Compresseur d'azote LW-52/8 – Surpresseur N2 sans huile haute capacité pour distribution industrielle à 0,80 MPa

Débit de 52 m³/min à une pression de refoulement de 0,80 MPa, le LW-52/8 est un compresseur d'azote à pistons sans huile, à deux étages et deux rangées, conçu pour la séparation cryogénique de l'air à grande échelle, la surpression d'azote VPSA haute pression et les réseaux de distribution de pipelines pétrochimiques exigeants. Il garantit l'absence de contamination par lubrifiant, un fonctionnement continu et une fiabilité industrielle 24 h/24 et 7 j/7 sous haute pression.

Présentation du produit

Le Compresseur d'azote LW-52/8 Il représente un fleuron haute performance de notre gamme de compresseurs à piston sans huile, conçu spécifiquement pour les applications exigeant à la fois un débit important et une pression de refoulement élevée. Avec une impressionnante Capacité de 52 m³/min couplé à un pression de refoulement de 0,80 MPaCette unité répond aux exigences les plus strictes en matière de suralimentation en azote dans les infrastructures gazières industrielles à grande échelle.

Ce qui distingue le LW-52/8 des alternatives classiques, c'est son circuit de compression entièrement exempt d'huileLes segments de piston et les bagues de guidage sont usinés avec précision à partir de matériaux composites PTFE autolubrifiants de pointe, fonctionnant sans lubrifiant hydrocarboné. Cette caractéristique intrinsèque d'absence d'huile garantit la pureté totale du flux d'azote produit, permettant ainsi d'atteindre Certification ISO 8573-1 Classe 0 Pour les opérateurs des secteurs de l'agroalimentaire, de la fabrication pharmaceutique et de l'électronique, cela élimine les dépenses d'investissement et les charges d'entretien courantes liées aux systèmes de filtration en aval pour l'élimination des huiles.

L'architecture du compresseur utilise un à deux étages, à deux rangées (二列二级) Une configuration qui répartit de manière optimale le rapport de pression entre deux cylindres de compression. Cette approche étagée est essentielle pour gérer les charges thermiques associées à une pression de refoulement de 0,80 MPa tout en préservant l'intégrité des joints en PTFE. Chaque étage est doté d'un refroidisseur intermédiaire indépendant, garantissant que les températures des gaz restent dans les plages de fonctionnement sûres, même lors d'un fonctionnement prolongé à pleine capacité. Le bâti robuste en fonte et le vilebrequin en acier forgé à équilibrage dynamique sont conçus pour une durée de vie minimale de 120 000 heures conformément aux protocoles de maintenance standard.

Spécifications techniques – LW-52/8

* Toutes les spécifications sont données dans des conditions de référence standard (ISO 1217, annexe C). Les performances réelles peuvent varier en fonction de l'altitude du site, de la température ambiante et des conditions d'entrée.

Principales caractéristiques et avantages techniques

1. Système d'étanchéité composite PTFE sans huile de pointe

Le LW-52/8 utilise un système propriétaire ensemble segment de piston et bande de guidage autolubrifiants Fabriqué à partir de composites PTFE haute densité renforcés par des fibres de verre et des particules de bronze, ce matériau atteint un coefficient de frottement inférieur à 0,06 sans lubrification externe aux hydrocarbures, éliminant ainsi tout risque d'entraînement de vapeurs d'huile dans le flux d'azote produit. Pour les opérateurs de gaz industriels, cela se traduit par : Conformité native à la norme ISO 8573-1 Classe 0 Sans les coûts d'investissement, les contraintes de maintenance ni la consommation énergétique des équipements de filtration d'huile en aval. Les anneaux en PTFE sont spécialement conçus pour les températures de refoulement élevées associées à un fonctionnement à 0,80 MPa, et conservent leur stabilité dimensionnelle jusqu'à 180 °C.

