説明
LW-9.5/30 窒素コンプレッサー – 3.00 MPa 高圧プロセス用途向けオイルフリー窒素ブースター
LW-9.5/30は、吐出圧力3.00MPaで毎分9.5m³の流量を実現するように設計された、2段3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、ガス液化ブースター、および要求の厳しい石油化学プロセス用途向け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24時間365日の産業用信頼性を実現するように設計されています。
製品概要
の LW-9.5/30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製品群において重要な位置を占めており、特に大容量の流量と高い吐出圧力の両方を必要とする用途向けに設計されています。定格容量は 9.5 m³/分 そして並外れた 3.00 MPaの吐出圧力この装置は、工業用ガス処理、化学合成、石油化学プラントにおける、最も厳しい高圧窒素昇圧要件に対応します。
LW-9.5/30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先進的な自己潤滑性PTFE複合材料から精密機械加工されています。この本来のオイルフリー特性により、窒素製品の流れは完全に汚染されず、 ISO 8573-1 クラス0認証 本来、3.00 MPaの吐出圧力では、低圧用途と比較して油蒸気の持ち越しリスクが増大するため、オイルフリー設計は単に有利なだけでなく、プロセスの完全性を確保するために絶対に不可欠です。
コンプレッサーのアーキテクチャは 二段三列 (二列三级) 複数の圧縮ステージにわたって大きな圧力比を最適に分配する構成。この多段式アプローチは、PTFEシール要素の完全性を維持しながら、3.00 MPaの吐出圧力に関連する熱負荷を管理するために熱力学的に不可欠です。各ステージには独立したインタークーラーが備わっており、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ます。堅牢な鋳鉄製フレームと動的にバランス調整された鍛造鋼製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-9.5/30
| パラメータ | 価値 | ユニット |
|---|---|---|
| モデル | LW-9.5/30 | – |
| パターン | 二段三列（二列三级） | – |
| 容量 | 9.5 | m³/分 |
| 吐出圧力 | 3.00 | MPa |
| コンプレッサーのサイズ（長さ×幅×高さ） | 3127 × 1550 × 2543 | mm |
| 重さ | 3.70 | t |
| 力 | 110 | kW |
| 電圧 | 380 | 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. 極端な圧力比を実現する多段圧縮
の 2 段 3 列 (二列三级) アーキテクチャ LW-9.5/30 の熱力学的特性は、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不可欠です。全体の圧力比は約 30:1 ～ 60:1 で、2 つの中間冷却ポイントを備えた 3 列の圧縮部に分散されます。この多段式アプローチにより、各段の吐出温度が 160 °C 以下に制限され、PTFE シール要素の熱劣化が防止され、同等の全体の圧力比で動作する 2 段式設計と比較して、バルブ プレートの寿命が約 50% 延長されます。また、3 列構成により、優れた力バランス特性が得られ、基礎への振動伝達が低減されます。
2. 高圧オイルフリーPTFE複合シール
LW-9.5/30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 高圧サービス用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10倍になり、下流での油汚染の除去が指数関数的に困難になります。LW-9.5/30のネイティブオイルフリー設計は、この課題を完全に解消し、 ISO 8573-1 クラス0認証 下流側のろ過装置は一切不要です。PTFE配合により、最高185℃までの温度での連続運転が可能で、超高圧圧縮による熱応力下でも確実なシール性能を発揮します。
3. 高圧荷重に対応する強化フレーム構造
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）大幅に強化された壁部と一体型の冷却水通路を備えています。高圧シリンダーは、肉厚の鋳造部品、追加の外部リブ、および応力緩和溝を備え、3.00 MPa のピーク圧力に伴う機械的応力に耐えます。 3列シート構成 2列設計と比較して優れた慣性力配分を実現し、追加された列によってトルク伝達がよりスムーズになり、クランクシャフトのねじり振動が低減されます。この機械的な改良は、ピストンにかかる最大ガス力が大幅に高まる高圧コンプレッサーにおいて特に有効です。
4. 標準380V産業用モータードライブ
