설명
LW-40/4 질소 압축기 - 중압 산업용 가스 분배용 오일 프리 N2 부스터
LW-40/4는 0.40 MPa의 토출 압력에서 40 m³/min의 유량을 제공하도록 설계된 2단, 2열 오일 프리 피스톤 질소 압축기로, 극저온 공기 분리 백업, VPSA 질소 부스팅 및 중압 파이프라인 분배 네트워크에 특화되어 있습니다. 오일 오염이 전혀 없고, 연속 작동 등급을 받았으며, 24시간 연중무휴 산업 현장 운영에 최적화되어 있습니다.
제품 개요
그만큼 LW-40/4 질소 압축기 이 제품은 당사의 오일 프리 피스톤 압축기 포트폴리오에서 중요한 위치를 차지하며, 저압 질소 발생과 중압 분배 요구 사항 사이의 간극을 메워줍니다. 정격 용량은 다음과 같습니다. 40 m³/min 그리고 토출 압력 0.40 MPa이 장치는 중규모 극저온 공기 분리 플랜트, VPSA 질소 부스터 스테이션 및 산업용 가스 파이프라인 네트워크의 핵심 장비입니다.
LW-40/4를 기존 윤활 방식 제품과 구별 짓는 특징은 다음과 같습니다. 완전 무오일 압축 경로피스톤 링과 라이더 밴드는 탄화수소 윤활유 없이 작동하는 자체 윤활 PTFE 복합 소재로 제작되어 질소 흐름에 오일 오염이 전혀 발생하지 않도록 합니다. 이러한 특성은 식품 포장용 질소, 제약용 불활성 가스, 반도체 공정 가스 공급 등 ISO 8573-1 Class 0 인증이 요구되는 응용 분야에 필수적입니다.
압축기 아키텍처는 다음을 따릅니다. 2단 2열(two 列 级) 이 설계는 전체 압력비를 두 개의 압축 실린더에 분산시키는 방식입니다. 이러한 단계별 접근 방식은 각 단계별 토출 온도를 낮추고 체적 효율을 향상시키며 밸브와 피스톤 링의 수명을 연장합니다. 각 압축 단계에는 독립적인 중간 냉각기가 장착되어 있어 지속적인 최대 부하 조건에서도 가스 온도가 안전한 작동 범위 내에 유지되도록 합니다.
기술 사양 – LW-40/4
| 매개변수 | 값 | 단위 |
|---|---|---|
| 모델 | LW-40/4 | – |
| 무늬 | 2단, 2열(two 列 级) | – |
| 용량 | 40 | m³/min |
| 토출 압력 | 0.40 | MPa |
| 압축기 크기 (길이 × 너비 × 높이) | 3260 × 1655 × 2548 | mm |
| 무게 | 4.50 | 티 |
| 힘 | 160 | 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 피스톤 링 기술
LW-40/4는 독자적인 기술을 사용합니다. 자가 윤활 피스톤 링 및 라이더 밴드 어셈블리 고밀도 PTFE 복합재에 유리 섬유와 청동 입자를 강화하여 제조되었습니다. 이러한 소재 조합은 외부 윤활 없이 0.08 미만의 마찰 계수를 달성하여 질소 제품 흐름으로 오일 증기가 혼입될 위험을 제거합니다. 규제 산업에 종사하는 구매자에게 이는 다음과 같은 의미를 갖습니다. ISO 8573-1 클래스 0 준수 하류 오일 여과 시스템에 필요한 자본 및 운영 비용 없이.
2. 중간 냉각을 포함한 단계식 압축
그만큼 2단계 압축 아키텍처 LW-40/4 압축기는 0.40 MPa의 토출 압력 목표에 맞춰 열역학적으로 최적화되었습니다. 저압 실린더와 고압 실린더 사이에 압력비를 분할함으로써 압축기는 각 단계의 평균 유효 온도를 낮춥니다. 각 단계 사이에 설치된 전용 쉘앤튜브형 중간 냉각기는 압축열을 제거하여 토출 온도를 155°C 미만으로 유지하고 PTFE 밀봉 요소의 열화를 방지합니다. 이러한 열 관리 전략은 동일한 압력비에서 작동하는 단일 단계 설계에 비해 밸브 플레이트 수명을 약 35% 연장합니다.
