4MW-80/30 질소 압축기 | 80m³/min 초고용량 4단 무오일 N2 부스터 (3.00MPa 산업 공정용)

4MW-80/30 질소 압축기 – 3.00 MPa 산업 공정용 초고용량 4단 무오일 N2 부스터

4MW-80/30은 3.00 MPa의 토출 압력에서 80 m³/min의 유량을 제공하도록 설계된 4단 4열 오일 프리 피스톤 질소 압축기로, 가장 까다로운 대규모 산업 응용 분야에 최적화되어 있습니다. 오일 오염이 전혀 없고, 대용량 유량을 제공하며, 석유화학, 철강 및 가스 처리 시설에서 고압 연속 운전에 최적화되어 있습니다.

제품 개요

그만큼 4MW-80/30 질소 압축기 이 제품은 당사의 무오일 피스톤 압축기 엔지니어링 기술의 정점을 보여주며, 막대한 유량과 높은 토출 압력이 동시에 요구되는 가장 까다로운 대규모 산업 현장에 맞춰 설계되었습니다. 인상적인 성능을 자랑합니다. 80m³/min 용량 그리고 3.00 MPa 토출 압력이 장치는 당사의 산업용 질소 압축기 포트폴리오에서 초고성능 부문을 차지하며, 최대 규모의 극저온 공기 분리 플랜트, 일관 제철소 및 석유화학 단지에 서비스를 제공합니다.

당사 제품 라인업의 다른 모든 모델과 4MW-80/30을 구분 짓는 특징은 바로 그것입니다. 4단4열(4列4级) 압축 구조. 이 다단식 설계는 3.00 MPa의 토출 압력을 달성하는 데 필요한 극한의 압력비를 관리하는 동시에 열 안정성을 유지하고 오일이 필요 없는 PTFE 밀봉 요소의 무결성을 보존하는 데 필수적입니다. 각 단계에는 독립적인 중간 냉각기가 장착되어 있어 최대 용량으로 장시간 운전하는 동안에도 가스 온도가 안전한 작동 범위 내에 유지되도록 합니다. 견고한 주철 프레임과 고강도 단조강 크랭크축은 최소 사용 수명을 보장하도록 설계되었습니다. 120,000시간 엄격한 산업 환경 하에서.

컴프레서는 당사의 고유한 특징을 유지합니다. 완전 무오일 압축 경로 자체 윤활 PTFE 복합 피스톤 링과 라이더 밴드를 사용합니다. 3.00 MPa의 토출 압력에서는 저압 적용 분야보다 오일 증기 비산 위험이 기하급수적으로 높아지므로 오일 프리 설계는 단순히 유리한 것이 아니라 절대적으로 필수적입니다. 4MW-80/30은 이를 달성합니다. ISO 8573-1 Class 0 인증 하류에 오일 여과 장비가 필요 없으므로 질소 순도가 식품 가공, 제약 제조, 반도체 제조 및 석유화학 공정 응용 분야의 가장 엄격한 요구 사항을 충족합니다.

기술 사양 – 4MW-80/30

* 모든 사양은 표준 참조 조건(ISO 1217, 부록 C)에서 측정되었습니다. 실제 성능은 현장 고도, 주변 온도 및 흡입구 조건에 따라 달라질 수 있습니다.

주요 특징 및 엔지니어링 장점

1. 극한 압력비에 대한 4단계 압축

그만큼 4단 4열(4단 4열) 건축 4MW-80/30 엔진의 핵심적인 엔지니어링 요구 사항은 일반적인 입구 압력 조건인 0.05~0.10 MPa에서 3.00 MPa의 토출 압력을 달성하는 것입니다. 전체 압력비는 약 30:1~60:1이며, 4개의 압축 실린더에 분산됩니다. 각 단계는 2.5:1~3.5:1의 관리 가능한 압력비로 작동합니다. 각 단계 사이에는 고효율 쉘앤튜브형 중간 냉각기가 설치되어 압축열을 제거함으로써 토출 온도를 150°C 미만으로 유지하고 PTFE 밀봉 요소의 열화를 방지합니다. 이러한 단계별 방식이 없다면 토출 온도는 250°C를 초과하여 오일 프리 재료의 안전 작동 한계를 훨씬 벗어나게 됩니다. 또한 4열 실린더 배열은 우수한 힘 균형을 제공하며, 마주 보는 실린더 쌍에서 1차 및 2차 관성력이 대부분 상쇄됩니다.

