Beskrivning
LW-10/20 kvävgaskompressor – Högtrycks oljefri N2-booster för industriella applikationer på 2,00 MPa
LW-10/20 är konstruerad för att leverera 10 m³/min vid 2,00 MPa utloppstryck och är en tvåstegs, tvåradig oljefri kvävgaskompressor specialbyggd för högtryckskvävgasinjektion, gasflaskfyllning och krävande petrokemiska processapplikationer. Noll oljekontaminering, robust konstruktion och optimerad för kontinuerlig drift vid förhöjt tryck.
Produktöversikt
De LW-10/20 kvävgaskompressor intar en specialiserad position inom vår portfölj av oljefria kolvkompressorer, konstruerad för applikationer där förhöjt utloppstryck är det primära kravet snarare än massiv flödeskapacitet. Med en nominell kapacitet på 10 m³/min och en exceptionell 2,00 MPa utloppstryck, överbryggar denna enhet klyftan mellan kvävgasdistribution vid medeltryck och processtillämpningar med högt tryck som kräver betydligt förhöjt gastryck.
Det som skiljer LW-10/20 från konventionella alternativ är dess helt oljefri kompressionsmekanism med självsmörjande PTFE-kompositkolvringar och rytmar. Denna designfilosofi eliminerar all risk för kolvätekontaminering i kväveproduktströmmen, vilket gör enheten omedelbart lämplig för fyllning av högrena kvävgascylindrar, processgasförsörjning för läkemedel och kväve av elektronikkvalitet utan att ytterligare reningsutrustning efterföljande krävs. Den oljefria certifieringen är särskilt viktig för högtrycksapplikationer där oljeföroreningar skulle vara koncentrerade och svårare att avlägsna.
Kompressorn använder en tvåsteg, tvårad (二列二级) konfiguration som är avgörande för att hantera det betydande tryckförhållande som krävs för att uppnå ett utloppstryck på 2,00 MPa från typiska inloppsförhållanden. Varje steg kyls oberoende genom en dedikerad intercooler, vilket säkerställer att gastemperaturerna hålls inom säkra driftsgränser och bevarar PTFE-tätningselementens dimensionsstabilitet. Den robusta ramkonstruktionen och den precisionsbearbetade vevaxelenheten är klassade för en minsta livslängd på 120 000 timmar enligt standardiserade underhållsprotokoll.
Tekniska specifikationer – LW-10/20
| Parameter | Värde | Enhet |
|---|---|---|
| Modell | LW-10/20 | – |
| Mönster | Tvåsteg, tvåradigt (二列二级) | – |
| Kapacitet | 10 | m³/min |
| Utloppstryck | 2.00 | MPa |
| Kompressorstorlek (L × B × H) | 2632 × 1550 × 2332 | mm |
| Vikt | 3.00 | t |
| Driva | 110 | kW |
| Spänning | 380 / 6k eller 10k | V |
| Gasmedium | Kväve (N₂) | – |
| Smörjning | Oljefri | – |
* Alla specifikationer är klassade vid standardreferensförhållanden (ISO 1217, bilaga C). Faktisk prestanda kan variera beroende på platsens höjd över havet, omgivningstemperatur och inloppsförhållanden.
Viktiga funktioner och tekniska fördelar
1. Högtrycks oljefri PTFE-tätningsteknik
LW-10/20 använder en egenutvecklad självsmörjande kolvring och ryttarbandsenhet Tillverkad av högpresterande PTFE-kompositer speciellt formulerade för högtrycksanvändning. Dessa ringar är förstärkta med glasfiber och bronspartiklar för att uppnå en friktionskoefficient under 0,06 utan extern kolvätesmörjning. Vid ett utloppstryck på 2,00 MPa är risken för oljeångöverföring förstorad jämfört med tillämpningar med lägre tryck, vilket gör den oljefria designen inte bara fördelaktig utan absolut nödvändig. PTFE-kompositformuleringen är klassad för kontinuerlig drift vid temperaturer upp till 185 °C, vilket säkerställer tillförlitlig tätningsintegritet även under termisk belastning från högtryckskompression.
