Азотный компрессор LW-9.5/30 – безмасляный бустер N2 для технологических процессов высокого давления 3,00 МПа.

Компрессор LW-9.5/30, разработанный для обеспечения производительности 9,5 м³/мин при давлении на выходе 3,00 МПа, представляет собой двухступенчатый трехрядный безмасляный поршневой азотный компрессор, предназначенный для впрыска азота под высоким давлением, работы в качестве бустера для сжижения газа и в сложных нефтехимических процессах. Он отличается нулевым загрязнением маслом, рассчитан на непрерывную работу и рассчитан на круглосуточную промышленную надежность при повышенном давлении.

Обзор продукта

Он азотный компрессор LW-9.5/30 Занимает важное место в нашей линейке безмасляных поршневых компрессоров, разработанных специально для применений, требующих как значительной производительности, так и высокого давления на выходе. Номинальная производительность составляет 9,5 м³/мин и исключительный Давление на выходе 3,00 МПаДанный агрегат предназначен для удовлетворения самых высоких требований к повышению давления азота в системах промышленной газопереработки, химического синтеза и нефтехимической промышленности.

Отличительной особенностью LW-9.5/30 от традиционных аналогов является его полностью безмасляный компрессионный каналПоршневые кольца и направляющие кольца изготовлены с высокой точностью из современных самосмазывающихся композитных материалов на основе ПТФЭ, работающих без каких-либо углеводородных смазочных материалов. Эта присущая им безмасляная характеристика гарантирует полную чистоту потока азота, обеспечивая Сертификация ISO 8573-1 Класс 0 В исходном состоянии. При давлении на выходе 3,00 МПа риск переноса паров масла значительно возрастает по сравнению с низконапорными системами, поэтому безмасляная конструкция не просто выгодна, но и абсолютно необходима для обеспечения целостности технологического процесса.

В конструкции компрессора используется двухступенчатый, трехрядный (二列三级) Конфигурация, которая оптимально распределяет значительное соотношение давлений между несколькими ступенями сжатия. Такой многоступенчатый подход термодинамически необходим для управления тепловыми нагрузками, связанными с давлением на выходе 3,00 МПа, при сохранении целостности уплотнительных элементов из ПТФЭ. Каждая ступень оснащена независимым промежуточным охладителем, обеспечивающим поддержание температуры газа в безопасных рабочих диапазонах даже при длительной работе на максимальной мощности. Прочная чугунная рама и динамически сбалансированный кованый стальной коленчатый вал рассчитаны на минимальный срок службы. 120 000 часов в соответствии со стандартными протоколами технического обслуживания.

Технические характеристики – LW-9.5/30

* Все технические характеристики указаны для стандартных эталонных условий (ISO 1217, Приложение C). Фактические характеристики могут отличаться в зависимости от высоты расположения объекта, температуры окружающей среды и условий на входе.

Основные характеристики и инженерные преимущества

1. Многоступенчатое сжатие для экстремальных степеней сжатия

Он двухступенчатая трехрядная (二列三级) архитектура Термодинамически оптимальная конфигурация LW-9.5/30 имеет решающее значение для достижения целевого давления на выходе 3,00 МПа при типичном входном давлении 0,05–0,10 МПа. Общее соотношение давлений приблизительно от 30:1 до 60:1 распределяется между тремя рядами сжатия с двумя точками охлаждения между ступенями. Такой многоступенчатый подход ограничивает температуру на выходе каждой ступени ниже 160 °C, предотвращая термическую деградацию уплотнительных элементов из ПТФЭ и увеличивая срок службы клапанных пластин примерно на 501 тонну по сравнению с двухступенчатыми конструкциями, работающими при эквивалентных общих соотношениях давлений. Трехрядная конфигурация также обеспечивает превосходные характеристики баланса сил, снижая передачу вибрации на фундамент.

2. Высоконапорное безмасляное уплотнение из композитного материала на основе ПТФЭ.

