DW-120/8 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超大容量オイルフリーN2ブースター

DW-120/8は、0.80 MPaの吐出圧力で120 m³/分の卓越した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、および広範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。潤滑油による汚染は一切なく、連続運転に対応し、最高レベルの産業処理能力で24時間365日稼働できるよう最適化されています。

製品概要

の DW-120/8 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超高容量セグメントを占めています。 120 m³/分 そして頑丈な 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-120/8を従来の製品と区別するものは、 完全にオイルフリーの圧縮経路 自己潤滑性PTFE複合ピストンリングとライダーバンドを採用。これらの先進的なシール要素は炭化水素系潤滑剤を使用せずに作動し、窒素製品の流れに油分が一切混入しないことを保証します。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 天然由来の原料を使用することで、下流工程における油分除去ろ過システムの設備投資、メンテナンス負担、エネルギー消費を削減できます。食品加工、医薬品製造、半導体製造、石油化学処理などの事業者にとって、この天然由来の純度は譲れない条件です。

コンプレッサーのアーキテクチャは 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。この段階的なアプローチは、PTFE シール要素の完全性を維持しながら、120 m³/min を 0.80 MPa まで圧縮する際に伴う熱負荷を管理するために不可欠です。各ステージには高効率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。頑丈な鋳鉄製フレームと動的にバランス調整された鍛造鋼製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 厳格な保守手順の下で。

技術仕様 – DW-120/8

* 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-120/8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 高性能PTFE複合材にガラス繊維とブロンズ粒子を強化材として製造されています。この先進的な材料配合により、外部の炭化水素潤滑剤を使用せずに摩擦係数を0.06未満に抑え、窒素製品ストリームへの油蒸気混入のリスクを完全に排除します。120 m³/minの処理能力では、微量の油分汚染でも累積汚染負荷が膨大になるため、DW-120/8の本来のオイルフリー設計は極めて重要です。産業ガス事業者にとって、これは ISO 8573-1クラス0にネイティブ準拠 この規模の潤滑式コンプレッサーに必要な下流側のオイルろ過装置に伴う設備投資コスト、メンテナンス負担、エネルギー損失を回避できる。

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-120/8は、120 m³/minという膨大な流量を管理しながら、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。全体の圧力比を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。段間に専用の大容量シェルアンドチューブ式インタークーラーを設けることで、圧縮時に発生する大量の熱を除去し、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、この規模でのPTFEリングの完全性を維持するために不可欠であり、同等の圧力比で動作する単段式設計と比較して、バルブプレートの耐用年数を約40%延長します。

3. 優れた力バランスを備え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。15.00トンという巨大な重量にもかかわらず、この機械的利点により、 25～30トンの鉄筋コンクリート慣性ブロック同等容量の単列コンプレッサーの基礎要件と比較して、相対的に軽量です。この基礎効率は、土木工事が高額で支障をきたす既存のコンプレッサー室への後付け設置において特に有効です。

4. 高出力中電圧モーター駆動

DW-120/8は 710kW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、中電圧駆動が不可欠です。380Vモーターでは、ケーブルサイズと開閉装置の定格が非現実的になります。中電圧構成は、産業用中電圧配電ネットワークに直接統合され、電力ケーブルのI²R損失を最小限に抑え、全体的なエネルギー効率を向上させます。6kVまたは10kVバスシステムを備えた大規模な産業施設では、DW-120/8は追加のインフラ投資なしで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-120/8は 一次高容量窒素ブースター コールドボックスと広範な配送ネットワークの間に設置されます。120 m³/分の容量は、最大の独立型ASUの出力に匹敵し、0.80 MPaの吐出圧力は、統合された工業団地内の複数の下流消費者に長距離パイプラインで配送するのに十分なヘッドを提供します。オイルフリー設計は、これらの用途において非常に重要です。なぜなら、オイルによる汚染は、配送ネットワーク全体の窒素純度を損ない、同じヘッダーから供給される半導体、医薬品、食品製造施設の繊細なプロセスに影響を与えるからです。

大規模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-120/8 窒素ブースター 低圧製品を0.80 MPaまで圧縮し、広大な工業用地全体に高圧で供給します。120 m³/分の処理能力により、並列運転する複数の大型VPSA発生装置に対応でき、窒素供給の中央ハブを構築できます。VPSAサービスでは、オイルフリーの圧縮経路が不可欠です。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劣化させ、すべての発生装置の分離効率を低下させ、大規模な吸着剤交換という高額な費用を必要とするためです。

統合石油化学コンプレックスにおける窒素分布

統合石油化学コンプレックスでは、DW-120/8は高圧窒素を供給します。 原子炉の不活性化、触媒の保存、パイプラインのパージ、緊急窒素注入、およびタンクファームのブランケット処理 複数のプロセスユニットにわたって使用可能です。0.80 MPaの吐出圧力は、一般的なプロセス容器、蒸留塔、反応器システムの圧力定格を克服するのに十分であり、中間昇圧なしで窒素を直接注入できます。120 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合施設全体に同時に供給できるため、複数の小型コンプレッサーが不要になり、全体的なメンテナンスの複雑さが軽減されます。オイルフリー認証は、窒素が触媒床に接触したり、プロセスストリームに流入したりする石油化学用途において必須です。

LNG再ガス化ターミナルの不活性化

LNG再ガス化ターミナルには大量の窒素が必要 貯蔵タンクの不活性化、パイプラインのパージ、および緊急ガス置換 メンテナンス時や異常事態発生時にも使用可能です。DW-120/8は120 m³/分の処理能力で、大型LNG貯蔵タンクを迅速に不活性化し、製品取り出しサイクル中に正の窒素圧を維持します。0.80 MPaの吐出圧力は、ターミナルの広範な配管ネットワーク全体に十分な圧力を供給します。オイルフリー設計により、LNG製品への油分混入を防ぎ、規格外ガスの発生や下流の燃焼機器の性能低下を防止します。

