4MW-80/30 窒素コンプレッサー | 80 m³/分 超高容量 4段式オイルフリー N2 ブースター（3.00 MPa 工業プロセス用）

4MW-80/30 窒素コンプレッサー – 3.00 MPa 工業プロセス向け超大容量4段オイルフリーN2ブースター

吐出圧力3.00MPaで毎分80m³の流量を実現するように設計された4MW-80/30は、最も要求の厳しい大規模産業用途向けに設計された、4段4列のオイルフリーピストン式窒素コンプレッサーです。オイル汚染ゼロ、大容量の流量、そして石油化学、鉄鋼、ガス処理施設における高圧下での連続運転に最適化されています。

製品概要

の 4MW-80/30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技術の頂点を極めた製品であり、大量の流量容量と高い吐出圧力の両方が同時に必要とされる、最も要求の厳しい大規模産業用途向けに設計されています。 容量80 m³/分 そして 3.00 MPaの吐出圧力このユニットは、当社の産業用窒素圧縮機製品群の中でも超高性能セグメントに属し、最大規模の極低温空気分離プラント、総合製鉄所、石油化学コンプレックスなどに供給されています。

4MW-80/30を当社のラインナップの他のすべてのモデルと区別するのは、 四段四列 (四列四级) 圧縮アーキテクチャ。この多段設計は、熱安定性を維持し、オイルフリーPTFEシール要素の完全性を保ちながら、3.00 MPaの吐出圧力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です。各段には独立したインタークーラーが装備されており、最大容量運転が継続している場合でも、ガス温度が安全な運転範囲内に維持されます。巨大な鋳鉄フレームと高耐久性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 厳しい工業環境下で。

コンプレッサーは当社の特徴を維持します 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。吐出圧力3.00MPaでは、低圧用途に比べてオイル蒸気の持ち越しリスクが指数関数的に高くなるため、オイルフリー設計は有利なだけでなく、絶対に必須となる。4MW-80/30は、 ISO 8573-1クラス0認証（ネイティブ） 下流に油ろ過装置を一切必要とせず、窒素の純度を確保することで、食品加工、医薬品製造、半導体製造、石油化学プロセス用途における最も厳しい要件を満たします。

技術仕様 – 4MW-80/30

* 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. 極端な圧力比を実現する4段階圧縮

の 4 段 4 行 (四列四级) アーキテクチャ 4MW-80/30 の基本的なエンジニアリング要件は、0.05～0.10 MPa の一般的な入口条件から 3.00 MPa の吐出圧力を達成することです。全体の圧力比は約 30:1 ～ 60:1 で、4 つの圧縮シリンダーに分散され、各ステージは 2.5:1 ～ 3.5:1 の管理可能な圧力比で動作します。各ステージの間には、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あり、圧縮熱を除去し、吐出温度を 150°C 以下に維持し、PTFE シール要素の熱劣化を防ぎます。この段階的なアプローチがなければ、吐出温度は 250°C を超え、オイルフリー材料の安全な動作限界をはるかに超えてしまいます。4 列の配置は、優れた力のバランスも提供し、対向するシリンダー ペア全体で一次および二次慣性力がほぼ相殺されます。

2. 高性能オイルフリーPTFEシールシステム

4MW-80/30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 多段高圧サービス用に特別に配合された超高性能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0.05未満にするために、ガラス繊維、ブロンズ粒子、二硫化モリブデン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、下流で油汚染を除去することは事実上不可能です。4MW-80/30の本来のオイルフリー設計により、 ISO 8573-1 クラス0認証 下流側のろ過、吸着、または監視装置は一切不要です。PTFE配合は、最高185℃までの温度での連続運転に対応し、4段階の圧縮による累積的な熱応力に耐えることができます。

