Erdgaskompressor

Erdgas, ein sauberer fossiler Brennstoff, der hauptsächlich aus Methan (CH₄) besteht, spielt eine entscheidende Rolle in der modernen Energie- und Chemieindustrie. Es ist nicht nur ein wichtiger Brennstoff für Industrie und Haushalte, sondern auch ein grundlegender Rohstoff für die chemische Synthese. Aufgrund seiner Brennbarkeit und Explosivität (Explosionsgrenze von 5 % bis 15 % in Luft und Zündtemperatur von ca. 540 °C) müssen die zugehörigen Kompressionsanlagen jedoch höchste Sicherheits- und Zuverlässigkeitsstandards erfüllen. Ob als komprimiertes Erdgas (CNG) für Fahrzeuge, als chemischer Rohstoff oder Brennstoff für die Stromerzeugung – Erdgaskompressoren müssen strenge Anforderungen an explosionsgeschütztes Design, leckagefreien Betrieb und stabile Leistung erfüllen, um die Produktionssicherheit zu gewährleisten und die Energieeffizienz zu verbessern.

Membrankompressor

Kolbenkompressor

Vorteile von Erdgas-Membrankompressoren:

01

Absolut ölfrei und leckagefrei, für höchste Gasqualität und -sicherheit:

Die Metallmembran des Membrankompressors trennt das Prozessgas vollständig vom Hydraulikölsystem und gewährleistet so eine 100% ölfreie Schmierung in der Kompressionskammer. Dadurch wird sichergestellt, dass das komprimierte Erdgas nicht durch Schmieröl verunreinigt wird und die extrem hohen Reinheitsanforderungen für Anwendungen wie CNG für Kraftfahrzeuge und Erdgas in Elektronikqualität erfüllt werden. Gleichzeitig eliminiert die statische Dichtungskonstruktion das Risiko eines Austritts des Prozessgases nach außen, was entscheidend ist, um die Ansammlung brennbarer Gase in der Anlage zu verhindern und Explosionsgefahren zu vermeiden.
02

Kompakte Bauweise, geeignet für Präzisionsanwendungen mit hohem Druck und geringem Durchfluss:

Der Membrankompressor zeichnet sich durch ein hohes einstufiges Verdichtungsverhältnis und eine kompakte Bauweise aus und eignet sich daher besonders für Anwendungen wie Erdgas-Satellitentankstellen, experimentelle Forschung und die Abfüllung von Spezialgasen, bei denen Erdgas auf relativ hohe Drücke, aber mit relativ geringen Durchflussmengen verdichtet werden muss. Seine gleichmäßige Kolbenbewegung treibt die Membran durch Hydrauliköl an, was zu einem schonenden Gasverdichtungsprozess mit minimalen Pulsationen führt und somit die nachgeschalteten Prozessanlagen schont.

Wichtige Konstruktionsmerkmale für Erdgas-Membrankompressoren:

01

Explosionsgeschütztes elektrisches System & Materialkompatibilität:

Alle elektrischen Betriebsmittel, einschließlich Antriebsmotor, Schaltschrank, Sensoren und Anschlusskästen, müssen explosionsgeschützt gemäß Ex d IIB T4 oder höher ausgeführt sein. Da Erdgas Spuren korrosiver Bestandteile wie Schwefelwasserstoff enthalten kann, bestehen medienberührende Teile üblicherweise aus korrosionsbeständigen Werkstoffen wie Edelstahl 316L und werden einer strengen Entfettungs-, Reinigungs- und Passivierungsbehandlung unterzogen, um die Lebensdauer der Betriebsmittel zu verlängern und Leckagen durch Materialkorrosion zu verhindern.
02

Sicherheitsüberwachung und Übertemperaturschutz für mehrlagige Membranen:

Es wird eine dreilagige Membrankonstruktion mit Membranbruchmelder verwendet. Reißt eine der äußeren Membranen, löst die Druckänderung in der mittleren Schicht einen Sensoralarm und eine Verriegelungsabschaltung aus, um ein Vermischen oder Austreten von Gas und Öl zu verhindern. Gleichzeitig müssen ein Alarm bei zu hoher Austrittstemperatur und eine Verriegelung zur Abschaltung eingestellt sein, um sicherzustellen, dass die Austrittstemperatur deutlich unter der Selbstentzündungstemperatur von Erdgas bleibt (typischerweise maximal 120–135 °C).
03

Integriertes Sicherheitsgestell-Design:

Für Anwendungen wie Tankstellen wird der Kompressor häufig als integrierte, auf einem Rahmen montierte Einheit ausgeführt. Ein Erdgaskonzentrationssensor muss innerhalb des Rahmens installiert und mit dem Notlüftungssystem verriegelt sein. Das Prozessleitungssystem muss ein Sicherheitsventil (mit einem Überdruckventil, das größer ist als der maximale Durchfluss des Kompressors), einen Einlassfilter/Abscheider und einen Stickstoffspülanschluss für die Vorinbetriebnahme umfassen, um einen sicheren und kontrollierbaren Ablauf des gesamten Prozesses von der Inbetriebnahme über den Betrieb bis zur Abschaltung zu gewährleisten.

Zertifikat

MODELLAUSWAHL

Lehrer

Modell G70Z/G95Z/G110Z/G130Z	Kolbenhub 70 mm bis 130 mm	Maximale Kolbenkraft 10 kN bis 30 kN
Maximaler Entladedruck 70 MPa	Durchflussbereich 1~500 Nm³/H	Motorleistung 2,2 kW bis 30 kW
Kurbelwellendrehzahl 420 U/min	Kühlmethode Wassergekühlt/Luftgekühlt

Modell G70V/G95V/G130V	Kolbenhub 70 mm bis 130 mm	Maximale Kolbenkraft 10 kN bis 30 kN
Maximaler Entladedruck 50 MPa	Durchflussbereich 1~200 Nm³/h	Motorleistung 2,2 kW bis 30 kW
Kurbelwellendrehzahl 420 U/min	Kühlmethode Wassergekühlt / Luftgekühlt

Modell G110L/G130L	Kolbenhub 110 mm bis 130 mm	Maximale Kolbenkraft 20 kN bis 40 kN
Maximaler Entladedruck 100 MPa	Durchflussbereich 10~1000 Nm³/h	Motorleistung 7,5 kW bis 90 kW
Kurbelwellendrehzahl 420 U/min	Kühlmethode Wassergekühlt / Luftgekühlt

Modell G110D/G130D/G150D/ G180D/G182D/G210D	Kolbenhub 110 mm bis 210 mm	Maximale Kolbenkraft 20 kN bis 160 kN
Maximaler Entladedruck 100 MPa	Durchflussbereich 30~2000 Nm³/h	Motorleistung 22 kW bis 200 kW
Kurbelwellendrehzahl 420 U/min	Kühlmethode Wassergekühlt / Luftgekühlt

Membrankompressor

MIT

Kolbenhub 70 mm

Durchfluss (Nm³/h)

Eingangsdruck (barg)

Ausgangsdruck (barg)

NEIN.	Modell	Kühlwasser	Fließen	Einlassdruck	Auslassdruck	Abmessungen L×B×H	Gewicht	Motorleistung
NEIN.	Modell	(L/h)	(Nm³/h)	(MPa)	(MPa)	(≈mm)	(≈kg)	(kW)
1	GZ-15/10-30	500	15	1	3	1200×800×1100	800	5,5
2	GZ-25/9-31	500	25	0,9	3.1	1200×800×1100	800	7,5
3	GZ-100/2-7	1000	100	0,2	0,7	2600×1800×1700	2600	15
4	GV-8/7-235	1000	8	0,7	23,5	1400×900×1100	1000	11
5	GV-10/7-250	1000	10	0,7	25	1400×900×1100	1000	11
6	GV-23/4-250	2000	23	0,4	25	2600×1800×1600	3000	18,5
7	GL-20/12-160	1000	20	1.2	16	2200×1800×1300	3000	7,5
8	GL-70/5-35	1500	70	0,5	3,5	2000×1800×1200	3000	15
9	GL-60/0,05-4	4000	60	0,005	0,4	2400×1800×1600	3000	15
10	GD-220/12-90	4000	220	1.2	9	3000×2000×1800	4000	37
11	GD-130/8-300	6500	130	0,8	35	3500×2300×1800	4500	45
12	GD-500/20-250	9000	500	2	25	3800×2300×2000	100000	75