В LW-9.5/30 используется запатентованная технология. самосмазывающееся поршневое кольцо и узел приводного ремня Изготовленные из высокоплотных композитов на основе ПТФЭ, специально разработанных для работы под высоким давлением, эти кольца армированы стекловолокном и бронзовыми частицами для достижения коэффициента трения ниже 0,06 без использования какой-либо внешней углеводородной смазки. При давлении на выходе 3,00 МПа парциальное давление масляных паров было бы примерно в 10 раз выше, чем при 0,30 МПа, что значительно затрудняло бы удаление масляных загрязнений после них. Конструкция LW-9.5/30, изначально не требующая смазки маслом, полностью устраняет эту проблему, обеспечивая Сертификация ISO 8573-1 Класс 0 Без какого-либо фильтрующего оборудования на выходе. Состав на основе ПТФЭ рассчитан на непрерывную работу при температурах до 185 °C, обеспечивая надежную герметизацию в условиях термических нагрузок при сверхвысоком давлении.

3. Усиленная каркасная конструкция для работы под высокими нагрузками.

Основной каркас отлит из Серый чугун GG25 (эквивалентно ASTM A48 класс 30B) со значительно усиленными стенками и встроенными каналами для охлаждающей воды. Цилиндр высокого давления имеет утолщенные литые стенки, дополнительные внешние ребра и канавки для снятия напряжений, чтобы выдерживать механические напряжения, связанные с пиковым давлением 3,00 МПа. трехрядная конфигурация Обеспечивает превосходное распределение инерционной силы по сравнению с двухрядными конструкциями, при этом дополнительный ряд способствует более плавной передаче крутящего момента и снижению крутильных колебаний в коленчатом валу. Это механическое усовершенствование особенно ценно для компрессоров высокого давления, где пиковые силы воздействия газа на поршни значительно возрастают.

4. Стандартный промышленный электропривод на 380 В

Привод LW-9.5/30 осуществляется с помощью Трехфазный асинхронный двигатель мощностью 110 кВт, напряжением 380 В, частотой 50 Гц. Соответствует классу эффективности IE3 стандарта IEC 60034-1. Стандартная низковольтная конфигурация интегрируется непосредственно в существующие промышленные распределительные щиты 380 В без необходимости использования средневольтных распределительных устройств или понижающих трансформаторов. Такая простота в электрической части снижает как капитальные затраты, так и сложность ввода в эксплуатацию, что делает устройство доступным для широкого круга промышленных предприятий. Для объектов с шинными системами 6 кВ или 10 кВ может быть поставлен опциональный двигатель со встроенным понижающим трансформатором на общей раме.

Сценарии применения

Впрыск азота под высоким давлением для химического синтеза

На химических предприятиях установка LW-9.5/30 обеспечивает подачу азота под высоким давлением для продувка контура синтеза аммиака, инертизация реактора для синтеза мочевины и сохранение катализатора синтеза метанола.Давление на выходе 3,00 МПа достаточно для непосредственной подачи азота в химические реакторы высокого давления, работающие при 2,0–2,5 МПа, поддерживая положительный слой инертного газа на всех этапах работы. Безмасляная конструкция имеет решающее значение в процессах химического синтеза, поскольку любое загрязнение углеводородами может привести к отравлению катализаторов из драгоценных металлов, ухудшению качества продукта и потенциально создать опасные условия в экзотермических реакциях.

Ускоритель сжижения газа и криогенного хранения

На заводах по сжижению азота и в криогенных хранилищах Азотный бустер LW-9.5/30 Сжимает азот из испарителя-сжижителя или резервуара для хранения до давления, необходимого для распределения, дальнейшей обработки или перекачки в емкости высокого давления. Давление на выходе 3,00 МПа достаточно для подачи азота в криогенные системы хранения жидкости, для прокачки азота через теплообменники высокого давления и для подачи азота в технологическое оборудование, требующее повышенного давления. Безмасляная конструкция предотвращает загрязнение криогенного оборудования и гарантирует, что сжиженный азот соответствует строгим требованиям к чистоте для пищевой, медицинской и электронной промышленности.

Инертизация и испытания сосудов высокого давления в нефтехимической промышленности

В нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности установка LW-9.5/30 обеспечивает подачу азота под высоким давлением для консервация катализаторов реактора, аварийная подача азота в сосуды высокого давления, гидростатические испытания технологических трубопроводов и испытания трубопроводов под давлением.Давление на выходе 3,00 МПа достаточно для впрыскивания азота в технологические сосуды, работающие при давлении до 2,5 МПа, поддерживая положительный слой инертного газа во время запуска, остановки и аварийных ситуаций. Сертификация на отсутствие масла является обязательной для нефтехимических применений, где азот контактирует с каталитическими слоями или попадает в технологические потоки, которые должны оставаться полностью свободными от углеводородов.

