Beschrijving
LW-40/4 stikstofcompressor – olievrije N2-booster voor industriële gasdistributie onder middendruk
De LW-40/4 is een tweetraps, tweerijige olievrije zuigercompressor voor stikstof, ontworpen om 40 m³/min te leveren bij een persdruk van 0,40 MPa. Hij is speciaal ontwikkeld voor gebruik als back-up bij cryogene luchtscheiding, als stikstofbooster voor VPSA-systemen en voor distributienetwerken in middendrukpijpleidingen. De compressor is olievrij, geschikt voor continu gebruik en geoptimaliseerd voor 24/7 industrieel gebruik.
Productoverzicht
De LW-40/4 stikstofcompressor Het neemt een cruciale positie in binnen ons portfolio van olievrije zuigercompressoren en overbrugt de kloof tussen stikstofproductie bij lage druk en distributie bij middendruk. Met een nominaal vermogen van 40 m³/min en een afvoerdruk van 0,40 MPaDeze unit is de ruggengraat van middelgrote cryogene luchtseparatie-installaties, VPSA-stikstofboosterstations en industriële gaspijpleidingnetwerken.
Wat de LW-40/4 onderscheidt van conventionele gesmeerde alternatieven is zijn volledig olievrij compressiepadDe zuigerveren en geleidebanden zijn vervaardigd uit zelfsmurende PTFE-composietmaterialen die zonder koolwaterstofsmeermiddelen werken, waardoor de stikstofstroom volledig vrij blijft van olieverontreiniging. Deze eigenschap is onmisbaar voor toepassingen die ISO 8573-1 Klasse 0-certificering vereisen, waaronder stikstof voor voedselverpakkingen, farmaceutische inertisering en de toevoer van procesgas voor halfgeleiders.
De compressorarchitectuur volgt een tweetraps, twee rijen (二列二级) Een lay-out waarbij de totale drukverhouding over twee compressiecilinders wordt verdeeld. Deze gefaseerde aanpak verlaagt de uitlaattemperatuur per trap, verbetert het volumetrisch rendement en verlengt de levensduur van kleppen en zuigerveren. Elke compressietrap is voorzien van een onafhankelijke tussenkoeler, waardoor de gastemperaturen binnen veilige bedrijfstemperaturen blijven, zelfs bij langdurige maximale belasting.
Technische specificaties – LW-40/4
| Parameter | Waarde | Eenheid |
|---|---|---|
| Model | LW-40/4 | – |
| Patroon | Tweetraps, twee rijen (二列二级) | – |
| Capaciteit | 40 | m³/min |
| Afvoerdruk | 0.40 | MPa |
| Compressorafmetingen (L × B × H) | 3260 × 1655 × 2548 | mm |
| Gewicht | 4.50 | T |
| Stroom | 160 | kW |
| Spanning | 380 | V |
| Gasmedium | Stikstof (N₂) | – |
| Smering | Olievrij | – |
* Alle specificaties zijn gebaseerd op standaard referentieomstandigheden (ISO 1217, bijlage C). De werkelijke prestaties kunnen variëren afhankelijk van de hoogte van de locatie, de omgevingstemperatuur en de inlaatcondities.
Belangrijkste kenmerken en technische voordelen
1. Olievrije PTFE-zuigerveertechnologie
De LW-40/4 maakt gebruik van een gepatenteerde technologie. zelfsmurende zuigerveer- en geleidebandassemblage Vervaardigd uit hoogwaardige PTFE-composieten versterkt met glasvezel en bronsdeeltjes. Deze materiaalcombinatie bereikt een wrijvingscoëfficiënt van minder dan 0,08 zonder externe smering, waardoor het risico op oliedampoverdracht naar de stikstofproductstroom wordt geëlimineerd. Voor kopers die actief zijn in gereguleerde sectoren, vertaalt dit zich direct naar... ISO 8573-1 Klasse 0-conformiteit zonder de investerings- en operationele kosten van oliefiltratiesystemen verderop in de keten.
