Descripción
Compresor de nitrógeno LW-52/3: compresor de nitrógeno de alta capacidad sin aceite para la separación de aire industrial.
El compresor de nitrógeno de pistón libre de aceite de dos etapas y dos filas, LW-52/3, ofrece un caudal de 52 m³/min y un caudal de descarga de 0,30 MPa. Está diseñado para plantas de separación criogénica de aire y generación de nitrógeno VPSA a gran escala. No presenta contaminación por lubricante, está clasificado para funcionamiento continuo y construido para ofrecer una fiabilidad industrial ininterrumpida (24/7).
Descripción general del producto
El Compresor de nitrógeno LW-52/3 es un modelo insignia en nuestra línea de compresores de pistón sin aceite, diseñado específicamente para tareas de aumento de nitrógeno en sistemas de separación de aire criogénico y adsorción por cambio de presión de vacío (VPSA). Con una enorme capacidad de 52 m³/min y una presión de descarga de 0,30 MPaEsta unidad cierra la brecha entre la separación primaria del aire y las redes de distribución de nitrógeno posteriores.
A diferencia de las alternativas lubricadas que corren el riesgo de contaminación por aceite en corrientes de nitrógeno de alta pureza, el LW-52/3 funciona en un sistema completamente sistema de lubricación sin aceiteEste diseño elimina la necesidad de filtración posterior para la eliminación de aceite, reduce la complejidad del mantenimiento y garantiza el cumplimiento de los estrictos requisitos de pureza para el envasado de alimentos, el recubrimiento farmacéutico y la fabricación de productos electrónicos.
El compresor cuenta con una dos etapas, dos filas (二列二级) Configuración que optimiza la eficiencia termodinámica en toda la relación de presión. Cada etapa se enfría de forma independiente, manteniendo las temperaturas de descarga dentro de los límites operativos seguros incluso durante el funcionamiento continuo 24/7. El robusto bastidor de hierro fundido y el conjunto del cigüeñal mecanizado con precisión están clasificados para más de 80.000 horas de vida útil según los protocolos de mantenimiento estándar.
Especificaciones técnicas – LW-52/3
| Parámetro | Valor | Unidad |
|---|---|---|
| Modelo | LW-52/3 | – |
| Patrón | Dos etapas, dos filas (二列二级) | – |
| Capacidad | 52 | m³/min |
| Presión de descarga | 0.30 | MPa |
| Dimensiones del compresor (largo × ancho × alto) | 2995 × 1600 × 2170 | mm |
| Peso | 4.28 | t |
| Fuerza | 220 | kW |
| Voltaje | 380 / 6k o 10k | 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 pistón sin aceite
El LW-52/3 emplea un Sistema de anillos de pistón y bandas de guía autolubricantes Fabricado con materiales compuestos avanzados de PTFE. Esto elimina el riesgo de contaminación por hidrocarburos en el flujo de nitrógeno, un requisito fundamental para el nitrógeno de grado alimenticio (contenido de aceite clase 0 según ISO 8573-1) y para aplicaciones farmacéuticas. El diseño sin aceite también reduce el costo total de propiedad al eliminar los cambios de aceite, el reemplazo de filtros y los equipos de separación de aceite.
2. Optimización termodinámica en dos etapas
Con un sistema de compresión de dos etapasEl compresor LW-52/3 distribuye la presión total entre dos cilindros, reduciendo la temperatura de descarga por etapa y mejorando la eficiencia volumétrica. El enfriamiento entre etapas se realiza mediante un intercambiador de calor de carcasa y tubos, que mantiene la temperatura del gas por debajo de 160 °C incluso a carga continua máxima. Esta gestión térmica prolonga la vida útil de las válvulas y reduce el riesgo de polimerización en corrientes de nitrógeno con trazas de oxígeno.
3. Bastidor y cigüeñal reforzados
El bloque del compresor está fundido a partir de Hierro fundido gris GG25 Con camisas de refrigeración integradas. El cigüeñal de acero forjado está equilibrado dinámicamente según la norma ISO 1940 G2.5, lo que minimiza la transmisión de vibraciones a la base. La configuración de doble hilera proporciona un equilibrio de fuerzas inherente, reduciendo la necesidad de bloques de inercia de hormigón macizos, una consideración importante para las instalaciones de modernización en plantas de separación de aire existentes.
