LW-16.5/13 窒素コンプレッサー – 要求の厳しい産業用途向け中流量高圧オイルフリーN2ブースター

LW-16.5/13は、吐出圧力1.30MPaで毎分16.5m³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コンプレッサーです。高圧窒素注入、化学合成、および高圧と妥協のない純度が求められる特殊な工業用ガス供給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、最も過酷なプロセス環境下でも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 LW-16.5/13 窒素圧縮機 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、中流量容量と高圧吐出要件の間のギャップを埋める特殊なニッチを占めています。定格容量は 16.5 m³/分 そして、 1.30 MPaこのユニットは、窒素を従来の分配ヘッダーよりも大幅に高い圧力で供給する必要があるプロセス用途向けに設計されています。

LW-16.5/13を標準的な窒素コンプレッサーと区別する点は、 1.30 MPaの吐出圧力 圧縮経路全体を通して完全なオイルフリー状態を維持しながら。ピストンリングとライダーバンドは、高圧・高温条件向けに特別に配合された高性能自己潤滑PTFE複合材から製造されています。これにより、窒素流は炭化水素汚染から完全に解放され、 ISO 8573-1 クラス0認証 後段の精製装置を一切必要としません。化学合成、高圧反応器の不活性化、特殊ガス用途においては、この高い純度は譲れない条件です。

コンプレッサーは 二段二列 (二列二级) 1.30 MPa に達するために必要な大きな圧力比を管理するために熱力学的に不可欠な構成。圧力比は低圧シリンダーと高圧シリンダーの間で最適に分配され、中間段クーラーが各段間の圧縮熱を除去します。この段階的なアプローチにより、各段の吐出温度が 160 °C 以下に制限され、PTFE シール要素の寸法安定性が維持され、バルブプレートの耐用年数が延長されます。堅牢な鋳鉄フレームと精密にバランス調整された鍛造鋼クランクシャフトは、最低動作寿命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-16.5/13

* 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. 高圧オイルフリーPTFEシール技術

LW-16.5/13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 高密度PTFE複合材にガラス繊維、炭素繊維、およびブロンズ粒子を強化材として製造されています。この特殊な配合は、1.30 MPaの吐出運転に伴う高圧および高温に対応するように設計されており、炭化水素潤滑剤を使用せずに0.06未満の摩擦係数を実現しています。リングは190℃まで寸法安定性を維持し、持続的な高圧運転中でも信頼性の高いシール性能を保証します。化学プロセスオペレーターにとって、これは ISO 8573-1クラス0にネイティブ準拠 下流工程における油ろ過設備への設備投資や維持管理の負担なしに。

2. 極端な圧力比を実現する2段階圧縮

の 2段階圧縮アーキテクチャ これは、大気圧に近い入口条件から 1.30 MPa の吐出圧力を達成するために有益であるだけでなく、不可欠です。圧力比は低圧シリンダーと高圧シリンダーに分割され、高効率のシェルアンドチューブ式インタークーラーが各段間の圧縮熱を除去します。この段式アプローチにより、各段の吐出温度が 160 °C 以下に制限され、PTFE シール要素の熱劣化を防ぎ、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 50% 延長します。インタークーラーは使用条件に対してオーバーサイズで設計されており、周囲温度の変動時に安全マージンを提供します。

3. コンパクトながら堅牢なフレーム構造

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。高圧対応にもかかわらず、LW-16.5/13は比較的コンパクトな設置面積を維持しています。 2675 × 1550 × 2520 mm そして重さはちょうど 3.00トン2列対向シリンダー配置により、固有の一次力相殺効果が得られ、振動伝達を低減するとともに、5～6トン程度の比較的軽量な鉄筋コンクリート慣性ブロックへの設置が可能になります。このコンパクトさは、スペースや基礎の耐荷重が限られている既存の化学プラントやプロセス施設への改修設置において特に有利です。

4. 標準380V産業用モータードライブ

LW-16.5/13は 160kW、380V、50Hzの三相誘導電動機 IEC 60034-1効率クラスIE3に準拠。標準の低電圧構成は、中電圧インフラ、降圧変圧器、または特殊な開閉装置を必要とせず、既存の380V産業用配電盤に直接統合できます。この電気的な簡素化により、設備投資と試運転の複雑さの両方が軽減され、LW-16.5/13は、ボトル入り高圧窒素または油圧ガスブースターから連続オンサイト圧縮への移行を検討している施設にとって魅力的なアップグレードパスとなります。

