Опис
Азотний компресор LW-40/4 – безмасляний азотний компресор для розподілу промислового газу середнього тиску
Розроблений для подачі 40 м³/хв при тиску нагнітання 0,40 МПа, LW-40/4 — це двоступеневий, дворядний безмасляний поршневий азотний компресор, спеціально створений для кріогенного резервного розділення повітря, підвищення тиску азоту в системах підвищення продуктивності (VPSA) та мереж розподілу трубопроводів середнього тиску. Нульове забруднення маслом, розрахований на безперервний режим роботи та оптимізований для цілодобової промислової експлуатації.
Огляд продукту
The Азотний компресор LW-40/4 займає ключове місце в нашому портфоліо безмасляних поршневих компресорів, усуваючи розрив між вимогами до виробництва азоту низького тиску та розподілу середнього тиску. З номінальною потужністю 40 м³/хв і тиск нагнітання 0,40 МПа, цей агрегат є робочою конячкою середніх кріогенних повітророздільних установок, азотних бустерних станцій VPSA та мереж промислових газопроводів.
Що відрізняє LW-40/4 від традиційних альтернатив зі змащенням, так це його повністю безмасляний тракт стисненняПоршневі кільця та бандажі виготовлені з самозмащувальних композитних матеріалів PTFE, які працюють без вуглеводневих мастил, що гарантує повну відсутність забруднення азотом. Ця характеристика є незамінною для застосувань, що вимагають сертифікації ISO 8573-1 Клас 0, включаючи азот для пакування харчових продуктів, фармацевтичну інертизацію та постачання напівпровідникового технологічного газу.
Архітектура компресора відповідає двоступеневий, дворядний (二列二级) компонування, яке розподіляє загальний коефіцієнт тиску між двома циліндрами стиснення. Такий ступінчастий підхід знижує температуру нагнітання на кожному ступені, покращує об'ємну ефективність та подовжує термін служби клапанів і поршневих кілець. Кожен ступінь стиснення оснащений незалежним проміжним охолоджувачем, що забезпечує підтримку температури газів у безпечних робочих межах навіть за умов тривалого максимального навантаження.
Технічні характеристики – LW-40/4
| Параметр | Значення | Одиниця |
|---|---|---|
| Модель | LW-40/4 | – |
| Візерунок | Двоступенева, Дворядна (二列二级) | – |
| Місткість | 40 | м³/хв |
| Тиск нагнітання | 0.40 | МПа |
| Розмір компресора (Д × Ш × В) | 3260 × 1655 × 2548 | мм |
| Вага | 4.50 | т |
| Потужність | 160 | кВт |
| Напруга | 380 | В |
| Газове середовище | Азот (N₂) | – |
| Змащення | Без олії | – |
* Усі характеристики розраховані за стандартних еталонних умов (ISO 1217, Додаток C). Фактична продуктивність може відрізнятися залежно від висоти над рівнем моря, температури навколишнього середовища та умов на вході.
Основні характеристики та інженерні переваги
1. Технологія поршневих кілець з PTFE без використання олії
LW-40/4 використовує запатентовану самозмащувальне поршневе кільце та вузол бандажа виготовлено з високощільних PTFE-композитів, армованих скловолокном та бронзовими частинками. Ця комбінація матеріалів досягає коефіцієнта тертя нижче 0,08 без будь-якого зовнішнього змащення, що усуває ризик потрапляння масляної пари в потік азотного продукту. Для покупців, які працюють у регульованих галузях промисловості, це безпосередньо означає Відповідність стандарту ISO 8573-1 класу 0 без капітальних та експлуатаційних витрат на системи фільтрації нафти, що встановлюються нижче за течією.
2. Ступінчасте стиснення з проміжним охолодженням
The двоступенева архітектура стиснення LW-40/4 термодинамічно оптимізований для цільового тиску нагнітання 0,40 МПа. Розподіляючи коефіцієнт тиску між циліндром низького тиску та циліндром високого тиску, компресор досягає нижчої середньої ефективної температури на ступінь. Спеціальний кожухотрубний інтеркулер між ступенями відводить тепло стиснення, підтримуючи температуру нагнітання нижче 155°C та запобігаючи термічній деградації ущільнювальних елементів з PTFE. Ця стратегія терморегулювання подовжує термін служби клапанної пластини приблизно на 351 TP3T порівняно з одноступеневими конструкціями, що працюють при еквівалентних коефіцієнтах тиску.