4. Configuración de voltaje flexible
El motor de accionamiento de 220 kW está disponible en 380 V, 6 kV o 10 kV Configuraciones que permiten la integración directa en redes de distribución industrial de media tensión sin transformadores reductores adicionales. Esta flexibilidad resulta especialmente valiosa para grandes instalaciones de separación de aire, donde los sistemas de barras colectoras de 6 kV o 10 kV son habituales, lo que reduce los costes de infraestructura eléctrica y mejora la eficiencia energética general.
Escenarios de aplicación
Plantas de separación criogénica de aire
En las instalaciones criogénicas ASU (Unidad de Separación de Aire), el LW-52/3 sirve como potenciador de nitrógeno primario Entre la cámara frigorífica y el colector de distribución de nitrógeno gaseoso. Su capacidad de 52 m³/min coincide con la producción de las unidades de separación de aire (ASU) de tamaño mediano que generan entre 1000 y 2000 Nm³/h de nitrógeno gaseoso. La presión de descarga de 0,30 MPa está optimizada para la distribución por gasoducto a consumidores finales como acerías, plantas químicas e instalaciones de licuefacción de GNL.
Sistemas de generación de nitrógeno VPSA
Para Generador de nitrógeno VPSA En estas instalaciones, el LW-52/3 comprime el nitrógeno a baja presión (normalmente entre 0,05 y 0,10 MPa) hasta alcanzar la presión de distribución. El diseño sin aceite es fundamental en este caso, ya que los sistemas VPSA producen nitrógeno con una pureza relativamente alta (99,5-99,91 TP3T), y cualquier contaminación por aceite degradaría la calidad del producto y dañaría los tamices moleculares posteriores.
Inmovilización de la industria petroquímica y de refinerías
Las instalaciones de almacenamiento de tanques de refinería y petroquímicas requieren grandes volúmenes de nitrógeno para Revestimiento e inertización de tanques Para evitar la formación de vapores explosivos, la capacidad de funcionamiento continuo y el alto caudal del LW-52/3 lo hacen ideal para abastecer simultáneamente varios tanques de almacenamiento mediante un colector de nitrógeno centralizado. La presión de 0,30 MPa es suficiente para superar la presión de la válvula de alivio del tanque y mantener una presión positiva durante los ciclos de extracción del producto.
Envases de alimentos y atmósfera modificada
En líneas de envasado de alimentos que utilizan Envasado en atmósfera modificada (MAP)El nitrógeno desplaza el oxígeno para prolongar la vida útil. La certificación sin aceite del LW-52/3 garantiza el cumplimiento de las normativas de contacto con alimentos FDA 21 CFR y EU 1935/2004. Su alto caudal permite el funcionamiento simultáneo de varias máquinas de envasado, lo que lo hace idóneo para plantas de producción a gran escala de aperitivos, productos lácteos y comidas preparadas.
Materiales y construcción
El LW-52/3 está fabricado con materiales seleccionados por su compatibilidad con el servicio de nitrógeno y su durabilidad industrial a largo plazo:
| Componente | Material | Especificación |
|---|---|---|
| Bloque de cilindros | Hierro fundido gris | GG25 / HT250 |
| Cigüeñal | Acero aleado forjado | 42CrMo4, Q&T |
| Anillos de pistón | Compuesto de PTFE | Autolubricante, sin aceite. |
| Placas de válvulas | Acero inoxidable | SS304 / SS316 |
| Camisas de agua de refrigeración | Hierro fundido con revestimiento de epoxi | Resistente a la corrosión |
| Intercooler | Carcasa de acero al carbono / Tubos de acero inoxidable | ASME VIII Div.1 |
Todos los componentes que soportan presión están diseñados para ASME BPVC Sección VIII División 1 o normas chinas GB 150 equivalentes. Las juntas soldadas se someten a inspección radiográfica (RT) 100% y a pruebas hidrostáticas a 1,5 veces la presión de diseño antes del envío.
