설명
LW-20/8 질소 압축기 – 연속 산업 공정에 적합한 중용량 무오일 질소 부스터
LW-20/8은 0.80 MPa의 토출 압력에서 20 m³/min의 유량을 제공하는 2단, 2열 오일 프리 피스톤 질소 압축기로, 중규모 극저온 공기 분리, VPSA 질소 부스터 스테이션 및 산업용 파이프라인 분배에 적합하도록 설계되었습니다. 윤활유 오염이 전혀 없고, 24시간 연중무휴 연속 작동이 가능하며, 까다로운 산업 환경에 맞춰 제작되었습니다.
제품 개요
그만큼 LW-20/8 질소 압축기 이 제품은 당사의 오일 프리 피스톤 압축기 라인업에서 전략적인 위치를 차지하며, 소형 엔트리 레벨 장치와 대형 산업용 부스터 사이의 간극을 메워줍니다. 정격 용량은 다음과 같습니다. 20 m³/분 그리고 토출 압력 0.80 MPa이 모델은 극저온 공기 분리, 석유화학 불활성화 및 식품 가공 산업 전반에 걸쳐 중규모 질소 분배 시스템의 핵심 역할을 합니다.
LW-20/8을 기존 제품과 차별화하는 점은 바로 이것입니다. 완전 무오일 압축 경로피스톤 링과 라이더 밴드는 탄화수소 윤활유 없이 작동하는 자체 윤활 PTFE 복합 소재로 정밀 가공되어 질소 흐름이 오일 오염 없이 완벽하게 유지되도록 합니다. 이러한 본래의 무오일 특성은 식품 등급 질소 블랭킷, 제약 공정 불활성화 및 전자 제품 제조 환경 제어와 같이 ISO 8573-1 Class 0 인증이 요구되는 응용 분야에 필수적입니다.
압축기는 다음을 사용합니다. 2단 2열(two 列 级) 두 실린더의 압력비를 열역학적으로 최적화하는 구조를 갖추고 있습니다. 각 단계는 전용 인터쿨러를 통해 독립적으로 냉각되어 24시간 연중무휴 작동 중에도 토출 온도를 안전한 작동 범위 내로 유지합니다. 견고한 주철 프레임과 동적 균형을 맞춘 단조강 크랭크샤프트는 다음과 같은 용도로 설계되었습니다. 최소 15년의 서비스 수명 표준 유지보수 절차에 따라.
기술 사양 – LW-20/8
| 매개변수 | 값 | 단위 |
|---|---|---|
| 모델 | LW-20/8 | – |
| 무늬 | 2단, 2열(two 列 级) | – |
| 용량 | 20 | m³/min |
| 토출 압력 | 0.80 | MPa |
| 압축기 크기 (길이 × 너비 × 높이) | 2732 × 1550 × 2432 | mm |
| 무게 | 3.00 | 티 |
| 힘 | 132 | 킬로와트 |
| 전압 | 380 | 다섯 |
| 가스 매체 | 질소(N₂) | – |
| 매끄럽게 하기 | 오일 프리 | – |
* 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. 오일 프리 PTFE 복합재 밀봉 시스템
LW-20/8은 고급 기술을 활용합니다. 자가 윤활 피스톤 링 및 라이더 밴드 어셈블리 고밀도 PTFE 복합재에 유리 섬유와 청동 입자를 강화하여 제조되었습니다. 이 소재 시스템은 외부 탄화수소 윤활 없이 0.08 미만의 마찰 계수를 달성하여 질소 제품 흐름으로 오일 증기가 혼입될 위험을 완전히 제거합니다. 규제 산업의 경우, 이는 다음과 같은 이점을 제공합니다. ISO 8573-1 클래스 0 준수 초기 투자 비용, 유지 보수 부담 또는 하류 오일 제거 여과 시스템에 필요한 에너지 손실 없이 본래의 기능을 수행할 수 있습니다.
2. 2단계 열역학적 최적화
그만큼 2단계 압축 배열 저압 실린더와 고압 실린더 사이에 전체 압력비를 분배하여 각 단계의 평균 유효 온도를 낮추고 체적 효율을 향상시킵니다. 통합형 쉘앤튜브 인터쿨러는 단계 간 압축열을 제거하여 최대 연속 부하에서도 토출 온도를 155°C 미만으로 유지합니다. 이러한 열 관리 전략은 동일한 압력비로 작동하는 단일 단계 설계에 비해 밸브 플레이트 수명을 약 35% 연장하는 동시에 PTFE 밀봉 요소의 열화를 방지합니다.
