JP2002243098A

JP2002243098A - ガス発生設備の運転方法

Info

Publication number: JP2002243098A
Application number: JP2001042619A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Fuchi; 昌彦淵; Hiroshi Tsutsui; 宏筒井; Tsuguro Ejima; 嗣朗江島
Original assignee: Hitachi Industries Co Ltd; Tokyo Gas Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd; Tokyo Gas Engineering Co Ltd
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2002-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】新規な気化器の運転方法を採用することによ
り、１００％の予備器を持たなくても、あらゆるガス需
要量の変動に対応できるガス発生設備の運転方法を提供
する。【解決手段】運転中の気化器が解氷タイミングに達し
た場合、及び気化器の必要運転台数が変化した場合にの
み、運転する気化器の切り替えを行い、運転する気化器
を切り替える場合に、気化器の運転台数が減少する場合
は、運転中の気化器のうち、次回の解氷タイミングが早
いものから順に必要台数の気化器の運転を停止し、気化
器の運転台数が増加する場合、又は運転中の気化器が解
氷タイミングに入った場合には、停止中の気化器のう
ち、次回の解氷タイミングが一番遅いものから順に必要
台数の運転を開始する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス発生設備、特
に小規模都市ガスプラントにおけるガス発生設備におい
て、少ない予備設備を有効に活用できる気化器の運転方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にガス発生設備においては、液化ガ
スを気化器により気化し、カロリー調整を行った上で需
要家に供給する方式が採用されている。図１８に小規模
都市ガスプラントの例の概要を示す。この設備において
は、ＬＮＧタンクＴ_１〜Ｔ_３に貯蔵されたＬＮＧが、４
セット８台の気化器Ｖ_１１〜Ｖ_４２によって気化され、
ミキサーＭによって、ＬＰＧと混合されて規定のカロリ
ーとされた後、ガスホルダーＨを介して需要家に供給さ
れている。

【０００３】小規模ガスプラントにおいてはエアフィン
式気化器を使用しているため、一定時間気化器を使用す
ると、気化器に空気中の水蒸気が結氷して熱伝導率が悪
くなる。そのため、所定時間の運転ごとに解氷のために
運転を停止しなければならない。この目的のために、従
来は、図に示されるようにＶ_１１とＶ_１２、Ｖ_２１とＶ
_２２、Ｖ_３１とＶ_３２、Ｖ_４１とＶ_４２をそれぞれペア
として使用し、それぞれ交互に使用することにより、解
氷をおこなってきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図に示
すような従来の小規模ガスプラントにおいては、気化器
が１００％の予備を持つことになる。一般に気化器にお
いて解氷に要する時は、連続運転が可能な時より短い。
従って、設備の運転能力の点からは１００％の予備を持
つ必要がない。例えば、４時間連続運転して１時間で解
氷を行うような気化器においては、もし、最大必要ガス
発生量が４台の気化器でまかなえるような場合には、１
台の予備気化器を設け、合計５台の気化器を、運転時間
をずらせて順次運転することにより、連続運転が可能で
ある。

【０００５】しかしながら、ガスの需要量は刻々変化し
ており、それに応じて運転すべき気化器の台数が異なっ
てくる。よって、上述のような切り替え方法を採用した
場合には、切り替えシーケンスが複雑になって、あらゆ
るガス需要量の変動に対応する切り替えができなかっ
た。そのため、前述のように、気化器をペアとして１０
０％の予備器を持つようにし、需要量の変動に対応して
ペアとなった気化器のペア数を変えるようにしていた。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、新規な気化器の運転方法を採用することによ
り、１００％の予備器を持たなくても、あらゆるガス需
要量の変動に対応できるガス発生設備の運転方法を提供
することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の手段は、最大需要量をまかなうのに必要な気化
器の台数より少なくとも１台以上多く、前記最大需要量
をまかなうのに必要な気化器の台数の２倍未満の台数の
気化器を備え、そのうち、最大需要量をまかなうのに必
要な気化器の台数より少なくとも１台以上多い台数の気
化器を、順次切り替えて運転する方式の気化器の運転方
法であって、全ての気化器の解氷タイミングを、気化器
の運転台数にかかわらず、所定タイミングとなるよう
に、それぞれの気化器について定めておき、運転台数を
切り替えても、各気化器ごとの解氷タイミングを守りな
がら運転を行うことを特徴とするガス発生設備の運転方
法（請求項１）である。

【０００８】本手段においては、最大需要量をまかなう
のに必要な気化器の台数より少なくとも１台以上多く、
前記最大需要量をまかなうのに必要な気化器の台数の２
倍未満の台数の気化器を備えている。そして、このう
ち、最大需要量をまかなうのに必要な気化器の台数より
少なくとも１台以上多い台数の気化器を順次切り替えて
使用するようにする。

【０００９】その際、前述のように気化器の必要運転台
数は、需要変動によって変化するが、本手段において
は、気化器の運転台数にかかわらず、各気化器は固有の
解氷タイミングを有しており、この解氷タイミングを守
りながら運転を行う。当然のことながら、この解氷タイ
ミングは、最大必要ガス発生量をまかなうような運転を
行えるようなタイミングとして決定される。よって、解
氷タイミングを終えた気化器は直ちに運転に入れるかス
タンバイ状態（停止状態）に入れるので、運転に必要な
気化器の台数を常に確保することができ、シーケンスが
乱れることが無い。

