Descripción
Compresor de nitrógeno LW-5.3/16: compresor de nitrógeno de alta presión sin aceite para aplicaciones industriales exigentes.
Diseñado para ofrecer 5,3 m³/min a una presión de descarga de 1,60 MPa, el LW-5.3/16 es un compresor de nitrógeno de pistón de dos etapas y dos filas, libre de aceite, específicamente diseñado para la inyección de nitrógeno a alta presión, el llenado de cilindros de gas y operaciones especializadas de inertización petroquímica. Ofrece cero contaminación por aceite, un tamaño compacto y está optimizado para servicio industrial de servicio medio a alta presión.
Descripción general del producto
El Compresor de nitrógeno LW-5.3/16 Ocupa un nicho especializado dentro de nuestra cartera de compresores de pistón sin aceite, diseñado para aplicaciones que requieren tanto una capacidad de flujo moderada como una presión de descarga significativamente elevada. Con una capacidad nominal de 5,3 m³/min y un impresionante Presión de descarga de 1,60 MPaEsta unidad cierra la brecha entre los compresores de nitrógeno convencionales de baja presión y los sistemas de llenado de gas de ultra alta presión.
Lo que distingue al LW-5.3/16 es su mecanismo de compresión completamente libre de aceite Utilizando anillos de pistón y bandas de deslizamiento de compuesto de PTFE autolubricantes. Esta filosofía de diseño elimina cualquier posibilidad de contaminación por hidrocarburos en el flujo de producto de nitrógeno, lo que hace que la unidad sea inmediatamente adecuada para el llenado de cilindros de nitrógeno de alta pureza, la inertización de grado farmacéutico y la fabricación de productos electrónicos donde incluso un contenido de aceite traza comprometería la integridad del producto. La certificación nativa libre de aceite logra Cumplimiento de la norma ISO 8573-1 Clase 0 sin necesidad de equipos de purificación adicionales posteriores.
Es dos etapas, dos filas (二列二级) La configuración está optimizada termodinámicamente para la alta relación de presión requerida para alcanzar 1,60 MPa. El enfoque de compresión por etapas divide la carga de presión total entre un cilindro de baja presión y un cilindro de alta presión, con un enfriador entre etapas que elimina el calor de compresión para mantener las temperaturas del gas dentro de límites seguros. Esta gestión térmica es fundamental para preservar la integridad de los elementos de sellado de PTFE bajo las exigentes condiciones de operación a alta presión. Las dimensiones compactas—1947 × 1900 × 2580 mm—y un peso manejable de 3,97 toneladas Esto hace que el LW-5.3/16 sea adecuado para instalaciones donde el espacio es limitado.
Especificaciones técnicas – LW-5.3/16
| Parámetro | Valor | Unidad |
|---|---|---|
| Modelo | LW-5.3/16 | – |
| Patrón | Dos etapas, dos filas (二列二级) | – |
| Capacidad | 5.3 | m³/min |
| Presión de descarga | 1.60 | MPa |
| Dimensiones del compresor (largo × ancho × alto) | 1947 × 1900 × 2580 | mm |
| Peso | 3.97 | t |
| Fuerza | 55 | kW |
| Voltaje | 380 | V |
| Medio gaseoso | Nitrógeno (N₂) | – |
| Lubricación | Sin aceite | – |
* 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. Tecnología de sellado de PTFE sin aceite y de alta presión
El LW-5.3/16 emplea un sistema especializado. Sistema de anillos de pistón y bandas de guía autolubricantes Fabricados con compuestos de PTFE de alto rendimiento reforzados con fibra de vidrio y partículas de bronce. Esta formulación de material está diseñada específicamente para servicio a alta presión, logrando un coeficiente de fricción inferior a 0,08 sin lubricación externa con hidrocarburos. Los anillos son dimensionalmente estables a temperaturas de hasta 180 °C, lo cual es esencial para gestionar las cargas térmicas asociadas a una presión de descarga de 1,60 MPa. Para los operadores que requieren nitrógeno de alta pureza, este diseño ofrece Cumplimiento nativo con la norma ISO 8573-1 Clase 0eliminando así la necesidad de costosos sistemas de filtración de aceite posteriores.
