Beskrivning
LW-40/18 kvävgaskompressor – Högtrycks oljefri N2-booster för krävande industriella tillämpningar
LW-40/18 är konstruerad för att leverera 40 m³/min vid 1,80 MPa utloppstryck och är en tvåstegs, tvåradig oljefri kvävgaskompressor specialbyggd för högtryckskväveinjektion, förkompression av gasförvätskning och kritiska petrokemiska processtillämpningar. Noll oljekontaminering, klassad för kontinuerlig drift och optimerad för långvarig drift vid förhöjt tryck.
Produktöversikt
De LW-40/18 kvävgaskompressor intar en unik position i skärningspunkten mellan betydande flödeskapacitet och förhöjt utloppstryck inom vår portfölj av oljefria kolvkompressorer. Med en nominell kapacitet på 40 m³/min och en exceptionell 1,80 MPa utloppstryck, denna enhet uppfyller de mest krävande kraven på kvävekompression inom industriell gasinfrastruktur där både högt flöde och högt tryck krävs samtidigt.
Det som skiljer LW-40/18 från konventionella högtrycksalternativ är dess helt oljefri kompressionsmekanismKolvringarna och rytmringarna är tillverkade av avancerade självsmörjande PTFE-kompositmaterial som fungerar utan kolvätesmörjmedel. Denna inneboende oljefria egenskap säkerställer att kväveproduktströmmen uppnår ISO 8573-1 Klass 0-certifiering nativt, vilket gör enheten omedelbart lämplig för livsmedelsklassat kväve, farmaceutisk processgas, inerting av elektronikklass och petrokemisk reaktortäckning utan ytterligare nedströms reningsutrustning.
Kompressorarkitekturen följer en tvåsteg, tvårad (二列二级) konfiguration som optimalt hanterar det betydande tryckförhållandet som krävs för 1,80 MPa urladdning. Genom att dela kompressionsbelastningen över två cylindrar med en mellanstegskylare bibehåller LW-40/18 termisk stabilitet och bevarar PTFE-tätningselementens integritet även under kontinuerlig maximal belastning. Den robusta konstruktionen—2860 × 1685 × 2610 mm och 7,00 ton—återspeglar den tunga teknik som krävs för högtrycksindustriell användning.
Tekniska specifikationer – LW-40/18
| Parameter | Värde | Enhet |
|---|---|---|
| Modell | LW-40/18 | – |
| Mönster | Tvåsteg, tvåradigt (二列二级) | – |
| Kapacitet | 40 | m³/min |
| Utloppstryck | 1.80 | MPa |
| Kompressorstorlek (L × B × H) | 2860 × 1685 × 2610 | mm |
| Vikt | 7.00 | t |
| Driva | 400 | kW |
| Spänning | 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-40/18 använder en specialiserad självsmörjande kolvring och ryttarbandssystem Tillverkad av högpresterande PTFE-kompositer förstärkta med glasfiber, bronspartiklar och molybdendisulfid. Denna avancerade materialformulering uppnår en friktionskoefficient under 0,05 utan extern kolvätesmörjning, vilket helt eliminerar risken för oljeångöverföring. Ringarna är speciellt konstruerade för de förhöjda utloppstemperaturerna och trycken som är förknippade med drift på 1,80 MPa, och bibehåller dimensionsstabilitet och tätningsintegritet upp till 200 °C. För operatörer inom reglerade industrier ger detta inbyggd ISO 8573-1 klass 0-överensstämmelse utan kapital- eller driftskostnader för nedströms filtrering.
2. Tvåstegskompression för extrema tryckförhållanden
De tvåstegskompressionsarkitektur För LW-40/18 är det termodynamiskt avgörande för att hantera det extrema tryckförhållandet som krävs för att uppnå ett utlopp på 1,80 MPa från nära-atmosfäriskt sug. Genom att dela kompressionsbelastningen mellan en lågtryckscylinder och en högtryckscylinder begränsar kompressorn utloppstemperaturen för varje steg till under 165 °C. En högeffektiv rörformad intercooler mellan stegen avlägsnar kompressionsvärmen, vilket förhindrar termisk nedbrytning av PTFE-tätningselementen och förlänger ventilplattans livslängd med cirka 45% jämfört med enstegskonstruktioner som försöker med motsvarande tryckförhållanden. Denna etappvisa metod är grundläggande för att uppnå tillförlitlig kontinuerlig drift vid 1,80 MPa.
