Beskrivning
LW-42/10 kvävgaskompressor – Högtrycks oljefri N2-booster för industriella applikationer på 1,00 MPa
LW-42/10 är konstruerad för att leverera 42 m³/min vid 1,00 MPa utloppstryck och är en tvåstegs, tvåradig oljefri kvävgaskompressor med kolv, specialbyggd för kryogen luftseparation under högt tryck, krävande VPSA-kvävgasförstärkning och distribution av kritiska petrokemiska rörledningar. Noll smörjmedelskontaminering, klassad för kontinuerlig drift och optimerad för dygnet runt-drift vid förhöjt tryck.
Produktöversikt
De LW-42/10 kvävgaskompressor representerar en specialiserad högtryckslösning inom vår portfölj av oljefria kolvkompressorer, konstruerad för industriella tillämpningar där både betydande flöde och förhöjt utloppstryck är icke-förhandlingsbara krav. Med en nominell kapacitet på 42 m³/min och en exceptionell 1,00 MPa utloppstryck, intar denna enhet en unik position i skärningspunkten mellan högflödes- och högtryckskvävgaskompression.
Det som skiljer LW-42/10 från konventionella alternativ är dess helt oljefri kompressionsväg använder självsmörjande PTFE-kompositkolvringar och rytmband. Dessa avancerade tätningselement fungerar utan kolvätesmörjmedel, vilket säkerställer att kväveproduktströmmen förblir helt fri från oljeföroreningar. Denna inneboende oljefria egenskap ger ISO 8573-1 Klass 0-certifiering nativt, vilket eliminerar behovet av nedströms filtreringssystem för oljeavlägsning som annars skulle vara obligatoriska inom livsmedelsbearbetning, läkemedelstillverkning, halvledartillverkning och petrokemiska tillämpningar.
Kompressorarkitekturen följer en tvåsteg, tvårad (二列二级) konfiguration som är avgörande för att hantera de termodynamiska kraven på 1,00 MPa utloppstryck. Genom att dela tryckförhållandet mellan en lågtryckscylinder och en högtryckscylinder uppnår LW-42/10 kontrollerade utloppstemperaturer per steg som bevarar PTFE-tätningselementens integritet. Varje steg har en oberoende högeffektiv intercooler, vilket säkerställer att gastemperaturerna hålls inom säkra driftsintervall även under kontinuerlig drift med maximal kapacitet. 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-42/10
| Parameter | Värde | Enhet |
|---|---|---|
| Modell | LW-42/10 | – |
| Mönster | Tvåsteg, tvåradigt (二列二级) | – |
| Kapacitet | 42 | m³/min |
| Utloppstryck | 1.00 | MPa |
| Kompressorstorlek (L × B × H) | 2380 × 1600 × 2560 | mm |
| Vikt | 6.00 | t |
| Driva | 315 | 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. Tätningsteknik för PTFE-komposit vid hög temperatur
LW-42/10 använder en egenutvecklad självsmörjande kolvring och ryttarbandsenhet Tillverkad av högpresterande PTFE-kompositer förstärkta med glasfiber, kolfiber och bronspartiklar. Denna avancerade materialformulering uppnår en friktionskoefficient under 0,06 utan någon extern kolvätesmörjning, vilket helt eliminerar oljeångöverföring till kväveproduktströmmen. Avgörande är att PTFE-kompositen är specifikt konstruerad för de förhöjda utloppstemperaturerna som är förknippade med drift på 1,00 MPa, och bibehåller dimensionsstabilitet och tätningsintegritet upp till 200 °C. För industriella gasoperatörer ger detta inbyggd ISO 8573-1 klass 0-överensstämmelse utan kapitalkostnader eller energikostnader för nedströms filtrering.
2. Termodynamisk optimering i två steg vid högt tryck
De tvåstegskompressionsarkitektur LW-42/10 är termodynamiskt optimerad för det krävande målet på utloppstrycket 1,00 MPa. Genom att dividera det totala tryckförhållandet mellan en lågtryckscylinder och en högtryckscylinder uppnår kompressorn en betydligt lägre medeleffektiv temperatur per steg jämfört med enstegskonstruktioner. En dedikerad högeffektiv rörformad intercooler mellan stegen avlägsnar kompressionsvärmen och bibehåller utloppstemperaturerna under 160 °C även vid maximal kontinuerlig belastning. Denna värmehantering är avgörande för att bevara PTFE-ringens integritet vid höga tryckförhållanden och förlänger ventilplattans livslängd med cirka 45% jämfört med enstegsalternativ som arbetar vid motsvarande tryckförhållanden.
