LW-16.5/13 Stickstoffkompressor – Ölfreier N2-Booster mit mittlerem Durchfluss und hohem Druck für anspruchsvolle industrielle Anwendungen

Der LW-16.5/13 ist ein zweistufiger, zweireihiger ölfreier Kolben-Stickstoffkompressor, der speziell für die Hochdruck-Stickstoffeinspritzung, die chemische Synthese und die industrielle Gasverteilung entwickelt wurde, wo hoher Druck und kompromisslose Reinheit gefordert sind. Er liefert 16,5 m³/min bei einem Förderdruck von 1,30 MPa. Der Kompressor ist für den Dauerbetrieb ausgelegt und für den 24/7-Betrieb in anspruchsvollsten Prozessumgebungen optimiert. Er arbeitet ohne Schmierstoffverunreinigungen.

Produktübersicht

Der LW-16.5/13 Stickstoffkompressor Er besetzt eine spezielle Nische in unserem Portfolio ölfreier Kolbenkompressoren und schließt die Lücke zwischen mittleren Fördermengen und hohen Druckanforderungen. Mit einer Nennleistung von 16,5 m³/min und ein erhöhter Auslassdruck von 1,30 MPaDiese Einheit ist für Prozessanwendungen konzipiert, bei denen Stickstoff mit deutlich höheren Drücken als in herkömmlichen Verteilerleitungen zugeführt werden muss.

Was den LW-16.5/13 von Standard-Stickstoffkompressoren unterscheidet, ist seine Fähigkeit, Folgendes zu erreichen: 1,30 MPa Auslassdruck Dabei wird die vollständige Ölfreiheit im gesamten Kompressionsweg gewährleistet. Die Kolbenringe und Führungsringe bestehen aus hochleistungsfähigen, selbstschmierenden PTFE-Verbundwerkstoffen, die speziell für hohe Druck- und Temperaturbedingungen entwickelt wurden. Dies stellt sicher, dass der Stickstoffstrom vollständig frei von Kohlenwasserstoffverunreinigungen bleibt und somit die optimale Leistung erreicht wird. ISO 8573-1 Klasse 0 Zertifizierung ohne nachgelagerte Reinigungsanlagen. Für die chemische Synthese, die Inertisierung von Hochdruckreaktoren und Spezialgasanwendungen ist diese natürliche Reinheit unerlässlich.

Der Kompressor nutzt einen zweistufig, zweireihig (二列二级) Die thermodynamisch notwendige Konfiguration ermöglicht die Bewältigung des hohen Druckverhältnisses von 1,30 MPa. Das Druckverhältnis wird optimal zwischen einem Niederdruck- und einem Hochdruckzylinder verteilt, wobei ein Zwischenkühler die Kompressionswärme zwischen den Stufen abführt. Dieses mehrstufige Verfahren begrenzt die Austrittstemperatur jeder Stufe auf unter 160 °C, wodurch die Formstabilität der PTFE-Dichtungselemente erhalten und die Lebensdauer der Ventilplatten verlängert wird. Der robuste Gusseisenrahmen und die präzisionsgewuchtete Kurbelwelle aus geschmiedetem Stahl sind für eine Mindestbetriebsdauer von … ausgelegt. 120.000 Stunden gemäß den Standardwartungsprotokollen.

Technische Daten – LW-16.5/13

* 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. Hochdruck-Ölfreie PTFE-Dichtungstechnologie

Die LW-16.5/13 verwendet eine fortschrittliche selbstschmierendes Kolbenring- und Führungsbandsystem Hergestellt aus hochdichtem PTFE-Verbundwerkstoff, verstärkt mit Glasfasern, Kohlenstofffasern und Bronzepartikeln. Diese Spezialrezeptur ist für die hohen Drücke und Temperaturen beim Betrieb mit 1,30 MPa Entladung ausgelegt und erreicht ohne Kohlenwasserstoffschmierung einen Reibungskoeffizienten unter 0,06. Die Ringe behalten ihre Formstabilität bis 190 °C und gewährleisten so auch bei dauerhaftem Hochdruckbetrieb eine zuverlässige Dichtungsleistung. Für Betreiber chemischer Prozesse bietet dies folgende Vorteile: native ISO 8573-1 Klasse 0 Konformität ohne nachgelagerte Investitions- und Wartungskosten für die Ölfiltration.