3. Міцна чавунна рама з балансуванням сил
Основна рама відлита з Сірий чавун GG25 (еквівалентно ASTM A48 класу 30B) з інтегрованими каналами для охолоджувальної води. Дворядна опозитно-циліндрична конструкція забезпечує природне компенсування сил першого порядку, зменшуючи незбалансовані сили інерції, що передаються на фундамент, більш ніж на 801 TP3T порівняно з однорядними конструкціями. Ця механічна перевага дозволяє LW-40/4 працювати на легшому фундаментному блоці (мінімум 6 тонн проти 10+ тонн для однорядних еквівалентів), знижуючи витрати на цивільне будівництво та спрощуючи модернізацію в існуючих компресорних.
4. Стандартний промисловий двигун-привід 380 В
LW-40/4 приводиться в рух Трифазний асинхронний двигун потужністю 160 кВт, 380 В, 50 Гц Відповідно до IEC 60034-1 класу ефективності IE3. Стандартна конфігурація 380 В усуває потребу в розподільчому пристрої середньої напруги або знижувальних трансформаторах, що робить цю модель особливо привабливою для об'єктів з існуючою низьковольтною розподільчою інфраструктурою. Для об'єктів з шинними системами 6 кВ або 10 кВ додатковий двигун з інтегрованим знижувальним трансформатором може бути встановлений на загальній рамі.
Сценарії застосування
Кріогенне резервне копіювання повітряного розділення та зменшення піків
У кріогенних операціях ASU LW-40/4 служить як надійний резервний азотний бустер або компресор для зменшення пікових навантажень. Коли первинний блок управління повітряним сполученням (ВСП) перебуває в стані несправності холодної камери або потребує технічного обслуговування, LW-40/4 може підтримувати подачу азоту до критично важливих споживачів нижче за течією від випарників рідкого азоту. Його тиск на виході 0,40 МПа достатній для живлення розподільчих колекторів середнього тиску, що обслуговують системи інертизації сталеливарного заводу, покриття хімічних реакторів та продувки заводу ЗПГ. Безмасляна конструкція особливо важлива в резервних сценаріях, де чистота азоту не може бути поставлена під загрозу під час відключень первинної системи.
Азотні бустерні станції VPSA
Генератори азоту з вакуумною адсорбцією під тиском коливань (VPSA) виробляють газоподібний азот під тиском, близьким до атмосферного (0,05–0,10 МПа). Азотний бустер LW-40/4 стискає цей продукт низького тиску до 0,40 МПа для розподілу до місць використання. Безмасляний тракт стиснення є важливим для експлуатації VPSA, оскільки будь-яке забруднення вуглеводнями отруїть вуглецевий молекулярно-ситовий адсорбент, що безповоротно знижує ефективність розділення генератора азоту та вимагає дорогої заміни адсорбенту.
Впорскування азоту в нафтохімічний трубопровід
У нафтохімічних та нафтопереробних підприємствах азот впорскується в технологічні трубопроводи та резервуари для зберігання для підтримки інертної атмосфери під час запуску, зупинки та переходу на інший продукт. Тиск нагнітання LW-40/4, що становить 0,40 МПа, забезпечує достатній напір для подолання втрат на тертя в трубопроводах на відстані до 2 км, що робить його придатним для централізованого постачання азоту до кількох технологічних установок. Можливість безперервного режиму роботи забезпечує безперебійну доступність азоту під час тривалих кампаній з технічного обслуговування, які можуть тривати кілька тижнів.
Упаковка для харчових продуктів та напоїв у модифікованій атмосфері
Для великомасштабних пакувальних підприємств харчових продуктів потрібен азот з високою швидкістю потоку. упаковка в модифікованій атмосфері (MAP) та зберігання в контрольованій атмосфері. Продуктивність LW-40/4 40 м³/хв може одночасно постачати паливо на кілька високошвидкісних пакувальних ліній, а його сертифікація на відсутність використання олії гарантує відповідність вимогам FDA 21 CFR 173.310 (харчовий азот) та Регламенту ЄС 231/2012. Відсутність забруднення олією усуває ризик появи сторонніх присмаків, прогірклості або зміни кольору продукту, які можуть виникати під час використання змащених компресорів у місцях контакту з харчовими продуктами.
