DW-100/8 窒素コンプレッサー – 要求の厳しい産業ガスインフラ向けの超大容量オイルフリーN2ブースター

DW-100/8は、吐出圧力0.80MPaで毎分100m³の流量を実現するように設計された、2段2列のオイルフリーピストン式窒素圧縮機です。大規模な極低温空気分離、高圧VPSAブースターステーション、および重要な石油化学パイプライン配給ネットワーク向けに特別に設計されています。潤滑油による汚染がなく、連続運転に対応し、最高の流量容量で24時間365日の産業信頼性を実現するように設計されています。

製品概要

の DW-100/8 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技術の頂点を極めた製品であり、当社の産業用窒素ブースター製品群の中でも超大容量セグメントを占めています。 100 m³/分の容量 堅牢な 0.80 MPaの吐出圧力この装置は、世界中の大規模産業ガスインフラにおける最も厳しい窒素供給要件を満たすように設計されています。

DW-100/8を従来の製品と根本的に区別するのは、 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、独自の自己潤滑性PTFE複合材料で製造されており、炭化水素系潤滑剤を一切使用せずに作動します。この本質的にオイルフリーな構造により、窒素製品の流れは完全に汚染されず、 ISO 8573-1 クラス0認証 下流の精製装置は一切不要です。食品加工、医薬品製造、電子機器製造、石油化学処理などの事業者にとって、これは油ろ過システムの設備投資と継続的な運用負担の両方を排除することになります。

コンプレッサーは 二段二列 (二列二级) 2 つの圧縮シリンダーに相当な圧力比を最適に分配する構成。この段階的な熱力学的アプローチは、PTFE シール要素の寸法完全性を維持しながら、0.80 MPa の吐出圧力に固有の熱負荷を管理するために重要です。各ステージには独立した高効率インタークーラーが組み込まれており、最大容量での持続運転中であっても、ガス温度が安全な運転範囲内に十分に収まるようにします。巨大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、優れた耐用年数で評価されています。 12万時間以上 厳格な産業メンテナンス手順に基づいて。

技術仕様 – DW-100/8

* 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. 超高容量オイルフリー圧縮

DW-100/8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システム ガラス繊維とブロンズ粒子で強化された先進的なPTFE複合材から製造されています。この材料配合により、外部の炭化水素潤滑剤を使用せずに摩擦係数0.06未満を達成し、窒素製品ストリームへの油蒸気の混入リスクを完全に排除します。100 m³/minの処理能力では、微量の油分混入でも重大な品質不良につながります。DW-100/8の本来の ISO 8573-1 クラス0準拠 この流量規模では、下流側のオイルろ過装置が物理的に巨大でエネルギー消費量も大きいため、不要になります。PTFEリングは、0.80 MPaの運転に伴う高い吐出温度に対応するように特別に設計されており、180℃まで寸法安定性を維持します。

2. 高圧における2段階熱力学的最適化

の 2段階圧縮アーキテクチャ DW-100/8は、要求の厳しい0.80 MPaの吐出圧力目標に対して熱力学的に最適化されています。大きな圧力比を大口径の低圧シリンダーと高圧シリンダーに分割することで、圧縮機は段あたりの平均有効温度を大幅に低減します。段間には大型の高効率シェルアンドチューブ式インタークーラーが設けられており、圧縮熱を除去することで、最大連続負荷時でも吐出温度を155℃以下に維持します。この熱管理は、この容量と圧力の組み合わせにおいてPTFEリングの完全性を維持するために極めて重要であり、同等の圧力比を目指す単段設計と比較して、バルブプレートの耐用年数を約40%延長します。

3. 力のバランス設計を採用した頑丈な鋳鉄製フレーム

メインフレームは鋳造されています GG25 グレー鋳鉄 （ASTM A48クラス30Bに相当）一体型冷却水通路付き。 2列対向シリンダー配置 自然な一次力相殺を提供し、単列設計と比較して基礎に伝達される不均衡な慣性力を80%以上低減します。ユニットの重量は13.00トンとかなり大きいですが、この機械的利点により、約20トンの鉄筋コンクリート慣性ブロックへの設置が可能となり、同等の容量の単列コンプレッサーに必要な重量よりも大幅に軽くなります。巨大なフレーム寸法は、 5456 × 3518 × 2535 mm 100 m³/分の流量を処理するという技術的要件を反映しつつ、オイルフリーピストン動作に必要な精密なクリアランスを維持する。

