JP2002081598A - 都市ガスの製造方法及びその装置 - Google Patents
都市ガスの製造方法及びその装置Info
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Abstract
ときに、都市ガスの需要変動や気化器の起動・停止に際
しても都市ガスの熱量変動を抑制し、大気温度によらず
気化器の出口温度をほぼ一定にし、安定した都市ガスの
製造を可能にする都市ガスの製造方法及びその装置を提
供しようとするものである。 【解決手段】 需要の低い時間帯においては、液化天然
ガスを複数の気化器のうち必要な数の第1の気化器に供
給し、液化天然ガスの供給を停止したその他の気化器で
ある第2の気化器には、第1の気化器から流出するガス
を供給して第2の気化器内に滞留する成分を掃気し、第
2の気化器に供給する熱媒の流量を制御して気化器出口
のガス温度を調節し都市ガスとして供給し、一定時間経
過した後、液化天然ガスの供給先を第1の気化器から第
2の気化器に変更して同様に都市ガスとして供給する都
市ガスの製造方法である。
Description
都市ガスを製造する際に、都市ガスの需要変動に対応し
ながら、需要変動時に生ずる都市ガスの熱量変動を抑制
する都市ガスの製造方法及びその装置に関する。
式には、液化天然ガスを熱交換器で加熱して蒸発させ、
熱量を調節して都市ガスとして供給する方法がある。そ
して、液化天然ガスの気化潜熱を大気より得る方式とし
ては、空温式蒸発器を用いる方法がある。しかし、液化
天然ガスの沸点はおよそ−162℃とかなり低温である
ため長期連続使用中に熱交換器表面に大気中の水分が氷
結して蓄積し、液化天然ガスの蒸発能力が大幅に低下す
るという問題があった。
交換器表面に水分が氷結した蒸発器への液化ガスの供給
を停止し、他の蒸発器から流出するガスを加熱器で加熱
し、先の停止した蒸発器に供給して蒸発器に付着した氷
を解氷し、前記蒸発器からの流出ガスを都市ガス等に使
用する液化ガスの気化供給方法が提案された(特開昭6
0−4696号公報)。
供給装置の系統図を示したものである。この装置は2系
列の空温式蒸発装置からなり、液化ガス貯槽18から液
化ガスを第1の熱交換器19Aに供給して大気と間接的
に熱交換を行い、液化ガスを蒸発させ系外に気化ガスと
して回収導管20より回収する。他方、液化ガスの蒸発
に際して熱交換器表面に氷が付着した第2の熱交換器1
9Bには、液化ガス貯槽18から液化ガスの一部を加熱
器21で加熱した比較的高温のガスを供給して氷を解凍
して、系外に気化ガスとして回収導管20より回収す
る。そして、熱交換器出口に温度計22A,22Bを設
け、解氷完了を検知するとともに、加熱器21出口に設
けた温度計23で加熱器21からの流出ガスの温度を検
知して、解氷期間中前記流出ガスの温度を維持できるよ
うに、加熱器21への外部エネルギーの供給量を制御器
24で制御する。また、第1の熱交換器19Aの出口に
設けた温度計22Aで熱交換器表面への氷の付着状態を
検知して、液化ガスの供給先を第1の熱交換器19Aか
ら第2の熱交換器19Bに切り換え、第1の熱交換器1
9Aの熱交換器表面に付着した氷を上記と同様に解凍す
る。このように2つの熱交換器を交互に使用して液化ガ
スの気化を連続的に行うものである。
供給装置の別の系統図を示したものである。この装置は
2系列の空温式蒸発装置からなり、液化ガス貯槽18か
ら液化ガスを第1の熱交換器19Aに供給して大気と間
接的に熱交換を行い、液化ガスを蒸発させ、第1の熱交
換器19Aからの流出ガスを加熱器21で加熱した後、
熱交換器表面に氷が付着した第2の熱交換器19Bに供
給して氷を解凍した後、系外に気化ガスとして回収導管
20より回収するものである。そして、熱交換器出口に
温度計22A,22Bを設け、解氷完了を検知するとと
もに、解氷に必要な加熱器21への供給エネルギー量を
検知してこれを調節するものである。この装置も図6の
装置と同様に2つの熱交換器を交互に使用して液化ガス
の気化を連続的に行うものである。
動・停止のため負荷変更を行うと、蒸発器からの流出ガ
