Описание
Азотный компрессор LW-40/4 – безмасляный бустер для подачи азота в системы распределения промышленных газов среднего давления.
Компрессор LW-40/4, разработанный для обеспечения производительности 40 м³/мин при давлении на выходе 0,40 МПа, представляет собой двухступенчатый двухрядный безмасляный поршневой азотный компрессор, специально созданный для резервного криогенного разделения воздуха, повышения давления азота в системах VPSA и распределительных сетей трубопроводов среднего давления. Он отличается нулевым загрязнением маслом, рассчитан на непрерывную работу и оптимизирован для круглосуточной промышленной эксплуатации.
Обзор продукта
Он азотный компрессор LW-40/4 Занимает важнейшее место в нашем портфеле безмасляных поршневых компрессоров, заполняя пробел между требованиями к генерации азота низкого давления и распределению азота среднего давления. Номинальная производительность составляет 40 м³/мин и давление на выходе 0,40 МПаЭтот агрегат является основным рабочим инструментом средних криогенных установок разделения воздуха, азотных насосных станций VPSA и промышленных газопроводных сетей.
Отличительной особенностью LW-40/4 от обычных смазываемых аналогов является его полностью безмасляный компрессионный каналПоршневые кольца и направляющие изготовлены из самосмазывающихся композитных материалов на основе ПТФЭ, работающих без углеводородных смазочных материалов, что обеспечивает полное отсутствие загрязнения маслом в потоке азота. Эта характеристика незаменима для применений, требующих сертификации ISO 8573-1 класса 0, включая азотирование пищевой упаковки, инертизацию фармацевтической продукции и подачу технологического газа для полупроводниковых технологий.
Архитектура компрессора имеет следующую структуру: двухступенчатый, двухрядный (二列二级) Компоновка, в которой общее степень сжатия распределяется между двумя цилиндрами сжатия. Такой ступенчатый подход снижает температуру на выходе на каждой ступени, повышает объемную эффективность и продлевает срок службы клапанов и поршневых колец. Каждая ступень сжатия оснащена независимым промежуточным охладителем, обеспечивающим поддержание температуры газа в безопасных рабочих диапазонах даже при длительной работе в условиях максимальной нагрузки.
Технические характеристики – LW-40/4
| Параметр | Ценить | Единица |
|---|---|---|
| Модель | ЛВ-40/4 | – |
| Шаблон | Двухступенчатый, двухрядный (二列二级) | – |
| Емкость | 40 | м³/мин |
| Давление на выходе | 0.40 | МПа |
| Размеры компрессора (Д × Ш × В) | 3260 × 1655 × 2548 | мм |
| Масса | 4.50 | т |
| Власть | 160 | кВт |
| Напряжение | 380 | В |
| Газовая среда | Азот (N₂) | – |
| Смазка | Без масла | – |
* 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. Технология поршневых колец из ПТФЭ без использования масла.
В модели LW-40/4 используется запатентованная технология. самосмазывающееся поршневое кольцо и узел приводного ремня Изготовлено из высокоплотных композитов на основе ПТФЭ, армированных стекловолокном и бронзовыми частицами. Такое сочетание материалов обеспечивает коэффициент трения ниже 0,08 без какой-либо внешней смазки, что исключает риск попадания паров масла в поток азота. Для покупателей, работающих в регулируемых отраслях, это напрямую означает Соответствие стандарту ISO 8573-1 Класс 0 без капитальных и эксплуатационных затрат, связанных с системами фильтрации масла, расположенными ниже по потоку.
2. Поэтапное сжатие с промежуточным охлаждением
Он двухступенчатая архитектура сжатия Компрессор LW-40/4 термодинамически оптимизирован для достижения целевого давления на выходе 0,40 МПа. Разделение степени сжатия между цилиндром низкого и цилиндром высокого давления позволяет компрессору достичь более низкой средней эффективной температуры на ступень. Специальный кожухотрубный промежуточный охладитель между ступенями отводит тепло сжатия, поддерживая температуру на выходе ниже 155 °C и предотвращая термическую деградацию уплотнительных элементов из ПТФЭ. Эта стратегия терморегулирования увеличивает срок службы клапанных пластин примерно на 351 тонну по сравнению с одноступенчатыми конструкциями, работающими при эквивалентных степенях сжатия.
3. Прочная чугунная рама с балансиром.
