DW-36/30 窒素コンプレッサー – 3.00 MPa 工業プロセス用高容量4段オイルフリーN2ブースター

DW-36/30は、吐出圧力3.00MPaで毎分36m³の流量を実現するよう設計された、2段4列オイルフリーピストン式窒素コンプレッサーです。超高圧窒素注入、ガス液化、化学合成、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、そして極圧下での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 DW-36/30 窒素コンプレッサー これは、当社のオイルフリーピストンコンプレッサーエンジニアリングの頂点を表しており、大きな流量容量と極めて高い吐出圧力の両方が譲れない要件となる用途向けに特別に設計されています。定格容量は 36 m³/分 そして並外れた 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圧セグメントに属し、化学、石油化学、ガス処理業界における最も要求の厳しいプロセス用途に対応します。

DW-36/30を従来の代替品と区別するものは、 完全にオイルフリーの圧縮経路 と組み合わせた 4段階圧縮アーキテクチャピストンリングとライダーバンドは、炭化水素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複合材料から製造されており、油汚染リスクが最も高い極圧下でも窒素流が完全に油汚染されないことを保証します。この固有のオイルフリー特性により、 ISO 8573-1 クラス0認証 ネイティブに、3.00 MPaでは技術的に困難で経済的にも非現実的な下流の油除去ろ過の必要性を排除します。

コンプレッサーのアーキテクチャは 二段四列（二列四级） 熱力学的に、通常の入口条件から 3.00 MPa の吐出圧力を達成するために不可欠な構成。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配され、各ステージは管理可能な圧力比で動作します。3 つのステージ間冷却器が圧縮による大きな熱を除去し、ガス温度が安全な動作限界内に維持され、PTFE シール要素の完全性が保たれます。巨大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 100 MPa と評価されています。 12万時間 標準的な保守手順に従って。

技術仕様 – DW-36/30

* 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

DW-36/30は 4段階圧縮アーキテクチャ これは、一般的な入口圧力 0.05～0.10 MPa から 3.00 MPa の吐出圧力を達成するために熱力学的に不可欠です。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、各ステージは約 2.5:1 ～ 3.5:1 の圧力比で動作します。この段階的なアプローチは、各ステージの吐出温度を 150 °C 未満に制限し、PTFE シール要素の熱劣化を防ぎ、信頼性の高い長期動作を保証するため重要です。ステージ間に 3 つ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、圧縮による大きな熱を除去し、圧縮経路全体で最適な熱力学的効率を維持します。4 段階圧縮がない場合、吐出温度は 250 °C を超え、あらゆる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. 超高圧オイルフリーPTFEシール技術

DW-36/30は独自の技術を採用しています 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、高弾性率ガラス繊維とブロンズ粒子で強化されており、外部炭化水素潤滑なしで0.05未満の摩擦係数を実現しています。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100倍になり、油汚染は問題になるだけでなく、下流工程にとって壊滅的な事態となります。DW-36/30の本来のオイルフリー設計により、 ISO 8573-1 クラス0準拠 下流側のろ過を一切必要としないという、この圧力レベルの潤滑式コンプレッサーでは技術的に不可能な偉業を成し遂げました。PTFE配合は、最高185℃までの温度で連続運転が可能で、短時間であれば200℃までの緊急運転にも対応できます。

3. 高圧機械荷重に対応する堅牢な強化フレーム

メインフレームは鋳造されています GG25 グレー鋳鉄 大幅に強化された壁部、追加のリブ、鋳造品に直接加工された一体型の冷却水通路を備えています。3.00 MPa でのピストンにかかる最大ガス力は、0.30 MPa コンプレッサーの場合の約 10 倍であり、非常に高い剛性を持つフレーム構造が必要です。 2列4気筒配置 反対方向のシリンダーが一次慣性力を相殺し、固有の力のバランスを提供します。この機械的対称性により、基礎に伝達される不均衡な力が 85% 以上低減され、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。 最低20トン 極めて大きなピーク負荷にもかかわらず、クランクシャフトは42CrMo4合金鋼から鍛造され、ISO 1940 G1.0規格に準拠した動的バランス調整が施されており、5つのメインベアリングジャーナルによって支持され、極度のベアリング負荷を分散します。

4. 産業規模の電力供給のための中電圧駆動装置

DW-36/30は 450kW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。450kWの場合、380Vモーターは約800Aの電流を必要とし、実用的ではないほど大きなケーブルと開閉装置が必要になります。中電圧駆動によりこれらの制約が解消され、管理可能なケーブルサイズと標準的な開閉装置を使用して、産業用中電圧配電ネットワークに直接統合できます。この電気アーキテクチャはDW-36/30の電力定格に不可欠であり、大規模プロセスプラント向けの真の産業用コンプレッサーとしての位置付けを反映しています。

