JP2011256735A

JP2011256735A - Ｂｏｇ多段容積型圧縮機の運転制御方法

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Publication number: JP2011256735A
Application number: JP2010129956A
Authority: JP
Inventors: 一 ▲高▼木; Hajime Takagi; Kenji Nagura; 見治名倉
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2010-06-07
Filing date: 2010-06-07
Publication date: 2011-12-22
Anticipated expiration: 2030-06-07
Also published as: CN102269154B; EP2392825A3; CN102269154A; JP5391154B2; EP2392825A2; EP2392825B1

Abstract

【課題】低圧段側吸込ガスが定常運転時よりも高温であっても、低圧段側吐出ガスの温度が、運転許容温度を超えることを防止可能なＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法を提供する。
【解決手段】液化天然ガス１から発生するＢＯＧを圧縮するため、複数の容積型圧縮部９，１０を接続して構成されてなるＢＯＧ多段容積型圧縮機８の運転制御方法において、所定状態に合致する場合の、このＢＯＧ多段容積型圧縮機８の高圧段圧縮部１０のロードに対する低圧段圧縮部９のロードの比率（ロード比）を、所定状態以外の場合のロード比より小さくなるよう運転制御する。即ち、前記ＢＯＧ多段容積型圧縮機８の低圧段圧縮部９の吸込温度を検出可能に構成し、前記所定状態を、前記吸込温度の検出温度が予め定められた第１の設定温度以上の状態とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、液化天然ガス（ＬＮＧ）を貯蔵するタンク内で自然気化して発生したボイルオフガス（ＢｏｉｌｏｆｆＧａｓ、以下、ＢＯＧと称する。）を圧縮して、プラントに供給するＢＯＧ容積型圧縮機の運転制御方法に係り、更に詳しくは、多段容量型圧縮機において、その低圧段側吐出ガス温度が低圧段圧縮機の運転許容温度を超えないように、低圧段側吐出ガス温度を制御するためのＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法に関するものである。

ＬＮＧ基地では、ＬＮＧ貯蔵タンク内で自然気化して発生したＢＯＧを、ＢＯＧ圧縮機によって発電プラントや都市ガス設備等への天然ガスの送出圧力まで昇圧し、蒸発器から出される主たる天然ガスに合流させて前記各設備に送出している。

前記ＢＯＧ圧縮機では、ＢＯＧを断熱圧縮するので圧縮率が高くなるとＢＯＧの温度が上昇する。特に、ＢＯＧ圧縮機の起動時には、ＬＮＧ貯蔵タンクより導出されたＢＯＧの温度が常温近くまで上昇し、ＢＯＧ圧縮機の吸込ガス温度が常温近くの高い温度（例えば３０℃）に昇温しており、これをそのまま圧縮する状態が続くと、例えば吐出圧力が０．９ＭＰａの場合、ＢＯＧ圧縮機の吐出ガス温度が３００℃程度まで上昇し、圧縮機許容運転温度、例えば１８０℃を越えてしまい運転できなくなる。

この様なＢＯＧ圧縮機の問題点を解決する従来技術について、以下図６を参照しながら説明する。図６は、従来技術に係る運転制御方法が適用されたＬＮＧ及びＢＯＧの処理設備の構成を示す図である。

この従来技術に係るＢＯＧ多段圧縮機３８には、三方弁４３、冷却器４５、温度検出器４１，４２、及び前記三方弁４３の切り替えを司る制御装置４６が備えられている。そして、このＢＯＧ多段圧縮機３８では、三方弁４３を切り替えることにより低圧段側圧縮部３９の吐出ガスを冷却器４５で冷却し、温度を落としてから高圧段側圧縮部４０に供給する運転形態（運転形態１）と、低圧段側圧縮部９の吐出ガスを冷却器４５に通さずに高圧段側圧縮部４０に供給する運転形態（運転形態２）を切り替えることができる。