2. Conception thermodynamique optimisée en deux étapes

Le architecture de compression à deux étapes Le compresseur LW-52/8 est optimisé thermodynamiquement pour atteindre une pression de refoulement cible de 0,80 MPa. En répartissant le taux de compression global entre un cylindre basse pression et un cylindre haute pression, le compresseur atteint une température moyenne effective par étage nettement inférieure à celle des compresseurs mono-étagés. Un refroidisseur intermédiaire tubulaire haute performance dédié, placé entre les étages, dissipe la chaleur de compression, maintenant ainsi la température de refoulement en dessous de 155 °C, même à charge continue maximale. Cette gestion thermique est essentielle pour préserver l'intégrité des bagues en PTFE et prolonger la durée de vie des plaques de soupape d'environ 40% par rapport aux compresseurs mono-étagés fonctionnant à des taux de compression équivalents.

3. Châssis robuste en fonte avec équilibrage des forces inhérent

Le cadre principal est moulé à partir de fonte grise GG25 (équivalent à la norme ASTM A48 classe 30B) avec des passages d'eau de refroidissement intégrés usinés directement dans la pièce moulée. agencement à deux rangées de cylindres opposés Ce système assure une annulation naturelle des forces de premier ordre, réduisant de plus de 801 tonnes les forces d'inertie déséquilibrées transmises aux fondations par rapport aux systèmes à une seule rangée de capacité équivalente. Cet avantage mécanique permet une installation sur un bloc d'inertie en béton armé plus léger (10 tonnes minimum contre plus de 15 tonnes pour les systèmes à une seule rangée), ce qui réduit considérablement les coûts de génie civil et simplifie les rénovations dans les locaux de compresseurs existants où la capacité des fondations peut être limitée.

4. Variateur de vitesse pour moteur moyenne tension destiné à l'intégration industrielle

Le LW-52/8 est entraîné par un moteur à induction moyenne tension de 350 kW Disponible en versions 6 kV ou 10 kV, conforme à la classe d'efficacité IE3 de la norme CEI 60034-1, ce variateur moyenne tension élimine le besoin d'appareillages basse tension surdimensionnés et de câbles de forte section, nécessaires pour un moteur 380 V de puissance équivalente. Son intégration directe aux réseaux de distribution industriels moyenne tension réduit les coûts d'infrastructure électrique, minimise les pertes par effet Joule (I²R) dans le câblage et améliore l'efficacité énergétique globale. Pour les installations dotées de systèmes de barres 6 kV ou 10 kV, courants dans les grands sites industriels, le LW-52/8 offre une compatibilité électrique immédiate.

Scénarios d'application

Grandes installations de séparation cryogénique de l'air

Dans les grandes installations cryogéniques d'ASU produisant 2 000 à 5 000 Nm³/h d'azote gazeux, le LW-52/8 sert de surpresseur primaire à azote haute pression Entre le caisson froid et le collecteur de distribution, son débit de 52 m³/min correspond à celui des unités de séparation d'air (ASU) de grande capacité. La pression de refoulement de 0,80 MPa assure une hauteur manométrique suffisante pour la distribution par pipeline sur de longues distances vers les consommateurs en aval, tels que les aciéries intégrées, les complexes pétrochimiques et les terminaux de regazéification de GNL. L'absence d'huile est essentielle pour ces applications, car toute contamination par l'huile compromettrait la pureté de l'azote fourni aux procédés sensibles, notamment dans les usines de fabrication de semi-conducteurs et de produits pharmaceutiques desservies par le même réseau de distribution.

Stations de surpression d'azote VPSA haute pression

Pour les grands générateurs d'azote VPSA produisant de l'azote d'une pureté de 99,5 à 99,9% à une pression proche de la pression atmosphérique, Booster d'azote LW-52/8 Le produit basse pression est comprimé à 0,80 MPa pour une distribution haute pression. Cette pression de refoulement élevée est particulièrement avantageuse pour les installations VPSA desservant plusieurs consommateurs via un collecteur centralisé, où les pertes de charge dans le réseau de distribution peuvent être importantes. L'absence d'huile dans le circuit de compression est essentielle au fonctionnement des systèmes VPSA, car une contamination par des hydrocarbures empoisonnerait irréversiblement l'adsorbant à tamis moléculaire de carbone, dégradant ainsi l'efficacité de séparation et nécessitant un remplacement coûteux de l'adsorbant.

