Compressor de nitrogênio LW-18/12 – Booster de N2 isento de óleo, de alta pressão e vazão média, para aplicações industriais exigentes.

Projetado para fornecer 18 m³/min a uma pressão de descarga de 1,20 MPa, o LW-18/12 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 mais exigentes.

Visão geral do produto

O Compressor de nitrogênio LW-18/12 Ocupa um nicho especializado dentro do nosso portfólio de compressores de pistão isentos de óleo, projetado para aplicações onde a pressão de descarga elevada tem prioridade sobre o volume de fluxo absoluto. Com uma capacidade nominal de 18 m³/min e um excepcional pressão de descarga de 1,20 MPaEsta unidade preenche a lacuna entre os compressores de nitrogênio de média pressão padrão e o domínio de ultra-alta pressão dos compressores de gás especiais de múltiplos estágios.

O que distingue o LW-18/12 das alternativas convencionais de alta pressão é a sua mecanismo de compressão totalmente isento de óleo Utilizando anéis de pistão e anéis de guia autolubrificantes em composto de PTFE, essa filosofia de projeto elimina qualquer possibilidade de contaminação por hidrocarbonetos no fluxo de nitrogênio produzido, tornando a unidade imediatamente adequada para síntese química de alta pureza, injeção de nitrogênio de grau farmacêutico e fornecimento de gases de processo de grau eletrônico, sem a necessidade de etapas adicionais de purificação a jusante. A certificação de ausência de óleo é particularmente crítica a 1,20 MPa, pois a contaminação por óleo em pressões elevadas torna-se exponencialmente mais difícil e dispendiosa de remover.

Isso é dois estágios, duas linhas (二列二级) A configuração é otimizada termodinamicamente para a alta taxa de compressão exigida pela descarga de 1,20 MPa. A compressão em estágios com resfriamento entre estágios limita a temperatura de descarga de cada cilindro a faixas operacionais seguras, preservando a integridade dos elementos de vedação de PTFE e prolongando a vida útil da válvula. A construção robusta—2632 × 1550 × 2332 mm e 3,00 toneladas—reflete a engenharia robusta necessária para suportar a operação em alta pressão, mantendo ao mesmo tempo o tamanho compacto característico da série LW.

Especificações técnicas – LW-18/12

* 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-18/12 emprega um sistema especializado sistema de anel de pistão autolubrificante e cinta de guia Fabricado com compósitos de PTFE de alto desempenho reforçados com fibra de vidro, partículas de bronze e dissulfeto de molibdênio. Esta formulação avançada atinge um coeficiente de atrito inferior a 0,06 sem qualquer lubrificação externa com hidrocarbonetos, eliminando completamente o risco de arraste de vapor de óleo, mesmo nas elevadas temperaturas associadas à pressão de descarga de 1,20 MPa. Para operadores em síntese química e fabricação farmacêutica, isso proporciona Conformidade nativa com a norma ISO 8573-1 Classe 0 sem o custo de capital, a penalidade energética ou o ônus de manutenção dos sistemas de remoção de óleo de alta pressão que seriam obrigatórios nesse nível de pressão.

2. Compressão em dois estágios para relações de pressão extremas

O arquitetura de compressão de dois estágios A relação de pressão do LW-18/12 é termodinamicamente crítica para atingir a pressão de descarga de 1,20 MPa a partir de condições típicas de entrada de nitrogênio (0,05–0,10 MPa). Ao dividir a extrema relação de pressão entre um cilindro de baixa pressão e um cilindro de alta pressão, o compressor limita a temperatura de descarga de cada estágio a menos de 160 °C. Um intercooler de casco e tubos de alta eficiência entre os estágios remove o calor da compressão, prevenindo a degradação térmica dos elementos de vedação de PTFE e prolongando a vida útil da placa da válvula em aproximadamente 50% em comparação com projetos de estágio único que buscam relações de pressão equivalentes. A abordagem em estágios também melhora a eficiência volumétrica, fornecendo mais nitrogênio por unidade de energia consumida.