Основной каркас отлит из Серый чугун GG25 (эквивалентно ASTM A48 класс 30B) со встроенными каналами для охлаждающей воды. Двухрядная компоновка с противоположно расположенными цилиндрами обеспечивает естественное гашение сил первого порядка, уменьшая несбалансированные инерционные силы, передаваемые на фундамент, более чем на 801 тонну по сравнению с однорядными конструкциями. Это механическое преимущество позволяет LW-40/4 работать на более легком фундаментном блоке (минимум 6 тонн против 10+ тонн для однорядных аналогов), снижая затраты на строительные работы и упрощая модернизацию существующих компрессорных станций.
4. Стандартный промышленный электропривод на 380 В
Привод LW-40/4 осуществляется с помощью Трехфазный асинхронный двигатель мощностью 160 кВт, напряжением 380 В, частотой 50 Гц. Соответствует классу эффективности IE3 стандарта IEC 60034-1. Стандартная конфигурация на 380 В исключает необходимость в распределительных устройствах среднего напряжения или понижающих трансформаторах, что делает эту модель особенно привлекательной для объектов с существующей низковольтной распределительной инфраструктурой. Для объектов с шинными системами 6 кВ или 10 кВ может быть поставлен опциональный двигатель со встроенным понижающим трансформатором на общей раме.
Сценарии применения
Резервное криогенное разделение воздуха и сглаживание пиковых нагрузок
В криогенных режимах работы установки разделения воздуха LW-40/4 служит в качестве надежный резервный азотный бустер или компрессор для сглаживания пиковых нагрузок. Когда в основной системе разделения воздуха (ASU) происходит сбой в работе холодильной камеры или требуется техническое обслуживание, LW-40/4 может поддерживать подачу азота к критически важным потребителям из испарителей жидкого азота. Его давление на выходе 0,40 МПа достаточно для подачи азота в распределительные коллекторы среднего давления, обслуживающие системы инертизации сталелитейных заводов, системы химической защиты реакторов и системы продувки газов заводов СПГ. Безмасляная конструкция особенно важна в резервных сценариях, где чистота азота не может быть нарушена во время простоя основной системы.
Азотные бустерные станции VPSA
Генераторы азота с вакуумной адсорбцией при переменном давлении (VPSA) производят газообразный азот при давлении, близком к атмосферному (0,05–0,10 МПа). Азотный бустер LW-40/4 Этот продукт низкого давления сжимается до 0,40 МПа для распределения в местах потребления. Безмасляный компрессорный канал имеет важное значение в работе VPSA, поскольку любое загрязнение углеводородами отравит адсорбент на основе углеродного молекулярного сита, что приведет к необратимому снижению эффективности разделения генератора азота и потребует дорогостоящей замены адсорбента.
Впрыск азота в нефтехимический трубопровод
В нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности азот закачивается в технологические трубопроводы и резервуары для хранения, поддерживая инертную атмосферу во время запуска, остановки и смены продукции. Давление на выходе LW-40/4, равное 0,40 МПа, обеспечивает достаточный напор для преодоления потерь на трение в трубопроводе на расстояниях до 2 км, что делает его пригодным для централизованной подачи азота к нескольким технологическим установкам. Номинальная мощность для непрерывной работы гарантирует бесперебойную подачу азота во время длительных плановых работ по техническому обслуживанию, которые могут продолжаться несколько недель.
Упаковка продуктов питания и напитков в модифицированной атмосфере
Крупномасштабные предприятия по упаковке пищевых продуктов нуждаются в высокоскоростном потоке азота для Упаковка в модифицированной атмосфере (MAP) и хранение в контролируемой атмосфере. Производительность LW-40/4 составляет 40 м³/мин, что позволяет одновременно обеспечивать подачу сырья на несколько высокоскоростных упаковочных линий, а сертификация на отсутствие масла гарантирует соответствие требованиям FDA 21 CFR 173.310 (пищевой азот) и Регламента ЕС 231/2012. Отсутствие загрязнения маслом исключает риск появления посторонних привкусов, прогоркания или изменения цвета продукта, которые могут возникнуть при использовании смазанных компрессоров в средах, контактирующих с пищевыми продуктами.
