Compresseur d'azote LW-10/8 – Surpresseur N2 sans huile de moyenne gamme pour réseaux de distribution industriels

Débitant de 10 m³/min à une pression de refoulement de 0,80 MPa, le LW-10/8 est un compresseur d'azote à pistons sans huile, à deux étages et deux rangées, conçu pour la séparation cryogénique de l'air à moyenne échelle, les stations de surpression d'azote VPSA et la distribution par pipeline industriel. Il garantit l'absence de contamination par lubrifiant, un fonctionnement continu et une fiabilité à toute épreuve (24 h/24 et 7 j/7) même dans les environnements industriels les plus exigeants.

Présentation du produit

Le Compresseur d'azote LW-10/8 occupe une place stratégique dans notre gamme de compresseurs à piston sans huile, comblant le fossé entre les unités compactes d'entrée de gamme et les modèles industriels haute capacité. Avec une capacité nominale de 10 m³/min et une pression de refoulement de 0,80 MPaCette unité constitue l'épine dorsale des systèmes de distribution d'azote de moyenne échelle dans les usines de séparation d'air cryogénique, les stations de surpression VPSA et les réseaux de gazoducs industriels.

Ce qui distingue le LW-10/8 des alternatives lubrifiées classiques, c'est son circuit de compression entièrement exempt d'huileLes segments de piston et les bagues de guidage sont fabriqués à partir de matériaux composites PTFE autolubrifiants fonctionnant sans lubrifiants hydrocarbonés, garantissant ainsi un flux d'azote totalement exempt de contamination par l'huile. Cette caractéristique est essentielle pour les applications exigeant la certification ISO 8573-1 Classe 0, notamment l'inertage à l'azote pour l'emballage alimentaire, l'inertage pharmaceutique, la fabrication électronique et le confinement des procédés chimiques.

Le compresseur utilise un à deux étages, à deux rangées (二列二级) Configuration qui répartit le taux de compression total entre deux cylindres. Cette approche étagée réduit la température de refoulement à chaque étage, améliore le rendement volumétrique et prolonge la durée de vie des soupapes et des segments de piston. Chaque étage est équipé d'un refroidisseur intermédiaire indépendant, garantissant que la température des gaz reste dans les limites de fonctionnement sûres, même en fonctionnement continu à charge maximale. Le bâti robuste en fonte et le vilebrequin usiné avec précision sont conçus pour supporter plus de 100 000 heures de la durée de vie dans le cadre des protocoles de maintenance standard.

Spécifications techniques – LW-10/8

* 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

Le LW-10/8 utilise une technologie 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 0,08 sans lubrification externe aux hydrocarbures, éliminant ainsi tout risque d'entraînement de vapeurs d'huile dans le flux d'azote produit. Pour les opérateurs des industries réglementées, cela se traduit directement par : Conformité à la norme ISO 8573-1, classe 0 sans les dépenses d'investissement et les charges d'entretien continues des équipements de filtration d'huile en aval tels que les filtres coalescents, les adsorbeurs à charbon actif et les instruments de surveillance de l'huile.

2. Optimisation thermodynamique en deux étapes

Le architecture de compression à deux étapes Le compresseur LW-10/8 est optimisé thermodynamiquement pour atteindre une pression de refoulement cible de 0,80 MPa. En divisant le rapport de pression entre un cylindre basse pression et un cylindre haute pression, le compresseur atteint une température moyenne effective plus basse par étage. Un refroidisseur intermédiaire tubulaire dédié, placé entre les étages, évacue la chaleur de compression, maintenant ainsi les températures de refoulement en dessous de 155 °C, même à charge continue maximale. Cette stratégie de gestion thermique prolonge la durée de vie des plaques de soupape d'environ 351 cycles thermiques par rapport aux conceptions mono-étagées fonctionnant à des rapports de pression globaux équivalents, et elle prévient la dégradation thermique des joints en PTFE qui pourrait autrement compromettre les performances sans huile.

