Compresor de oxígeno

El oxígeno (O₂) es un gas esencial para las actividades cotidianas y los procesos industriales. Como gas fuertemente oxidante, su densidad es de 1,429 kg/m³ en condiciones estándar, lo que lo hace ligeramente más pesado que el aire. Sus propiedades químicas son extremadamente reactivas, capaces de oxidar casi todos los elementos, excepto los metales nobles y los halógenos. Se utiliza ampliamente en la metalurgia del acero, el corte y la soldadura de metales, la síntesis química, el tratamiento médico, la industria aeroespacial y otros campos. Según la norma nacional GB50030-2013, la clasificación de riesgo de incendio de las instalaciones de oxígeno se define como "Clase B", lo que destaca su alto riesgo de combustión. Por lo tanto, el principal desafío de la compresión de oxígeno radica en eliminar cualquier combustión o explosión causada por contaminación con aceite, fricción o incompatibilidad de materiales, lo que impone los más altos estándares en seguridad, sellado y compatibilidad de materiales del compresor.

COMPRESOR DE DIAFRAGMA

COMPRESOR DE PISTÓN

Ventajas del compresor de diafragma de oxígeno

01

Totalmente libre de aceites y con garantía de máxima pureza:

La estructura del compresor de diafragma garantiza que el oxígeno esté completamente libre de contacto con cualquier aceite lubricante durante la compresión, cumpliendo a la perfección con la norma de prohibición absoluta de aceite para la compresión de oxígeno. Esto no solo previene reacciones de oxidación violentas y riesgos de explosión, sino que también garantiza la pureza del oxígeno de salida, lo que lo hace especialmente adecuado para la generación de oxígeno medicinal, la preparación de oxígeno de alta pureza y procesos químicos finos con estrictos requisitos de ausencia de aceite.
01

Seguridad con sellado estático sin fugas:

Mediante el uso de estructuras de sellado estático, como el aislamiento por diafragma y las juntas tóricas, se logra una estanqueidad total del sistema de gas al ambiente. Esto es fundamental para evitar la acumulación de oxígeno en la sala de compresores, lo que podría generar un ambiente enriquecido con oxígeno (una concentración de oxígeno superior al 23 % aumenta significativamente el riesgo de incendio), proporcionando así el máximo nivel de seguridad para los operarios y los equipos.

Puntos clave de diseño para compresores de diafragma de oxígeno

01

Selección especial de materiales y tratamiento desengrasante riguroso:

Todas las piezas en contacto con el oxígeno, como la culata, el diafragma, las válvulas de gas y las tuberías, deben estar fabricadas con materiales resistentes a la oxidación, de baja fricción y que no produzcan reacciones peligrosas por incompatibilidad. Generalmente se eligen aceros inoxidables (p. ej., 304, 316L) o aleaciones a base de níquel. Antes de la fabricación y el montaje, todos los componentes deben someterse a una limpieza exhaustiva para eliminar cualquier residuo de grasa. Esto es fundamental para prevenir incidentes de autoignición.
02

Monitorización de la seguridad del diafragma y diseño redundante:

Se adopta una estructura de diafragma de tres capas, integrada con un sistema de alarma por rotura de diafragma. Si se daña un diafragma exterior, el cambio de presión en la capa intermedia activa inmediatamente un interruptor de presión, generando una alarma sonora y visual e iniciando automáticamente un bloqueo de seguridad. Esto evita que el oxígeno entre en el sistema de aceite o que el aceite hidráulico contamine el gas, creando una barrera de seguridad fundamental.
03

Diseño optimizado del circuito de aceite y del sistema de refrigeración:

El preciso sistema de circuito de aceite hidráulico debe garantizar una presión de aceite estable, siempre ligeramente superior a la presión del gas, para proteger el diafragma y asegurar la eficiencia de la compresión. Simultáneamente, deben configurarse enfriadores intermedios eficientes y un posenfriador para controlar estrictamente la temperatura de descarga en cada etapa, evitando un aumento excesivo de la temperatura del oxígeno que podría agravar los riesgos de oxidación del material o convertirse en una fuente de ignición. El sistema de refrigeración generalmente debe estar equipado con monitoreo de flujo y temperatura, así como con protección de enclavamiento.