2. Gefaseerde compressie met tussenkoeling
De tweetraps compressiearchitectuur De LW-40/4 is thermodynamisch geoptimaliseerd voor een persdruk van 0,40 MPa. Door de drukverhouding te verdelen over een lagedrukcilinder en een hogedrukcilinder, bereikt de compressor een lagere gemiddelde effectieve temperatuur per trap. Een speciale buizenwarmtewisselaar tussen de trappen voert de compressiewarmte af, waardoor de perstemperatuur onder de 155 °C blijft en thermische degradatie van de PTFE-afdichtingselementen wordt voorkomen. Deze thermische beheersstrategie verlengt de levensduur van de klepplaten met ongeveer 351 TP3T in vergelijking met eentrapsontwerpen die werken bij equivalente drukverhoudingen.
3. Robuust gietijzeren frame met krachtbalans
Het hoofdframe is gegoten uit GG25 grijs gietijzer (gelijkwaardig aan ASTM A48 Klasse 30B) met geïntegreerde koelwaterkanalen. De opstelling met twee tegenover elkaar geplaatste cilinders zorgt voor een natuurlijke opheffing van de krachten van de eerste orde, waardoor de onbalans in de traagheidskrachten die op de fundering worden overgebracht met meer dan 80% wordt verminderd in vergelijking met ontwerpen met één rij. Dit mechanische voordeel maakt het mogelijk dat de LW-40/4 op een lichter funderingsblok kan werken (minimaal 6 ton versus meer dan 10 ton voor equivalenten met één rij), waardoor de civieltechnische kosten worden verlaagd en retrofit-installaties in bestaande compressorhuizen worden vereenvoudigd.
4. Standaard 380V industriële motoraandrijving
De LW-40/4 wordt aangedreven door een 160 kW, 380V, 50Hz driefase inductiemotor Voldoet aan de IEC 60034-1 efficiëntieklasse IE3. De standaard 380V-configuratie maakt middenspanningsschakelaars of step-down transformatoren overbodig, waardoor dit model bijzonder aantrekkelijk is voor installaties met een bestaande laagspanningsdistributie-infrastructuur. Voor locaties met 6kV- of 10kV-bussystemen kan optioneel een motor met geïntegreerde step-down transformator op een gemeenschappelijk frame worden geleverd.
Toepassingsscenario's
Cryogene luchtscheiding als back-up en piekvermindering
Bij cryogene ASU-operaties fungeert de LW-40/4 als een betrouwbare reserve stikstofbooster of een piekbelastingscompressor. Wanneer de primaire luchtseparatie-eenheid (ASU) een storing in de koudebox ondervindt of onderhoud nodig heeft, kan de LW-40/4 de stikstoftoevoer naar kritieke downstream-verbruikers vanuit vloeibare stikstofopslagverdampers in stand houden. De persdruk van 0,40 MPa is voldoende om middendrukverdeelleidingen te voeden die de inertiseringssystemen van staalfabrieken, de afdekking van chemische reactoren en de spoelgassystemen van LNG-installaties bedienen. Het olievrije ontwerp is met name cruciaal in back-upscenario's waarbij de zuiverheid van de stikstof niet in gevaar mag komen tijdens uitval van het primaire systeem.
VPSA stikstofboosterstations
Vacuümdruk-swingadsorptie (VPSA) stikstofgeneratoren produceren gasvormige stikstof bij een druk die dicht bij de atmosferische druk ligt (0,05–0,10 MPa). LW-40/4 stikstofbooster Dit lagedrukproduct wordt gecomprimeerd tot 0,40 MPa voor distributie naar toepassingen op de gebruikslocatie. Het olievrije compressieproces is essentieel voor VPSA-toepassingen, omdat elke koolwaterstofverontreiniging het koolstofmoleculaire zeefadsorbent zou vergiftigen, waardoor de scheidingsefficiëntie van de stikstofgenerator permanent zou afnemen en kostbare vervanging van het adsorbent nodig zou zijn.