3. 견고한 주철 프레임 및 균형 유지 기능
본체는 다음 재료로 주조됩니다. GG25 회주철 (ASTM A48 Class 30B에 해당) 일체형 냉각수 통로를 갖춘 LW-40/4는 2열 대향 실린더 배열을 통해 자연적인 1차 상쇄력을 제공하여 단일열 설계 대비 기초에 전달되는 불균형 관성력을 80% 이상 감소시킵니다. 이러한 기계적 이점 덕분에 LW-40/4는 더 가벼운 기초 블록(최소 6톤, 단일열 동급 제품은 10톤 이상)에서 작동할 수 있어 토목 공사 비용을 절감하고 기존 압축기실의 개조 설치를 간소화합니다.
4. 표준 380V 산업용 모터 드라이브
LW-40/4는 다음으로 구동됩니다. 160kW, 380V, 50Hz 3상 유도 전동기 IEC 60034-1 효율 등급 IE3을 준수합니다. 표준 380V 구성으로 중전압 개폐기나 강압 변압기가 필요 없어 기존 저전압 배전 인프라가 구축된 시설에 특히 적합합니다. 6kV 또는 10kV 버스 시스템을 사용하는 현장의 경우, 강압 변압기가 통합된 모터를 옵션으로 스키드에 장착하여 제공할 수 있습니다.
응용 시나리오
극저온 공기 분리 백업 및 피크 셰이빙
극저온 ASU 작동에서 LW-40/4는 다음과 같은 역할을 합니다. 신뢰할 수 있는 백업 질소 부스터 또는 피크 셰이빙 압축기. 주 공기 공급 장치(ASU)의 냉각 박스에 문제가 발생하거나 유지 보수가 필요한 경우, LW-40/4는 액체 질소 저장 기화기에서 하류의 중요 소비 장치에 질소를 지속적으로 공급할 수 있습니다. 0.40 MPa의 토출 압력은 제철소 불활성 가스 주입, 화학 반응기 블랭킷팅 및 LNG 플랜트 퍼지 가스 시스템에 사용되는 중압 분배 헤더에 질소를 공급하기에 충분합니다. 오일 프리 설계는 주 시스템 가동 중단 시 질소 순도를 저하시킬 수 없는 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-40/4 질소 부스터 이 저압 제품은 0.40 MPa로 압축되어 사용 지점으로 공급됩니다. VPSA 서비스에서 오일이 없는 압축 경로는 필수적입니다. 탄화수소 오염이 발생하면 탄소 분자체 흡착제가 손상되어 질소 발생기의 분리 효율이 영구적으로 저하되고 비용이 많이 드는 흡착제 교체가 필요하기 때문입니다.
석유화학 파이프라인 질소 주입
석유화학 및 정유 공정에서 질소는 시동, 정지 및 제품 교체 과정 동안 불활성 분위기를 유지하기 위해 공정 파이프라인과 저장 용기에 주입됩니다. LW-40/4는 0.40 MPa의 토출 압력을 제공하여 최대 2km 거리에서 파이프라인 마찰 손실을 극복할 수 있는 충분한 압력을 제공하므로 여러 공정 장치에 대한 중앙 집중식 질소 공급에 적합합니다. 연속 작동 등급은 수주 동안 지속될 수 있는 장기간의 유지 보수 작업 중에도 질소 공급이 중단되지 않도록 보장합니다.
식품 및 음료용 변형 대기 포장
대규모 식품 포장 시설에는 고유량 질소가 필요합니다. 변형 대기 포장(MAP) 또한 제어된 분위기 저장에도 적합합니다. LW-40/4는 40m³/min의 용량으로 여러 고속 포장 라인에 동시에 질소를 공급할 수 있으며, 오일 프리 인증을 통해 FDA 21 CFR 173.310(식품 등급 질소) 및 EU 규정 231/2012를 준수합니다. 오일 오염이 없으므로 윤활유가 함유된 압축기를 식품 접촉 용도에 사용할 때 발생할 수 있는 이취, 산패 또는 제품 변색 위험을 방지할 수 있습니다.
