LW-50/8 窒素コンプレッサー – 中圧産業用配管向け高流量オイルフリーN2ブースター

LW-50/8は、吐出圧力0.80MPaで毎分50m³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。大規模な極低温空気分離バックアップ、高圧VPSA窒素ブースト、および広範な産業用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。潤滑油による汚染がなく、連続運転に対応し、24時間365日稼働する過酷な産業環境向けに最適化されています。

製品概要

の LW-50/8 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ラインナップの中で、高容量の主力機として位置づけられ、一次窒素生成と中圧配給インフラ間の厳しいギャップを埋めるように設計されています。 50 m³/分 強力な吐出圧力と相まって 0.80 MPaこのユニットは、大規模な極低温空気分離プラント、高圧VPSAブースターステーション、および広範な石油化学パイプラインネットワークにおける最も困難な要件に対応します。

LW-50/8を従来の潤滑式コンプレッサーと根本的に区別するのは、 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、高度な自己潤滑性PTFE複合材から精密に製造されており、炭化水素系潤滑剤を一切使用せずに機能します。この独自の設計により、窒素流は油分による汚染を完全に排除します。これは、食品包装用窒素、医薬品不活性化、半導体プロセスガス供給、高純度化学薬品ブランケットなど、ISO 8573-1クラス0認証が義務付けられている用途において、譲ることのできない必須条件です。

コンプレッサのアーキテクチャは、 二段二列 (二列二级) 2つの圧縮シリンダー間で全圧力比を戦略的に分割する構成。この段階的な方法により、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動作寿命が大幅に延長されます。各圧縮段には独立したインタークーラーが組み込まれており、最大負荷での連続運転中でもガス温度を安全な熱的範囲内に維持します。強化された鋳鉄フレームと精密機械加工された鍛造鋼クランクシャフトアセンブリは、 10万時間以上 標準的な予防保守手順に基づいた、信頼性の高いサービス。

技術仕様 – LW-50/8

* 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. 先進的なオイルフリーPTFE複合シーリングシステム

LW-50/8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微粒子添加剤を加えて製造されています。この先進的な材料マトリックスは、外部炭化水素潤滑剤なしで0.07以下の動摩擦係数を実現し、窒素製品ストリームへの油蒸気混入のリスクを完全に排除します。規制対象分野で事業を展開する産業購入者にとって、これは直接的に ISO 8573-1 クラス0準拠 下流工程における油のろ過、凝集、活性炭精製システムに伴う多額の設備投資や継続的な維持管理の負担を伴わない。

2. 最適化された2段階熱力学的性能

の 2段階圧縮アーキテクチャ LW-50/8 は、0.80 MPa の吐出圧力目標に合わせて熱力学的に調整されています。専用の低圧シリンダーと高圧シリンダー間で圧力比を分配することで、コンプレッサーは各段あたりの平均有効温度を大幅に低減します。段間に配置された設計されたシェルアンドチューブ式インタークーラーは、圧縮熱を効率的に除去し、最大連続定格負荷時でも吐出温度を 150 °C 以下に維持します。この高度な熱管理戦略により、同等の全体圧力比の単段コンプレッサーと比較してバルブプレートの寿命が約 40% 延長されるとともに、微量の酸素不純物を含む窒素流における熱重合のリスクも低減されます。

3. 高耐久性力バランスフレーム構造

メイン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）一体型の冷却水通路が鋳造品に直接加工されています。2 列対向シリンダー配置により、固有の一次力相殺が実現され、従来の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 85% 以上低減されます。この機械的利点により、LW-50/8 は大幅に軽量な基礎ブロック（同等の単列型では 16 トン以上に対し、最小 10 トン）で動作できるため、土木工事費が大幅に削減され、既存のコンプレッサー室や空気分離設備への後付け設置が簡素化されます。

4. 柔軟なマルチ電圧モーター構成

LW-50/8は 350kW高効率三相誘導電動機 IEC 60034-1 IE3効率クラスに準拠した380V、6kV、10kVの構成でご利用いただけます。380Vオプションは既存の低電圧産業用配電インフラにシームレスに統合でき、6kVおよび10kVバージョンは、大規模な空気分離施設や石油化学プラントで広く使用されている中電圧バスシステムに直接接続できます。この電圧の柔軟性により、中電圧環境における追加の降圧変圧器が不要となり、変圧器の損失を最小限に抑えることで、電気インフラの設備投資コストを削減し、システム全体の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

