DW-130/8 窒素コンプレッサー – 0.80 MPa メガスケール産業ガスインフラ向け超大容量オイルフリーN2ブースター

DW-130/8は、0.80 MPaの吐出圧力で毎分130 m³という驚異的な流量を実現するよう設計された、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、超大型VPSA窒素ブースターステーション、大陸横断型産業ガスパイプラインネットワーク向けに特別に設計されています。潤滑油による汚染は一切なく、24時間365日連続運転に対応し、重工業における最も厳しい窒素圧縮の課題に対応できるよう設計されています。

製品概要

の DW-130/8 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技術の頂点を極めた製品であり、当社の産業用ガス圧縮製品群の超高容量セグメントを占めています。卓越した定格容量は 130 m³/分 そして強力な吐出圧力 0.80 MPaこの装置は、総合製鉄所から大規模な石油化学プラントまで、世界の重工業における最も要求の厳しい窒素増圧用途に対応できるよう設計されています。

DW-130/8は、 完全にオイルフリーの圧縮機構 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。この設計思想により、窒素製品ストリームへの炭化水素混入の可能性が排除され、追加の下流精製装置なしで、最も厳しい純度要件にも即座に対応できます。食品グレード窒素供給、医薬品バルクガス供給、半導体製造クラスター供給などの事業者にとって、このオイルフリー認証は、設備投資の削減、メンテナンスの簡素化、そしてISO 8573-1クラス0規格への確実な準拠を意味します。

その 二段二列 (二列二级) この構成は、一般的な窒素発生器の出口圧力から0.80 MPaの排出を達成するために必要な大きな圧力比に対して熱力学的に最適化されています。巨大な寸法—6000 × 3640 × 3000 mmこの機械の工業規模を反映している一方で、 重量18.00トン この設計は、この容量での信頼性の高い連続運転に必要な構造的な厳格さを強調するものです。800kWの中電圧モータ駆動装置は、6kVまたは10kVの産業用配電システムに直接統合できるように設計されており、同等の出力を持つ低電圧モータに伴う電気インフラ上の負担を排除します。

技術仕様 – DW-130/8

* 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. 超高容量オイルフリー圧縮

DW-130/8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システム 高性能PTFE複合材にガラス繊維とブロンズ粒子を強化材として製造されています。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を0.06未満に抑え、窒素製品ストリームへの油蒸気の混入リスクを完全に排除します。130 m³/minの処理能力では、微量の油分混入でも累積汚染負荷が膨大になるため、オイルフリー設計は単なる好みではなく、高純度用途では絶対的に必要となります。PTFEリングは、超高容量0.80 MPa運転に伴う高い吐出温度と機械的応力に対応するように特別に設計されており、180℃まで寸法安定性を維持します。

2. 高圧比のための2段階熱力学的最適化

の 2段階圧縮アーキテクチャ DW-130/8 の熱力学的特性は、一般的な窒素発生器の出口圧力 0.05～0.15 MPa から 0.80 MPa の吐出圧力を達成するために必要な大きな圧力比を管理する上で不可欠です。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、コンプレッサーは各段の平均有効温度を大幅に低減します。各段の間には、大型で高効率のシェルアンドチューブ式インタークーラーが配置されており、この流量で発生する膨大な圧縮熱を除去し、最大連続負荷時でも吐出温度を 155°C 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、同等の圧力比を目指す単段設計と比較してバルブプレートの耐用年数を約 40% 延長する上で非常に重要です。

3. 力のバランス設計による壮大な鋳鉄製フレーム

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）一体型モノブロック設計で、冷却水通路が一体化されています。 2列対向シリンダー配置 自然な一次力相殺効果が得られるため、この容量レベルでは、不均衡な力によって非常に大きな基礎が必要となる場合、この効果は極めて重要です。力のバランスにより、単列設計と比較して伝達振動が80%以上低減され、25～30トンの鉄筋コンクリート慣性ブロックへの設置が可能になります。これは、同等の容量の不均衡な単列機に必要な40トン以上に比べれば、相当な大きさではありますが、管理可能な範囲です。この工学的利点は、基礎の耐力が限られている既存の産業ガス施設への改修設置において特に価値があります。

4. 大規模電力統合向け800kW中電圧駆動装置

DW-130/8は 800kW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、中電圧駆動は単に推奨されるだけでなく、不可欠です。同等の電力の380Vモータでは、全負荷電流が約1,400A必要となり、非現実的なほど大きな電力ケーブル、過大な開閉装置、および大きなI²R損失が発生します。中電圧構成は産業用配電ネットワークに直接統合され、低電圧の代替案と比較して推定30～40%の電気インフラコストを削減し、送電損失の低減により全体的な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

超大型極低温空気分離装置

5,000～15,000 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、DW-130/8は 一次高容量窒素ブースター コールドボックスと大陸規模の配送ネットワークの間に設置されます。その驚異的な130 m³/分の容量は、最大の単一トレインASUの出力に匹敵し、0.80 MPaの吐出圧力は、下流の産業クラスターへの長距離パイプライン輸送に必要なヘッドを提供します。これらの用途では、オイルフリー設計は必須です。なぜなら、メガスケールASUは通常、共通の配送インフラを通じて複数の純度グレードと消費者タイプに対応しており、高圧ヘッダー内のオイル汚染が下流のすべての消費者に伝播するからです。

