Descrição
Compressor de nitrogênio LW-20/8 – Booster de N2 isento de óleo de média capacidade para operações industriais contínuas
Com capacidade de fornecer 20 m³/min a uma pressão de descarga de 0,80 MPa, o LW-20/8 é um compressor de nitrogênio de pistão isento de óleo, de dois estágios e duas fileiras, projetado para separação criogênica de ar em escala média, estações de reforço de nitrogênio VPSA e distribuição industrial por dutos. Livre de contaminação por lubrificante, com classificação para operação contínua 24 horas por dia, 7 dias por semana, e construído para ambientes industriais exigentes.
Visão geral do produto
O Compressor de nitrogênio LW-20/8 Ocupa uma posição estratégica em nossa linha de compressores de pistão isentos de óleo, preenchendo a lacuna entre unidades compactas de nível básico e compressores industriais de grande porte. Com uma capacidade nominal de 20 m³/min e uma pressão de descarga de 0,80 MPaEste modelo serve como base para sistemas de distribuição de nitrogênio de média escala em setores como separação criogênica de ar, inertização petroquímica e processamento de alimentos.
O que diferencia o LW-20/8 das alternativas convencionais é o seu caminho de compressão totalmente isento de óleoOs anéis do pistão e as bandas de guia são usinados com precisão a partir de materiais compósitos de PTFE autolubrificantes que operam sem lubrificantes de hidrocarbonetos, garantindo que o fluxo de nitrogênio permaneça completamente livre de contaminação por óleo. Essa característica intrínseca de ausência de óleo é essencial para aplicações que exigem certificação ISO 8573-1 Classe 0, incluindo inertização de nitrogênio em processos alimentícios, inertização de processos farmacêuticos e controle de atmosfera na fabricação de eletrônicos.
O compressor emprega um dois estágios, duas linhas (二列二级) Arquitetura que otimiza termodinamicamente a relação de pressão entre dois cilindros. Cada estágio é resfriado independentemente por meio de um intercooler dedicado, mantendo as temperaturas de descarga dentro dos limites operacionais seguros, mesmo durante operação contínua 24 horas por dia, 7 dias por semana. A robusta estrutura de ferro fundido e o virabrequim de aço forjado com balanceamento dinâmico são projetados para um desempenho excepcional. vida útil mínima de 15 anos De acordo com os protocolos de manutenção padrão.
Especificações técnicas – LW-20/8
| Parâmetro | Valor | Unidade |
|---|---|---|
| Modelo | LW-20/8 | – |
| Padrão | Dois estágios, duas filas (二列二级) | – |
| Capacidade | 20 | m³/min |
| Pressão de descarga | 0.80 | MPa |
| Dimensões do compressor (C × L × A) | 2732 × 1550 × 2432 | mm |
| Peso | 3.00 | t |
| Poder | 132 | kW |
| Tensão | 380 | V |
| Meio gasoso | Nitrogênio (N₂) | – |
| Lubrificação | Sem óleo | – |
* 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. Sistema de vedação composto de PTFE isento de óleo
O LW-20/8 utiliza uma tecnologia avançada. conjunto de anel de pistão autolubrificante e cinta de guia Fabricado com compósitos de PTFE de alta densidade reforçados com fibra de vidro e partículas de bronze. Este sistema de materiais atinge um coeficiente de atrito inferior a 0,08 sem qualquer lubrificação externa com hidrocarbonetos, eliminando completamente o risco de arraste de vapor de óleo para o fluxo de nitrogênio. Para indústrias regulamentadas, isso proporciona Conformidade com a norma ISO 8573-1 Classe 0 de forma nativa — sem o custo de capital, o ônus da manutenção ou a penalidade energética dos sistemas de filtragem para remoção de óleo subsequentes.
2. Otimização Termodinâmica em Dois Estágios
O arranjo de compressão de dois estágios A divisão da relação de pressão total entre um cilindro de baixa pressão e um cilindro de alta pressão reduz a temperatura média efetiva por estágio e melhora a eficiência volumétrica. Um intercooler integrado de casco e tubo remove o calor da compressão entre os estágios, mantendo as temperaturas de descarga abaixo de 155 °C, mesmo sob carga contínua máxima. Essa estratégia de gerenciamento térmico prolonga a vida útil da placa da válvula em aproximadamente 35% em comparação com projetos de estágio único operando em relações de pressão equivalentes, além de prevenir a degradação térmica dos elementos de vedação de PTFE.
