Азотний компресор LW-6/30 – високотискний безмасляний азотний бустер для технологічних процесів з тиском 3,00 МПа

Розроблений для подачі 6 м³/хв при тиску нагнітання 3,00 МПа, LW-6/30 – це двоступеневий, дворядний безмасляний поршневий азотний компресор, спеціально створений для впорскування азоту під високим тиском, станцій заправки газових балонів та вимогливих хімічних процесів. Нульове забруднення маслом, міцна конструкція та оптимізований для безперервної роботи під екстремальним тиском.

Огляд продукту

The Азотний компресор LW-6/30 займає провідне місце в нашому сімействі безмасляних поршневих компресорів, розроблених для застосувань, де визначальною вимогою є екстремальний тиск нагнітання. З номінальною потужністю 6 м³/хв і винятковий Тиск нагнітання 3,00 МПаЦей агрегат відповідає найвимогливішим вимогам до підвищення тиску азоту в промисловій газовій інфраструктурі, хімічній переробці та розподілі спеціальних газів.

Що відрізняє LW-6/30 від традиційних альтернатив, так це його повністю безмасляний шлях стиснення використання самозмащувальних поршневих кілець та бандажів з композитного PTFE. При тиску нагнітання 3,00 МПа ризик перенесення масляної пари значно зростає порівняно із застосуванням низького тиску, що робить безмасляну конструкцію не просто перевагою, а й абсолютно обов'язковою для застосувань, що вимагають сертифікації ISO 8573-1 класу 0. Відсутність вуглеводневих мастил усуває необхідність у системах фільтрації оливи нижче за течією, які були б як дорогими, так і технічно складними для ефективного впровадження на такому рівні тиску.

Архітектура компресора використовує двоступеневий, дворядний (二列二级) конфігурація, термодинамічно важлива для управління екстремальним співвідношенням тиску, необхідним для досягнення 3,00 МПа за типових умов на вході. Кожен ступінь незалежно охолоджується високоефективним інтеркулером, що забезпечує підтримку температури газу в безпечних робочих межах та зберігає стабільність розмірів ущільнювальних елементів з PTFE. Посилена чавунна рама та динамічно збалансований кований сталевий колінчастий вал розроблені для мінімального терміну служби 120 000 годин згідно зі стандартними протоколами технічного обслуговування.

Технічні характеристики – LW-6/30

* 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 ущільнень з PTFE для екстремального тиску

LW-6/30 використовує запатентовану самозмащувальне поршневе кільце та вузол бандажа виготовлені з високощільних PTFE-композитів, спеціально розроблених для роботи в умовах надзвичайного тиску. Ці кільця армовані скловолокном та бронзовими частинками для досягнення коефіцієнта тертя нижче 0,06 без будь-якого зовнішнього вуглеводневого змащення. При тиску нагнітання 3,00 МПа парціальний тиск масляної пари буде приблизно в 30 разів вищим, ніж при 0,30 МПа, що робить звичайні конструкції з масляним змащенням абсолютно непридатними для застосування з високою чистотою. Композитна формула PTFE розрахована на безперервну роботу при температурах до 185°C, забезпечуючи надійну герметичність при інтенсивному термічному навантаженні стиснення 3,00 МПа. Для операторів у фармацевтичному, напівпровідниковому та харчовому виробництві азоту ця власна безмасляна конструкція забезпечує Відповідність стандарту ISO 8573-1 класу 0 без будь-якого обладнання для очищення нижче за течією.

2. Двоступеневе стиснення для екстремальних коефіцієнтів тиску

The двоступенева архітектура стиснення Для досягнення цільового тиску нагнітання 3,00 МПа компресора LW-6/30, типового тиску на вході 0,05–0,10 МПа, термодинамічно обов'язковим є його коефіцієнт тиску, що становить приблизно від 30:1 до 60:1, який розподіляється між циліндром низького тиску та циліндром високого тиску, причому кожен ступінь працює з керованим коефіцієнтом тиску. Високоефективний кожухотрубний інтеркулер між ступенями відводить значну кількість тепла стиснення, підтримуючи температуру нагнітання нижче 160°C та запобігаючи термічній деградації ущільнювальних елементів з PTFE. Без ступінчастого стиснення температура нагнітання перевищувала б 250°C, що значно перевищує безпечну робочу межу будь-якого безмасляного ущільнювального матеріалу. Двоступенева конструкція також покращує об'ємну ефективність, зменшуючи втрати на повторне розширення, які виникають в одноступеневому компресорі, що працює з такими екстремальними коефіцієнтами тиску.

