LW-30/8 Stickstoffkompressor – Ölfreier Hochleistungs-N2-Booster für die Mitteldruck-Rohrleitungsverteilung

Der LW-30/8 ist ein zweistufiger, zweireihiger ölfreier Kolben-Stickstoffkompressor mit einer Förderleistung von 30 m³/min bei einem Förderdruck von 0,80 MPa. Er wurde für die kryogene Luftzerlegung im mittleren Maßstab, VPSA-Stickstoff-Boosterstationen und industrielle Rohrleitungsnetze mit hohem Druckbedarf entwickelt. Er arbeitet kontaminationsfrei, ist für Dauerbetrieb ausgelegt und gewährleistet höchste Zuverlässigkeit im 24/7-Betrieb.

Produktübersicht

Der LW-30/8 Stickstoffkompressor nimmt eine strategisch wichtige Position in unserem Sortiment an ölfreien Kolbenkompressoren ein und verbindet die Stickstofferzeugung im mittleren Durchflussbereich mit den Anforderungen an die Druckverteilung bei hohen Drücken. Mit einer Nennleistung von 30 m³/min und einem Auslassdruck von 0,80 MPaDiese Einheit dient als Rückgrat mittelgroßer kryogener Luftzerlegungsanlagen, industrieller VPSA-Boosteranlagen und Stickstoffleitungsnetze, bei denen ein höherer Druckkopf erforderlich ist, um die Reibungsverluste bei der Verteilung zu überwinden.

Was den LW-30/8 von herkömmlichen schmierenden Kompressoren unterscheidet, ist seine vollständig ölfreier KompressionswegDie Kolbenringe und Führungsringe werden präzisionsgefertigt aus selbstschmierenden PTFE-Verbundwerkstoffen, die ohne Kohlenwasserstoffschmierstoffe auskommen und so gewährleisten, dass der Stickstoffstrom vollständig frei von Ölverunreinigungen bleibt. Diese inhärente Ölfreiheit ist unerlässlich für Anwendungen, die eine Zertifizierung nach ISO 8573-1 Klasse 0 erfordern, darunter Stickstoff für Lebensmittelverpackungen, Inertisierung von pharmazeutischen Reaktoren, Prozessgase für die Elektronikindustrie und Ausgangsmaterialien für die chemische Synthese.

Die Kompressorarchitektur entspricht einem 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 Dichtungselementen. Jede Kompressionsstufe ist mit einem unabhängigen Zwischenkühler ausgestattet, der die Gastemperaturen auch bei dauerhaftem Volllastbetrieb innerhalb thermisch sicherer Betriebsgrenzen hält. Der robuste Gusseisenrahmen und die dynamisch ausgewuchtete Kurbelwelle aus geschmiedetem Stahl sind für eine hohe Belastbarkeit ausgelegt. Mindestlebensdauer von 120.000 Stunden im Rahmen der üblichen vorbeugenden Wartungsprotokolle.

Technische Daten – LW-30/8

* 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-30/8 verwendet eine proprietäre selbstschmierende Kolbenring- und Führungsbandbaugruppe Hergestellt aus hochdichten PTFE-Verbundwerkstoffen, verstärkt mit Glasfasern und Bronzepartikeln. Diese Materialzusammensetzung erreicht einen dynamischen Reibungskoeffizienten unter 0,08 ohne externe Kohlenwasserstoffschmierung und eliminiert somit vollständig das Risiko des Verschleppens von Öldämpfen in den Stickstoffproduktstrom. Für Betreiber in regulierten Branchen bedeutet dies unmittelbare Vorteile für die Kraftstoffeffizienz. ISO 8573-1 Klasse 0-Konformität ohne die Kapitalinvestitionen, Betriebskosten und Wartungsaufwendungen nachgelagerter Ölfiltrationsanlagen.

2. Zweistufige thermodynamische Optimierung mit Zwischenkühlung

Der zweistufige Kompressionsarchitektur Der LW-30/8 ist thermodynamisch für den Zieldruck von 0,80 MPa optimiert. Durch die Verteilung des Druckverhältnisses auf einen Niederdruck- und einen 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 Verdichtern mit gleichem Gesamtdruckverhältnis und verhindert die thermische Zersetzung der PTFE-Dichtungselemente, die andernfalls bei erhöhten Temperaturen auftreten könnte.

