Compresseur d'azote LW-40/18 – Surpresseur d'azote haute pression sans huile pour applications industrielles exigeantes

Conçu pour fournir un débit de 40 m³/min à une pression de refoulement de 1,80 MPa, le LW-40/18 est un compresseur d'azote à pistons sans huile, à deux étages et deux rangées, spécialement conçu pour l'injection d'azote haute pression, la précompression pour la liquéfaction des gaz et les applications critiques des procédés pétrochimiques. Il garantit l'absence de contamination par l'huile, un fonctionnement continu et est optimisé pour une utilisation prolongée à haute pression.

Présentation du produit

Le Compresseur d'azote LW-40/18 occupe une place unique à l'intersection d'une capacité de débit importante et d'une pression de refoulement élevée au sein de notre gamme de compresseurs à piston sans huile. Avec une capacité nominale de 40 m³/min et un exceptionnel pression de refoulement de 1,80 MPaCette unité répond aux exigences les plus strictes en matière de compression d'azote dans les infrastructures de gaz industriels où un débit et une pression élevés sont simultanément requis.

Ce qui distingue le LW-40/18 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. Cette caractéristique intrinsèque d'absence d'huile garantit que le flux d'azote produit atteint Certification ISO 8573-1 Classe 0 de par sa conception native, l'unité convient immédiatement à l'azote de qualité alimentaire, aux gaz de procédés pharmaceutiques, à l'inertage de qualité électronique et au revêtement des réacteurs pétrochimiques sans équipement de purification supplémentaire en aval.

L'architecture du compresseur suit une à deux étages, à deux rangées (二列二级) Une configuration qui gère de manière optimale le rapport de pression élevé requis pour une pression de refoulement de 1,80 MPa. En répartissant la charge de compression sur deux cylindres avec un refroidisseur intermédiaire, le LW-40/18 maintient sa stabilité thermique et préserve l'intégrité des joints en PTFE, même en fonctionnement continu à charge maximale. Sa construction robuste…2860 × 1685 × 2610 mm et 7,00 tonnes—témoigne de la conception robuste requise pour un service industriel à haute pression.

Spécifications techniques – LW-40/18

* 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.

Principales caractéristiques et avantages techniques

1. Technologie d'étanchéité PTFE sans huile haute pression

Le LW-40/18 utilise un système spécialisé système de segment de piston et de bande de guidage autolubrifiants Fabriqués à partir de composites PTFE haute performance renforcés de fibres de verre, de particules de bronze et de disulfure de molybdène, ces joints toriques bénéficient d'une formulation de matériau avancée qui atteint un coefficient de frottement inférieur à 0,05 sans lubrification externe aux hydrocarbures, éliminant ainsi tout risque d'entraînement de vapeurs d'huile. Conçus spécifiquement pour les températures et pressions de refoulement élevées associées à un fonctionnement à 1,80 MPa, ils conservent leur stabilité dimensionnelle et leur étanchéité jusqu'à 200 °C. Pour les opérateurs des industries réglementées, ce produit offre une solution optimale. Conformité native à la norme ISO 8573-1 Classe 0 sans coûts d'investissement ni d'exploitation liés à la filtration en aval.

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

Le architecture de compression à deux étapes La conception étagée du compresseur LW-40/18 est essentielle d'un point de vue thermodynamique pour gérer le taux de compression extrême requis afin d'atteindre une pression de refoulement de 1,80 MPa à partir d'une aspiration proche de la pression atmosphérique. En répartissant la compression entre un cylindre basse pression et un cylindre haute pression, le compresseur limite la température de refoulement de chaque étage à moins de 165 °C. Un refroidisseur intermédiaire à calandre et tubes haute efficacité, placé entre les étages, évacue la chaleur de compression, prévenant ainsi la dégradation thermique des joints en PTFE et prolongeant la durée de vie des soupapes d'environ 451 T/min par rapport aux compresseurs mono-étagés visant des taux de compression équivalents. Cette approche étagée est fondamentale pour garantir un fonctionnement continu et fiable à 1,80 MPa.

