Descripción
Compresor de nitrógeno ZW-5.3/16: compresor de nitrógeno de alta presión sin aceite para aplicaciones industriales de 1,60 MPa.
Diseñado para ofrecer 5,3 m³/min a una presión de descarga de 1,60 MPa, el ZW-5.3/16 es un compresor de nitrógeno de pistón de dos etapas y tres filas, libre de aceite, específicamente diseñado para la inyección de nitrógeno a alta presión, el llenado de cilindros y aplicaciones exigentes en procesos petroquímicos. Ofrece cero contaminación por aceite, un tamaño compacto y está optimizado para un funcionamiento continuo a alta presión.
Descripción general del producto
El Compresor de nitrógeno ZW-5.3/16 representa una solución especializada de alta presión dentro de nuestra familia de compresores de pistón sin aceite, diseñada para aplicaciones donde la presión de descarga elevada es el requisito operativo principal. Con una capacidad nominal de 5,3 m³/min y una excepcional Presión de descarga de 1,60 MPaEsta unidad ocupa una posición única en el panorama de la compresión industrial de nitrógeno, ya que cierra la brecha entre los compresores de baja presión convencionales y los sistemas de llenado de gas de ultra alta presión.
Lo que distingue al ZW-5.3/16 de las alternativas convencionales es su mecanismo de compresión totalmente libre de aceite Utiliza aros 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 nitrógeno, lo que hace que la unidad sea inmediatamente apta para el llenado de cilindros de nitrógeno de alta pureza, la inyección de nitrógeno de grado farmacéutico y el suministro de gas para procesos electrónicos sin necesidad de equipos de purificación adicionales. La certificación libre de aceite es particularmente importante a 1,60 MPa, ya que la contaminación por aceite a alta presión se vuelve más difícil y costosa de eliminar.
Es dos etapas, tres filas (二列三级) La configuración proporciona la alta relación de presión requerida para una descarga de 1,60 MPa al tiempo que gestiona las cargas térmicas mediante un enfriamiento intermedio por etapas. Las dimensiones compactas...1947 × 1900 × 2580 mm—permitir que el ZW-5.3/16 se adapte a salas de máquinas existentes o instalaciones en contenedores donde el espacio en el suelo es limitado. 3,97 toneladasLa unidad puede transportarse y colocarse utilizando equipos de montacargas estándar.
Especificaciones técnicas – ZW-5.3/16
| Parámetro | Valor | Unidad |
|---|---|---|
| Modelo | ZW-5.3/16 | – |
| Patrón | Dos etapas, tres filas (二列三级) | – |
| 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 ZW-5.3/16 emplea un sistema propietario. Sistema de anillos de pistón y bandas de guía autolubricantes Fabricado con compuestos de PTFE de alto rendimiento reforzados con fibra de vidrio y partículas de bronce, formulado específicamente para servicio a alta presión. Este material alcanza un coeficiente de fricción inferior a 0,08 sin lubricación externa con hidrocarburos, eliminando por completo el arrastre de vapor de aceite en la corriente de nitrógeno. A 1,60 MPa, el riesgo de contaminación por aceite se vuelve exponencialmente más problemático porque las gotas de aceite son más difíciles de separar a presión elevada, y cualquier contaminación se concentra en el gas comprimido. El diseño nativo sin aceite del ZW-5.3/16 logra Cumplimiento de la norma ISO 8573-1 Clase 0 Sin necesidad de filtración posterior, lo que supone una ventaja fundamental para el llenado de cilindros y las aplicaciones de procesos de alta pureza.
2. Arquitectura de compresión de tres filas y dos etapas
El configuración de dos etapas y tres filas La válvula ZW-5.3/16 está diseñada específicamente para alcanzar la alta relación de presión requerida para una descarga de 1,60 MPa. Su disposición de tres filas proporciona un equilibrio de fuerzas superior en comparación con los diseños de dos filas, lo que reduce la transmisión de vibraciones y permite su instalación en bases más ligeras. La compresión por etapas con enfriamiento entre etapas limita la temperatura de descarga de cada etapa a menos de 160 °C, preservando la integridad de los elementos de sellado de PTFE y prolongando la vida útil de la placa de la válvula. Esta gestión térmica es particularmente crítica a altas relaciones de presión, donde las temperaturas de compresión adiabática excederían los límites operativos seguros de los sellos a base de polímeros.
