LW-20/8 窒素コンプレッサー – 連続産業運転向け中容量オイルフリーN2ブースター

LW-20/8は、吐出圧力0.80MPaで毎分20m³の流量を実現する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、中規模の極低温空気分離、VPSA窒素ブースターステーション、および産業用パイプライン配管向けに設計されています。潤滑油による汚染がなく、24時間365日連続運転に対応し、過酷な産業環境向けに構築されています。

製品概要

の LW-20/8 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ラインナップにおいて戦略的な位置を占め、コンパクトなエントリーレベルユニットと大規模な産業用ブースターの間のギャップを埋めています。定格容量は 20 m³/分 吐出圧力 0.80 MPaこのモデルは、極低温空気分離、石油化学不活性化、食品加工などの産業における中規模窒素供給システムの基盤として機能します。

LW-20/8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ピストンリングとライダーバンドは、自己潤滑性PTFE複合材料から精密機械加工されており、炭化水素系潤滑剤を使用せずに作動するため、窒素流に油分が一切混入しません。この本来の無油性は、食品グレードの窒素ブランケット、医薬品製造工程の不活性化、電子機器製造における雰囲気制御など、ISO 8573-1クラス0認証が求められる用途に不可欠です。

コンプレッサーは 二段二列 (二列二级) 2つのシリンダー間の圧力比を熱力学的に最適化するアーキテクチャ。各ステージは専用のインタークーラーによって独立して冷却され、24時間365日の連続運転中でも吐出温度を安全な運転限界内に維持します。堅牢な鋳鉄フレームと動的にバランスの取れた鍛造鋼クランクシャフトは、 最低耐用年数15年 標準的な保守手順に従って。

技術仕様 – LW-20/8

* 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. オイルフリーPTFE複合シールシステム

LW-20/8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強化材として製造されています。この材料システムは、外部炭化水素潤滑剤を使用せずに摩擦係数0.08未満を達成し、窒素製品ストリームへの油蒸気の混入リスクを完全に排除します。規制産業においては、 ISO 8573-1 クラス0準拠 下流側の油分除去ろ過システムに伴う設備投資、維持管理の負担、エネルギー消費といったコストをかけずに、ネイティブな方法で処理できます。

2. 2段階熱力学的最適化

の 2段階圧縮機構 低圧シリンダーと高圧シリンダーの間で全体の圧力比を分割することで、各段の平均有効温度を低減し、体積効率を向上させます。一体型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、最大連続負荷時でも吐出温度を155℃以下に維持します。この熱管理戦略により、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が約35%延長されるとともに、PTFE製シール部材の熱劣化も防止されます。

3. 固有の力バランスを備えた高耐久性フレーム

コンプレッサーブロックは鋳造されており、 GG25 グレー鋳鉄 （ASTM A48 クラス 30B に相当）一体型冷却水通路を備えています。2 列対向シリンダー構成により、自然な一次力相殺が実現し、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。この機械的利点により、より軽量なコンクリート慣性ブロック（単列相当品の 8 トン以上に対し、最小 5 トン）への設置が可能となり、土木工事費を削減し、既存のコンプレッサー室や機械室への改修設置を簡素化します。

4. 標準380V産業用モータードライブ

LW-20/8は 132kW、380V、50Hzの三相誘導電動機 IEC 60034-1 IE3効率クラスに準拠。標準の低電圧構成は、中電圧開閉装置、降圧変圧器、または特殊な電気インフラを必要とせず、既存の380V産業用配電盤に直接統合できます。これにより、設備投資と試運転期間の両方が簡素化され、ボトル入り窒素発生器または膜式窒素発生器からオンサイト圧縮窒素供給への移行を検討している施設にとって、LW-20/8は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

中規模極低温空気分離プラント

500～1,500 Nm³/hの窒素ガスを生成する極低温ASU施設では、LW-20/8は 一次窒素ブースター コールドボックスと分配ヘッダーの間に設置されます。20 m³/分の処理能力は中規模ASUの出力に相当し、0.80 MPaの吐出圧力は化学反応器、製鉄所取鍋不活性化システム、LNG施設パージガスネットワークなどの下流の消費施設へのパイプライン分配に最適化されています。オイルフリー設計は、一次システムのメンテナンス中やコールドボックスの異常発生時に窒素純度を損なうことができないASUバックアップシナリオにおいて特に重要です。

VPSA窒素ブースターステーション

真空圧力スイング吸着（VPSA）窒素発生装置は、大気圧に近い圧力（0.05～0.10 MPa）で気体窒素を生成する。 LW-20/8窒素ブースター この低圧製品は、使用箇所への供給のために0.80 MPaまで圧縮されます。VPSAサービスでは、オイルフリーの圧縮経路が不可欠です。なぜなら、炭化水素が混入すると、カーボン分子ふるい吸着剤が劣化し、発生器の分離効率が永久的に低下し、高価な吸着剤の交換が必要になるからです。20 m³/分の処理能力は、中央集中型窒素ヘッダーを介して複数の産業顧客にサービスを提供する中規模VPSA設備に対応します。

石油化学タンクファームのブランケット処理と不活性化

製油所のタンクファームや石油化学製品の貯蔵施設では、大量の窒素が必要となります。 タンクのブランケット処理、不活性化、およびガス充填 爆発性蒸気の発生を防ぎ、製品の品質を維持するため、LW-20/8は連続運転定格と0.80MPaの吐出圧力を備えており、中央集中型窒素分配ヘッダーを介して複数の貯蔵タンクに同時に供給することが可能です。この圧力ヘッドは、タンク圧力リリーフバルブの設定値を克服し、タンクの設置位置が高い施設や長い配管設備であっても、製品排出サイクル中に正圧を維持するのに十分です。

