LW-60/8 窒素コンプレッサー – 要求の厳しい0.80 MPa産業ネットワーク向け超大容量オイルフリーN2ブースター

LW-60/8は、吐出圧力0.80MPaで毎分60m³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、高圧VPSAブースターステーション、および集中的な石油化学パイプライン配送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、高圧下での24時間365日の過酷な産業運転に最適化されています。

製品概要

の LW-60/8 窒素圧縮機 これは、当社のオイルフリーピストンコンプレッサー製品群の頂点を極めた製品であり、大規模な産業ガスインフラにおける最も厳しい窒素増圧要件を満たすように設計されています。 容量60 m³/分 堅牢な 0.80 MPaの吐出圧力この装置は、流量と圧力の両方が譲れない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、および集約的な石油化学流通ネットワークにおいて、主力装置として活躍しています。

LW-60/8を従来の潤滑式代替品と区別するのは、 本質的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一切使用せずに作動する独自の自己潤滑性PTFE複合材料から製造されています。この設計思想により、窒素製品の流れは完全にオイル汚染から解放され、 ISO 8573-1 クラス0認証 下流の精製装置は一切不要です。食品加工、医薬品製造、半導体製造、石油化学処理などの事業者にとって、この本来の無油性は、油ろ過システムの設備投資、メンテナンス負担、エネルギー消費を削減します。

コンプレッサーのアーキテクチャは 二段二列 (二列二级) 2 つの圧縮シリンダーに相当な圧力比を最適に分配する構成。この段階的なアプローチは、PTFE シール要素の寸法精度を維持しながら、0.80 MPa の吐出圧力に関連する熱負荷を管理するために不可欠です。各ステージには独立した高効率インタークーラーが組み込まれており、最大容量での連続運転中もガス温度が安全な運転範囲内に維持されるようにします。頑丈な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-60/8

* 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. 高温PTFE複合材シール技術

LW-60/8は先進的な 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、カーボン黒鉛、および青銅粒子で強化された独自のPTFE複合材から製造されています。この材料配合により、外部炭化水素潤滑剤を使用せずに摩擦係数0.06未満を達成し、窒素製品ストリームへの油蒸気の混入を完全に排除します。リングは、0.80 MPaの運転に伴う高い吐出温度に対応するように特別に設計されており、185℃まで寸法安定性とシール効果を維持します。産業ガス事業者にとって、これは ISO 8573-1クラス0にネイティブ準拠 下流側の油ろ過装置に伴う設備投資コスト、メンテナンスの複雑さ、エネルギー消費の増大といった問題を回避できる。

2. 高度な2段階熱力学最適化

の 2段階圧縮アーキテクチャ LW-60/8は、要求の厳しい0.80 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。全体の圧力比を低圧シリンダーと高圧シリンダーに分割することで、コンプレッサーは単段式設計と比較して、段あたりの平均有効温度を大幅に低く抑えています。段間には専用の高効率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、最大連続負荷時でも吐出温度を160℃以下に維持します。この熱管理は、PTFEリングの完全性を維持し、同等の圧力比で動作する単段式コンプレッサーと比較して、バルブプレートの耐用年数を約45%延長するために不可欠です。

3. 優れた力バランスを備え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が鋳造品に直接機械加工されている。 2列対向シリンダー配置 自然な一次力相殺効果により、同等容量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を85%以上低減します。この機械的利点により、最小12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（単列設計では18トン以上）、土木工事費を大幅に削減し、基礎容量に制約がある既存のコンプレッサー室への改修設置を簡素化します。

4. 大規模集積化向け中電圧モータ駆動装置

LW-60/8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。中電圧駆動により、この出力定格の380Vモータに必要な大型の低電圧開閉装置や非現実的なほど太いケーブルが不要になります。産業用中電圧配電ネットワークに直接統合することで、電気インフラコストを削減し、電力ケーブルのI²R損失を最小限に抑え、全体的なエネルギー効率を向上させます。大規模な産業プラントで標準となっている6kVまたは10kVバスシステムを備えた施設では、LW-60/8はシームレスな電気的互換性を提供します。

