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A instalação correta para cada aplicação

Contributo técnico - Compressão de gás na indústria do gás de processo e refrigeração

Compressão de gás na indústria do gás de processo e refrigeração

Apenas é possível alcançar designs personalizados para o transporte e compressão ideais na indústria de gás de processo e refrigeração se os requisitos de cada caso individual corresponderem totalmente à concepção da máquina selecionada. Assim, antes de tomar uma decisão de compra, é basicamente necessário considerar sempre, detalhadamente, as respectivas circunstâncias prevalecentes a partir de duas perspectivas: Da perspectiva do futuro operador da instalação, são fundamentais os atuais requisitos de processo. E, do ponto de vista do fornecedor do equipamento, estes requisitos têm de ser correspondentemente satisfeitos pela seleção do design de máquina ideal. No entanto, um fabricante apenas consegue dar resposta a estas condições se tiver os conhecimentos especializados necessários e a gama de maquinaria correspondente. A Aerzen Maschinenfabrik fabrica sopradores de lóbulo rotativo desde 1868 e compressores de parafuso desde 1943. Há mais de 60 anos, a AERZEN fornece também sopradores e compressores para a compressão de gás na indústria de gás de processo e refrigeração. Durante este período, a AERZEN tornou-se um fornecedor global de sucesso de equipamento para este setor especializado, com credenciais impressionantes em muitas indústrias, incluindo na indústria química, petroquímica, indústrias de aço e carbonato de sódio, bem como para a produção de gás biometano. Na Aerzen, a nossa principal atenção centra-se: "na análise detalhada da atual situação do cliente antes de qualquer outra consideração. Os critérios essenciais incluem a composição do gás a ser comprimido, a pressão de admissão e temperatura, a pressão de saída e temperatura necessárias, a temperatura ambiente, os caudais esperados e as quantidades de água de refrigeração disponíveis para refrigeração. Estes e outros parâmetros são pré-requisitos essenciais para a apresentação de um orçamento personalizado, o que também leva em consideração requisitos particulares tais como motores especiais, variadores de frequência, medidas de isolamento sonoro, etc." O equipamento para a compressão de gases deve cumprir requisitos muito específicos e exigentes em todas as aplicações. Deve caracterizar-se não só por uma elevada impermeabilidade técnica a gases devido aos gases parcialmente inflamáveis ou tóxicos. Deve também cumprir com todas as diretrizes operacionais relevantes exigidas pelo cliente (por exemplo, regulamentos ATEX e certificações Ex). Além do mais, os materiais a serem utilizados dependem das substâncias que vão ser bombeadas e dos requisitos de processo anteriormente existentes no local. Assim, dependendo do tipo de máquina podem ser utilizados componentes de ferro fundido nodular, ferro fundido ou de aço inoxidável. 

Três sistemas de compressores para soluções personalizadas

Embora a empresa seja um importante interveniente a nível global, a dimensão funcional da empresa e a sua elevada flexibilidade enquanto fabricante garante vantagens distintivas para garantir uma tomada de decisão informada e conducente. Para uma solução de compressão de gás personalizada para a indústria de gás de processo e refrigeração, a AERZEN disponibiliza uma vasta gama de sopradores de lóbulo rotativo, compressão isenta de óleo bem como compressores de parafuso com injeção de óleo e compressão isenta de óleo, nas seguintes gamas: 

Sopradores de lóbulo rotativo, compressão isenta de óleo

Série GR
Diferenças de pressão até 1,5 bar
Caudais de aspiração de 100 a 50.000 m³/h
Série GQ

Diferenças de pressão até 1,5 bar
Caudais de aspiração de 15.000 a 100.000 m³/h

Compressor de parafuso

Compressão por injeção de óleo
Série VMY 36 (gás de refrigeração e de processo)
Diferença de pressão de passo único até cerca de 20 bar
Caudais de aspiração de 500 a 8.900 m³/h
Série VMY 56 (gás de refrigeração e de processo)
Diferença de pressão até 25 bar;
Caudais de aspiração de cerca 300 a 2.700 m³/h

Compressão isenta de óleo
Série VR
Diferença de pressão até 52 bar
Caudais de aspiração de cerca 650 a 120.000 m³/h

Após a cuidadosa preparação durante o orçamento, fases de engenharia e de projeto bem como a curto prazo na colocação em funcionamento, apesar da complexidade, o cliente recebe sempre uma solução personalizada, sofisticada e robusta. Os compressores de gás AERZEN garantem ao operador um elevado nível de qualidade com uma tecnologia topo de gama, uma elevada eficiência energética e uma vida útil longa, excedendo, por vezes, mais de 30 anos. 