【００１０】このような切り替えシーケンスを採用する
ことにより、ガスの需要量が変動した場合でも常に安定
した運転ができることになり、よって、１００％の気化
器の予備を持つ必要がなくなる。

【００１１】前記課題を解決するための第２の手段は、
前記第１の手段であって、運転中の気化器が解氷タイミ
ングに達した場合、及び気化器の必要運転台数が変化し
た場合に、運転する気化器の切り替えを行い、運転する
気化器を切り替える場合に、気化器の運転台数が減少す
る場合は、運転中の気化器のうち、次回の解氷タイミン
グが早いものから順に必要台数の気化器の運転を停止
し、気化器の運転台数が増加する場合、又は運転中の気
化器が解氷タイミングに入った場合には、停止中の気化
器のうち、次回の解氷タイミングが一番遅いものから順
に必要台数の運転を開始することを特徴とするもの（請
求項２）である。

【００１２】最も好ましい気化器の運転は、一つの気化
器をなるべく長く使用し、気化器の運転状態の切り替え
をなるべく少なくすることである。これにより、切り替
えに伴うエネルギーのロス等が発生せず、効率的な運転
が可能となる。

【００１３】本手段においては、運転中の気化器が解氷
タイミングに入って、運転を停止せざるを得ない場合
と、必要運転台数の増減が起こった場合に気化器の切り
替えを行うようにしている。気化器の切り替えを、この
２つの場合に限って行うようにしてもよい。

【００１４】なお、本手段においても、各々の気化器に
特有な解氷タイミングは厳密に守ることが大前提となっ
ているので、実際の運転時間から見てまだ継続運転が可
能である場合も、予め定められた解氷タイミングに入れ
ば、その時点で運転を停止する。これは、シーケンスの
乱れを防ぐためであり、運転時間が短かったものは、解
氷時間を短くする等の操作は別に行うことができる。

【００１５】本手段においては、気化器の切り替えに伴
って運転を開始したり、運転を停止したりする気化器の
選択を、次回に行われる予定の解氷タイミングの順番に
従って行うようにしている。

【００１６】すなわち、気化器の運転台数が減少する場
合には、運転中の気化器のうち、次回の解氷タイミング
が一番早いものから順に必要台数の運転を停止する。運
転中の気化器が解氷タイミングに入って運転を停止する
場合、又は気化器の運転台数が増加する場合には、停止
中の気化器のうち、次回の解氷タイミングが一番遅いも
のから順に必要台数の運転を開始する。

【００１７】このようにすることにより、気化器の連続
運転時間を長くすることができると共に、気化器の運転
状態の切り替えを最小限とすることができる。なお、本
明細書において気化器が停止中であるとは、解氷タイミ
ングが終了していつでも運転が可能なようにスタンバイ
状態にあることをいう。

【００１８】前記課題を解決するための第３の手段は、
前記第１の手段であって、運転中の気化器が解氷タイミ
ングに達した場合、及び気化器の必要運転台数が変化し
た場合に、運転する気化器の切り替えを行い、運転する
気化器を切り替える場合に、気化器の運転台数が減少す
る場合は、運転中の気化器のうち、次回の解氷タイミン
グが早いものから順に必要台数の気化器の運転を停止
し、気化器の運転台数が増加する場合、又は運転中の気
化器が解氷タイミングに入った場合には、停止中の気化
器のうち、次回の解氷タイミングが一番早いものから順
に必要台数の運転を開始することを特徴とするもの（請
求項３）である。

【００１９】本手段は、前記第２の手段とは、気化器の
運転台数が増加する場合、運転中の気化器が解氷タイミ
ングに入って気化器の切り替えが必要な場合に、停止中
の気化器のうち、次回の解氷タイミングが一番早いもの
から順に必要台数の運転を開始する点のみが異なってい
る。よって、切り替え回数は前記第２の手段より多くな
るが、簡単なロジックで運転台数の変化に対応すること
ができる。

【００２０】前記課題を解決するための第４の手段は、
前記第１の手段であって、所定時間毎に気化器群の運転
状態を切り替える基準運転シーケンスを、気化器の運転
台数毎に、各基準運転シーケンス間で、各気化器の解氷
タイミングが同じとなるように定めておき、気化器の必
要運転台数が変化した場合は、そのタイミングで新しい
気化器の台数に対応する基準運転シーケンスに変更し
て、それに基づいて運転を行うことを特徴とするもの
（請求項４）である。

【００２１】本手段においては、気化器の運転台数毎に
基準運転シーケンスを定め、各運転シーケンス間で解氷
タイミングが同じになるようにしている。そして、気化
器の運転台数を変更する必要が生じたときは、そのタイ
ミングで新しい運転台数に対応する基準運転シーケンス
を採用し、それに基づいた運転を行う。このようにして
も、各気化器の解氷タイミングが気化器の運転台数にか
かわらず同一となっているので、何の不都合もなく、気
化器の運転台数の変更が可能となる。本手段において
も、気化器の切り替えは多くなるが、各気化器を常に基
準運転シーケンスに従って運転することができる。

