LW-6/30 kvävgaskompressor – Högtrycks oljefri N2-booster för 3,00 MPa processtillämpningar

LW-6/30 är konstruerad för att leverera 6 m³/min vid 3,00 MPa utloppstryck och är en tvåstegs, tvåradig oljefri kvävgaskompressor specialbyggd för högtryckskvävgasinjektion, gasflaskpåfyllningsstationer och krävande kemiska processapplikationer. Noll oljeförorening, robust konstruktion och optimerad för kontinuerlig drift vid extremt tryck.

Produktöversikt

De LW-6/30 kvävgaskompressor intar en ledande position inom vår oljefria kolvkompressorfamilj, konstruerad för applikationer där extremt utloppstryck är det avgörande kravet. Med en nominell kapacitet på 6 m³/min och en exceptionell 3,00 MPa utloppstryck, denna enhet uppfyller de mest krävande kraven på högtryckskvävgasförstärkning inom industriell gasinfrastruktur, kemisk bearbetning och specialgasdistribution.

Det som skiljer LW-6/30 från konventionella alternativ är dess helt oljefri kompressionsväg med självsmörjande PTFE-kompositkolvringar och rytmarband. Vid ett utloppstryck på 3,00 MPa ökar risken för oljeångöverföring dramatiskt jämfört med lågtryckstillämpningar, vilket gör den oljefria designen inte bara fördelaktig utan absolut obligatorisk för tillämpningar som kräver ISO 8573-1 klass 0-certifiering. Avsaknaden av kolvätesmörjmedel eliminerar behovet av nedströms oljefiltreringssystem som skulle vara både dyra och tekniskt utmanande att implementera effektivt vid denna trycknivå.

Kompressorarkitekturen använder en tvåsteg, tvårad (二列二级) konfiguration som är termodynamiskt avgörande för att hantera det extrema tryckförhållandet som krävs för att uppnå 3,00 MPa från typiska inloppsförhållanden. Varje steg kyls oberoende genom en högeffektiv intercooler, vilket säkerställer att gastemperaturerna hålls inom säkra driftsintervall och bevarar dimensionsstabiliteten hos PTFE-tätningselementen. Den förstärkta gjutjärnsramen och den dynamiskt balanserade smidda stålvevaxeln är konstruerade för en minimal livslängd på 120 000 timmar enligt standardiserade underhållsprotokoll.

Tekniska specifikationer – LW-6/30

* 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. Oljefritt PTFE-tätningssystem för extremt tryck

LW-6/30 använder en egenutvecklad självsmörjande kolvring och ryttarbandsenhet Tillverkad av PTFE-kompositer med hög densitet, speciellt formulerade för extrema tryck. Dessa ringar är förstärkta med glasfiber och bronspartiklar för att uppnå en friktionskoefficient under 0,06 utan någon extern kolvätesmörjning. Vid ett utloppstryck på 3,00 MPa skulle partialtrycket för oljeångan vara cirka 30 gånger högre än vid 0,30 MPa, vilket gör konventionella oljesmorda konstruktioner helt olämpliga för tillämpningar med hög renhet. PTFE-kompositformuleringen är klassad för kontinuerlig drift vid temperaturer upp till 185 °C, vilket säkerställer tillförlitlig tätningsintegritet under den intensiva termiska belastningen vid 3,00 MPa kompression. För operatörer inom läkemedels-, halvledar- och livsmedelskvalitets kväveproduktion levererar denna oljefria design... ISO 8573-1 Klass 0-överensstämmelse utan någon nedströms reningsutrustning.

2. Tvåstegskompression för extrema tryckförhållanden

De tvåstegskompressionsarkitektur För att uppnå målet på 3,00 MPa utloppstryck från typiska inloppstryck på 0,05–0,10 MPa är det termodynamiskt nödvändigt att uppnå målet på 3,00 MPa vid utloppstrycket från typiska inloppstryck på 0,05–0,10 MPa. Det totala tryckförhållandet på cirka 30:1 till 60:1 delas 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 160 °C och förhindrar termisk nedbrytning av PTFE-tätningselementen. Utan stegvis kompression skulle utloppstemperaturen överstiga 250 °C – långt bortom den säkra driftsgränsen för alla oljefria tätningsmaterial. Tvåstegskonstruktionen förbättrar också den volymetriska verkningsgraden genom att minska de återexpansionsförluster som skulle uppstå i en enstegskompressor som arbetar vid sådana extrema tryckförhållanden.