Sopradores de lóbulo rotativo série GR

A compressão isenta de óleo de dupla folha, série GR, inclui compressores do gás de processo e diferenças de pressão até 1.500 mbar e um caudal de admissão de ar de 100-50.000 m³/h. Os sistemas, que operam com base no princípio do lóbulo rotativo, podem adaptar-se automaticamente a condições de operação variáveis. São utilizados, por exemplo, como sopradores de gás para forno de coque ou alto-forno na indústria do aço e para compressão de gases mistos H2, CH, CO, vapor de água e gases especificamente críticos ou tóxicos. Dependendo do requisito do processo, a AERZEN pode utilizar materiais diferentes tais como ferro fundido nodular, ferro fundido ou de aço inoxidável para estes sistemas de compressão isenta de óleo, incluindo rotores ou variantes de vedação individual para a câmara de transporte. Aqui, as câmaras de óleo e de transporte são totalmente separadas por câmaras neutras. Devido ao seu design particularmente robusto, os sistemas são resistentes a impurezas no gás tais como poeiras, partículas de alcatrão ou sujidade ou frações líquidas. Para a limpeza e refrigeração, é possível injetar água ou solventes, bem como agentes de limpeza ou de refrigeração. 

Sopradores de lóbulo rotativo série GQ

Para diferenças de pressão até 1,2 bar (para encomenda especial de unidade de bloco único a 1,5 bar ou unidade de dois blocos a 3,0 bar), a igualmente isenta de óleo série GQ de sopradores de lóbulo rotativo está disponível para caudais de admissão de ar de 15.000 a 100.000 m³/h. Para diferenças de pressão até 2,0 bar, por exemplo com processos Midrex® na indústria do aço, diversos sistemas são operados em paralelo e como sistemas de dois blocos. Os sistemas da série GQ utilizam também o princípio do lóbulo rotativo. Também se podem adaptar automaticamente a condições de operação variáveis. As máquinas da série GQ são utilizadas principalmente na indústria do aço para a compressão de gases de processo e de refrigeração e para este efeito estão equipadas com vedações de câmara de transporte combinadas de forma especial. Como um desafio especial extremo e um exemplo do elevado grau de competências da AERZEN, os equipamentos da série GR são validados de acordo com os regulamentos da KTA como certificados para sopradores de lóbulo rotativo, de compressão isenta de óleo para compressão de vapor de água em circuitos secundários em centrais elétricas nucleares. Os sopradores representam os mais elevados padrões de fabrico, inspeção, procedimento e certificação de teste. O trabalho de preparação, os testes preliminares e a aquisição de matérias-primas, por si só podem requerer um período de até três anos entre a encomenda e o início da produção. Todos os sistemas GQ são relativamente resistentes a impurezas no gás (por exemplo, poeiras, partículas ou frações líquidas). A injeção de água contínua pode ser utilizada para refrigeração do gás e para a limpeza da câmara de transporte. 

Compressor de parafuso com injeção de óleo da série VMY para a indústria da refrigeração

<font face="Arial, serif">Inicialmente durante muitos anos e com grande sucesso, a AERZEN apenas desenvolvia e fabricava blocos de compressores para compressores de parafuso com injeção de óleo, que eram depois adicionados e distribuídos por construtores externos de sistemas a sistemas de refrigeração funcional. Desde 2012, uma subsidiária especializada em sistemas de refrigeração assumiu as vendas, a engenharia de design e a embalagem. A AERZEN HUNGÁRIA KFT, em Esztergom, na Hungria, funciona como centro de excelência e fornece compressores de parafuso da série VMY para aplicação em tecnologia de refrigeração a nível mundial. Sistemas integrados de separação do óleo reduzem o conteúdo de óleo residual entre 1 a 5 mg/m³. Os sistemas de refrigeração com injeção de óleo da AERZEN da série VMY permitem um ajuste da saída entre 100 a 20%, através de um controle integrado do caudal, para uma compressão particularmente eficiente em termos de custos de gás natural, gases inertes, amônia, hélio, hidrocarbonetos, cloreto de hidrogênio, dióxido de carbono, misturas de gás e gases de processo. A injeção de óleo torna o compressor indiferente a flutuações de volumes, temperaturas e pressões. Os compressores de parafuso AERZEN da série VMY são utilizados para circuitos de refrigeração fechados (amônia, fréon, hélio)</font>

Compressor de parafuso com injeção de óleo da série VMY para a compressão de gases de processo.

