LW-20/18 kvävgaskompressor – Högtrycks oljefri N2-booster för industriella applikationer på 1,80 MPa

LW-20/18 är konstruerad för att leverera 20 m³/min vid 1,80 MPa utloppstryck och är en tvåstegs, tvåradig oljefri kolvkompressor med kväve, specialbyggd för högtryckskvävgasinjektion, gasflaskfyllning och krävande petrokemiska processapplikationer. Noll smörjmedelskontaminering, klassad för kontinuerlig drift och optimerad för hållbar industriell drift med högt tryck.

Produktöversikt

De LW-20/18 kvävgaskompressor intar en specialiserad position inom vår portfölj av oljefria kolvkompressorer, konstruerad för applikationer där förhöjt utloppstryck är det avgörande driftskravet. Med en nominell kapacitet på 20 m³/min och en exceptionell 1,80 MPa utloppstryck, överbryggar denna enhet klyftan mellan kvävgasdistribution vid medeltryck och processgasapplikationer med högt tryck som kräver ett betydande flöde vid förhöjt tryck.

Det som fundamentalt skiljer LW-20/18 från konventionella alternativ är dess helt oljefri kompressionsmekanismKolvringarna och rytmringarna är tillverkade av självsmörjande PTFE-kompositmaterial som fungerar utan kolvätesmörjmedel, vilket säkerställer att kväveströmmen förblir helt fri från oljeföroreningar. Denna inneboende oljefria egenskap är oumbärlig för tillämpningar som kräver ISO 8573-1 Klass 0-certifiering, inklusive högtryckskvävgas för livsmedelsförpackningar, fyllning av farmaceutiska gasflaskor och processgasförsörjning av elektronikkvalitet där även spår av oljekontaminering skulle äventyra produktens integritet.

Kompressorarkitekturen följer en tvåsteg, tvårad (二列二级) konfiguration som är termodynamiskt optimerad för det höga tryckförhållandet som krävs vid ett utlopp på 1,80 MPa. Genom att fördela tryckförhållandet över två kompressionscylindrar hanterar LW-20/18 de betydande termiska belastningarna som är förknippade med högtryckskompression samtidigt som PTFE-tätningselementens integritet bevaras. Varje steg har en oberoende högeffektiv intercooler, vilket säkerställer att gastemperaturerna hålls inom säkra driftsintervall även under kontinuerlig drift med maximal belastning. Den robusta gjutjärnsramen och den dynamiskt balanserade smidda vevaxeln i stål är klassade för en minsta livslängd på 120 000 timmar enligt standardiserade underhållsprotokoll.

Tekniska specifikationer – LW-20/18

* Alla specifikationer är klassade vid standardreferensförhållanden (ISO 1217, bilaga C). Faktisk prestanda kan variera beroende på platsens höjd över havet, omgivningstemperatur och inloppsförhållanden. En effekt på 240 (250) kW indikerar standard 240 kW med en 250 kW motor som tillval.

Viktiga funktioner och tekniska fördelar

1. Högtrycks oljefri PTFE-tätningsteknik

LW-20/18 använder en egenutvecklad självsmörjande kolvring och ryttarbandsenhet Tillverkad av PTFE-kompositer med hög densitet förstärkta med glasfiber och bronspartiklar, speciellt formulerade för högtrycksanvändning. Detta material uppnår en friktionskoefficient under 0,06 utan någon extern kolvätesmörjning, vilket helt eliminerar oljeångöverföring till kväveproduktströmmen. Högtrycksformuleringen bibehåller dimensionsstabilitet och tätningsintegritet vid de förhöjda temperaturerna som är förknippade med 1,80 MPa utsläpp, vilket säkerställer inbyggd ISO 8573-1 klass 0-överensstämmelse utan nedströms oljefiltreringsutrustning. För högtrycksgasflaskfyllning och processgasapplikationer är denna inneboende renhet inte förhandlingsbar.

2. Tvåstegskompression för extrema tryckförhållanden

De tvåstegskompressionsarkitektur För LW-20/18 är det termodynamiskt avgörande att hantera det extrema tryckförhållandet som krävs för att uppnå ett utlopp på 1,80 MPa från ett nära-atmosfäriskt inlopp. Genom att dela tryckförhållandet mellan en lågtryckscylinder och en högtryckscylinder begränsar kompressorn den genomsnittliga effektiva temperaturen per steg till hanterbara nivåer. En dedikerad högpresterande rörformad intercooler mellan stegen avlägsnar den betydande kompressionsvärmen och bibehåller utloppstemperaturerna under 160 °C även vid maximal kontinuerlig belastning. Denna termiska hantering är avgörande för att bevara PTFE-ringens integritet under högtrycksförhållanden och förlänger ventilplattans livslängd med cirka 45% jämfört med enstegskonstruktioner som försöker med motsvarande tryckförhållanden.