3. Förstärkt gjutjärnsram för högtrycksarbeten
Huvudramen är gjuten av GG25 grått gjutjärn (motsvarande ASTM A48 klass 30B) med tjockare väggsektioner och integrerade kylvattenkanaler speciellt konstruerade för mekaniska påfrestningar vid 1,00 MPa utloppstryck. tvåradig motstående cylindrar ger naturlig kraftutjämning av första ordningen, vilket minskar obalanserade tröghetskrafter som överförs till grunden med över 80% jämfört med enradiga konstruktioner. Denna mekaniska fördel möjliggör installation på ett armerat betongtröghetsblock av 10–12 ton, vilket avsevärt minskar anläggningskostnaderna jämfört med de 18+ ton tunga fundament som krävs för motsvarande enradiga högtryckskompressorer.
4. Flexibel spänningskonfiguration för industriell integration
LW-42/10 drivs av en 315 kW induktionsmotor Finns i 380V, 6kV eller 10kV-konfigurationer, i enlighet med IEC 60034-1 effektivitetsklass IE3. De flexibla spänningsalternativen möjliggör direkt integration i olika industriella elektriska infrastrukturer. 380V-konfigurationen passar anläggningar med befintlig lågspänningsdistribution, medan 6kV- och 10kV-alternativen eliminerar behovet av nedtransformatorer i anläggningar med mellanspänningsbussystem. Denna elektriska anpassningsförmåga minskar infrastrukturkostnader, minimerar kraftöverföringsförluster och förenklar driftsättning.
Applikationsscenarier
Kryogen luftseparationsdistribution med högt tryck
I stora kryogena ASU-anläggningar som producerar gasformigt kväve med hög renhet fungerar LW-42/10 som primär högtryckskvävgasbooster för distributionsnät som kräver ett samlingstryck på 1,00 MPa. Kapaciteten på 42 m³/min motsvarar produktionen från medelstora till stora luftbehandlingsaggregat (ASU), medan det förhöjda utloppstrycket övervinner betydande friktionsförluster i rörledningen över långa distributionsavstånd. Detta är särskilt värdefullt i integrerade industrikomplex där kväve måste transporteras 3–5 km från ASU:n till nedströms konsumenter såsom stålverk, kemiska fabriker och LNG-anläggningar. Den oljefria designen säkerställer att kvävets renhet bevaras genom hela distributionskedjan.
Högtrycks-VPSA-kvävgasboosterstationer
För stora VPSA-kvävegeneratorer som producerar kväve med renhet 99,5–99,9% vid nära atmosfärstryck, LW-42/10 kvävgasbooster komprimerar lågtrycksprodukten till 1,00 MPa för högtrycksdistribution. Det förhöjda utloppstrycket är avgörande för VPSA-installationer som betjänar flera konsumenter genom omfattande distributionsnätverk där tryckförlusterna är betydande. Den oljefria kompressionsvägen är absolut avgörande i VPSA-tjänster eftersom kolväteföroreningar permanent skulle förgifta kolmolekylsiktsadsorbenten, vilket försämrar separationseffektiviteten och kräver kostsamt adsorbentbyte som kan överstiga $50 000 för en stor VPSA-enhet.
Inerting av petrokemisk högtrycksreaktor
Inom petrokemiska och raffinerade verksamheter tillhandahåller LW-42/10 högtryckskvävgas för reaktorinerting under katalysatorbyte, nödrensning av kärl och förskjutning av högtrycksrörledningarUtloppstrycket på 1,00 MPa är tillräckligt för att övervinna tryckklassningarna för typiska högtrycksprocesskärl och reaktorsystem, vilket möjliggör direkt kväveinjektion utan mellanliggande påfyllning. Denna funktion är särskilt värdefull vid nödavstängningsprocedurer där snabb kväveinerting krävs för att förhindra bildning av explosiv atmosfär i processutrustning som arbetar vid förhöjt tryck.
Högtrycksförpackningar för livsmedel och aseptisk bearbetning
Storskaliga mat- och dryckesanläggningar som använder högtrycksaseptisk bearbetning, HPP (högtrycksbearbetning) förbehandling med kvävgas och höghastighetsförpackning med modifierad atmosfär kräver kväve vid förhöjt tryck. LW-42/10:s utloppstryck på 1,00 MPa stöder högtryckskväveinjektion i aseptiska påfyllningslinjer och HPP-kärl, medan dess oljefria certifiering säkerställer överensstämmelse med FDA 21 CFR 173.310 och EU-förordning 231/2012. Kapaciteten på 42 m³/min kan samtidigt försörja flera höghastighetsförpackningslinjer och aseptiska bearbetningsstationer.