前記運転形態１では、前記運転形態２よりも高圧段側圧縮部４０の吐出ガス温度を低くできる。運転形態1は、ＢＯＧ多段圧縮機３８の起動時に、低圧段側圧縮部３９の吸込ガスの温度が定常運転時（例えばマイナス１３０℃）よりも高く（例えば３０℃）、高圧段側圧縮部４０の吐出ガス温度が、運転許容温度を超える恐れがある場合に実施される。それに対して、運転形態２は、ＢＯＧ多段圧縮機３８の定常運転時に実施される。

両運転形態の切り替えは、以下のように行われる。即ち、高圧段側吐出ガスの温度が温度検出器４１によって設定温度よりも高いと検出される場合に、制御装置４６は三方弁４３を切り替えて、運転形態２による運転を中止して運転形態１による運転を開始する。一方、高圧段側吐出ガスの温度が、運転許容温度を超える恐れがないことを示す条件が満たされる場合には、運転形態１による運転を中止して運転形態２による運転を開始する。以上の運転制御方法により、高圧段側圧縮機４０の吐出ガス温度が、運転許容温度を超えることを防止できる（特許文献１参照）。

即ち、上記従来技術によれば、高圧段側吐出ガスの温度が運転許容温度を超える恐れがある場合には、低圧段側吐出ガスを冷却器４５で冷却し、温度を落としてから高圧段側圧縮部４０に供給する運転（運転形態１）を行なうことによって、高圧段側吐出ガスの温度が運転許容温度を超えることを防止するものである。

前記従来技術に係るＢＯＧ多段圧縮機３８は、高圧段側圧縮部４０の吐出ガス温度を制御する機能を有するが、低圧段側圧縮部３９の吐出ガス温度を制御する機能を有しない。よって、低圧段側吐出ガス温度が低圧段側運転許容温度を超えることを防止するためには、低圧段側圧縮比を小さくする必要がある。

しかし、それでは圧縮機の段数が増えて、大型化し費用がかかる。ＢＯＧ多段圧縮機３８の低圧段側圧縮部３９は、定常運転において、例えばマイナス１４０℃〜マイナス１３０℃程度のガスを吸い込み、マイナス５０℃〜マイナス４０℃程度のガスを吐き出す。よって、冷却水で冷却されていない等の特徴を持つ。そのため、ＢＯＧ多段圧縮機３８の高圧段や定格において、常温のガスを吸い込む圧縮機に比べて、ＢＯＧ多段圧縮機３８の低圧段は運転許容温度が制限されている。

特開２００２−２１３３６６号公報

従って、本発明の目的は、低圧段側吸込ガスが定常運転時よりも高温であっても、低圧段側吐出ガスの温度が、運転許容温度を超えることを防止可能なＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の請求項１に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法が採用した手段は、液化天然ガスから発生するＢＯＧを圧縮するため、容積型圧縮部を複数段接続して構成されてなるＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法において、所定状態に合致する場合の、このＢＯＧ多段容積型圧縮機の高圧段圧縮部のロードに対する低圧段圧縮部のロードの比率（ロード比）を、所定状態以外の場合のロード比より小さくなるよう運転制御することを特徴とするものである。
尚、本願における「ロード」とは、「容量調整装置により達せられるガス処理量」と「容量調整装置を作動させない場合のガス処理量」の比の公称値である（「容量調整装置を作動させない場合のガス処理量」は１００％ロードの処理量に相当する）。

本発明の請求項２に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法が採用した手段は、請求項１に記載されたＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法において、前記ＢＯＧ多段容積型圧縮機の低圧段圧縮部の吸込温度を検出可能に構成し、前記所定状態を、前記吸込温度の検出温度が予め定められた第１の設定温度以上の状態とすることを特徴とするものである。

本発明の請求項３に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法が採用した手段は、請求項１に記載のＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法において、前記ＢＯＧ多段容積型圧縮機の低圧段圧縮部の吐出温度を検出可能に構成し、前記所定状態を、前記吐出温度の検出温度が予め定められた第２の設定温度以上と判断されてから、前記検出温度が第２の設定温度よりも低い予め定められた第３の設定温度に達したと判断されるまでの状態とすることを特徴とするものである。

