Азотний компресор LW-33/30 – високопродуктивний безмасляний азотний бустер для промислового застосування з надвисоким тиском 3,00 МПа

Розроблений для подачі 33 м³/хв при тиску нагнітання 3,00 МПа, LW-33/30 – це двоступеневий, трирядний безмасляний поршневий азотний компресор, призначений для впорскування азоту під надвисоким тиском, систем скраплення газу та вимогливих нафтохімічних процесів. Нульове забруднення маслом, міцна конструкція та оптимізований для безперервної роботи під екстремальним тиском.

Огляд продукту

The Азотний компресор LW-33/30 являє собою вершину досягнення в нашому портфоліо безмасляних поршневих компресорів, розроблених для найвимогливіших застосувань азоту надвисокого тиску в промисловій газовій інфраструктурі. Завдяки значній потужності 33 м³/хв і винятковий Тиск нагнітання 3,00 МПаЦей агрегат займає сегмент надвисокого тиску в нашому асортименті продукції, обслуговуючи застосування, що потребують азоту під тиском, що значно перевищує звичайні рівні розподілу.

Що відрізняє LW-33/30, так це його повністю безмасляний шлях стиснення у поєднанні зі здатністю забезпечувати величезний потік за екстремального тиску. Поршневі кільця та бандажі поршня виготовлені з високоточним обробленням з передових самозмащувальних композитних матеріалів PTFE, які працюють без будь-яких вуглеводневих мастил, гарантуючи, що потік азоту залишається повністю вільним від забруднення маслом. При тиску 3,00 МПа навіть сліди забруднення маслом будуть висококонцентрованими та надзвичайно важкими для видалення нижче за течією, що робить конструкцію без використання масла не просто перевагою, але й абсолютно обов'язковою для застосувань з високою чистотою.

Архітектура компресора використовує двоступеневий, трирядний (二列三级) конфігурація, яка є важливою для керування екстремальним коефіцієнтом тиску, необхідним для досягнення тиску нагнітання 3,00 МПа. Трирядна схема забезпечує чудовий баланс сил і знижену вібрацію порівняно з однорядними конструкціями, тоді як двоступеневе стиснення гарантує термодинамічну ефективність і керовані температури нагнітання. Кожен ступінь має незалежне проміжне охолодження, зберігаючи цілісність ущільнювальних елементів з PTFE навіть під термічним навантаженням роботи під надвисоким тиском. Посилена чавунна рама та міцний кований сталевий колінчастий вал розраховані на мінімальний термін служби 120 000 годин згідно зі стандартними протоколами технічного обслуговування.

Технічні характеристики – LW-33/30

* 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. Безмасляна система ущільнення з PTFE надвисокого тиску

LW-33/30 використовує запатентовану самозмащувальне поршневе кільце та вузол бандажа Виготовлено з надвисокопродуктивних композитів PTFE, армованих скловолокном, вуглецевим волокном та бронзовими частинками. Ця вдосконалена формула матеріалу досягає коефіцієнта тертя нижче 0,05 без будь-якого зовнішнього вуглеводневого змащення, що гарантує повну відсутність забруднення олією в потоку азоту навіть при тиску нагнітання 3,00 МПа. При такому екстремальному тиску парціальний тиск будь-якої пари олії буде приблизно в 10 разів вищим, ніж при 0,30 МПа, що робить видалення олії практично неможливим. Формула PTFE розрахована на безперервну роботу при температурах до 190°C, що забезпечує надійну герметичність при сильному термічному навантаженні надвисокого тиску стиснення.

2. Трирядний баланс сил для стійкості до екстремального тиску

The трирядне протилежне розташування циліндрів Компресор LW-33/30 забезпечує виняткове гальмування сил першого та другого порядку, зменшуючи незбалансовані сили інерції, що передаються на фундамент, більш ніж на 901 TP3T порівняно з однорядними конструкціями. При тиску нагнітання 3,00 МПа пікові газові сили на поршні значно вищі, ніж у звичайних компресорах, що робить балансування сил критичним фактором при проектуванні. Трирядна конфігурація розподіляє ці сили між кількома циліндрами, мінімізуючи передачу вібрації та дозволяючи компресору працювати на стандартному залізобетонному інерційному блоці без потреби у спеціалізованих системах віброізоляції. Ця механічна стабільність є важливою для безперервної роботи в цілодобовому промисловому середовищі.