スの成分組成が変化し、系外に流出するガスの熱量が変
動する。因みに、液化天然ガスがメタン、エタン、プロ
パン、ブタン、ペンタンなどからなる多成分系混合物で
ある。そして、液化天然ガスの成分は炭素数が多くなる
と蒸気圧が低くなり蒸発しにくくなり、他方、熱量は高
くなる。したがって、蒸発器内の流速が遅く内部流体の
ピストンフローが成立していない起動時には、低蒸気圧
成分が蒸発器内に残留し、蒸発器から流出するガスの熱
量は低い方向に変動する。蒸発器の負荷を増やしてゆく
と、蒸発器内に残留していた低蒸気圧成分がピストンフ
ローにより押し出されて、蒸発器から流出するガスの熱
量は高い方向に変動する。逆に、蒸発器の負荷を下げて
いくと、低蒸気圧成分が残留しやすくなり、熱量は低い
方向に変動する。また、空気温度式気化器は流出するガ
スの温度が大気温度による影響を受け、変動する。
として利用するときには、ガスの熱量変動を抑制するた
め、負荷変動速度を極端に遅くし、熱量変動をならす運
転が必要となる。また、液化プロパンを添加して熱量調
整を行う場合には、前記の気化ガスの温度の変化によ
り、液化プロパンの気化量が変動し、ガスの熱量を一定
に維持することが難しい。
記の液化ガスの気化方法の欠点を解消し、液化天然ガス
を気化して都市ガスを製造するときに、都市ガスの需要
変動や気化器の起動・停止に際しても気化器の出口温度
をほぼ一定にし、都市ガスの熱量変動を抑制し、安定し
た都市ガスの製造を可能にする都市ガスの製造方法及び
その装置を提供しようとするものである。
要変動や気化器の起動・停止時において、気化器の出口
若しくは気化器流出管の気化器の近くに設けた温度セン
サーにより流出ガスの温度を検知し、気化器や過熱器へ
の熱媒供給管の流量調節弁を調節したり、気化器の燃焼
器への燃料供給管の流量調節弁を調節することにより、
気化器から流出するガスの温度を10〜30℃の範囲の
一定温度に保持することを可能にし、流出ガスの温度変
化に伴うガス組成の変化、即ち熱量変動を抑制し、安定
した都市ガスを製造することに成功したものである。本
発明の構成は、以下のとおりである。
造する方法において、熱媒配管を備えた複数の気化器を
用意し、都市ガスの需要変動に応じて液化天然ガスを1
つ以上の気化器に供給し、該気化器に供給する熱媒の流
量を制御して気化器出口のガス温度を調節し都市ガスと
して供給し、また、需要の低い時間帯においては、需要
量に応じた液化天然ガスを前記複数の気化器のうち必要
な数の第1の気化器に供給し、液化天然ガスの供給を停
止したその他の気化器である第2の気化器には、第1の
気化器から流出するガスを供給して第2の気化器内に滞
留する成分を掃気し、第2の気化器に供給する熱媒の流
量を制御して気化器出口のガス温度を調節し都市ガスと
して供給し、一定時間経過した後、液化天然ガスの供給
先を第1の気化器から第2の気化器に変更し、第2の気
化器から流出するガスを第1の気化器に供給して第1の
気化器内に滞留する成分を掃気し、第1の気化器に供給
する熱媒の流量を制御して気化器出口のガス温度を調節
し都市ガスとして供給することを特徴とする都市ガスの
製造方法。
0℃の範囲の温度に保持することを特徴とする前記(1)
記載の都市ガスの製造方法。 (3) 前記気化器からの流出ガスの温度を測定して前記気
化器に供給する熱媒の流量を制御して前記流出ガスの温
度を一定に保持することを特徴とする前記(1)又は(2)
記載の都市ガスの製造方法。 (4) 前記気化器からの流出ガスの熱量を測定して、該流
出ガスに高熱量の液化ガスを加えて熱量を一定に保持し
た後、都市ガスとして供給することを特徴とする前記
(1) 〜(3) のいずれか1つに記載の都市ガスの製造方
法。
造する装置において、熱媒配管を備えた複数の気化器を
用意し、前記液化天然ガス供給管を分岐した導入管にそ
れぞれ切換弁を設け、該導入管をそれぞれの気化器に接
続し、各気化器の流出管にもそれぞれ切換弁を設け、該
流出管を都市ガス供給管に接続し、前記気化器の流出管
の切換弁の前段で分岐したバイパス導管に切換弁を設
け、該バイパス導管を他の気化器の導入管に接続して、
気化器の流出ガスを他の気化器に供給して他の気化器内
