LW-50/8 Stickstoffkompressor – Ölfreier Hochleistungs-N2-Booster für industrielle Mitteldruckverteilung

Der LW-50/8 ist ein zweistufiger, zweireihiger, ölfreier Kolben-Stickstoffkompressor, der speziell für die großtechnische kryogene Luftzerlegung, die Hochdruck-VPSA-Stickstoffverstärkung und umfangreiche industrielle Rohrleitungsnetze entwickelt wurde. Er liefert 50 m³/min bei einem Förderdruck von 0,80 MPa. Der Kompressor arbeitet kontaminationsfrei, ist für Dauerbetrieb ausgelegt und für anspruchsvolle 24/7-Industrieumgebungen optimiert.

Produktübersicht

Der LW-50/8 Stickstoffkompressor Er gilt als leistungsstarkes Arbeitstier innerhalb unserer ölfreien Kolbenkompressoren-Produktreihe und wurde entwickelt, um die anspruchsvolle Lücke zwischen der primären Stickstofferzeugung und der Mitteldruckverteilungsinfrastruktur zu schließen. Mit einer beeindruckenden Nennleistung von 50 m³/min in Verbindung mit einem robusten Auslassdruck von 0,80 MPaDiese Einheit befasst sich mit den anspruchsvollsten Anforderungen von großtechnischen kryogenen Luftzerlegungsanlagen, Hochdruck-VPSA-Boosterstationen und ausgedehnten petrochemischen Pipeline-Netzwerken.

Was den LW-50/8 grundlegend von herkömmlichen schmierenden Kompressoren unterscheidet, ist seine vollständig ölfreier KompressionswegDie Kolbenringe und Führungsringe werden präzisionsgefertigt aus hochentwickelten, selbstschmierenden PTFE-Verbundwerkstoffen, die ohne kohlenwasserstoffbasierte Schmierstoffe auskommen. Diese Konstruktion gewährleistet, dass der Stickstoffstrom vollständig frei von Ölverunreinigungen bleibt – eine unverzichtbare Voraussetzung für Anwendungen, die eine Zertifizierung nach ISO 8573-1 Klasse 0 erfordern. Dazu gehören Stickstoff für Lebensmittelverpackungen, die Inertisierung von Pharmazeutika, die Prozessgasversorgung von Halbleitern und die Abdeckung mit hochreinen Chemikalien.

Die Kompressorarchitektur implementiert eine zweistufig, zweireihig (二列二级) Die Konfiguration verteilt das Gesamtdruckverhältnis strategisch auf zwei Kompressionszylinder. Diese gestaffelte Vorgehensweise reduziert die Austrittstemperaturen pro Stufe, verbessert den volumetrischen Wirkungsgrad und verlängert die Lebensdauer von Ventilen und Kolbenringen erheblich. Jede Kompressionsstufe verfügt über einen unabhängigen Zwischenkühler, der die Gastemperaturen auch bei dauerhaftem Volllastbetrieb in sicheren thermischen Bereichen hält. Der verstärkte Gusseisenrahmen und die präzisionsgefertigte Kurbelwelle aus geschmiedetem Stahl sind für folgende Belastungen ausgelegt: mehr als 100.000 Stunden zuverlässiger Betrieb im Rahmen standardmäßiger vorbeugender Wartungsprotokolle.

Technische Daten – LW-50/8

* 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. Fortschrittliches ölfreies PTFE-Verbunddichtungssystem

Die LW-50/8 verwendet ein proprietäres System selbstschmierende Kolbenring- und Führungsbandbaugruppe Hergestellt aus hochdichten PTFE-Verbundwerkstoffen, verstärkt mit Glasfasern und Bronzepartikeln. Diese fortschrittliche Materialmatrix erreicht einen dynamischen Reibungskoeffizienten unter 0,07 ohne externe Kohlenwasserstoffschmierung und eliminiert somit vollständig das Risiko des Eindringens von Öldämpfen in den Stickstoffstrom. Für Industriekunden in regulierten Branchen bedeutet dies unmittelbare Vorteile. ISO 8573-1 Klasse 0-Konformität ohne die erheblichen Kapitalinvestitionen und den laufenden Wartungsaufwand, die mit nachgelagerten Ölfiltrations-, Koaleszenz- und Aktivkohle-Reinigungssystemen verbunden sind.

