Азотний компресор LW-9.5/30 – безмасляний азотний бустер для технологічних процесів високого тиску 3,00 МПа

Розроблений для подачі 9,5 м³/хв при тиску нагнітання 3,00 МПа, LW-9.5/30 – це двоступеневий, трирядний безмасляний поршневий азотний компресор, призначений для впорскування азоту під високим тиском, допоміжних насосів для скраплення газу та вимогливих нафтохімічних процесів. Нульове забруднення маслом, розрахований на безперервну роботу та створений для цілодобової промислової надійності за підвищеного тиску.

Огляд продукту

The Азотний компресор LW-9.5/30 займає ключове місце в нашій лінійці безмасляних поршневих компресорів, розроблених спеціально для застосувань, що вимагають як значної пропускної здатності, так і високого тиску нагнітання. З номінальною потужністю 9,5 м³/хв і винятковий Тиск нагнітання 3,00 МПаЦей агрегат відповідає найвимогливішим вимогам до підвищення тиску азоту в промисловій переробці газів, хімічному синтезі та нафтохімічних операціях.

Що відрізняє LW-9.5/30 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. Ця властива безмасляна характеристика гарантує, що потік азотного продукту залишається повністю чистим, досягаючи Сертифікація ISO 8573-1 класу 0 природно. При тиску нагнітання 3,00 МПа ризик перенесення масляних парів зростає порівняно із застосуванням низького тиску, що робить безмасляну конструкцію не просто перевагою, а й абсолютно необхідною для цілісності процесу.

Архітектура компресора використовує двоступеневий, трирядний (二列三级) конфігурація, яка оптимально розподіляє суттєвий коефіцієнт тиску між кількома ступенями стиснення. Цей багатоступеневий підхід є термодинамічно важливим для управління 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-9.5/30

* 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. Багатоступеневе стиснення для екстремальних коефіцієнтів тиску

The двоступенева, трирядна (二列三级) архітектура Для LW-9.5/30 термодинамічно важливе значення має досягнення цільового тиску нагнітання 3,00 МПа при типовому тиску на вході 0,05–0,10 МПа. Загальне співвідношення тисків приблизно від 30:1 до 60:1 розподіляється по трьох рядах стиснення з двома точками міжступінчастого охолодження. Такий багатоступінчастий підхід обмежує температуру нагнітання кожного ступеня нижче 160°C, запобігаючи термічній деградації ущільнювальних елементів з PTFE та подовжуючи термін служби клапанної пластини приблизно на 50% порівняно з двоступінчастими конструкціями, що працюють при еквівалентних загальних співвідношеннях тисків. Трирядна конфігурація також забезпечує чудові характеристики балансу сил, зменшуючи передачу вібрації на фундамент.

2. Безмасляне композитне ущільнення з PTFE високого тиску

LW-9.5/30 використовує запатентовану самозмащувальне поршневе кільце та вузол бандажа виготовлені з високощільних PTFE-композитів, спеціально розроблених для роботи під високим тиском. 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 10 разів вищим, ніж при 0,30 МПа, що значно ускладнює видалення масляних забруднень нижче за течією. Вбудована безмасляна конструкція LW-9.5/30 повністю усуває цю проблему, забезпечуючи Сертифікація ISO 8573-1 класу 0 без будь-якого фільтрувального обладнання нижче за течією. Формула з PTFE розрахована на безперервну роботу за температур до 185°C, що забезпечує надійну герметичність під термічним навантаженням від надвисокого тиску стиснення.

3. Посилена конструкція рами для навантажень високого тиску

Основна рама відлита з Сірий чавун GG25 (еквівалентно ASTM A48 класу 30B) зі значно посиленими стінками та інтегрованими каналами для охолоджувальної води. Циліндр високого тиску має потовщені стінки, додаткові зовнішні ребра та канавки для зняття напруги, щоб витримувати механічні навантаження, пов'язані з піковим тиском 3,00 МПа. трирядна конфігурація забезпечує кращий розподіл інерційної сили порівняно з дворядними конструкціями, причому додатковий ряд сприяє плавнішій передачі крутного моменту та зменшенню крутильних коливань у колінчастому валу. Це механічне вдосконалення особливо цінне для компресорів високого тиску, де пікові газові сили на поршнях значно підвищені.

4. Стандартний промисловий двигун-привід 380 В

LW-9.5/30 приводиться в рух Трифазний асинхронний двигун потужністю 110 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 пристрій доступним для широкого кола промислових об'єктів. Для об'єктів із шинними системами 6 кВ або 10 кВ додатковий двигун із вбудованим знижувальним трансформатором може бути встановлений на загальній рамі.

