Compressor de nitrogênio LW-25/16 – Booster de N2 de alta pressão isento de óleo para aplicações industriais de 1,60 MPa

Projetado para fornecer 25 m³/min a uma pressão de descarga de 1,60 MPa, o LW-25/16 é um compressor de nitrogênio de pistão isento de óleo, de dois estágios e duas fileiras, desenvolvido para injeção de nitrogênio em alta pressão, pressurização de dutos e aplicações exigentes em processos petroquímicos. Com zero contaminação por lubrificante, classificação para serviço contínuo e construído para operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, em alta pressão.

Visão geral do produto

O Compressor de nitrogênio LW-25/16 Ocupa uma posição especializada em nosso portfólio de compressores de pistão isentos de óleo, preenchendo a lacuna entre a distribuição de nitrogênio de média pressão e aplicações de processo de alta pressão. Com uma capacidade nominal de 25 m³/min e um excepcional pressão de descarga de 1,60 MPaEsta unidade atende aos requisitos mais exigentes de compressão de nitrogênio em infraestrutura de gases industriais, onde tanto um fluxo substancial quanto uma pressão elevada são necessários simultaneamente.

O que distingue o LW-25/16 das alternativas convencionais de alta pressão é a sua mecanismo de compressão totalmente isento de óleoOs anéis de pistão e as bandas de guia são fabricados com materiais compósitos de PTFE autolubrificantes avançados, formulados especificamente para serviço de alta pressão. Esses componentes operam sem quaisquer lubrificantes de hidrocarbonetos, garantindo que o fluxo de nitrogênio permaneça completamente livre de contaminação por óleo, mesmo nas elevadas temperaturas e pressões associadas à descarga de 1,60 MPa. Essa característica intrínseca de ausência de óleo proporciona Certificação ISO 8573-1 Classe 0 de forma nativa, eliminando a necessidade de sistemas dispendiosos de remoção de óleo a jusante, que seriam obrigatórios em aplicações de alta pressão.

O compressor emprega um dois estágios, duas linhas (二列二级) Configuração essencial para gerenciar a extrema taxa de compressão necessária para atingir uma descarga de 1,60 MPa a partir de condições de entrada próximas à atmosférica. A compressão em estágios distribui a carga térmica entre dois cilindros, com um intercooler independente de alta eficiência entre os estágios, mantendo as temperaturas dos gases dentro dos limites operacionais seguros. A robusta estrutura de ferro fundido e o virabrequim forjado com precisão são projetados para suportar as forças mecânicas substanciais geradas pela operação em alta pressão, com uma vida útil nominal superior a [inserir valor aqui]. 100.000 horas De acordo com os protocolos de manutenção padrão.

Especificações técnicas – LW-25/16

* 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-25/16 utiliza uma tecnologia proprietária. sistema de anel de pistão autolubrificante de alta pressão e cinta de guia Fabricados com compósitos avançados de PTFE reforçados com fibra de vidro de alta resistência e partículas de bronze. Esta formulação de material foi especificamente projetada para as diferenças de pressão extremas e temperaturas elevadas encontradas a uma pressão de descarga de 1,60 MPa. Os anéis atingem um coeficiente de atrito inferior a 0,06 sem qualquer lubrificação externa com hidrocarbonetos, eliminando completamente o risco de contaminação por óleo. Para usuários de nitrogênio de alta pressão em aplicações petroquímicas, farmacêuticas e de gases especiais, isso proporciona... Conformidade nativa com a norma ISO 8573-1 Classe 0 sem a complexidade, o custo e as preocupações com a confiabilidade dos sistemas de filtragem de óleo a jusante que operam em alta pressão.

2. Compressão em dois estágios para relações de pressão extremas

O arquitetura de compressão de dois estágios É absolutamente crucial para atingir uma descarga de 1,60 MPa a partir de condições de entrada atmosféricas, representando uma relação de pressão total de aproximadamente 16:1. Ao dividir essa relação extrema entre um cilindro de baixa pressão e um cilindro de alta pressão, o LW-25/16 limita a temperatura de descarga de cada estágio a menos de 160 °C, preservando a integridade estrutural dos elementos de vedação de PTFE. Um intercooler de casco e tubo de alta eficiência entre os estágios remove o calor substancial da compressão, com fluxo de água de resfriamento projetado para manter as temperaturas entre os estágios abaixo de 45 °C, mesmo sob carga contínua máxima. Esse gerenciamento térmico prolonga a vida útil da placa da válvula em aproximadamente 50% em comparação com projetos de estágio único que buscam relações de pressão equivalentes.

