Compresseur d'azote LW-25/10 – Surpresseur d'azote haute pression sans huile pour applications industrielles à 1,00 MPa

Conçu pour fournir un débit de 25 m³/min à une pression de refoulement de 1,00 MPa, le LW-25/10 est un compresseur d'azote à pistons sans huile, à deux étages et deux rangées, spécialement conçu pour l'injection d'azote haute pression, la surpression dans les pipelines et les applications exigeantes des procédés pétrochimiques. Il garantit l'absence de contamination par lubrifiant, est conçu pour un fonctionnement continu et optimisé pour une utilisation industrielle 24 h/24 et 7 j/7 sous haute pression.

Présentation du produit

Le Compresseur d'azote LW-25/10 représente une solution haute pression spécialisée au sein de notre gamme de compresseurs à piston sans huile, conçue pour les applications où un débit important et une pression de refoulement élevée sont des exigences incontournables. Avec une capacité nominale de 25 m³/min et un exceptionnel Pression de refoulement de 1,00 MPaCette unité occupe une position unique à l'intersection de la compression d'azote à haut débit et à haute pression.

Ce qui distingue le LW-25/10 des alternatives haute pression classiques, 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 de pointe, fonctionnant sans lubrifiant hydrocarboné, ce qui garantit que le flux d'azote reste totalement exempt de contamination par l'huile. Cette caractéristique intrinsèque sans huile offre Certification ISO 8573-1 Classe 0 nativement, l'unité est immédiatement adaptée aux applications les plus exigeantes, notamment l'azote de qualité alimentaire, les gaz de procédés pharmaceutiques, la fabrication de semi-conducteurs et l'inertage des réacteurs pétrochimiques sans purification supplémentaire en aval.

Le compresseur utilise un à deux étages, à deux rangées (二列二级) Une configuration qui gère avec précision le taux de compression élevé requis pour une pression de refoulement de 1,00 MPa. En répartissant le travail de compression entre deux cylindres avec une pression inter-étages optimisée, le compresseur LW-25/10 maintient sa stabilité thermique et préserve l'intégrité des joints en PTFE, même en fonctionnement continu à charge maximale. 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-25/10

* 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 température

Le LW-25/10 utilise une technologie exclusive ensemble segment de piston et bande de guidage autolubrifiants Fabriqués à partir de composites PTFE haute performance renforcés de fibres de verre et de particules de bronze, spécialement formulés pour les applications haute pression, ces joints toriques présentent 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. Conçus pour résister aux températures de refoulement élevées associées à un fonctionnement à 1,00 MPa, ils conservent leur stabilité dimensionnelle et leur étanchéité jusqu'à 190 °C. Pour les opérateurs des industries réglementées, ce produit offre une solution optimale. Conformité native à la norme ISO 8573-1 Classe 0 sans les coûts d'investissement, les charges d'entretien ni la pénalité énergétique des systèmes de filtration d'huile en aval.

2. Conception thermodynamique optimisée à deux étages haute pression

Le architecture de compression à deux étapes Le compresseur LW-25/10 est optimisé thermodynamiquement pour atteindre la pression de refoulement cible de 1,00 MPa. Grâce à une répartition précise du rapport de pression entre un cylindre basse pression et un cylindre haute pression, avec une pression intermédiaire optimisée, le compresseur atteint une température moyenne effective par étage nettement inférieure à celle des compresseurs mono-étagés. Un refroidisseur intermédiaire à calandre et tubes haute performance, placé entre les étages, dissipe la chaleur de compression, maintenant ainsi la température de refoulement en dessous de 160 °C, même à charge continue maximale. Cette gestion thermique avancée est essentielle pour préserver l'intégrité des segments en PTFE à des rapports de pression élevés et prolonge la durée de vie des plaques de soupapes d'environ 451 TP3T par rapport aux compresseurs mono-étagés.

3. Cadre en fonte renforcée avec équilibrage des forces

Le cadre principal est moulé à partir de fonte grise GG25 (équivalent à la norme ASTM A48 classe 30B) avec des sections de paroi renforcées et des passages d'eau de refroidissement intégrés. 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 à la fondation par rapport aux conceptions à une seule rangée. Cet avantage mécanique est particulièrement précieux pour le LW-25/10, compte tenu de son fonctionnement à haute pression, où les forces de va-et-vient sont nettement supérieures à celles des modèles à basse pression. La réduction de la transmission des vibrations permet une installation sur un bloc d'inertie en béton armé plus léger (minimum 8 tonnes contre plus de 12 tonnes pour les modèles haute pression à une seule rangée), ce qui diminue les coûts de génie civil.