3. Châssis renforcé robuste pour service haute pression

Le cadre principal est moulé à partir de fonte grise GG30 (équivalent à la norme ASTM A48 classe 35B) avec des parois plus épaisses et des nervures renforcées par rapport aux modèles à basse pression. Les passages d'eau de refroidissement intégrés sont usinés avec précision pour assurer une distribution thermique uniforme dans le bloc-cylindres. agencement à deux rangées de cylindres opposés Ce compresseur 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 modèles à une seule rangée. Malgré son poids de 7 tonnes, cet équilibre mécanique permet une installation sur un bloc d'inertie en béton armé de 12 à 14 tonnes, nettement plus léger que celui requis pour un compresseur haute pression équivalent à une seule rangée.

4. Entraînement de moteur moyenne tension haute puissance

Le LW-40/18 est entraîné par un moteur à induction moyenne tension de 400 kW Disponible en versions 6 kV ou 10 kV, conforme à la classe d'efficacité IE3 de la norme IEC 60034-1. Sa puissance nominale de 400 kW reflète l'important apport énergétique nécessaire à la compression haute pression à un débit de 40 m³/min. Son intégration directe aux réseaux de distribution industriels moyenne tension élimine le besoin d'appareillages basse tension surdimensionnés et de câbles de forte section. Pour les installations disposant de systèmes de barres omnibus 6 kV ou 10 kV existants, le LW-40/18 offre une compatibilité électrique optimale, réduisant les coûts d'infrastructure et améliorant l'efficacité énergétique globale grâce à la réduction des pertes par effet Joule (I²R).

Scénarios d'application

Injection d'azote à haute pression pour une récupération assistée du pétrole

Dans les opérations pétrolières, le LW-40/18 sert de compresseur d'injection d'azote haute pression primaire Conçu pour la récupération assistée du pétrole (RAP) et les programmes de maintien de la pression, ce système offre une pression de refoulement de 1,80 MPa suffisante pour l'injection directe dans les formations réservoirs jusqu'à 1 500 mètres de profondeur. L'azote y déplace le pétrole brut et maintient la pression du réservoir. Son débit de 40 m³/min permet le fonctionnement simultané de plusieurs puits d'injection. L'absence d'huile est essentielle pour les applications de RAP, car toute contamination par des hydrocarbures provenant de compresseurs lubrifiés altérerait la mouillabilité du réservoir et réduirait l'efficacité du déplacement du pétrole, impactant directement les rendements de production.

Précompression pour la liquéfaction du gaz

Dans les petites et moyennes usines de liquéfaction de GNL et de gaz industriels, Compresseur d'azote LW-40/18 Ce système fournit l'azote haute pression nécessaire au pré-refroidissement et au fonctionnement du cycle de liquéfaction. La pression de refoulement de 1,80 MPa est adaptée aux cycles de détente d'azote et aux systèmes de pré-refroidissement à fluide frigorigène mixte. Le circuit de compression sans huile garantit que l'azote utilisé pour l'inertage des procédés et la purge des équipements n'introduise pas de contaminants susceptibles de geler dans les échangeurs de chaleur cryogéniques, provoquant ainsi des obstructions et des interruptions de fonctionnement.

Inertage des réacteurs pétrochimiques et préservation des catalyseurs

Dans les opérations pétrochimiques et de raffinage, le LW-40/8 fournit de l'azote à haute pression pour inertisation du réacteur lors du démarrage et de l'arrêt, préservation du lit catalytique lors des arrêts prolongés et injection d'azote d'urgence L'injection d'azote dans les cuves de traitement est possible grâce à une pression de refoulement de 1,80 MPa supérieure à la pression de service de la plupart des réacteurs et cuves, permettant ainsi une injection directe sans surpression intermédiaire. La capacité de fonctionnement en continu garantit la disponibilité de l'azote lors d'arrêts techniques prolongés de plusieurs semaines. 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.

Essais et mise en service de pipelines haute pression

Les projets de construction de pipelines de gaz naturel et de procédés nécessitent de l'azote à haute pression pour essais hydrostatiques, essais d'étanchéité, séchage et mise en service Avant l'introduction de produits hydrocarbonés, le LW-40/18, avec sa pression de refoulement de 1,80 MPa, est adapté aux essais de pression des pipelines jusqu'à la classe 600 (ANSI B16.5). Son débit de 40 m³/min permet une pressurisation rapide des longs tronçons de pipeline, réduisant ainsi le temps de mise en service et les coûts de main-d'œuvre. Sa conception sans huile prévient toute contamination de l'intérieur du pipeline par l'huile, évitant ainsi un nettoyage coûteux avant l'introduction du produit.