3. Estrutura robusta com equilíbrio de força inerente
O bloco do compressor é fundido em GG25 ferro fundido cinzento (equivalente à norma ASTM A48 Classe 30B) com passagens de água de refrigeração integradas. A configuração de cilindros opostos em duas fileiras proporciona cancelamento natural de forças de primeira ordem, reduzindo as forças de inércia desequilibradas transmitidas à fundação em mais de 80% em comparação com projetos de fileira única. Essa vantagem mecânica permite a instalação em um bloco de concreto de inércia mais leve (mínimo de 5 toneladas contra mais de 8 toneladas para equivalentes de fileira única), reduzindo os custos de engenharia civil e simplificando as instalações de retrofit em casas de compressores ou salas de máquinas existentes.
4. Acionamento de motor industrial padrão de 380 V
O LW-20/8 é movido por um Motor de indução trifásico de 132 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 painéis de média tensão, transformadores abaixadores ou infraestrutura elétrica especializada. Isso simplifica tanto o investimento inicial quanto os prazos de comissionamento, tornando o LW-20/8 uma opção de atualização atraente para instalações que estão migrando de geradores de nitrogênio engarrafado ou de membrana para o fornecimento de nitrogênio comprimido no local.
Cenários de aplicação
Instalações de separação de ar criogênicas de média escala
Em instalações criogênicas de ASU que produzem de 500 a 1.500 Nm³/h de nitrogênio gasoso, o LW-20/8 serve como o reforçador primário de nitrogênio entre a caixa fria e o cabeçalho de distribuição. Sua capacidade de 20 m³/min corresponde à produção de ASUs de médio porte, enquanto a pressão de descarga de 0,80 MPa é otimizada para distribuição por dutos para consumidores a jusante, como reatores químicos, sistemas de inertização de panelas de siderurgia e redes de gás de purga de instalações de GNL. O projeto isento de óleo é particularmente crítico em cenários de backup de ASU, onde a pureza do nitrogênio não pode ser comprometida durante a manutenção do sistema primário ou falhas na caixa fria.
Estações de reforço de nitrogênio VPSA
Os geradores de nitrogênio por Adsorção por Oscilação de Pressão a Vácuo (VPSA) produzem nitrogênio gasoso a uma pressão próxima à atmosférica (0,05–0,10 MPa). Reforçador de nitrogênio LW-20/8 Comprime este produto de baixa pressão a 0,80 MPa para distribuição em aplicações de ponto de uso. O caminho de compressão isento de óleo é essencial no serviço VPSA, pois qualquer contaminação por hidrocarbonetos envenenaria o adsorvente de peneira molecular de carbono, degradando permanentemente a eficiência de separação do gerador e exigindo a substituição dispendiosa do adsorvente. A capacidade de 20 m³/min suporta instalações VPSA de médio porte que atendem a múltiplos consumidores industriais através de um coletor de nitrogênio centralizado.
Cobertura e inertização de parques de tanques petroquímicos
Os parques de tanques de refinaria e as instalações de armazenamento petroquímico requerem volumes substanciais de nitrogênio para revestimento, inertização e preenchimento com gás de tanques Para evitar a formação de vapores explosivos e manter a qualidade do produto, o LW-20/8, com sua classificação de operação contínua e pressão de descarga de 0,80 MPa, é capaz de atender a múltiplos tanques de armazenamento simultaneamente através de um coletor de distribuição de nitrogênio centralizado. A pressão é suficiente para superar as regulagens das válvulas de alívio de pressão dos tanques e manter a pressão positiva durante os ciclos de retirada do produto, mesmo em instalações com tanques de geometria elevada ou longas tubulações de distribuição.
