Beskrivning
LW-40/4 kvävgaskompressor – Oljefri N2-booster för industriell gasdistribution med medelhögt tryck
LW-40/4 är konstruerad för att leverera 40 m³/min vid 0,40 MPa utloppstryck och är en tvåstegs, tvåradig oljefri kvävgaskompressor med kolv, specialbyggd för kryogen luftseparationsbackup, VPSA-kvävgasförstärkning och distributionsnät för medelhögt tryck i rörledningar. Noll oljekontaminering, kontinuerlig drift och optimerad för industriell drift dygnet runt.
Produktöversikt
De LW-40/4 kvävgaskompressor intar en avgörande position i vår portfölj av oljefria kolvkompressorer och överbryggar klyftan mellan lågtrycks kvävgasproduktion och medeltrycksdistribution. Med en nominell kapacitet på 40 m³/min och ett utloppstryck på 0,40 MPa, är denna enhet arbetshästen för medelstora kryogena luftseparationsanläggningar, VPSA-kväveboosterstationer och industriella gasledningsnät.
Det som skiljer LW-40/4 från konventionella smorda alternativ är dess helt oljefri kompressionsvägKolvringarna och rytmringarna är tillverkade av självsmörjande PTFE-kompositmaterial som fungerar utan kolvätesmörjmedel, vilket säkerställer att kväveströmmen förblir helt fri från oljeföroreningar. Denna egenskap är oumbärlig för tillämpningar som kräver ISO 8573-1 klass 0-certifiering, inklusive kväve för livsmedelsförpackningar, läkemedelsinertering och processgasförsörjning för halvledarprocesser.
Kompressorarkitekturen följer en tvåsteg, tvårad (二列二级) layout som fördelar det totala tryckförhållandet mellan två kompressionscylindrar. Denna etappvisa metod minskar utloppstemperaturen per steg, förbättrar den volymetriska verkningsgraden och förlänger livslängden för ventiler och kolvringar. Varje kompressionssteg är utrustat med en oberoende intercooler, vilket säkerställer att gastemperaturerna hålls inom säkra driftsintervall även under ihållande maximala belastningsförhållanden.
Tekniska specifikationer – LW-40/4
| Parameter | Värde | Enhet |
|---|---|---|
| Modell | LW-40/4 | – |
| Mönster | Tvåsteg, tvåradigt (二列二级) | – |
| Kapacitet | 40 | m³/min |
| Utloppstryck | 0.40 | MPa |
| Kompressorstorlek (L × B × H) | 3260 × 1655 × 2548 | mm |
| Vikt | 4.50 | t |
| Driva | 160 | kW |
| Spänning | 380 | 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. Oljefri PTFE-kolvringsteknik
LW-40/4 använder en egenutvecklad självsmörjande kolvring och ryttarbandsenhet tillverkade av PTFE-kompositer med hög densitet förstärkta med glasfiber och bronspartiklar. Denna materialkombination uppnår en friktionskoefficient under 0,08 utan någon extern smörjning, vilket eliminerar risken för att oljeånga överförs till kväveproduktströmmen. För köpare som är verksamma inom reglerade industrier innebär detta direkt... ISO 8573-1 Klass 0-överensstämmelse utan kapital- och driftskostnaderna för nedströms oljefiltreringssystem.
2. Stegvis kompression med interkylning
De tvåstegskompressionsarkitektur Utgångstrycket på LW-40/4 är termodynamiskt optimerat för ett utloppstryck på 0,40 MPa. Genom att dela upp tryckförhållandet mellan en lågtryckscylinder och en högtryckscylinder uppnår kompressorn en lägre genomsnittlig effektiv temperatur per steg. En dedikerad rörformad intercooler mellan stegen avlägsnar kompressionsvärmen, vilket hålls under 155 °C och förhindrar termisk nedbrytning av PTFE-tätningselementen. Denna termiska hanteringsstrategi förlänger ventilplattans livslängd med cirka 35% jämfört med enstegskonstruktioner som arbetar med motsvarande tryckförhållanden.
3. Robust gjutjärnsram med kraftbalans
Huvudramen är gjuten av GG25 grått gjutjärn (motsvarande ASTM A48 klass 30B) med integrerade kylvattenkanaler. Det tvåradiga motstående cylindrarna ger naturlig kraftutjämning av första ordningen, vilket minskar de obalanserade tröghetskrafterna som överförs till fundamentet med över 80% jämfört med enradiga konstruktioner. Denna mekaniska fördel gör att LW-40/4 kan arbeta på ett lättare fundamentblock (minst 6 ton jämfört med 10+ ton för enradiga ekvivalenter), vilket minskar anläggningskostnaderna och förenklar eftermontering i befintliga kompressorhus.