に滞留する成分の掃気を可能とし、前記気化器の流出管
に温度センサーを設けて気化器からの流出ガスの温度を
検知可能とし、前記気化器の熱媒配管への熱媒の供給管
に流量調節弁を付設し、前記温度センサーの信号により
前記流量調節弁を制御して気化器からの流出ガスの温度
を調節可能とし、都市ガスの需要変動に応じて気化器前
後の切換弁を開閉することにより、液化天然ガスを導入
する気化器の数を制御可能とし、また、需要の低い時間
帯においては、気化器前後の切換弁を切り換えることに
より、需要量に応じて液化天然ガスを供給する気化器の
数を制御し、その際気化器と他の気化器を接続する導管
の切換弁を順次切り換えることにより、液化天然ガスを
供給する前記気化器の流出ガスを、液化天然ガスの供給
を停止した他の気化器に供給し、他の気化器内に滞留す
る成分の掃気を可能とすることを特徴とする都市ガスの
製造装置。
配管を内部に備えた過熱器を直列に接続してなる気化器
に置換し、前記熱媒配管に接続する熱媒供給管に流量調
節弁を設け、前記過熱器の流出管に温度センサーを設
け、前記温度センサーの信号により前記流量調節弁を制
御して前記過熱器からの流出ガスの温度を調節可能とし
たことを特徴とする請求項5記載の都市ガスの製造装
置。 (7) 前記熱媒として温風又は温水を用いたことを特徴と
する前記(5) 又は(6)記載の都市ガスの製造装置。
器を備えた過熱器を直列に接続してなる気化器に置換
し、前記燃焼器への燃料供給管に流量調節弁を設け、前
記過熱器の流出管に温度センサーを設け、前記温度セン
サーの信号により前記流量調節弁を制御し燃料の供給量
を調節して前記過熱器からの流出ガスの温度を調節可能
としたことを特徴とする前記(5) 記載の都市ガスの製造
装置。
ス供給管に高熱量の液化ガス導入管を接続し、前記液化
ガス導入管に流量調節弁を付設し、前記気化器流出管に
熱量計を付設し、前記熱量計の信号により前記液化ガス
導入管に流量調節弁を制御して都市ガスの熱量調整を可
能にしたことを特徴とする前記(5) 〜(8) のいずれか1
つに記載の都市ガスの製造装置。
法を実施する装置の1例を示す系統図であって、気化器
1A,1Bを有する装置である。気化器1A,1Bには
それぞれ熱媒配管2A,2Bを備えており、熱媒配管2
A,2Bには流量調節弁3A,3Bが付設されている。
液化天然ガス供給管1は分岐された導入管5A,5Bを
介して気化器1A,1Bに接続される。気化器1A,1
Bからの流出ガスは、流出管6A,6Bを介して天然ガ
ス導出管8に接続される。なお、流出管6A,6Bには
温度センサー7A,7Bが設けられている。そして、流
出管6A,6Bは分岐されてバイパス管9A,9Bを介
して気化器1B,1Aの導入管5B,5Aに接続され、
気化器から流出したガスを他の気化器に導入可能とす
る。なお、気化器1A,1Bの導入管5A,5B、流出
管6A,6B、及びバイパス管9A,9Bには切換弁を
それぞれ設ける。そして、流出管6A,6Bの温度セン
サー7A,7Bの信号で流量調節弁3A,3Bを制御し
て熱媒の供給量を調節して気化器からの流出ガス温度を
一定にする。天然ガス導出管8は液化ガスの補給器10
に接続され、補給器10は都市ガス供給管11に接続さ
れる。液化ガスの補給器10には、流量調節弁13を備
えた液化ガス補給管12が接続され、天然ガス導出管8
に設けた熱量計14の信号で流量調節弁13を制御し液
化ガスの供給量を調節して都市ガスの熱量調整を行う。
液化ガスとしては液化プロパンガス等の高熱量の液化ガ
スが用いられる。都市ガス供給管11にも熱量計15を
設けて供給される都市ガスの熱量を確認することが好ま
しい。
る。都市ガスの需要変動に応じて上記の切換弁を制御
し、需要の高い時間帯は、液化天然ガス4は導入管5
A,5B、流から気化器1A及び1Bに同時に供給さ
れ、流出管6A及び6Bからの流出ガスを天然ガス導出
管8に導出する。その際に流出管6A、6Bの温度セン
サーの信号で気化器1A、1Bの熱媒配管2A、2Bの
流量調節弁3A、3Bを制御して、流出管6A及び6B
からの流出ガスの温度を一定に維持する。そして、天然
ガス導出管8の熱量計14の信号で液化ガス供給管12