2. Optimierte thermodynamische Leistung zweier Stufen

Der zweistufige Kompressionsarchitektur Der LW-50/8 ist thermodynamisch auf den Zieldruck von 0,80 MPa kalibriert. Durch die Verteilung des Druckverhältnisses auf einen separaten Niederdruck- und einen Hochdruckzylinder erreicht der Verdichter eine deutlich niedrigere mittlere effektive Temperatur pro Stufe. Ein speziell entwickelter Rohrbündel-Zwischenkühler zwischen den Stufen führt die Kompressionswärme effizient ab und hält die Austrittstemperaturen auch bei maximaler Dauerlast konstant unter 150 °C. Diese ausgeklügelte Wärmemanagementstrategie verlängert die Lebensdauer der Ventilplatten um ca. 401 TP3T im Vergleich zu einstufigen Verdichtern mit gleichem Gesamtdruckverhältnis und reduziert gleichzeitig das Risiko der thermischen Polymerisation in Stickstoffströmen mit Spuren von Sauerstoffverunreinigungen.

3. Robuste, kraftausgeglichene Rahmenkonstruktion

Der Hauptverdichterblock ist gegossen aus GG25 Grauguss (Entspricht ASTM A48 Klasse 30B) mit integrierten Kühlwasserkanälen, die direkt in das Gussteil eingearbeitet sind. Die zweireihige Anordnung der gegenläufigen Zylinder bewirkt eine inhärente Kräftekompensation erster Ordnung und reduziert die auf das Fundament übertragenen unausgeglichenen Trägheitskräfte im Vergleich zu herkömmlichen einreihigen Konstruktionen um über 851 TP³T. Dieser mechanische Vorteil ermöglicht den Betrieb des LW-50/8 auf einem deutlich leichteren Fundamentblock (mindestens 10 Tonnen gegenüber über 16 Tonnen bei vergleichbaren einreihigen Konstruktionen), wodurch die Kosten für die Tiefbauarbeiten erheblich gesenkt und die Nachrüstung in bestehenden Kompressorhäusern oder Luftzerlegungsanlagen vereinfacht wird.

4. Flexible Mehrspannungs-Motorkonfiguration

Der LW-50/8 wird angetrieben von einem 350 kW hocheffizienter Drehstrom-Induktionsmotor Erhältlich in 380-V-, 6-kV- oder 10-kV-Ausführungen gemäß IEC 60034-1, Effizienzklasse IE3. Die 380-V-Variante lässt sich nahtlos in bestehende Niederspannungs-Industrienetze integrieren, während die 6-kV- und 10-kV-Varianten den direkten Anschluss an Mittelspannungs-Sammelschienensysteme ermöglichen, wie sie in großen Luftzerlegungs- und petrochemischen Anlagen üblich sind. Diese Spannungsflexibilität macht zusätzliche Abwärtstransformatoren in Mittelspannungsumgebungen überflüssig, senkt die Investitionskosten für die elektrische Infrastruktur und verbessert die Gesamtenergieeffizienz des Systems durch Minimierung der Transformatorverluste.

Anwendungsszenarien

Großtechnische kryogene Luftzerlegung als Backup und zur Spitzenlastabdeckung

Im Rahmen von kryogenen ASU-Operationen fungiert die LW-50/8 als eine Hochleistungs-Stickstoff-Backup Der LW-50/8 ist ein äußerst zuverlässiger Spitzenlastverdichter. Bei Störungen im Kaltboxsystem, Verunreinigungen des Molekularsiebs oder planmäßigen Wartungsarbeiten an der primären Luftzerlegungsanlage gewährleistet er die nahtlose Stickstoffversorgung kritischer nachgelagerter Verbraucher, die aus Flüssigstickstoffspeichern und Verdampfern entnommen werden. Sein hoher Förderdruck von 0,80 MPa bietet ausreichend Förderhöhe für die Versorgung von Mittel- bis Hochdruckverteilern, die Inertisierungsanlagen in Stahlwerken, Reaktorschutzsysteme, Spülgasnetze von LNG-Anlagen und Pipeline-Einspeisestationen versorgen. Die ölfreie Konstruktion ist in Backup-Szenarien von entscheidender Bedeutung, da die Stickstoffreinheit bei Ausfall des primären Systems unbedingt gewährleistet sein muss.

