Compresseur d'azote LW-60/8 – Surpresseur N2 sans huile à très haute capacité pour réseaux industriels exigeants de 0,80 MPa

Conçu pour fournir un débit de 60 m³/min à une pression de refoulement de 0,80 MPa, le LW-60/8 est un compresseur d'azote à pistons sans huile, à deux étages et deux rangées, spécialement conçu pour la séparation cryogénique de l'air à très grande échelle, les stations de surpression VPSA haute pression et la distribution intensive par pipeline pétrochimique. Il garantit l'absence de contamination par lubrifiant, est conçu pour un fonctionnement continu et optimisé pour un fonctionnement industriel intensif 24 h/24 et 7 j/7 sous haute pression.

Présentation du produit

Le Compresseur d'azote LW-60/8 Il représente le fleuron de notre gamme de compresseurs à piston sans huile, conçu pour répondre aux exigences les plus strictes en matière de surpression d'azote dans les infrastructures de gaz industriels à grande échelle. Doté d'une capacité exceptionnelle Capacité de 60 m³/min associé à un robuste pression de refoulement de 0,80 MPa, cette unité constitue le pilier des usines de séparation d'air cryogénique à grande échelle, des stations de surpression VPSA haute pression et des réseaux de distribution pétrochimiques intensifs où le débit et la pression sont des paramètres non négociables.

Ce qui distingue le LW-60/8 des alternatives lubrifiées classiques, c'est son circuit de compression intrinsèquement sans huileLes segments de piston et les bagues de guidage sont fabriqués à partir de matériaux composites PTFE autolubrifiants exclusifs, fonctionnant entièrement sans lubrifiants hydrocarbonés. Cette conception garantit que le flux d'azote produit reste totalement exempt de contamination par l'huile, permettant ainsi d'atteindre Certification ISO 8573-1 Classe 0 Sans aucun équipement de purification en aval. Pour les opérateurs des secteurs de l'agroalimentaire, de la fabrication pharmaceutique, de la production de semi-conducteurs et de la pétrochimie, cette caractéristique intrinsèquement exempte d'huile élimine les dépenses d'investissement, les coûts de maintenance et la consommation d'énergie liés aux systèmes de filtration d'huile.

L'architecture du compresseur suit une à deux étages, à deux rangées (二列二级) Une configuration qui répartit de manière optimale le rapport de pression élevé entre deux cylindres de compression. Cette approche par étapes est essentielle pour gérer les charges thermiques liées à une pression de refoulement de 0,80 MPa tout en préservant l'intégrité dimensionnelle des joints d'étanchéité en PTFE. Chaque étage intègre un refroidisseur intermédiaire indépendant à haut rendement, garantissant que les températures des gaz restent dans les plages de fonctionnement sûres, même lors d'un fonctionnement prolongé à pleine capacité. Le bâti massif 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-60/8

* 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. Technologie d'étanchéité composite PTFE haute température

Le LW-60/8 utilise un système avancé ensemble segment de piston et bande de guidage autolubrifiants Fabriqués à partir de composites PTFE exclusifs renforcés de fibres de verre, de graphite de carbone et de particules de bronze, ces joints 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 spécifiquement pour les températures de refoulement élevées associées à un fonctionnement à 0,80 MPa, ces joints conservent leur stabilité dimensionnelle et leur étanchéité jusqu'à 185 °C. Pour les opérateurs de gaz industriels, ils offrent des performances optimales. Conformité native à la norme ISO 8573-1 Classe 0 sans les coûts d'investissement, la complexité de maintenance ni la consommation d'énergie des équipements de filtration d'huile en aval.

2. Optimisation thermodynamique avancée en deux étapes

Le architecture de compression à deux étapes Le compresseur LW-60/8 est optimisé thermodynamiquement pour atteindre la pression de refoulement cible de 0,80 MPa. En répartissant le rapport de pression global important entre un cylindre basse pression et un cylindre haute pression, le compresseur atteint une température moyenne effective par étage nettement inférieure à celle des compresseurs mono-étagés. Un refroidisseur intermédiaire tubulaire haute performance dédié, 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 est essentielle pour préserver l'intégrité de la bague en PTFE et prolonger la durée de vie des plaques de soupape d'environ 451 TP3T par rapport aux compresseurs mono-étagés fonctionnant à des rapports de pression équivalents.

3. Châssis massif en fonte avec un équilibre des forces supérieur

Le cadre 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. agencement à deux rangées de cylindres opposés Ce système assure une annulation naturelle des forces de premier ordre, réduisant de plus de 851 tonnes les forces d'inertie déséquilibrées transmises aux fondations par rapport aux systèmes à une seule rangée de capacité équivalente. Cet avantage mécanique permet une installation sur un bloc d'inertie en béton armé d'au moins 12 tonnes (contre plus de 18 tonnes pour les systèmes à une seule rangée), ce qui réduit considérablement les coûts de génie civil et simplifie les rénovations dans les locaux de compresseurs existants où la capacité des fondations peut être limitée.

