Compresor de nitrógeno LW-10/8: compresor de nitrógeno de gama media sin aceite para redes de distribución industrial.

El compresor de nitrógeno de pistón libre de aceite LW-10/8, de dos etapas y dos filas, con un caudal de 10 m³/min y una presión de descarga de 0,80 MPa, está diseñado para la separación criogénica de aire a mediana escala, estaciones de refuerzo de nitrógeno VPSA y distribución industrial por tuberías. No produce contaminación por lubricante, está clasificado para funcionamiento continuo y construido para un funcionamiento fiable las 24 horas del día, los 7 días de la semana, en entornos industriales exigentes.

Descripción general del producto

El Compresor de nitrógeno LW-10/8 ocupa una posición estratégica en nuestra línea de compresores de pistón sin aceite, cerrando la brecha entre las unidades compactas de nivel básico y los modelos industriales de alta capacidad. Con una capacidad nominal de 10 m³/min y una presión de descarga de 0,80 MPaEsta unidad constituye la columna vertebral de los sistemas de distribución de nitrógeno a mediana escala en plantas de separación criogénica de aire, estaciones de refuerzo VPSA y redes de gasoductos industriales.

Lo que distingue al LW-10/8 de las alternativas lubricadas convencionales es su trayectoria de compresión totalmente libre de aceiteLos anillos del pistón y las bandas de apoyo están fabricados con materiales compuestos de PTFE autolubricantes que funcionan sin lubricantes de hidrocarburos, lo que garantiza que el flujo de nitrógeno permanezca completamente libre de contaminación por aceite. Esta característica es esencial para aplicaciones que requieren la certificación ISO 8573-1 Clase 0, como el nitrógeno para envasado de alimentos, la inertización farmacéutica, la fabricación de productos electrónicos y el recubrimiento de procesos químicos.

El compresor emplea un dos etapas, dos filas (二列二级) Configuración que divide la relación de presión total entre dos cilindros de compresión. Este enfoque por etapas reduce la temperatura de descarga por etapa, mejora la eficiencia volumétrica y prolonga la vida útil de las válvulas y los anillos del pistón. Cada etapa está equipada con un intercooler independiente, lo que garantiza que las temperaturas del gas se mantengan dentro de los límites operativos seguros incluso durante el funcionamiento sostenido a carga máxima. El robusto bastidor de hierro fundido y el conjunto del cigüeñal mecanizado con precisión están clasificados para más de 100.000 horas de vida útil según los protocolos de mantenimiento estándar.

Especificaciones técnicas – LW-10/8

* Todas las especificaciones se basan en condiciones de referencia estándar (ISO 1217, Anexo C). El rendimiento real puede variar según la altitud del lugar, la temperatura ambiente y las condiciones de entrada.

Características principales y ventajas de ingeniería

1. Sistema de sellado compuesto de PTFE sin aceite

El LW-10/8 utiliza un sistema patentado. Conjunto de anillo de pistón autolubricante y banda de apoyo Fabricado a partir de compuestos de PTFE de alta densidad reforzados con fibra de vidrio y partículas de bronce. Este material alcanza un coeficiente de fricción inferior a 0,08 sin lubricación externa con hidrocarburos, eliminando por completo el riesgo de arrastre de vapor de aceite al flujo de producto de nitrógeno. Para los operadores en industrias reguladas, esto se traduce directamente en: Cumplimiento de la norma ISO 8573-1 Clase 0 Sin la inversión inicial ni la carga de mantenimiento continuo que suponen los equipos de filtración de petróleo posteriores, como los filtros coalescentes, los adsorbentes de carbón activado y los instrumentos de monitorización del petróleo.

