Sauerstoffkompressor

Sauerstoff (O₂) ist ein unverzichtbares Schlüsselgas für alle Lebensbereiche und industrielle Prozesse. Als starkes Oxidationsmittel besitzt er unter Standardbedingungen eine Dichte von 1,429 kg/m³ und ist damit etwas schwerer als Luft. Seine chemischen Eigenschaften sind äußerst reaktiv; er kann nahezu alle Elemente außer Edelmetallen und Halogenen oxidieren. Sauerstoff findet breite Anwendung in der Stahlmetallurgie, beim Metallschneiden und -schweißen, in der chemischen Synthese, in der Medizin, der Luft- und Raumfahrt sowie in weiteren Bereichen. Gemäß der nationalen Norm GB50030-2013 ist die Brandgefahrenklasse für Sauerstoffanlagen „Klasse B“, was auf das hohe Risiko einer entzündlichen Reaktion hinweist. Die zentrale Herausforderung bei der Sauerstoffkompression besteht daher darin, jegliche durch Ölverunreinigungen, Reibung oder Materialunverträglichkeit verursachte Verbrennung oder Explosion zu verhindern. Dies erfordert höchste Anforderungen an die Sicherheit, die Dichtheit und die Materialverträglichkeit der Kompressoren.

Membrankompressor

Kolbenkompressor

Vorteile des Sauerstoffmembrankompressors

01

Absolut ölfrei & Garantiert höchste Reinheit:

Die Konstruktion des Membrankompressors gewährleistet, dass der Sauerstoff während der Kompression vollständig frei von Schmieröl ist und somit das absolute Ölverbot bei der Sauerstoffkompression erfüllt. Dies verhindert nicht nur heftige Oxidationsreaktionen und Explosionsgefahren, sondern garantiert auch die Reinheit des austretenden Sauerstoffs. Dadurch eignet sich der Kompressor besonders für die medizinische Sauerstofferzeugung, die Herstellung von hochreinem Sauerstoff und für feinchemische Prozesse mit strengen Anforderungen an Ölfreiheit.
01

Statische Dichtungssicherheit bei Null-Leckage:

Durch den Einsatz statischer Dichtungsstrukturen wie Membranisolierung und O-Ringen wird eine vollständige Gasdichtheit gewährleistet. Dies ist entscheidend, um die Ansammlung von Sauerstoff im Kompressorraum zu verhindern, die zu einer sauerstoffreichen Umgebung führen könnte (eine Sauerstoffkonzentration von über 23 % erhöht die Brandgefahr erheblich). Dadurch wird ein Höchstmaß an Sicherheit für Bediener und Anlagen gewährleistet.

Wichtige Konstruktionspunkte für Sauerstoffmembrankompressoren

01

Spezielle Materialauswahl & strenge Entfettungsbehandlung:

Alle medienberührten Teile, die mit Sauerstoff in Kontakt kommen, wie Zylinderkopf, Membran, Gasventile und Leitungen, müssen aus oxidationsbeständigen, reibungsarmen Werkstoffen gefertigt sein, die keine gefährlichen Reaktionen durch Inkompatibilität hervorrufen. Üblicherweise werden Edelstahl (z. B. 304, 316L) oder Nickelbasislegierungen verwendet. Vor der Fertigung und Montage müssen alle Komponenten gründlich entfettet werden, um jegliche Fettrückstände zu entfernen. Dies ist unerlässlich, um Selbstentzündungen zu verhindern.
02

Membransicherheitsüberwachung und redundante Auslegung:

Es kommt eine dreilagige Membranstruktur zum Einsatz, die mit einem Membranbruchalarmsystem integriert ist. Sobald eine äußere Membran beschädigt wird, löst die Druckänderung in der mittleren Schicht sofort einen Druckschalter aus, was einen akustischen und optischen Alarm erzeugt und automatisch eine Verriegelungsabschaltung einleitet. Dadurch wird verhindert, dass Sauerstoff in das Ölsystem gelangt oder Hydrauliköl das Gas verunreinigt, wodurch eine wichtige Sicherheitsbarriere entsteht.
03

Optimiertes Design des Ölkreislaufs und des Kühlsystems:

Das präzise Hydraulikölkreislaufsystem muss einen stabilen Öldruck gewährleisten, der stets etwas höher als der Gasdruck ist, um die Membran zu schützen und die Kompressionseffizienz sicherzustellen. Gleichzeitig müssen effiziente Zwischenkühler und ein Nachkühler so konfiguriert sein, dass die Austrittstemperatur jeder Stufe streng geregelt wird. Dadurch wird ein übermäßiger Temperaturanstieg des Sauerstoffs verhindert, der die Oxidationsgefahr erhöhen oder eine Zündquelle darstellen könnte. Das Kühlsystem muss typischerweise mit Durchfluss- und Temperaturüberwachung sowie einer Verriegelung ausgestattet sein.