アプリケーションシナリオ

超大型極低温空気分離プラント

3,000～8,000 Nm³/hの窒素ガスを生成するメガスケール極低温ASU施設では、LW-60/8は 一次高容量窒素ブースター コールドボックスと分配ヘッダーの間に設置されます。60 m³/分の容量は、最大の単一トレインASUの出力に相当し、0.80 MPaの吐出圧力は、統合製鉄所、石油化学クラッカー、LNG液化トレインなどの下流の消費者に長距離パイプラインで分配するのに十分なヘッドを提供します。これらの用途では、オイルフリー設計が絶対に重要です。なぜなら、オイルによる汚染は、半導体ウェハ製造や医薬品無菌充填ラインなど、同じ分配ネットワークで供給される最も繊細なプロセスに供給される窒素の純度を損なうからです。

高圧VPSA窒素ブースターステーション

大気圧に近い圧力で99.5～99.9%純度の窒素を生成する大型VPSA窒素発生装置の場合、 LW-60/8 窒素ブースター 低圧製品を0.80 MPaまで圧縮し、高圧で分配します。この高い吐出圧力は、大規模な工業団地や複数の施設に中央の高圧ヘッダーを介して供給するVPSA設備にとって特に有益です。このような設備では、分配ネットワーク全体で圧力損失が大きくなる可能性があるためです。VPSAサービスでは、オイルフリーの圧縮経路は必須です。炭化水素が混入すると、カーボン分子ふるい吸着剤が不可逆的に劣化し、分離効率が永久的に低下し、高額な吸着剤の完全交換が必要になるためです。

石油化学分野における高圧窒素システム

大規模な石油化学コンプレックスや製油所では、LW-60/8は高圧窒素を供給します。 反応器の不活性化、触媒の保存、パイプラインのパージ、緊急容器への注入、および水圧試験充填0.80 MPaの吐出圧力は、最大規模のプロセス容器や反応器システムの圧力定格を克服するのに十分であり、中間昇圧段階なしで窒素を直接注入できます。連続運転定格により、数週間に及ぶ可能性のある長期の定期修理期間中も、途切れることなく窒素を供給できます。オイルフリー認証は、窒素が触媒床に接触したり、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。

総合製鉄所の高圧不活性化

複数の高炉、転炉、連続鋳造ラインを備えた大規模な総合製鉄所では、膨大な量の窒素が必要となります。 高炉ガスシール、タンディッシュ不活性化、取鍋冶金、コークス炉ガスパージLW-60/8は60 m³/分の処理能力を持ち、中央集中型の高圧窒素ヘッダーを介して複数の高炉または鋳造工場全体に同時に供給できます。0.80 MPaの吐出圧力は、最大規模の高炉ガスシステムの背圧を克服し、すべての羽口レベルで確実なシールガス流量を維持するのに十分なヘッドを提供します。オイルフリー設計により、高炉ガスへの油分混入を防ぎ、下流のガス洗浄装置の汚染や、発電および暖房に使用される回収高炉ガスの品質低下を防止します。

材料と構造

LW-60/8は、窒素との適合性、高圧下での使用、および過酷な条件下での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セクションV、第2条に従って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。

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-60/8は乾燥重量が6.50トンで、重心はベースプレートから約950mm上にあります。2列対向シリンダー設計のおかげで、不均衡な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、弾性防振装置（固有振動数6～8Hz）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1.5m、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。

冷却水システムの設計

冷却水の需要は約 60 m³/h 入口温度は32℃を超えないものとします。水分配回路は、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分岐で水を供給します。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SS316チューブの腐食を防ぐため）、懸濁固形物 < 30 mg/L、総硬度 < 300 mg/L（CaCO₃換算）。水質がやや劣る場所では、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-60/8 のオイルフリー設計は、潤滑式代替品と比較してメンテナンスの複雑さを大幅に軽減します。オイル交換のスケジュールを立てる必要はなく、潤滑油サンプルを分析する必要もなく、オイルフィルターエレメントを交換する必要もなく、オイルセパレーターカートリッジを監視する必要もありません。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、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。メンテナンスの簡素化により、人件費の削減、スペアパーツ在庫の削減、機器稼働率の向上につながります。