【００２２】前記課題を解決するための第５の手段は、
前記第２の手段であって、さらに、運転中の気化器を休
止する必要が生じた場合にも気化器の切り替えを行い、
当該気化器の運転を休止して、停止中の気化器のうち、
次回の解氷タイミングが一番遅いものから順に必要台数
の運転を開始することを特徴とするもの（請求項５）で
ある。

【００２３】本明細書に置いて気化器の休止とは、故障
や補修のために当該気化器を非稼動状況にすることであ
る。本手段においては、運転中の気化器を休止する必要
がある場合には、当該気化器の運転を休止して、停止中
の気化器のうち、次回の解氷タイミングが一番遅いもの
から順に必要台数の運転を開始する。そして、切り替え
の後は、休止した気化器を除く、運転可能な気化器のみ
を使用して、前記第２の手段の切り替え方法に従って運
転を行う。休止中の気化器が運転可能になり、それを使
用して運転をしようとする場合は、単にその気化器を使
用の対象に加えて、前記第２の手段の切り替え方法に従
って運転を行えばよい。本手段においては、気化器の休
止をシーケンスを乱すことなく行うことができると共
に、気化器の休止に伴う切り替えにおいても、前記第２
の手段の特長を持たせることができる。

【００２４】前記課題を解決するための第６の手段は、
前記第３の手段であって、さらに、運転中の気化器を休
止する必要が生じた場合にも気化器の切り替えを行い、
当該気化器の運転を休止して、停止中の気化器のうち、
次回の解氷タイミングが一番早いものから順に必要台数
の運転を開始することを特徴とするもの（請求項６）で
ある。

【００２５】本手段においては、運転中の気化器を休止
する必要がある場合には、当該気化器の運転を休止し
て、停止中の気化器のうち、次回の解氷タイミングが一
番早いものから順に必要台数の運転を開始する。そし
て、切り替えの後は、休止した気化器を除く、運転可能
な気化器のみを使用して、前記第３の手段の切り替え方
法に従って運転を行う。休止中の気化器が運転可能にな
り、それを使用して運転をしようとする場合は、単にそ
の気化器を使用の対象に加えて、前記第３の手段の切り
替え方法に従って運転を行えばよい。本手段において
は、気化器の休止をシーケンスを乱すことなく行うこと
ができると共に、気化器の休止に伴う切り替えにおいて
も、前記第３の手段の特長を持たせることができる。

【００２６】前記課題を解決するための第７の手段は、
前記第１の手段から第６の手段のいずれかであって、ガ
ス需要量と気化器の必要運転台数との関係に、ヒステリ
シス特性を持たせたことを特徴とするもの（請求項７）
である。

【００２７】本手段においては、ガス需要量と気化器の
必要運転台数との関係に、ヒステリシス特性を持たせて
いるので、ガス需要量が気化器の台数切り替えに対応す
る量付近で細かく変動しても、気化器の台数が頻繁に切
り替わることがなく、運転の安定性を保つことができ
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例
を、図を用いて説明する。この実施の形態においては、
各気化器は０〜１ｔ／Ｈの気化能力を有するものとし、
ガスの最大需要量を４ｔ／Ｈとする。そして、各気化器
は４時間の連続運転が可能であり、１時間の解氷時間を
必要とするものとする。このような設備においては、最
大需要量を常時まかなうためには、１台の気化器を余分
に必要とするので、全部で５台の気化器を使用するもの
とする。

【００２９】すなわち、図１に示すように、ＬＮＧタン
クＴ_１〜Ｔ_３に貯蔵された液化天然ガスは、気化器Ｖ_１
〜Ｖ_５によって気化され、ミキサーＭでＬＰＧと混合さ
れてカロリーを調整され、ガスホルダーＨを介して需要
家に供給される。

【００３０】このような設備における気化器の基準シー
ケンスとして、気化器の４台運転から１台運転のそれぞ
れに対して、基準運転シーケンスを作成しておく。その
例を図２〜図５に示す。図２は４台運転時の基準運転シ
ーケンス、図３は３台運転時の基準運転シーケンス、図
４は２台運転時の基準運転シーケンス、図５は１台運転
時の基準運転シーケンスを示す。これらの基準運転シー
ケンスにおいて、１時間周期で切り替えタイミングを設
けることとしている（なお、解氷タイミングにおいて必
ずしも解氷動作を行うとは限らない。

【００３１】例えば、プラントの立ち上げ直後で、まだ
一度も運転していないときに解氷タイミングになる場合
があるが、この場合は解氷動作は不要である。）。な
お、図２〜図１４において、実線の矢印線は気化器の運
転状態、破線の矢印線は気化器の解氷タイミング、空欄
は気化器の停止状態を示している。横軸は時間である。
すなわち、どの気化器も、運転終了後ただちに１時間の
解氷タイミングに入って必要に応じて解氷動作を行い、
その後、運転開始タイミングがくるまで停止状態にな
る。４台運転時には、フル運転であるので停止時間がな
い。

