DW-85/8 窒素コンプレッサー – 過酷な産業用途向け超大容量オイルフリーN2ブースター

DW-85/8は、吐出圧力0.80MPaで毎分85m³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、および集中的な石油化学パイプライン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、高圧下での24時間365日の過酷な産業運転に最適化されています。

製品概要

の DW-85/8 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製品群の頂点を極めた製品であり、大容量の流量と高い吐出圧力の両方が必須条件となる、最も要求の厳しい窒素ブースト用途向けに特別に設計されています。 容量85 m³/分 とペアになった 0.80 MPaの吐出圧力この装置は、産業用窒素圧縮の超大容量セグメントを占め、世界最大規模の極低温空気分離プラント、メガスケールVPSA設備、および統合石油化学コンプレックスにサービスを提供しています。

DW-85/8を従来の潤滑式代替品と根本的に区別するのは、 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独自の自己潤滑性PTFE複合材から製造されています。この設計思想により、窒素製品の流れは完全にオイル汚染から解放され、 ISO 8573-1 クラス0認証 下流の精製装置は一切不要です。食品グレードの窒素製造、医薬品製造、半導体製造、高純度石油化学プロセスなどの事業者にとって、この本来の無油性は、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します。

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巧みに分散させる構成。この段階的なアプローチは、85 m³/min の窒素を 0.80 MPa まで圧縮する際に発生する大きな熱負荷を管理しつつ、PTFE シール要素の構造的完全性を維持するために不可欠です。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、熱帯の環境条件下で最大容量運転を継続している場合でも、ガス温度が安全な運転範囲内に維持されるようにします。巨大な鋳鉄製フレームと精密鍛造合金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 厳格な産業メンテナンス手順に基づいて。

技術仕様 – DW-85/8

* 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. 独自の高温PTFE複合材シール技術

DW-85/8は先進的な 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、ブロンズ粒子、二硫化モリブデンで強化された独自のPTFE複合配合から製造されています。この材料は、外部炭化水素潤滑なしで0.05未満の摩擦係数を達成し、油蒸気の持ち越しリスクを完全に排除します。この配合は、0.80 MPaで85 m³/minの流量に伴う高い吐出温度と機械的応力に対応するように特別に設計されており、200℃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 ISO 8573-1クラス0にネイティブ準拠 下流側のろ過設備への投資、維持管理の労力、エネルギーコストの増加は一切不要です。

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-85/8は、要求の厳しい0.80 MPaの吐出圧力目標に合わせて熱力学的に最適化されています。大口径の低圧シリンダーと高圧シリンダーで圧力比を大きく分割することで、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が設けられており、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160℃以下に維持します。この積極的な熱管理は、超大容量圧縮特有の高温下でもPTFEリングの完全性を維持するために不可欠であり、同等の圧力比の単段設計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 GG30 グレー鋳鉄 （ASTM A48クラス35Bに相当）一体型冷却水通路と強化ベアリング台座付き。 2列対向シリンダー配置 優れた一次力相殺を提供し、同等の容量の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 85% 以上低減します。この規模の機械にとって、この機械的利点は革新的です。DW-85/8 は、鉄筋コンクリート慣性ブロック上で動作できます。 最低18トン一方、単列式コンプレッサーでは30トン以上の基礎重量が必要となる。この基礎重量の削減は、土木工事費の削減、工期の短縮、基礎容量が限られている既存のコンプレッサー室への改修工事の簡素化に直接つながる。

4. 高出力中電圧モーター駆動

DW-85/8は 500kW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、中電圧駆動は単に有利なだけでなく、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300mm²以上）、巨大な開閉装置が必要となり、大きなI²R損失が発生します。6kV/10kV構成は、標準的な産業用中電圧配電ネットワークに直接統合でき、電気インフラコストを最小限に抑え、電力ケーブル損失を削減し、システム全体の効率を向上させます。既存の6kVまたは10kVバスシステムを備えた施設では、DW-85/8は真のプラグアンドプレイの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-85/8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。その驚異的な85 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、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、半導体ウェハ製造、医薬品の無菌製造、食品グレードの包装ラインなど、同じ分配ネットワークを共有する可能性のある最も繊細なプロセスに供給される窒素の純度を損なうからです。

メガスケール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産業用VPSA窒素発生装置の場合、 DW-85/8窒素ブースター 低圧製品を0.80 MPaまで圧縮し、広範囲にわたる設備ネットワーク全体に高圧で供給します。85 m³/分の容量により、1台のDW-85/8で複数のVPSAトレインを並行して稼働させることができ、ブースター機器を統合し、メンテナンスのロジスティクスを簡素化できます。VPSAサービスでは、オイルフリー圧縮経路は必須です。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、吸着剤の完全交換を必要とするためです。この手順には数十万ドルの費用がかかり、数週間のダウンタイムが必要です。

統合石油化学コンプレックスにおける窒素供給

複数のプロセスユニットにまたがる統合石油化学コンプレックスにおいて、DW-85/8は、高圧窒素を集中供給します。 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0.80 MPaの吐出圧力は、高圧プロセス容器、水素化分解反応器、エチレン分解炉の圧力定格を克服するのに十分であり、中間加圧なしで直接窒素を注入できます。連続運転定格により、数ヶ月に及ぶ可能性のある長期の定期修理期間中も、途切れることなく窒素を供給できます。オイルフリー認証は、窒素が触媒床に接触したり、完全に炭化水素を含まない状態を維持する必要のあるプロセスストリームに流入したりする用途において必須です。