3. Construção reforçada do cilindro de alta pressão

O cilindro de alta pressão do LW-18/12 é construído a partir de GG30 ferro fundido cinzento Com paredes mais espessas e parafusos de cabeçote reforçados em comparação com os modelos de pressão padrão. O cabeçote possui um sistema de juntas multicamadas com anéis de vedação de aço inoxidável para evitar vazamentos a 1,20 MPa. Os conjuntos das gaiolas de válvulas são fabricados em Barra forjada SS316L Em vez de peças fundidas, eliminam-se os riscos de porosidade que poderiam levar a falhas catastróficas sob altas cargas de pressão cíclica. Todos os componentes de alta pressão são submetidos à inspeção por partículas magnéticas (MT) 100% e a testes ultrassônicos (UT) para detectar defeitos subsuperficiais antes da montagem.

4. Acionamento de motor industrial padrão de 380 V

O LW-18/12 é movido por um Motor de indução trifásico de 160 kW, 380 V, 50 Hz Classificado de acordo com a norma IEC 60034-1, classe de eficiência IE3. A configuração padrão de baixa tensão integra-se diretamente em painéis de distribuição industrial de 380 V existentes, sem a necessidade de infraestrutura de média tensão, tornando este modelo acessível a instalações que podem não possuir sistemas de barramento de 6 kV ou 10 kV. A potência de 160 kW é otimizada para a vazão de 18 m³/min e pressão de 1,20 MPa, alcançando um equilíbrio favorável entre custo de capital e eficiência operacional para aplicações de alta pressão com vazão média.

Cenários de aplicação

Síntese química de alta pressão e inertização de reatores

Em instalações de fabricação de produtos químicos, o LW-18/12 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 1,20 MPa é suficiente para superar a pressão operacional de reatores químicos e colunas de destilação típicos, permitindo a injeção direta de nitrogênio sem aumento de pressão intermediário. O design isento de óleo é absolutamente crucial na síntese química, pois mesmo traços de contaminação por óleo podem envenenar catalisadores de metais preciosos, iniciar reações secundárias indesejadas ou contaminar fluxos de produtos de alta pureza. A capacidade de 18 m³/min suporta múltiplos sistemas de reatores operando em paralelo em uma planta química de médio porte.

Injeção de nitrogênio de alta pressão para uso farmacêutico

As instalações de fabricação farmacêutica exigem nitrogênio de alta pureza para Inertização de recipientes estéreis, pressurização da câmara de liofilização (secagem por congelamento) e purga da linha de envase asséptico.. O Compressor de nitrogênio de alta pressão LW-18/12 Fornece a pressão de 1,20 MPa necessária para a operação da câmara de liofilização, mantendo a certificação ISO 8573-1 Classe 0 para sistemas isentos de óleo. A capacidade de 18 m³/min permite o abastecimento simultâneo de múltiplos liofilizadores, tanques de armazenamento estéril e linhas de envase em uma instalação farmacêutica de médio porte. O design isento de óleo elimina o risco de contaminação do produto que poderia acarretar em ações regulatórias da FDA ou rejeição de lotes.

Fornecimento de gás de processo de alta pressão para eletrônica

Na fabricação de semicondutores e na produção de telas planas, o nitrogênio é utilizado para Manuseio de wafers de alta pressão, purga da câmara e suporte ao processo de deposição química de vapor (CVD).A pressão de descarga de 1,20 MPa do LW-18/12 é suficiente para a distribuição de nitrogênio de alta pureza para ferramentas de processo que operam em pressões elevadas. A certificação de ausência de óleo é imprescindível na fabricação de eletrônicos, pois mesmo a contaminação por óleo em concentrações inferiores a ppm pode causar defeitos nos wafers, reduzir o rendimento dos dispositivos e comprometer o desempenho de revestimentos ópticos sensíveis. A capacidade de 18 m³/min suporta um conjunto de ferramentas de processo dentro de uma sala limpa.

Enchimento de cilindros de nitrogênio e distribuição de gás

Distribuidores de gases industriais e estações de enchimento de cilindros necessitam de compressores de nitrogênio de alta pressão para encher cilindros de gases industriais padrão (tipicamente 15 MPa a 20 °C) a partir de fontes de pressão mais baixa, como vaporizadores de nitrogênio líquido ou geradores de membrana. O LW-18/12 serve como o reforço de primeiro estágio Em um sistema de enchimento multiestágios, o nitrogênio é comprimido de 0,10 MPa a 1,20 MPa para posterior compressão em alta pressão até a pressão do cilindro. O design isento de óleo garante que os cilindros cheios atendam às especificações de pureza dos mercados de nitrogênio para uso médico, alimentício e eletrônico, sem a necessidade de evacuação e purga do cilindro devido à contaminação por óleo.