3. Förstärkt ram för högtrycksdrift

Huvudramen är gjuten av GG30 grått gjutjärn (uppgraderad från GG25 för högtrycksmodeller) med tjockare väggsektioner och integrerade kylvattenkanaler. tvåradig motstående cylindrar ger naturlig kraftutjämning av första ordningen, vilket är särskilt viktigt vid de högre gaskrafterna som genereras av ett utloppstryck på 1,80 MPa. Denna mekaniska balans minskar de obalanserade tröghetskrafterna som överförs till grunden med över 80% jämfört med enradiga konstruktioner, vilket möjliggör installation på ett armerat betongtröghetsblock av 8–10 ton trots de höga driftsbelastningarna. De kompakta måtten—2500 × 1600 × 2700 mm—är anmärkningsvärda för en högtryckskompressor med denna kapacitet, vilket möjliggör installation i befintliga maskinrum utan omfattande anläggningsmodifieringar.

4. Flexibel spänningskonfiguration för industriell integration

LW-20/18 drivs av en 240 (250) kW induktionsmotor Finns i konfigurationer på 380 V, 6 kV eller 10 kV, i enlighet med IEC 60034-1 effektivitetsklass IE3. Standardalternativet på 380 V passar anläggningar med befintlig lågspänningsdistributionsinfrastruktur, medan konfigurationerna på 6 kV och 10 kV möjliggör direkt integration i industriella bussystem för mellanspänning utan nedtransformatorer. Denna elektriska flexibilitet är särskilt värdefull för stora petrokemiska komplex och stålverk där 6 kV- eller 10 kV-distribution är standard, vilket minskar kostnaderna för elinfrastruktur och förbättrar den totala energieffektiviteten genom att minimera I²R-förluster i kraftkablar.

Applikationsscenarier

Högtrycks-kvävgasflaskpåfyllningsstationer

LW-20/18 är idealisk för industriella gasflaskpåfyllningsoperationer där kvävgas måste komprimeras till 1,80 MPa (eller högre med kaskadfyllning) för att fylla standard industriella gasflaskor. Dess kapacitet på 20 m³/min stöder en högkapacitetspåfyllningsstation som kan fylla 50–80 cylindrar per timme, beroende på cylinderstorlek och initialtryck. Den oljefria designen är avgörande vid cylinderfyllning eftersom eventuell oljeförorening skulle stanna kvar i cylindern och levereras till slutanvändaren, vilket potentiellt skulle kontaminera känsliga processer inom livsmedels-, läkemedels- och elektronikapplikationer. LW-20/18 högtryckskvävgaskompressor säkerställer att varje cylinder uppfyller renhetsstandarderna ISO 8573-1 klass 0 utan ytterligare reningssteg.

Petrokemisk högtrycksprocesskväve

Inom petrokemisk verksamhet och raffinaderiverksamhet tillhandahåller LW-20/18 högtryckskvävgas för reaktortryckprovning, katalysatorregenerering, nödinjektion av kväve i högtryckskärl och tryckprovning av rörledningarUtloppstrycket på 1,80 MPa är tillräckligt för att trycktesta kärl och rörledningar klassade för 1,5 MPa arbetstryck (enligt ASME B31.3 hydrotestkrav vid 1,5× konstruktionstryck). Oljefrihetscertifieringen är obligatorisk för tillämpningar där kväve kommer i kontakt med katalysatorbäddar eller in i processflöden som måste förbli helt kolvätefria. Den kontinuerliga driften säkerställer tillförlitlig kvävetillgänglighet under längre omställningsperioder.

Högtrycks-VPSA-kväveförstärkning

För VPSA-kvävegeneratorer som producerar högrent kväve vid nära atmosfärstryck komprimerar LW-20/18 lågtrycksprodukten till 1,80 MPa för högtrycksdistribution. Detta förhöjda tryck är särskilt värdefullt för VPSA-installationer som betjänar flera högtryckskonsumenter via en centraliserad grenrör, där de betydande tryckförlusterna över distributionsnätet måste övervinnas. Den oljefria kompressionsvägen är absolut nödvändig eftersom kolväteförorening irreversibelt skulle förgifta kolmolekylsiktsadsorbenten, vilket permanent försämrar separationseffektiviteten och kräver kostsamt utbyte av adsorbenten.

