説明
DW-60/8 窒素コンプレッサー – 高圧産業ガスネットワーク向け高耐久性オイルフリーN2ブースター
DW-60/8は、吐出圧力0.80MPaで毎分60m³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、および要求の厳しい石油化学パイプライン配送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、高圧下での24時間365日の産業運転に最適化されています。
製品概要
の DW-60/8 窒素コンプレッサー これは、最も厳しい産業用窒素用途に特徴的な高流量容量と高吐出圧力という二重の要求を満たすように設計された、当社のオイルフリーピストンコンプレッサー製品群における重要な進歩を表しています。 容量60 m³/分 とペアになった 0.80 MPaの吐出圧力このユニットは、当社のDWシリーズの上位機種に位置づけられ、標準的な窒素昇圧と高圧工業用ガス供給の間のギャップを埋めるものです。
DW-60/8を従来の潤滑式製品と区別するものは、 本質的にオイルフリーの圧縮機構ピストンリングとライダーバンドは、炭化水素潤滑剤を一切使用せずに作動する自己潤滑性PTFE複合材料で製造されており、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。この設計思想により、 ISO 8573-1クラス0認証をネイティブに取得これにより、食品グレード、医薬品グレード、電子機器グレードの窒素用途において本来必須となる高価な下流油ろ過装置が不要になる。
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、窒素を 0.80 MPa まで圧縮する際に伴う熱応力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、最大容量での連続運転中であっても、ガス温度を安全な運転範囲内に維持します。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アセンブリは、最低耐用年数で設計されています。 12万時間 標準的な保守手順に従って。
技術仕様 – DW-60/8
| パラメータ | 価値 | ユニット |
|---|---|---|
| モデル | DW-60/8 | – |
| パターン | 二段二列 (二列二级) | – |
| 容量 | 60 | m³/分 |
| 吐出圧力 | 0.80 | MPa |
| コンプレッサーのサイズ（長さ×幅×高さ） | 5000 × 1800 × 1450 | mm |
| 重さ | 6.00 | t |
| 力 | 350 | kW |
| 電圧 | 6,000円または10,000円 | 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. 高温PTFE複合材シール技術
DW-60/8は独自の技術を採用しています 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 ガラス繊維、炭素繊維、および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、外部炭化水素潤滑なしで0.06未満の摩擦係数を達成し、窒素製品ストリームへの油蒸気の混入を完全に排除します。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、185℃まで寸法安定性とシール性を維持します。産業ガス事業者にとって、これは次のことを意味します。 ISO 8573-1クラス0にネイティブ準拠 下流側の油ろ過システムに伴う設備投資、維持管理の負担、エネルギー消費の増加といった問題がない。
2. 高度な2段階熱力学最適化
の 2段階圧縮アーキテクチャ DW-60/8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。低圧シリンダーと高圧シリンダー間で大きな圧力比を分割することで、このコンプレッサは単段式設計と比較して、段あたりの平均有効温度を大幅に低く抑えています。段間には専用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160℃以下に維持します。この熱管理戦略は、高圧下で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コンプレッサと比較して、バルブプレートの耐用年数を約45%延長します。
3. 優れた安定性を実現する拡張水平フレーム
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 自然な一次力相殺効果により、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。延長された水平レイアウト（長さ5000mm）により、優れた構造剛性とベアリング支持スパンが実現し、60m³/分の圧縮による大きなトルク負荷下でもクランクシャフトのたわみを最小限に抑えます。この機械的利点により、最小12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、同等の単列コンプレッサーと比較して土木工事コストを大幅に削減できます。
4. 産業用電力システム向け中電圧ダイレクトドライブ
DW-60/8は 350kW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。中電圧駆動により、この出力定格の380Vモータに必要な大型の低電圧開閉装置や太いケーブルが不要になります。産業用中電圧配電網に直接統合することで、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、全体的なエネルギー効率を向上させます。6kVまたは10kVバスシステムが標準となっている大規模な産業施設では、DW-60/8は追加の変圧器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
大規模極低温空気分離設備の設置
2,500～6,000 Nm³/hの窒素ガスを生成する大型極低温ASU施設では、DW-60/8は 一次高圧窒素ブースター コールドボックスと産業用配管ネットワークの間に設置されます。60 m³/分の容量は、ほとんどの中規模ASUの出力を上回り、ピーク需要時の予備容量を提供するとともに、1台のコンプレッサーで複数のASUトレインを稼働させることができます。0.80 MPaの吐出圧力は、製鉄所、石油化学コンプレックス、LNG再ガス化ターミナル、発電施設などの下流の消費者に長距離パイプラインで供給するための十分な揚程を提供します。オイルフリー設計は非常に重要です。なぜなら、オイルによる汚染は配管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。
