Compresseur d'azote LW-16.5/13 – Surpresseur d'azote sans huile à débit moyen et haute pression pour applications industrielles exigeantes

Conçu pour fournir un débit de 16,5 m³/min à une pression de refoulement de 1,30 MPa, le LW-16.5/13 est un compresseur d'azote à pistons sans huile, à deux étages et deux rangées de pistons, spécialement conçu pour l'injection d'azote haute pression, la synthèse chimique et la distribution de gaz industriels spécialisés, où pression élevée et pureté absolue sont essentielles. Il garantit l'absence de contamination par lubrifiant, un fonctionnement continu et est optimisé pour une utilisation 24 h/24 et 7 j/7 dans les environnements les plus exigeants.

Présentation du produit

Le Compresseur d'azote LW-16.5/13 occupe une place de choix au sein de notre gamme de compresseurs à pistons sans huile, comblant le fossé entre les débits moyens et les exigences de refoulement haute pression. Avec une capacité nominale de 16,5 m³/min et une pression de refoulement élevée de 1,30 MPaCette unité est conçue pour les applications industrielles où l'azote doit être distribué à des pressions nettement supérieures à celles des collecteurs de distribution classiques.

Ce qui distingue le LW-16.5/13 des compresseurs d'azote standard, c'est sa capacité à atteindre pression de refoulement de 1,30 MPa tout en maintenant une intégrité totalement exempte d'huile sur l'ensemble du circuit de compression. Les segments de piston et les bagues de guidage sont fabriqués à partir de composites PTFE autolubrifiants haute performance, spécialement formulés pour les conditions de pression et de température élevées. Ceci garantit que le flux d'azote reste totalement exempt de contamination par les hydrocarbures, permettant ainsi d'atteindre Certification ISO 8573-1 Classe 0 sans aucun équipement de purification en aval. Pour la synthèse chimique, l'inertage des réacteurs haute pression et les applications de gaz spéciaux, cette pureté native est indispensable.

Le compresseur utilise un à deux étages, à deux rangées (二列二级) La configuration est thermodynamiquement essentielle pour gérer le rapport de pression important requis pour atteindre 1,30 MPa. Ce rapport est réparti de manière optimale entre un cylindre basse pression et un cylindre haute pression, un refroidisseur intermédiaire évacuant la chaleur de compression entre les étages. Cette approche par étages limite la température de refoulement de chaque étage à moins de 160 °C, préservant ainsi la stabilité dimensionnelle des joints en PTFE et prolongeant la durée de vie des soupapes. Le bâti robuste en fonte et le vilebrequin en acier forgé, équilibré avec précision, sont conçus pour une durée de vie minimale de 120 000 heures conformément aux protocoles de maintenance standard.

Spécifications techniques – LW-16.5/13

* 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. Technologie d'étanchéité PTFE sans huile haute pression

Le LW-16.5/13 utilise un système avancé système de segment de piston et de bande de guidage autolubrifiants Fabriqués à partir de composites PTFE haute densité renforcés de fibres de verre, de fibres de carbone et de particules de bronze, ces joints sont conçus pour résister aux pressions et températures élevées associées à un fonctionnement à 1,30 MPa. Leur coefficient de frottement est inférieur à 0,06, sans lubrification aux hydrocarbures. Les joints conservent leur stabilité dimensionnelle jusqu'à 190 °C, garantissant une étanchéité fiable même en fonctionnement continu à haute pression. Pour les opérateurs de procédés chimiques, ce produit offre… Conformité native à la norme ISO 8573-1 Classe 0 sans dépenses d'investissement ni charges d'entretien pour la filtration du pétrole en aval.

2. Compression à deux étages pour des rapports de pression extrêmes

Le architecture de compression à deux étapes L'utilisation de cette technique est non seulement bénéfique, mais essentielle pour atteindre une pression de refoulement de 1,30 MPa à partir de conditions d'entrée proches de la pression atmosphérique. Le rapport de pression est réparti entre un cylindre basse pression et un cylindre haute pression, un refroidisseur intermédiaire à calandre et tubes à haut rendement évacuant la chaleur de compression entre les étages. Cette conception étagée limite la température de refoulement de chaque étage à moins de 160 °C, évitant ainsi la dégradation thermique des joints en PTFE et prolongeant la durée de vie des soupapes d'environ 501 TP3T par rapport aux conceptions à un seul étage visant des rapports de pression équivalents. Le refroidisseur intermédiaire est surdimensionné, offrant une marge de sécurité lors des variations de température ambiante.