本発明の請求項１に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法によれば、ＢＯＧを圧縮するため、容積型圧縮機を複数段接続して構成されてなるＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法において、所定状態に合致する場合の、このＢＯＧ多段容積型圧縮機の高圧段圧縮部のロードに対する低圧段圧縮部のロードの比率（ロード比）を、所定状態以外の場合のロード比より小さくなるよう運転制御するので、ロード比Ｒが低い運転を行うことは即ち、低圧段側圧縮機の圧縮比が小さくなるため、その分、低圧段側吐出ガスの温度も低下することになる。これにより、低圧段側吸込ガスが定常運転時よりも高温であっても、低圧段側吐出ガスの温度が運転許容温度を超えることを防止することができる。

また、本発明の請求項２に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法によれば、前記ＢＯＧ多段容積型圧縮機の低圧段圧縮部の吸込温度を検出可能に構成し、前記所定状態を、前記吸込温度の検出温度が予め定められた第１の設定温度以上の状態とするので、上記同様、低圧段側吸込ガスが定常運転時よりも高温であっても、低圧段側吐出ガスの温度が運転許容温度を超えることを防止できる。

更に、本発明の請求項３に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法によれば、前記ＢＯＧ多段容積型圧縮機の低圧段圧縮部の吐出温度を検出可能に構成し、前記所定状態を、前記吐出温度の検出温度が予め定められた第２の設定温度以上と判断されてから、前記検出温度が第２の設定温度よりも低い予め定められた第３の設定温度に達したと判断されるまでの状態とするので、上記同様、低圧段側吸込ガスが定常運転時よりも高温であっても、低圧段側吐出ガスの温度が運転許容温度を超えることを防止できる。

尚、直接に制御の対象である低圧段圧縮部の吐出ガスの温度を検出して、その検出温度を制御の入力としているため、供給先のガス需要量の変動に起因して低圧段側吐出ガスの温度が大きく変動するような場合でも、確実に低圧段側吐出ガスの温度が運転許容温度を超えることを防止することができる。

本発明の実施の形態１に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法が適用されるＬＮＧ及びＢＯＧ処理設備の系統図である。本発明の実施の形態１に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法における起動直後のＢＯＧ温度の経時変化を示す図である。本発明の実施の形態２に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法が適用されるＬＮＧ及びＢＯＧ処理設備の系統図である。本発明の実施の形態３に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法が適用されるＬＮＧ及びＢＯＧ処理設備の系統図である。本発明の実施の形態３に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法における起動直後のＢＯＧ温度の経時変化を示す図である。従来技術に係る運転制御方法が適用されたＬＮＧ及びＢＯＧの処理設備の構成を示す図である。

先ず、本発明の実施の形態１に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法について、往復動式圧縮機をＢＯＧ多段圧縮機に適用した場合を例として、以下図１，２を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態１に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法が適用されるＬＮＧ及びＢＯＧ処理設備の系統図、図２は本発明の実施の形態１に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法における起動直後のＢＯＧ温度の経時変化を示す図である。

本発明の実施の形態１に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機は、液化天然ガス（ＬＮＧ）１を貯蔵するＬＮＧ貯蔵タンク２内で自然気化して発生したＢＯＧを圧縮して、図示しないプラントに供給するためのものであって、低圧段圧縮部９と高圧段圧縮部１０とを備えた往復動式圧縮機からなるＢＯＧ多段圧縮機８である。そして、前記低圧段圧縮部９は、吸込弁アンローダ９ａとヘッドエンドアンローダ９ｂからなる低圧段容量調整装置２１によって、前記高圧段圧縮部１０は、吸込弁アンローダ１０ａとヘッドエンドアンローダ１０ｂからなる高圧段容量調整装置２２によって、夫々容量調整可能なように構成されている。

一方、液化天然ガス（ＬＮＧ）１のＬＮＧ貯蔵タンク２にはＬＮＧ取出ライン３が接続され、そのライン３にＬＮＧポンプ４が接続されると共に、海水等でＬＮＧを蒸発させる蒸発器５が接続され、気化されたガスのガス移送ライン６が、図示しない例えば発電プラントのガスタービン等に接続される。ＬＮＧ貯蔵タンク２の頂部には、ＢＯＧ払出ライン７が接続され、そのＢＯＧ払出ライン７にＢＯＧ多段圧縮機８が接続されている。