VPSA-Hochdruck-Stickstoff-Boosterstationen

Stickstoffgeneratoren, die auf Vakuum-Druckwechseladsorption (VPSA) basieren, erzeugen gasförmigen Stickstoff bei nahezu atmosphärischem Druck (typischerweise 0,05–0,10 MPa). LW-50/8 Stickstoffbooster Dieses Niederdruckprodukt wird auf 0,80 MPa komprimiert, um es für anspruchsvolle Anwendungen direkt am Verbrauchsort bereitzustellen. Der ölfreie Kompressionsprozess ist im VPSA-Betrieb absolut entscheidend, da jegliche Kohlenwasserstoffverunreinigung das Kohlenstoffmolekularsieb-Adsorptionsmittel irreversibel schädigen und die Trenneffizienz des Stickstoffgenerators dauerhaft beeinträchtigen würde. Dies hätte einen kostspieligen Austausch des gesamten Adsorptionsbetts zur Folge. Die Kapazität von 50 m³/min entspricht der Leistung großer VPSA-Anlagen, die 2.000–3.000 Nm³/h Stickstoff mit einer Reinheit von 99,5–99,91 TP3T produzieren.

Hochdruck-Pipelineeinspritzung für Petrochemie und Raffinerien

Raffinerietanklager, petrochemische Lagertanks und chemische Prozessanlagen benötigen erhebliche Mengen an Stickstoff für Hochdruck-Tankummantelung, Rohrleitungsinertisierung und Spülung von Prozessbehältern Um die Bildung explosiver Dämpfe zu verhindern und die Produktintegrität zu gewährleisten, bietet die LW-50/8 mit ihrem Förderdruck von 0,80 MPa ausreichend Förderhöhe, um erhebliche Reibungsverluste in Rohrleitungen über Entfernungen von mehr als 3 km zu überwinden. Dadurch eignet sie sich hervorragend für zentrale Stickstoffversorgungssysteme, die mehrere Prozessanlagen, Lagertanks und Verladestationen gleichzeitig versorgen. Die Dauerbetriebsfähigkeit und die hohe Förderleistung gewährleisten eine unterbrechungsfreie Stickstoffversorgung auch bei längeren Wartungskampagnen, die sich über mehrere Wochen erstrecken können.

Hochgeschwindigkeitsverpackung unter modifizierter Atmosphäre für Lebensmittel und Getränke

Großtechnische Lebensmittelverpackungsanlagen mit Hochgeschwindigkeitsproduktionslinien benötigen einen erheblichen Stickstoffstrom für Verpackung unter modifizierter Atmosphäre (MAP)Der LW-50/8 eignet sich für die Lagerung unter kontrollierter Atmosphäre und die Stickstoffspülung von Verpackungsanlagen. Mit seiner beeindruckenden Kapazität von 50 m³/min kann er gleichzeitig zahlreiche Hochgeschwindigkeits-Verpackungslinien, industrielle Snackproduktionsanlagen, Molkereien und Fertiggerichthersteller versorgen. Die ölfreie Zertifizierung gewährleistet die vollständige Einhaltung der FDA-Vorschriften 21 CFR 173.310 (Lebensmittelqualität-Stickstoff) und der EU-Verordnung 231/2012. Durch die vollständige Ölfreiheit werden jegliche Risiken von Geschmacksveränderungen, Produktranz oder Verfärbungen ausgeschlossen, die bei versehentlichem Einsatz geschmierter Kompressoren in Lebensmittelkontakt-Stickstoffanwendungen auftreten können.

Material & Konstruktion

Jede Komponente des LW-50/8 wird sorgfältig im Hinblick auf Stickstoffbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und verlängerte mechanische Haltbarkeit unter anspruchsvollen industriellen Bedingungen ausgewählt:

Alle drucktragenden Bauteile werden in strikter Übereinstimmung mit den geltenden Normen konstruiert, gefertigt und geprüft. ASME BPVC Abschnitt VIII Division 1 oder den entsprechenden chinesischen GB 150-Normen. Jede Schweißverbindung wird einer umfassenden 100%-Röntgenprüfung (RT) gemäß ASME Section V, Article 2 unterzogen, und jeder fertige Druckbehälter wird vor der Werksfreigabe einer strengen hydrostatischen Druckprüfung mit dem 1,5-fachen des maximal zulässigen Betriebsdrucks (MAWP) für eine Mindesthaltedauer von 30 Minuten unterzogen.

Installations- und Wartungsrichtlinien

Fundament- und Strukturanforderungen

Der LW-50/8 hat ein Trockengewicht von 6,50 Tonnen und einen Schwerpunkt, der etwa 900 mm über der Grundplatte liegt. Dank der zweireihigen Gegenzylinderkonstruktion werden Unwuchtkräfte minimiert, was die Installation auf einer Stahlbeton-Trägheitsblock von 10–12 TonnenDer Block sollte auf elastischen Schwingungsdämpfungspads (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 die Inspektion von Motor und Kupplung sowie 2,0 m Durchfahrtshöhe für krangestützte Generalüberholungen.