자재 및 시공
LW-40/4의 모든 구성 요소는 질소 환경과의 호환성, 내식성 및 장기적인 기계적 안정성을 고려하여 선정되었습니다.
| 요소 | 재료 | 사양 |
|---|---|---|
| 실린더 블록 | 회색 주철 | GG25 / HT250, 일체형 워터 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 | 피스톤을 안내하고 실린더와의 접촉을 방지합니다. |
| 밸브 플레이트 | 스테인리스 스틸 | SS316, 스프링 장착형 동심원 디자인 |
| 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 |
모든 압력 용기는 다음 규정에 따라 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 각 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
LW-40/4는 건조 중량이 4.50톤이며, 무게중심은 베이스 플레이트에서 약 850mm 위에 있습니다. 2열 대향 실린더 설계로 인해 불균형력이 최소화되어 설치가 용이합니다. 6~8톤의 철근 콘크리트 관성 블록진동이 인접 구조물로 전달되는 것을 방지하기 위해 블록은 진동 차단 패드(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 필요량
LW-40/4는 대략적인 요구 사항이 있습니다. 냉각수 38m³/h 유입 온도는 32°C를 초과하지 않아야 합니다. 냉각수 시스템은 실린더 재킷, 중간 냉각기 및 후냉각기에 병렬 회로로 냉각수를 공급해야 합니다. 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 지역의 경우, 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 검사 | 흡입/배출 밸브 플레이트를 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-40/4의 주요 경제적 이점은 다음과 같습니다. 윤활유의 부재 압축 경로에 문제가 없습니다. 분기별 오일 교환, 월별 오일 분석, 연간 분리 요소 교체가 필요한 오일 윤활식 압축기와 달리 LW-40/4는 이러한 소모품을 완전히 제거합니다. 유일하게 반복적으로 마모되는 부품은 PTFE 피스톤 링과 라이더 밴드이며, 일반적으로 깨끗한 질소 환경에서 4,000~6,000시간의 수명을 제공합니다.
규정 준수 및 안전 인증
LW-40/4 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-40/4 설비에는 압축기실 및 인접 구역에 지속적인 산소 결핍 모니터링 시스템이 포함되어야 합니다. 환기 시스템은 OSHA 29 CFR 1910.146(허가 필요 밀폐 공간)에 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 시스템 프로토콜이 포함되어야 합니다.
성과 및 효율성 분석
LW-40/4는 다음을 달성합니다. 약 4.00kW/m³/min의 비전력 소비량 0.40 MPa의 토출 압력에서 질소를 압축하는 효율을 보여줍니다. 이 효율 지표는 30~50 m³/min 용량 범위의 오일 프리 피스톤 압축기 중 최상위 등급에 해당함을 나타냅니다. 참고로, 동일한 압력비에서 작동하는 일반적인 오일 윤활식 스크류 압축기는 4.4~4.9 kW/m³/min의 전력을 소비하는 반면, 기존의 단일 단계 피스톤 압축기는 5.2 kW/m³/min을 초과할 수 있습니다.
표준 연간 8,000시간 운전 일정 기준으로 LW-40/4의 효율성 이점은 대략 다음과 같습니다. 연간 128,000~288,000kWh의 에너지 절감 효과 효율성이 떨어지는 대안과 비교했을 때, 평균 산업용 전기 요금인 $0.08/kWh를 기준으로 하면 연간 직접 운영 비용을 $10,240~$23,040 절감할 수 있습니다. 여기에 오일 관련 소모품(윤활유, 필터 엘리먼트, 분리 카트리지, 폐유 처리)의 사용 중단까지 고려하면, 질소 압축의 총 소유 비용 10년의 작동 수명 동안 약 25~35%가 감소할 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 모니터링 계측 장비가 필요하며, 이러한 장비들은 압축기 출력의 3~5%를 소모합니다. LW-40/4의 무오일 설계는 이러한 불필요한 부하를 완전히 제거합니다.