3. 高度な力バランスを備えた頑丈な高耐久フレーム

メインフレームは鋳造されています GG30 グレー鋳鉄 （ASTM A48クラス35Bに相当）最大80mm厚の強化壁部と、鋳造品に直接加工された一体型冷却水通路を備えています。 4列対向シリンダー配置 隣接するシリンダーペア間で一次慣性力が相殺され、対称的なクランクシャフト位相によって二次力が最小限に抑えられるため、優れた力のバランスを実現します。この高度な機械的バランスにより、80 m³/minという大容量にもかかわらず、単列設計と比較して基礎に伝わる不均衡な力が90%以上低減されます。26.00トンの重量と6.8メートルの長さは、この機械の産業規模を反映しており、頑丈な基礎と天井クレーンによるアクセスを備えた専用のコンプレッサー室への設置を想定して設計されています。

4. 産業用途向け高出力中電圧駆動装置

4MW-80/30は 900kW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。この電力レベルでは、実用的な配電には中電圧駆動が必須です。380Vでのモータ電流は1,600アンペアを超え、非現実的なケーブルサイズと開閉装置が必要になります。6kVまたは10kV構成では、モータ電流が100～170アンペアの産業用中電圧配電ネットワークに直接統合でき、標準的なケーブルサイズと従来の開閉装置を使用できます。このモータは、熱帯気候での使用のために液体冷却ジャケットを備え、熱的余裕を広げるためにクラスF絶縁とクラスBの温度上昇を採用しています。

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

世界最大の極低温ASU施設では、5,000～15,000 Nm³/hの窒素ガスを生産しており、4MW-80/30は 一次高圧窒素ブースター コールドボックスと配給ネットワークの間に設置されます。80 m³/分の容量は、最大の単一トレインASUの出力に相当し、3.00 MPaの吐出圧力は、広大な工業団地の下流の消費者に長距離パイプラインで配給するのに十分なヘッドを提供します。窒素配給ネットワークは、製鉄所の不活性化（微量の不純物を許容）から半導体製造（ppb以下の汚染レベルを要求）まで、純度要件が異なる複数の消費者にサービスを提供するため、これらの用途ではオイルフリー設計が絶対に重要です。ブースターでオイル汚染が発生すると、配給システム全体に広がり、すべての消費者に影響を及ぼします。

製鉄所向け高圧窒素システム

複数の高炉、転炉、連続鋳造ラインを備えた現代の総合製鉄所では、 大量の高圧窒素 タンディッシュ不活性化、取鍋冶金、高炉ガスシール、緊急容器パージ用。4MW-80/30の80 m³/分の容量は、中央集中型の3.00 MPa窒素ヘッダーを介して複数の製鋼ユニットに同時に供給できます。高い吐出圧力は、最新のタンディッシュシステム（1.5～2.0 MPaで動作）の背圧を克服し、高炉羽口で確実なシールガス流量を維持するために不可欠です。 4MW-80/30 高圧窒素圧縮機 アジア各地の製鉄所に導入されており、その信頼性とオイルフリー運転は、鋳造品質の維持とタンディッシュノズルの詰まりの軽減に不可欠であることが証明されている。

石油化学高圧プロセスおよび緊急システム

石油化学コンビナートや製油所では、4MW-80/30は高圧窒素を供給します。 反応器触媒の保存、水素化分解装置の不活性化、高圧容器への緊急窒素注入、およびパイプラインの圧力試験3.00 MPaの吐出圧力は、ほぼすべてのプロセス容器および反応器システムに窒素を注入するのに十分であり、起動時、停止時、および緊急時において、正圧の不活性ガス層を維持します。連続運転定格により、長期間の定期修理期間中も窒素の供給が途切れることなく確保されます。オイルフリー認証は、触媒床に窒素が接触したり、触媒の被毒や製品の汚染を防ぐために完全に炭化水素を含まない状態に保たなければならないプロセスストリームに窒素が流入する石油化学用途において必須です。