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. Malgré sa capacité à supporter des pressions élevées, le LW-16.5/13 conserve un encombrement relativement réduit. 2675 × 1550 × 2520 mm et un poids de juste 3,00 tonnesLa configuration à deux rangées de cylindres opposés assure une annulation intrinsèque des forces de premier ordre, réduisant ainsi la transmission des vibrations et permettant une installation sur un bloc d'inertie en béton armé de poids modeste (5 à 6 tonnes). Cette compacité est particulièrement avantageuse pour les installations de modernisation dans les usines chimiques et les installations de traitement existantes où l'espace et la capacité des fondations sont limités.

4. Variateur de fréquence standard pour moteur industriel 380 V

Le LW-16.5/13 est entraîné par un moteur à induction triphasé de 160 kW, 380 V, 50 Hz Conforme à la norme IEC 60034-1, classe d'efficacité IE3, le LW-16.5/13, 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-16.5/13 une solution de modernisation avantageuse pour les installations passant de surpresseurs à azote haute pression en bouteille ou à gaz hydraulique à une compression continue sur site.

Scénarios d'application

Synthèse chimique à haute pression et inertage des réacteurs

Dans les installations de fabrication chimique, le LW-16.5/13 fournit de l'azote à haute pression pour inertisation du réacteur, préservation du lit catalytique et injection d'azote d'urgence Dans les cuves de traitement fonctionnant à haute pression, la pression de refoulement de 1,30 MPa est suffisante pour vaincre la pression interne de la plupart des réacteurs discontinus, autoclaves et boucles de synthèse haute pression, permettant ainsi l'injection directe d'azote sans surpression intermédiaire. L'absence d'huile est absolument essentielle en synthèse chimique, car toute contamination par des hydrocarbures empoisonnerait les catalyseurs à base de métaux précieux, initierait des réactions secondaires indésirables ou compromettrait la pureté du produit dans la fabrication de produits chimiques fins et pharmaceutiques.

Surpression d'azote VPSA haute pression

Pour les générateurs d'azote VPSA produisant de l'azote de haute pureté à une pression proche de la pression atmosphérique, Booster d'azote LW-16.5/13 Ce procédé comprime le produit basse pression à 1,30 MPa pour une distribution haute pression destinée aux industries exigeantes. Son débit de 16,5 m³/min est parfaitement adapté aux installations VPSA de moyenne taille desservant les usines chimiques, les installations de gaz spéciaux et les applications de couverture haute pression. Le circuit de compression sans huile protège le tamis moléculaire de carbone contre l'empoisonnement par les hydrocarbures, préservant ainsi la durée de vie de l'adsorbant et la pureté de l'azote.

Purge et essais de pression des oléoducs et gazoducs

Dans la construction et l'entretien des oléoducs et gazoducs, l'azote est utilisé pour purge de la canalisation, essai de déplacement hydrostatique et garnissage de gaz inerte sec Avant sa mise en service, la pression de refoulement de 1,30 MPa du LW-16.5/13 est suffisante pour la purge des pipelines de diamètre moyen (jusqu'à 24 pouces de diamètre nominal) et pour les essais hydrostatiques de déplacement dans les pipelines fonctionnant à des pressions allant jusqu'à 10 MPa. Sa conception sans huile empêche la contamination par les hydrocarbures de l'intérieur des pipelines, un point essentiel pour les gazoducs où même des traces de résidus d'huile pourraient encrasser les compteurs de gaz, les stations de compression et les équipements des utilisateurs finaux.

Opérations de remplissage de gaz spéciaux et de bouteilles

Les installations de gaz spéciaux et les distributeurs de gaz industriels ont besoin d'azote à haute pression pour Remplissage des bouteilles, chargement des faisceaux et préparation du mélange gazeuxLa pression de refoulement de 1,30 MPa du LW-16.5/13 est suffisante pour remplir les bouteilles d'azote haute pression (pression de service typique de 15 MPa) via un surpresseur de gaz multi-étages ou une cascade de compresseurs. La certification sans huile garantit que les bouteilles remplies répondent aux spécifications de pureté de l'azote de qualité analytique, ultra-pure et de qualité recherche, sans nécessiter d'étapes de purification supplémentaires.

Matériaux et construction

Le LW-16.5/13 est fabriqué à partir de matériaux haut de gamme sélectionnés pour leur compatibilité avec l'azote haute pression, leur résistance aux températures élevées et leur durée de vie opérationnelle prolongée :

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 d'espace

Le LW-16.5/13 a un poids à sec de 3,00 tonnes et un centre de gravité situé à environ 800 mm au-dessus de la plaque de base. Sa conception à deux rangées de cylindres opposés assure un excellent équilibre des forces, permettant son installation sur une grande surface. bloc d'inertie en béton armé de 5 à 6 tonnesLe bloc doit être monté sur des isolateurs de vibrations élastomères (fréquence naturelle de 8 à 12 Hz) afin d'éviter la transmission des vibrations. Dégagements requis : 1,2 m côté opposé à l'entraînement pour l'accès aux vannes, 1,0 m côté entraînement pour la maintenance du moteur et 1,5 m en hauteur pour l'accès à la grue lors des révisions majeures. Grâce à son encombrement réduit, le LW-16.5/13 est adapté à une installation dans les salles des machines existantes disposant d'une surface au sol limitée.

