Compresor de nitrógeno LW-16.5/13: compresor de nitrógeno de alta presión y caudal medio, sin aceite, para aplicaciones industriales exigentes.

Diseñado para ofrecer 16,5 m³/min a una presión de descarga de 1,30 MPa, el compresor de nitrógeno de pistón de dos etapas y dos filas, libre de aceite, está específicamente diseñado para la inyección de nitrógeno a alta presión, la síntesis química y la distribución de gases industriales especializados, donde convergen la alta presión y la pureza absoluta. No genera contaminación por lubricante, está clasificado para funcionamiento continuo y optimizado para operar las 24 horas del día, los 7 días de la semana, en los entornos de proceso más exigentes.

Descripción general del producto

El Compresor de nitrógeno LW-16.5/13 ocupa un nicho especializado dentro de nuestra cartera de compresores de pistón sin aceite, cubriendo la brecha entre la capacidad de flujo medio y los requisitos de descarga de alta presión. Con una capacidad nominal de 16,5 m³/min y una presión de descarga elevada de 1,30 MPaEsta unidad está diseñada para aplicaciones de proceso donde el nitrógeno debe suministrarse a presiones sustancialmente más altas que las de los colectores de distribución convencionales.

Lo que distingue al LW-16.5/13 de los compresores de nitrógeno estándar es su capacidad para lograr Presión de descarga de 1,30 MPa mientras se mantiene una integridad completamente libre de aceite en toda la trayectoria de compresión. Los anillos del pistón y las bandas de apoyo están fabricados con compuestos de PTFE autolubricantes de alto rendimiento formulados específicamente para condiciones de alta presión y temperatura. Esto garantiza que el flujo de nitrógeno permanezca completamente libre de contaminación por hidrocarburos, logrando Certificación ISO 8573-1 Clase 0 Sin necesidad de equipos de purificación posteriores. Para la síntesis química, la inertización de reactores de alta presión y las aplicaciones de gases especiales, esta pureza intrínseca es indispensable.

El compresor utiliza un dos etapas, dos filas (二列二级) Configuración termodinámicamente esencial para gestionar la considerable relación de presión necesaria para alcanzar 1,30 MPa. La relación de presión se distribuye de forma óptima entre un cilindro de baja presión y un cilindro de alta presión, con un enfriador entre etapas que elimina el calor de compresión entre etapas. Este enfoque por etapas limita la temperatura de descarga de cada etapa a menos de 160 °C, preservando la estabilidad dimensional de los elementos de sellado de PTFE y prolongando la vida útil de la placa de válvulas. El robusto bastidor de hierro fundido y el cigüeñal de acero forjado equilibrado con precisión están diseñados para una vida útil operativa mínima de 120.000 horas bajo protocolos de mantenimiento estándar.

Especificaciones técnicas – LW-16.5/13

* 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-16.5/13 emplea un sistema avanzado Sistema de anillos de pistón y bandas de guía autolubricantes Fabricados con compuestos de PTFE de alta densidad reforzados con fibra de vidrio, fibra de carbono y partículas de bronce. Esta formulación especializada está diseñada para las elevadas presiones y temperaturas asociadas con la operación de descarga de 1,30 MPa, logrando un coeficiente de fricción inferior a 0,06 sin lubricación con hidrocarburos. Los anillos mantienen la estabilidad dimensional hasta 190 °C, lo que garantiza un rendimiento de sellado fiable incluso durante la operación sostenida a alta presión. Para los operadores de procesos químicos, esto ofrece Cumplimiento nativo con la norma ISO 8573-1 Clase 0 sin gastos de capital ni cargas de mantenimiento en la filtración de aceite posterior.

2. Compresión en dos etapas para relaciones de presión extremas

El arquitectura de compresión de dos etapas No solo es beneficioso, sino esencial para lograr una presión de descarga de 1,30 MPa en condiciones de entrada cercanas a la atmosférica. La relación de presión se divide entre un cilindro de baja presión y uno de alta presión, con un intercooler de carcasa y tubos de alta eficiencia que elimina el calor de compresión entre etapas. Este enfoque por etapas limita la temperatura de descarga de cada etapa a menos de 160 °C, evitando la degradación térmica de los elementos de sellado de PTFE y extendiendo la vida útil de la placa de válvulas en aproximadamente 50% en comparación con diseños de una sola etapa que intentan relaciones de presión equivalentes. El intercooler está sobredimensionado para la aplicación, lo que proporciona un margen de seguridad durante las fluctuaciones de la temperatura ambiente.