Сценарії застосування

Впорскування азоту під високим тиском для хімічного синтезу

На хімічних заводах LW-9.5/30 забезпечує подачу азоту під високим тиском для продувка петлі синтезу аміаку, інертизація реактора сечовини та консервація каталізатора синтезу метанолуТиск нагнітання 3,00 МПа достатній для безпосереднього впорскування азоту в хімічні реактори високого тиску, що працюють при тиску 2,0–2,5 МПа, підтримуючи позитивний шар інертного газу протягом усіх фаз роботи. Безмасляна конструкція є абсолютно необхідною в застосуваннях хімічного синтезу, оскільки будь-яке забруднення вуглеводнями отруїть каталізатори з дорогоцінних металів, погіршить якість продукту та потенційно створить небезпечні умови в екзотермічних реакціях.

Зрідження газу та кріогенне зберігання, бустер

На заводах зі зрідження азоту та кріогенних сховищах, Азотний бустер LW-9.5/30 стискає азот з випарника-зріджувача або резервуара для зберігання до тиску, необхідного для розподілу, подальшої обробки або переміщення у резервуари для зберігання високого тиску. Тиск нагнітання 3,00 МПа достатній для подачі азоту в кріогенні системи зберігання рідини, проходження азоту через теплообмінники високого тиску та подачі азоту до технологічного обладнання, що потребує підвищеного тиску. Безмасляна конструкція запобігає забрудненню кріогенного обладнання та гарантує, що зріджений азотний продукт відповідає суворим вимогам чистоти для харчових, медичних та електронних застосувань.

Інертизація та випробування резервуарів високого тиску для нафтохімічної промисловості

У нафтохімічних та нафтопереробних підприємствах LW-9.5/30 забезпечує подачу азоту під високим тиском для консервація каталізатора реактора, аварійне впорскування азоту в резервуари високого тиску, гідростатичні випробування технологічних трубопроводів 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 під час запуску, зупинки та в умовах аварії. Сертифікація на відсутність олії є обов'язковою для нафтохімічних застосувань, де азот контактує з каталізаторними шарами або потрапляє в технологічні потоки, які повинні залишатися повністю без вуглеводнів.

Екстракція та обробка надкритичних флюїдів

У харчовій промисловості, фармацевтичному виробництві та виробництві спеціальних хімікатів надкритичний азот використовується для екстракція активних сполук, формування частинок та прецизійне очищення чутливих компонентівКритична точка азоту становить 3,39 МПа та -147°C, що означає, що тиск нагнітання LW-9.5/30 у 3,00 МПа наближає азот до надкритичних умов у поєднанні з помірним охолодженням. Цей майже надкритичний азот використовується для екстракції кофеїну з кави, декофеїнізації чаю, екстракції ефірних олій та очищення прецизійних оптичних компонентів. Безмасляна конструкція є обов'язковою в цих застосуваннях, оскільки будь-яке вуглеводневе забруднення буде екстраговано разом із цільовими сполуками, що поставить під загрозу чистоту та безпеку продукту.

Матеріал та конструкція

LW-9.5/30 виготовлений з високоякісних матеріалів, відібраних для сумісності з азотом надвисокого 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-9.5/30 має суху масу 3,70 тонни та центр ваги приблизно на 850 мм вище опорної плити. Завдяки трирядній конфігурації незбалансовані сили добре розподілені, що дозволяє встановлювати його на залізобетонний інерційний блок вагою 6–8 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 1,8 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.

Проектування системи охолодження водою

Потреба у воді для охолодження становить приблизно 22 м³/год при температурі на вході не вище 32°C. Контур розподілу води паралельно живить циліндричні чохли та два інтеркулери. Враховуючи екстремальний коефіцієнт тиску, інтеркулери є абсолютно необхідними для управління температурою та повинні 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 об'єктів з граничною якістю води настійно рекомендується використовувати градирню із замкнутим циклом, бічним потоком фільтрації та хімічним очищенням.

Графік профілактичного обслуговування

Безмасляна конструкція LW-9.5/30 значно спрощує технічне обслуговування порівняно з альтернативами зі змащуванням. Немає потреби в заміні масла, аналізі масла, заміні фільтра та заміні картриджа 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. Клапанні пластини високого тиску на третьому ступені можуть потребувати частішої перевірки через надзвичайне механічне напруження 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-9.5/30 розроблений, виготовлений та випробуваний відповідно до наступних міжнародних стандартів та нормативних актів або перевищує їх:

Аналіз продуктивності та ефективності

LW-9.5/30 досягає питома споживана потужність приблизно 11,58 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 значно зростає зі збільшенням коефіцієнта стиснення. У сегменті безмасляних поршневих компресорів високого тиску (тиск нагнітання >2,50 МПа) ця ефективність є конкурентоспроможною та часто перевершує діафрагмові компресори, які є основною альтернативою для безмасляного обслуговування надвисокого тиску. Для порівняння, поршневі компресори з масляним змащенням у аналогічних застосуваннях зазвичай споживають 12,0–14,0 кВт/м³/хв, тоді як діафрагмові компресори можуть перевищувати 18 кВт/м³/хв.

