Compresseur d'azote LW-25/16 – Surpresseur d'azote haute pression sans huile pour applications industrielles à 1,60 MPa

Conçu pour fournir un débit de 25 m³/min à une pression de refoulement de 1,60 MPa, le LW-25/16 est un compresseur d'azote à pistons sans huile, à deux étages et deux rangées, destiné à l'injection d'azote haute pression, à la surpression dans les pipelines et aux applications exigeantes des procédés pétrochimiques. Il garantit l'absence de contamination par lubrifiant, est conçu pour un fonctionnement continu 24 h/24 et 7 j/7 sous haute pression.

Présentation du produit

Le Compresseur d'azote LW-25/16 occupe une place de choix au sein de notre gamme de compresseurs à piston sans huile, faisant le lien entre la distribution d'azote à moyenne pression et les applications de procédés à haute pression. Avec une capacité nominale de 25 m³/min et un exceptionnel Pression de refoulement de 1,60 MPaCette unité répond aux exigences les plus strictes en matière de compression d'azote dans les infrastructures de gaz industriels où un débit important et une pression élevée sont simultanément requis.

Ce qui distingue le LW-25/16 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, spécialement formulés pour les applications haute pression. Ces composants fonctionnent sans lubrifiant hydrocarboné, garantissant ainsi que le flux d'azote reste totalement exempt de contamination par l'huile, même aux températures et pressions élevées associées à une pression de refoulement de 1,60 MPa. Cette caractéristique intrinsèque d'absence d'huile assure Certification ISO 8573-1 Classe 0 de manière native, éliminant ainsi le besoin de systèmes coûteux d'élimination de l'huile en aval qui seraient autrement obligatoires dans les applications à haute pression.

Le compresseur utilise un à deux étages, à deux rangées (二列二级) Cette configuration est essentielle pour gérer le taux de compression extrême requis pour atteindre une pression de refoulement de 1,60 MPa à partir de conditions d'entrée proches de la pression atmosphérique. La compression étagée répartit la charge thermique sur deux cylindres, un refroidisseur intermédiaire indépendant à haut rendement maintenant la température des gaz dans les limites de fonctionnement sûres. Le bâti robuste en fonte et le vilebrequin forgé avec précision sont conçus pour résister aux contraintes mécaniques importantes générées par le fonctionnement à haute pression, avec une durée de vie nominale supérieure à [insérer la valeur]. 100 000 heures conformément aux protocoles de maintenance standard.

Spécifications techniques – LW-25/16

* 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-25/16 utilise un système exclusif système de segments de piston et de bande de guidage autolubrifiants haute pression Fabriqués à partir de composites PTFE de pointe renforcés par des fibres de verre haute résistance et des particules de bronze, ces anneaux sont spécialement conçus pour résister aux différentiels de pression extrêmes et aux températures élevées rencontrées à une pression de refoulement de 1,60 MPa. Leur coefficient de frottement est inférieur à 0,06 sans lubrification externe aux hydrocarbures, éliminant ainsi tout risque de contamination par l'huile. Ce produit offre des performances optimales aux utilisateurs d'azote haute pression dans les secteurs de la pétrochimie, de la pharmacie et des gaz spéciaux. Conformité native à la norme ISO 8573-1 Classe 0 sans la complexité, le coût et les problèmes de fiabilité des systèmes de filtration d'huile en aval fonctionnant à haute pression.

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

Le architecture de compression à deux étapes Il est absolument essentiel d'atteindre une pression de refoulement de 1,60 MPa à partir de conditions d'entrée atmosphériques, ce qui représente un rapport de pression global d'environ 16:1. En répartissant ce rapport extrême entre un cylindre basse pression et un cylindre haute pression, le compresseur LW-25/16 limite la température de refoulement de chaque étage à moins de 160 °C, préservant ainsi l'intégrité structurelle des joints en PTFE. Un refroidisseur intermédiaire à calandre et tubes haute performance, placé entre les étages, évacue la chaleur importante de compression. Le débit d'eau de refroidissement est conçu pour maintenir les températures inter-étages en dessous de 45 °C, même à charge continue maximale. Cette gestion thermique prolonge la durée de vie des plaques de soupape d'environ 500 tonnes par rapport aux compresseurs mono-étage visant des rapports de pression équivalents.

