説明
LW-40/18 窒素コンプレッサー – 過酷な産業用途向け高圧オイルフリーN2ブースター
LW-40/18は、吐出圧力1.80MPaで毎分40m³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。高圧窒素注入、ガス液化の予備圧縮、および重要な石油化学プロセス用途向けに特別に設計されています。オイル汚染ゼロ、連続運転定格、高圧下での持続運転に最適化されています。
製品概要
の LW-40/18 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、大容量と高吐出圧力の交差点に位置する独自のポジションを占めています。定格容量は 40 m³/分 そして並外れた 1.80 MPaの吐出圧力この装置は、高流量と高圧の両方が同時に必要とされる産業ガスインフラにおける、最も厳しい窒素圧縮要件に対応します。
LW-40/18を従来の高圧代替品と区別するのは、 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、炭化水素潤滑剤を一切使用せずに作動する高度な自己潤滑性PTFE複合材料から製造されています。この固有のオイルフリー特性により、窒素製品ストリームは、 ISO 8573-1 クラス0認証 この装置は本来的に、食品グレードの窒素、医薬品製造プロセスガス、電子機器グレードの不活性化、石油化学反応器のブランケット処理などに、追加の下流精製装置を必要とせずにすぐに使用できる。
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の吐出に必要な大きな圧力比を最適に管理する構成。LW-40/18は、中間段クーラーを備えた2つのシリンダーに圧縮負荷を分散させることで、持続的な最大負荷運転下でも熱安定性を維持し、PTFEシール要素の完全性を保ちます。堅牢な構造—2860 × 1685 × 2610 mm そして 7.00トン高圧産業用途に必要な、堅牢なエンジニアリングを反映している。
技術仕様 – LW-40/18
| パラメータ | 価値 | ユニット |
|---|---|---|
| モデル | LW-40/18 | – |
| パターン | 二段二列 (二列二级) | – |
| 容量 | 40 | m³/分 |
| 吐出圧力 | 1.80 | MPa |
| コンプレッサーのサイズ（長さ×幅×高さ） | 2860 × 1685 × 2610 | mm |
| 重さ | 7.00 | t |
| 力 | 400 | kW |
| 電圧 | 6,000円または10,000円 | V |
| ガス媒体 | 窒素（N₂） | – |
| 潤滑 | オイルフリー | – |
* 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-40/18は特殊な 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 高性能PTFE複合材にガラス繊維、ブロンズ粒子、二硫化モリブデンを強化材として製造されています。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0.05未満を実現し、油蒸気の持ち越しリスクを完全に排除します。リングは、1.80 MPaの運転に伴う高い吐出温度と圧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。規制産業の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 下流のろ過設備への設備投資や運転コストは不要です。
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-40/18の熱力学的特性は、ほぼ大気圧の吸入圧力から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不可欠です。圧縮負荷を低圧シリンダーと高圧シリンダーに分割することで、コンプレッサーは各段の吐出温度を165℃以下に抑えます。各段の間に設置された高効率シェルアンドチューブ式インタークーラーは圧縮熱を除去し、PTFEシールエレメントの熱劣化を防ぎ、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45%延長します。この段式アプローチは、1.80 MPaでの信頼性の高い連続運転を実現する上で不可欠です。
3. 高圧サービス向けに強化された高耐久フレーム
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）低圧モデルに比べて肉厚のセクションと強化リブを備えています。一体型の冷却水通路は、シリンダーブロック全体に均一な熱分布を確保するために精密に加工されています。 2列対向シリンダー配置 自然な一次力相殺効果により、単列設計と比較して基礎に伝達される不均衡な慣性力を80%以上低減します。重量は7.00トンですが、この機械的バランスにより、12～14トンの鉄筋コンクリート慣性ブロックへの設置が可能となり、同等の単列高圧コンプレッサーに必要な重量よりも大幅に軽量化されています。