2. Tvåstegskompression för extrema tryckförhållanden
De tvåstegskompressionsarkitektur För LW-10/20 är termodynamiskt avgörande för att uppnå målet på 2,00 MPa för utloppstrycket från typiska inloppstryck på 0,05–0,10 MPa. Det totala tryckförhållandet på cirka 20:1 till 40:1 är uppdelat mellan en lågtryckscylinder och en högtryckscylinder, där varje steg arbetar med ett hanterbart tryckförhållande. En högeffektiv rörformad intercooler mellan stegen avlägsnar den betydande kompressionsvärmen, vilket håller utloppstemperaturerna under 165 °C och förhindrar termisk nedbrytning av PTFE-tätningselementen. Utan stegvis kompression skulle utloppstemperaturen överstiga den säkra driftsgränsen för PTFE-material, vilket gör tvåstegskonstruktionen till ett grundläggande krav för denna trycknivå.
3. Robust ramkonstruktion för högtrycksbelastningar
Huvudramen är gjuten av GG25 grått gjutjärn (motsvarande ASTM A48 klass 30B) med förstärkta väggsektioner och integrerade kylvattenkanaler. Högtryckscylindern har tjockare vägggjutningar och extra ribbor för att motstå de mekaniska påfrestningarna som är förknippade med topptryck på 2,00 MPa. tvåradig motstående cylindrar ger naturlig kraftutjämning av första ordningen, vilket minskar obalanserade tröghetskrafter som överförs till fundamentet med över 80% jämfört med enradiga konstruktioner. Denna mekaniska fördel är särskilt värdefull för högtryckskompressorer där toppgaskrafterna på kolvarna är betydligt högre än i lågtryckstillämpningar.
4. Flexibel spänningskonfiguration för olika installationer
LW-10/20 drivs av en 110 kW induktionsmotor tillgänglig i 380V, 6kV eller 10kV konfigurationer, som överensstämmer med IEC 60034-1 effektivitetsklass IE3. Standardkonfigurationen på 380 V är lämplig för anläggningar med befintlig lågspänningsdistributionsinfrastruktur, medan alternativen på 6 kV och 10 kV möjliggör direkt integration i industriella mellanspänningsnätverk utan nedtransformatorer. Denna elektriska flexibilitet gör LW-10/20 anpassningsbar till en mängd olika installationsmiljöer, från små industrianläggningar till stora integrerade anläggningar med mellanspänningsbussystem.
Applikationsscenarier
Högtrycks-kvävgasflaskpåfyllningsstationer
LW-10/20 är idealisk för kvävgasflaskpåfyllningsoperationer där högtrycksgas måste komprimeras till vanliga industriella cylindrar vid ett fyllningstryck på 15–20 MPa. Även om kompressorns utloppstryck på 2,00 MPa inte direkt når cylinderfyllningstrycket, fungerar den som en effektiv mellanliggande booster som avsevärt minskar det kompressionsförhållande som krävs för nedströms högtrycksfyllningskompressorer. Denna etappvisa metod förbättrar den totala systemeffektiviteten och minskar slitaget på den dyra högtrycksfyllningsutrustningen. Den oljefria designen är obligatorisk för cylinderfyllning eftersom eventuell oljeförorening skulle fångas in i cylindrarna och levereras till slutanvändarna, vilket skulle äventyra deras processer.
Petrokemisk högtrycksprocesskväve
Inom petrokemisk verksamhet och raffinaderiverksamhet tillhandahåller LW-10/20 högtryckskvävgas för konservering av reaktorkatalysatorer, nödinjektion av kväve i högtryckskärl och trycktestning av rörledningarUtloppstrycket på 2,00 MPa är tillräckligt för att injicera kväve i processkärl som arbetar vid tryck upp till 1,6 MPa, och bibehålla positiva inerta gasfiltar under uppstart, avstängning och störningsförhållanden. LW-10/20 högtryckskvävgasbooster används även för hydrostatisk testning av processrör och tryckkärl, där kväve används som testmedium för att undvika vattenkontaminering i system som måste förbli torra.