Spezifikationen des Kühlwassersystems

Der Kühlwasserbedarf beträgt ungefähr 42 m³/h Die Einlasstemperatur darf 32 °C nicht überschreiten. Das Kühlwasserverteilungsnetz muss die Zylindermäntel, den Zwischenkühler und den Nachkühler in parallelen Kreisläufen versorgen. Anforderungen an die Wasserqualität: 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) und Schwebstoffe < 30 mg/l. Für Anlagen in tropischen Klimazonen oder mit grenzwertiger Wasserqualität wird ein geschlossener Kühlturm mit Seitenstromfiltration und automatischer chemischer Aufbereitung dringend empfohlen, um Ablagerungen und mikrobiologische Verschmutzungen in den Zwischenkühlerrohren zu vermeiden.

Umfassender vorbeugender Wartungsplan

Ein entscheidender wirtschaftlicher Vorteil der LW-50/8 ist die vollständige Beseitigung des Schmieröls aus dem Kompressionsweg. Im Gegensatz zu ölgeschmierten Kompressoren, die vierteljährliche Ölwechsel, monatliche Ölanalysen, jährlichen Austausch des Abscheiderelements und die Entsorgung von Altöl erfordern, kommt der LW-50/8 ohne diese Verbrauchsmaterialien aus. Die einzigen regelmäßig verschleißenden Teile sind die PTFE-Kolbenringe und -Zündbänder, die unter sauberen Stickstoffbetriebsbedingungen konstant 4.000 bis 6.000 Stunden zuverlässigen Betrieb erreichen.

Konformitäts- und Sicherheitszertifizierungen

Der Stickstoffkompressor LW-50/8 wurde so konstruiert, gefertigt und geprüft, dass er die folgenden internationalen Normen und regulatorischen Rahmenbedingungen erfüllt:

Leistungs- und Effizienzanalyse

Die LW-50/8 erreicht eine spezifischer Stromverbrauch von ca. 7,00 kW pro m³/min Stickstoff wird bei einem Auslassdruck von 0,80 MPa gefördert. Dieser Wirkungsgrad positioniert das Gerät wettbewerbsfähig im Segment der ölfreien Kolbenkompressoren mit hoher Kapazität für Mitteldruckanwendungen. Zum Vergleich: Ölgeschmierte Schraubenkompressoren verbrauchen bei vergleichbaren Druckverhältnissen typischerweise 7,5–8,5 kW/m³/min, während ältere einstufige Kolbenkompressoren bei diesem Druckniveau 9,0 kW/m³/min überschreiten können.

Bei einem standardmäßigen Jahresbetrieb von 8.000 Stunden erzeugt der Effizienzvorteil des LW-50/8 etwa 200.000–400.000 kWh jährliche Energieeinsparung Im Vergleich zu weniger effizienten Alternativen. Bei einem durchschnittlichen Industriestromtarif von $0,08/kWh entspricht dies einer direkten jährlichen Betriebskostenreduzierung von 16.000 bis 32.000 TP4T. In Kombination mit dem vollständigen Wegfall ölbezogener Verbrauchsmaterialien (Schmieröl, Filterelemente, Separatorpatronen, Altölentsorgung) Gesamtbetriebskosten für die Stickstoffkompression wird im Laufe eines 10-jährigen Betriebslebenszyklus um schätzungsweise 28–381 TP3T reduziert.

Durch den Verzicht auf Öl im Kompressionsweg entfällt zudem der Energieverlust, der durch nachgeschaltete Ölabscheider entsteht. Ein typischer ölgeschmierter Kompressor dieser Leistung benötigt Koaleszenzfilter, Aktivkohle-Adsorber und Instrumente zur kontinuierlichen Ölstandsüberwachung, die zusammen 3–51 TpT der Nennleistung des Kompressors verbrauchen. Die ölfreie Bauweise des LW-50/8 eliminiert diesen parasitären Energieverbrauch vollständig.