3. Diseño compacto para instalaciones con espacio limitado
En 1947 × 1900 × 2580 mmEl compresor ZW-5.3/16 ocupa un espacio sorprendentemente reducido para un compresor de alta presión de esta capacidad. Su tamaño compacto se logra gracias a un diseño optimizado del cárter vertical que minimiza las dimensiones longitudinales de la máquina, manteniendo al mismo tiempo un acceso adecuado para el mantenimiento. Su peso de 3,97 toneladas permite su transporte y posicionamiento con montacargas estándar, eliminando la necesidad de grúas o aparejos especializados. Esta portabilidad hace que el ZW-5.3/16 sea ideal para sistemas de suministro de nitrógeno en contenedores, estaciones móviles de llenado de cilindros e instalaciones de modernización en salas de compresores existentes con espacio limitado.
4. Accionamiento de motor estándar de 380 V de conexión directa en línea.
El ZW-5.3/16 está alimentado por un Motor de inducción trifásico de 55 kW, 380 V, 50 Hz Con clasificación de eficiencia IEC 60034-1 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 ZW-5.3/16 en una opción atractiva para instalaciones que actualizan sus sistemas de nitrógeno embotellado o generadores de membrana a sistemas de compresión de alta presión in situ.
Escenarios de aplicación
Llenado de cilindros de nitrógeno a alta presión
El ZW-5.3/16 está diseñado específicamente para Estaciones de llenado de cilindros de nitrógeno Esta bomba está diseñada para distribuidores de gases industriales, empresas de suministros para soldadura y laboratorios de gases especiales. Su presión de descarga de 1,60 MPa es suficiente para llenar cilindros de nitrógeno industriales estándar a una presión de trabajo de 15 MPa mediante un sistema de refuerzo o cascada de alta presión. Su capacidad de 5,3 m³/min permite un caudal de llenado de aproximadamente 20 a 25 cilindros por hora (40 L, 15 MPa), lo que la hace idónea para operaciones de llenado de volumen medio. El diseño sin aceite es indispensable para el llenado de cilindros, ya que cualquier contaminación por aceite se concentraría en el gas comprimido y podría contaminar los procesos posteriores al utilizar el cilindro.
Inyección de nitrógeno a alta presión en la industria petroquímica
En las operaciones petroquímicas y de refinería, el ZW-5.3/16 proporciona nitrógeno a alta presión para inertización del reactor, preservación del catalizador, purga de emergencia del recipiente y pruebas de presión de tuberías.La presión de descarga de 1,60 MPa es suficiente para superar las presiones nominales de la mayoría de los recipientes de proceso y sistemas de reactores, lo que permite la inyección directa de nitrógeno sin necesidad de un refuerzo intermedio. Compresor de nitrógeno de alta presión ZW-5.3/16 Resulta especialmente valioso en situaciones de emergencia donde se requiere una inyección rápida de nitrógeno para inertizar un recipiente o suprimir una reacción descontrolada. La certificación libre de aceite es obligatoria, ya que el nitrógeno a 1,60 MPa que ingresa a un lecho catalítico o a una corriente de proceso debe permanecer completamente libre de hidrocarburos.
Gas para procesos farmacéuticos y biotecnológicos
Las instalaciones de fabricación farmacéutica requieren nitrógeno de alta pureza para Procesos estériles de inertización, liofilización (secado por congelación) y operaciones de llenado aséptico.La certificación sin aceite del ZW-5.3/16 garantiza el cumplimiento con la norma FDA 21 CFR, el Anexo 1 de las GMP de la UE y los estándares farmacopeicos de nitrógeno. La presión de 1,60 MPa es suficiente para alimentar colectores de distribución de nitrógeno de alta presión que dan servicio a múltiples salas de procesamiento estéril, autoclaves y liofilizadores. Su tamaño compacto permite su instalación en áreas de apoyo de salas blancas farmacéuticas o pasillos de servicios donde el espacio es muy limitado.
