Compressores · Biometano, GNV, hidrogênio e oxigênio
Em hidrogênio de alta pureza, em oxigênio, em biometano que vai para a rede ou para um motor, uma gota de lubrificante no gás deixa de ser detalhe e passa a ser o problema. O compressor alternativo isento de óleo comprime sem contato entre o lubrificante e o gás, de 960 a 3.800 Nm³/h e até 300 bar, em skid completo com painel, instrumentação e resfriamento.
Por que isento de óleo
Todo compressor alternativo precisa de lubrificação nas partes móveis. A pergunta é se esse óleo chega ou não ao gás. Num compressor lubrificado ele chega, em quantidade pequena mas contínua, e é aí que começam quatro problemas diferentes.
Em oxigênio, óleo e pressão não convivem
Hidrocarboneto em contato com oxigênio sob pressão é uma combinação com histórico conhecido de ignição. Não é questão de reduzir o arraste de óleo a um valor baixo: em serviço de oxigênio o caminho é não ter óleo no circuito de gás.
Em hidrogênio, o cliente compra pureza
Hidrogênio para célula a combustível e para processo químico é vendido com especificação de pureza. Óleo arrastado vira contaminante que precisa ser removido depois, com filtragem que custa dinheiro e ainda assim deixa dúvida no laudo.
Em biometano, o óleo segue para o queimador
Biogás e biometano comprimidos vão para motogerador, caldeira ou rede. O lubrificante arrastado se deposita em válvula, sede e catalisador, e a conta aparece como manutenção não programada em outro equipamento, não no compressor.
O gás sujo não perdoa o compressor
Biogás de aterro chega com gás sulfídrico, gás carbônico e umidade. Somados ao óleo, formam borra e ácido dentro da máquina. O projeto isento de óleo, com cilindro nitretado e anel não metálico, encurta essa lista de problemas.
Como funciona
Isento de óleo não quer dizer máquina sem lubrificação. O virabrequim continua lubrificado, como em qualquer compressor alternativo. O que muda é que existe uma fronteira física entre o lado lubrificado e o cilindro, e o pistão trabalha a seco, com anéis de material não metálico que dispensam óleo.
Onde a linha entra
São mercados diferentes, com pressões e vazões diferentes, mas o argumento técnico é sempre o mesmo: o gás não pode sair da máquina carregando lubrificante. É isso que define a escolha antes de qualquer conta de vazão.
Comprime o gás de aterro, de estação de tratamento de esgoto ou de digestor agro, da sucção atmosférica até a pressão do gasoduto virtual, do motogerador ou da rede. O construtivo isento de óleo convive melhor com o gás sulfídrico, o gás carbônico e a umidade que sempre acompanham o biogás bruto.
Configurações fornecidas: 960 e 1.500 Nm³/hEleva o hidrogênio da saída do eletrolisador ou da planta até a pressão de armazenagem, de carregamento de cilindro e carreta ou de estação de reabastecimento. Pureza é o produto que se vende, e óleo arrastado é contaminante que o laudo acusa.
Configurações fornecidas: até 300 barServiço em que a compressão isenta de óleo deixa de ser preferência e vira requisito: hidrocarboneto e oxigênio sob pressão formam uma combinação com risco de ignição. Para vazões menores e enchimento de cilindros, o caminho é o booster de oxigênio.
Dimensionamento sob consultaCompressão de gás natural para abastecimento e para gasoduto virtual, quando o projeto exige gás sem arraste de óleo na saída do compressor, seja por exigência do cliente final, seja pelo equipamento que vem depois na linha.
Dimensionamento sob consultaNitrogênio também está na linha, com uma unidade de 3.800 Nm³/h já configurada. A tecnologia atende ainda outros gases inertes e raros, sempre a partir da composição, da pressão de sucção disponível e da vazão exigida.
