LW-6/30 窒素コンプレッサー – 3.00 MPa プロセス用途向け高圧オイルフリー N2 ブースター

LW-6/30は、吐出圧力3.00MPaで毎分6m³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コンプレッサーです。高圧窒素注入、ガスボンベ充填ステーション、および要求の厳しい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、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-6/30 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ファミリーの中で、極めて高い吐出圧力が求められる用途向けに設計された、重要な位置を占めています。定格容量は 6 m³/分 そして並外れた 3.00 MPaの吐出圧力この装置は、産業ガスインフラ、化学プロセス、特殊ガス供給における、最も厳しい高圧窒素昇圧要件に対応します。

LW-6/30を従来の代替品と区別するのは、 完全にオイルフリーの圧縮経路 自己潤滑性PTFE複合ピストンリングとライダーバンドを採用しています。吐出圧力が3.00MPaの場合、低圧用途と比較してオイル蒸気の持ち越しリスクが劇的に増大するため、ISO 8573-1クラス0認証を必要とする用途では、オイルフリー設計が有利なだけでなく、絶対に必須となります。炭化水素系潤滑剤を使用しないことで、この圧力レベルではコストがかかり、効果的に実装するのが技術的に困難な下流側のオイルろ過システムが不要になります。

コンプレッサーのアーキテクチャは 二段二列 (二列二级) 熱力学的に、標準的な入口条件から 3.00 MPa 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。各段は高効率インタークーラーによって独立して冷却され、ガス温度が安全な動作範囲内に維持され、PTFE シール要素の寸法安定性が保たれます。強化鋳鉄フレームと動的にバランス調整された鍛造鋼クランクシャフトは、最低耐用年数で設計されています。 12万時間 標準的な保守手順に従って。

技術仕様 – LW-6/30

* 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. 極圧オイルフリーPTFEシールシステム

LW-6/30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 極圧用途向けに特別に配合された高密度PTFE複合材から製造されています。これらのリングは、外部炭化水素潤滑なしで摩擦係数を0.06未満にするために、ガラス繊維とブロンズ粒子で強化されています。3.00 MPaの吐出圧力では、油蒸気の分圧は0.30 MPaの場合の約30倍になるため、従来の油潤滑設計は高純度用途には全く適していません。PTFE複合材の配合は、最高185℃までの温度で連続運転が可能で、3.00 MPaの圧縮による強い熱応力下でも確実なシール性を確保します。医薬品、半導体、食品グレードの窒素製造のオペレーターにとって、この本来オイルフリーの設計は、 ISO 8573-1 クラス0準拠 下流の精製装置は一切使用していません。

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-6/30 の 2 段圧縮は、0.05～0.10 MPa の一般的な入口圧力から 3.00 MPa の吐出圧力目標を達成するために熱力学的に必須です。全体の圧力比は約 30:1 ～ 60:1 で、低圧シリンダーと高圧シリンダーに分割され、各段は管理可能な圧力比で動作します。段間の高効率シェルアンドチューブ式インタークーラーは、圧縮による大きな熱を除去し、吐出温度を 160°C 以下に維持し、PTFE シール要素の熱劣化を防ぎます。段圧縮がない場合、吐出温度は 250°C を超え、オイルフリーシール材の安全な動作限界をはるかに超えます。2 段設計は、このような極端な圧力比で動作する単段圧縮機で発生する再膨張損失を低減することで、体積効率も向上させます。

3. 高圧機械荷重に対応する強化フレーム

メインフレームは鋳造されています GG25 グレー鋳鉄 強化された壁部、追加のリブ、および一体型の冷却水通路を備えています。高圧シリンダーは、3.00 MPa の運転に伴うピークガス力に耐えるために、大幅に厚い壁と強化された構造サポートを備えています。 2列対向シリンダー配置 自然な一次力相殺効果を発揮し、特に高圧コンプレッサーではピストンにかかる最大力が低圧コンプレッサーの3～4倍にもなるため、この効果は非常に重要です。この機械的利点により、基礎への振動伝達が低減され、ベアリング、コネクティングロッド、クランクシャフトジャーナルの耐用年数が延びます。

4. 標準380V産業用モータードライブ

LW-6/30は 65kW、380V、50Hzの三相誘導電動機 IEC 60034-1効率クラスIE3に準拠。標準の低電圧構成は、中電圧開閉装置や降圧変圧器を必要とせず、既存の380V産業用配電盤に直接統合できます。この電気的な簡素化により、設備投資と試運転の複雑さが軽減され、幅広い産業施設での利用が可能になります。65kWの定格出力は、3.00MPaで6m³/分の容量に最適化されており、高圧オイルフリーコンプレッサーセグメントにおいて競争力のある比消費電力を実現しています。