Stikstofinjectie in petrochemische pijpleidingen
In petrochemische en raffinaderijprocessen wordt stikstof in procesleidingen en opslagvaten geïnjecteerd om een inerte atmosfeer te handhaven tijdens opstart-, afsluit- en productwisselprocedures. De LW-40/4 heeft een persdruk van 0,40 MPa, wat zorgt voor voldoende druk om wrijvingsverliezen in leidingen over afstanden tot 2 km te compenseren. Hierdoor is de pomp geschikt voor gecentraliseerde stikstoftoevoer naar meerdere proceseenheden. De continue bedrijfscapaciteit garandeert een ononderbroken beschikbaarheid van stikstof tijdens langdurige onderhoudscampagnes die meerdere weken kunnen duren.
Verpakkingen voor gemodificeerde atmosfeer voor voedsel en dranken
Grootschalige voedselverpakkingsfaciliteiten vereisen stikstof met een hoge doorstroming voor Verpakking onder gemodificeerde atmosfeer (MAP) en opslag onder gecontroleerde atmosfeer. De LW-40/4 heeft een capaciteit van 40 m³/min en kan meerdere snelle verpakkingslijnen tegelijk voeden. De olievrije certificering garandeert naleving van FDA 21 CFR 173.310 (stikstof van voedselkwaliteit) en EU-verordening 231/2012. De afwezigheid van olieverontreiniging elimineert het risico op ongewenste smaken, ranzigheid of verkleuring van het product, wat kan optreden bij het gebruik van gesmeerde compressoren in toepassingen met voedselcontact.
Materiaal en constructie
Elk onderdeel van de LW-40/4 is geselecteerd op compatibiliteit met stikstoftoepassingen, corrosiebestendigheid en mechanische betrouwbaarheid op lange termijn:
| component | Materiaal | Specificatie |
|---|---|---|
| Cilinderblok | Grijs gietijzer | GG25 / HT250, geïntegreerde watermantels |
| Krukas | Gesmeed gelegeerd staal | 42CrMo4, Q&T, ISO 1940 G2.5 gebalanceerd |
| Zuigerveren | PTFE-glas-bronscomposiet | Zelfsmerend, slijtage <0,05 mm/1000 uur |
| Rider Bands | PTFE-composiet | Zuiger geleiden, contact met cilinder voorkomen |
| Klepplaten | Roestvrij staal | SS316, ontwerp met veerbelaste concentrische ringen |
| Drijfstangen | Gesmeed staal met Babbitt-lagers | Nauwkeurig bewerkte, oliegesmeerde drijfstanglager |
| Intercooler | Behuizing van koolstofstaal / buizen van SS304 | ASME VIII Div.1, 1,5× hydrotest |
| Nakoeler | Behuizing van koolstofstaal / buizen van SS304 | Ontwerp met geribbelde buizen, koelwater van 32 °C |
Alle drukvaten worden ontworpen en vervaardigd in overeenstemming met ASME BPVC Sectie VIII Divisie 1 of de Chinese GB 150-normen. Elke lasverbinding ondergaat een 100%-radiografisch onderzoek (RT) volgens ASME Sectie V, Artikel 2, en elk voltooid drukvat wordt onderworpen aan een hydrostatische druktest bij 1,5 keer de maximaal toelaatbare werkdruk (MAWP) gedurende een minimale wachttijd van 30 minuten.
Installatie- en onderhoudsrichtlijnen
Fundering en montage
De LW-40/4 heeft een droog gewicht van 4,50 ton en een zwaartepunt op circa 850 mm boven de grondplaat. Dankzij het ontwerp met twee rijen tegenover elkaar geplaatste cilinders zijn de onbalanskrachten minimaal, waardoor installatie op een gewapend betonnen traagheidsblok van 6-8 tonHet blok moet op trillingsdempende pads (eigen frequentie 6–8 Hz) worden gemonteerd om trillingsoverdracht naar aangrenzende constructies te voorkomen. Minimale vrije ruimte: 1,5 m aan de niet-aandrijfzijde voor toegang tot de klep, 1,2 m aan de aandrijfzijde voor motoronderhoud en 2,0 m boven het hoofd voor toegang met een kraan tijdens grote revisies.
