Beschreibung
LW-52/3 Stickstoffkompressor – Ölfreier N2-Booster mit hoher Kapazität für die industrielle Luftzerlegung
Der LW-52/3 ist ein zweistufiger, zweireihiger ölfreier Kolbenstickstoffkompressor mit einer Förderleistung von 52 m³/min bei einem Auslassdruck von 0,30 MPa. Er wurde speziell für großtechnische Anlagen zur kryogenen Luftzerlegung und zur VPSA-Stickstofferzeugung entwickelt. Er arbeitet kontaminationsfrei, ist für Dauerbetrieb ausgelegt und gewährleistet höchste Zuverlässigkeit im 24/7-Industriebetrieb.
Produktübersicht
Der LW-52/3 Stickstoffkompressor ist ein Flaggschiffmodell unserer ölfreien Kolbenkompressoren, speziell entwickelt für die Stickstoffanreicherung in kryogenen Luftzerlegungs- und Vakuum-Druckwechseladsorptionssystemen (VPSA). Mit einer enormen Kapazität von 52 m³/min und einem Auslassdruck von 0,30 MPaDiese Anlage schließt die Lücke zwischen der primären Luftzerlegung und den nachgelagerten Stickstoffverteilungsnetzen.
Im Gegensatz zu geschmierten Alternativen, bei denen die Gefahr einer Ölverunreinigung in hochreinen Stickstoffströmen besteht, arbeitet der LW-52/3 mit einem vollständig ölfreies SchmiersystemDiese Konstruktion macht eine nachgelagerte Ölentfernungsfiltration überflüssig, reduziert den Wartungsaufwand und gewährleistet die Einhaltung strenger Reinheitsanforderungen für Lebensmittelverpackungen, pharmazeutische Beschichtungen und die Elektronikfertigung.
Der Kompressor verfügt über einen zweistufig, zweireihig (二列二级) Die Konfiguration optimiert den thermodynamischen Wirkungsgrad über das gesamte Druckverhältnis. Jede Stufe wird unabhängig gekühlt, wodurch die Austrittstemperaturen auch im Dauerbetrieb (24/7) innerhalb sicherer Betriebsgrenzen gehalten werden. Der robuste Gusseisenrahmen und die präzisionsgefertigte Kurbelwellenbaugruppe sind für über 1000 PS ausgelegt. 80.000 Stunden Lebensdauer gemäß Standardwartungsprotokollen.
Technische Daten – LW-52/3
| Parameter | Wert | Einheit |
|---|---|---|
| Modell | LW-52/3 | – |
| Muster | Zweistufig, zweireihig (二列二级) | – |
| Kapazität | 52 | m³/min |
| Entladedruck | 0.30 | MPa |
| Kompressorgröße (L × B × H) | 2995 × 1600 × 2170 | mm |
| Gewicht | 4.28 | T |
| Leistung | 220 | kW |
| Stromspannung | 380 / 6k oder 10k | 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. Ölfreie Kolbentechnologie
Der LW-52/3 verwendet einen selbstschmierendes Kolbenring- und Führungsbandsystem Hergestellt aus hochentwickelten PTFE-Verbundwerkstoffen. Dadurch wird das Risiko einer Kohlenwasserstoffverunreinigung im Stickstoffstrom ausgeschlossen – eine entscheidende Voraussetzung für Stickstoff in Lebensmittelqualität (Ölgehalt gemäß ISO 8573-1 Klasse 0) und für pharmazeutische Anwendungen. Die ölfreie Konstruktion senkt zudem die Gesamtbetriebskosten, da Ölwechsel, Filterwechsel und Ölabscheider entfallen.
2. Zweistufige thermodynamische Optimierung
Mit einem zweistufige KompressionsanordnungDie LW-52/3 verteilt das Gesamtdruckverhältnis auf zwei Zylinder, wodurch die Austrittstemperatur pro Stufe gesenkt und der volumetrische Wirkungsgrad verbessert wird. Die Zwischenstufenkühlung erfolgt über einen separaten Rohrbündelwärmetauscher, der die Gastemperaturen auch unter maximaler Dauerlast unter 160 °C hält. Dieses Wärmemanagement verlängert die Lebensdauer des Ventils und reduziert das Risiko der Polymerisation in Stickstoffströmen mit Spuren von Sauerstoff.
3. Robuster Rahmen und Kurbelwelle
Der Kompressorblock ist gegossen aus GG25 Grauguss mit integrierten Kühlwassermänteln. Die geschmiedete Stahlkurbelwelle ist dynamisch nach ISO 1940 G2.5 ausgewuchtet, wodurch die Schwingungsübertragung auf das Fundament minimiert wird. Die zweireihige Anordnung sorgt für einen inhärenten Kräfteausgleich und reduziert den Bedarf an massiven Beton-Trägheitsblöcken – ein wichtiger Aspekt bei Nachrüstungen in bestehenden Luftzerlegungsanlagen.