3. Châssis renforcé pour usage intensif en conditions de haute pression

Le cadre principal est moulé à partir de fonte grise GG30 (Version améliorée du GG25 utilisé dans les modèles à basse pression) avec des parois plus épaisses et des supports de palier renforcés pour résister aux charges mécaniques nettement plus élevées générées par une pression de refoulement de 1,60 MPa. agencement à deux rangées de cylindres opposés Ce système 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 de cylindres. Cet avantage mécanique est particulièrement important pour les compresseurs haute pression où les forces maximales dans les cylindres sont considérablement élevées. Le vilebrequin en acier forgé est équilibré dynamiquement selon la norme ISO 1940 G2.5 et comporte des tourillons de palier élargis pour supporter les charges plus importantes.

4. Configuration de tension flexible pour l'intégration industrielle

Le LW-25/16 est disponible avec un moteur d'entraînement de 200 kW Trois configurations de tension sont disponibles : 380 V pour les installations disposant d’une infrastructure de distribution basse tension, ou 6 kV/10 kV pour une intégration directe aux réseaux industriels moyenne tension. L’option 380 V est idéale pour les petites installations ou les projets de rénovation en l’absence d’infrastructure moyenne tension. Les options 6 kV et 10 kV permettent de s’affranchir des transformateurs abaisseurs dans les grandes installations industrielles, réduisant ainsi les coûts d’infrastructure électrique et améliorant l’efficacité énergétique globale. Toutes les configurations de moteurs sont conformes à la norme CEI 60034-1, classe d’efficacité IE3.

Scénarios d'application

Renforcement du pipeline d'azote à haute pression

Dans les réseaux de distribution de gaz industriels desservant plusieurs installations ou de grands sites industriels, le LW-25/16 sert de station de surpression d'azote Pour compenser les pertes de charge dues au frottement dans les canalisations et maintenir une pression adéquate aux points de consommation éloignés, cette pompe offre une pression de refoulement de 1,60 MPa, assurant une hauteur manométrique suffisante pour la distribution sur des distances supérieures à 5 km. Elle est ainsi idéale pour l'alimentation centralisée en azote de plusieurs unités de traitement, parcs de stockage et stations de chargement éloignées. Son débit de 25 m³/min convient aux complexes industriels de moyenne envergure comportant de nombreux consommateurs d'azote simultanés. L'absence d'huile est essentielle pour les applications par canalisation, car toute contamination par l'huile se propagerait dans l'ensemble du réseau de distribution, affectant potentiellement tous les consommateurs en aval.

Inertage des réacteurs pétrochimiques et préservation des catalyseurs

Les réacteurs pétrochimiques, les craqueurs catalytiques et les unités d'hydrotraitement nécessitent de l'azote à haute pression pour inertisation du réacteur lors du démarrage et de l'arrêt, préservation du lit catalytique pendant les périodes de veille et dépressurisation d'urgence. Le compresseur d'azote haute pression LW-25/16 Ce système permet d'atteindre la pression de 1,60 MPa nécessaire pour vaincre la pression du réacteur et injecter l'azote directement dans les cuves de traitement. L'absence d'huile est impérative dans ces applications, car toute contamination par l'huile empoisonnerait les coûteux lits catalytiques, dégradant irrémédiablement leur activité et nécessitant un remplacement ou une régénération onéreuse du catalyseur.

Stations de remplissage de gaz azote et de recharge de bouteilles

Les stations de remplissage de gaz industriels et les installations de chargement de bouteilles nécessitent des compresseurs d'azote haute pression pour remplir les bouteilles de gaz standard (pression de service typique de 15 MPa) et les semi-remorques (jusqu'à 20 MPa). Bien que la pression de refoulement de 1,60 MPa du LW-25/16 n'atteigne pas directement la pression de remplissage des bouteilles, elle sert de booster intermédiaire Dans les trains de compression multi-étagés, l'azote est comprimé à partir de sources atmosphériques ou basse pression jusqu'à la pression d'aspiration des compresseurs à membrane ou à piston haute pression. La conception sans huile garantit que l'azote entrant dans l'étage haute pression est totalement pur, évitant ainsi toute accumulation d'huile dans les bouteilles haute pression et les remorques tubulaires, ce qui pourrait compromettre la pureté du gaz et engendrer des risques pour la sécurité.

