JP2000027792A - 低温ガスターボ圧縮機の運転開始方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温ガスターボ型の圧縮機のクールダウンを
行う際のバイパス運転時間及び動力を削減する。 【解決手段】 低温液化ガスタンクから吸入ラインであ
る管路２を通って送られて来たＢＯＧ３を圧縮機７によ
り圧縮し得るようにした低温液化ガス貯蔵設備におい
て、低温液化ガスタンクから吸入ライン２を通って圧縮
機７へ導入されると共に当該圧縮機７から流出した後、
吸入ライン２よりも低圧の所定の低圧ラインに送給され
るようにしたＢＯＧ３により圧縮機７及び当該圧縮機７
へＢＯＧ３を導入する吸入管５の所定の部分を圧縮機７
の起動前に予冷する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は低温ガスターボ圧縮
機の運転開始方法に係わり、特にＬＮＧボイルオフガス
等の低温ガスターボ圧縮機の早期圧送のための運転開始
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ＬＮＧの低温液化ガスタンクで
発生したＢＯＧ（ボイルオフガス）は圧縮機で圧縮さ
れ、低温液化ガスタンクからポンプに吸込まれ昇圧され
加熱されて発生したガスと一緒にされたうえ、ボイラ、
ガスタービンの燃料用或いは都市ガス、一般産業用とし
て消費先へ送られる。

【０００３】低温液化ガスタンクで発生するＢＯＧの量
は大気温度、大気圧力の変動に伴い変動し又低温液化ガ
スを船から陸上の低温液化ガスタンクへ移送する際は大
量のＢＯＧが発生するため、通常ＢＯＧ圧縮用の圧縮機
は複数台並列に設置されて、発生するＢＯＧ量に応じて
これを処理する運転台数が決定される台数制御が行われ
ている。このため圧縮機は頻繁に起動、停止を繰り返す
ことになるが、圧縮機停止中は低温ガスが流れない圧縮
機及び、当該圧縮機の前後の配管は大気温度となってい
る。なお、通常は少なくとも必ず１台の圧縮機は運転さ
れており、吐出ラインは所定の吐出圧力となっている。

【０００４】低温ガスターボ型の圧縮機は図４に示すと
おり、吐出流量Ｑが同一だと吸入温度Ｔｉが高い場合
は、吐出圧力が低くなる特性を持っている。図４の例で
は計画の吸入温度Ｔｉが−１４０℃の場合、−１３０℃
より高い温度では計画の吐出圧力すなわち吐出ラインの
圧力が得られないことを示している。

【０００５】停止中で大気温度となっている圧縮機を起
動した場合、該圧縮機は低温のＢＯＧを吸引し始める
が、大気温度となっている吸入管及び圧縮機が所定の温
度までクールダウンされ、所定の吐出圧力すなわち吐出
ラインの圧力より高い圧力となる温度、図４の例では、
−１３０℃までクールダウンされないと吐出ラインへの
送風ができない。このため、従来は以下の起動方法が行
われており、この従来方法を図３により説明する。

【０００６】図３中、１は低温液化ガスタンク、２は低
温液化ガスタンク１で発生したＢＯＧ３を取出すため低
温液化ガスタンク１の天井部に接続された管路であり、
管路２は吸入ラインとなっている。又管路２はフラッシ
ングにより管路２の温度を一定に制御するためのサクシ
ョンドラム４１が接続されている。

【０００７】更に、管路２には中途部に吸入弁４を備え
た吸入管５が接続され、吸入管５の先端は駆動装置６に
より駆動し得るようにした低温ガスターボ型の圧縮機７
の入口側に接続されている。

【０００８】圧縮機７の出口側には、中途部に吐出弁８
を備えた吐出管９が接続され、吐出管９の先端は管路１
０に接続されている。而して、管路１０は吐出ラインと
なっている。

【０００９】吐出管９の吐出弁８よりも圧縮機７側に
は、中途部にバイパス弁１１を備えたバイパス管１２が
接続され、バイパス管１２の先端は管路１３に接続され
ている。而して、管路１３はバイパスラインとなってお
り、その先端は低温液化ガスタンク１の天井部に接続さ
れている。