3. Construction de cadre compacte mais robuste

Le cadre principal est moulé à partir de fonte grise GG25 (Équivalent à la norme ASTM A48 Classe 30B) avec passages d'eau de refroidissement intégrés. La configuration à deux rangées de cylindres opposés assure une annulation naturelle des forces de premier ordre, réduisant ainsi les forces d'inertie déséquilibrées transmises à la fondation de plus de 80% par rapport aux conceptions à une seule rangée. 1,80 tonneLe LW-10/8 peut être installé à l'aide d'un chariot élévateur standard, et sa construction robuste lui confère une durée de vie de plus de 100 000 heures. Ses dimensions compactes…2340 × 910 × 2070 mm— le rendre adapté aux installations où l’espace au sol est limité, comme par exemple les projets de rénovation de locaux de compresseurs existants ou les systèmes d’alimentation en azote conteneurisés.

4. Variateur de fréquence standard pour moteur industriel 380 V

Le LW-10/8 est entraîné par un Moteur à induction triphasé de 65 kW, 380 V, 50 Hz Conforme à la norme IEC 60034-1, classe d'efficacité IE3, le LW-10/8, en configuration basse tension standard, s'intègre directement aux tableaux de distribution industriels 380 V existants sans nécessiter d'infrastructure moyenne tension, de transformateurs abaisseurs ni d'appareillage spécialisé. Cette simplicité électrique réduit les coûts d'investissement et la complexité de la mise en service, faisant du LW-10/8 une solution idéale pour les installations passant de la vaporisation d'azote liquide ou du gaz en bouteille à la compression sur site. Pour les sites équipés de réseaux 6 kV ou 10 kV, un moteur optionnel avec transformateur abaisseur intégré peut être fourni sur un châssis commun.

Scénarios d'application

Installations de séparation d'air cryogénique de moyenne échelle

Dans les installations cryogéniques ASU (unité de séparation d'air) produisant 500 à 1 500 Nm³/h d'azote gazeux, le LW-10/8 sert de premier booster d'azote Située entre la boîte froide et le collecteur de distribution d'azote gazeux, cette unité de séparation d'air (ASU) possède un débit de 10 m³/min, adapté à la production des unités de séparation d'air (ASU) de moyenne capacité. Sa pression de refoulement de 0,80 MPa est optimisée pour la distribution par pipeline vers les consommateurs en aval, tels que les systèmes de couverture des réacteurs chimiques, les stations d'inertage des aciéries et les réseaux de purge des usines de GNL. L'absence d'huile est essentielle pour les ASU, car toute contamination par des hydrocarbures dégraderait l'efficacité de la séparation cryogénique et pourrait endommager les sécheurs à tamis moléculaire situés en aval.

Stations de surpression d'azote VPSA

Les générateurs d'azote à adsorption modulée en pression sous vide (VPSA) produisent de l'azote gazeux à une pression proche de la pression atmosphérique (0,05–0,10 MPa). Booster d'azote LW-10/8 Ce produit basse pression est comprimé à 0,80 MPa pour sa distribution aux points d'utilisation. L'absence d'huile dans le circuit de compression est essentielle pour les systèmes VPSA, car toute contamination par des hydrocarbures empoisonnerait l'adsorbant à tamis moléculaire de carbone, dégradant ainsi définitivement l'efficacité de séparation du générateur d'azote et nécessitant un remplacement coûteux de l'adsorbant, pouvant dépasser 1 000 000 unités pour une installation de moyenne capacité. La certification « sans huile » native du LW-10/8 protège cet investissement crucial.

Couverture et inertage pour procédés chimiques

Les installations de fabrication de produits chimiques nécessitent de grands volumes d'azote pour couverture du réacteur, inertage de la cuve et purge des canalisations Afin de prévenir la formation de vapeurs explosives et la dégradation oxydative des produits sensibles, la pression de refoulement de 0,80 MPa du LW-10/8 assure une pression suffisante pour compenser les réglages des soupapes de décharge et maintenir une pression positive simultanément dans plusieurs réacteurs et cuves de stockage. Son fonctionnement en continu garantit une disponibilité ininterrompue d'azote lors de campagnes de production prolongées pouvant durer plusieurs mois sans interruption. L'absence d'huile est indispensable dans les applications chimiques où même des traces de contamination huileuse pourraient catalyser des réactions secondaires indésirables ou contaminer des flux de produits de haute pureté.