【００３２】図２において、最初の１時間は気化器
Ｖ_１、Ｖ_３、Ｖ_４、Ｖ_５が運転され、気化器Ｖ_２が解氷
タイミングにある。次の１時間は、気化器Ｖ_３がタイミ
ングに入り、代わりに気化器Ｖ_２が運転を開始する。以
下、図に示されるように、各気化器が順次解氷タイミン
グに入り、常に１台が解氷タイミング、他の４台が運転
状態にあるようにされている。

【００３３】図３においては、３台運転のため気化器に
余裕ができる。よって、解氷タイミングを終えた気化器
が続く１時間の間停止するようになっている。同様、図
４においては、解氷タイミングを終えた気化器が続く２
時間の間、図５においては、解氷タイミングを終えた気
化器が続く３時間の間停止するようになっている。

【００３４】図２〜図５を見るとわかるように、どの気
化器の運転台数に対応する基準運転シーケンスにおいて
も、それぞれの気化器が解氷タイミングにあるタイミン
グは同一とされている。すなわち、ｎを自然数として、
気化器Ｖ_１は５ｎ時、気化器Ｖ_２は（５ｎ−４）時、気
化器Ｖ_３は（５ｎ−３）時、気化器Ｖ_４は（５ｎ−２）
時、気化器Ｖ_５は（５ｎ−１）時に、解氷を行うように
なっている。このようにしているので、１時間間隔で訪
れる切り替えタイミングにおいては、気化器の運転台数
を切り替える場合、どの運転台数からどの運転台数に切
り替える場合にも、それまでに使用していた基準運転シ
ーケンスから、新しい運転台数に対応する基準運転シー
ケンスに切り替えることにより、簡単に運転台数の変更
を実施することができる。

【００３５】図６〜図８に別の基準運転シーケンスの例
を示す。この場合も、この基準運転シーケンスにおいて
は、４台運転時のシーケンスは図２に示すものと同じで
ある。図６は３台運転時、図７は２台運転時、図８は１
台運転時の基準シーケンスである。これらのいずれの基
準運転シーケンスにおいても、ｎを自然数として、気化
器Ｖ_１は５ｎ時、気化器Ｖ_２は（５ｎ−４）時、気化器
Ｖ_３は（５ｎ−３）時、気化器Ｖ_４は（５ｎ−２）時、
気化器Ｖ_５は（５ｎ−１）時に、解氷を行うようになっ
ている。

【００３６】これらの基準運転シーケンスは、なるべく
一つの気化器を長く連続運転し、気化器の切り替えの回
数を少なくするような方針の下に作られたもので、ある
気化器が解氷タイミングに入ったとき、そのタイミング
で停止中の気化器のうち、最も遅く解氷タイミングに入
る予定のものの運転を開始するように作られている。

【００３７】図２〜図５と図６〜図８を比べてみるとわ
かるように、図６〜図８の方が、気化器の切り替え回数
が少なく、一つの気化器が長時間に亘って連続して使用
されていることが分かる。これに対し、図２〜図５のシ
ーケンスにおいては、運転される気化器の順番が一定し
ており、シーケンスが単純である。なお、図６〜図８の
シーケンスにおいては、解氷が終わってから運転されな
いで次回の解氷タイミングに入る気化器があるが、この
ときは解氷タイミングに入っても、実際に解氷を行う必
要は無い。このことは、本明細書で説明するあらゆるシ
ーケンスについて同じである。

【００３８】以下、本発明の実施の形態の例を説明す
る。以下説明するいずれの実施の形態においても、各気
化器の解氷タイミングは、気化器の運転台数にかかわら
ず一定にされている。いずれの例においても、ｎを自然
数として、気化器Ｖ_１は５ｎ時、気化器Ｖ_２は（５ｎ−
４）時、気化器Ｖ_３は（５ｎ−３）時、気化器Ｖ_４は
（５ｎ−２）時、気化器Ｖ_５は（５ｎ−１）時に、解氷
を行うようになっているものとする。

【００３９】第１の実施の形態は、請求項２に対応する
ものである。図９は、気化器の運転台数が減少する場合
のシーケンスの状態を示すものである。最初４台運転で
あったものが、6.5時に３台運転に切り替えられる。そ
のとき、運転を停止する気化器として、続いて起こる時
間帯で最も早く解氷タイミングに入るようになっている
気化器Ｖ_３を停止する。その後、７時と８時の境におい
て、Ｖ_４が解氷タイミングに入るので運転を停止し、そ
の時点で、停止中の気化器のうち続いて起こる時間帯で
最も遅く解氷タイミングに入るようになっている気化器
Ｖ_３の運転を開始する。

【００４０】その後、８時と９時の境において、Ｖ_５が
解氷タイミングに入るので運転を停止し、その時点で、
停止中の気化器のうち続いて起こる時間帯で最も遅く解
氷タイミングに入るようになっている気化器Ｖ_４の運転
を開始する。続いて、９時と１０時の境において、Ｖ_１
が解氷タイミングに入るので運転を停止し、その時点
で、停止中の気化器のうち続いて起こる時間帯で最も遅
く解氷タイミングに入るようになっている気化器Ｖ_５の
運転を開始する。