Configurações fornecidas
Não é catálogo. São as configurações que a engenharia da Gasprom já dimensionou e ofertou, com o gás, as pressões e o motor de cada uma. Todo compressor da linha é definido caso a caso, e é daqui que a conversa começa.
| Modelo | Gás | Estágios | Entrada | Descarga | Vazão | Motor |
|---|---|---|---|---|---|---|
| GIK 2435 DP-C | Hidrogênio | 2 | 10 bar | 50 bar | 2.333 Nm³/h | 160 kW · Exd IIC |
| GIK 2435 DP-C | Hidrogênio | 2 | 50 bar | 300 bar | 1.100 Nm³/h | 110 kW · Exd IIC |
| GIK TP 445 DP-C | Hidrogênio | 3 | 30 bar | 300 bar | 1.100 Nm³/h | 132 kW · Exd IIC |
| GIK TP 245 DP-B | Biogás | 2 | 1,25 bar | 13 bar | 960 Nm³/h | 110 kW · Exd IIB |
| GIK Eagle 2445 DP-B | Biogás de aterro | 3 | Atmosférica | 18 bar g | 1.500 Sm³/h | 250 kW · Exd IIB |
| GIK Eagle 6445 DP-B | Nitrogênio | 3 | 0,25 bar | 16 bar | 3.800 Nm³/h | 568 kW |
Todas alternativas isentas de óleo, de 2 a 3 estágios, com rotação de 1.000 a 1.200 RPM e temperatura de descarga abaixo de 50 °C. As configurações de hidrogênio pesam cerca de 6.000 kg e ocupam aproximadamente 3.200 × 2.500 × 3.250 mm. Traga o gás, a pressão disponível na sucção, a pressão exigida na entrega e a vazão, e a engenharia devolve o modelo, o número de estágios e o motor.
Escopo de fornecimento
O compressor não vem sozinho: vem como conjunto montado, com acionamento, resfriamento, instrumentação e comando. Isso encurta o tempo de campo e concentra a responsabilidade técnica num fornecedor só.
Fora do escopo padrão: obra civil e fundação, instalações elétricas externas, içamento e posicionamento, licenças e conexões às concessionárias, comissionamento em campo e equipamentos adicionais na linha de gás, como filtro secador e desumidificador. Água de resfriamento e ar instrumental de 7 a 9 bar são utilidades do cliente. Todos esses itens podem entrar por escopo específico.
Proteção
Compressor de gás inflamável não pode depender de operador atento. Cada grandeza crítica tem transmissor e chave, e cada uma delas alarma e desliga a máquina sem intervenção humana.
| O que é vigiado | Como | O que acontece |
|---|---|---|
| Alta pressão de descarga de gás | Transmissor e chave | Alarme e parada automática |
| Baixa pressão de sucção de gás | Transmissor e chave | Alarme e parada automática |
| Alta temperatura de descarga | Sonda e transmissor | Alarme e parada automática |
| Baixa pressão de óleo lubrificante | Transmissor e chave | Alarme e parada automática |
| Baixa pressão de água de resfriamento | Transmissor e chave | Alarme e parada automática |
| Sobrecarga elétrica do motor | Relé no painel | Parada automática |
Válvula de segurança em cada estágio
Calibrada na sucção e na descarga de cada estágio, não apenas na saída final. Um estágio que sobe de pressão por válvula suja tem para onde aliviar.
Nada de ignição interna por lubrificante
O projeto isento de óleo remove do cilindro a substância que poderia entrar em combustão sob pressão. É por isso que ele é o caminho em oxigênio e em hidrogênio.
Motor e instrumentos para área classificada
Motor à prova de explosão em Exd, transmissores e chaves intrinsecamente seguros, painel em aço com caixa de passagem e botão de emergência do lado de fora.
Você enxerga a máquina de longe
Tela colorida no painel com medidas, eventos de parada e horas de operação, porta Ethernet e acesso remoto incluso no fornecimento.
Engenharia e conformidade
A família de compressão
Nem todo serviço exige compressão sem óleo, e nem toda vazão pede uma máquina deste porte. A Gasprom fornece a família inteira, então a conversa começa pelo seu processo e não pelo equipamento que temos em estoque.
