DW-120/8 질소 압축기 – 까다로운 산업용 가스 인프라를 위한 초고용량 무오일 N2 부스터

DW-120/8은 0.80 MPa의 토출 압력에서 120 m³/min의 탁월한 유량을 제공하도록 설계된 2단, 2열 오일 프리 피스톤 질소 압축기로, 대규모 극저온 공기 분리, 고압 VPSA 부스터 스테이션 및 광범위한 석유화학 파이프라인 유통 네트워크에 특화되어 있습니다. 윤활유 오염이 전혀 없고, 연속 작동 등급을 갖추고 있으며, 최고 수준의 산업 처리량에서 24시간 365일 가동에 최적화되어 있습니다.

제품 개요

그만큼 DW-120/8 질소 압축기 이 제품은 당사의 무오일 피스톤 압축기 엔지니어링 기술의 정점을 나타내며, 산업용 질소 부스터 포트폴리오의 초고용량 부문을 차지합니다. 탁월한 정격 용량을 자랑합니다. 120 m³/분 그리고 견고한 0.80 MPa 토출 압력이 장치는 전 세계 초대형 산업용 가스 인프라에서 가장 까다로운 질소 분배 요구 사항을 충족하도록 설계되었습니다.

DW-120/8을 기존의 모든 대안과 차별화하는 것은 바로 그 점입니다. 완전히 오일이 없는 압축 경로 자체 윤활 기능을 갖춘 PTFE 복합 피스톤 링과 라이더 밴드를 사용합니다. 이러한 고급 밀봉 요소는 탄화수소 윤활유 없이 작동하여 질소 제품 흐름이 오일 오염으로부터 완전히 자유로운 상태를 유지합니다. 이러한 본질적인 무오일 특성은 다음과 같은 이점을 제공합니다. ISO 8573-1 클래스 0 인증 본래의 특성상, 추가적인 자본 지출, 유지 보수 부담, 그리고 하류 오일 제거 여과 시스템에 필요한 에너지 손실을 없애줍니다. 식품 가공, 제약 제조, 반도체 제조, 석유화학 공정 분야의 운영자에게 있어 이러한 본래의 순도는 필수불가결한 요소입니다.

압축기 아키텍처는 다음을 사용합니다. 2단 2열(two 列 级) 두 개의 압축 실린더에 상당한 압력비를 최적으로 분배하는 구조입니다. 이러한 단계별 접근 방식은 PTFE 밀봉 요소의 무결성을 유지하면서 120 m³/min의 유량을 0.80 MPa로 압축할 때 발생하는 열 부하를 관리하는 데 필수적입니다. 각 단계에는 고효율 중간 냉각기가 장착되어 있어 최대 용량으로 장시간 운전하는 동안에도 가스 온도가 안전한 작동 범위 내에 유지되도록 합니다. 견고한 주철 프레임과 동적 균형을 맞춘 단조강 크랭크축은 최소 수명을 보장합니다. 120,000시간 엄격한 유지 보수 프로토콜에 따라 관리됩니다.

기술 사양 – DW-120/8

* 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. 초고용량 무오일 압축

DW-120/8은 독자적인 기술을 사용합니다. 자가 윤활 피스톤 링 및 라이더 밴드 시스템 고성능 PTFE 복합재에 유리 섬유와 청동 미립자를 첨가하여 제조되었습니다. 이 첨단 소재 배합은 외부 탄화수소 윤활 없이도 마찰 계수를 0.06 미만으로 유지하여 질소 제품 흐름으로 오일 증기가 혼입될 위험을 완전히 제거합니다. 120m³/min의 처리 용량에서 미량의 오일 오염조차도 누적 오염 부담을 크게 증가시키므로 DW-120/8의 무오일 설계는 매우 중요합니다. 산업용 가스 운영자에게 이는 다음과 같은 이점을 제공합니다. ISO 8573-1 클래스 0 준수 이 규모의 윤활식 압축기에 필요한 하류 오일 여과 장비의 초기 투자 비용, 유지 보수 부담 또는 에너지 손실 없이 작동합니다.