そして、ＢＯＧ多段圧縮機８は、低圧段圧縮部９と高圧段圧縮部１０とを、１台の駆動モータ１１で同時に駆動されるようになっている。ＢＯＧ払出ライン７は低圧段圧縮部９の吸込側に接続され、低圧段圧縮部９の吐出側と高圧段圧縮部１０の吸込側とが中間ライン１２で接続されている。また、ＢＯＧ多段圧縮機８の高圧段圧縮部１０の吐出側の吐出ライン１７は、合流部２３を介してガス移送ライン６に接続される。

ＬＮＧ貯蔵タンク２には、そのタンク２内ＢＯＧのガス圧を検出する圧力検出器２４が設けられ、その検出値が制御装置２５に入力される。制御装置２５は、圧力検出器２４で検出されるタンク２内ＢＯＧのガス圧が設定圧を超えたならＢＯＧ多段圧縮機８を起動運転する一方、前記タンク２内ＢＯＧのガス圧が所定値まで下がったなら圧縮機８を停止するよう運転制御する。

次に、この設備において実施される本発明の実施の形態１に係る運転制御方法について、図２も参照しながら説明する。図２において、温度曲線Ａは低圧段側吸入ガス温度、温度曲線Ｂは、図１の中間ライン１２上の位置Ｐ１における低圧段側吐出ガス温度を示す。

＜運転制御方法（その１）＞
ＢＯＧ多段圧縮機８が起動されると、低圧段圧縮部９の吸込ガス温度（ＬＮＧ貯蔵タンク２から導出されたＢＯＧ温度）は、図２の温度曲線Ａに示すように、極短時間ほぼ起動時の値を保った後に徐々に低下する。そして、このＢＯＧ多段圧縮機８のロード比（ＢＯＧ多段圧縮機８において、高圧段圧縮部１０のロードに対する低圧段圧縮部９のロードの比率）Ｒが定常運転と同じ場合、低圧段吐出ガスの温度は、図２の温度曲線Ｂにおける二点鎖線で示すように、起動時の値から出発して一旦ピーク温度まで上昇してから前記温度曲線Ａの変化に従って徐々に低下することになる。

これに伴って、ガス処理用量比Ｒが定常運転と同じ場合の低圧段側吐出ガスの温度は、図２の温度曲線Ｂにおける二点鎖線で示すように、起動時の値から出発して運転許容温度Ｔｈ１を超えて、一旦ピーク温度まで上昇してから徐々に低下することになる。

さて、ＢＯＧ多段圧縮機８が起動されると、制御装置２５は、温度検出器２６で検出された低圧段側吸込ガスの検出温度と、この制御装置２５内に予め設定された第１の設定温度Ｔ１とを比較する。そして、低圧段側吸込ガスの検出温度が第１の設定温度Ｔ１以上であると、低圧段容量調整装置２１と高圧段容量調整装置２２を、ロード比Ｒが定常運転時よりも低くなるように運転制御する。例えば、低圧段側ロードを２５％、高圧段側ロードを５０％になるように制御する。

このような運転制御方法によって、低圧段側の吐出圧力が下がり、低圧段側吐出ガスの温度は、図２の温度曲線Ｂの実線に示すように、その温度上昇が抑制されて、運転許容温度Ｔｈ１以下に抑制される。そして、低圧段側吸入ガス温度は、前述したように徐々に低下する。

制御装置２５は、温度検出器２６で検出された低圧段側吸入ガスの検出温度と第１の設定温度Ｔ１とを比較し、比較の結果、低圧段側吸入ガスの検出温度が第１の設定温度Ｔ１に達する（あるいは、低圧段側吸入ガスの検出温度が第１の設定温度Ｔ１より低くなる）と、低圧段容量調整装置２１と高圧段容量調整装置２２を、ロード比Ｒが定常運転時と同一になるように運転制御する。