2. 고성능 무오일 PTFE 밀봉 시스템

4MW-80/30은 독자적인 기술을 사용합니다. 자가 윤활 피스톤 링 및 라이더 밴드 어셈블리 다단계 고압 서비스에 특화된 초고성능 PTFE 복합재로 제조되었습니다. 이 링은 유리 섬유, 청동 미립자 및 이황화몰리브덴으로 보강되어 외부 탄화수소 윤활 없이도 0.05 미만의 마찰 계수를 달성합니다. 3.00 MPa의 토출 압력에서 오일 증기의 부분 압력은 0.30 MPa일 때보다 약 30배 높기 때문에 하류에서 오일 오염을 제거하는 것이 사실상 불가능합니다. 4MW-80/30의 무오일 설계는 이러한 특성을 가능하게 합니다. ISO 8573-1 클래스 0 인증 별도의 여과, 흡착 또는 모니터링 장비 없이도 사용 가능합니다. PTFE 조성물은 최대 185°C의 온도에서 연속 작동이 가능하며, 4단계 압축 공정에서 발생하는 누적 열 응력을 견딜 수 있도록 설계되었습니다.

3. 고급 힘 균형 시스템을 갖춘 견고한 프레임

본체는 다음 재료로 주조됩니다. GG30 회주철 (ASTM A48 Class 35B에 해당) 최대 80mm 두께의 강화 벽체와 주조물에 직접 가공된 일체형 냉각수 통로를 갖추고 있습니다. 4열 대향 실린더 배열 이 기계는 인접한 실린더 쌍 사이에서 1차 관성력이 상쇄되고 대칭형 크랭크축 위상 조정을 통해 2차 힘이 최소화되어 탁월한 힘 균형을 제공합니다. 이러한 고급 기계적 균형은 단일 열 설계 대비 기초에 전달되는 불균형력을 90% 이상 감소시켜 80m³/min의 막대한 용량을 달성합니다. 26톤의 무게와 6.8미터의 길이는 이 기계의 산업적 규모를 반영하며, 견고한 기초와 오버헤드 크레인 접근이 가능한 전용 압축기실에 설치하도록 설계되었습니다.

4. 산업 통합을 위한 고출력 중전압 드라이브

4MW-80/30은 다음으로 구동됩니다. 900kW 중전압 유도 전동기 6kV 또는 10kV 구성으로 제공되며, IEC 60034-1 효율 등급 IE3을 준수합니다. 이 출력 레벨에서는 실제 배전망 구축을 위해 중전압 구동이 필수적입니다. 380V에서 모터 전류가 1,600암페어를 초과하면 비현실적인 크기의 케이블과 개폐기가 필요하기 때문입니다. 6kV 또는 10kV 구성은 100~170암페어의 모터 전류를 사용하는 산업용 중전압 배전망에 직접 통합할 수 있어 표준 케이블 크기와 기존 개폐기를 사용할 수 있습니다. 이 모터는 열대 기후 작동을 위해 액체 냉각 재킷을 장착했으며, 열 마진을 높이기 위해 Class F 절연 및 Class B 온도 상승 등급을 적용했습니다.

