LW-20/18 질소 압축기 – 1.80 MPa 산업용 고압 오일 프리 N2 부스터

LW-20/18은 1.80 MPa의 토출 압력에서 20 m³/min의 유량을 제공하도록 설계된 2단, 2열 오일 프리 피스톤 질소 압축기로, 고압 질소 주입, 가스 실린더 충전 및 까다로운 석유화학 공정 분야에 특화되어 있습니다. 윤활유 오염이 전혀 없고, 연속 작동 등급을 받았으며, 지속적인 고압 산업 공정에 최적화되어 있습니다.

제품 개요

그만큼 LW-20/18 질소 압축기 이 제품은 높은 토출 압력이 주요 작동 요구 사항인 애플리케이션에 맞게 설계된 당사의 무오일 피스톤 압축기 포트폴리오 내에서 특수한 위치를 차지합니다. 정격 용량은 다음과 같습니다. 20 m³/분 그리고 탁월한 1.80 MPa 토출 압력이 장치는 중압 질소 분배와 고압에서 상당한 유량이 요구되는 고압 공정 가스 응용 분야 사이의 간극을 메워줍니다.

LW-20/18을 기존 대안들과 근본적으로 구분 짓는 것은 바로 그 점입니다. 완전 무오일 압축 메커니즘피스톤 링과 라이더 밴드는 탄화수소 윤활유 없이 작동하는 자체 윤활성 PTFE 복합 소재로 제작되어 질소 흐름에 오일 오염이 전혀 발생하지 않도록 합니다. 이러한 본질적인 무오일 특성은 특정 용도에 필수적입니다. ISO 8573-1 클래스 0 인증고압 식품 포장용 질소, 제약용 가스 실린더 충전, 전자 등급 공정 가스 공급 등 미량의 기름 오염조차도 제품 무결성을 손상시킬 수 있는 분야를 포함합니다.

압축기 아키텍처는 다음을 따릅니다. 2단 2열(two 列 级) 1.80 MPa의 토출 압력에 필요한 높은 압력비에 맞춰 열역학적으로 최적화된 구조를 갖추고 있습니다. LW-20/18은 두 개의 압축 실린더에 압력비를 분산시켜 고압 압축 시 발생하는 상당한 열 부하를 효과적으로 제어하는 ​​동시에 PTFE 밀봉 요소의 손상을 방지합니다. 각 단계에는 독립적인 고효율 중간 냉각기가 장착되어 있어 최대 부하 작동 중에도 가스 온도가 안전한 작동 범위 내에 유지됩니다. 견고한 주철 프레임과 동적 균형을 이룬 단조강 크랭크축은 최소 수명 동안 사용할 수 있도록 설계되었습니다. 120,000시간 표준 유지보수 절차에 따라.

기술 사양 – LW-20/18

* 모든 사양은 표준 참조 조건(ISO 1217, 부록 C)에서 평가되었습니다. 실제 성능은 현장 고도, 주변 온도 및 흡입 조건에 따라 달라질 수 있습니다. 정격 출력 240(250)kW는 표준 240kW이며 250kW 모터를 옵션으로 사용할 수 있음을 나타냅니다.

주요 특징 및 엔지니어링 장점

1. 고압 무유 PTFE 밀봉 기술

LW-20/18은 독자적인 기술을 사용합니다. 자가 윤활 피스톤 링 및 라이더 밴드 어셈블리 고밀도 PTFE 복합재에 유리 섬유와 청동 미립자를 강화하여 제조되었으며, 고압 환경에 특화된 배합으로 만들어졌습니다. 이 소재는 외부 탄화수소 윤활 없이도 0.06 미만의 마찰 계수를 달성하여 질소 제품 흐름으로의 오일 증기 혼입을 완전히 방지합니다. 고압 배합은 1.80 MPa의 압력 방출 시 발생하는 고온에서도 치수 안정성과 밀봉 무결성을 유지하여 우수한 성능을 보장합니다. ISO 8573-1 클래스 0 준수 하류 오일 여과 장비 없이 사용 가능합니다. 고압 가스 실린더 충전 및 공정 가스 용도의 경우, 이러한 고유 순도는 필수적입니다.