3. Estrutura reforçada para serviço pesado, ideal para operação sob alta pressão.

A estrutura principal é fundida a partir de GG30 ferro fundido cinzento (Aprimorado em relação ao GG25 usado em modelos de baixa pressão) com seções de parede mais espessas e pedestais de apoio reforçados para suportar as cargas mecânicas substancialmente maiores geradas pela pressão de descarga de 1,60 MPa. arranjo 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 é particularmente importante para compressores de alta pressão, onde as forças de pico no cilindro são significativamente elevadas. O virabrequim de aço forjado é balanceado dinamicamente de acordo com as normas ISO 1940 G2.5 e apresenta mancais de apoio ampliados para suportar as maiores cargas nos mancais.

4. Configuração flexível de tensão para integração industrial

O LW-25/16 está disponível com um Motor de acionamento de 200 kW Disponível em três configurações de tensão: 380 V para instalações com infraestrutura de distribuição de baixa tensão ou 6 kV/10 kV para integração direta em redes industriais de média tensão. A opção de 380 V é ideal para instalações menores ou projetos de retrofit onde a infraestrutura de média tensão não está disponível. As opções de 6 kV e 10 kV eliminam a necessidade de transformadores abaixadores em grandes instalações industriais, reduzindo os custos de infraestrutura elétrica e melhorando a eficiência energética geral. Todas as configurações de motor estão em conformidade com a classe de eficiência IE3 da norma IEC 60034-1.

Cenários de aplicação

Aumento da pressão do fluxo de nitrogênio em dutos

Em redes de distribuição de gases industriais que abrangem várias instalações ou grandes complexos fabris, o LW-25/16 serve como um estação de reforço de nitrogênio de alta pressão Para superar as perdas por atrito na tubulação e manter a pressão adequada em pontos de consumo remotos, a bomba de nitrogênio foi projetada para fornecer nitrogênio a múltiplas unidades de processo, parques de tanques de armazenamento e estações de carregamento remotas. Sua pressão de descarga de 1,60 MPa proporciona altura manométrica suficiente para distribuição em distâncias superiores a 5 km, tornando-a ideal para o fornecimento centralizado de nitrogênio a diversas unidades de processo, parques de tanques de armazenamento e estações de carregamento remotas. A capacidade de 25 m³/min atende a complexos industriais de médio porte com múltiplos consumidores simultâneos de nitrogênio. O design isento de óleo é crucial em aplicações de dutos, pois qualquer contaminação por óleo se propagaria por toda a rede de distribuição, afetando potencialmente todos os consumidores a jusante.

Inertização de reatores petroquímicos e preservação de catalisadores

Reatores petroquímicos, unidades de craqueamento catalítico e unidades de hidroprocessamento requerem nitrogênio de alta pressão para Inertização do reator durante a inicialização e a parada, preservação do leito catalítico durante períodos de espera e despressurização de emergência.. O Compressor de nitrogênio de alta pressão LW-25/16 Fornece a pressão de 1,60 MPa necessária para superar as pressões do sistema do reator e injetar nitrogênio diretamente nos vasos de processo. O design isento de óleo é absolutamente obrigatório nessas aplicações, pois a contaminação por óleo envenenaria os caros leitos catalíticos, degradando permanentemente a atividade catalítica e exigindo a substituição ou regeneração dispendiosa do catalisador.

Postos de enchimento e recarga de cilindros de nitrogênio

Postos de enchimento de gases industriais e instalações de recarga de cilindros requerem compressores de nitrogênio de alta pressão para encher cilindros de gás padrão (tipicamente com pressão de trabalho de 15 MPa) e reboques de cilindros (até 20 MPa). Embora a pressão de descarga de 1,60 MPa do LW-25/16 não atinja diretamente a pressão de enchimento do cilindro, ela serve como um meio para isso. reforço intermediário Em trens de compressão multiestágios, o nitrogênio é comprimido a partir de fontes atmosféricas ou de baixa pressão até a pressão de sucção de compressores de diafragma ou pistão de alta pressão. O design isento de óleo garante que o nitrogênio que entra no estágio de alta pressão esteja completamente livre de contaminação, evitando o acúmulo de óleo em cilindros de alta pressão e reboques de tubos, o que poderia comprometer a pureza do gás e criar riscos à segurança.

