PSA/VPSA酸素、水素、一酸化炭素圧縮機

PSAおよびVPSAプロセス信頼性向けに設計

PSA酸素プラント、水素精製装置、または一酸化炭素回収システムにおいて、妥協のない連続運転が求められるコンプレッサーが必要な場合、当社の製品群は2～500 Nm³/minの出力範囲と0.1～6.00 MPaの圧力範囲をカバーしており、プロセス要件とコンプレッサーの性能との間にギャップが生じることはありません。これらの機器は、標準カタログ製品から選ばれたものではなく、各設置場所のガス、圧力比、およびデューティサイクルに合わせて設計された、用途に最適なユニットです。Z型、M型、D型、P型、L型など、すべてのシリンダー構成は、流れの形状に合わせて選択され、不要なクロスヘッド負荷を排除します。その結果、長年の連続運転においても設計応力範囲内に収まるコンプレッサーが実現し、これはまさにPSAサイクルタイムとVPSAプロセスロジックが要求するものです。

酸素、水素、一酸化炭素のガス流に対応する9つのモデルからなるこの製品群は、英国の厳しい規制環境と運用環境下で操業する産業ガス製造業者や加工業者が直面する圧縮に関する課題に対する、包括的な技術的ソリューションを提供します。ミッドランズ地方の老朽化したプラントの改修、南ウェールズの製鉄所における新たな酸素供給設備の導入、スコットランドのグリーンエネルギープロジェクトにおける水素圧縮設備の設置など、どのような場合でも、エンジニアリングのアプローチは一貫しています。すなわち、ガスと用途に最適な機器を選定し、耐久性を重視して設計することです。

往復ピストン動作

ガスは吸入弁を通してシリンダー内に入り、ピストンのストロークによって圧縮され、目標圧力に達した状態で吐出弁から排出されます。多段構成により、各段間の過度な熱負荷をかけることなく高圧縮比を実現し、ガスの純度と機械寿命を保護します。

ガス特化型シール

酸素コンプレッサーは、燃焼リスクを防ぐためにPTFE製ピストンリングとオイルフリーシリンダーを使用しています。水素コンプレッサーは、ラビリンスピストンリングと、その間に窒素を充填した二重メカニカルシールを採用しています。一酸化炭素コンプレッサーは、全金属製バルブプレートで密閉され、漏れが発生する前に破損しないという基準で圧力試験を実施しています。

材料工学

シリンダーバレルは、圧力クラスに応じて、緻密なねずみ鋳鉄または球状黒鉛鋳鉄から鋳造されます。クランクシャフトは鍛造合金鋼製で、仕上げ研磨と動的バランス調整が施されています。クロスヘッドは、軽量フレームではアルミニウム合金製、高負荷用途では球状黒鉛鋳鉄製です。反応性ガスと接触するすべての接液面は、組み立て前に適切な脱脂、不動態化処理、またはコーティングが施されます。

典型的なアプリケーションシナリオ

電気アーク炉に酸素を供給するPSA酸素プラント、廃水処理曝気システムに酸素を供給するVPSAユニット、グリーン水素輸出ターミナル向けの水素圧縮装置、オキソ合成化学プラントにおける一酸化炭素ブースター、食品グレード炭酸化ラインにおけるCO₂回収圧縮装置――これらは、これらの装置が実際に使用される環境を想定して設計されている例です。

交差汚染ゼロ

このシリーズのガスコンプレッサーはすべて、作動ガスが潤滑油に接触しないように設計されています。これは、90%を超える酸素純度、および燃料電池や半導体用途で使用される水素にとって、譲ることのできない必須要件です。これらの用途では、微量の炭化水素混入でも製品ストリームが不適格とみなされます。

長いサービス間隔

バルブ寿命は8,000時間以上、ピストンリング交換間隔は12,000時間以上が標準仕様です。これは、保守的な応力設計、強化バルブシート、反応性ガス環境下でも劣化しない自己潤滑性リング材の使用によって実現されています。

幅広い圧力柔軟性

0.1 MPaから60 MPaまでの吐出圧力をカバーする単一のコンプレッサーファミリーにより、プラント設計者は、PSA供給圧縮、バッファ貯蔵圧縮、シリンダー充填圧縮を、互換性のあるスペアパーツの考え方を持つ同じエンジニアリングチームから調達できます。これは、複数の製品ガス供給を管理する英国のプラントにとって大きな利点です。

基礎荷重が低い

L型およびD型モデルにおけるバランスのとれた対向シリンダー構成は、インライン方式と比較して、不均衡な慣性力を80%以上低減します。これは、構造上の制約や歴史的建造物としての制約により基礎の変更が制限される英国の既存プロセス建屋内の改修プロジェクトにおいて重要です。

当社はPSA酸素プラントを12年間運用してきました。今回設置したガスコンプレッサーは、計画外の停止を一度も起こさずに保守契約期間を全うした初めてのものです。オイルフリーシリンダー設計は当社のプロセスにまさに合致しており、試運転時の技術サポートも非常に素晴らしかったです。

水素圧縮段のサプライヤーとして4社を候補に絞り込みました。提供された技術データが最も詳細で、当社の特定の入口純度レベルに合わせてシール構造をカスタマイズできるという姿勢（他のサプライヤーはこの流量では不可能だと述べていました）が決め手となり、4MW-19.5/1.5-60は初日から完璧に稼働しています。

当社の廃水処理施設では、ZW-50/3.5ユニット2台をリード・ラグ構成で導入し、VPSA酸素供給能力を60%増強しました。限られたプラントスペースを考慮すると、代替案として検討していたD型ユニットと比較して設置面積がコンパクトであることが決め手となりました。納期は厳守され、納入時には英国PED適合性評価に必要な書類もすべて揃っており、アフターサービスも迅速に対応していただきました。

精密製造 ― 完全なカスタマイズ機能

製造施設では、H7/p6規格に適合するボア公差を持つCNC加工センター、クリーンルームと同等の脱脂・不動態化処理設備を備えた専用のガスコンプレッサー組立エリア、そして各シリンダーおよび圧力容器の定格作動圧力の1.5倍までの静水圧試験を社内で実施しています。すべてのクランクシャフトは、ISO 1940規格のG2.5等級に準拠して、社内で動的バランス調整されています。このような社内管理体制により、カスタマイズは特別なサービスではなく、標準的な業務となっています。

英国のお客様に定期的に提供しているカスタム製品には、非標準の吐出圧力、既存の設備に合わせた特注フランジおよび配管構成、特定の流量要件に合わせたシリンダーボアとストロークの組み合わせの変更、ATEX規格準拠のモーターと制御盤の統合、試運転引き渡しパッケージ用の二言語（英語と中国語）ドキュメント、製造開始前にお客様の技術チームと合意した特注のFAT（工場受入試験）手順などが含まれます。お客様の用途が標準モデルの範囲外である場合は、エンジニアリングチームにお問い合わせください。カスタムガスコンプレッサーの仕様は、通常5営業日以内に確定できます。

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