LW-13/30 kvävgaskompressor – Oljefri N2-booster med medelkapacitet för 3,00 MPa högtrycksprocesstillämpningar

LW-13/30 är en tvåstegs, treradig oljefri kvävgaskompressor med kolv, konstruerad för att leverera 13 m³/min vid 3,00 MPa utloppstryck. Den är konstruerad för att leverera 13 m³/min vid ett utloppstryck på 3,00 MPa. Den är utformad för högtryckskväveinjektion, gasförvätskning och krävande petrokemiska processtillämpningar. Noll oljekontaminering, klassad för kontinuerlig drift och byggd för industriell tillförlitlighet dygnet runt vid förhöjt tryck.

Produktöversikt

De LW-13/30 kvävgaskompressor intar en avgörande position inom vår portfölj av oljefria kolvkompressorer och överbryggar klyftan mellan medelhögkapacitetsboosters och högtrycksprocesskompressorer. Med en nominell kapacitet på 13 m³/min och en exceptionell 3,00 MPa utloppstryck, denna enhet är specialbyggd för applikationer där både betydande flöde och förhöjt tryck är icke-förhandlingsbara krav.

Det som skiljer LW-13/30 från konventionella alternativ är dess helt oljefri kompressionsvägKolvringarna och rytmringarna är precisionsbearbetade av avancerade självsmörjande PTFE-kompositmaterial som fungerar utan kolvätesmörjmedel, vilket säkerställer att kväveströmmen förblir helt oförorenad. Denna inneboende oljefria egenskap uppnår... ISO 8573-1 Klass 0-certifiering nativt, vilket eliminerar kapitalutgifterna och den löpande underhållsbördan för nedströms oljeavlägsningsfiltreringssystem som skulle vara obligatoriska med smorda alternativ.

Kompressorarkitekturen använder en tvåsteg, trerad (二列三级) konfiguration – ett unikt arrangemang som fördelar det totala tryckförhållandet över tre kompressionscylindrar arrangerade i två rader. Denna etappvisa metod är avgörande för att hantera de extrema termiska belastningarna som är förknippade med ett utloppstryck på 3,00 MPa samtidigt som PTFE-tätningselementens integritet bevaras. Varje steg har en oberoende 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-13/30

* 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. Trestegskompression för extrema tryckförhållanden

LW-13/30 använder en unik tvåsteg, trerad (二列三级) arkitektur som delar upp det extrema tryckförhållandet som krävs för 3,00 MPa utlopp över tre kompressionscylindrar. Denna flerstegsmetod är termodynamiskt viktig eftersom en enstegs- eller till och med tvåstegskompressor skulle generera utloppstemperaturer som överstiger den säkra driftsgränsen för PTFE-tätningsmaterial (cirka 180 °C). Genom att dela upp kompressionsarbetet över tre steg med två mellanstegskylare, bibehåller LW-13/30 utloppstemperaturerna per steg under 155 °C, vilket bevarar PTFE-ringens integritet och förlänger ventilplattans livslängd med cirka 50% jämfört med tvåstegskonstruktioner som försöker med motsvarande tryckförhållanden. Treradsarrangemanget ger också förbättrad kraftbalans jämfört med enradskonfigurationer, vilket minskar fundamentkraven.

2. Högtrycksoljefri PTFE-komposittätning

LW-13/30 använder en egenutvecklad självsmörjande kolvring och ryttarbandsenhet Tillverkad av PTFE-kompositer med hög densitet, speciellt formulerade för högtryck och höga temperaturer. Dessa ringar är förstärkta med glasfiber och bronspartiklar för att uppnå en friktionskoefficient under 0,05 utan extern kolvätesmörjning. Vid ett utloppstryck på 3,00 MPa skulle partialtrycket för oljeånga vara extremt högt i en smord kompressor, vilket gör oljeborttagning nedströms praktiskt taget omöjlig. Den oljefria konstruktionen uppnår inbyggd ISO 8573-1 klass 0-överensstämmelse, vilket eliminerar behovet av koalesceringsfilter, adsorbenter med aktivt kol och oljeövervakningsinstrument som skulle öka kapital- och driftskostnaderna för ett smort system avsevärt.