3. 내재된 힘의 균형을 갖춘 견고한 프레임
압축기 블록은 주조 방식으로 제작됩니다. GG25 회주철 (ASTM A48 Class 30B에 준하는) 일체형 냉각수 통로를 갖추고 있습니다. 2열 대향 실린더 구조는 자연적인 1차 상쇄 효과를 제공하여 단일열 설계 대비 기초에 전달되는 불균형 관성력을 80% 이상 감소시킵니다. 이러한 기계적 이점 덕분에 더 가벼운 콘크리트 관성 블록(최소 5톤, 단일열 동급 제품은 8톤 이상)에 설치할 수 있어 토목 공사 비용을 절감하고 기존 압축기실이나 기계실의 개조 설치를 간소화할 수 있습니다.
4. 표준 380V 산업용 모터 드라이브
LW-20/8은 다음으로 구동됩니다. 132kW, 380V, 50Hz 3상 유도 전동기 IEC 60034-1 IE3 효율 등급을 준수합니다. 표준 저전압 구성은 중전압 개폐기, 강압 변압기 또는 특수 전기 인프라 없이 기존 380V 산업용 배전반에 직접 통합됩니다. 따라서 초기 투자 비용과 시운전 기간이 단축되어 LW-20/8은 병입 질소 또는 멤브레인 발생기에서 현장 압축 질소 공급으로 전환하는 시설에 매력적인 업그레이드 솔루션입니다.
응용 시나리오
중규모 극저온 공기 분리 설비
시간당 500~1,500 Nm³의 질소 기체를 생산하는 극저온 ASU 시설에서 LW-20/8은 다음과 같은 역할을 합니다. 주 질소 부스터 콜드 박스와 분배 헤더 사이에 설치됩니다. 20m³/min의 용량은 중형 공기분리장치(ASU)의 출력과 일치하며, 0.80MPa의 토출 압력은 화학 반응기, 제철소 레이들 불활성화 시스템, LNG 시설 퍼지 가스 네트워크와 같은 하류 소비자에게 파이프라인으로 분배하기에 최적화되어 있습니다. 오일이 없는 설계는 주 시스템 유지 보수 또는 콜드 박스 고장 발생 시 질소 순도가 저하될 수 없는 ASU 백업 시나리오에서 특히 중요합니다.
VPSA 질소 부스터 스테이션
진공 압력 스윙 흡착(VPSA) 질소 발생기는 대기압에 가까운 압력(0.05~0.10 MPa)의 기체 질소를 생성합니다. LW-20/8 질소 부스터 이 저압 제품을 0.80 MPa로 압축하여 사용 지점에 공급합니다. VPSA 서비스에서 오일이 없는 압축 경로는 필수적입니다. 탄화수소 오염이 발생하면 탄소 분자체 흡착제가 손상되어 발생기의 분리 효율이 영구적으로 저하되고 비용이 많이 드는 흡착제 교체가 필요하기 때문입니다. 20 m³/min의 용량은 중앙 집중식 질소 헤더를 통해 여러 산업 고객에게 서비스를 제공하는 중규모 VPSA 설비를 지원합니다.
석유화학 탱크 저장소 블랭킷팅 및 불활성화
정유 공장의 탱크 저장소와 석유화학 제품 저장 시설에는 상당한 양의 질소가 필요합니다. 탱크 블랭킷, 불활성 가스 주입 및 가스 충전 폭발성 증기 발생을 방지하고 제품 품질을 유지하기 위해 LW-20/8은 연속 작동 등급과 0.80MPa의 토출 압력을 갖추고 있어 중앙 집중식 질소 분배 헤더를 통해 여러 저장 탱크에 동시에 질소를 공급할 수 있습니다. 이 압력 헤드는 탱크 압력 릴리프 밸브 설정값을 극복하고 제품 인출 주기 동안 양압을 유지하기에 충분하며, 탱크 높이가 높거나 분배 파이프라인이 긴 시설에서도 사용 가능합니다.
