LW-20/18 窒素コンプレッサー – 1.80 MPa 産業用途向け高圧オイルフリー N2 ブースター

LW-20/18は、吐出圧力1.80MPaで毎分20m³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、ガスボンベ充填、および要求の厳しい石油化学プロセス用途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、持続的な高圧産業運転に最適化されています。

製品概要

の LW-20/18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中で、高吐出圧力が運転上の必須要件となる用途向けに設計された、特殊な位置を占めています。定格容量は 20 m³/分 そして並外れた 1.80 MPaの吐出圧力この装置は、中圧窒素供給と、高圧下で相当量の流量を必要とする高圧プロセスガス用途との間のギャップを埋めるものです。

LW-20/18を従来の代替品と根本的に区別するのは、 完全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、炭化水素系潤滑剤を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、窒素流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は、特定の用途において不可欠です。 ISO 8573-1 クラス0認証これには、高圧食品包装用窒素、医薬品ガスボンベ充填、電子機器グレードのプロセスガス供給など、微量の油分混入でも製品の完全性が損なわれるような用途が含まれる。

コンプレッサーのアーキテクチャは 二段二列 (二列二级) 1.80 MPa の吐出圧力で要求される高圧比に対して熱力学的に最適化された構成。LW-20/18 は、2 つの圧縮シリンダーに圧力比を分散させることで、高圧圧縮に伴う大きな熱負荷を管理しつつ、PTFE シール要素の完全性を維持します。各段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、持続的な最大負荷運転中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。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は、最低耐用年数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-20/18

* 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。定格出力240（250）kWは、標準240kWで、オプションで250kWモーターが選択可能であることを示します。

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-20/18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アセンブリ 高密度PTFE複合材にガラス繊維とブロンズ粒子を配合し、高圧用途向けに特別に開発された材料です。この材料は、外部の炭化水素潤滑剤を使用せずに0.06以下の摩擦係数を実現し、窒素製品流への油蒸気の混入を完全に排除します。高圧配合により、1.80 MPaの吐出に伴う高温下でも寸法安定性とシール性能を維持し、 ISO 8573-1クラス0にネイティブ準拠 下流側の油ろ過装置なしで。高圧ガスボンベ充填やプロセスガス用途においては、この本来の純度は譲れない条件です。

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 LW-20/18の熱管理は、ほぼ大気圧の入口から1.80 MPaの吐出圧力を達成するために必要な極めて高い圧力比を管理する上で、熱力学的に不可欠です。低圧シリンダーと高圧シリンダーの間で圧力比を分割することで、圧縮機は各段の平均有効温度を管理可能なレベルに制限します。段間には専用の高性能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。この熱管理は、高圧条件下でPTFEリングの完全性を維持するために重要であり、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45%延長します。

3. 高圧運転に対応する強化フレーム

メインフレームは鋳造されています GG30 グレー鋳鉄 （高圧モデル向けにGG25からアップグレード）壁面が厚くなり、冷却水通路が一体化されています。 2列対向シリンダー配置 自然な一次力相殺を提供し、これは特に 1.80 MPa の排出圧力によって発生する高いガス力において重要です。この機械的バランスにより、単列設計と比較して基礎に伝達される不均衡な慣性力が 80% 以上低減され、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。 8～10トン 高圧運転負荷にもかかわらず、コンパクトな寸法は2500 × 1600 × 2700 mm―この容量の高圧コンプレッサーとしては特筆すべき性能であり、大規模な土木工事を必要とせずに既存の機械室に設置できる。

4. 産業統合のための柔軟な電圧構成

LW-20/18は 240(250)kW誘導電動機 380V、6kV、10kVの構成が用意されており、IEC 60034-1効率クラスIE3に準拠しています。標準の380Vオプションは、既存の低電圧配電インフラを備えた施設に適しています。一方、6kVおよび10kV構成では、降圧変圧器なしで中電圧産業用バスシステムに直接統合できます。この電気的な柔軟性は、6kVまたは10kV配電が標準となっている大規模な石油化学コンビナートや製鉄所にとって特に価値があり、電力ケーブルのI²R損失を最小限に抑えることで、電気インフラコストを削減し、全体的なエネルギー効率を向上させます。