Материалы и строительство
Каждый компонент LW-40/4 выбран с учетом совместимости с работой в атмосфере азота, коррозионной стойкости и долговременной механической прочности:
| Компонент | Материал | Спецификация |
|---|---|---|
| Блок цилиндров | Серый чугун | GG25 / HT250, с интегрированной водяной рубашкой |
| Коленчатый вал | Кованая легированная сталь | 42CrMo4, Q&T, ISO 1940 G2.5 сбалансированный |
| Поршневые кольца | Композит из ПТФЭ, стекловолокна и бронзы | Самосмазывающиеся, скорость износа <0,05 мм/1000 ч |
| Браслеты Райдера | Композит из ПТФЭ | Направляющая поршня, предотвращающая контакт с цилиндром. |
| Клапанные пластины | Нержавеющая сталь | SS316, конструкция с подпружиненным концентрическим кольцом |
| Шатуны | Кованая сталь с баббитовыми подшипниками | Прецизионно обработанный, смазанный маслом шатун |
| Интеркулер | Корпус из углеродистой стали / Трубы из нержавеющей стали SS304 | ASME VIII Div.1, гидроиспытание 1,5× |
| Охладитель | Корпус из углеродистой стали / Трубы из нержавеющей стали SS304 | Конструкция с оребренными трубками, охлаждающая вода 32°C |
Все сосуды под давлением спроектированы и изготовлены в соответствии с ASME BPVC, раздел VIII, раздел 1 или по китайским стандартам GB 150. Каждый сварной шов проходит радиографический контроль (РТ) 100% в соответствии с разделом V, статьей 2 стандарта ASME, а каждый готовый сосуд подвергается гидростатическому испытанию под давлением, в 1,5 раза превышающим максимально допустимое рабочее давление (MAWP), с минимальным временем выдержки 30 минут.
Руководство по установке и техническому обслуживанию
Фундамент и монтаж
Модель LW-40/4 имеет сухую массу 4,50 тонны и центр тяжести примерно на 850 мм выше опорной плиты. Благодаря двухрядной конструкции с противоположно расположенными цилиндрами, неуравновешенные силы минимальны, что позволяет устанавливать её на... железобетонный инерционный блок массой 6–8 тоннБлок следует устанавливать на виброизоляционные подушки (собственная частота 6–8 Гц), чтобы предотвратить передачу вибрации на соседние конструкции. Минимальные требования к зазорам: 1,5 м со стороны, противоположной приводу, для доступа к клапану, 1,2 м со стороны привода для обслуживания двигателя и 2,0 м над головой для доступа крана во время капитального ремонта.
Требования к охлаждающей воде
Для работы LW-40/4 требуется приблизительно 38 м³/ч охлаждающей воды При температуре на входе не выше 32°C. Система охлаждения должна подавать охлаждающую воду в рубашки цилиндров, промежуточный охладитель и доохладитель по параллельным контурам. 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 SS304) и содержание взвешенных твердых частиц < 30 мг/л. Для объектов с неудовлетворительным качеством воды настоятельно рекомендуется использовать градирню с замкнутым контуром, боковой фильтрацией и химической обработкой.
График профилактического технического обслуживания
| Интервал | Сервисный пункт | Необходимые действия |
|---|---|---|
| Ежедневно | Эксплуатационный контроль | Проверьте уровень вибрации, наличие посторонних шумов, поток охлаждающей воды, температуру на выходе. |
| 250 часов | Проверка клапанов | Снимите и осмотрите пластины всасывающего/нагнетательного клапана на наличие нагара или трещин. |
| 1000 часов | Измерение поршневых колец | Измерьте зазор в канавках для колец; замените кольца, если зазор превышает 0,25 мм. |
| 4000 часов | Промежуточный капитальный ремонт | Замените все поршневые кольца, направляющие кольца и клапанные пластины. |
| 8000 часов | Капитальный ремонт | Осмотрите шейки коленчатого вала, измерьте зазоры в подшипниках, замените коренные подшипники, если они превышают 0,08 мм. |
Ключевым экономическим преимуществом LW-40/4 является отсутствие смазочного масла в цепи сжатия. В отличие от компрессоров с масляной смазкой, требующих ежеквартальной замены масла, ежемесячного анализа масла и ежегодной замены сепараторного элемента, в LW-40/4 эти расходные материалы полностью исключены. Единственными изнашивающимися деталями являются поршневые кольца из ПТФЭ и направляющие ленты, срок службы которых в условиях чистого азота обычно составляет 4000–6000 часов.
