JP2005319862A

JP2005319862A - ガスハイドレート輸送船のボイルオフガス処理方法及び装置

Info

Publication number: JP2005319862A
Application number: JP2004138456A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Suzuki; 剛鈴木
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 2004-05-07
Filing date: 2004-05-07
Publication date: 2005-11-17

Abstract

【課題】推進機関の燃料に供するには少な過ぎ、船内の電力を賄うには多過ぎるボイルオフガスを使って推進機関のパワーをアップする。
【解決手段】ガスハイドレートを、過給機付きのディーゼル機関を推進装置に持つガスハイドレート輸送船によって輸送する。ガスハイドレートから発生したボイルオフガスａをガス圧縮機５で圧縮し、このガス圧縮機５で圧縮されたボイルオフガスａを燃焼器６に供給すると共に、前記ディーゼル機関３から排出された高温排ガスｂを導入してボイルオフガスａを燃焼させ、このボイルオフガスａの燃焼によって生じた高温高圧の燃焼ガスｃを前記過給機７に導入して過給機７の出力増加を図る。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガスハイドレートを輸送するガスハイドレート輸送船において、貨物槽内のガスハイドレートから発生したボイルオフガス（ＢＯＧ）を処理するボイルオフガス処理方法及び装置に関するものである。

ＬＮＧ（液化天然ガス）を輸入するＬＮＧ船の場合は、輸送貨物が超低温（−１６２℃）のＬＮＧである。従って、ＬＮＧを積載している貯蔵タンクを断熱してもＢＯＧ（ボイルオフガス）の発生を完全に回避することが困難である。

しかし、貯蔵タンクの断熱の仕様を調整し、発生したＢＯＧをＬＮＧ船の推進機関の燃料として使用することが行なわれている。

この場合、ＬＮＧ船の推進機関は、一般に、蒸気タービンが主力であり、ＢＯＧは、蒸気発生器、すなわち、ボイラに燃料として供給されている。

一方、天然ガスの輸送手段として、近年、ＮＧＨ（ガスハイドレート）が注目されている。その理由としては、ＬＮＧに比べ、ＮＧＨが比較的高い温度で安定的に輸送することが可能であるからである（例えば、特許文献１参照。）。

図３は、常圧時におけるＮＧＨ分解率を計測したものである。ＮＧＨは、常圧の時の平衡温度が、大凡、−８０℃であるが、それよりも比較的高い温度レベルで最も分解率が少ないのは、−２０℃近傍であることが実験的に分かった。

従って、ＮＧＨは、ＬＮＧの温度レベル（−１６２℃）に比べ、極めて高い温度レベル（−２０℃近傍）で貯蔵することが可能である。
特開昭５４−１３５７０８号公報（第２頁、第１図）

しかしながら、ＮＧＨは、貯蔵中、ガス（ＢＯＧ）の発生が全く無いわけではなく、ＮＧＨ船では、１０万トンのＮＧＨのボイルオフガス（ＢＯＧ）が１５ｔ／ｄと推算される。

上記のように、ＬＮＧ船の場合は、ＢＯＧを推進用燃料として使用するため、ＢＯＧを系外へ出すことがないが、ＮＧＨ船の場合、分解ガス量（ＢＯＧ量）が約７８２．１Ｎｍ³／ｈとなることから、推進機関の燃料としては少な過ぎる。一方、発電装置の発電出力は、３，１５８ｋＷとなるから、船内の電力を賄うには多過ぎる。

このため、ＢＯＧを蓄圧して貯蔵することも考えられるが、蓄圧槽や蓄圧用圧縮機などの過大な設備と設置スペースとを要するため、船舶の場合は、不向きであると考えられる。

本発明は、このような問題を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、推進機関の燃料に供するには少な過ぎ、船内の電力を賄うには多過ぎる、いわゆる中途半端な量のボイルオフガス（ＢＯＧ）を使って推進機関のパワーをアップするガスハイドレート輸送船のボイルオフガス処理方法及び装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明は、次のように構成されている。

