Compressore di azoto LW-20/8 – Booster di N2 senza olio a media capacità per operazioni industriali continue

Con una portata di 20 m³/min a una pressione di scarico di 0,80 MPa, il LW-20/8 è un compressore di azoto a pistoni oil-free a due stadi e due file, progettato per la separazione criogenica dell'aria su media scala, le stazioni di booster di azoto VPSA e la distribuzione industriale tramite condotte. È caratterizzato da assenza di contaminazione da lubrificante, funzionamento continuo 24 ore su 24, 7 giorni su 7 e costruzione adatta ad ambienti industriali esigenti.

Panoramica del prodotto

IL Compressore di azoto LW-20/8 occupa una posizione strategica nella nostra gamma di compressori a pistoni senza olio, colmando il divario tra le unità compatte di livello base e i booster industriali di grandi dimensioni. Con una capacità nominale di 20 m³/min e una pressione di scarico di 0,80 MPaQuesto modello funge da base per i sistemi di distribuzione dell'azoto su media scala nei settori della separazione criogenica dell'aria, dell'inertizzazione petrolchimica e della trasformazione alimentare.

Ciò che distingue l'LW-20/8 dalle alternative convenzionali è il suo percorso di compressione completamente privo di olioLe fasce elastiche e le fasce di scorrimento sono lavorate con precisione da materiali compositi in PTFE autolubrificanti che funzionano senza lubrificanti a base di idrocarburi, garantendo che il flusso di azoto rimanga completamente privo di contaminazione da olio. Questa caratteristica intrinseca di assenza di olio è essenziale per le applicazioni che richiedono la certificazione ISO 8573-1 Classe 0, tra cui l'inertizzazione con azoto per uso alimentare, l'inertizzazione dei processi farmaceutici e il controllo dell'atmosfera nella produzione di componenti elettronici.

Il compressore utilizza un due stadi, due file (二列二级) architettura che ottimizza termodinamicamente il rapporto di pressione attraverso due cilindri. Ogni stadio è raffreddato indipendentemente tramite un intercooler dedicato, mantenendo le temperature di scarico entro limiti operativi sicuri anche durante un funzionamento continuo 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Il robusto telaio in ghisa e l'albero motore in acciaio forgiato bilanciato dinamicamente sono progettati per un durata minima di servizio di 15 anni secondo i protocolli di manutenzione standard.

Specifiche tecniche – LW-20/8

* Tutte le specifiche sono valutate in condizioni di riferimento standard (ISO 1217, Allegato C). Le prestazioni effettive possono variare in base all'altitudine del sito, alla temperatura ambiente e alle condizioni di ingresso.

Caratteristiche principali e vantaggi ingegneristici

1. Sistema di tenuta composito in PTFE senza olio

L'LW-20/8 utilizza un sistema avanzato Gruppo di fasce elastiche e anelli di scorrimento autolubrificanti Realizzato con compositi di PTFE ad alta densità rinforzati con fibra di vetro e particelle di bronzo. Questo sistema di materiali raggiunge un coefficiente di attrito inferiore a 0,08 senza alcuna lubrificazione esterna a base di idrocarburi, eliminando completamente il rischio di trascinamento di vapori d'olio nel flusso di prodotto azotato. Per le industrie regolamentate, questo garantisce Conformità alla norma ISO 8573-1 Classe 0 in modo nativo, senza le spese in conto capitale, gli oneri di manutenzione o il consumo energetico dei sistemi di filtrazione per la rimozione dell'olio a valle.

2. Ottimizzazione termodinamica a due stadi

IL sistema di compressione a due stadi Il sistema suddivide il rapporto di pressione complessivo tra un cilindro a bassa pressione e uno ad alta pressione, riducendo la temperatura media effettiva per stadio e migliorando l'efficienza volumetrica. Un intercooler a fascio tubiero integrato rimuove il calore di compressione tra gli stadi, mantenendo le temperature di scarico al di sotto di 155 °C anche al massimo carico continuo. Questa strategia di gestione termica prolunga la durata utile della piastra della valvola di circa 351 T/3 T rispetto ai sistemi monostadio che operano con rapporti di pressione equivalenti, prevenendo al contempo la degradazione termica degli elementi di tenuta in PTFE.

3. Telaio robusto con bilanciamento delle forze intrinseco

Il blocco del compressore è fuso da Ghisa grigia GG25 (equivalente alla classe ASTM A48 30B) con passaggi integrati per l'acqua di raffreddamento. La configurazione a due file di cilindri contrapposti garantisce una naturale cancellazione delle forze di primo ordine, riducendo le forze di inerzia sbilanciate trasmesse alle fondamenta di oltre 80% rispetto ai modelli a fila singola. Questo vantaggio meccanico consente l'installazione su un blocco di cemento più leggero (minimo 5 tonnellate contro oltre 8 tonnellate per gli equivalenti a fila singola), riducendo i costi di ingegneria civile e semplificando le installazioni di retrofit in locali compressori o sale macchine esistenti.