アプリケーションシナリオ

高圧化学合成および反応器不活性化

化学製造施設では、LW-16.5/13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、および緊急窒素注入 高圧下で稼働するプロセス容器への窒素注入。1.30 MPaの吐出圧力は、ほとんどのバッチ反応器、オートクレーブ、高圧合成ループの内部圧力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。オイルフリー設計は化学合成において極めて重要です。なぜなら、炭化水素による汚染は貴金属触媒を劣化させたり、望ましくない副反応を引き起こしたり、精密化学品や医薬品製造における製品の純度を損なったりする可能性があるからです。

高圧VPSA窒素ブースト

大気圧に近い圧力で高純度窒素を生成するVPSA窒素発生装置の場合、 LW-16.5/13窒素ブースター 低圧製品を1.30 MPaまで圧縮し、要求の厳しいプロセス用途向けに高圧で供給します。16.5 m³/分の処理能力は、化学プラント、特殊ガス施設、高圧ブランキング用途など、中規模のVPSA設備に最適です。オイルフリーの圧縮経路により、カーボン分子ふるいが炭化水素による汚染から保護され、吸着剤の寿命が延び、窒素の純度が維持されます。

石油・ガスパイプラインのパージおよび圧力試験

石油・ガスパイプラインの建設および保守において、窒素は パイプラインのパージ、静水圧試験による置換、および乾燥不活性ガス充填 試運転前に、LW-16.5/13の1.30 MPaの吐出圧力は、中径パイプライン（公称内径最大24インチ）のパージや、最大10 MPaの圧力で運転されるパイプラインの水圧試験による置換に十分です。オイルフリー設計により、パイプライン内部への炭化水素の汚染を防ぎます。これは、微量の油分残留物でもガス品質計、コンプレッサーステーション、エンドユーザー機器を汚染する可能性があるガス輸送パイプラインにとって不可欠です。

特殊ガスおよびシリンダー充填作業

特殊ガス施設および工業用ガス販売業者は、高圧窒素を必要とする。 シリンダー充填、バンドル充填、およびガス混合物の準備LW-16.5/13の吐出圧力1.30MPaは、多段式ガスブースターまたはコンプレッサーカスケードを通して高圧窒素ボンベ（通常15MPaの作動圧力）を充填するのに十分です。オイルフリー認証により、充填されたボンベは、追加の精製工程を必要とせずに、分析グレード、超高純度、および研究グレードの窒素の純度仕様を満たします。

材料と構造

LW-16.5/13は、高圧窒素との適合性、高温耐性、および長寿命を実現するために厳選された高品質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

基礎および空間要件

LW-16.5/13は乾燥重量が3.00トンで、重心はベースプレートから約800mm上にあります。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し、 5～6トンの鉄筋コンクリート慣性ブロックブロックは、振動の伝達を防ぐため、弾性防振装置（固有振動数 8～12 Hz）に取り付ける必要があります。必要なクリアランス：バルブへのアクセス用に非駆動側で 1.2 m、モーターのメンテナンス用に駆動側で 1.0 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 1.5 m。コンパクトな設置面積により、LW-16.5/13 は床面積が限られた既存の機械室への設置に適しています。

冷却水システムの設計

冷却水の需要は約 18 m³/h 入口温度は32℃を超えないものとします。水分配回路は、並列分岐でシリンダージャケットとイン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）。水質がやや劣る場所では、高圧冷却回路でのスケール形成と腐食を防ぐため、サイドストリームろ過を備えたコンパクトな密閉型冷却塔が推奨されます。

予防保守スケジュール

LW-16.5/13 のオイルフリー設計は、潤滑式に比べてメンテナンスを劇的に簡素化します。オイル交換のスケジュールを立てる必要も、潤滑油サンプルを分析する必要も、オイルフィルターエレメントを交換する必要も、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。消耗品は、 PTFE製ピストンリングおよびライダーバンド通常、清浄な窒素雰囲気下では4,000～6,000時間の耐用年数を実現します。吐出圧力が1.30MPaの場合、リングの摩耗率は低圧運転時と比べて若干高くなりますので、最適な信頼性を確保するためには4,000時間ごとの交換をお勧めします。

法令遵守および安全認証

LW-16.5/13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ように設計、製造、試験されています。

