Compressor de nitrogênio LW-16.5/13 – Booster de N2 isento de óleo, de alta pressão e vazão média, para aplicações industriais exigentes.

Projetado para fornecer 16,5 m³/min a uma pressão de descarga de 1,30 MPa, o LW-16.5/13 é um compressor de nitrogênio de pistão isento de óleo, de dois estágios e duas fileiras, desenvolvido especificamente para injeção de nitrogênio em alta pressão, síntese química e distribuição especializada de gases industriais, onde alta pressão e pureza inquestionável convergem. Com zero contaminação por lubrificante, classificação para serviço contínuo e otimizado para operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, nos ambientes de processo mais exigentes.

Visão geral do produto

O Compressor de nitrogênio LW-16.5/13 Ocupa um nicho especializado dentro do nosso portfólio de compressores de pistão isentos de óleo, preenchendo a lacuna entre a capacidade de vazão média e os requisitos de descarga de alta pressão. Com uma capacidade nominal de 16,5 m³/min e uma pressão de descarga elevada de 1,30 MPaEsta unidade foi projetada para aplicações de processo onde o nitrogênio precisa ser fornecido a pressões substancialmente maiores do que as dos coletores de distribuição convencionais.

O que diferencia o LW-16.5/13 dos compressores de nitrogênio padrão é sua capacidade de atingir pressão de descarga de 1,30 MPa mantendo a integridade completamente livre de óleo ao longo de todo o percurso de compressão. Os anéis do pistão e as bandas de guia são fabricados com compósitos de PTFE autolubrificantes de alto desempenho, formulados especificamente para condições de alta pressão e temperatura. Isso garante que o fluxo de nitrogênio permaneça completamente livre de contaminação por hidrocarbonetos, alcançando o resultado desejado. Certificação ISO 8573-1 Classe 0 sem qualquer equipamento de purificação posterior. Para síntese química, inertização de reatores de alta pressão e aplicações com gases especiais, essa pureza intrínseca é imprescindível.

O compressor utiliza um dois estágios, duas linhas (二列二级) Configuração termodinamicamente essencial para gerenciar a substancial relação de pressão necessária para atingir 1,30 MPa. A relação de pressão é distribuída de forma otimizada entre um cilindro de baixa pressão e um cilindro de alta pressão, com um resfriador intermediário removendo o calor da compressão entre os estágios. Essa abordagem em estágios limita a temperatura de descarga de cada estágio a menos de 160 °C, preservando a estabilidade dimensional dos elementos de vedação de PTFE e prolongando a vida útil da placa da válvula. A robusta estrutura de ferro fundido e o virabrequim de aço forjado com balanceamento de precisão são projetados para uma vida útil operacional mínima de 120.000 horas De acordo com os protocolos de manutenção padrão.

Especificações técnicas – LW-16.5/13

* Todas as especificações são classificadas em condições de referência padrão (ISO 1217, Anexo C). O desempenho real pode variar dependendo da altitude do local, da temperatura ambiente e das condições de entrada.

Principais características e vantagens de engenharia

1. Tecnologia de vedação de PTFE isenta de óleo para alta pressão

O LW-16.5/13 emprega um sistema avançado sistema de anel de pistão autolubrificante e cinta de guia Fabricados com compósitos de PTFE de alta densidade reforçados com fibra de vidro, fibra de carbono e partículas de bronze, esses anéis possuem uma formulação especializada, projetada para suportar as elevadas pressões e temperaturas associadas à operação de descarga de 1,30 MPa, atingindo um coeficiente de atrito inferior a 0,06 sem a necessidade de lubrificação com hidrocarbonetos. Os anéis mantêm a estabilidade dimensional até 190 °C, garantindo um desempenho de vedação confiável mesmo durante a operação contínua em alta pressão. Para operadores de processos químicos, isso representa... Conformidade nativa com a norma ISO 8573-1 Classe 0 Sem necessidade de investimento inicial em filtragem de óleo ou custos de manutenção subsequentes.