Matériaux et construction

Le LW-40/18 est construit à partir de matériaux haut de gamme spécialement sélectionnés pour le service à l'azote haute pression, la résistance à la corrosion et une durée de vie opérationnelle prolongée dans des conditions exigeantes :

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. Chaque joint soudé fait l'objet d'un contrôle radiographique (RT) 100% conformément à la section V, article 2 de l'ASME. Chaque récipient sous pression fini 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. Les raccords de tuyauterie haute pression sont contrôlés par ultrasons (UT) 100% afin de détecter tout défaut interne.

Instructions d'installation et d'entretien

Exigences en matière de fondations et de structure

Le LW-40/18 a un poids à sec de 7,00 tonnes et un centre de gravité situé à environ 950 mm au-dessus de la plaque de base. Sa conception à deux rangées de cylindres opposés minimise les forces de déséquilibre, permettant ainsi son installation sur un châssis. bloc d'inertie en béton armé de 12 à 14 tonnesLe bloc doit être monté sur des isolateurs de vibrations élastomères haute résistance (fréquence naturelle de 5 à 7 Hz) afin d'éviter la transmission des vibrations aux structures adjacentes et aux instruments sensibles. 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 2,5 m en hauteur pour l'accès à la grue lors des révisions majeures. Les fondations doivent être dimensionnées pour supporter les charges dynamiques liées au couple de démarrage du moteur de 400 kW.

Conception du système d'eau de refroidissement

La demande en eau de refroidissement est d'environ 48 m³/h L'eau est acheminée à une température d'entrée ne dépassant pas 32 °C. Le circuit de distribution alimente les chemises de cylindre, le refroidisseur intermédiaire et le refroidisseur final par des branches parallèles équipées de vannes de régulation de débit individuelles. Les spécifications relatives à la qualité de l'eau sont strictes en raison du service haute pression : pH 6,5–8,5, matières solides dissoutes totales < 400 mg/L, teneur en chlorures < 40 mg/L (afin de prévenir la corrosion des tubes en acier inoxydable 316), matières en suspension < 20 mg/L et dureté totale < 250 mg/L exprimée en CaCO₃. Sur les sites où la qualité de l'eau est limite, une tour de refroidissement en circuit fermé avec filtration latérale, adoucissement et traitement chimique est obligatoire pour prévenir l'entartrage et la corrosion des refroidisseurs haute pression.

Programme d'entretien préventif

La conception sans huile du LW-40/18 simplifie considérablement la maintenance par rapport aux modèles lubrifiés. Aucun changement d'huile, aucune analyse d'huile, aucun remplacement de filtre ni de cartouche de séparateur ne sont nécessaires. Les principales pièces d'usure consommables sont : segments de piston et bagues de guidage en PTFECes pièces atteignent généralement une durée de vie de 3 000 à 5 000 heures en conditions d'azote pur et à haute pression. Les ensembles de plaques de soupape nécessitent généralement une remise en état entre 2 000 et 3 500 heures en raison des pressions de fonctionnement élevées.

Certifications de conformité et de sécurité

Le compresseur d'azote LW-40/18 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-40/18 atteint un consommation électrique spécifique d'environ 10,00 kW par m³/min L'efficacité énergétique, exprimée en kW/m³/min, reflète le travail thermodynamique important requis pour la compression à haute pression et se situe dans la catégorie 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, tandis que les compresseurs à membrane multi-étagés (souvent choisis pour les applications haute pression sans huile) peuvent dépasser 14 kW/m³/min.

Sur un cycle de fonctionnement annuel standard de 8 000 heures, le gain d'efficacité du LW-40/18 génère environ Économies d'énergie annuelles de 160 000 à 400 000 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 $12 800 à $32 000 par an. Toutefois, la principale justification économique du LW-40/18 est généralement… élimination des consommables liés au pétrole et suppression des équipements de purification en aval Cela serait obligatoire avec les alternatives lubrifiées.

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 lubrifié à l'huile classique de cette pression nominale nécessiterait des filtres coalescents haute pression, des adsorbeurs à charbon actif, une surveillance continue du niveau d'huile et un remplacement périodique de l'huile, ce qui représente un surcoût annuel de 15 000 à 25 000 £. La conception sans huile du LW-40/18 élimine totalement ces dépenses tout en garantissant une pureté de produit supérieure.