Certificado

SELECCIÓN DE MODELOS

Maestro

Modelo G70Z/G95Z/G110Z/G130Z	Carrera del pistón 70 mm~130 mm	Fuerza máxima del pistón 10 kN~30 kN
Presión máxima de descarga 70 MPa	Rango de flujo 1~500Nm³/h	Potencia del motor 2,2 kW~30 kW
Velocidad del cigüeñal 420 rpm	Método de enfriamiento Refrigerado por agua/refrigerado por aire

Compresor de diafragma de oxígeno sin aceite

Modelo G70V/G95V/G130V	Carrera del pistón 70 mm~130 mm	Fuerza máxima del pistón 10 kN~30 kN
Presión máxima de descarga 50 MPa	Rango de flujo 1~200 Nm³/h	Potencia del motor 2,2 kW~30 kW
Velocidad del cigüeñal 420 rpm	Método de enfriamiento Refrigerado por agua / Refrigerado por aire

Modelo G110L/G130L	Carrera del pistón 110 mm~130 mm	Fuerza máxima del pistón 20 kN~40 kN
Presión máxima de descarga 100 MPa	Rango de flujo 10~1000 Nm³/h	Potencia del motor 7,5 kW ~ 90 kW
Velocidad del cigüeñal 420 rpm	Método de enfriamiento Refrigerado por agua / Refrigerado por aire

Modelo G110D/G130D/G150D/ G180D/G182D/G210D	Carrera del pistón 110 mm~210 mm	Fuerza máxima del pistón 20 kN~160 kN
Presión máxima de descarga 100 MPa	Rango de flujo 30~2000 Nm³/h	Potencia del motor 22 kW~200 kW
Velocidad del cigüeñal 420 rpm	Método de enfriamiento Refrigerado por agua / Refrigerado por aire

GRAMO

Compresor de diafragma

CON

Carrera del pistón: 70 mm

Caudal (Nm³/h)

30-50

Presión de entrada (barg)

Presión de salida (barg)

No.	Modelo	agua de refrigeración	Fluir	Presión de entrada	Presión de salida	Dimensiones (largo × ancho × alto)	Peso	Potencia del motor
No.	Modelo	(L/h)	(Nm³/h)	(MPa)	(MPa)	(≈mm)	(≈kg)	(kW)
1	GZ-12/（30-50）-70	1000	12	3-5	7	1400×850×1320	900	7.5
2	GZ-15/6-30	1000	15	0,6	3	1400×850×1320	900	11
3	GZ-35/7-20	1000	35	0,7	2	1400×850×1320	1000	11
4	GV-18/(13-20)-200	1000	18	1.3~2	20	1250×900×1200	1020	11
5	GV-8/6-150	800	8	0,6	15	2200×1650×1450	1000	7.5
6	GV-30/16-200	1500	30	1.6	20	2600×1800×1700	3000	15
7	GV-30/(7-18)-300	2000	30	0,7-1,8	30	2600×1800×1700	3000	18.5
8	GV-40/50-500	2000	40	5	50	2600×1800×1700	3000	22
9	GD-100/（0.25-4）-350	8000	100	0,025-0,4	35	4000×2300×2000	5000	75
10	GD-60/（5-10）-350	6000	60	0,5-1	35	3200×2300×1500	4000	55
11	GD-100/17-400	7000	100	1.7	40	3600×2300×1800	6000	55
12	GD-300/8-200	12000	300	0,8	20	4000×2300×2000	10000	132

Las dimensiones y el peso del equipo son solo de referencia, y el diseño final será el que prevalezca.

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ESTUDIO DE CASO

Rusia
ESTADOS UNIDOS
España
Kazajistán

Ventajas del compresor de pistón de oxígeno

01

Gran capacidad de caudal y alta presión:

Adecuados para el suministro industrial de oxígeno a gran escala que requiere caudales elevados (hasta miles de Nm³/h) y presiones medias a altas. En términos de inversión y costes operativos en condiciones de alto caudal y alta presión, los compresores de pistón ofrecen flexibilidad en el desplazamiento de la unidad y el rango de presión, lo que puede resultar más económico en comparación con otros tipos de compresores sin aceite.
02

Tecnología madura y alta fiabilidad:

La tecnología de pistón alternativo ha demostrado su eficacia a largo plazo en la industria, gracias a su estructura robusta y duradera y a sus procedimientos de mantenimiento bien establecidos. Mediante la aplicación de un diseño de lubricación de cilindros sin aceite y estructuras de aislamiento especializadas, puede satisfacer de forma fiable escenarios industriales que requieren una demanda estable, pero con requisitos de pureza de oxígeno relativamente flexibles.