Матеріал та конструкція
Кожен компонент LW-40/4 підібраний для сумісності з азотом, стійкості до корозії та довготривалої механічної цілісності:
| Компонент | Матеріал | Специфікація |
|---|---|---|
| Блок циліндрів | Сірий чавун | GG25 / HT250, вбудовані водяні сорочки |
| Колінчастий вал | Кована легована сталь | 42CrMo4, Q&T, збалансований за стандартом ISO 1940 G2.5 |
| Поршневі кільця | Композит PTFE-скло-бронза | Самозмащувальний, швидкість зносу <0,05 мм/1000 год |
| Групи вершників | Композитний ПТФЕ | Направляючий поршень, запобігає контакту циліндра |
| Клапанні пластини | Нержавіюча сталь | SS316, пружинна концентрична кільцева конструкція |
| Шатуни | Кована сталь з підшипниками Babbitt | Прецизійно оброблений, змащений маслом великий головний вал |
| Інтеркулер | Оболонка з вуглецевої сталі / труби SS304 | ASME VIII Div.1, гідравлічні випробування 1,5× |
| Додатковий охолоджувач | Оболонка з вуглецевої сталі / труби SS304 | Конструкція з ребристою трубкою, охолоджувальна вода 32°C |
Всі посудини під тиском спроектовані та виготовлені відповідно до ASME BPVC Розділ VIII Розділ 1 або китайські стандарти GB 150. Кожне зварне з'єднання проходить радіографічні випробування (RT) за стандартом 100% згідно з розділом V, статтею 2 стандарту ASME, а кожна готова посудина піддається гідростатичному випробуванню під тиском, що в 1,5 раза перевищує максимально допустимий робочий тиск (MAWP), протягом мінімального часу витримки 30 хвилин.
Інструкції з встановлення та обслуговування
Фундамент та кріплення
LW-40/4 має суху масу 4,50 тонни та центр ваги приблизно на 850 мм над опорною плитою. Завдяки дворядній конструкції з опозитними циліндрами, незбалансовані сили мінімальні, що дозволяє встановлювати його на залізобетонний інерційний блок вагою 6–8 тоннБлок слід монтувати на віброізоляційних прокладках (власна частота 6–8 Гц), щоб запобігти передачі вібрації на сусідні конструкції. Мінімальні вимоги до зазору: 1,5 м з боку, що не є приводом, для доступу до клапанів, 1,2 м з боку приводу для обслуговування двигуна та 2,0 м над головою для доступу до крана під час капітального ремонту.
Вимоги до охолоджувальної води
LW-40/4 потребує приблизно 38 м³/год охолоджувальної води при температурі на вході не вище 32°C. Система охолоджувальної води повинна живити циліндричні чохли, проміжний охолоджувач та додатковий охолоджувач у паралельних контурах. Технічні характеристики якості води: pH 6,5–8,5, загальний вміст розчинених твердих речовин < 500 мг/л, вміст хлоридів < 50 мг/л (для запобігання корозії труб SS304) та вміст зважених твердих речовин < 30 мг/л. Для об'єктів з граничною якістю води наполегливо рекомендується використовувати градирню із замкнутим циклом, бічним потоком фільтрації та хімічним очищенням.
Графік профілактичного обслуговування
| Інтервал | Елемент послуги | Необхідна дія |
|---|---|---|
| Щоденно | Операційна інспекція | Перевірте рівень вібрації, аномальний шум, потік охолоджувальної води, температуру нагнітання |
| 250 годин | Перевірка клапанів | Зніміть та перевірте пластини всмоктувальних/нагнітальних клапанів на наявність вуглецевих відкладень або тріщин |
| 1000 годин | Вимірювання поршневих кілець | Виміряйте зазор канавки кільця; замініть кільця, якщо зазор перевищує 0,25 мм |
| 4000 годин | Проміжний капітальний ремонт | Замініть усі поршневі кільця, поршневі бандажі та клапанні пластини |
| 8000 годин | Капітальний ремонт | Перевірте шийки колінчастого вала, виміряйте зазори в підшипниках, замініть корінні підшипники, якщо вони >0,08 мм |
Ключовою економічною перевагою LW-40/4 є відсутність мастила у тракті стиснення. На відміну від масляних компресорів, які потребують щоквартальної заміни оливи, щомісячного аналізу оливи та щорічної заміни сепараторного елемента, LW-40/4 повністю виключає ці витратні матеріали. Єдиними елементами, що постійно зношуються, є поршневі кільця та бандажі з PTFE, термін служби яких зазвичай становить 4000–6000 годин в умовах чистого азоту.