Materiais e construção

O LW-18/12 é construído com materiais de alta qualidade, selecionados especificamente para serviço com nitrogênio em alta pressão, resistência à corrosão e vida útil prolongada em condições exigentes:

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. Todas as juntas soldadas são submetidas à 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. Os componentes de alta pressão recebem inspeção adicional por partículas magnéticas (PM) e ultrassom (UT) para garantir tolerância zero a defeitos.

Diretrizes de Instalação e Manutenção

Requisitos de fundação e estrutura

O LW-18/12 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 equilíbrio de forças inerente, permitindo a instalação em uma Base de concreto armado de 5 a 6 toneladasA almofada deve ser montada sobre isoladores de vibração elastoméricos (frequência natural de 8 a 12 Hz) para evitar a transmissão de vibrações para equipamentos adjacentes sensíveis, como instrumentos analíticos ou ferramentas de fabricação de precisão. Requisitos mínimos de folga: 1,2 m no lado oposto ao acionamento para acesso à válvula, 1,0 m no lado do acionamento para manutenção do motor e 1,5 m acima para acesso por guindaste durante grandes revisões.

Projeto de Sistema de Água de Refrigeração

A demanda de água para resfriamento é de aproximadamente 22 m³/h com temperatura de entrada não superior a 32 °C. O circuito de distribuição de água abastece as camisas dos cilindros, o intercooler e o pós-resfriador 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 nos resfriadores de alta pressão), sólidos em suspensão < 30 mg/L e dureza total < 300 mg/L como CaCO₃. Para locais com qualidade de água marginal, recomenda-se fortemente uma torre de resfriamento de circuito fechado com filtração lateral e tratamento químico para evitar a formação de incrustações e corrosão nos trocadores de calor de alta pressão.

Cronograma de Manutenção Preventiva

O design sem óleo do LW-18/12 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 principais itens de desgaste consumíveis são os Anéis de pistão e anéis de guia de PTFE, que normalmente atingem uma vida útil de 3.500 a 5.500 horas sob condições de nitrogênio limpo a 1,20 MPa. Os conjuntos de válvulas de alta pressão exigem inspeções mais frequentes do que os modelos de baixa pressão devido ao aumento do estresse mecânico nas placas e molas das válvulas.

Certificações de Conformidade e Segurança

O compressor de nitrogênio LW-18/12 foi projetado, fabricado e testado para atender ou superar os seguintes padrões e regulamentações internacionais:

Análise de desempenho e eficiência

O LW-18/12 atinge um Consumo específico de energia de aproximadamente 8,89 kW por m³/min de nitrogênio fornecido a uma pressão de descarga de 1,20 MPa. Essa potência específica é maior do que a de modelos de baixa pressão devido à penalidade termodinâmica associada a elevadas taxas de compressão, mas permanece competitiva no segmento de compressores de pistão isentos de óleo de alta pressão. Para contextualizar, compressores de parafuso lubrificados a óleo operando em taxas de compressão equivalentes normalmente consomem de 9,5 a 10,5 kW/m³/min, enquanto compressores de diafragma (frequentemente selecionados para serviços de alta pressão isentos de óleo) podem ultrapassar 12 kW/m³/min.

Em um cronograma operacional anual padrão de 8.000 horas, a vantagem de eficiência do LW-18/12 em relação a alternativas menos eficientes resulta em aproximadamente Economia de energia anual entre 72.000 e 144.000 kWhCom uma tarifa média de eletricidade industrial de $0,08/kWh, isso representa uma redução de custos operacionais diretos de $5.760 a $11.520 por ano. No entanto, o principal fator econômico para a seleção do LW-18/12 é normalmente o eliminação de consumíveis relacionados ao óleo e a não utilização de equipamentos de remoção de óleo de alta pressão em vez de economias marginais de energia.