Conception du système d'eau de refroidissement

La demande en eau de refroidissement est d'environ 18 m³/h La température d'entrée ne doit pas dépasser 32 °C. Le circuit de distribution d'eau alimente les chemises de cylindre et le refroidisseur intermédiaire 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), 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 compacte en circuit fermé avec filtration latérale est recommandée afin de prévenir la formation de tartre et la corrosion dans les circuits de refroidissement haute pression.

Programme d'entretien préventif

La conception sans huile du LW-16.5/13 simplifie considérablement la maintenance par rapport aux modèles lubrifiés. Aucun changement d'huile à programmer, aucun échantillon d'huile à analyser, aucun filtre à huile à remplacer et aucune cartouche de séparateur d'huile à surveiller. Les seules pièces d'usure consommables sont : segments de piston et bagues de guidage en PTFECes moteurs atteignent généralement une durée de vie de 4 000 à 6 000 heures en conditions d'azote pur. À une pression de refoulement de 1,30 MPa, l'usure des segments est légèrement supérieure à celle observée en fonctionnement à basse pression ; nous recommandons donc de respecter un intervalle de remplacement de 4 000 heures pour une fiabilité optimale.

Certifications de conformité et de sécurité

Le compresseur d'azote LW-16.5/13 est conçu, fabriqué et testé pour répondre aux normes internationales et aux cadres réglementaires suivants :

Analyse des performances et de l'efficacité

Le LW-16.5/13 atteint un consommation électrique spécifique d'environ 9,70 kW par m³/min La puissance spécifique de ce compresseur correspond à la consommation d'azote délivrée à une pression de refoulement de 1,30 MPa. Cette consommation tient compte de la pénalité thermodynamique liée au taux de compression élevé nécessaire pour atteindre 1,30 MPa à partir de conditions d'entrée proches de la pression atmosphérique. Bien que supérieure à celle des compresseurs basse pression, cette efficacité reste compétitive dans le segment des compresseurs à piston haute pression sans huile. À titre de comparaison, les compresseurs à vis lubrifiés à l'huile fonctionnant à des taux de compression équivalents consomment généralement entre 10,5 et 12,0 kW/m³/min, et les surpresseurs hydrauliques à gaz (souvent utilisés pour l'azote haute pression) peuvent dépasser 15 kW/m³/min.

Sur un cycle de fonctionnement annuel standard de 8 000 heures, le gain d'efficacité du LW-16.5/13 par rapport aux alternatives moins efficaces se traduit par environ Économies d'énergie annuelles de 66 000 à 132 000 kWhÀ $0,08/kWh, cela représente une réduction des coûts directs d'électricité de $5 280 à $10 560 par an. Cependant, la principale justification économique du LW-16.5/13 provient généralement de… élimination des consommables liés au pétrole et suppression des équipements de purification en aval plutôt que des économies d'énergie marginales. coût total de possession pour la compression d'azote à haute pression est réduit d'environ 25 à 35% sur une durée de vie opérationnelle de 10 ans par rapport aux alternatives lubrifiées à l'huile nécessitant une purification en aval importante.

La conception sans huile élimine également la consommation énergétique liée aux équipements de déshuilage en aval. Un compresseur haute pression lubrifié à l'huile classique nécessite des filtres coalescents multi-étages, des adsorbeurs à charbon actif et un système de surveillance continue de l'huile, dont la consommation totale représente 4 à 61 Tp³ de la puissance du compresseur. La certification « sans huile » native du LW-16.5/13 supprime intégralement cette consommation parasite, améliorant ainsi le rendement du système et réduisant les besoins en infrastructure électrique.

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

Nous proposons des options de personnalisation complètes pour adapter le LW-16.5/13 aux exigences spécifiques du processus, aux conditions du site et aux contraintes d'intégration :

• Ensembles clés en main montés sur patins : Le compresseur, le moteur, l'échangeur de chaleur, le refroidisseur final, l'instrumentation haute pression et le panneau de commande sont pré-assemblés sur un châssis en acier structurel avec anneaux de levage intégrés et gabarits de boulons d'ancrage. Les tests préalables en usine de tous les systèmes réduisent le temps de mise en service sur site d'environ 60% et minimisent les risques de démarrage.
• Configurations des zones dangereuses : Des armoires électriques et de moteurs conformes aux normes ATEX Zone 2 et IECEx sont disponibles pour les installations en milieu chimique 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 les contraintes mécaniques au démarrage.
• Options de pack haute pression : Des réservoirs d'azote haute pression intégrés (jusqu'à 2,0 m³ à 1,6 MPa), des stations de régulation de pression et des collecteurs de distribution peuvent être fournis sur le même châssis, créant ainsi un système complet d'alimentation en azote haute pression.
• Protection de l'environnement : Systèmes de revêtement de qualité marine C5-M pour les installations côtières ; composants électriques tropicalisés pour des températures ambiantes jusqu'à 55 °C ; et enceintes acoustiques classées IP54 réduisant le bruit de 84 dB(A) à 70 dB(A) à 1 mètre.
• OEM et marques privées : Couleurs de peinture personnalisées, plaques signalétiques de marque et documentations localisées pour les distributeurs d'équipements gaziers et les intégrateurs de systèmes.