例えば、低圧段側ロードを１００％、高圧段側ロードを１００％になるように制御する。これにより、低圧段側吐出ガスの温度は、一時的に上昇するが、Ｔｈ１には達しない。以後は、低圧段側吸入ガス温度と低圧段側吐出ガス温度とは、更に徐々に低下して所定の一定範囲の値を保つ安定状態に至る。

以上、本発明の実施の形態１に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法によれば、多段容積型圧縮機８の低圧段圧縮部９の吸込温度を検出可能に構成し、前記所定状態を、前記吸込温度の検出温度が予め定められた第１の設定温度Ｔ１以上の状態とするので、上記同様、低圧段側吸込ガスが定常運転時よりも高温であっても、低圧段側吐出ガスの温度が運転許容温度を超えることを防止できる。

＜実施例＞
ここで、本発明の実施の形態１に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法の実施例につき、図１も参照しながら以下説明する。
多段容積型圧縮機の定常運転では、１段側圧縮部９と２段側圧縮部１０が共に１００％ロードで運転される（表１の比較例−１）。本発明の実施の形態１に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機では、例えば起動時において、前記所定状態に合致する場合には、１段側圧縮部９及び２段側圧縮部１０の容量調整装置２１（吸込弁アンローダ９ａやヘッドエンドアンローダ９ｂ等），２２（吸込弁アンローダ１０ａやヘッドエンドアンローダ１０ｂ等）によって、１段側圧縮部９が２５％のロードで運転され、２段側圧縮部１０が５０％のロードで運転される。即ち、起動時のロード比は、定常運転時のロード比よりも小さくなっている（表１の実施例参照）。

尚、表１には、本発明の効果を示すために、従来技術に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の起動運転状態を挙げている。一つは、１段側圧縮部９、２段側圧縮部１０ともに、２５％のロードでの運転を運転形態（表１の比較例−３）である。もう一つは、１段側圧縮部９、２段側圧縮部１０ともに、５０％のロードでの運転を運転形態（表１の比較例−２）である。比較例−２と比較例−３の両者とも、ロード比は定常運転時のロード比と同一である。

表２は、表１の各運転形態例における１段側圧縮部９の吸込・吐出温度、及び１段側圧縮部９、２段側圧縮部１０の夫々の吸込・吐出ガス圧力を示している。表２の比較例−１に示されている様に、ＢＯＧ多段容積型圧縮機の定常運転状態では、１段側吐出温度は−５０℃程度である。しかし、従来技術に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の起動運転状態では、表２の比較例−２，３で示されている様に、１段側吐出温度は１５５℃程度（具体的には、比較例−２では１５５℃，比較例−３では１５６℃）にも達する。

一方、本発明の実施の形態１に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の起動運転状態では、表２の実施例に示されている様に、１段側吐出温度が１３５℃程度（具体的には、実施例では１３６℃）に抑えられている。これは、実施例では、ロード比を定常運転時よりも小さくすることによって、１段側吐出圧力が比較例−２，３では４０５ｋＰａ程度（具体的には４０４ｋＰａ）であるのに対して、実施例では３３５ｋＰａ程度に抑えられているからである。

次に、本発明の実施の形態２に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法について、スクリュ式圧縮機をＢＯＧ多段圧縮機に適用した場合を例として、以下図３を参照しながら説明する。図３は本発明の実施の形態２に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法が適用されるＬＮＧ及びＢＯＧ処理設備の系統図である。

但し、本発明の実施の形態２が上記実施の形態１と相違するところは、ＢＯＧ多段容積型圧縮機の種類と低圧段容量調整装置及び高圧段容量調整装置の構成に相違があり、これ以外は上記実施の形態１と全く同構成であるから、上記実施の形態１と同一のものに同一符号を付して、以下その相違する点について説明する。

即ち、上記実施の形態１に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法が、往復動式圧縮機からなるＢＯＧ多段圧縮機８において、低圧段圧縮部９が吸込弁アンローダ９ａとヘッドエンドアンローダ９ｂからなる低圧段容量調整装置２１により、高圧段圧縮部１０が吸込弁アンローダ１０ａとヘッドエンドアンローダ１０ｂからなる高圧段容量調整装置２２により容量調整されていた。

