Compresseur d'azote LW-20/18 – Surpresseur d'azote haute pression sans huile pour applications industrielles à 1,80 MPa

Conçu pour fournir un débit de 20 m³/min à une pression de refoulement de 1,80 MPa, le LW-20/18 est un compresseur d'azote à pistons sans huile, à deux étages et deux rangées, spécialement conçu pour l'injection d'azote haute pression, le remplissage de bouteilles de gaz et les applications exigeantes des procédés pétrochimiques. Il garantit l'absence de contamination par lubrifiant, un fonctionnement continu et est optimisé pour une utilisation industrielle soutenue à haute pression.

Présentation du produit

Le Compresseur d'azote LW-20/18 occupe une place de choix au sein de notre gamme de compresseurs à piston sans huile, conçus pour les applications où une pression de refoulement élevée est essentielle. Avec une capacité nominale de 20 m³/min et un exceptionnel pression de refoulement de 1,80 MPaCette unité comble le fossé entre la distribution d'azote à moyenne pression et les applications de gaz de procédé à haute pression qui exigent un débit important à pression élevée.

Ce qui distingue fondamentalement le LW-20/18 des alternatives conventionnelles, c'est son mécanisme de compression entièrement sans huileLes segments de piston et les bagues de guidage sont fabriqués à partir de matériaux composites PTFE autolubrifiants fonctionnant sans lubrifiants hydrocarbonés, garantissant ainsi que le flux d'azote reste totalement exempt de contamination par l'huile. Cette caractéristique intrinsèque d'absence d'huile est indispensable pour les applications nécessitant Certification ISO 8573-1 Classe 0, notamment l'azote pour l'emballage alimentaire à haute pression, le remplissage des bouteilles de gaz pharmaceutiques et la fourniture de gaz de procédé de qualité électronique, où même une contamination par des traces d'huile compromettrait l'intégrité du produit.

L'architecture du compresseur suit une à deux étages, à deux rangées (二列二级) Configuration optimisée thermodynamiquement pour le taux de compression élevé requis par une pression de refoulement de 1,80 MPa. En répartissant ce taux de compression sur deux cylindres, le compresseur LW-20/18 gère les importantes charges thermiques liées à la compression haute pression tout en préservant l'intégrité des joints en PTFE. Chaque étage intègre un refroidisseur intermédiaire indépendant à haut rendement, garantissant le maintien des températures des gaz dans les plages de fonctionnement sûres, même en fonctionnement continu à charge maximale. 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-20/18

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. La puissance nominale de 240 (250) kW correspond à une puissance standard de 240 kW, un moteur de 250 kW étant disponible en option.

Principales caractéristiques et avantages techniques

1. Technologie d'étanchéité PTFE sans huile haute pression

Le LW-20/18 utilise un système propriétaire ensemble segment de piston et bande de guidage autolubrifiants Fabriqué à partir de composites PTFE haute densité renforcés de fibres de verre et de particules de bronze, ce matériau est spécialement formulé pour les applications haute pression. Il atteint un coefficient de frottement inférieur à 0,06 sans lubrification externe aux hydrocarbures, éliminant ainsi tout entraînement de vapeurs d'huile dans le flux d'azote produit. Sa formulation haute pression garantit la stabilité dimensionnelle et l'étanchéité aux températures élevées associées à une pression de refoulement de 1,80 MPa. Conformité native à la norme ISO 8573-1 Classe 0 sans équipement de filtration d'huile en aval. Pour le remplissage de bouteilles de gaz haute pression et les applications de gaz de procédé, cette pureté intrinsèque est non négociable.

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

Le architecture de compression à deux étapes Le fonctionnement du compresseur LW-20/18 est thermodynamiquement essentiel pour gérer le taux de compression extrême requis pour atteindre une pression de refoulement de 1,80 MPa à partir d'une pression d'entrée proche de la pression atmosphérique. En répartissant le taux de compression entre un cylindre basse pression et un cylindre haute pression, le compresseur limite la température moyenne effective de chaque étage à des niveaux acceptables. Un refroidisseur intermédiaire tubulaire haute performance dédié, placé entre les étages, évacue la chaleur importante de compression, maintenant ainsi les températures de refoulement en dessous de 160 °C, même à charge continue maximale. Cette gestion thermique est cruciale pour préserver l'intégrité des segments en PTFE sous haute pression et prolonge la durée de vie des plaques de soupape d'environ 451 TP3T par rapport aux compresseurs mono-étagés visant des taux de compression équivalents.