Koelwatervereisten
De LW-40/4 heeft ongeveer nodig 38 m³/u koelwater Bij een inlaattemperatuur van maximaal 32 °C. Het koelwatersysteem moet de cilindermantels, de tussenkoeler en de nakoeler parallel circuleren. Specificaties voor de waterkwaliteit: pH 6,5–8,5, totaal opgeloste stoffen < 500 mg/L, chloridegehalte < 50 mg/L (om corrosie van de SS304-buizen te voorkomen) en zwevende deeltjes < 30 mg/L. Voor locaties met een marginale waterkwaliteit wordt een gesloten koeltoren met zijstroomfiltratie en chemische behandeling sterk aanbevolen.
Preventief onderhoudsschema
| Interval | Serviceartikel | Actie vereist |
|---|---|---|
| Dagelijks | Operationele inspectie | Controleer trillingsniveaus, abnormale geluiden, koelwaterdebiet en uitlaattemperatuur. |
| 250 uur | Klepinspectie | Verwijder en inspecteer de afdekplaten van de zuig-/perskleppen op koolstofafzettingen of scheuren. |
| 1.000 uur | Zuigerveermeting | Meet de speling in de groef van de zuigerveren; vervang de zuigerveren als de speling groter is dan 0,25 mm. |
| 4000 uur | Tussentijdse revisie | Vervang alle zuigerveren, geleidebanden en klepplaatassemblages. |
| 8.000 uur | Grote revisie | Controleer de krukaslagertappen, meet de lagerspeling en vervang de hoofdlagers indien deze groter is dan 0,08 mm. |
Een belangrijk economisch voordeel van de LW-40/4 is de afwezigheid van smeerolie in het compressiepad. In tegenstelling tot oliegesmeerde compressoren die driemaandelijks olieverversingen, maandelijkse olieanalyses en jaarlijkse vervanging van het separatorelement vereisen, elimineert de LW-40/4 deze verbruiksartikelen volledig. De enige terugkerende slijtageonderdelen zijn de PTFE-zuigerveren en geleidebanden, die doorgaans een levensduur van 4.000-6.000 bedrijfsuren halen onder schone stikstofomstandigheden.
Certificeringen voor naleving en veiligheid
De LW-40/4 stikstofcompressor is ontworpen, gefabriceerd en getest om te voldoen aan de volgende internationale normen en wettelijke kaders:
ASME BPVC Sectie VIII Div.1, GB 150-2011, PED 2014/68/EU Module A
IEC 60034-1 (IE3-efficiëntie), IEC 60204-1, ISO 12100 (machineveiligheid)
ISO 8573-1 Klasse 0 (oliegehalte), onafhankelijk getest door TÜV Rheinland
ISO 9001:2015 (Kwaliteitsmanagement), ISO 14001:2015 (Milieumanagement)
Stikstof wordt geclassificeerd als een eenvoudig verstikkend gas. Alle LW-40/4-installaties moeten continue zuurstoftekortmonitoring in de compressorruimte en aangrenzende gebieden omvatten. Ventilatiesystemen moeten zodanig ontworpen zijn dat de omgevingszuurstofconcentratie boven 19,5 l/3 ton volume blijft, conform OSHA 29 CFR 1910.146 (Besloten ruimten waarvoor een vergunning vereist is). Noodstopsystemen moeten activeren bij 19,5 l/3 ton O₂ (alarm) en automatische compressorisolatie activeren bij 18,0 l/3 ton O₂ (harde uitschakeling). Toegangsprocedures voor personeel moeten draagbare zuurstofmonitoren en buddy-systeemprotocollen omvatten.
Prestatie- en efficiëntieanalyse
De LW-40/4 behaalt een specifiek energieverbruik van circa 4,00 kW per m³/min stikstof bij een persdruk van 0,40 MPa. Deze efficiëntiemeting plaatst de unit in de hogere categorie van olievrije zuigercompressoren met een capaciteit van 30–50 m³/min. Ter vergelijking: typische oliegesmeerde schroefcompressoren die werken bij een vergelijkbare drukverhouding verbruiken 4,4–4,9 kW/m³/min, terwijl oudere eentraps zuigercompressoren meer dan 5,2 kW/m³/min kunnen verbruiken.
