Descrição
Compressor de nitrogênio LW-52/3 – Booster de N2 isento de óleo de alta capacidade para separação de ar industrial
Com uma vazão de 52 m³/min e pressão de descarga de 0,30 MPa, o LW-52/3 é um compressor de nitrogênio de pistão isento de óleo, de dois estágios e duas fileiras, projetado para grandes instalações de separação criogênica de ar e geração de nitrogênio VPSA. Zero contaminação por lubrificante, classificado para operação contínua e construído para confiabilidade industrial 24 horas por dia, 7 dias por semana.
Visão geral do produto
O Compressor de nitrogênio LW-52/3 é um modelo emblemático da nossa linha de compressores de pistão isentos de óleo, projetado especificamente para aplicações de pressurização de nitrogênio em sistemas de separação de ar criogênico e adsorção por oscilação de pressão a vácuo (VPSA). Com uma enorme capacidade de 52 m³/min e uma pressão de descarga de 0,30 MPaEsta unidade preenche a lacuna entre a separação primária do ar e as redes de distribuição de nitrogênio a jusante.
Ao contrário das alternativas lubrificadas que apresentam risco de contaminação por óleo em fluxos de nitrogênio de alta pureza, o LW-52/3 opera em um sistema completamente livre de óleo. sistema de lubrificação sem óleoEste projeto elimina a necessidade de filtragem para remoção de óleo a jusante, reduz a complexidade da manutenção e garante a conformidade com os rigorosos requisitos de pureza para embalagens de alimentos, revestimento farmacêutico e fabricação de eletrônicos.
O compressor apresenta um dois estágios, duas linhas (二列二级) Configuração que otimiza a eficiência termodinâmica em toda a faixa de pressão. Cada estágio é resfriado independentemente, mantendo as temperaturas de descarga dentro dos limites operacionais seguros, mesmo durante operação contínua 24 horas por dia, 7 dias por semana. A estrutura robusta de ferro fundido e o conjunto do virabrequim usinado com precisão são classificados para mais de 80.000 horas de vida útil sob protocolos de manutenção padrão.
Especificações técnicas – LW-52/3
| Parâmetro | Valor | Unidade |
|---|---|---|
| Modelo | LW-52/3 | – |
| Padrão | Dois estágios, duas filas (二列二级) | – |
| Capacidade | 52 | m³/min |
| Pressão de descarga | 0.30 | MPa |
| Dimensões do compressor (C × L × A) | 2995 × 1600 × 2170 | mm |
| Peso | 4.28 | t |
| Poder | 220 | kW |
| Tensão | 380 / 6k ou 10k | 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. Tecnologia de Pistão Sem Óleo
O LW-52/3 emprega um sistema de anel de pistão autolubrificante e cinta de guia Construído com materiais compósitos de PTFE avançados, este sistema elimina o risco de contaminação por hidrocarbonetos no fluxo de nitrogênio — um requisito fundamental para aplicações com nitrogênio de grau alimentício (classe 0 de teor de óleo, conforme a norma ISO 8573-1) e farmacêuticas. O design isento de óleo também reduz o custo total de propriedade, eliminando a necessidade de trocas de óleo, substituições de filtros e equipamentos de separação de óleo.
2. Otimização Termodinâmica em Dois Estágios
Com um arranjo de compressão de dois estágiosO LW-52/3 divide a relação de pressão total entre dois cilindros, reduzindo a temperatura de descarga por estágio e melhorando a eficiência volumétrica. O resfriamento entre estágios é fornecido por um trocador de calor de casco e tubos dedicado, mantendo as temperaturas do gás abaixo de 160 °C mesmo sob carga contínua máxima. Esse gerenciamento térmico prolonga a vida útil da válvula e reduz o risco de polimerização em fluxos de nitrogênio contendo traços de oxigênio.