Injection d'azote à haute pression dans le secteur pétrochimique

Dans les opérations pétrochimiques et de raffinage, le LW-52/8 fournit de l'azote à haute pression pour inertage du réacteur, préservation du catalyseur, purge des canalisations et injection d'azote d'urgence L'injection d'azote dans les cuves de traitement est possible grâce à une pression de refoulement de 0,80 MPa suffisante pour supporter les pressions nominales des cuves et réacteurs classiques, permettant ainsi une injection directe sans surpression intermédiaire. Le fonctionnement en continu garantit une alimentation en azote ininterrompue lors des arrêts techniques et des opérations de maintenance prolongées, pouvant durer plusieurs semaines. La certification « sans huile » est obligatoire pour les applications pétrochimiques où l'azote entre en contact avec des lits catalytiques ou pénètre dans des flux de procédé qui doivent rester exempts d'hydrocarbures.

Inertisation des laminoirs et étanchéité des gaz des hauts fourneaux

Les aciéries intégrées nécessitent d'énormes volumes d'azote pour opérations de colmatage des gaz de haut fourneau, d'inertage des répartiteurs et de métallurgie en pocheLe compresseur LW-52/8, d'une capacité de 52 m³/min, peut alimenter simultanément plusieurs hauts fourneaux ou lignes de coulée continue grâce à un collecteur d'azote haute pression centralisé. Sa pression de refoulement de 0,80 MPa assure une hauteur manométrique suffisante pour vaincre la contre-pression des systèmes de gaz de haut fourneau et garantir un flux de gaz d'étanchéité positif au niveau des tuyères. Sa conception sans huile prévient toute contamination des gaz de haut fourneau par l'huile, contamination qui encrasserait les équipements d'épuration en aval et compromettrait la qualité des gaz récupérés pour la production d'électricité.

Matériaux et construction

Le LW-52/8 est fabriqué à partir de matériaux haut de gamme sélectionnés pour leur compatibilité avec l'azote, leur résistance aux hautes pressions et leur longue durée de vie opérationnelle :

Tous les composants soumis à la pression sont conçus et fabriqués en stricte conformité avec ASME BPVC Section VIII Division 1 ou les normes chinoises GB 150. Chaque joint soudé subit une inspection radiographique 100% (RT) conformément à la section V, article 2 de l'ASME, et chaque récipient sous pression terminé est soumis à un essai de pression hydrostatique à 1,5 fois la pression de service maximale admissible (MAWP) pendant une période de maintien minimale de 30 minutes.

Instructions d'installation et d'entretien

Exigences en matière de fondations et de structure

Le LW-52/8 a un poids à sec de 6,00 tonnes et un centre de gravité situé à environ 900 mm au-dessus de la plaque de base. Grâce à sa conception à deux rangées de cylindres opposés, les forces de déséquilibre sont minimales, permettant une installation sur un bloc d'inertie en béton armé de 10 à 12 tonnesLe bloc doit être monté sur des isolateurs de vibrations élastomères (fréquence naturelle de 6 à 8 Hz) afin d'éviter la transmission des vibrations aux structures et instruments adjacents. Dégagement minimal requis : 1,5 m côté opposé à l'entraînement pour l'accès aux vannes, 1,2 m côté entraînement pour la maintenance du moteur et 2,0 m en hauteur pour l'accès à la grue lors des révisions majeures.

Conception du système d'eau de refroidissement

La demande en eau de refroidissement est d'environ 55 m³/h La température d'entrée ne doit pas dépasser 32 °C. Le circuit de distribution d'eau alimente les chemises de cylindre, le refroidisseur intermédiaire et le refroidisseur final par des branches parallèles. Spécifications de qualité de l'eau : pH 6,5–8,5, matières solides dissoutes totales < 500 mg/L, teneur en chlorures < 50 mg/L (pour prévenir la corrosion des tubes en acier inoxydable 316 dans les refroidisseurs), matières en suspension < 30 mg/L et dureté totale < 300 mg/L exprimée en CaCO₃. Pour les sites présentant une qualité d'eau limite, une tour de refroidissement en circuit fermé avec filtration latérale et traitement chimique est fortement recommandée afin de prévenir la formation de tartre et la corrosion.