3. Förstärkt ram för högtrycksmekaniska belastningar

Huvudramen är gjuten av GG25 grått gjutjärn med förstärkta väggsektioner, extra ribbor och integrerade kylvattenkanaler. Högtryckscylindern har betydligt tjockare väggar och förbättrat strukturellt stöd för att motstå de högsta gaskrafterna som är förknippade med drift på 3,00 MPa. tvåradig motstående cylindrar ger naturlig kraftutjämning av första ordningen, vilket är särskilt viktigt för högtryckskompressorer där toppkrafterna på kolvarna kan vara tre till fyra gånger större än i lågtrycksekvivalenter. Denna mekaniska fördel minskar vibrationsöverföringen till fundamentet och förlänger livslängden för lager, vevstakar och vevaxeltappar.

4. Standard 380V industriell motordrift

LW-6/30 drivs av en 65 kW, 380V, 50Hz trefas induktionsmotor Överensstämmer med IEC 60034-1 effektivitetsklass IE3. Standardkonfigurationen för lågspänning integreras direkt i befintliga 380V industriella distributionscentraler utan behov av mellanspänningsställverk eller nedtransformatorer. Denna elektriska enkelhet minskar både kapitalkostnader och idrifttagningskomplexitet, vilket gör enheten tillgänglig för en mängd olika industriella anläggningar. Effekten på 65 kW är optimerad för kapaciteten på 6 m³/min vid 3,00 MPa, vilket ger en specifik effektförbrukning som är konkurrenskraftig inom segmentet för oljefria högtryckskompressorer.

Applikationsscenarier

Högtrycks-kvävgasflaskpåfyllningsstationer

LW-6/30 är idealisk för kvävgasflaskpåfyllningsoperationer där högtrycksgas måste komprimeras till vanliga industriella cylindrar vid ett fyllningstryck på 15–20 MPa. Även om kompressorns utloppstryck på 3,00 MPa inte direkt når cylinderfyllningstrycket, fungerar den som en mycket effektiv mellanliggande booster som dramatiskt minskar det kompressionsförhållande som krävs av nedströms högtrycksfyllningskompressorer. Denna etappvisa metod förbättrar den totala systemeffektiviteten med 15–25% och minskar slitaget på den dyra högtrycksfyllningsutrustningen. Kapaciteten på 6 m³/min kan stödja cylinderfyllningshastigheter på 80–120 cylindrar per timme, vilket gör den lämplig för kommersiella gaspåfyllningsstationer som betjänar industriella, medicinska och specialgaskunder. Den oljefria designen är obligatorisk för cylinderfyllning eftersom eventuell oljeförorening skulle fångas in i cylindrarna och levereras till slutanvändarna.

Kemisk process högtrycks kväveinjektion

I kemiska processanläggningar, den LW-6/30 högtryckskvävgaskompressor ger kväve för högtrycksreaktorinerting, konservering av katalysatorbädd och nödinjektion av kväve i processkärl som arbetar vid förhöjt tryckUtloppstrycket på 3,00 MPa är tillräckligt för att injicera kväve i processkärl som arbetar vid tryck upp till 2,4 MPa, vilket bibehåller positiva inerta gasfiltar under start, avstängning och störningar. Certifieringen som oljefri är avgörande för kemiska tillämpningar där kväve kommer i kontakt med katalysatorbäddar eller in i processflöden som måste förbli helt fria från kolvätekontaminering. Även spår av oljekontaminering kan förgifta ädelmetallkatalysatorer, försämra polymerisationsreaktioner eller orsaka produktbatcher som inte uppfyller specifikationerna.

Gasförvätskning och tryckökning vid kryogen lagring

I kväveförvätskningsanläggningar och kryogena lagringsanläggningar komprimerar LW-6/30 kväve till det höga tryck som krävs för matning av flytande cykler, trycksättning av kryogena lagringstankar och pumpning av flytande kväveUtloppstrycket på 3,00 MPa är lämpligt för att driva kväve genom värmeväxlare och expansionsturbiner i små till medelstora kondenseringsanläggningar. Den oljefria konstruktionen förhindrar oljekontaminering av kryogenutrustningen, där även mikroskopiska oljerester kan frysa och blockera trånga passager i värmeväxlare och expansionsventiler, vilket orsakar katastrofala processstörningar.

