Beschreibung
LW-20/8 Stickstoffkompressor – Ölfreier N2-Booster mittlerer Kapazität für kontinuierliche industrielle Anwendungen
Der LW-20/8 ist ein zweistufiger, zweireihiger, ölfreier Kolbenstickstoffkompressor mit einer Förderleistung von 20 m³/min bei einem Förderdruck von 0,80 MPa. Er wurde speziell für die kryogene Luftzerlegung im mittleren Maßstab, VPSA-Stickstoff-Boosterstationen und die industrielle Pipeline-Verteilung entwickelt. Er arbeitet kontaminationsfrei, ist für den Dauerbetrieb (24/7) ausgelegt und für anspruchsvolle Industrieumgebungen konzipiert.

Produktübersicht
Der LW-20/8 Stickstoffkompressor nimmt eine strategische Position in unserem Sortiment an ölfreien Kolbenkompressoren ein und schließt die Lücke zwischen kompakten Einstiegsgeräten und großtechnischen Industriekompressoren. Mit einer Nennleistung von 20 m³/min und einem Auslassdruck von 0,80 MPaDieses Modell dient als Rückgrat mittelgroßer Stickstoffverteilungssysteme in der kryogenen Luftzerlegung, der petrochemischen Inertisierung und der Lebensmittelverarbeitung.
Was die LW-20/8 von herkömmlichen Alternativen unterscheidet, ist ihre vollständig ölfreier KompressionswegDie Kolbenringe und Führungsringe sind präzisionsgefertigt aus selbstschmierenden PTFE-Verbundwerkstoffen, die ohne Kohlenwasserstoffschmierstoffe auskommen und so gewährleisten, dass der Stickstoffstrom vollständig frei von Ölverunreinigungen bleibt. Diese natürliche Ölfreiheit ist unerlässlich für Anwendungen, die eine Zertifizierung nach ISO 8573-1 Klasse 0 erfordern, darunter die Stickstoffbegasung für Lebensmittel, die Inertisierung pharmazeutischer Prozesse und die Atmosphärenkontrolle in der Elektronikfertigung.
Der Kompressor verwendet einen zweistufig, zweireihig (二列二级) Die Architektur optimiert das Druckverhältnis zwischen zwei Zylindern thermodynamisch. Jede Stufe wird unabhängig über einen separaten Ladeluftkühler gekühlt, wodurch die Austrittstemperaturen auch im Dauerbetrieb (24/7) innerhalb sicherer Betriebsgrenzen bleiben. Der robuste Gusseisenrahmen und die dynamisch ausgewuchtete Kurbelwelle aus geschmiedetem Stahl sind für eine hohe Belastbarkeit ausgelegt. Mindestnutzungsdauer von 15 Jahren gemäß den Standardwartungsprotokollen.

Technische Daten – LW-20/8
| Parameter | Wert | Einheit |
|---|---|---|
| Modell | LW-20/8 | – |
| Muster | Zweistufig, zweireihig (二列二级) | – |
| Kapazität | 20 | m³/min |
| Entladedruck | 0.80 | MPa |
| Kompressorgröße (L × B × H) | 2732 × 1550 × 2432 | mm |
| Gewicht | 3.00 | T |
| Leistung | 132 | kW |
| Stromspannung | 380 | V |
| Gasmedium | Stickstoff (N₂) | – |
| Schmierung | Ölfrei | – |
* 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-20/8 nutzt eine fortschrittliche selbstschmierende Kolbenring- und Führungsbandbaugruppe Hergestellt aus hochdichten PTFE-Verbundwerkstoffen, verstärkt mit Glasfasern und Bronzepartikeln. Dieses Materialsystem erreicht einen Reibungskoeffizienten unter 0,08 ohne externe Kohlenwasserstoffschmierung und eliminiert somit vollständig das Risiko des Eindringens von Öldämpfen in den Stickstoffproduktstrom. Für regulierte Branchen bietet dies folgende Vorteile: ISO 8573-1 Klasse 0-Konformität nativ – ohne die Investitionskosten, den Wartungsaufwand oder den Energieverlust von nachgelagerten Ölentfernungsfiltrationssystemen.