응용 시나리오

초대형 극저온 공기 분리 설비

시간당 5,000~15,000 Nm³의 질소 가스를 생산하는 세계 최대 규모의 극저온 ASU 시설에서 4MW-80/30은 다음과 같은 역할을 합니다. 주 고압 질소 부스터 콜드박스와 유통망 사이에 설치되는 이 장치는 80m³/min의 용량으로 최대 규모의 단일 트레인 공기분리장치(ASU)와 맞먹는 출력을 제공하며, 3.00MPa의 토출 압력은 광범위한 산업 단지 내 하류 소비자에게 장거리 파이프라인으로 질소를 공급하기에 충분한 압력을 제공합니다. 이러한 용도에서 오일이 없는 설계는 매우 중요합니다. 질소 유통망은 제철소의 불활성화 공정(미량의 불순물 허용)부터 반도체 제조(ppb 미만의 오염 수준 요구)에 이르기까지 다양한 순도 요구 사항을 가진 여러 소비자에게 서비스를 제공하기 때문입니다. 부스터에서 오일 오염이 발생하면 전체 유통 시스템으로 확산되어 모든 소비자에게 영향을 미칠 수 있습니다.

일관제철소 고압 질소 시스템

다수의 고로, 염기성 산소로, 연속 주조 라인을 갖춘 현대식 일관제철소는 다음을 필요로 합니다. 대량의 고압 질소 턴디시 불활성 가스 주입, 레이들 야금, 고로 가스 밀봉 및 비상 용기 퍼징에 사용됩니다. 4MW-80/30 모델은 80m³/min의 용량으로 중앙 집중식 3.00MPa 질소 헤더를 통해 여러 제강 설비에 동시에 가스를 공급할 수 있습니다. 높은 토출 압력은 최신 턴디시 시스템(1.5~2.0MPa에서 작동)의 배압을 극복하고 고로 송풍구에서 원활한 밀봉 가스 흐름을 유지하는 데 필수적입니다. 4MW-80/30 고압 질소 압축기 이 장비는 아시아 전역의 제철소에 배치되어 왔으며, 그 신뢰성과 무유 작동 방식은 주조 품질 유지 및 턴디시 노즐 막힘 감소에 매우 중요한 역할을 하는 것으로 입증되었습니다.

석유화학 고압 공정 및 비상 시스템

석유화학 단지와 정유 공장에서 4MW-80/30은 고압 질소를 공급합니다. 반응기 촉매 보존, 수소분해 반응기 불활성화, 고압 용기 내 비상 질소 주입 및 파이프라인 압력 테스트3.00 MPa의 토출 압력은 거의 모든 공정 용기 및 반응기 시스템에 질소를 주입하기에 충분하며, 시동, 정지 및 비상 상황 시 확실한 불활성 가스 블랭킷을 유지합니다. 연속 작동 등급은 장기간의 정비 기간 동안 질소 공급이 중단되지 않도록 보장합니다. 오일 프리 인증은 질소가 촉매층과 접촉하거나 촉매 중독 또는 제품 오염을 방지하기 위해 탄화수소가 완전히 제거된 상태로 유지되어야 하는 석유화학 응용 분야에 필수적입니다.

가스 액화 및 파이프라인 부스터 스테이션

대규모 질소 액화 플랜트와 가스 수송 파이프라인 네트워크에는 장거리 및 극저온 처리 장비를 통해 질소를 이송하기 위해 고용량, 고압 압축기가 필요합니다. 4MW-80/30은 80m³/min의 유량과 3.00MPa의 압력을 제공하여 이러한 용도에 이상적입니다. 파이프라인 부스터 스테이션 수백 킬로미터에 달하는 배관망을 통해 유량과 압력을 유지하는 데 사용됩니다. 액화 플랜트에서 압축기는 액화 기화기에서 질소를 저장 및 유통에 필요한 압력까지 높이며, 오일이 없는 설계 덕분에 오염 물질이 극저온 시스템으로 유입되어 얼어붙어 열교환기를 막는 것을 방지합니다.

자재 및 시공

4MW-80/30은 초고압 질소 환경과의 호환성, 내열성 및 뛰어난 구조적 안정성을 위해 엄선된 고급 소재로 제작되었습니다.