3. Förstärkt ram för högtrycksmekaniska belastningar

Huvudramen är gjuten av GG25 grått gjutjärn med avsevärt förstärkta väggsektioner, ytterligare ribbor och integrerade kylvattenkanaler. Högtryckscylindrarna har tjockare väggar och förbättrat strukturellt stöd för att motstå de högsta gaskrafterna som är förknippade med drift på 3,00 MPa. Det treradiga arrangemanget fördelar de mekaniska belastningarna över flera vevaxelslag, vilket minskar topplagerbelastningarna per cylinder och förbättrar vevaxelns totala livslängd. Ramen analyseras dynamiskt med hjälp av finita elementmodellering för att säkerställa att spänningskoncentrationerna håller sig inom säkra gränser under alla driftsförhållanden, inklusive transienter vid nödavstängning.

4. Standard 380V-drift med högmomentmotor

LW-13/30 drivs av en 160 kW, 380V, 50Hz trefas induktionsmotor Klassad enligt IEC 60034-1 effektivitetsklass IE3. Motorn är specifikt utvald för högt startmoment för att övervinna det betydande initiala motståndet hos den treradiga kompressionskedjan. Standardkonfigurationen på 380 V integreras direkt i befintliga lågspänningsdistributionscentraler för industrin utan att kräva mellanspänningsinfrastruktur, vilket gör denna högtryckskompressor tillgänglig för en mängd olika industrianläggningar. För anläggningar med 6 kV- eller 10 kV-bussystem kan en motor med integrerad nedtransformator levereras som tillval.

Applikationsscenarier

Högtrycks kväveinsprutning för förbättrad oljeåtervinning

Inom olje- och gasproduktion fungerar LW-13/30 som en högtrycks kväveinsprutningskompressor för förbättrad oljeutvinning (EOR) och operationer med blandbar gas. Utloppstrycket på 3,00 MPa är tillräckligt för att injicera kväve i reservoarer på djup upp till 2 000 meter, där formationstrycket kräver höga injektionstryck för att uppnå effektiv förskjutning. Kapaciteten på 13 m³/min kan betjäna flera injektionsbrunnar samtidigt genom ett centraliserat högtrycksfördelningsgrenrör. Den oljefria designen är avgörande i EOR-tillämpningar eftersom all oljekontaminering i det injicerade kvävet skulle skada reservoarformationen, minska permeabiliteten och äventyra oljeutvinningseffektiviteten.

Gaslikvefaktion och kryogen processförstärkare

I kväveförvätskningsanläggningar och kryogena processanläggningar, den LW-13/30 kvävgasbooster komprimerar kväve från kondensatorns kalla ände eller lagringsförångare till det tryck som krävs för distribution eller vidare bearbetning. Utloppstrycket på 3,00 MPa är tillräckligt för att mata in högtryckskväve i kryogena lagringssystem, driva kväve genom flerpassagevärmeväxlare och tillföra högtryckskväve för extraktionsprocesser för superkritiska vätskor. Den oljefria designen förhindrar kontaminering av den kryogena utrustningen, där även spår av olja skulle frysa och blockera värmeväxlarpassager, vilket orsakar kostsamma driftstopp och skador på utrustningen.

Inerting av petrokemisk högtrycksreaktor

I petrokemiska och kemiska syntesoperationer tillhandahåller LW-13/30 högtryckskvävgas för reaktorinerting, konservering av katalysatorbädd och nödtrycksminskningUtloppstrycket på 3,00 MPa är tillräckligt för att upprätthålla positiva inerta gasfiltar i högtrycksreaktorer som arbetar vid 2,00–2,50 MPa, vilket förhindrar explosiv ångbildning och skyddar katalysatorbäddar från oxidation under start och avstängning. Kapaciteten på 13 m³/min kan betjäna flera reaktorer eller processenheter via en centraliserad högtryckskvävgasgrenrör. Oljefrihetscertifieringen är obligatorisk eftersom all oljeförorening skulle förgifta katalysatorer, försämra produktkvaliteten och skapa säkerhetsrisker i syrekänsliga processer.