の流量調節弁13を調節して熱量調節をして都市ガス供
給管11に供給する。その際に、気化器からの流出ガス
の温度がほぼ一定であるため、熱量調整のために補給さ
れる液化ガスの蒸発を安定させることができ、一定熱量
の都市ガスを供給することができる。流出ガスの温度が
変動すると、熱量調整のために加える液化ガスの蒸発が
安定せず、都市ガスの熱量の変動の原因となる。
換えて、一方の気化器1Bへの液化天然ガスの供給を停
止し、他方の気化器1Aのみ液化天然ガスを供給し、気
化器1Aから流出するガスをバイパス管9Aを介して気
化器1Bに導入して、気化器1B内に滞留する高沸点成
分を掃気して、流出管6Bから天然ガス導出管8に導出
する。その際に、熱媒配管2Bの流量調節弁3Bを制御
して気化器1Bに供給する熱媒の熱量を制御することに
より、気化器1Bの出口ガス温度をほぼ一定に維持す
る。一定時間経過した後、液化天然ガス4の供給先を気
化器1Aから気化器1Bに変更し、気化器1Bから流出
するガスをバイパス管9Bを介して気化器1Aに供給し
て気化器1A内に滞留する高沸点成分を掃気し、気化器
1Aに供給する熱媒の熱量を前記と同様に制御して気化
器1Aの出口ガス温度を一定に維持する。このように、
2つの気化器を交互に切り換えることにより、気化器内
に滞留する高い沸点成分を掃気し、かつ気化器から流出
するガス温度を一定に維持することにより、一定の熱量
の都市ガスを安定に供給することを可能にする。
するためのもう1つの装置の系統図である。図2の装置
は、気化器を空温式の蒸発器16A,16Bと、熱媒配
管を内部に備えた過熱器17A,17Bを直列に接続し
て構成したことを特徴とし、その他の構成は図1の装置
と全く同じであり、操作手順も同じである。なお、図2
の装置の過熱器において、熱媒配管の代わりに、燃焼器
を設けた過熱器を使用することも可能である。また、図
1の気化器や図2の過熱器に供給する熱媒は、温風や温
水などを使用できるが、これらに限定されない。起動時
は、常温の蒸発器に液化天然ガスを導入すると、高蒸気
圧成分が優先的に蒸発し、低蒸気圧成分は蒸発器内に残
留するため、流出ガスの熱量は低い方向に変動する。液
化天然ガスの供給を続けると、蒸発器内に残留していた
低蒸気圧成分も蒸発して押し出され、流出ガスの熱量は
高い方向に変動する。その後、蒸発器内の負荷がほぼ一
定の間は流出ガスの熱量は液化天然ガスの熱量と同じと
なり安定する。
り、気化器内に滞留する低蒸気圧成分を容易に掃気する
ことができ、都市ガスの需要変動や装置の起動時や停止
時においても、気化器から流出するガスの熱量変動を抑
制することが可能になり、都市ガスの熱量調整を確実に
行うことができるようになった。
より、液化天然ガスを気化して都市ガスを製造するとき
に、都市ガスの需要変動や気化器の起動・停止に際して
も都市ガスの熱量変動を抑制し、大気温度によらず気化
器の出口温度をほぼ一定にし、安定した都市ガスの製造
を可能にした。
置の系統図である。
う1つの装置の系統図である。
図である。
A,3B 流量調節弁、4 液化天然ガス、 5A,5
B 導入管、 6A,6B 流出管、 7A,7B 温
度センサー、 8 天然ガス導出管、 9A,9B バ
イパス管、 10 液化ガス補給器、 11 都市ガス
供給管、 12 液化ガス補給管、 13 流量調節
弁、 14,15 熱量計、 16A,16B エアフ
ィン式の蒸発器、 17A,17B 過熱器、 18
液化ガス貯槽、 19A 第1の熱交換器、 19B
第2の熱交換器、 20 回収導管、 21 加熱器、
22A,22B 温度計、 23 加熱器出口の温度
計、 24 制御器。
Claims (9)
- 【請求項1】 液化天然ガスを気化して都市ガスを製造
する方法において、熱媒配管を備えた複数の気化器を用
意し、都市ガスの需要変動に応じて液化天然ガスを1つ
以上の気化器に供給し、該気化器に供給する熱媒の流量
を制御して気化器出口のガス温度を調節し都市ガスとし
て供給し、また、需要の低い時間帯においては、需要量
に応じた液化天然ガスを前記複数の気化器のうち必要な
数の第1の気化器に供給し、液化天然ガスの供給を停止