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

Nous proposons des options de personnalisation complètes pour adapter le LW-40/18 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 de chaleur, le refroidisseur final, l'instrumentation haute pression et le panneau de commande sont pré-assemblés sur un châssis en acier renforcé 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%.
• Configurations des zones dangereuses : Des armoires électriques et de moteurs conformes aux normes ATEX Zone 2 et IECEx sont disponibles pour les installations pétrolières et pétrochimiques. La détection de gaz intégrée, les dispositifs de verrouillage automatique de la ventilation et l'instrumentation antidéflagrante 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 des charges et décharges, la protection contre les surtensions et la logique d'arrêt d'urgence sont incluses de série.
• Options de pack haute pression : Des réservoirs de stockage haute pression intégrés, des systèmes de régulation de pression et des collecteurs de distribution peuvent être fournis dans le cadre d'un système d'injection d'azote complet. Tous les composants haute pression sont conçus et testés selon les mêmes normes que le compresseur.
• OEM et marques privées : Des couleurs de peinture personnalisées, des plaques signalétiques de marque et des ensembles de documentation localisés sont disponibles pour les distributeurs d'équipements gaziers et les intégrateurs de systèmes desservant les marchés pétroliers et industriels.

Des configurations personnalisées sont disponibles auprès de Quantité minimale de commande : 1 unitéL'étude technique et l'élaboration de la proposition nécessitent généralement 7 à 10 jours ouvrables en raison de la complexité des applications haute pression. Le délai de livraison standard est de 14 à 16 semaines ; les commandes répétées sont livrées sous 10 à 12 semaines à compter de la confirmation de commande.

Étude de cas : Injection d'azote dans les champs pétrolifères pour une récupération améliorée

Client: Un producteur de pétrole indépendant exploitant des gisements pétroliers matures au Moyen-Orient

Défi: Les champs pétrolifères du client étaient entrés en phase de déclin, la pression du réservoir chutant en dessous du point de bulle, ce qui entraînait des remontées de gaz et une diminution de la mobilité du pétrole. L'injection d'eau conventionnelle s'avérait inefficace en raison de l'hétérogénéité du réservoir. Le client avait besoin d'injections d'azote à haute pression pour maintenir la pression du réservoir et améliorer l'efficacité du balayage, mais les compresseurs lubrifiés à l'huile existants contaminaient le gaz d'injection avec des hydrocarbures, modifiant la mouillabilité du réservoir et réduisant l'efficacité du déplacement.

Solution: Nous avons fourni un Compresseur d'azote sans huile LW-40/18 L'unité est montée sur un châssis sur mesure intégrant un refroidisseur haute pression, un séparateur d'humidité et un automate programmable Siemens S7-1200 avec télésurveillance. La pression de refoulement de 1,80 MPa permet l'injection directe dans les formations réservoirs à une profondeur de 1 200 à 1 400 mètres. Un réservoir tampon haute pression de 10 m³ est installé en aval pour amortir les fluctuations du débit d'injection. Le châssis est conçu pour fonctionner en milieu désertique et intègre un système de filtration sur sable, un refroidissement à haute température ambiante et une protection anticorrosion C5-M.

Résultats quantifiés après 36 mois :

• Pression du réservoir : Maintenu à 85% d'origine par rapport au 62% avec injection d'eau seule
• Taux de production de pétrole : Augmenté de 18% par rapport à la valeur de référence avant l'injection d'azote
• Teneur en huile azotée : <0,01 mg/m³, éliminant toute altération de la mouillabilité du réservoir
• Disponibilité du compresseur : 97.5% sur 36 mois, avec seulement des arrêts pour maintenance programmée
• Coût d'exploitation : 32% inférieur que le précédent système de compresseur lubrifié à l'huile grâce à l'élimination de la maintenance liée à l'huile

« Le LW-40/18 est la pierre angulaire de notre programme de récupération assistée du pétrole par injection d'azote. Sa conception sans huile nous assure de ne pas compromettre les performances du réservoir, et sa fiabilité a dépassé nos attentes dans un environnement désertique difficile. » — Responsable de l'ingénierie des réservoirs

FAQ et guide de sélection

Produits et solutions connexes

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