Anpassungs- und OEM-Fähigkeiten

Wir bieten umfangreiche Anpassungsmöglichkeiten, um den LW-50/8 an spezifische Standortbedingungen, Integrationsanforderungen und betriebliche Spezifikationen des Endbenutzers anzupassen:

• Auf Kufen montierte, schlüsselfertige Pakete: Der komplette Kompressor, Motor, Zwischenkühler, Nachkühler, die Instrumentierung und das Bedienfeld sind auf einem robusten Stahlrahmen mit integrierten Hebeösen und präzisen Ankerbolzen-Schablonen vormontiert. Dadurch verkürzt sich die Montagezeit vor Ort um ca. 601 TP3T und die Risiken bei der Inbetriebnahme werden minimiert.
• Konfigurationen von Gefahrenbereichen: ATEX-Zone-2- und IECEx-konforme Motor- und Elektrogehäuse für Installationen in petrochemischen Anlagen, in denen gelegentlich explosionsgefährdete Atmosphären auftreten können. Integrierte Gasdetektion und automatische Belüftungsverriegelungen können in die Steuerungsarchitektur integriert werden.
• Fortschrittliche Prozessleitsysteme: 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 bei unterschiedlichen Lastprofilen.
• Umweltschutzsysteme: C5-M-Marinebeschichtungssysteme für Küsten- oder Offshore-Installationen; tropentaugliche elektrische Komponenten, die für Umgebungstemperaturen bis zu 55 °C ausgelegt sind; 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- und Private-Label-Programme: Kundenspezifische Lackierungen, Marken-Typenschilder und umfassende Dokumentationspakete für Systemintegratoren und Gasanlagenvertreiber. Technische Handbücher, Ersatzteillisten und Wartungsanleitungen sind in den jeweiligen Landessprachen erhältlich.

Kundenspezifische Konfigurationen sind erhältlich bei Mindestbestellmenge: 1 StückDie technische Prüfung und die Erstellung eines detaillierten Angebots dauern in der Regel 5–7 Werktage. Die Lieferzeiten für Prototypen liegen zwischen 12 und 14 Wochen; Serienfertigungsaufträge werden innerhalb von 8–10 Wochen nach Auftragsbestätigung ausgeliefert.

Fallstudie: Nachrüstung einer kryogenen Luftzerlegungsanlage mit Hochdruck-Stickstoffverstärker

Kunde: Ein führender Industriegasproduzent, der in Thailand eine Anlage zur kryogenen Luftzerlegung betreibt

Herausforderung: Der bestehende, ölgeschmierte Stickstoffbooster des Kunden (europäischer Erstausrüster, seit 14 Jahren im Einsatz) wies zunehmende Ölverschmutzungen im Stickstoffstrom auf. Die Ölkonzentration erreichte 3,5 mg/m³ und überschritt damit den vertraglich vereinbarten Grenzwert von 0,1 mg/m³ für die Kunden aus der Lebensmittel- und Pharmaindustrie deutlich. Die Ölverschmutzung beeinträchtigte zudem das Aktivkohle-Endpolierbett, sodass dieses alle sechs Monate anstatt der vorgesehenen 24 Monate ausgetauscht werden musste. Dies führte zu häufigen ungeplanten Stillständen für die Filterwartung.

Lösung: Wir lieferten einen LW-50/8 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 entwickelt. Die Grundfläche des Rahmens wurde präzise an das bestehende Fundament angepasst, sodass keine baulichen Veränderungen erforderlich waren. Ein 3 m³ fassender Ausgleichsbehälter wurde stromaufwärts installiert, um Druckpulsationen des Kaltraums der Luftzerlegungsanlage zu dämpfen.

Quantifizierte Ergebnisse nach 30 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
• Gesamte Instandhaltungskosten: Verringert um 451 TP3T durch Wegfall von Ölwechseln, Filterwechseln und Separatorüberholungen
• Energieverbrauch: Verbessert durch 9.2% im Vergleich zum ersetzten Gerät, was einer jährlichen Einsparung von $22.000 zu den örtlichen Strompreisen entspricht.
• Ungeplante Ausfallzeiten: Null Ereignisse in 30 Monaten ununterbrochenem Betrieb
• Kundenbeschwerden: Vollständig eliminiert seit der Inbetriebnahme

„Die LW-50/8 hat unsere Herausforderungen hinsichtlich der Stickstoffreinheit vollständig gelöst. Unsere Kunden aus der Lebensmittel- und Pharmabranche haben eine Verbesserung der Produktkonsistenz festgestellt, und unser Wartungsteam konnte seine Servicezeiten um fast die Hälfte reduzieren. Die Investition hat sich in weniger als 20 Monaten amortisiert.“ — Leiter der Anlagentechnik

Häufig gestellte Fragen & Auswahlhilfe

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Für einen umfassenden Überblick über unsere Industrieller Stickstoffkompressor Unser Produktsortiment 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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