A 1,20 MPa, o custo e a complexidade dos equipamentos de remoção de óleo a jusante tornam-se proibitivos. Um compressor lubrificado a óleo típico, nessa pressão, exigiria múltiplos estágios de filtração coalescente, adsorção em carvão ativado e instrumentação de monitoramento contínuo de óleo, consumindo coletivamente de 5 a 81 TP3T da potência de saída do compressor e exigindo despesas anuais de manutenção de 1 TP4T8.000 a 1 TP4T15.000. O projeto isento de óleo do LW-18/12 elimina completamente essa carga parasita e o ônus da manutenção, proporcionando um desempenho superior. Custo total de propriedade significativamente menor para compressão de nitrogênio de alta pressão.

Personalização e capacidades OEM

Oferecemos opções abrangentes de personalização para adaptar o LW-18/12 a requisitos específicos de aplicações de alta pressão, 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 em fábrica de todos os sistemas de alta pressão reduzem o tempo de comissionamento em campo 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 unidades de processamento químico 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 regulação de pressão otimizam a operação para perfis de demanda variáveis.
• Sistemas de segurança de alta pressão: Válvulas de alívio de alta pressão redundantes, conjuntos de discos de ruptura e válvulas de isolamento automático podem ser integrados para atender a requisitos específicos de nível de integridade de segurança (SIL). Transmissores de pressão com saída de 4 a 20 mA fornecem monitoramento contínuo da pressão de descarga.
• 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 que atendem a mercados industriais especializados.

Configurações personalizadas estão disponíveis em Quantidade mínima de encomenda: 1 unidadeA análise técnica e a elaboração da proposta geralmente levam de 5 a 7 dias úteis. O prazo de entrega padrão é de 12 a 14 semanas; pedidos repetidos são entregues em 8 a 10 semanas após a confirmação do pedido.

Estudo de Caso: Atualização do Fornecimento de Nitrogênio para Liofilização Farmacêutica

Cliente: Uma unidade de fabricação farmacêutica na Europa especializada em produtos biológicos injetáveis ​​e vacinas.

Desafio: As câmaras de liofilização (secagem por congelamento) da instalação exigiam nitrogênio de alta pressão, entre 1,00 e 1,20 MPa, para pressurização da câmara e inserção da rolha. O fornecimento existente dependia de cilindros de nitrogênio de alta pressão entregues semanalmente, com custos superiores a € 180.000 por ano e frequentes interrupções no fornecimento durante o inverno. A instalação também enfrentava pressão regulatória para reduzir sua pegada de carbono decorrente do transporte dos cilindros e das perdas por vaporização.

Solução: Nós fornecemos um Compressor de nitrogênio isento de óleo LW-18/12 O sistema é acoplado a um pequeno gerador de nitrogênio VPSA (pureza 99,9%, 20 m³/min) em uma estrutura comum. O compressor LW-18/12 comprime o produto VPSA de 0,08 MPa para 1,20 MPa, alimentando diretamente o cabeçote de nitrogênio da câmara de liofilização. O projeto isento de óleo garantiu a conformidade com os requisitos do Anexo 1 das BPF da UE (fabricação estéril) para gases de processo isentos de óleo. Um reservatório de alta pressão de 2 m³ foi instalado a jusante para absorver picos de demanda durante o ciclo da câmara.

Resultados quantificados após 18 meses:

• Custo do fornecimento de nitrogênio: Reduzido em 58% (entre €180.000 e €75.600 por ano) versus fornecimento de cilindros
• Confiabilidade do fornecimento: 100% geração no local, sem interrupções relacionadas ao clima
• Pureza do nitrogênio: Consistentemente >99,9% com teor de óleo <0,01 mg/m³, excedendo os requisitos das BPF (Boas Práticas de Fabricação).
• Pegada de carbono: Reduzido em 65% através da eliminação do transporte do cilindro e das perdas de vaporização
• Manutenção: Um serviço agendado por ano. (intervalo de 4.000 horas), em comparação com o manuseio semanal de cilindros.
• Período de retorno do investimento: 2,1 anos com base apenas na economia de custos com gás

“O LW-18/12 eliminou nossa dependência de entregas em cilindros e nos deu controle total sobre nosso suprimento de nitrogênio. A certificação isenta de óleo foi fundamental para nossa conformidade com as Boas Práticas de Fabricação (BPF), e a economia de custos superou nossas projeções. Nossa equipe de sustentabilidade está particularmente satisfeita com a redução da pegada de carbono.” — Diretor de Engenharia, Fabricação Farmacêutica

Perguntas frequentes e guia de seleção

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