LW-18/12 Stickstoffkompressor – Ölfreier N2-Booster mit mittlerem Durchfluss und hohem Druck für anspruchsvolle industrielle Anwendungen

Der LW-18/12 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 18 m³/min bei einem Förderdruck von 1,20 MPa. Der Kompressor arbeitet kontaminationsfrei, ist für Dauerbetrieb ausgelegt und für den 24/7-Betrieb in anspruchsvollsten Umgebungen optimiert.

Produktübersicht

Der LW-18/12 Stickstoffkompressor Er nimmt eine spezielle Nische in unserem Portfolio ölfreier Kolbenkompressoren ein und ist für Anwendungen konzipiert, bei denen ein hoher Förderdruck wichtiger ist als das absolute Fördervolumen. Mit einer Nennleistung von 18 m³/min und ein außergewöhnlicher 1,20 MPa EntladedruckDiese Einheit schließt die Lücke zwischen Standard-Mitteldruck-Stickstoffverdichtern und dem Ultrahochdruckbereich mehrstufiger Spezialgaskompressoren.

Was die LW-18/12 von herkömmlichen Hochdruckalternativen unterscheidet, ist ihre vollständig ölfreier Kompressionsmechanismus Durch die Verwendung selbstschmierender Kolbenringe und Gleitringe aus PTFE-Verbundmaterial wird jegliche Kohlenwasserstoffverunreinigung im Stickstoffstrom ausgeschlossen. Dadurch eignet sich das Gerät sofort für die hochreine chemische Synthese, die Stickstoffinjektion in pharmazeutischer Qualität und die Versorgung mit Prozessgasen in Elektronikqualität – ohne dass zusätzliche nachgelagerte Reinigungsstufen erforderlich sind. Die Ölfreiheitszertifizierung ist insbesondere bei 1,20 MPa von entscheidender Bedeutung, da die Entfernung von Ölverunreinigungen bei erhöhtem Druck exponentiell schwieriger und kostspieliger wird.

Es ist zweistufig, zweireihig (二列二级) Die Konfiguration ist thermodynamisch optimiert für das hohe Druckverhältnis, das durch einen Auslassdruck von 1,20 MPa erforderlich ist. Die stufenweise Kompression mit Zwischenkühlung begrenzt die Auslasstemperatur jedes Zylinders auf sichere Betriebsgrenzen, wodurch die Integrität der PTFE-Dichtungselemente erhalten und die Lebensdauer des Ventils verlängert wird. Die robuste Konstruktion –2632 × 1550 × 2332 mm Und 3,00 Tonnen—spiegelt die robuste Konstruktion wider, die erforderlich ist, um den Betrieb unter hohem Druck aufrechtzuerhalten und gleichzeitig die für die LW-Serie charakteristische kompakte Bauweise beizubehalten.

Technische Daten – LW-18/12

* 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-18/12 verwendet eine spezielle selbstschmierendes Kolbenring- und Führungsbandsystem Hergestellt aus Hochleistungs-PTFE-Verbundwerkstoffen, verstärkt mit Glasfasern, Bronzepartikeln und Molybdändisulfid. Diese fortschrittliche Rezeptur erreicht einen Reibungskoeffizienten unter 0,06 ohne externe Kohlenwasserstoffschmierung und eliminiert so vollständig das Risiko von Öldampfmitführung, selbst bei den erhöhten Temperaturen, die mit einem Auslassdruck von 1,20 MPa einhergehen. Für Anwender in der chemischen Synthese und der pharmazeutischen Produktion bietet dies folgende Vorteile: native ISO 8573-1 Klasse 0 Konformität ohne die Kapitalkosten, den Energieaufwand und die Wartungsbelastung von Hochdruck-Ölabscheidesystemen, die bei diesem Druckniveau ansonsten obligatorisch wären.