2. 극한 압력비에 대한 2단 압축

그만큼 2단계 압축 아키텍처 LW-20/18 압축기의 열역학적 핵심 요소는 대기압에 가까운 입구에서 1.80 MPa의 토출 압력을 달성하는 데 필요한 극단적인 압력비를 제어하는 ​​데 있습니다. 저압 실린더와 고압 실린더 사이에 압력비를 분배함으로써 압축기는 각 단계의 평균 유효 온도를 관리 가능한 수준으로 제한합니다. 각 단계 사이에 설치된 고성능 쉘앤튜브형 중간 냉각기는 상당한 압축열을 제거하여 최대 연속 부하에서도 토출 온도를 160°C 미만으로 유지합니다. 이러한 열 관리는 고압 조건에서 PTFE 링의 무결성을 유지하는 데 매우 중요하며, 동일한 압력비를 구현하려는 단일 단계 설계에 비해 밸브 플레이트의 수명을 약 45% 연장합니다.

3. 고압 작동용 강화 프레임

본체는 다음 재료로 주조됩니다. GG30 회주철 (고압 모델용 GG25에서 업그레이드됨) 더 두꺼운 벽면과 일체형 냉각수 통로를 갖추고 있습니다. 2열 대향 실린더 배열 이는 1.80 MPa의 토출 압력으로 발생하는 높은 가스력에서 특히 중요한 자연적인 1차 상쇄력을 제공합니다. 이러한 기계적 균형은 단일 열 설계에 비해 기초에 전달되는 불균형 관성력을 80% 이상 감소시켜 철근 콘크리트 관성 블록 위에 설치할 수 있도록 합니다. 8~10톤 고압적인 작동 부하에도 불구하고. 컴팩트한 크기—2500 × 1600 × 2700 mm이러한 용량의 고압 압축기로서는 매우 뛰어난 특징으로, 대규모 토목 공사 없이 기존 기계실에 설치할 수 있다는 점입니다.

4. 산업 통합을 위한 유연한 전압 구성

LW-20/18은 다음으로 구동됩니다. 240(250)kW 유도 전동기 380V, 6kV 또는 10kV 구성으로 제공되며, IEC 60034-1 효율 등급 IE3을 준수합니다. 표준 380V 옵션은 기존 저전압 배전 인프라를 갖춘 시설에 적합하며, 6kV 및 10kV 구성은 강압 변압기 없이 중전압 산업용 버스 시스템에 직접 통합할 수 있도록 합니다. 이러한 전기적 유연성은 6kV 또는 10kV 배전이 표준인 대규모 석유화학 단지 및 제철소에 특히 유용하며, 전력 케이블의 I²R 손실을 최소화하여 전기 인프라 비용을 절감하고 전반적인 에너지 효율을 향상시킵니다.

응용 시나리오

고압 질소 실린더 충전소

LW-20/18은 다음과 같은 용도에 이상적입니다. 산업용 가스 실린더 충전 작업 표준 산업용 가스 실린더를 충전하려면 질소를 1.80 MPa(캐스케이드 충전 시 더 높음)로 압축해야 합니다. 20 m³/min의 용량으로 실린더 크기와 초기 압력에 따라 시간당 50~80개의 실린더를 충전할 수 있는 고효율 충전 스테이션을 지원합니다. 오일 프리 설계는 실린더 충전에 매우 중요합니다. 오일 오염이 발생할 경우 실린더에 남아 최종 사용자에게 공급되어 식품, 제약 및 전자 제품과 같은 민감한 공정을 오염시킬 수 있기 때문입니다. LW-20/18 고압 질소 압축기 추가적인 정제 과정 없이 모든 실린더가 ISO 8573-1 Class 0 순도 기준을 충족하도록 보장합니다.