3. Chassi e virabrequim reforçados
O bloco do compressor é fundido em GG25 ferro fundido cinzento Com camisas de refrigeração a água integradas. O virabrequim de aço forjado é balanceado dinamicamente de acordo com as normas ISO 1940 G2.5, minimizando a transmissão de vibrações para a fundação. A configuração de duas fileiras proporciona equilíbrio de forças inerente, reduzindo a necessidade de blocos de concreto maciços para inércia — uma consideração importante para instalações de retrofit em plantas de separação de ar existentes.
4. Configuração flexível de tensão
O motor de acionamento de 220 kW está disponível em 380 V, 6 kV ou 10 kV configurações que permitem a integração direta em redes de distribuição industrial de média tensão sem a necessidade de transformadores abaixadores adicionais. Essa flexibilidade é particularmente valiosa para instalações de separação de ar de grande escala, onde sistemas de barramento de 6 kV ou 10 kV são padrão, reduzindo os custos de infraestrutura elétrica e melhorando a eficiência energética geral.
Cenários de aplicação
Instalações de separação de ar criogênico
Em instalações criogênicas de ASU (Unidade de Separação de Ar), o LW-52/3 serve como o reforçador primário de nitrogênio entre a câmara fria e o coletor de distribuição de nitrogênio gasoso. Sua capacidade de 52 m³/min corresponde à produção de unidades de separação de ar (ASUs) de médio porte, que produzem de 1.000 a 2.000 Nm³/h de nitrogênio gasoso. A pressão de descarga de 0,30 MPa é otimizada para distribuição por gasoduto para consumidores a jusante, como siderúrgicas, indústrias químicas e instalações de liquefação de GNL.
Sistemas de geração de nitrogênio VPSA
Para Gerador de nitrogênio VPSA Nas instalações, o LW-52/3 comprime o nitrogênio de baixa pressão (tipicamente 0,05–0,10 MPa) até a pressão de distribuição. O design isento de óleo é essencial aqui porque os sistemas VPSA produzem nitrogênio com pureza relativamente alta (99,5–99,9%), e qualquer contaminação por óleo degradaria a qualidade do produto e danificaria as peneiras moleculares subsequentes.
Cobertura de Petróleo em Indústrias Petroquímicas e de Refinaria
Os parques de tanques de refinaria e as instalações de armazenamento petroquímico requerem grandes volumes de nitrogênio para revestimento e inertização de tanques Para evitar a formação de vapores explosivos, a LW-52/3, com sua classificação de serviço contínuo e alta capacidade de vazão, é ideal para abastecer vários tanques de armazenamento simultaneamente através de um coletor de nitrogênio centralizado. A pressão de 0,30 MPa é suficiente para superar as configurações da válvula de alívio de pressão do tanque e manter a pressão positiva durante os ciclos de retirada do produto.
Embalagem de Alimentos e Atmosfera Modificada
Em linhas de embalagem de alimentos usando embalagem em atmosfera modificada (MAP)O nitrogênio desloca o oxigênio, prolongando a vida útil dos produtos. A certificação isenta de óleo da LW-52/3 garante a conformidade com as normas FDA 21 CFR e EU 1935/2004 para contato com alimentos. A alta vazão permite a operação simultânea de várias máquinas de embalagem, tornando-a ideal para instalações de produção em larga escala de salgadinhos, laticínios e refeições prontas.
Materiais e construção
O LW-52/3 é fabricado com materiais selecionados pela sua compatibilidade com serviços em nitrogênio e durabilidade industrial a longo prazo:
| Componente | Material | Especificação |
|---|---|---|
| Bloco de cilindros | Ferro fundido cinzento | GG25 / HT250 |
| Cambota | Aço liga forjado | 42CrMo4, Q&T |
| Anéis de Pistão | Compósito de PTFE | Autolubrificante, sem óleo |
| Placas de válvulas | Aço inoxidável | SS304 / SS316 |
| Jaquetas de água de resfriamento | Ferro fundido com revestimento epóxi | Resistente à corrosão |
| Intercooler | Casco em aço carbono / Tubos em aço inoxidável | ASME VIII Div.1 |
Todos os componentes que suportam pressão são projetados para ASME BPVC Seção VIII Divisão 1 ou padrões chineses GB 150 equivalentes. As juntas soldadas são submetidas à inspeção radiográfica 100% (RT) e ao teste hidrostático a 1,5 vezes a pressão de projeto antes do envio.