2. Zweistufige Verdichtung für extreme Druckverhältnisse

Der zweistufige Kompressionsarchitektur Dies ist nicht nur vorteilhaft, sondern unerlässlich, um einen Auslassdruck von 1,30 MPa bei nahezu atmosphärischen Einlassbedingungen zu erreichen. Das Druckverhältnis verteilt sich auf einen Niederdruck- und einen Hochdruckzylinder, wobei ein hocheffizienter Rohrbündel-Zwischenkühler die Kompressionswärme zwischen den Stufen abführt. Dieser mehrstufige Ansatz begrenzt die Auslasstemperatur jeder Stufe auf unter 160 °C, verhindert die thermische Zersetzung der PTFE-Dichtungselemente und verlängert die Lebensdauer der Ventilplatte im Vergleich zu einstufigen Konstruktionen mit gleichem Druckverhältnis um ca. 50%. Der Zwischenkühler ist für den Betrieb überdimensioniert und bietet somit eine Sicherheitsreserve bei Schwankungen der Umgebungstemperatur.

3. Kompakte und dennoch robuste Rahmenkonstruktion

Der Hauptrahmen ist gegossen aus GG25 Grauguss (entspricht ASTM A48 Klasse 30B) mit integrierten Kühlwasserkanälen. Trotz der Hochdruckfähigkeit weist die LW-16.5/13 eine relativ kompakte Bauweise auf. 2675 × 1550 × 2520 mm und ein Gewicht von nur 3,00 TonnenDie zweireihige Anordnung der gegenüberliegenden Zylinder sorgt für eine inhärente Kraftkompensation erster Ordnung, reduziert die Schwingungsübertragung und ermöglicht die Installation auf einem kompakten Stahlbeton-Trägheitsblock von 5–6 Tonnen. Diese Kompaktheit ist besonders vorteilhaft für Nachrüstungen in bestehenden Chemieanlagen und Prozessanlagen, wo Platz und Fundamentkapazität begrenzt sind.

4. Standardmäßiger 380-V-Industriemotorantrieb

Der LW-16.5/13 wird angetrieben von einem 160 kW, 380 V, 50 Hz Drehstrom-Induktionsmotor Das Gerät 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 den LW-16.5/13 zu einer attraktiven Modernisierungsoption für Anlagen, die von Stickstoff- oder Hydraulikgas-Boostern auf kontinuierliche Vor-Ort-Kompression umsteigen.

Anwendungsszenarien

Chemische Synthese unter hohem Druck & Reaktorinertisierung

In chemischen Produktionsanlagen liefert die LW-16.5/13 Stickstoff unter hohem Druck für Reaktorinertisierung, Katalysatorbettkonservierung und Notstickstoffeinspritzung in Prozessbehälter, die unter erhöhtem Druck arbeiten. Der Auslassdruck von 1,30 MPa reicht aus, um den Innendruck der meisten Batchreaktoren, Autoklaven und Hochdrucksynthesekreisläufe zu überwinden und ermöglicht so die direkte Stickstoffeinspritzung ohne Zwischendruckerhöhung. Die ölfreie Konstruktion ist in der chemischen Synthese absolut entscheidend, da jegliche Kohlenwasserstoffverunreinigung Edelmetallkatalysatoren vergiften, unerwünschte Nebenreaktionen auslösen oder die Produktreinheit in der Feinchemikalien- und Pharmaindustrie beeinträchtigen würde.

Hochdruck-VPSA-Stickstoffbefüllung

Für VPSA-Stickstoffgeneratoren, die hochreinen Stickstoff bei nahezu atmosphärischem Druck erzeugen, LW-16.5/13 Stickstoffbooster Das Niederdruckprodukt wird auf 1,30 MPa komprimiert, um es unter hohem Druck an anspruchsvolle Prozessabnehmer zu verteilen. Die Kapazität von 16,5 m³/min eignet sich ideal für mittelgroße VPSA-Anlagen, die in Chemieanlagen, Spezialgasanlagen und Hochdruck-Inflating-Anwendungen eingesetzt werden. Der ölfreie Kompressionsweg schützt das Kohlenstoffmolekularsieb vor Kohlenwasserstoffvergiftung, verlängert die Lebensdauer des Adsorptionsmittels und erhält die Stickstoffreinheit.