4. Flexible Spannungskonfiguration
Der 220-kW-Antriebsmotor ist erhältlich in 380 V, 6 kV oder 10 kV Die Konfigurationen ermöglichen die direkte Integration in industrielle Mittelspannungsnetze ohne zusätzliche Abwärtstransformatoren. Diese Flexibilität ist besonders wertvoll für große Luftzerlegungsanlagen, in denen 6-kV- oder 10-kV-Sammelschienensysteme Standard sind, da sie die Kosten für die elektrische Infrastruktur senkt und die Energieeffizienz insgesamt verbessert.
Anwendungsszenarien
Kryogene Luftzerlegungsanlagen
In kryogenen Luftzerlegungsanlagen (ASU) dient die LW-52/3 als primärer Stickstoffverstärker Die Anlage befindet sich zwischen der Kältebox und dem Verteiler für gasförmigen Stickstoff. Ihre Kapazität von 52 m³/min entspricht der Leistung mittelgroßer Luftzerlegungsanlagen, die 1.000–2.000 Nm³/h gasförmigen Stickstoff produzieren. Der Auslassdruck von 0,30 MPa ist für die Verteilung über Rohrleitungen an nachgelagerte Verbraucher wie Stahlwerke, Chemieanlagen und LNG-Verflüssigungsanlagen optimiert.
VPSA-Stickstofferzeugungssysteme
Für VPSA-Stickstoffgenerator In diesen Anlagen komprimiert die LW-52/3 das Niederdruck-Stickstoffprodukt (typischerweise 0,05–0,10 MPa) auf den Verteilungsdruck. Die ölfreie Konstruktion ist hierbei unerlässlich, da VPSA-Systeme Stickstoff mit relativ hoher Reinheit (99,5–99,91 % TTP) erzeugen und jegliche Ölverunreinigung die Produktqualität beeinträchtigen und nachgeschaltete Molekularsiebe beschädigen würde.
Petrochemische und Raffinerie-Abdichtung
Raffinerietanklager und petrochemische Lageranlagen benötigen große Mengen Stickstoff für Tankabdeckung und Inertisierung Um die Bildung explosiver Dämpfe zu verhindern, ist die LW-52/3 dank ihrer Dauerbetriebsfähigkeit und hohen Durchflusskapazität ideal für die gleichzeitige Versorgung mehrerer Lagertanks über einen zentralen Stickstoffverteiler geeignet. Der Druck von 0,30 MPa ist ausreichend, um die Einstellungen des Tankdruckbegrenzungsventils zu überwinden und einen positiven Druck während der Produktentnahmezyklen aufrechtzuerhalten.
Lebensmittelverpackung und Schutzatmosphäre
In Lebensmittelverpackungslinien, die Verpackung unter modifizierter Atmosphäre (MAP)Stickstoff verdrängt Sauerstoff und verlängert so die Haltbarkeit. Die ölfreie Zertifizierung des LW-52/3 gewährleistet die Einhaltung der FDA-Richtlinie 21 CFR und der EU-Verordnung 1935/2004 für Lebensmittelkontaktmaterialien. Dank des hohen Durchflusses können mehrere Verpackungsmaschinen parallel betrieben werden, wodurch sich das Gerät ideal für die großtechnische Produktion von Snacks, Milchprodukten und Fertiggerichten eignet.
Material & Konstruktion
Der LW-52/3 ist aus Materialien gefertigt, die aufgrund ihrer Kompatibilität mit Stickstoffbetrieb und ihrer langfristigen industriellen Haltbarkeit ausgewählt wurden:
| Komponente | Material | Spezifikation |
|---|---|---|
| Zylinderblock | Grauguss | GG25 / HT250 |
| Kurbelwelle | Geschmiedeter legierter Stahl | 42CrMo4, Q&T |
| Kolbenringe | PTFE-Verbundwerkstoff | Selbstschmierend, ölfrei |
| Ventilplatten | Edelstahl | SS304 / SS316 |
| Kühlwassermäntel | Gusseisen mit Epoxidbeschichtung | Korrosionsbeständig |
| Ladeluftkühler | Kohlenstoffstahlmantel / Edelstahlrohre | ASME VIII Div.1 |
Alle drucktragenden Bauteile sind so konstruiert, dass ASME BPVC Abschnitt VIII Division 1 oder gleichwertigen chinesischen GB 150-Normen. Schweißverbindungen werden vor dem Versand einer Röntgenprüfung (RT) nach 100% und einer hydrostatischen Prüfung mit dem 1,5-fachen Auslegungsdruck unterzogen.