3. Robuster Gusseisenrahmen mit integrierter Kräftebalance

Der Hauptverdichterblock ist gegossen aus GG25 Grauguss (Entspricht ASTM A48 Klasse 30B) mit integrierten Kühlwasserkanälen in den Zylinderlaufbuchsen. Die zweireihige Gegenzylinderanordnung bewirkt eine natürliche Kräftekompensation erster Ordnung und reduziert die auf das Fundament übertragenen Massenkräfte um über 801 t³ t im Vergleich zu einreihigen Konstruktionen gleicher Leistung. Dieser mechanische Vorteil ermöglicht den Betrieb des LW-30/8 auf einem vergleichsweise kleinen Fundamentblock (mindestens 7 Tonnen gegenüber über 12 Tonnen bei einreihigen Konstruktionen), wodurch die Kosten für die Tiefbauarbeiten gesenkt und die Nachrüstung in bestehenden Kompressorhäusern oder Maschinenräumen vereinfacht wird.

4. Flexible Spannungskonfiguration für die industrielle Integration

Der 200-kW-Antriebsmotor ist erhältlich in 380 V, 6 kV oder 10 kV Die verschiedenen Konfigurationen ermöglichen die nahtlose Integration in diverse industrielle Stromverteilungsarchitekturen. Die Standardausführung mit 380 V eignet sich ideal für Anlagen mit bestehender Niederspannungsinfrastruktur, während die Varianten mit 6 kV und 10 kV den Einsatz von Abwärtstransformatoren in großen Luftzerlegungsanlagen mit Standard-Mittelspannungs-Sammelschienensystemen überflüssig machen. Diese Spannungsflexibilität senkt die Kosten der elektrischen Infrastruktur, verbessert die Energieeffizienz durch Minimierung der Transformatorverluste und vereinfacht die Inbetriebnahme.

Anwendungsszenarien

Mittelgroße kryogene Luftzerlegungsanlagen

In kryogenen Luftzerlegungsanlagen, die 600–1.500 Nm³/h gasförmigen Stickstoff produzieren, dient die LW-30/8 als primärer Stickstoffverstärker Die Anlage befindet sich zwischen der Kältebox und dem Mitteldruckverteiler. Ihre Kapazität von 30 m³/min entspricht exakt der Leistung mittelgroßer Luftzerlegungsanlagen (ASUs), während der Förderdruck von 0,80 MPa für die Verteilung über Rohrleitungen bis zu 3 km zu nachgelagerten Verbrauchern wie Inertisierungsanlagen in Stahlwerken, Schutzgassystemen für chemische Reaktoren und Spülgasnetzen von LNG-Anlagen ausreichend Förderhöhe bietet. 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-30/8 Stickstoffbooster Dieses Niederdruckprodukt wird für die Verteilung an die einzelnen Verbrauchsstellen auf 0,80 MPa komprimiert. Der ölfreie Kompressionsweg ist im VPSA-Betrieb unerlässlich, da jegliche Kohlenwasserstoffverunreinigung das Kohlenstoffmolekularsieb-Adsorptionsmittel vergiften und die Trennleistung des Stickstoffgenerators dauerhaft beeinträchtigen würde. Dies hätte einen kostspieligen Austausch des Adsorptionsmittels zur Folge. Der Auslassdruck von 0,80 MPa ist besonders vorteilhaft für VPSA-Anlagen, die mehrere Verbraucher über ein verzweigtes Verteilungsnetz versorgen, wo Druckverluste erheblich sind.

Stickstoffeinspritzung in Petrochemie- und Raffineriepipelines

Tanklager von Raffinerien, petrochemische Lageranlagen und Prozessanlagen benötigen große Mengen Stickstoff für Tankabdeckung, Inertisierung und Rohrleitungsspülung Um die Bildung explosiver Dämpfe zu verhindern und die Produktqualität zu erhalten, bietet der LW-30/8 mit einem Förderdruck von 0,80 MPa ausreichend Förderhöhe, um Reibungsverluste in Rohrleitungen über Entfernungen von bis zu 3 km zu überwinden. Dadurch eignet er sich für die zentrale Stickstoffversorgung mehrerer Lagertanks, Prozessbehälter und Fackelsysteme über einen einzigen Verteiler. Die Dauerbetriebszulassung gewährleistet die unterbrechungsfreie Stickstoffverfügbarkeit auch bei längeren Wartungsstillständen, die sich über mehrere Wochen erstrecken können.

Lebensmittelverarbeitung & Verpackung unter modifizierter Atmosphäre

Großtechnische Lebensmittelverpackungsanlagen und Verarbeitungsbetriebe benötigen Stickstoff mit hohem Durchfluss für Verpackung unter modifizierter Atmosphäre (MAP)Der LW-30/8 eignet sich für die Lagerung unter kontrollierter Atmosphäre und die Spülung von Prozessanlagen mit Inertgas. Mit einer Kapazität von 30 m³/min kann er mehrere Hochgeschwindigkeits-Verpackungslinien, Industrieöfen und Lagersilos gleichzeitig versorgen. Seine ölfreie Zertifizierung gewährleistet die Einhaltung von FDA 21 CFR 173.310 (Stickstoff in Lebensmittelqualität) und der EU-Verordnung 231/2012. Durch die Vermeidung von Ölverunreinigungen werden Fehlgeschmäcker, Ranzigkeit oder Produktverfärbungen, die bei der Verwendung geschmierter Kompressoren in Lebensmittelanwendungen auftreten können, ausgeschlossen. Dies schützt den Ruf der Marke und verhindert kostspielige Produktrückrufe.