LW-9.5/30は 110kW、380V、50Hz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。6kVまたは10kVバスシステムを備えた施設向けには、降圧変圧器を内蔵したオプションのモーターを共通のスキッドに搭載して供給できます。
アプリケーションシナリオ
化学合成のための高圧窒素注入
化学プロセスプラントでは、LW-9.5/30は高圧窒素を供給します。 アンモニア合成ループのパージ、尿素反応器の不活性化、およびメタノール合成触媒の保存3.00 MPaの吐出圧力は、2.0～2.5 MPaで運転される高圧化学反応器に窒素を直接注入するのに十分であり、運転の全段階において正圧の不活性ガス層を維持します。化学合成用途においては、油分を含まない設計が極めて重要です。なぜなら、炭化水素による汚染は貴金属触媒を劣化させ、製品の品質を低下させ、発熱反応において危険な状態を引き起こす可能性があるからです。
ガス液化および極低温貯蔵ブースター
窒素液化プラントおよび極低温貯蔵施設では、 LW-9.5/30窒素ブースター 液化器の気化器または貯蔵タンクから窒素を圧縮し、分配、さらなる処理、または高圧貯蔵容器への移送に必要な圧力まで供給します。3.00 MPaの吐出圧力は、極低温液体貯蔵システムへの窒素供給、高圧熱交換器を通した窒素の駆動、および高圧を必要とするプロセス機器への窒素供給に十分です。オイルフリー設計により、極低温機器の汚染を防ぎ、液化窒素製品が食品グレード、医療グレード、および電子機器グレードの用途における厳格な純度要件を満たすことを保証します。
石油化学高圧容器の不活性化および試験
石油化学および精製プラントの操業において、LW-9.5/30は高圧窒素を供給します。 反応器触媒の保存、高圧容器への緊急窒素注入、プロセス配管の水圧試験、およびパイプラインの圧力試験3.00 MPaの吐出圧力は、最大2.5 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層を維持します。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。
超臨界流体抽出および処理
食品加工、医薬品製造、特殊化学品製造において、超臨界窒素は、 活性化合物の抽出、粒子形成、および敏感な部品の精密洗浄窒素の臨界点は3.39 MPa、-147℃です。つまり、LW-9.5/30の3.00 MPaの吐出圧力は、適度な冷却と組み合わせることで、窒素をほぼ超臨界状態に近づけます。この超臨界に近い窒素は、コーヒーからのカフェイン抽出、紅茶のカフェイン除去、精油の抽出、精密光学部品の洗浄などに使用されます。これらの用途では、油分を含まない設計が不可欠です。なぜなら、炭化水素などの汚染物質が目的化合物とともに抽出されてしまい、製品の純度と安全性が損なわれるからです。
材料と構造
LW-9.5/30は、超高圧窒素との適合性、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。
| 成分 | 材料 | 仕様 |
|---|---|---|
| シリンダーブロック（LP） | ねずみ鋳鉄 | GG25 / HT250、標準肉厚 |
| シリンダーブロック（IP） | ねずみ鋳鉄 | GG25 / HT250、補強壁＋リブ構造 |
| シリンダーブロック（HP） | ねずみ鋳鉄 | GG25 / HT250、高強度補強壁＋応力緩和 |
| 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 |
| ピストンリング | PTFE-ガラス-青銅複合材 | 超高圧対応、自己潤滑式、最高使用温度185℃ |
| ライダーバンド | PTFE複合材 | ピストンガイド、耐摩耗性、摩耗率 <0.03 mm/1000h |
| バルブプレート | ステンレス鋼 | SS316、高圧同心円リング設計 |
| インタークーラー（×2） | 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、32℃冷却水 |
| 高圧配管 | シームレスステンレス鋼 | SS316、ANSIクラス900フランジ |
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-9.5/30は乾燥重量が3.70トンで、重心はベースプレートから約850mm上にあります。3列構成のため、不均衡な力が適切に分散され、 6～8トンの鉄筋コンクリート慣性ブロックブロックは、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：バルブへのアクセス用に非駆動側で 1.2 m、モーターの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 1.8 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。
冷却水システムの設計