超大型VPSA窒素ブースターステーション

ほぼ大気圧で99.5～99.9%純度の窒素を生産する超大型VPSA窒素発生装置農場の場合、 DW-130/8 窒素ブースター 低圧製品を0.80 MPaまで圧縮し、工業団地や製造拠点全体に高圧で供給します。高圧吐出は、広範囲にわたる配電網を通じて分散した消費者にサービスを提供するVPSA設備にとって不可欠です。配電網では、数キロメートルに及ぶパイプライン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が絶対に重要です。炭化水素汚染が発生すると、発電ファーム全体のカーボン分子ふるい吸着剤が不可逆的に汚染され、この規模の設備では1,000,000ドルを超える費用をかけて吸着剤を完全に交換する必要が生じるためです。

統合製鉄所の窒素インフラ

世界最大の総合製鉄所では、毎分数百立方メートルの窒素流量が必要となります。 高炉ガスシール、タンディッシュ不活性化、取鍋冶金、連続鋳造雰囲気制御DW-130/8は、130 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、転炉、連続鋳造ライン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、稼働中のすべての炉において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、下流のガス洗浄装置を汚損し、発電や暖房に使用される回収高炉ガスの品質を損なう可能性のある高炉ガスの油分混入を防ぎます。

石油化学メガコンプレックスにおける緊急窒素注入

石油化学メガコンプレックスでは、DW-130/8は高圧窒素を供給します。 緊急時の原子炉不活性化、触媒床の保存、パイプラインのパージ、および容器の減圧0.80 MPaの吐出圧力は、中間加圧なしで高圧プロセス容器や反応器システムに窒素を直接注入するのに十分であり、プロセス異常発生時の迅速な緊急対応を可能にします。連続運転定格により、安全上重要な事象発生時に大量の窒素を瞬時に供給できます。これらの用途では、窒素が触媒床に接触したり、プロセスストリームに混入したり、製品の置換に使用される場合があり、微量の炭化水素汚染でも製品品質を損なったり、触媒システムを劣化させたりする可能性があるため、オイルフリー認証は必須です。

材料と構造

DW-130/8は、窒素との適合性、超大容量サービス、そして最も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 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。この規模の機械では、ミル認証から最終組立まで材料のトレーサビリティが維持され、品質保証と規制遵守のための完全な文書が提供されます。

設置およびメンテナンスに関するガイドライン

基礎・構造工学

DW-130/8は乾燥重量18.00トンで、重心はベースプレートから約1,100mm上にある。巨大なスケールにもかかわらず、2列対向シリンダー設計により大きな力相殺が実現され、 25～30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、計装機器、および作業員エリア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5～7Hz）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2.0m、モーターメンテナンス用に駆動側で1.5m、大規模オーバーホール時のクレーンアクセス用に頭上2.5m。基礎設計は、安全率2.0で動的荷重を考慮する必要があります。

冷却水システムエンジニアリング

冷却水の需要は約 120 m³/h 入口温度は 32 °C を超えないものとします。水分配回路は、独立した流量制御弁を備えた並列分岐で、大型シリンダージャケット、大容量インタークーラー、アフタークーラーに水を供給します。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 (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)。冷却水需要の規模を考慮すると、サイドストリームろ過、化学処理、補給水前処理を備えた専用の密閉ループ冷却塔を強く推奨します。冷却システムの設計には、冷却塔のメンテナンス中に連続運転を保証する冗長性を含める必要があります。

予防保守スケジュール

DW-130/8 のオイルフリー設計は、同等の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。定期的なオイル交換は不要（年間約 1,500 リットルの潤滑油を節約）、オイル サンプルの分析も不要、フィルター エレメントの交換も不要、オイル セパレーター カートリッジの監視も不要です。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、クリーンな窒素環境下では4,000～6,000時間の耐用年数を実現します。この性能であれば、オイル関連のメンテナンスをなくすだけでも、人件費、消耗品費、廃棄費用を年間約25,000～40,000ドル節約できると推定されます。

法令遵守および安全認証

DW-130/8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。

パフォーマンスと効率の分析

DW-130/8は 比消費電力は約6.15kW/m³/分 0.80 MPaの吐出圧力で供給される窒素。この効率指標は、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特筆すべきものであり、100～150 m³/minの容量クラスにおいてこのユニットを有利な位置に位置づけています。参考までに、同様の高圧・大容量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6.5～7.5 kW/m³/minを消費しますが、複数の小型ピストンコンプレッサーで同等の容量を達成しようとすると、部分負荷時の非効率性により、合計比消費電力が7.0 kW/m³/minを超えてしまいます。

標準的な年間8,000時間の稼働スケジュールにおいて、DW-130/8の効率上の利点により、約 年間364,000～728,000kWh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 $29,120～$58,240 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年間の稼働期間で、推定25～35%の削減が見込まれる。この能力であれば、機械の設計寿命全体で累計$500,000を超える節約が可能となる。