Diretrizes de Instalação e Manutenção
Requisitos básicos
O LW-52/3 pesa 4,28 toneladas e gera forças desequilibradas mínimas devido ao seu design de cilindros opostos em duas fileiras. bloco de inércia de concreto armado Recomenda-se um peso mínimo de 8 toneladas, montado sobre bases de isolamento de vibração (frequência natural < 8 Hz). A fundação deve suportar o peso total mais um fator dinâmico de 1,5. Deixe uma folga mínima de 1,5 m em todos os lados para acesso de manutenção.
Sistema de água de refrigeração
A necessidade de vazão de água de resfriamento é de aproximadamente 45 m³/h A temperatura de entrada deve ser de 32 °C. A qualidade da água deve atender aos padrões industriais: pH 6,5–8,5, dureza total < 300 mg/L como CaCO₃, sólidos em suspensão < 50 mg/L. Recomenda-se uma torre de resfriamento de circuito fechado com filtração lateral para climas tropicais, a fim de evitar a formação de incrustações nos tubos do intercooler.
Cronograma de manutenção
| Intervalo | Item de serviço | Ação |
|---|---|---|
| Diário | Inspeção visual | Verifique os níveis de óleo, vazamentos e ruídos anormais. |
| 250 horas | Verificação do filtro e da válvula | Inspecione as válvulas de sucção/descarga quanto ao acúmulo de carbono. |
| 1.000 horas | Inspeção dos anéis do pistão | Meça a folga da ranhura do anel e substitua-o se for superior a 0,3 mm. |
| 4.000 horas | Revisão geral | Substitua os anéis do pistão, as cintas de guia e as placas das válvulas. |
| 8.000 horas | Virabrequim e rolamento | Inspecione os mancais principais e meça a excentricidade do virabrequim. |
Como o LW-52/3 não utiliza óleo, a necessidade de manutenção é significativamente menor do que a de alternativas lubrificadas. Não há filtros de óleo para substituir, análises de óleo para realizar ou elementos separadores de óleo para monitorar. Os principais itens de desgaste são os Anéis de pistão e anéis de guia de PTFE, que normalmente duram de 4.000 a 6.000 horas, dependendo das condições de operação.
Certificações de Conformidade e Segurança
O compressor de nitrogênio LW-52/3 atende ou supera os seguintes padrões internacionais e requisitos regulamentares:
ASME BPVC Seção VIII Div.1, GB 150, PED 2014/68/EU (Módulo A)
IEC 60034-1 (Máquinas Rotativas), IEC 60204-1 (Segurança de Máquinas)
ISO 8573-1 Classe 0 (Teor de Óleo), Testado pela TÜV Rheinland
ISO 9001:2015, ISO 14001:2015
⚠️ Aviso de segurança
O nitrogênio é um gás asfixiante. Todas as instalações LW-52/3 devem incluir monitoramento de deficiência de oxigênio em salas de compressores fechadas. As taxas de ventilação devem manter os níveis de oxigênio acima de 19,5%, conforme OSHA 29 CFR 1910.146. Os sistemas de desligamento de emergência devem ser conectados a sensores de O₂ com alarme automático em 19,5% e desligamento completo em 18,0%.
Análise de desempenho e eficiência
O LW-52/3 atinge um Consumo específico de energia de aproximadamente 4,23 kW por m³/min de nitrogênio fornecido a 0,30 MPa. Isso o coloca no quartil superior de eficiência para compressores de pistão isentos de óleo nessa faixa de capacidade. Para comparação, compressores de parafuso lubrificados típicos em aplicações semelhantes consomem de 4,5 a 5,0 kW/m³/min, enquanto projetos mais antigos de pistão de estágio único podem exceder 5,5 kW/m³/min.
