LW-33/30 窒素コンプレッサー – 3.00 MPa 超高圧産業用途向け大容量オイルフリーN2ブースター

LW-33/30は、吐出圧力3.00MPaで毎分33m³の流量を実現するように設計された、2段3列のオイルフリーピストン式窒素コンプレッサーです。超高圧窒素注入、ガス液化システム、および要求の厳しい石油化学プロセス用途向けに設計されています。オイル汚染ゼロ、堅牢な構造、そして極圧下での連続運転に最適化されています。

製品概要

の LW-33/30 窒素コンプレッサー これは、産業ガスインフラにおける最も要求の厳しい超高圧窒素用途向けに設計された、当社のオイルフリーピストンコンプレッサーポートフォリオにおける最高峰の成果です。 33 m³/分 そして並外れた 3.00 MPaの吐出圧力このユニットは、当社の製品ラインナップの中でも超高圧セグメントに属し、従来の供給レベルをはるかに超える圧力の窒素を必要とする用途に対応します。

LW-33/30の特徴は、 完全にオイルフリーの圧縮経路 極めて高い圧力下で大量の流量を供給できる能力と相まって、ピストンリングとライダーバンドは、高度な自己潤滑性PTFE複合材料から精密に機械加工されており、炭化水素系潤滑剤を一切使用せずに作動するため、窒素流は完全に油分汚染のない状態を保ちます。3.00 MPaという高圧では、微量の油分汚染でも高濃度となり、下流での除去は極めて困難になるため、このオイルフリー設計は、高純度用途において有利であるだけでなく、絶対に不可欠なものとなります。

コンプレッサーのアーキテクチャは 二段三列 (二列三级) 3.00 MPaの吐出圧力を達成するために必要な極限圧力比を管理するために不可欠な構成。3列配置は、単列設計と比較して優れた力のバランスと振動の低減を実現し、2段圧縮は熱力学的効率と管理可能な吐出温度を保証します。各段には独立したインタークーリングが備わっており、超高圧運転の熱応力下でもPTFEシール要素の完全性を維持します。強化鋳鉄フレームと高耐久性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-33/30

* 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. 超高圧オイルフリーPTFEシールシステム

LW-33/30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 ガラス繊維、炭素繊維、およびブロンズ粒子で強化された超高性能PTFE複合材から製造されています。この先進的な材料配合により、外部炭化水素潤滑剤を使用せずに摩擦係数を0.05未満に抑え、3.00 MPaの吐出圧力でも窒素流に油分が混入しないことを保証します。この極限圧力では、油蒸気の分圧は0.30 MPaの場合の約10倍になるため、下流での油分除去は事実上不可能です。PTFE配合は190℃までの温度で連続運転が可能で、超高圧圧縮による厳しい熱応力下でも確実なシール性能を発揮します。

2. 極度の圧力安定性を実現する3列式力バランス

の 3列対向シリンダー配置 LW-33/30は優れた一次および二次力相殺を実現し、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90%以上低減します。吐出圧力3.00MPaでは、ピストンにかかる最大ガス力が従来のコンプレッサーよりも大幅に高くなるため、力のバランスが重要な設計上の考慮事項となります。3列構成では、これらの力が複数のシリンダーに分散されるため、振動の伝達が最小限に抑えられ、特殊な防振システムを必要とせずに、標準的な鉄筋コンクリート慣性ブロック上でコンプレッサーを運転できます。この機械的安定性は、24時間365日稼働する産業環境での連続運転に不可欠です。

3. 強化インタークーリング付き2段階圧縮

の 2段階圧縮アーキテクチャ 3.00 MPaの吐出圧力目標を達成するためには、熱力学的にこの方式が不可欠です。入口条件に応じて約30:1～60:1の全体圧力比は、低圧段と高圧段に分けられ、各段は管理可能な圧力比で運転されます。段間には大容量のシェルアンドチューブ式インタークーラーが設置されており、圧縮時に発生する大量の熱を除去し、吐出温度を160℃以下に維持するとともに、PTFE製シール材の熱劣化を防ぎます。インタークーラーは、夏季の周囲温度や冷却水温度が低い場合でも十分な冷却マージンを確保できるよう、コンプレッサーの容量に対して大きめに設計されています。

4. 高出力産業統合向け中電圧駆動装置

LW-33/30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。この出力定格のモータには中電圧駆動が不可欠であり、380V相当の場合に必要となる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が削減され、電力ケーブルのI²R損失が最小限に抑えられ、全体的なエネルギー効率が向上します。モータには、高圧コンプレッサーの運転に伴うラジアル荷重とアキシャル荷重に対応する堅牢なベアリングシステムが装備されています。