【００４１】12.5時に、運転台数が３台から２台に切り
替えられる。そのとき、運転を停止する気化器として、
続いて起こる時間帯で最も早く解氷タイミングに入るよ
うになっている気化器Ｖ_４を停止する。続いて、１３時
と１４時の境において、Ｖ_５が解氷タイミングに入るの
で運転を停止し、その時点で、停止中の気化器のうち続
いて起こる時間帯で最も遅く解氷タイミングに入るよう
になっている気化器Ｖ _４の運転を開始する。その後、１
５時と１６時の境において、Ｖ_２が解氷タイミングに入
るので運転を停止し、その時点で、停止中の気化器のう
ち続いて起こる時間帯で最も遅く解氷タイミングに入る
ようになっている気化器Ｖ_１の運転を開始する。

【００４２】16.5時に、運転台数が２台から１台に切り
替えられる。そのとき、運転を停止する気化器として、
続いて起こる時間帯で最も早く解氷タイミングに入るよ
うになっている気化器Ｖ_４を停止する。その後、１９時
と２０時の境において、Ｖ_１が解氷タイミングに入るの
で運転を停止し、その時点で、停止中の気化器のうち続
いて起こる時間帯で最も遅く解氷タイミングに入るよう
になっている気化器Ｖ _５の運転を開始する。

【００４３】図１０は、気化器の運転台数が増加する場
合のシーケンスの状態を示すものである。最初１台運転
中に、気化器Ｖ_１の解氷タイミングに達した時点で、Ｖ
_１の運転を停止し、その時点で、停止中の気化器のうち
続いて起こる時間帯で最も遅く解氷タイミングに入るよ
うになっている気化器Ｖ_５の運転を開始する。

【００４４】6.5時に１台運転から２台運転に切り替え
られる。そのとき、運転を開始する気化器として、停止
中の気化器のうち続いて起こる時間帯で最も遅く解氷タ
イミングに入るようになっている気化器Ｖ_１の運転を開
始する。その後、８時と９時の境において、Ｖ_５が解氷
タイミングに入るので運転を停止し、その時点で、停止
中の気化器のうち続いて起こる時間帯で最も遅く解氷タ
イミングに入るようになっている気化器Ｖ_４の運転を開
始する。その後、９時と１０時の境において、Ｖ_１が解
氷タイミングに入るので運転を停止し、その時点で、停
止中の気化器のうち続いて起こる時間帯で最も遅く解氷
タイミングに入るようになっている気化器Ｖ_５の運転を
開始する。

【００４５】12.5時に、２台運転から３台運転に切り替
えられる。そのとき、運転を開始する気化器として、停
止中の気化器のうち続いて起こる時間帯で最も遅く解氷
タイミングに入るようになっている気化器Ｖ_２の運転を
開始する。以下、運転中の気化器が解氷タイミングに入
るごとに、その時点で、停止中の気化器のうち続いて起
こる時間帯で最も遅く解氷タイミングに入るようになっ
ている気化器の運転を開始することを繰り返す。

【００４６】16.5時に、３台運転から４台運転に切り替
えられる。そのとき、停止中の気化器のうち運転を開始
する気化器として、続いて起こる時間帯で最も遅く解氷
タイミングに入るようになっている気化器Ｖ_５の運転を
開始する。４台運転時においては、シーケンスは１種類
に定まってしまい、選択の余地は無くなる。

【００４７】以上においては、気化器の台数が１台ずつ
増減する例について説明したが、２台又は３台増減する
場合においても、まったく同様な手法を使用することが
できる。この例を図１１に示す。図１１においても、運
転中の気化器が解氷タイミングに入ったときにはその気
化器の運転を停止し、その時点で、停止中の気化器のう
ち続いて起こるタイミングで最も遅く解氷タイミングに
入る気化器の運転を開始することは同じであるので、そ
の説明を省略する。

【００４８】４台運転中であったものが、6.5時に２台
運転に切り替えられる。このとき、停止する気化器とし
て、その時点で、運転中の気化器Ｖ_１、Ｖ_３、Ｖ_４、Ｖ
_５の内、続いて起こるタイミングで最も早く解氷タイミ
ングに入るＶ_３と、続いて早く解氷タイミングに入るＶ
_４の運転を休止する。

【００４９】12.5時に、２台運転から４台運転に切り替
えられる。このとき、その時点で、停止中の気化器のう
ち、続いて起こるタイミングで最も遅く解氷タイミング
に入るＶ_２と、続いて遅く解氷タイミングに入るＶ_１の
運転を開始する。

【００５０】16.5時に４台運転から１台運転に切り替え
られる。このとき、その時点で、運転中の気化器のう
ち、続いて起こるタイミングで最も早く解氷タイミング
に入るＶ_３と、続いて早く解氷タイミングに入るＶ
_４と、続いて早く解氷タイミングに入るＶ_５の運転を停
止する。

【００５１】以上示したように、図９〜図１１に示され
るような、請求項２に対応するシーケンスによれば、各
々の気化器が連続して長く使用される結果、気化器の切
り替えが少なくなり、かつ、解氷後、運転されないまま
次の解氷タイミングに至る気化器が現れる。このような
場合には実際には解氷を行う必要が無いので、解氷のた
めのエネルギーを少なくすることができる。