2. Compressão em dois estágios para relações de pressão extremas

O arquitetura de compressão de dois estágios Não é apenas benéfico, mas essencial para atingir uma pressão de descarga de 1,30 MPa a partir de condições de entrada próximas da pressão atmosférica. A relação de pressão é dividida entre um cilindro de baixa pressão e um cilindro de alta pressão, com um intercooler de casco e tubos de alta eficiência removendo o calor da compressão entre os estágios. Essa abordagem em estágios limita a temperatura de descarga de cada estágio a menos de 160 °C, evitando a degradação térmica dos elementos de vedação de PTFE e estendendo a vida útil da placa da válvula em aproximadamente 50% em comparação com projetos de estágio único que buscam relações de pressão equivalentes. O intercooler é superdimensionado para a aplicação, proporcionando uma margem de segurança durante variações de temperatura ambiente.

3. Construção de estrutura compacta, porém robusta

A estrutura principal é fundida a partir de GG25 ferro fundido cinzento (equivalente à norma ASTM A48 Classe 30B) com passagens de água de refrigeração integradas. Apesar da capacidade de alta pressão, o LW-16.5/13 mantém um tamanho relativamente compacto de 2675 × 1550 × 2520 mm e um peso de apenas 3,00 toneladasO arranjo de cilindros opostos em duas fileiras proporciona cancelamento de força de primeira ordem inerente, reduzindo a transmissão de vibrações e permitindo a instalação em um bloco de concreto armado de inércia modesto, de 5 a 6 toneladas. Essa compactação é particularmente vantajosa para instalações de retrofit em plantas químicas e instalações de processo existentes, onde o espaço e a capacidade da fundação são limitados.

4. Acionamento de motor industrial padrão de 380 V

O LW-16.5/13 é acionado por um Motor de indução trifásico de 160 kW, 380 V, 50 Hz Em conformidade com a norma IEC 60034-1, classe de eficiência IE3, a configuração padrão de baixa tensão integra-se diretamente aos painéis de distribuição industrial de 380 V existentes, sem a necessidade de infraestrutura de média tensão, transformadores abaixadores ou equipamentos de manobra especializados. Essa simplicidade elétrica reduz tanto o investimento inicial quanto a complexidade de comissionamento, tornando o LW-16.5/13 uma opção atraente para instalações que estão migrando de sistemas de compressão com nitrogênio ou gás hidráulico engarrafado para compressão contínua no local.

Cenários de aplicação

Síntese química de alta pressão e inertização de reatores

Em instalações de fabricação de produtos químicos, o LW-16.5/13 fornece nitrogênio de alta pressão para Inertização do reator, preservação do leito catalítico e injeção emergencial de nitrogênio. em vasos de processo que operam em pressões elevadas. A pressão de descarga de 1,30 MPa é suficiente para superar a pressão interna da maioria dos reatores em batelada, autoclaves e circuitos de síntese de alta pressão, permitindo a injeção direta de nitrogênio sem pressurização intermediária. O design isento de óleo é absolutamente crucial na síntese química, pois qualquer contaminação por hidrocarbonetos envenenaria catalisadores de metais preciosos, iniciaria reações secundárias indesejadas ou comprometeria a pureza do produto na fabricação de produtos químicos finos e farmacêuticos.

Impulso de nitrogênio VPSA de alta pressão

Para geradores de nitrogênio VPSA que produzem nitrogênio de alta pureza a pressões próximas à atmosférica, o Reforço de nitrogênio LW-16.5/13 Comprime o produto de baixa pressão a 1,30 MPa para distribuição em alta pressão a consumidores de processos exigentes. A capacidade de 16,5 m³/min é ideal para instalações VPSA de médio porte que atendem plantas químicas, instalações de gases especiais e aplicações de inertização de alta pressão. O caminho de compressão isento de óleo protege a peneira molecular de carbono contra o envenenamento por hidrocarbonetos, preservando a vida útil do adsorvente e mantendo a pureza do nitrogênio.

