LW-10/20 氮气压缩机 – 适用于 2.00 MPa 工业应用的高压无油氮气增压器

LW-10/20 是一款两级双排无油活塞式氮气压缩机，专为高压氮气注入、气瓶充气以及高要求的石油化工工艺应用而设计，可在 2.00 MPa 的排气压力下提供 10 m³/min 的氮气流量。该压缩机结构坚固耐用，无油污染，并针对高压连续运行进行了优化。

产品概述

这 LW-10/20 氮气压缩机 在我们的无油活塞式压缩机产品组合中占据着特殊地位，专为那些以高排气压力而非大流量为主要需求的应用而设计。其额定容量为 10 立方米/分钟 以及一位杰出的 2.00 MPa 排气压力该装置弥合了中压氮气分配与需要显著提高气体压力的高压工艺应用之间的差距。

LW-10/20 与传统替代品的区别在于其 完全无油压缩机构 该装置采用自润滑聚四氟乙烯（PTFE）复合活塞环和活塞带。这种设计理念彻底杜绝了氮气产品流中碳氢化合物污染的可能性，使该装置无需额外的下游净化设备即可直接用于高纯氮气钢瓶充装、制药工艺气体供应和电子级氮气应用。无油认证对于高压应用尤为重要，因为在高压环境下，油污染会更加集中且难以去除。

压缩机采用了一种 两级两排（二列二级） 这种配置对于管理在典型入口条件下达到 2.00 MPa 排气压力所需的巨大压力比至关重要。每一级都通过专用的中间冷却器进行独立冷却，确保气体温度保持在安全操作范围内，并保持 PTFE 密封元件的尺寸稳定性。坚固的框架结构和精密加工的曲轴组件的额定最低使用寿命为 120,000 小时 按照标准维护规程进行维护。

技术规格 – LW-10/20

* 所有规格均在标准参考条件下（ISO 1217，附录 C）测得。实际性能可能因现场海拔、环境温度和进气条件而异。

主要特性及工程优势

1. 高压无油聚四氟乙烯密封技术

LW-10/20 采用专有技术 自润滑活塞环和导向带组件 这些密封环采用专为高压工况配制的高性能聚四氟乙烯（PTFE）复合材料制成。环体以玻璃纤维和青铜颗粒增强，无需任何外部碳氢化合物润滑即可实现低于0.06的摩擦系数。在2.00 MPa的排气压力下，油蒸气携带的风险相比低压应用显著增加，因此无油设计不仅具有优势，而且至关重要。PTFE复合材料配方可在高达185°C的温度下连续运行，即使在高压压缩的热应力下也能确保可靠的密封完整性。

2. 适用于极端压力比的两级压缩

这 两阶段压缩架构 LW-10/20 的分级压缩对于在 0.05–0.10 MPa 的典型入口压力下实现 2.00 MPa 的排气压力目标至关重要。总压比约为 20:1 至 40:1，由低压缸和高压缸分别承担，每一级均在可控的压比下运行。两级之间采用高效壳管式中间冷却器，有效去除压缩产生的大量热量，使排气温度保持在 165°C 以下，防止 PTFE 密封元件的热降解。如果没有分级压缩，排气温度将超过 PTFE 材料的安全工作极限，因此两级压缩设计是实现此压力水平的基本要求。

3. 坚固的框架结构，可承受高压载荷

主框架由……铸造而成 GG25 灰铸铁 （相当于 ASTM A48 30B 级）带有加强壁和一体式冷却水通道。高压缸采用更厚的铸壁和额外的加强筋，以承受 2.00 MPa 峰值压力带来的机械应力。 双排对置气缸排列 与单排设计相比，这种设计能够自然地抵消一级力，从而将传递到基础的不平衡惯性力降低 80% 以上。这种机械优势对于高压压缩机尤为重要，因为高压压缩机活塞上的峰值气体作用力远高于低压应用。

4. 灵活的电压配置，适用于各种安装环境

LW-10/20 由……驱动 110千瓦感应电机 有售 380伏、6千伏或10千伏 LW-10/20 的配置符合 IEC 60034-1 IE3 能效等级标准。标准的 380V 配置适用于已具备低压配电基础设施的设施，而 6kV 和 10kV 选项则无需降压变压器即可直接集成到中压工业网络中。这种电气灵活性使得 LW-10/20 能够适应各种安装环境，从小型工业设施到配备中压母线系统的大型综合工厂均可适用。