Programme d'entretien préventif

La conception sans huile du LW-52/8 simplifie considérablement la maintenance par rapport aux modèles lubrifiés. Aucun changement d'huile n'est à prévoir, aucun échantillon d'huile de lubrification à analyser, aucun filtre à huile à remplacer ni aucune cartouche de séparateur d'huile à surveiller. Les principales pièces d'usure consommables sont : segments de piston et bagues de guidage en PTFECes équipements atteignent généralement une durée de vie de 4 000 à 6 000 heures en conditions d'azote pur. Cette simplification de la maintenance se traduit par une réduction des coûts de main-d'œuvre, une diminution des stocks de pièces détachées et une disponibilité accrue des équipements.

Certifications de conformité et de sécurité

Le compresseur d'azote LW-52/8 est conçu, fabriqué et testé pour respecter ou dépasser les normes internationales et les cadres réglementaires suivants :

Analyse des performances et de l'efficacité

Le LW-52/8 atteint un consommation électrique spécifique d'environ 6,73 kW par m³/min Le débit d'azote est de 0,80 MPa. Ce rendement est remarquable pour un compresseur à piston sans huile fonctionnant à un taux de compression élevé, ce qui le positionne avantageusement dans la catégorie des compresseurs de 40 à 60 m³/min. À titre de comparaison, les compresseurs à vis lubrifiés à l'huile, utilisés dans des applications haute pression similaires, consomment généralement de 7,0 à 7,8 kW/m³/min, tandis que les anciens compresseurs à piston mono-étagés peuvent dépasser 8,5 kW/m³/min à des pressions de refoulement équivalentes.

Sur un cycle de fonctionnement annuel standard de 8 000 heures, l’avantage en matière d’efficacité du LW-52/8 génère environ Économies d'énergie annuelles de 112 000 à 280 000 kWh par rapport à des solutions moins performantes. Avec un tarif d'électricité industriel moyen de $0,08/kWh, cela représente une réduction des coûts d'exploitation directs de $8 960 à $22 400 par an. Si l'on ajoute à cela l'élimination complète des consommables liés au pétrole (huile de lubrification, éléments filtrants, cartouches de séparation, élimination des huiles usées et analyse d'huile), coût total de possession pour la compression d'azote est réduit d'environ 20 à 30% sur une durée de vie opérationnelle de 10 ans.

L'absence d'huile dans le circuit de compression élimine également la consommation d'énergie liée aux équipements de déshuilage en aval. Un compresseur lubrifié à l'huile classique de cette taille et de cette pression nominale nécessite des filtres coalescents, des adsorbeurs à charbon actif et un système de surveillance continue de l'huile, dont la consommation totale représente 3 à 5 Tp de la puissance du compresseur. La conception sans huile du LW-52/8 supprime entièrement cette consommation parasite, améliorant ainsi le rendement du système.

Capacités de personnalisation et de fabrication d'équipement d'origine (OEM)

Nous proposons de nombreuses options de personnalisation pour adapter le LW-52/8 aux conditions spécifiques du site, aux exigences d'intégration et aux spécifications de l'utilisateur final :