3. Двоступеневе стиснення з покращеним проміжним охолодженням

The двоступенева архітектура стиснення є термодинамічно важливим для досягнення цільового тиску нагнітання 3,00 МПа. Загальне співвідношення тисків приблизно від 30:1 до 60:1 (залежно від умов на вході) розподіляється між ступенем низького тиску та ступенем високого тиску, причому кожен ступінь працює з керованим співвідношенням тисків. Високопродуктивний кожухотрубний інтеркулер між ступенями відводить значну кількість тепла стиснення, підтримуючи температуру нагнітання нижче 160°C та запобігаючи термічній деградації ущільнювальних елементів з PTFE. Інтеркулер має збільшені розміри порівняно з потужністю компресора, щоб забезпечити достатній запас охолодження навіть за літніх умов навколишнього середовища або граничних температур охолоджувальної води.

4. Привід середньої напруги для потужної промислової інтеграції

LW-33/30 приводиться в рух Асинхронний двигун середньої напруги потужністю 350 кВт Доступний у конфігураціях 6 кВ або 10 кВ, що відповідають класу ефективності IE3 згідно з IEC 60034-1. Привід середньої напруги є важливим для двигуна такої номінальної потужності, що усуває потребу в надгабаритному розподільчому пристрої низької напруги та товстоканальних кабелях, які були б потрібні для еквівалента 380 В. Пряма інтеграція в промислові розподільчі мережі середньої напруги знижує витрати на електричну інфраструктуру, мінімізує втрати I²R у силових кабелях та підвищує загальну енергоефективність. Двигун оснащений міцною системою підшипників, розрахованою на радіальні та осьові навантаження, пов'язані з роботою компресора високого тиску.

Сценарії застосування

Впорскування азоту надвисокого тиску для нафти та газу

У нафтогазових операціях LW-33/30 забезпечує Азот високого тиску для підвищення нафтовіддачі (ПНП), операцій з газліфту та стимуляції свердловинТиск нагнітання 3,00 МПа достатній для закачування азоту в резервуари на глибині до 2000 метрів, де пластовий тиск вимагає високого тиску закачування для досягнення ефективного витіснення. Потужність 33 м³/хв може обслуговувати кілька нагнітальних свердловин одночасно через централізовану систему розподілу азоту високого тиску. Безмасляна конструкція є критично важливою для нафтопромислових застосувань, оскільки будь-яке забруднення нафтою змінить змочуваність породи-колектора, знизивши ефективність вилучення нафти та потенційно спричинивши пошкодження пласта.

Системи зрідження газу великого масштабу

На заводах зі зрідження азоту та кріогенних газопереробних установках Азотний бустер LW-33/30 стискає азот з випарника-зріджувача або системи зберігання до високого тиску, необхідного для розподілу, подальшої обробки або повторного впорскування в цикл зрідження. Тиск нагнітання 3,00 МПа достатній для проходження азоту через теплообмінники високого тиску, розширювальні турбіни та технологічне обладнання, що працює за підвищеного тиску. Безмасляна конструкція запобігає забрудненню кріогенного обладнання, де навіть сліди олії можуть замерзнути та заблокувати проходи теплообмінника, спричиняючи катастрофічні порушення процесу.

Нафтохімічний технологічний азот надвисокого тиску

У нафтохімічних та нафтопереробних підприємствах LW-33/30 забезпечує подачу азоту надвисокого тиску для інертизація реакторів високого тиску, регенерація каталізатора, аварійне розгерметизування та випробування трубопроводів під тискомТиск нагнітання 3,00 МПа достатній для впорскування азоту в технологічні резервуари, що працюють під тиском до 2,5 МПа, підтримуючи позитивний шар інертного газу протягом усіх операційних фаз. Номінальний рівень безперервного режиму роботи забезпечує безперебійну доступність азоту під час тривалих ремонтних кампаній. Сертифікація на відсутність вмісту олії є обов'язковою для нафтохімічних застосувань, де азот контактує з каталізаторними шарами або потрапляє в технологічні потоки, які повинні залишатися повністю без вуглеводнів.

Виробництво електроенергії та інертизація турбін

Газові електростанції та установки комбінованого циклу потребують азоту високого тиску для Інертизація ротора газової турбіни, продувка камери згоряння та консервація котла-утилізатора (HRSG) під час періодів простоїв. Тиск нагнітання LW-33/30 у 3,00 МПа достатній для прокачування азоту через складні внутрішні канали великих газових турбін та для підтримки позитивного тиску в пучках труб котла-утилізатора під час тривалих простоїв. Висока пропускна здатність може обслуговувати кілька турбін в одному комплексі виробництва енергії, зменшуючи кількість необхідних компресорних агрегатів та спрощуючи логістику технічного обслуговування.