アプリケーションシナリオ

高圧窒素ボンベ充填ステーション

LW-6/30は、 窒素ボンベ充填作業 高圧ガスを15～20 MPaの充填圧力で標準的な工業用シリンダーに圧縮する必要がある。コンプレッサーの3.00 MPaの吐出圧力はシリンダー充填圧力に直接達しないが、下流の高圧充填コンプレッサーに必要な圧縮比を大幅に低減する高効率の中間ブースターとして機能する。この段階的なアプローチにより、システム全体の効率が15～25%向上し、高価な高圧充填装置の摩耗が軽減される。6 m³/分の容量は、1時間あたり80～120本のシリンダー充填速度をサポートできるため、工業用、医療用、特殊ガスの顧客にサービスを提供する商業用ガス充填ステーションに適している。オイルフリー設計はシリンダー充填に必須であり、オイルによる汚染はシリンダー内に閉じ込められ、エンドユーザーに届けられる。

化学プロセスにおける高圧窒素注入

化学プロセスプラントでは、 LW-6/30 高圧窒素圧縮機 窒素を供給する 高圧反応器の不活性化、触媒床の保護、および高圧下で稼働するプロセス容器への緊急窒素注入3.00 MPaの吐出圧力は、最大2.4 MPaの圧力で運転されるプロセス容器に窒素を注入するのに十分であり、起動、停止、および異常状態の間も正の不活性ガスブランケットを維持します。オイルフリー認証は、窒素が触媒床に接触したり、炭化水素汚染を完全に排除する必要があるプロセスストリームに流入したりする化学用途において不可欠です。微量の油分汚染であっても、貴金属触媒を汚染したり、重合反応を劣化させたり、規格外の製品バッチを引き起こしたりする可能性があります。

ガス液化および極低温貯蔵における加圧

窒素液化プラントおよび極低温貯蔵施設では、LW-6/30 は窒素を高圧に圧縮し、 液化サイクル供給、極低温貯蔵タンク加圧、および液体窒素移送ポンプ3.00 MPaの吐出圧力は、中小規模の液化プラントの熱交換器や膨張タービンを通して窒素を駆動するのに適しています。オイルフリー設計により、極低温機器への油の混入を防ぎます。極低温機器では、微細な油分でも凍結して熱交換器や膨張弁の狭い通路を塞ぎ、壊滅的なプロセス障害を引き起こす可能性があります。

パイプラインの圧力試験および静水圧試験

石油・ガス産業、化学プラント、発電施設では、高圧窒素が必要とされる。 パイプラインの圧力試験、圧力容器の静水圧試験、およびプロセス機器の空気圧試験LW-6/30の吐出圧力3.00 MPaは、設計圧力2.4 MPaまでのパイプラインおよび容器の試験に適しています（ASME B31.3準拠、試験圧力＝設計圧力の1.5倍）。寒冷地での試験（凍結防止）、乾燥状態を維持する必要のあるシステム（電気機器、ガスパイプライン）、および水による汚染の除去が困難な用途では、水よりも窒素が推奨されます。オイルフリー設計により、試験媒体自体が試験対象システムに汚染物質を持ち込むことはありません。