2. Compresión en dos etapas para relaciones de presión extremas
El arquitectura de compresión de dos etapas Es indispensable para lograr la presión de descarga de 1,60 MPa a partir de condiciones de entrada típicas de 0,05–0,10 MPa. Al dividir la relación de presión total entre un cilindro de baja presión y un cilindro de alta presión, el LW-5.3/16 mantiene temperaturas de descarga controlables por etapa. Un intercooler de carcasa y tubos de alta eficiencia dedicado entre las etapas elimina el calor de compresión, manteniendo las temperaturas del gas por debajo de 160 °C incluso a carga continua máxima. Esta estrategia de gestión térmica es fundamental para preservar la integridad del anillo de PTFE en condiciones de alta presión y extiende la vida útil de la placa de válvulas en aproximadamente 35% en comparación con diseños de una sola etapa que intentan relaciones de presión equivalentes.
3. Diseño compacto con construcción robusta
A pesar de su capacidad de alta presión, el LW-5.3/16 mantiene una huella notablemente compacta de 1947 × 1900 × 2580 mmEsta eficiencia dimensional se logra mediante un diseño de cárter orientado verticalmente que minimiza los requisitos de espacio longitudinal al tiempo que proporciona un acceso adecuado para el mantenimiento. El bastidor principal está fundido a partir de Hierro fundido gris GG25 con conductos de agua de refrigeración integrales, y la disposición de cilindros opuestos de dos filas proporciona una cancelación natural de la fuerza de primer orden. 3,97 toneladasLa unidad se puede transportar y colocar utilizando equipos de montacargas estándar, lo que elimina la necesidad de aparejos especializados durante la instalación o el traslado.
4. Accionamiento de motor estándar de 380 V de conexión directa en línea.
El LW-5.3/16 está alimentado por un Motor de inducción trifásico de 55 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 ni transformadores reductores. Esta simplicidad eléctrica reduce tanto la inversión inicial como la complejidad de la puesta en marcha, lo que convierte al LW-5.3/16 en una opción atractiva para instalaciones que actualizan sus sistemas de nitrógeno embotellado a alta presión o de separación por membrana a sistemas de compresión in situ.
Escenarios de aplicación
Estaciones de llenado de cilindros de nitrógeno a alta presión
El LW-5.3/16 es ideal para operaciones de llenado de cilindros de nitrógeno donde el gas a alta presión debe comprimirse en cilindros industriales estándar a 15–20 MPa. La presión de descarga de 1,60 MPa actúa como etapa de refuerzo primaria, alimentando un compresor de alta presión o una bomba de refuerzo posterior que alcanza la presión de carga final del cilindro. El diseño sin aceite es obligatorio en las aplicaciones de llenado de cilindros, ya que cualquier contaminación por aceite comprometería la pureza del nitrógeno suministrado a los usuarios finales en las industrias de procesamiento de alimentos, médica y electrónica. La capacidad de 5,3 m³/min permite tasas de llenado de 20 a 30 cilindros por hora, lo que lo hace adecuado para estaciones de llenado de tamaño mediano que abastecen a los mercados regionales de gases industriales.
Inertización especializada de alta presión para la industria petroquímica
En las operaciones petroquímicas que involucran reactores de alta presión, sistemas de regeneración de catalizadores y unidades de hidrocraqueo, se requiere nitrógeno a presiones elevadas para Inertización del reactor, preservación del catalizador y despresurización de emergencia.. El Compresor de nitrógeno de alta presión LW-5.3/16 Proporciona la presión de 1,60 MPa necesaria para superar las presiones de operación del reactor y mantener un flujo positivo de gas inerte. La certificación libre de aceite es fundamental en estas aplicaciones, ya que cualquier contaminación por hidrocarburos envenenaría los catalizadores de metales preciosos, degradaría la calidad del producto y crearía riesgos para la seguridad en entornos de proceso ricos en hidrógeno.