3. Посилена рама для механічних навантажень високого тиску

Основна рама відлита з Сірий чавун GG25 з посиленими стінками, додатковим ребристістю та вбудованими каналами для охолоджувальної води. Циліндр високого тиску має значно товстіші стінки та покращену структурну підтримку, щоб витримувати пікові газові сили, пов'язані з роботою під тиском 3,00 МПа. дворядне протилежне розташування циліндрів забезпечує природне компенсування сил першого порядку, що особливо важливо для компресорів високого тиску, де пікові сили на поршнях можуть бути втричі-чотири рази більшими, ніж в еквівалентах низького тиску. Ця механічна перевага зменшує передачу вібрації на фундамент і подовжує термін служби підшипників, шатунів і шийок колінчастого вала.

4. Стандартний промисловий двигун-привід 380 В

LW-6/30 приводиться в рух Трифазний асинхронний двигун потужністю 65 кВт, 380 В, 50 Гц Відповідно до IEC 60034-1 класу ефективності IE3. Стандартна низьковольтна конфігурація інтегрується безпосередньо в існуючі промислові розподільні щити на 380 В без необхідності використання розподільчого пристрою середньої напруги або знижувальних трансформаторів. Така електрична простота зменшує як капітальні витрати, так і складність введення в експлуатацію, що робить установку доступною для широкого кола промислових об'єктів. Номінальна потужність 65 кВт оптимізована для продуктивності 6 м³/хв при тиску 3,00 МПа, забезпечуючи питому споживану потужність, яка є конкурентоспроможною в сегменті безмасляних компресорів високого тиску.

Сценарії застосування

Станції заправки азотними балонами високого тиску

LW-6/30 ідеально підходить для операції з заповнення азотних балонів де газ високого тиску необхідно стискати у стандартні промислові балони під тиском наповнення 15–20 МПа. Хоча тиск нагнітання компресора 3,00 МПа не досягає безпосередньо тиску наповнення балона, він служить високоефективним проміжним підсилювачем, який значно знижує коефіцієнт стиснення, необхідний для компресорів високого тиску наповнення, що підключаються нижче за течією. Такий поетапний підхід підвищує загальну ефективність системи на 15–251 TP3T та зменшує знос дорогого обладнання для наповнення високого тиску. Продуктивність 6 м³/хв може підтримувати швидкість наповнення балонів 80–120 балонів на годину, що робить її придатною для комерційних газонаповнювальних станцій, що обслуговують промислових, медичних та спеціальних споживачів газу. Безмасляна конструкція є обов'язковою для наповнення балонів, оскільки будь-яке масляне забруднення буде затримуватися в балонах та доставлятися кінцевим користувачам.

Хімічний процес впорскування азоту під високим тиском

На хімічних переробних заводах, Азотний компресор високого тиску LW-6/30 забезпечує азотом інертизація реакторів високого тиску, консервація шару каталізатора та аварійне впорскування азоту в технологічні резервуари, що працюють під підвищеним тискомТиск нагнітання 3,00 МПа достатній для впорскування азоту в технологічні резервуари, що працюють під тиском до 2,4 МПа, підтримуючи позитивний шар інертного газу під час запуску, зупинки та в умовах аварії. Сертифікація на відсутність олії є важливою для хімічних застосувань, де азот контактує з каталітичними шарами або потрапляє в технологічні потоки, які повинні залишатися повністю вільними від вуглеводневих забруднень. Навіть сліди олії можуть отруїти каталізатори з дорогоцінних металів, погіршити реакції полімеризації або призвести до отримання партій продукції, що не відповідають специфікаціям.

Підвищення тиску для зрідження газу та кріогенного зберігання

На заводах зі скраплення азоту та кріогенних сховищах LW-6/30 стискає азот до високого тиску, необхідного для подача циклу зрідження, створення тиску в кріогенних резервуарах для зберігання та перекачування рідкого азотуТиск нагнітання 3,00 МПа підходить для пропускання азоту через теплообмінники та розширювальні турбіни малих та середніх установок зрідження. Безмасляна конструкція запобігає забрудненню кріогенного обладнання маслом, де навіть мікроскопічні залишки масла можуть замерзнути та блокувати вузькі проходи в теплообмінниках та розширювальних клапанах, спричиняючи катастрофічні порушення процесу.

