説明
LW-13/30 窒素コンプレッサー – 3.00 MPa 高圧プロセス用途向け中容量オイルフリー窒素ブースター
LW-13/30は、吐出圧力3.00MPaで毎分13m³の流量を実現するように設計された、2段3列のオイルフリーピストン式窒素コンプレッサーです。高圧窒素注入、ガス液化ブースター、および要求の厳しい石油化学プロセス用途向けに設計されています。オイル汚染ゼロ、連続運転定格、高圧下での24時間365日の産業用信頼性を実現するように設計されています。
製品概要
の LW-13/30 窒素コンプレッサー 当社のオイルフリーピストンコンプレッサー製品群の中で重要な位置を占めており、中容量ブースターと高圧プロセスコンプレッサーの間のギャップを埋めています。定格容量は 13 m³/分 そして並外れた 3.00 MPaの吐出圧力このユニットは、十分な流量と高圧の両方が必須条件となる用途向けに特別に設計されています。
LW-13/30を従来の代替品と区別するのは、 完全にオイルフリーの圧縮経路ピストンリングとライダーバンドは、高度な自己潤滑性PTFE複合材料から精密機械加工されており、炭化水素潤滑剤を一切使用せずに作動するため、窒素の流れは完全に汚染されない。この本来のオイルフリー特性により、 ISO 8573-1 クラス0認証 ネイティブ方式を採用することで、潤滑油を使用する代替方式で必須となる下流側の油分除去ろ過システムの設備投資や継続的なメンテナンスの負担を排除できる。
コンプレッサーのアーキテクチャは 二段三列 (二列三级) 構成 - 2 列に配置された 3 つの圧縮シリンダーに全圧力比を分割する独自の配置。この段階的アプローチは、PTFE シール要素の完全性を維持しながら、3.00 MPa の吐出圧力に伴う極端な熱負荷を管理するために不可欠です。各ステージには独立したインタークーラーが備わっており、最大容量での連続運転中もガス温度が安全な運転範囲内に維持されます。堅牢な鋳鉄フレームと動的にバランス調整された鍛造鋼クランクシャフトは、最低耐用年数が保証されています。 12万時間 標準的な保守手順に従って。
技術仕様 – LW-13/30
| パラメータ | 価値 | ユニット |
|---|---|---|
| モデル | LW-13/30 | – |
| パターン | 二段三列（二列三级） | – |
| 容量 | 13 | m³/分 |
| 吐出圧力 | 3.00 | MPa |
| コンプレッサーのサイズ（長さ×幅×高さ） | 2860 × 1685 × 2610 | mm |
| 重さ | 6.60 | t |
| 力 | 160 | kW |
| 電圧 | 380 | V |
| ガス媒体 | 窒素（N₂） | – |
| 潤滑 | オイルフリー | – |
* すべての仕様は標準基準条件（ISO 1217、附属書C）に基づいています。実際の性能は、設置場所の標高、周囲温度、および吸気条件によって異なる場合があります。
主な特長とエンジニアリング上の利点
1. 極端な圧力比を実現する3段階圧縮
LW-13/30は独自の 二段三列 (二列三级) 3.00 MPaの吐出に必要な極限圧力比を3つの圧縮シリンダーに分割するアーキテクチャを採用しています。この多段式アプローチは熱力学的に不可欠です。なぜなら、単段式または2段式のコンプレッサーでは、吐出温度がPTFEシール材の安全運転限界（約180℃）を超えてしまうからです。LW-13/30は、2つの段間クーラーを備えた3つのステージに圧縮作業を分割することで、各ステージの吐出温度を155℃以下に維持し、PTFEリングの完全性を保ち、同等の圧力比を目指す2段式設計と比較してバルブプレートの寿命を約50%延長します。また、3列構成は単列構成と比較して力のバランスを改善し、基礎工事の要件を軽減します。
2. 高圧オイルフリーPTFE複合シール
LW-13/30は独自の 自己潤滑ピストンリングおよびライダーバンドアセンブリ 高圧・高温用途向けに特別に配合された高密度PTFE複合材から製造されています。これらのリングはガラス繊維とブロンズ粒子で強化されており、外部炭化水素潤滑なしで摩擦係数0.05未満を実現しています。吐出圧力3.00MPaでは、潤滑コンプレッサー内の油蒸気分圧が非常に高くなり、下流でのオイル除去が事実上不可能になります。オイルフリー設計により、 ISO 8573-1クラス0にネイティブ準拠これにより、潤滑システムに多額の設備投資と運用コストを追加することになる、凝集フィルター、活性炭吸着装置、および油量監視装置が不要になる。