Högtrycks kväveinsprutning för livsmedel och drycker

Storskaliga dryckesflaskningsanläggningar och livsmedelsbearbetningsanläggningar kräver högtryckskvävgas för trycksättning av behållare, kvävedosering och lagring i kontrollerad atmosfärLW-20/18:s utloppstryck på 1,80 MPa ger den upphöjningshöjd som krävs för höghastighetsdosering av kvävgas i dryckesbehållare före förslutning av kapsylering, vilket förhindrar syreintrång och förlänger produktens hållbarhet. Den oljefria certifieringen säkerställer överensstämmelse med FDA 21 CFR 173.310 och EU-förordning 231/2012 för kvävgas i livsmedelskontakt, vilket eliminerar risken för oljekontaminering som påverkar produktens smak, utseende eller säkerhet.

Material och konstruktion

LW-20/18 är tillverkad av premiummaterial utvalda för kompatibilitet med högt kvävetryck, värmebeständighet och förlängd livslängd:

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.

Installations- och underhållsriktlinjer

Grund- och strukturkrav

LW-20/18 har en torrvikt på 4,20 ton och en tyngdpunkt cirka 850 mm ovanför bottenplattan. Trots de höga driftsbelastningarna ger den tvåradiga motstående cylindrarkonstruktionen utmärkt kraftbalans, vilket möjliggör installation på en armerad betongtröghetsblock på 8–10 tonBlocket bör monteras på elastomera vibrationsisolatorer (egenfrekvens 6–8 Hz) för att förhindra vibrationsöverföring till intilliggande strukturer. Minsta frihöjdskrav: 1,5 m på den icke-drivande sidan för ventilåtkomst, 1,2 m på drivsidan för motorunderhåll och 2,0 m ovanför för kranåtkomst vid större översyner.

Design av kylvattensystem

Kylvattenbehovet är ungefär 28 m³/h vid en inloppstemperatur som inte överstiger 32 °C. Vattendistributionskretsen försörjer cylindermantlarna, intercoolern och efterkylaren i parallella grenar. 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. För anläggningar med marginell vattenkvalitet rekommenderas starkt ett slutet kyltorn med sidoströmsfiltrering och kemisk behandling för att förhindra beläggningsbildning och korrosion i högtryckskylarna.

Schema för förebyggande underhåll

Den oljefria designen hos LW-20/18 förenklar underhållet dramatiskt jämfört med smorda alternativ. Det finns inga oljebyten att schemalägga, inga smörjoljeprover att analysera, inga oljefilterelement att byta ut och inga oljeseparatorpatroner att övervaka. De primära slitagedelarna är PTFE-kolvringar och ryttarband, som vanligtvis uppnår 3 500–5 500 timmars livslängd under rena kvävgasförhållanden vid högt tryck. Denna förenkling av underhållet leder till lägre arbetskostnader, minskat reservdelslager och högre tillgänglighet av utrustning.

Efterlevnads- och säkerhetscertifieringar

Kvävgaskompressorn LW-20/18 är konstruerad, tillverkad och testad för att uppfylla eller överträffa följande internationella standarder och regelverk:

Prestanda- och effektivitetsanalys

LW-20/18 uppnår en specifik effektförbrukning på cirka 12,0–12,5 kW per m³/min av kväve levererat vid 1,80 MPa utloppstryck. Detta effektivitetsmått förväntas för en oljefri kolvkompressor som arbetar vid ett extremt tryckförhållande (ungefär 18:1 från atmosfäriskt inlopp), och det står sig väl i jämförelse med membrankompressorer som ofta väljs för högtrycksapplikationer med oljefri effekt men kan förbruka 15–20 kW/m³/min. Som jämförelse förbrukar oljesmorda kolvkompressorer i liknande högtrycksdrift vanligtvis 11–13 kW/m³/min men introducerar oacceptabel risk för oljeförorening.

Över ett standardiserat årligt driftschema på 8 000 timmar genererar LW-20/18:s effektivitetsfördel jämfört med membranalternativ cirka 48 000–120 000 kWh årliga energibesparingarVid en genomsnittlig industriell eltariff på $0,08/kWh motsvarar detta $3 840–$9 600 i direkt driftskostnadsminskning per år. Den primära ekonomiska drivkraften för valet av LW-20/18 är dock vanligtvis eliminering av oljerelaterade förbrukningsvaror och undvikande av nedströms reningsutrustning snarare än marginella energibesparingar.

De total ägandekostnad för högtryckskvävgaskompression reduceras ytterligare av avsaknaden av olja i kompressionsvägen. En typisk oljesmord högtryckskompressor kräver koalescensfilter, adsorbenter av aktivt kol och kontinuerlig oljeövervakningsinstrumentation som tillsammans förbrukar 3–5% av kompressorns uteffekt och kräver betydande kapitalinvesteringar. LW-20/18:s oljefria design eliminerar denna parasitbelastning och kapitalkostnad helt.

