Опис
Азотний компресор LW-13/30 – безмасляний азотний бустер середньої продуктивності для технологічних застосувань з високим тиском 3,00 МПа
Розроблений для подачі 13 м³/хв при тиску нагнітання 3,00 МПа, LW-13/30 – це двоступеневий, трирядний безмасляний поршневий азотний компресор, призначений для впорскування азоту під високим тиском, допоміжних робіт зі зрідження газу та складних нафтохімічних процесів. Нульове забруднення маслом, розрахований на безперервну роботу та створений для цілодобової промислової надійності за підвищеного тиску.
Огляд продукту
The Азотний компресор LW-13/30 займає ключове місце в нашому портфоліо безмасляних поршневих компресорів, заповнюючи розрив між бустерними компресорами середньої потужності та технологічними компресорами високого тиску. З номінальною потужністю 13 м³/хв і винятковий Тиск нагнітання 3,00 МПа, цей пристрій спеціально розроблений для застосувань, де значний потік і підвищений тиск є невід'ємними вимогами.
Що відрізняє LW-13/30 від традиційних альтернатив, так це його повністю безмасляний шлях стисненняПоршневі кільця та бандажі поршня виготовлені з високоточним обробленням з передових самозмащувальних композитних матеріалів PTFE, які працюють без будь-яких вуглеводневих мастил, що гарантує повну відсутність забруднення потоку азоту. Ця властива безмасляна характеристика досягається... Сертифікація ISO 8573-1 класу 0 по суті, усуваючи капітальні витрати та постійне обслуговування систем фільтрації для видалення нафти, які були б обов'язковими для альтернатив зі змащенням.
Архітектура компресора використовує двоступеневий, трирядний (二列三级) конфігурація — унікальна схема, яка розподіляє загальний коефіцієнт тиску між трьома циліндрами стиснення, розташованими у два ряди. Такий поетапний підхід є важливим для управління екстремальними тепловими навантаженнями, пов'язаними з тиском нагнітання 3,00 МПа, зберігаючи при цьому цілісність ущільнювальних елементів з PTFE. Кожен ступінь має незалежний інтеркулер, що забезпечує збереження температури газу в безпечних робочих межах навіть під час тривалої роботи на максимальній потужності. Міцна чавунна рама та динамічно збалансований кований сталевий колінчастий вал розраховані на мінімальний термін служби. 120 000 годин згідно зі стандартними протоколами технічного обслуговування.
Технічні характеристики – LW-13/30
| Параметр | Значення | Одиниця |
|---|---|---|
| Модель | LW-13/30 | – |
| Візерунок | Двоступенева, трирядна (二列三级) | – |
| Місткість | 13 | м³/хв |
| Тиск нагнітання | 3.00 | МПа |
| Розмір компресора (Д × Ш × В) | 2860 × 1685 × 2610 | мм |
| Вага | 6.60 | 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. Триступеневе стиснення для екстремальних коефіцієнтів тиску
LW-13/30 використовує унікальну двоступеневий, трирядний (二列三级) Архітектура, яка розподіляє граничний коефіцієнт тиску, необхідний для нагнітання 3,00 МПа, між трьома циліндрами стиснення. Цей багатоступеневий підхід є термодинамічно важливим, оскільки одноступеневий або навіть двоступеневий компресор генеруватиме температуру нагнітання, що перевищує безпечну робочу межу ущільнювальних матеріалів з ПТФЕ (приблизно 180°C). Розподіляючи роботу стиснення на три ступені з двома міжступеневими охолоджувачами, LW-13/30 підтримує температуру нагнітання для кожного ступеня нижче 155°C, зберігаючи цілісність кільця з ПТФЕ та подовжуючи термін служби клапанної пластини приблизно на 501 TP3T порівняно з двоступеневими конструкціями, що намагаються досягти еквівалентних коефіцієнтів тиску. Трирядна компоновка також забезпечує покращений баланс сил порівняно з однорядними конфігураціями, зменшуючи вимоги до фундаменту.