Guía de instalación y mantenimiento
Requisitos básicos
El LW-52/3 pesa 4,28 toneladas y genera fuerzas desequilibradas mínimas debido a su diseño de cilindros opuestos de dos filas. bloque de inercia de hormigón armado Se recomienda un peso mínimo de 8 toneladas, montado sobre almohadillas antivibratorias (frecuencia natural < 8 Hz). La base debe soportar el peso total más un factor dinámico de 1,5. Deje un espacio libre mínimo de 1,5 m a cada lado para el acceso de mantenimiento.
Sistema de agua de refrigeración
El caudal de agua de refrigeración requerido es aproximadamente 45 m³/h a una temperatura de entrada de 32 °C. La calidad del agua debe cumplir con los estándares industriales: pH 6,5–8,5, dureza total < 300 mg/L como CaCO₃, sólidos en suspensión < 50 mg/L. Se recomienda una torre de enfriamiento de circuito cerrado con filtración lateral para climas tropicales a fin de prevenir la formación de incrustaciones en los tubos del enfriador intermedio.
Programa de mantenimiento
| Intervalo | Artículo de servicio | Acción |
|---|---|---|
| A diario | Inspección visual | Compruebe los niveles de aceite, las fugas y los ruidos anormales. |
| 250 horas | Revisión de filtros y válvulas | Inspeccione las válvulas de succión/descarga para detectar acumulación de carbonilla. |
| 1.000 horas | Inspección de los anillos del pistón | Mida la holgura de la ranura del anillo y reemplácelo si es > 0,3 mm. |
| 4.000 horas | Revisión general | Reemplazar los anillos del pistón, las bandas de retención y las placas de válvula. |
| 8.000 horas | Cigüeñal y cojinete | Inspeccione los cojinetes principales, mida la excentricidad del cigüeñal. |
Debido a que el LW-52/3 no utiliza aceite, la carga de mantenimiento es significativamente menor que la de las alternativas lubricadas. No hay filtros de aceite que reemplazar, ni análisis de aceite que realizar, ni elementos separadores de aceite que monitorear. Los principales elementos de desgaste son: Anillos de pistón y bandas de retención de PTFE, que suelen durar entre 4.000 y 6.000 horas, dependiendo de las condiciones de funcionamiento.
Certificaciones de cumplimiento y seguridad
El compresor de nitrógeno LW-52/3 cumple o supera las siguientes normas internacionales y requisitos reglamentarios:
ASME BPVC Sección VIII Div.1, GB 150, PED 2014/68/EU (Módulo A)
IEC 60034-1 (Máquinas rotativas), IEC 60204-1 (Seguridad de las máquinas)
ISO 8573-1 Clase 0 (Contenido de aceite), probado por TÜV Rheinland.
ISO 9001:2015, ISO 14001:2015
⚠️ Aviso de seguridad
El nitrógeno es un gas asfixiante. Todas las instalaciones LW-52/3 deben incluir monitoreo de deficiencia de oxígeno en salas de compresores cerradas. Las tasas de ventilación deben mantener los niveles de oxígeno por encima de 19.5% según OSHA 29 CFR 1910.146. Los sistemas de parada de emergencia deben estar conectados a sensores de O₂ con alarma automática a 19.5% y parada completa a 18.0%.
Análisis de rendimiento y eficiencia
El LW-52/3 logra un consumo de potencia específico de aproximadamente 4,23 kW por m³/min de nitrógeno suministrado a 0,30 MPa. Esto lo sitúa en el cuartil superior de eficiencia para compresores de pistón sin aceite en este rango de capacidad. En comparación, los compresores de tornillo lubricados típicos en aplicaciones similares consumen entre 4,5 y 5,0 kW/m³/min, mientras que los diseños de pistón de una sola etapa más antiguos pueden superar los 5,5 kW/m³/min.