Processamento de Alimentos e Embalagem em Atmosfera Modificada
Instalações de processamento de alimentos em larga escala utilizam nitrogênio para Embalagem em atmosfera modificada (MAP), armazenamento em atmosfera controlada e borbulhamento de nitrogênio. Para prolongar a vida útil do produto e manter o frescor, o compressor LW-20/8, com capacidade de 20 m³/min, pode abastecer simultaneamente múltiplas linhas de embalagem de alta velocidade, túneis de nitrogênio e câmaras frigoríficas. A certificação sem óleo garante a conformidade com as normas FDA 21 CFR 173.310 e o Regulamento da UE 231/2012 para nitrogênio em contato com alimentos, eliminando o risco de sabores indesejáveis, ranço ou descoloração do produto que podem ocorrer com compressores lubrificados.
Materiais e construção
Cada componente do LW-20/8 foi selecionado pela sua compatibilidade com serviços em nitrogênio, resistência à corrosão e durabilidade mecânica a longo prazo:
| Componente | Material | Especificação |
|---|---|---|
| Bloco de cilindros | Ferro fundido cinzento | GG25 / HT250, camisas de refrigeração a água integradas |
| Cambota | Aço liga forjado | 42CrMo4, Q&T, balanceado ISO 1940 G2.5 |
| Anéis de Pistão | Compósito de PTFE-Vidro-Bronze | Autolubrificante, taxa de desgaste <0,05 mm/1000h |
| Pulseiras de motociclista | Compósito de PTFE | Guia do pistão, evita contato com a parede do cilindro |
| Placas de válvulas | Aço inoxidável | SS316, design com mola de anel concêntrico |
| Bielas | Aço forjado com mancais de metal antifricção | Encosto de biela usinado com precisão e lubrificado a óleo |
| Intercooler | Carcaça em aço carbono / Tubos em aço inoxidável 304 | ASME VIII Div.1, teste hidrostático 1,5× |
| Resfriador posterior | Carcaça em aço carbono / Tubos em aço inoxidável 304 | Design com tubos aletados, adequado para água de refrigeração a 32°C. |
Todos os componentes que suportam pressão são projetados e fabricados de acordo com ASME BPVC Seção VIII Divisão 1 ou de acordo com as normas chinesas GB 150. As juntas soldadas são submetidas à inspeção radiográfica (RT) 100%, conforme a Seção V, Artigo 2 da ASME, e cada vaso de pressão concluído é submetido a um teste de pressão hidrostática a 1,5 vezes a pressão máxima de trabalho admissível (MAWP) por um tempo mínimo de 30 minutos.
Diretrizes de Instalação e Manutenção
Requisitos de fundação e montagem
O LW-20/8 tem um peso seco de 3,00 toneladas e um centro de gravidade a aproximadamente 820 mm acima da base. Graças ao design de cilindros opostos em duas fileiras, as forças de desequilíbrio são mínimas, 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 6 a 8 Hz) para evitar a transmissão de vibrações para estruturas adjacentes. Requisitos mínimos de folga: 1,2 m no lado oposto ao acionamento para acesso às válvulas, 1,0 m no lado do acionamento para manutenção do motor e 1,8 m acima para acesso do guindaste durante grandes revisões.
Especificações do sistema de água de refrigeração
A necessidade de vazão de água de resfriamento é de aproximadamente 22 m³/h com temperatura de entrada não superior a 32 °C. O circuito de distribuição de água alimenta as camisas dos cilindros, o intercooler e o pós-resfriador em paralelo. 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 304) e sólidos em suspensão < 30 mg/L. 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 o entupimento dos tubos.