【００５２】本発明の第２の実施の形態として、請求項
３に対応する切り替えシーケンスの例を図１２〜図１４
を用いて説明する。これらの図においては、運転中の気
化器が解氷タイミングに入った場合には、その時点で、
停止中の気化器のうち最も早く解氷タイミングに入る予
定のものの運転を開始する点が共通しているので、この
説明は省略し、運転台数が変更される場合についてのみ
説明する。

【００５３】図１２は、気化器の運転台数が減少する場
合のシーケンスの状態を示すものである。最初４台運転
であったものが、6.5時に３台運転に切り替えられる。
そのとき、運転を停止する気化器として、続いて起こる
時間帯で最も早く解氷タイミングに入るようになってい
る気化器Ｖ_３を停止する。

【００５４】12.5時に、運転台数が３台から２台に切り
替えられる。そのとき、運転を停止する気化器として、
続いて起こる時間帯で最も早く解氷タイミングに入るよ
うになっている気化器Ｖ_４を停止する。

【００５５】16.5時に、運転台数が２台から１台に切り
替えられる。そのとき、運転を停止する気化器として、
続いて起こる時間帯で最も早く解氷タイミングに入るよ
うになっている気化器Ｖ_３を停止する。

【００５６】図１３は、気化器の運転台数が増加する場
合のシーケンスの状態を示すものである。6.5時に１台
運転から２台運転に切り替えられる。そのとき、運転を
開始する気化器として、停止中の気化器のうち続いて起
こる時間帯で最も早く解氷タイミングに入るようになっ
ている気化器Ｖ_４の運転を開始する。

【００５７】12.5時に、２台運転から３台運転に切り替
えられる。そのとき、運転を開始する気化器として、停
止中の気化器のうち続いて起こる時間帯で最も遅く解氷
タイミングに入るようになっている気化器Ｖ_１の運転を
開始する。

【００５８】16.5時に、３台運転から４台運転に切り替
えられる。そのとき、停止中の気化器のうち運転を開始
する気化器として、続いて起こる時間帯で最も遅く解氷
タイミングに入るようになっている気化器Ｖ_５の運転を
開始する。４台運転時においては、シーケンスは１種類
に定まってしまい、選択の余地は無くなる。

【００５９】以上においては、気化器の台数が１台ずつ
増減する例について説明したが、２台又は３台増減する
場合においても、まったく同様な手法を使用することが
できる。この例を図１４に示す。

【００６０】４台運転中であったものが、6.5時に２台
運転に切り替えられる。このとき、停止する気化器とし
て、その時点で、運転中の気化器Ｖ_１、Ｖ_３、Ｖ_４、Ｖ
_５の内、続いて起こるタイミングで最も早く解氷タイミ
ングに入るＶ_３と、続いて早く解氷タイミングに入るＶ
_４の運転を休止する。

【００６１】12.5時に、２台運転から４台運転に切り替
えられる。このとき、その時点で、停止中の気化器のう
ち、続いて起こるタイミングで最も早く解氷タイミング
に入るＶ_５と、続いて早く解氷タイミングに入るＶ_１の
運転を開始する。

【００６２】16.5時に４台運転から１台運転に切り替え
られる。このとき、その時点で、運転中の気化器のう
ち、続いて起こるタイミングで最も早く解氷タイミング
に入るＶ_３と、続いて早く解氷タイミングに入るＶ
_４と、続いて早く解氷タイミングに入るＶ_５の運転を停
止する。

【００６３】図１２〜図１４に示すシーケンスは、図９
〜図１１にシーケンスに比して気化器の切り替えが多く
なるが、運転される気化器の順が、基本的にＶ_１→Ｖ_２
→Ｖ _３→Ｖ_４→Ｖ_５→Ｖ_１というように固定されやすい
という利点がある。

【００６４】本発明の第３の実施の形態で、請求項４に
対応するものを用いた切り替えシーケンスの例を図１５
に示す。

【００６５】この実施の形態においては、はじめ図２に
示した４台運転の標準運転シーケンスに従って運転を行
っており、6.5時のタイミングで２台運転に切り替える
とき、直ちに図７に示した２台運転の標準運転シーケン
スに切り替えて、これに基づいて運転を行う。そして、
12.5時のタイミングで、再び４台運転に戻すときは、そ
の時点で直ちに図２に示した４台運転の標準運転シーケ
ンスに切り替えて、これに基づいて運転を行う。16.5時
のタイミングで１台運転に切り替えるときも、その時点
で直ちに図８に示した１台運転の標準運転シーケンスに
切り替えて、これに基づいて運転を行う。このようにし
ても、何の問題もなく、安定した運転を継続することが
できる。

【００６６】本発明の第４の実施の形態で、請求項５に
対応するものを用いた切り替えシーケンスの例を図１６
に示す。このシーケンスは、定常時においては請求項２
のシーケンスと同じであり、従って前記第１の実施の形
態と同じシーケンスとなるので、異常等によりＶ_５の運
転中にＶ_５を休止状態にする必要が生じた場合、及びＶ
_５が復帰して使用が可能となった場合の切り替えの状態
のみについて説明する。運転に必要な気化器の数は３台
に保たれているとする。