アプリケーションシナリオ

超高圧窒素注入による原油増産

石油・ガス生産において、DW-36/30は 高圧窒素噴射コンプレッサー 強化石油回収 (EOR) および混和性ガス圧入作業用。3.00 MPa の吐出圧力は、貯留層圧力が通常 15～30 MPa である深度 2,000 メートルまでの貯留層に窒素を注入するのに十分です。DW-36/30 は貯留層圧力に直接達しませんが、高圧注入ポンプに供給するプライマリーブースターとして機能し、必要な圧縮エネルギー全体を削減します。36 m³/min の容量は複数の注入井を同時にサポートできるため、フィールド規模の EOR プロジェクトに適しています。油分を含まない設計は絶対に重要です。油分が混入すると、貯留層が損傷し、浸透率が低下し、石油回収効率が損なわれるためです。

化学合成およびアンモニアプラントの窒素供給

アンモニア合成プラントや化学製造施設では、 DW-36/30 高圧窒素コンプレッサー 触媒合成反応に必要な高圧の窒素供給ガスを供給します。吐出圧力3.00 MPaは、ハーバー・ボッシュ法によるアンモニア合成ループ、メタノール合成反応器、その他の高圧化学プロセスへの供給に適しています。オイルフリー設計により触媒被毒を防ぎます。触媒被毒は触媒合成において大きな問題であり、微量の油分混入でも高価な触媒床が不活性化し、触媒交換のために高額な操業停止が必要となる場合があります。36 m³/分の供給能力は、1日あたり300～500トンのアンモニアを生産する中規模アンモニアプラントの窒素需要を満たすことができます。

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、DW-36/30 は窒素を高圧に圧縮し、 ジュール・トムソン膨張液状化サイクル また、極低温貯蔵容器内の圧力維持にも使用されます。3.00 MPaの吐出圧力は、クロードサイクル液化装置や、再生式熱交換器の高圧側を通して窒素を駆動するのに十分です。オイルフリー設計は不可欠です。なぜなら、オイルが混入すると液化装置の極低温部で凍結し、熱交換器の通路を塞ぎ、コールドボックスの壊滅的な故障を引き起こすからです。36 m³/分の容量は、毎時5,000～10,000リットルの液体窒素の液化速度に対応します。

高圧パイプラインの試験および試運転

石油・ガスパイプライン建設において、DW-36/30は高圧窒素を供給します。 水圧試験、空気圧強度試験、およびパイプラインの試運転空気圧試験では、酸素を含む混合物に伴う爆発リスクを排除できるため、空気よりも窒素が好まれます。3.00 MPaの吐出圧力は、ANSIクラス300およびクラス600の圧力定格に準拠したパイプラインの強度試験に適しています。36 m³/分の容量により、大口径パイプラインを迅速に加圧できるため、試験サイクル時間を短縮し、プロジェクトスケジュールを加速できます。オイルフリー設計により、試験対象のパイプラインが試運転前に大がかりな洗浄を必要とする炭化水素で汚染されることがありません。

材料と構造

DW-36/30は、超高圧窒素への適合性、極めて高い機械的ストレス耐性、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

DW-36/30 の乾燥重量は 13.00 トンで、重心はベースプレートから約 1,000 mm 上にある。3.00 MPa の巨大なピークガス力のため、 最低20トンの鉄筋コンクリート慣性ブロック 必要なのは、高耐久性の弾性防振装置（固有振動数 5～7 Hz）に取り付けることです。基礎は、静荷重の 2.5 倍の動荷重を支えるように設計する必要があります。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 2.0 m、モーターメンテナンス用に駆動側で 1.5 m、大規模オーバーホール時のクレーンアクセス用に頭上 2.5 m。コンプレッサー室は、大規模メンテナンス時に 15 トンの荷重を持ち上げられるクレーンアクセスに対応できるように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 80 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、シリンダージャケットと 3 つのインタークーラーに並列分岐で水を供給し、インタークーラーへの流量が優先されます。極めて高い圧力比のため、インタークーラーは熱管理において極めて重要であり、常に十分な冷却水流量を受け取る必要があります。水質仕様: pH 6.5～8.5、総溶解固形物 < 400 mg/L、塩化物含有量 < 30 mg/L (高圧クーラー内の SS316 チューブの腐食を防ぐため)、懸濁固形物 < 20 mg/L、総硬度 < 250 mg/L (CaCO₃ 換算)。信頼性の高い運転のためには、全流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す。

予防保守スケジュール

DW-36/30のオイルフリー設計は、潤滑式に比べ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、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通常、清浄な窒素環境下では3,000～5,000時間の耐用年数を達成します。ただし、高圧段（第3段および第4段）は、極度の機械的ストレスにより摩耗が加速する可能性があるため、これらの段についてはより頻繁な点検をお勧めします。