Emballage alimentaire et stockage sous atmosphère modifiée

Les installations d'emballage alimentaire de taille moyenne nécessitent un approvisionnement constant en azote de haute pureté pour emballage sous atmosphère modifiée (MAP)Le compresseur LW-10/8 assure le stockage sous atmosphère contrôlée et le rinçage à l'azote des lignes de conditionnement. Sa capacité de 10 m³/min permet d'alimenter simultanément plusieurs machines de conditionnement à grande vitesse, tandis que sa certification sans huile garantit la conformité aux normes FDA 21 CFR 173.310 (azote de qualité alimentaire) et au règlement européen 231/2012. L'absence de contamination par l'huile élimine les risques de défauts de goût, de rancissement ou de décoloration du produit, problèmes pouvant survenir avec des compresseurs lubrifiés pour le contact alimentaire, préservant ainsi la réputation de la marque et la sécurité des consommateurs.

Matériaux et construction

Chaque composant du LW-10/8 est sélectionné pour sa compatibilité avec le service à l'azote, sa résistance à la corrosion et son intégrité mécanique à long terme :

Tous les composants soumis à la pression sont conçus et fabriqués conformément aux normes en vigueur. 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 terminé est soumis à un essai de pression hydrostatique à 1,5 fois la pression de service maximale admissible (MAWP) pendant une durée minimale de maintien de 30 minutes.

Instructions d'installation et d'entretien

Exigences en matière de fondation et de montage

Le LW-10/8 pèse 1,80 tonne et possède un centre de gravité bas grâce à sa conception compacte. bloc d'inertie en béton armé de 4 à 5 tonnes Il est recommandé de le monter sur des isolateurs de vibrations élastomères (fréquence naturelle de 6 à 8 Hz). La configuration à deux rangées de cylindres opposés annule intrinsèquement les forces d'inertie du premier ordre, minimisant ainsi la transmission des vibrations aux structures adjacentes. Dégagements requis : 1,2 m côté opposé à l'entraînement pour la maintenance des vannes, 1,0 m côté entraînement pour l'accès au moteur et 1,8 m en hauteur pour l'accès à la grue lors des révisions majeures. Son encombrement réduit permet une installation dans les salles des machines existantes sans modification structurelle.

Spécifications du système d'eau de refroidissement

La demande en eau de refroidissement est d'environ 15 m³/h La température d'entrée ne doit pas dépasser 32 °C. Le circuit de distribution d'eau alimente en parallèle les chemises de cylindre, le refroidisseur intermédiaire et le refroidisseur final. Qualité d'eau acceptable : 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 304) et matières en suspension < 30 mg/L. Pour les sites où la qualité de l'eau est limite, l'utilisation d'une tour de refroidissement en circuit fermé avec filtration latérale et traitement chimique est fortement recommandée afin de prévenir la formation de tartre et de maintenir l'efficacité du transfert thermique.

Programme d'entretien préventif

La conception sans huile du LW-10/8 simplifie considérablement la maintenance par rapport aux alternatives lubrifiées. Il n'y a pas de vidanges d'huile à programmer, pas d'échantillons d'huile à analyser, pas d'éléments filtrants à remplacer et pas de cartouches de séparateur d'huile à surveiller. Les seules pièces d'usure consommables sont les 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 simplicité de maintenance se traduit par des coûts de main-d'œuvre réduits, un stock de pièces détachées allégé et une disponibilité accrue des équipements.

Certifications de conformité et de sécurité

Le compresseur d'azote LW-10/8 respecte ou dépasse les normes internationales et les exigences réglementaires suivantes :

Analyse des performances et de l'efficacité

Le LW-10/8 atteint un consommation électrique spécifique d'environ 6,50 kW par m³/min L'unité fournit un débit d'azote de 0,80 MPa à une pression de refoulement de 0,80 MPa. Ce rendement la positionne avantageusement sur le segment des compresseurs à piston sans huile de 8 à 15 m³/min. À titre de comparaison, les compresseurs à vis lubrifiés à l'huile, utilisés dans des applications similaires, consomment généralement de 7,0 à 7,8 kW/m³/min, tandis que les compresseurs à piston mono-étagés classiques peuvent dépasser 8,5 kW/m³/min.