Die Angaben zu Größe und Gewicht der Geräte dienen nur als Referenz; maßgeblich ist die endgültige Ausführung.

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Fallstudie

Russland
VEREINIGTE STAATEN
Spanien
Kasachstan

Vorteile von Erdgas-Kolbenkompressoren:

01

Hoher Durchfluss und breiter Druckbereich, kostengünstig und effizient:

Die Fördermenge eines Kolbenkompressors kann von Hunderten bis zu Zehntausenden Kubikmetern pro Stunde reichen, und der Förderdruck deckt ein breites Spektrum ab – von Mitteldruck-Pipeline-Netzen (einige MPa) bis hin zu Hochdruck-CNG-Kraftwerken (25 MPa). Diese hohe Anpassungsfähigkeit an verschiedene Betriebsbedingungen macht ihn zur bevorzugten Wahl für die Erdgasförderung und -verteilung, die Speicherung, Einspeisung und Produktion von Gas, große CNG-Kraftwerke sowie die Brenngasförderung für Gaskraftwerke. Seine vergleichsweise niedrigen Investitions- und Wartungskosten beweisen seine herausragende Wirtschaftlichkeit in industriellen Großanwendungen.
02

Ausgereifte und zuverlässige Technologie, einfache Wartung und Nachrüstung:

Kolbenkompressoren blicken auf eine lange Entwicklungsgeschichte, ein ausgereiftes technisches System, hochstandardisierte Bauteile und bewährte Wartungsverfahren zurück. Für Endanwender mit etablierten Wartungsteams, wie beispielsweise in der Öl- und Gasindustrie oder in Chemieanlagen, bedeutet dies kürzere Ausfallzeiten, eine bessere Verfügbarkeit von Ersatzteilen und niedrigere langfristige Betriebskosten. Die modulare Bauweise ermöglicht zudem die Erweiterung oder Modernisierung je nach Produktionskapazitätsänderung.

Wichtige Konstruktionsmerkmale für Erdgas-Kolbenkompressoren:

01

Ölfreies Schmier- und Packungsdichtungssystem:

Um zu verhindern, dass Schmieröl in den Zylinder gelangt und das Erdgas verunreinigt, werden Zylinder üblicherweise mit selbstschmierenden Kolbenringen und Dichtungsringen aus PTFE oder Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen ausgestattet, um eine ölfreie Schmierung zu gewährleisten. Bei Hochdruckstufen oder gefährlichen Medien muss das Kolbenstangendichtungssystem mit einer Stickstoffpufferdichtung versehen sein, um geringe Mengen an Prozessgas zu einem zentralen Entlüftungsverteiler und nicht direkt in das Kompressorgehäuse zu leiten. Das Distanzstück muss über eine Belüftung verfügen, um zu verhindern, dass brennbare Gase in das Kurbelgehäuse gelangen.
02

Strenge Temperaturregelung und Kühlsystem:

Zur präzisen Kontrolle der Austrittstemperatur jeder Stufe ist eine mehrstufige Verdichtung mit Zwischenkühlung erforderlich. Typischerweise darf die Austrittstemperatur 140 °C nicht überschreiten. Bei wasserstoffreichem Erdgas oder Hochdruckbedingungen können strengere Grenzwerte gelten (z. B. ≤ 120 °C). Effiziente Zwischenkühler und Zylindermantelkühlsysteme mit Warnmeldungen bei niedrigem Kühlwasserdurchfluss/niedriger Kühlwassertemperatur sowie Abschaltverriegelungen sind notwendig, um einen Temperaturanstieg aufgrund von Kühlungsausfall zu verhindern.
03