高圧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-60/8 窒素ブースター 低圧製品を0.80 MPaまで圧縮し、高圧で分配します。この高い吐出圧力は、中央ヘッダーを介して複数の消費者にサービスを提供するVPSA設備にとって特に価値があります。このような設備では、配水ネットワーク全体で圧力損失が大きくなる可能性があるためです。60 m³/分の容量により、DW-60/8は並列運転する複数のVPSAトレインの主ブースターとして、または需要の高い期間のピークカット容量として機能します。炭化水素汚染はカーボン分子ふるい吸着剤を不可逆的に汚染し、分離効率を永久的に低下させ、高価な吸着剤の交換を必要とするため、オイルフリーの圧縮経路は絶対に不可欠です。
石油化学高圧プロセス窒素
石油化学および精製プラントの操業において、DW-60/8は高圧窒素を供給します。 反応器の不活性化、触媒床の保存、パイプラインのパージ、緊急容器への注入、および静水圧試験0.80 MPaの吐出圧力は、一般的なプロセス容器、反応器システム、高圧パイプラインセグメントの圧力定格を克服するのに十分であり、中間加圧なしで窒素を直接注入できます。連続運転定格により、数週間に及ぶ可能性のある長期の定期修理やメンテナンス期間中も、窒素の供給が途切れることなく確保されます。オイルフリー認証は、触媒床に窒素が接触したり、触媒の被毒や製品の汚染を防ぐために完全に炭化水素を含まない状態に保たなければならないプロセスストリームに窒素が流入する石油化学用途において必須です。
LNGプラントのパージおよび不活性化作業
LNGの液化および再ガス化施設では、高圧窒素を大量に必要とします。 コールドボックスのパージ、パイプラインの不活性化、貯蔵タンクのブランケット処理、および緊急ガス置換DW-60/8の60 m³/分の容量と0.80 MPaの吐出圧力は、LNG操業の厳しい要件に理想的に適合しています。LNG操業では、極低温システムの背圧を克服し、すべての運転段階で不活性ガスの正圧流量を維持するために、窒素を十分な圧力で供給する必要があります。オイルフリー設計により、極低温熱交換器や分子ふるい乾燥機へのオイル汚染を防ぎ、汚れの発生、熱伝達効率の低下、極低温サービスにおける潜在的な安全上の危険を回避します。
材料と構造
DW-60/8は、窒素との適合性、高圧下での耐久性、および過酷な条件下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。
| 成分 | 材料 | 仕様 |
|---|---|---|
| シリンダーブロック | ねずみ鋳鉄 | GG25 / HT250、一体型冷却水ジャケット |
| クランクシャフト | 鍛造合金鋼 | 42CrMo4鋼、Q&T処理、ISO 1940 G2.5 動的バランス調整済み |
| ピストンリング | PTFE-ガラス-炭素-青銅複合材 | 自己潤滑性、耐熱温度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 <0.04 mm/1000h |
| バルブプレート | ステンレス鋼 | SS316、同心円状のバネ式設計 |
| コネクティングロッド | 鍛造鋼製、バビットメタルベアリング使用 | 精密加工されたオイル潤滑式ビッグエンド |
| インタークーラー | 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 | フィン付きチューブ設計、冷却水温度32℃対応 |
| ベースフレーム | 構造用鋼 | 溶接構造、振動減衰マウントパッド |
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-60/8 の乾燥重量は 6.00 トンで、重心はベースプレートから約 850 mm 上にあります。2 列対向シリンダー設計により不均衡力が最小限に抑えられ、 12～15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、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：バルブへの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、大規模オーバーホール時のクレーンアクセス用に頭上2.0m。延長された5000mmの長さには、コンプレッサーとメンテナンスクリアランスを収容するために、機械室の最小寸法7000mmが必要です。
冷却水システムの設計
冷却水の需要は約 60 m³/h 入口温度が 32 °C を超えない状態で、水分配回路は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並列分岐で水を供給します。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)。水質がやや劣る場所や周囲温度が高い場所では、スケール形成、腐食、生物付着を防ぐために、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 | 振動レベル、異常な騒音、冷却水流量、吐出温度を確認してください。 |
| 250時間 | バルブプレートの点検 | 吸込弁／吐出弁を取り外し、カーボン堆積物、スプリングの疲労、または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 | リング溝のクリアランスを測定し、クリアランスが0.25mmを超える場合はリングを交換してください。 |
| 4,000時間 | 中間オーバーホール | 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。 |
| 8,000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、0.08 mmを超える場合はベアリングを交換する。 |
DW-60/8 のオイルフリー設計は、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。このメンテナンスの簡素化により、人件費の削減、スペアパーツ在庫の削減、そして継続的な産業操業における機器稼働率の向上につながります。
法令遵守および安全認証
DW-60/8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。
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（品質マネジメント）、ISO 14001:2015（環境マネジメント）