3. Châssis renforcé pour fonctionnement à haute pression

Le cadre principal est moulé à partir de fonte grise GG30 (Version améliorée du GG25 pour les modèles haute pression) avec des parois plus épaisses et des passages d'eau de refroidissement intégrés. agencement à deux rangées de cylindres opposés Il assure une annulation naturelle des forces de premier ordre, particulièrement importante aux forces gazeuses élevées générées par une pression de refoulement de 1,80 MPa. Cet équilibre mécanique réduit les forces d'inertie déséquilibrées transmises à la fondation de plus de 80% par rapport aux conceptions à une seule rangée, permettant ainsi l'installation sur un bloc d'inertie en béton armé. 8 à 10 tonnes malgré les fortes contraintes opérationnelles. Les dimensions compactes —2500 × 1600 × 2700 mm—sont remarquables pour un compresseur haute pression de cette capacité, permettant une installation dans les salles des machines existantes sans modifications importantes du génie civil.

4. Configuration de tension flexible pour l'intégration industrielle

Le LW-20/18 est entraîné par un moteur à induction de 240 (250) kW Disponibles en versions 380 V, 6 kV et 10 kV, ces alimentations sont conformes à la norme CEI 60034-1, classe d'efficacité IE3. L'option standard 380 V convient aux installations disposant d'une infrastructure de distribution basse tension existante, tandis que les versions 6 kV et 10 kV permettent une intégration directe aux réseaux électriques industriels moyenne tension, sans transformateur abaisseur. Cette flexibilité électrique est particulièrement avantageuse pour les grands complexes pétrochimiques et les aciéries où la distribution 6 kV ou 10 kV est la norme. Elle permet de réduire les coûts d'infrastructure électrique et d'améliorer l'efficacité énergétique globale en minimisant les pertes par effet Joule (I²R) dans le câblage.

Scénarios d'application

Stations de remplissage de bouteilles d'azote haute pression

Le LW-20/18 est parfaitement adapté à opérations de remplissage de bouteilles de gaz industrielles Là où l'azote doit être comprimé à 1,80 MPa (ou plus avec le remplissage en cascade) pour le remplissage des bouteilles de gaz industrielles standard. Sa capacité de 20 m³/min permet une station de remplissage à haut débit capable de remplir 50 à 80 bouteilles par heure, selon leur taille et la pression initiale. La conception sans huile est essentielle au remplissage des bouteilles, car toute contamination huileuse resterait à l'intérieur et serait distribuée à l'utilisateur final, contaminant potentiellement les procédés sensibles des industries agroalimentaire, pharmaceutique et électronique. compresseur d'azote haute pression LW-20/18 garantit que chaque cylindre répond aux normes de pureté ISO 8573-1 Classe 0 sans étapes de purification supplémentaires.

Azote de procédé à haute pression pétrochimique

Dans les opérations pétrochimiques et de raffinage, le LW-20/18 fournit de l'azote à haute pression pour essais de pression du réacteur, régénération du catalyseur, injection d'azote d'urgence dans les cuves à haute pression et essais de pression des pipelinesLa pression de refoulement de 1,80 MPa est suffisante pour les essais de pression des cuves et des canalisations conçues pour une pression de service de 1,5 MPa (conformément aux exigences d'essai hydrostatique de la norme ASME B31.3 à 1,5 fois la pression nominale). La certification « sans huile » est obligatoire pour les applications où l'azote entre en contact avec des lits catalytiques ou pénètre dans des flux de procédé qui doivent rester totalement exempts d'hydrocarbures. La capacité de fonctionnement en continu garantit une disponibilité fiable de l'azote lors des arrêts techniques prolongés.