Purga e teste de pressão em oleodutos e gasodutos

Na construção e manutenção de oleodutos e gasodutos, o nitrogênio é utilizado para Purga de dutos, deslocamento em teste hidrostático e enchimento com gás inerte seco. antes do comissionamento. A pressão de descarga de 1,30 MPa do LW-16.5/13 é adequada para purgar dutos de diâmetro médio (até 24 polegadas de diâmetro nominal) e para testes hidrostáticos de deslocamento em dutos operando a pressões de até 10 MPa. O design isento de óleo evita a contaminação por hidrocarbonetos no interior dos dutos, o que é essencial para gasodutos de transmissão, onde mesmo traços de resíduos de óleo podem contaminar medidores de qualidade de gás, estações de compressão e equipamentos do usuário final.

Operações de enchimento de cilindros e gases especiais

Instalações de gases especiais e distribuidores de gases industriais requerem nitrogênio de alta pressão para Enchimento de cilindros, carregamento de feixes e preparação da mistura gasosaA pressão de descarga de 1,30 MPa do LW-16.5/13 é suficiente para encher cilindros de nitrogênio de alta pressão (tipicamente com pressão de trabalho de 15 MPa) através de um compressor de múltiplos estágios ou cascata de compressores. A certificação isenta de óleo garante que os cilindros cheios atendam às especificações de pureza de nitrogênio de grau analítico, ultra-alta pureza e grau de pesquisa, sem a necessidade de etapas adicionais de purificação.

Materiais e construção

O LW-16.5/13 é construído com materiais de alta qualidade selecionados por sua compatibilidade com nitrogênio de alta pressão, resistência a temperaturas elevadas e vida útil prolongada:

Todos os componentes que suportam pressão são projetados e fabricados em estrita conformidade com ASME BPVC Seção VIII Divisão 1 ou de acordo com as normas chinesas GB 150. Cada junta soldada passa por inspeção radiográfica (RT) 100%, conforme a Seção V, Artigo 2 da ASME, e cada vaso de pressão finalizado é submetido a um teste de pressão hidrostática a 1,5 vezes a pressão máxima de trabalho admissível (PMTA) por um período mínimo de 30 minutos.

Diretrizes de Instalação e Manutenção

Requisitos de Fundação e Espaciais

O LW-16.5/13 tem um peso seco de 3,00 toneladas e um centro de gravidade a aproximadamente 800 mm acima da placa de base. O design de cilindros opostos em duas fileiras proporciona excelente equilíbrio de forças, permitindo a instalação em uma Bloco de inércia de concreto armado de 5 a 6 toneladasO bloco deve ser montado sobre isoladores de vibração elastoméricos (frequência natural de 8 a 12 Hz) para evitar a transmissão de vibrações. As folgas necessárias são: 1,2 m no lado oposto ao acionamento para acesso às válvulas, 1,0 m no lado do acionamento para manutenção do motor e 1,5 m acima para acesso do guindaste durante grandes revisões. O tamanho compacto torna o LW-16.5/13 adequado para instalação em salas de máquinas existentes com espaço limitado.

Projeto de Sistema de Água de Refrigeração

A demanda de água para resfriamento é de aproximadamente 18 m³/h com temperatura de entrada não superior a 32 °C. O circuito de distribuição de água alimenta as camisas dos cilindros e o intercooler em ramificações paralelas. Especificações de qualidade da água: pH 6,5–8,5, sólidos totais dissolvidos < 500 mg/L, teor de cloreto < 50 mg/L (para evitar a corrosão dos tubos de aço inoxidável 316), sólidos em suspensão < 30 mg/L e dureza total < 300 mg/L como CaCO₃. Para locais com qualidade de água marginal, recomenda-se uma torre de resfriamento compacta de circuito fechado com filtração lateral para evitar a formação de incrustações e a corrosão nos circuitos de resfriamento de alta pressão.