Сертифікати відповідності та безпеки
Азотний компресор LW-40/4 розроблений, виготовлений та випробуваний відповідно до наступних міжнародних стандартів та нормативних актів:
ASME BPVC, розділ VIII, розділ 1, GB 150-2011, PED 2014/68/EU, модуль A
IEC 60034-1 (ефективність IE3), IEC 60204-1, ISO 12100 (безпека машин)
ISO 8573-1 Клас 0 (вміст олії), незалежно протестовано TÜV Rheinland
ISO 9001:2015 (Управління якістю), ISO 14001:2015 (Екологічний менеджмент)
Азот класифікується як простий задушливий газ. Усі установки LW-40/4 повинні включати безперервний моніторинг дефіциту кисню в компресорній та прилеглих зонах. Системи вентиляції повинні бути спроектовані таким чином, щоб підтримувати концентрацію кисню в навколишньому середовищі вище 19,51 TP3T об'єму згідно з OSHA 29 CFR 1910.146 (Замкнуті простори, для яких потрібен дозвіл). Блокування аварійного вимкнення повинні активуватися о 19,51 TP3T O₂ (тривога) та запускати автоматичну ізоляцію компресора о 18,01 TP3T O₂ (аварійне вимкнення). Процедури входу персоналу повинні включати портативні монітори O₂ та протоколи системи напарників.
Аналіз продуктивності та ефективності
LW-40/4 досягає питома споживана потужність приблизно 4,00 кВт на м³/хв азоту при тиску нагнітання 0,40 МПа. Цей показник ефективності ставить агрегат у верхній ярус безмасляних поршневих компресорів у діапазоні продуктивності 30–50 м³/хв. Для порівняння, типові гвинтові компресори з масляним змащенням, що працюють при еквівалентних коефіцієнтах тиску, споживають 4,4–4,9 кВт/м³/хв, тоді як застарілі одноступеневі поршневі конструкції можуть перевищувати 5,2 кВт/м³/хв.
При стандартному річному робочому графіку тривалістю 8000 годин перевага в ефективності LW-40/4 становить приблизно 128 000–288 000 кВт·год річної економії енергії порівняно з менш ефективними альтернативами. За середнього промислового тарифу на електроенергію $0,08/кВт·год це означає скорочення прямих експлуатаційних витрат на рік на $10 240–$23 040. У поєднанні з ліквідацією витратних матеріалів, пов'язаних з нафтою (мастило, фільтруючі елементи, картриджі-сепаратори, утилізатор відпрацьованого масла), загальна вартість володіння азотним компресором зменшується приблизно на 25–351 TP3T протягом 10 років експлуатації.
Відсутність оливи в тракті стиснення також усуває енергетичні втрати, пов'язані з обладнанням для видалення оливи, що знаходиться нижче за течією. Типовий масляний компресор такого розміру вимагає коалесцентних фільтрів, адсорберів з активованим вугіллям та контрольно-вимірювальних приладів, які разом споживають 3–51 TP3T вихідної потужності компресора. Безмасляна конструкція LW-40/4 повністю усуває це паразитне навантаження.
Можливості налаштування та OEM
Ми пропонуємо комплексні варіанти налаштування, щоб адаптувати LW-40/4 до конкретних умов об'єкта, вимог інтеграції та специфікацій кінцевого користувача:
- Комплекти готових до встановлення систем на рамах: Компресор, двигун, інтеркулер, додатковий охолоджувач, контрольно-вимірювальні прилади та панель керування попередньо зібрані на сталевій рамі з інтегрованими вантажними вушками та шаблонами для анкерних болтів. Такий підхід скорочує час монтажу в польових умовах приблизно на 601 м² та мінімізує ризики, пов'язані з введенням в експлуатацію.
- Конфігурації для небезпечних зон: Для встановлення на нафтохімічних об'єктах, де періодично можуть виникати вибухонебезпечні середовища, доступні корпуси двигунів та електрообладнання, що відповідають вимогам ATEX Zone 2 та IECEx. У систему керування можна інтегрувати блокування виявлення газу та автоматичної вентиляції.
- Розширений контроль процесів: Додатковий ПЛК Siemens S7-1200 або Allen-Bradley CompactLogix з 10-дюймовим сенсорним екраном HMI, дистанційним моніторингом через Modbus TCP/IP або OPC-UA та безшовною інтеграцією DCS/SCADA. Автоматичне керування навантаженням/розвантаженням та сумісність із приводом зі змінною швидкістю (VFD) оптимізують ефективність часткового навантаження.
- Захист навколишнього середовища: Системи покриттів морського класу C5-M для прибережних або морських установок; тропіко-пристосовані електричні компоненти для температур навколишнього середовища до 55°C; та акустичні корпуси класу захисту IP54, що знижують рівень шуму з 85 дБ(А) до 72 дБ(А) на відстані 1 метр.
- OEM та приватна торгова марка: Для системних інтеграторів та дистриб'юторів газового обладнання доступні індивідуальні кольори фарби, фірмові таблички та пакети документації. Технічні посібники, списки запасних частин та процедури технічного обслуговування можуть надаватися місцевими мовами.