2. Zweistufige Verdichtung für extreme Druckverhältnisse

Der zweistufige Kompressionsarchitektur Die thermodynamische Auslegung des LW-18/12 ist entscheidend für das Erreichen des Austrittsdrucks von 1,20 MPa bei typischen Stickstoffeintrittsbedingungen (0,05–0,10 MPa). Durch die Aufteilung des extremen Druckverhältnisses zwischen einem Niederdruck- und einem Hochdruckzylinder begrenzt der Kompressor die Austrittstemperatur jeder Stufe auf unter 160 °C. Ein hocheffizienter Rohrbündel-Zwischenkühler zwischen den Stufen führt die Kompressionswärme ab, verhindert die thermische Zersetzung der PTFE-Dichtungselemente und verlängert die Lebensdauer der Ventilplatten im Vergleich zu einstufigen Konstruktionen mit vergleichbarem Druckverhältnis um ca. 50%. Das mehrstufige Verfahren verbessert zudem den volumetrischen Wirkungsgrad und liefert mehr Stickstoff pro verbrauchter Leistungseinheit.

3. Verstärkte Hochdruckzylinderkonstruktion

Der Hochdruckzylinder des LW-18/12 ist gefertigt aus GG30 Grauguss mit dickeren Wandstärken und verstärkten Zylinderkopfschrauben im Vergleich zu Standarddruckmodellen. Der Zylinderkopf verfügt über ein mehrlagiges Dichtungssystem mit Edelstahl-Feuerringen, um Blow-by bei 1,20 MPa zu verhindern. Die Ventilkäfige sind aus SS316L Schmiedestangenmaterial Anstelle von Gussteilen werden Porositätsrisiken vermieden, die unter hoher zyklischer Druckbelastung zu einem katastrophalen Versagen führen könnten. Alle Hochdruckkomponenten werden vor der Montage einer Magnetpulverprüfung (MT) und einer Ultraschallprüfung (UT) nach 100% unterzogen, um Defekte unter der Oberfläche zu erkennen.

4. Standardmäßiger 380-V-Industriemotorantrieb

Der LW-18/12 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 eine Mittelspannungsinfrastruktur erforderlich ist. Dadurch ist dieses Modell auch für Anlagen geeignet, die nicht über 6-kV- oder 10-kV-Sammelschienensysteme verfügen. Die Nennleistung von 160 kW ist für einen Durchfluss von 18 m³/min und einen Druck von 1,20 MPa optimiert und bietet ein optimales Verhältnis zwischen Investitionskosten und Betriebseffizienz für Anwendungen mit mittlerem Durchfluss und hohem Druck.

Anwendungsszenarien

Chemische Synthese unter hohem Druck & Reaktorinertisierung

In chemischen Produktionsanlagen liefert die LW-18/12 Hochdruckstickstoff für Reaktorinertisierung, Katalysatorbettkonservierung und Notstickstoffeinspritzung in Prozessbehälter, die unter erhöhten Drücken arbeiten. Der Auslassdruck von 1,20 MPa ist ausreichend, um den Betriebsdruck typischer chemischer Reaktoren und Destillationskolonnen zu überwinden und ermöglicht die direkte Stickstoffeinspritzung ohne Zwischendruckerhöhung. Die ölfreie Konstruktion ist in der chemischen Synthese absolut entscheidend, da selbst geringste Ölverunreinigungen Edelmetallkatalysatoren vergiften, unerwünschte Nebenreaktionen auslösen oder hochreine Produktströme verunreinigen können. Die Kapazität von 18 m³/min ermöglicht den Parallelbetrieb mehrerer Reaktorsysteme in einer mittelgroßen Chemieanlage.

Pharmazeutische Hochdruck-Stickstoffinjektion

Pharmazeutische Produktionsanlagen benötigen hochreinen Stickstoff für Sterile Behälterinertisierung, Druckbeaufschlagung der Lyophilisierungskammer (Gefriertrocknung) und aseptische Abfüllleitungsspülung. Der LW-18/12 Hochdruck-Stickstoffkompressor Das Gerät liefert den für den Betrieb der Gefriertrocknungskammer erforderlichen Druck von 1,20 MPa und erfüllt gleichzeitig die Anforderungen der ISO 8573-1 Klasse 0 für ölfreies Arbeiten. Mit einer Kapazität von 18 m³/min kann es mehrere Gefriertrocknungsanlagen, sterile Vorratstanks und Abfüllanlagen in einer mittelgroßen pharmazeutischen Produktionsstätte gleichzeitig versorgen. Die ölfreie Konstruktion schließt das Risiko einer Produktkontamination aus, die zu behördlichen Maßnahmen der FDA oder zur Ablehnung von Chargen führen könnte.