冷却水の需要は約 22 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 2 つの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の流れを受ける必要があります。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 (SS316 チューブの腐食防止のため)、懸濁固形物 < 30 mg/L、総硬度 < 300 mg/L (CaCO₃ 換算)。水質がぎりぎりの場所で、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
| 間隔 | サービス項目 | 対応が必要 |
|---|---|---|
| 毎日 | 運用検査 | 振動、異音、冷却水流量、吐出圧力、温度を確認してください。 |
| 250時間 | バルブプレートの点検 | すべてのステージバルブを取り外し、カーボン堆積物、スプリング疲労、亀裂がないか点検する。 |
| 1,000時間 | ピストンリング摩耗評価 | すべてのステージで溝のクリアランスを測定し、クリアランスが0.18 mm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 | すべてのステージにおいて、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、すべてのベアリングクリアランスを測定し、0.08 mmを超える場合はベアリングを交換する。 |
LW-9.5/30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。第3段の高圧バルブプレートは、3.00 MPaという極めて高い機械的応力のため、より頻繁な点検が必要と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に比べて大幅に低くなっています。
法令遵守および安全認証
LW-9.5/30窒素コンプレッサーは、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、ISO 14001:2015
窒素は単純窒息性ガスに分類されます。吐出圧力が 3.00 MPa の場合、ガスの急速な放出と酸素の置換のリスクが著しく高まります。すべての LW-9.5/30 設備では、圧縮機室および隣接するすべてのエリアで酸素欠乏の継続的な監視を実施する必要があります。高圧吐出配管には、MAWP の 110% 定格の圧力逃がし弁と、二次保護として破裂板を装備する必要があります。すべての高圧継手は、試運転前にヘリウム質量分析法または同等の方法を使用して漏れがないか検査する必要があります。換気システムは、OSHA 29 CFR 1910.146 に従って、周囲酸素濃度を 19.5% 以上に保つ必要があります。緊急停止インターロックは、O₂ が 19.5% で作動し（警報）、O₂ が 18.0% で自動隔離（強制停止）をトリガーする必要があります。この機器の操作または保守を行う前に、担当者は高圧ガス安全プロトコルの認定を受ける必要があります。高圧窒素は、決して人員や保護されていない表面に向けて噴射してはならない。
パフォーマンスと効率の分析
LW-9.5/30は 比消費電力は約11.58kW/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、超高圧圧縮の熱力学的現実を反映しており、圧力比とともに必要な仕事が大幅に増加します。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、オイルフリー超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優れていることがよくあります。比較のために、同様の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 12.0～14.0 kW/m³/min を消費しますが、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時間の運転スケジュールにおいて、LW-9.5/30の効率の優位性は、効率の低い代替品と比較して、およそ 年間38,000～95,000kWhのエネルギー節約$0.08/kWhの場合、これは年間$3,040～$7,600の直接的な電気料金削減に相当します。ただし、LW-9.5/30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 10 倍となり、下流での油の除去は指数関数的に困難かつ高価になる。 超高圧窒素圧縮装置の総所有コスト 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。
多段設計は、平均有効温度を下げ、体積効率を向上させることで、効率向上にも貢献する。2つの段間冷却ポイントにより、圧縮熱の約35%が除去され、後続の段で必要な仕事量が削減され、圧縮プロセスの全体的な等温効率が向上する。
カスタマイズおよびOEM対応