Installations- und Wartungsrichtlinien
Fundamentanforderungen
Der LW-52/3 wiegt 4,28 Tonnen und erzeugt dank seiner zweireihigen Gegenzylinderkonstruktion nur minimale Unwuchtkräfte. Stahlbeton-Trägheitsblock Es wird eine Mindesttragfähigkeit von 8 Tonnen empfohlen, montiert auf Schwingungsdämpfern (Eigenfrequenz < 8 Hz). Das Fundament muss das volle Gewicht zuzüglich eines dynamischen Faktors von 1,5 tragen können. Für Wartungsarbeiten ist ein Mindestabstand von 1,5 m zu allen Seiten einzuhalten.
Kühlwassersystem
Der Kühlwasserbedarf beträgt ungefähr 45 m³/h Bei einer Einlasstemperatur von 32 °C muss die Wasserqualität den Industriestandards entsprechen: pH-Wert 6,5–8,5, Gesamthärte < 300 mg/l als CaCO₃, Schwebstoffe < 50 mg/l. Für tropische Klimazonen wird ein geschlossener Kühlturm mit Seitenstromfiltration empfohlen, um Ablagerungen in den Zwischenkühlerrohren zu vermeiden.
Wartungsplan
| Intervall | Serviceartikel | Aktion |
|---|---|---|
| Täglich | Sichtprüfung | Ölstand, Lecks und ungewöhnliche Geräusche prüfen |
| 250 Stunden | Filter- und Ventilprüfung | Überprüfen Sie die Saug-/Druckventile auf Kohlenstoffablagerungen. |
| 1.000 Stunden | Kolbenringprüfung | Messen Sie das Spiel in der Ringnut und ersetzen Sie den Ring, wenn es > 0,3 mm beträgt. |
| 4.000 Stunden | Generalüberholung | Kolbenringe, Ventilkeile und Ventilplatten ersetzen |
| 8.000 Stunden | Kurbelwelle & Lager | Hauptlager prüfen, Kurbelwellenrundlauf messen |
Da der LW-52/3 ölfrei ist, ist der Wartungsaufwand deutlich geringer als bei geschmierten Alternativen. Es müssen keine Ölfilter gewechselt, keine Ölanalysen durchgeführt und keine Ölabscheider überwacht werden. Die wichtigsten Verschleißteile sind die PTFE-Kolbenringe und -ZündbänderDie Lebensdauer beträgt in der Regel 4.000 bis 6.000 Stunden, abhängig von den Betriebsbedingungen.
Konformitäts- und Sicherheitszertifizierungen
Der Stickstoffkompressor LW-52/3 erfüllt oder übertrifft die folgenden internationalen Normen und regulatorischen Anforderungen:
ASME BPVC Abschnitt VIII Div.1, GB 150, PED 2014/68/EU (Modul A)
IEC 60034-1 (Rotierende Maschinen), IEC 60204-1 (Maschinensicherheit)
ISO 8573-1 Klasse 0 (Ölgehalt), TÜV Rheinland geprüft
ISO 9001:2015, ISO 14001:2015
⚠️ Sicherheitshinweis
Stickstoff ist ein erstickendes Gas. Alle LW-52/3-Anlagen müssen eine Sauerstoffmangelüberwachung in geschlossenen Kompressorräumen vorsehen. Die Belüftungsrate muss gemäß OSHA 29 CFR 1910.146 einen Sauerstoffgehalt von über 19,51 TP3T gewährleisten. Notabschaltsysteme sollten mit O₂-Sensoren gekoppelt sein, die bei 19,51 TP3T einen automatischen Alarm auslösen und bei 18,01 TP3T eine Zwangsabschaltung durchführen.
Leistungs- und Effizienzanalyse
Der LW-52/3 erreicht eine spezifischer Stromverbrauch von ca. 4,23 kW pro m³/min Der Kompressor liefert Stickstoff bei einem Druck von 0,30 MPa. Damit gehört er zu den effizientesten 25 % der ölfreien Kolbenkompressoren in dieser Leistungsklasse. Zum Vergleich: Typische geschmierte Schraubenkompressoren in ähnlichen Anwendungen verbrauchen 4,5–5,0 kW/m³/min, während ältere einstufige Kolbenkompressoren über 5,5 kW/m³/min erreichen können.
Über einen jährlichen Betriebszyklus von 8.000 Stunden ergibt sich der Effizienzvorteil der LW-52/3 in etwa Energieeinsparung von 180.000–350.000 kWh im Vergleich zu weniger effizienten Alternativen. Bei einem industriellen Strompreis von $0,08/kWh entspricht dies einer jährlichen Betriebskostenreduzierung von $14.400–$28.000 – wodurch sich die zusätzlichen Investitionskosten oft innerhalb von 2–3 Jahren amortisieren.