4. 高出力中電圧モーター駆動
LW-40/18は 400kW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。400kWの定格電力は、40m³/分の容量での高圧圧縮に必要な相当なエネルギー入力を反映しています。産業用中電圧配電ネットワークに直接統合できるため、大型の低電圧開閉装置や太いケーブルは不要です。既存の6kVまたは10kVバスシステムを備えた施設では、LW-40/18はシームレスな電気的互換性を提供し、インフラコストを削減し、I²R損失を低減することで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
高圧窒素注入による石油増進回収
油田操業において、LW-40/18は 一次高圧窒素噴射コンプレッサー 強化石油回収（EOR）および圧力維持プログラム向け。1.80 MPaの吐出圧力は、窒素が原油を置換して貯留層圧力を維持する深さ1,500メートルまでの貯留層への直接注入に十分です。40 m³/分の容量は、複数の注入井の同時運転をサポートします。潤滑油を使用するコンプレッサーからの炭化水素汚染は貯留層の濡れ性を変化させ、石油置換効率を低下させ、生産量に直接影響を与えるため、オイルフリー設計はEOR用途において非常に重要です。
ガス液化前圧縮
中小規模のLNGおよび工業用ガス液化プラントでは、 LW-40/18 窒素コンプレッサー 予冷および液化サイクルに必要な高圧窒素を供給します。1.80 MPaの吐出圧力は、窒素膨張サイクルおよび混合冷媒予冷システムに十分です。オイルフリーの圧縮経路により、プロセス不活性化および機器パージに使用される窒素が、極低温熱交換器内で凍結して詰まりや運転停止を引き起こす可能性のある汚染物質を混入させないことが保証されます。
石油化学反応器の不活性化および触媒の保存
石油化学および精製プラントの操業において、LW-40/8は高圧窒素を供給します。 起動時および停止時の原子炉不活性化、長時間の停止時の触媒床の保護、および緊急時の窒素注入 プロセス容器への窒素注入。1.80 MPaの吐出圧力は、ほとんどのプロセス反応器および容器の運転圧力を上回るため、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、数週間にわたる長期メンテナンス期間中も窒素供給が保証されます。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。
高圧パイプラインの試験および試運転
天然ガスおよびプロセスパイプライン建設プロジェクトには、高圧窒素が必要です。 水圧試験、漏洩試験、乾燥、試運転 炭化水素製品を導入する前に、LW-40/18の吐出圧力1.80 MPaは、クラス600（ANSI B16.5）までの圧力試験パイプラインに適しています。40 m³/分の容量により、長いパイプラインセクションを迅速に加圧できるため、試運転時間と人件費を削減できます。オイルフリー設計により、パイプライン内部の油汚染を防ぎ、製品導入前に高額な洗浄作業を行う必要がなくなります。
材料と構造
LW-40/18は、高圧窒素用途、耐腐食性、および過酷な条件下での長寿命を実現するために特別に選定された最高級素材で構成されています。
| 成分 | 材料 | 仕様 |
|---|---|---|
| シリンダーブロック | ねずみ鋳鉄 | GG30 / HT300、強化壁部、一体型冷却ジャケット |
| クランクシャフト | 鍛造合金鋼 | 42CrMo4鋼、Q&T処理、ISO 1940 G2.5動的バランス調整済み、窒化処理済みジャーナル |
| ピストンリング | PTFE-ガラス-青銅-MoS₂複合材 | 自己潤滑性、耐熱温度200℃、摩耗率<0.03 mm/1000時間 |
| ライダーバンド | PTFE複合材 | ピストンガイド、耐摩耗性、高負荷容量 |
| バルブプレート | ステンレス鋼 | SS316、同心円リングスプリング式、高圧定格 |
| コネクティングロッド | 鍛造鋼製、バビットメタルベアリング使用 | 精密加工、加圧潤滑式大端部、高負荷設計 |
| インタークーラー | 炭素鋼製シェル／SS316製チューブ | ASME VIII Div.1、1.5倍の耐圧試験、30分間保持 |
| アフタークーラー | 炭素鋼製シェル／SS316製チューブ | 高圧フィン付きチューブ設計、冷却水温度32℃対応 |
| 高圧配管 | シームレス炭素鋼 | ASTM A106 グレードB、スケジュール80、100% X線検査済み |