3. 高圧機械荷重に対応する強化フレーム
メインフレームは鋳造されています GG25 グレー鋳鉄 壁面が大幅に強化され、リブが追加され、冷却水通路が一体化されています。高圧シリンダーは、3.00 MPa の運転に伴う最大ガス圧に耐えられるよう、壁が厚くなり、構造的なサポートが強化されています。3 列配置により、機械的負荷が複数のクランクシャフトスローに分散され、シリンダーあたりの最大ベアリング負荷が低減され、クランクシャフト全体の寿命が向上します。フレームは有限要素モデリングを使用して動的に解析され、緊急停止時の過渡現象を含むすべての運転条件下で応力集中が安全限界内に収まることが保証されます。
4. 標準380V駆動、高トルクモーター搭載
LW-13/30は 160kW、380V、50Hzの三相誘導電動機 IEC 60034-1効率クラスIE3に準拠。このモーターは、3列圧縮機構の大きな初期抵抗を克服するために、高い始動トルクを発揮するように特別に選定されています。標準の380V構成は、中電圧インフラを必要とせず、既存の低電圧産業用配電盤に直接統合できるため、この高圧コンプレッサーは幅広い産業施設で利用可能です。6kVまたは10kVバスシステムを備えた施設向けには、降圧トランスを内蔵したオプションのモーターもご用意できます。
アプリケーションシナリオ
高圧窒素注入による石油増進回収
石油・ガス生産において、LW-13/30は 高圧窒素噴射コンプレッサー 強化石油回収（EOR）および混和性ガス圧入作業向け。3.00 MPaの吐出圧力は、地層圧力が高く効果的な置換を実現するために高い注入圧力を必要とする深度2,000メートルまでの貯留層への窒素注入に十分です。13 m³/分の容量は、中央集中型の高圧分配マニホールドを介して複数の注入井に同時に供給できます。注入される窒素に油分が混入すると貯留層の地層が損傷し、浸透率が低下し、石油回収効率が損なわれるため、EOR用途ではオイルフリー設計が重要です。
ガス液化および極低温プロセスブースター
窒素液化プラントおよび極低温プロセス施設では、 LW-13/30窒素ブースター 液化装置の低温端または貯蔵気化器から窒素を圧縮し、分配または後処理に必要な圧力まで加圧します。吐出圧力3.00 MPaは、極低温貯蔵システムへの高圧窒素の供給、多段式熱交換器を通した窒素の駆動、超臨界流体抽出プロセスへの高圧窒素の供給に十分です。オイルフリー設計により、極低温機器の汚染を防ぎます。微量の油分でも凍結して熱交換器の通路を塞ぎ、高額な操業停止や機器の損傷につながる可能性があります。
石油化学高圧反応器の不活性化
石油化学および化学合成操作において、LW-13/30は高圧窒素を供給します。 原子炉の不活性化、触媒床の保存、および緊急減圧3.00 MPaの吐出圧力は、2.00～2.50 MPaで運転される高圧反応器内で正の不活性ガス層を維持するのに十分であり、起動時および停止時に爆発性蒸気の発生を防ぎ、触媒床を酸化から保護します。13 m³/分の容量は、中央集中型の高圧窒素ヘッダーを介して複数の反応器またはプロセスユニットに供給できます。オイルフリー認証は必須です。なぜなら、オイルによる汚染は触媒を汚染し、製品の品質を低下させ、酸素に敏感なプロセスにおいて安全上の危険を引き起こすからです。
高圧パイプラインの試験および試運転
天然ガスパイプライン、石油化学プロセス配管、高圧容器システムには窒素が必要 静水圧試験、空気圧試験、および試運転時のパージ作業LW-13/30の吐出圧力3.00 MPaは、設計圧力2.50 MPaまでの圧力試験システム（ASME B31.3に準拠した適切な安全マージンを含む）に適しています。13 m³/分の容量により、大口径のパイプラインや容器を迅速に加圧でき、試運転時間を短縮できます。オイルフリー設計により、試験用窒素が試験後の洗浄を必要とする汚染物質を混入させたり、高感度プロセスシステムの健全性を損なったりすることがありません。
材料と構造
LW-13/30は、極めて高い高圧窒素への適合性、耐熱性、および長寿命を実現するために厳選された最高級素材で構成されています。
| 成分 | 材料 | 仕様 |
|---|---|---|
| シリンダーブロック（LPステージ） | ねずみ鋳鉄 | GG25 / HT250、標準肉厚 |