Матеріал та конструкція

LW-33/30 виготовлений з високоякісних матеріалів, відібраних для сумісності з азотом надвисокого тиску, надзвичайної термостійкості та тривалого терміну служби:

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-33/30 має суху масу 6,60 тонни та центр ваги приблизно на 950 мм над опорною плитою. Трирядна опозитно-циліндрова конструкція забезпечує винятковий баланс сил, що дозволяє встановлювати її на залізобетонний інерційний блок 12–15 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 клапанів, 1,2 м з боку приводу для обслуговування двигуна та 2,0 м над головою для доступу до крана під час капітального ремонту. Напірний трубопровід високого тиску повинен бути належним чином підтримуваний пружинними підвісками та закріплений анкерами для запобігання втомі, викликаній вібрацією, при тиску 3,00 МПа. Усі опори трубопроводів повинні бути спроектовані з урахуванням теплового розширення під час циклів запуску та зупинки.

Проектування системи охолодження водою

Потреба у воді для охолодження становить приблизно 40 м³/год при температурі на вході не вище 32°C. Контур розподілу води забезпечує водопостачання циліндричних кожухів, інтеркулера та додаткового охолоджувача паралельними гілками з окремими клапанами регулювання потоку. Враховуючи екстремальний коефіцієнт тиску, інтеркулер має збільшені розміри відносно потужності компресора, щоб забезпечити достатній запас охолодження. 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 настійно рекомендується використовувати градирню із замкнутим циклом, бічним потоком фільтрації та хімічним очищенням, щоб забезпечити стабільну якість охолоджувальної води.

Графік профілактичного обслуговування

Безмасляна конструкція LW-33/30 значно спрощує технічне обслуговування порівняно з альтернативами зі змащенням. Немає потреби в заміні масла, його аналізі, заміні фільтрів та заміні картриджів сепаратора. Основними витратними елементами, що зношуються, є... Поршневі кільця та бандажі з PTFE, які зазвичай досягають терміну служби 3000–5000 годин в умовах чистого азоту під надвисокою тиском. Клапанні пластини високого тиску можуть потребувати частішої перевірки, ніж еквіваленти низького тиску, через надзвичайне механічне навантаження при 3,00 МПа, але загальне навантаження на технічне обслуговування залишається значно меншим, ніж у системах, що змащуються маслом.

Сертифікати відповідності та безпеки

Азотний компресор LW-33/30 розроблений, виготовлений та випробуваний відповідно до наступних міжнародних стандартів та нормативних актів або перевищує їх:

Аналіз продуктивності та ефективності

LW-33/30 досягає питома споживана потужність приблизно 10,61 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 надвисокого тиску (тиск нагнітання >2,50 МПа) ця ефективність є дуже конкурентоспроможною та значно перевершує діафрагмові компресори, які є основною альтернативою для безмасляного обслуговування надвисокого тиску. Для порівняння, поршневі компресори з масляним змащенням у аналогічних застосуваннях надвисокого тиску зазвичай споживають 11,5–13,0 кВт/м³/хв, тоді як діафрагмові компресори можуть перевищувати 18 кВт/м³/хв.

При стандартному річному робочому графіку тривалістю 8000 годин перевага LW-33/30 в ефективності порівняно з менш ефективними альтернативами становить приблизно 200 000–400 000 кВт·год річної економії енергіїПри ціні $0,08/кВт·год це становить $16 000–$32 000 прямих скорочень витрат на електроенергію на рік. Однак основним економічним обґрунтуванням для LW-33/30 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 альтернатив зі змащенням. При тиску 3,00 МПа енергетичні витрати систем фільтрації оливи нижче за течією (коалесцентні фільтри, адсорбери з активованим вугіллям, прилади моніторингу оливи) споживатимуть 5–81 TP3T вихідної потужності компресора — додаткові 28–56 кВт паразитного навантаження, яке безмасляна конструкція LW-33/30 повністю усуває.

The загальна вартість володіння для стиснення азоту надвисокого тиску зменшується приблизно на 25–351 TP3T протягом 10-річного терміну експлуатації, якщо порівняти безмасляну LW-33/30 з системами змащування з повним очищенням нижче за течією. Ця перевага загальних витрат на володіння капіталом зумовлена ​​меншим споживанням енергії, відмовою від витратних матеріалів на масло, зменшенням трудомісткості обслуговування та вищою експлуатаційною готовністю обладнання.