2. Безмасляне композитне ущільнення з PTFE високого тиску
LW-13/30 використовує власну самозмащувальне поршневе кільце та вузол бандажа виготовлені з високощільних PTFE-композитів, спеціально розроблених для роботи за високого тиску та високих температур. Ці кільця армовані скловолокном та бронзовими частинками для досягнення коефіцієнта тертя нижче 0,05 без будь-якого зовнішнього вуглеводневого змащення. При тиску нагнітання 3,00 МПа парціальний тиск масляної пари буде надзвичайно високим у змащеному компресорі, що зробить видалення оливи після компресора практично неможливим. Безмасляна конструкція забезпечує відповідність стандарту ISO 8573-1 класу 0, що усуває потребу в коалесцируючих фільтрах, адсорберах з активованим вугіллям та приладах для моніторингу рівня оливи, які б додали значних капітальних та експлуатаційних витрат до системи змащування.
3. Посилена рама для механічних навантажень високого тиску
Основна рама відлита з Сірий чавун GG25 зі значно посиленими стінками, додатковим ребристістю та інтегрованими каналами для охолоджувальної води. Циліндри високого тиску мають товстіші стінки та покращену структурну підтримку, щоб витримувати пікові газові сили, пов'язані з роботою 3,00 МПа. Трирядне розташування розподіляє механічні навантаження на кілька ходів колінчастого вала, зменшуючи пікові навантаження на підшипник на циліндр та підвищуючи загальний термін служби колінчастого вала. Рама динамічно аналізується за допомогою моделювання скінченних елементів, щоб забезпечити, щоб концентрація напружень залишалася в безпечних межах за всіх робочих умов, включаючи перехідні режими аварійного зупинки.
4. Стандартний привід 380 В з двигуном високого крутного моменту
LW-13/30 приводиться в рух Трифазний асинхронний двигун потужністю 160 кВт, 380 В, 50 Гц Клас ефективності IE3 відповідає стандарту IEC 60034-1. Двигун спеціально підібраний для забезпечення високого пускового моменту, що дозволяє подолати значний початковий опір трирядної компресійної лінії. Стандартна конфігурація 380 В інтегрується безпосередньо в існуючі низьковольтні промислові розподільні щити без потреби в інфраструктурі середньої напруги, що робить цей компресор високого тиску доступним для широкого кола промислових об'єктів. Для об'єктів із шинними системами 6 кВ або 10 кВ може бути поставлений додатковий двигун із вбудованим понижувальним трансформатором.
Сценарії застосування
Впорскування азоту під високим тиском для підвищення нафтовіддачі
У нафтогазовидобувній установці LW-13/30 служить компресор для впорскування азоту високого тиску для операцій з підвищення нафтовіддачі (EOR) та заводнення змішуваним газом. Тиск нагнітання 3,00 МПа достатній для закачування азоту в пласти на глибині до 2000 метрів, де пластовий тиск вимагає високого тиску закачування для досягнення ефективного витіснення. Продуктивність 13 м³/хв може обслуговувати кілька нагнітальних свердловин одночасно через централізований розподільчий колектор високого тиску. Безмасляна конструкція є критично важливою для застосувань EOR, оскільки будь-яке забруднення нафтою в закачаному азоті може пошкодити пласт, знизити проникність та поставити під загрозу ефективність нафтовіддачі.
Зрідження газу та кріогенний процес-бустер
На установках зі зрідження азоту та кріогенних технологічних установках Азотний бустер LW-13/30 стискає азот з холодної частини зріджувача або випарника-накопичувача до тиску, необхідного для розподілу або подальшої обробки. Тиск нагнітання 3,00 МПа достатній для подачі азоту високого тиску в кріогенні системи зберігання, проходження азоту через багатопрохідні теплообмінники та подачі азоту високого тиску для процесів екстракції надкритичними рідинами. Безмасляна конструкція запобігає забрудненню кріогенного обладнання, де навіть сліди олії можуть замерзнути та заблокувати проходи теплообмінника, що призведе до дорогих зупинок та пошкодження обладнання.