Spülung und Druckprüfung von Öl- und Gaspipelines

Beim Bau und der Instandhaltung von Öl- und Gaspipelines wird Stickstoff verwendet für Rohrleitungsspülung, hydrostatische Verdrängungsprüfung und Trockengaspackung Vor der Inbetriebnahme. Der Auslassdruck der LW-16.5/13 von 1,30 MPa ist ausreichend für die Spülung von Rohrleitungen mit mittlerem Durchmesser (bis zu 24 Zoll Nennweite) und für die Druckprüfung von Rohrleitungen, die mit Drücken bis zu 10 MPa betrieben werden. Die ölfreie Konstruktion verhindert eine Kontamination des Rohrleitungsinneren mit Kohlenwasserstoffen. Dies ist besonders wichtig für Gastransportleitungen, da selbst geringste Ölrückstände Gasqualitätsmessgeräte, Kompressorstationen und Endverbrauchergeräte verunreinigen könnten.

Spezialgas- und Zylinderabfüllung

Spezialgasanlagen und Industriegasverteiler benötigen Stickstoff unter hohem Druck für Zylinderbefüllung, Bündelbefüllung und GasmischungsvorbereitungDer Auslassdruck des LW-16.5/13 von 1,30 MPa reicht aus, um Hochdruck-Stickstoffflaschen (typischerweise 15 MPa Betriebsdruck) über eine mehrstufige Gasverdichter- oder Kompressorkaskade zu befüllen. Die Ölfreiheitszertifizierung gewährleistet, dass die befüllten Flaschen die Reinheitsanforderungen für Stickstoff in analytischer, ultrareiner und Forschungsqualität erfüllen, ohne dass zusätzliche Reinigungsschritte erforderlich sind.

Material & Konstruktion

Die LW-16.5/13 ist aus hochwertigen Materialien gefertigt, die aufgrund ihrer Eignung für Hochdruck-Stickstoff, ihrer Beständigkeit gegenüber erhöhten Temperaturen und ihrer langen Lebensdauer ausgewählt wurden:

Alle drucktragenden Bauteile werden in strikter Übereinstimmung mit den geltenden Bestimmungen 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 Druckbehälter 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 Raumanforderungen

Der LW-16.5/13 hat ein Trockengewicht von 3,00 Tonnen und einen Schwerpunkt ca. 800 mm über der Grundplatte. Die zweireihige Gegenzylinderkonstruktion sorgt für eine hervorragende Kräfteverteilung und ermöglicht die Montage auf einem Stahlbeton-Trägheitsblock von 5–6 TonnenDer Block sollte zur Vermeidung von Schwingungsübertragung auf elastischen Schwingungsdämpfern (Eigenfrequenz 8–12 Hz) montiert werden. Erforderliche Freiräume: 1,2 m auf der Nichtantriebsseite für den Zugang zum Ventil, 1,0 m auf der Antriebsseite für die Motorwartung und 1,5 m nach oben für den Kranzugang bei Generalüberholungen. Dank seiner kompakten Bauweise eignet sich der LW-16.5/13 für die Installation in bestehenden Maschinenräumen mit begrenzter Stellfläche.

Auslegung des Kühlwassersystems

Der Kühlwasserbedarf beträgt ungefähr 18 m³/h Die Einlasstemperatur darf 32 °C nicht überschreiten. Der Wasserverteilungskreislauf versorgt die Zylindermäntel und den Zwischenkühler in parallelen Zweigen. Die Wasserqualitätsanforderungen lauten: pH-Wert 6,5–8,5, Gesamtgehalt an gelösten Feststoffen < 500 mg/l, Chloridgehalt < 50 mg/l (um Korrosion an SS316-Rohren zu verhindern), Schwebstoffe < 30 mg/l und Gesamthärte < 300 mg/l als CaCO₃. Für Standorte mit grenzwertiger Wasserqualität wird ein kompakter, geschlossener Kühlturm mit Seitenstromfiltration empfohlen, um Ablagerungen und Korrosion in den Hochdruckkühlkreisläufen zu vermeiden.

Wartungsplan

Die ölfreie Konstruktion des LW-16.5/13 vereinfacht die Wartung im Vergleich zu geschmierten Alternativen erheblich. Es sind keine Ölwechselintervalle einzuhalten, keine Schmierölproben zu analysieren, keine Ölfilterelemente auszutauschen und keine Ölabscheiderpatronen zu überwachen. Die einzigen Verschleißteile sind die PTFE-Kolbenringe und -ZündbänderDiese erreichen typischerweise eine Lebensdauer von 4.000–6.000 Stunden unter sauberen Stickstoffbedingungen. Bei einem Auslassdruck von 1,30 MPa ist der Kolbenringverschleiß im Vergleich zum Niederdruckbetrieb leicht erhöht. Wir empfehlen daher, das Austauschintervall von 4.000 Stunden für optimale Zuverlässigkeit einzuhalten.