アプリケーションシナリオ

高圧窒素ボンベ充填ステーション

LW-20/18は、 工業用ガスボンベの充填作業 標準的な工業用ガスボンベに充填するには、窒素を1.80 MPa（カスケード充填の場合はそれ以上）まで圧縮する必要があります。20 m³/分の容量により、ボンベのサイズと初期圧力に応じて、1時間あたり50～80本のボンベを充填できる高スループット充填ステーションをサポートします。オイルフリー設計はボンベ充填において非常に重要です。なぜなら、オイルによる汚染があるとボンベ内に残留し、エンドユーザーに届けられ、食品、医薬品、電子機器などの用途における繊細なプロセスを汚染する可能性があるからです。 LW-20/18 高圧窒素圧縮機 追加の精製工程を経ることなく、すべてのシリンダーがISO 8573-1クラス0の純度基準を満たすことを保証します。

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、LW-20/18は高圧窒素を供給します。 原子炉圧力試験、触媒再生、高圧容器への緊急窒素注入、およびパイプライン圧力試験1.80 MPaの吐出圧力は、1.5 MPaの作動圧力定格の容器およびパイプラインの耐圧試験に十分です（ASME B31.3の耐圧試験要件に基づき、設計圧力の1.5倍）。オイルフリー認証は、窒素が触媒層に接触したり、完全に炭化水素を含まない状態を維持しなければならないプロセスストリームに窒素が流入したりする用途において必須です。連続運転定格により、長期間の定期修理期間中も窒素を確実に供給できます。

高圧VPSA窒素ブースト

ほぼ大気圧で高純度窒素を生成するVPSA窒素発生装置の場合、LW-20/18は低圧の窒素を1.80MPaまで圧縮し、高圧配管に供給します。この高圧は、中央ヘッダーを介して複数の高圧需要家に供給するVPSA設備において特に有効です。このような設備では、配管ネットワーク全体で大きな圧力損失が発生するため、それを克服する必要があります。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、分離効率を永久的に低下させ、高額な吸着剤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。

食品・飲料向け高圧窒素注入

大規模な飲料瓶詰め施設や食品加工工場では、高圧窒素が必要とされる。 容器の加圧、窒素注入、および制御雰囲気貯蔵LW-20/18の1.80 MPaの吐出圧力は、飲料容器にキャップをする前に高速で窒素を注入するために必要な圧力を提供し、酸素の侵入を防ぎ、製品の保存期間を延長します。オイルフリー認証により、食品接触用窒素に関するFDA 21 CFR 173.310およびEU規則231/2012への準拠が保証され、製品の味、外観、安全性に影響を与える油汚染のリスクが排除されます。

材料と構造

LW-20/18は、高圧窒素との適合性、耐熱性、および長寿命を考慮して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

基礎および構造要件

LW-20/18は乾燥重量が4.20トンで、重心はベースプレートから約850mm上にあります。高圧運転負荷にもかかわらず、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、 8～10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で1.5m、モーターメンテナンス用に駆動側で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。

冷却水システムの設計

冷却水の需要は約 28 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、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（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、高圧冷却器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

LW-20/18のオイルフリー設計は、潤滑式に比べてメンテナンスを大幅に簡素化します。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、高圧の清浄窒素環境下で3,500～5,500時間の耐用時間を実現します。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、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

LW-20/18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

LW-20/18は 比消費電力は約12.0～12.5kW/m³/分 吐出圧力1.80 MPaで供給される窒素の効率指標は、極めて高い圧力比（大気圧入口から約18:1）で動作するオイルフリーピストンコンプレッサーに期待される値であり、高圧オイルフリー用途でよく選ばれるものの、15～20 kW/m³/minを消費するダイヤフラムコンプレッサーと比較しても遜色ありません。比較のために、同様の高圧用途で使用されるオイル潤滑往復動コンプレッサーは通常11～13 kW/m³/minを消費しますが、許容できないオイル汚染リスクをもたらします。