4. Configuration de tension flexible pour l'intégration industrielle

Le LW-25/10 est entraîné par un moteur à induction de 200 kW Disponibles en configurations 380 V, 6 kV ou 10 kV, conformes à la classe d'efficacité IE3 de la norme CEI 60034-1, ces transformateurs offrent une grande flexibilité de tension et s'intègrent facilement aux infrastructures électriques industrielles. La configuration 380 V convient aux installations disposant d'un réseau de distribution basse tension existant, tandis que les options 6 kV et 10 kV permettent de s'affranchir des transformateurs abaisseurs dans les grandes usines équipées de réseaux moyenne tension. Cette polyvalence électrique réduit les coûts d'infrastructure et améliore l'efficacité énergétique globale en minimisant les pertes de transformation.

Scénarios d'application

Injection d'azote à haute pression pour les réacteurs pétrochimiques

Dans les opérations pétrochimiques et de raffinage, le LW-25/10 fournit de l'azote à haute pression pour inertisation du réacteur, préservation du lit catalytique, injection d'azote d'urgence et purge de la cuve de traitementLa pression de refoulement de 1,00 MPa est suffisante pour compenser les pressions de fonctionnement des réacteurs à lit fixe, des unités de craquage catalytique fluide et des systèmes d'hydrocraquage classiques, permettant ainsi l'injection directe d'azote sans surpression intermédiaire. Son fonctionnement en continu garantit une disponibilité ininterrompue d'azote lors des arrêts techniques prolongés. La certification « sans huile » est obligatoire pour les applications pétrochimiques où l'azote entre en contact avec les lits catalytiques ou pénètre dans des flux de procédé qui doivent rester totalement exempts d'hydrocarbures afin de prévenir l'empoisonnement du catalyseur ou la contamination du produit.

Stations de 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, Surpresseur d'azote haute pression LW-25/10 Ce procédé comprime le produit basse pression à 1,00 MPa pour les applications de distribution exigeantes. La pression de refoulement élevée est particulièrement avantageuse pour les installations VPSA alimentant des procédés à haute pression, les réseaux de pipelines longue distance présentant d'importantes pertes de charge, ou les installations nécessitant de l'azote sous pression pour injection directe dans les cuves de traitement. L'absence d'huile dans le circuit de compression est essentielle, car une contamination par des hydrocarbures empoisonnerait irrémédiablement l'adsorbant à tamis moléculaire de carbone, dégradant ainsi l'efficacité de séparation et entraînant un remplacement coûteux de l'adsorbant.

Surpression et maintien de la pression dans les pipelines d'azote

Les réseaux de distribution de gaz industriels s'étendant sur plusieurs kilomètres nécessitent de l'azote à haute pression pour compenser les pertes de charge dans les canalisations et garantir un débit suffisant chez les consommateurs éloignés. La pression de refoulement de 1,00 MPa du LW-25/10 assure une pression suffisante pour la distribution sur des distances allant jusqu'à 5 km via des canalisations DN200, ce qui le rend idéal pour l'alimentation centralisée en azote des grands complexes industriels, des parcs chimiques et des sites de production intégrés. Son débit de 25 m³/min permet d'alimenter simultanément plusieurs consommateurs haute pression, tels que les systèmes d'inertage de réacteurs, les stations de couverture de réservoirs et les points d'injection d'azote d'urgence.

Systèmes d'emballage alimentaire haute pression et sous atmosphère modifiée

Les installations de conditionnement alimentaire à grande échelle équipées de lignes MAP (conditionnement sous atmosphère modifiée) à haute vitesse nécessitent de l'azote sous haute pression pour un déplacement rapide des gaz dans les chambres de conditionnement. La pression de refoulement de 1,00 MPa du compresseur LW-25/10 permet une injection d'azote rapide, réduisant ainsi les temps de cycle et augmentant le débit de la ligne de conditionnement. La certification sans huile garantit la conformité aux normes FDA 21 CFR 173.310 et au règlement européen 231/2012 relatif à l'azote de qualité alimentaire. L'absence de contamination par l'huile élimine les risques de défauts de goût, de rancissement ou de décoloration du produit pouvant survenir avec des compresseurs lubrifiés dans les applications en contact avec les aliments.

Matériaux et construction

Le LW-25/10 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-25/10 a un poids à sec de 4,50 tonnes et un centre de gravité situé à environ 950 mm au-dessus de la plaque de base. Grâce à sa conception à deux rangées de cylindres opposés, les forces de déséquilibre sont considérablement réduites malgré le fonctionnement à haute pression, permettant ainsi son installation sur un 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. 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 présentant une qualité d'eau 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 la corrosion dans les circuits de refroidissement haute pression.