Konformitäts- und Sicherheitszertifizierungen

Der Stickstoffkompressor LW-16.5/13 wurde so konstruiert, gefertigt und geprüft, dass er die folgenden internationalen Normen und regulatorischen Rahmenbedingungen erfüllt:

Leistungs- und Effizienzanalyse

Die LW-16.5/13 erreicht eine spezifischer Stromverbrauch von ca. 9,70 kW pro m³/min Die spezifische Leistung des mit 1,30 MPa geförderten Stickstoffs spiegelt den thermodynamischen Verlust wider, der durch das hohe Druckverhältnis entsteht, das erforderlich ist, um von nahezu atmosphärischen Einlassbedingungen 1,30 MPa zu erreichen. Obwohl dieser Wirkungsgrad höher ist als bei Niederdruckkompressoren, ist er im Segment der ölfreien Hochdruck-Kolbenkompressoren wettbewerbsfähig. Zum Vergleich: Ölgeschmierte Schraubenkompressoren, die mit äquivalenten Druckverhältnissen arbeiten, verbrauchen typischerweise 10,5–12,0 kW/m³/min, und hydraulische Gasverstärker (die häufig für Hochdruckstickstoff eingesetzt werden) können 15 kW/m³/min überschreiten.

Bei einem üblichen jährlichen Betriebszyklus von 8.000 Stunden ergibt sich durch den Effizienzvorteil des LW-16.5/13 gegenüber weniger effizienten Alternativen ein Wert von ca. jährliche Energieeinsparung von 66.000–132.000 kWhBei $0,08/kWh entspricht dies einer direkten Stromkostenreduktion von $5.280–$10.560 pro Jahr. Die primäre wirtschaftliche Rechtfertigung für die LW-16.5/13 ergibt sich jedoch typischerweise aus der Eliminierung von ölbezogenen Verbrauchsmaterialien und Vermeidung nachgelagerter Reinigungsanlagen und nicht nur geringfügige Energieeinsparungen. Gesamtbetriebskosten für die Hochdruck-Stickstoffkompression Im Vergleich zu ölgeschmierten Alternativen, die eine umfangreiche nachgelagerte Reinigung erfordern, wird der Verbrauch über eine 10-jährige Betriebsdauer um schätzungsweise 25–351 TP3T reduziert.

Die ölfreie Konstruktion eliminiert zudem den Energieverlust durch nachgeschaltete Ölabscheider. Ein typischer ölgeschmierter Hochdruckkompressor benötigt mehrstufige Koaleszenzfilter, Aktivkohle-Adsorber und Instrumente zur kontinuierlichen Ölstandsüberwachung, die zusammen 4–61 TP3T der Kompressorleistung verbrauchen. Die serienmäßige Ölfreiheitszertifizierung des LW-16.5/13 beseitigt diese parasitäre Last vollständig, verbessert die Systemeffizienz und reduziert den Bedarf an elektrischer Infrastruktur.

Anpassungs- und OEM-Fähigkeiten

Wir bieten umfassende Anpassungsmöglichkeiten, um die LW-16.5/13 an spezifische Prozessanforderungen, Standortbedingungen und Integrationsbeschränkungen anzupassen:

• Auf Kufen montierte, schlüsselfertige Pakete: Kompressor, Motor, Zwischenkühler, Nachkühler, Hochdruckinstrumentierung und Bedienfeld sind auf einem Stahlrahmen mit integrierten Hebeösen und Ankerbolzen vormontiert. Die werkseitige Vorprüfung aller Systeme reduziert die Inbetriebnahmezeit vor Ort um ca. 601 TP3T und minimiert die Anlaufrisiken.
• Konfigurationen von Gefahrenbereichen: Für Installationen in Chemieanlagen, in denen gelegentlich explosionsgefährdete Atmosphären auftreten können, sind ATEX-Zone-2- und IECEx-konforme Motor- und Elektrogehäuse erhältlich. Integrierte 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 nahtlose Integration in Anlagenleitsysteme (DCS/SCADA). Automatische Be- und Entladesteuerung sowie Kompatibilität mit Frequenzumrichtern (FU) optimieren den Teillastbetrieb und reduzieren die mechanische Belastung beim Anfahren.
• Optionen für Hochdruckpakete: Auf dem gemeinsamen Skid können integrierte Hochdruck-Stickstoffbehälter (bis zu 2,0 m³ bei 1,6 MPa), Druckregelstationen und Verteiler untergebracht werden, wodurch ein komplettes Hochdruck-Stickstoffversorgungssystem entsteht.
• Umweltschutz: C5-M-Marinebeschichtungssysteme für Küsteninstallationen; tropentaugliche elektrische Komponenten für Umgebungstemperaturen bis zu 55 °C; und IP54-zertifizierte Schallschutzgehäuse, die den Geräuschpegel in 1 Meter Entfernung von 84 dB(A) auf 70 dB(A) reduzieren.
• OEM & Private Label: Individuelle Lackfarben, Marken-Namensschilder und lokalisierte Dokumentationspakete für Gasgerätehändler und Systemintegratoren.