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. A pesar de su capacidad de alta presión, el LW-16.5/13 mantiene una huella relativamente compacta de 2675 × 1550 × 2520 mm y un peso de tan solo 3,00 toneladasLa disposición de cilindros opuestos en dos filas proporciona una cancelación inherente de la fuerza de primer orden, lo que reduce la transmisión de vibraciones y permite su instalación sobre un bloque de inercia de hormigón armado de tamaño moderado (5-6 toneladas). Esta compacidad resulta especialmente ventajosa para instalaciones de modernización en plantas químicas e instalaciones de procesamiento existentes, donde el espacio y la capacidad de la cimentación son limitados.

4. Accionamiento de motor industrial estándar de 380 V

El LW-16.5/13 está impulsado por un Motor de inducción trifásico de 160 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-16.5/13 en una opción de actualización atractiva para instalaciones que transitan de sistemas de nitrógeno a alta presión embotellados o compresores hidráulicos a sistemas de compresión continua in situ.

Escenarios de aplicación

Síntesis química a alta presión e inertización de reactores

En las instalaciones de fabricación de productos químicos, el LW-16.5/13 proporciona nitrógeno a alta presión para Inertización del reactor, preservación del lecho catalítico e inyección de nitrógeno de emergencia. en recipientes de proceso que operan a presiones elevadas. La presión de descarga de 1,30 MPa es suficiente para superar la presión interna de la mayoría de los reactores discontinuos, autoclaves y circuitos de síntesis de alta presión, lo que permite la inyección directa de nitrógeno sin necesidad de presurización. El diseño libre de aceite es fundamental en la síntesis química, ya que cualquier contaminación por hidrocarburos podría envenenar los catalizadores de metales preciosos, iniciar reacciones secundarias no deseadas o comprometer la pureza del producto en la fabricación de productos químicos finos y farmacéuticos.

Sistema de inyección de nitrógeno VPSA de alta presión

Para los generadores de nitrógeno VPSA que producen nitrógeno de alta pureza a presión cercana a la atmosférica, Refuerzo de nitrógeno LW-16.5/13 Comprime el producto de baja presión a 1,30 MPa para su distribución a alta presión a consumidores de procesos exigentes. Su capacidad de 16,5 m³/min es ideal para instalaciones VPSA de tamaño mediano que abastecen a plantas químicas, instalaciones de gases especiales y aplicaciones de inertización a alta presión. El circuito de compresión sin aceite protege el tamiz molecular de carbono de la contaminación por hidrocarburos, prolongando la vida útil del adsorbente y manteniendo la pureza del nitrógeno.

Purga y pruebas de presión en oleoductos y gasoductos

En la construcción y mantenimiento de oleoductos y gasoductos, el nitrógeno se utiliza para Purga de tuberías, prueba de desplazamiento hidrostático y empaquetamiento con gas inerte seco. Antes de la puesta en servicio, la presión de descarga de 1,30 MPa del LW-16.5/13 es adecuada para la purga de tuberías de diámetro medio (hasta 24 pulgadas de diámetro nominal) y para pruebas hidrostáticas de desplazamiento en tuberías que operan a presiones de hasta 10 MPa. Su diseño libre de aceite evita la contaminación por hidrocarburos del interior de las tuberías, lo cual es fundamental para los gasoductos de transmisión, donde incluso trazas de residuos de aceite podrían dañar los medidores de calidad del gas, las estaciones compresoras y los equipos de los usuarios finales.

Operaciones de llenado de cilindros y gases especiales

Las instalaciones de gases especiales y los distribuidores de gases industriales requieren nitrógeno a alta presión para Llenado de cilindros, carga de paquetes y preparación de la mezcla de gasesLa presión de descarga de 1,30 MPa del LW-16.5/13 es suficiente para llenar cilindros de nitrógeno de alta presión (con una presión de trabajo típica de 15 MPa) mediante un compresor o bomba de refuerzo de gas multietapa. La certificación sin aceite garantiza que los cilindros llenos cumplan con las especificaciones de pureza del nitrógeno de grado analítico, ultra alta pureza y grado de investigación, sin necesidad de pasos de purificación adicionales.

Materiales y construcción

El LW-16.5/13 está fabricado con materiales de primera calidad seleccionados por su compatibilidad con nitrógeno a alta presión, su resistencia a temperaturas elevadas y su prolongada vida útil:

Todos los componentes sometidos a presión están diseñados y fabricados en estricta conformidad 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-16.5/13 tiene un peso en seco de 3,00 toneladas y un centro de gravedad aproximadamente 800 mm por encima de la placa base. El diseño de cilindros opuestos de dos filas proporciona un excelente equilibrio de fuerzas, lo que permite la instalación en un Bloque de inercia de hormigón armado de 5 a 6 toneladasEl bloque debe montarse sobre aisladores de vibración elastoméricos (frecuencia natural de 8 a 12 Hz) para evitar la transmisión de vibraciones. Espacio libre requerido: 1,2 m en el lado opuesto al de accionamiento para el acceso a las válvulas, 1,0 m en el lado de accionamiento para el mantenimiento del motor y 1,5 m por encima para el acceso de la grúa durante las revisiones generales. Su tamaño compacto hace que el LW-16.5/13 sea adecuado para su instalación en salas de máquinas existentes con espacio limitado.