Puntos clave de diseño para compresores de pistón de oxígeno

01

Aplicación de lubricantes autolubricantes y de cilindros sin aceite:

Cumpliendo estrictamente con normas como GB/T 13280-91, el cilindro debe contar con un sistema de lubricación sin aceite. Los segmentos del pistón, los anillos de apoyo y los elementos de sellado del empaque deben utilizar materiales autolubricantes para evitar la inyección de aceite en el cilindro durante el funcionamiento, previniendo así la contaminación por aceite.
02

Diseño avanzado de piezas de sellado y separación:

Este es el núcleo de seguridad de un compresor de pistón para servicio de oxígeno. Se debe emplear una pieza de gran distancia para formar una cámara de aislamiento entre el cilindro y el cárter. Esta cámara debe purgarse y mantenerse constantemente con nitrógeno limpio o aire de instrumentación. Su función es, en primer lugar, evitar que la neblina de aceite del cárter migre hacia el cilindro y, en segundo lugar, guiar de forma segura cualquier fuga de oxígeno del empaquetamiento hacia un sistema de ventilación, impidiendo que entre en el cárter o en la estructura del compresor.
03

Sistema integral de seguridad, alivio y monitoreo:

Se deben instalar válvulas de seguridad en la salida de cada etapa del compresor, tanques de almacenamiento y sistemas de tuberías, con salidas de descarga dirigidas a una zona segura. El sistema eléctrico debe cumplir con las normas de protección contra explosiones. Además, se debe proporcionar un sistema integral de protección con enclavamiento, que incluya alarmas y paradas por alta temperatura y presión de descarga, protección contra fallas del agua de refrigeración, protección contra baja presión del aceite lubricante y monitoreo del flujo de gas de purga para la cámara de aislamiento, conformando una red de protección de seguridad multicapa. El diseño de las tuberías de oxígeno debe incorporar codos de gran radio y considerar la supresión de pulsaciones para reducir los riesgos de fricción y vibración.

Certificado

SELECCIÓN DE MODELOS

Tipo Z

Tipo V/W

Tipo M

Tipo D

Carrera del pistón 80 mm, 95 mm	Fuerza del pistón 10 kN～25 kN
Fuerza 7,5 kW-55 kW	Número de bancos de cilindros 1/2
Velocidad del cigüeñal 740 rpm, 980 rpm	Número de etapas de compresión 1/2/3/4
Modo de conducción Motor eléctrico, motor diésel, motor de gas natural

Compresor de pistón de oxígeno de alta presión

Carrera del pistón 92 mm, 95 mm, 105 mm, 120 mm	Fuerza del pistón 25 kN, 45 kN, 65 kN
Número de etapas de compresión 1/2/3/4	Número de bancos de cilindros 2/3/4
Velocidad del cigüeñal 740 rpm, 980 rpm	Fuerza 15 kW-220 kW
Modo de conducción Motor eléctrico, motor diésel, motor de gas natural

Compresor de pistón de oxígeno de gran caudal

Carrera del pistón 92 mm ~ 315 mm	Fuerza del pistón 45 kN~660 kN
Número de etapas de compresión 1/2/3/4	Número de bancos de cilindros 4
Velocidad del cigüeñal 300 rpm ~ 980 rpm	Fuerza 160 kW-3000 kW
Modo de conducción Motor eléctrico, motor diésel, motor de gas natural

Carrera del pistón 92 mm ~ 315 mm	Fuerza del pistón 25 kN~200 kN
Número de etapas de compresión 1/2/3/4	Número de bancos de cilindros 2
Velocidad del cigüeñal 300 rpm ~ 980 rpm	Fuerza 30 kW - 1000 kW
Modo de conducción Motor eléctrico, motor diésel, motor de gas natural

CON

Tipo vertical

Sin aceite / F: Refrigerado por aire

2.1

Caudal volumétrico real (m³/min)

0,15

Presión de entrada (barg)

Presión de salida (barg)

N.º de serie	Modelo	Fluir	Presión de entrada	Presión de salida	Potencia del motor
N.º de serie	Modelo	(Nm³/h)	(Mpa)	(MPa)	(kW)
1	ZW-2.1/0.15-15	120	0,015	1.5	22
2	ZW-0.9/6-25	310	0,6	2.5	30
3	ZW-0.63/3-200	130	0,3	20	37
4	VW-2.0/2-36	300	0,2	3.6	45
5	VW-10/8	600	Cajero automático	0,8	75
6	VW-15/13	780	Cajero automático	1.3	132
7	DW-27.9/4	1500	0,008-0,022	0,4	132
8	DW-8.2/16-42	8000	1.7	4.2	355
9	D-26/2.5-25	4800	0,20 ~ 0,25	2.5	500
10	MW-15/3.5-28	3000	0,35	2.8	400
11	MW-9.0/3-100	1500	0,3	10	500
12	MW-130/1.5	6800	0	0,15	250