeschmierte Schraubenkompressoren in ähnlichen Anwendungen verbrauchen typischerweise 7,0–7,8 kW/m³/min, während ältere einstufige Kolbenkompressoren über 8,5 kW/m³/min erreichen können.

Über einen standardmäßigen jährlichen Betriebszyklus von 8.000 Stunden ergibt der Effizienzvorteil der LW-10/8 ungefähr 40.000–104.000 kWh jährliche Energieeinsparung Im Vergleich zu weniger effizienten Alternativen. Bei einem durchschnittlichen Industriestromtarif von $0,08/kWh entspricht dies einer jährlichen direkten Betriebskostenreduzierung von $3.200–$8.320. In Kombination mit dem Wegfall von ölbezogenen Verbrauchsmaterialien (Schmieröl, Filterelemente, Separatorpatronen, Altölentsorgung) Gesamtbetriebskosten für die Stickstoffkompression wird über eine 10-jährige Betriebsdauer um schätzungsweise 20–30% reduziert.

Durch den Verzicht auf Öl im Kompressionspfad entfällt auch der Energieverlust durch nachgeschaltete Ölabscheider. Ein typischer ölgeschmierter Kompressor dieser Größe benötigt Koaleszenzfilter, Aktivkohle-Adsorber und Überwachungsinstrumente, die zusammen 3–51 TP3T der Kompressorleistung verbrauchen. Die ölfreie Konstruktion des LW-10/8 eliminiert diese parasitäre Last vollständig und verbessert so die Systemeffizienz zusätzlich.

Anpassungs- und OEM-Fähigkeiten

Wir bieten umfassende Anpassungsmöglichkeiten, um den LW-10/8 an spezifische Standortbedingungen, Integrationsanforderungen und Endbenutzerspezifikationen anzupassen:

• Auf Kufen montierte, schlüsselfertige Pakete: Vormontierter Kompressor, Motor, Zwischenkühler, Nachkühler, Instrumentierung und Bedienfeld auf einem Stahlrahmen mit integrierten Hebeösen und Ankerbolzenvorlagen. Dieses Verfahren reduziert die Installationszeit vor Ort um ca. 601 TP3T und minimiert die Risiken bei der Inbetriebnahme.
• Konfigurationen von Gefahrenbereichen: Für Installationen in petrochemischen Anlagen, in denen gelegentlich explosionsgefährdete Atmosphären auftreten können, sind ATEX-Zone-2- und IECEx-konforme Motor- und Elektrogehäuse erhältlich. Gasdetektion und automatische Belüftungsverriegelungen können in das Steuerungssystem integriert werden.
• Erweiterte Prozesssteuerung: Optionale Siemens S7-1200 oder Allen-Bradley CompactLogix SPS mit 10-Zoll-HMI-Touchscreen, Fernüberwachung über Modbus TCP/IP oder OPC-UA und nahtloser DCS/SCADA-Integration. Automatische Be- und Entladesteuerung sowie Kompatibilität mit Frequenzumrichtern (FU) optimieren die Teillasteffizienz.
• Umweltschutz: C5-M-Marinebeschichtungssysteme für Küsten- oder Offshore-Installationen; tropentaugliche elektrische Komponenten für Umgebungstemperaturen bis zu 55 °C; und IP54-zertifizierte Schallschutzgehäuse, die die Geräuschemission in 1 Meter Entfernung von 85 dB(A) auf 72 dB(A) reduzieren.
• OEM & Private Label: Für Systemintegratoren und Gasanlagenvertreiber sind individuelle Lackierungen, Markenschilder und Dokumentationspakete erhältlich. Technische Handbücher, Ersatzteillisten und Wartungsanleitungen können in den jeweiligen Landessprachen bereitgestellt werden.

Kundenspezifische Konfigurationen sind erhältlich bei Mindestbestellmenge: 1 StückDie technische Prüfung und Angebotserstellung dauern in der Regel 5–7 Werktage. Die Lieferzeiten für Prototypen liegen zwischen 12 und 14 Wochen; Nachbestellungen werden innerhalb von 8–10 Wochen nach Auftragsbestätigung geliefert.