Inertización y recubrimiento de alta presión en la industria farmacéutica
Las instalaciones de fabricación farmacéutica requieren nitrógeno de alta pureza a presiones elevadas para operaciones de recubrimiento del reactor, transporte de polvo y envasado estérilLa presión de descarga de 1,60 MPa del LW-5.3/16 es suficiente para accionar sistemas de transporte neumático que trasladan principios activos farmacéuticos (API) entre recipientes de proceso sin riesgo de contaminación. Su diseño libre de aceite garantiza el cumplimiento de la norma FDA 21 CFR 211.72 (limpieza y mantenimiento de equipos) y del Anexo 1 de las GMP de la UE (fabricación de medicamentos estériles), donde cualquier contaminación por aceite haría que los lotes no fueran aptos para el consumo humano.
Suministro de gas de proceso a alta presión para electrónica
Las instalaciones de fabricación de semiconductores y las plantas de ensamblaje de productos electrónicos requieren nitrógeno a alta presión para Manipulación de obleas, purga de la cámara de deposición química en fase vapor (CVD) y operaciones de soldadura sin plomo.La presión de 1,60 MPa del LW-5.3/16 soporta los actuadores neumáticos de alto caudal y los colectores de gas de proceso utilizados en líneas de empaquetado avanzadas. La certificación libre de aceite es indispensable en aplicaciones electrónicas, ya que incluso trazas de contaminación por aceite pueden causar defectos en las uniones de soldadura, deslaminación de recubrimientos de protección y fallas catastróficas en componentes ópticos sensibles.
Materiales y construcción
El LW-5.3/16 está fabricado con materiales de primera calidad seleccionados por su compatibilidad con nitrógeno a alta presión, su estabilidad térmica y su prolongada vida útil:
| Componente | Material | Especificación |
|---|---|---|
| Bloque de cilindros | Hierro fundido gris | GG25 / HT250, camisas de agua de refrigeración integradas |
| Cigüeñal | Acero aleado forjado | 42CrMo4, Q&T, ISO 1940 G2.5, equilibrado dinámicamente |
| Anillos de pistón | Compuesto de PTFE, vidrio y bronce | Autolubricante, resistente a altas temperaturas hasta 180 °C. |
| Bandas de jinete | Compuesto de PTFE | Guía del pistón, antidesgaste, tasa de desgaste <0,05 mm/1000 h |
| Placas de válvulas | Acero inoxidable | Diseño con resorte de anillo concéntrico SS316 |
| Bielas | Acero forjado con cojinetes de Babbitt | Extremo grande mecanizado con precisión y lubricado con aceite |
| Intercooler | Carcasa de acero al carbono / Tubos de acero inoxidable SS316 | ASME VIII Div.1, prueba hidrostática 1,5×, retención de 30 min |
| Culatas de alta presión | Acero forjado | Normalizado, 100% UT inspeccionado |
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 a presión terminado se somete a una prueba de presión hidrostática a 1,5 veces la presión máxima de trabajo permitida (MAWP) durante un período mínimo de mantenimiento de 30 minutos.
Guía de instalación y mantenimiento
Requisitos de cimentación y espaciales
El LW-5.3/16 tiene un peso en seco de 3,97 toneladas y un centro de gravedad bajo debido a su diseño vertical compacto. losa de hormigón armado de 5 a 6 toneladas Es suficiente para un funcionamiento estable, montado sobre aisladores de vibración elastoméricos (frecuencia natural de 8 a 12 Hz). La disposición de cilindros opuestos en dos filas cancela inherentemente las fuerzas inerciales de primer orden, minimizando la transmisión de vibraciones. Espacio libre requerido: 1,0 m en el lado opuesto al de accionamiento para el mantenimiento de la válvula, 0,8 m en el lado de accionamiento para el acceso al motor y 1,5 m por encima para el mantenimiento rutinario.
Especificaciones del 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 las camisas de los cilindros y el intercooler en paralelo. Calidad del agua aceptable: pH 6,5–8,5, dureza total < 300 mg/L como CaCO₃, cloruro < 50 mg/L, sólidos en suspensión < 30 mg/L. Para instalaciones sin suministro fiable de agua municipal, se recomienda una torre de refrigeración compacta de circuito cerrado con un depósito de compensación de 0,5 m³.