アプリケーションシナリオ

石油・ガス向け超高圧窒素注入

石油・ガス生産業務において、LW-33/30は 高圧窒素を用いた石油増進回収（EOR）、ガスリフト操業、および坑井刺激3.00 MPaの吐出圧力は、地層圧力が高く効果的な置換を実現するために高い注入圧力を必要とする深度2,000メートルまでの貯留層への窒素注入に十分です。33 m³/分の容量は、集中型高圧窒素分配システムを介して複数の注入井に同時に供給できます。油分を含まない設計は、油田用途において非常に重要です。なぜなら、油分が混入すると貯留岩の濡れ性が変化し、石油回収効率が低下し、地層損傷を引き起こす可能性があるからです。

大規模ガス液化ブースターシステム

窒素液化プラントおよび極低温ガス処理施設では、 LW-33/30窒素ブースター 液化装置の気化器または貯蔵システムから窒素を圧縮し、分配、さらなる処理、または液化サイクルへの再注入に必要な高圧まで加圧します。3.00 MPaの吐出圧力は、高圧熱交換器、膨張タービン、および高圧で動作するプロセス機器を通して窒素を駆動するのに十分です。オイルフリー設計により、極低温機器の汚染を防ぎます。極低温機器では、微量の油でも凍結して熱交換器の通路を塞ぎ、壊滅的なプロセス障害を引き起こす可能性があります。

石油化学超高圧プロセス窒素

石油化学および精製プラントの操業において、LW-33/30は超高圧窒素を供給します。 高圧反応器の不活性化、触媒再生、緊急減圧、およびパイプライン圧力試験3.00 MPaの吐出圧力は、最大2.5 MPaの圧力で稼働するプロセス容器に窒素を注入するのに十分であり、すべての運転段階で正の不活性ガス層を維持します。連続運転定格により、長期間の定期修理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、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流入したりする石油化学用途において必須です。

発電およびタービンの不活性化

ガス火力発電所や複合サイクル施設では、高圧窒素が ガスタービンローターの不活性化、燃焼室のパージ、およびHRSG（排熱回収蒸気発生器）の保全 停止期間中。LW-33/30の3.00 MPaの吐出圧力は、大型ガスタービンの複雑な内部通路を通して窒素を送り込み、長時間の停止期間中にHRSGチューブバンドル内の正圧を維持するのに十分です。高い流量容量により、単一の発電施設内の複数のタービンに対応できるため、必要なコンプレッサーユニットの数を減らし、メンテナンスのロジスティクスを簡素化できます。

材料と構造

LW-33/30は、超高圧窒素との適合性、極めて高い耐熱性、および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。

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 Section V、Article 2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。高圧配管システムは、3.00 MPaの運転圧力で漏れのない完全性を確保するために、ANSI Class 900フランジ接続を備えたシームレスSS316で製造されています。

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-33/30は乾燥重量が6.60トンで、重心はベースプレートから約950mm上にあります。3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、 12～15トンの鉄筋コンクリート慣性ブロックブロックは、弾性防振装置（固有振動数 6～8 Hz）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 1.5 m、モーターメンテナンス用に駆動側で 1.2 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 2.0 m。高圧排出配管は、スプリングハンガーで適切に支持し、3.00 MPa での振動による疲労を防ぐために固定する必要があります。すべての配管支持部は、起動および停止サイクル中の熱膨張に対応できるように設計する必要があります。

冷却水システムの設計

冷却水の需要は約 40 m³/h 入口温度は 32 °C を超えないものとします。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。極めて高い圧力比のため、十分な冷却マージンを確保するために、インタークーラーはコンプレッサー容量に対して大きめに設計されています。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)。冷却水の水質を一定に保つため、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すべての設置で強く推奨します。

予防保守スケジュール

LW-33/30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、オイル分析、フィルター交換、セパレーターカートリッジ交換は不要です。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、超高圧のクリーンな窒素環境下で3,000～5,000時間の耐用年数を実現します。高圧バルブプレートは、3.00 MPaという極めて高い機械的応力のため、低圧バルブプレートよりも頻繁な点検が必要となる場合がありますが、全体的なメンテナンス負担は油潤滑システムよりも大幅に低くなります。