Випробування трубопроводів під тиском та гідростатичні випробування

Нафтогазова промисловість, хімічні заводи та енергетичні підприємства потребують азоту під високим тиском для випробування трубопроводів під тиском, гідростатичні випробування посудин під тиском та пневматичні випробування технологічного обладнанняТиск нагнітання LW-6/30 3,00 МПа підходить для випробувань трубопроводів та резервуарів з розрахунковим тиском до 2,4 МПа (згідно з ASME B31.3, випробувальний тиск = 1,5 × розрахунковий тиск). Азот переважніше за воду для випробувань у холодному кліматі (запобігання замерзанню), у системах, які повинні залишатися сухими (електрообладнання, газопроводи), та в тих випадках, коли забруднення водою важко видалити. Безмасляна конструкція гарантує, що саме випробувальне середовище не вносить забруднення в випробувану систему.

Матеріал та конструкція

LW-6/30 виготовлений з високоякісних матеріалів, відібраних для забезпечення сумісності з азотом за надзвичайного тиску, 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-6/30 має суху масу 2,70 тонни та центр ваги приблизно на 800 мм над опорною плитою. Завдяки дворядній конструкції з протилежним розташуванням циліндрів, незбалансовані сили мінімальні, незважаючи на роботу під екстремальним тиском, що дозволяє встановлювати його на залізобетонний інерційний блок вагою 5–6 тоннБлок слід монтувати на еластомерних віброізоляторах (власна частота 7–10 Гц). Мінімальні вимоги до зазору: 1,2 м з боку, що не є приводом, для доступу до клапана, 1,0 м з боку приводу для обслуговування двигуна та 1,5 м над головою для доступу до крана. Особливу увагу слід приділити напірному трубопроводу високого тиску, який повинен бути належним чином підтримуваний, закріплений та знятий з напруги, щоб запобігти втомі, викликаній вібрацією, при тиску 3,00 МПа. Усі трубопроводи високого тиску повинні бути спроектовані відповідно до стандартів ASME B31.3 «Технологічні трубопроводи».

Проектування системи охолодження водою

Потреба у воді для охолодження становить приблизно 15 м³/год при температурі на вході не вище 32°C. Контур розподілу води паралельно живить чохли циліндрів та інтеркулер. Враховуючи екстремальний коефіцієнт тиску, інтеркулер є абсолютно критично важливим для теплового управління та повинен постійно 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 настійно рекомендується використовувати градирню із замкнутим циклом, бічним потоком фільтрації та хімічною обробкою, щоб запобігти утворенню накипу та корозії в теплообмінниках високого тиску.

Графік профілактичного обслуговування

Безмасляна конструкція LW-6/30 значно спрощує технічне 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 терміну служби 3000–5000 годин в умовах чистого азоту під високим тиском. Клапанні пластини екстремального тиску можуть потребувати частішої перевірки, ніж еквіваленти низького тиску, через суттєво підвищене механічне навантаження, але загальне навантаження на технічне обслуговування залишається значно меншим, ніж у системах, що змащуються маслом.

Сертифікати відповідності та безпеки

Азотний компресор LW-6/30 розроблений, виготовлений та випробуваний відповідно до наступних міжнародних стандартів та нормативних актів або перевищує їх:

Аналіз продуктивності та ефективності

LW-6/30 досягає питома споживана потужність приблизно 10,83 кВт на м³/хв азоту, що подається при тиску нагнітання 3,00 МПа. Цей показник питомої потужності відображає термодинамічну реальність надзвичайно високого тиску, де необхідна робота суттєво зростає зі збільшенням коефіцієнта стиснення. У сегменті високотискних безмасляних поршневих компресорів (тиск нагнітання >2,50 МПа) ця ефективність є конкурентоспроможною та значно перевершує діафрагмові компресори, які є основною альтернативою для безмасляного високого тиску. Для порівняння, поршневі компресори з масляним змащенням у аналогічних умовах надзвичайного 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-6/30 в ефективності порівняно з менш ефективними альтернативами становить приблизно 48 000–96 000 кВт·год річної економії енергіїПри ціні $0,08/кВт·год це становить $3 840–$7 680 прямих скорочень витрат на електроенергію на рік. Однак основним економічним фактором вибору LW-6/30 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 парціальний тиск масляної пари приблизно в 30 разів вищий, ніж при 0,30 МПа, що робить системи фільтрації оливи нижче за течією менш ефективними та дорожчими. загальна вартість володіння для надзвичайно високого тиску азотного стиснення зменшується приблизно на 30–451 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 критична при тиску 3,00 МПа, оскільки забруднення олією стає все більш концентрованим і його важче видалити зі збільшенням тиску. При такому рівні тиску навіть забруднення олією в межах ppm може спричинити значні проблеми в обладнанні, що використовується в процесі обробки, каталітичних шарах і кріогенних системах. Власна безмасляна конструкція LW-6/30 повністю усуває цю проблему, забезпечуючи стабільний азот класу 0 за стандартом ISO 8573-1 незалежно від робочого тиску.