석유화학 고압 공정 질소

석유화학 및 정유 공정에서 LW-20/18은 고압 질소를 공급합니다. 반응기 압력 시험, 촉매 재생, 고압 용기 내 비상 질소 주입 및 파이프라인 압력 시험1.80 MPa의 토출 압력은 1.5 MPa 작동 압력 등급의 용기 및 파이프라인(ASME B31.3 수압 시험 요건에 따라 설계 압력의 1.5배)의 압력 시험에 충분합니다. 무유 인증은 질소가 촉매층과 접촉하거나 탄화수소가 완전히 제거되어야 하는 공정 흐름에 유입되는 경우에 필수적입니다. 연속 작동 등급은 장기간의 정비 기간 동안 안정적인 질소 공급을 보장합니다.

고압 VPSA 질소 부스팅

대기압에 가까운 압력에서 고순도 질소를 생산하는 VPSA 질소 발생기의 경우, LW-20/18은 저압 제품을 1.80 MPa까지 압축하여 고압으로 분배합니다. 이러한 고압은 중앙 헤더를 통해 여러 고압 소비자에게 질소를 공급하는 VPSA 설비에서 특히 중요하며, 분배 네트워크 전반에 걸친 상당한 압력 손실을 극복해야 합니다. 탄화수소 오염은 탄소 분자체 흡착제를 돌이킬 수 없이 손상시켜 분리 효율을 영구적으로 저하시키고 값비싼 흡착제 교체를 필요로 하므로, 오일이 없는 압축 경로는 필수적입니다.

식품 및 음료 고압 질소 주입

대규모 음료 병입 시설과 식품 가공 공장에서는 고압 질소가 필요합니다. 컨테이너 가압, 질소 주입 및 제어된 분위기 저장LW-20/18은 1.80 MPa의 토출 압력을 제공하여 음료 용기를 밀봉하기 전에 고속으로 질소를 주입하는 데 필요한 압력을 확보함으로써 산소 유입을 방지하고 제품의 유통기한을 연장합니다. 무유 인증을 통해 식품 접촉 질소에 대한 FDA 21 CFR 173.310 및 EU 규정 231/2012를 준수하며, 제품의 맛, 외관 또는 안전성에 영향을 미칠 수 있는 오일 오염 위험을 제거합니다.

자재 및 시공

LW-20/18은 고압 질소 환경과의 호환성, 내열성 및 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

LW-20/18은 건조 중량이 4.20톤이며, 무게중심은 베이스 플레이트에서 약 850mm 위에 있습니다. 고압 작동 하중에도 불구하고, 2열 대향 실린더 설계는 탁월한 힘 균형을 제공하여 설치가 용이합니다. 8~10톤급 철근 콘크리트 관성 블록진동이 인접 구조물로 전달되는 것을 방지하기 위해 블록은 탄성 진동 차단 장치(고유 진동수 6~8Hz) 위에 설치해야 합니다. 최소 여유 공간 요구 사항: 밸브 접근을 위해 비구동측에 1.5m, 모터 유지 보수를 위해 구동측에 1.2m, 주요 정비 시 크레인 접근을 위해 상부에 2.0m의 여유 공간이 필요합니다.

냉각수 시스템 설계

냉각수 수요는 대략 다음과 같습니다. 28 m³/h 유입수 온도는 32°C를 초과하지 않아야 합니다. 물 분배 회로는 병렬 분기 방식으로 실린더 재킷, 중간 냉각기 및 후냉각기에 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 좋지 않은 지역에서는 고압 냉각기의 스케일 형성 및 부식을 방지하기 위해 측류 여과 및 화학 처리가 포함된 폐쇄형 냉각탑을 강력히 권장합니다.

예방 정비 일정

LW-20/18의 무오일 설계는 윤활 방식에 비해 유지보수를 획기적으로 간소화합니다. 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 밴드이 제품들은 일반적으로 고압의 청정 질소 환경에서 3,500~5,500시간의 수명을 제공합니다. 이러한 유지보수 간소화는 인건비 절감, 예비 부품 재고 감소, 장비 가용성 향상으로 이어집니다.