Gasförsörjning för farmaceutisk process
Läkemedelstillverkningsanläggningar kräver högrent kväve vid förhöjt tryck för sterilfiltrering, frystorkning (frystorkning) och aseptisk fyllningLW-10/20:s oljefria certifiering säkerställer överensstämmelse med FDA 21 CFR 211.72 (krav för utrustningskonstruktion) och EU GMP Annex 1 (tillverkning av sterila läkemedel). Utloppstrycket på 2,00 MPa ger tillräcklig tryckhöjd för att driva kväve genom sterila filtreringssystem, spraytorkar och fluidiserad bädd-processorer som arbetar vid förhöjt tryck. Kapaciteten på 10 m³/min kan samtidigt försörja flera farmaceutiska processenheter inom en och samma tillverkningsanläggning.
Elektronik högtrycks kvävgasrensning
Halvledartillverkningsanläggningar och elektronikmonteringsfabriker kräver högtryckskvävgas för rensning av waferhanteringssystem, rengöring av kemisk ångdeponeringskammare (CVD) och högtryckstorkning av precisionskomponenterLW-10/20:s utloppstryck på 2,00 MPa är tillräckligt för att driva höghastighets kvävgasstrålar som används i precisionsrengöringstillämpningar och för att upprätthålla positivt tryck i wafertransportsystem. Den oljefria designen är absolut avgörande i halvledartillämpningar där även oljeföroreningar på under ppm kan orsaka katastrofala defekter vid tillverkning av integrerade kretsar.
Material och konstruktion
LW-10/20 är tillverkad av premiummaterial utvalda för kompatibilitet med högt kvävetryck, värmebeständighet och förlängd livslängd:
| Komponent | Material | Specifikation |
|---|---|---|
| Cylinderblock (LP) | Grått gjutjärn | GG25 / HT250, standardväggtjocklek |
| Cylinderblock (hk) | Grått gjutjärn | GG25 / HT250, förstärkt vägg + ribbning |
| Vevaxel | Smidd legeringsstål | 42CrMo4, Q&T, ISO 1940 G2.5 balanserad |
| Kolvringar | PTFE-glas-bronskomposit | Högtrycksklassad, självsmörjande, max 180°C |
| Ryttarband | PTFE-komposit | Kolvstyrning, slitageskydd, slitage <0,04 mm/1000h |
| Ventilplattor | Rostfritt stål | SS316, koncentrisk ringkonstruktion med högt tryck |
| Intercooler | Kolstålsskal / SS316-rör | ASME VIII Div.1, 1,5× vattentest, 30 min hålltid |
| Efterkylare | Kolstålsskal / SS316-rör | Högtrycksflänsrör, 32°C kylvatten |
| Högtrycksrörledningar | Sömlöst rostfritt stål | SS316, ANSI klass 600 flänsar |
Alla tryckbärande komponenter är konstruerade och tillverkade i strikt enlighet med ASME BPVC avsnitt VIII division 1 eller kinesiska GB 150-standarder. Varje svetsfog genomgår 100% radiografisk inspektion (RT) enligt ASME avsnitt V, artikel 2, och varje färdigställt tryckkärl utsätts för ett hydrostatiskt tryckprov vid 1,5 gånger det maximalt tillåtna arbetstrycket (MAWP) under en minsta hållperiod på 30 minuter. Högtrycksrörsystem är tillverkade av sömlös SS316 med ANSI klass 600 flänsanslutningar för att säkerställa läckagetäthet vid 2,00 MPa driftstryck.
Installations- och underhållsriktlinjer
Grund- och strukturkrav
LW-10/20 har en torrvikt på 3,00 ton och en tyngdpunkt cirka 800 mm ovanför bottenplattan. Tack vare den tvåradiga motstående cylindrarkonstruktionen är obalanserade krafter minimala trots högtrycksdriften, vilket möjliggör installation på en armerad betongblock med tröghetsmoment på 5–6 tonBlocket ska monteras på elastomera vibrationsisolatorer (egenfrekvens 7–10 Hz). Minsta frihöjdskrav: 1,2 m på den icke-drivande sidan för ventilåtkomst, 1,0 m på drivsidan för motorunderhåll och 1,5 m ovanför för kranåtkomst vid större översyner. Särskild uppmärksamhet måste ägnas åt högtrycksutloppsrören, som måste vara ordentligt stödda och förankrade för att förhindra vibrationsinducerad utmattning.