4. Azionamento motore industriale standard da 380 V

L'LW-20/8 è azionato da un Motore a induzione trifase da 132 kW, 380 V, 50 Hz Conforme alla classe di efficienza IE3 della norma IEC 60034-1. La configurazione standard a bassa tensione si integra direttamente nei quadri di distribuzione industriali a 380 V esistenti, senza richiedere apparecchiature di media tensione, trasformatori di riduzione o infrastrutture elettriche specializzate. Ciò semplifica sia le spese in conto capitale che i tempi di messa in servizio, rendendo l'LW-20/8 una soluzione di aggiornamento interessante per gli impianti che passano da generatori di azoto in bombole o a membrana a una fornitura di azoto compresso in loco.

Scenari applicativi

Impianti di separazione criogenica dell'aria di medie dimensioni

Negli impianti ASU criogenici che producono 500–1.500 Nm³/h di azoto gassoso, l'LW-20/8 funge da potenziatore primario di azoto tra la camera fredda e il collettore di distribuzione. La sua capacità di 20 m³/min corrisponde alla produzione delle unità di separazione dell'azoto (ASU) di medie dimensioni, mentre la pressione di scarico di 0,80 MPa è ottimizzata per la distribuzione tramite gasdotto a utenze a valle come reattori chimici, sistemi di inertizzazione delle siviere delle acciaierie e reti di gas di spurgo degli impianti GNL. Il design senza olio è particolarmente critico negli scenari di backup delle ASU, dove la purezza dell'azoto non può essere compromessa durante la manutenzione del sistema primario o in caso di malfunzionamenti della camera fredda.

Stazioni di potenziamento dell'azoto VPSA

I generatori di azoto a pressione variabile sotto vuoto (VPSA) producono azoto gassoso a una pressione prossima a quella atmosferica (0,05–0,10 MPa). Booster di azoto LW-20/8 Questo prodotto a bassa pressione viene compresso a 0,80 MPa per la distribuzione alle applicazioni punto di utilizzo. Il percorso di compressione senza olio è essenziale nel servizio VPSA perché qualsiasi contaminazione da idrocarburi avvelenerebbe l'adsorbente a setaccio molecolare di carbonio, degradando permanentemente l'efficienza di separazione del generatore e rendendo necessaria una costosa sostituzione dell'adsorbente. La capacità di 20 m³/min supporta installazioni VPSA di medie dimensioni che servono più consumatori industriali attraverso un collettore centralizzato di azoto.

Inertizzazione e copertura di depositi di serbatoi petrolchimici

I depositi di serbatoi delle raffinerie e gli impianti di stoccaggio petrolchimico richiedono volumi sostanziali di azoto per Rivestimento del serbatoio, inertizzazione e riempimento con gas Per prevenire la formazione di vapori esplosivi e mantenere la qualità del prodotto. La capacità di funzionamento continuo e la pressione di scarico di 0,80 MPa del modello LW-20/8 consentono di alimentare simultaneamente più serbatoi di stoccaggio tramite un collettore di distribuzione dell'azoto centralizzato. La pressione è sufficiente a superare le impostazioni della valvola di sicurezza del serbatoio e a mantenere una pressione positiva durante i cicli di prelievo del prodotto, anche in impianti con serbatoi di grandi dimensioni o lunghe condotte di distribuzione.

Trasformazione alimentare e confezionamento in atmosfera modificata

Gli impianti di trasformazione alimentare su larga scala utilizzano l'azoto per confezionamento in atmosfera modificata (MAP), stoccaggio in atmosfera controllata e insufflazione di azoto Per prolungare la durata di conservazione del prodotto e mantenerne la freschezza. La capacità di 20 m³/min del LW-20/8 può alimentare simultaneamente più linee di confezionamento ad alta velocità, tunnel di lavaggio con azoto e celle frigorifere. La certificazione senza olio garantisce la conformità con la normativa FDA 21 CFR 173.310 e il regolamento UE 231/2012 sull'azoto a contatto con gli alimenti, eliminando il rischio di sapori sgradevoli, irrancidimento o scolorimento del prodotto che possono verificarsi con le alternative a compressore lubrificato.

Materiali e costruzione

Ogni componente dell'LW-20/8 è selezionato per la compatibilità con l'azoto, la resistenza alla corrosione e la durata meccanica a lungo termine:

Tutti i componenti portanti sono progettati e fabbricati in conformità con ASME BPVC Sezione VIII Divisione 1 o secondo gli standard cinesi GB 150. Le giunzioni saldate sono sottoposte a ispezione radiografica 100% (RT) secondo la sezione V, articolo 2 dell'ASME, e ogni recipiente a pressione completato è sottoposto a una prova di pressione idrostatica a 1,5 volte la pressione massima di esercizio consentita (MAWP) per un tempo di mantenimento minimo di 30 minuti.