窒素は単純窒息性ガスに分類されます。DW-60/8 のすべての設置において、圧縮機室および窒素漏洩が蓄積する可能性のあるすべての隣接エリアで、酸素欠乏の継続的な監視を実施する必要があります。換気システムは、OSHA 29 CFR 1910.146 (許可が必要な密閉空間) に従って、周囲の酸素濃度を 19.5% 体積以上に維持するように設計する必要があります。緊急停止インターロックは、19.5% O₂ (警報) で作動し、18.0% O₂ (強制停止) で圧縮機の自動隔離をトリガーする必要があります。密閉された圧縮機室への人員の入室手順には、携帯型酸素モニターとバディシステムプロトコルを含める必要があります。地下室または部分的に密閉された構造物への設置には、追加の窒素放出検知が推奨されます。
パフォーマンスと効率の分析
DW-60/8は 比消費電力は約5.83kW/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、相当な圧力比で動作するオイルフリーピストンコンプレッサーとしては競争力があり、50～70 m³/minの高圧容量クラスにおいて、このユニットは有利な位置づけとなります。比較のために、同様の高圧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/minを消費し、従来の単段ピストン設計では同等の吐出圧力で7.5 kW/m³/min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-60/8の効率上の利点により、約 年間144,000～336,000kWh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 $11,520〜$26,880 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。このサイズと圧力定格の一般的なオイル潤滑式コンプレッサーでは、凝縮フィルター、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%を消費します。DW-60/8のオイルフリー設計は、この寄生負荷を完全に排除し、システムの有効効率をさらに向上させ、窒素圧縮ステーションの総電力需要を削減します。
カスタマイズおよびOEM対応
当社では、DW-60/8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構造用鋼製スキッド上に事前に組み立てられています。この方式により、現場での設置時間を約60%短縮し、すべてのシステムを工場で事前テストすることで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、10インチHMIタッチスクリーンを備えたシーメンスS7-1200またはアレン・ブラッドリーCompactLogix 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、および専用のコンプレッサー室がない屋内設置に適した、1メートルで85dB(A)から72dB(A)に騒音を低減する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個技術レビューと提案書の作成には通常5～7営業日かかります。標準納期は12～14週間ですが、リピート注文の場合は注文確定後8～10週間で納品されます。
事例研究：石油化学コンプレックスにおける窒素分配システムのアップグレード
クライアント： エチレン分解、ポリエチレン製造、芳香族処理設備を備えた中東の主要石油化学コンビナート
チャレンジ： この複合施設の既存の窒素供給システムは、共通の0.60 MPa分配ヘッダーに供給する3台の油潤滑式コンプレッサー（欧州製、稼働年数20年）で構成されていました。コンプレッサーでは、窒素流への油の混入が徐々に進行し、エチレン分解装置の触媒床を汚染し、計画外の停止を引き起こしていました。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には不十分でした。メンテナンス費用は年間120,000ドルにまで上昇し、機器の老朽化によりスペアパーツの入手も困難になっていました。
解決： 私たちは供給しました DW-60/8 オイルフリー窒素コンプレッサー 主要交換ユニットとして、インタークーラー、アフタークーラー、および完全なSCADA統合を備えたシーメンスS7-1200 PLC制御パネルを内蔵したカスタムスキッドに搭載して構成されました。0.80 MPaの吐出圧力は新しい反応器不活性化要件を満たし、オイルフリー設計により触媒床の汚染が排除されました。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、上流側に5 m³のサージ容器が設置されました。既存の0.60 MPaコンプレッサーは予備ユニットとして残され、メンテナンス期間中の冗長性を確保しています。
24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
- 触媒床汚染事故： 完全に排除されたエチレン分解装置の稼働率を3.5%向上させる
- 年間維持費： 48%削減 （$120,000から$62,400）オイル関連の修理の排除と部品供給の改善による
- エネルギー消費量： 5.9%改善 交換前の主要ユニットと比較して、年間約$16,800の節約になります。
- 予期せぬシステム停止： イベントゼロ 24ヶ月間の連続稼働
「DW-60/8の導入により、窒素供給の信頼性が劇的に向上しました。最大の改善点は、油汚染が解消されたことです。触媒層はかつてないほどクリーンに稼働し、窒素関連の問題による計画外の停止はゼロになりました。また、0.80MPaの圧力は、新しい反応器システムに必要な柔軟性ももたらしてくれました。」 — 石油化学コンプレックスのプロセスエンジニアリングマネージャー
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
LWシリーズ大容量窒素コンプレッサー
極低温空気分離装置（ASU）のバックアップ、VPSA（真空圧力調整装置）の昇圧、および産業用パイプライン配管向けに設計された、高流量オイルフリーピストンコンプレッサー（20～130 m³/分）。吐出圧力は0.30～0.80 MPa。
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。吐出圧力は最大9.00MPaで、高圧ガス充填、シリンダー充填、および化学プロセス用途に適しています。
MWシリーズ中圧コンプレッサー
石油化学プラントおよび製油所における窒素リサイクル、ガス液化ブースター、プロセスガス圧縮用の中圧オイルフリーコンプレッサー（1.0～4.0 MPa）。
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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