Material & Konstruktion

Alle Komponenten des LW-30/8 wurden hinsichtlich Stickstoffverträglichkeit, Korrosionsbeständigkeit und langfristiger mechanischer Integrität im Dauerbetrieb 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 gemäß ASME Section V, Article 2 einer 100%-Röntgenprüfung (RT) unterzogen, und jeder fertige Druckbehälter wird vor der Freigabe aus dem Werk einer hydrostatischen Druckprüfung mit dem 1,5-fachen des maximal zulässigen Betriebsdrucks (MAWP) für eine Mindesthaltezeit von 30 Minuten unterzogen.

Installations- und Wartungsrichtlinien

Fundamentanforderungen

Der LW-30/8 hat ein Trockengewicht von 4,12 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 7–9 TonnenDer Block sollte auf elastischen Schwingungsdämpfern (Eigenfrequenz 6–8 Hz) montiert werden, um die Übertragung von Schwingungen auf angrenzende Strukturen und Instrumente zu verhindern. Mindestfreiraumanforderungen: 1,5 m auf der Nichtantriebsseite für den Zugang zum Ventil und Wartungsarbeiten, 1,2 m auf der Antriebsseite für Motorwartungsarbeiten und 2,0 m Überkopffreiheit für den Kranzugang bei größeren Überholungen.

Kühlwassersystem

Für die LW-30/8 wird ungefähr 28 m³/h Kühlwasser Die Einlasstemperatur darf 32 °C nicht überschreiten. Der Kühlwasserkreislauf versorgt die Zylindermäntel, den Zwischenkühler und den Nachkühler parallel. Die Wasserqualitätsvorgaben lauten: pH-Wert 6,5–8,5, Gesamtgehalt an gelösten Feststoffen < 500 mg/l, Chloridgehalt < 50 mg/l (um Korrosion der SS304-Rohre in den Kühlern zu verhindern), Schwebstoffe < 30 mg/l und Gesamthärte < 300 mg/l als CaCO₃. Für Standorte mit grenzwertiger Wasserqualität oder hohen Umgebungstemperaturen wird ein geschlossener Kühlturm mit Seitenstromfiltration und chemischer Aufbereitung dringend empfohlen, um Ablagerungen und Korrosion zu vermeiden.

Wartungsplan

Die ölfreie Konstruktion des LW-30/8 reduziert den Wartungsaufwand im Vergleich zu geschmierten Alternativen erheblich. Es sind keine Ölwechsel erforderlich, keine Ölproben zur Laboranalyse einzusenden, keine Filterelemente zu lagern und auszutauschen und keine Ölabscheiderpatronen zu überwachen. Die einzigen regelmäßig zu verschleißenden Teile sind die PTFE-Kolbenringe und -ZündbänderDiese erreichen typischerweise eine Lebensdauer von 4.000 bis 6.000 Stunden unter sauberen Stickstoffbedingungen. Die vereinfachte Wartung führt direkt zu geringeren Arbeitskosten, einem niedrigeren Ersatzteillager und einer höheren Anlagenverfügbarkeit.

Konformitäts- und Sicherheitszertifizierungen

Der Stickstoffkompressor LW-30/8 wurde so konstruiert, gefertigt und geprüft, dass er die folgenden internationalen Normen und regulatorischen Rahmenbedingungen erfüllt oder übertrifft:

Leistungs- und Effizienzanalyse

Die LW-30/8 erreicht eine spezifischer Stromverbrauch von ca. 6,67 kW pro m³/min Stickstoff wird bei einem Förderdruck von 0,80 MPa gefördert. Dieser Wirkungsgrad positioniert das Gerät wettbewerbsfähig im Segment der ölfreien Kolbenkompressoren mit einer Förderleistung von 20–40 m³/min, insbesondere angesichts des im Vergleich zu Niederdruckmodellen höheren Förderdrucks. Zum Vergleich: Ölgeschmierte Schraubenkompressoren in ähnlichen Anwendungen verbrauchen typischerweise 7,0–7,8 kW/m³/min, während ältere einstufige Kolbenkompressoren bei vergleichbaren Druckverhältnissen 8,5 kW/m³/min überschreiten können.