請求項１に記載の発明に係るガスハイドレート輸送船のボイルオフガス処理方法は、ガスハイドレートを、過給機付きのディーゼル機関を推進装置に持つガスハイドレート輸送船によって輸送するに際し、前記ガスハイドレートから発生したボイルオフガスをガス圧縮機で圧縮し、該ガス圧縮機で圧縮されたボイルオフガスを燃焼器に供給すると共に、該燃焼器に、前記ディーゼル機関から排出された高温排ガスを導入して前記ボイルオフガスを燃焼させ、該ボイルオフガスの燃焼によって生じた高温高圧の燃焼ガスを前記過給機に導入して過給機の出力増加を図るようにしたことを特徴とするガスハイドレート輸送船のボイルオフガス処理方法である。

請求項２に記載の発明に係るガスハイドレート輸送船のボイルオフガス処理装置は、過給機付きのディーゼル機関を推進装置に持つガスハイドレート輸送船であって、輸送貨物のガスハイドレートから発生したボイルオフガスを圧縮するガス圧縮機と、該ガス圧縮機によって圧縮されたボイルオフガスと前記ディーゼル機関から排出された高温排ガスとを導入してボイルオフガスを燃焼させる燃焼器と、該燃焼器から排出された高温高圧の燃焼ガスを導入して前記ディーゼル機関の出力増加を図る過給機とを有することを特徴とするガスハイドレート輸送船のボイルオフガス処理装置である。

上記のように、請求項１に記載の発明に係るガスハイドレート輸送船のボイルオフガス処理方法は、ガスハイドレートを、過給機付きのディーゼル機関を推進装置に持つガスハイドレート輸送船によって輸送するに際し、前記ガスハイドレートから発生したボイルオフガスをガス圧縮機で圧縮し、該ガス圧縮機で圧縮されたボイルオフガスを燃焼器に供給すると共に、該燃焼器に、前記ディーゼル機関から排出された高温排ガスを導入して前記ボイルオフガスを燃焼させ、該ボイルオフガスの燃焼によって生じた高温高圧の燃焼ガスを前記過給機に導入して過給機の出力増加を図るようにしたので、ガスハイドレートのＢＯＧを用いて推進機関の出力を大幅に増加することが可能となった。特に、定格吸気量に対する増加吸気量比が大幅に増加するので、パワーアップした分、シリンダ数を削減することも可能となる。

また、請求項２に記載の発明に係るガスハイドレート輸送船のボイルオフガス処理装置は、過給機付きのディーゼル機関を推進装置に持つガスハイドレート輸送船であって、輸送貨物のガスハイドレートから発生したボイルオフガスを圧縮するガス圧縮機と、該ガス圧縮機によって圧縮されたボイルオフガスと前記ディーゼル機関から排出された高温排ガスとを導入してボイルオフガスを燃焼させる燃焼器と、該燃焼器から排出された高温高圧の燃焼ガスを導入して前記ディーゼル機関の出力増加を図る過給機とを有するので、ガスハイドレート輸送船のボイルオフガス処理方法と同様に、ガスハイドレートのＢＯＧを用いて推進機関の出力を大幅に増加することが可能となった。

特に、定格吸気量に対する増加吸気量比が大幅に増加するので、パワーアップした分、シリンダ数を削減することも可能となる。従って、推進装置の小型化、コンパクト化を図ることも可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

図２において、１は、ＮＧＨ船であり、図示しないペレット状のガスハイドレート（以下、ＮＧＨペレットと称する。）を複数の貨物槽２に積載して輸送するようになっている。また、このＮＧＨ船１は、推進装置として、過給機付きのディーゼル機関３を備えている。図中、４は、推進器である。

このディーゼル機関３は、図１に示すように、ガス圧縮機５と、燃焼器６と、過給機７と、中間冷却器８とを備え、過給機７は、ブロワ１０およびタービン１１により構成されている。図中、９は、ブロワ１０とタービン１１を連結する回転軸である。

しかして、上記貨物槽２に積載されたＮＧＨペレット（図示せず）から発生したＢＯＧ（ボイルオフガス）ａは、ガス圧縮機５によって圧縮された後、上記燃焼器６に供給される。他方、この燃焼器６には、ディーゼル機関３の排ガスマニホールド１３から高温（例えば、２５０〜３００℃）で、且つ、残存酸素量の高い排ガス（例えば、残存酸素量１３〜１５％）ｂが供給される。