Сертификаты соответствия и безопасности
Азотный компрессор LW-40/4 разработан, изготовлен и испытан в соответствии со следующими международными стандартами и нормативными требованиями:
ASME BPVC, раздел VIII, раздел 1, GB 150-2011, PED 2014/68/EU, модуль A
IEC 60034-1 (эффективность IE3), IEC 60204-1, ISO 12100 (безопасность машин)
ISO 8573-1 Класс 0 (содержание масла), независимо протестировано TÜV Rheinland.
ISO 9001:2015 (Управление качеством), ISO 14001:2015 (Управление окружающей средой)
Азот классифицируется как простой удушающий газ. Все установки LW-40/4 должны включать непрерывный мониторинг дефицита кислорода в компрессорном помещении и прилегающих зонах. Системы вентиляции должны быть спроектированы таким образом, чтобы поддерживать концентрацию кислорода в окружающей среде выше 19,51 TP3T объема в соответствии с OSHA 29 CFR 1910.146 (Работа в замкнутых пространствах, требующая разрешения). Блокировки аварийного останова должны срабатывать при 19,51 TP3T O₂ (сигнал тревоги) и запускать автоматическую изоляцию компрессора при 18,01 TP3T O₂ (полный останов). Процедуры доступа персонала должны включать портативные кислородные мониторы и протоколы взаимодействия между напарниками.
Анализ производительности и эффективности
LW-40/4 обеспечивает Удельное энергопотребление составляет приблизительно 4,00 кВт на м³/мин. азота при давлении на выходе 0,40 МПа. Этот показатель эффективности ставит агрегат в верхний эшелон безмасляных поршневых компрессоров в диапазоне производительности 30–50 м³/мин. Для сравнения, типичные винтовые компрессоры с масляной смазкой, работающие при эквивалентных степенях сжатия, потребляют 4,4–4,9 кВт/м³/мин, в то время как традиционные одноступенчатые поршневые конструкции могут превышать 5,2 кВт/м³/мин.
При стандартном годовом цикле эксплуатации в 8000 часов преимущество в эффективности LW-40/4 составляет приблизительно Ежегодная экономия энергии составляет 128 000–288 000 кВт·ч. по сравнению с менее эффективными альтернативами. При среднем тарифе на электроэнергию для промышленности в размере 10 240–23 040 ТБ/кВт·ч это приводит к снижению прямых эксплуатационных расходов на 10 240–23 040 ТБ в год. В сочетании с исключением расходных материалов, связанных с маслом (смазочное масло, фильтрующие элементы, картриджи сепараторов, утилизация отработанного масла), общая стоимость владения компрессором для азота Снижение составляет приблизительно 25–351 ТТ3Т в течение 10-летнего срока эксплуатации.
Отсутствие масла в тракте сжатия также устраняет энергетические потери, связанные с оборудованием для удаления масла, расположенным ниже по потоку. Типичный компрессор такого размера с масляной смазкой требует коалесцентных фильтров, адсорберов из активированного угля и контрольно-измерительной аппаратуры, которые в совокупности потребляют 3–51 тонну мощности компрессора. Безмасляная конструкция LW-40/4 полностью исключает эту паразитную нагрузку.
Возможности индивидуальной настройки и OEM-производства
Мы предлагаем широкий спектр возможностей индивидуальной настройки, позволяющих адаптировать LW-40/4 к конкретным условиям объекта, требованиям к интеграции и спецификациям конечного пользователя:
- Комплексные решения «под ключ» на салазках: Компрессор, двигатель, промежуточный охладитель, доохладитель, контрольно-измерительные приборы и панель управления предварительно собраны на стальной несущей конструкции с интегрированными подъемными проушинами и шаблонами для анкерных болтов. Такой подход сокращает время монтажа на объекте примерно на 601 тонну и минимизирует риски при вводе в эксплуатацию.
- Конфигурации взрывоопасных зон: Для установки на нефтехимических предприятиях, где могут периодически возникать взрывоопасные атмосферы, доступны моторные и электрические корпуса, соответствующие стандартам ATEX Zone 2 и IECEx. В систему управления могут быть интегрированы системы обнаружения газа и автоматической блокировки вентиляции.
- 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 системами DCS/SCADA. Автоматическое управление загрузкой/разгрузкой и совместимость с частотно-регулируемыми приводами (ЧРП) оптимизируют эффективность при частичной нагрузке.