2. Optimización termodinámica en dos etapas

El arquitectura de compresión de dos etapas El compresor LW-10/8 está optimizado termodinámicamente para alcanzar una presión de descarga de 0,80 MPa. Al dividir la relación de presión entre un cilindro de baja presión y otro de alta presión, el compresor logra una temperatura efectiva media más baja por etapa. Un intercooler de carcasa y tubos específico entre las etapas elimina el calor de compresión, manteniendo las temperaturas de descarga por debajo de 155 °C incluso a carga continua máxima. Esta estrategia de gestión térmica prolonga la vida útil de la placa de válvulas en aproximadamente 351 TP3T en comparación con diseños de una sola etapa que operan con relaciones de presión totales equivalentes, y evita la degradación térmica de los elementos de sellado de PTFE que, de otro modo, podrían comprometer el rendimiento sin aceite.

3. Estructura compacta pero robusta.

El marco principal está fundido a partir de Hierro fundido gris GG25 (equivalente a ASTM A48 Clase 30B) con conductos de agua de refrigeración integrados. La disposición de cilindros opuestos de dos filas proporciona una cancelación natural de la fuerza de primer orden, reduciendo las fuerzas de inercia desequilibradas transmitidas a la base en más de 80% en comparación con los diseños de una sola fila. Con tan solo 1,80 toneladasEl LW-10/8 se puede instalar utilizando equipos de montacargas estándar, pero su robusta construcción está clasificada para más de 100 000 horas de vida útil. Sus dimensiones compactas...2340 × 910 × 2070 mm—que resulte adecuado para instalaciones donde el espacio en el suelo es limitado, como proyectos de modernización en salas de compresores existentes o sistemas de suministro de nitrógeno en contenedores.

4. Accionamiento de motor industrial estándar de 380 V

El LW-10/8 está impulsado por un Motor de inducción trifásico de 65 kW, 380 V, 50 Hz Conforme a la norma IEC 60034-1, clase de eficiencia IE3. La configuración estándar de baja tensión se integra directamente en los paneles de distribución industrial de 380 V existentes, sin necesidad de infraestructura de media tensión, transformadores reductores ni aparamenta especializada. Esta simplicidad eléctrica reduce tanto la inversión inicial como la complejidad de la puesta en marcha, lo que convierte al LW-10/8 en una opción atractiva para instalaciones que pasan de la vaporización con nitrógeno líquido o gas embotellado a la compresión in situ. Para instalaciones con sistemas de barras colectoras de 6 kV o 10 kV, se puede suministrar un motor opcional con transformador reductor integrado en un chasis común.

Escenarios de aplicación

Plantas de separación criogénica de aire de tamaño mediano

En las instalaciones criogénicas ASU (Unidad de Separación de Aire) que producen 500–1.500 Nm³/h de nitrógeno gaseoso, el LW-10/8 sirve como potenciador de nitrógeno primario Entre la caja fría y el colector de distribución de nitrógeno gaseoso. Su capacidad de 10 m³/min coincide con la producción de las ASU de tamaño mediano, mientras que la presión de descarga de 0,80 MPa está optimizada para la distribución por tuberías a consumidores posteriores, como sistemas de inertización de reactores químicos, estaciones de inertización de acerías y redes de gas de purga de plantas de GNL. El diseño libre de aceite es particularmente crítico en el servicio de ASU, ya que cualquier contaminación por hidrocarburos degradaría la eficiencia de la separación criogénica y podría dañar los secadores de tamiz molecular posteriores.

Estaciones de refuerzo de nitrógeno VPSA

Los generadores de nitrógeno por adsorción por cambio de presión al vacío (VPSA) producen nitrógeno gaseoso a una presión cercana a la atmosférica (0,05–0,10 MPa). Refuerzo de nitrógeno LW-10/8 Este producto de baja presión se comprime a 0,80 MPa para su distribución en aplicaciones de punto de uso. La vía de compresión sin aceite es esencial en el servicio VPSA, ya que cualquier contaminación por hidrocarburos envenenaría el adsorbente de tamiz molecular de carbono, degradando permanentemente la eficiencia de separación del generador de nitrógeno y requiriendo un costoso reemplazo del adsorbente que puede superar las 10 000 unidades para una unidad de tamaño mediano. La certificación nativa sin aceite del LW-10/8 protege esta inversión crucial.