それに対し、図３に示す本実施の形態２に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法は、スクリュ式圧縮機からなるＢＯＧ多段圧縮機１８において、低圧段圧縮部１９はスライド弁１９ａからなる低圧段容量調整装置により、高圧段圧縮部２０はスライド弁２０ａからなる高圧段容量調整装置により容量調整されるよう構成されている。

このような本発明の実施の形態２に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法によっても、前記実施の形態１と同様、ＢＯＧ多段容積型圧縮機１８の低圧段圧縮部１９の吸込温度を検出可能に構成し、前記所定状態を、前記吸込温度の検出温度が予め定められた第１の設定温度Ｔ１以上の状態とするので、低圧段側吸込ガスが定常運転時よりも高温であっても、低圧段側吐出ガスの温度が運転許容温度を超えることを防止することができる。

次に、本発明の実施の形態３に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法について、往復動式圧縮機をＢＯＧ多段圧縮機に適用した場合を例として、以下図４，５を参照しながら説明する。図４は本発明の実施の形態３に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法が適用されるＬＮＧ及びＢＯＧ処理設備の系統図、図５は本発明の実施の形態３に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法における起動直後のＢＯＧ温度の経時変化を示す図である。

但し、本発明の実施の形態３が上記実施の形態１と相違するところは、温度検出器の取付位置と運転制御方法に相違があり、これ以外は上記実施の形態１と全く同構成であるから、上記実施の形態１と同一のものに同一符号を付して、以下その相違する点について説明する。

即ち、上記実施の形態１に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機８の運転制御方法が、ＢＯＧ払出ライン７に介装された温度検出器２６によって低圧段側吸込ガスの温度を検出すると共に、運転制御方法（その１）によって運転制御されていたのに対し、図４，５に示す本実施の形態３に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機８の運転制御方法は、中間ライン１２に介装された温度検出器２７によって低圧段側吐出ガスの温度を検出すると共に、次に述べる運転制御方法（その２）によって運転制御するよう構成されている。

＜運転制御方法（その２）＞
この運転制御方法（その２）において、ＢＯＧ多段圧縮機８が起動されると、制御装置２５は、温度検出器２７で検出された低圧段側吐出ガスの検出温度と、この制御装置２５内に予め設定された第２の設定温度Ｔ２とを比較する。図５に示すように、起動直後の極短期間は、低圧段側吐出ガスの検出温度が第２の設定温度Ｔ２より低いので、この期間、ロード比Ｒは定常運転時と同一である。そして、制御装置２５は、低圧段側吐出ガスの検出温度が第２の設定温度Ｔ２以上であると、低圧段容量調整装置２１と高圧段容量調整装置２２を、ロード比Ｒが定常運転時より低くなるように運転制御する。

例えば、低圧段側ロードを２５％、高圧段側ロードを５０％になるように制御する。これにより、低圧段側の吐出圧力が下がり、低圧段側吐出ガスの温度は、第５図の温度曲線Ｂの実線に示すように、その温度上昇が抑制されて、運転許容温度Ｔｈ１以下に抑制される。そして、低圧段側吸入ガス温度は、前述したように徐々に低下する。

更に、制御装置２５は、温度検出器２７で検出された低圧段側吸込ガスの検出温度と第２の設定温度Ｔ２とを比較し、比較の結果、低圧段側吐出ガスの検出温度が（第２の設定温度Ｔ２より低い）予め設定された第３の設定温度Ｔ３に達すると、低圧段容量調整装置２１と高圧段容量調整装置２２を、ロード比Ｒが定常運転時と同一になるよう運転制御する。例えば、低圧段側ロードを２５％、高圧段側ロードを２５％に設定する。これにより、低圧段側吐出ガスの温度は、一時的に上昇するが、Ｔｈ１には達しない。以後は、低圧段側吸入ガス温度と低圧段側吐出ガス温度とは、更に徐々に低下して所定の一定範囲の値を保つ安定状態となる。