材料と構造

LW-6/30は、極圧窒素との適合性、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-6/30は乾燥重量が2.70トンで、重心はベースプレートから約800mm上にあります。2列対向シリンダー設計により、極圧運転にもかかわらず不均衡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、弾性防振装置（固有振動数 7～10 Hz）に取り付ける必要があります。最小クリアランス要件：バルブアクセス用に非駆動側で 1.2 m、モーターメンテナンス用に駆動側で 1.0 m、クレーンアクセス用に頭上 1.5 m。高圧排出配管には特に注意を払い、3.00 MPa での振動による疲労を防ぐために、適切に支持、固定、および応力除去を行う必要があります。すべての高圧配管は、ASME B31.3 プロセス配管規格に従って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 15 m³/h 入口温度が 32 °C を超えない状態で。水分配回路は、シリンダージャケットとインタークーラーに並列に水を供給します。圧力比が極めて高いため、インタークーラーは熱管理において絶対的に重要であり、常に優先的に冷却水が供給される必要があります。水質仕様: pH 6.5～8.5、総溶解固形分 < 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)、懸濁固形分 < 30 mg/L、総硬度 < 300 mg/L (CaCO₃ 換算)。高圧熱交換器のスケール形成と腐食を防ぐため、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-6/30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、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。極圧バルブプレートは、機械的応力が大幅に増加するため、低圧バルブプレートよりも頻繁な点検が必要に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-6/30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-6/30は 比消費電力は約10.83kW/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、圧力比とともに必要な仕事が大幅に増加する極圧圧縮の熱力学的現実を反映しています。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、この効率は競争力があり、オイルフリー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、同様の極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、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-6/30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48,000～96,000kWhのエネルギー節約$0.08/kWhの場合、これは年間$3,840～$7,680の直接的な電力コスト削減に相当します。ただし、LW-6/30を選択する主な経済的要因は通常、 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手段では、これは必須となる。3.00 MPa では、油蒸気の分圧は 0.30 MPa の場合の約 30 倍となり、下流の油ろ過システムの効率が低下し、コストも高くなる。 超高圧窒素圧縮の総所有コスト オイルフリー運転を、完全な下流浄化を備えた潤滑システムと比較した場合、10年間の運転期間で推定30～45%の削減が見込まれる。

圧縮経路に油分が存在しないことは、3.00 MPa の圧力では特に重要です。なぜなら、圧力が上昇するにつれて油分汚染の濃度が高まり、除去が困難になるからです。この圧力レベルでは、たとえサブ ppm レベルの油分汚染であっても、下流のプロセス機器、触媒床、極低温システムに重大な問題を引き起こす可能性があります。LW-6/30 は、オイルフリー設計を採用しているため、この課題を完全に解消し、運転圧力に関わらず、ISO 8573-1 クラス 0 の窒素を安定して供給します。

カスタマイズおよびOEM対応

LW-6/30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組み立て済みです。全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とリスクが軽減されます。
• 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まれています。
• 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。過圧時の自動アンロード、緊急遮断弁、冗長圧力監視などの高圧安全インターロックも備えています。
• 環境保護： 沿岸設置向けの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： 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ご用意いたします。

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12～14週間ですが、リピート注文の場合は注文確定後8～10週間で納品されます。

事例研究：化学プラントにおける高圧窒素システムのアップグレード

クライアント： マレーシアにある高圧重合反応器を操業する特殊化学品メーカー

チャレンジ： 当該プラントでは、反応器の不活性化および触媒床の保護のために、2.50 MPaの圧力で窒素を供給する油潤滑式高圧コンプレッサーを使用していた。窒素中の油汚染レベルは2.2 mg/m³に達し、触媒被毒事故が頻繁に発生し、1件あたり$45,000の費用で反応器の停止と触媒の交換が必要となった。また、油は反応器内部にも付着し、熱伝達効率を低下させ、洗浄によるダウンタイムを増加させていた。当該プラントでは、平均して年間4件の触媒被毒事故が発生し、総損失額は年間$180,000を超えていた。

解決： 私たちは供給しました LW-6/30 オイルフリー窒素コンプレッサー 主高圧ブースターとして、インタークーラー、アフタークーラー、冗長圧力監視機能と自動緊急遮断機能を備えたシーメンスS7-1200 PLC制御盤を内蔵したカスタムスキッドに搭載。吐出圧力は3.00 MPaで、プロセス要件である2.50 MPaを上回る安全マージンを確保し、需要ピーク時でも安定した窒素供給を実現。オイルフリー設計により、触媒被毒の根本原因を排除。

24か月後の定量的な結果：

• 窒素油含有量： 2.2 mg/m³から0.01 mg/m³未満に減少ISO 8573-1クラス0を達成
• 触媒中毒事故： ゼロ 過去24か月間で8件の事件が発生したのに対し、過去24か月間では8件の事件が発生した。
• 触媒交換費用： 脱落年間14,180,000TPを節約
• 原子炉洗浄停止時間： 60%削減 内部の油汚れの除去により
• 植物の全体的な入手可能性： 4.2%増加$320,000/年の追加生産量に相当
• 返済期間： 1.2年 触媒交換費用の削減のみに基づく

「LW-6/30は、当工場史上最も大きな影響を与えた設備アップグレードです。触媒被毒の解消により、直接コストを年間14,180,000ドル削減し、生産能力を41,300トン以上増加させることができました。投資回収期間はわずか1年強でした。10年前にこの変更を行っていればよかったと思っています。」 — 特殊化学品製造工場長

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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