2. 고압 환경에서의 2단계 열역학적 최적화

그만큼 2단계 압축 아키텍처 DW-120/8은 120m³/min의 엄청난 유량을 처리하면서 0.80MPa의 까다로운 토출 압력 목표를 달성하기 위해 열역학적으로 최적화되었습니다. 저압 실린더와 고압 실린더 사이에 전체 압력비를 분배함으로써 압축기는 각 단계의 평균 유효 온도를 크게 낮춥니다. 각 단계 사이에 설치된 고용량 쉘앤튜브형 중간 냉각기는 상당한 압축열을 제거하여 최대 연속 부하에서도 토출 온도를 155°C 미만으로 유지합니다. 이러한 열 관리는 이 규모에서 PTFE 링의 무결성을 유지하는 데 필수적이며, 동일한 압력비에서 작동하는 단일 단계 설계에 비해 밸브 플레이트의 수명을 약 40% 연장합니다.

3. 뛰어난 힘 균형을 갖춘 견고한 주철 프레임

본체는 다음 재료로 주조됩니다. GG25 회주철 (ASTM A48 Class 30B에 해당) 일체형 냉각수 통로를 갖추고 있습니다. 2열 대향 실린더 배열 자연적인 1차 상쇄력을 제공하여 단일 열 설계에 비해 기초에 전달되는 불균형 관성력을 80% 이상 감소시킵니다. 15.00톤에 달하는 엄청난 무게에도 불구하고, 이러한 기계적 이점 덕분에 설치가 용이합니다. 25~30톤급 철근 콘크리트 관성 블록—동급 용량의 단일 열 압축기용 기초 요건보다 상대적으로 가볍습니다. 이러한 기초 효율성은 토목 공사 비용이 많이 들고 공사로 인한 불편을 초래하는 기존 압축기실의 개조 설치에 특히 유용합니다.

4. 고출력 중전압 모터 구동

DW-120/8은 다음으로 구동됩니다. 710kW 중전압 유도 전동기 DW-120/8은 6kV 또는 10kV 구성으로 제공되며, IEC 60034-1 효율 등급 IE3을 준수합니다. 이 전력 수준에서는 중전압 구동이 필수적입니다. 380V 모터를 사용하려면 비현실적인 케이블 크기와 스위치기어 정격이 필요하기 때문입니다. 중전압 구성은 산업용 중전압 배전망에 직접 통합되어 전력 케이블의 I²R 손실을 최소화하고 전반적인 에너지 효율을 향상시킵니다. 6kV 또는 10kV 버스 시스템을 사용하는 대규모 산업 시설의 경우, DW-120/8은 추가 인프라 투자 없이 완벽한 전기적 호환성을 제공합니다.

응용 시나리오

초대형 극저온 공기 분리 설비

시간당 5,000~15,000 Nm³의 질소 기체를 생산하는 초대형 극저온 ASU 시설에서 DW-120/8은 다음과 같은 역할을 합니다. 주요 고용량 질소 부스터 콜드박스와 광범위한 유통 네트워크 사이에 위치합니다. 120m³/min의 용량은 가장 큰 독립형 공기분리장치(ASU)의 출력과 동일하며, 0.80MPa의 토출 압력은 통합 산업 단지 내 여러 하류 소비자에게 장거리 파이프라인으로 질소를 공급하기에 충분한 압력을 제공합니다. 오일이 없는 설계는 이러한 용도에서 매우 중요한데, 오일 오염은 전체 유통 네트워크의 질소 순도를 저하시켜 동일한 헤더를 사용하는 반도체, 제약 및 식품 제조 시설의 민감한 공정에 영향을 미칠 수 있기 때문입니다.

대규모 VPSA 질소 부스터 스테이션

대기압에 가까운 압력에서 99.5~99.9% 순도의 질소를 생산하는 대형 VPSA 질소 발생기 설비의 경우, DW-120/8 질소 부스터 이 장치는 저압 제품을 0.80 MPa로 압축하여 광범위한 산업 현장에 고압으로 공급합니다. 120 m³/min의 용량으로 여러 대형 VPSA 발생기를 병렬로 가동하여 중앙 집중식 질소 공급 허브를 구축할 수 있습니다. VPSA 서비스에서 오일이 없는 압축 경로는 필수적입니다. 탄화수소 오염은 탄소 분자체 흡착제를 돌이킬 수 없이 손상시켜 모든 발생기의 분리 효율을 저하시키고 대규모의 비용이 많이 드는 흡착제 교체를 필요로 하기 때문입니다.