식품 가공 및 변형 대기 포장
대규모 식품 가공 시설에서는 질소를 사용합니다. MAP(변형 대기 포장), 제어 대기 저장 및 질소 주입 제품의 유통기한을 연장하고 신선도를 유지하기 위해 LW-20/8은 20m³/min의 용량으로 여러 고속 포장 라인, 질소 충전 터널 및 저장고에 동시에 질소를 공급할 수 있습니다. 오일 프리 인증을 통해 식품 접촉 질소에 대한 FDA 21 CFR 173.310 및 EU 규정 231/2012를 준수하며, 윤활식 압축기에서 발생할 수 있는 이취, 산패 또는 제품 변색 위험을 제거합니다.
자재 및 시공
LW-20/8의 모든 구성 요소는 질소 서비스 호환성, 내식성 및 장기적인 기계적 내구성을 고려하여 선정되었습니다.
| 요소 | 재료 | 사양 |
|---|---|---|
| 실린더 블록 | 회색 주철 | GG25 / HT250, 일체형 냉각수 재킷 |
| 크랭크 샤프트 | 단조 합금강 | 42CrMo4, Q&T, ISO 1940 G2.5 밸런스 |
| 피스톤 링 | PTFE-유리-청동 복합재 | 자체 윤활 기능, 마모율 <0.05 mm/1000h |
| 라이더 밴드 | PTFE 복합재 | 피스톤 가이드, 실린더 벽 접촉 방지 |
| 밸브 플레이트 | 스테인리스 스틸 | SS316, 동심원형 스프링 장착 설계 |
| 커넥팅 로드 | 배빗 베어링이 적용된 단조강 | 정밀 가공 및 오일 윤활 방식의 빅 엔드 |
| 인터쿨러 | 탄소강 쉘 / SS304 튜브 | ASME VIII Div.1, 1.5배 수압 시험 |
| 애프터쿨러 | 탄소강 쉘 / SS304 튜브 | 핀 튜브 설계, 32°C 냉각수 정격 |
모든 압력 지지 부품은 다음 기준에 따라 설계 및 제작되었습니다. ASME BPVC 섹션 VIII 부문 1 또는 중국 GB 150 표준을 준수합니다. 용접 이음매는 ASME 섹션 V, 2항에 따라 100% 방사선 투과 검사(RT)를 거치며, 완성된 각 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 설치 요구 사항
LW-20/8은 건조 중량이 3.00톤이며, 무게중심은 베이스 플레이트에서 약 820mm 위에 있습니다. 2열 대향 실린더 설계 덕분에 불균형력이 최소화되어 다양한 지형에 설치할 수 있습니다. 5~6톤의 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 1.2m, 모터 유지 보수를 위해 구동측에 1.0m, 주요 정비 시 크레인 접근을 위해 상부에 1.8m의 여유 공간이 필요합니다.
냉각수 시스템 사양
냉각수 유량 요구량은 대략 다음과 같습니다. 22 m³/h 유입 온도는 32°C를 초과하지 않아야 합니다. 물 분배 회로는 실린더 재킷, 중간 냉각기 및 후냉각기에 병렬로 물을 공급합니다. 수질 기준은 pH 6.5~8.5, 총 용존 고형물 < 500mg/L, 염화물 함량 < 50mg/L(SS304 튜브 부식 방지), 부유 고형물 < 30mg/L입니다. 수질이 좋지 않은 지역에서는 스케일 형성 및 튜브 오염 방지를 위해 측류 여과 및 화학 처리가 포함된 폐쇄형 냉각탑을 강력히 권장합니다.
예방 정비 일정
| 간격 | 서비스 항목 | 조치 필요 |
|---|---|---|
| 일일 | 운영 점검 | 진동 수준, 이상 소음, 냉각수 유량, 배출 온도를 점검하십시오. |
| 250시간 | 밸브 플레이트 검사 | 흡입/배출 밸브를 분리하여 탄소 침전물이나 균열이 있는지 검사하십시오. |
| 1,000시간 | 피스톤 링 측정 | 링 홈 간극을 측정하고, 간극이 0.25mm를 초과하면 링을 교체하십시오. |
| 4,000시간 | 중간 정비 | 피스톤 링, 라이더 밴드 및 밸브 플레이트 어셈블리를 모두 교체하십시오. |
| 8,000시간 | 대대적인 개편 | 크랭크축 저널을 점검하고 베어링 간극을 측정하며, 간극이 0.08mm보다 크면 메인 베어링을 교체하십시오. |
LW-20/8의 무오일 설계는 윤활 방식에 비해 유지보수 복잡성을 크게 줄여줍니다. 정기적인 오일 교환, 오일 샘플 분석, 필터 엘리먼트 교체, 오일 분리 카트리지 점검이 필요 없습니다. 반복적으로 마모되는 부품은 다음과 같습니다. PTFE 피스톤 링 및 라이더 밴드일반적으로 깨끗한 질소 환경에서 4,000~6,000시간의 수명을 달성합니다.