모든 압력 지지 부품은 다음 사항에 따라 엄격하게 설계 및 제작됩니다. ASME BPVC 섹션 VIII 부문 1 또는 중국 GB 150 표준을 준수합니다. 모든 용접부는 ASME 섹션 V, 2항에 따라 100% 방사선 투과 검사(RT)를 거치며, 완성된 모든 압력 용기는 최대 허용 작동 압력(MAWP)의 1.5배에 해당하는 압력으로 최소 30분 동안 수압 시험을 실시합니다. 고압 배관 시스템은 3.00 MPa의 작동 압력에서 누출 방지 기능을 보장하기 위해 ANSI Class 900 플랜지 연결부를 갖춘 이음매 없는 SS316 재질로 제작됩니다.

설치 및 유지 관리 지침

기초 및 구조 요구사항

4MW-80/30은 건조 중량이 26.00톤이며, 무게중심은 베이스플레이트 위 약 1,200mm에 위치합니다. 4열 대향 실린더 설계 덕분에 막대한 용량에도 불구하고 불균형 하중 관리가 매우 우수하여 다양한 지형에 설치할 수 있습니다. 40~50톤급 철근 콘크리트 관성 블록진동이 인접 구조물로 전달되는 것을 방지하기 위해 블록은 고강도 탄성 진동 차단 장치(고유 진동수 4~6Hz) 위에 설치해야 합니다. 최소 여유 공간 요구 사항은 밸브 접근을 위해 비구동측에 2.5m, 모터 유지보수를 위해 구동측에 2.0m, 주요 정비 시 크레인 접근을 위해 상부에 3.0m입니다. 기초는 자격을 갖춘 구조 엔지니어가 설계해야 하며, 시동, 정지 및 비상 상황 시 발생하는 동적 하중을 고려해야 합니다.

냉각수 시스템 설계

냉각수 수요는 대략 다음과 같습니다. 120 m³/h 유입 온도는 32°C를 초과하지 않아야 합니다. 물 분배 회로는 실린더 재킷, 3개의 중간 냉각기 및 후냉각기에 각각 유량 제어 밸브가 있는 병렬 분기 방식으로 냉각수를 공급합니다. 4단 압축 방식이므로 중간 냉각기는 열 관리 측면에서 매우 중요하며 냉각수 공급에 우선순위가 있어야 합니다. 수질 기준은 pH 6.5~8.5, 총 용존 고형물 < 500 mg/L, 염화물 함량 < 50 mg/L(SS316 튜브 부식 방지), 부유 고형물 < 30 mg/L, 총 경도 < 300 mg/L(CaCO₃ 기준)입니다. 안정적인 작동을 위해서는 측류 여과 및 자동 화학 처리 기능을 갖춘 전용 폐쇄형 냉각탑이 필수적입니다.

예방 정비 일정

4MW-80/30의 무오일 설계는 동급 용량의 윤활식 모델에 비해 유지보수 복잡성을 획기적으로 줄여줍니다. 오일 교환(교환 시 500리터 이상 필요)이 필요 없고, 오일 분석 연구소 계약도 필요 없으며, 필터 엘리먼트 재고 관리나 분리 카트리지 교체도 필요 없습니다. 주요 소모성 마모 부품은 다음과 같습니다. PTFE 피스톤 링 및 라이더 밴드이 제품은 일반적으로 청정 질소 환경에서 3,000~5,000시간의 수명을 제공합니다. 4단계 설계는 마모를 기계 전체에 더욱 고르게 분산시켜 개별 부품에 가해지는 최대 스트레스를 줄입니다.

규정 준수 및 안전 인증

4MW-80/30 질소 압축기는 다음과 같은 국제 표준 및 규제 체계를 충족하거나 능가하도록 설계, 제조 및 테스트되었습니다.