Material och konstruktion
LW-42/10 är tillverkad av premiummaterial utvalda för kompatibilitet med högt kvävetryck, korrosionsbeständighet och förlängd livslängd:
| Komponent | Material | Specifikation |
|---|---|---|
| Cylinderblock | Grått gjutjärn | GG25 / HT250, förstärkta väggsektioner, integrerade kylmantlar |
| Vevaxel | Smidd legeringsstål | 42CrMo4, Q&T, ISO 1940 G2.5 dynamiskt balanserad |
| Kolvringar | PTFE-Glas-Kol-Brons-Komposit | Självsmörjande, tål höga temperaturer upp till 200°C |
| Ryttarband | PTFE-komposit | Kolvstyrning, slitageskydd, slitage <0,04 mm/1000h |
| Ventilplattor | Rostfritt stål | SS316, koncentrisk ringfjäderbelastad, högtrycksklassad |
| Vevstakar | Smidd stål med Babbitt-lager | Precisionsbearbetad, oljesmord big end, hög belastningsklassad |
| Intercooler | Kolstålsskal / SS316-rör | ASME VIII Div.1, 1,5× vattentest, 30 min hålltid |
| Efterkylare | Kolstålsskal / SS316-rör | Högeffektivt flänsrör, kylvattenklassat för 32°C |
| Basram | Konstruktionsstål | Kraftig svetsad tillverkning, vibrationsdämpad montering |
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-42/10 har en torrvikt på 6,00 ton och en tyngdpunkt cirka 950 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 10–12 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 48 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 högtryckskylkretsarna.
Schema för förebyggande underhåll
| Intervall | Serviceartikel | Åtgärd krävs |
|---|---|---|
| Dagligen | Driftsinspektion | Kontrollera vibrationsnivåer, onormalt ljud, kylvattenflöde, utloppstemperatur och tryck |
| 250 timmar | Inspektion av ventilplatta | Ta bort och inspektera sug-/utloppsventilerna för kolavlagringar, fjäderutmattning eller sprickbildning. |
| 1 000 timmar | Bedömning av kolvringsslitage | Mät ringspårens spel; byt ut ringarna om spelet överstiger 0,20 mm |
| 4 000 timmar | Mellanöversyn | Byt ut alla kolvringar, rytmband och ventilplattenheter |
| 8 000 timmar | Stor översyn | Kontrollera vevaxelns lagertappar, mät huvudlagerspelet, byt lager om >0,08 mm |
Den oljefria designen hos LW-42/10 minskar underhållskomplexiteten 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 4 000–6 000 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-42/10 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. Alla LW-42/10-installationer måste ha kontinuerlig övervakning av syrebrist i kompressorrummet och alla angränsande områden där kväveläckage kan ackumuleras. Ventilationssystem måste konstrueras för att hålla omgivande syrekoncentrationer över 19,5% volym enligt OSHA 29 CFR 1910.146 (tillståndskrävande slutna utrymmen). Nödavstängningsspärrar ska aktiveras vid 19,5% O₂ (larm) och utlösa automatisk kompressorisolering vid 18,0% O₂ (hård avstängning). Personalens inträdesprocedurer i slutna kompressorrum måste inkludera bärbara syrgasmonitorer och ett protokoll för kompressorsystem. Ytterligare försiktighet krävs på grund av det höga utloppstrycket (1,00 MPa); alla nedströms rör och kärl måste vara klassade för maximalt driftstryck med lämpliga säkerhetsmarginaler.
Prestanda- och effektivitetsanalys
LW-42/10 uppnår en specifik effektförbrukning på cirka 7,50 kW per m³/min av kväve levererat vid 1,00 MPa utloppstryck. Detta effektivitetsmått är berömvärt för en oljefri kolvkompressor som arbetar med ett högt tryckförhållande, vilket placerar enheten konkurrenskraftigt inom högtryckskapacitetsklassen 30–50 m³/min. Som jämförelse förbrukar oljesmorda skruvkompressorer i liknande högtryckstillämpningar vanligtvis 7,8–8,8 kW/m³/min, medan membrankompressorer (ofta valda för oljefri högtrycksdrift) kan överstiga 12 kW/m³/min.
Under ett standardiserat årligt driftschema på 8 000 timmar genererar LW-42/10:s effektivitetsfördel cirka 96 000–240 000 kWh årliga energibesparingar jämfört med mindre effektiva alternativ. Vid en genomsnittlig industriell eltariffa på $0,08/kWh motsvarar detta $7 680–$19 200 i direkt driftskostnadsminskning per år. I kombination med fullständig eliminering av oljerelaterade förbrukningsvaror (smörjolja, filterelement, separatorpatroner, spilloljehantering och oljeanalys) är total ägandekostnad för kvävekompression minskas med uppskattningsvis 20–28% under en 10-årig driftstid.
Avsaknaden av olja i kompressionsvägen eliminerar också den energiförlust som är förknippad med nedströms oljeborttagningsutrustning. En typisk oljesmord kompressor av denna storlek och tryckklassning kräver koalescensfilter, adsorbenter av aktivt kol och kontinuerlig oljeövervakningsinstrumentation som tillsammans förbrukar 3–5% av kompressorns uteffekt. LW-42/10:s oljefria design eliminerar denna parasitbelastning helt och hållet, vilket ytterligare förbättrar systemets effektivitet.