【００１０】上述の設備で、駆動装置６により圧縮機７
を起動する場合には、吸入弁４、バイパス弁１１は開い
ておき、吐出弁８は閉止しておく。

【００１１】このため、低温液化ガスタンク１で発生し
た例えば温度−１４０℃のＢＯＧ３は、管路２、吸入管
５を通り駆動されている圧縮機７へ導入され、圧縮され
るが、所望の圧力に達しない低い圧力で吐出管９へ吐出
され、バイパス管１２を通って管路１３へ送給され、管
路１３へ導入されたＢＯＧ３は低温液化ガスタンク１へ
戻される。従って、この場合、ＢＯＧ３は吐出ラインで
ある管路１０には導入されない。

【００１２】なお、低温液化ガスタンク１へ戻されたＢ
ＯＧ３は温度が上昇しているため低温液化ガスタンク１
内の入口で低温液化ガスをフラッシングさせて冷却する
が、これにより更に新たなＢＯＧ３が発生する。

【００１３】吸入管５や圧縮機７が管路２及び吸入管５
を通って送給されたＢＯＧ３により所定の温度までクー
ルダウンされると、吐出弁８が開きバイパス弁１１が閉
止するため、以後は、ＢＯＧ３は圧縮機７で所定の圧力
に圧縮され、吐出管９から管路１０を通って下流側へ送
給される。

【００１４】圧縮機７の起動後、圧縮機７のクールダウ
ンを行うためＢＯＧ３をバイパスラインである管路１３
から低温液化ガスタンク１へ戻しているバイパス運転の
間は、ＢＯＧ３は吐出ラインである管路１０には送給さ
れず、従って、この間圧縮機７を駆動する動力は無駄に
消費される。更に低温液化ガスタンク１でフラッシング
により発生した新たなＢＯＧ３を昇圧させる動力が無駄
になる。

【００１５】このバイパス運転の時間を短縮するため実
公平６−４３５１９号公報では、図５に示す起動時バイ
パス弁４２を全開で起動し、より大風量を流して早く冷
却すること、計画の吸入温度（図４の例では−１４０
℃）に到達する以前に所定の吐出圧力が得られる温度
（図４の例では−１３０℃）に到達した時点でバイパス
弁４２を閉め始めて吐出ラインへの圧送を開始すること
が提案されている。この方法では低温ガスターボ型の圧
縮機の吐出流量と吐出圧力の関係は図４の矢印の線上を
移動する。

【００１６】なお、図５中４３は低温ガスターボ型の圧
縮機、４４は吸入ライン、４５は吐出ライン、４６はバ
イパスライン、４７は温度検出器、４８は圧力検出器、
４９は温度検出器、５０は流量検出器、５１は制御器で
ある。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしこの方法でも図
４の例では−１３０℃から−１４０℃までのクールダウ
ンに要するバイパス運転時間は短縮できるが、大気温度
からバイパス弁４２を閉め始める温度−１３０℃にクー
ルダウンされるまではバイパス運転を行わなければなら
ず、従って、クールダウンのためのバイパス運転時間の
大幅な短縮にはならない。

【００１８】本発明は、上述の実情に鑑み、ＢＯＧを圧
縮する低温ガスターボ型の圧縮機の起動時に行うクール
ダウンのためのバイパス運転時間を短縮し、圧縮機の無
駄な動力の消費を削減し得るようにすることを目的とし
てなしたものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の低温ガスターボ
圧縮機の運転開始方法は、低温液化ガスタンクで発生し
て吸入ラインを通り送給されて来たＢＯＧを低温ガスタ
ーボ型の圧縮機により圧縮し得るようにした低温液化ガ
ス貯蔵設備において、前記圧縮機及び該圧縮機へＢＯＧ
を導入する吸入管の所定の部分を、起動前に予冷し、し
かる後起動するものである。

【００２０】又、本発明の方法においては、前記圧縮機
から吐出されたＢＯＧが流れる吐出ラインよりＢＯＧの
少くとも一部を分岐して冷却し、該冷却されたＢＯＧに
より停止中の当該圧縮機及び当該圧縮機へＢＯＧを導入
する吸入管の所定の部分を予冷するようにすることがで
きる。