Cronograma de Manutenção Preventiva
| Intervalo | Item de serviço | Ação necessária |
|---|---|---|
| Diário | Inspeção Operacional | Verificar níveis de vibração, ruídos anormais, fluxo de água de refrigeração e temperatura de descarga. |
| 250 horas | Inspeção da placa da válvula | Remova e inspecione as válvulas de sucção/descarga quanto a depósitos de carbono ou rachaduras. |
| 1.000 horas | Medição de anéis de pistão | Meça a folga na ranhura do anel; substitua os anéis se a folga exceder 0,25 mm. |
| 4.000 horas | Revisão Intermediária | Substitua todos os anéis de pistão, anéis de guia e conjuntos de placas de válvulas. |
| 8.000 horas | Revisão geral | Inspecione os munhões do virabrequim, meça a folga dos mancais e substitua os mancais principais se a folga for superior a 0,08 mm. |
O design sem óleo do LW-20/8 reduz significativamente a complexidade da manutenção em comparação com as alternativas lubrificadas. Não há trocas de óleo programadas, amostras de óleo para analisar, elementos filtrantes para substituir ou cartuchos separadores de óleo para monitorar. Os únicos itens de desgaste recorrentes são os... Anéis de pistão e anéis de guia de PTFE, que normalmente atingem uma vida útil de 4.000 a 6.000 horas em condições de nitrogênio limpo.
Certificações de Conformidade e Segurança
O compressor de nitrogênio LW-20/8 foi projetado, fabricado e testado para atender aos seguintes padrões internacionais e regulamentações:
ASME BPVC Seção VIII Div.1, GB 150-2011, PED 2014/68/EU Módulo A
IEC 60034-1 (eficiência IE3), IEC 60204-1, ISO 12100 (segurança de máquinas)
ISO 8573-1 Classe 0 (Teor de Óleo), testado independentemente pela TÜV Rheinland.
ISO 9001:2015 (Gestão da Qualidade), ISO 14001:2015 (Gestão Ambiental)
O nitrogênio é classificado como um gás asfixiante simples. Todas as instalações de compressores LW-20/8 devem incorporar monitoramento contínuo de deficiência de oxigênio na sala de compressores e áreas adjacentes. Os sistemas de ventilação devem ser projetados para manter as concentrações de oxigênio ambiente acima de 19,5% em volume, conforme a norma OSHA 29 CFR 1910.146. Os dispositivos de intertravamento de desligamento de emergência devem ser ativados em 19,5% de O₂ (alarme) e acionar o isolamento automático do compressor em 18,0% de O₂ (desligamento forçado). Os procedimentos de entrada de pessoal devem incluir monitores portáteis de oxigênio e protocolos de sistema de dupla verificação.
Análise de desempenho e eficiência
O LW-20/8 atinge um Consumo específico de energia de aproximadamente 6,60 kW por m³/min de nitrogênio fornecido a uma pressão de descarga de 0,80 MPa. Essa métrica de eficiência posiciona a unidade de forma competitiva no segmento de compressores de pistão isentos de óleo de 15 a 30 m³/min. Para comparação, compressores de parafuso lubrificados a óleo típicos, operando em taxas de compressão equivalentes, consomem de 7,0 a 7,8 kW/m³/min, enquanto projetos mais antigos de compressores de pistão de estágio único podem ultrapassar 8,5 kW/m³/min.
Em um cronograma operacional anual padrão de 8.000 horas, a vantagem de eficiência do LW-20/8 resulta em aproximadamente Economia de energia anual entre 64.000 e 160.000 kWh Em comparação com alternativas menos eficientes. Com uma tarifa média de eletricidade industrial de $0,08/kWh, isso se traduz em uma redução de custos operacionais diretos de $5.120 a $12.800 por ano. Quando combinado com a eliminação de consumíveis relacionados ao óleo (óleo lubrificante, elementos filtrantes, cartuchos separadores, descarte de óleo usado), o custo total de propriedade para compressão de nitrogênio é reduzida em cerca de 20 a 30% ao longo de uma vida útil operacional de 10 anos.
A ausência de óleo no caminho de compressão também elimina a penalidade energética associada aos equipamentos de remoção de óleo a jusante. Um compressor lubrificado a óleo típico deste porte requer filtros coalescentes, adsorvedores de carvão ativado e instrumentação de monitoramento de óleo que, em conjunto, consomem de 3 a 51 TP/3 T da potência de saída do compressor. O projeto sem óleo do LW-20/8 elimina completamente essa carga parasita, melhorando a eficiência geral do sistema.