Anpassning och OEM-funktioner
Vi erbjuder omfattande anpassningsalternativ för att anpassa LW-42/10 till specifika platsförhållanden, integrationskrav och slutanvändarens specifikationer:
- Nyckelfärdiga paket för medarmontering: Kompressor, motor, intercooler, efterkylare, instrument 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 fabriken.
- Konfigurationer för farliga områden: Motor- och elkapslingar som uppfyller ATEX-zon 2 och IECEx finns tillgängliga för installationer i petrokemiska anläggningar där explosiv atmosfär ibland kan förekomma. 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 integration med anläggningens DCS/SCADA-system. Automatisk last-/avlastningsstyrning och kompatibilitet med variabel frekvensomriktare (VFD) optimerar dellasteffektiviteten och minskar mekaniskt slitage under uppstart.
- Miljöskyddssystem: C5-M marinkvalitetsbeläggningssystem för kust- eller offshoreinstallationer; tropiska elektriska komponenter för omgivningstemperaturer upp till 55 °C; och IP54-klassade akustiska kapslingar som minskar bullernivån från 87 dB(A) till 73 dB(A) på 1 meters avstånd, lämpliga för inomhusinstallationer utan dedikerade kompressorhus.
- OEM- och Private Label-program: Anpassade färger, namnskyltar med märkesprofil och lokaliserade dokumentationspaket finns tillgängliga för distributörer av gasutrustning och systemintegratörer. Tekniska manualer, reservdelslistor och underhållsprocedurer kan tillhandahållas på flera språk.
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: Uppgradering av aseptisk livsmedelsbearbetning med högt tryck
Klient: En stor mejeriprodukttillverkare i Sydostasien med flera aseptiska fyllningslinjer
Utmaning: Kundens befintliga kvävgasförsörjning bestod av två oljesmorda kompressorer (japanskt märke, 12 års drift) som matade ett 0,60 MPa fördelningsrör. Anläggningen uppgraderades till högtrycksaseptisk fyllningsteknik som krävde 0,90–1,00 MPa kväve för försterilisering och övertrycksskydd. De befintliga kompressorerna kunde inte uppnå det erforderliga trycket, och oljeföroreningar från de smorda kompressorerna hade orsakat flera aseptiska linjeavstängningar på grund av oljeavlagringar på förpackningsfilmen.
Lösning: Vi levererade en LW-42/10 oljefri kvävgaskompressor som den primära högtryckskvävekällan, konfigurerad på en specialanpassad medar med integrerad intercooler, efterkylare och en Siemens S7-1200 PLC-kontrollpanel med SCADA-integration. Utloppstrycket på 1,00 MPa uppfyllde de nya aseptiska påfyllningskraven, medan den oljefria designen eliminerade kontaminering av förpackningsmaterial. Ett 3 m³ utjämningskärl installerades uppströms för att buffra efterfrågefluktuationer från den intermittenta aseptiska linjedriften.
Kvantifierade resultat efter 18 månader:
- Kvävehalt av olja: Minskad från 3,5 mg/m³ till <0,01 mg/m³, uppnår ISO 8573-1 klass 0-certifiering
- Avstängningar av aseptiska linjer på grund av oljeföroreningar: Eliminerad helt, vilket förbättrar linjetillgängligheten med 3,5%
- Årlig underhållskostnad: Reducerad med 40% genom att eliminera oljerelaterade reparationer och filterbyten
- Aseptisk fyllningskapacitet med högt tryck: Framgångsrikt driftsatt, vilket möjliggör utökning av ny produktlinje
- Oplanerad driftstopp: Noll händelser under 18 månaders kontinuerlig drift
”LW-42/10 möjliggjorde vår uppgradering av aseptisk högtrycksfyllning samtidigt som den eliminerade oljeföroreningarna som plågade våra tidigare kompressorer. Vår förpackningskvalitet har förbättrats dramatiskt, och vi har inte upplevt ett enda kväverelaterat linjestopp sedan installationen.” — Produktionschef, mejeriprodukttillverkare
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 tillämpningar för kväveinjektion, högtrycksrörledningsförstärkning och kemisk syntes. Kapaciteter från 2 till 130 m³/min med tvåstegs- och flerstegskonfigurationer.
ZW-serien flerstegs oljefria kompressorer
Vertikala, flerstegs oljefria kompressorer för syre, kväve, väte och specialgaser. Utloppstryck upp till 9,00 MPa för högtrycksgaspåfyllning, flaskpåfyllning och kemiska processtillämpningar.
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 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