Anpassning och OEM-funktioner

Vi erbjuder omfattande anpassningsalternativ för att anpassa LW-20/18 till specifika platsförhållanden, integrationskrav och slutanvändarens specifikationer:

• Nyckelfärdiga paket för medarmontering: Kompressor, motor, intercooler, efterkylare, högtrycksinstrument och kontrollpanel är förmonterade på en stålkonstruktion med integrerade lyftöglor och förankringsbultmallar. Denna metod minskar installationstiden på fältet med cirka 60% och minimerar driftsättningsrisker genom förtestning av alla system i fabrik.
• Paket för påfyllning av cylinder: Integrerat cylinderpåfyllningsgrenrör med tryckföljande ventiler, cylindertryckövervakning och automatisk påfyllningsavstängning finns som tillval. Kompatibel med standard industriella gasflaskstorlekar (40 l, 50 l, 80 l) och högtryckssläpvagnar.
• Konfigurationer för farliga områden: Motor- och elkapslingar som uppfyller ATEX Zone 2 och IECEx för installationer i petrokemiska anläggningar där explosiv atmosfär ibland kan förekomma. Integrerad gasdetektering 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 integration med anläggningens DCS/SCADA-system. Automatisk last-/avlastningsstyrning och kompatibilitet med variabel frekvensomriktare (VFD) optimerar dellasteffektiviteten.
• Miljöskyddssystem: C5-M marinkvalitetsbeläggningssystem för kustinstallationer; tropiska elektriska komponenter för omgivningstemperaturer upp till 55 °C; och IP54-klassade akustiska kapslingar som minskar bullernivån från 86 dB(A) till 73 dB(A) på 1 meters avstånd.
• OEM- och Private Label-program: Anpassade färger, namnskyltar med varumärken och lokaliserade dokumentationspaket för distributörer av gasutrustning och systemintegratörer.

Anpassade konfigurationer är tillgängliga från MOQ 1 enhetTeknisk granskning och offertgenerering tar vanligtvis 5–7 arbetsdagar. Standardleveranstiden är 12–14 veckor; återbeställningar levereras inom 8–10 veckor från orderbekräftelse.

Fallstudie: Modernisering av industriella gasflasktankstationer

Klient: En regional industriell gasleverantör som driver en flaskpåfyllningsanläggning i Thailand

Utmaning: Kundens befintliga högtryckskvävgaskompressor (oljesmord kolvkompressor, 20 års drift) upplevde progressiv oljeöverföring till fyllda cylindrar, vilket resulterade i kundklagomål från elektroniktillverkare och läkemedelsföretag. Oljeföroreningsnivåerna i fyllda cylindrar nådde 3,5 mg/m³, vilket vida översteg specifikationen på 0,1 mg/m³. Den åldrande kompressorn led också av frekventa ventilfel och kolvringsbortbrott, vilket orsakade oplanerade driftstopp på i genomsnitt 12 timmar per månad och minskade fyllningskapaciteten med 15%.

Lösning: Vi levererade en LW-20/18 oljefri kvävgaskompressor med ett integrerat cylinderpåfyllningsgrenrör, konfigurerat på en specialbyggd medar med en Siemens S7-1200 PLC-kontrollpanel och automatisk trycksekvensering. Utloppstrycket på 1,80 MPa möjliggjorde direkt fyllning av 40- och 50-literscylindrar till 15 MPa arbetstryck genom ett trestegskaskadsystem. Den oljefria designen eliminerade behovet av rening efter fyllning och garanterade ISO 8573-1 klass 0-överensstämmelse i varje cylinder.

Kvantifierade resultat efter 18 månader:

• Cylinderoljainnehåll: Minskad från 3,5 mg/m³ till <0,01 mg/m³, uppnår ISO 8573-1 klass 0-certifiering
• Kundklagomål: Eliminerad heltnoll kasserade cylindrar från elektronik- och läkemedelskunder
• Fyllningskapacitet: Ökade med 18% tack vare eliminering av oplanerade driftstopp och förbättrad kompressortillförlitlighet
• Årlig underhållskostnad: Minskad med 52% ($42 000 till $20 160) genom eliminering av oljerelaterade reparationer och ventilfel
• Oplanerad driftstopp: Noll händelser under 18 månaders kontinuerlig drift

”LW-20/18 har helt förändrat vår cylinderpåfyllningsverksamhet. Våra kunder avfärdar inte längre cylindrar på grund av oljeföroreningar, och vårt underhållsteam har gått från att bekämpa haverier till att utföra schemalagt förebyggande underhåll. Det integrerade påfyllningsgrenröret har också minskat vårt arbetskraftsbehov med 30%.” — Driftschef, Leverantör av industriell gas

Vanliga frågor och urvalsguide

Relaterade produkter och lösningar

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