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)

30-50

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-12/(30-50)-70	1000	12	3-5	7	1400×850×1320	900	7,5
2	GZ-15/6-30	1000	15	0,6	3	1400×850×1320	900	11
3	GZ-35/7-20	1000	35	0,7	2	1400×850×1320	1000	11
4	GV-18/(13-20)-200	1000	18	1,3–2	20	1250×900×1200	1020	11
5	GV-8/6-150	800	8	0,6	15	2200×1650×1450	1000	7,5
6	GV-30/16-200	1500	30	1.6	20	2600×1800×1700	3000	15
7	GV-30/(7-18)-300	2000	30	0,7-1,8	30	2600×1800×1700	3000	18,5
8	GV-40/50-500	2000	40	5	50	2600×1800×1700	3000	22
9	GD-100/（0.25-4）-350	8000	100	0,025-0,4	35	4000×2300×2000	5000	75
10	GD-60/(5-10)-350	6000	60	0,5-1	35	3200×2300×1500	4000	55
11	GD-100/17-400	7000	100	1.7	40	3600×2300×1800	6000	55
12	GD-300/8-200	12000	300	0,8	20	4000×2300×2000	10000	132

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 des Sauerstoff-Kolbenkompressors

01

Hohe Durchfluss- und Hochdruckfähigkeit:

Geeignet für die industrielle Sauerstoffversorgung im großen Maßstab mit hohen Durchflussraten (bis zu mehreren tausend Nm³/h) und mittleren bis hohen Drücken. Kolbenkompressoren bieten hinsichtlich Investitions- und Betriebskosten unter diesen Bedingungen Flexibilität in Bezug auf Hubraum und Druckbereich und können im Vergleich zu anderen ölfreien Kompressortypen wirtschaftlicher sein.
02

Ausgereifte Technologie und hohe Zuverlässigkeit:

Die Hubkolbentechnologie hat sich in der Industrie seit Langem bewährt und zeichnet sich durch eine robuste und langlebige Konstruktion sowie etablierte Wartungsverfahren aus. Dank ölfreier Zylinderschmierung und spezieller Isolationsstrukturen eignet sie sich zuverlässig für industrielle Anwendungen mit stabilem Sauerstoffbedarf, aber relativ flexiblen Reinheitsanforderungen.

Wichtige Konstruktionspunkte für Sauerstoff-Kolbenkompressoren

01

Anwendung von ölfreier Zylinderschmierung und selbstschmierenden Materialien:

Gemäß Normen wie GB/T 13280-91 muss der Zylinder ölfrei geschmiert sein. Kolbenringe, Führungsringe und Dichtungselemente in der Packung müssen selbstschmierende Materialien verwenden, um ein Eindringen von Öl in den Zylinder während des Betriebs und damit eine Ölverunreinigung zu verhindern.
02

Fortschrittliche Dichtungs- und Distanzstückkonstruktion:

Dies ist der Sicherheitskern eines Kolbenkompressors für Sauerstoffbetrieb. Ein langes Verbindungsstück bildet eine Isolierkammer zwischen Zylinder und Kurbelgehäuse. Diese Kammer muss kontinuierlich mit sauberem Stickstoff oder Instrumentenluft gespült und gepuffert werden. Ihre Funktion besteht erstens darin, zu verhindern, dass Ölnebel aus dem Kurbelgehäuse in Richtung Zylinder gelangt, und zweitens darin, austretenden Sauerstoff sicher in ein Entlüftungssystem abzuleiten, sodass er nicht in das Kurbelgehäuse oder das Kompressorgebäude eindringen kann.
03

Umfassendes Sicherheits-, Entlastungs- und Überwachungssystem:

An den Ausgängen jeder Kompressorstufe, der Pufferbehälter und der Rohrleitungssysteme müssen Sicherheitsventile installiert werden. Die Auslassöffnungen sind in einen sicheren Bereich zu führen. Die elektrische Anlage muss explosionsgeschützt sein. Darüber hinaus ist ein umfassendes Verriegelungssystem erforderlich, das Alarme und Abschaltungen bei zu hoher Auslasstemperatur und zu hohem Auslassdruck, Schutz bei Kühlwasserausfall, Schutz bei zu niedrigem Schmieröldruck sowie die Überwachung des Spülgasstroms für die Isolierkammer umfasst. Dieses mehrstufige Sicherheitssystem bildet ein zentrales Schutznetzwerk. Die Sauerstoffleitungen müssen mit großen Radien ausgeführt sein und Pulsationsdämpfungsmaßnahmen berücksichtigen, um Reibungs- und Vibrationsrisiken zu minimieren.

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

Kolbenkompressor für Sauerstoff mit hohem Durchfluss

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

2.1

Tatsächlicher Volumenstrom (m³/min)

0,15

Eingangsdruck (barg)

Ausgangsdruck (barg)

S/N	Modell	Fließen	Einlassdruck	Auslassdruck	Motorleistung
S/N	Modell	(Nm³/h)	(Mpa)	(MPa)	(kW)
1	ZW-2.1/0.15-15	120	0,015	1,5	22
2	ZW-0.9/6-25	310	0,6	2,5	30
3	ZW-0.63/3-200	130	0,3	20	37
4	VW-2.0/2-36	300	0,2	3.6	45
5	VW-10/8	600	Geldautomat	0,8	75
6	VW-15/13	780	Geldautomat	1.3	132
7	DW-27.9/4	1500	0,008-0,022	0,4	132
8	DW-8.2/16-42	8000	1.7	4.2	355
9	D-26/2.5-25	4800	0,20 ~ 0,25	2,5	500
10	MW-15/3.5-28	3000	0,35	2.8	400
11	MW-9.0/3-100	1500	0,3	10	500
12	MW-130/1.5	6800	0	0,15	250