【００６７】図１６においては、運転中の気化器が解氷
タイミングに達した場合、及び気化器の必要運転台数が
変化した場合に、運転する気化器の切り替えを行い、運
転する気化器を切り替える場合に、気化器の運転台数が
減少する場合は、運転中の気化器のうち、次回の解氷タ
イミングが早いものから順に必要台数の気化器の運転を
停止し、気化器の運転台数が増加する場合、又は運転中
の気化器が解氷タイミングに入った場合には、停止中の
気化器のうち、次回の解氷タイミングが一番遅いものか
ら順に必要台数の運転を開始するというシーケンスを守
ると共に、運転中の気化器を休止する必要が生じた場合
にも気化器の切り替えを行い、当該気化器の運転を休止
して、停止中の気化器のうち、次回の解氷タイミングが
一番遅いものから順に必要台数の運転を開始するように
している。

【００６８】6.5時までは、運転中の気化器が解氷タイ
ミングに入った場合には、停止中の気化器のうち、次回
の解氷タイミングが一番遅いものから順に必要台数の運
転を開始するという定常シーケンスに従って、５台の気
化器を使用して運転が行われている。

【００６９】6.5時に気化器Ｖ_５が故障等により運転が
できなくなり、休止状態に入る。図１６では、休止状態
を２点鎖線で示してある。このとき、休止状態に入った
Ｖ_５の代わりに、停止中の気化器のうち、その時点で最
も遅く解氷タイミングに入る予定のＶ_１を運転状態とす
る。その後は、休止状態のＶ_５を除外したＶ_１〜Ｖ_４の
みを使用して、運転中の気化器が解氷タイミングに入っ
た場合には、停止中の気化器のうち、次回の解氷タイミ
ングが一番遅いものから順に必要台数の運転を開始する
という定常シーケンスに従って、４台の気化器を使用し
て運転を行う。

【００７０】13.5時の時点でＶ_５が運転可能状態になる
ので、再び５台稼動の状態に入り、Ｖ_１〜Ｖ_５を使用し
て、運転中の気化器が解氷タイミングに入った場合に
は、停止中の気化器のうち、次回の解氷タイミングが一
番遅いものから順に必要台数の運転を開始するという定
常シーケンスに従って運転を行う。

【００７１】なお、一般に、この実施の形態のような切
り換え運転を行うシステムに置いては、予備の気化器を
も含めて運転シーケンスを組んでおき、冗長性を持たせ
た運転を行っているのが普通である。例えば、５台の気
化器で運転を行う場合は、解氷のために１台は必ず停止
状態に入ることがあるので、予備器を含めた運転である
ためには、最大ガス需要量を３台の気化器でまかなえる
ようになっている必要がある。その場合は、図１６に示
すような運転シーケンスとなり、気化器Ｖ_５が復帰した
時点では、単にＶ_５を運転シーケンスの対象とするだけ
で、その時点で気化器を切り換える必要はない。

【００７２】ところが、もし、最大ガス需要量を４台の
気化器でまかなう必要があるのに、５台の気化器を用い
てシーケンス的な運転を行っている場合は、１台の気化
器が休止状態に入ると、最大ガス需要量をまかなえなく
なる。この場合、ホルダーに蓄積されているガスを供給
することになる。このような場合においては、図１６に
おいて、Ｖ_５が復帰したタイミングでも気化器の切り換
えを行い、Ｖ_５を早急に運転状態に入れることが望まし
い。

【００７３】なお、必要なガス発生量と気化器の運転台
数の関係には、ヒステリシス特性を持たせるようにする
ことが好ましい。例えば、以上説明したプロセスの場
合、図１７に示すような関係とする。たとえば0.95ｔ／
Ｈのガスを２台の気化器で発生させる場合には、一方で
0.9ｔ／Ｈ、他方で0.05ｔ／Ｈのガスを発生させるよう
にする。このようにすることにより、切り替え値付近で
必要ガス量の微小変動が起こっても、気化器の運転台数
がそれに応じて頻繁に変わることを避けることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を適用するガス発生設備の
概要を示す図である。

