LW-40/4 窒素コンプレッサー – 中圧産業ガス供給用オイルフリーN2ブースター

LW-40/4は、吐出圧力0.40MPa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。極低温空気分離バックアップ、VPSA窒素ブースト、および中圧パイプライン配管ネットワーク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、24時間365日の産業運転に最適化されています。

製品概要

の LW-40/4 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において重要な位置を占め、低圧窒素生成と中圧分配の要件との間のギャップを埋めます。定格容量は 40 m³/分 吐出圧力 0.40 MPaこの装置は、中規模の極低温空気分離プラント、VPSA窒素ブースターステーション、および産業用ガスパイプラインネットワークの主力製品です。

LW-40/4を従来の潤滑式代替品と区別するのは、 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、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、窒素流に油分が混入しないことを保証します。この特性は、食品包装用窒素、医薬品の不活性化、半導体製造プロセス用ガス供給など、ISO 8573-1クラス0認証を必要とする用途に不可欠です。

コンプレッサーのアーキテクチャは 二段二列 (二列二级) 全圧比を2つの圧縮シリンダーに分割するレイアウトを採用しています。この段階的なアプローチにより、各段の吐出温度が低下し、体積効率が向上し、バルブとピストンリングの耐用年数が延長されます。各圧縮段には独立したインタークーラーが装備されており、最大負荷が継続した場合でもガス温度が安全な運転範囲内に維持されます。

技術仕様 – LW-40/4

* 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ピストンリング技術

LW-40/4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強化材として製造されています。この材料の組み合わせにより、外部潤滑なしで摩擦係数が0.08未満となり、窒素製品の流れへの油蒸気の混入リスクが排除されます。規制産業で事業を行う購入者にとって、これは直接的に次のことを意味します。 ISO 8573-1 クラス0準拠 下流の油ろ過システムにかかる設備投資費用や運転費用がかからない。

2. インタークーリング付き段階圧縮

の 2段階圧縮アーキテクチャ LW-40/4は、0.40 MPaの吐出圧力目標に対して熱力学的に最適化されています。低圧シリンダーと高圧シリンダー間で圧力比を分割することで、コンプレッサは段あたりの平均有効温度を低く抑えています。段間には専用の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、圧縮熱を除去することで吐出温度を155℃以下に維持し、PTFEシールエレメントの熱劣化を防ぎます。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、バルブプレートの寿命が約35%延長されます。

3. 力のバランスを考慮した頑丈な鋳鉄製フレーム

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）一体型の冷却水通路を備えています。2 列対向シリンダー配置により、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、LW-40/4 はより軽量な基礎ブロック（単列相当品の 10 トン以上に対し、最小 6 トン）で動作できるため、土木工事費を削減し、既存のコンプレッサー室への改修設置を簡素化できます。

4. 標準380V産業用モータードライブ

LW-40/4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380V構成により、中電圧開閉装置や降圧変圧器が不要となるため、既存の低電圧配電インフラを備えた施設にとって特に魅力的なモデルとなっています。6kVまたは10kVバスシステムを備えた施設向けには、オプションで降圧変圧器を内蔵したモーターを共通のスキッドに搭載して供給することも可能です。

アプリケーションシナリオ

極低温空気分離バックアップおよびピークシェービング

極低温ASUの運用において、LW-40/4は 信頼性の高いバックアップ窒素ブースター またはピークシェービングコンプレッサー。主ASUのコールドボックスが故障したり、メンテナンスが必要になったりした場合、LW-40/4は液体窒素貯蔵気化器から下流の重要機器への窒素供給を維持できます。その吐出圧力0.40 MPaは、製鉄所の不活性化、化学反応器のブランケット、LNGプラントのパージガスシステムなど、中圧配管ヘッダーへの供給に十分です。オイルフリー設計は、主システム停止中に窒素の純度を損なってはならない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-40/4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0.40 MPaまで圧縮されます。VPSAサービスでは、油分を含まない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、窒素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。

石油化学パイプラインへの窒素注入

石油化学プラントや製油所では、起動、停止、製品切り替えなどの際に不活性雰囲気を維持するため、プロセス配管や貯蔵容器に窒素が注入されます。LW-40/4は0.40MPaの吐出圧力を有し、最大2kmの距離における配管摩擦損失を克服するのに十分な揚程を提供するため、複数のプロセスユニットへの集中型窒素供給に適しています。連続運転定格により、数週間に及ぶ長期メンテナンス期間中も窒素供給が途切れることなく継続されます。