통합 석유화학 단지 질소 분배

통합 석유화학 단지에서 DW-120/8은 고압 질소를 공급합니다. 원자로 불활성화, 촉매 보존, 파이프라인 퍼징, 비상 질소 주입 및 탱크 저장소 블랭킷팅 다수의 공정 장치에 걸쳐 사용 가능합니다. 0.80 MPa의 토출 압력은 일반적인 공정 용기, 증류탑 및 반응기 시스템의 압력 등급을 극복하기에 충분하여 중간 가압 없이 질소를 직접 주입할 수 있습니다. 120 m³/min의 용량은 중앙 집중식 고압 질소 헤더를 통해 전체 복합 시설에 동시에 공급할 수 있으므로 여러 개의 소형 압축기가 필요 없어지고 전체 유지 보수 복잡성이 줄어듭니다. 오일 프리 인증은 질소가 촉매층과 접촉하거나 공정 흐름에 유입되는 석유화학 응용 분야에서 필수적입니다.

LNG 재기화 터미널 불활성화

LNG 재기화 터미널에는 막대한 양의 질소가 필요합니다. 저장탱크 불활성 가스 주입, 파이프라인 퍼징 및 비상 가스 치환 유지보수 및 이상 상황 발생 시 DW-120/8은 120m³/min의 처리 용량으로 대형 LNG 저장 탱크를 신속하게 불활성화하고 제품 인출 주기 동안 양압을 유지할 수 있습니다. 0.80MPa의 토출 압력은 터미널의 광범위한 배관망을 통한 분배에 충분한 압력을 제공합니다. 오일 프리 설계로 LNG 제품의 오일 오염을 방지하여 규격 미달 가스 발생 및 하류 연소 장비 손상 가능성을 줄입니다.

자재 및 시공

DW-120/8은 질소 호환성, 고압 서비스 및 대규모 환경에서의 긴 작동 수명을 고려하여 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 용접 이음매는 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 거칩니다.

설치 및 유지 관리 지침

기초 및 구조 요구사항

DW-120/8은 건조 중량이 15.00톤이며, 무게중심은 베이스 플레이트에서 약 1,000mm 위에 위치합니다. 이처럼 거대한 크기에도 불구하고, 2열 대향 실린더 설계는 불균형력을 최소화하여 지면에 설치할 수 있도록 합니다. 25~30톤급 철근 콘크리트 관성 블록진동이 인접 구조물 및 민감한 계측 장비로 전달되는 것을 방지하기 위해 블록은 고강도 탄성 진동 차단 장치(고유 진동수 5~7Hz) 위에 설치해야 합니다. 최소 여유 공간 요구 사항은 밸브 접근을 위해 비구동측에 2.0m, 모터 유지 보수를 위해 구동측에 1.5m, 주요 정비 시 크레인 접근을 위해 상부에 2.5m입니다. 기초는 전체 정적 하중과 동적 하중 계수 1.5를 더한 값을 지지할 수 있도록 설계해야 합니다.

냉각수 시스템 설계

냉각수 수요는 대략 다음과 같습니다. 120 m³/h 유입수 온도는 32°C를 초과하지 않아야 합니다. 물 분배 회로는 실린더 재킷, 중간 냉각기 및 후냉각기에 각각 유량 조절 밸브가 있는 병렬 분기 방식으로 물을 공급합니다. 수질 기준은 pH 6.5~8.5, 총 용존 고형물 < 500mg/L, 염화물 함량 < 50mg/L(SS316 튜브 부식 방지), 부유 고형물 < 30mg/L, 총 경도 < 300mg/L(CaCO₃ 기준)입니다. 수질이 불량한 지역에서는 고용량 냉각기의 스케일 형성 및 부식을 방지하기 위해 측류 여과, 연수 및 화학 처리가 포함된 전용 폐쇄형 냉각탑을 설치해야 합니다.

예방 정비 일정

DW-120/8의 무오일 설계는 동일 용량의 윤활식 모델에 비해 유지보수 복잡성을 획기적으로 줄여줍니다. 정기적인 오일 교환이 필요 없고, 윤활유 샘플 분석이나 오일 필터 교체, 오일 분리 카트리지 점검도 필요 없습니다. 주요 소모성 마모 부품은 다음과 같습니다. PTFE 피스톤 링 및 라이더 밴드일반적으로 청정 질소 환경에서 4,000~6,000시간의 서비스 수명을 달성하는 제품입니다. 이 규모에서 오일 관련 유지 보수를 제거하면 인건비와 소모품비만으로도 연간 1,400~2,500달러를 절감할 수 있습니다.