【図２】第１の基準運転シーケンスで、４台運転時のも
のを示す図である。

【図３】第１の基準運転シーケンスで、３台運転時のも
のを示す図である。

【図４】第１の基準運転シーケンスで、２台運転時のも
のを示す図である。

【図５】第１の基準運転シーケンスで、１台運転時のも
のを示す図である。

【図６】第２の基準運転シーケンスで、３台運転時のも
のを示す図である。

【図７】第２の基準運転シーケンスで、２台運転時のも
のを示す図である。

【図８】第２の基準運転シーケンスで、１台運転時のも
のを示す図である。

【図９】本発明の実施の形態の第１の例（請求項２に対
応）において、気化器の運転台数が減少する場合のシー
ケンスの状態を示す図である。

【図１０】本発明の実施の形態の第１の例（請求項２に
対応）において、気化器の運転台数が増加する場合のシ
ーケンスの状態を示す図である。

【図１１】本発明の実施の形態の第１の例（請求項２に
対応）において、気化器の運転台数が２台以上増減する
場合のシーケンスの状態を示す図である。

【図１２】本発明の実施の形態の第２の例（請求項３に
対応）において、気化器の運転台数が減少する場合のシ
ーケンスの状態を示す図である。

【図１３】本発明の実施の形態の第２の例（請求項３に
対応）において、気化器の運転台数が増加する場合のシ
ーケンスの状態を示す図である。

【図１４】本発明の実施の形態の第２の例（請求項３に
対応）において、気化器の運転台数が２台以上増減する
場合のシーケンスの状態を示す図である。

【図１５】本発明の実施の形態の第３の例（請求項４に
対応）において、気化器の運転台数が増減する場合のシ
ーケンスの状態を示す図である。

【図１６】本発明の実施の形態の第４の例（請求項５に
対応）において、気化器の運転台数が増減する場合のシ
ーケンスの状態を示す図である。

【図１７】必要ガス発生量と気化器の運転台数との関係
の例を示す図である。

【図１８】従来の小規模都市ガスプラントの概要を示す
図である。

【符号の説明】

Ｔ_１〜Ｔ_３…ＬＮＧタンクＶ_１〜Ｖ_５…気化器Ｍ…ミキサーＨ…ガスホルダー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者筒井宏東京都台東区池之端二丁目９番７号日立テクノエンジニアリング株式会社内 (72)発明者江島嗣朗東京都台東区池之端二丁目９番７号日立テクノエンジニアリング株式会社内Ｆターム(参考） 3E072 AA03 DB01 GA30 3K068 AA02 AB23 BA01 CA01 EA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】最大需要量をまかなうのに必要な気化器
の台数より少なくとも１台以上多く、前記最大需要量を
まかなうのに必要な気化器の台数の２倍未満の台数の気
化器を備え、そのうち、最大需要量をまかなうのに必要
な気化器の台数より少なくとも１台以上多い台数の気化
器を、順次切り替えて運転する方式の気化器の運転方法
であって、全ての気化器の解氷タイミングを、気化器の
運転台数にかかわらず、所定タイミングとなるように、
それぞれの気化器について定めておき、運転台数を切り
替えても、各気化器ごとの解氷タイミングを守りながら
運転を行うことを特徴とするガス発生設備の運転方法。
【請求項２】請求項１に記載のガス発生設備の運転方
法であって、運転中の気化器が解氷タイミングに達した
場合、及び気化器の必要運転台数が変化した場合に、運
転する気化器の切り替えを行い、運転する気化器を切り
替える場合に、気化器の運転台数が減少する場合は、運
転中の気化器のうち、次回の解氷タイミングが早いもの
から順に必要台数の気化器の運転を停止し、気化器の運
転台数が増加する場合、又は運転中の気化器が解氷タイ
ミングに入った場合には、停止中の気化器のうち、次回
の解氷タイミングが一番遅いものから順に必要台数の運
転を開始することを特徴とするガス発生設備の運転方
法。
【請求項３】請求項１に記載のガス発生設備の運転方
法であって、運転中の気化器が解氷タイミングに達した
場合、及び気化器の必要運転台数が変化した場合に、運
転する気化器の切り替えを行い、運転する気化器を切り
替える場合に、気化器の運転台数が減少する場合は、運
転中の気化器のうち、次回の解氷タイミングが早いもの
から順に必要台数の気化器の運転を停止し、気化器の運
転台数が増加する場合、又は運転中の気化器が解氷タイ
ミングに入った場合には、停止中の気化器のうち、次回
の解氷タイミングが一番早いものから順に必要台数の運
転を開始することを特徴とするガス発生設備の運転方
法。
【請求項４】請求項１に記載のガス発生設備の運転方
法であって、所定時間毎に気化器群の運転状態を切り替
える基準運転シーケンスを、気化器の運転台数毎に、各
基準運転シーケンス間で、各気化器の解氷タイミングが
同じとなるように定めておき、気化器の必要運転台数が
変化した場合は、そのタイミングで新しい気化器の台数
に対応する基準運転シーケンスに変更して、それに基づ
いて運転を行うことを特徴とするガス発生設備の運転方
法。
【請求項５】請求項２に記載のガス発生設備の運転方
法であって、さらに、運転中の気化器を休止する必要が
生じた場合にも気化器の切り替えを行い、当該気化器の
運転を休止して、停止中の気化器のうち、次回の解氷タ
イミングが一番遅いものから順に必要台数の運転を開始
することを特徴とするガス発生設備の運転方法。
【請求項６】請求項３に記載のガス発生設備の運転方
法であって、さらに、運転中の気化器を休止する必要が
生じた場合にも気化器の切り替えを行い、当該気化器の
運転を休止して、停止中の気化器のうち、次回の解氷タ
イミングが一番早いものから順に必要台数の運転を開始
することを特徴とするガス発生設備の運転方法。
【請求項７】請求項１から請求項６のうちに記載の気
化器の運転方法であって、ガス需要量と気化器の必要運
転台数との関係に、ヒステリシス特性を持たせたことを
特徴とするガス発生設備の運転方法。