3. Förstärkt kraftig ram för högtrycksarbete
Huvudramen är gjuten av GG30 grått gjutjärn (motsvarande ASTM A48 klass 35B) med tjockare väggsektioner och förstärkta ribbor jämfört med modeller med lägre tryck. De integrerade kylvattenkanalerna är precisionsbearbetade för att säkerställa jämn värmefördelning över cylinderblocket. tvåradig motstående cylindrar ger naturlig kraftutjämning av första ordningen, vilket minskar obalanserade tröghetskrafter som överförs till fundamentet med över 80% jämfört med enradiga konstruktioner. Trots vikten på 7,00 ton möjliggör denna mekaniska balans installation på ett armerat betongblock på 12–14 ton, betydligt lättare än vad som skulle krävas för en motsvarande enradig högtryckskompressor.
4. Högeffekts mellanspänningsmotordrift
LW-40/18 drivs av en 400 kW mellanspänningsinduktionsmotor Finns i antingen 6kV- eller 10kV-konfigurationer, i enlighet med IEC 60034-1 effektivitetsklass IE3. Effekten på 400 kW återspeglar den betydande energitillförsel som krävs för högtryckskompression vid en kapacitet på 40 m³/min. Direkt integration i industriella mellanspänningsdistributionsnät eliminerar behovet av överdimensionerade lågspänningsställverk och kraftiga kablar. För anläggningar med befintliga 6kV- eller 10kV-bussystem erbjuder LW-40/18 sömlös elektrisk kompatibilitet, vilket minskar infrastrukturkostnaderna och förbättrar den totala energieffektiviteten genom lägre I²R-förluster.
Applikationsscenarier
Högtrycks kväveinsprutning för förbättrad oljeåtervinning
Inom oljefältsoperationer fungerar LW-40/18 som primär högtryckskompressor för kvävgasinsprutning för förbättrad oljeutvinning (EOR) och tryckhållningsprogram. Utloppstrycket på 1,80 MPa är tillräckligt för direkt injektion i reservoarformationer på djup upp till 1 500 meter, där kväve undantränger råolja och upprätthåller reservoartrycket. Kapaciteten på 40 m³/min stöder flera injektionsbrunnar som är i drift samtidigt. Den oljefria designen är avgörande i EOR-tillämpningar eftersom all kolväteförorening från smorda kompressorer skulle förändra reservoarens vätbarhet och minska oljeutträngningseffektiviteten, vilket direkt påverkar produktionsutbytet.
Förkompression av gaslikvefaktion
I små till medelstora LNG- och industriella gasförvätskningsanläggningar, LW-40/18 kvävgaskompressor Tillhandahåller det högtryckskväve som krävs för förkylnings- och kondenseringscykler. Utloppstrycket på 1,80 MPa är tillräckligt för kväveexpansionscykler och förkylningssystem med blandat köldmedium. Den oljefria kompressionsvägen säkerställer att kväve som används för processinsertion och rensning av utrustning inte introducerar föroreningar som kan frysa ut i kryogena värmeväxlare, vilket orsakar blockeringar och driftstörningar.
Inerting och konservering av katalysatorer i petrokemiska reaktorer
Inom petrokemisk verksamhet och raffinaderiverksamhet tillhandahåller LW-40/8 högtryckskvävgas för reaktorinerting under uppstart och avstängning, konservering av katalysatorbädden under längre avbrott och nödinjektion av kväve i processkärl. Utloppstrycket på 1,80 MPa överstiger driftstrycket för de flesta processreaktorer och kärl, vilket möjliggör direkt kväveinjektion utan mellanliggande förstärkning. Den kontinuerliga driften säkerställer kvävetillgänglighet under längre driftomsättningar som varar i flera veckor. Oljefrihetscertifieringen är obligatorisk för tillämpningar där kväve kommer i kontakt med katalysatorbäddar eller processflöden som måste förbli helt kolvätefria.