4. Entraînement de moteur moyenne tension pour l'intégration à grande échelle

Le LW-60/8 est entraîné par un moteur à induction moyenne tension de 350 kW Disponible en versions 6 kV ou 10 kV, conforme à la classe d'efficacité IE3 de la norme CEI 60034-1, le variateur moyenne tension élimine le besoin d'appareillages basse tension surdimensionnés et de câbles de section excessivement importante, nécessaires pour un moteur 380 V de puissance équivalente. Son intégration directe aux réseaux de distribution industriels moyenne tension réduit les coûts d'infrastructure électrique, minimise les pertes par effet Joule (I²R) dans le câblage et améliore l'efficacité énergétique globale. Pour les installations dotées de systèmes de barres 6 kV ou 10 kV, courants dans les grands sites industriels, le LW-60/8 offre une compatibilité électrique optimale.

Scénarios d'application

Usines de séparation d'air cryogénique à grande échelle

Dans les installations cryogéniques ASU à très grande échelle produisant 3 000 à 8 000 Nm³/h d’azote gazeux, le LW-60/8 sert de booster d'azote primaire à haute capacité Entre le caisson froid et le collecteur de distribution, son débit de 60 m³/min correspond à celui des plus grandes unités de séparation d'azote (ASU) à train unique. La pression de refoulement de 0,80 MPa assure une hauteur manométrique suffisante pour la distribution par pipeline sur de longues distances vers les consommateurs en aval, tels que les complexes sidérurgiques intégrés, les unités de craquage pétrochimique et les unités de liquéfaction de GNL. L'absence d'huile est absolument essentielle pour ces applications, car toute contamination par l'huile compromettrait la pureté de l'azote fourni aux procédés les plus sensibles, notamment la fabrication de plaquettes de semi-conducteurs et les lignes de remplissage aseptique pharmaceutique alimentées par le même réseau de distribution.

Stations de surpression d'azote VPSA haute pression

Pour les grands générateurs d'azote VPSA produisant de l'azote d'une pureté de 99,5 à 99,9% à une pression proche de la pression atmosphérique, Booster d'azote LW-60/8 Le produit basse pression est comprimé à 0,80 MPa pour une distribution haute pression. Cette pression de refoulement élevée est particulièrement avantageuse pour les installations VPSA desservant de vastes zones industrielles ou plusieurs sites via un collecteur haute pression centralisé, où les pertes de charge dans le réseau de distribution peuvent être importantes. L'absence d'huile dans le circuit de compression est essentielle pour les systèmes VPSA, 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 complet et coûteux de l'adsorbant.

Systèmes d'azote à haute pression pour l'industrie pétrochimique intensive

Dans les grands complexes pétrochimiques et les raffineries, le LW-60/8 fournit de l'azote à haute pression pour inertage du réacteur, préservation du catalyseur, purge des canalisations, injection d'urgence dans la cuve et remplissage pour essai hydrostatiqueLa pression de refoulement de 0,80 MPa est suffisante pour satisfaire aux exigences de pression des plus grandes cuves de traitement et des systèmes de réacteurs, permettant ainsi l'injection directe d'azote sans étages de surpression intermédiaires. Son fonctionnement en continu garantit une disponibilité ininterrompue d'azote lors d'arrêts techniques prolongés pouvant durer plusieurs semaines. La certification « sans huile » est obligatoire pour les applications pétrochimiques où l'azote entre en contact avec des lits catalytiques ou pénètre dans des flux de procédé qui doivent rester totalement exempts d'hydrocarbures.

Inertisation à haute pression intégrée pour aciérie

Les grandes aciéries intégrées, dotées de plusieurs hauts fourneaux, de convertisseurs à oxygène et de lignes de coulée continue, nécessitent d'énormes volumes d'azote pour Étanchéité des gaz de haut fourneau, inertage des répartiteurs, métallurgie en poche et purge des gaz de four à cokeLe LW-60/8, d'une capacité de 60 m³/min, peut alimenter simultanément plusieurs hauts fourneaux ou un complexe de coulée complet grâce à un collecteur d'azote haute pression centralisé. Sa pression de refoulement de 0,80 MPa assure une hauteur manométrique suffisante pour vaincre la contre-pression des systèmes de gaz des plus grands hauts fourneaux et garantir un flux de gaz d'étanchéité positif à tous les niveaux de tuyères. Sa conception sans huile prévient toute contamination du gaz de haut fourneau par l'huile, contamination qui encrasserait les équipements d'épuration en aval et compromettrait la qualité du gaz récupéré pour la production d'électricité et le chauffage.

Matériaux et construction

Le LW-60/8 est fabriqué à partir de matériaux haut de gamme sélectionnés pour leur compatibilité avec l'azote, leur résistance aux hautes pressions et leur 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 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-60/8 a un poids à sec de 6,50 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 minimales, ce qui permet son installation sur un terrain plat. bloc d'inertie en béton armé de 12 à 14 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 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 2,0 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 60 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 dans les refroidisseurs), matières en suspension < 30 mg/L et dureté totale < 300 mg/L exprimée en CaCO₃. Pour les sites présentant une qualité d'eau limite, 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.