Экстракция и переработка сверхкритических флюидов

В пищевой промышленности, фармацевтическом производстве и производстве специализированных химических веществ сверхкритический азот используется для извлечение активных соединений, формирование частиц и прецизионная очистка чувствительных компонентов.Критическая точка азота составляет 3,39 МПа и -147°C, что означает, что давление на выходе LW-9.5/30 в 3,00 МПа приближает азот к сверхкритическим условиям при умеренном охлаждении. Этот почти сверхкритический азот используется для извлечения кофеина из кофе, удаления кофеина из чая, извлечения эфирных масел и очистки прецизионных оптических компонентов. Безмасляная конструкция является обязательной в этих областях применения, поскольку любые углеводородные загрязнения будут извлекаться вместе с целевыми соединениями, что поставит под угрозу чистоту и безопасность продукта.

Материалы и строительство

Модель LW-9.5/30 изготовлена ​​из высококачественных материалов, отобранных с учетом совместимости со сверхвысоким давлением азота, термостойкости и увеличенного срока службы:

Все несущие нагрузку компоненты спроектированы и изготовлены в строгом соответствии с ASME BPVC, раздел VIII, раздел 1 или по китайским стандартам GB 150. Каждый сварной шов проходит радиографический контроль (РТ) по стандарту 100% в соответствии с разделом V, статьей 2 ASME, а каждый готовый сосуд под давлением подвергается гидростатическому испытанию под давлением, в 1,5 раза превышающим максимально допустимое рабочее давление (МДД), с минимальной выдержкой в ​​течение 30 минут. Трубопроводы высокого давления изготавливаются из бесшовной нержавеющей стали SS316 с фланцевыми соединениями класса ANSI 900 для обеспечения герметичности при рабочем давлении 3,00 МПа.

Руководство по установке и техническому обслуживанию

Требования к фундаменту и конструкциям

Модель LW-9.5/30 имеет сухую массу 3,70 тонны и центр тяжести примерно на 850 мм выше опорной плиты. Благодаря трехрядной конфигурации неуравновешенные силы равномерно распределяются, что позволяет устанавливать ее на... железобетонный инерционный блок массой 6–8 тоннБлок следует устанавливать на эластомерные виброизоляторы (собственная частота 7–10 Гц). Минимальные требования к зазорам: 1,2 м со стороны, противоположной приводу, для доступа к клапану, 1,0 м со стороны привода для обслуживания двигателя и 1,8 м над головой для доступа крана. Особое внимание следует уделить трубопроводу высокого давления, который должен быть надлежащим образом закреплен, зафиксирован и подвергнут снятию напряжений для предотвращения усталости, вызванной вибрацией при давлении 3,00 МПа.

Проектирование системы охлаждающей воды

Потребность в охлаждающей воде составляет приблизительно 22 м³/ч При температуре на входе не более 32°C. Водораспределительный контур подает воду в рубашки цилиндров и два промежуточных охладителя параллельно. Учитывая экстремальное соотношение давлений, промежуточные охладители имеют решающее значение для терморегулирования и должны постоянно получать приоритетный поток охлаждающей воды. Технические характеристики качества воды: pH 6,5–8,5, общее содержание растворенных твердых веществ < 500 мг/л, содержание хлоридов < 50 мг/л (для предотвращения коррозии труб из нержавеющей стали SS316), содержание взвешенных твердых веществ < 30 мг/л и общая жесткость < 300 мг/л в пересчете на CaCO₃. Для объектов с неудовлетворительным качеством воды настоятельно рекомендуется использовать градирню с замкнутым контуром, боковой фильтрацией и химической обработкой.

График профилактического технического обслуживания

Безмасляная конструкция LW-9.5/30 значительно упрощает техническое обслуживание по сравнению с аналогами, работающими со смазкой. Не требуется замена масла, анализ масла, замена фильтров и замена картриджей сепаратора. Основными расходными изнашиваемыми деталями являются... Поршневые кольца и направляющие кольца из ПТФЭОбычно срок службы таких клапанов составляет 3000–5000 часов в условиях чистого азота при высоком давлении. Пластины клапанов высокого давления на третьей ступени могут потребовать более частого осмотра из-за экстремальных механических нагрузок при 3,00 МПа, но общая нагрузка на техническое обслуживание остается значительно ниже, чем в системах с масляной смазкой.