標準的な年間8,000時間の稼働スケジュールにおいて、LW-20/18のダイヤフラム代替品に対する効率上の利点は、約 年間48,000～120,000kWhのエネルギー節約平均的な産業用電力料金が$0.08/kWhの場合、これは年間$3,840～$9,600の直接運転コスト削減に相当します。ただし、LW-20/18を選択する主な経済的要因は通常、 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、より重要なことだ。

の 高圧窒素圧縮の総所有コスト 圧縮経路にオイルがないため、さらに負荷が軽減されます。一般的なオイル潤滑式高圧コンプレッサーでは、凝縮フィルター、活性炭吸着器、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3～5%を消費し、多額の設備投資が必要となります。LW-20/18のオイルフリー設計は、こうした不要な負荷と設備投資を完全に排除します。

カスタマイズおよびOEM対応

LW-20/18を特定の設置場所の状況、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ご用意しています。

• 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。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。
• シリンダー充填パッケージ： 圧力シーケンスバルブ、シリンダー圧力監視機能、自動充填停止機能を備えた、オプションの統合型シリンダー充填マニホールド。標準的な工業用ガスシリンダーサイズ（40L、50L、80L）および高圧チューブトレーラーに対応。
• 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などの設備での使用に適しています。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ができます。
• 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/アンロード制御と可変周波数ドライブ（VFD）との互換性により、部分負荷時の効率を最適化します。
• 環境保護システム： 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86dB(A)から73dB(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：工業用ガスボンベ充填ステーションの近代化

クライアント： タイでシリンダー充填施設を運営する地域産業ガス供給業者

チャレンジ： 顧客が使用していた既存の高圧窒素コンプレッサー（油潤滑往復動式、稼働年数20年）は、充填済みシリンダーへの油の混入が徐々に進行し、電子機器メーカーや製薬会社から苦情が寄せられていました。充填済みシリンダー内の油汚染レベルは3.5 mg/m³に達し、規格値である0.1 mg/m³をはるかに超えていました。老朽化したコンプレッサーは、バルブの故障やピストンリングのブローバイも頻繁に発生し、月平均12時間の計画外のダウンタイムを引き起こし、充填能力を15%も低下させていました。

解決： 私たちは供給しました LW-20/18 オイルフリー窒素コンプレッサー 一体型シリンダー充填マニホールドを備え、シーメンスS7-1200 PLC制御パネルと自動圧力シーケンスを備えたカスタムスキッド上に構成されています。1.80 MPaの吐出圧力により、3段階カスケードシステムを介して40Lおよび50Lシリンダーを15 MPaの作動圧力まで直接充填することが可能です。オイルフリー設計により、充填後の浄化が不要となり、すべてのシリンダーでISO 8573-1クラス0への準拠が保証されます。

18か月後の定量的な結果：

• シリンダーオイル含有量： 3.5 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
• 顧客からの苦情： 完全に排除された電子機器および製薬業界の顧客からの不良シリンダーはゼロ
• 充填容量： 18%増加 計画外のダウンタイムの排除とコンプレッサーの信頼性向上により
• 年間維持費： 52%削減 （$42,000～$20,160）オイル関連の修理やバルブの故障の排除による
• 予期せぬシステム停止： イベントゼロ 18ヶ月間の連続稼働

「LW-20/18の導入により、当社のシリンダー充填作業は劇的に改善されました。お客様からのオイル混入によるシリンダーの返品はなくなりましたし、メンテナンスチームは故障対応から計画的な予防保全へと業務をシフトしました。また、一体型充填マニホールドのおかげで、必要な作業時間も301トン削減できました。」 — 産業ガス供給会社の業務責任者

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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