【００２１】更に本発明の方法においては、低温液化ガ
スタンクから吸入ラインを通って圧縮機へ導入されると
共に当該圧縮機から流出した後、前記吸入ラインよりも
低圧の所定の低圧ラインに送給されるようにしたＢＯＧ
により当該圧縮機及び当該圧縮機へＢＯＧを導入する吸
入管の所定の部分を予冷するようにすることもできる。

【００２２】本発明によれば、ＢＯＧを圧縮する圧縮機
の起動時に行うクールダウンのためのバイパス運転の時
間を短縮でき、従って圧縮機クールダウン時の無駄な動
力の消費を削減することができる。更に低温液化ガスタ
ンクでフラッシングにより発生した新たなＢＯＧを昇圧
させる無駄な動力の消費を削減できる。

【００２３】低温液化ガスタンクから吸入ラインを通っ
て圧縮機へ導入されると共に当該圧縮機から流出した
後、前記吸入ラインよりも低圧の所定の低圧ラインに送
給されるようにしたＢＯＧにより当該圧縮機及び当該圧
縮機へＢＯＧを導入する吸入管の所定の部分を予冷する
ようにした場合には、既設の低圧ラインを有効に利用す
ることができ、設備費を安価にできる。又、この場合は
圧縮機が１台の場合でも予冷が可能である。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照しつつ説明する。

【００２５】図１は本発明の実施の形態の一例を示し、
図３に示す複数の圧縮機７のうち、左から２番目、若し
くは３番目にある圧縮機７の近傍の状態を吸入ライン、
吐出ライン、バイパスラインと共に示している。図１
中、図３に示すものと同一のものには同一の符号が付し
てある。

【００２６】吐出ラインである管路１０には管路１４が
接続されており、管路１４の先端は、吸入管５の吸入弁
４接続部よりも圧縮機７側に接続されている。

【００２７】管路１４には、ＢＯＧ３の流れ方向上流側
から下流側へ向けて、順次、減圧弁１５、冷却器１６、
オリフィス１７、逆止弁１８、流量制御弁１９、遮断弁
２０が接続されている。

【００２８】オリフィス１７の前後を挾むよう管路１４
に接続した流量検出管２１には流量検出器２２が接続さ
れており、流量検出器２２で検出した管路１４を流れる
ＢＯＧ３の単位時間当りの流量２３は、信号として流量
指示調節計２４へ与え得るようになっている。

【００２９】圧縮機７には温度検出器２５が接続されて
おり、温度検出器２５で検出した圧縮機７の温度２６
は、信号として温度指示調節計２７へ与え得るようにな
っている。

【００３０】流量指示調節計２４では、流量検出器２２
で検出したＢＯＧ３の流量２３と予め設定されたＢＯＧ
３の流量との偏差が求められると共に求められた偏差が
流量指示調節計２４に内蔵の比例積分調節器で調節さ
れ、指令信号２８として低信号選択器３０へ与え得るよ
うになっている。

【００３１】温度指示調節計２７では、温度検出器２５
で検出した圧縮機７の温度２６と予め設定された圧縮機
７の温度との偏差が求められると共に求められた偏差が
温度指示調節計２７に内蔵の比例積分調節器で調節さ
れ、指令信号２９として低信号選択器３０へ与え得るよ
うになっている。

【００３２】低信号選択器３０では、流量指示調節計２
４からの指令信号２８と温度指示調節計２７からの指令
信号２９のうち低い信号を選択し、選択した低い信号を
弁開閉指令信号３１として流量制御弁１９へ与え得るよ
うになっている。

【００３３】吐出管９のバイパス管１２接続部よりも圧
縮機７側には中途部に遮断弁３２を備えた管路３３が接
続されており、管路３３の先端は吸入ラインである管路
２に接続されている。

【００３４】なお、図１中、３４は吐出管９の吐出弁８
とバイパス管１２接続部との間に設けられた逆止弁であ
る。

【００３５】次に本発明の実施の形態の作用について説
明する。

【００３６】本実施の形態においては、圧縮機７は停止
した状態で、予冷されることになる。而して、圧縮機７
の予冷に際しては、遮断弁３２は開いており、吸入弁４
及び吐出弁８並にバイパス弁１１は閉止しており、流量
制御弁１９は開度調整が行われる。