Користувацькі конфігурації доступні з Мінімальна кількість замовлення 1 одиницяІнженерний огляд та створення пропозиції зазвичай займають 5–7 робочих днів. Терміни поставки прототипів коливаються від 12 до 14 тижнів; повторні замовлення виконуються протягом 8–10 тижнів з моменту підтвердження замовлення.
Тематичне дослідження: Модернізація азотного бустера VPSA у Південно-Східній Азії
Клієнт: Великий постачальник промислового газу, який експлуатує установку VPSA для виробництва азоту у В'єтнамі
Виклик: Існуючий азотний бустер клієнта з масляним мастилом (європейський бренд, 15 років експлуатації) зазнав поступового потрапляння олії в азотний продукт. Рівень забруднення олією досяг 2,8 мг/м³, що перевищує ліміт 0,1 мг/м³, встановлений клієнтами з харчової упаковки. Олія також руйнувала основу для остаточного полірування з активованим вугіллям, що вимагало заміни кожні 8 місяців замість розробленого 24-місячного інтервалу.
Рішення: Ми постачали Безмасляний азотний компресор LW-40/4 як пряма заміна, сконфігурована на спеціалізованій рамі з інтегрованим інтеркулером, додатковим охолоджувачем та панеллю керування ПЛК Siemens S7-1200. Площа рами була спроектована відповідно до існуючого фундаменту, що усуває необхідність у будівельних модифікаціях. Вгору по потоку було додано компенсаційну ємність об'ємом 2 м³ для зменшення пульсацій тиску від циклу адсорбції VPSA.
Кількісні результати після 24 місяців:
- Вміст азоту в олії: Зменшено з 2,8 мг/м³ до <0,01 мг/м³, отримавши сертифікацію ISO 8573-1 Клас 0
- Інтервал заміни шару активованого вугілля: Збільшено з 8 до 30 місяців, що заощаджує $12 000/рік на витратних матеріалах
- Загальні витрати на технічне обслуговування: Зменшено на 38% завдяки відсутності необхідності заміни оливи, заміни фільтрів та капітального ремонту сепаратора
- Споживання енергії: Покращено версією 7.2% порівняно із заміненим блоком, що еквівалентно економії $15 600/рік за місцевими тарифами на електроенергію
- Незапланований простій: Нуль подій за 24 місяці безперервної роботи
«LW-40/4 повністю усунув нашу проблему забруднення олією. Наші клієнти з харчової упаковки більше не повідомляють про проблеми з якістю, а наша команда з технічного обслуговування скоротила час обслуговування майже вдвічі. Термін окупності склав менше 18 місяців». — Директор з експлуатації об'єкта
Поширені запитання та посібник з вибору
Супутні продукти та рішення
Азотні компресори високого тиску серії DW
Розроблена для тиску нагнітання від 0,40 МПа до 2,00 МПа, серія DW охоплює застосування в інжекції азоту, підвищенні тиску в трубопроводах та хімічному синтезі. Продуктивність варіюється від 2 до 130 м³/хв з двоступеневою та багатоступеневою конфігураціями.
Багатоступінчасті безмасляні компресори серії ZW
Вертикальні багатоступеневі безмасляні компресори для кисню, азоту, водню та спеціальних газів. Тиск нагнітання до 9,00 МПа для заповнення газом під високим тиском, заряджання балонів та хімічних процесів.
Компресори середнього тиску серії MW
Безмасляні компресори середнього тиску (1,0–4,0 МПа), оптимізовані для рециркуляції азоту, допоміжних режимів скраплення газу та стиснення технологічного газу в нафтохімічних та нафтопереробних підприємствах.
Для повного огляду наших промисловий азотний компресор Щодо асортименту продукції, включаючи безмасляні кисневі компресори, водневі компресори, компресори вуглекислого газу та спеціально розроблені газові рішення, будь ласка, зв'яжіться з нашою командою інженерів-прикладників або перегляньте наш онлайн-каталог продукції.
Готові оптимізувати свою систему стиснення азоту?
Наші інженери-застосовувачі готові оцінити ваші потреби в потоці азоту, умови всмоктування, цільовий тиск нагнітання та обмеження інтеграції. Ми надаємо безкоштовні технічні пропозиції, креслення розташування фундаменту, схеми трубопроводів та контрольно-вимірювальних приладів (P&ID), а також детальний аналіз загальної вартості володіння (TCO) протягом 48 годин після отримання вашого запиту.
Електронна пошта: [email protected] | Відповідь протягом 24 годин