燃焼器６に供給されたＢＯＧ（ボイルオフガス）ａは、燃焼して高温高圧の燃焼ガスｃとなる。この高温高圧の燃焼ガスｃは、過給機７のタービン１１に導入され、タービン１１を駆動する。

このタービン１１は、回転軸９を介してブロワ１０に直結しているので、ブロワ１０によって取り込まれた新鮮な空気ｄは、中間冷却器８によって所定温度に冷却された後、燃焼用空気としてディーゼル機関３に供給される。タービン１１から排出された燃焼ガスｃは、排ガス管１２を経て大気中に排出される。

このディーゼル機関３には、風量増に応じた燃料（粗悪燃料）が供給されるようになっいるので、ディーゼル機関３の出力が大幅に増大する。

以上の説明では、ペレット状のガスハイドレートを輸送する場合について説明したが、ガスハイドレートの形態に左右されるものではなく、例えば、粉体やスラリー状のガスハイドレートの輸送にも適用することができる。

（実施例）
図１を用いて本発明を更に詳しく説明する。

・機関排ガス量：９．０ｋｇ／ｋＷｈ
・機関排ガス量：４６．１ｋｇ／ｓ
・機関吸気量：４５．９ｋｇ／ｓ
・機関出力：１８，３９０ｋＷ（２５，０００ＰＳ）
・消費ガス量（分解ガス量）：７８２Ｎｍ³／ｈ
・ガス温度上昇：１５５．７℃
（通常、タービン入り口温度は、２３７℃であるが、３９３℃（≒１５５．７℃＋２３７℃）になってもタービン材料の変更なし。）
Ｎｔ＝６，１３４ｋＷ
Ｎｔ’＝８，００７ｋＷ
ΔＮｔ＝１，８７３ｋＷ
ガス温度上昇によるタービン出力アップによって過給機ブロワ吸気増加量（ΔＧ）
ΔＧ＝６．２ｋｇ／ｓ
定格吸気量に対する増加吸気量比：１３．４％
従って、１１シリンダ機関は、１０シリンダでも良いことが分かる。つまり、１１シリンダ機関では、１シリンダを減ずることが可能となる。

その際、吸気量アップによる機関の変更は、過給機の接続と、中間冷却器の容量アップのほか、軽微な改造で済む。

本発明に係るボイルオフガス処理装置の概略構成図である。ガスハイドレート輸送船の概略断面図である。常圧下のＮＧＨ分解率を示す図である。

符号の説明

ａボイルオフガス
ｂ高温排ガス
ｃ燃焼ガス
３ディーゼル機関
５ガス圧縮機
６燃焼器
７過給機

Claims

ガスハイドレートを、過給機付きのディーゼル機関を推進装置に持つガスハイドレート輸送船によって輸送するに際し、前記ガスハイドレートから発生したボイルオフガスをガス圧縮機で圧縮し、該ガス圧縮機で圧縮されたボイルオフガスを燃焼器に供給すると共に、該燃焼器に、前記ディーゼル機関から排出された高温排ガスを導入して前記ボイルオフガスを燃焼させ、該ボイルオフガスの燃焼によって生じた高温高圧の燃焼ガスを前記過給機に導入して過給機の出力増加を図るようにしたことを特徴とするガスハイドレート輸送船のボイルオフガス処理方法。
過給機付きのディーゼル機関を推進装置に持つガスハイドレート輸送船であって、輸送貨物のガスハイドレートから発生したボイルオフガスを圧縮するガス圧縮機と、該ガス圧縮機によって圧縮されたボイルオフガスと前記ディーゼル機関から排出された高温排ガスとを導入してボイルオフガスを燃焼させる燃焼器と、該燃焼器から排出された高温高圧の燃焼ガスを導入して前記ディーゼル機関の出力増加を図る過給機とを有することを特徴とするガスハイドレート輸送船のボイルオフガス処理装置。