【００３７】吐出ラインである管路１０から管路１４へ
導入された例えば温度約１０℃、圧力約９ｋｇ／ｃｍ²
ＧのＢＯＧ３は減圧弁１５で減圧されたうえ冷却器１６
へ送給され、冷却器１６において例えば温度−１６０℃
の低温液化ガスにより−１４０℃まで冷却され、冷却さ
れたＢＯＧ３は管路１４を通り、流量制御弁１９で流量
を制御され、流量を制御された低温のＢＯＧ３は吸入管
５へ送給される。吸入管５内の圧力は吸入ラインである
管路２内の圧力よりも若干高い、例えば１０００ｍｍＡ
ｑ程度である。

【００３８】吸入管５へ送給された低温のＢＯＧ３は吸
入管５を流れつつ吸入管５の所定部分を予冷し、吸入管
５から圧縮機７へ導入され、停止している圧縮機７内を
流れて当該圧縮機７を予冷し、しかる後吐出管９へ吐出
され、吐出管９から管路３３を経て吸入ラインである管
路２へ送出される。

【００３９】流量検出器２２により検出された、管路１
４を流れるＢＯＧ３の単位時間当りの流量２３は、流量
指示調節計２４へ与えられ、流量指示調節計２４では、
予め設定されたＢＯＧ３の単位時間当りの流量と検出さ
れた単位時間当りの流量２３の偏差が求められ、求めら
れた偏差は流量指示調節計２４に内蔵された比例積分調
節器で処理されて指令信号２８が求められ、求められた
指令信号２８は低信号選択器３０へ与えられる。

【００４０】温度検出器２５により検出された圧縮機７
の温度２６は、温度指示調節計２７へ与えられ、温度指
示調節計２７では、予め設定された圧縮機７の温度と検
出された圧縮機７の温度２６の偏差が求められ、求めら
れた偏差は、温度指示調節計２７に内蔵された比例積分
調節器で処理されて指令信号２９が求められ、求められ
た指令信号２９は低信号選択器３０へ与えられる。な
お、温度検出器２５を設置する位置は、圧縮機７の内
部、吸入管５、吐出管９の何れでも良いが、設置位置に
応じて設定する温度を変更するようにする。

【００４１】低信号選択器３０では、指令信号２８，２
９のうち低信号が選択され、弁開閉指令信号３１として
流量制御弁１９へ与えられ、流量制御弁１９の開度が所
定の状態に調整される。

【００４２】流量制御弁１９は指令信号２８，２９のう
ち低い信号により制御されるため、流量制御弁１９の開
度の変化幅は小さい。このため、管路１４から吸入管５
を通って圧縮機７へ導入される低温のＢＯＧ３の単位時
間当りの流量の変動は小さく、吸入管５の所定部分及び
圧縮機７の予冷を徐々に安定して行うことができる。

【００４３】圧縮機７を起動する場合には、遮断弁２
０，３２を閉めて管路１４，３３に予冷用のＢＯＧ３が
流れないようにし、その後は、従来通りの弁開閉操作で
起動すれば良い。前述の実公平６−４３５１９号のシス
テム（図５のシステム）を採用する場合でもこの構成を
変更する必要はない。既設の設備に本実施の形態例のシ
ステムを追設することも可能である。

【００４４】本発明の実施の形態例においては、吸入管
５や圧縮機７は停止時に予冷されているため、圧縮機７
が起動された後のクールダウンのためのバイパス運転時
間が大幅に短縮される。従って、バイパス運転のために
圧縮機７を駆動する動力の消費を削減することができ、
低温液化ガスのフラッシングによる新たなＢＯＧの発生
を削減できる。

【００４５】なお、本実施の形態例では、冷却器１６を
設けて吐出ラインである管路１０から管路１４へ導入さ
れた温度の高いＢＯＧ３を低温液化ガスにより冷却する
ようにしているが、吸入ライン（管路２）の圧力よりも
高い圧力のガス源があれば、吐出ライン（管路１０）か
ら分岐させなくても良い。又低温の予冷ガス源がある場
合には、冷却器１６は設けなくても良い。