法令遵守および安全認証

DW-36/30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。

パフォーマンスと効率の分析

DW-36/30は 比消費電力は約12.50kW/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量が劇的に増加します。超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）において、この効率は競争力があり、この圧力レベルでオイルフリー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、同等の容量のダイヤフラムコンプレッサーは18～25 kW/m³/minを消費し、設備投資は4～6倍のコストがかかります。

標準的な年間8,000時間の稼働スケジュールにおいて、DW-36/30のダイヤフラム代替品に対する効率上の利点は、約 年間160万～360万kWhのエネルギー節約$0.08/kWhの場合、これは年間$128,000～$288,000の直接的な電気料金削減に相当します。ただし、DW-36/30の主な経済的正当化は通常、 高容量、オイルフリー認証、そして管理しやすい設備投資コストの組み合わせ この圧力レベルでは、代替技術では達成不可能なことです。 超高圧窒素圧縮装置の総所有コスト 同等の容量と純度を持つダイヤフラムコンプレッサーシステムと比較した場合、10年間の運転期間で推定40～55%の削減が見込まれる。

3.00 MPaの圧力では、圧縮経路にオイルが存在しないことが極めて重要です。なぜなら、圧力が上昇するにつれてオイル汚染の濃度が指数関数的に高まり、除去が困難になるからです。3.00 MPaでは、オイル蒸気の分圧は0.30 MPaの場合の約300倍にもなり、従来のオイルろ過技術は全く効果を発揮しません。DW-36/30は、オイルフリー設計を採用することでこの問題を完全に解消し、運転圧力や運転時間に関わらず、窒素の純度をISO 8573-1クラス0に維持します。

カスタマイズおよびOEM対応

当社では、DW-36/30を特定の設置環境、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。

• 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、3つのインタークーラー、アフタークーラー、高圧吐出配管、計装機器、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上に事前に組み立てられています。すべてのシステムの工場での事前テストにより、試運転時間が70%短縮されます。
• 危険区域構成： 石油・ガス設備向けの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、消火、自動換気インターロック機能を安全PLCに統合。
• 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、冗長安全システム、OPC-UAによるリモート監視、シームレスなDCS/SCADA統合。自動ロード/アンロード、可変速ドライブ対応、緊急時隔離シーケンス機能。
• 環境保護： 海洋設備向けの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レベルを88dB(A)から75dB(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現地語で提供されます。

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7～10営業日かかります。標準納期は16～20週間ですが、リピート注文の場合は注文確定後12～14週間で納品されます。

事例研究：アンモニアプラントの窒素供給コンプレッサーのアップグレード

クライアント： インドネシアの肥料メーカーが、1日400トンのアンモニア合成プラントを操業している。

チャレンジ： プラントの既存の窒素供給コンプレッサー（油潤滑往復動式、稼働年数22年）は、合成ガスループへの油の持ち込みが徐々に進行していました。油の汚染により鉄系アンモニア合成触媒が劣化し、変換効率が14.2%から11.8%に低下し、天然ガス消費量が8%増加していました。触媒の交換費用は、設計上の6年間隔ではなく、3年ごとに$450,000でした。さらに、コンプレッサーの吐出圧力2.20MPaでは、プラントの計画されている600トン/日への生産能力拡張に必要な2.80MPaの供給圧力には不十分でした。

解決： 私たちは供給しました DW-36/30 オイルフリー窒素コンプレッサー 主窒素供給コンプレッサーとして、カスタムスキッド上に構成され、3段インタークーラー、アフタークーラー、およびDCSとの完全統合を備えたシーメンスS7-1500冗長安全PLCが組み込まれています。吐出圧力3.00MPaは、容量拡張のための十分なマージンを提供し、合成ループ圧力の最適化を可能にしました。オイルフリー設計により、触媒被毒のリスクは完全に排除されました。空気分離ユニットからの圧力変動を緩衝するために、上流側に10m³の吸引ドラムが設置されました。

36か月後の定量的な結果：

• アンモニア合成触媒の寿命： 対象年齢が3歳から7歳以上に延長されました交換サイクルごとに$450,000を節約
• 天然ガス消費量： 6.2%削減 触媒活性の回復により、年間$280,000の節約が可能
• 合成ガス中の油分含有量： <0.01 mg/m³触媒毒性を完全に排除する
• プラントの生産能力： 1日600トンへの拡張に成功 追加のコンプレッサー投資なしで
• 予期せぬシステム停止： コンプレッサー関連のイベントはゼロ件でした。 36ヶ月後

「DW-36/30は、当工場史上最も大きな効果をもたらした設備アップグレードです。油汚染の解消により触媒性能が回復し、天然ガス料金を年間25万ドル以上削減できただけでなく、生産能力拡大への自信も得られました。投資回収期間は14ヶ月未満でした。」 — 肥料製造工場最高執行責任者

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

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