- Охрана окружающей среды: Системы покрытий C5-M морского класса для прибрежных или морских установок; тропические электрические компоненты для работы при температуре окружающей среды до 55°C; и 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: Для системных интеграторов и дистрибьюторов газового оборудования доступны индивидуальные цвета краски, фирменные таблички и пакеты документации. Технические руководства, списки запасных частей и инструкции по техническому обслуживанию могут быть предоставлены на местных языках.
Пользовательские настройки доступны по адресу: Минимальный объем заказа: 1 единица.. Инженерная экспертиза и подготовка предложений обычно занимают 5–7 рабочих дней. Сроки поставки прототипов составляют от 12 до 14 недель; повторные заказы доставляются в течение 8–10 недель с момента подтверждения заказа.
Пример из практики: модернизация системы повышения давления азота VPSA в Юго-Восточной Азии.
Клиент: Крупный поставщик промышленных газов, эксплуатирующий установку по производству азота методом VPSA во Вьетнаме.
Испытание: В существующем у клиента азотном бустере с масляной смазкой (европейская марка, 15 лет эксплуатации) наблюдалось прогрессирующее попадание масла в азотную смесь. Уровень загрязнения маслом достиг 2,8 мг/м³, что превышает предел в 0,1 мг/м³, установленный заказчиками, занимающимися упаковкой пищевых продуктов. Масло также разрушало слой активированного угля для окончательной полировки, из-за чего требовалась его замена каждые 8 месяцев вместо предусмотренного 24-месячного интервала.
Решение: Мы предоставили Безмасляный азотный компрессор LW-40/4 В качестве прямой замены, сконфигурирована на специально разработанной платформе со встроенным промежуточным охладителем, доохладителем и панелью управления ПЛК Siemens S7-1200. Габариты платформы были спроектированы таким образом, чтобы соответствовать существующему фундаменту, что исключило необходимость в каких-либо строительных работах. Перед установкой был добавлен компенсационный резервуар объемом 2 м³ для сглаживания пульсаций давления, возникающих в цикле адсорбции VPSA.
Результаты, подтвержденные количественными измерениями, спустя 24 месяца:
- Содержание азота в масле: Снижено с 2,8 мг/м³ до <0,01 мг/м³получив сертификат ISO 8573-1 класса 0.
- Интервал замены слоя активированного угля: Срок продлен с 8 до 30 месяцев.экономия 12 000 TP4T в год на расходных материалах
- Общие затраты на техническое обслуживание: Снижено на 38% в связи с отменой замены масла, фильтров и капитального ремонта сепаратора.
- Энергопотребление: Улучшено на 7,2% По сравнению с замененным устройством, это эквивалентно экономии 15 600 TP4T в год по местным тарифам на электроэнергию.
- Внеплановый простой: Ноль событий за 24 месяца непрерывной работы
«Установка LW-40/4 полностью устранила нашу проблему загрязнения маслом. Наши клиенты, занимающиеся упаковкой продуктов питания, больше не сообщают о проблемах с качеством, а наша команда технического обслуживания сократила время обслуживания почти вдвое. Срок окупаемости составил менее 18 месяцев». — Директор по эксплуатации объектов
Часто задаваемые вопросы и руководство по выбору
Сопутствующие товары и решения
Азотные компрессоры высокого давления серии DW
Разработанные для работы при давлении на выходе от 0,40 МПа до 2,00 МПа, установки серии DW предназначены для впрыска азота, повышения давления в трубопроводах высокого давления и применения в химическом синтезе. Производительность варьируется от 2 до 130 м³/мин, доступны двухступенчатые и многоступенчатые конфигурации.
Многоступенчатые безмасляные компрессоры серии ZW
Вертикальные многоступенчатые безмасляные компрессоры для кислорода, азота, водорода и специальных газов. Давление на выходе до 9,00 МПа для заправки газом высокого давления, зарядки баллонов и применения в химических процессах.
Компрессоры среднего давления серии MW
Безмасляные компрессоры среднего давления (1,0–4,0 МПа), оптимизированные для рециркуляции азота, повышения производительности систем сжижения газа и сжатия технологического газа в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.
Для получения полного обзора нашей деятельности промышленный азотный компрессор Для получения информации о нашем ассортименте продукции, включая 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 ознакомьтесь с нашим онлайн-каталогом продукции.
Готовы оптимизировать свою систему сжатия азота?
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