Cronograma de Manutenção Preventiva

O design sem óleo do LW-16.5/13 simplifica drasticamente a manutenção em comparação com as alternativas lubrificadas. Não há trocas de óleo programadas, amostras de óleo lubrificante para analisar, elementos de filtro de óleo para substituir ou cartuchos separadores de óleo para monitorar. Os únicos itens de desgaste consumíveis são os Anéis de pistão e anéis de guia de PTFEque normalmente atingem uma vida útil de 4.000 a 6.000 horas em condições de nitrogênio limpo. Com uma pressão de descarga de 1,30 MPa, as taxas de desgaste dos anéis são ligeiramente elevadas em comparação com a operação em baixa pressão, e recomendamos respeitar o intervalo de substituição de 4.000 horas para uma confiabilidade ideal.

Certificações de Conformidade e Segurança

O compressor de nitrogênio LW-16.5/13 foi projetado, fabricado e testado para atender aos seguintes padrões internacionais e regulamentações:

Análise de desempenho e eficiência

O LW-16.5/13 atinge um Consumo específico de energia de aproximadamente 9,70 kW por m³/min de nitrogênio fornecido a uma pressão de descarga de 1,30 MPa. Essa potência específica reflete a penalidade termodinâmica associada à alta taxa de compressão necessária para atingir 1,30 MPa a partir de condições de entrada próximas à atmosférica. Embora superior à de compressores de baixa pressão, essa eficiência é competitiva no segmento de compressores de pistão isentos de óleo de alta pressão. Para comparação, compressores de parafuso lubrificados a óleo, operando em taxas de compressão equivalentes, normalmente consomem de 10,5 a 12,0 kW/m³/min, e compressores hidráulicos de gás (frequentemente usados ​​para nitrogênio de alta pressão) podem ultrapassar 15 kW/m³/min.

Em um cronograma operacional anual padrão de 8.000 horas, a vantagem de eficiência do LW-16.5/13 em relação a alternativas menos eficientes resulta em aproximadamente Economia de energia anual entre 66.000 e 132.000 kWhA um custo de 0,08/kWh, isso representa uma redução de 5.280 a 10.560 na despesa direta com eletricidade por ano. No entanto, a principal justificativa econômica para o LW-16.5/13 geralmente decorre de... eliminação de consumíveis relacionados ao petróleo e a eliminação da necessidade de equipamentos de purificação a jusante. em vez de economias marginais de energia. custo total de propriedade para compressão de nitrogênio de alta pressão é reduzido em cerca de 25 a 35% ao longo de uma vida útil operacional de 10 anos, em comparação com alternativas lubrificadas a óleo que exigem extensa purificação posterior.

O design sem óleo também elimina a penalidade energética dos equipamentos de remoção de óleo subsequentes. Um compressor de alta pressão lubrificado a óleo típico requer filtros coalescentes de múltiplos estágios, adsorvedores de carvão ativado e instrumentação de monitoramento contínuo de óleo que, coletivamente, consomem de 4 a 61 TP/3 T da potência de saída do compressor. A certificação nativa sem óleo do LW-16.5/13 elimina completamente essa carga parasita, melhorando a eficiência efetiva do sistema e reduzindo os requisitos de infraestrutura elétrica.

Personalização e capacidades OEM

Oferecemos opções abrangentes de personalização para adaptar o LW-16.5/13 a requisitos específicos de processo, condições do local e restrições de integração:

• Pacotes completos montados em skid: O compressor, o motor, o intercooler, o pós-resfriador, a instrumentação de alta pressão e o painel de controle são pré-montados em uma estrutura de aço com olhais de içamento integrados e gabaritos para parafusos de ancoragem. Os testes prévios de todos os sistemas em fábrica reduzem o tempo de comissionamento em campo em aproximadamente 60% e minimizam os riscos de inicialização.
• Configurações de áreas perigosas: Estão disponíveis invólucros para motores e componentes elétricos em conformidade com as normas ATEX Zona 2 e IECEx para instalações em fábricas de produtos químicos onde atmosferas explosivas podem estar ocasionalmente presentes. Detecção de gás integrada e intertravamentos automáticos de ventilação podem ser incorporados ao sistema de controle.
• Controle Avançado de Processos: PLC Siemens S7-1200 ou Allen-Bradley CompactLogix opcional com tela sensível ao toque HMI de 10 polegadas, monitoramento remoto via Modbus TCP/IP ou OPC-UA e integração perfeita com sistemas DCS/SCADA da planta. O controle automático de carga/descarga e a compatibilidade com inversores de frequência (VFD) otimizam a eficiência em carga parcial e reduzem o estresse mecânico durante a partida.
• Opções de Pacotes de Alta Pressão: Reservatórios integrados de nitrogênio de alta pressão (até 2,0 m³ a 1,6 MPa), estações de regulação de pressão e manifolds de distribuição podem ser fornecidos em um mesmo skid, criando um sistema completo de fornecimento de nitrogênio de alta pressão.
• Proteção ambiental: Sistemas de revestimento de grau marítimo C5-M para instalações costeiras; componentes elétricos tropicalizados para temperaturas ambientes de até 55°C; e invólucros acústicos com classificação IP54 que reduzem o ruído de 84 dB(A) para 70 dB(A) a 1 metro.
• OEM e marca própria: Cores de tinta personalizadas, placas de identificação com a marca e pacotes de documentação localizados para distribuidores de equipamentos a gás e integradores de sistemas.