Diseño del sistema de agua de refrigeración

La demanda de agua de refrigeración es aproximadamente 18 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 ramales paralelos. Especificaciones de calidad del agua: 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 SS316), sólidos en suspensión < 30 mg/L y dureza total < 300 mg/L como CaCO₃. Para instalaciones con agua de calidad marginal, se recomienda una torre de refrigeración compacta de circuito cerrado con filtración lateral para evitar la formación de incrustaciones y la corrosión en los circuitos de refrigeración de alta presión.

Programa de mantenimiento preventivo

El diseño sin aceite del LW-16.5/13 simplifica drásticamente el mantenimiento en comparación con las alternativas lubricadas. No hay cambios de aceite que programar, ni muestras de aceite lubricante que analizar, ni elementos de filtro de aceite que reemplazar, ni cartuchos separadores de aceite que monitorear. Los únicos elementos de desgaste consumibles son: Anillos de pistón y bandas de retención de PTFE, que suelen alcanzar entre 4000 y 6000 horas de vida útil en condiciones de nitrógeno limpio. A una presión de descarga de 1,30 MPa, el desgaste de los anillos es ligeramente mayor que en condiciones de baja presión, por lo que recomendamos respetar el intervalo de sustitución de 4000 horas para una fiabilidad óptima.

Certificaciones de cumplimiento y seguridad

El compresor de nitrógeno LW-16.5/13 está diseñado, fabricado y probado para cumplir con las siguientes normas internacionales y marcos regulatorios:

Análisis de rendimiento y eficiencia

El LW-16.5/13 logra un consumo de potencia específico de aproximadamente 9,70 kW por m³/min de nitrógeno suministrado a una presión de descarga de 1,30 MPa. Esta potencia específica refleja la penalización termodinámica asociada con la alta relación de presión requerida para alcanzar 1,30 MPa desde condiciones de entrada cercanas a la atmosférica. Si bien es superior a la de los compresores de baja presión, esta eficiencia es competitiva dentro del segmento de compresores de pistón sin aceite de alta presión. En comparación, los compresores de tornillo lubricados con aceite que operan a relaciones de presión equivalentes suelen consumir entre 10,5 y 12,0 kW/m³/min, y los compresores hidráulicos de gas (que se utilizan a menudo para nitrógeno a alta presión) pueden superar los 15 kW/m³/min.

En un programa operativo anual estándar de 8.000 horas, la ventaja de eficiencia del LW-16.5/13 frente a alternativas menos eficientes produce aproximadamente Ahorro energético anual de entre 66.000 y 132.000 kWhA $0,08/kWh, esto representa una reducción directa del costo de la electricidad de $5.280–$10.560 por año. Sin embargo, la principal justificación económica para el LW-16,5/13 generalmente proviene de la eliminación de consumibles relacionados con el petróleo y evitación de equipos de purificación posteriores en lugar de ahorros marginales de energía. El Coste total de propiedad para la compresión de nitrógeno a alta presión Se reduce en un estimado de 25–35% durante una vida útil operativa de 10 años en comparación con las alternativas lubricadas con aceite que requieren una purificación posterior extensa.

El diseño sin aceite también elimina el consumo energético de los equipos de eliminación de aceite posteriores. Un compresor de alta presión lubricado con aceite típico requiere filtros coalescentes multietapa, adsorbentes de carbón activado e instrumentación de monitoreo continuo de aceite que, en conjunto, consumen entre 4 y 61 TP3T de la potencia de salida del compresor. La certificación nativa sin aceite del LW-16.5/13 elimina por completo esta carga parásita, mejorando la eficiencia del sistema y reduciendo los requisitos de infraestructura eléctrica.

Capacidades de personalización y fabricación de equipos originales (OEM)

Ofrecemos opciones de personalización integrales para adaptar el LW-16.5/13 a los requisitos específicos del proceso, las condiciones del sitio y las limitaciones de integración:

• Paquetes llave en mano montados sobre patines: El compresor, el motor, el intercooler, el posenfriador, la instrumentación de alta presión y el panel de control vienen preensamblados sobre una plataforma de acero estructural con orejetas de elevación integradas y plantillas para pernos de anclaje. Las pruebas previas en fábrica de todos los sistemas reducen el tiempo de puesta en marcha en campo en aproximadamente 60% y minimizan los riesgos de arranque.
• 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 químicas donde ocasionalmente pueden presentarse atmósferas explosivas. El sistema de control puede incorporar detección de gases integrada y enclavamientos automáticos de ventilación.
• 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 sistemas DCS/SCADA de planta. El control automático de carga/descarga y la compatibilidad con variadores de frecuencia (VFD) optimizan la eficiencia a carga parcial y reducen el estrés mecánico durante el arranque.
• Opciones de paquetes de alta presión: En la misma plataforma modular se pueden suministrar receptores de nitrógeno de alta presión integrados (de hasta 2,0 m³ a 1,6 MPa), estaciones de regulación de presión y colectores de distribución, creando así un sistema completo de suministro de nitrógeno a alta presión.
• Protección ambiental: Sistemas de recubrimiento C5-M de grado marino para instalaciones costeras; componentes eléctricos tropicalizados para temperaturas ambiente de hasta 55 °C; y envolventes acústicas con clasificación IP54 que reducen el ruido de 84 dB(A) a 70 dB(A) a 1 metro.
• Fabricantes de equipos originales y marcas privadas: Colores de pintura personalizados, placas de identificación con la marca y paquetes de documentación localizados 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: Actualización del sistema de inertización del reactor de una planta química

Cliente: Un fabricante de productos químicos especializados en el este de China que opera reactores discontinuos para intermedios farmacéuticos.

Desafío: El suministro de nitrógeno del cliente se basaba en un conjunto de cilindros de alta presión (15 MPa) conectados en serie para alimentar los sistemas de inertización de los reactores a 1,20 MPa. El consumo mensual de cilindros alcanzaba los 120, y los costes de manipulación, programación de entregas y alquiler de cilindros ascendían a 180 000 Tb anuales. El suministro de cilindros también era irregular durante los periodos de máxima demanda, lo que provocaba retrasos en la producción. Además, se detectó contaminación por aceite residual procedente de la estación de llenado de cilindros en la corriente de nitrógeno, lo que comprometía el rendimiento del catalizador en los reactores de hidrogenación.

Solución: Suministramos un Compresor de nitrógeno sin aceite LW-16.5/13 Se combinó con un pequeño generador de nitrógeno VPSA (pureza 99,9%, 18 m³/min) en un chasis común. El LW-16.5/13 comprime el producto VPSA a 1,30 MPa, alimentando directamente el colector de inertización del reactor. Se integró un receptor de alta presión de 1,5 m³ en el chasis para amortiguar las fluctuaciones de la demanda durante los ciclos del reactor por lotes. El diseño sin aceite eliminó la contaminación del catalizador, mientras que la generación in situ eliminó la dependencia de cilindros.

Resultados cuantificados después de 18 meses:

• Costo del suministro de nitrógeno: Reducido en 58% ($180.000 a $75.600/año) frente al suministro de cilindros
• Mano de obra para manipulación de cilindros: Eliminado por completoahorrando 480 horas-hombre al año.
• Incidentes de contaminación de catalizadores: Se redujo de 3 por año a cero.mejorando la consistencia del rendimiento de los lotes
• Retrasos en la producción debido a la escasez de gas: Eliminado, mejorando la puntualidad de las entregas de 92% a 99,5%
• Pureza del nitrógeno: Constantemente >99,9% con contenido de aceite <0,01 mg/m³, alcanzando la clase 0 de la norma ISO 8573-1
• Periodo de recuperación de la inversión: 2,1 años basado únicamente en el ahorro de costes de gas y mano de obra.

“El LW-16.5/13 ha eliminado nuestra dependencia de los cilindros y ha mejorado drásticamente la fiabilidad de nuestros procesos. La certificación sin aceite nos da la seguridad de que nuestros catalizadores están protegidos y nuestro programa de producción ya no depende de los camiones cisterna de gas.” — Gerente de planta, Instalación de productos químicos especializados

Preguntas frecuentes y guía de selección

Productos y soluciones relacionados

Para obtener una descripción general completa de nuestros compresor de nitrógeno industrial Para obtener más información sobre nuestra cartera de productos, que incluye compresores de oxígeno sin aceite, compresores de hidrógeno, compresores de dióxido de carbono y soluciones de gases especiales diseñadas a medida, póngase en contacto con nuestro equipo de ingeniería de aplicaciones o consulte nuestro catálogo de productos en línea.

¿Listo para actualizar su sistema de nitrógeno de alta presión?

Nuestros ingenieros de aplicaciones están listos para evaluar sus requisitos de flujo de nitrógeno, condiciones de succión, objetivos de presión de descarga y limitaciones de integración. Ofrecemos propuestas técnicas gratuitas, planos de diseño de cimentación, diagramas de tuberías e instrumentación (P&ID) y análisis detallados del costo total de propiedad (TCO) en un plazo de 48 horas tras recibir su consulta.

Correo electrónico: [email protected] Respuesta en 24 horas