Umfassende Sicherheitsüberwachung und Verriegelungsschutz:

Zusätzlich zum grundlegenden Schutz vor zu niedrigem Schmieröldruck muss eine spezielle Sicherheitskette für die Erdgasverdichtung konfiguriert werden. Diese umfasst: Alarm und Abschaltung bei zu niedrigem Saugdruck, Abschaltung bei zu hohem Auslassdruck in jeder Stufe sowie Abschaltung bei zu hoher Auslasstemperatur. Im Verdichtergebäude müssen Sonden zur Überwachung der Konzentration brennbarer Gase installiert und mit explosionsgeschützten Ventilatoren verriegelt werden. Die Auslassöffnungen aller Sicherheitsventile müssen auf das Dach oder in einen sicheren Bereich geführt werden. Im Systemdesign sollten Doppelabsperrventile und ein Spülanschluss vorgesehen werden, um vor der Inbetriebnahme eine vollständige Verdrängung der Luft im System durch Stickstoff zu gewährleisten.

Zertifikat

MODELLAUSWAHL

Z-Typ

V / W Typ

M-Typ

Typ D

Kolbenhub 80 mm, 95 mm	Kolbenkraft 10 kN bis 25 kN
Leistung 7,5 kW – 55 kW	Anzahl der Zylinderbänke 1/2
Kurbelwellendrehzahl 740 U/min, 980 U/min	Anzahl der Kompressionsstufen 1/2/3/4
Fahrmodus Elektromotor, Dieselmotor, Erdgasmotor

Kolbenhub 92 mm, 95 mm, 105 mm, 120 mm	Kolbenkraft 25 kN, 45 kN, 65 kN
Anzahl der Kompressionsstufen 1/2/3/4	Anzahl der Zylinderbänke 2/3/4
Kurbelwellendrehzahl 740 U/min, 980 U/min	Leistung 15 kW – 220 kW
Fahrmodus Elektromotor, Dieselmotor, Erdgasmotor

Kolbenhub 92 mm bis 315 mm	Kolbenkraft 45 kN bis 660 kN
Anzahl der Kompressionsstufen 1/2/3/4	Anzahl der Zylinderbänke 4
Kurbelwellendrehzahl 300 U/min bis 980 U/min	Leistung 160 kW – 3000 kW
Fahrmodus Elektromotor, Dieselmotor, Erdgasmotor

Kolbenhub 92 mm bis 315 mm	Kolbenkraft 25 kN bis 200 kN
Anzahl der Kompressionsstufen 1/2/3/4	Anzahl der Zylinderbänke 2
Kurbelwellendrehzahl 300 U/min bis 980 U/min	Leistung 30 kW – 1000 kW
Fahrmodus Elektromotor, Dieselmotor, Erdgasmotor

MIT

Vertikaler Typ

Ölfrei / F: Luftgekühlt

Tatsächlicher Volumenstrom (m³/min)

Eingangsdruck (barg)

Ausgangsdruck (barg)

S/N	Modell	Fließen	Einlassdruck	Auslassdruck	Motorleistung
S/N	Modell	(Nm³/h)	(MPa)	(MPa)	(kW)
1	ZW-3/2-3	480	0,2	0,3	11
2	ZW-5.5/2-6	900	0,2	0,6	45
3	ZW-2/20	110	Geldautomat	2	22
4	VW-3/20	165	0	2	37
5	VW-4/20	220	0	2	45
6	VW-5/20	285	0	2	55
7	DW-8.8/4 -18	2050	0,4	1.8	132
8	D-11.8/8-12-35	6250	0,8 - 1,2	3,5	400
9	DW-9.9/30-52	16984	2,8-3	5.2	500
10	MW-15/3.5-28	3000	0,35	2.8	400
11	MW-9.0/3-250	1500	0,3	25	500
12	MW-130/1.5	6800	0	0,15	250