Compresseur d'azote LW-50/8 – Surpresseur N2 sans huile à haut débit pour la distribution industrielle moyenne pression

Conçu pour fournir un débit de 50 m³/min à une pression de refoulement de 0,80 MPa, le LW-50/8 est un compresseur d'azote à pistons sans huile, à deux étages et deux rangées, spécialement conçu pour les systèmes de séparation d'air cryogénique de grande capacité, la surpression d'azote VPSA haute pression et les vastes réseaux de distribution par pipeline industriel. Il garantit l'absence de contamination par lubrifiant, un fonctionnement continu et est optimisé pour les environnements industriels exigeants fonctionnant 24 h/24 et 7 j/7.

Présentation du produit

Le Compresseur d'azote LW-50/8 Il représente un outil de travail à haute capacité au sein de notre gamme de compresseurs à piston sans huile, conçu pour combler le fossé exigeant entre la production primaire d'azote et l'infrastructure de distribution moyenne pression. Avec une capacité nominale impressionnante de 50 m³/min couplée à une pression de refoulement robuste de 0,80 MPaCette unité répond aux exigences les plus difficiles des grandes installations de séparation d'air cryogénique, des stations de surpression VPSA haute pression et des vastes réseaux de pipelines pétrochimiques.

Ce qui différencie fondamentalement le LW-50/8 des compresseurs lubrifiés classiques, c'est son circuit de compression entièrement exempt d'huileLes segments de piston et les bagues de guidage sont fabriqués avec précision à partir de formulations composites PTFE autolubrifiantes de pointe, fonctionnant sans aucun lubrifiant à base d'hydrocarbures. Cette conception intrinsèque garantit que le flux d'azote reste totalement exempt de contamination par l'huile – une caractéristique essentielle pour les applications exigeant la certification ISO 8573-1 Classe 0, notamment l'azote pour l'emballage alimentaire, l'inertage pharmaceutique, la distribution de gaz de process pour semi-conducteurs et le confinement chimique de haute pureté.

L'architecture du compresseur met en œuvre un à deux étages, à deux rangées (二列二级) Configuration qui répartit stratégiquement le taux de compression total entre deux cylindres de compression. Cette méthode étagée réduit les températures de refoulement de chaque étage, améliore le rendement volumétrique et prolonge considérablement la durée de vie des soupapes et des segments de piston. Chaque étage de compression intègre un refroidisseur intermédiaire indépendant, maintenant les températures des gaz dans des plages thermiques sûres, même en fonctionnement continu à charge maximale. Le bâti en fonte renforcée et le vilebrequin en acier forgé usiné avec précision sont conçus pour plus de 100 000 heures d'un service fiable dans le cadre de protocoles de maintenance préventive standard.

Spécifications techniques – LW-50/8

* 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. Système d'étanchéité composite PTFE sans huile de pointe

Le LW-50/8 utilise une technologie propriétaire ensemble segment de piston et bande de guidage autolubrifiants Fabriqué à partir de composites PTFE haute densité renforcés par des fibres de verre et des particules de bronze, ce matériau de pointe atteint un coefficient de frottement dynamique inférieur à 0,07 sans lubrification externe aux hydrocarbures, éliminant ainsi tout risque d'entraînement de vapeurs d'huile dans le flux d'azote produit. Pour les acheteurs industriels opérant dans des secteurs réglementés, cela se traduit directement par : Conformité à la norme ISO 8573-1, classe 0 sans les investissements importants et les charges d'entretien continues associés aux systèmes de filtration, de coalescence et de purification au charbon actif en aval.

2. Performances thermodynamiques optimisées en deux étapes

Le architecture de compression à deux étapes Le compresseur LW-50/8 est calibré thermodynamiquement pour une pression de refoulement cible de 0,80 MPa. En répartissant le taux de compression entre un cylindre basse pression et un cylindre haute pression dédiés, le compresseur atteint une température moyenne effective nettement inférieure par étage. Un refroidisseur intermédiaire tubulaire, positionné entre les étages, dissipe efficacement la chaleur de compression, maintenant ainsi les températures de refoulement constamment en dessous de 150 °C, même à charge nominale continue maximale. Cette stratégie sophistiquée de gestion thermique prolonge la durée de vie des soupapes d'environ 401 TP3T par rapport aux compresseurs mono-étagés soumis à des taux de compression globaux équivalents, tout en réduisant le risque de polymérisation thermique dans les flux d'azote contenant des traces d'oxygène.