4. Standard 380V industriell motordrift
LW-40/4 drivs av en 160 kW, 380V, 50Hz trefas induktionsmotor överensstämmer med IEC 60034-1 effektivitetsklass IE3. Standardkonfigurationen på 380 V eliminerar behovet av mellanspänningsställverk eller nedtransformatorer, vilket gör denna modell särskilt attraktiv för anläggningar med befintlig lågspänningsdistributionsinfrastruktur. För platser med 6 kV- eller 10 kV-bussystem kan en valfri motor med integrerad nedtransformator levereras på en gemensam meda.
Applikationsscenarier
Kryogen luftseparationsbackup och toppavskiljning
I kryogena ASU-operationer fungerar LW-40/4 som en pålitlig reservkvävebooster eller toppavjämningskompressor. När den primära ASU:n drabbas av ett störningsfel i kylboxen eller kräver underhåll, kan LW-40/4 upprätthålla kväveförsörjningen till kritiska nedströmsförbrukare från förångare för flytande kväve. Dess utloppstryck på 0,40 MPa är tillräckligt för att mata mellantrycksdistributionsgrenrör som betjänar stålverksinsertion, kemisk reaktortäckning och LNG-anläggningars spolgassystem. Den oljefria designen är särskilt kritisk i reservscenarier där kväverenheten inte kan äventyras under primärsystemavbrott.
VPSA kväveboosterstationer
Kvävegeneratorer med vakuumtrycksvängningsadsorption (VPSA) producerar gasformigt kväve vid nära atmosfärstryck (0,05–0,10 MPa). LW-40/4 kvävgasbooster komprimerar denna lågtrycksprodukt till 0,40 MPa för distribution till användningspunkter. Den oljefria kompressionsvägen är avgörande för VPSA-användning eftersom all kolväteförorening skulle förgifta kolmolekylsiktsadsorbenten, vilket permanent försämrar kvävegeneratorns separationseffektivitet och kräver kostsamt utbyte av adsorbenten.
Petrokemisk rörledning kväveinjektion
Inom petrokemisk verksamhet och raffinaderiverksamhet injiceras kväve i processrörledningar och lagringskärl för att upprätthålla inerta atmosfärer under uppstart, avstängning och produktbyte. LW-40/4:s utloppstryck på 0,40 MPa ger tillräcklig tryckhöjd för att övervinna friktionsförluster i rörledningen över avstånd upp till 2 km, vilket gör den lämplig för centraliserad kväveförsörjning till flera processenheter. Den kontinuerliga driften säkerställer oavbruten kvävetillgång under längre underhållskampanjer som kan pågå i flera veckor.
Förpackning med modifierad atmosfär för livsmedel och drycker
Storskaliga livsmedelsförpackningsanläggningar kräver högflödeskvävgas för förpackning i modifierad atmosfär (MAP) och lagring i kontrollerad atmosfär. LW-40/4:s kapacitet på 40 m³/min kan samtidigt försörja flera höghastighetsförpackningslinjer, medan dess oljefria certifiering säkerställer överensstämmelse med FDA 21 CFR 173.310 (livsmedelsklassat kväve) och EU-förordning 231/2012. Avsaknaden av oljekontaminering eliminerar risken för bismaker, härskning eller missfärgning av produkten som kan uppstå när smorda kompressorer används i livsmedelskontaktapplikationer.
Material och konstruktion
Varje komponent i LW-40/4 är vald för kompatibilitet med kväve, korrosionsbeständighet och långsiktig mekanisk integritet:
| Komponent | Material | Specifikation |
|---|---|---|
| Cylinderblock | Grått gjutjärn | GG25 / HT250, integrerade vattenmantlar |
| Vevaxel | Smidd legeringsstål | 42CrMo4, Q&T, ISO 1940 G2.5 balanserad |
| Kolvringar | PTFE-glas-bronskomposit | Självsmörjande, slitage <0,05 mm/1000h |
| Ryttarband | PTFE-komposit | Styrkolv, förhindra cylinderkontakt |
| Ventilplattor | Rostfritt stål | SS316, fjäderbelastad koncentrisk ringdesign |
| Vevstakar | Smidd stål med Babbitt-lager | Precisionsbearbetad, oljesmord big end |
| Intercooler | Kolstålsskal / SS304-rör | ASME VIII Div.1, 1,5× vattenprovning |
| Efterkylare | Kolstålsskal / SS304-rör | Finnrörsdesign, 32°C kylvatten |
Alla tryckkärl är konstruerade och tillverkade i enlighet med ASME BPVC avsnitt VIII division 1 eller kinesiska GB 150-standarder. Varje svetsfog genomgår 100% radiografisk provning (RT) enligt ASME avsnitt V, artikel 2, och varje färdigställt kärl utsätts för ett hydrostatiskt tryckprov vid 1,5 gånger det maximalt tillåtna arbetstrycket (MAWP) under en minsta hålltid på 30 minuter.