Sur un cycle de fonctionnement annuel standard de 8 000 heures, le gain d'efficacité du LW-10/8 se traduit par environ Économies d'énergie annuelles de 40 000 à 104 000 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 $3 200 à $8 320 par an. Si l'on ajoute à cela l'élimination des consommables liés au pétrole (huile de lubrification, éléments filtrants, cartouches de séparation, traitement des huiles usées), 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 nécessite des filtres coalescents, des adsorbeurs à charbon actif et des instruments de surveillance qui consomment collectivement 3 à 5 Tp de la puissance du compresseur. La conception sans huile du LW-10/8 supprime entièrement cette consommation parasite, améliorant ainsi le rendement du système.

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

Nous proposons des options de personnalisation complètes pour adapter le LW-10/8 aux conditions spécifiques du site, aux exigences d'intégration et aux spécifications de l'utilisateur final :

• Ensembles clés en main montés sur patins : Compresseur, moteur, refroidisseur intermédiaire, refroidisseur final, instrumentation et panneau de commande préassemblés sur un châssis en acier structurel avec anneaux de levage intégrés et gabarits de boulons d'ancrage. Cette approche réduit le temps d'installation sur site d'environ 60% et minimise les risques de mise en service.
• 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. La détection de gaz et les dispositifs 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. La gestion automatique du chargement/déchargement et la compatibilité avec les variateurs de vitesse optimisent le rendement à charge partielle.
• 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 classées IP54 qui réduisent l'émission de bruit de 85 dB(A) à 72 dB(A) à 1 mètre.
• OEM et marques privées : Des couleurs de peinture personnalisées, des plaques signalétiques personnalisées et des dossiers de documentation sont disponibles pour les intégrateurs de systèmes et les distributeurs d'équipements gaziers. Les manuels techniques, les listes de pièces détachées et les procédures de maintenance peuvent être fournis dans les langues locales.

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 des prototypes 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 d'une usine chimique

Client: Un fabricant de produits chimiques de spécialité en Thaïlande

Défi: Le surpresseur d'azote lubrifié à l'huile du client (marque japonaise, 10 ans de service) présentait une contamination progressive du réseau de distribution d'azote par de l'huile. Le niveau de contamination atteignait 1,5 mg/m³, entraînant des problèmes de qualité des produits lors des procédés de synthèse chimique de haute pureté et provoquant des réclamations clients. L'huile encrassait également le lit de polissage final au charbon actif, nécessitant son remplacement tous les 6 mois, pour un coût de $8 000 par intervention.

Solution: Nous avons fourni un Compresseur d'azote sans huile LW-10/8 En remplacement direct, l'unité est montée sur un châssis sur mesure intégrant un refroidisseur intermédiaire, un refroidisseur final et un panneau de commande automate Siemens S7-1200. L'encombrement du châssis a été optimisé pour s'adapter aux fondations existantes, évitant ainsi des travaux de génie civil. Un réservoir tampon de 1,5 m³ a été ajouté en amont afin d'amortir les pulsations de pression dues au cycle d'adsorption VPSA.

Résultats quantifiés après 24 mois :

• Teneur en huile azotée : Réduit de 1,5 mg/m³ à <0,01 mg/m³, obtenant la certification ISO 8573-1 Classe 0
• Intervalle de remplacement du lit de charbon actif : Prolongé de 6 mois à 24 mois, permettant d'économiser $12 000/an en consommables
• Dépenses totales d'entretien : Diminué de 35% grâce à la suppression des vidanges d'huile, des remplacements de filtres et des révisions de séparateurs
• Consommation d'énergie : Amélioré par 6,8% par rapport à l'unité remplacée, cela équivaut à une économie de $4 800 £/an aux tarifs d'électricité locaux
• Temps d'arrêt non planifié : Aucun événement en 24 mois de fonctionnement continu

« Le compresseur LW-10/8 a complètement éliminé nos problèmes de contamination de l'huile. La qualité de nos produits de synthèse chimique s'est nettement améliorée et notre équipe de maintenance consacre beaucoup moins de temps à l'entretien des compresseurs. Le retour sur investissement a été d'un peu plus de deux ans. » — Responsable de l'ingénierie de l'usine

FAQ et guide de sélection

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