Інертизація нафтохімічних реакторів високого тиску
У нафтохімічних та хімічних синтезах LW-13/30 забезпечує подачу азоту під високим тиском для інертизація реактора, консервація каталізаторного шару та аварійне розгерметизуванняТиск нагнітання 3,00 МПа достатній для підтримки позитивних шарів інертного газу в реакторах високого тиску, що працюють при тиску 2,00–2,50 МПа, запобігаючи утворенню вибухонебезпечних парів та захищаючи каталітичні шари від окислення під час запуску та зупинки. Продуктивність 13 м³/хв може обслуговувати кілька реакторів або технологічних установок через централізований азотний колектор високого тиску. Сертифікація на відсутність олії є обов'язковою, оскільки будь-яке забруднення олією може отруїти каталізатори, погіршити якість продукту та створити загрозу безпеці в процесах, чутливих до кисню.
Випробування та введення в експлуатацію трубопроводів високого тиску
Газопроводи, трубопроводи для нафтохімічних процесів та системи резервуарів високого тиску потребують азоту для гідростатичні випробування, пневматичні випробування та пусконалагоджувальні роботи з продувкиТиск нагнітання LW-13/30 3,00 МПа підходить для систем випробування тиском до 2,50 МПа (з відповідними запасами міцності згідно з ASME B31.3). Продуктивність 13 м³/хв дозволяє швидко створювати тиск у трубопроводах і резервуарах великого діаметра, скорочуючи час введення в експлуатацію. Безмасляна конструкція гарантує, що випробувальний азот не вносить забруднюючих речовин, які вимагають очищення після випробування або порушують цілісність чутливих технологічних систем.
Матеріал та конструкція
LW-13/30 виготовлений з високоякісних матеріалів, відібраних для забезпечення надзвичайної сумісності з азотом під високим тиском, термостійкості та тривалого терміну служби:
| Компонент | Матеріал | Специфікація |
|---|---|---|
| Блок циліндрів (ступінь низького тиску) | Сірий чавун | GG25 / HT250, стандартна товщина стінки |
| Блок циліндрів (ступінь IP) | Сірий чавун | GG25 / HT250, посилена стінка + ребра |
| Блок циліндрів (ступінь високого тиску) | Сірий чавун | GG25 / HT250, важка армована стінка + ребра |
| Колінчастий вал | Кована легована сталь | 42CrMo4, Q&T, збалансований за стандартом ISO 1940 G2.5 |
| Поршневі кільця | Композит PTFE-скло-бронза | Розрахований на високий тиск, самозмащувальний, макс. 185°C |
| Групи вершників | Композитний ПТФЕ | Направляюча поршня, захист від задирання, швидкість зносу <0,03 мм/1000 год |
| Клапанні пластини | Нержавіюча сталь | SS316, конструкція концентричного кільця високого тиску |
| Інтеркулери (2 одиниці) | Оболонка з вуглецевої сталі / труби SS316 | ASME VIII Div.1, гідравлічні випробування 1,5×, витримка 30 хв |
| Додатковий охолоджувач | Оболонка з вуглецевої сталі / труби SS316 | Ребриста трубка високого тиску, охолоджувальна вода 32°C |
| Трубопроводи високого тиску | Безшовна нержавіюча сталь | Фланці SS316, ANSI клас 900 |
Всі компоненти, що несуть тиск, розроблені та виготовлені у суворій відповідності до ASME BPVC Розділ VIII Розділ 1 або китайські стандарти GB 150. Кожне зварне з'єднання проходить радіографічний контроль (RT) 100% згідно з розділом V, статтею 2 ASME, а кожна готова посудина під тиском піддається гідростатичному випробуванню під тиском, що в 1,5 раза перевищує максимально допустимий робочий тиск (MAWP), протягом мінімального періоду витримки 30 хвилин. Системи трубопроводів високого тиску виготовляються з безшовної сталі SS316 з фланцевими з'єднаннями ANSI класу 900 для забезпечення герметичності при робочому тиску 3,00 МПа.