大規模極低温空気分離バックアップおよびピークカット

極低温ASUの運用において、LW-50/8は 大容量バックアップ窒素ブースター または、極めて高い信頼性を誇るピークシェービングコンプレッサー。一次空気分離装置でコールドボックスの異常、分子ふるいの汚染、または定期メンテナンスによる停止が発生した場合でも、LW-50/8は液体窒素貯蔵気化器から供給される重要な下流の消費機器への窒素供給を途切れることなく維持できます。その0.80 MPaという高い吐出圧力は、製鉄所の不活性化システム、化学反応器のブランケット、LNGプラントのパージガスネットワーク、パイプライン注入ステーションなど、中圧から高圧の分配ヘッダーへの供給に十分なヘッドを提供します。オイルフリー設計は、一次システムが利用不能な場合でも窒素の純度を損なうことができないバックアップシナリオにおいて、極めて重要な役割を果たします。

高圧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（通常0.05～0.10 MPa）で気体窒素を生成します。 LW-50/8 窒素ブースター この低圧製品は、要求の厳しい使用箇所への供給のために、0.80 MPaまで圧縮されます。オイルフリーの圧縮経路はVPSAサービスにおいて極めて重要です。なぜなら、炭化水素による汚染は炭素分子ふるい吸着剤を不可逆的に汚染し、窒素発生器の分離効率を永久的に低下させ、高価な吸着剤ベッド全体の交換を必要とするからです。50 m³/分の容量は、99.5～99.9%純度の窒素を2,000～3,000 Nm³/hで生産する大規模VPSA設備の出力に相当します。

石油化学・製油所向け高圧パイプライン注入

製油所のタンクファーム、石油化学貯蔵ターミナル、化学プロセスプラントでは、大量の窒素が必要となります。 高圧タンクのブランケット処理、パイプラインの不活性化、およびプロセス容器のパージ 爆発性蒸気の発生を防ぎ、製品の完全性を維持するため、LW-50/8は0.80MPaの吐出圧力で、3kmを超える距離でもパイプラインの摩擦損失を克服するのに十分な揚程を提供します。そのため、複数のプロセスユニット、貯蔵タンク、および積載ステーションに同時に窒素を供給する集中型窒素供給システムに最適です。連続運転定格と高い流量容量により、数週間に及ぶ長期メンテナンス期間中も窒素の供給が途切れることなく確保されます。

食品・飲料用高速改質雰囲気包装

高速生産ラインを稼働させる大規模食品包装施設では、大量の窒素流量が必要となる。 ガス置換包装（MAP）窒素充填、制御雰囲気貯蔵、包装機器の窒素充填などに使用できます。LW-50/8 の 50 m³/分の優れた容量は、多数の高速包装ライン、工業規模のスナック食品製造、乳製品加工工場、調理済み食品製造施設に同時に供給できます。オイルフリー認証により、FDA 21 CFR 173.310 (食品グレード窒素仕様) および EU 規則 231/2012 に完全に準拠しています。オイル汚染が全くないため、潤滑油を使用するコンプレッサーが誤って食品接触窒素用途に使用された場合に発生する可能性のある異臭、製品の酸化、変色などのリスクを排除できます。

材料と構造

LW-50/8のすべての部品は、窒素ガスとの適合性、耐腐食性、および過酷な産業条件下での優れた機械的耐久性を考慮して、綿密に選定されています。

すべての圧力支持部品は、以下の基準に厳密に従って設計、製造、テストされています。 ASME BPVC セクション VIII ディビジョン 1 または同等の中国規格GB 150に準拠。すべての溶接部は、ASMEセクションV、第2条に従って包括的な放射線検査（RT）を受け、完成した圧力容器はそれぞれ、工場出荷前に最大許容使用圧力（MAWP）の1.5倍の圧力で最低30分間の保持時間で厳格な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-50/8は乾燥重量が6.50トンで、重心はベースプレートから約900mm上に位置しています。2列対向シリンダー設計により、不均衡な力が最小限に抑えられ、 10～12トンの鉄筋コンクリート慣性ブロックブロックは、隣接する構造物や計装機器への振動伝達を防ぐため、弾性防振パッド（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およびメンテナンスのために非駆動側で1.5m、モーターおよびカップリングの点検のために駆動側で1.2m、クレーンを使用した大規模オーバーホールのために頭上クリアランス2.0m。