Installations- och underhållsriktlinjer
Fundament och montering
LW-40/4 har en torrvikt på 4,50 ton och en tyngdpunkt cirka 850 mm ovanför bottenplattan. Tack vare den tvåradiga motstående cylindrarkonstruktionen är de obalanserade krafterna minimala, vilket möjliggör installation på en armerad betongblock på 6–8 tonBlocket bör monteras på vibrationsisoleringsplattor (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.
Krav på kylvatten
LW-40/4 kräver ungefär 38 m³/h kylvatten vid en inloppstemperatur som inte överstiger 32 °C. Kylvattensystemet måste försörja cylindermantlarna, intercoolern och efterkylaren i parallella kretsar. Specifikationer för vattenkvalitet: pH 6,5–8,5, totalt löst material < 500 mg/L, kloridhalt < 50 mg/L (för att förhindra korrosion av SS304-rör) och suspenderat material < 30 mg/L. För anläggningar med marginell vattenkvalitet rekommenderas starkt ett slutet kyltorn med sidoströmsfiltrering och kemisk behandling.
Schema för förebyggande underhåll
| Intervall | Serviceartikel | Åtgärd krävs |
|---|---|---|
| Dagligen | Driftsinspektion | Kontrollera vibrationsnivåer, onormalt ljud, kylvattenflöde, utloppstemperatur |
| 250 timmar | Ventilinspektion | Ta bort och inspektera sug-/utloppsventilplattorna för kolavlagringar eller sprickbildning |
| 1 000 timmar | Mätning av kolvring | Mät ringspårens spel; byt ut ringarna om spelet överstiger 0,25 mm |
| 4 000 timmar | Mellanöversyn | Byt ut alla kolvringar, rytmband och ventilplattenheter |
| 8 000 timmar | Stor översyn | Kontrollera vevaxelns axeltappar, mät lagerspel, byt ut huvudlager om >0,08 mm |
En viktig ekonomisk fördel med LW-40/4 är avsaknad av smörjolja i kompressionsvägen. Till skillnad från oljesmorda kompressorer som kräver kvartalsvisa oljebyten, månatlig oljeanalys och årligt byte av separatorelement, eliminerar LW-40/4 dessa förbrukningsdelar helt. De enda återkommande slitagedelarna är PTFE-kolvringarna och rytmbanden, som vanligtvis uppnår 4 000–6 000 timmars livslängd under rena kvävgasförhållanden.
Efterlevnads- och säkerhetscertifieringar
Kvävgaskompressorn LW-40/4 är konstruerad, tillverkad och testad för att uppfylla 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-40/4-installationer måste ha kontinuerlig övervakning av syrebrist i kompressorrummet och angränsande områden. Ventilationssystem måste vara utformade 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 inträdesrutiner måste inkludera bärbara O₂-monitorer och protokoll för kompatibla system.
Prestanda- och effektivitetsanalys
LW-40/4 uppnår en specifik effektförbrukning på cirka 4,00 kW per m³/min kväve vid 0,40 MPa utloppstryck. Denna effektivitetsmätning placerar enheten i den övre skiktet av oljefria kolvkompressorer inom kapacitetsintervallet 30–50 m³/min. Som sammanhang förbrukar typiska oljesmorda skruvkompressorer som arbetar med motsvarande tryckförhållanden 4,4–4,9 kW/m³/min, medan äldre enstegskolvkonstruktioner kan överstiga 5,2 kW/m³/min.