Design av kylvattensystem
Kylvattenbehovet är ungefär 18 m³/h vid en inloppstemperatur som inte överstiger 32 °C. Vattendistributionskretsen försörjer cylindermantlarna, intercoolern och efterkylaren i parallella grenar. Med tanke på det höga tryckförhållandet är intercoolern särskilt kritisk för termisk styrning och måste alltid få tillräckligt med kylvattenflöde. Specifikationer för vattenkvalitet: pH 6,5–8,5, totalt löst material < 500 mg/L, kloridhalt < 50 mg/L (för att förhindra korrosion av SS316-rör), suspenderat material < 30 mg/L och total hårdhet < 300 mg/L som CaCO₃. Ett slutet kyltorn med sidoströmsfiltrering rekommenderas för anläggningar med marginell vattenkvalitet.
Schema för förebyggande underhåll
| Intervall | Serviceartikel | Åtgärd krävs |
|---|---|---|
| Dagligen | Driftsinspektion | Kontrollera vibrationer, onormalt ljud, kylvattenflöde, utloppstemperatur, tryck |
| 250 timmar | Inspektion av ventilplatta | Ta bort och inspektera sug-/utloppsventilerna för kolavlagringar, fjäderutmattning och sprickbildning. |
| 1 000 timmar | Bedömning av kolvringsslitage | Mät ringspårens spel; byt ut ringarna om spelet överstiger 0,20 mm |
| 3 000 timmar | Mellanöversyn | Byt ut alla kolvringar, rytmband och ventilplattenheter |
| 6 000 timmar | Stor översyn | Kontrollera vevaxelns lagertappar, mät huvudlagerspelet, byt lager om >0,08 mm |
Den oljefria designen hos LW-10/20 förenklar underhållet dramatiskt jämfört med smorda alternativ. Det krävs inga oljebyten, ingen oljeanalys, inga filterbyten och inga byten av separatorpatroner. De primära slitagedelarna är PTFE-kolvringar och ryttarband, som vanligtvis uppnår 3 000–5 000 timmars livslängd under rena kvävgasförhållanden vid högt tryck. Högtrycksventilplattorna kan kräva mer frekvent inspektion än lågtrycksekvivalenter på grund av den ökade mekaniska belastningen, men den totala underhållsbördan förblir betydligt lägre än oljesmorda system.
Efterlevnads- och säkerhetscertifieringar
Kvävgaskompressorn LW-10/20 är konstruerad, tillverkad och testad för att uppfylla eller överträffa följande internationella standarder och regelverk:
ASME BPVC Sektion VIII Div.1, GB 150-2011, PED 2014/68/EU Modul A
IEC 60034-1 (IE3 effektivitet), IEC 60204-1, ISO 12100 maskinsäkerhet
ISO 8573-1 Klass 0 (oljeinnehåll), oberoende testad av TÜV Rheinland
ISO 9001:2015 (Kvalitetsledning), ISO 14001:2015 (Miljöledning)
Kväve klassificeras som en enkel kvävande gas. Vid ett utloppstryck på 2,00 MPa är risken för snabb gasfrisättning och syreförträngning avsevärt förhöjd. Alla LW-10/20-installationer måste ha kontinuerlig övervakning av syrebrist i kompressorrummet och alla angränsande områden. Högtrycksutloppsrör måste vara utrustade med tryckavlastningsventiler klassade som 110% av MAWP och sprängbleck som sekundärt skydd. Ventilationssystem måste konstrueras för att hålla omgivande syrekoncentrationer över 19,5% volym enligt OSHA 29 CFR 1910.146. Nödavstängningsspärrar ska aktiveras vid 19,5% O₂ (larm) och utlösa automatisk kompressorisolering vid 18,0% O₂ (hård avstängning). Personal måste utbildas i säkerhetsprotokoll för högtrycksgaser innan de använder eller underhåller denna utrustning.