Injeção de nitrogênio de alta pressão na indústria de alimentos e bebidas

Instalações de processamento de alimentos e bebidas em larga escala utilizam nitrogênio de alta pressão para Sistemas de dispensação de produtos, embalagens pressurizadas e armazenamento em atmosfera controlada sob alta pressão.A pressão de descarga de 1,60 MPa da LW-25/16 é suficiente para injeção direta em tanques de produto pressurizados e sistemas de distribuição sem pressurização intermediária. A certificação isenta de 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. A capacidade de 25 m³/min suporta linhas de produção de alto rendimento, onde várias estações de distribuição operam simultaneamente.

Materiais e construção

O LW-25/16 é construído com materiais de alta qualidade, selecionados especificamente para serviço com nitrogênio de alta pressão, resistência ao estresse térmico 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, com margens de segurança adicionais para serviço de alta pressão. Cada junta soldada passa por inspeção radiográfica (RT) 100%, conforme a Seção V, Artigo 2 da ASME, e cada vaso de pressão completo 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. As tubulações de alta pressão são testadas pneumaticamente 100% a 1,1× a PMTA após o teste hidrostático.

Diretrizes de Instalação e Manutenção

Requisitos de fundação e estrutura

O LW-25/16 tem um peso seco de 4,50 toneladas e um centro de gravidade a aproximadamente 950 mm acima da placa de base. Devido às forças mecânicas substancialmente maiores geradas pela pressão de descarga de 1,60 MPa, um Bloco de inércia de concreto armado de 9 a 12 toneladas É necessário. O bloco deve ser montado sobre isoladores de vibração de alta resistência (frequência natural de 5 a 7 Hz) capazes de suportar as elevadas cargas dinâmicas. O projeto da fundação deve levar em consideração as forças máximas nos cilindros, que são significativamente maiores do que as de compressores de pressão mais baixa com capacidade equivalente. Requisitos mínimos de folga: 1,5 m no lado oposto ao acionamento para acesso às válvulas, 1,2 m no lado do acionamento para manutenção do motor e 2,0 m acima para acesso do guindaste durante grandes revisões.

Projeto de Sistema de Água de Refrigeração

A demanda de água para resfriamento é de aproximadamente 28 m³/h com temperatura de entrada não superior a 32 °C. O intercooler e o pós-resfriador de alta pressão requerem resfriamento particularmente eficaz para lidar com o calor substancial de compressão a 1,60 MPa. Especificações de qualidade da água: pH 6,5–8,5, sólidos totais dissolvidos < 400 mg/L, teor de cloreto < 40 mg/L (crítico para a prevenção da corrosão dos tubos de aço inoxidável 316), sólidos em suspensão < 25 mg/L e dureza total < 250 mg/L como CaCO₃. Recomenda-se fortemente uma torre de resfriamento de circuito fechado com filtração lateral e tratamento químico para todas as instalações, a fim de garantir a qualidade consistente da água e evitar a formação de incrustações nos tubos do trocador de calor de alta pressão.

Cronograma de Manutenção Preventiva

O design sem óleo do LW-25/16 reduz significativamente a complexidade da manutenção em comparação com as alternativas lubrificadas de alta pressão. Não há trocas de óleo programadas, amostras de óleo lubrificante para analisar, elementos de filtro de óleo para substituir ou cartuchos separadores de óleo de alta pressão 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 5.000 horas em condições de nitrogênio limpo e alta pressão. Os conjuntos de placas de válvulas geralmente atingem de 2.000 a 3.500 horas antes de necessitarem de reforma em serviço de alta pressão.

Certificações de Conformidade e Segurança

O compressor de nitrogênio LW-25/16 foi projetado, fabricado e testado para atender ou superar os seguintes padrões internacionais e regulamentações:

Análise de desempenho e eficiência

O LW-25/16 atinge um consumo de energia específico de aproximadamente 8,00 kW por m³/min de nitrogênio fornecido a uma pressão de descarga de 1,60 MPa. Essa métrica de eficiência reflete os desafios termodinâmicos inerentes à compressão a altas taxas de pressão, mas permanece 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 pressão equivalentes, normalmente consomem de 8,5 a 9,5 kW/m³/min, enquanto compressores de diafragma de alta pressão (frequentemente selecionados para aplicações isentas de óleo) podem ultrapassar 12 kW/m³/min.