Інструкції з встановлення та обслуговування
Вимоги до фундаменту та конструкції
LW-13/30 має суху масу 6,60 тонни та центр ваги приблизно на 850 мм вище опорної плити. Незважаючи на трирядну конструкцію, розташування циліндрів з протилежним розташуванням циліндрів забезпечує розумний баланс сил, що дозволяє встановлювати його на залізобетонний інерційний блок 10–12 тоннБлок слід монтувати на еластомерних віброізоляторах (власна частота 6–8 Гц). Мінімальні вимоги до зазору: 1,5 м з боку, що не є приводом, для доступу до клапана, 1,2 м з боку приводу для обслуговування двигуна та 2,0 м над головою для доступу до крана. Напірний трубопровід високого тиску повинен бути належним чином підтриманий пружинними підвісами або гнучкими опорами, щоб запобігти тепловому розширенню та втомі, викликаній вібрацією, при тиску 3,00 МПа.
Проектування системи охолодження водою
Потреба у воді для охолодження становить приблизно 25 м³/год при температурі на вході не вище 32°C. Контур розподілу води паралельно живить чохли циліндрів та два інтеркулери. Враховуючи екстремальний коефіцієнт тиску, обидва інтеркулери мають вирішальне значення для регулювання температури та повинні отримувати пріоритетний потік охолоджувальної води. 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 з нержавіючої сталі SS316), зважені тверді речовини < 30 мг/л та загальна жорсткість < 300 мг/л у вигляді CaCO₃. Для всіх установок 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 вібрацію, ненормальний шум, потік охолоджувальної води, тиск нагнітання, температуру, рівень оливи |
| 250 годин | Огляд клапанної пластини (всі етапи) | Зніміть та перевірте впускні/нагнітальні клапани на наявність вуглецевих відкладень, втоми пружин, розтріскування |
| 1000 годин | Оцінка зносу поршневих кілець (усі етапи) | Виміряйте зазор канавок; замініть кільця, якщо зазор перевищує 0,18 мм |
| 3000 годин | Проміжний капітальний ремонт | Замініть усі поршневі кільця, поршневі бандажі та клапанні пластини на всіх трьох ступенях |
| 6000 годин | Капітальний ремонт | Перевірте шийки колінчастого вала, виміряйте зазори корінних підшипників, замініть підшипники, якщо вони >0,06 мм |
Безмасляна конструкція LW-13/30 значно зменшує складність обслуговування порівняно з альтернативами зі змащуванням. Немає потреби в заміні масла, аналізі масла, заміні фільтрів та заміні картриджів сепаратора. Основними витратними елементами, що зношуються, є... Поршневі кільця та бандажі з PTFE, які зазвичай досягають 3000–5000 годин терміну служби в умовах чистого азоту під високим тиском. Триступенева конструкція розподіляє знос рівномірніше, ніж двоступеневі конфігурації, зменшуючи частоту капітального ремонту.
Сертифікати відповідності та безпеки
Азотний компресор LW-13/30 розроблений, виготовлений та випробуваний відповідно до наступних міжнародних стандартів та нормативних актів або перевищує їх:
ASME BPVC, розділ VIII, розділ 1, GB 150-2011, PED 2014/68/EU, модуль A
IEC 60034-1 (ефективність IE3), IEC 60204-1, безпека машин ISO 12100
ISO 8573-1 Клас 0 (вміст олії), незалежно протестовано TÜV Rheinland
ISO 9001:2015, ISO 14001:2015
Азот класифікується як простий задушливий газ. При тиску нагнітання 3,00 МПа ризик швидкого вивільнення газу та витіснення кисню значно зростає. Усі установки LW-13/30 повинні включати безперервний моніторинг дефіциту кисню в компресорній та всіх прилеглих зонах. Трубопроводи високого тиску нагнітання повинні бути оснащені запобіжними клапанами, розрахованими на 110% MAWP, та розривними мембранами як вторинний захист. Усі з'єднання високого тиску повинні бути перевірені за допомогою ультразвукового виявлення витоків перед введенням в експлуатацію. Системи вентиляції повинні підтримувати рівень кисню в навколишньому середовищі вище 19,5% згідно з OSHA 29 CFR 1910.146. Блокування аварійного вимикання повинні активуватися при 19,5% O₂ (тривога) та запускати автоматичну ізоляцію при 18,0% O₂ (жорстке вимикання). Персонал повинен пройти навчання з протоколів безпеки роботи з газом високого тиску та носити відповідні ЗІЗ перед експлуатацією або обслуговуванням цього обладнання.