Linee guida per l'installazione e la manutenzione

Requisiti di fondazione e montaggio

L'LW-20/8 ha un peso a secco di 3,00 tonnellate e un centro di gravità circa 820 mm sopra la piastra di base. Grazie al design a due file di cilindri contrapposti, le forze di squilibrio sono minime, consentendo l'installazione su un blocco inerziale in cemento armato da 5–6 tonnellateIl blocco deve essere montato su isolatori di vibrazioni elastomerici (frequenza naturale 6-8 Hz) per impedire la trasmissione delle vibrazioni alle strutture adiacenti. Requisiti minimi di spazio libero: 1,2 m sul lato non azionato per l'accesso alla valvola, 1,0 m sul lato azionato per la manutenzione del motore e 1,8 m in altezza per l'accesso con gru durante le revisioni principali.

Specifiche del sistema di raffreddamento ad acqua

Il fabbisogno di flusso dell'acqua di raffreddamento è approssimativamente 22 m³/h con una temperatura di ingresso non superiore a 32 °C. Il circuito di distribuzione dell'acqua alimenta in parallelo le camicie dei cilindri, l'intercooler e il post-refrigeratore. Specifiche di qualità dell'acqua: pH 6,5–8,5, solidi disciolti totali < 500 mg/L, contenuto di cloruri < 50 mg/L (per prevenire la corrosione dei tubi in acciaio inox 304) e solidi sospesi < 30 mg/L. Per i siti con qualità dell'acqua marginale, si raccomanda vivamente una torre di raffreddamento a circuito chiuso con filtrazione laterale e trattamento chimico per prevenire la formazione di incrostazioni e l'intasamento dei tubi.

Programma di manutenzione preventiva

Il design senza olio dell'LW-20/8 riduce significativamente la complessità della manutenzione rispetto alle alternative lubrificate. Non ci sono cambi d'olio da programmare, campioni d'olio da analizzare, elementi filtranti da sostituire e cartucce del separatore d'olio da monitorare. Gli unici elementi soggetti a usura ricorrente sono: Fasce elastiche e anelli di scorrimento in PTFEche in genere raggiungono una durata di servizio di 4.000-6.000 ore in condizioni di azoto pulito.

Certificazioni di conformità e sicurezza

Il compressore di azoto LW-20/8 è progettato, prodotto e testato per soddisfare i seguenti standard internazionali e normative:

Analisi delle prestazioni e dell'efficienza

L'LW-20/8 raggiunge un consumo energetico specifico di circa 6,60 kW per m³/min di azoto erogato a una pressione di scarico di 0,80 MPa. Questo parametro di efficienza posiziona l'unità in modo competitivo nel segmento dei compressori a pistoni oil-free da 15-30 m³/min. Per confronto, i tipici compressori a vite lubrificati a olio che operano con rapporti di pressione equivalenti consumano 7,0-7,8 kW/m³/min, mentre i vecchi modelli a pistoni monostadio possono superare gli 8,5 kW/m³/min.

Su un programma operativo annuale standard di 8.000 ore, il vantaggio in termini di efficienza dell'LW-20/8 si traduce in circa Risparmio energetico annuo compreso tra 64.000 e 160.000 kWh rispetto ad alternative meno efficienti. Con una tariffa elettrica industriale media di $0,08/kWh, ciò si traduce in una riduzione dei costi operativi diretti pari a $5.120–$12.800 all'anno. Se combinato con l'eliminazione dei materiali di consumo correlati all'olio (olio lubrificante, elementi filtranti, cartucce separatore, smaltimento dell'olio esausto), il costo totale di proprietà per la compressione dell'azoto si riduce di circa 20–30% nell'arco di una vita operativa di 10 anni.

L'assenza di olio nel percorso di compressione elimina anche il consumo energetico associato alle apparecchiature di rimozione dell'olio a valle. Un tipico compressore lubrificato ad olio di queste dimensioni richiede filtri a coalescenza, adsorbitori a carbone attivo e strumentazione per il monitoraggio dell'olio che, complessivamente, consumano da 3 a 51 TTP della potenza erogata dal compressore. Il design senza olio dell'LW-20/8 elimina completamente questo carico parassita, migliorando l'efficienza complessiva del sistema.