Можливості налаштування та OEM

Ми пропонуємо широкі можливості налаштування, щоб адаптувати LW-33/30 до конкретних умов об'єкта, вимог інтеграції та специфікацій кінцевого користувача:

• Комплекти готових до встановлення систем на рамах: Попередньо зібраний компресор, двигун, інтеркулер, додатковий охолоджувач, трубопровід високого тиску, контрольно-вимірювальні прилади та панель керування на сталевій рамі з інтегрованими вантажопідйомними вушками та шаблонами для анкерних болтів. Попереднє заводське випробування всіх систем зменшує ризики введення в експлуатацію та час монтажу в польових умовах на 60%.
• Конфігурації для небезпечних зон: Корпуси двигунів та електрообладнання, що відповідають вимогам ATEX Zone 2 та IECEx, для нафтохімічних установок. У систему керування можна інтегрувати вбудовані пристрої виявлення газу, автоматичні блокування вентиляції та вибухобезпечні прилади.
• 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 безперешкодною інтеграцією DCS/SCADA. Блокування безпеки надвисокого тиску, включаючи автоматичне розвантаження при надлишковому тиску, аварійні запірні клапани та резервні датчики тиску.
• 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 88 дБ(А) до 74 дБ(А) на відстані 1 метр.
• OEM та приватна торгова марка: Кольори фарби на замовлення, фірмові таблички та локалізовані пакети документації для дистриб'юторів газового обладнання та системних інтеграторів. Технічні посібники, списки запасних частин та процедури технічного обслуговування можуть надаватися кількома мовами.

Користувацькі конфігурації доступні з Мінімальна кількість замовлення 1 одиницяІнженерний огляд та створення пропозиції зазвичай займають 5–7 робочих днів. Стандартний термін доставки становить 14–16 тижнів; повторні замовлення доставляються протягом 10–12 тижнів з моменту підтвердження замовлення.

Тематичне дослідження: Модернізація азотного дотискувача на заводі зі скраплення газу

Клієнт: Кріогенний газопереробний завод на Близькому Сході, що виробляє рідкий азот для промислового та медичного ринків

Виклик: Існуючий на заводі азотний допоміжний насос з масляним мастилом (американська марка, 20 років експлуатації) зазнав поступового виносу нафти в потік азоту високого тиску, що живить цикл скраплення. Забруднення нафтою замерзало в головному теплообміннику, що призводило до засмічень, які вимагали щомісячних зупинок для розморожування та очищення. Кожне незаплановане зупинення коштувало 145 000 фунтів стерлінгів втрати виробництва, а команда з технічного обслуговування витрачала 3013 фунтів стерлінгів свого часу на вирішення проблем, пов'язаних з нафтою. Заводу потрібна була надійна безмасляна заміна, здатна подавати понад 30 м³/хв при тиску 3,00 МПа.

Рішення: Ми постачали Безмасляний азотний компресор LW-33/30 як пряма заміна, сконфігурована на спеціалізованій рамі з інтегрованим інтеркулером, додатковим охолоджувачем та панеллю керування Siemens S7-1200 PLC з повною інтеграцією SCADA. Площа рами була спроектована відповідно до існуючого фундаменту, що усунуло необхідність будівельних модифікацій. Трирядна конструкція забезпечила кращі вібраційні характеристики порівняно із заміненим однорядним компресором, зменшивши навантаження на фундамент. Вирівнювальний резервуар об'ємом 5 м³ був встановлений вище за течією для буферизації коливань тиску від генератора азоту вище за течією.

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
• Засмічення теплообмінника: Повністю ліквідовано, без необхідності вимикань для розморожування
• Незапланований простій: Зменшено з 12 днів/рік до 0 днів, що заощадить 1 540 000 фунтів стерлінгів на втраченому виробництві
• Робота з технічного обслуговування: Зменшено на 35% оскільки було скасовано технічне обслуговування, пов'язане з маслом
• Споживання енергії: Покращено 8.2% порівняно із заміненим блоком, що економить $28 000/рік
• Термін окупності: 1,4 роки виключно на основі скорочення простоїв та економії на обслуговуванні

«LW-33/30 повністю змінив надійність нашої установки зрідження нафти. Раніше ми щомісяця боролися із забрудненням нафтою. Тепер ми не торкалися теплообмінника вже два роки. Безмасляна конструкція багаторазово окупилася лише завдяки уникненню простоїв». — Директор з експлуатації, кріогенний газопереробний завод

Поширені запитання та посібник з вибору

Супутні продукти та рішення

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