食品・飲料用ガス置換包装

大規模な食品包装施設では、高流量の窒素が必要となります。 ガス置換包装（MAP） また、制御雰囲気貯蔵にも対応しています。LW-40/4は毎分40立方メートルの容量で、複数の高速包装ラインに同時に供給できます。また、オイルフリー認証を取得しているため、FDA 21 CFR 173.310（食品グレード窒素）およびEU規則231/2012に準拠しています。オイル汚染がないため、食品接触用途で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できます。

材料と構造

LW-40/4のすべての構成部品は、窒素ガスとの互換性、耐腐食性、および長期的な機械的完全性を考慮して選定されています。

すべての圧力容器は、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%放射線透過試験（RT）を受け、完成した各容器は、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

基礎と取り付け

LW-40/4は乾燥重量が4.50トンで、重心はベースプレートから約850mm上にあります。2列対向シリンダー設計のため、不均衡な力は最小限に抑えられ、 6～8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、防振パッド（固有振動数6～8Hz）の上に設置する必要があります。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。

冷却水必要量

LW-40/4には約 冷却水38m³/h 入口温度は32℃を超えないこと。冷却水システムは、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回路で冷却水を供給する必要があります。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、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-40/4の重要な経済的利点は、 潤滑油の欠如 圧縮経路において、LW-40/4はこれらの消耗品を一切必要としません。四半期ごとのオイル交換、月ごとのオイル分析、年1回のセパレータエレメント交換が必要なオイル潤滑式コンプレッサーとは異なり、LW-40/4はこれらの消耗品を一切必要としません。繰り返し交換が必要な摩耗部品はPTFEピストンリングとライダーバンドのみで、これらは通常、清浄な窒素環境下で4,000～6,000時間の耐用年数を実現します。

法令遵守および安全認証

LW-40/4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-40/4は 比消費電力は約4.00kW/m³/分 吐出圧力0.40 MPaで窒素を圧縮します。この効率指標により、本機は30～50 m³/minの容量範囲のオイルフリーピストンコンプレッサーの中で上位に位置付けられます。参考までに、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4.4～4.9 kW/m³/minを消費し、従来の単段ピストン設計では5.2 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-40/4の効率上の利点は約 年間128,000～288,000kWh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 $10,240～$23,040 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25～35%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、および監視計器が必要となり、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-40/4のオイルフリー設計は、この寄生負荷を完全に排除します。

カスタマイズおよびOEM対応

LW-40/4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：東南アジアにおけるVPSA窒素ブースターのアップグレード

クライアント： ベトナムでVPSA窒素生成施設を運営する大手産業ガス供給会社

チャレンジ： 顧客が現在使用している油潤滑式窒素ブースター（欧州製、使用期間15年）において、窒素製品への油の混入が徐々に進行していました。油の混入レベルは2.8 mg/m³に達し、食品包装顧客が指定する0.1 mg/m³の制限値を上回っていました。また、油は活性炭最終研磨層を劣化させ、設計上の24ヶ月間隔ではなく、8ヶ月ごとに交換する必要が生じていました。

解決： 私たちは供給しました LW-40/4 オイルフリー窒素コンプレッサー 既存のシステムと直接交換可能で、インタークーラー、アフタークーラー、およびシーメンスS7-1200 PLC制御パネルを統合したカスタムスキッド上に構成されています。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。VPSA吸着サイクルによる圧力脈動を抑制するため、上流側に2m³のサージタンクが追加されました。

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認証を取得
• 活性炭ベッドの交換間隔： 8ヶ月から30ヶ月に延長消耗品費を年間14兆12000円節約
• 総維持費： 38%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
• エネルギー消費量： 7.2%改善 交換前のユニットと比較して、地域の電気料金で年間$15,600の節約に相当
• 予期せぬシステム停止： イベントゼロ 24ヶ月間の連続稼働

「LW-40/4のおかげで、油汚染の問題は完全に解消されました。食品包装のお客様から品質に関する苦情は一切なくなり、メンテナンスチームの作業時間もほぼ半分に短縮できました。投資回収期間は18ヶ月未満でした。」 — 施設運営責任者

よくある質問と選択ガイド

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