3. Construction robuste du châssis à forces équilibrées

Le bloc compresseur principal est moulé à partir de fonte grise GG25 (Équivalent à la norme ASTM A48 Classe 30B) avec des passages d'eau de refroidissement intégrés usinés directement dans la pièce moulée. La configuration à deux rangées de cylindres opposés assure une annulation intrinsèque des forces de premier ordre, réduisant de plus de 851 tonnes les forces d'inertie déséquilibrées transmises à la fondation par rapport aux conceptions classiques à une seule rangée. Cet avantage mécanique permet au compresseur LW-50/8 de fonctionner sur un bloc de fondation nettement plus léger (minimum 10 tonnes contre plus de 16 tonnes pour les modèles à une seule rangée comparables), réduisant considérablement les coûts de génie civil et simplifiant les installations de modernisation dans les locaux de compresseurs ou les unités de séparation d'air existants.

4. Configuration flexible du moteur multi-tension

Le LW-50/8 est entraîné par un Moteur à induction triphasé à haut rendement de 350 kW Disponible en configurations 380 V, 6 kV ou 10 kV, conforme à la norme IEC 60034-1, classe d'efficacité IE3. L'option 380 V s'intègre facilement aux infrastructures de distribution industrielles basse tension existantes, tandis que les versions 6 kV et 10 kV permettent un raccordement direct aux réseaux moyenne tension, courants dans les grandes installations de séparation d'air et pétrochimiques. Cette flexibilité de tension élimine le besoin de transformateurs abaisseurs supplémentaires en environnement moyenne tension, réduisant ainsi les coûts d'investissement dans l'infrastructure électrique et améliorant l'efficacité énergétique globale du système grâce à la minimisation des pertes dans les transformateurs.

Scénarios d'application

Séparation cryogénique de l'air à grande échelle : sauvegarde et écrêtement des pics de consommation

Dans le cadre des opérations cryogéniques ASU, le LW-50/8 fonctionne comme un surpresseur d'azote de secours haute capacité ou un compresseur de pointe d'une fiabilité exceptionnelle. En cas de dysfonctionnement de l'unité de séparation d'air primaire (par exemple, une contamination du tamis moléculaire ou un arrêt pour maintenance programmée), le LW-50/8 assure une alimentation en azote continue et sans interruption pour les consommateurs critiques en aval, alimentés par les vaporisateurs de stockage d'azote liquide. Sa pression de refoulement élevée de 0,80 MPa offre une hauteur manométrique suffisante pour alimenter les collecteurs de distribution moyenne et haute pression desservant les systèmes d'inertage des aciéries, le confinement des réacteurs chimiques, les réseaux de gaz de purge des usines de GNL et les stations d'injection dans les pipelines. Sa conception sans huile est primordiale dans les scénarios de secours où la pureté de l'azote ne peut être compromise en cas d'indisponibilité du système principal.

Stations de surpression d'azote VPSA haute pression

Les générateurs d'azote à adsorption modulée en pression sous vide (VPSA) produisent de l'azote gazeux à une pression proche de la pression atmosphérique (généralement de 0,05 à 0,10 MPa). Booster d'azote LW-50/8 Ce produit basse pression est comprimé à 0,80 MPa pour être distribué dans des applications exigeantes. L'absence d'huile dans le circuit de compression est essentielle au fonctionnement des systèmes VPSA, car toute contamination par des hydrocarbures empoisonnerait irréversiblement l'adsorbant à tamis moléculaire de carbone, dégradant ainsi définitivement l'efficacité de séparation du générateur d'azote et nécessitant le remplacement complet et coûteux du lit d'adsorbant. Le débit de 50 m³/min correspond à la production des grandes installations VPSA produisant 2 000 à 3 000 Nm³/h d'azote d'une pureté de 99,5 à 99,91 % TP3T.