Rörledningstryckprovning och hydrostatisk provning

Olje- och gasindustrin, kemiska fabriker och kraftverk kräver högtryckskvävgas för tryckprovning av rörledningar, hydrostatisk provning av tryckkärl och pneumatisk provning av processutrustningLW-6/30:s utloppstryck på 3,00 MPa är lämpligt för testning av rörledningar och kärl med ett designtryck på upp till 2,4 MPa (enligt ASME B31.3, testtryck = 1,5× designtryck). Kväve är att föredra framför vatten för testning i kalla klimat (förhindra frysning), i system som måste förbli torra (elektrisk utrustning, gasledningar) och i tillämpningar där vattenföroreningar skulle vara svåra att avlägsna. Den oljefria designen säkerställer att själva testmediet inte introducerar föroreningar i det testade systemet.

Material och konstruktion

LW-6/30 är tillverkad av premiummaterial utvalda för kvävekompatibilitet med extrema tryck, 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. Högtrycksrörsystem är tillverkade av sömlös SS316 med ANSI klass 900 flänsanslutningar för att säkerställa läckagetäthet vid 3,00 MPa driftstryck.

Installations- och underhållsriktlinjer

Grund- och strukturkrav

LW-6/30 har en torrvikt på 2,70 ton och en tyngdpunkt cirka 800 mm ovanför bottenplattan. Tack vare den tvåradiga motstående cylindrarkonstruktionen är obalanserade krafter minimala trots extremt tryck, 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. Särskild uppmärksamhet måste ägnas åt högtrycksutloppsrören, som måste vara ordentligt stödda, förankrade och avlastade för att förhindra vibrationsinducerad utmattning vid 3,00 MPa. Alla högtrycksrör måste vara konstruerade i enlighet med ASME B31.3 Process Piping-standarder.

Design av kylvattensystem

Kylvattenbehovet är ungefär 15 m³/h vid en inloppstemperatur som inte överstiger 32 °C. Vattendistributionskretsen försörjer cylindermantlarna och intercoolern parallellt. Med tanke på det extrema tryckförhållandet är intercoolern absolut avgörande för värmehanteringen och måste prioriteras kylvattenflöde hela tiden. 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 och kemisk behandling rekommenderas starkt för alla installationer för att förhindra beläggningsbildning och korrosion i högtrycksvärmeväxlarna.

Schema för förebyggande underhåll

Den oljefria designen hos LW-6/30 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. Extremtrycksventilplattorna kan kräva mer frekvent inspektion än lågtrycksekvivalenter på grund av den väsentligt ökade mekaniska belastningen, men den totala underhållsbördan förblir betydligt lägre än oljesmorda system.

Efterlevnads- och säkerhetscertifieringar

Kvävgaskompressorn LW-6/30 är konstruerad, tillverkad och testad för att uppfylla eller överträffa följande internationella standarder och regelverk:

Prestanda- och effektivitetsanalys

LW-6/30 uppnår en specifik effektförbrukning på cirka 10,83 kW per m³/min av kväve levererat vid 3,00 MPa utloppstryck. Denna specifika effektsiffra återspeglar den termodynamiska verkligheten vid extremtryckskompression, där det arbete som krävs ökar avsevärt med tryckförhållandet. Inom segmentet för högtrycks-oljefria kolvkompressorer (utloppstryck >2,50 MPa) är denna effektivitet konkurrenskraftig och betydligt överlägsen membrankompressorer, vilka är det primära alternativet för oljefri högtrycksdrift. Som jämförelse förbrukar oljesmorda kolvkompressorer i liknande extremtryckstillämpningar vanligtvis 11,5–13,0 kW/m³/min, medan membrankompressorer kan överstiga 18 kW/m³/min.

Över ett standardiserat årligt driftschema på 8 000 timmar ger LW-6/30:s effektivitetsfördel jämfört med mindre effektiva alternativ cirka 48 000–96 000 kWh årliga energibesparingarVid $0,08/kWh motsvarar detta $3 840–$7 680 i direkt elkostnadsminskning per år. Den primära ekonomiska drivkraften för valet av LW-6/30 är dock vanligtvis eliminering av oljerelaterade förbrukningsvaror och undvikande av nedströms utrustning för oljeborttagning vilket skulle vara obligatoriskt med smorda alternativ. Vid 3,00 MPa är partialtrycket för oljeånga ungefär 30 gånger högre än vid 0,30 MPa, vilket gör nedströms oljefiltreringssystem både mindre effektiva och dyrare. total ägandekostnad för extrem högtryckskvävgaskompression minskas med uppskattningsvis 30–45% under en 10-årig driftstid när oljefri drift jämförs med smorda system med fullständig nedströmsrening.