【００４６】図２は本発明の実施の形態の他の例であ
る。

【００４７】近年、低温液化ガスタンクの設備を新設す
る場合、吸入ラインである管路２には従来よりも高圧の
ＢＯＧ３が導入されるようになって来ている（従来は管
路２内のＢＯＧ３の圧力は例えば６００ｍｍＡｑ程度で
あるが、新設の場合は例えば１２００ｍｍＡｑ程度）。
従って、本実施の形態例は斯かる設備を新設する場合
で、且つ吸入ラインとして低圧（例えば約６００ｍｍＡ
ｑ）の既設のラインが近くにある場合に適している。

【００４８】而して、本実施の形態例においては、吐出
管９のバイパス管１２接続部と圧縮機７との間に管路３
５が接続されており、管路３５にはＢＯＧ３の流れ方向
上流側から下流側に向けて、順次オリフィス３６、逆止
弁３７、流量制御弁３８、遮断弁４０が接続されてい
る。

【００４９】オリフィス３６の前後を挾むよう管路３５
に接続した流量検出管３９には、図１の場合と同様、流
量検出器２２が接続されており、流量検出器２２で検出
した管路３５を流れるＢＯＧ３の単位時間当りの流量
は、信号として流量指示調節計２４へ与え得るようにな
っている。又流量指示調節計２４で図１の場合と同様に
して求めた指令信号２８は低信号選択器３０へ与え得る
ようになっている。

【００５０】圧縮機７には図１の場合と同様、温度検出
器２５が接続されており、温度検出器２５で検出した圧
縮機７の温度２６は、信号として温度指示調節計２７へ
与え得るようになっている。又温度指示調節計２７で求
めた指令信号２９は低信号選択器３０へ与え得るように
なっている。

【００５１】更に低信号選択器３０からは、流量指示調
節計２４から与えられた指令信号２８、温度指示調節計
２７から与えられた指令信号２９のうち低信号が、弁開
閉指令信号３１として流量制御弁３８へ与え得るように
なっている。

【００５２】次に、本発明の実施の形態の作用について
説明する。

【００５３】本実施の形態例においても、吸入管５及び
圧縮機７は停止した状態で予冷されることになる。而し
て、吸入管５及び圧縮機７の予冷に際しては、吸入弁４
は開いており、吐出弁８及びバイパス弁１１は閉止して
おり、流量制御弁３８は開度調整が行われる。

【００５４】吸入ラインである管路２から吸入管５へ導
入された例えば温度−１４０℃、圧力１２００ｍｍＡｑ
のＢＯＧ３は、吸入管５を予冷して圧縮機７へ導入さ
れ、停止している圧縮機７内を流れて当該圧縮機７を予
冷し、しかる後吐出管９へ吐出され、吐出管９から管路
３５へ送給される。ＢＯＧ３が管路２から管路３５へ流
れるのは管路２の圧力が管路３５及びその下流側の圧力
よりも高いためである。

【００５５】管路３５へ送給されたＢＯＧ３は流量制御
弁３８で流量を制御され、管路３５から例えば既設の設
備の低圧（例えば６００ｍｍＡｑ）の吸入ラインへ送給
される。

【００５６】流量検出器２２により検出された、管路３
５を流れるＢＯＧ３の単位時間当りの流量２３は流量指
示調節計２４へ与えられて図１の場合と同様に指令信号
２８が求められ、求められた指令信号２８は低信号選択
器３０へ与えられる。

【００５７】一方、温度検出器２５により検出された圧
縮機７の温度２６は、温度指示調節計２７へ与えられて
図１の場合と同様に指令信号２９が求められ、求められ
た指令信号２９は低信号選択器３０へ与えられる。な
お、温度検出器２５を設置する位置は、圧縮機７内部、
吸入管５、吐出管９の何れでも良いが、設置位置に応じ
て設定する温度を変更するようにする。

【００５８】低信号選択器３０では、指令信号２８，２
９のうち低信号が選択され、弁開閉指令信号３１として
流量制御弁３８へ与えられ、流量制御弁３８の開度が所
定の状態に調整される。