Inertización y recubrimiento de procesos químicos

Las instalaciones de fabricación de productos químicos requieren grandes volúmenes de nitrógeno para Inertización del reactor, inertización del recipiente y purga de tuberías. Para prevenir la formación de vapores explosivos y la degradación oxidativa de productos sensibles. La presión de descarga de 0,80 MPa del LW-10/8 proporciona la altura de elevación adecuada para superar los ajustes de la válvula de alivio de presión y mantener una presión positiva en múltiples reactores y depósitos de almacenamiento simultáneamente. Su funcionamiento continuo garantiza la disponibilidad ininterrumpida de nitrógeno durante campañas de producción prolongadas que pueden durar meses sin paradas. El diseño libre de aceite es obligatorio en aplicaciones químicas donde incluso trazas de contaminación por aceite podrían catalizar reacciones secundarias no deseadas o contaminar corrientes de productos de alta pureza.

Envasado de alimentos y almacenamiento en atmósfera modificada

Las instalaciones de envasado de alimentos de tamaño mediano requieren un suministro constante de nitrógeno de alta pureza para Envasado en atmósfera modificada (MAP)Almacenamiento en atmósfera controlada y purga de nitrógeno en líneas de envasado. La capacidad de 10 m³/min del LW-10/8 permite alimentar simultáneamente varias máquinas de envasado de alta velocidad, mientras que su certificación libre de aceite garantiza el cumplimiento con la norma FDA 21 CFR 173.310 (nitrógeno de grado alimenticio) y el Reglamento UE 231/2012. La ausencia de contaminación por aceite elimina el riesgo de sabores extraños, rancidez o decoloración del producto que pueden producirse al utilizar compresores lubricados en aplicaciones de contacto con alimentos, protegiendo así la reputación de la marca y la seguridad del consumidor.

Materiales y construcción

Cada componente del LW-10/8 se selecciona por su compatibilidad con el servicio en nitrógeno, su resistencia a la corrosión y su integridad mecánica a largo plazo:

Todos los componentes que soportan presión están diseñados y fabricados de acuerdo con ASME BPVC Sección VIII División 1 o las normas chinas GB 150. Cada junta soldada se somete a una inspección radiográfica (RT) 100% según la Sección V, Artículo 2 de ASME, y cada recipiente terminado se somete a una prueba de presión hidrostática a 1,5 veces la presión máxima de trabajo permitida (MAWP) durante un tiempo mínimo de mantenimiento de 30 minutos.

Guía de instalación y mantenimiento

Requisitos de cimentación y montaje

El LW-10/8 pesa 1,80 toneladas y presenta un centro de gravedad bajo debido a su diseño compacto. Bloque de inercia de hormigón armado de 4 a 5 toneladas Se recomienda su montaje sobre aisladores de vibración elastoméricos (frecuencia natural de 6 a 8 Hz). La disposición de cilindros opuestos en dos filas anula inherentemente las fuerzas inerciales de primer orden, minimizando la transmisión de vibraciones a las estructuras adyacentes. Espacio libre requerido: 1,2 m en el lado opuesto al de accionamiento para el mantenimiento de la válvula, 1,0 m en el lado de accionamiento para el acceso al motor y 1,8 m de altura libre para el acceso de la grúa durante las revisiones generales. Su tamaño compacto permite la instalación en salas de máquinas existentes sin modificaciones estructurales.