Programme d'entretien préventif

La conception sans huile du LW-25/10 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 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-25/10 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-25/10 atteint un consommation électrique spécifique d'environ 8,00 kW par m³/min Le rendement de ce compresseur à piston sans huile, fonctionnant à un taux de compression élevé, est remarquable pour un débit d'azote de 1,00 MPa. Ce résultat témoigne des difficultés thermodynamiques liées à la compression de l'azote à cette pression. À titre de comparaison, les compresseurs à vis lubrifiés à l'huile, utilisés dans des applications haute pression similaires, consomment généralement entre 8,5 et 9,5 kW/m³/min, tandis que les compresseurs à membrane (souvent privilégiés pour les applications haute pression sans huile) peuvent dépasser 12 kW/m³/min.

Sur un cycle de fonctionnement annuel standard de 8 000 heures, le gain d'efficacité du LW-25/10 génère environ Économies d'énergie annuelles de 40 000 à 100 000 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 $8 000 par an. Cependant, le principal facteur économique motivant le choix du LW-25/10 est généralement… élimination des consommables liés au pétrole et 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 L'absence d'huile dans le circuit de compression réduit considérablement les coûts. Un compresseur lubrifié à l'huile classique de cette pression nominale nécessite des filtres coalescents, des adsorbeurs à charbon actif, des instruments de surveillance de la pression d'huile et des vidanges d'huile périodiques, ce qui représente un surcoût annuel de 8 000 à 15 000 £. La conception sans huile du LW-25/10 élimine totalement ces dépenses, ainsi que la surconsommation d'énergie liée aux équipements de déshuilage en aval.

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

Nous proposons des options de personnalisation complètes pour adapter le LW-25/10 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 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 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.
• Options de pack haute pression : Des réservoirs haute pression intégrés, des systèmes de régulation de pression et des collecteurs de distribution d'azote peuvent être fournis dans le cadre d'un système complet. Tous les composants haute pression sont conçus et testés conformément aux normes ASME BPVC.
• 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 : Système d'injection d'azote d'un réacteur pétrochimique

Client: Un important complexe pétrochimique du Moyen-Orient exploitant des unités de production de polyéthylène et de polypropylène

Défi: Le compresseur d'azote lubrifié à l'huile du client (marque américaine, 12 ans de service) présentait une contamination progressive par l'huile du système d'injection d'azote utilisé pour l'inertage du réacteur et la préservation du lit catalytique. Le niveau de contamination atteignait 3,5 mg/m³, dépassant la limite de 0,1 mg/m³ spécifiée par le fournisseur du catalyseur. L'huile désactivait le catalyseur Ziegler-Natta, réduisant le rendement en polymère de 2,81 TP3T et nécessitant un remplacement prématuré du catalyseur, pour un coût de 180 000 TP4T par campagne. De plus, la pression de refoulement de 0,70 MPa du compresseur était insuffisante pour les nouveaux réacteurs haute pression nécessitant 0,95 MPa d'azote.

Solution: Nous avons fourni un Compresseur d'azote sans huile LW-25/10 En remplacement direct, l'unité a été configurée sur un châssis sur mesure avec refroidisseur intermédiaire intégré, refroidisseur final, réservoir haute pression et un automate programmable Siemens S7-1200 avec intégration DCS. La pression de refoulement de 1,00 MPa répond aux exigences du nouveau réacteur avec une marge confortable, tandis que la conception sans huile élimine toute contamination du catalyseur. Un réservoir tampon de 3 m³ a été installé en amont pour amortir les fluctuations de la demande provenant de plusieurs réacteurs.

Résultats quantifiés après 18 mois :

• Teneur en huile azotée : Réduit de 3,5 mg/m³ à <0,01 mg/m³, obtenant la certification ISO 8573-1 Classe 0
• Incidents de désactivation de catalyseurs : Éliminé complètement, rétablissant le rendement du polymère aux spécifications de conception
• Fréquence de remplacement du catalyseur : Prolongé de 12 à 24 mois, permettant d'économiser $180 000 par cycle
• Coût annuel d'entretien : Réduit de 48% par l'élimination des réparations liées au pétrole et des révisions des séparateurs
• Temps d'arrêt non planifié : Aucun événement en 18 mois de fonctionnement continu

« Le LW-25/10 a résolu définitivement notre problème de contamination du catalyseur. La pression de 1,00 MPa nous offre la marge nécessaire pour la conception de nouveaux réacteurs, et sa conception sans huile a éliminé notre principal souci d'exploitation. Le retour sur investissement a été inférieur à 14 mois. » — Responsable de l'ingénierie des procédés, complexe pétrochimique

FAQ et guide de sélection

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