규정 준수 및 안전 인증

LW-20/18 질소 압축기는 다음과 같은 국제 표준 및 규제 체계를 충족하거나 능가하도록 설계, 제조 및 테스트되었습니다.

성과 및 효율성 분석

LW-20/18은 다음을 달성합니다. 단위 부피당 약 12.0~12.5kW/m³/min의 특정 전력 소비량 1.80 MPa의 토출 압력으로 질소를 공급했습니다. 이 효율 지표는 극단적인 압력비(대기압 입구 기준 약 18:1)에서 작동하는 오일 프리 피스톤 압축기에 기대되는 수치이며, 고압 오일 프리 용도에 자주 사용되지만 15~20 kW/m³/min의 전력을 소모하는 다이어프램 압축기와 비교해 우수한 성능을 보여줍니다. 비교하자면, 유사한 고압 조건에서 사용되는 오일 윤활 왕복동 압축기는 일반적으로 11~13 kW/m³/min의 전력을 소모하지만, 오일 오염 위험이 존재합니다.

표준 연간 8,000시간 운전 일정 기준으로, LW-20/18은 다이어프램 방식의 다른 제품 대비 효율성 측면에서 약 100%의 이점을 제공합니다. 연간 48,000~120,000kWh의 에너지 절감 효과평균 산업용 전기 요금이 kWh당 $0.08인 점을 고려하면, 이는 연간 $3,840~$9,600의 직접적인 운영 비용 절감 효과를 의미합니다. 그러나 LW-20/18을 선택하는 주된 경제적 요인은 일반적으로 다음과 같습니다. 석유 관련 소모품 제거 및 하류 정화 장비 회피 에너지 절약 효과가 미미한 것이 아니라.

그만큼 고압 질소 압축의 총 소유 비용 압축 경로에 오일이 없기 때문에 부하가 더욱 줄어듭니다. 일반적인 오일 윤활식 고압 압축기는 응축 필터, 활성탄 흡착기, 연속 오일 모니터링 장비 등을 필요로 하는데, 이러한 장비들은 압축기 출력의 3~5%를 소모하고 상당한 초기 투자 비용을 요구합니다. LW-20/18의 무오일 설계는 이러한 불필요한 부하와 초기 투자 비용을 완전히 제거합니다.

맞춤 제작 및 OEM 역량

당사는 LW-20/18을 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, 고압 계측 장비 및 제어 패널은 통합형 리프팅 러그와 앵커 볼트 템플릿이 장착된 구조용 강철 스키드에 사전 조립됩니다. 이러한 방식은 현장 설치 시간을 약 60% 단축하고 모든 시스템에 대한 공장 사전 테스트를 통해 시운전 위험을 최소화합니다.
• 실린더 충전 패키지: 압력 순차 밸브, 실린더 압력 모니터링 및 자동 충전 차단 기능이 통합된 실린더 충전 매니폴드(옵션)를 제공합니다. 표준 산업용 가스 실린더(40L, 50L, 80L) 및 고압 튜브 트레일러와 호환됩니다.
• 위험 지역 구성: 폭발성 분위기가 간헐적으로 발생할 수 있는 석유화학 시설에 설치하기 위한 ATEX Zone 2 및 IECEx 규격을 준수하는 모터 및 전기 인클로저입니다. 제어 시스템에 통합 가스 감지 및 자동 환기 연동 장치를 포함할 수 있습니다.
• 고급 공정 제어: 옵션 사양으로 Siemens S7-1200 또는 Allen-Bradley CompactLogix PLC(10인치 HMI 터치스크린 포함), Modbus TCP/IP 또는 OPC-UA를 통한 원격 모니터링, 공장 DCS/SCADA 시스템과의 완벽한 통합이 가능합니다. 자동 부하/언로드 제어 및 가변 주파수 드라이브(VFD) 호환성을 통해 부분 부하 효율을 최적화할 수 있습니다.
• 환경 보호 시스템: 해안 설비용 C5-M 해양 등급 코팅 시스템, 최대 55°C의 주변 온도에 적합한 열대 지역용 전기 부품, 1미터 거리에서 소음 방출을 86dB(A)에서 73dB(A)로 줄이는 IP54 등급 방음 인클로저.
• OEM 및 자체 브랜드 프로그램: 가스 장비 유통업체 및 시스템 통합업체를 위한 맞춤형 페인트 색상, 브랜드 명판 및 현지화된 문서 패키지.