4. 高出力中電圧モーター駆動

DW-100/8は 600kW中電圧誘導電動機 6kVまたは10kV構成で利用可能で、IEC 60034-1効率クラスIE3に準拠しています。この電力レベルでは、中電圧駆動は単に推奨されるだけでなく、不可欠です。380Vモーターでは、非現実的なケーブルサイズ（断面積400mm²を超える）と大規模な低電圧開閉装置が必要になります。6kVまたは10kV構成は、産業用中電圧配電ネットワークに直接統合できるため、電気インフラコストを削減し、電力ケーブルのI²R損失を最小限に抑え、システム全体のエネルギー効率を向上させます。6kVまたは10kVバスシステムが標準となっている大規模な産業施設では、DW-100/8はシームレスな電気的互換性を提供します。

アプリケーションシナリオ

超大型極低温空気分離プラント

5,000～15,000 Nm³/hの窒素ガスを生成するメガスケール極低温ASU施設では、DW-100/8は 一次高容量窒素ブースター コールドボックスと分配ヘッダーの間に設置されます。100 m³/分の容量は、最大の単一トレインASUの出力に相当し、0.80 MPaの吐出圧力は、広大な工業団地内の下流の消費者に長距離パイプラインで分配するのに十分なヘッドを提供します。これらの用途では、オイルフリー設計が絶対に重要です。なぜなら、オイルによる汚染は、分配ネットワーク全体の窒素純度を損ない、半導体製造、医薬品製造、食品加工施設など、同じヘッダーから供給される複数の下流プロセスに影響を与えるからです。

大型VPSA窒素ブースターステーション

大気圧に近い圧力で99.5～99.9%純度の窒素を生成する大型VPSA窒素発生装置の場合、 DW-100/8 窒素ブースター 低圧製品を0.80 MPaまで圧縮し、広大な工業団地全体に高圧で供給します。100 m³/分の容量は、複数の大型VPSAトレインに同時に供給したり、重要な窒素供給システムの冗長性を提供したりできます。VPSAサービスでは、オイルフリーの圧縮経路は必須です。炭化水素による汚染は、カーボン分子ふるい吸着剤を不可逆的に汚染し、ジェネレーターシステム全体の分離効率を低下させ、大規模設備では$200,000を超える高額な吸着剤交換を必要とするためです。

石油化学コンプレックスにおける高圧窒素供給

統合石油化学コンプレックスでは、DW-100/8 は、 高圧窒素供給インフラ0.80 MPaの吐出圧力は、エチレンクラッカー、ポリエチレン反応器、芳香族複合施設、硫黄回収装置など数十のプロセスユニットに供給する数キロメートルに及ぶ配管ネットワーク全体の摩擦損失を克服するのに十分です。100 m³/分の容量は、起動、停止、および緊急不活性化手順中に複数のプロセスユニットからの同時窒素需要に対応できます。窒素は触媒床に接触し、プロセスストリームに入り込み、敏感な化学物質貯蔵のブランケットとして機能するため、オイルフリー認証は必須です。これらのすべてにおいて、炭化水素を完全に含まない状態を維持する必要があります。

LNG液化・再ガス化ターミナルにおける窒素供給

LNGターミナルは膨大な量の窒素を必要とする パイプラインのパージ、タンクの不活性化、および緊急窒素注入 極低温貯蔵タンクへ。DW-100/8の100 m³/分の容量は、数日間連続して高流量の窒素を必要とする可能性のあるターミナル全体の窒素パージ作業など、最も厳しい運用シナリオでも窒素供給を維持できます。0.80 MPaの吐出圧力は、LNG貯蔵タンクの静水圧を克服し、ターミナルの配送ネットワーク全体で正の不活性ガス圧力を維持するのに十分なヘッドを提供します。オイルフリー設計により、LNG製品の炭化水素汚染を防ぎ、極低温特性を損ない、LNG品質仕様に違反することを防ぎます。

材料と構造

DW-100/8は、窒素との適合性、高圧用途、および超大容量での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。

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セクションV、第2条に従って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。