Fallstudie: Modernisierung der Stickstoffverteilung in einer Chemieanlage

Kunde: Ein Spezialchemikalienhersteller in Thailand

Herausforderung: Der bestehende, ölgeschmierte Stickstoffverstärker des Kunden (japanische Marke, seit 10 Jahren im Einsatz) wies zunehmende Ölverschmutzungen im Stickstoffverteilungsnetz auf. Die Ölkonzentration erreichte 1,5 mg/m³, was zu Produktqualitätsproblemen in den hochreinen chemischen Syntheseprozessen und zu Kundenreklamationen führte. Das Öl verschmutzte zudem das Aktivkohle-Endpolierbett, das alle sechs Monate ausgetauscht werden musste, was Kosten von 1.400 Tsd. pro Austausch verursachte.

Lösung: Wir lieferten einen LW-10/8 ölfreier Stickstoffkompressor Als direkter Ersatz wurde die Anlage auf einem speziell angefertigten Rahmen mit integriertem Zwischenkühler, Nachkühler und einer Siemens S7-1200 SPS-Steuerung montiert. Die Grundfläche des Rahmens wurde an das bestehende Fundament angepasst, sodass keine baulichen Veränderungen erforderlich waren. Ein 1,5 m³ fassender Ausgleichsbehälter wurde stromaufwärts installiert, um Druckpulsationen des VPSA-Adsorptionszyklus zu dämpfen.

Quantifizierte Ergebnisse nach 24 Monaten:

• Stickstoffgehalt des Öls: Reduzierung von 1,5 mg/m³ auf <0,01 mg/m³, Erreichen der ISO 8573-1 Klasse 0 Zertifizierung
• Austauschintervall für das Aktivkohlebett: Verlängert von 6 Monaten auf 24 MonateEinsparung von 12.000 TP4T pro Jahr an Verbrauchsmaterialien
• Gesamte Instandhaltungskosten: Verringert um 351 TP3T aufgrund des Wegfalls von Ölwechseln, Filterwechseln und Separatorüberholungen
• Energieverbrauch: Verbessert durch 6.8% im Vergleich zum ersetzten Gerät, was einer jährlichen Einsparung von $4.800 zu den örtlichen Stromtarifen entspricht.
• Ungeplante Ausfallzeiten: Null Ereignisse in 24 Monaten ununterbrochenem Betrieb

„Mit dem LW-10/8 haben wir unsere Probleme mit Ölverunreinigungen vollständig beseitigt. Die Qualität unserer chemisch synthetisierten Produkte hat sich deutlich verbessert, und unser Wartungsteam muss wesentlich weniger Zeit für die Kompressorwartung aufwenden. Die Amortisationszeit betrug etwas über 2 Jahre.“ — Leiter der Anlagentechnik

Häufig gestellte Fragen & Auswahlhilfe

Verwandte Produkte und Lösungen

Für einen vollständigen Überblick über unsere Industrieller Stickstoffkompressor Unser Portfolio umfasst unter anderem ölfreie Sauerstoffkompressoren, Wasserstoffkompressoren, Kohlendioxidkompressoren und kundenspezifische Spezialgaslösungen. Bitte kontaktieren Sie unser Anwendungstechnik-Team oder durchstöbern Sie unseren Online-Produktkatalog.

Sind Sie bereit, Ihr Stickstoffkompressionssystem zu optimieren?

Unsere Anwendungstechniker stehen bereit, Ihre Anforderungen an den Stickstoffdurchfluss, die Ansaugbedingungen, die Zielvorgaben für den Förderdruck und die Integrationsbeschränkungen zu analysieren. Innerhalb von 48 Stunden nach Eingang Ihrer Anfrage erhalten Sie von uns kostenlose technische Angebote, Fundamentpläne, Rohrleitungs- und Instrumentierungsdiagramme (R&I-Fließbilder) sowie detaillierte Gesamtbetriebskostenanalysen (TCO).

E-Mail: [email protected] | Antwort innerhalb von 24 Stunden