DW-100/8 질소 압축기 – 까다로운 산업용 가스 인프라를 위한 초고용량 무오일 N2 부스터

DW-100/8은 0.80 MPa의 토출 압력에서 100 m³/min의 유량을 제공하도록 설계된 2단, 2열 오일 프리 피스톤 질소 압축기로, 대규모 극저온 공기 분리, 고압 VPSA 부스터 스테이션 및 중요 석유화학 파이프라인 유통 네트워크에 특화되어 있습니다. 윤활유 오염이 전혀 없고, 연속 작동 등급을 받았으며, 최고 유량 용량에서 24시간 연중무휴 산업 현장의 신뢰성을 보장하도록 설계되었습니다.

제품 개요

그만큼 DW-100/8 질소 압축기 이 제품은 당사의 무오일 피스톤 압축기 엔지니어링 기술의 정점을 나타내며, 산업용 질소 부스터 포트폴리오의 초고용량 부문을 차지합니다. 탁월한 성능을 자랑합니다. 100m³/min 용량 강력한 것과 짝을 이룬다 0.80 MPa 토출 압력이 장치는 전 세계 초대형 산업용 가스 인프라에서 가장 까다로운 질소 분배 요구 사항을 충족하도록 설계되었습니다.

DW-100/8을 기존의 모든 대안과 근본적으로 구분 짓는 것은 바로 그 점입니다. 완전히 오일이 없는 압축 경로피스톤 링과 라이더 밴드는 자체 윤활 기능을 갖춘 특수 PTFE 복합 소재로 제작되어 탄화수소 윤활유를 전혀 사용하지 않고 작동합니다. 이러한 본질적인 무오일 구조는 질소 제품 흐름이 완전히 오염되지 않도록 보장하여 다음과 같은 결과를 달성합니다. ISO 8573-1 클래스 0 인증 별도의 하류 정화 장비가 필요하지 않습니다. 식품 가공, 제약 제조, 전자 제품 제조 및 석유화학 가공 분야의 사업자에게 있어 이는 오일 여과 시스템에 대한 초기 투자 비용과 지속적인 운영 부담을 모두 없애줍니다.

압축기는 다음을 이용합니다. 2단 2열(two 列 级) 두 개의 압축 실린더에 상당한 압력비를 최적으로 분배하는 구조입니다. 이러한 단계별 열역학적 접근 방식은 0.80 MPa의 토출 압력에 내재된 열 부하를 관리하는 동시에 PTFE 밀봉 요소의 치수 무결성을 유지하는 데 매우 중요합니다. 각 단계에는 독립적인 고효율 중간 냉각기가 통합되어 있어 최대 용량으로 지속적으로 작동하는 동안에도 가스 온도가 안전 작동 범위 내에 유지되도록 합니다. 견고한 주철 프레임과 동적 균형을 이룬 단조강 크랭크축은 탁월한 수명을 보장합니다. 120,000시간 이상 엄격한 산업 유지보수 프로토콜에 따라 관리됩니다.

기술 사양 – DW-100/8

* 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-100/8은 독자적인 기술을 사용합니다. 자가 윤활 피스톤 링 및 라이더 밴드 시스템 유리 섬유와 청동 미립자로 강화된 첨단 PTFE 복합재로 제조되었습니다. 이 소재 배합은 외부 탄화수소 윤활 없이도 0.06 미만의 마찰 계수를 달성하여 질소 제품 흐름으로 오일 증기가 혼입될 위험을 완전히 제거합니다. 100m³/min 용량에서 미량의 오일 오염조차도 심각한 품질 저하를 초래할 수 있습니다. DW-100/8의 본래 특성은 다음과 같습니다. ISO 8573-1 클래스 0 준수 이 유량 규모에서는 물리적으로 거대하고 에너지 집약적인 하류 오일 여과 장비가 필요하지 않습니다. PTFE 링은 0.80 MPa 작동과 관련된 높은 배출 온도에 맞게 특별히 설계되었으며 최대 180°C까지 치수 안정성을 유지합니다.

2. 고압 환경에서의 2단계 열역학적 최적화

그만큼 2단계 압축 아키텍처 DW-100/8은 0.80 MPa의 까다로운 토출 압력 목표를 달성하기 위해 열역학적으로 최적화되었습니다. 대구경 저압 실린더와 고압 실린더 사이에 상당한 전체 압력비를 분배함으로써 압축기는 각 단계의 평균 유효 온도를 크게 낮춥니다. 단계 사이에 설치된 대형 고효율 쉘앤튜브형 중간 냉각기는 압축열을 제거하여 최대 연속 부하에서도 토출 온도를 155°C 미만으로 유지합니다. 이러한 열 관리는 해당 용량 및 압력 조합에서 PTFE 링의 무결성을 유지하는 데 매우 중요하며, 동일한 압력비를 목표로 하는 단일 단계 설계에 비해 밸브 플레이트의 수명을 약 40% 연장합니다.