Testning och driftsättning av högtrycksledningar

Naturgasledningar, rörledningar för petrokemiska processer och högtryckskärlssystem kräver kväve för hydrostatisk testning, pneumatisk testning och driftsättning av rensningsoperationerLW-13/30:s utloppstryck på 3,00 MPa är lämpligt för trycktestningssystem med ett designtryck på upp till 2,50 MPa (med lämpliga säkerhetsmarginaler enligt ASME B31.3). Kapaciteten på 13 m³/min möjliggör snabb trycksättning av rörledningar och kärl med stor diameter, vilket minskar driftsättningstiden. Den oljefria designen säkerställer att testkvävet inte introducerar föroreningar som skulle kräva rengöring efter testet eller äventyra integriteten hos känsliga processsystem.

Material och konstruktion

LW-13/30 är tillverkad av premiummaterial utvalda för extrem 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. 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-13/30 har en torrvikt på 6,60 ton och en tyngdpunkt cirka 850 mm ovanför bottenplattan. Trots den treradiga designen ger det motsatta cylindriska arrangemanget en rimlig kraftbalans, vilket möjliggör installation på en armerad betongblock med tröghetsmoment på 10–12 tonBlocket ska monteras på elastomera vibrationsisolatorer (egenfrekvens 6–8 Hz). 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. Högtrycksutloppsrören måste vara ordentligt stödda med fjäderupphängningar eller flexibla stöd för att förhindra termisk expansionsspänning och vibrationsinducerad utmattning vid 3,00 MPa.

Design av kylvattensystem

Kylvattenbehovet är ungefär 25 m³/h vid en inloppstemperatur som inte överstiger 32 °C. Vattendistributionskretsen försörjer cylindermantlarna och två intercoolers parallellt. Med tanke på det extrema tryckförhållandet är båda intercoolers avgörande för termisk styrning och måste prioriteras 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 och kemisk behandling rekommenderas starkt för alla installationer.

Schema för förebyggande underhåll

Den oljefria designen hos LW-13/30 minskar underhållskomplexiteten 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. Trestegskonstruktionen fördelar slitaget jämnare än tvåstegskonfigurationer, vilket minskar frekvensen av större översyner.

Efterlevnads- och säkerhetscertifieringar

Kvävgaskompressorn LW-13/30 är konstruerad, tillverkad och testad för att uppfylla eller överträffa följande internationella standarder och regelverk:

Prestanda- och effektivitetsanalys

LW-13/30 uppnår en specifik effektförbrukning på cirka 12,31 kW per m³/min av kväve levererat vid 3,00 MPa utloppstryck. Denna specifika effektsiffra återspeglar den termodynamiska verkligheten för ultrahögtryckskompression, där det arbete som krävs ökar avsevärt med tryckförhållandet. Inom segmentet för högtrycks-oljefria kolvkompressorer (utloppstryck >2,50 MPa) är denna effektivitet mycket konkurrenskraftig och betydligt överlägsen membrankompressorer, vilka är det primära alternativet för oljefri högtrycksanvändning. Som jämförelse förbrukar oljesmorda kolvkompressorer i liknande ultrahögtryckstillämpningar vanligtvis 13,0–15,0 kW/m³/min, medan membrankompressorer kan överstiga 18 kW/m³/min.

Över en årlig driftscykel på 8 000 timmar ger LW-13/30:s effektivitetsfördel jämfört med mindre effektiva alternativ cirka 52 000–104 000 kWh årliga energibesparingarVid $0,08/kWh motsvarar detta $4 160–$8 320 i direkt elkostnadsminskning per år. Den primära ekonomiska motiveringen för LW-13/30 är dock vanligtvis eliminering av oljerelaterade förbrukningsvaror och undvikande av nedströms utrustning för oljeborttagning det skulle vara obligatoriskt med smörjda alternativ. total ägandekostnad för ultrahögtryckskvävgaskompression 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 3,00 MPa eftersom oljeföroreningar blir exponentiellt mer koncentrerade och svårare att avlägsna när trycket ökar. Vid denna trycknivå kämpar även avancerade koalescensfilter och aktivt kolsystem för att uppnå oljehalter under ppm, och energiförbrukningen för att driva sådana system blir betydande. LW-13/30:s inbyggda oljefria design eliminerar denna utmaning helt.