규정 준수 및 안전 인증

DW-120/8 질소 압축기는 다음과 같은 국제 표준 및 규제 체계를 충족하거나 능가하도록 설계, 제조 및 테스트되었습니다.

성과 및 효율성 분석

DW-120/8은 다음을 달성합니다. 약 5.92kW/m³/min의 비전력 소비량 0.80 MPa의 토출 압력으로 질소를 공급합니다. 이러한 효율 지표는 고압비에서 작동하는 초고용량 오일 프리 피스톤 압축기에서 매우 뛰어난 것으로, 100m³/min 이상의 용량급에서 최상위 수준에 해당합니다. 비교하자면, 유사한 고압, 고유량 용도에 사용되는 오일 윤활식 스크류 압축기는 일반적으로 6.2~7.0kW/m³/min의 전력을 소비하는 반면, 기존 피스톤 압축기는 동일한 토출 압력에서 7.5kW/m³/min을 초과할 수 있습니다.

표준 연간 8,000시간 운전 일정 기준으로 DW-120/8의 효율성 우위는 대략 다음과 같은 효과를 가져옵니다. 연간 24만~48만 kWh의 에너지 절감 효과 효율성이 떨어지는 대안과 비교했을 때, 평균 산업용 전기 요금인 $0.08/kWh를 기준으로 하면 연간 $19,200~$38,400의 직접적인 운영 비용 절감 효과를 얻을 수 있습니다. 여기에 윤활유, 필터 엘리먼트, 분리 카트리지, 폐유 처리 및 오일 분석과 같은 석유 관련 소모품을 완전히 없애는 것을 더하면, 질소 압축의 총 소유 비용 10년의 작동 수명 동안 약 22~32%가 감소할 것으로 추정됩니다.

압축 경로에 오일이 없기 때문에 하류의 오일 제거 장비와 관련된 에너지 손실도 없습니다. 이 크기의 일반적인 오일 윤활식 압축기는 대규모 응집 필터 시스템, 활성탄 흡착층, 연속 오일 모니터링 장비 등을 필요로 하며, 이러한 장비들은 압축기 출력의 3~5%, 즉 21~35kW의 부하를 발생시킵니다. DW-120/8의 오일 프리 설계는 이러한 부하를 완전히 제거하여 시스템 효율을 더욱 향상시키고 전기 인프라 요구 사항을 줄입니다.

맞춤 제작 및 OEM 역량

당사는 DW-120/8을 특정 현장 조건, 통합 요구 사항 및 최종 사용자 사양에 맞게 조정할 수 있는 포괄적인 맞춤 설정 옵션을 제공합니다.

• 스키드 장착형 턴키 패키지: 압축기, 모터, 중간 냉각기, 후냉각기, 계측 장비 및 제어 패널은 통합형 리프팅 러그와 앵커 볼트 템플릿이 장착된 견고한 구조용 강철 스키드에 사전 조립됩니다. 모든 시스템에 대한 공장 사전 테스트를 통해 현장 설치 시간을 약 60% 단축하고 시운전 위험을 최소화합니다.
• 위험 지역 구성: ATEX Zone 2 및 IECEx 규격을 준수하는 모터 및 전기 인클로저는 폭발성 분위기가 간헐적으로 발생할 수 있는 석유화학 시설에 설치할 수 있습니다. 제어 시스템에는 통합 가스 감지 및 자동 환기 연동 장치를 포함할 수 있습니다.
• 고급 공정 제어: 옵션 사양으로 Siemens S7-1500 또는 Allen-Bradley ControlLogix PLC(15인치 HMI 터치스크린 포함), Modbus TCP/IP 또는 OPC-UA를 통한 원격 모니터링, 공장 DCS/SCADA 시스템과의 완벽한 통합 기능을 제공합니다. 자동 부하/언로드 제어, 가변 주파수 드라이브(VFD) 호환성 및 예측 유지보수 알고리즘을 통해 부분 부하 효율을 최적화하고 기계 마모를 줄입니다.
• 환경 보호 시스템: 해안 또는 해양 설비용 C5-M 해양 등급 코팅 시스템, 최대 55°C의 주변 온도에 적합한 열대 지역용 전기 부품, 그리고 행정 건물이나 주거 지역 근처 설치에 적합한 1미터 거리에서 소음 방출을 88dB(A)에서 74dB(A)로 줄이는 IP54 등급 방음 인클로저.
• OEM 및 자체 브랜드 프로그램: 가스 장비 유통업체 및 시스템 통합업체를 위해 맞춤형 도색 색상, 브랜드 명판, 현지화된 문서 패키지를 제공합니다. 기술 매뉴얼, 예비 부품 목록, 유지보수 절차는 여러 언어로 제공 가능합니다.