Der Gesamtbetriebskosten für die Stickstoffkompression Die Kosten werden durch den Wegfall ölbezogener Verbrauchsmaterialien weiter reduziert. Ein typischer, geschmierter Kompressor dieser Größe verbraucht jährlich 200–400 Liter Schmieröl, zuzüglich Kosten für Ölfilterelemente, Abscheiderpatronen und die Entsorgung von Altöl. Dank des ölfreien Designs des LW-52/3 entfallen diese wiederkehrenden Kosten vollständig.
Anpassungs- und OEM-Fähigkeiten
Über die Standardkonfiguration LW-52/3 hinaus bieten wir umfangreiche Anpassungsmöglichkeiten, um den spezifischen Anforderungen Ihrer Anlage gerecht zu werden:
- Kufenmontierte Pakete: Kompletter Kompressor, Motor, Kühler und Instrumentierung vormontiert auf einem Stahlrahmen mit Hebeösen. Reduziert die Installationszeit vor Ort um 601 TP3T.
- Explosionsgeschützte Ausführungen: ATEX/IECEx-zertifizierte Motor- und Elektrogehäuse für Installationen in explosionsgefährdeten Bereichen der Zone 2 in petrochemischen Anlagen.
- SPS-Steuerungsintegration: Siemens S7-1200 oder Allen-Bradley CompactLogix SPS mit HMI-Touchscreen, Fernüberwachung über Modbus TCP/IP und Integration mit dem Anlagen-DCS/SCADA.
- Spezialbeschichtungen: C5-M Marine-Farbsystem für Küsten- und Offshore-Anlagen; Epoxid-Innenbeschichtungen für korrosive Umgebungen.
- Schallschutzgehäuse: Schalldämmende Gehäuse, die den Geräuschpegel in 1 m Entfernung von 85 dB(A) auf 72 dB(A) reduzieren und sich für Installationen in Innenräumen ohne separate Kompressorhäuser eignen.
Die Mindestbestellmenge für kundenspezifische Konfigurationen beträgt 1 EinheitDie Lieferzeit für Prototypen beträgt 12–14 Wochen; Serienbestellungen werden innerhalb von 8–10 Wochen nach Auftragsbestätigung geliefert. OEM-Branding und Private Labeling sind für qualifizierte Distributoren und Systemintegratoren erhältlich.
Fallstudie: Nachrüstung einer kryogenen Stickstoffanlage für die Luftzerlegung
Kunde: Ein führender Industriegaslieferant in Südostasien
Herausforderung: Bei dem bestehenden, geschmierten Stickstoffbooster des Kunden (Herstellerangabe eines Wettbewerbers, seit 12 Jahren im Einsatz) kam es häufig zu Ölverschleppungen in den Stickstoffproduktstrom, was zu einer Kontamination der nachgelagerten Kryolager und zu Kundenbeschwerden von Lebensmittelverpackungskunden führte.
Lösung: Wir lieferten einen LW-52/3 ölfreier Stickstoffkompressor Als direkter Ersatz wurde das System auf einem speziell angefertigten Rahmen mit integriertem Ladeluftkühler, Nachkühler und SPS-Steuerung montiert. Die Stellfläche wurde so ausgelegt, dass sie mit dem bestehenden Fundament übereinstimmt und somit die Tiefbauarbeiten minimiert werden.
Ergebnisse:
- Ölgehalt im Stickstoffprodukt: Reduzierung von 3,2 mg/m³ auf <0,01 mg/m³ (ISO 8573-1 Klasse 0)
- Jährliche Wartungskosten: Reduziert um 42% (Wegfall von Ölwechseln, Filterwechseln und Abscheiderüberholungen)
- Energieverbrauch: Reduziert um 8,51 TP3T im Vergleich zum ersetzten Gerät, was eine Einsparung von ca. 18.000 TP4T/Jahr ergibt.
- Ausfallzeit: Keine ungeplanten Ausfälle in den ersten 18 Monaten des Betriebs
„Der Wechsel zum ölfreien LW-52/3 hat unsere Probleme mit der Stickstoffreinheit vollständig gelöst. Unsere Kunden im Bereich Lebensmittelverpackungen haben den Unterschied in der Produktkonsistenz bemerkt, und unser Wartungsteam schätzt den vereinfachten Wartungsplan.“ — Leiter der Anlagentechnik
Häufig gestellte Fragen & Auswahlhilfe
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Für einen vollständigen Überblick über unsere Industrieller Stickstoffkompressor Unser Portfolio umfasst unter anderem ölfreie Sauerstoffkompressoren, Wasserstoffkompressoren und Spezialgaslösungen. Besuchen Sie unseren Produktkatalog oder kontaktieren Sie unser Ingenieurteam für eine individuelle Auswahl.
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