材料と構造

DW-120/8は、窒素との適合性、高圧下での使用、および大規模運用における長寿命を考慮して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-120/8は乾燥重量15.00トンで、重心はベースプレートから約1,000mm上にあります。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、 25～30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5～7Hz）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2.0m、モーターメンテナンス用に駆動側で1.5m、大規模オーバーホール時のクレーンアクセス用に頭上2.5m。基礎は、静荷重に1.5の動荷重係数を加えた荷重を支えるように設計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 120 m³/h 入口温度が 32 °C を超えない状態で、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 (SS316 チューブの腐食防止のため)、懸濁固形物 < 30 mg/L、総硬度 < 300 mg/L (CaCO₃ 換算)。水質がぎりぎりの場所で、大容量クーラーのスケール形成と腐食を防ぐために、サイドストリームろ過、軟水化、化学処理を備えた専用の密閉ループ冷却塔が必須です。

予防保守スケジュール

DW-120/8 のオイルフリー設計は、同等の容量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はなく、潤滑油サンプルを分析する必要もなく、オイルフィルターエレメントを交換する必要もなく、オイル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これらは通常、清浄な窒素環境下で4,000～6,000時間の耐用年数を実現します。この規模では、オイル関連のメンテナンスをなくすことで、人件費と消耗品費だけで年間15,000～25,000の節約になります。

法令遵守および安全認証

DW-120/8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-120/8は 比消費電力は約5.92kW/m³/分 0.80 MPaの吐出圧力で窒素が供給されます。この効率指標は、高圧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非常に優れており、100 m³/分以上の容量クラスでトップクラスに位置付けられます。比較のために、同様の高圧・大流量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6.2～7.0 kW/m³/分を消費し、従来のピストン設計では同等の吐出圧力で7.5 kW/m³/分を超える場合があります。

標準的な年間8,000時間の稼働スケジュールにおいて、DW-120/8の効率上の利点により、約 年間24万～48万kWhのエネルギー節約 効率の低い代替案と比較して。平均的な産業用電力料金が $0.08/kWh の場合、これは年間 $19,200～$38,400 の直接運転コスト削減に相当します。オイル関連の消耗品 (潤滑油、フィルターエレメント、分離カートリッジ、廃油処理、オイル分析) 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22～32%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伴うエネルギー損失も解消されます。このサイズの一般的なオイル潤滑式コンプレッサーでは、大規模な凝縮フィルターシステム、活性炭吸着装置、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3～5%（21～35kWの寄生負荷に相当）を消費します。DW-120/8のオイルフリー設計は、この寄生負荷を完全に排除し、システムの実効効率をさらに向上させ、電気インフラの要件を低減します。

カスタマイズおよびOEM対応

当社では、DW-120/8を特定の設置環境、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、現場での設置時間を約60%短縮し、試運転の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/アンロード制御、可変周波数ドライブ（VFD）との互換性、および予知保全アルゴリズムにより、部分負荷効率が最適化され、機械的な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、および行政庁舎や住宅地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74dB(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個超大容量システムの複雑さのため、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：統合石油化学コンプレックス窒素ハブ

クライアント： エチレン分解装置、ポリエチレン製造プラント、芳香族ユニットを備えた、中東における主要な統合石油化学コンプレックス

チャレンジ： この複合施設では、老朽化し​​た油潤滑式窒素圧縮機3台（合計容量100 m³/分、圧力0.60 MPa）が稼働しており、窒素供給ネットワークへの油の混入が頻繁に発生していた。油の混入によりエチレン分解装置の触媒層が汚染され、計画外の停止が発生し、1回あたり$500,000の費用がかかっていた。また、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ことができなかった。3台の圧縮機全体のメンテナンス費用は年間$220,000にまで上昇し、機器の老朽化によりスペアパーツの入手も困難になりつつあった。

解決： 私たちは単一の DW-120/8 オイルフリー窒素コンプレッサー 老朽化した3基のユニットすべてを、インタークーラー、アフタークーラー、およびSCADAとの完全統合を備えたシーメンスS7-1500 PLC制御パネルを内蔵したカスタムスキッド上に構成して交換しました。0.80 MPaの吐出圧力は、すべての新しい高圧不活性化要件を満たし、120 m³/分の容量は、ピーク需要に対して20%の余裕を提供しました。複合施設全体の需要変動を緩衝するために、上流に10 m³のサージ容器が設置されました。オイルフリー設計により、触媒床の汚染は完全に解消されました。

30か月後の定量的な結果：

• 窒素油含有量： 5.8 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
• 触媒床の汚染事例： 完全に排除された回避されたシャットダウン1件あたり$500,000の節約
• 年間維持費： 48%削減 （$220,000から$114,400へ）3つのユニットにわたるオイル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3台のユニットと比較して、年間約14,200ドルの節約になります。
• 環境負荷の削減： コンプレッサー3台を1台に交換しました。圧縮機室のスペースを40m²解放
• 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

「DW-120/8は、当社の窒素供給において画期的な存在となりました。オイル汚染を解消したことで、それぞれ14,250万ドルかかる触媒床の交換を2回も回避できました。単一ユニットのシンプルな構造により、メンテナンスチームの作業負荷が601,300ドル削減され、エネルギー節約効果も嬉しい副産物です。」 — 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

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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。

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