Сертификаты соответствия и безопасности

Азотный компрессор LW-9.5/30 разработан, изготовлен и испытан в соответствии со следующими международными стандартами и нормативными требованиями, а также превосходит их:

Анализ производительности и эффективности

Модель LW-9.5/30 обеспечивает Удельное энергопотребление составляет приблизительно 11,58 кВт на м³/мин. азота, подаваемого при давлении на выходе 3,00 МПа. Этот показатель удельной мощности отражает термодинамическую реальность сжатия при сверхвысоком давлении, где требуемая работа существенно возрастает с увеличением степени сжатия. В сегменте безмасляных поршневых компрессоров высокого давления (давление на выходе >2,50 МПа) этот КПД является конкурентоспособным и часто превосходит КПД диафрагменных компрессоров, которые являются основной альтернативой для работы в условиях сверхвысокого давления без масла. Для сравнения, поршневые компрессоры с масляной смазкой в ​​аналогичных областях применения обычно потребляют 12,0–14,0 кВт/м³/мин, в то время как диафрагменные компрессоры могут превышать 18 кВт/м³/мин.

При стандартном годовом цикле работы в 8000 часов преимущество LW-9.5/30 по эффективности по сравнению с менее эффективными альтернативами составляет приблизительно Ежегодная экономия энергии составляет 38 000–95 000 кВт·ч.При цене $0,08/кВт·ч это означает снижение прямых затрат на электроэнергию на $3040–$7600 в год. Однако основным экономическим обоснованием для LW-9.5/30 обычно является... исключение расходных материалов, связанных с нефтедобычей, и отказ от использования оборудования для удаления нефти на последующих этапах процесса. Это было бы обязательным условием при использовании смазанных альтернатив. При 3,00 МПа парциальное давление масляных паров примерно в 10 раз выше, чем при 0,30 МПа, что делает последующее удаление масла экспоненциально более сложным и дорогостоящим. общая стоимость владения системой сжатия азота сверхвысокого давления По оценкам, расход масла снижается на 30–451 тонну на 3 тонны в течение 10 лет эксплуатации при сравнении работы без масла со смазываемыми системами с полной последующей очисткой.

Многоступенчатая конструкция также способствует повышению эффективности за счет снижения средней эффективной температуры и улучшения объемной эффективности. Две точки охлаждения между ступенями отводят приблизительно 351 ТБ3Т теплоты сжатия, уменьшая работу, необходимую на последующих ступенях, и повышая общую изотермическую эффективность процесса сжатия.

Возможности индивидуальной настройки и OEM-производства

Мы предлагаем широкий спектр возможностей индивидуальной настройки, позволяющих адаптировать LW-9.5/30 к конкретным условиям объекта, требованиям интеграции и спецификациям конечного пользователя:

• Комплексные решения «под ключ» на салазках: Предварительно собранный компрессор, двигатель, два промежуточных охладителя, доохладитель, трубопровод высокого давления, контрольно-измерительные приборы и панель управления на стальной раме. Все соединения высокого давления проходят заводские испытания до 1,5-кратного максимального рабочего давления перед отгрузкой. Сводит монтаж на месте к подключению только к электросети и системе охлаждения.
• Конфигурации взрывоопасных зон: Корпуса для электродвигателей и электрооборудования, соответствующие стандартам ATEX Zone 2 и IECEx, предназначены для нефтехимических установок. В систему управления интегрированы датчики обнаружения газа, автоматическая блокировка вентиляции и аварийные запорные клапаны.
• Расширенное управление технологическими процессами: Опционально доступны ПЛК Siemens S7-1200 или Allen-Bradley CompactLogix с 10-дюймовым сенсорным экраном HMI, удаленным мониторингом по протоколу Modbus TCP/IP или OPC-UA и бесшовной интеграцией с DCS/SCADA. Предусмотрены блокировки безопасности высокого давления, включая автоматическую разгрузку при избыточном давлении, аварийные запорные клапаны и поэтапное сброс давления.
• Охрана окружающей среды: Морские покрытия C5-M для прибрежных установок; тропические электрические компоненты для окружающей среды при температуре 55°C; акустические корпуса со степенью защиты IP54, снижающие уровень шума с 85 дБ(А) до 72 дБ(А) на расстоянии 1 метра.
• OEM и под собственной торговой маркой: Разработка индивидуальных цветовых решений, фирменных табличек и локализованной документации для дистрибьюторов газового оборудования и системных интеграторов.