应用场景

高压氮气钢瓶充气站

LW-10/20 非常适合用于 氮气瓶充装作业 在此过程中，高压气体必须被压缩到标准工业气瓶中，充气压力为 15–20 MPa。虽然压缩机的 2.00 MPa 排气压力无法直接达到气瓶充气压力，但它可以作为高效的中间增压器，显著降低下游高压充气压缩机所需的压缩比。这种分级方法提高了整个系统的效率，并减少了昂贵的高压充气设备的磨损。气瓶充气必须采用无油设计，因为任何油污都会滞留在气瓶中并输送给最终用户，从而影响他们的生产流程。

石油化工高压工艺氮气

在石油化工和炼油作业中，LW-10/20 提供高压氮气。 反应堆催化剂保存、高压容器紧急氮气注入以及管道压力测试2.00 MPa 的排放压力足以将氮气注入工作压力高达 1.6 MPa 的工艺容器中，从而在启动、停机和异常工况下维持正惰性气体保护层。 LW-10/20 高压氮气增压器 也用于工艺管道和压力容器的水压试验，其中使用氮气作为试验介质，以避免必须保持干燥的系统中出现水污染。

制药工艺气体供应

制药生产设施需要高压高纯度氮气。 无菌过滤、冻干和无菌灌装操作LW-10/20 的无油认证确保其符合 FDA 21 CFR 211.72（设备结构要求）和欧盟 GMP 附录 1（无菌药品生产）的要求。2.00 MPa 的排气压力可提供足够的扬程，驱动氮气通过高压运行的无菌过滤系统、喷雾干燥器和流化床处理器。10 立方米/分钟的流量可同时为单个生产设施内的多个制药工艺单元供气。

电子设备高压氮气吹扫

半导体制造厂和电子组装厂需要高压氮气。 晶圆处理系统清洗、化学气相沉积 (CVD) 腔室清洗以及精密元件的高压干燥LW-10/20 的 2.00 MPa 排气压力足以驱动精密清洗应用中使用的高速氮气射流，并能维持晶圆输送系统中的正压。无油设计在半导体应用中至关重要，因为即使是亚 ppm 级的油污染也可能导致集成电路制造中的灾难性缺陷。

材料与施工

LW-10/20 采用优质材料制成，这些材料经过精心挑选，可与高压氮气兼容，具有耐热性和更长的使用寿命：

所有承压部件的设计和制造均严格按照以下规定进行： ASME BPVC 第 VIII 节第 1 部分 或符合中国GB 150标准。所有焊接接头均按照ASME第五卷第二条进行100%射线探伤（RT），每个完工的压力容器均需进行1.5倍最大允许工作压力（MAWP）的水压试验，保持时间至少30分钟。高压管道系统采用无缝SS316不锈钢制造，并使用ANSI 600级法兰连接，以确保在2.00 MPa工作压力下具有良好的密封性。

安装和维护指南

基础及结构要求

LW-10/20 的干重为 3.00 吨，重心位于底板上方约 800 毫米处。由于采用双排对置气缸设计，即使在高压运行下，不平衡力也极小，因此可以安装在…… 5-6吨钢筋混凝土惯性块该模块应安装在弹性隔振器上（固有频率 7–10 Hz）。最小净空要求：非驱动侧阀门检修空间 1.2 米，驱动侧电机维护空间 1.0 米，大修期间起重机作业空间 1.5 米。必须特别注意高压排放管道，必须对其进行适当的支撑和锚固，以防止振动引起的疲劳。

冷却水系统设计

冷却水需求量约为 18 立方米/小时 进水温度不超过 32°C。水分配回路通过并联支路为气缸夹套、中间冷却器和后冷却器供水。鉴于高压比，中间冷却器对于热管理至关重要，必须始终获得充足的冷却水流量。水质规格：pH 值 6.5–8.5，总溶解固体 < 500 mg/L，氯化物 < 50 mg/L（以防止 SS316 不锈钢管腐蚀），悬浮物 < 30 mg/L，总硬度 < 300 mg/L（以 CaCO₃ 计）。对于水质较差的场所，建议采用带旁路过滤的闭式冷却塔。

预防性维护计划

LW-10/20 的无油设计与润滑型产品相比，大大简化了维护工作。无需换油、无需油液分析、无需更换滤芯、也无需更换分离器滤芯。主要易损件是： 聚四氟乙烯活塞环和活塞环带在洁净氮气高压条件下，此类阀板通常可达到 3,000 至 5,000 小时的使用寿命。由于机械应力增大，高压阀板可能需要比低压阀板更频繁的检查，但总体维护负担仍远低于油润滑系统。