法令遵守および安全認証

LW-60/8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-60/8は 比消費電力は約5.83kW/m³/分 0.80 MPaの吐出圧力で供給される窒素の効率指標は、高圧比で動作する超大容量オイルフリーピストンコンプレッサーとしては競争力があり、50～70 m³/minの容量クラスにおいて有利な位置づけとなります。比較のために、同様の高圧用途で使用されるオイル潤滑式スクリューコンプレッサーは通常6.2～7.0 kW/m³/minを消費し、従来の単段ピストン設計では同等の吐出圧力で8.0 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-60/8の効率上の利点により、約 年間18万～42万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 $14,400～$33,600 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、オイル分析) 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年間の運用期間で、推定22～32%の削減が見込まれる。

圧縮経路にオイルが存在しないことで、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。このサイズと圧力定格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出力の3～5%を消費します。LW-60/8のオイルフリー設計は、この寄生負荷を完全に排除し、システムの実効効率をさらに向上させます。

カスタマイズおよびOEM対応

LW-60/8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、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、すべてのシステムを工場で包括的に事前テストすることで、試運転のリスクを最小限に抑えます。
• 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、およびプラントDCS/SCADAシステムとのシームレスな統合が可能です。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、部分負荷効率が最適化され、起動時の機械的摩耗が軽減されます。
• 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℃までの熱帯地域向け電気部品、および専用のコンプレッサー室が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： 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ご用意しています。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：石油化学コンプレックスにおける窒素分配システムの全面的な見直し

クライアント： 中東にある主要な石油化学コンプレックスで、エチレンクラッカー3基、ポリエチレンプラント2基、ポリプロピレン製造設備1基を備えている。

チャレンジ： この複合施設の窒素供給は、共通の0.60 MPa分配ヘッダーに供給される3台の老朽化した油潤滑式コンプレッサー（ヨーロッパ製2台、アジア製1台、使用年数16～22年）によって行われていました。コンプレッサーでは、窒素流への油の混入が徐々に進行し、エチレン分解装置の触媒床を汚染し、ポリエチレン反応器で重合の問題を引き起こしていました。メンテナンス費用は年間12万ユーロにまで上昇し、0.60 MPaの圧力では、新たに導入された高圧反応器の不活性化要件を満たすには不十分でした。この複合施設では、生産目標の拡大に対応するため、最低でも0.80 MPaで毎分55 m³の窒素供給が必要でした。

解決： 私たちは供給しました LW-60/8 オイルフリー窒素コンプレッサー 新しい主圧縮機は、インタークーラー、アフタークーラー、および完全なSCADA統合を備えたシーメンスS7-1200 PLC制御パネルを内蔵したカスタムスキッド上に構成されています。吐出圧力0.80 MPaは、すべての新しい高圧不活性化要件を満たし、オイルフリー設計により触媒床と重合反応器の汚染が排除されました。複数のプロセスユニットからの需要変動を緩衝するために、上流に10 m³のサージ容器が設置されました。既存の2台の圧縮機はバックアップユニットとして残されました。

24か月後の定量的な結果：

• 窒素油含有量： 5.8 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
• 触媒床の交換頻度： 対象期間が18ヶ月から48ヶ月に延長されました。触媒コストを年間14兆18000万円節約
• 重合反応器の汚染事象： 完全に排除された仕様通りの生産量を2.1%向上させる
• 年間維持費： 48%削減 （$120,000～$62,400）石油関連の修理の廃止による
• エネルギー消費量： 8.2%改善されました 交換前の主要ユニットと比較して、年間約$24,800の節約になります。
• 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-60/8の導入により、当社の窒素供給の信頼性は劇的に向上しました。オイル汚染が解消されたことで触媒寿命が2.5倍に延び、反応器の汚染事故もなくなりました。メンテナンスチームは、オイル関連の修理に追われることなく、予防保全業務に専念できるようになりました。投資回収期間は16ヶ月未満でした。」 — 石油化学コンプレックス最高執行責任者

よくある質問と選択ガイド

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