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

Les installations de transformation des aliments et des boissons à grande échelle utilisent de l'azote à haute pression pour systèmes de distribution de produits, emballages sous pression et stockage sous atmosphère contrôlée à pression élevéeLa pression de refoulement de 1,60 MPa du LW-25/16 est suffisante pour l'injection directe dans les réservoirs de produits sous pression et les systèmes de distribution, sans surpression intermédiaire. 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. Son débit de 25 m³/min est adapté aux lignes de production à haut rendement où plusieurs stations de distribution fonctionnent simultanément.

Matériaux et construction

Le LW-25/16 est fabriqué à partir de matériaux haut de gamme spécialement sélectionnés pour le service à l'azote haute pression, la résistance aux contraintes thermiques et une 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 aux normes chinoises GB 150, avec des marges de sécurité supplémentaires pour les applications haute pression. Chaque joint soudé fait l'objet d'un contrôle radiographique 100% (RT) conformément à la section V, article 2 de l'ASME, et chaque récipient sous pression est soumis à un essai de pression hydrostatique à 1,5 fois la pression maximale admissible de service (PMA) pendant une durée minimale de 30 minutes. La tuyauterie haute pression est ensuite soumise à un essai pneumatique 100% à 1,1 fois la PMA.

Instructions d'installation et d'entretien

Exigences en matière de fondations et de structure

Le LW-25/16 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. En raison des forces mécaniques nettement supérieures générées par une pression de refoulement de 1,60 MPa, un bloc d'inertie en béton armé de 9 à 12 tonnes Le bloc doit être monté sur des isolateurs de vibrations haute résistance (fréquence naturelle de 5 à 7 Hz) capables de supporter les charges dynamiques élevées. La conception des fondations doit tenir compte des forces maximales exercées sur le vérin, nettement supérieures à celles des compresseurs basse pression de capacité équivalente. Dégagements minimaux 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 28 m³/h La température d'entrée ne doit pas dépasser 32 °C. Le refroidisseur intermédiaire et le refroidisseur final haute pression nécessitent un refroidissement particulièrement efficace pour gérer la chaleur de compression importante à 1,60 MPa. Spécifications de qualité de l'eau : pH 6,5–8,5, matières solides dissoutes totales < 400 mg/L, teneur en chlorures < 40 mg/L (critique pour la prévention de la corrosion des tubes en acier inoxydable 316), matières en suspension < 25 mg/L et dureté totale < 250 mg/L exprimée en CaCO₃. Une tour de refroidissement en circuit fermé avec filtration latérale et traitement chimique est fortement recommandée pour toutes les installations afin de garantir une qualité d'eau constante et d'éviter la formation de tartre dans les tubes de l'échangeur de chaleur haute pression.

Programme d'entretien préventif

La conception sans huile du LW-25/16 simplifie considérablement la maintenance par rapport aux modèles haute pression lubrifiés. Aucun changement d'huile n'est à prévoir, aucun échantillon d'huile de lubrification à analyser, aucun élément filtrant à remplacer et aucune cartouche de séparateur d'huile haute pression à surveiller. Les principaux consommables d'usure sont : segments de piston et bagues de guidage en PTFECes soupapes ont généralement une durée de vie de 3 500 à 5 000 heures en conditions d'azote pur et à haute pression. Les ensembles de plaques de soupapes atteignent généralement une durée de vie de 2 000 à 3 500 heures avant de nécessiter une remise en état en service à haute pression.