Можливості налаштування та OEM

Ми пропонуємо комплексні варіанти налаштування, щоб адаптувати LW-6/30 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 скорочує час введення в експлуатацію та зменшує ризики.
• 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, вбудовані в систему керування.
• 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 безперебійною інтеграцією DCS/SCADA. Блокування безпеки високого тиску, включаючи автоматичне розвантаження при надлишковому тиску, аварійні запірні клапани та резервний моніторинг тиску.
• Захист навколишнього середовища: Системи покриттів морського класу C5-M для прибережних установок; тропіко-пристосовані електричні компоненти для температур навколишнього середовища до 55°C; та акустичні корпуси зі класом захисту IP54, що знижують рівень шуму з 85 дБ(А) до 72 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 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 12–14 тижнів; повторні замовлення доставляються протягом 8–10 тижнів з моменту підтвердження замовлення.

Тематичне дослідження: Модернізація системи подачі азоту високого тиску на хімічному заводі

Клієнт: Виробник спеціалізованих хімічних речовин у Малайзії, що експлуатує реактори полімеризації високого тиску

Виклик: На заводі використовувався масляний компресор високого тиску для подачі азоту для інертизації реактора та консервації каталізаторного шару за тиску 2,50 МПа. Рівень забруднення азотом нафтою сягав 2,2 мг/м³, що спричиняло часті випадки отруєння каталізатора, які вимагали зупинки реактора та заміни каталізатора вартістю 145 000 фунтів стерлінгів за кожен випадок. Нафта також осідала на внутрішніх компонентах реактора, знижуючи ефективність теплопередачі та збільшуючи час простою для очищення. На заводі в середньому траплялося 4 випадки отруєння каталізатора на рік, а загальні збитки перевищували 180 000 фунтів стерлінгів на рік.

Рішення: Ми постачали Безмасляний азотний компресор LW-6/30 як основний підсилювач високого тиску, сконфігурований на спеціальній рамі з інтегрованим інтеркулером, додатковим охолоджувачем та панеллю керування Siemens S7-1200 PLC з резервним контролем тиску та автоматичною аварійною ізоляцією. Тиск на нагнітанні 3,00 МПа забезпечував запас міцності понад технологічну вимогу 2,50 МПа, забезпечуючи надійну подачу азоту навіть під час пікового навантаження. Безмасляна конструкція усунула першопричину отруєння каталізатора.

Кількісні результати після 24 місяців:

• Вміст азоту в олії: Зменшено з 2,2 мг/м³ до <0,01 мг/м³, досягаючи ISO 8573-1 Клас 0
• Випадки отруєння каталізатором: Нуль за 24 місяці, порівняно з 8 інцидентами за попередні 24 місяці
• Вартість заміни каталізатора: Виключено, заощаджуючи $180 000/рік
• Час простою для очищення реактора: Зменшено на 60% завдяки усуненню масляних відкладень на внутрішніх деталях
• Загальна доступність рослин: Збільшено на 4.2%, що еквівалентно $320 000/рік додаткового виробництва
• Термін окупності: 1,2 роки на основі уникнення витрат на заміну каталізатора

«LW-6/30 стала найефективнішою модернізацією обладнання в історії нашого заводу. Усунення отруєння каталізатора заощадило нам 14 180 000 фунтів стерлінгів на рік прямих витрат і збільшило наші виробничі потужності на понад 41 300 фунтів стерлінгів. Окупність інвестицій була досягнута трохи більше ніж за рік. Шкода, що ми не зробили цю зміну десять років тому». — Директор заводу зі спеціалізованого хімічного виробництва

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 надзвичайно високого 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