En el sector industrial que maneja gases inflamables y explosivos, el diseño de seguridad de los compresores está directamente relacionado con la confiabilidad de todo el sistema de producción y la seguridad del personal. El hidrógeno y el gas natural, como medios típicamente inflamables y explosivos, requieren una estricta adhesión a especificaciones de seguridad y la adopción de soluciones técnicas especiales durante su proceso de compresión. Este artículo elabora sistemáticamente sobre los requisitos relevantes de certificación antideflagrante, las tecnologías de seguridad clave y los esquemas de diseño recomendados.
Para los equipos de compresión utilizados en ambientes inflamables y explosivos, el cumplimiento de los sistemas internacionales de certificación antideflagrante es obligatorio. ATEX (Directiva de la UE 2014/34/UE) e IECEx (Comisión Electrotécnica Internacional para Equipos en Atmósferas Explosivas) son dos estándares de certificación autorizados reconocidos globalmente. De acuerdo con estas normas, el equipo para uso en atmósferas explosivas debe cumplir con los siguientes requisitos: El equipo debe ser diseñado y fabricado de acuerdo con la zonificación de la atmósfera potencialmente explosiva, siendo la Zona 0 la que requiere el nivel más alto, asegurando que el equipo no inflame una explosión incluso durante malfuncionamientos raros; El Nivel de Protección del Equipo (EPL, por sus siglas en inglés) debe alcanzar el nivel Ga/Ma, garantizando que el equipo no se convierta en una fuente de ignición durante el funcionamiento normal, fallas esperadas o fallas raras; La clase de temperatura del equipo debe ser inferior a la temperatura de ignición del gas – por ejemplo, el hidrógeno pertenece a T1 (temperatura de ignición >450°C), mientras que el gas natural pertenece a T3 (temperatura de ignición >200°C); Todo el equipo eléctrico y no eléctrico necesita pasar la certificación para los tipos de protección correspondientes, como Antideflagrante (Ex d), Seguridad Incrementada (Ex e) o Presurizado (Ex p).
Sistema de Inertización con Nitrógeno
En cuanto a la tecnología de seguridad, unes una medida crucial para asegurar la operación segura del compresor. Este sistema funciona inyectando nitrógeno a una presión superior a la presión del gas de proceso en puntos potenciales de fuga, como las carcazas de cojinetes y las cajas de engranajes del compresor, formando una barrera de sellado de gas efectiva para prevenir la fuga de gas inflamable o la entrada de aire. La pureza del nitrógeno debe ser del 99.99% o superior, con un punto de rocío por debajo de -40°C, y debe estar equipado con un sistema de control de enclavamiento de presión para asegurar que la presión del nitrógeno sea siempre de 0.15-0.3 MPa superior a la presión del gas de proceso. La tecnología dees clave para garantizar una operación confiable del equipo. Usando un instrumento de alineación láser, la precisión de la alineación entre el compresor y el motor puede controlarse dentro de 0.05 mm, reduciendo significativamente los niveles de vibración y evitando el calentamiento por fricción y los riesgos potenciales de ignición causados por desalineación. Para el monitoreo de fugas, se requiere un. Esto incluye detectores distribuidos de gas combustible instalados alrededor del compresor con una precisión de detección del 1% LEL; detectores láser de metano/hidrógeno instalados en las cámaras de sellado y carcazas de cojinetes con una alta sensibilidad de detección de 1 ppm; simultáneamente equipado con imágenes térmicas infrarrojas para inspecciones regulares para detectar oportunamente puntos calientes anormales.
sistemas de sellos de gas seco
Con respecto a esquemas de diseño específicos, losson la opción óptima para manejar gases inflamables y explosivos. Se adopta una estructura de sello de gas seco en tándem, donde el sello primario soporta toda la diferencia de presión, el sello secundario actúa como respaldo, y se introduce un gas de amortiguamiento (generalmente nitrógeno) entre ellos, asegurando que el gas inflamable no se fugue a la atmósfera bajo ninguna circunstancia. Los materiales del sello seleccionancomo par de fricción; esta combinación de materiales tiene propiedades autolubricantes y no genera chispas. Unelimina fundamentalmente el riesgo de contacto del aceite lubricante con el gas de proceso. Para la compresión de hidrógeno, se recomiendan, que utilizan líquido iónico incompresible como medio del pistón para lograr un proceso de compresión isotérmico. Para la compresión de gas natural, se puede utilizar la tecnología, donde las superficies del rotor están recubiertas con Politetrafluoroetileno (PTFE) para garantizar un proceso de compresión completamente libre de aceite. Adicionalmente, la unidad compresora necesita estar equipada con un, que incluye un Sistema de Parada de Emergencia (ESD) con un tiempo de respuesta inferior a 100 ms; sensores de presión y temperatura con triple redundancia; un sistema automático de supresión de incendios (que typically utiliza dióxido de carbono o gas inerte); y un sistema de puesta a tierra para protección contra rayos y estática, con una resistencia de puesta a tierra inferior a 4 ohmios.
La aplicación integral de estos diseños y tecnologías de seguridad constituye un sistema de protección completo para compresores de gases inflamables y explosivos. En las aplicaciones de ingeniería práctica, es necesario un diseño personalizado basado en las propiedades específicas del gas, los parámetros operativos y el ambiente de instalación. Además, la estricta adhesión a las especificaciones relevantes para la instalación, puesta en marcha e inspecciones periódicas es esencial para asegurar la operación segura y estable a largo plazo del sistema de compresión.