Personalização e capacidades OEM
Oferecemos opções abrangentes de personalização para adaptar o LW-20/8 às condições específicas do local, aos requisitos de integração e às especificações do usuário final:
- Pacotes completos montados em skid: O compressor, o motor, o intercooler, o pós-resfriador, a instrumentação e o painel de controle são pré-montados em uma estrutura de aço com olhais de içamento integrados e gabaritos para parafusos de ancoragem. Essa abordagem reduz o tempo de instalação em campo em aproximadamente 60% e minimiza os riscos de comissionamento.
- 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 petroquímicas onde atmosferas explosivas podem estar ocasionalmente presentes. Detecção de gás e intertravamentos automáticos de ventilação podem ser integrados 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 DCS/SCADA. O controle automático de carga/descarga e a compatibilidade com inversores de frequência (VFD) otimizam a eficiência em cargas parciais.
- Proteção ambiental: Sistemas de revestimento de grau marítimo C5-M para instalações costeiras ou offshore; componentes elétricos tropicalizados para temperaturas ambientes de até 55°C; e invólucros acústicos com classificação IP54 que reduzem a emissão de ruído de 85 dB(A) para 72 dB(A) a 1 metro.
- OEM e marca própria: Cores de tinta personalizadas, placas de identificação com a marca e pacotes de documentação estão disponíveis para integradores de sistemas e distribuidores de equipamentos a gás. Manuais técnicos, listas de peças de reposição e procedimentos de manutenção podem ser fornecidos em idiomas locais.
Configurações personalizadas estão disponíveis em Quantidade mínima de encomenda: 1 unidadeA análise de engenharia e a elaboração da proposta geralmente levam de 5 a 7 dias úteis. O prazo de entrega do protótipo varia de 12 a 14 semanas; pedidos subsequentes são entregues em 8 a 10 semanas após a confirmação do pedido.
Estudo de Caso: Atualização do Fornecimento de Nitrogênio para Embalagens de Alimentos
Cliente: Uma das principais fabricantes de salgadinhos da Tailândia.
Desafio: O fabricante dependia da vaporização de nitrogênio líquido para suas linhas de embalagem em atmosfera modificada (MAP). O aumento dos preços do nitrogênio líquido, conflitos no cronograma de entregas e problemas de manutenção do vaporizador estavam causando atrasos na produção. Além disso, o intensificador de nitrogênio lubrificado existente (de marca concorrente) estava introduzindo contaminação por traços de óleo, o que causava sabores indesejáveis em linhas de produtos sensíveis, resultando em reclamações de clientes e recalls de produtos.
Solução: Nós fornecemos um Compressor de nitrogênio isento de óleo LW-20/8 O sistema LW-20/8 é acoplado a um gerador de nitrogênio VPSA de médio porte (pureza 99,9%, 25 m³/min) em uma estrutura comum. A pressão do produto VPSA aumenta de 0,08 MPa para 0,80 MPa, permitindo sua distribuição para seis linhas de embalagem de alta velocidade. A estrutura foi projetada para se encaixar na sala de utilidades existente, eliminando a necessidade de expansão do prédio.
Resultados quantificados após 24 meses:
- Custo do fornecimento de nitrogênio: Reduzido em 48% versus compra e entrega de nitrogênio líquido
- Contaminação por óleo em nitrogênio: Eliminado completamente (Classe 0 da norma ISO 8573-1 alcançada)
- Incidentes de recolhimento de produtos: Zero desde o início das operações (anteriormente 2 a 3 por ano)
- Despesas de manutenção: Diminuído em 35% devido à eliminação das trocas de óleo, substituições de filtros e revisões de separadores
- Tempo de inatividade da produção: Reduzido em 60% (Chega de conflitos de agendamento de entrega de nitrogênio líquido)
- Período de retorno do investimento: 2,1 anos com base na economia de custos de combustível e nos custos de recall evitados
“O compressor LW-20/8 transformou completamente nosso fornecimento de nitrogênio. Não nos preocupamos mais com entregas de nitrogênio líquido, nossos problemas de qualidade do produto desapareceram e nossa equipe de manutenção gasta muito menos tempo com a manutenção do compressor. O investimento se pagou em pouco mais de dois anos.” — Gerente de Engenharia de Fábrica
Perguntas frequentes e guia de seleção
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