ガス液化およびパイプラインブースターステーション

大規模な窒素液化プラントやガス輸送パイプラインネットワークでは、窒素を長距離輸送したり、極低温処理装置を通過させたりするために、大容量・高圧のコンプレッサーが必要です。4MW-80/30は、80 m³/分の流量と3.00 MPaの圧力の組み合わせにより、 パイプラインブースターステーション 数百キロメートルに及ぶ配管網全体にわたって流量と圧力を維持する。液化プラントでは、コンプレッサーが液化器の気化器から窒素を貯蔵および配送に必要な圧力まで昇圧する。オイルフリー設計により、汚染物質が極低温システムに入り込み、凍結して熱交換器を詰まらせることがない。

材料と構造

4MW-80/30は、超高圧窒素との適合性、耐熱性、および堅牢な構造的完全性を考慮して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

4MW-80/30は乾燥重量が26.00トンで、重心はベースプレートから約1,200mm上にあります。4列対向シリンダー設計により、巨大な容量にもかかわらず不均衡な力が非常にうまく管理され、 40～50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、高耐久性の弾性防振装置（固有振動数4～6Hz）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2.5m、モーターメンテナンス用に駆動側で2.0m、大規模オーバーホール時のクレーンアクセス用に頭上3.0m。基礎は、資格を有する構造技術者によって設計され、起動時、停止時、および緊急時の動的荷重を考慮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 120 m³/h 入口温度は32℃を超えないものとする。水分配回路は、個別の流量制御弁を備えた並列分岐で、シリンダージャケット、3つのインタークーラー、およびアフタークーラーに水を供給する。4段圧縮のため、インタークーラーは熱管理において重要であり、優先的に冷却水流量を受け取る必要がある。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）。信頼性の高い運転のためには、サイドストリームろ過と自動化学処理を備えた専用の密閉型冷却塔が必須である。

予防保守スケジュール

4MW-80/30 のオイルフリー設計は、同等容量の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（1 回あたり 500 リットル以上が必要）やオイル分析ラボとの契約、フィルターエレメントの在庫、セパレーターカートリッジの交換は不要です。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通常、清浄な窒素雰囲気下で3,000～5,000時間の耐用年数を実現します。4段階設計により、機械全体に摩耗がより均等に分散され、個々の部品にかかるピーク応力が軽減されます。

法令遵守および安全認証

4MW-80/30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

4MW-80/30は 比消費電力は約11.25kW/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、4 段による超高圧圧縮の熱力学的現実を反映しています。超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 (容量 >60 m³/分、圧力 >2.00 MPa) 内では、この効率は競争力があり、多くの場合、他の技術よりも優れています。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/分を消費しますが、複数のスクリューコンプレッサーを直列に接続して同等の性能を達成しようとすると、複雑な段間冷却が必要になり、それでもオイルフリー認証には達しません。

標準的な年間8,000時間の運転スケジュールにおいて、4MW-80/30の効率上の優位性は、効率の低い代替案と比較して、およそ 年間48万～96万kWhのエネルギー節約$0.08/kWhの場合、これは年間$38,400～$76,800の直接的な電力コスト削減に相当します。ただし、4MW-80/30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 それは、潤滑剤を使用する代替手段であれば必ず必要となるだろう。 超高圧窒素圧縮装置の総所有コスト オイルフリーの4MW-80/30を、完全な下流浄化を備えた潤滑式システムと比較した場合、10年間の運転期間で推定20～30%の削減が見込まれる。

4段階設計により、以下の点においてさらなる効率上の利点が得られます。 段間冷却の最適化各インタークーラーは、冷却水温度に5℃以内で近づくように設計されており、次の段階に入るガスの密度を最大化し、圧縮する必要のあるガスの体積を削減します。この段階冷却方式により、インタークーリングなしの断熱圧縮と比較して、圧縮プロセスの全体的な等温効率が約15%向上します。