Programa de mantenimiento preventivo
| Intervalo | Artículo de servicio | Acción requerida |
|---|---|---|
| A diario | Verificación visual y operativa | Inspeccione si hay fugas, ruidos anormales, flujo de agua de refrigeración y temperatura de descarga. |
| 250 horas | Inspección de la placa de válvulas | Compruebe si hay depósitos de carbono, fatiga del muelle o grietas en la placa. |
| 1.000 horas | Evaluación del desgaste de los anillos del pistón | Mida la holgura de la ranura; reemplace los anillos si la holgura supera los 0,20 mm. |
| 4.000 horas | Servicio intermedio | Reemplazar los anillos del pistón, las bandas de retención y los conjuntos de válvulas. |
| 8.000 horas | Revisión general | Inspeccione el cigüeñal, mida las holguras de los cojinetes y reemplácelos según sea necesario. |
El diseño sin aceite del LW-5.3/16 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 que monitorear. Los únicos elementos consumibles de desgaste son: Anillos de pistón y bandas de retención de PTFE, que normalmente alcanzan entre 4.000 y 6.000 horas de vida útil en condiciones de nitrógeno limpio.
Certificaciones de cumplimiento y seguridad
El compresor de nitrógeno LW-5.3/16 cumple con las siguientes normas internacionales y requisitos reglamentarios:
ASME BPVC Sección VIII Div.1, GB 150-2011, PED 2014/68/EU Módulo A
IEC 60034-1 (eficiencia IE3), IEC 60204-1, ISO 12100
ISO 8573-1 Clase 0 (Contenido de aceite), probado por TÜV Rheinland
ISO 9001:2015, ISO 14001:2015
El nitrógeno es un gas asfixiante inodoro e incoloro. Todas las instalaciones LW-5.3/16 deben incluir monitoreo continuo de oxígeno en la sala de compresores y áreas adyacentes. La ventilación debe mantener el oxígeno ambiental por encima de 19.5% según OSHA 29 CFR 1910.146. Los enclavamientos de alarma deben activarse a 19.5% O₂ y el apagado completo a 18.0% O₂. El acceso del personal requiere monitores de oxígeno portátiles y un sistema de acompañamiento. Los sistemas de nitrógeno a alta presión requieren precauciones adicionales, incluyendo dispositivos de alivio de presión, protección de disco de ruptura y capacitación del personal en seguridad de gases a alta presión.
Análisis de rendimiento y eficiencia
El LW-5.3/16 logra un consumo de potencia específico de aproximadamente 10,38 kW por m³/min de nitrógeno suministrado a una presión de descarga de 1,60 MPa. Si bien esta potencia específica es mayor que la de los modelos de baja presión debido a la relación de presión extrema, sigue siendo competitiva dentro del segmento de compresores de pistón sin aceite de alta presión. En comparación, las alternativas lubricadas con aceite en esta clase de presión suelen consumir entre 11,0 y 12,5 kW/m³/min, y los compresores de diafragma (a menudo seleccionados para servicio de alta presión sin aceite) pueden superar los 14 kW/m³/min.
En un ciclo operativo anual de 8.000 horas, la ventaja de eficiencia del LW-5.3/16 frente a alternativas menos eficientes produce aproximadamente Ahorro energético de entre 25.000 y 55.000 kWh por año. A $0,08/kWh, esto representa una reducción anual de costos de electricidad de $2.000–$4.400. Sin embargo, el principal impulsor económico para la selección de LW-5.3/16 suele ser el eliminación de consumibles relacionados con el petróleo y equipos de purificación posteriores en lugar de ahorros marginales de energía.
El Coste total de propiedad para la compresión de nitrógeno a alta presión Está dominado por la mano de obra de mantenimiento y los consumibles. El diseño sin aceite del LW-5.3/16 elimina los cambios de aceite ($300–600/año), los reemplazos de filtros ($150–300/año), los cambios de cartuchos separadores ($400–800/año) y el análisis de aceite ($100–200/año), lo que proporciona un ahorro total en consumibles de $950–$1900 anuales en comparación con las alternativas lubricadas.