3. 힘 균형 설계가 적용된 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 설계 대비 기초에 전달되는 불균형 관성력을 80% 이상 감소시킵니다. 이 장치는 13.00톤에 달하는 상당한 무게를 지니지만, 이러한 기계적 이점 덕분에 약 20톤의 철근 콘크리트 관성 블록 위에 설치할 수 있습니다. 이는 동일 용량의 단일 열 압축기에 필요한 것보다 훨씬 가볍습니다. 거대한 프레임 크기는 5456 × 3518 × 2535 mm 100m³/min의 유량을 처리하는 엔지니어링 요구 사항을 반영하는 동시에 오일이 필요 없는 피스톤 작동에 필요한 정밀한 간극을 유지합니다.

4. 고출력 중전압 모터 구동

DW-100/8은 다음으로 구동됩니다. 600kW 중전압 유도 전동기 DW-100/8은 6kV 또는 10kV 구성으로 제공되며, IEC 60034-1 효율 등급 IE3을 준수합니다. 이 출력 수준에서는 중전압 구동이 단순히 선호되는 것이 아니라 필수적입니다. 380V 모터를 사용하려면 비현실적인 크기의 케이블(단면적 400mm² 초과)과 대형 저전압 개폐기가 필요합니다. 6kV 또는 10kV 구성은 산업용 중전압 배전망에 직접 통합되어 전기 인프라 비용을 절감하고 전력 케이블의 I²R 손실을 최소화하며 전체 시스템 에너지 효율을 향상시킵니다. 6kV 또는 10kV 버스 시스템이 표준인 대규모 산업 시설에서 DW-100/8은 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-100/8은 다음과 같은 역할을 합니다. 주요 고용량 질소 부스터 콜드 박스와 분배 헤더 사이에 설치됩니다. 100m³/min의 용량은 가장 큰 단일 트레인 공기 분리 장치(ASU)의 출력과 맞먹으며, 0.80MPa의 토출 압력은 광대한 산업 단지를 가로지르는 하류 소비자에게 장거리 파이프라인 분배에 충분한 압력을 제공합니다. 오일이 없는 설계는 이러한 용도에서 매우 중요합니다. 오일 오염은 전체 분배 네트워크의 질소 순도를 저하시켜 동일한 헤더를 사용하는 반도체 제조, 제약 생산 및 식품 가공 시설을 포함한 여러 하류 공정에 영향을 미칠 수 있기 때문입니다.

대형 VPSA 질소 부스터 스테이션

대기압에 가까운 압력에서 99.5~99.9% 순도의 질소를 생산하는 대형 VPSA 질소 발생기의 경우, DW-100/8 질소 부스터 이 장치는 저압 제품을 0.80 MPa로 압축하여 광범위한 산업 단지에 고압으로 공급합니다. 100 m³/min의 용량으로 여러 대형 VPSA 설비를 동시에 가동하거나 중요 질소 공급 시스템에 대한 이중화 기능을 제공할 수 있습니다. VPSA 서비스에서 오일이 없는 압축 경로는 필수적입니다. 탄화수소 오염은 탄소 분자체 흡착제를 돌이킬 수 없이 손상시켜 전체 발생기 시스템의 분리 효율을 저하시키고, 대규모 설비의 경우 1,400,000달러를 초과하는 비용이 드는 흡착제 교체를 필요로 하기 때문입니다.

석유화학 단지 고압 질소 분배

통합 석유화학 단지에서 DW-100/8은 핵심적인 역할을 담당합니다. 고압 질소 분배 인프라0.80 MPa의 토출 압력은 수 킬로미터에 달하는 배관망에서 발생하는 마찰 손실을 극복하기에 충분하며, 에틸렌 크래커, 폴리에틸렌 반응기, 방향족 복합 시설, 황 회수 장치 등 수십 개의 공정 설비에 질소를 공급할 수 있습니다. 100 m³/min의 유량은 시동, 정지 및 비상 불활성화 절차 중 여러 공정 설비에서 동시에 발생하는 질소 수요를 충족할 수 있습니다. 질소는 촉매층과 접촉하고, 공정 흐름에 유입되며, 민감한 화학물질 저장 시설을 보호하는 데 사용되므로, 모든 과정에서 탄화수소가 완전히 제거되어야 하기 때문에 무유 인증은 필수적입니다.