カスタマイズおよびOEM対応

当社では、4MW-80/30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提供しています。

• ターンキーパッケージによる設置： コンプレッサー、モーター、4つのインタークーラー、アフタークーラー、高圧配管、計装機器、および制御システムは、一体型リフティングビームとアンカーボルトテンプレートを備えた巨大な構造用鋼製スキッド上に事前に組み立てられています。すべてのシステムを工場で事前テストすることで、試運転時間を短縮し、現場でのリスクを最小限に抑えます。
• 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、自動換気、緊急遮断システムを制御システムに組み込むことが可能です。
• 高度なプロセス制御： シーメンスS7-1500またはアレン・ブラッドリーControlLogix PLC（15インチHMIタッチスクリーン搭載）、Modbus TCP/IPおよびOPC-UAによる冗長リモート監視機能、そしてシームレスなDCS/SCADA統合。自動負荷分散、可変周波数ドライブ（VFD）対応、および予知保全アルゴリズムにより、可用性を最適化し、計画外のダウンタイムを削減します。
• 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、および居住建物付近への設置向けに1メートル地点での騒音放出を88dB(A)から75dB(A)に低減する特注の防音筐体。
• スペアパーツおよびサービス契約： 2年間の稼働に必要な主要消耗部品を含む包括的なスペアパーツパッケージ、試運転、保守、緊急対応に対応可能な工場研修を受けたサービスエンジニア、そして稼働保証付きの長期サービス契約。

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4MW-80/30の規模を考慮すると、技術レビューと提案書の作成には通常10～14営業日を要します。標準納期は16～20週間ですが、技術仕様が確定している条件を満たす注文については、14週間以内の特急納品が可能な場合があります。

事例研究：製鉄所の窒素供給システムのアップグレード

クライアント： 東南アジア有数の総合製鉄会社で、高炉3基、転炉2基、連続鋳造ライン6基を保有している。

チャレンジ： 製鉄所では、工場全体に窒素を供給するために、3台の油潤滑式コンプレッサー（合計容量75 m³/分、最大圧力2.00 MPa）を稼働させていました。システムは容量限界に達しており、メンテナンスや故障に対する冗長性はありませんでした。油汚染により、年間15%の鋳造品でタンディッシュノズルの詰まりが発生し、$250万トンの品質損失と再加工が発生していました。2.00 MPaの圧力では、最新の鋳造ラインに導入された新しい高圧タンディッシュ不活性化技術には不十分でした。顧客は、老朽化し​​たコンプレッサー群を置き換え、冗長性を確保し、新しい設備に3.00 MPaの圧力を供給できる単一のコンプレッサーを必要としていました。

解決： 私たちは供給しました 4MW-80/30 オイルフリー窒素コンプレッサー 主要な窒素供給源として、4基のインタークーラー、アフタークーラー、高圧配管、および完全なSCADA統合を備えたシーメンスS7-1500 PLC制御盤をターンキー方式のスキッドに搭載した構成を採用した。吐出圧力3.00 MPaは、新しいタンディッシュの要件を満たしつつ、プラント全体の配管ネットワークに十分なヘッドを提供する。オイルフリー設計により、すべての鋳造システムの汚染を排除した。既存のコンプレッサーのうち1基は、緊急時のバックアップとして残された。

30か月後の定量的な結果：

• 窒素油含有量： 3.8 mg/m³から0.01 mg/m³未満に減少ISO 8573-1クラス0を達成
• タンディッシュノズルの詰まり： 脱落鋳造歩留まりを94.2%から97.8%に向上
• 品質損失と手直し費用： 年間14兆2100万トン削減
• メンテナンス費用（旧型コンプレッサー3台 vs. 新型コンプレッサー1台）： 38%削減
• エネルギー消費量： 8.5%改善 交換された車両群と比較して、年間14,42,000ドルの節約となる。
• 予期せぬシステム停止： イベントゼロ 30か月間で、旧型コンプレッサーは平均して年間12日間の計画外のダウンタイムが発生していた。

「4MW-80/30の導入により、窒素供給はこれまで常に問題となっていた状態から、全く心配する必要のない信頼できる供給源へと劇的に変化しました。油汚染の解消は鋳造品質の向上につながり、導入費用を何倍も上回る効果をもたらしました。現在、別の工場にも2台目の設置を計画しています。」 — 総合製鉄会社、業務担当副社長

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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