2. Zweistufige thermodynamische Optimierung
Der zweistufige Kompressionsanordnung Die Aufteilung des Gesamtdruckverhältnisses zwischen einem Niederdruck- und einem Hochdruckzylinder reduziert die mittlere effektive Temperatur pro Stufe und verbessert den volumetrischen Wirkungsgrad. Ein integrierter Rohrbündel-Zwischenkühler führt die Kompressionswärme zwischen den Stufen 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 Druckverhältnis und verhindert gleichzeitig die thermische Zersetzung der PTFE-Dichtungselemente.
3. Robuster Rahmen mit integrierter Kräftebalance
Der Kompressorblock 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 Massenkräfte um über 801 TP3T im Vergleich zu einreihigen Konstruktionen. Dieser mechanische Vorteil ermöglicht die Montage auf einem leichteren Beton-Trägheitsblock (mindestens 5 Tonnen gegenüber über 8 Tonnen bei einreihigen Konstruktionen), wodurch die Kosten für die Tiefbauarbeiten gesenkt und die Nachrüstung in bestehenden Kompressorhäusern oder Maschinenräumen vereinfacht wird.
4. Standardmäßiger 380-V-Industriemotorantrieb
Der LW-20/8 wird angetrieben von einem 132 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 Mittelspannungsschaltanlagen, Abwärtstransformatoren oder eine spezielle elektrische Infrastruktur erforderlich sind. Dies vereinfacht sowohl die Investitionskosten als auch die Inbetriebnahme und macht den LW-20/8 zu einer attraktiven Modernisierungsoption für Betriebe, die von Flaschenstickstoff oder Membrangeneratoren auf die Vor-Ort-Versorgung mit komprimiertem Stickstoff umsteigen.

Anwendungsszenarien
Mittelgroße kryogene Luftzerlegungsanlagen
In kryogenen Luftzerlegungsanlagen, die 500–1.500 Nm³/h gasförmigen Stickstoff produzieren, dient die LW-20/8 als primärer Stickstoffverstärker Die Anlage befindet sich zwischen dem Kältekasten und dem Verteiler. Ihre Kapazität von 20 m³/min entspricht der Leistung mittelgroßer Luftzerlegungsanlagen, während der Auslassdruck von 0,80 MPa für die Verteilung über Rohrleitungen an nachgelagerte Verbraucher wie chemische Reaktoren, Inertisierungsanlagen für Stahlwerke und Spülgasnetze von LNG-Anlagen optimiert ist. Die ölfreie Konstruktion ist besonders wichtig in Notstromszenarien für Luftzerlegungsanlagen, in denen die Stickstoffreinheit bei Wartungsarbeiten am Hauptsystem oder Störungen im Kältekasten nicht beeinträchtigt werden darf.

VPSA-Stickstoff-Boosterstationen
Stickstoffgeneratoren, die auf Vakuum-Druckwechseladsorption (VPSA) basieren, erzeugen gasförmigen Stickstoff bei nahezu atmosphärischem Druck (0,05–0,10 MPa). LW-20/8 Stickstoffbooster Dieses Niederdruckprodukt wird auf 0,80 MPa komprimiert und anschließend an die jeweiligen Verbrauchsstellen verteilt. Der ölfreie Kompressionsweg ist im VPSA-Betrieb unerlässlich, da jegliche Kohlenwasserstoffverunreinigung das Kohlenstoffmolekularsieb-Adsorptionsmittel vergiften und so die Trennleistung des Generators dauerhaft beeinträchtigen würde. Dies hätte einen kostspieligen Austausch des Adsorptionsmittels zur Folge. Die Kapazität von 20 m³/min ermöglicht den Einsatz in mittelgroßen VPSA-Anlagen, die mehrere Industriekunden über einen zentralen Stickstoffverteiler versorgen.