LNG 액화 및 재기화 터미널 질소 공급

LNG 터미널은 막대한 양의 질소를 필요로 합니다. 파이프라인 퍼징, 탱크 불활성화 및 비상 질소 주입 극저온 저장 탱크에 질소를 공급합니다. DW-100/8은 100m³/min의 용량으로 터미널 전체 질소 퍼지 작업과 같이 며칠 동안 지속적인 고유량 질소 공급이 필요한 가장 까다로운 운영 시나리오에서도 질소 공급을 유지할 수 있습니다. 0.80MPa의 토출 압력은 LNG 저장 탱크의 정수압을 극복하고 터미널 전체 유통망에 걸쳐 안정적인 불활성 가스 압력을 유지하는 데 충분한 압력을 제공합니다. 오일이 없는 설계로 LNG 제품의 탄화수소 오염을 방지하여 극저온 특성을 손상시키고 LNG 품질 규격을 위반하는 것을 막습니다.

자재 및 시공

DW-100/8은 질소 호환성, 고압 서비스 및 초고용량에서의 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-100/8은 건조 중량이 13.00톤이며, 무게중심은 베이스 플레이트에서 약 1,000mm 위에 위치합니다. 이처럼 거대한 크기에도 불구하고, 2열 대향 실린더 설계는 불균형력을 최소화하여 지면 설치가 용이하도록 설계되었습니다. 20~25톤급 철근 콘크리트 관성 블록이 블록은 인접 구조물 및 민감한 계측 장비로의 진동 전달을 방지하기 위해 고강도 탄성 진동 차단 장치(고유 진동수 5~7Hz)에 장착해야 합니다. 최소 여유 공간 요구 사항은 밸브 접근을 위해 비구동측에 2.0m, 모터 유지보수를 위해 구동측에 1.5m, 그리고 주요 정비 시 크레인 접근을 위해 상부에 2.5m입니다. 장치의 크기가 5456 × 3518mm이므로, 압축기실은 안전한 작동 및 유지보수를 위해 모든 면에 충분한 여유 공간을 확보해야 합니다.

냉각수 시스템 설계

냉각수 수요는 대략 다음과 같습니다. 100m³/시간 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 < 500 mg/L, 염화물 함량 < 50 mg/L(냉각기 내 SS316 튜브 부식 방지), 부유 고형물 < 30 mg/L, 총 경도 < 300 mg/L(CaCO₃ 기준)입니다. 막대한 냉각수 요구량을 고려하여 측류 여과, 화학 처리 및 10 m³ 버퍼 탱크를 갖춘 전용 폐쇄형 냉각탑 설치를 강력히 권장합니다. 냉각탑 유지 보수 중에도 연속 작동을 보장하기 위해 냉각수 시스템은 이중화 설계되어야 합니다.

예방 정비 일정

DW-100/8의 무오일 설계는 동일 규모의 윤활식 장비에 비해 유지보수 복잡성을 획기적으로 줄여줍니다. 정기적인 오일 교환(교환 시 500리터 이상의 윤활유 필요)이나 오일 분석, 필터 엘리먼트 교체, 분리 카트리지 점검이 필요 없습니다. 주요 소모성 마모 부품은 다음과 같습니다. PTFE 피스톤 링 및 라이더 밴드일반적으로 청정 질소 환경에서 4,000~6,000시간의 수명을 달성합니다. 100m³/min 용량에서 오일 관련 유지 보수를 제거함으로써 윤활유를 사용하는 대안에 비해 연간 $50,000~$80,000의 비용 절감 효과를 얻을 수 있습니다.

규정 준수 및 안전 인증

DW-100/8 질소 압축기는 다음과 같은 국제 표준 및 규제 체계를 충족하거나 능가하도록 설계, 제조 및 테스트되었습니다.

성과 및 효율성 분석

DW-100/8은 다음을 달성합니다. 약 6.00kW/m³/min의 비전력 소비량 0.80 MPa의 토출 압력으로 질소를 공급했습니다. 이 효율 지표는 높은 압력비에서 작동하는 초고용량 오일 프리 피스톤 압축기에서 매우 뛰어난 수치입니다. 참고로, 유사한 초대형 규모 응용 분야에서 오일 윤활식 스크류 압축기는 일반적으로 6.5~7.5 kW/m³/min의 전력을 소비하며, 여러 대의 소형 압축기를 병렬로 사용하는 경우 부분 부하 운전 및 분배 손실로 인해 추가적인 비효율이 발생합니다.

표준 연간 8,000시간 운전 일정 기준으로 DW-100/8의 효율성 우위는 대략 다음과 같은 효과를 가져옵니다. 연간 40만~120만 kWh의 에너지 절감 효과 효율성이 떨어지는 대안이나 병렬 압축기 구성과 비교했을 때, 평균 산업용 전기 요금인 $0.08/kWh를 기준으로 하면 연간 $32,000~$96,000의 직접적인 운영 비용 절감 효과를 얻을 수 있습니다. 여기에 (100m³/min 규모에서 막대한 양이 될) 석유 관련 소모품을 완전히 없애는 것까지 고려하면, 질소 압축의 총 소유 비용 10년의 작동 수명 동안 약 25~35%가 감소할 것으로 추정됩니다.