Compressor de parafuso com refrigeração por injeção de óleo AERZEN da série VMY, personalizados para dar resposta às diferentes necessidades da indústria de gases de processo. São utilizados para a compressão de gás, por exemplo, gás natural, gases inertes, hidrocarbonetos e outras misturas de gás de processo. As áreas de aplicação abrangem equipamentos químicos, petroquímicos, de produção de energia, etc. A injeção de óleo torna o compressor resistente às flutuações de volumes de gases, temperaturas e pressões. É possível atingir níveis residuais de 5 a 1 ppm, através da separação de óleo integrada, no limite de fornecimento.

Compressores de parafuso isentos de óleo da série VR para tecnologia de gás de processo

Por meio da operação isenta de óleo e a opção de injeção de água, os compressores de parafuso da série VR da Aerzen com elevada entrada de ar e reduzida saída de gás podem ser usados para gases com diferentes pesos moleculares, impurezas ou a tendência para a polimerização e para processos que não podem conter óleo. Os limites de operação do equipamento são determinados pelas faixas de pressão e temperatura e pela velocidade admissível do compressor. Os compressores são mecanicamente carregados com diferenças de pressão até 12 bar (âmbito de pressão elevado até 25 bar) a temperaturas máximas de descarga de 250 °C (160 °C com blocos de compressor em aço inoxidável). Estão disponíveis compressores de parafuso para gás de processo, de um ou vários blocos, com refrigeração. A unidade do compressor opera com caudais entre os 600 m³/h a 120.000 m³/h com velocidades do rotor principal de 2.000 e 20.000 rpm. Os compressores de parafuso de gás de processo isentos de óleo da AERZEN têm um perfil de rotor assimétrico 4 + 6 - (rotor macho, 4 dentes, rotor fêmea, 6 dentes). A combinação de perfil resulta em um diâmetro principal de rotor relativamente forte de acordo com as quedas de pressão admissíveis. A unidade do compressor pode levar em consideração os requisitos regulamentares internacionais tais como API 619, 613, 614, 671, etc., regulamentos de gás ácido (NACE) e especificações do cliente. Os compressores de parafuso isentos de óleo da série VR são utilizados em instalações químicas e petroquímicas, isto é, refinarias, instalações de coquefação, fábricas de soda cáustica e siderúrgicas para transporte de gases queimados, gás de coque, gases de forno de cal, gases misturados e gases com concentrações de sulfureto de hidrogênio (gás ácido). A injeção de água é efetuada nos gases para reduzir para temperaturas de operação aceitáveis e evitar a polimerização, como por exemplo concentração de butadieno, que é necessário para a preparação de borracha de butadieno estireno. Também é possível, temporariamente, injetar solventes para purificação. O efeito de limpeza da água de injeção e a vedação a fugas de água é considerada uma das vantagens em concreto do compressor isento de óleo da série VR, sempre que possam acumular-se depósitos de impurezas de gás, tais como alcatrão, naftaleno e vestígios de polímero polimerizado nos rotores e nas paredes.

Conclusão

Não existem soluções prontas a utilizar para a compressão de gás na indústria de gás de processo e refrigeração. Quase todas as aplicações requerem uma solução individual, que tem de ser identificada em estreita cooperação entre o fornecedor e o operador, durante a fase de planejamento. A AERZEN fornece excelentes soluções para a compressão de gás na indústria de gás de processo e refrigeração, não só através da sua extensa e variada série de produtos como também de soluções personalizadas. Com o seu elevado nível de conhecimento, a AERZEN também disponibiliza soluções específicas de acordo com o cliente para garantir concepções particularmente resistentes e viáveis em termos econômicos, otimizadas para funcionarem de forma energeticamente eficiente na compressão de gás na indústria de gás de processo e refrigeração, com base em seis décadas de uma abrangente experiência a nível mundial, em diversas áreas.

Autor: Norbert Barlmeyer, jornalista técnico da Druckluft-Technik, Bielefeld