Testning och driftsättning av högtrycksledningar
Projekt för konstruktion av naturgas- och processledningar kräver högtryckskvävgas för hydrostatisk provning, läckagetestning, torkning och driftsättning innan kolväteprodukter introduceras. LW-40/18:s utloppstryck på 1,80 MPa är lämpligt för trycktestning av rörledningar upp till klass 600 (ANSI B16.5). Kapaciteten på 40 m³/min möjliggör snabb trycksättning av långa rörledningssektioner, vilket minskar driftsättningstid och arbetskostnader. Den oljefria designen förhindrar oljekontaminering av rörledningarnas insida, vilket skulle kräva kostsam rengöring innan produktintroduktion.
Material och konstruktion
LW-40/18 är tillverkad av premiummaterial som är speciellt utvalda för högtryckskvävgasanvändning, korrosionsbeständighet och förlängd livslängd under krävande förhållanden:
| Komponent | Material | Specifikation |
|---|---|---|
| Cylinderblock | Grått gjutjärn | GG30 / HT300, förstärkta väggsektioner, integrerade kylmantlar |
| Vevaxel | Smidd legeringsstål | 42CrMo4, Q&T, ISO 1940 G2.5 dynamiskt balanserade, nitrerade axeltappar |
| Kolvringar | PTFE-Glas-Brons-MoS₂-komposit | Självsmörjande, högtemperaturklassad upp till 200°C, slitagehastighet <0,03 mm/1000h |
| Ryttarband | PTFE-komposit | Kolvstyrning, slitstark, hög lastkapacitet |
| Ventilplattor | Rostfritt stål | SS316, koncentrisk ringfjäderbelastad, högtrycksklassad |
| Vevstakar | Smidd stål med Babbitt-lager | Precisionsbearbetad, trycksmord big end, höglastkonstruktion |
| Intercooler | Kolstålsskal / SS316-rör | ASME VIII Div.1, 1,5× vattentest, 30 min hålltid |
| Efterkylare | Kolstålsskal / SS316-rör | Högtrycksflänsrörsdesign, kylvattenklassning 32°C |
| Högtrycksrörledningar | Sömlöst kolstål | ASTM A106 Grad B, Schedule 80, 100% Röntgeninspekterad |
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. Varje färdigställt tryckkärl utsätts för ett hydrostatiskt tryckprov vid 1,5 gånger det maximalt tillåtna arbetstrycket (MAWP) under en minsta hållperiod på 30 minuter. Högtrycksrörens anslutningar 100% ultraljudsprovas (UT) för att upptäcka eventuella interna defekter.
Installations- och underhållsriktlinjer
Grund- och strukturkrav
LW-40/18 har en torrvikt på 7,00 ton och en tyngdpunkt cirka 950 mm ovanför bottenplattan. Den tvåradiga motstående cylindrarkonstruktionen minimerar obalanserade krafter, vilket möjliggör installation på en armerad betongtröghetsblock på 12–14 tonBlocket måste monteras på kraftiga elastomera vibrationsisolatorer (egenfrekvens 5–7 Hz) för att förhindra vibrationsöverföring till intilliggande strukturer och känsliga instrument. Minsta fritt utrymme: 1,5 m på den icke-drivande sidan för ventilåtkomst, 1,2 m på drivsidan för motorunderhåll och 2,5 m ovanför för kranåtkomst vid större översyner. Fundamentet måste vara konstruerat för att motstå de dynamiska belastningar som är förknippade med ett motorstartmoment på 400 kW.
Design av kylvattensystem
Kylvattenbehovet är ungefär 48 m³/h vid en inloppstemperatur som inte överstiger 32 °C. Vattendistributionskretsen försörjer cylindermantlarna, intercoolern och efterkylaren i parallella grenrör med individuella flödesreglerventiler. Vattenkvalitetsspecifikationerna är stränga på grund av högtrycksdriften: pH 6,5–8,5, totalt löst material < 400 mg/L, kloridhalt < 40 mg/L (för att förhindra korrosion av SS316-rör), suspenderat material < 20 mg/L och total hårdhet < 250 mg/L som CaCO₃. För anläggningar med marginell vattenkvalitet är ett slutet kyltorn med sidoströmsfiltrering, vattenavhärdning och kemisk behandling obligatoriskt för att förhindra beläggningsbildning och korrosion i högtryckskylarna.