Аналіз продуктивності та ефективності
LW-13/30 досягає питома споживана потужність приблизно 12,31 кВт на м³/хв азоту, що подається при тиску нагнітання 3,00 МПа. Цей показник питомої потужності відображає термодинамічну реальність стиснення надвисокого тиску, де необхідна робота суттєво зростає зі збільшенням коефіцієнта стиснення. У сегменті безмасляних поршневих компресорів високого тиску (тиск нагнітання >2,50 МПа) ця ефективність є дуже конкурентоспроможною та значно перевершує діафрагмові компресори, які є основною альтернативою для безмасляного високого тиску. Для порівняння, поршневі компресори з масляним змащенням у аналогічних застосуваннях з надвисокою напругою зазвичай споживають 13,0–15,0 кВт/м³/хв, тоді як діафрагмові компресори можуть перевищувати 18 кВт/м³/хв.
Протягом 8000-годинного річного робочого циклу перевага LW-13/30 в ефективності порівняно з менш ефективними альтернативами дає приблизно 52 000–104 000 кВт·год річної економії енергіїПри ціні $0,08/кВт·год це становить від $4 160 до $8 320 прямих скорочень витрат на електроенергію на рік. Однак основним економічним обґрунтуванням для LW-13/30 зазвичай є усунення витратних матеріалів, пов'язаних з нафтою, та уникнення використання обладнання для видалення нафти нижче за течією це було б обов'язково для змащених альтернатив. загальна вартість володіння для стиснення азоту надвисокого тиску зменшується приблизно на 25–351 TP3T протягом 10-річного терміну експлуатації, якщо порівнювати роботу без олії з системами зі змащенням та повним очищенням нижче за течією.
Відсутність олії в тракті стиснення особливо цінна при тиску 3,00 МПа, оскільки забруднення олією стає експоненціально більш концентрованим і його важче видалити зі збільшенням тиску. При такому рівні тиску навіть сучасні коалесцентні фільтри та системи з активованим вугіллям намагаються досягти вмісту олії нижче ppm, а енергетичні витрати на роботу таких систем стають суттєвими. Вбудована безмасляна конструкція LW-13/30 повністю усуває цю проблему.
Можливості налаштування та OEM
Ми пропонуємо широкі можливості налаштування, щоб адаптувати LW-13/30 до конкретних умов об'єкта, вимог інтеграції та специфікацій кінцевого користувача:
- Комплекти готових до встановлення систем на рамах: Попередньо зібраний компресор, двигун, інтеркулери, додатковий охолоджувач, трубопровід високого тиску, контрольно-вимірювальні прилади та панель керування на сталевій рамі. Попередні заводські випробування всіх систем скорочують час введення в експлуатацію на 60%.
- Конфігурації для небезпечних зон: Корпуси двигунів та електрообладнання, що відповідають вимогам ATEX Zone 2 та IECEx, для нафтохімічних установок. Вбудовані блокування виявлення газу та автоматичної вентиляції.
- Розширений контроль процесів: ПЛК Siemens S7-1200 або Allen-Bradley CompactLogix з 10-дюймовим сенсорним екраном HMI, дистанційним моніторингом через Modbus TCP/IP або OPC-UA та інтеграцією DCS/SCADA. Захисні блокування високого тиску, включаючи автоматичне розвантаження при надлишковому тиску та аварійні запірні клапани.
- Захист навколишнього середовища: Покриття морського класу C5-M для прибережних установок; тропіко-акустичні компоненти для температури навколишнього середовища 55°C; акустичні корпуси класу IP54, що знижують рівень шуму з 85 дБ(А) до 72 дБ(А).