したその他の気化器である第2の気化器には、第1の気
化器から流出するガスを供給して第2の気化器内に滞留
する成分を掃気し、第2の気化器に供給する熱媒の流量
を制御して気化器出口のガス温度を調節し都市ガスとし
て供給し、一定時間経過した後、液化天然ガスの供給先
を第1の気化器から第2の気化器に変更し、第2の気化
器から流出するガスを第1の気化器に供給して第1の気
化器内に滞留する成分を掃気し、第1の気化器に供給す
る熱媒の流量を制御して気化器出口のガス温度を調節し
都市ガスとして供給することを特徴とする都市ガスの製
造方法。 - 【請求項2】 前記気化器からの流出ガスを10〜30
℃の範囲の温度に保持することを特徴とする請求項1記
載の都市ガスの製造方法。 - 【請求項3】 前記気化器からの流出ガスの温度を測定
して前記気化器に供給する熱媒の流量を制御して前記流
出ガスの温度を一定に保持することを特徴とする請求項
1又は2記載の都市ガスの製造方法。 - 【請求項4】 前記気化器からの流出ガスの熱量を測定
して、該流出ガスに高熱量の液化ガスを加えて熱量を一
定に保持した後、都市ガスとして供給することを特徴と
する請求項1〜3のいずれか1項に記載の都市ガスの製
造方法。 - 【請求項5】 液化天然ガスを気化して都市ガスを製造
する装置において、熱媒配管を備えた複数の気化器を用
意し、前記液化天然ガス供給管を分岐した導入管にそれ
ぞれ切換弁を設け、該導入管をそれぞれの気化器に接続
し、各気化器の流出管にもそれぞれ切換弁を設け、該流
出管を都市ガス供給管に接続し、前記気化器の流出管の
切換弁の前段で分岐したバイパス導管に切換弁を設け、
該バイパス導管を他の気化器の導入管に接続して、気化
器の流出ガスを他の気化器に供給して他の気化器内に滞
留する成分の掃気を可能とし、前記気化器の流出管に温
度センサーを設けて気化器からの流出ガスの温度を検知
可能とし、前記気化器の熱媒配管への熱媒の供給管に流
量調節弁を付設し、前記温度センサーの信号により前記
流量調節弁を制御して気化器からの流出ガスの温度を調
節可能とし、都市ガスの需要変動に応じて気化器前後の
切換弁を開閉することにより、液化天然ガスを導入する
気化器の数を制御可能とし、また、需要の低い時間帯に
おいては、気化器前後の切換弁を切り換えることによ
り、需要量に応じて液化天然ガスを供給する気化器の数
を制御し、その際気化器と他の気化器を接続する導管の
切換弁を順次切り換えることにより、液化天然ガスを供
給する前記気化器の流出ガスを、液化天然ガスの供給を
停止した他の気化器に供給し、他の気化器内に滞留する
成分の掃気を可能とすることを特徴とする都市ガスの製
造装置。 - 【請求項6】 前記気化器を、空温式蒸発器と、熱媒配
管を内部に備えた過熱器を直列に接続してなる気化器に
置換し、前記熱媒配管に接続する熱媒供給管に流量調節
弁を設け、前記過熱器の流出管に温度センサーを設け、
前記温度センサーの信号により前記流量調節弁を制御し
て前記過熱器からの流出ガスの温度を調節可能としたこ
とを特徴とする請求項5記載の都市ガスの製造装置。 - 【請求項7】 前記熱媒として温風又は温水を用いたこ
とを特徴とする請求項6記載の都市ガスの製造装置。 - 【請求項8】 前記気化器を、空温式蒸発器と、燃焼器
を備えた過熱器を直列に接続してなる気化器に置換し、
前記燃焼器への燃料供給管に流量調節弁を設け、前記過
熱器の流出管に温度センサーを設け、前記温度センサー
の信号により前記流量調節弁を制御し燃料の供給量を調
節して前記過熱器からの流出ガスの温度を調節可能とし
たことを特徴とする請求項6記載の都市ガスの製造装
置。 - 【請求項9】 前記気化器の流出管に接続する都市ガス
供給管に高熱量の液化ガス導入管を接続し、前記液化ガ
ス導入管に流量調節弁を付設し、前記気化器流出管に熱
量計を付設し、前記熱量計の信号により前記液化ガス導
入管に流量調節弁を制御して都市ガスの熱量調整を可能
にしたことを特徴とする請求項5〜8のいずれか1項に
記載の都市ガスの製造装置。
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