パフォーマンスと効率の分析

LW-16.5/13は 比消費電力は約9.70kW/m³/分 吐出圧力1.30 MPaで供給される窒素。この比出力は、大気圧に近い入口条件から1.30 MPaに達するために必要な高い圧力比に伴う熱力学的損失を反映しています。低圧コンプレッサーよりは高いものの、この効率は高圧オイルフリーピストンコンプレッサーのセグメント内で競争力があります。比較のために、同等の圧力比で動作するオイル潤滑スクリューコンプレッサーは通常10.5～12.0 kW/m³/minを消費し、油圧ガスブースター（高圧窒素によく使用される）は15 kW/m³/minを超える場合があります。

標準的な年間8,000時間の運用スケジュールにおいて、LW-16.5/13の効率上の優位性は、効率の低い代替品と比較して、およそ 年間66,000～132,000kWhのエネルギー節約$0.08/kWhの場合、これは年間$5,280～$10,560の直接的な電力コスト削減に相当します。ただし、LW-16.5/13の主な経済的正当性は通常、 石油関連消耗品の排除と下流精製装置の回避 わずかなエネルギー節約ではなく。 高圧窒素圧縮の総所有コスト 油潤滑式の代替品と比較して、10年間の運転期間で推定25～35%の削減が見込まれる。油潤滑式は、下流工程での大規模な精製が必要となる。

オイルフリー設計により、下流側のオイル除去装置によるエネルギー損失も解消されます。一般的なオイル潤滑式高圧コンプレッサーでは、多段式凝縮フィルター、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4～6%を消費します。LW-16.5/13はオイルフリー認証を取得しているため、こうした不要な負荷を完全に排除でき、システムの実効効率が向上し、電気インフラの要件も軽減されます。

カスタマイズおよびOEM対応

当社では、LW-16.5/13を特定のプロセス要件、現場条件、および統合上の制約に適合させ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、高圧計装機器、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。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、起動時の機械的ストレスが軽減されます。
• 高圧パッケージオプション： 共通のスキッド上に、一体型の高圧窒素受容器（最大2.0 m³、1.6 MPa）、圧力調整ステーション、および分配マニホールドを供給することができ、完全な高圧窒素供給システムを構築できます。
• 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1メートルで84dB(A)から70dB(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： 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パッケージを提供します。

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3～5営業日以内に納品されます。標準納期は10～12週間ですが、条件を満たすご注文については8週間以内の特急納品も可能です。

事例研究：化学プラント反応器不活性化システムのアップグレード

クライアント： 中国東部にある特殊化学品メーカーが、医薬品中間体製造用のバッチ式反応器を稼働させている。

チャレンジ： 顧客の既存の窒素供給源は、高圧シリンダー（15 MPa）をマニホールドで連結し、反応器の不活性化システムに1.20 MPaで供給する方式でした。シリンダーの月間消費量は120本に達し、取り扱い作業、配送スケジュール、シリンダーレンタル料で年間180,000ドルを費やしていました。また、需要ピーク時にはシリンダーの供給が不安定になり、生産遅延が発生していました。さらに、シリンダー充填ステーションからの残留油分が窒素流に混入していることが検出され、水素化反応器の触媒性能が低下していました。

解決： 私たちは供給しました LW-16.5/13 オイルフリー窒素コンプレッサー 共通のスキッド上に小型のVPSA窒素発生装置（純度99.9%、18 m³/分）と組み合わせて設置した。LW-16.5/13はVPSA生成物を1.30 MPaまで圧縮し、反応器の不活性化ヘッダーに直接供給する。バッチ反応器サイクル中の需要変動を緩和するため、1.5 m³の高圧レシーバーをスキッドに組み込んだ。オイルフリー設計により触媒汚染が排除され、オンサイトでの生成によりボンベへの依存が解消された。

18か月後の定量的な結果：

• 窒素供給コスト： 58%削減 （年間18万～7万5600トン）対シリンダー供給量
• シリンダー取り扱い作業： 完全に排除された年間480人時分の作業時間を節約
• 触媒汚染事故： 年間3件から0件に削減バッチ収率の一貫性を向上させる
• ガス不足による生産遅延： 脱落定時配送率を92%から99.5%に向上
• 窒素純度： 一貫して99.9%以上 油分含有量0.01 mg/m³未満で、ISO 8573-1クラス0を達成
• 返済期間： 2.1年 ガソリン代と人件費の節約だけに基づいて

「LW-16.5/13の導入により、シリンダーへの依存が解消され、プロセスの信頼性が劇的に向上しました。オイルフリー認証を取得したことで、触媒が保護されているという確信が得られ、生産スケジュールがガス配送トラックに左右されることもなくなりました。」 — 特殊化学品製造施設の工場長

よくある質問と選択ガイド

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