맞춤 제작 및 OEM 역량
당사는 LW-40/4를 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: 동남아시아 VPSA 질소 부스터 업그레이드
고객: 베트남에서 VPSA 질소 발생 시설을 운영하는 주요 산업용 가스 공급업체
도전: 고객사의 기존 오일 윤활식 질소 부스터(유럽 브랜드, 15년 사용)에서 질소 제품으로 오일이 점진적으로 혼입되는 문제가 발생했습니다. 오일 오염 수준은 2.8mg/m³에 달해 식품 포장 고객사가 요구하는 0.1mg/m³ 한도를 초과했습니다. 또한, 오일로 인해 활성탄 최종 정화층이 손상되어 설계 주기인 24개월 대신 8개월마다 교체해야 했습니다.
해결책: 우리는 공급했습니다 LW-40/4 오일프리 질소 압축기 기존 장비를 직접 대체하는 이 시스템은 통합형 인터쿨러, 애프터쿨러 및 Siemens S7-1200 PLC 제어 패널이 장착된 맞춤형 스키드에 구성됩니다. 스키드의 설치 공간은 기존 기초와 일치하도록 설계되어 토목 공사 변경이 필요 없습니다. VPSA 흡착 사이클에서 발생하는 압력 맥동을 완화하기 위해 상류에 2m³ 용량의 서지 탱크가 추가되었습니다.
24개월 후 정량화된 결과:
- 질소 오일 함량: 2.8 mg/m³에서 <0.01 mg/m³로 감소ISO 8573-1 클래스 0 인증을 획득했습니다.
- 활성탄층 교체 주기: 8개월에서 30개월로 연장됨연간 $12,000의 소모품 비용을 절감할 수 있습니다.
- 총 유지보수 비용: 38%만큼 감소 오일 교환, 필터 교체 및 분리기 정비가 필요 없어졌기 때문입니다.
- 에너지 소비량: 7.2%만큼 개선됨 교체된 장치 대비, 지역 전기 요금 기준으로 연간 $15,600 상당의 절감 효과
- 예기치 않은 다운타임: 이벤트 없음 24개월 연속 운전
“LW-40/4 덕분에 기름 오염 문제가 완전히 해결되었습니다. 식품 포장 고객사들은 더 이상 품질 문제를 제기하지 않고 있으며, 유지보수팀의 서비스 시간도 거의 절반으로 줄었습니다. 투자 회수 기간은 18개월 미만이었습니다.” — 시설 운영 책임자
자주 묻는 질문 및 선택 가이드
관련 제품 및 솔루션
DW 시리즈 고압 질소 압축기
DW 시리즈는 0.40 MPa ~ 2.00 MPa의 토출 압력에 맞춰 설계되었으며, 질소 주입, 고압 파이프라인 부스팅 및 화학 합성 분야에 사용됩니다. 2단 및 다단 구성으로 2~130 m³/min의 유량을 제공합니다.
ZW 시리즈 다단식 무오일 압축기
산소, 질소, 수소 및 특수 가스용 수직형 다단식 무윤활 압축기. 고압 가스 충전, 실린더 충전 및 화학 공정 응용 분야를 위한 최대 9.00 MPa의 토출 압력.
MW 시리즈 중압 압축기
중압 무오일 압축기(1.0~4.0 MPa)는 석유화학 및 정유 공정에서 질소 재순환, 가스 액화 부스터 용도 및 공정 가스 압축에 최적화되어 있습니다.
저희에 대한 포괄적인 개요를 보시려면 산업용 질소 압축기 오일프리 산소 압축기, 수소 압축기, 이산화탄소 압축기 및 맞춤형 특수 가스 솔루션을 포함한 제품군에 대한 자세한 내용은 당사 애플리케이션 엔지니어링 팀에 문의하거나 온라인 제품 카탈로그를 참조하십시오.
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