Avsaknaden av olja i kompressionsvägen är särskilt kritisk vid 3,00 MPa eftersom oljeföroreningar blir successivt mer koncentrerade och svårare att avlägsna allt eftersom trycket ökar. Vid denna trycknivå kan även oljeföroreningar på under ppm orsaka betydande problem i efterföljande processutrustning, katalysatorbäddar och kryogena system. LW-6/30:s inbyggda oljefria design eliminerar denna utmaning helt och levererar konsekvent ISO 8573-1 klass 0 kväve oavsett driftstryck.

Anpassning och OEM-funktioner

Vi erbjuder omfattande anpassningsalternativ för att anpassa LW-6/30 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. Fabrikstestning av alla system minskar tid och risker vid driftsättning på fältet.
• Konfigurationer för farliga områden: Motor- och elkapslingar som uppfyller ATEX Zone 2 och IECEx för petrokemiska installationer. Integrerade gasdetekterings- och automatiska ventilationsspärrar integrerade 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, nödavstängningsventiler och redundant tryckövervakning.
• Miljöskydd: C5-M marinkvalitetsbeläggningssystem för kustinstallationer; tropiska elektriska komponenter för omgivningstemperaturer upp till 55 °C; och IP54-klassade akustiska kapslingar som minskar bullernivån från 85 dB(A) till 72 dB(A) på 1 meters avstånd.
• OEM och privat etikett: Anpassade färger, namnskyltar med märkesprofil och lokaliserade dokumentationspaket för distributörer av gasutrustning och systemintegratörer. Tekniska manualer, reservdelslistor och underhållsprocedurer 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 högtryckskvävgassystem i kemisk anläggning

Klient: En specialkemikalietillverkare i Malaysia som driver högtryckspolymerisationsreaktorer

Utmaning: Anläggningen använde en oljesmord högtryckskompressor för att tillföra kväve för reaktorinerting och konservering av katalysatorbädden vid 2,50 MPa. Oljeföroreningsnivåerna i kvävet nådde 2,2 mg/m³, vilket orsakade frekventa katalysatorförgiftningsincidenter som krävde reaktoravstängningar och katalysatorbyte till en kostnad av 145 000 pund per incident. Oljan avsattes också på reaktorns interna delar, vilket minskade värmeöverföringseffektiviteten och ökade rengöringsstopptiden. Anläggningen hade i genomsnitt 4 katalysatorförgiftningsincidenter per år, med totala förluster som översteg 180 000 pund per år.

Lösning: Vi levererade en LW-6/30 oljefri kvävgaskompressor som den primära högtrycksboostern, konfigurerad på en specialanpassad medar med integrerad intercooler, efterkylare och en Siemens S7-1200 PLC-kontrollpanel med redundant tryckövervakning och automatisk nödisolering. Utloppstrycket på 3,00 MPa gav en säkerhetsmarginal över processkravet på 2,50 MPa, vilket säkerställde tillförlitlig kvävgasleverans även under toppar i efterfrågan. Den oljefria konstruktionen eliminerade grundorsaken till katalysatorförgiftning.

Kvantifierade resultat efter 24 månader:

• Kvävehalt av olja: Minskad från 2,2 mg/m³ till <0,01 mg/m³, uppnår ISO 8573-1 klass 0
• Incidenter med katalysatorförgiftning: Noll på 24 månader, jämfört med 8 incidenter under de föregående 24 månaderna
• Kostnader för katalysatorbyte: Utslagen, vilket sparar $180 000/år
• Stilleståndstid för rengöring av reaktorn: Minskad med 60% på grund av eliminering av oljeavlagringar på insidan
• Total anläggningstillgänglighet: Ökade med 4,2%, motsvarande $320 000/år i ytterligare produktion
• Återbetalningsperiod: 1,2 år baserat enbart på undvikna kostnader för katalysatorbyte

”LW-6/30 har varit den enskilt mest effektfulla utrustningsuppgraderingen i vår anläggnings historia. Elimineringen av katalysatorförgiftning har sparat oss 14 180 000 ton per år i direkta kostnader och ökat vår produktionskapacitet med över 4 100 000 ton. Återbetalningen uppnåddes på drygt ett år. Vi önskar att vi hade gjort denna förändring för ett decennium sedan.” — Fabrikschef, tillverkning av specialkemikalier

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 extremt 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