| シリンダーブロック（IPステージ） | ねずみ鋳鉄 | GG25 / HT250、補強壁＋リブ構造 |
| シリンダーブロック（高圧ステージ） | ねずみ鋳鉄 | GG25 / HT250、厚肉補強壁＋リブ構造 |
| クランクシャフト | 鍛造合金鋼 | 42CrMo4、Q&T、ISO 1940 G2.5バランス |
| ピストンリング | PTFE-ガラス-青銅複合材 | 高圧対応、自己潤滑式、最高使用温度185℃ |
| ライダーバンド | PTFE複合材 | ピストンガイド、耐摩耗性、摩耗率 <0.03 mm/1000h |
| バルブプレート | ステンレス鋼 | SS316、高圧同心円リング設計 |
| インタークーラー（2台） | 炭素鋼製シェル／SS316製チューブ | ASME VIII Div.1、1.5倍の耐圧試験、30分間保持 |
| アフタークーラー | 炭素鋼製シェル／SS316製チューブ | 高圧フィン付きチューブ、32℃冷却水 |
| 高圧配管 | シームレスステンレス鋼 | SS316、ANSIクラス900フランジ |
すべての圧力支持部品は、以下の基準に厳密に従って設計および製造されています。 ASME BPVC セクション VIII ディビジョン 1 または中国のGB 150規格に準拠しています。すべての溶接継手はASME Section V、Article 2に従って100%放射線検査（RT）を受け、完成した圧力容器はすべて、最大許容使用圧力（MAWP）の1.5倍の圧力で最低30分間の静水圧試験を受けます。高圧配管システムは、3.00 MPaの運転圧力で漏れのない完全性を確保するために、ANSI Class 900フランジ接続を備えたシームレスSS316で製造されています。
設置およびメンテナンスに関するガイドライン
基礎および構造要件
LW-13/30の乾燥重量は6.60トンで、重心はベースプレートから約850mm上にある。3列設計にもかかわらず、対向シリンダー配置により適切な力のバランスが保たれ、 10～12トンの鉄筋コンクリート慣性ブロックブロックは、弾性防振装置（固有振動数6～8Hz）に取り付ける必要があります。最小クリアランス要件：バルブアクセス用に非駆動側1.5m、モーターメンテナンス用に駆動側1.2m、クレーンアクセス用に頭上2.0m。高圧排出配管は、3.00MPaでの熱膨張応力および振動による疲労を防ぐため、スプリングハンガーまたはフレキシブルサポートで適切に支持する必要があります。
冷却水システムの設計
冷却水の需要は約 25 m³/h 入口温度は32℃を超えないようにします。水分配回路は、シリンダージャケットと2つのインタークーラーに並列に水を供給します。圧力比が非常に高いため、両方のインタークーラーは熱管理に不可欠であり、優先的に冷却水の流れを受ける必要があります。水質仕様：pH 6.5～8.5、総溶解固形分 < 500 mg/L、塩化物含有量 < 50 mg/L（SS316チューブの腐食防止のため）、懸濁固形分 < 30 mg/L、総硬度 < 300 mg/L（CaCO₃換算）。すべての設置において、サイドストリームろ過と化学処理を備えた密閉型冷却塔を強く推奨します。
予防保守スケジュール
| 間隔 | サービス項目 | 対応が必要 |
|---|---|---|
| 毎日 | 運用検査 | 振動、異音、冷却水流量、吐出圧力、温度、油面を確認してください。 |
| 250時間 | バルブプレート検査（全工程） | 吸込弁／吐出弁を取り外し、カーボン堆積物、スプリング疲労、亀裂がないか点検する。 |
| 1,000時間 | ピストンリング摩耗評価（全段階） | 溝のクリアランスを測定し、クリアランスが0.18mmを超える場合はリングを交換してください。 |
| 3,000時間 | 中間オーバーホール | 3つのステージすべてにおいて、ピストンリング、ライダーバンド、バルブプレートアセンブリをすべて交換してください。 |
| 6,000時間 | 大規模な改修 | クランクシャフトジャーナルを点検し、メインベアリングのクリアランスを測定し、0.06 mmを超える場合はベアリングを交換する。 |
LW-13/30のオイルフリー設計は、潤滑式に比べてメンテナンスの複雑さを大幅に軽減します。オイル交換、オイル分析、フィルター交換、セパレーターカートリッジ交換は不要です。主な消耗品は PTFE製ピストンリングおよびライダーバンドこれは、高圧の清浄な窒素環境下で、通常3,000～5,000時間の耐用年数を実現します。3段階設計により、2段階構成よりも摩耗が均等に分散されるため、大規模なオーバーホールの頻度が低減されます。