合规与安全认证

LW-10/20 氮气压缩机的设计、制造和测试均符合或超过以下国际标准和监管框架：

性能与效率分析

LW-10/20 实现了 单位能耗约为 11.00 千瓦/立方米/分钟 在 2.00 MPa 排气压力下输送氮气。该比功率值反映了高压压缩的热力学实际情况，即所需功随压力比的增加而显著增加。在高压无油活塞式压缩机领域（排气压力 >1.50 MPa），这种效率具有竞争力，并且通常优于隔膜式压缩机，后者是无油高压应用的主要替代方案。相比之下，在类似的高压应用中，油润滑往复式压缩机的能耗通常为 11.5–13.0 kW/m³/min，而隔膜式压缩机的能耗可能超过 15 kW/m³/min。

在标准的 8,000 小时年度运行计划下，LW-10/20 相对于效率较低的替代方案的效率优势约为 每年可节省 40,000 至 80,000 千瓦时的能源按 $0.08/kWh 计算，这意味着每年可直接节省 $3,200 至 $6,400 的电力成本。然而，LW-10/20 的主要经济效益通常体现在以下方面： 消除与石油相关的消耗品，并避免使用下游除油设备 如果使用润滑剂，那将是强制性的。 高压氮气压缩的总拥有成本 与采用完全下游净化的润滑系统相比，无油运行在 10 年运行寿命内预计可减少 25–35%。

在高压下，压缩路径中无油的特性尤为重要，因为随着压力的升高，油污染的浓度会更高，去除难度也会更大。在 2.00 MPa 时，油蒸气的分压显著高于 0.30 MPa 时，这会导致下游油过滤系统的效率降低，成本增加。LW-10/20 的原生无油设计彻底解决了这一难题。

定制化和OEM能力

我们提供全面的定制选项，使 LW-10/20 能够适应特定的现场条件、集成要求和最终用户规范：

• 撬装式交钥匙工程： 预组装的压缩机、电机、中间冷却器、后冷却器、高压排气管道、仪表和控制面板安装在带有集成吊耳和锚栓模板的结构钢底座上。现场安装仅需连接电源和冷却水即可。
• 危险区域配置： 符合ATEX 2区和IECEx标准的电机和电气外壳，适用于石化装置。控制系统可集成气体检测和自动通风联锁装置。
• 高级过程控制： 可选配西门子 S7-1200 或 Allen-Bradley CompactLogix PLC，配备 10 英寸 HMI 触摸屏，支持 Modbus TCP/IP 或 OPC-UA 远程监控，并可无缝集成 DCS/SCADA 系统。高压安全联锁装置包括过压自动卸载和紧急隔离阀。
• 环境保护： 适用于沿海安装的 C5-M 海洋级涂料；适用于 55°C 环境的热带化电气元件；IP54 等级的隔音罩，可将 1 米处的噪声从 85 dB(A) 降低到 72 dB(A)。
• OEM 和自有品牌： 为燃气设备分销商和系统集成商提供定制油漆颜色、品牌铭牌和本地化文档。

可提供自定义配置 最小起订量 1 件工程方案通常会在 3-5 个工作日内交付。标准交付时间为 10-12 周；符合条件的订单可享受 8 周内加急交付服务。

案例研究：制药用氮气钢瓶充装站

客户： 印度一家为医院和制药厂提供药用气体的供应商

挑战： 客户使用一台油润滑高压压缩机为医用氮气钢瓶充气。充气钢瓶中的油污染水平高达 1.5 mg/m³，超过了制药客户和医院气体标准要求的 0.1 mg/m³ 的限值。油污染还导致钢瓶充气歧管中的活性炭净化床老化，需要每 6 个月更换一次。客户投诉和监管机构的审查都在增加。

解决方案： 我们提供了 LW-10/20 无油氮气压缩机 作为主增压器，该增压器安装在定制的撬装底座上，集成了中间冷却器、后冷却器和西门子S7-1200 PLC控制面板。2.00 MPa的排气压力为下游高压充气压缩机供气，降低了充气阶段所需的总压缩比，提高了系统效率。无油设计完全省去了活性炭净化床。

18 个月后的量化结果：

• 充装气瓶中的氮油含量： 从 1.5 毫克/立方米 降低至 <0.01 毫克/立方米达到 ISO 8573-1 0 级标准
• 活性炭床更换： 完全消除每年节省$8,000元耗材费用
• 客户投诉： 零 自投产以来，已赢得三份新的制药合同
• 压缩机维护： 减少了 30% 由于入口压力比降低
• 投资回收期： 2.1 年 基于成本节约和新合同收入

“LW-10/20彻底改变了我们医用气体业务的格局。现在，我们能够向所有客户保证提供符合ISO 8573-1标准的0级氮气，并且赢得了以前无法竞争的合同。无油设计解决了我们最大的质量难题。” — 医药气体供应商总经理

常见问题解答及选购指南

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