Prestanda- och effektivitetsanalys
LW-10/20 uppnår en specifik effektförbrukning på cirka 11,00 kW per m³/min av kväve levererat vid 2,00 MPa utloppstryck. Denna specifika effektsiffra återspeglar den termodynamiska verkligheten vid högtryckskompression, där det arbete som krävs ökar avsevärt med tryckförhållandet. Inom segmentet för högtrycks-oljefria kolvkompressorer (utloppstryck >1,50 MPa) är denna effektivitet konkurrenskraftig och ofta överlägsen membrankompressorer, vilka är det primära alternativet för oljefri högtrycksdrift. Som jämförelse förbrukar oljesmorda kolvkompressorer i liknande högtryckstillämpningar vanligtvis 11,5–13,0 kW/m³/min, medan membrankompressorer kan överstiga 15 kW/m³/min.
Över ett standardiserat årligt driftschema på 8 000 timmar ger LW-10/20:s effektivitetsfördel jämfört med mindre effektiva alternativ cirka 40 000–80 000 kWh årliga energibesparingarVid 1TP₄T0,08/kWh motsvarar detta 1TP₄T3 200–1TP₄T6 400 i direkt elkostnadsminskning per år. Den primära ekonomiska motiveringen för LW-10/20 är dock vanligtvis eliminering av oljerelaterade förbrukningsvaror och undvikande av nedströms utrustning för oljeborttagning det skulle vara obligatoriskt med smörjda alternativ. total ägandekostnad för högtryckskvävgaskompression minskas med uppskattningsvis 25–35% under en 10-årig driftstid när oljefri drift jämförs med smorda system med fullständig nedströmsrening.
Avsaknaden av olja i kompressionsvägen är särskilt värdefull vid högt tryck eftersom oljeföroreningar blir mer koncentrerade och svårare att avlägsna när trycket ökar. Vid 2,00 MPa är partialtrycket för oljeånga betydligt högre än vid 0,30 MPa, vilket gör nedströms oljefiltreringssystem mindre effektiva och dyrare. LW-10/20:s inbyggda oljefria design eliminerar denna utmaning helt.
Anpassning och OEM-funktioner
Vi erbjuder omfattande anpassningsalternativ för att anpassa LW-10/20 till specifika platsförhållanden, integrationskrav och slutanvändarens specifikationer:
- Nyckelfärdiga paket för medarmontering: Förmonterad kompressor, motor, intercooler, efterkylare, högtrycksrör, instrument och kontrollpanel på en stålkonstruktion med integrerade lyftöglor och förankringsbultmallar. Reducerar fältinstallationen till endast elanslutning och kylvattenanslutning.
- Konfigurationer för farliga områden: Motor- och elkapslingar som uppfyller ATEX Zone 2 och IECEx för petrokemiska installationer. Integrerade gasdetekterings- och automatiska ventilationsspärrar kan integreras i styrsystemet.
- Avancerad processkontroll: Tillval: Siemens S7-1200 eller Allen-Bradley CompactLogix PLC med 10-tums HMI-pekskärm, fjärrövervakning via Modbus TCP/IP eller OPC-UA och sömlös DCS/SCADA-integration. Högtryckssäkerhetsspärrar inklusive automatisk avlastning vid övertryck och nödavstängningsventiler.
- Miljöskydd: C5-M marinbeläggningar för kustinstallationer; tropiska elektriska komponenter för 55 °C omgivningstemperatur; IP54-klassade akustiska kapslingar som minskar buller från 85 dB(A) till 72 dB(A) på 1 meters avstånd.
- OEM och privat etikett: Anpassade färger, namnskyltar med varumärken och lokaliserad dokumentation för distributörer av gasutrustning och systemintegratörer.
Anpassade konfigurationer är tillgängliga från MOQ 1 enhetIngenjörsförslag levereras vanligtvis inom 3–5 arbetsdagar. Standardleveranstiden är 10–12 veckor; expressleverans inom 8 veckor är tillgänglig för kvalificerade beställningar.