Anpassning och OEM-funktioner

Vi erbjuder omfattande anpassningsmöjligheter för att anpassa LW-13/30 till specifika platsförhållanden, integrationskrav och slutanvändarens specifikationer:

• Nyckelfärdiga paket för medarmontering: Förmonterad kompressor, motor, intercoolers, efterkylare, högtrycksrör, instrument och kontrollpanel på en stålkonstruktion. Fabrikstestning av alla system minskar driftsättningstiden med 60%.
• Konfigurationer för farliga områden: Motor- och elkapslingar som uppfyller ATEX Zone 2 och IECEx för petrokemiska installationer. Integrerad gasdetektering och automatiska ventilationsspärrar.
• Avancerad processkontroll: Siemens S7-1200 eller Allen-Bradley CompactLogix PLC med 10-tums HMI-pekskärm, fjärrövervakning via Modbus TCP/IP eller OPC-UA, och 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).
• 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 5–7 arbetsdagar. Standardleveranstiden är 12–14 veckor; återbeställningar levereras inom 8–10 veckor.

Fallstudie: LNG-anläggningens kväverensnings- och inerteringssystem

Klient: En LNG-återförgasningsterminal i Sydostasien

Utmaning: Terminalen krävde en pålitlig högtryckskvävgasförsörjning för rensning av rörledningar, inertering av lagringstankar och nödinjektion av kväve in i LNG-förångningssystemet. Den befintliga oljesmorda kompressorn upplevde oljeöverföring till kvävgasströmmen, vilket förorenade de kryogena värmeväxlarna och krävde kvartalsvisa rengöringsavstängningar. Utloppstrycket på 2,50 MPa var också otillräckligt för de nya kraven på rensning av högtrycksrörledningen. Underhållskostnaderna hade nått 14 950 000 ton/år och oplanerade avstängningar inträffade var 3:e–4:e månad.

Lösning: Vi levererade en LW-13/30 oljefri kvävgaskompressor som primär högtrycksförsörjning, konfigurerad på en specialanpassad medar med integrerade dubbla intercoolers, efterkylare och en Siemens S7-1200 PLC-kontrollpanel med SCADA-integration. Utloppstrycket på 3,00 MPa uppfyllde alla krav på rörledningsrensning och tankinertering. Den oljefria konstruktionen eliminerade kontaminering av värmeväxlaren. Ett 3 m³ expansionskärl installerades uppströms för att buffra behovsfluktuationer från de intermittenta rensningsoperationerna.

Kvantifierade resultat efter 24 månader:

• Kvävehalt av olja: Minskad från 2,8 mg/m³ till <0,01 mg/m³, uppnår ISO 8573-1 klass 0
• Rengöringsfrekvens för kryogen värmeväxlare: Minskad från kvartalsvis till årlig, vilket sparar $45 000/år
• Oplanerade avstängningar: Noll händelser på 24 månader jämfört med 6 händelser under de föregående 24 månaderna
• Årlig underhållskostnad: Minskad med 48% ($95 000 till $49 400)
• Kapacitet för rensning av rörledningar: Förbättrad från 2,50 MPa till 3,00 MPa, som uppfyller nya myndighetskrav

”LW-13/30 har varit den mest pålitliga utrustningen i vårt kvävgassystem. Elimineringen av oljeföroreningar har löst problemet med nedsmutsning av värmeväxlaren, och trycket på 3,00 MPa ger oss den spolningskapacitet vi behöver för att följa reglerna. Vårt driftteam har äntligen förtroende för kvävgasförsörjningen.” — Driftchef, LNG-terminal

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 ultrahögtrycks kvävgassystem?

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