- OEM та приватна торгова марка: Індивідуальні кольори фарби, фірмові таблички та локалізована документація для дистриб'юторів газового обладнання та системних інтеграторів.
Користувацькі конфігурації доступні з Мінімальна кількість замовлення 1 одиницяІнженерні пропозиції зазвичай доставляються протягом 5–7 робочих днів. Стандартний термін доставки становить 12–14 тижнів; повторні замовлення доставляються протягом 8–10 тижнів.
Тематичне дослідження: Система продувки азотом та інертизації заводу ЗПГ
Клієнт: Термінал регазифікації ЗПГ у Південно-Східній Азії
Виклик: Термінал потребував надійного постачання азоту під високим тиском для продувка трубопроводів, інертизація резервуарів для зберігання та аварійне впорскування азоту у систему випаровування ЗПГ. Існуючий масляний компресор зазнавав виносу оливи в потік азоту, що забруднювало кріогенні теплообмінники та вимагало щоквартальних зупинок для очищення. Тиск нагнітання 2,50 МПа також був недостатнім для нових вимог щодо продувки трубопроводу високого тиску. Витрати на технічне обслуговування досягли 1495 000 фунтів стерлінгів на рік, а незаплановані зупинки відбувалися кожні 3–4 місяці.
Рішення: Ми постачали Безмасляний азотний компресор LW-13/30 як основне джерело високого тиску, сконфігуроване на спеціальній рамі з інтегрованими подвійними інтеркулерами, додатковим охолоджувачем та панеллю керування Siemens S7-1200 PLC з інтеграцією SCADA. Тиск на нагнітанні 3,00 МПа відповідав усім вимогам щодо продувки трубопроводів та інертизації резервуарів. Безмасляна конструкція усунула забруднення теплообмінника. Вирівнювальний резервуар об'ємом 3 м³ був встановлений вище за течією для буферизації коливань попиту, спричинених періодичними операціями продувки.
Кількісні результати після 24 місяців:
- Вміст азоту в олії: Зменшено з 2,8 мг/м³ до <0,01 мг/м³, досягаючи ISO 8573-1 Клас 0
- Частота очищення кріогенного теплообмінника: Зменшено з щоквартальної до річної, заощаджуючи $45 000/рік
- Незаплановані зупинки: Нуль подій за 24 місяці порівняно з 6 подіями за попередні 24 місяці
- Річна вартість технічного обслуговування: Зменшено на 48% (від $95 000 до $49 400)
- Можливість продувки трубопроводу: Збільшено з 2,50 МПа до 3,00 МПа, що відповідає новим нормативним вимогам
«LW-13/30 був найнадійнішим обладнанням у нашій азотній системі. Усунення забруднення маслом вирішило проблему забруднення нашого теплообмінника, а тиск 3,00 МПа забезпечує нам необхідну для дотримання нормативних вимог продувку. Наша операційна команда нарешті має впевненість у постачанні азоту». — Керівник операцій, термінал ЗПГ
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 впорскування азоту, підвищення тиску в трубопроводах та хімічний синтез. Продуктивність від 2 до 130 м³/хв.
Багатоступінчасті безмасляні компресори серії ZW
Вертикальні багатоступеневі безмасляні компресори для кисню, азоту, водню та спеціальних газів. Тиск нагнітання до 9,00 МПа для застосувань надвисокого тиску.
Компресори середнього тиску серії MW
Безмасляні компресори середнього тиску (1,0–4,0 МПа) для рециркуляції азоту, скраплення газу та стиснення технологічного газу в нафтохімічних операціях.
Для повного огляду наших промисловий азотний компресор портфоліо, включаючи безмасляні кисневі компресори, водневі компресори, компресори вуглекислого газу та спеціально розроблені рішення для спеціальних газів, будь ласка, зв'яжіться з нашою командою інженерів-прикладників або перегляньте наш онлайн-каталог продукції.
Готові оновити свою систему азоту надвисокого тиску?
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