Hochdruck-Prozessgasversorgung für Elektronik

In der Halbleiterfertigung und der Herstellung von Flachbildschirmen wird Stickstoff verwendet für Unterstützung bei der Handhabung von Hochdruck-Wafern, der Kammerreinigung und dem chemischen Gasphasenabscheidungsprozess (CVD).Der Auslassdruck der LW-18/12 von 1,20 MPa ist ausreichend für die Verteilung von hochreinem Stickstoff an Prozessanlagen, die unter erhöhten Drücken arbeiten. Die Ölfreiheitszertifizierung ist in der Elektronikfertigung unerlässlich, da selbst Verunreinigungen im Sub-ppm-Bereich zu Waferdefekten führen, die Ausbeute verringern und die Leistung empfindlicher optischer Beschichtungen beeinträchtigen können. Die Kapazität von 18 m³/min versorgt mehrere Prozessanlagen in einem Reinraumbereich.

Stickstoffflaschenbefüllung & Gasverteilung

Industriegasverteiler und Flaschenabfüllstationen benötigen Hochdruck-Stickstoffkompressoren, um Standard-Industriegasflaschen (typischerweise 15 MPa bei 20 °C) aus Niederdruckquellen wie Flüssigstickstoffverdampfern oder Membrangeneratoren zu befüllen. Der LW-18/12 dient als erste Stufe der Booster In einem mehrstufigen Abfüllsystem wird Stickstoff von 0,10 MPa auf 1,20 MPa komprimiert und anschließend unter hohem Druck auf Zylinderdruck gebracht. Die ölfreie Konstruktion gewährleistet, dass die abgefüllten Zylinder die Reinheitsanforderungen für medizinische, lebensmitteltechnische und elektronische Anwendungen erfüllen, ohne dass eine Evakuierung und erneute Spülung der Zylinder aufgrund von Ölverunreinigungen erforderlich ist.

Material & Konstruktion

Die LW-18/12 ist aus hochwertigen Materialien gefertigt, die speziell für den Einsatz unter hohem Stickstoffdruck, Korrosionsbeständigkeit und eine lange Lebensdauer unter anspruchsvollen Bedingungen ausgewählt wurden:

Alle drucktragenden Bauteile werden in strikter Übereinstimmung mit den geltenden Bestimmungen konstruiert und gefertigt. ASME BPVC Abschnitt VIII Division 1 oder nach chinesischem GB 150-Standard. Jede Schweißverbindung wird gemäß ASME Section V, Article 2, einer Röntgenprüfung (RT) nach 100% unterzogen, und jeder fertige Druckbehälter wird einer hydrostatischen Druckprüfung mit dem 1,5-fachen des maximal zulässigen Betriebsdrucks (MAWP) für eine Haltezeit von mindestens 30 Minuten unterzogen. Hochdruckkomponenten werden zusätzlich einer Magnetpulverprüfung (MT) und einer Ultraschallprüfung (UT) unterzogen, um eine Fehlerfreiheit zu gewährleisten.

Installations- und Wartungsrichtlinien

Fundament- und Strukturanforderungen

Der LW-18/12 hat ein Trockengewicht von 3,00 Tonnen und einen Schwerpunkt, der etwa 800 mm über der Grundplatte liegt. Die zweireihige Gegenzylinderkonstruktion sorgt für einen inhärenten Kräfteausgleich und ermöglicht so die Montage auf einer Stahlbetonplatte von 5–6 TonnenDie Dämpfungsplatte sollte auf elastischen Schwingungsdämpfern (Eigenfrequenz 8–12 Hz) montiert werden, um die Übertragung von Schwingungen auf empfindliche, benachbarte Geräte wie Analysegeräte oder Präzisionswerkzeuge zu verhindern. Mindestabstandsanforderungen: 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 größeren Überholungen.