Certifications de conformité et de sécurité

Le compresseur d'azote LW-25/16 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-25/16 atteint un consommation électrique spécifique d'environ 8,00 kW par m³/min Le rendement de l'azote est de 1,60 MPa à une pression de refoulement de 1,60 MPa. Ce rendement reflète les défis thermodynamiques inhérents à la compression à des taux de compression élevés, tout en restant compétitif sur 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 de 8,5 à 9,5 kW/m³/min, tandis que les compresseurs à membrane haute pression (souvent choisis pour les applications 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-25/16 par rapport aux alternatives moins efficaces se traduit par environ Économies d'énergie annuelles de 100 000 à 240 000 kWhAvec un tarif d'électricité industriel moyen de $0,08/kWh, cela représente une réduction des coûts d'exploitation directs de $8 000 à $19 200 par an. Cependant, le principal facteur économique motivant le choix du LW-25/16 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 encore davantage les coûts. Un compresseur haute pression lubrifié à l'huile de cette taille nécessite généralement des filtres coalescents, des adsorbeurs à charbon actif, des instruments de surveillance de l'huile et des vidanges d'huile périodiques, ce qui représente un surcoût annuel de 15 000 à 25 000 £. La conception sans huile du LW-25/16 élimine totalement ces dépenses tout en améliorant la fiabilité grâce à la suppression du mode de défaillance le plus fréquent des compresseurs haute pression : la contamination et la dégradation du système d'huile.

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

Nous proposons des options de personnalisation complètes pour adapter le LW-25/16 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.
• Systèmes de sécurité haute pression : Des soupapes de décharge automatiques, des disques de rupture, des vannes d'isolement haute pression et des systèmes de dépressurisation d'urgence peuvent être intégrés à la tuyauterie de refoulement. Tous les systèmes de sécurité sont conformes aux exigences de la section VIII de la norme ASME BPVC.
• 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 87 dB(A) à 74 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 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 d'inertage d'un réacteur pétrochimique

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

Défi: L'alimentation en azote haute pression du client, utilisée pour l'inertage du réacteur et la préservation du catalyseur, était assurée par deux compresseurs alternatifs lubrifiés à l'huile (marque américaine, 20 ans de service). L'entraînement d'huile dans le flux d'azote contaminait les lits catalytiques Ziegler-Natta, réduisant l'efficacité de polymérisation de 8 à 121 TP3T et nécessitant le remplacement du catalyseur tous les 14 mois au lieu des 24 mois prévus. L'huile encrassait également les parois internes du réacteur, entraînant des arrêts imprévus pour nettoyage. Les pertes annuelles dues à la dégradation du catalyseur et aux temps d'arrêt non planifiés dépassaient 1 TP4T2,3 millions.

Solution: Nous avons fourni un Compresseur d'azote sans huile LW-25/16 La source principale d'azote haute pression était installée sur un châssis sur mesure intégrant un refroidisseur intermédiaire, un refroidisseur final, des systèmes de sécurité haute pression (soupapes de décharge, disques de rupture, vannes d'isolement) et un automate programmable Siemens S7-1200 avec intégration SCADA. La pression de refoulement de 1,60 MPa répondait à toutes les exigences d'inertage du réacteur et de préservation du catalyseur. Une unité de secours redondante assurait la disponibilité de l'unité 100%.

Résultats quantifiés après 30 mois :

• Teneur en huile azotée : Réduit de 5,8 mg/m³ à <0,01 mg/m³, obtenant la certification ISO 8573-1 Classe 0
• Intervalle de remplacement du catalyseur : Prolongé de 14 à 28 mois, permettant d'économiser 1,8 million par an en coûts de catalyseur
• Efficacité de polymérisation : Amélioré par 9.5%, augmentant la production annuelle de 12 000 tonnes
• Temps d'arrêt non planifié : Éliminé—zéro arrêt de production lié au pétrole en 30 mois
• Coût total de maintenance : Réduit de 38% grâce à l'élimination des réparations du système d'huile et du nettoyage lié au catalyseur

« Le LW-25/16 a transformé nos opérations. L'élimination de la contamination par l'huile a permis de rétablir les performances de notre catalyseur à leur niveau optimal et d'éliminer complètement les arrêts imprévus qui nous coûtaient des millions. Le retour sur investissement a été inférieur à 12 mois. » — Vice-président des opérations, Complexe pétrochimique

FAQ et guide de sélection

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