Bij een standaard jaarlijks bedrijfsschema van 8.000 uur levert het efficiëntievoordeel van de LW-40/4 een besparing op van circa 128.000–288.000 kWh aan jaarlijkse energiebesparing vergeleken met minder efficiënte alternatieven. Bij een gemiddeld industrieel elektriciteitstarief van $0,08/kWh vertaalt dit zich in een directe besparing op de operationele kosten van $10.240–$23.040 per jaar. In combinatie met de eliminatie van oliegerelateerde verbruiksartikelen (smeerolie, filterelementen, separatorpatronen, afvalolieverwerking), totale eigendomskosten voor stikstofcompressie wordt naar schatting met 25–35% verminderd gedurende een operationele levensduur van 10 jaar.
De afwezigheid van olie in het compressietraject elimineert ook het energieverlies dat gepaard gaat met de olieverwijderingsapparatuur stroomafwaarts. Een typische oliegesmeerde compressor van deze omvang vereist coalescentiefilters, actieve kooladsorbers en meetinstrumenten die samen 3 tot 51 ton van het vermogen van de compressor verbruiken. Het olievrije ontwerp van de LW-40/4 elimineert deze parasitaire belasting volledig.
Mogelijkheden voor maatwerk en OEM-productie
We bieden uitgebreide aanpassingsmogelijkheden om de LW-40/4 af te stemmen op specifieke locatieomstandigheden, integratievereisten en specificaties van de eindgebruiker:
- Kant-en-klare pakketten op een frame: De compressor, motor, tussenkoeler, nakoeler, instrumentatie en het bedieningspaneel zijn voorgemonteerd op een stalen frame met geïntegreerde hijsogen en ankerboutsjablonen. Deze aanpak verkort de installatietijd op locatie met ongeveer 60% en minimaliseert de risico's tijdens de inbedrijfstelling.
- Configuraties van gevaarlijke zones: Motor- en elektrische behuizingen die voldoen aan de ATEX Zone 2- en IECEx-normen zijn beschikbaar voor installaties in petrochemische installaties waar incidenteel explosieve atmosferen kunnen voorkomen. Gasdetectie en automatische ventilatievergrendelingen kunnen in het besturingssysteem worden geïntegreerd.
- Geavanceerde procesbesturing: Optioneel verkrijgbaar: Siemens S7-1200 of Allen-Bradley CompactLogix PLC met 10-inch HMI-touchscreen, bewaking op afstand via Modbus TCP/IP of OPC-UA, en naadloze DCS/SCADA-integratie. Automatische laad-/losregeling en compatibiliteit met frequentieregelaars (VFD's) optimaliseren de efficiëntie bij deellast.
- Milieubescherming: C5-M coatingsystemen van maritieme kwaliteit voor installaties aan de kust of op zee; tropische elektrische componenten voor omgevingstemperaturen tot 55 °C; en IP54-gecertificeerde geluidsisolerende behuizingen die de geluidsemissie op 1 meter afstand reduceren van 85 dB(A) tot 72 dB(A).
- OEM & Private Label: Aangepaste lakkleuren, naamplaatjes met logo en documentatiepakketten zijn beschikbaar voor systeemintegratoren en distributeurs van gasapparatuur. Technische handleidingen, onderdelenlijsten en onderhoudsprocedures kunnen in lokale talen worden geleverd.
Aangepaste configuraties zijn beschikbaar via Minimale bestelhoeveelheid: 1 stukDe technische beoordeling en het opstellen van een voorstel duren doorgaans 5-7 werkdagen. De levertijd voor prototypes varieert van 12 tot 14 weken; herhaalbestellingen worden binnen 8-10 weken na orderbevestiging geleverd.
Casestudie: Upgrade van de VPSA-stikstofbooster in Zuidoost-Azië
Cliënt: Een grote leverancier van industriële gassen die een VPSA-stikstofproductie-installatie in Vietnam exploiteert.