Schema för förebyggande underhåll
| Intervall | Serviceartikel | Åtgärd krävs |
|---|---|---|
| Dagligen | Driftsinspektion | Kontrollera vibrationsnivåer, onormalt ljud, kylvattenflöde, utloppstemperatur, övertrycksventilens integritet |
| 250 timmar | Inspektion av ventilplatta | Ta bort och inspektera sug-/utloppsventilerna för kolavlagringar, fjäderutmattning, sprickbildning eller säteserosion. |
| 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 ventilplattor; inspektera intercoolerrören |
| 6 000 timmar | Stor översyn | Kontrollera vevaxeltapparna, mät huvud- och storlagerspel, byt lager om >0,06 mm |
Den oljefria designen hos LW-40/18 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. Ventilplattaggregat kräver vanligtvis renovering efter 2 000–3 500 timmar på grund av det förhöjda driftstrycket.
Efterlevnads- och säkerhetscertifieringar
Kvävgaskompressorn LW-40/18 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 1,80 MPa utgör kväveutsläpp från LW-40/18 ytterligare risker på grund av höghastighetsgasstrålar och snabb expansionskylning. Alla installationer måste ha kontinuerlig övervakning av syrebrist i kompressorrummet och alla angränsande områden. Ventilationssystem måste hålla omgivande syre 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). Högtrycksavlastningssystem måste avledas till säkra platser borta från personalområden. Alla högtrycksrör måste skyddas mot mekaniska skador och vara tydligt märkta med tryckklassningar.
Prestanda- och effektivitetsanalys
LW-40/18 uppnår en specifik effektförbrukning på cirka 10,00 kW per m³/min av kväve levererat vid 1,80 MPa utloppstryck. Detta effektivitetsmått återspeglar det betydande termodynamiska arbete som krävs för högtryckskompression och är konkurrenskraftigt inom segmentet för högtrycks-oljefria kolvkompressorer. Som jämförelse förbrukar oljesmorda skruvkompressorer som arbetar med motsvarande tryckförhållanden vanligtvis 10,5–12,0 kW/m³/min, medan flerstegsmembrankompressorer (ofta valda för högtrycks-oljefria tillämpningar) kan överstiga 14 kW/m³/min.
Under ett standardiserat årligt driftschema på 8 000 timmar genererar LW-40/18:s effektivitetsfördel cirka 160 000–400 000 kWh årliga energibesparingar jämfört med mindre effektiva alternativ. Vid en genomsnittlig industriell eltariff på $0,08/kWh motsvarar detta $12 800–$32 000 i direkt driftskostnadsminskning per år. Den primära ekonomiska motiveringen för LW-40/18 är dock vanligtvis eliminering av oljerelaterade förbrukningsvaror och undvikande av nedströms reningsutrustning det skulle vara obligatoriskt med smorda alternativ.
De total ägandekostnad för högtryckskvävgaskompression minskas ytterligare av avsaknaden av olja i kompressionsvägen. En typisk oljesmord kompressor med denna tryckklassning skulle kräva högtryckskoalescensfilter, adsorberare av aktivt kol, kontinuerlig oljeövervakning och regelbundet oljebyte som tillsammans adderar $15 000–$25 000 årligen i driftskostnader. LW-40/18:s oljefria design eliminerar dessa kostnader helt och ger samtidigt överlägsen produktrenhet.
Anpassning och OEM-funktioner
Vi erbjuder omfattande anpassningsalternativ för att anpassa LW-40/18 till specifika platsförhållanden, integrationskrav och slutanvändarens specifikationer:
- Nyckelfärdiga paket för medarmontering: Kompressor, motor, intercooler, efterkylare, högtrycksinstrument och kontrollpanel är förmonterade på en förstärkt stålkonstruktion med integrerade lyftöglor och förankringsbultmallar. Förtestning av alla system i fabriken minskar driftsättningstiden med cirka 60%.
- Konfigurationer för farliga områden: Motor- och elkapslingar som uppfyller ATEX-zon 2 och IECEx finns tillgängliga för oljefält och petrokemiska installationer. Integrerad gasdetektering, automatiska ventilationsspärrar och explosionssäkra instrument kan integreras i styrsystemet.
- Avancerad processkontroll: Tillval av 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. Automatisk last-/avlastningskontroll, överspänningsskydd och nödavstängningslogik är standard.
- Alternativ för högtryckspaket: Integrerade högtryckslagringskärl, tryckregleringsskidor och fördelningsgrenrör kan levereras som en del av ett komplett kväveinsprutningspaket. Alla högtryckskomponenter är konstruerade och testade enligt samma standarder som kompressorn.