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

DW-100/8は乾燥重量が13.00トンで、重心はベースプレートから約1,000mm上にあります。その巨大なスケールにもかかわらず、2列対向シリンダー設計により不均衡な力が最小限に抑えられ、 20～25トンの鉄筋コンクリート慣性ブロックブロックは、隣接する構造物や精密機器への振動伝達を防ぐため、高耐久性の弾性防振装置（固有振動数 5～7 Hz）に取り付ける必要があります。最小クリアランス要件：バルブへのアクセス用に非駆動側で 2.0 m、モーターメンテナンス用に駆動側で 1.5 m、大規模オーバーホール時のクレーンアクセス用に頭上 2.5 m。ユニットの寸法が 5456 × 3518 mm であることを考慮すると、コンプレッサー室は安全な運転とメンテナンスのために、すべての側面で十分なクリアランスを確保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 100 m³/h 入口温度は 32 °C を超えないものとします。水分配回路は、個別の流量制御弁を備えた並列分岐でシリンダージャケット、インタークーラー、アフタークーラーに水を供給します。水質仕様: pH 6.5～8.5、総溶解固形物 < 500 mg/L、塩化物含有量 < 50 mg/L (クーラー内の SS316 チューブの腐食を防ぐため)、懸濁固形物 < 30 mg/L、総硬度 < 300 mg/L (CaCO₃ 換算)。大量の冷却水が必要となるため、サイドストリームろ過、化学処理、および 10 m³ のバッファタンクを備えた専用の密閉ループ冷却塔を強く推奨します。冷却塔のメンテナンス中に連続運転を保証するために、冷却水システムは冗長性を備えて設計する必要があります。

予防保守スケジュール

DW-100/8 のオイルフリー設計は、この規模の潤滑式代替品と比較してメンテナンスの複雑さを大幅に軽減します。オイル交換のスケジュールを立てる必要がなく（交換ごとに 500 リットル以上の潤滑油が必要）、オイル分析を行う必要もなく、フィルターエレメントを交換する必要もなく、セパレーターカートリッジを監視する必要もありません。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清浄な窒素環境下では、通常4,000～6,000時間の耐用年数を実現します。処理能力100 m³/分の場合、オイル関連のメンテナンスが不要になることで、潤滑油を使用する代替品と比較して年間$50,000～$80,000のコスト削減につながります。

法令遵守および安全認証

DW-100/8窒素コンプレッサーは、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。

パフォーマンスと効率の分析

DW-100/8は 比消費電力は約6.00kW/m³/分 吐出圧力0.80 MPaで供給される窒素。この効率指標は、高圧力比で動作する超大容量オイルフリーピストンコンプレッサーとしては異例です。参考までに、同様の大規模用途で使用されるオイル潤滑式スクリューコンプレッサーは通常6.5～7.5 kW/m³/minを消費し、複数の小型コンプレッサーを並列使用しようとすると、部分負荷運転や分配損失によるさらなる非効率が生じます。

標準的な年間8,000時間の稼働スケジュールにおいて、DW-100/8の効率上の利点により、約 年間40万～120万kWhのエネルギー節約 効率の低い代替手段や並列コンプレッサー配置と比較して、平均的な産業用電力料金$0.08/kWhでは、これは年間$32,000～$96,000の直接運転コスト削減に相当します。石油関連の消耗品（100 m³/分規模では膨大な量になります）を完全に排除することと組み合わせると、 窒素圧縮の総所有コスト 10年間の運用期間で、推定25～35%の削減が見込まれる。

圧縮経路にオイルを使用しないことで、下流側のオイル除去装置に必要なエネルギー損失と設置スペースが不要になります。100 m³/分の処理能力を持つ一般的なオイル潤滑式コンプレッサーでは、複数の大型凝縮フィルター、活性炭吸着容器、連続オイル監視装置が必要となり、これらを合わせるとコンプレッサーの出力の3～51トンを消費し、かなりの設置スペースを占有します。DW-100/8のオイルフリー設計は、こうした不要な負荷と設置スペースの負担を完全に排除します。

カスタマイズおよびOEM対応

当社では、DW-100/8を特定のメガスケールサイトの条件、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包括的なカスタマイズオプションを提供しています。