성과 및 효율성 분석

4MW-80/30은 다음을 달성합니다. 약 11.25kW/m³/min의 비전력 소비량 3.00 MPa의 토출 압력으로 질소를 공급하는 경우입니다. 이 비출력 수치는 4단 압축을 통한 초고압 압축의 열역학적 현실을 반영합니다. 초고용량 무오일 피스톤 압축기 부문(용량 >60 m³/min, 압력 >2.00 MPa)에서 이 효율은 경쟁력이 있으며, 다른 기술보다 우수한 경우가 많습니다. 비교하자면, 유사한 용도의 오일 윤활 왕복동 압축기는 일반적으로 12.0~14.0 kW/m³/min의 전력을 소비하는 반면, 여러 개의 스크류 압축기를 직렬로 연결하여 동등한 성능을 달성하려면 복잡한 단간 냉각이 필요하며 무오일 인증 기준에도 미치지 못합니다.

표준 연간 8,000시간 운전 일정 기준으로, 4MW-80/30은 효율이 낮은 다른 대안들에 비해 대략적인 효율성 우위를 보입니다. 연간 480,000~960,000kWh의 에너지 절감 효과$0.08/kWh 기준으로, 이는 연간 $38,400~$76,800의 직접적인 전기료 절감 효과를 의미합니다. 그러나 4MW-80/30 모델을 선택하는 주된 경제적 요인은 일반적으로 다음과 같습니다. 석유 관련 소모품의 제거 및 하류의 오일 제거 장비의 불필요화 윤활유를 사용하는 다른 대안을 사용할 경우 이는 필수적일 것입니다. 초고압 질소 압축의 총 소유 비용 오일이 없는 4MW-80/30을 하류 정화 공정이 완비된 윤활 시스템과 비교할 때, 10년 작동 수명 동안 총 TP3T가 약 20~301 감소하는 것으로 추정됩니다.

4단계 설계는 다음과 같은 추가적인 효율성 이점을 제공합니다. 중간 단계 냉각 최적화각 중간 냉각기는 냉각수 온도와 5°C 이내로 근접하도록 설계되어 다음 단계로 들어가는 가스의 밀도를 최대화하고 압축해야 하는 가스의 부피를 줄입니다. 이러한 단계별 냉각 방식은 중간 냉각이 없는 단열 압축에 비해 압축 공정의 전체 등온 효율을 약 15% 향상시킵니다.

맞춤 제작 및 OEM 역량

당사는 4MW-80/30을 특정 현장 조건, 통합 요구 사항 및 최종 사용자 사양에 맞게 조정할 수 있는 포괄적인 맞춤 설정 옵션을 제공합니다.

• 턴키 패키지 설치: 압축기, 모터, 4개의 중간 냉각기, 후냉각기, 고압 배관, 계측 장비 및 제어 시스템은 통합형 리프팅 빔과 앵커 볼트 템플릿이 장착된 대형 구조용 강철 스키드에 사전 조립됩니다. 모든 시스템에 대한 공장 사전 테스트를 통해 시운전 시간을 단축하고 현장 위험을 최소화합니다.
• 위험 지역 구성: 석유화학 설비용 ATEX Zone 2 및 IECEx 규격 준수 모터 및 전기 인클로저. 통합 가스 감지, 자동 환기 및 비상 차단 시스템을 제어 아키텍처에 통합할 수 있습니다.
• 고급 공정 제어: 지멘스 S7-1500 또는 앨런-브래들리 컨트롤로직스 PLC는 15인치 HMI 터치스크린, Modbus TCP/IP 및 OPC-UA를 통한 이중화된 원격 모니터링, 그리고 완벽한 DCS/SCADA 통합을 제공합니다. 자동 부하 분산, 가변 주파수 드라이브(VFD) 호환성, 예측 유지보수 알고리즘을 통해 가용성을 최적화하고 계획되지 않은 다운타임을 줄입니다.
• 환경 보호: 해안 설치용 C5-M 해양 등급 코팅 시스템, 최대 55°C의 주변 온도에 적합한 열대 지역용 전기 부품, 그리고 사람이 거주하는 건물 근처 설치 시 1미터 거리에서 소음 방출을 88dB(A)에서 75dB(A)로 줄이는 맞춤형 방음 인클로저.
• 예비 부품 및 서비스 계약: 2년간의 운영에 필요한 주요 소모품을 포함한 종합적인 예비 부품 패키지, 시운전, 유지보수 및 긴급 상황 대응을 위한 공장 교육을 받은 서비스 엔지니어, 그리고 가용성 보장 약정이 포함된 장기 서비스 계약을 제공합니다.