Över ett standardiserat årligt driftschema på 8 000 timmar ger LW-40/4:s effektivitetsfördel cirka 128 000–288 000 kWh årliga energibesparingar jämfört med mindre effektiva alternativ. Vid en genomsnittlig industriell eltariff på $0,08/kWh motsvarar detta $10 240–$23 040 i direkt driftskostnadsminskning per år. I kombination med eliminering av oljerelaterade förbrukningsvaror (smörjolja, filterelement, separatorpatroner, spilloljeavfallshantering) total ägandekostnad för kvävekompression minskas med uppskattningsvis 25–35% under en 10-årig driftstid.
Avsaknaden av olja i kompressionsvägen eliminerar också energiförlusten som är förknippad med nedströms oljeborttagningsutrustning. En typisk oljesmord kompressor av denna storlek kräver koalescensfilter, adsorbenter av aktivt kol och övervakningsinstrument som tillsammans förbrukar 3–5% av kompressorns uteffekt. LW-40/4:s oljefria design eliminerar denna parasitbelastning helt.
Anpassning och OEM-funktioner
Vi erbjuder omfattande anpassningsalternativ för att anpassa LW-40/4 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 riskerna vid driftsättning.
- 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. 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 DCS/SCADA-integration. Automatisk last-/avlastningsstyrning och kompatibilitet med variabel hastighet (VFD) optimerar dellasteffektiviteten.
- Miljöskydd: 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 85 dB(A) till 72 dB(A) på 1 meters avstånd.
- OEM och privat etikett: Anpassade färger, namnskyltar med märkesprofil och dokumentationspaket finns tillgängliga för systemintegratörer och distributörer av gasutrustning. Tekniska manualer, reservdelslistor och underhållsprocedurer kan tillhandahållas på lokala språk.
Anpassade konfigurationer är tillgängliga från MOQ 1 enhetTeknisk granskning och offertgenerering tar vanligtvis 5–7 arbetsdagar. Leveransschemat för prototyper varierar från 12–14 veckor; återbeställningar levereras inom 8–10 veckor från orderbekräftelse.
Fallstudie: Uppgradering av VPSA-kvävebooster i Sydostasien
Klient: En stor industriell gasleverantör som driver en VPSA-kväveproduktionsanläggning i Vietnam
Utmaning: Kundens befintliga oljesmorda kvävgasbooster (europeiskt märke, 15 års drift) upplevde gradvis oljeöverföring till kvävgasprodukten. Oljeföroreningsnivåerna nådde 2,8 mg/m³, vilket översteg den gräns på 0,1 mg/m³ som angetts av deras kunder inom livsmedelsförpackningar. Oljan försämrade också den slutliga poleringsbädden med aktivt kol, vilket krävde byte var 8:e månad istället för det avsedda 24-månadersintervallet.
Lösning: Vi levererade en LW-40/4 oljefri kvävgaskompressor som en direkt ersättning, konfigurerad på en specialanpassad medar med integrerad intercooler, efterkylare och en Siemens S7-1200 PLC-kontrollpanel. Medarnas yta konstruerades för att matcha det befintliga fundamentet, vilket eliminerade behovet av anläggningsmodifieringar. Ett 2 m³ utjämningskärl lades till uppströms för att dämpa tryckpulsationer från VPSA-adsorptionscykeln.
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-certifiering
- Intervall för utbyte av aktivt kolbädd: Förlängd från 8 månader till 30 månader, vilket sparar $12 000/år på förbrukningsvaror
- Totala underhållskostnader: Minskade med 38% på grund av eliminering av oljebyten, filterbyten och separatoröversyner
- Energiförbrukning: Förbättrad med 7.2% jämfört med den utbytta enheten, motsvarande besparingar på 15 600/år vid lokala elpriser
- Oplanerad driftstopp: Noll händelser under 24 månaders kontinuerlig drift
”LW-40/4 eliminerade vårt problem med oljeföroreningar helt. Våra kunder inom livsmedelsförpackningar rapporterar inte längre kvalitetsproblem, och vårt underhållsteam har nästan halverat sin servicetid. Återbetalningstiden var under 18 månader.” — Direktör för anläggningsdrift
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. Kapaciteten varierar 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 för medelhögt tryck (1,0–4,0 MPa) optimerade för kväveåtervinning, gasförvätskning och processgaskompression inom petrokemisk verksamhet och raffinaderiverksamhet.
För en omfattande översikt över våra industriell kvävgaskompressor produktsortiment, inklusive oljefria syrgaskompressorer, vätgaskompressorer, koldioxidkompressorer och specialanpassade specialgaslösningar, vänligen kontakta vårt applikationsteknikteam eller bläddra i vår produktkatalog online.
Redo att optimera ditt kvävekompressionssystem?
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