法令遵守および安全認証

LW-33/30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-33/30は 比消費電力は約10.61kW/m³/分 吐出圧力 3.00 MPa で供給される窒素。この特定の出力値は、超高圧圧縮の熱力学的現実を反映しており、圧力比とともに必要な仕事が大幅に増加します。超高圧オイルフリーピストンコンプレッサーセグメント (吐出圧力 >2.50 MPa) 内では、この効率は非常に競争力があり、オイルフリー超高圧サービスの主要な代替手段であるダイヤフラムコンプレッサーよりも大幅に優れています。比較のために、同様の超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 11.5～13.0 kW/m³/min を消費しますが、ダイヤフラムコンプレッサーは 18 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-33/30の効率の優位性は、効率の低い代替機と比較して、およそ 年間20万～40万kWhのエネルギー節約$0.08/kWhの場合、これは年間$16,000～$32,000の直接的な電気料金削減に相当します。ただし、LW-33/30の主な経済的正当化は通常、 石油関連消耗品の排除と下流の油除去装置の回避 潤滑油を使用する代替品では、これは必須となる。3.00 MPa では、下流のオイルろ過システム (凝縮フィルター、活性炭吸着器、オイル監視計器) のエネルギー損失により、コンプレッサーの出力の 5～8% が消費される。これは、LW-33/30 のオイルフリー設計によって完全に排除される 28～56 kW の追加的な寄生負荷となる。

の 超高圧窒素圧縮装置の総所有コスト オイルフリーのLW-33/30を、下流工程で完全な浄化処理を施した潤滑油式システムと比較した場合、10年間の運用期間における総所有コスト（TCO）は推定で25～351トン削減されます。このTCOの優位性は、エネルギー消費量の削減、オイル消耗品の不要化、メンテナンス作業の軽減、および機器稼働率の向上によってもたらされます。

カスタマイズおよびOEM対応

LW-33/30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幅広い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、高圧吐出配管、計装機器、制御盤は、一体型吊り上げラグとアンカーボルトテンプレートを備え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。すべてのシステムの工場での事前テストにより、試運転リスクと現場での設置時間を60%削減します。
• 危険区域構成： 石油化学プラント向けATEX Zone 2およびIECEx規格準拠のモーターおよび電気機器用筐体。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が可能です。
• 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。過圧時の自動アンロード、緊急遮断弁、冗長圧力トランスミッターなどの超高圧安全インターロックも備えています。
• 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： 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提供します。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：ガス液化プラントの窒素ブースターのアップグレード

クライアント： 中東にある極低温ガス処理施設。産業用および医療用市場向けに液体窒素を生産している。

チャレンジ： 当該施設の既存の油潤滑式窒素ブースター（アメリカ製、20年使用）は、液化サイクルに供給される高圧窒素流に徐々に油が混入する問題が発生していた。油の混入により主熱交換器内で凍結し、詰まりが発生して毎月の運転停止による除霜と清掃が必要となっていた。計画外の運転停止1回につき、生産損失は14万5000ドルに達し、保守チームは油関連の問題に30万1300ドルもの時間を費やしていた。当該施設には、3.00MPaで毎分30m³以上の窒素を供給できる、信頼性の高いオイルフリーの代替品が必要であった。

解決： 私たちは供給しました LW-33/30 オイルフリー窒素コンプレッサー 既存のコンプレッサーと直接交換する形で、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S7-1200 PLC制御パネルを内蔵したカスタムスキッドに搭載しました。スキッドの設置面積は既存の基礎に合わせて設計されているため、土木工事は不要です。3列設計により、交換前の単列コンプレッサーに比べて振動特性が優れており、基礎への負荷が軽減されています。上流側の窒素発生器からの圧力変動を緩和するため、上流側に5m³のサージタンクを設置しました。

24か月後の定量的な結果：

• 窒素油含有量： 2.8 mg/m³から0.01 mg/m³未満に減少ISO 8573-1クラス0を達成
• 熱交換器の詰まり： 完全に排除された解凍のための停止は一切不要です。
• 予期せぬシステム停止： 年間12日から0日に削減$540,000の生産損失を削減
• メンテナンス作業: 35%削減 オイル関連のメンテナンスが不要になったため
• エネルギー消費量： 8.2%改善されました 交換前のユニットと比較して、年間14,28,000ドルの節約になります。
• 返済期間： 1.4年 ダウンタイムの削減とメンテナンス費用の節約のみに基づく

「LW-33/30は、当社の液化プラントの信頼性を劇的に向上させました。以前は毎月のように油汚染との戦いでしたが、今では2年間熱交換器に手を加える必要がありません。オイルフリー設計のおかげで、ダウンタイムを回避できただけでも、投資額を何倍も上回る効果が得られました。」 — 極低温ガス処理施設運営責任者

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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