Programme d'entretien préventif

La conception sans huile du LW-60/8 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-60/8 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-60/8 atteint un consommation électrique spécifique d'environ 5,83 kW par m³/min Le débit d'azote est de 0,80 MPa à une pression de refoulement de 0,80 MPa. Ce rendement est compétitif pour un compresseur à piston sans huile à très haute capacité fonctionnant à un taux de compression élevé, ce qui le positionne avantageusement dans la catégorie des compresseurs de 50 à 70 m³/min. À titre de comparaison, les compresseurs à vis lubrifiés à l'huile, utilisés dans des applications haute pression similaires, consomment généralement de 6,2 à 7,0 kW/m³/min, tandis que les compresseurs à piston mono-étagés classiques peuvent dépasser 8,0 kW/m³/min à des pressions de refoulement équivalentes.

Sur un cycle de fonctionnement annuel standard de 8 000 heures, le gain d'efficacité du LW-60/8 génère environ Économies d'énergie annuelles de 180 000 à 420 000 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 $14 400 à $33 600 par an. Combiné à l'élimination complète des consommables liés au pétrole (huile de lubrification, éléments filtrants, cartouches de séparation, élimination des huiles usées et analyse d'huile), le coût total de possession pour la compression d'azote est réduit d'environ 22 à 32% sur une durée de vie opérationnelle 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 taille et de cette pression nominale 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 du compresseur. La conception sans huile du LW-60/8 supprime entièrement cette consommation parasite, améliorant ainsi le rendement du système.

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

Nous proposons de nombreuses options de personnalisation pour adapter le LW-60/8 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 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 complets en usine de tous les systèmes.
• 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 et réduisent l'usure mécanique au démarrage.
• Systèmes de protection de l'environnement : Systèmes de revêtement de qualité marine C5-M pour les installations côtières ou offshore ; composants électriques tropicalisés pour des températures ambiantes jusqu'à 55 °C ; et enceintes acoustiques IP54 qui réduisent 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 : 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 : Révision de la distribution d’azote dans un complexe pétrochimique

Client: Un important complexe pétrochimique au Moyen-Orient comprenant trois unités de craquage d'éthylène, deux usines de polyéthylène et une unité de polypropylène.

Défi: L'alimentation en azote du complexe était assurée par trois compresseurs à huile vieillissants (deux de marques européennes et un de marque asiatique, en service depuis 16 à 22 ans) alimentant un collecteur de distribution commun à 0,60 MPa. Ces compresseurs présentaient un entraînement progressif d'huile dans le flux d'azote, contaminant les lits catalytiques des unités de craquage d'éthylène et provoquant des problèmes de polymérisation dans les réacteurs de polyéthylène. Les coûts de maintenance avaient grimpé jusqu'à 1 040 000 £ par an, et la pression de 0,60 MPa était insuffisante pour répondre aux nouvelles exigences d'inertage des réacteurs haute pression. Le complexe nécessitait un débit minimal de 55 m³/min à 0,80 MPa pour atteindre ses objectifs de production accrus.

Solution: Nous avons fourni un Compresseur d'azote sans huile LW-60/8 Le nouveau compresseur principal, installé sur un châssis sur mesure avec refroidisseur intermédiaire et refroidisseur final intégrés, ainsi qu'un panneau de commande Siemens S7-1200 avec intégration SCADA complète, a été mis en place. Sa pression de refoulement de 0,80 MPa répond aux nouvelles exigences d'inertage haute pression, tandis que sa conception sans huile élimine toute contamination des lits catalytiques et des réacteurs de polymérisation. Un réservoir tampon de 10 m³ a été installé en amont pour amortir les fluctuations de la demande des différentes unités de traitement. Les deux compresseurs existants ont été conservés comme unités de secours.

Résultats quantifiés après 24 mois :

• Teneur en huile azotée : Réduit de 5,8 mg/m³ à <0,01 mg/m³, obtenant la certification ISO 8573-1 Classe 0
• Fréquence de remplacement du lit catalytique : Prolongé de 18 à 48 mois, permettant d'économiser $180 000/an en coûts de catalyseur
• Événements de contamination des réacteurs de polymérisation : Éliminé complètement, améliorant la production conforme aux spécifications de 2,1%
• Coût annuel d'entretien : Réduit de 48% ($120 000 à $62 400) grâce à l'élimination des réparations liées à l'huile
• Consommation d'énergie : Amélioré par 8.2% par rapport à l'unité principale remplacée, permettant une économie d'environ $24 800/an
• Temps d'arrêt non planifié : Aucun événement en 24 mois de fonctionnement continu

« Le LW-60/8 a complètement transformé notre fiabilité en matière d'azote. L'élimination de la contamination par l'huile a multiplié par 2,5 la durée de vie de notre catalyseur et a supprimé les incidents de contamination du réacteur. Notre équipe de maintenance a pu se concentrer sur des tâches proactives au lieu d'effectuer constamment des réparations liées à l'huile. Le retour sur investissement a été inférieur à 16 mois. » — Directeur des opérations, Complexe pétrochimique

FAQ et guide de sélection

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