LW-9.5/30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、デュアルインタークーラー、アフタークーラー、高圧吐出配管、計装機器、制御盤は、構造用鋼製スキッド上に組み立て済みです。すべての高圧継手は、出荷前に工場で最大許容使用圧力（MAWP）の1.5倍の圧力で試験済みです。現場での設置作業は、電気接続と冷却水接続のみとなります。
- 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。制御システムには、ガス検知機能、自動換気インターロック、緊急遮断弁が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、段階的圧力解放などの高圧安全インターロック機能も備えています。
- 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、周囲温度55℃に対応した耐熱電気部品、1メートル地点での騒音を85dB(A)から72dB(A)に低減する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、特注の塗装色、ブランドロゴ入りの銘板、地域に合わせたドキュメントを提供します。
カスタム構成は以下から入手可能です 最小注文数量：1個設計提案書は通常5～7営業日以内に納品されます。標準納期は12～14週間ですが、条件を満たすご注文については10週間以内の特急納品も可能です。
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： インドネシアの肥料メーカーで、アンモニアと尿素の合成プラントを操業している。
チャレンジ： 当該プラントの既存の高圧窒素供給システムは、アンモニア合成ループおよび尿素反応器不活性化システムに供給する油潤滑式コンプレッサー（稼働期間20年）で構成されていた。窒素流中の油分汚染は2.8 mg/m³に達し、鉄系アンモニア合成触媒の劣化を招いていた。触媒活性は18ヶ月間で15%低下し、プラントの生産量減少とエネルギー消費量増加につながっていた。触媒交換費用は$450,000と見積もられ、プラントは操業停止の可能性に直面していた。
解決： 私たちは供給しました LW-9.5/30 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、デュアルインタークーラー、アフタークーラー、およびSCADA統合機能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に搭載した。吐出圧力3.00 MPaは高圧不活性化に必要なすべての要件を満たし、オイルフリー設計により触媒被毒も解消された。バッチ式尿素反応器不活性化システムからの需要変動を緩衝するために、上流側に2 m³のサージタンクが設置された。
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を達成
- アンモニア合成触媒活性： 安定化それ以上の減少は見られなかった
- 触媒交換費用の削減額： $450,000 （無期限延期）
- プラントの生産性向上： 設計容量まで回復年間14兆2100万の収益増加
- エネルギー消費量： 5.2%改善 交換前のユニットと比較して、年間$12,800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-9.5/30のおかげで、当社のアンモニアプラントは触媒交換と操業停止という壊滅的な事態を免れました。オイルフリー設計により触媒活性が回復し、生産を阻害していた汚染物質も除去されました。このコンプレッサーは、触媒コストの削減だけで最初の6ヶ月で投資額を回収できました。」 — 肥料製造工場主任技師
よくある質問と選択ガイド
関連製品およびソリューション
DWシリーズ高圧窒素コンプレッサー
DWシリーズは、0.40MPa～2.00MPaの吐出圧力に対応するように設計されており、窒素注入、高圧パイプライン昇圧、化学合成などの用途に使用できます。処理能力は2～130m³/分です。
ZWシリーズ 多段式オイルフリーコンプレッサー
酸素、窒素、水素、および特殊ガス用の縦型多段式オイルフリーコンプレッサー。最大吐出圧力は9.00MPaで、超高圧ガス充填や化学プロセス用途に対応します。
4MWシリーズ超高圧コンプレッサー
大容量窒素注入、ガス液化、および工業プロセス用途向けの、4列多段式超高圧オイルフリーコンプレッサー（3.00～3.60 MPa）。処理能力は80～120 m³/分。
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。
超高圧窒素システムのアップグレードをご検討ですか？
当社のアプリケーションエンジニアが、お客様の窒素流量要件、吸引条件、吐出圧力目標、およびシステム統合上の制約を評価するために待機しております。お問い合わせをいただいてから48時間以内に、無料の技術提案書、基礎レイアウト図、配管計装図（P&ID）、および詳細な総所有コスト（TCO）分析をご提供いたします。
メールアドレス: [email protected] 24時間以内に返信いたします