En un ciclo operativo anual de 8.000 horas, la ventaja de eficiencia del LW-52/3 se traduce en aproximadamente Ahorro energético de entre 180.000 y 350.000 kWh frente a alternativas menos eficientes. Con una tarifa eléctrica industrial de 1 TP4T0,08/kWh, esto representa una reducción de los costes operativos anuales de entre 1 TP4T14.400 y 1 TP4T28.000, recuperando a menudo la inversión de capital adicional en un plazo de 2 a 3 años.
El Coste total de propiedad para la compresión de nitrógeno El consumo se reduce aún más gracias a la eliminación de consumibles relacionados con el aceite. Un compresor lubricado típico de este tamaño consume entre 200 y 400 litros de aceite lubricante al año, además de los filtros de aceite, los cartuchos separadores y los costes de eliminación del aceite usado. El diseño sin aceite del LW-52/3 elimina por completo estos gastos recurrentes.
Capacidades de personalización y fabricación de equipos originales (OEM)
Más allá de la configuración estándar LW-52/3, ofrecemos una amplia personalización para adaptarnos a los requisitos específicos de cada planta:
- Paquetes montados sobre patines: Compresor, motor, enfriador e instrumentación completos premontados sobre una plataforma de acero estructural con orejetas de elevación. Reduce el tiempo de instalación en campo en 60%.
- Configuraciones a prueba de explosiones: Cajas para motores y componentes eléctricos con certificación ATEX/IECEx para instalaciones en zonas peligrosas de Zona 2 en plantas petroquímicas.
- Integración del control PLC: PLC Siemens S7-1200 o Allen-Bradley CompactLogix con pantalla táctil HMI, monitorización remota mediante Modbus TCP/IP e integración con el sistema DCS/SCADA de la planta.
- Recubrimientos especiales: Sistema de pintura C5-M de grado marino para instalaciones costeras o en alta mar; revestimientos internos de epoxi para entornos corrosivos.
- Recintos acústicos: Cabinas acústicas que reducen los niveles de ruido de 85 dB(A) a 72 dB(A) a 1 m de distancia, adecuadas para instalaciones interiores sin casetas de compresores dedicadas.
La cantidad mínima de pedido para configuraciones personalizadas es 1 unidadEl plazo de entrega de los prototipos es de 12 a 14 semanas; los pedidos de producción en serie se entregan en 8 a 10 semanas a partir de la confirmación del pedido. Se ofrece la opción de marca OEM y etiquetado privado para distribuidores e integradores de sistemas cualificados.
Caso práctico: Modernización del sistema de refuerzo de nitrógeno criogénico de la ASU
Cliente: Un proveedor líder de gases industriales en el sudeste asiático.
Desafío: El compresor de nitrógeno lubricado que utilizaba el cliente (de una marca de la competencia, con 12 años de servicio) sufría frecuentes filtraciones de aceite en el flujo de nitrógeno, lo que provocaba la contaminación del almacenamiento criogénico posterior y quejas de los clientes del sector de envasado de alimentos.
Solución: Suministramos un Compresor de nitrógeno sin aceite LW-52/3 Como reemplazo directo, se montó sobre una plataforma personalizada con intercooler, posenfriador y panel de control PLC integrados. El diseño se ajustó a la cimentación existente, minimizando así las obras civiles.
Resultados:
- Contenido de aceite en el producto nitrogenado: Se redujo de 3,2 mg/m³ a <0,01 mg/m³. (ISO 8573-1 Clase 0)
- Coste de mantenimiento anual: Reducido en 42% (eliminación de cambios de aceite, reemplazo de filtros y revisiones de separadores)
- Consumo de energía: Reducido en 8,5% en comparación con la unidad reemplazada, ahorrando aproximadamente $18.000/año
- Falta del tiempo: Cero interrupciones no planificadas en los primeros 18 meses de funcionamiento
“El cambio al LW-52/3 sin aceite solucionó por completo nuestros problemas de pureza del nitrógeno. Nuestros clientes de envasado de alimentos han notado la diferencia en la consistencia del producto, y nuestro equipo de mantenimiento agradece la simplificación del programa de servicio.” — Gerente de Ingeniería de Planta
Preguntas frecuentes y guía de selección
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