【００５９】流量制御弁３８は指令信号２８，２９のう
ち低い信号により制御されるため、流量制御弁３８の開
度の変化幅は小さい。このため、吸入ラインである管路
２から吸入管５を通って圧縮機７へ導入される低温のＢ
ＯＧ３の単位時間当りの流量の変動は小さく、吸入管５
及び圧縮機７の予冷を徐々に安定して行うことができ
る。

【００６０】圧縮機７を起動する場合には、遮断弁４０
を閉めて管路３５に予冷用のＢＯＧ３が流れないように
し、その後は従来通りの弁開閉操作で起動すれば良い。
前述の実公平６−４３５１９号のシステム（図５のシス
テム）を採用する場合でもこの構成を変更する必要はな
い。既設の設備に本実施の形態例のシステムを追設する
ことも可能である。

【００６１】本発明の実施の形態例においては、吸入管
５や圧縮機７は停止時に予冷されているため、圧縮機７
が起動された後のクールダウンのためのバイパス運転時
間が大幅に短縮される。従ってバイパス運転のために圧
縮機７を駆動する動力の消費を削減することができ、低
温液化ガスのフラッシングによる新たなＢＯＧ３の発生
を削減できる。

【００６２】又、本発明の実施の形態例においては、吸
入管５及び圧縮機７予冷用のＢＯＧ３を冷却する手段を
設けないようにしているため、低圧ラインを有する既設
の設備がある場合に特に有利である。低圧ラインが無い
場合は管路３５へ送給された予冷用のＢＯＧ３をフレア
ー等を通じて大気へ放出しても良いが、この場合はＢＯ
Ｇ３が無駄になる。

【００６３】なお、本発明は前述の形態例に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々
変更を加え得ることは勿論である。

【００６４】

【発明の効果】本発明の低温ガスターボ圧縮機の運転開
始方法によれば、請求項１〜３の何れにおいても圧縮機
を起動する際に吸入管や圧縮機をクールダウンするため
の無駄な動力の消費を削減することができ、又低温液化
ガスタンクでの低温液化ガスのフラッシングによる新た
なＢＯＧの発生も削減でき、更に請求項３の場合は既設
の装置を有効に使用することができるため設備費が安価
になる、等種々の優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の低温ガスターボ圧縮機の運転開始方法
の実施の形態の一例を示すフローシートである。

【図２】本発明の低温ガスターボ圧縮機の運転開始方法
の実施の形態の他の例を示すフローシートである。

【図３】従来の管路や圧縮機のクールダウンを行う場合
の説明のフローチャートである。

【図４】図５に示すシステムにおける吐出流量と吐出圧
力との関係を示すグラフである。

【図５】従来の低温ガスターボ型の圧縮機を冷却する方
法を説明するためのシステムの一例を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 低温液化ガスタンク ２ 管路（吸入ライン） ３ ＢＯＧ ７ 圧縮機 １０ 管路（吐出ライン）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低温液化ガスタンクで発生して吸入ライ
   ンを通り送給されて来たＢＯＧを低温ガスターボ型の圧
   縮機により圧縮し得るようにした低温液化ガス貯蔵設備
   において、前記圧縮機及び当該圧縮機へＢＯＧを導入す
   る吸入管の所定の部分を、起動前に予冷し、しかる後起
   動することを特徴とする低温ガスターボ圧縮機の運転開
   始方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、圧縮機から吐出され
   たＢＯＧが流れる吐出ラインよりＢＯＧの少くとも一部
   を分岐して冷却し、該冷却されたＢＯＧにより停止中の
   圧縮機及び当該圧縮機へＢＯＧを導入する吸入管の所定
   の部分を予冷する低温ガスターボ圧縮機の運転開始方
   法。
3. 【請求項３】 請求項１において、低温液化ガスタンク
   から吸入ラインを通って圧縮機へ導入されると共に当該
   圧縮機から流出した後、前記吸入ラインよりも低圧の所
   定の低圧ラインに送給されるようにしたＢＯＧにより当
   該圧縮機及び当該圧縮機へＢＯＧを導入する吸入管の所
   定の部分を予冷する低温ガスターボ圧縮機の運転開始方
   法。