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、複数の段からなる凝縮フィルター、大型の活性炭吸着装置、および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%（24～40kWの寄生負荷に相当）を消費します。DW-130/8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、電気インフラの要件を低減します。

カスタマイズおよびOEM対応

当社では、DW-130/8を特定のメガプロジェクトの要件、現場の状況、および統合上の制約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。

• 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。すべてのシステムを工場で事前テストすることで、現場での試運転時間を約60%短縮し、起動リスクを最小限に抑えます。このスキッドは、大型トラックによる輸送と天井クレーンによる設置に対応するように設計されています。
• 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、自動換気インターロック、防爆型計装機器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とDCSの統合： オプションとして、15インチHMIタッチスクリーンを備えたシーメンスS7-1500またはアレン・ブラッドリーControlLogix PLC、Modbus TCP/IP、OPC-UA、PROFINETによる冗長リモート監視、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/アンロード制御、可変周波数ドライブ（VFD）との互換性、および予知保全アルゴリズムにより、部分負荷効率が最適化され、コンポーネントの寿命が延びます。
• 環境保護システム： 沿岸部や沖合の設備向けに設計されたC5-M海洋グレードの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、および行政庁舎や住宅地付近への設置に適した、1メートル地点での騒音レベルを88dB(A)から75dB(A)に低減する特注の防音筐体。
• OEMおよびプライベートブランドプログラム： 世界のガス機器販売業者およびEPC請負業者向けに、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、トレーニング資料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DW-130/8は規模が大きいため、技術レビューと提案書の作成には通常7～10営業日を要し、基礎荷重の有限要素解析、配管応力解析、電気単線結線図の作成が含まれます。標準納期は14～16週間ですが、リピート注文の場合は注文確定後10～12週間で納品されます。

事例研究：中東における大規模VPSA窒素ハブ

クライアント： アラブ首長国連邦の石油化学コンプレックスと総合製鉄所にサービスを提供する大規模なVPSA窒素生成ハブを運営する大手産業ガス供給会社

チャレンジ： 顧客の窒素供給インフラは、共通の0.60 MPa分配ヘッダーに窒素を供給する4台の油潤滑式スクリューコンプレッサー（欧州ブランド、使用年数12～15年）で構成されていました。総設置容量は140 m³/分でしたが、頻繁な油の持ち越しにより分配ネットワーク全体が汚染され、石油化学反応器の不活性化システムと製鉄所のタンディッシュの不活性化の両方に影響が出ていました。4台のコンプレッサーのメンテナンスコストは年間1,000,000ドルにまで上昇し、0.60 MPaの圧力では新たな高圧プロセス要件を満たすには不十分でした。顧客は、既存のコンプレッサー2台の容量を代替し、かつ0.80 MPaの高圧を供給できる、信頼性の高い単一のオイルフリーユニットを必要としていました。

解決： 私たちは供給しました DW-130/8 オイルフリー窒素コンプレッサー 主ブースターとして、インタークーラー、アフタークーラー、および完全なSCADA統合を備えた冗長構成のSiemens S7-1500 PLC制御システムを搭載した特注の重量スキッド上に構成されています。吐出圧力0.80 MPaは、既存および将来のすべての高圧要件を満たし、オイルフリー設計により、配水ネットワーク全体への汚染が排除されています。複数の消費者の需要変動を緩衝するために、上流に10 m³のサージタンクが設置されています。このユニットは、熱帯仕様の電気部品と大容量冷却塔を備え、周囲温度50℃に対応するように設計されています。

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 流通ネットワーク全体において、ISO 8573-1クラス0認証を取得
• 稼働中のコンプレッサーの数： 4から2に削減 （DW-130/8 1台とバックアップ用の既存ユニット1台）により、運用とメンテナンスが簡素化されます。
• 年間維持費： 58%削減 （$220,000から$92,400）複数のユニットにわたるオイル関連の修理の排除による
• エネルギー消費量： 8.2%改善されました 代替された総容量と比較して、地域の電気料金で年間約144万8000ドルの節約になります。
• 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
• 高圧プロセスとの適合性： 追加のブースト装置なしで全ての新規プロセスが稼働開始

「DW-130/8の導入により、老朽化し​​て問題の多い複数のコンプレッサーから、信頼性の高い単一の主力機へと窒素供給インフラを統合することができました。オイルフリー設計により、施設全体の汚染問題を解消し、0.80MPaの圧力により、追加の設備投資なしに高圧プロセス能力を拡張することができました。投資回収期間は22ヶ月でした。」 — 産業ガスハブ公益事業部長

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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当社の経験豊富な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、および統合上の制約を評価するために待機しております。この規模のプロジェクトに対しては、有限要素解析、配管応力解析、電気単線結線図、基礎設計に関する推奨事項、および詳細な総所有コスト（TCO）分析を含む包括的なエンジニアリングサポートを提供いたします。最初の技術提案は5～7営業日以内にご提出いたします。

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