Injection dans les pipelines à haute pression pour les industries pétrochimiques et de raffinage

Les parcs de stockage des raffineries, les terminaux de stockage pétrochimiques et les usines de traitement chimique nécessitent des volumes importants d'azote pour inertage des réservoirs haute pression, inertage des pipelines et purge des cuves de traitement Pour prévenir la formation de vapeurs explosives et préserver l'intégrité du produit, la pompe LW-50/8, avec sa pression de refoulement de 0,80 MPa, offre une hauteur manométrique suffisante pour compenser les pertes de charge importantes dues au frottement dans les canalisations sur des distances supérieures à 3 km. Elle est ainsi parfaitement adaptée aux architectures d'alimentation en azote centralisées desservant simultanément plusieurs unités de traitement, réservoirs de stockage et stations de chargement. Son fonctionnement en continu et son débit élevé garantissent une disponibilité ininterrompue de l'azote lors de campagnes de maintenance prolongées pouvant durer plusieurs semaines.

Emballage sous atmosphère modifiée à grande vitesse pour les produits alimentaires et les boissons

Les installations d'emballage alimentaire à grande échelle exploitant des lignes de production à grande vitesse nécessitent un débit d'azote important pour emballage sous atmosphère modifiée (MAP)Le compresseur LW-50/8 est idéal pour le stockage sous atmosphère contrôlée et le rinçage à l'azote des équipements d'emballage. Son impressionnant débit de 50 m³/min permet d'alimenter simultanément de nombreuses lignes d'emballage à grande vitesse, des unités de production industrielle de snacks, des laiteries et des usines de plats préparés. Sa certification sans huile garantit la conformité totale aux normes FDA 21 CFR 173.310 (spécifications relatives à l'azote de qualité alimentaire) et au règlement européen 231/2012. L'absence totale de contamination par l'huile élimine tout risque de défauts de goût, de rancissement ou de décoloration des produits, risques liés à l'utilisation accidentelle de compresseurs lubrifiés pour le contact alimentaire avec l'azote.

Matériaux et construction

Chaque composant du LW-50/8 est méticuleusement sélectionné pour sa compatibilité avec le service à l'azote, sa résistance à la corrosion et sa durabilité mécanique accrue dans des conditions industrielles exigeantes :

Tous les composants soumis à la pression sont conçus, fabriqués et testés en stricte conformité avec les normes en vigueur. ASME BPVC Section VIII Division 1 ou les normes chinoises GB 150 équivalentes. Chaque joint soudé fait l'objet d'une inspection radiographique complète 100% (RT) conformément à la section V, article 2 de l'ASME, et chaque récipient sous pression terminé est soumis à un test de pression hydrostatique rigoureux à 1,5 fois la pression de service maximale admissible (MAWP) pendant une durée de maintien minimale de 30 minutes avant la libération de l'usine.

Instructions d'installation et d'entretien

Exigences en matière de fondations et de structure

Le LW-50/8 a un poids à sec de 6,50 tonnes et un centre de gravité situé à environ 900 mm au-dessus de la plaque de base. Grâce à sa conception à deux rangées de cylindres opposés, les forces de déséquilibre sont minimisées, permettant une installation sur un bloc d'inertie en béton armé de 10 à 12 tonnesLe bloc doit être monté sur des supports antivibratoires élastomères (fréquence naturelle de 6 à 8 Hz) afin d'éviter la transmission des vibrations aux structures et instruments adjacents. Dégagement minimal requis : 1,5 m côté opposé à l'entraînement pour l'accès et la maintenance des vannes, 1,2 m côté entraînement pour l'inspection du moteur et de l'accouplement, et 2,0 m de hauteur libre pour les révisions majeures effectuées à l'aide d'une grue.