압축 경로에 오일이 없기 때문에 하류 오일 제거 장비에 필요한 에너지 손실과 물리적 공간 요구 사항이 사라집니다. 일반적인 오일 윤활식 압축기는 100m³/min 유량에서 여러 개의 대형 응축 필터, 활성탄 흡착조, 그리고 연속 오일 모니터링 계측 장비를 필요로 하며, 이러한 장비들은 압축기 출력의 3~5%를 소모하고 상당한 바닥 공간을 차지합니다. DW-100/8의 무오일 설계는 이러한 불필요한 부하와 공간적 부담을 완전히 제거합니다.

맞춤 제작 및 OEM 역량

당사는 DW-100/8을 특정 대규모 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 시운전 시간을 약 60% 단축하고 시동 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 및 가변 주파수 드라이브(VFD) 호환성을 통해 부분 부하 효율을 최적화하고 시동 시 기계적 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 건물 근처 설치에 적합한 1미터 거리에서 소음 방출을 88dB(A)에서 75dB(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 1개대규모 설치의 복잡성을 고려하여 엔지니어링 검토 및 제안서 작성에는 일반적으로 7~10 영업일이 소요됩니다. 표준 납기는 14~16주이며, 재주문은 주문 확인 후 10~12주 내에 배송됩니다.

사례 연구: 초대형 석유화학 단지 질소 공급 인프라

고객: 중동에 위치한 세계적 규모의 통합 석유화학 단지로, 에틸렌, 폴리에틸렌 및 방향족 생산 시설을 갖추고 있습니다.

도전: 해당 복합 시설의 질소 공급은 90m³/min의 유량을 달성하기 위해 병렬로 가동되는 노후된 오일 윤활식 압축기 3대(유럽 브랜드, 20년 이상 사용)를 통해 이루어졌습니다. 이 시스템은 만성적인 오일 혼입(평균 5.1mg/m³) 문제를 겪고 있었으며, 이로 인해 에틸렌 분해 공정에서 촉매 중독, 폴리에틸렌 펠릿화 공정에서 제품 오염, 그리고 오일 관련 수리를 위한 잦은 계획되지 않은 가동 중단이 발생했습니다. 총 유지 보수 비용은 연간 1,440만 유로에 달했으며, 0.60MPa의 압력은 새로운 고압 반응기의 불활성화 요구 사항을 충족하기에 부족했습니다.

해결책: 우리는 공급했습니다 DW-100/8 오일 프리 질소 압축기 이 장치는 기존의 노후된 압축기 3대 중 2대를 대체하여 주요 질소 공급 장치로 사용되었습니다. 맞춤형 스키드에 통합된 중간 냉각기, 후냉각기, 그리고 SCADA 시스템이 완벽하게 통합된 Siemens S7-1500 PLC 제어 패널이 장착되었습니다. 0.80 MPa의 토출 압력은 모든 새로운 고압 불활성 가스 요구 사항을 충족했으며, 100 m³/min의 용량은 복합 시설의 최대 수요인 85 m³/min을 상회하는 충분한 여유 용량을 제공했습니다. 여러 공정 장치의 수요 변동을 완충하기 위해 상류에 10 m³ 용량의 서지 탱크가 설치되었습니다.

30개월 후 정량화된 결과:

• 질소 오일 함량: 5.1 mg/m³에서 <0.01 mg/m³로 감소ISO 8573-1 클래스 0 인증을 획득했습니다.
• 에틸렌 분해 촉매 중독 사고: 완전히 제거됨촉매 수명을 24개월에서 36개월로 연장합니다.
• 연간 유지 관리 비용: 48%만큼 감소 ($180,000에서 $93,600으로) 유류 관련 수리 제거를 통해
• 에너지 소비량: 8.2%만큼 개선됨 교체된 압축기 대비 연간 약 1,400파운드(TP4T38,400)를 절약할 수 있습니다.
• 예기치 않은 다운타임: 이벤트 없음 30개월 연속 운전 중
• 압축기 개수: 3개 단위에서 1개 기본 단위로 축소됨 예비 부품 1개를 추가하여 운영을 간소화하고 예비 부품 재고를 60%만큼 줄입니다.

“DW-100/8은 당사의 질소 설비에 혁신적인 변화를 가져왔습니다. 이 고용량 장비 하나로 노후된 압축기 3대를 대체하고, 오일 오염 문제를 완전히 해결했으며, 유지보수팀의 업무량을 절반으로 줄였습니다. 투자 회수 기간은 16개월로, 당초 예상보다 훨씬 빨랐습니다.” — 석유화학 단지 최고운영책임자

자주 묻는 질문 및 선택 가이드

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