Fabricación de productos electrónicos y semiconductores
Las instalaciones de fabricación de semiconductores requieren nitrógeno a alta presión para sistemas de manipulación de obleas, procesos de deposición química en fase vapor (CVD) y purga de cámaras de implantación iónicaLa presión de descarga de 1,60 MPa del ZW-5.3/16 es suficiente para alimentar los colectores de nitrógeno de alta presión que dan servicio a las herramientas de proceso que requieren una presión elevada para la actuación neumática o el suministro de gas de proceso. El diseño sin aceite es absolutamente indispensable en las aplicaciones de semiconductores, ya que incluso una mínima contaminación por aceite puede provocar defectos catastróficos en los circuitos integrados, lo que conlleva pérdidas de rendimiento que se miden en millones de dólares.
Materiales y construcción
El ZW-5.3/16 está fabricado con materiales de primera calidad seleccionados por su compatibilidad con nitrógeno a alta presión, resistencia a la corrosión y una vida útil prolongada:
| Componente | Material | Especificación |
|---|---|---|
| Bloque de cilindros | Hierro fundido gris | GG25 / HT250, conductos de refrigeración integrales |
| Cigüeñal | Acero aleado forjado | 42CrMo4, Q&T, equilibrado dinámicamente |
| Anillos de pistón | Compuesto de PTFE, vidrio y bronce | Autolubricante, con capacidad para soportar altas presiones de hasta 2,0 MPa. |
| Bandas de jinete | Compuesto de PTFE | Guía del pistón, antidesgaste, tasa de desgaste <0,05 mm/1000 h |
| Placas de válvulas | Acero inoxidable | Diseño de anillos concéntricos de alta presión, fabricado en acero inoxidable 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 | Prueba hidrostática ASME VIII Div.1, 1.5× |
| posenfriador | Carcasa de acero al carbono / Tubos de acero inoxidable SS316 | Tubo aleteado de alta presión, agua de refrigeración a 32 °C |
| Tuberías de alta presión | Acero inoxidable sin costuras | Acero inoxidable SS316, con una presión de trabajo nominal de 2,5 MPa. |
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 ZW-5.3/16 pesa 3,97 toneladas y presenta un diseño vertical compacto con un centro de gravedad bajo. 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 tres filas de cilindros opuestos proporciona un excelente equilibrio de fuerzas, 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. Especificaciones de calidad del agua: pH 6,5–8,5, dureza total < 300 mg/L como CaCO₃, contenido de cloruro < 50 mg/L (para evitar la corrosión de los tubos de acero inoxidable SS316), 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 de los resortes o grietas en las válvulas de alta presión. |
| 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. |
| 3.000 horas | Revisión intermedia | Reemplace todos los anillos de pistón, las bandas de retención y los conjuntos de placas de válvulas. |
| 6.000 horas | Revisión general | Inspeccione el cigüeñal, mida las holguras de los cojinetes y reemplácelos si son >0,08 mm. |
El diseño sin aceite del ZW-5.3/16 simplifica drásticamente el mantenimiento en comparación con las alternativas lubricadas. No hay cambios de aceite, ni análisis de aceite, ni reemplazo de filtros, ni cambios de cartuchos separadores. Los únicos elementos consumibles de desgaste son: Anillos de pistón y bandas de retención de PTFE, que normalmente alcanzan entre 3.000 y 5.000 horas de servicio en condiciones de nitrógeno limpio a alta presión.
Certificaciones de cumplimiento y seguridad
El compresor de nitrógeno ZW-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. A 1,60 MPa, las fugas de nitrógeno del ZW-5.3/16 pueden generar chorros de alta velocidad que desplazan rápidamente el oxígeno en espacios cerrados. Todas las instalaciones deben incluir monitorización continua de la deficiencia de oxígeno, sistemas de ventilación de emergencia y capacitación del personal sobre los riesgos del nitrógeno. Los enclavamientos de parada de emergencia deben activarse a 19,51 TP3T O₂ (alarma) y provocar una parada completa a 18,01 TP3T O₂.
Análisis de rendimiento y eficiencia
El ZW-5.3/16 logra un consumo de potencia específico de aproximadamente 10,38 kW por m³/min de nitrógeno 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 elevada relación de presión, sigue siendo competitiva dentro del segmento de compresores de pistón sin aceite de alta presión. En comparación, los compresores alternativos lubricados con aceite a relaciones de presión equivalentes suelen consumir entre 11 y 13 kW/m³/min, y los compresores de diafragma (a menudo seleccionados para servicio sin aceite de alta presión) pueden superar los 15 kW/m³/min.