Spécifications du système d'eau de refroidissement

Le débit d'eau de refroidissement requis est d'environ 42 m³/h La température d'entrée ne doit pas dépasser 32 °C. Le réseau de distribution d'eau de refroidissement doit alimenter les chemises de cylindre, le refroidisseur intermédiaire et le refroidisseur final en circuits 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 304 des refroidisseurs) et matières en suspension < 30 mg/L. Pour les installations fonctionnant sous les climats tropicaux ou avec une eau de qualité médiocre, une tour de refroidissement en circuit fermé, équipée d'une filtration latérale et d'un traitement chimique automatisé, est fortement recommandée afin de prévenir la formation de tartre et l'encrassement microbiologique des tubes du refroidisseur intermédiaire.

Programme complet d'entretien préventif

Un avantage économique déterminant du LW-50/8 est le élimination complète de l'huile lubrifiante du circuit de compression. Contrairement aux compresseurs lubrifiés à l'huile qui nécessitent des vidanges d'huile trimestrielles, des analyses d'huile mensuelles, le remplacement annuel de l'élément séparateur et l'élimination des huiles usagées, le LW-50/8 supprime totalement ces consommables. Les seules pièces d'usure récurrentes sont les segments de piston et bagues de guidage en PTFE, qui atteignent régulièrement 4 000 à 6 000 heures de service fiable dans des conditions de fonctionnement à l'azote propre.

Certifications de conformité et de sécurité

Le compresseur d'azote LW-50/8 est conçu, fabriqué et testé pour satisfaire aux normes internationales et aux cadres réglementaires suivants :

Analyse des performances et de l'efficacité

Le LW-50/8 atteint un consommation électrique spécifique d'environ 7,00 kW par m³/min L'unité produit de l'azote à une pression de refoulement de 0,80 MPa. Ce rendement la positionne avantageusement sur le segment des compresseurs à piston sans huile haute capacité pour applications moyenne pression. À titre de comparaison, les compresseurs à vis lubrifiés à l'huile fonctionnant à des taux de compression équivalents consomment généralement entre 7,5 et 8,5 kW/m³/min, tandis que les compresseurs à piston mono-étagés classiques peuvent dépasser 9,0 kW/m³/min à ce niveau de pression.

Sur un cycle de fonctionnement annuel standard de 8 000 heures, le gain d'efficacité du LW-50/8 génère environ Économies d'énergie annuelles de 200 000 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 annuels directs de $16 000 à $32 000. Associée à la suppression totale des consommables liés au pétrole (huile de lubrification, éléments filtrants, cartouches de séparation, traitement des huiles usées), cette solution permet de réaliser des économies considérables. coût total de possession pour la compression d'azote est réduit d'environ 28 à 38% sur un cycle de vie opérationnel de 10 ans.

L'absence d'huile dans le circuit de compression élimine également la consommation d'énergie liée aux équipements de déshuilage en aval. Un compresseur lubrifié à l'huile classique de cette capacité nécessite des filtres coalescents, des adsorbeurs à charbon actif et un système de surveillance continue de l'huile, dont la consommation totale représente 3 à 5 Tp de la puissance nominale du compresseur. L'architecture sans huile du LW-50/8 supprime entièrement cette consommation d'énergie parasite.

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

Nous proposons de nombreuses options de personnalisation pour adapter le LW-50/8 aux conditions spécifiques du site, aux exigences d'intégration et aux spécifications opérationnelles de l'utilisateur final :