Ao longo de um ciclo operacional anual de 8.000 horas, a vantagem de eficiência do LW-52/3 se traduz em aproximadamente Economia de energia entre 180.000 e 350.000 kWh em comparação com alternativas menos eficientes. Com uma tarifa de eletricidade industrial de $0,08/kWh, isso representa uma redução de custos operacionais anuais de $14.400 a $28.000 — muitas vezes recuperando o investimento de capital adicional em 2 a 3 anos.
O custo total de propriedade para compressão de nitrogênio A eliminação de consumíveis relacionados ao óleo reduz ainda mais os custos. Um compressor lubrificado típico desse porte consome de 200 a 400 litros de óleo lubrificante por ano, além de elementos filtrantes, cartuchos separadores e custos de descarte de óleo usado. O design isento de óleo do LW-52/3 elimina completamente essas despesas recorrentes.
Personalização e capacidades OEM
Além da configuração padrão LW-52/3, oferecemos ampla personalização para atender às necessidades específicas de cada planta:
- Pacotes montados em skid: Compressor, motor, resfriador e instrumentação completos pré-montados em uma estrutura de aço com olhais de içamento. Reduz o tempo de instalação em campo em 60%.
- Configurações à prova de explosão: Caixas de motor e elétricas com certificação ATEX/IECEx para instalações em áreas classificadas como Zona 2 em instalações petroquímicas.
- Integração de controle PLC: PLC Siemens S7-1200 ou Allen-Bradley CompactLogix com tela sensível ao toque HMI, monitoramento remoto via Modbus TCP/IP e integração com o sistema DCS/SCADA da planta.
- Revestimentos especiais: Sistema de pintura C5-M de grau marítimo para instalações costeiras ou em alto mar; revestimentos internos epóxi para ambientes corrosivos.
- Cabines acústicas: Cabines acústicas que reduzem os níveis de ruído de 85 dB(A) para 72 dB(A) a 1 m de distância, adequadas para instalações internas sem salas de compressores dedicadas.
A quantidade mínima de encomenda para configurações personalizadas é 1 unidadeO prazo de entrega do protótipo é de 12 a 14 semanas; os pedidos de produção em série são entregues em 8 a 10 semanas a partir da confirmação do pedido. Serviços de marca própria (OEM) e marca própria (private label) estão disponíveis para distribuidores e integradores de sistemas qualificados.
Estudo de Caso: Modernização do Sistema de Reforço de Nitrogênio Criogênico da Unidade de Separação de Ar
Cliente: Um dos principais fornecedores de gases industriais no Sudeste Asiático.
Desafio: O sistema de reforço de nitrogênio lubrificado existente no cliente (marca concorrente, 12 anos em serviço) estava apresentando frequentes arrastes de óleo para o fluxo de nitrogênio produzido, causando contaminação do armazenamento criogênico subsequente e reclamações de clientes da área de embalagens de alimentos.
Solução: Nós fornecemos um Compressor de nitrogênio isento de óleo LW-52/3 Como substituto direto, o sistema foi montado em uma base personalizada com intercooler, pós-resfriador e painel de controle PLC integrados. O tamanho foi projetado para coincidir com a fundação existente, minimizando as obras civis.
Resultados:
- Teor de óleo no produto nitrogenado: Reduzido de 3,2 mg/m³ para <0,01 mg/m³ (ISO 8573-1 Classe 0)
- Custo anual de manutenção: Reduzido em 42% (eliminação de trocas de óleo, substituições de filtros e revisões de separadores)
- Consumo de energia: Reduzido em 8,5% Em comparação com a unidade substituída, a economia é de aproximadamente 1.000.000 por ano.
- Tempo de inatividade: Zero interrupções não planejadas nos primeiros 18 meses de operação
“A mudança para o LW-52/3 sem óleo resolveu completamente nossos problemas de pureza de nitrogênio. Nossos clientes da área de embalagens de alimentos notaram a diferença na consistência do produto, e nossa equipe de manutenção aprecia a simplificação do cronograma de serviços.” — Gerente de Engenharia de Fábrica
Perguntas frequentes e guia de seleção
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