При стандартному річному робочому графіку тривалістю 8000 годин перевага LW-9.5/30 у ефективності порівняно з менш ефективними альтернативами становить приблизно 38 000–95 000 кВт·год річної економії енергіїПри ціні $0,08/кВт·год це становить від $3 040 до $7 600 прямих скорочень витрат на електроенергію на рік. Однак основним економічним обґрунтуванням для LW-9.5/30 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 10 разів вищий, ніж при 0,30 МПа, що робить видалення олії після змащення експоненціально складнішим та дорожчим. загальна вартість володіння для стиснення азоту надвисокого тиску 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.

Багатоступенева конструкція також сприяє підвищенню ефективності, знижуючи середню ефективну температуру та покращуючи об'ємну ефективність. Дві точки міжступеневого охолодження відводять приблизно 351 TP3T теплоти стиснення, зменшуючи роботу, необхідну на наступних етапах, та покращуючи загальну ізотермічну ефективність процесу стиснення.

Можливості налаштування та OEM

Ми пропонуємо комплексні варіанти налаштування, щоб адаптувати LW-9.5/30 до конкретних умов об'єкта, вимог інтеграції та специфікацій кінцевого користувача:

• Комплекти готових до встановлення систем на рамах: Попередньо зібрані компресор, двигун, подвійні інтеркулери, додатковий охолоджувач, трубопровід високого тиску, контрольно-вимірювальні прилади та панель керування на сталевій рамі. Усі з'єднання високого тиску проходять заводські випробування на допустимий робочий тиск 1,5× MAWP перед відвантаженням. Зменшує польовий монтаж до лише електричних з'єднань та з'єднань охолоджувальної води.
• Конфігурації для небезпечних зон: Корпуси двигунів та електрообладнання, що відповідають вимогам ATEX Zone 2 та IECEx, для нафтохімічних установок. Вбудовані датчики газу, автоматичні блокування вентиляції та аварійні запірні клапани, 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. Захисні блокування високого тиску, включаючи автоматичне розвантаження при надлишковому тиску, аварійні запірні клапани та поетапне скидання тиску.
• 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) на відстані 1 метр.
• 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; для відповідних замовлень доступна прискорена доставка протягом 10 тижнів.

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

Клієнт: Виробник добрив в Індонезії, який експлуатує заводи з синтезу аміаку та сечовини

Виклик: Існуюча система постачання азоту високого тиску на заводі складалася з масляного компресора (20 років експлуатації), який живить петлю синтезу аміаку та системи інертизації реактора сечовини. Забруднення азотним потоком нафтою досягло 2,8 мг/м³, що спричинило прогресуюче отруєння каталізатора синтезу аміаку на основі заліза. Активність каталізатора знизилася на 151 т/3 тонни протягом 18 місяців, що зменшило продуктивність заводу та збільшило споживання енергії. Вартість заміни каталізатора оцінювалася в 450 000 т/4 тонни, і завод зіткнувся з потенційною зупинкою виробництва.

Рішення: Ми постачали Безмасляний азотний компресор LW-9.5/30 як основний підсилювач високого тиску, сконфігурований 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 до інертизації під високим тиском, а безмасляна конструкція уникала отруєння каталізатора. Перед насосом було встановлено компенсаційну ємність об'ємом 2 м³ для буферизації коливань попиту від системи інертизації реактора сечовини періодичної дії.

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
• Активність каталізатора синтезу аміаку: Стабілізований, без подальшого спаду
• Уникнення витрат на заміну каталізатора: $450,000 (відкладено на невизначений термін)
• Покращення виробництва рослин: Відновлено до проектної потужності, що збільшило дохід на 1 TP4T2,1 млн/рік
• Споживання енергії: Покращено 5.2% порівняно із заміненим блоком, що економить 12 800 фунтів стерлінгів на рік
• Незапланований простій: Нуль подій за 24 місяці безперервної роботи

«LW-9.5/30 врятував наш аміачний завод від катастрофічної заміни каталізатора та зупинки. Безмасляна конструкція відновила активність нашого каталізатора та усунула забруднення, яке руйнувало наше виробництво. Цей компресор окупився за перші шість місяців лише завдяки уникненню витрат на каталізатор». — Головний інженер, завод з виробництва добрив

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