Fallstudie: Påfyllningsstation för farmaceutisk kvävgasflaska
Klient: En leverantör av farmaceutisk gas i Indien som betjänar sjukhus och läkemedelstillverkare
Utmaning: Kunden använde en oljesmord högtryckskompressor för att fylla medicinska kvävgascylindrar. Oljeföroreningsnivåerna i de fyllda cylindrarna nådde 1,5 mg/m³, vilket översteg den specifikation på 0,1 mg/m³ som krävs av läkemedelskunder och sjukhusens gasstandarder. Oljan försämrade också reningsbäddarna för aktivt kol i cylinderpåfyllningsgrenröret, vilket krävde byte var sjätte månad. Kundklagomål och myndighetsgranskningar ökade.
Lösning: Vi levererade en LW-10/20 oljefri kvävgaskompressor som primär booster, konfigurerad på en specialanpassad medar med integrerad intercooler, efterkylare och en Siemens S7-1200 PLC-kontrollpanel. Utloppstrycket på 2,00 MPa matade en nedströms högtryckspåfyllningskompressor, vilket minskade det totala kompressionsförhållandet som krävdes för påfyllningssteget och förbättrade systemeffektiviteten. Den oljefria konstruktionen eliminerade helt behovet av reningsbäddar med aktivt kol.
Kvantifierade resultat efter 18 månader:
- Kvävgasoljehalt i fyllda cylindrar: Minskad från 1,5 mg/m³ till <0,01 mg/m³, uppnår ISO 8573-1 klass 0
- Byte av aktivt kolbädd: Eliminerad helt, vilket sparar $8 000/år på förbrukningsvaror
- Kundklagomål: Noll sedan driftsättningen, med tre nya läkemedelskontrakt vunna
- Underhåll av påfyllningskompressor: Minskad med 30% på grund av lägre inloppstryckförhållande
- Återbetalningsperiod: 2,1 år baserat på kostnadsbesparingar och nya kontraktsintäkter
”LW-10/20 har varit banbrytande för vår verksamhet inom medicinska gaser. Vi garanterar nu ISO 8573-1 klass 0 kväve till alla våra kunder, och vi har vunnit kontrakt som vi inte kunde konkurrera om tidigare. Den oljefria designen har eliminerat vårt största kvalitetsproblem.” — VD, leverantör av läkemedelsgaser
Vanliga frågor och urvalsguide
Relaterade produkter och lösningar
DW-serien högtryckskvävgaskompressorer
DW-serien är konstruerad för utloppstryck från 0,40 MPa till 2,00 MPa och täcker kväveinjektion, högtrycksrörledningsförstärkning och kemisk syntes. Kapaciteter från 2 till 130 m³/min med flerstegskonfigurationer.
ZW-serien flerstegs oljefria kompressorer
Vertikala, flerstegs oljefria kompressorer för syre, kväve, väte och specialgaser. Utloppstryck upp till 9,00 MPa för ultrahögtrycksgasfyllning och kemiska processtillämpningar.
LW-serien kvävgaskompressorer med stor kapacitet
Högflödesfria kolvkompressorer (20–130 m³/min) för kryogen ASU-backup, VPSA-förstärkning och industriell rörledningsdistribution. Utloppstryck från 0,30 till 0,80 MPa.
För en omfattande översikt över våra industriell kvävgaskompressor portfölj, inklusive oljefria syrgaskompressorer, vätgaskompressorer, koldioxidkompressorer och specialanpassade specialgaslösningar, vänligen kontakta vårt applikationsteknikteam eller bläddra i vår produktkatalog online.
Redo att uppgradera ditt högtryckskvävgassystem?
Våra applikationsingenjörer står redo att utvärdera era kväveflödesbehov, sugförhållanden, utloppstrycksmål och integrationsbegränsningar. Vi tillhandahåller kostnadsfria tekniska förslag, ritningar för grundläggning, rörlednings- och instrumentdiagram (P&ID) och detaljerade analyser av total ägandekostnad (TCO) inom 48 timmar efter att vi mottagit er förfrågan.
E-post: [email protected] | Svar inom 24 timmar