法令遵守および安全認証
LW-13/30窒素圧縮機は、以下の国際規格および規制枠組みを満たすか、またはそれらを上回るように設計、製造、および試験されています。
ASME BPVC セクション VIII Div.1、GB 150-2011、PED 2014/68/EU モジュール A
IEC 60034-1（IE3効率）、IEC 60204-1、ISO 12100機械安全規格
ISO 8573-1 クラス0（油分含有量）、TÜVラインランドによる独立試験済み
ISO 9001:2015、ISO 14001:2015
窒素は単純窒息性ガスに分類されます。吐出圧力が 3.00 MPa の場合、ガスの急速な放出と酸素の置換のリスクが著しく高まります。すべての LW-13/30 設備では、コンプレッサー室および隣接するすべてのエリアで酸素欠乏の継続的な監視を実施する必要があります。高圧吐出配管には、MAWP の 110% 定格の圧力逃がし弁と、二次保護として破裂板を装備する必要があります。すべての高圧接続部は、試運転前に超音波漏洩検知器で確認する必要があります。換気システムは、OSHA 29 CFR 1910.146 に従って、周囲酸素濃度を 19.5% 以上に保つ必要があります。緊急停止インターロックは、O₂ が 19.5% で作動し（警報）、O₂ が 18.0% で自動隔離（強制停止）をトリガーする必要があります。作業員は、高圧ガスの安全手順に関する訓練を受け、この機器の操作または保守を行う前に適切な個人用保護具（PPE）を着用する必要があります。
パフォーマンスと効率の分析
LW-13/30は 比消費電力は約12.31kW/m³/分 吐出圧力 3.00 MPa で供給される窒素。この特定の出力値は、超高圧圧縮の熱力学的現実を反映しており、圧力比とともに必要な仕事が大幅に増加します。高圧オイルフリーピストンコンプレッサーセグメント (吐出圧力 >2.50 MPa) 内では、この効率は非常に競争力があり、オイルフリー高圧サービスの主要な代替手段であるダイヤフラムコンプレッサーよりも大幅に優れています。比較のために、同様の超高圧用途で使用されるオイル潤滑往復動コンプレッサーは通常 13.0～15.0 kW/m³/min を消費し、ダイヤフラムコンプレッサーは 18 kW/m³/min を超える場合があります。
年間8,000時間の運転サイクルにおいて、LW-13/30の効率の優位性は、効率の低い代替品と比較して、およそ 年間52,000～104,000kWhのエネルギー節約$0.08/kWhの場合、これは年間$4,160～$8,320の直接的な電気料金削減に相当します。ただし、LW-13/30の主な経済的正当化は通常、 石油関連消耗品の排除と下流の油除去装置の回避 潤滑剤を使用した代替品では、それは必須となるだろう。 超高圧窒素圧縮装置の総所有コスト オイルフリー運転を、完全な下流浄化を備えた潤滑システムと比較した場合、10年間の運転期間で推定25～35%の削減が見込まれる。
圧縮経路にオイルが存在しないことは、3.00 MPaという高圧域において特に重要です。なぜなら、圧力の上昇に伴い、オイル汚染の濃度は指数関数的に高まり、除去が困難になるからです。この圧力レベルでは、高度な凝集フィルターや活性炭システムを用いても、オイル含有量をppm未満に抑えることは難しく、そのようなシステムを稼働させる際のエネルギー損失も相当なものになります。LW-13/30は、オイルフリー設計を採用することで、この課題を完全に解消しています。
カスタマイズおよびOEM対応
LW-13/30を特定の設置場所の状況、統合要件、エンドユーザーの仕様に合わせて調整するための幅広いカスタマイズオプションをご用意しています。
- スキッドマウント型ターンキーパッケージ： コンプレッサー、モーター、インタークーラー、アフタークーラー、高圧吐出配管、計装機器、制御盤は、構造用鋼製スキッド上に事前に組み立てられています。すべてのシステムの工場での事前テストにより、試運転時間を60%短縮できます。
- 危険区域構成： 石油化学プラント向けATEX Zone 2およびIECEx規格準拠のモーターおよび電気機器筐体。ガス検知機能と自動換気インターロック機能を内蔵。