• 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、計装機器、および制御盤は、吊り上げ用ラグとアンカーボルトテンプレートが一体化された頑丈な構造用鋼製スキッド上に事前に組み立てられています。すべてのシステムを工場で事前テストすることで、現場での試運転時間を約60%短縮し、起動リスクを最小限に抑えます。
• 危険区域構成： ATEX Zone 2およびIECEx規格に準拠したモーターおよび電気機器用筐体は、爆発性雰囲気が発生する可能性のある石油化学プラントへの設置に適しています。ガス検知機能と自動換気インターロック機能を制御システムに組み込むことも可能です。
• 高度なプロセス制御： オプションとして、15インチHMIタッチスクリーンを備えたシーメンスS7-1500またはアレン・ブラッドリーControlLogix PLC、Modbus TCP/IPまたはOPC-UAによるリモート監視、およびプラントDCS/SCADAシステムとのシームレスな統合が可能です。自動負荷/無負荷制御と可変周波数ドライブ（VFD）との互換性により、部分負荷効率が最適化され、起動時の機械的摩耗が軽減されます。
• 環境保護システム： 沿岸または沖合の設備向けのC5-M海洋グレードコーティングシステム、周囲温度55℃までの熱帯地域向け電気部品、および行政施設付近の設置に適した、1メートルでの騒音放出を88dB(A)から75dB(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プログラム： 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、特注塗装色、ブランド名入り銘板、地域に合わせたドキュメントパッケージをご用意しています。技術マニュアル、スペアパーツリスト、メンテナンス手順書は多言語で提供可能です。

カスタム構成は以下から入手可能です 最小注文数量：1個大規模設備の複雑さを考慮すると、技術レビューと提案書の作成には通常7～10営業日かかります。標準納期は14～16週間ですが、リピート注文の場合は注文確定後10～12週間で納品されます。

事例研究：メガスケール石油化学コンプレックスの窒素インフラ

クライアント： 中東にある、エチレン、ポリエチレン、芳香族化合物製造設備を備えた世界規模の統合石油化学コンプレックス

チャレンジ： この複合施設の窒素供給は、老朽化し​​た油潤滑式コンプレッサー3台（欧州製、20年以上稼働）を並列運転することで、必要な流量90 m³/分を達成していた。システムには慢性的な油の持ち越し（平均5.1 mg/m³）が発生しており、エチレン分解装置での触媒被毒、ポリエチレン造粒装置での製品汚染、および油関連の修理による頻繁な計画外停止を引き起こしていた。総維持費は年間18万ユーロに達しており、0.60 MPaの圧力では、新しい高圧反応器の不活性化要件を満たすには不十分であった。

解決： 私たちは供給しました DW-100/8 オイルフリー窒素コンプレッサー 主窒素供給源として、老朽化し​​た3台のコンプレッサーのうち2台を置き換えた。この装置は、インタークーラー、アフタークーラー、およびSCADAシステムと完全に統合されたシーメンスS7-1500 PLC制御盤を内蔵したカスタムスキッド上に設置された。吐出圧力0.80 MPaは、高圧不活性化に関するすべての新たな要件を満たし、容量100 m³/minは、施設のピーク需要85 m³/minを上回る冗長性を確保した。上流には、複数のプロセスユニットからの需要変動を緩衝するために、10 m³のサージタンクが設置された。

30か月後の定量的な結果：

• 窒素油含有量： 5.1 mg/m³から0.01 mg/m³未満に減少ISO 8573-1クラス0認証を取得
• エチレン分解触媒の中毒事故： 完全に排除された触媒の寿命を24ヶ月から36ヶ月に延長
• 年間維持費： 48%削減 （$180,000から$93,600）石油関連の修理の廃止による
• エネルギー消費量： 8.2%改善されました 交換したコンプレッサーと比較して、年間約$38,400の節約になります。
• 予期せぬシステム停止： イベントゼロ 30ヶ月間の連続稼働
• コンプレッサー数： 3ユニットから1つの主要ユニットに削減 さらに予備機を1台追加することで、運用を簡素化し、予備部品の在庫を60%削減します。

「DW-100/8は、当社の窒素供給インフラにとって画期的な存在となりました。この大容量ユニット1台で老朽化した3台のコンプレッサーを置き換えることができ、オイル汚染を完全に解消し、メンテナンスチームの作業量を半減させることができました。投資回収期間は16ヶ月で、当初の予測をはるかに上回る結果となりました。」 — 石油化学コンプレックス最高執行責任者

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

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。

大規模窒素インフラを変革する準備はできていますか？

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