Пользовательские настройки доступны по адресу: Минимальный объем заказа: 1 единица.Проектные предложения обычно предоставляются в течение 5–7 рабочих дней. Стандартный срок поставки составляет 12–14 недель; для соответствующих заказов возможна ускоренная доставка в течение 10 недель.

Пример из практики: Модернизация системы подачи азота под высоким давлением на химическом заводе.

Клиент: Индонезийский производитель удобрений, эксплуатирующий заводы по синтезу аммиака и мочевины.

Испытание: Существующая система подачи азота под высоким давлением на заводе состояла из компрессора с масляной смазкой (20 лет в эксплуатации), подающего азот в контур синтеза аммиака и инертные системы реактора мочевины. Загрязнение азота маслом достигло 2,8 мг/м³, что привело к прогрессирующему отравлению катализатора синтеза аммиака на основе железа. Активность катализатора снизилась на 151 тыс. тонн 3 тонны за 18 месяцев, что уменьшило производительность завода и увеличило потребление энергии. Стоимость замены катализатора оценивалась в 1 тыс. тонн 450 000 тонн, и заводу грозила потенциальная остановка производства.

Решение: Мы предоставили Безмасляный азотный компрессор LW-9.5/30 В качестве основного бустера высокого давления использовалась установка, сконфигурированная на специальном блоке с интегрированными двойными промежуточными охладителями, доохладителем и панелью управления ПЛК Siemens S7-1200 с интеграцией SCADA. Давление на выходе 3,00 МПа соответствовало всем требованиям инертизации под высоким давлением, а безмасляная конструкция исключала отравление катализатора. Перед установкой был установлен компенсатор объема 2 м³ для сглаживания колебаний спроса, вызванных системой инертизации реактора с мочевиной периодического действия.

Результаты, подтвержденные количественными измерениями, спустя 24 месяца:

• Содержание азота в масле: Снижено с 2,8 мг/м³ до <0,01 мг/м³, соответствуя стандарту ISO 8573-1 Класс 0
• Активность катализатора синтеза аммиака: Стабилизированныйпри этом дальнейшего снижения не наблюдалось.
• Сэкономленные затраты на замену катализатора: $450,000 (отложено на неопределенный срок)
• Повышение производительности предприятия: Восстановлена ​​проектная мощность, увеличивая выручку на 1 ТБ4Т2,1 млн долларов в год
• Энергопотребление: Улучшено на 5,2% по сравнению с замененным устройством, экономия $12 800 в год
• Внеплановый простой: Ноль событий за 24 месяца непрерывной работы

«Компрессор LW-9.5/30 спас наш аммиачный завод от катастрофической замены катализатора и остановки производства. Безмасляная конструкция восстановила активность катализатора и устранила загрязнения, которые губили наше производство. Этот компрессор окупился за первые шесть месяцев только за счет экономии на затратах на катализатор». — Главный инженер завода по производству удобрений

Часто задаваемые вопросы и руководство по выбору

Сопутствующие товары и решения

Для получения полного обзора нашей деятельности промышленный азотный компрессор Для ознакомления с нашим ассортиментом продукции, включающим безмасляные кислородные компрессоры, водородные компрессоры, компрессоры для углекислого газа, а также разработанные по индивидуальному заказу решения для специальных газов, пожалуйста, свяжитесь с нашей командой инженеров-технологов или просмотрите наш онлайн-каталог продукции.

Готовы модернизировать свою систему подачи азота сверхвысокого давления?

Наши инженеры-технологи готовы оценить ваши потребности в потоке азота, условиях всасывания, целевых значениях давления нагнетания и ограничениях интеграции. В течение 48 часов после получения вашего запроса мы бесплатно предоставим технические предложения, чертежи компоновки фундамента, схемы трубопроводов и контрольно-измерительных приборов (P&ID), а также подробный анализ общей стоимости владения (TCO).

Электронная почта: [email protected] | Ответ в течение 24 часов