Capacidades de personalización y fabricación de equipos originales (OEM)
Ofrecemos opciones de personalización flexibles para adaptar el LW-5.3/16 a las limitaciones específicas de la instalación y a los requisitos del usuario final:
- Paquetes montados sobre patines: Compresor, motor, enfriador y panel de control preensamblados sobre una plataforma de acero estructural con orificios para montacargas y argollas de elevación. Reduce la instalación en campo a solo la conexión eléctrica y la conexión del agua de refrigeración.
- Unidades móviles remolcables: El LW-5.3/16 se puede montar en un remolque homologado para circular por carretera con generador diésel y sistema de refrigeración integrados, creando una unidad móvil de suministro de nitrógeno a alta presión para obras de construcción, mantenimiento de oleoductos y respuesta a emergencias.
- PLC y monitorización remota: PLC Siemens LOGO! o S7-1200 opcional con pantalla táctil HMI de 7 pulgadas, conectividad Ethernet y notificaciones de alarma por SMS/correo electrónico. Compatible con Modbus TCP/IP para integración SCADA.
- Recintos acústicos: Caja acústica compacta con clasificación IP54 que reduce el ruido de 84 dB(A) a 68 dB(A) a 1 metro, adecuada para instalaciones interiores en entornos sensibles al ruido.
- Fabricantes de equipos originales y marcas privadas: Diseños de pintura personalizados, placas de identificación con la marca y paquetes de documentación adaptados al mercado local para distribuidores de equipos de gas e integradores de sistemas.
Las configuraciones personalizadas están disponibles en Cantidad mínima de pedido: 1 unidadLas propuestas de ingeniería se entregan normalmente en un plazo de 3 a 5 días hábiles. El plazo de entrega estándar es de 10 a 12 semanas; para pedidos que cumplan los requisitos, se ofrece la opción de entrega urgente en un plazo de 8 semanas.
Caso práctico: Operación de llenado de cilindros farmacéuticos
Cliente: Un proveedor de gases farmacéuticos en el sudeste asiático especializado en nitrógeno de grado médico.
Desafío: El compresor de nitrógeno de alta presión lubricado con aceite del cliente (con 10 años de servicio) presentaba un arrastre progresivo de aceite hacia el nitrógeno durante el llenado de los cilindros. Los niveles de contaminación por aceite alcanzaron 1,5 mg/m³, superando con creces el límite de 0,1 mg/m³ requerido para la certificación de nitrógeno de grado médico. El aceite también contaminaba el colector de llenado de cilindros, lo que obligaba a realizar limpiezas mensuales y a reemplazar las juntas tóricas y los sellos.
Solución: Suministramos un Compresor de nitrógeno sin aceite LW-5.3/16 Como compresor principal, alimenta una bomba de refuerzo de alta presión aguas abajo para la carga final del cilindro. La unidad se montó sobre una plataforma personalizada con intercooler, posenfriador y un panel de control PLC Siemens LOGO! integrados. Se instaló un depósito de compensación de 1 m³ aguas arriba para amortiguar las fluctuaciones de presión del generador de nitrógeno de membrana que alimenta el compresor.
Resultados después de 18 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 y de grado médico.
- Limpieza del colector de llenado del cilindro: Eliminadoreduciendo los costos laborales en $8.000/año
- Sustitución de juntas tóricas y sellos: Reducido en 90%, ahorrando $3.500/año en consumibles
- Carga de mantenimiento: Un servicio programado al año frente a revisiones trimestrales
- Quejas de los clientes: Cero Desde su puesta en marcha, la pureza del nitrógeno ha superado sistemáticamente las especificaciones.
“El LW-5.3/16 ha supuesto un cambio radical para nuestro negocio de nitrógeno medicinal. Ya no nos preocupa la contaminación por aceite y nuestros clientes han notado una mayor consistencia en la calidad del gas. El periodo de amortización fue de poco más de dos años.” — Gerente de Operaciones, Proveedor de Gases Farmacéuticos
Preguntas frecuentes y guía de selección
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