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条に従って放射線透過検査（RT）を受けます。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、最低30分間の保持時間で静水圧試験を受けます。高圧配管接続部は、内部欠陥を検出するために超音波探傷試験（UT）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-40/18は乾燥重量が7.00トンで、重心はベースプレートから約950mm上にあります。2列対向シリンダー設計により不均衡力が最小限に抑えられ、 12～14トンの鉄筋コンクリート慣性ブロックブロックは、隣接する構造物や精密機器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1.5m、モーターメンテナンス用に駆動側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2.5m。基礎は、400kWモーターの始動トルクに伴う動的荷重に耐えられ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 48 m³/h 入口温度は 32 °C を超えないようにします。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。高圧サービスのため、水質仕様は厳しく、pH 6.5～8.5、総溶解固形物 < 400 mg/L、塩化物含有量 < 40 mg/L (SS316 チューブの腐食を防ぐため)、懸濁固形物 < 20 mg/L、総硬度 < 250 mg/L (CaCO₃ 換算) です。水質がぎりぎりの場所で、高圧クーラー内のスケール形成と腐食を防ぐために、サイドストリームろ過、軟水化、化学処理を備えた密閉ループ冷却塔が必須です。
予防保守スケジュール
| 間隔 | サービス項目 | 対応が必要 |
|---|---|---|
| 毎日 | 運用検査 | 振動レベル、異常な騒音、冷却水流量、吐出温度、圧力逃がし弁の健全性を確認してください。 |
| 250時間 | バルブプレートの点検 | 吸込弁／吐出弁を取り外し、カーボン堆積物、スプリング疲労、亀裂、またはシートの摩耗がないか点検する。 |
| 1,000時間 | ピストンリング摩耗評価 | リング溝のクリアランスを測定し、クリアランスが0.20mmを超える場合はリングを交換してください。 |
| 3,000時間 | 中間オーバーホール | ピストンリング、ライダーバンド、バルブプレートアセンブリをすべて交換し、インタークーラーチューブを点検する。 |
| 6,000時間 | 大規模な改修 | クランクシャフトジャーナルを点検し、メインベアリングとビッグエンドベアリングのクリアランスを測定し、0.06 mmを超える場合はベアリングを交換する。 |
LW-40/18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、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、高圧の清浄な窒素環境下で3,000～5,000時間の耐用年数を実現します。バルブプレートアセンブリは、高い作動圧力のため、一般的に2,000～3,500時間でオーバーホールが必要です。
法令遵守および安全認証
LW-40/18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。
ASME BPVC セクション VIII Div.1、GB 150-2011、PED 2014/68/EU モジュール A
IEC 60034-1（IE3効率）、IEC 60204-1、ISO 12100機械安全規格
ISO 8573-1 クラス0（油分含有量）、TÜVラインランドによる独立試験済み
ISO 9001:2015（品質マネジメント）、ISO 14001:2015（環境マネジメント）
窒素は単純窒息性ガスに分類されます。1.80 MPa では、LW-40/18 からの窒素放出は、高速ガスジェットと急速な膨張冷却により、さらなる危険をもたらします。すべての設備は、コンプレッサー室およびすべての隣接エリアで酸素欠乏の継続的な監視を組み込む必要があります。換気システムは、OSHA 29 CFR 1910.146 に従って、周囲の酸素濃度を 19.5% ボリューム以上に維持する必要があります。緊急停止インターロックは、19.5% O₂ (警報) で作動し、18.0% O₂ (強制停止) でコンプレッサーの自動隔離をトリガーする必要があります。高圧リリーフシステムは、作業員エリアから離れた安全な場所に排出する必要があります。すべての高圧配管は、機械的損傷から保護され、圧力定格が明確に表示されなければなりません。
パフォーマンスと効率の分析