Auslegung des Kühlwassersystems

Der Kühlwasserbedarf beträgt ungefähr 22 m³/h Die Einlasstemperatur darf 32 °C nicht überschreiten. Der Wasserverteilungskreislauf versorgt die Zylindermäntel, den Zwischenkühler und den Nachkühler in parallelen Zweigen. Die Wasserqualitätsvorgaben lauten: pH-Wert 6,5–8,5, Gesamtgehalt an gelösten Feststoffen < 500 mg/l, Chloridgehalt < 50 mg/l (um Korrosion der SS316-Rohre in den Hochdruckkühlern zu verhindern), Schwebstoffe < 30 mg/l und Gesamthärte < 300 mg/l als CaCO₃. Für Standorte mit grenzwertiger Wasserqualität wird ein geschlossener Kühlturm mit Seitenstromfiltration und chemischer Aufbereitung dringend empfohlen, um Ablagerungen und Korrosion in den Hochdruckwärmetauschern zu vermeiden.

Wartungsplan

Die ölfreie Konstruktion des LW-18/12 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 wichtigsten Verschleißteile sind die PTFE-Kolbenringe und -ZündbänderDiese erreichen typischerweise eine Lebensdauer von 3.500 bis 5.500 Stunden unter sauberen Stickstoffbedingungen bei 1,20 MPa. Die Hochdruckventile müssen aufgrund der höheren mechanischen Belastung der Ventilplatten und Federn häufiger überprüft werden als die Niederdruckmodelle.

Konformitäts- und Sicherheitszertifizierungen

Der Stickstoffkompressor LW-18/12 wurde so konstruiert, gefertigt und geprüft, dass er die folgenden internationalen Normen und regulatorischen Rahmenbedingungen erfüllt oder übertrifft:

Leistungs- und Effizienzanalyse

Die LW-18/12 erreicht eine spezifischer Stromverbrauch von ca. 8,89 kW pro m³/min Die spezifische Leistung des Kompressors beträgt 1,20 MPa und wird bei einem Förderdruck von 1,20 MPa abgegeben. Diese Leistung ist aufgrund des thermodynamischen Aufwands bei höheren Druckverhältnissen höher als bei Modellen mit niedrigerem Druck, bleibt aber im Segment der ölfreien Hochdruck-Kolbenkompressoren wettbewerbsfähig. Zum Vergleich: Ölgeschmierte Schraubenkompressoren verbrauchen bei vergleichbaren Druckverhältnissen typischerweise 9,5–10,5 kW/m³/min, während Membrankompressoren (die häufig für den ölfreien Hochdruckbetrieb eingesetzt werden) über 12 kW/m³/min erreichen können.

Bei einem üblichen jährlichen Betriebszyklus von 8.000 Stunden ergibt sich durch den Effizienzvorteil des LW-18/12 gegenüber weniger effizienten Alternativen ein Wert von ca. 72.000–144.000 kWh jährliche EnergieeinsparungBei einem durchschnittlichen Industriestromtarif von $0,08/kWh entspricht dies einer jährlichen direkten Betriebskostenreduzierung von $5.760–$11.520. Der primäre wirtschaftliche Faktor für die Wahl von LW-18/12 ist jedoch typischerweise die Vermeidung von ölbezogenen Verbrauchsmaterialien und Verzicht auf Hochdruck-Ölentfernungsgeräte und nicht nur geringfügige Energieeinsparungen.

Bei 1,20 MPa werden die Kosten und die Komplexität der nachgelagerten Ölabscheideanlagen prohibitiv. Ein typischer ölgeschmierter Kompressor benötigt bei diesem Druck mehrere Stufen der Koaleszenzfiltration, Aktivkohleadsorption und kontinuierliche Ölüberwachung. Diese Komponenten verbrauchen insgesamt 5–81 TP3T der Kompressorleistung und verursachen jährliche Wartungskosten von 1 TP4T8.000–1 TP4T15.000. Die ölfreie Konstruktion des LW-18/12 eliminiert diese parasitäre Last und den Wartungsaufwand vollständig und bietet somit eine deutlich niedrigere Gesamtbetriebskosten für die Hochdruck-Stickstoffkompression.