Abdeckung und Inertisierung von petrochemischen Tanklagern
Raffinerietanklager und petrochemische Lageranlagen benötigen erhebliche Mengen an Stickstoff für Tankabdeckung, Inertisierung und Gaspolsterung Um die Bildung explosiver Dämpfe zu verhindern und die Produktqualität zu erhalten, ist die LW-20/8 für den Dauerbetrieb und einen Förderdruck von 0,80 MPa ausgelegt. Dadurch kann sie mehrere Lagertanks gleichzeitig über eine zentrale Stickstoffverteilung versorgen. Die Förderhöhe ist ausreichend, um die Einstellungen der Tank-Überdruckventile zu überwinden und den positiven Druck während der Produktentnahmezyklen aufrechtzuerhalten, selbst in Anlagen mit erhöhten Tankgeometrien oder langen Verteilungsleitungen.

Lebensmittelverarbeitung & Verpackung unter modifizierter Atmosphäre
Großindustrielle Lebensmittelverarbeitungsanlagen nutzen Stickstoff für Verpackung unter modifizierter Atmosphäre (MAP), Lagerung unter kontrollierter Atmosphäre und Stickstoffbegasung Um die Haltbarkeit von Produkten zu verlängern und deren Frische zu erhalten, kann der LW-20/8 mit seiner Kapazität von 20 m³/min mehrere Hochgeschwindigkeits-Verpackungslinien, Stickstoffspültunnel und Lagerräume gleichzeitig versorgen. Die ölfreie Zertifizierung gewährleistet die Einhaltung von FDA 21 CFR 173.310 und der EU-Verordnung 231/2012 für Stickstoff in Lebensmitteln und eliminiert somit das Risiko von Geschmacksveränderungen, Ranzigkeit oder Produktverfärbungen, die bei geschmierten Kompressoralternativen auftreten können.
Material & Konstruktion
Alle Komponenten des LW-20/8 wurden im Hinblick auf Stickstoffbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und langfristige mechanische Belastbarkeit ausgewählt:
| Komponente | Material | Spezifikation |
|---|---|---|
| Zylinderblock | Grauguss | GG25 / HT250, integrierte Kühlwassermäntel |
| Kurbelwelle | Geschmiedeter legierter Stahl | 42CrMo4, Q&T, ISO 1940 G2.5 ausgewuchtet |
| Kolbenringe | PTFE-Glas-Bronze-Verbundwerkstoff | Selbstschmierend, Verschleißrate <0,05 mm/1000 h |
| Reiterbänder | PTFE-Verbundwerkstoff | Kolbenführung, verhindert Zylinderwandkontakt |
| Ventilplatten | Edelstahl | SS316, konzentrische Ringfederkonstruktion |
| Pleuelstangen | Geschmiedeter Stahl mit Gleitlagern | Präzisionsgefertigtes, ölgeschmiertes Pleuelauge |
| Ladeluftkühler | Gehäuse aus Kohlenstoffstahl / Rohre aus Edelstahl SS304 | ASME VIII Div.1, 1,5× hydrostatischer Test |
| Ladeluftkühler | Gehäuse aus Kohlenstoffstahl / Rohre aus Edelstahl SS304 | Rippenrohrkonstruktion, Kühlwassertemperatur 32 °C |
Alle drucktragenden Bauteile sind gemäß den geltenden Normen konstruiert und gefertigt. ASME BPVC Abschnitt VIII Division 1 oder den chinesischen GB 150-Standards. Schweißverbindungen werden einer 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 Montageanforderungen
Der LW-20/8 hat ein Trockengewicht von 3,00 Tonnen und einen Schwerpunkt ca. 820 mm über der Grundplatte. Dank der zweireihigen Gegenzylinderkonstruktion sind die Unwuchtkräfte minimal, was die Installation auf einem Stahlbeton-Trägheitsblock von 5–6 TonnenDer Block sollte auf elastischen Schwingungsdämpfern (Eigenfrequenz 6–8 Hz) montiert werden, um die Übertragung von Schwingungen auf angrenzende Strukturen zu verhindern. Mindestfreiraumanforderungen: 1,2 m auf der Nichtantriebsseite für den Zugang zum Ventil, 1,0 m auf der Antriebsseite für die Motorwartung und 1,8 m nach oben für den Kranzugang bei größeren Überholungen.