LNG液化・再ガス化ターミナルの不活性化

LNG液化プラントと再ガス化ターミナルでは、大量の高純度窒素が必要となります。 プロセス不活性化、貯蔵タンクのブランケット処理、パイプラインのパージ、および緊急ガス置換DW-85/8は、85 m³/分の処理能力を持ち、中央集中型の高圧窒素ヘッダーを介して、複数のLNG貯蔵タンク、プロセスユニット、および海上積荷/荷揚げシステムに同時に供給できます。0.80 MPaの吐出圧力は、大型LNG貯蔵タンクの静水圧を克服し、製品移送作業中に正圧の不活性ガス層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プロセスストリームへのオイル汚染を防ぎ、極低温熱交換器に固体堆積物を形成して液化効率を損なうことを防ぎます。

材料と構造

DW-85/8は、窒素との適合性、高圧下での耐久性、そして最も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の材料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 または中国規格GB 150に準拠。すべての溶接継手はASMEセクションV、第2条に基づき放射線透過検査（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。この規模の機械では、ミル認証から最終組立まで材料のトレーサビリティが維持されます。

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-85/8は乾燥重量が13.00トンで、重心はベースプレートから約1,100mm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優れた力のバランスが実現され、 18～22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、計装機器、および作業員エリア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。メンテナンス作業には、最低15トンの容量を持つ専用の天井クレーンまたはガントリーシステムを推奨します。

冷却水システムの設計

冷却水の需要は約 85 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 チューブの腐食を防ぐため)、懸濁固形物 < 30 mg/L、総硬度 < 300 mg/L (CaCO₃ として)。水質がぎりぎりの場所では、大容量クーラーでのスケール形成、腐食、および生物付着を防ぐために、サイドストリームろ過、化学処理、および 5 m³ のバッファータンクを備えた密閉ループ冷却塔を強く推奨します。

予防保守スケジュール

DW-85/8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。定期的なオイル交換は不要（年間400～600リットルの節約）、分析する潤滑油サンプルも不要、交換するオイルフィルターエレメントも不要、監視するオイルセパレーターカートリッジもありません。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の装置は、清浄な窒素環境下で通常4,000～6,000時間の耐用年数を実現します。メンテナンスの簡素化は、人件費の削減、スペアパーツ在庫の削減、機器稼働率の向上につながり、大規模な工業団地における唯一の窒素供給源となる装置にとって重要な要素となります。

法令遵守および安全認証

DW-85/8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-85/8は 比消費電力は約5.88kW/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特筆すべきものであり、60～100 m³/minの容量クラスにおいて競争力のある位置づけとなります。比較のために、同様の高圧・大容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/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8.0 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-85/8の効率上の利点により、約 年間22万～48万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 $17,600～$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、大規模な凝縮フィルター、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-85/8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、必要な電力インフラの総量を削減します。

カスタマイズおよびOEM対応

当社では、DW-85/8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、アンカーボルトテンプレート、フォークリフト用ポケッ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。この方式により、現場での設置時間を約60%短縮し、全負荷性能検証を含む全システムの包括的な工場事前テストによって、試運転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、自動換気インターロック、防爆型計装機器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、OPC-UA、またはMQTT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88dB(A)から74dB(A)に騒音放出を低減する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、トレーニング資料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個複雑なカスタマイズの場合、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：大規模VPSA窒素複合施設のアップグレード

クライアント： 中東で大規模なVPSA窒素生成複合施設を運営する大手産業ガス供給会社

チャレンジ： 顧客の複合施設は、合計3,200 Nm³/hの99.9%純度の窒素を生成する4つのVPSAトレインで構成されており、2台の老朽化した油潤滑式コンプレッサー（ヨーロッパ製、20年使用）によって供給されていました。コンプレッサーは慢性的なオイルキャリーオーバーを起こしており、汚染レベルは5.1 mg/m³に達し、食品包装および医薬品顧客向けの0.1 mg/m³の制限値をはるかに超えていました。また、オイルは4つのVPSAトレインすべてにおいて活性炭最終研磨層を劣化させており、設計上の24ヶ月間隔ではなく6ヶ月ごとに交換する必要がありました。メンテナンスコストは180,000/年にまで膨れ上がり、0.60 MPaの吐出圧力は新規の高圧顧客には不十分でした。

解決： 私たちは単一の DW-85/8 オイルフリー窒素コンプレッサー 老朽化した2基のコンプレッサーを交換するため、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制御パネルを内蔵したカスタムスキッドに構成しました。吐出圧力0.80 MPaは既存および新規の顧客要件をすべて満たし、オイルフリー設計によりVPSA製品ストリームの汚染を排除しました。4つのVPSAトレインが交互運転されるため、上流側に10 m³のサージタンクを設置し、需要変動を緩衝しました。

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VPSAの全4列車においてISO 8573-1クラス0認証を取得
• 活性炭ベッドの交換間隔： 6ヶ月から36ヶ月に延長消耗品費を年間14,480万円節約
• 総維持費： 52%削減 （$180,000から$86,400）オイル関連の修理の廃止とコンプレッサーの単一化による
• エネルギー消費量： 8.5%改善 交換した2つのユニットを合わせたコストと比較して、年間約14,32,000ドルの節約となる。
• 環境負荷の削減： コンプレッサー2台を1台に置き換えた圧縮機室の床面積40m²を解放
• 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-85/8は、当社の窒素製造施設にとって画期的な存在となりました。この1台のコンプレッサーで老朽化した2台のユニットを置き換えることができ、オイル汚染を完全に解消し、エネルギー効率も向上しました。お客様は製品の品​​質の一貫性の違いを実感されており、当社のメンテナンスチームは事後対応ではなく予防保全に注力できるようになりました。投資回収期間は16ヶ月でした。」 — 産業ガス供給会社、業務担当副社長

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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