- 高度なプロセス制御： シーメンスS7-1200またはアレン・ブラッドリーCompactLogix PLC（10インチHMIタッチスクリーン搭載）、Modbus TCP/IPまたはOPC-UAによるリモート監視、およびDCS/SCADA統合。過圧時の自動アンロード機能や緊急遮断弁を含む高圧安全インターロック。
- 環境保護： 沿岸設置向けのC5-M海洋グレードコーティング、周囲温度55℃に対応した耐熱電気部品、騒音を85dB(A)から72dB(A)に低減するIP54規格の防音筐体。
- OEMおよびプライベートブランド： ガス機器販売業者およびシステムインテグレーター向けに、特注の塗装色、ブランドロゴ入りの銘板、地域に合わせたドキュメントを提供します。
カスタム構成は以下から入手可能です 最小注文数量：1個設計提案書は通常5～7営業日以内に納品されます。標準納期は12～14週間ですが、リピート注文の場合は8～10週間で納品されます。
事例研究：LNGプラントの窒素パージおよび不活性化システム
クライアント： 東南アジアのLNG再ガス化ターミナル
チャレンジ： ターミナルには、信頼性の高い高圧窒素供給が必要でした。 パイプラインのパージ、貯蔵タンクの不活性化、および緊急窒素注入 LNG気化システムへの導入。既存の油潤滑式コンプレッサーでは、窒素流に油が混入し、極低温熱交換器を汚染していたため、四半期ごとの洗浄停止が必要となっていた。また、吐出圧力2.50MPaでは、新しい高圧パイプラインのパージ要件を満たすには不十分であった。メンテナンス費用は年間1,0
解決： 私たちは供給しました LW-13/30 オイルフリー窒素コンプレッサー 主高圧供給装置として、デュアルインタークーラー、アフタークーラー、およびSCADA統合機能を備えたシーメンスS7-1200 PLC制御盤を内蔵したカスタムスキッドに搭載した。吐出圧力3.00 MPaは、パイプラインのパージおよびタンクの不活性化に関するすべての要件を満たした。オイルフリー設計により、熱交換器の汚染を防止した。断続的なパージ操作による需要変動を緩和するため、上流側に3 m³のサージタンクを設置した。
24か月後の定量的な結果：
- 窒素油含有量： 2.8 mg/m³から0.01 mg/m³未満に減少ISO 8573-1クラス0を達成
- 極低温熱交換器の洗浄頻度： 四半期ごとから年ごとに変更年間14,45,000TPを節約
- 計画外のシャットダウン： イベントゼロ 過去24か月間の6件のイベントに対し、過去24か月間では6件のイベントが発生しました。
- 年間維持費： 48%削減 ($95,000～$49,400)
- パイプラインのパージ機能： 2.50 MPaから3.00 MPaに強化新たな規制要件を満たす
「LW-13/30は、当社の窒素供給システムにおいて最も信頼性の高い機器です。油汚染の排除により、熱交換器の汚れ問題が解決し、3.00MPaの圧力によって、規制遵守に必要なパージ能力も確保できました。当社の運用チームは、ようやく窒素供給に自信を持てるようになりました。」 — LNGターミナル運営マネージャー
よくある質問と選択ガイド
関連製品およびソリューション
DWシリーズ高圧窒素コンプレッサー
吐出圧力0.40MPa～2.00MPaに対応するDWシリーズは、窒素注入、パイプライン加圧、化学合成などの用途に使用できます。処理能力は2～130m³/分です。
ZWシリーズ 多段式オイルフリーコンプレッサー
酸素、窒素、水素、および特殊ガス用の縦型多段式オイルフリーコンプレッサー。超高圧用途向けに最大9.00MPaの吐出圧力を実現。
当社の包括的な概要については、 工業用窒素圧縮機 オイルフリー酸素圧縮機、水素圧縮機、二酸化炭素圧縮機、および特注設計の特殊ガスソリューションを含む製品ポートフォリオの詳細については、当社のアプリケーションエンジニアリングチームにお問い合わせいただくか、オンライン製品カタログをご覧ください。
超高圧窒素システムのアップグレードをご検討ですか？
当社のアプリケーションエンジニアが、お客様の窒素流量要件、吸引条件、吐出圧力目標、およびシステム統合上の制約を評価するために待機しております。お問い合わせをいただいてから48時間以内に、無料の技術提案書、基礎レイアウト図、配管計装図（P&ID）、および詳細な総所有コスト（TCO）分析をご提供いたします。
メールアドレス: [email protected] 24時間以内に返信いたします