Uitdaging: De bestaande, met olie gesmeerde stikstofbooster van de klant (Europees merk, 15 jaar in gebruik) vertoonde een toenemende olieverontreiniging in het stikstofproduct. De olieverontreiniging bereikte 2,8 mg/m³, waarmee de door hun klanten in de voedingsmiddelenindustrie vastgestelde limiet van 0,1 mg/m³ werd overschreden. De olie tastte ook het actieve koolfilter aan, waardoor dit elke 8 maanden vervangen moest worden in plaats van de voorgeschreven 24 maanden.
Oplossing: Wij leverden een LW-40/4 olievrije stikstofcompressor Als directe vervanging is het systeem geconfigureerd op een op maat gemaakt frame met geïntegreerde intercooler, aftercooler en een Siemens S7-1200 PLC-besturingspaneel. De afmetingen van het frame zijn zo ontworpen dat ze aansluiten op de bestaande fundering, waardoor bouwkundige aanpassingen overbodig zijn. Een buffervat van 2 m³ is stroomopwaarts toegevoegd om drukpulsaties van de VPSA-adsorptiecyclus te dempen.
Gekwantificeerde resultaten na 24 maanden:
- Stikstofgehalte van de olie: Verlaagd van 2,8 mg/m³ naar <0,01 mg/m³, waarbij de ISO 8573-1 Klasse 0-certificering is behaald.
- Interval voor vervanging van het actieve koolbed: Verlengd van 8 maanden naar 30 maandenwaardoor jaarlijks $12.000 aan verbruiksartikelen wordt bespaard.
- Totale onderhoudskosten: Verminderd met 38% door het vervallen van olieverversingen, filtervervangingen en revisies van de separator.
- Energieverbruik: Verbeterd met 7.2% ten opzichte van de vervangen unit, wat neerkomt op een besparing van $15.600 per jaar tegen de lokale elektriciteitstarieven.
- Ongeplande downtime: Nul gebeurtenissen in 24 maanden ononderbroken bedrijf
“De LW-40/4 heeft ons probleem met olieverontreiniging volledig opgelost. Onze klanten in de voedingsmiddelenindustrie melden geen kwaliteitsproblemen meer en ons onderhoudsteam heeft de servicetijd met bijna de helft verkort. De terugverdientijd was minder dan 18 maanden.” — Directeur facilitaire operaties
Veelgestelde vragen en selectiegids
Gerelateerde producten en oplossingen
DW-serie hogedruk stikstofcompressoren
De DW-serie is ontworpen voor persdrukken van 0,40 MPa tot 2,00 MPa en is geschikt voor stikstofinjectie, hogedrukverhoging in pijpleidingen en chemische synthese. De capaciteit varieert van 2 tot 130 m³/min met tweetraps- en meertrapsconfiguraties.
ZW-serie meertraps olievrije compressoren
Verticale, meertraps olievrije compressoren voor zuurstof, stikstof, waterstof en speciale gassen. Persdrukken tot 9,00 MPa voor hogedrukgasvulling, cilindervulling en chemische procestoepassingen.
MW-serie middendrukcompressoren
Olievrije compressoren voor middelhoge druk (1,0–4,0 MPa), geoptimaliseerd voor stikstofrecycling, als booster voor gasliquefactie en voor procesgascompressie in petrochemische en raffinaderijprocessen.
Voor een uitgebreid overzicht van onze industriële stikstofcompressor Ons productassortiment omvat onder andere olievrije zuurstofcompressoren, waterstofcompressoren, koolstofdioxidecompressoren en op maat gemaakte oplossingen voor speciale gassen. Neem hiervoor contact op met ons applicatieteam of bekijk onze online productcatalogus.
Klaar om uw stikstofcompressiesysteem te optimaliseren?
Onze applicatie-ingenieurs staan klaar om uw stikstofdebietvereisten, zuigomstandigheden, streefwaarden voor de persdruk en integratiebeperkingen te evalueren. Wij leveren binnen 48 uur na ontvangst van uw aanvraag gratis technische voorstellen, funderingstekeningen, leiding- en instrumentatiediagrammen (P&ID's) en gedetailleerde analyses van de totale eigendomskosten (TCO).
E-mail: [email protected] | Reactie binnen 24 uur