- OEM och privat etikett: Anpassade färger, namnskyltar med eget varumärke och lokaliserade dokumentationspaket finns tillgängliga för distributörer av gasutrustning och systemintegratörer som betjänar oljefält och industrimarknader.
Anpassade konfigurationer är tillgängliga från MOQ 1 enhetTeknisk granskning och offertgenerering tar vanligtvis 7–10 arbetsdagar på grund av komplexiteten i högtrycksapplikationer. Standardleveranstiden är 14–16 veckor; återbeställningar levereras inom 10–12 veckor från orderbekräftelse.
Fallstudie: Kväveinjektion på oljefält för förbättrad utvinning
Klient: En oberoende oljeproducent som driver mogna oljefält i Mellanöstern
Utmaning: Kundens oljefält hade gått in i en nedgångsfas där reservoartrycket sjönk under bubbelpunkten, vilket orsakade gasutbrott och minskad oljemobilitet. Konventionell vattenfyllning var ineffektiv på grund av reservoarheterogenitet. Kunden krävde högtryckskväveinjektion för att upprätthålla reservoartrycket och förbättra svepeffektiviteten, men befintliga oljesmorda kompressorer förorenade insprutningsgasen med kolväten, vilket förändrade reservoarens vätbarhet och minskade deplacementeffektiviteten.
Lösning: Vi levererade en LW-40/18 oljefri kvävgaskompressor konfigurerad på en specialbyggd medar med integrerad högtrycksefterkylare, fuktseparator och en Siemens S7-1200 PLC-kontrollpanel med fjärrövervakning. Utloppstrycket på 1,80 MPa möjliggjorde direktinjektion i reservoarformationer på 1 200–1 400 meters djup. Ett högtryckskärl på 10 m³ installerades nedströms för att buffra fluktuationer i injektionshastigheten. Medarna var konstruerade för ökendrift med sandfiltrering, kylning vid hög omgivningstemperatur och C5-M korrosionsskydd.
Kvantifierade resultat efter 36 månader:
- Reservoartryck: Bibehålls vid 85% av originalet jämfört med 62% med enbart vattenöversvämning
- Oljeproduktionshastighet: Ökade med 18% jämfört med baslinjen före kväveinjektion
- Kvävehalt av olja: <0,01 mg/m³, vilket eliminerar förändringar i reservoarens vätbarhet
- Kompressorns tillgänglighet: 97.5% över 36 månader, med endast schemalagda underhållsstopp
- Driftskostnad: 32% lägre än det tidigare oljesmorda kompressorsystemet tack vare eliminering av oljerelaterat underhåll
”LW-40/18 har varit hörnstenen i vårt kväve-EOR-program. Den oljefria designen ger oss förtroende för att vi inte kompromissar med reservoarens prestanda, och tillförlitligheten har överträffat våra förväntningar i en hård ökenmiljö.” — Chef för reservoarteknik
Vanliga frågor och urvalsguide
Relaterade produkter och lösningar
ZW-serien flerstegs högtryckskompressorer
Vertikala, flerstegs oljefria kompressorer för syre, kväve, väte och specialgaser. Utloppstryck upp till 9,00 MPa för ultrahögtrycksgaspåfyllning, flaskpåfyllning och specialiserade kemiska processtillämpningar.
DW-seriens kvävgaskompressorer för medeltryck
Oljefria kompressorer för medelhögt till högt tryck (0,40–2,00 MPa) för kväveinjektion, rörledningsförstärkning och kemisk syntes. Kapaciteter från 2 till 130 m³/min med tvåstegs- och flerstegskonfigurationer.
MW-seriens medeltryckskompressorer
Oljefria kompressorer med medeltryck (1,0–4,0 MPa) för kväveåtervinning, gasförvätskning och processgaskompression inom petrokemisk verksamhet och raffinaderiverksamhet.
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 använda högtryckskvävgaskompression?
Våra applikationsingenjörer står redo att utvärdera era behov av högtryckskvävgas, sugförhållanden, utloppstrycksmål och integrationsbegränsningar. Vi tillhandahåller kostnadsfria tekniska förslag, ritningar för grundläggning, rörlednings- och instrumentdiagram (P&ID) samt detaljerade analyser av total ägandekostnad (TCO) inom 48 timmar efter att vi mottagit er förfrågan.
E-post: [email protected] | Svar inom 24 timmar