LW-40/18は 比消費電力は約10.00kW/m³/分 吐出圧力1.80 MPaで供給される窒素。この効率指標は、高圧圧縮に必要な相当な熱力学的仕事量を反映しており、高圧オイルフリーピストンコンプレッサーの分野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式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、多段ダイヤフラムコンプレッサー（高圧オイルフリー用途でよく選ばれる）は14 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-40/18の効率上の利点により、約 年間16万～40万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$12,800～$32,000の直接運転コスト削減に相当します。ただし、LW-40/18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精製装置の回避 潤滑剤を使用する代替品の場合、それは必須となるだろう。
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、さらに圧力が低減されます。この圧力定格の一般的なオイル潤滑式コンプレッサーでは、高圧凝縮フィルター、活性炭吸着器、連続オイル監視、定期的なオイル交換が必要となり、これらを合わせると年間15,000～25,000の運転コストが加算されます。LW-40/18のオイルフリー設計は、これらの費用を完全に排除しながら、優れた製品純度を実現します。
カスタマイズおよびOEM対応
LW-40/18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、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強化構造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、現場での試運転時間を約60%短縮できます。
- 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、油田および石油化学プラント向けに提供されています。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、サージ保護、および緊急停止ロジックは標準装備です。
- 高圧パッケージオプション： 一体型の高圧貯蔵容器、圧力調整スキッド、および分配マニホールドは、完全な窒素注入パッケージの一部として供給可能です。すべての高圧コンポーネントは、コンプレッサーと同じ基準で設計およびテストされています。
- OEMおよびプライベートブランド： 石油・ガス関連機器の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。
カスタム構成は以下から入手可能です 最小注文数量：1個高圧用途の複雑さから、技術レビューと提案書の作成には通常7～10営業日を要します。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：油田における窒素注入による増進回収
クライアント： 中東で成熟した油田を操業する独立系石油生産会社
チャレンジ： 顧客の油田は、貯留層圧力がバブルポイントを下回り、ガス噴出と原油流動性の低下を引き起こし、生産量減少期に入っていました。貯留層の不均一性のため、従来の注水法は効果がありませんでした。顧客は、貯留層圧力を維持し、掃効率を向上させるために高圧窒素注入を必要としていましたが、既存の油潤滑式コンプレッサーが注入ガスに炭化水素を混入させ、貯留層の濡れ性を変化させ、置換効率を低下させていました。
解決： 私たちは供給しました LW-40/18 オイルフリー窒素コンプレッサー 高圧アフタークーラー、水分分離器、およびリモートモニタリング機能を備えたシーメンスS7-1200 PLC制御パネルを統合した特注スキッドに構成されています。1.80 MPaの吐出圧力により、深度1,200～1,400メートルの貯留層への直接注入が可能になりました。注入速度の変動を緩和するために、下流に10 m³の高圧サージ容器が設置されています。このスキッドは、砂ろ過、高温環境下での冷却、およびC5-M腐食防止対策を備え、砂漠での運転を想定して設計されています。
36か月後の定量的な結果：
- 貯留層圧力： 元の85%で維持 水攻法のみを用いた場合の62%との比較
- 石油生産率： 18%増加 窒素注入前のベースラインと比較して
- 窒素油含有量： <0.01 mg/m³貯留層の濡れ性変化を排除する
- コンプレッサーの稼働状況： 97.5% 36か月以上にわたり、定期メンテナンスによる停止のみ。
- 運営コスト： 32%下部 オイル関連のメンテナンスが不要になったため、従来のオイル潤滑式コンプレッサーシステムよりも優れている。
「LW-40/18は、当社の窒素EORプログラムの要となっています。オイルフリー設計により、貯留層の性能を損なうことなく、過酷な砂漠環境下でも高い信頼性を発揮してくれるという確信を得ています。」 — 貯留層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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