Capacità di personalizzazione e produzione OEM

Offriamo opzioni di personalizzazione complete per adattare l'LW-20/8 alle specifiche condizioni del sito, ai requisiti di integrazione e alle esigenze dell'utente finale:

• Pacchetti chiavi in ​​mano con montaggio su skid: Il compressore, il motore, l'intercooler, il post-refrigeratore, la strumentazione e il pannello di controllo sono preassemblati su una base in acciaio strutturale con occhielli di sollevamento integrati e dime per i bulloni di ancoraggio. Questo approccio riduce i tempi di installazione in loco di circa 60% e minimizza i rischi di messa in servizio.
• Configurazioni delle aree pericolose: Sono disponibili custodie per motori e apparecchiature elettriche conformi alle normative ATEX Zona 2 e IECEx per installazioni in impianti petrolchimici dove occasionalmente possono essere presenti atmosfere esplosive. Il sistema di controllo può integrare dispositivi di interblocco per il rilevamento di gas e la ventilazione automatica.
• Controllo avanzato dei processi: PLC Siemens S7-1200 o Allen-Bradley CompactLogix opzionali con touchscreen HMI da 10 pollici, monitoraggio remoto tramite Modbus TCP/IP o OPC-UA e perfetta integrazione con DCS/SCADA. Il controllo automatico del carico/scarico e la compatibilità con gli azionamenti a velocità variabile (VFD) ottimizzano l'efficienza a carico parziale.
• Protezione ambientale: Sistemi di rivestimento C5-M di grado marino per installazioni costiere o offshore; componenti elettrici tropicalizzati per temperature ambiente fino a 55 °C; e cabine acustiche con grado di protezione IP54 che riducono l'emissione sonora da 85 dB(A) a 72 dB(A) a 1 metro.
• OEM e Private Label: Per gli integratori di sistemi e i distributori di apparecchiature a gas sono disponibili colori di vernice personalizzati, targhette con il marchio e pacchetti di documentazione. Manuali tecnici, elenchi di pezzi di ricambio e procedure di manutenzione possono essere forniti nelle lingue locali.

Le configurazioni personalizzate sono disponibili da Quantità minima d'ordine: 1 unitàLa revisione tecnica e la generazione della proposta richiedono in genere 5-7 giorni lavorativi. I tempi di consegna dei prototipi variano da 12 a 14 settimane; gli ordini successivi vengono consegnati in 8-10 settimane dalla conferma dell'ordine.

Caso di studio: Miglioramento della fornitura di azoto per imballaggi alimentari

Cliente: Un importante produttore di snack in Thailandia

Sfida: Il produttore si affidava alla vaporizzazione con azoto liquido per le sue linee di confezionamento in atmosfera modificata (MAP). L'aumento dei prezzi dell'azoto liquido, i problemi di programmazione delle consegne e le difficoltà di manutenzione dei vaporizzatori stavano causando ritardi nella produzione. Inoltre, il sistema di erogazione di azoto lubrificato (di marca concorrente) in uso introduceva tracce di contaminazione da olio che causavano alterazioni del sapore in linee di prodotti sensibili, con conseguenti reclami da parte dei clienti e richiami di prodotti.

Soluzione: Abbiamo fornito un Compressore di azoto senza olio LW-20/8 Abbinato a un generatore di azoto VPSA di medie dimensioni (purezza 99,9%, 25 m³/min) su uno skid comune. L'LW-20/8 aumenta la pressione del prodotto VPSA da 0,08 MPa a 0,80 MPa per la distribuzione a sei linee di confezionamento ad alta velocità. Lo skid è stato progettato per essere installato all'interno del locale tecnico esistente, eliminando la necessità di ampliamenti dell'edificio.

Risultati quantificabili dopo 24 mesi:

• Costo di fornitura dell'azoto: Ridotto di 48% rispetto all'acquisto e alla consegna di azoto liquido
• Contaminazione da petrolio nell'azoto: Eliminato completamente (Certificazione ISO 8573-1 Classe 0 conseguita)
• Incidenti legati al richiamo di prodotti: Zero dalla messa in servizio (in precedenza 2-3 all'anno)
• Spese di manutenzione: Diminuito di 35% grazie all'eliminazione dei cambi d'olio, delle sostituzioni dei filtri e delle revisioni dei separatori
• Tempo di inattività della produzione: Ridotto di 60% (niente più conflitti di programmazione per la consegna di azoto liquido)
• Periodo di recupero dell'investimento: 2,1 anni basato sul risparmio sui costi del gas e sui costi di richiamo evitati

“Il compressore LW-20/8 ha completamente trasformato la nostra fornitura di azoto. Non ci preoccupiamo più delle consegne di azoto liquido, i problemi di qualità del prodotto sono scomparsi e il nostro team di manutenzione dedica molto meno tempo alla manutenzione del compressore. L'investimento si è ripagato in poco più di due anni.” — Responsabile dell'ingegneria di impianto

Domande frequenti e guida alla selezione

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