Especificaciones del sistema de agua de refrigeración

La demanda de agua de refrigeración es aproximadamente 15 m³/h a una temperatura de entrada que no supere los 32 °C. El circuito de distribución de agua alimenta en paralelo las camisas de los cilindros, el intercooler y el posenfriador. Calidad del agua aceptable: pH 6,5–8,5, sólidos disueltos totales < 500 mg/L, contenido de cloruro < 50 mg/L (para evitar la corrosión de los tubos de acero inoxidable 304) y sólidos en suspensión < 30 mg/L. Para instalaciones con agua de calidad marginal, se recomienda encarecidamente una torre de refrigeración de circuito cerrado con filtración lateral y tratamiento químico para evitar la formación de incrustaciones y mantener la eficiencia de la transferencia de calor.

Programa de mantenimiento preventivo

El diseño sin aceite del LW-10/8 simplifica drásticamente el mantenimiento en comparación con las alternativas lubricadas. No hay cambios de aceite que programar, ni muestras de aceite que analizar, ni elementos filtrantes que reemplazar, ni cartuchos separadores de aceite que monitorear. Los únicos elementos consumibles de desgaste son: Anillos de pistón y bandas de retención de PTFEEstos equipos suelen alcanzar entre 4000 y 6000 horas de vida útil en condiciones de nitrógeno limpio. Esta sencillez de mantenimiento se traduce en menores costes laborales, una reducción del inventario de repuestos y una mayor disponibilidad de los equipos.

Certificaciones de cumplimiento y seguridad

El compresor de nitrógeno LW-10/8 cumple o supera las siguientes normas internacionales y requisitos reglamentarios:

Análisis de rendimiento y eficiencia

El LW-10/8 logra un consumo de potencia específico de aproximadamente 6,50 kW por m³/min de nitrógeno suministrado a una presión de descarga de 0,80 MPa. Este indicador de eficiencia posiciona a la unidad de forma competitiva dentro del segmento de compresores de pistón sin aceite de 8 a 15 m³/min. En comparación, los compresores de tornillo lubricados con aceite en aplicaciones similares suelen consumir entre 7,0 y 7,8 kW/m³/min, mientras que los diseños de pistón de una sola etapa tradicionales pueden superar los 8,5 kW/m³/min.

En un ciclo operativo anual estándar de 8.000 horas, la ventaja de eficiencia del LW-10/8 produce aproximadamente Ahorro energético anual de entre 40.000 y 104.000 kWh en comparación con alternativas menos eficientes. Con una tarifa promedio de electricidad industrial de $0.08/kWh, esto representa una reducción de costos operativos directos de $3,200–$8,320 por año. Cuando se combina con la eliminación de consumibles relacionados con el aceite (aceite lubricante, elementos filtrantes, cartuchos separadores, eliminación de aceite usado), Coste total de propiedad para la compresión de nitrógeno Se reduce en un estimado de 20–30% durante una vida útil operativa de 10 años.

La ausencia de aceite en el circuito de compresión elimina el consumo energético asociado a los equipos de eliminación de aceite posteriores. Un compresor típico de este tamaño, lubricado con aceite, requiere filtros coalescentes, adsorbentes de carbón activado e instrumentación de monitorización que, en conjunto, consumen entre el 3 % y el 5 % de la potencia de salida del compresor. El diseño sin aceite del LW-10/8 elimina por completo esta carga parásita, mejorando aún más la eficiencia del sistema.

Capacidades de personalización y fabricación de equipos originales (OEM)

Ofrecemos opciones de personalización integrales para adaptar el LW-10/8 a las condiciones específicas del sitio, los requisitos de integración y las especificaciones del usuario final:

• Paquetes llave en mano montados sobre patines: Compresor, motor, intercooler, posenfriador, instrumentación y panel de control preensamblados sobre una plataforma de acero estructural con orejetas de elevación integradas y plantillas para pernos de anclaje. Este método reduce el tiempo de instalación en campo en aproximadamente 601 TP3T y minimiza los riesgos de puesta en marcha.
• Configuraciones de áreas peligrosas: Se encuentran disponibles envolventes eléctricas y para motores que cumplen con las normas ATEX Zona 2 e IECEx para instalaciones en plantas petroquímicas donde ocasionalmente pueden presentarse atmósferas explosivas. Se pueden integrar sistemas de detección de gases y enclavamientos automáticos de ventilación en el sistema de control.
• Control avanzado de procesos: PLC Siemens S7-1200 o Allen-Bradley CompactLogix opcional con pantalla táctil HMI de 10 pulgadas, monitorización remota mediante Modbus TCP/IP u OPC-UA e integración perfecta con DCS/SCADA. El control automático de carga/descarga y la compatibilidad con variadores de velocidad (VFD) optimizan la eficiencia a carga parcial.
• Protección ambiental: Sistemas de recubrimiento C5-M de grado marino para instalaciones costeras o en alta mar; componentes eléctricos tropicalizados para temperaturas ambiente de hasta 55 °C; y recintos acústicos con clasificación IP54 que reducen la emisión de ruido de 85 dB(A) a 72 dB(A) a 1 metro.
• Fabricantes de equipos originales y marcas privadas: Se ofrecen colores de pintura personalizados, placas de identificación con la marca y paquetes de documentación para integradores de sistemas y distribuidores de equipos de gas. Los manuales técnicos, las listas de repuestos y los procedimientos de mantenimiento se pueden suministrar en los idiomas locales.

Las configuraciones personalizadas están disponibles en Cantidad mínima de pedido: 1 unidadLa revisión de ingeniería y la elaboración de propuestas suelen requerir entre 5 y 7 días hábiles. Los plazos de entrega de prototipos oscilan entre 12 y 14 semanas; los pedidos repetidos se entregan entre 8 y 10 semanas después de la confirmación del pedido.

Caso práctico: Mejora de la distribución de nitrógeno en una planta química

Cliente: Un fabricante de productos químicos especializados en Tailandia.

Desafío: El compresor de nitrógeno lubricado con aceite del cliente (de marca japonesa y con 10 años de servicio) presentaba un arrastre progresivo de aceite hacia la red de distribución de nitrógeno. Los niveles de contaminación por aceite alcanzaron 1,5 mg/m³, lo que provocó problemas de calidad en sus procesos de síntesis química de alta pureza y generó quejas de los clientes. El aceite también ensuciaba el lecho de pulido final de carbón activado, lo que requería su reemplazo cada 6 meses a un costo de $8.000 por cambio.

Solución: Suministramos un Compresor de nitrógeno sin aceite LW-10/8 Como reemplazo directo, se configuró sobre una plataforma personalizada con intercooler, posenfriador y panel de control PLC Siemens S7-1200 integrados. La base de la plataforma se diseñó para que coincidiera con la cimentación existente, eliminando la necesidad de modificaciones civiles. Se añadió un depósito de compensación de 1,5 m³ aguas arriba para amortiguar las pulsaciones de presión del ciclo de adsorción VPSA.

Resultados cuantificados después de 24 meses:

• Contenido de nitrógeno en el aceite: Reducido de 1,5 mg/m³ a <0,01 mg/m³, obteniendo la certificación ISO 8573-1 Clase 0
• Intervalo de reemplazo del lecho de carbón activado: Se extendió de 6 meses a 24 meses., ahorrando $12.000/año en consumibles
• Gasto total de mantenimiento: Disminuido en 35% debido a la eliminación de cambios de aceite, reemplazos de filtros y revisiones de separadores
• Consumo de energía: Mejorado en 6,8% frente a la unidad reemplazada, equivalente a un ahorro de $4.800/año a tarifas locales de electricidad.
• Tiempo de inactividad no planificado: Cero eventos en 24 meses de funcionamiento continuo

“El LW-10/8 eliminó por completo nuestros problemas de contaminación por aceite. La calidad de nuestros productos de síntesis química ha mejorado significativamente y nuestro equipo de mantenimiento dedica mucho menos tiempo al servicio de compresores. El periodo de amortización fue de poco más de dos años.” — Gerente de Ingeniería de Planta

Preguntas frecuentes y guía de selección

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