La principal ventaja económica del ZW-5.3/16 no son los ahorros marginales de energía, sino la eliminación de consumibles relacionados con el petróleo y equipos de purificación posterioresUn compresor típico de alta presión lubricado con aceite requiere cambios de aceite trimestrales (300–600/año), análisis de aceite mensuales (200–400/año), reemplazo anual de filtros (500–1000/año) y cambio de cartuchos separadores (800–1500/año). El ZW-5.3/16 elimina todos estos gastos, lo que se traduce en un ahorro total en consumibles de entre 1800 y 3500 al año.
Además, el Coste total de propiedad para la compresión de nitrógeno a alta presión Se reduce aún más al eliminar la necesidad de equipos de eliminación de aceite posteriores. A 1,60 MPa, los sistemas de filtración de aceite se vuelven significativamente más complejos y costosos, requiriendo a menudo filtros coalescentes de varias etapas seguidos de adsorbentes de carbón activado. El diseño nativo sin aceite del ZW-5.3/16 elimina por completo esta inversión y los costos operativos.
Capacidades de personalización y fabricación de equipos originales (OEM)
Ofrecemos opciones de personalización flexibles para adaptar el ZW-5.3/16 a las limitaciones específicas de la instalación y a los requisitos del usuario final:
- Paquetes montados sobre patines: Compresor, motor, enfriadores 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 las conexiones eléctricas y de agua de refrigeración.
- Estaciones móviles de llenado de cilindros: El ZW-5.3/16 se puede montar en un remolque homologado para circular por carretera con almacenamiento de nitrógeno integrado, colector de llenado de cilindros y generador diésel, creando una unidad de suministro de nitrógeno a alta presión totalmente móvil para obras de construcción y respuesta a emergencias.
- PLC y monitorización remota: PLC Siemens LOGO! o S7-1200 opcional con pantalla táctil HMI, 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 documentación localizada 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; también está disponible la entrega urgente en 8 semanas.
Caso práctico: Mejora de la estación de llenado de bombonas de nitrógeno
Cliente: Distribuidor de gases industriales en Tailandia que presta servicios a clientes de soldadura, envasado de alimentos y productos farmacéuticos.
Desafío: El compresor lubricado con aceite que el cliente tenía instalado (con 12 años de servicio) presentaba fugas de aceite hacia los cilindros de nitrógeno llenos, lo que generaba quejas de clientes farmacéuticos y requería costosos procedimientos de limpieza de cilindros. Además, el compresor era insuficiente para la creciente demanda, lo que creaba cuellos de botella durante los períodos de mayor llenado.
Solución: Suministramos un Compresor de nitrógeno sin aceite ZW-5.3/16 Configurado sobre una plataforma personalizada con intercooler, posenfriador integrados y un colector de llenado de alta presión capaz de llenar cilindros de 40 litros a 15 MPa. La plataforma compacta se adaptó al espacio de llenado existente sin necesidad de modificaciones estructurales.
Resultados después de 18 meses:
- Contaminación del aceite del cilindro: Eliminado por completo, logrando la certificación ISO 8573-1 Clase 0 en todos los cilindros llenos.
- Quejas de los clientes: Cero relacionado con la contaminación del aceite o la calidad del cilindro
- Capacidad de llenado: Aumentado en 35%, reduciendo los cuellos de botella en los períodos pico
- Costes de mantenimiento: Reducido en 40% mediante la eliminación de reparaciones relacionadas con el aceite y cambios de filtro.
- Gastos de limpieza de cilindros: Eliminadoahorrando $8.000/año
“El ZW-5.3/16 ha transformado por completo nuestro proceso de llenado de cilindros. Se acabaron los problemas de contaminación por aceite, las quejas de los clientes y nuestro equipo de mantenimiento dedica la mitad de tiempo al servicio del compresor. La inversión se amortizó en menos de dos años.” — Gerente de Operaciones, Distribuidor de Gases Industriales
Preguntas frecuentes y guía de selección
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