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, le compresseur LW-20/18 comprime le produit basse pression à 1,80 MPa pour la distribution haute pression. Cette pression élevée est particulièrement avantageuse pour les installations VPSA alimentant plusieurs consommateurs haute pression via un collecteur centralisé, où les pertes de charge importantes sur le réseau de distribution doivent être compensées. L'absence d'huile dans le circuit de compression est essentielle, car une contamination par des hydrocarbures empoisonnerait irréversiblement l'adsorbant à tamis moléculaire de carbone, dégradant ainsi durablement l'efficacité de séparation et nécessitant un remplacement coûteux de l'adsorbant.

Injection d'azote à haute pression dans l'industrie agroalimentaire

Les grandes usines d'embouteillage de boissons et les usines de transformation alimentaire nécessitent de l'azote à haute pression pour pressurisation des conteneurs, dosage d'azote et stockage sous atmosphère contrôléeLa pression de refoulement de 1,80 MPa du LW-20/18 fournit la pression nécessaire au dosage rapide d'azote dans les contenants de boissons avant bouchage, empêchant ainsi la pénétration d'oxygène et prolongeant la durée de conservation du produit. La certification sans huile garantit la conformité aux normes FDA 21 CFR 173.310 et au règlement européen 231/2012 relatif à l'azote en contact avec les denrées alimentaires, éliminant tout risque de contamination par l'huile susceptible d'altérer le goût, l'apparence ou la sécurité du produit.

Matériaux et construction

Le LW-20/18 est fabriqué à partir de matériaux haut de gamme sélectionnés pour leur compatibilité avec l'azote haute pression, leur résistance thermique 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 de structure

Le LW-20/18 a un poids à sec de 4,20 tonnes et un centre de gravité situé à environ 850 mm au-dessus de la plaque de base. Malgré les charges opérationnelles élevées, sa conception à deux rangées de cylindres opposés assure un excellent équilibre des forces, permettant son installation sur un châssis. bloc d'inertie en béton armé de 8 à 10 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 adjacentes. 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 au-dessus du pont roulant 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 28 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), matières en suspension < 30 mg/L et dureté totale < 300 mg/L exprimée en CaCO₃. 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 l'entartrage et la corrosion des refroidisseurs haute pression.

Programme d'entretien préventif

La conception sans huile du LW-20/18 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 de lubrification à analyser, pas d'éléments filtrants à remplacer ni de cartouches de séparateur d'huile à surveiller. Les principales pièces d'usure consommables sont les segments de piston et bagues de guidage en PTFECes équipements atteignent généralement une durée de vie de 3 500 à 5 500 heures sous atmosphère d'azote pur et à haute pression. 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-20/18 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-20/18 atteint un consommation électrique spécifique d'environ 12,0 à 12,5 kW par m³/min Le débit d'azote est de 1,80 MPa. Ce rendement est conforme aux attentes pour un compresseur à piston sans huile fonctionnant à un taux de compression extrême (environ 18:1 par rapport à la pression atmosphérique d'entrée). Il est avantageux par rapport aux compresseurs à membrane, souvent choisis pour les applications haute pression sans huile, mais dont la consommation peut atteindre 15 à 20 kW/m³/min. À titre de comparaison, les compresseurs alternatifs lubrifiés à l'huile, utilisés dans des conditions de haute pression similaires, consomment généralement entre 11 et 13 kW/m³/min, mais présentent un risque inacceptable de contamination par l'huile.

Sur un cycle de fonctionnement annuel standard de 8 000 heures, l’avantage en termes d’efficacité du LW-20/18 par rapport aux alternatives à membrane génère environ Économies d'énergie annuelles de 48 000 à 120 000 kWhAvec un tarif d'électricité industriel moyen de $0,08/kWh, cela représente une réduction des coûts d'exploitation directs de $3 840 à $9 600 par an. Cependant, le principal facteur économique motivant le choix du LW-20/18 est généralement… élimination des consommables liés au pétrole et suppression des équipements de purification en aval plutôt que des économies d'énergie marginales.