冷却水システムの仕様

冷却水流量の必要量は約 42 m³/h 入口温度は32℃を超えないこと。冷却水分配ネットワークは、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フロー回路で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（クーラー内のSS304チューブの腐食を防ぐため）、および懸濁固形物 < 30 mg/L。熱帯気候または水質がやや劣る地域で稼働する施設では、インタークーラーチューブ内のスケール形成および微生物汚染を防ぐために、サイドストリームろ過および自動化学処理を備えた密閉型冷却塔を強く推奨します。

包括的な予防保守スケジュール

LW-50/8の決定的な経済的利点は、 潤滑油の完全除去 圧縮経路から。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、廃油処理を必要とするオイル潤滑式コンプレッサーとは異なり、LW-50/8はこれらの消耗品を完全に排除します。唯一の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、クリーンな窒素運転条件下で、4,000～6,000時間の信頼性の高い運転を安定して実現します。

法令遵守および安全認証

LW-50/8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-50/8は 比消費電力は約7.00kW/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、このユニットは中圧用途向けの大容量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オイル潤滑式スクリューコンプレッサーは通常7.5～8.5 kW/m³/minを消費しますが、従来の単段ピストン設計ではこの圧力レベルで9.0 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-50/8の効率上の利点により、約 年間20万～40万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、これは直接的な年間運用コストの削減額が $16,000～$32,000 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) を完全に排除することと組み合わせると、 窒素圧縮の総所有コスト 10年間の運用ライフサイクルにおいて、推定28～38%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。この容量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、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定格出力の3～5%を消費します。LW-50/8のオイルフリー構造は、この無駄なエネルギー消費を完全に排除します。

カスタマイズおよびOEM対応

LW-50/8を特定の設置場所の状況、統合要件、エンドユーザーの運用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、計装機器、制御盤はすべて、一体型吊り上げラグと精密アンカーボルトテンプレートを備えた頑丈な構造用鋼製スキッド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、試運転のリスクを最小限に抑えます。
• 危険区域構成： 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向けに、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を提供します。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システム： 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/無負荷制御と可変周波数ドライブ（VFD）との互換性により、さまざまな需要プロファイルにおける部分負荷効率を最適化します。
• 環境保護システム： 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℃までの耐熱性電気部品、および専用のコンプレッサー室のない屋内設置に適した、1メートルで85dB(A)から72dB(A)に騒音を低減する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： 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、包括的な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、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個技術レビューと詳細な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、量産品の納品期間は注文確定後8～10週間です。

事例研究：極低温空気分離装置（ASU）高圧窒素ブースターの改修

クライアント： タイで極低温空気分離施設を運営する大手産業ガス生産会社

チャレンジ： 顧客が使用していた既存の油潤滑式窒素ブースター（欧州製OEM、稼働期間14年）では、窒素製品の流れに油が徐々に混入する問題が発生していました。油汚染レベルは3.5 mg/m³に達し、食品包装および医薬品顧客との契約で定められた0.1 mg/m³の制限値をはるかに超えていました。また、油汚染により活性炭最終研磨層が劣化し、設計上の24ヶ月間隔ではなく6ヶ月ごとに交換する必要が生じ、フィルターメンテナンスのために頻繁に計画外の停止が発生していました。

解決： 私たちは供給しました LW-50/8 オイルフリー窒素コンプレッサー 直接交換用として、インタークーラー、アフタークーラー、およびリモート監視機能を備えたシーメンスS7-1200 PLC制御パネルを統合したカスタムスキッド上に設計されました。スキッドの設置面積は既存の基礎に合わせて精密に設計されており、土木工事は一切不要です。ASUコールドボックスからの圧力脈動を抑制するため、上流側に3m³のサージタンクが設置されました。

30か月後の定量的な結果：

• 窒素油含有量： 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
• 活性炭ベッドの交換間隔： 6ヶ月から36ヶ月に延長消耗品費を年間14兆18000円節約
• 総維持費： 45%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をなくすことで
• エネルギー消費量： 9.2%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$22,000の節約に相当
• 予期せぬシステム停止： イベントゼロ 30ヶ月間の連続稼働
• 顧客からの苦情： 完全に排除された 運用開始以来

「LW-50/8は、当社の窒素純度に関する課題を完全に解決してくれました。食品および医薬品のお客様は製品の一貫性の向上を実感しており、当社の保守チームはサービス時間をほぼ半分に短縮することができました。投資額は20ヶ月以内に回収できました。」 — 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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当社の包括的な概要については、 工業用窒素圧縮機 オイルフリー酸素コンプレッサー、水素コンプレッサー、二酸化炭素コンプレッサー、およびお客様のご要望に応じた特殊ガスソリューションなど、幅広い製品を取り揃えております。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まで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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