Spezifikationen des Kühlwassersystems
Der Kühlwasserbedarf beträgt ungefähr 22 m³/h Die Einlasstemperatur darf 32 °C nicht überschreiten. Der Wasserkreislauf versorgt die Zylindermäntel, den Zwischenkühler und den Nachkühler parallel. Anforderungen an die Wasserqualität: pH-Wert 6,5–8,5, Gesamtgehalt an gelösten Feststoffen < 500 mg/l, Chloridgehalt < 50 mg/l (zur Vermeidung von Korrosion an den 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 und Rohrverschmutzungen zu verhindern.
Wartungsplan
| Intervall | Serviceartikel | Handlungsbedarf erforderlich |
|---|---|---|
| Täglich | Betriebsprüfung | Prüfen Sie Vibrationswerte, ungewöhnliche Geräusche, Kühlwasserdurchfluss und Auslauftemperatur. |
| 250 Stunden | Ventilplattenprüfung | Saug- und Druckventile ausbauen und auf Kohlenstoffablagerungen oder Risse prüfen. |
| 1.000 Stunden | Kolbenringmessung | Messen Sie das Spiel in der Kolbenringnut; ersetzen Sie die Kolbenringe, wenn das Spiel 0,25 mm überschreitet. |
| 4.000 Stunden | Zwischenüberholung | Alle Kolbenringe, Ventilkegel und Ventilplatten austauschen |
| 8.000 Stunden | Generalüberholung | Prüfen Sie die Kurbelwellenzapfen, messen Sie das Lagerspiel und ersetzen Sie die Hauptlager, wenn es >0,08 mm beträgt. |
Die ölfreie Konstruktion des LW-20/8 reduziert den Wartungsaufwand 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 regelmäßig zu verschleißenden Teile sind die PTFE-Kolbenringe und -Zündbänder, die unter sauberen Stickstoffbedingungen typischerweise eine Lebensdauer von 4.000 bis 6.000 Stunden erreichen.

Konformitäts- und Sicherheitszertifizierungen
Der Stickstoffkompressor LW-20/8 wurde so konstruiert, gefertigt und geprüft, dass er die folgenden internationalen Normen und regulatorischen Rahmenbedingungen erfüllt:
ASME BPVC Abschnitt VIII Div.1, GB 150-2011, PED 2014/68/EU Modul A
IEC 60034-1 (IE3-Effizienz), IEC 60204-1, ISO 12100 (Maschinensicherheit)
ISO 8573-1 Klasse 0 (Ölgehalt), unabhängig geprüft vom TÜV Rheinland
ISO 9001:2015 (Qualitätsmanagement), ISO 14001:2015 (Umweltmanagement)
Stickstoff ist als einfaches Erstickungsgas eingestuft. Alle LW-20/8-Anlagen müssen eine kontinuierliche Sauerstoffmangelüberwachung im Kompressorraum und angrenzenden Bereichen gewährleisten. Die Lüftungsanlagen müssen so ausgelegt sein, dass die Sauerstoffkonzentration in der Umgebungsluft gemäß OSHA 29 CFR 1910.146 über 19,51 TP3T liegt. Notabschaltverriegelungen müssen bei 19,51 TP3T O₂ (Alarm) auslösen und bei 18,01 TP3T O₂ (harte Abschaltung) die automatische Kompressorisolierung einleiten. Die Zutrittsverfahren für Personal müssen tragbare Sauerstoffmessgeräte und ein Buddy-System umfassen.

Leistungs- und Effizienzanalyse
Die LW-20/8 erreicht eine spezifischer Stromverbrauch von ca. 6,60 kW pro m³/min Die Stickstofffördermenge beträgt 0,80 MPa. Dieser Wirkungsgrad positioniert das Gerät wettbewerbsfähig im Segment der ölfreien Kolbenkompressoren mit einer Förderleistung von 15–30 m³/min. Zum Vergleich: Typische ölgeschmierte Schraubenkompressoren mit vergleichbarem Druckverhältnis verbrauchen 7,0–7,8 kW/m³/min, während ältere einstufige Kolbenkompressoren über 8,5 kW/m³/min erreichen können.