• Ensembles clés en main montés sur patins : Le compresseur, le moteur, l'échangeur de chaleur, le refroidisseur final, l'instrumentation et le panneau de commande sont pré-assemblés sur un châssis en acier structurel doté d'anneaux de levage intégrés et de gabarits pour boulons d'ancrage. Cette approche réduit le temps d'installation sur site d'environ 60% et minimise les risques de mise en service grâce à des tests préalables en usine de tous les systèmes.
• Configurations des zones dangereuses : Des armoires électriques et de moteurs conformes aux normes ATEX Zone 2 et IECEx sont disponibles pour les installations dans les sites pétrochimiques où des atmosphères explosives peuvent être occasionnellement présentes. Des dispositifs intégrés de détection de gaz et de verrouillage automatique de la ventilation peuvent être intégrés au système de contrôle.
• Contrôle avancé des processus : Automate programmable Siemens S7-1200 ou Allen-Bradley CompactLogix (en option) avec écran tactile IHM de 10 pouces, surveillance à distance via Modbus TCP/IP ou OPC-UA et intégration transparente avec les systèmes DCS/SCADA de l'usine. La régulation automatique de charge/décharge et la compatibilité avec les variateurs de fréquence optimisent le rendement à charge partielle et réduisent l'usure mécanique au démarrage.
• Systèmes de protection de l'environnement : Systèmes de revêtement de qualité marine C5-M pour les installations côtières ou offshore ; composants électriques tropicalisés pour des températures ambiantes jusqu'à 55 °C ; et enceintes acoustiques IP54 qui réduisent l'émission de bruit de 85 dB(A) à 72 dB(A) à 1 mètre, adaptées aux installations intérieures sans local compresseur dédié.
• Programmes OEM et de marques privées : Des couleurs de peinture personnalisées, des plaques signalétiques personnalisées et des documentations localisées sont disponibles pour les distributeurs d'équipements gaziers et les intégrateurs de systèmes. Les manuels techniques, les listes de pièces détachées et les procédures de maintenance peuvent être fournis en plusieurs langues.

Des configurations personnalisées sont disponibles auprès de Quantité minimale de commande : 1 unitéL'étude technique et l'élaboration de la proposition nécessitent généralement 5 à 7 jours ouvrables. Le délai de livraison standard est de 12 à 14 semaines ; les commandes suivantes sont livrées sous 8 à 10 semaines à compter de la confirmation de commande.

Étude de cas : Modernisation du système de distribution d’azote dans une aciérie

Client: Une aciérie intégrée en Asie du Sud-Est, dotée de deux hauts fourneaux et de quatre lignes de coulée continue.

Défi: L'alimentation en azote de l'usine était assurée par deux compresseurs à huile vieillissants (marque européenne, 18 ans de service) alimentant un collecteur de distribution commun de 0,60 MPa. Ces compresseurs subissaient fréquemment des entraînements d'huile dans le flux d'azote, contaminant les systèmes d'étanchéité des gaz du haut fourneau et provoquant l'obstruction des buses de distribution lors de la coulée continue. Les coûts de maintenance, liés à l'huile, avaient atteint 1 TP4 850 000 €/an, et la pression de 0,60 MPa était insuffisante pour répondre aux nouvelles exigences d'inertage haute pression des buses de distribution.

Solution: Nous avons fourni un Compresseur d'azote sans huile LW-52/8 En remplacement du compresseur principal, un nouveau compresseur a été installé sur un châssis sur mesure intégrant un refroidisseur intermédiaire, un refroidisseur final et un automate programmable Siemens S7-1200 avec intégration SCADA. La pression de refoulement de 0,80 MPa répond aux nouvelles exigences d'inertage du répartiteur, tandis que sa conception sans huile élimine toute contamination des gaz de haut fourneau et des systèmes de coulée. Un réservoir tampon de 5 m³ a été installé en amont pour amortir les fluctuations de la demande des lignes de coulée.

Résultats quantifiés après 24 mois :

• Teneur en huile azotée : Réduit de 4,2 mg/m³ à <0,01 mg/m³, obtenant la certification ISO 8573-1 Classe 0
• Incidents de colmatage de la buse du répartiteur : Éliminé complètement, améliorant le rendement de coulée de 1,2%
• Coût annuel d'entretien : Réduit de 45% ($85 000 à $46 750) grâce à l'élimination des réparations liées à l'huile
• Consommation d'énergie : Amélioré par 6,8% par rapport à l'unité remplacée, une économie d'environ $19 200/an
• Temps d'arrêt non planifié : Aucun événement en 24 mois de fonctionnement continu

« Le système LW-52/8 a transformé notre approvisionnement en azote, autrefois source de problèmes de maintenance, en un service fiable. L’élimination de la contamination par l’huile a amélioré la qualité de nos coulées et réduit de 80% le nombre de remplacements de buses. Le retour sur investissement a été inférieur à 20 mois. » — Ingénieur en chef, Opérations de l'aciérie

FAQ et guide de sélection

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