Alta pureza
Indústria
Postos
Gasoduto virtual
Perguntas frequentes
Não. O virabrequim, as bielas e a cruzeta continuam lubrificados por circuito forçado, como em qualquer compressor alternativo. O que existe é uma separação física entre esse lado e o cilindro.
Entre os dois há uma peça de distanciamento, um coletor que devolve ao cárter o óleo que sobe pela haste e uma guarnição de vedação. Dentro do cilindro o pistão trabalha a seco, com anéis não metálicos que não precisam de lubrificação. Por isso o gás sai sem contato com o lubrificante.
Os dois entregam gás sem óleo, por caminhos diferentes. No diafragma existe uma membrana que separa por completo o fluido hidráulico do gás, o que dá a maior garantia de pureza e permite pressões muito altas, mas em vazões menores.
O alternativo isento de óleo trabalha com vazões maiores, de 960 a 3.800 Nm³/h nas configurações já fornecidas, e é o que faz sentido quando o volume é alto. A escolha entre os dois é uma conta de vazão, pressão e requisito de pureza. Veja também o compressor de diafragma.
É uma das aplicações documentadas: há configuração fornecida partindo de sucção atmosférica e entregando a 18 bar, com 1.500 Sm³/h, e outra de 960 Nm³/h de 1,25 para 13 bar.
O que muda de caso para caso é o material dos cilindros e da selagem, definido a partir do teor de gás sulfídrico, gás carbônico e umidade do seu gás. Traga a análise cromatográfica junto com a vazão, porque ela decide construtivo, não só dimensionamento.
A maior pressão de descarga já configurada é de 300 bar, em duas máquinas de hidrogênio, uma partindo de 50 bar e outra de 30 bar de sucção. Nas configurações de biogás e nitrogênio a entrega fica entre 13 e 18 bar, que é o que essas aplicações pedem.
Vale registrar que 300 bar é o maior valor efetivamente configurado, e não um limite de projeto declarado. Se o seu caso pede mais, é uma pergunta para a engenharia, não um "não" de catálogo.
O circuito de água é fechado e faz parte do fornecimento, com bomba, trocadores e radiador de ventiladores axiais que fica instalado fora da área classificada. O consumo documentado vai de 15 a 35 m³/h conforme a máquina e o gás.
A água e o ar instrumental de 7 a 9 bar são utilidades do cliente. Se a sua planta não tem essa infraestrutura, isso entra no levantamento antes da proposta, porque muda o arranjo do resfriamento.
O motor é à prova de explosão, em Exd IIB para biogás e nitrogênio e Exd IIC para hidrogênio, apto para zona 1 e zona 2, e os transmissores e chaves são intrinsecamente seguros.
O painel de comando, ao contrário, é fornecido para instalação em área segura, com ventilação e resistência anticondensação, projetado para ambiente de 20 graus negativos a 40 graus. O radiador de água também fica fora da área classificada.
Sim, a conformidade com a API 618 na terceira edição está disponível, e pode abranger o package completo, com tubulação, instrumentação e sistemas elétricos, e não apenas o compressor.
Como a API 618 acrescenta requisitos de projeto, documentação e ensaio, ela precisa ser declarada na consulta desde o início: ela muda prazo e preço, e não é algo que se acrescente depois que a máquina já está em fabricação.
Quatro dados resolvem a primeira conversa: o gás e a sua composição, a pressão disponível na sucção, a pressão exigida na entrega e a vazão de projeto. Com isso a engenharia define modelo, número de estágios, número de cilindros e o motor.
Se você já souber, ajudam também a tensão e a frequência da sua planta, a classificação de área do local e se há exigência de API 618, porque esses três pontos mudam o escopo.
Fale com a engenharia
Para dimensionar um compressor isento de óleo a engenharia precisa de quatro informações: qual é o gás e a sua composição, a pressão disponível na sucção, a pressão exigida na entrega e a vazão de projeto. Com isso devolvemos o modelo, o número de estágios, a potência do motor e o escopo do skid, além do que precisa ser providenciado na sua planta em água, ar e energia. Atendimento em português, inglês e espanhol.