Bei einem üblichen jährlichen Betriebszyklus von 8.000 Stunden ergibt der Effizienzvorteil des LW-30/8 etwa jährliche Energieeinsparung von 80.000–200.000 kWh Im Vergleich zu weniger effizienten Alternativen. Bei einem durchschnittlichen Industriestromtarif von $0,08/kWh entspricht dies einer jährlichen direkten Betriebskostenreduzierung von $6.400–$16.000. 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-30/8 eliminiert diese parasitäre Last vollständig und verbessert so die Gesamtsystemeffizienz weiter.

Anpassungs- und OEM-Fähigkeiten

Wir bieten umfassende Anpassungsmöglichkeiten, um den LW-30/8 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 µP³T und die Inbetriebnahmerisiken werden durch die werkseitige Prüfung aller Schnittstellen vor dem Versand 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, um einen sicheren Betrieb in explosionsgefährdeten Bereichen zu gewährleisten.
• 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 Entladeregelung sowie Kompatibilität mit Frequenzumrichtern optimieren die Teillasteffizienz für Anwendungen mit variablem Stickstoffbedarf.
• 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 und für Inneninstallationen ohne separate Kompressorhäuser geeignet sind.
• OEM & Private Label: Für Systemintegratoren und Gasanlagenvertreiber sind kundenspezifische Lackierungen, Markenschilder und lokalisierte Dokumentationspakete erhältlich. Technische Handbücher, Ersatzteillisten und Wartungsanleitungen können in den jeweiligen Landessprachen bereitgestellt werden, um globale Vertriebsnetze zu unterstützen.

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; Folgeaufträge werden innerhalb von 8–10 Wochen nach Auftragsbestätigung geliefert.

Fallstudie: VPSA-Stickstoffbooster-Upgrade für die Inertisierung eines Stahlwerks

Kunde: Ein großer Stahlproduzent, der in Thailand einen Hochofen und eine Stranggießanlage betreibt

Herausforderung: Der bestehende, ölgeschmierte Stickstoffbooster des Kunden (japanische Marke, seit 18 Jahren im Einsatz) wies zunehmende Ölverschmutzungen im Stickstoffstrom auf. Die Ölkonzentration erreichte 3,5 mg/m³ und überschritt damit den von den Kunden aus der Lebensmittelverpackungssparte vorgegebenen Grenzwert von 0,1 mg/m³. Das Öl beeinträchtigte zudem die Aktivkohle-Endpolierschicht und verursachte häufige ungeplante Stillstände zur Wartung des Separators, was zu einem jährlichen Produktionsausfall von ca. 120 Stunden führte.

Lösung: Wir lieferten einen LW-30/8 ölfreier Stickstoffkompressor Als direkter Ersatz wurde die Anlage auf einem speziell angefertigten Rahmen mit integriertem Zwischen- und Nachkühler sowie einer Siemens S7-1200 SPS-Steuerung mit Fernüberwachungsfunktion konfiguriert. Die Rahmenkonstruktion wurde an das bestehende Fundament angepasst, sodass keine baulichen Veränderungen erforderlich waren. Ein 3 m³ fassender Ausgleichsbehälter wurde stromaufwärts installiert, um Druckpulsationen des VPSA-Adsorptionszyklus zu dämpfen und während der Zyklusübergänge als Puffer zu dienen.

Quantifizierte Ergebnisse nach 24 Monaten:

• Stickstoffgehalt des Öls: Reduzierung von 3,5 mg/m³ auf <0,01 mg/m³, Erreichen der ISO 8573-1 Klasse 0 Zertifizierung
• Austauschintervall für das Aktivkohlebett: Verlängert von 6 Monaten auf 36 MonateEinsparung von 18.000 TP4T pro Jahr an Verbrauchsmaterialien
• Ungeplante Ausfallzeiten: Von 120 Stunden/Jahr auf null reduziertwodurch ein Produktionsausfall von ca. $240.000 wiedererlangt wird.
• Gesamte Instandhaltungskosten: Verringert um 40% aufgrund des Wegfalls von Ölwechseln, Filterwechseln und Separatorüberholungen
• Energieverbrauch: Verbessert durch 6.8% im Vergleich zum ersetzten Gerät, was einer jährlichen Einsparung von 12.800 TP4T zu den örtlichen Strompreisen entspricht.

„Die LW-30/8 hat unsere Probleme mit der Stickstoffreinheit und ungeplanten Ausfallzeiten vollständig beseitigt. Unsere Kunden im Bereich Lebensmittelverpackungen sind zufrieden, unser Wartungsteam hat seine Arbeitsbelastung deutlich reduziert, und die Energieeinsparungen sind ein willkommener Bonus. Die Amortisationszeit betrug weniger als 20 Monate.“ — Leiter der Anlagentechnik

Häufig gestellte Fragen & Auswahlhilfe

Verwandte Produkte und Lösungen

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.

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