Anpassungs- und OEM-Fähigkeiten

Wir bieten umfassende Anpassungsmöglichkeiten, um die LW-18/12 an spezifische Hochdruckanwendungsanforderungen, 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 Hochdrucksysteme verkürzt die Inbetriebnahmezeit vor Ort und minimiert Anlaufrisiken.
• Konfigurationen von Gefahrenbereichen: Für Installationen in Anlagen der chemischen Industrie, 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 Anlagen-DCS/SCADA-Systeme. Automatische Be- und Entladesteuerung sowie Druckregelung optimieren den Betrieb bei variablen Bedarfsprofilen.
• Hochdruck-Sicherheitssysteme: Redundante Hochdruck-Sicherheitsventile, Berstscheiben und automatische Absperrventile können integriert werden, um spezifische Anforderungen an das Sicherheitsintegritätsniveau (SIL) zu erfüllen. Druckmessumformer mit 4–20 mA Ausgang ermöglichen die kontinuierliche Überwachung des Förderdrucks.
• 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, die spezialisierte Industriemärkte bedienen.

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

Fallstudie: Modernisierung der Stickstoffversorgung für die pharmazeutische Lyophilisation

Kunde: Eine pharmazeutische Produktionsstätte in Europa, die sich auf injizierbare Biologika und Impfstoffe spezialisiert hat.

Herausforderung: Die Gefriertrocknungskammern der Anlage benötigten Stickstoff unter hohem Druck (1,00–1,20 MPa) zur Kammerdruckbeaufschlagung und zum Einsetzen der Stopfen. Die bisherige Versorgung erfolgte über wöchentlich gelieferte Stickstoffflaschen, deren Kosten sich auf über 180.000 € pro Jahr beliefen und die im Winter häufig von Lieferengpässen betroffen waren. Die Anlage stand zudem unter behördlichem Druck, ihren CO₂-Fußabdruck aufgrund des Flaschentransports und der Verdampfungsverluste zu reduzieren.

Lösung: Wir lieferten einen LW-18/12 ölfreier Stickstoffkompressor In Kombination mit einem kleinen VPSA-Stickstoffgenerator (Reinheit 99,91 TP3T, 20 m³/min) auf einem gemeinsamen Rahmen komprimiert die LW-18/12 das VPSA-Produkt von 0,08 MPa auf 1,20 MPa und speist es direkt in den Stickstoffverteiler der Lyophilisierungskammer ein. Die ölfreie Konstruktion gewährleistet die Einhaltung der Anforderungen von EU GMP Annex 1 (sterile Herstellung) für ölfreie Prozessgase. Ein 2 m³ großer Hochdruck-Pufferbehälter wurde nachgeschaltet, um Bedarfsspitzen während der Kammerzyklen abzufangen.

Quantifizierte Ergebnisse nach 18 Monaten:

• Stickstoffversorgungskosten: Reduziert um 58% (180.000 € bis 75.600 €/Jahr) im Vergleich zur Zylinderlieferung
• Versorgungssicherheit: 100% Vor-Ort-Erzeugungkeine wetterbedingten Störungen
• Stickstoffreinheit: Durchgehend >99,91 TP3T mit einem Ölgehalt von <0,01 mg/m³, der die GMP-Anforderungen überschreitet
• CO2-Fußabdruck: Reduziert um 65% durch Eliminierung der Transport- und Verdampfungsverluste der Zylinder
• Wartung: Eine planmäßige Wartung pro Jahr (4.000-Stunden-Intervall) im Vergleich zur wöchentlichen Zylinderhandhabung
• Amortisationszeitraum: 2,1 Jahre allein auf der Grundlage der Einsparungen bei den Gaskosten

„Die LW-18/12 hat uns unabhängig von Zylinderlieferungen gemacht und uns die volle Kontrolle über unsere Stickstoffversorgung ermöglicht. Die ölfreie Zertifizierung war entscheidend für die Einhaltung unserer GMP-Richtlinien, und die Kosteneinsparungen haben unsere Prognosen übertroffen. Unser Nachhaltigkeitsteam freut sich besonders über die Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks.“ — Leiter der Entwicklungsabteilung, Pharmazeutische Fertigung

Häufig gestellte Fragen & Auswahlhilfe

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Für einen umfassenden 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.

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