Le coût total de possession pour la compression d'azote à haute pression La consommation d'huile est encore réduite par l'absence d'huile dans le circuit de compression. Un compresseur haute pression classique lubrifié à l'huile nécessite des filtres coalescents, des adsorbeurs à charbon actif et un système de surveillance continue de l'huile, qui consomment collectivement 3 à 5 Tp de la puissance du compresseur et représentent un investissement important. La conception sans huile du LW-20/18 élimine totalement cette consommation parasite et ces dépenses d'investissement.

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

Nous proposons des options de personnalisation complètes pour adapter le LW-20/18 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 intermédiaire, le refroidisseur final, l'instrumentation haute pression 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.
• Kits de remplissage de cylindres : Collecteur de remplissage de bouteilles intégré (en option) avec vannes de séquençage de pression, surveillance de la pression des bouteilles et arrêt automatique du remplissage. Compatible avec les bouteilles de gaz industrielles standard (40 L, 50 L, 80 L) et les remorques porte-tubes haute pression.
• Configurations des zones dangereuses : Coffrets moteurs et électriques conformes aux normes ATEX Zone 2 et IECEx pour les installations dans les sites pétrochimiques susceptibles de présenter des atmosphères explosives. La détection de gaz intégrée 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 de l'usine. La régulation automatique de charge/décharge et la compatibilité avec les variateurs de fréquence optimisent le rendement à charge partielle.
• Systèmes de 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 l'émission de bruit de 86 dB(A) à 73 dB(A) à 1 mètre.
• Programmes OEM et de 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 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 d'une station de remplissage de bouteilles de gaz industrielles

Client: Un fournisseur régional de gaz industriels exploitant une usine de remplissage de bouteilles en Thaïlande

Défi: Le compresseur d'azote haute pression existant du client (à piston lubrifié à l'huile, en service depuis 20 ans) présentait une contamination progressive par l'huile des bouteilles remplies, entraînant des plaintes de la part de fabricants d'électronique et de sociétés pharmaceutiques. Le taux de contamination par l'huile dans les bouteilles pleines atteignait 3,5 mg/m³, dépassant largement la spécification de 0,1 mg/m³. Ce compresseur vieillissant souffrait également de défaillances fréquentes des soupapes et de fuites de compression au niveau des segments de piston, provoquant des arrêts imprévus d'environ 12 heures par mois et une réduction de sa capacité de remplissage de 151 TP3T.

Solution: Nous avons fourni un Compresseur d'azote sans huile LW-20/18 Doté d'un collecteur de remplissage de bouteilles intégré, monté sur un châssis sur mesure avec un automate programmable Siemens S7-1200 et un système de séquencement automatique de la pression, ce système permet le remplissage direct de bouteilles de 40 et 50 litres à une pression de service de 15 MPa grâce à un système en cascade à trois étages. Sa conception sans huile élimine le besoin de purification après remplissage et garantit la conformité à la norme ISO 8573-1 Classe 0 pour chaque bouteille.

Résultats quantifiés après 18 mois :

• Teneur en huile du cylindre : Réduit de 3,5 mg/m³ à <0,01 mg/m³, obtenant la certification ISO 8573-1 Classe 0
• Réclamations des clients : Éliminé complètement; zéro cylindre rejeté par les clients des secteurs de l'électronique et de la pharmacie
• Capacité de remplissage : Augmenté de 18% grâce à l'élimination des temps d'arrêt imprévus et à une fiabilité accrue du compresseur
• Coût annuel d'entretien : Réduit de 52% ($42 000 à $20 160) grâce à l’élimination des réparations liées à l’huile et des défaillances de soupapes
• Temps d'arrêt non planifié : Aucun événement en 18 mois de fonctionnement continu

« La LW-20/18 a complètement transformé notre opération de remplissage de bouteilles. Nos clients ne refusent plus les bouteilles pour cause de contamination à l'huile, et notre équipe de maintenance est passée de la résolution des pannes à la réalisation de la maintenance préventive planifiée. Le collecteur de remplissage intégré a également réduit nos besoins en main-d'œuvre de 30%. » — Directeur des opérations, fournisseur de gaz industriels

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