사용자 지정 구성은 다음에서 이용 가능합니다. 최소 주문 수량 1개엔지니어링 검토 및 제안서 작성에는 일반적으로 5~7영업일이 소요됩니다. 표준 납기는 12~14주이며, 재주문은 주문 확인 후 8~10주 이내에 배송됩니다.

사례 연구: 산업용 가스 실린더 충전소 현대화

고객: 태국에서 실린더 충전 시설을 운영하는 지역 산업용 가스 공급업체

도전: 고객사의 기존 고압 질소 압축기(유윤활 왕복동식, 20년 사용)에서 충전 실린더로 오일이 혼입되는 현상이 점진적으로 발생하여 전자제품 제조업체와 제약 회사로부터 고객 불만이 접수되고 있었습니다. 충전 실린더의 오일 오염 수준은 3.5mg/m³에 달해 규격인 0.1mg/m³를 훨씬 초과했습니다. 또한, 노후된 압축기는 잦은 밸브 고장과 피스톤 링 블로우바이 현상으로 인해 월평균 12시간의 계획 외 가동 중단이 발생하고 충전 용량이 15% 감소하는 문제점을 안고 있었습니다.

해결책: 우리는 공급했습니다 LW-20/18 오일프리 질소 압축기 실린더 충전 매니폴드가 통합된 이 장비는 지멘스 S7-1200 PLC 제어 패널과 자동 압력 시퀀싱 기능을 갖춘 맞춤형 스키드에 설치되었습니다. 1.80MPa의 토출 압력을 통해 3단계 캐스케이드 시스템을 이용하여 40L 및 50L 실린더를 15MPa 작동 압력까지 직접 충전할 수 있었습니다. 오일 프리 설계로 충전 후 정화 과정이 필요 없어졌으며, 모든 실린더에서 ISO 8573-1 Class 0 규격을 준수했습니다.

18개월 후 정량화된 결과:

• 실린더 오일 함량: 3.5 mg/m³에서 <0.01 mg/m³로 감소ISO 8573-1 클래스 0 인증을 획득했습니다.
• 고객 불만 사항: 완전히 제거됨전자 및 제약 고객사로부터 불량 실린더가 단 한 개도 발생하지 않았습니다.
• 충전 용량: 18% 증가 계획되지 않은 가동 중단 시간 제거 및 압축기 신뢰성 향상 덕분입니다.
• 연간 유지 관리 비용: 52%만큼 감소 ($42,000에서 $20,160으로) 오일 관련 수리 및 밸브 고장 제거를 통해
• 예기치 않은 다운타임: 이벤트 없음 18개월 연속 운전 중

“LW-20/18은 실린더 충전 작업을 완전히 혁신했습니다. 이제 고객들은 오일 오염을 이유로 실린더를 거부하지 않으며, 정비팀은 고장 대응에 급급했던 것에서 벗어나 정기적인 예방 정비를 수행할 수 있게 되었습니다. 또한 통합형 충전 매니폴드 덕분에 인력 소요 시간이 30% 감소했습니다.” — 산업용 가스 공급업체 운영 이사

자주 묻는 질문 및 선택 가이드

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저희에 대한 포괄적인 개요를 보시려면 산업용 질소 압축기 오일프리 산소 압축기, 수소 압축기, 이산화탄소 압축기 및 맞춤형 특수 가스 솔루션을 포함한 당사 제품 포트폴리오에 대한 자세한 내용은 애플리케이션 엔지니어링 팀에 문의하거나 온라인 제품 카탈로그를 참조하십시오.

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