규정 준수 및 안전 인증
LW-20/8 질소 압축기는 다음과 같은 국제 표준 및 규제 체계를 충족하도록 설계, 제조 및 테스트되었습니다.
ASME BPVC 섹션 VIII Div.1, GB 150-2011, PED 2014/68/EU 모듈 A
IEC 60034-1(IE3 효율), IEC 60204-1, ISO 12100(기계 안전)
ISO 8573-1 0등급(유지 함량) 기준 충족, TÜV 라인란트에서 독립적으로 테스트 완료
ISO 9001:2015(품질경영), ISO 14001:2015(환경경영)
질소는 단순 질식 가스로 분류됩니다. 모든 LW-20/8 설비에는 압축기실 및 인접 구역에 지속적인 산소 결핍 모니터링 시스템이 포함되어야 합니다. 환기 시스템은 OSHA 29 CFR 1910.146에 따라 주변 산소 농도를 19.5% 부피 이상으로 유지하도록 설계되어야 합니다. 비상 정지 인터록은 19.5% O₂(경보)에서 작동하고 18.0% O₂(강제 정지)에서 자동 압축기 차단을 작동시켜야 합니다. 인원 출입 절차에는 휴대용 산소 모니터 및 동료 지원 시스템 프로토콜이 포함되어야 합니다.
성과 및 효율성 분석
LW-20/8은 다음을 달성합니다. 단위 부피당 약 6.60kW/min의 특정 전력 소비량 0.80 MPa의 토출 압력으로 질소를 공급합니다. 이러한 효율 지표는 해당 장치를 15~30 m³/min 오일 프리 피스톤 압축기 부문에서 경쟁력 있는 위치에 놓습니다. 비교하자면, 동일한 압력비에서 작동하는 일반적인 오일 윤활식 스크류 압축기는 7.0~7.8 kW/m³/min의 전력을 소비하는 반면, 구형 단일 단계 피스톤 설계는 8.5 kW/m³/min을 초과할 수 있습니다.
표준 연간 8,000시간 운전 일정 기준으로 LW-20/8의 효율성 이점은 대략 다음과 같습니다. 연간 64,000~160,000kWh의 에너지 절감 효과 효율성이 떨어지는 대안과 비교했을 때, 평균 산업용 전기 요금인 $0.08/kWh를 기준으로 하면 연간 직접 운영 비용을 $5,120~$12,800 절감할 수 있습니다. 여기에 오일 관련 소모품(윤활유, 필터 엘리먼트, 분리 카트리지, 폐유 처리) 사용을 없애는 것까지 더하면, 질소 압축의 총 소유 비용 10년의 작동 수명 동안 약 20~30%가 감소하는 것으로 추정됩니다.
압축 경로에 오일이 없기 때문에 하류의 오일 제거 장비와 관련된 에너지 손실도 없습니다. 이 크기의 일반적인 오일 윤활식 압축기는 응집 필터, 활성탄 흡착기 및 오일 모니터링 장비가 필요하며, 이러한 장비들은 압축기 출력의 3~5%를 소모합니다. LW-20/8의 오일 프리 설계는 이러한 불필요한 부하를 완전히 제거하여 전체 시스템 효율을 향상시킵니다.
맞춤 제작 및 OEM 역량
당사는 LW-20/8을 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 구조용 강철 스키드에 사전 조립됩니다. 이러한 방식은 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. 가스 감지 및 자동 환기 연동 장치를 제어 시스템에 통합할 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, 그리고 DCS/SCADA 시스템과의 완벽한 통합을 제공합니다. 자동 부하/언로드 제어 및 가변속 드라이브(VFD) 호환성을 통해 부분 부하 효율을 최적화할 수 있습니다.
- 환경 보호: 해안 또는 해양 설비용 C5-M 해양 등급 코팅 시스템, 최대 55°C의 주변 온도에 적합한 열대 지역용 전기 부품, 1미터 거리에서 소음 방출을 85dB(A)에서 72dB(A)로 줄이는 IP54 등급 방음 인클로저.