• Ensembles clés en main montés sur patins : Le compresseur, le moteur, l'échangeur de chaleur, le refroidisseur final, l'instrumentation et le panneau de commande sont préassemblés sur un châssis robuste en acier structurel, équipé d'anneaux de levage intégrés et de gabarits de boulons d'ancrage de précision. Cette solution réduit le temps d'installation sur site d'environ 60% et minimise les risques liés à la mise en service.
• Configurations des zones dangereuses : Coffrets moteurs et électriques conformes aux normes ATEX Zone 2 et IECEx pour les installations en milieu pétrochimique où des atmosphères explosives peuvent être occasionnellement présentes. L'architecture de contrôle intègre des systèmes de détection de gaz et de verrouillage automatique de la ventilation.
• Systèmes de contrôle de processus avancés : 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 du chargement/déchargement et la compatibilité avec les variateurs de fréquence optimisent le rendement à charge partielle en fonction des variations de la demande.
• Systèmes de protection de l'environnement : Systèmes de revêtement de qualité marine C5-M pour les installations côtières ou offshore ; composants électriques tropicalisés conçus pour des températures ambiantes jusqu'à 55 °C ; et enceintes acoustiques IP54 réduisant l'émission de bruit de 85 dB(A) à 72 dB(A) à 1 mètre, adaptées aux installations intérieures sans local compresseur dédié.
• Programmes OEM et de marques privées : Couleurs de peinture personnalisées, plaques signalétiques de marque et documentations complètes pour les intégrateurs de systèmes et les distributeurs d'équipements gaziers. Manuels techniques, listes de pièces détachées et procédures de maintenance disponibles en langues locales.

Des configurations personnalisées sont disponibles auprès de Quantité minimale de commande : 1 unitéL’étude technique et l’élaboration d’une proposition détaillée nécessitent généralement 5 à 7 jours ouvrables. Le délai de livraison des prototypes est de 12 à 14 semaines ; les commandes de production en série sont livrées sous 8 à 10 semaines à compter de la confirmation de commande.

Étude de cas : Modernisation du surpresseur d'azote haute pression d'une unité de séparation d'air cryogénique

Client: Un important producteur de gaz industriels exploitant une installation de séparation cryogénique de l'air en Thaïlande

Défi: Le surpresseur d'azote lubrifié à l'huile du client (fabricant d'origine européen, 14 ans de service) présentait une contamination progressive par l'huile dans le flux d'azote produit. Le niveau de contamination atteignait 3,5 mg/m³, dépassant largement la limite de 0,1 mg/m³ exigée contractuellement par ses clients des secteurs de l'emballage alimentaire et pharmaceutique. Cette contamination dégradait également le lit de polissage final au charbon actif, nécessitant son remplacement tous les 6 mois au lieu des 24 mois prévus et entraînant de fréquents arrêts imprévus pour la maintenance des filtres.

Solution: Nous avons fourni un Compresseur d'azote sans huile LW-50/8 Conçu en remplacement direct, le système est monté sur un châssis sur mesure intégrant un refroidisseur intermédiaire, un refroidisseur final et un panneau de commande automate Siemens S7-1200 avec fonction de surveillance à distance. L'encombrement du châssis a été précisément dimensionné pour s'adapter aux fondations existantes, éliminant ainsi toute modification du génie civil. Un réservoir tampon de 3 m³ a été installé en amont afin d'amortir les pulsations de pression provenant de la boîte froide de l'unité de séparation d'air (ASU).

Résultats quantifiés après 30 mois :

• Teneur en huile azotée : Réduit de 3,5 mg/m³ à <0,01 mg/m³, obtenant la certification ISO 8573-1 Classe 0
• Intervalle de remplacement du lit de charbon actif : Prolongé de 6 mois à 36 mois, permettant d'économiser $18 000/an en consommables
• Dépenses totales d'entretien : Diminué de 45% grâce à l'élimination des vidanges d'huile, des remplacements de filtres et des révisions de séparateurs
• Consommation d'énergie : Amélioré par 9.2% par rapport à l'unité remplacée, cela équivaut à une économie de $22 000 £/an aux tarifs d'électricité locaux
• Temps d'arrêt non planifié : Aucun événement en 30 mois de fonctionnement continu
• Réclamations des clients : Éliminé entièrement depuis la mise en service

« Le LW-50/8 a résolu définitivement nos problèmes de pureté de l'azote. Nos clients des secteurs agroalimentaire et pharmaceutique ont constaté une amélioration de la constance de leurs produits, et notre équipe de maintenance a réduit de près de moitié son temps d'intervention. L'investissement a été rentabilisé en moins de 20 mois. » — Responsable de l'ingénierie de l'usine

FAQ et guide de sélection

Produits et solutions connexes

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