Bei einem üblichen jährlichen Betriebszyklus von 8.000 Stunden ergibt der Effizienzvorteil der LW-20/8 etwa jährliche Energieeinsparung von 64.000–160.000 kWh Im Vergleich zu weniger effizienten Alternativen. Bei einem durchschnittlichen Industriestromtarif von $0,08/kWh entspricht dies einer jährlichen direkten Betriebskostenreduzierung von $5.120–$12.800. 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 Ölüberwachungsinstrumente, die zusammen 3–51 TP3T der Kompressorleistung verbrauchen. Die ölfreie Konstruktion des LW-20/8 eliminiert diese parasitäre Last vollständig und verbessert so die Gesamtsystemeffizienz.
Anpassungs- und OEM-Fähigkeiten
Wir bieten umfassende Anpassungsmöglichkeiten, um den LW-20/8 an spezifische Standortbedingungen, Integrationsanforderungen und Endbenutzerspezifikationen anzupassen:
- Auf Kufen montierte, schlüsselfertige Pakete: Kompressor, Motor, Zwischenkühler, Nachkühler, Instrumentierung und Bedienfeld sind auf einem Stahlrahmen mit integrierten Hebeösen und Ankerbolzen vormontiert. Dadurch verkürzt sich die Montagezeit vor Ort um ca. 601 TP3T und die Risiken bei der Inbetriebnahme werden minimiert.
- 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 Stickstoffversorgung von Lebensmittelverpackungen
Kunde: Ein bedeutender Snackhersteller in Thailand
Herausforderung: Der Hersteller setzte für seine MAP-Verpackungsanlagen (Modified Atmosphere Packaging) auf die Verdampfung von flüssigem Stickstoff. Steigende Preise für flüssigen Stickstoff, Lieferengpässe und Wartungsprobleme der Verdampfer führten zu Produktionsverzögerungen. Zudem verursachte der verwendete, geschmierte Stickstoffverstärker (von einem Konkurrenzprodukt) Spuren von Ölverunreinigungen, die zu Fehlgeschmäckern in empfindlichen Produktlinien führten und Kundenbeschwerden sowie Produktrückrufe zur Folge hatten.
Lösung: Wir lieferten einen LW-20/8 ölfreier Stickstoffkompressor In Kombination mit einem mittelgroßen VPSA-Stickstoffgenerator (Reinheit 99,91 TP3T, 25 m³/min) auf einem gemeinsamen Rahmen erhöht der LW-20/8 den Druck des VPSA-Produkts von 0,08 MPa auf 0,80 MPa für die Verteilung an sechs Hochgeschwindigkeits-Verpackungslinien. Der Rahmen wurde so konzipiert, dass er in den bestehenden Technikraum passt und somit keine Gebäudeerweiterung erforderlich ist.
Quantifizierte Ergebnisse nach 24 Monaten:
- Stickstoffversorgungskosten: Reduziert um 48% im Vergleich zum Kauf und der Lieferung von flüssigem Stickstoff
- Ölverunreinigung in Stickstoff: Vollständig eliminiert (ISO 8573-1 Klasse 0 erreicht)
- Produktrückrufe: Null seit der Inbetriebnahme (zuvor 2–3 pro Jahr)
- Instandhaltungskosten: Verringert um 351 TP3T aufgrund des Wegfalls von Ölwechseln, Filterwechseln und Separatorüberholungen
- Produktionsausfall: Reduziert um 60% (Keine Terminkonflikte mehr bei der Flüssigstickstofflieferung)
- Amortisationszeitraum: 2,1 Jahre basierend auf Einsparungen bei den Gaskosten und vermiedenen Rückrufkosten
„Der Kompressor LW-20/8 hat unsere Stickstoffversorgung grundlegend verändert. Wir müssen uns keine Sorgen mehr um Flüssigstickstofflieferungen machen, unsere Produktqualitätsprobleme gehören der Vergangenheit an und unser Wartungsteam muss deutlich weniger Zeit für die Kompressorwartung aufwenden. Die Investition hat sich in nur gut zwei Jahren amortisiert.“ — Leiter der Anlagentechnik

Häufig gestellte Fragen & Auswahlhilfe
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