- OEM 및 자체 브랜드: 시스템 통합업체 및 가스 장비 유통업체를 위해 맞춤형 도색 색상, 브랜드 명판 및 문서 패키지를 제공합니다. 기술 매뉴얼, 예비 부품 목록 및 유지 보수 절차는 현지 언어로 제공 가능합니다.
사용자 지정 구성은 다음에서 이용 가능합니다. 최소 주문 수량 1개엔지니어링 검토 및 제안서 작성에는 일반적으로 5~7영업일이 소요됩니다. 시제품 납품 일정은 12~14주이며, 재주문은 주문 확인 후 8~10주 이내에 납품됩니다.
사례 연구: 식품 포장용 질소 공급 시스템 개선
고객: 태국의 주요 스낵 식품 제조업체
도전: 해당 제조업체는 MAP(변형 대기 포장) 라인에 액체 질소 기화 방식을 사용하고 있었습니다. 액체 질소 가격 상승, 배송 일정 충돌, 기화기 유지보수 문제로 생산 지연이 발생하고 있었습니다. 또한, 기존에 사용하던 윤활식 질소 부스터(경쟁사 제품)에서 미량의 오일이 혼입되어 민감한 제품 라인에서 이취를 유발하고, 고객 불만과 제품 리콜로 이어지는 문제가 있었습니다.
해결책: 우리는 공급했습니다 LW-20/8 오일프리 질소 압축기 LW-20/8은 중형 VPSA 질소 발생기(순도 99.9%, 분당 25m³)와 함께 공통 스키드에 설치됩니다. LW-20/8은 VPSA 제품의 압력을 0.08MPa에서 0.80MPa로 높여 6개의 고속 포장 라인에 공급합니다. 이 스키드는 기존 설비실에 맞도록 설계되어 건물 확장이 필요 없습니다.
24개월 후 정량화된 결과:
- 질소 공급 비용: 48%만큼 감소 액체 질소 구매 및 배송 대비
- 질소 내 기름 오염: 완전히 제거됨 (ISO 8573-1 Class 0 인증 획득)
- 제품 리콜 사례: 영 시운전 이후 (이전에는 연 2~3회)
- 유지보수 비용: 35%만큼 감소 오일 교환, 필터 교체 및 분리기 정비가 필요 없어졌기 때문입니다.
- 생산 중단 시간: 60%만큼 감소 (액체 질소 배송 일정 충돌 문제 해결)
- 투자회수기간: 2.1년 연료비 절감 및 리콜 비용 회피를 기준으로 함
“LW-20/8 압축기는 질소 공급 시스템을 완전히 바꿔놓았습니다. 더 이상 액체 질소 배송에 대해 걱정할 필요가 없어졌고, 제품 품질 문제도 사라졌으며, 유지보수팀의 압축기 관리 시간도 크게 줄었습니다. 투자 비용은 2년 남짓 만에 회수되었습니다.” — 플랜트 엔지니어링 매니저
자주 묻는 질문 및 선택 가이드
관련 제품 및 솔루션
LW 시리즈 대용량 질소 압축기
대규모 극저온 공기분리장치(ASU) 백업, VPSA 부스팅 및 산업용 파이프라인 분배에 사용되는 고유량 무오일 피스톤 압축기(30~130m³/min). 토출 압력은 0.30~0.80MPa입니다.
DW 시리즈 고압 질소 압축기
중압 내지 고압 오일 프리 압축기(0.40~2.00 MPa)는 질소 주입, 파이프라인 가압 및 화학 합성 분야에 사용됩니다. 용량은 2~130 m³/min입니다.
ZW 시리즈 소형 무오일 컴프레서
소형 오일 프리 압축기(2~10m³/min)는 소규모 VPSA 부스팅, 실험실 질소 공급 및 전자 제품 제조 공정의 불활성 가스 주입에 적합합니다. 토출 압력은 최대 0.80MPa입니다.
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.
질소 압축 시스템 최적화를 시작할 준비가 되셨습니까?
당사의 애플리케이션 엔지니어는 고객의 질소 유량 요구 사항, 흡입 조건, 토출 압력 목표 및 통합 제약 조건을 평가하기 위해 대기하고 있습니다. 문의 접수 후 48시간 이내에 무료 기술 제안서, 기초 배치 도면, 배관 및 계측 다이어그램(P&ID) 및 상세한 총 소유 비용(TCO) 분석을 제공해 드립니다.
이메일: [email protected] 24시간 이내 답변드리겠습니다.