食品加工およびガス置換包装

大規模な食品加工施設では窒素を 改質雰囲気包装（MAP）、制御雰囲気貯蔵、および窒素スパージング 製品の保存期間を延長し、鮮度を維持するため、LW-20/8は毎分20立方メートルの容量で、複数の高速包装ライン、窒素充填トンネル、保管庫に同時に供給できます。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、潤滑油を使用するコンプレッサーで発生する可能性のある異臭、酸化、製品の変色などのリスクを排除します。

材料と構造

LW-20/8のすべての部品は、窒素環境との適合性、耐腐食性、および長期的な機械的耐久性を考慮して選定されています。

すべての圧力支持部品は、以下の基準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規格に準拠します。溶接部はASMEセクションV、第2条に従って放射線透過検査（RT）を受け、完成した圧力容器はそれぞれ、最大許容使用圧力（MAWP）の1.5倍の圧力で30分以上の保持時間で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

基礎および取り付けに関する要件

LW-20/8は乾燥重量が3.00トンで、重心はベースプレートから約820mm上にあります。2列対向シリンダー設計のおかげで、不均衡な力が最小限に抑えられ、 5～6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1.2m、モーターメンテナンス用に駆動側で1.0m、大規模オーバーホール時のクレーンアクセス用に頭上1.8m。

冷却水システムの仕様

冷却水流量の必要量は約 22 m³/h 入口温度は32℃を超えないこと。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（SS304チューブの腐食防止のため）、浮遊固形物 < 30 mg/L。水質がやや劣る場所では、スケール形成やチューブの汚れを防ぐため、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-20/8 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、オイルサンプルを分析する必要もなく、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。繰り返し摩耗する部品は、 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時間の使用寿命を実現します。

法令遵守および安全認証

LW-20/8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-20/8は 比消費電力は約6.60kW/m³/分 0.80 MPaの吐出圧力で窒素が供給されます。この効率指標により、本機は15～30 m³/minのオイルフリーピストンコンプレッサーセグメント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、同等の圧力比で動作する一般的なオイル潤滑式スクリューコンプレッサーは7.0～7.8 kW/m³/minを消費し、旧式の単段ピストン設計では8.5 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、LW-20/8の効率上の利点は約 年間64,000～160,000kWh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 $5,120～$12,800 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) の排除と組み合わせると、 窒素圧縮の総所有コスト 10年間の運用期間で、推定20～30%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、凝縮フィルター、活性炭吸着装置、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。LW-20/8のオイルフリー設計は、こうした不要な負荷を完全に排除し、システム全体の効率を向上させます。

カスタマイズおよびOEM対応

LW-20/8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、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予め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、試運転のリスクを最小限に抑えることができます。
• 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。ガス検知機能および自動換気インターロック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、およびシームレスなDCS/SCADA統合が可能です。自動負荷/アンロード制御と可変速ドライブ（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： 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1メートルで85dB(A)から72dB(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： システムインテグレーターおよびガス機器販売業者向けに、特注塗装色、ブランド名入り銘板、および各種資料パッケージをご用意しております。技術マニュアル、スペアパーツリスト、およびメンテナンス手順書は、現地語で提供可能です。

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。試作品の納品期間は12～14週間、リピート注文は注文確定後8～10週間で納品されます。

事例研究：食品包装における窒素供給システムのアップグレード

クライアント： タイの大手スナック食品メーカー

チャレンジ： 製造元は、改質雰囲気包装（MAP）ラインにおいて液体窒素の気化に依存していた。しかし、液体窒素価格の高騰、配送スケジュールの不整合、気化装置のメンテナンス問題などが原因で生産遅延が発生していた。さらに、既存の潤滑式窒素ブースター（競合他社製品）に微量の油分が混入し、デリケートな製品ラインで異臭が発生していたため、顧客からの苦情や製品回収につながっていた。

解決： 私たちは供給しました LW-20/8 オイルフリー窒素コンプレッサー 共通のスキッド上に設置された中規模VPSA窒素発生装置（純度99.9%、25 m³/分）と組み合わせることで、LW-20/8はVPSA製品の圧力を0.08 MPaから0.80 MPaに昇圧し、6つの高速包装ラインに供給します。このスキッドは既存のユーティリティルーム内に収まるように設計されているため、建物の拡張は不要です。

24か月後の定量的な結果：

• 窒素供給コスト： 48%削減 液体窒素の購入と配送との比較
• 窒素中の油汚染： 完全に排除された （ISO 8573-1 クラス0を達成）
• 製品リコール事例： ゼロ 運用開始以来（以前は年間2～3件）
• 維持費： 35%減少 オイル交換、フィルター交換、セパレーターのオーバーホールが不要になったため
• 生産停止時間： 60%削減 （液体窒素の配送スケジュールに関する競合はもう発生しません）
• 返済期間： 2.1年 ガソリン代の節約とリコール費用の回避に基づく

「LW-20/8コンプレッサーの導入により、当社の窒素供給体制は劇的に改善されました。液体窒素の配送に関する心配は不要になり、製品の品質問題も解消され、メンテナンスチームがコンプレッサーの保守に費やす時間も大幅に削減できました。投資額はわずか2年強で回収できました。」 — プラント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

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