Kundenspezifische Konfigurationen sind erhältlich bei Mindestbestellmenge: 1 StückTechnische Angebote werden üblicherweise innerhalb von 3–5 Werktagen erstellt. Die Standardlieferzeit beträgt 10–12 Wochen; für qualifizierte Bestellungen ist eine Expresslieferung innerhalb von 8 Wochen möglich.

Fallstudie: Modernisierung des Inertisierungssystems eines Chemieanlagenreaktors

Kunde: Ein Spezialchemikalienhersteller in Ostchina, der Batchreaktoren für pharmazeutische Zwischenprodukte betreibt.

Herausforderung: Die bestehende Stickstoffversorgung des Kunden basierte auf einer Reihe von Hochdruckflaschen (15 MPa), die über einen Verteiler die Reaktor-Inertisierungssysteme mit 1,20 MPa speisten. Der monatliche Flaschenverbrauch erreichte 120 Flaschen, wobei die Kosten für Handhabung, Lieferplanung und Flaschenmiete jährlich 180.000 TP4T betrugen. Die Flaschenversorgung war zudem während Bedarfsspitzen unzuverlässig, was zu Produktionsverzögerungen führte. Darüber hinaus wurden Ölrückstände aus der Flaschenabfüllanlage im Stickstoffstrom festgestellt, die die Katalysatorleistung in den Hydrierungsreaktoren beeinträchtigten.

Lösung: Wir lieferten einen LW-16.5/13 ölfreier Stickstoffkompressor In Kombination mit einem kleinen VPSA-Stickstoffgenerator (Reinheit 99,91 TP3T, 18 m³/min) auf einem gemeinsamen Rahmen komprimiert die LW-16.5/13 das VPSA-Produkt auf 1,30 MPa und speist es direkt in den Inertisierungsverteiler des Reaktors ein. Ein 1,5 m³ großer Hochdruckbehälter wurde auf dem Rahmen integriert, um Bedarfsschwankungen während der Batch-Reaktorzyklen auszugleichen. Die ölfreie Konstruktion verhindert eine Kontamination des Katalysators, und die Stickstofferzeugung vor Ort macht die Verwendung von Stickstoffflaschen überflüssig.

Quantifizierte Ergebnisse nach 18 Monaten:

• Stickstoffversorgungskosten: Reduziert um 58% ($180.000 bis $75.600/Jahr) im Vergleich zur Zylinderversorgung
• Arbeitsaufwand für die Zylinderhandhabung: Vollständig eliminiertEinsparung von 480 Arbeitsstunden pro Jahr
• Vorfälle durch Katalysatorverunreinigung: Von 3 pro Jahr auf null reduziertVerbesserung der Chargenausbeutekonsistenz
• Produktionsverzögerungen aufgrund von Gasknappheit: Ausgeschieden, Verbesserung der pünktlichen Lieferung von 92% auf 99,5%
• Stickstoffreinheit: Durchgehend >99,91 TP3T mit einem Ölgehalt von <0,01 mg/m³, wodurch die ISO 8573-1 Klasse 0 erreicht wird
• Amortisationszeitraum: 2,1 Jahre allein auf Basis der Einsparungen bei den Gaskosten und der Arbeitskosten

„Das LW-16.5/13 hat unsere Abhängigkeit von Gaszylindern beseitigt und die Zuverlässigkeit unserer Prozesse deutlich verbessert. Die Zertifizierung als ölfreies Kraftstoffsystem gibt uns die Gewissheit, dass unsere Katalysatoren geschützt sind, und unser Produktionsplan ist nicht länger von den Gaslieferwagen abhängig.“ — Werksleiter, Spezialchemikalienanlage

Häufig gestellte Fragen & Auswahlhilfe

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