Des configurations personnalisées sont disponibles auprès de Quantité minimale de commande : 1 unitéLes propositions d'ingénierie sont généralement livrées sous 3 à 5 jours ouvrables. Le délai de livraison standard est de 10 à 12 semaines ; une livraison express en 8 semaines est possible pour les commandes éligibles.

Étude de cas : Modernisation du système d'inertage d'un réacteur d'usine chimique

Client: Un fabricant de produits chimiques de spécialité situé dans l'est de la Chine, exploitant des réacteurs discontinus pour la production d'intermédiaires pharmaceutiques.

Défi: L'approvisionnement en azote du client reposait sur un parc de bouteilles haute pression (15 MPa) reliées entre elles pour alimenter les systèmes d'inertage des réacteurs à 1,20 MPa. La consommation mensuelle atteignait 120 bouteilles, les coûts de manutention, de planification des livraisons et de location représentant 180 000 £ par an. Cet approvisionnement était également irrégulier lors des pics de demande, entraînant des retards de production. De plus, une contamination par des résidus d'huile provenant de la station de remplissage des bouteilles a été détectée dans le flux d'azote, compromettant les performances du catalyseur dans les réacteurs d'hydrogénation.

Solution: Nous avons fourni un Compresseur d'azote sans huile LW-16.5/13 Associé à un petit générateur d'azote VPSA (pureté 99,9%, débit de 18 m³/min) monté sur un châssis commun, le compresseur LW-16.5/13 comprime le produit VPSA à 1,30 MPa et alimente directement le collecteur d'inertage du réacteur. Un réservoir haute pression de 1,5 m³ a été intégré au châssis afin d'amortir les fluctuations de la demande lors des cycles du réacteur discontinu. La conception sans huile élimine tout risque de contamination du catalyseur, tandis que la génération sur site s'affranchit de la dépendance aux bouteilles d'azote.

Résultats quantifiés après 18 mois :

• Coût de l'approvisionnement en azote : Réduit de 58% ($180 000 à $75 600/an) par rapport à l'approvisionnement en bouteilles de gaz
• Main-d'œuvre pour la manutention des bouteilles de gaz : Éliminé complètement, permettant d'économiser 480 heures de travail par an
• Incidents de contamination des catalyseurs : Réduit de 3 par an à zéro, améliorant la constance du rendement des lots
• Retards de production dus à la pénurie de gaz : Éliminé, améliorant le taux de livraison à l'heure de 92% à 99,5%
• Pureté de l'azote : >99,9% de façon constante avec une teneur en huile <0,01 mg/m³, conforme à la norme ISO 8573-1 Classe 0
• Délai de récupération : 2,1 ans en se basant uniquement sur les économies de carburant et de main-d'œuvre.

« Le système LW-16.5/13 a éliminé notre dépendance aux bouteilles de gaz et a considérablement amélioré la fiabilité de nos procédés. La certification sans huile nous assure que nos catalyseurs sont protégés et que notre calendrier de production n'est plus tributaire des camions-citernes de livraison de gaz. » — Directeur d'usine, site de production de produits chimiques de spécialité

FAQ et guide de sélection

Produits et solutions connexes

Pour un aperçu complet de nos compresseur d'azote industriel Pour en savoir plus sur notre gamme de produits, notamment les compresseurs d'oxygène sans huile, les compresseurs d'hydrogène, les compresseurs de dioxyde de carbone et les solutions de gaz spéciaux conçues sur mesure, veuillez contacter notre équipe d'ingénierie d'application ou consulter notre catalogue de produits en ligne.

Prêt à moderniser votre système d'azote haute pression ?

Nos ingénieurs d'application sont à votre disposition pour évaluer vos besoins en débit d'azote, les conditions d'aspiration, les pressions de refoulement cibles et les contraintes d'intégration. Nous vous fournissons gratuitement, sous 48 heures après réception de votre demande, des propositions techniques, des plans d'implantation, des schémas de tuyauterie et d'instrumentation (P&ID) ainsi qu'une analyse détaillée du coût total de possession (CTP).

E-mail: [email protected] Réponse sous 24 heures