Em um cronograma operacional anual padrão de 8.000 horas, a vantagem de eficiência do LW-25/16 em relação a alternativas menos eficientes resulta em aproximadamente Economia de energia anual entre 100.000 e 240.000 kWhCom uma tarifa média de eletricidade industrial de $0,08/kWh, isso representa uma redução de custos operacionais diretos de $8.000 a $19.200 por ano. No entanto, o principal fator econômico para a seleção do LW-25/16 é normalmente o eliminação de consumíveis relacionados ao petróleo e equipamentos de purificação subsequentes em vez de economias marginais de energia.

O custo total de propriedade para compressão de nitrogênio de alta pressão A ausência de óleo no circuito de compressão reduz ainda mais os custos operacionais. Um compressor de alta pressão lubrificado a óleo típico deste porte requer filtros coalescentes, adsorventes de carvão ativado, instrumentação para monitoramento do óleo e trocas periódicas de óleo, o que, em conjunto, adiciona entre £15.000 e £25.000 aos custos operacionais anuais. O projeto isento de óleo do LW-25/16 elimina completamente essas despesas, ao mesmo tempo que melhora a confiabilidade, eliminando o modo de falha mais comum em compressores de alta pressão: a contaminação e a degradação do sistema de óleo.

Personalização e capacidades OEM

Oferecemos opções abrangentes de personalização para adaptar o LW-25/16 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 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 unidades petroquímicas 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 cargas parciais.
• Sistemas de segurança de alta pressão: Válvulas automáticas de alívio de pressão, conjuntos de discos de ruptura, válvulas de isolamento de alta pressão e sistemas de despressurização de emergência podem ser integrados à tubulação de descarga. Todos os sistemas de segurança são projetados de acordo com os requisitos da Seção VIII da norma ASME BPVC.
• 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 a emissão de ruído de 87 dB(A) para 74 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 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: Modernização do Sistema de Inertização de Reator Petroquímico

Cliente: Um importante complexo petroquímico no Oriente Médio que opera unidades de produção de polietileno e polipropileno.

Desafio: O fornecimento de nitrogênio de alta pressão existente para inertização do reator e preservação do catalisador era feito por dois compressores alternativos lubrificados a óleo (marca americana, 20 anos de serviço). O arraste de óleo para o fluxo de nitrogênio estava contaminando os leitos catalíticos Ziegler-Natta, reduzindo a eficiência da polimerização em 8–12% e exigindo a substituição do catalisador a cada 14 meses, em vez do intervalo projetado de 24 meses. O óleo também estava incrustando as partes internas do reator, o que exigia paradas não planejadas para limpeza. As perdas anuais devido à degradação do catalisador e ao tempo de inatividade não planejado ultrapassaram $2,3 milhões.

Solução: Nós fornecemos um Compressor de nitrogênio isento de óleo LW-25/16 como fonte primária de nitrogênio de alta pressão, configurada em uma estrutura personalizada com intercooler integrado, pós-resfriador, sistemas de segurança de alta pressão (válvulas de alívio, discos de ruptura, válvulas de isolamento) e um painel de controle PLC Siemens S7-1200 com integração SCADA. A pressão de descarga de 1,60 MPa atendeu a todos os requisitos de inertização do reator e preservação do catalisador. Uma unidade de reserva redundante foi instalada para garantir a disponibilidade do reator 100%.

Resultados quantificados após 30 meses:

• Teor de nitrogênio no óleo: Reduzido de 5,8 mg/m³ para <0,01 mg/m³, obtendo a certificação ISO 8573-1 Classe 0
• Intervalo de substituição do catalisador: Prorrogação de 14 meses para 28 meses., economizando $1,8 milhões/ano em custos de catalisadores
• Eficiência de polimerização: Melhorado em 9.5%, aumentando a produção anual em 12.000 toneladas
• Tempo de inatividade não planejado: Eliminado—zero paralisações relacionadas ao petróleo em 30 meses
• Custo total de manutenção: Reduzido em 38% por meio da eliminação de reparos no sistema de óleo e limpeza relacionada ao catalisador

“O LW-25/16 transformou nossas operações. A eliminação da contaminação por óleo restaurou o desempenho do nosso catalisador aos níveis projetados e eliminou completamente as paradas não planejadas que nos custavam milhões. O período de retorno do investimento foi inferior a 12 meses.” — Vice-presidente de Operações, Complexo Petroquímico

Perguntas frequentes e guia de seleção

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