Configurações personalizadas estão disponíveis em Quantidade mínima de encomenda: 1 unidadeAs propostas de engenharia são geralmente entregues em 3 a 5 dias úteis. O prazo de entrega padrão é de 10 a 12 semanas; a entrega expressa em até 8 semanas está disponível para pedidos qualificados.

Estudo de Caso: Modernização do Sistema de Inertização de Reatores em Planta Química

Cliente: Fabricante de produtos químicos especiais no leste da China, que opera reatores em batelada para intermediários farmacêuticos.

Desafio: O fornecimento de nitrogênio existente para o cliente dependia de um conjunto de cilindros de alta pressão (15 MPa) interligados para alimentar os sistemas de inertização do reator a 1,20 MPa. O consumo mensal de cilindros chegava a 120 unidades, com custos de manuseio, agendamento de entregas e aluguel de cilindros totalizando £180.000 anualmente. O fornecimento de cilindros também era instável durante os períodos de pico de demanda, causando atrasos na produção. Além disso, foi detectada contaminação por óleo residual da estação de enchimento de cilindros na corrente de nitrogênio, comprometendo o desempenho do catalisador nos reatores de hidrogenação.

Solução: Nós fornecemos um Compressor de nitrogênio isento de óleo LW-16.5/13 O sistema é acoplado a um pequeno gerador de nitrogênio VPSA (pureza 99,9%, 18 m³/min) em uma estrutura comum. O compressor LW-16.5/13 comprime o produto VPSA a 1,30 MPa, alimentando diretamente o coletor de inertização do reator. Um reservatório de alta pressão de 1,5 m³ foi integrado à estrutura para amortecer as flutuações de demanda durante os ciclos do reator em batelada. O projeto sem óleo eliminou a contaminação do catalisador, enquanto a geração no local eliminou a dependência de cilindros.

Resultados quantificados após 18 meses:

• Custo do fornecimento de nitrogênio: Reduzido em 58% ($180.000 a $75.600/ano) versus fornecimento de cilindros
• Trabalho de manuseio de cilindros: Eliminado completamente, economizando 480 horas de trabalho por ano.
• Incidentes de contaminação do catalisador: Reduzido de 3 por ano para zero, melhorando a consistência do rendimento do lote
• Atrasos na produção devido à escassez de gás: Eliminado, melhorando a entrega no prazo de 92% para 99,5%
• Pureza do nitrogênio: Consistentemente >99,9% com teor de óleo <0,01 mg/m³, atingindo a Classe 0 da norma ISO 8573-1.
• Período de retorno do investimento: 2,1 anos com base apenas na economia de custos de combustível e mão de obra.

“O LW-16.5/13 eliminou nossa dependência de cilindros e melhorou drasticamente a confiabilidade do nosso processo. A certificação isenta de óleo nos dá a segurança de que nossos catalisadores estão protegidos e que nosso cronograma de produção não está mais refém dos caminhões de entrega de gás.” — Gerente de Fábrica, Unidade de Produtos Químicos Especiais

Perguntas frequentes e guia de seleção

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