사용자 지정 구성은 다음에서 이용 가능합니다. 최소 주문 수량 1개초고용량 시스템의 복잡성으로 인해 엔지니어링 검토 및 제안서 작성에는 일반적으로 7~10 영업일이 소요됩니다. 표준 납기는 14~16주이며, 재주문은 주문 확인 후 10~12주 내에 배송됩니다.

사례 연구: 통합 석유화학 단지 질소 허브

고객: 중동 지역의 주요 통합 석유화학 단지로, 에틸렌 분해 설비, 폴리에틸렌 공장 및 방향족 생산 시설을 갖추고 있습니다.

도전: 해당 복합 시설은 노후화된 오일 윤활식 질소 압축기 3대(총 용량 100m³/min, 0.60MPa)를 가동하고 있었는데, 이 압축기들에서 질소 분배망으로 오일이 자주 유입되는 문제가 발생하고 있었습니다. 오일 오염은 에틸렌 분해 장치의 촉매층을 손상시켜 계획되지 않은 가동 중단을 초래했고, 이로 인해 건당 140만 5천 달러의 손실이 발생했습니다. 또한 0.60MPa의 압력은 새로운 고압 반응기의 불활성 가스 주입 요건을 충족하기에 부족했습니다. 3대의 압축기에 대한 유지보수 비용은 연간 140만 22만 달러까지 증가했으며, 장비 노후화로 인해 예비 부품 수급에도 어려움이 있었습니다.

해결책: 우리는 하나를 공급했습니다. DW-120/8 오일 프리 질소 압축기 기존의 노후화된 세 대의 장치를 모두 교체하기 위해, 맞춤형 스키드에 통합형 인터쿨러, 애프터쿨러, 그리고 SCADA 시스템이 완벽하게 통합된 Siemens S7-1500 PLC 제어 패널을 장착한 새로운 설비를 설치했습니다. 0.80 MPa의 토출 압력은 새로운 고압 불활성화 요구 사항을 모두 충족했으며, 120 m³/min의 처리 용량은 최대 수요 대비 20%의 여유 용량을 제공했습니다. 상류에는 10 m³ 용량의 서지 탱크를 설치하여 복합 시설 전체의 수요 변동을 완충했습니다. 오일 프리 설계로 촉매층 오염 문제를 완전히 해결했습니다.

30개월 후 정량화된 결과:

• 질소 오일 함량: 5.8 mg/m³에서 <0.01 mg/m³로 감소ISO 8573-1 클래스 0 인증을 획득했습니다.
• 촉매층 오염 사고: 완전히 제거됨가동 중단을 방지할 때마다 $500,000를 절약할 수 있습니다.
• 연간 유지 관리 비용: 48%만큼 감소 ($220,000에서 $114,400으로) 3개 유닛 전체에 걸쳐 유류 관련 수리를 제거함으로써
• 에너지 소비량: 8.2%만큼 개선됨 교체된 3개 장치와 비교하여 연간 약 1,442,000페소를 절약할 수 있습니다.
• 환경 발자국 감소: 컴프레서 3개를 하나로 교체했습니다.이를 통해 압축기실 공간 40m²를 확보할 수 있습니다.
• 예기치 않은 다운타임: 이벤트 없음 30개월 연속 운전 중

“DW-120/8은 질소 공급 방식에 혁신적인 변화를 가져왔습니다. 오일 오염을 제거함으로써 촉매층 교체 비용 250만 달러(각각 250만 파운드)를 절감할 수 있었습니다. 단일 장비로 구성된 간편한 시스템 덕분에 유지보수팀의 업무량이 60만 3천 달러(60%) 감소했으며, 에너지 절감 효과는 반가운 추가 이점입니다.” — 석유화학 단지 최고운영책임자

자주 묻는 질문 및 선택 가이드

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