사용자 지정 구성은 다음에서 이용 가능합니다. 최소 주문 수량 1개4MW-80/30의 규모를 고려할 때, 엔지니어링 검토 및 제안서 작성에는 일반적으로 10~14 영업일이 소요됩니다. 표준 납기는 16~20주이며, 엔지니어링 사양이 확정된 주문의 경우 14주 이내의 신속 납기가 가능할 수 있습니다.

사례 연구: 일관제철소 질소 시스템 업그레이드

고객: 동남아시아의 주요 일관제철소로, 고로 3개, 전로 2개, 연속주조라인 6개를 보유하고 있습니다.

도전: 제철소는 전체 설비에 질소를 공급하기 위해 오일 윤활식 압축기 3대(총 용량 75m³/min, 최대 압력 2.00MPa)를 가동하고 있었습니다. 시스템은 이미 최대 용량에 도달했으며, 유지보수나 고장에 대비한 예비 설비가 없었습니다. 오일 오염으로 인해 151,300톤의 주조품에서 턴디시 노즐이 막혀 연간 1,425만 톤의 품질 손실과 재작업이 발생하고 있었습니다. 2.00MPa의 압력은 최신 주조 라인에 도입되는 새로운 고압 턴디시 불활성화 기술에 적합하지 않았습니다. 고객은 노후화된 압축기들을 대체하고, 예비 설비를 갖추면서, 새로운 장비에 3.00MPa의 압력을 제공할 수 있는 단일 압축기를 필요로 했습니다.

해결책: 우리는 공급했습니다 4MW-80/30 오일 프리 질소 압축기 주 질소 공급 장치는 4개의 인터쿨러, 애프터쿨러, 고압 배관 및 SCADA 시스템이 완벽하게 통합된 Siemens S7-1500 PLC 제어 패널을 포함하는 턴키 스키드 형태로 구성되었습니다. 3.00 MPa의 토출 압력은 새로운 턴디쉬 요구 사항을 충족하는 동시에 플랜트 전체 분배 네트워크에 충분한 양정을 제공했습니다. 오일 프리 설계로 모든 주조 시스템의 오염을 방지했습니다. 기존 압축기 중 하나는 비상 백업용으로 유지되었습니다.

30개월 후 정량화된 결과:

• 질소 오일 함량: 3.8 mg/m³에서 <0.01 mg/m³로 감소ISO 8573-1 클래스 0을 달성했습니다.
• 턴디시 노즐 막힘: 제거됨주조 수율을 94.2%에서 97.8%로 향상시켰습니다.
• 품질 손실 및 재작업 비용: 연간 $2.1백만 감소
• 유지보수 비용 (기존 압축기 3대 vs. 신규 압축기 1대): 38%만큼 감소
• 에너지 소비량: 8.5%만큼 개선됨 교체된 차량 대비 연간 1,442,000파운드 절감
• 예기치 않은 다운타임: 이벤트 없음 30개월 동안 기존 압축기는 연평균 12일의 예기치 않은 가동 중단 시간을 기록했습니다.

“4MW-80/30 덕분에 질소 공급은 끊임없는 문제 발생 원인에서 벗어나 이제는 전혀 걱정할 필요가 없는 안정적인 설비로 탈바꿈했습니다. 오일 오염 제거로 주조 품질이 향상되어 투자 비용을 여러 배로 회수할 수 있었습니다. 이제 다른 공장에도 두 번째 장치를 설치할 계획입니다.” — 종합 철강 생산업체 운영 담당 부사장

자주 묻는 질문 및 선택 가이드

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