このように、本発明の実施の形態３に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法によれば、ＢＯＧ多段容積型圧縮機８の低圧段圧縮部９の吐出温度を検出可能に構成し、所定状態を、前記吐出温度の検出温度が第２の設定温度Ｔ２以上と判断されてから、前記検出温度が第２の設定温度Ｔ２よりも低い第３の設定温度Ｔ３に達したと判断されるまでの状態とするので、低圧段側吸込ガスが定常運転時よりも高温であっても、低圧段側吐出ガスの温度が運転許容温度を超えることを防止できる。

以上説明した通り、本発明に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法によれば、所定状態に合致する場合の、このＢＯＧ多段容積型圧縮機の高圧段圧縮部のロードに対する低圧段圧縮部のロードの比率（ロード比）Ｒを、所定状態以外の場合より小さくなるよう運転制御するので、ロード比Ｒが低い運転を行うことは即ち、低圧段圧縮部の圧縮比が小さくなるため、その分、低圧段側吐出ガスの温度も低下することになる。これにより、低圧段側吸込ガスが定常運転時よりも高温であっても、低圧段側吐出ガスの温度が運転許容温度を超えることを防止することができる。

尚、上記実施の形態では、本発明に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法は、往復動式圧縮機及びスクリュ式圧縮機を例として、また容量調整装置は、吸込弁アンローダ、ヘッドエンドアンローダ及びスライド弁を例として説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法は様々な種類の容積型圧縮機、及び様々な構成からなる容量調整装置を有するＢＯＧ容積型圧縮機に適用できる。

１：液化天然ガス（ＬＮＧ），２：ＬＮＧ貯蔵タンク，
３：ＬＮＧ取出ライン，４：ＬＮＧポンプ，
５：蒸発器，６：ガス移送ライン，
７：ＢＯＧ払出ライン，
８：ＢＯＧ多段（容積型）圧縮機（往復動式圧縮機），
９：低圧段圧縮部（１段側圧縮部），
９ａ：吸込弁アンローダ，９ｂ：ヘッドエンドアンローダ，
１０：高圧段圧縮部（２段側圧縮部），
１０ａ：吸込弁アンローダ，１０ｂ：ヘッドエンドアンローダ，
１１：駆動モータ，１２：中間ライン，
１７：吐出ライン，
１８：ＢＯＧ多段（容積型）圧縮機（スクリュ式圧縮機），
１９：低圧段圧縮部，１９ａ：スライド弁，
２０：高圧段圧縮部，２０ａ：スライド弁，
２１：低圧段容量調整装置，２２：高圧段容量調整装置，
２３：合流部，２４：圧力検出器，
２５：制御装置，２６，２７：温度検出器

この従来技術に係るＢＯＧ多段圧縮機３８には、三方弁４３、冷却器４５、温度検出器４１，４２、及び前記三方弁４３の切り替えを司る制御装置４６が備えられている。そして、このＢＯＧ多段圧縮機３８では、三方弁４３を切り替えることにより低圧段側圧縮部３９の吐出ガスを冷却器４５で冷却し、温度を落としてから高圧段側圧縮部４０に供給する運転形態（運転形態１）と、低圧段側圧縮部３９の吐出ガスを冷却器４５に通さずに高圧段側圧縮部４０に供給する運転形態（運転形態２）を切り替えることができる。

しかし、それでは圧縮機の段数が増えて、大型化し費用がかかる。ＢＯＧ多段圧縮機３８の低圧段側圧縮部３９は、定常運転において、例えばマイナス１４０℃〜マイナス１３０℃程度のガスを吸い込み、マイナス５０℃〜マイナス４０℃程度のガスを吐き出す。よって、冷却水で冷却されていない等の特徴を持つ。そのため、ＢＯＧ多段圧縮機３８の高圧段や、定格において、常温のガスを吸い込む圧縮機に比べて、ＢＯＧ多段圧縮機３８の低圧段は運転許容温度が制限されている。

本発明の請求項１に係るＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法によれば、ＢＯＧを圧縮するため、容積型圧縮部を複数段接続して構成されてなるＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法において、所定状態に合致する場合の、このＢＯＧ多段容積型圧縮機の高圧段圧縮部のロードに対する低圧段圧縮部のロードの比率（ロード比）を、所定状態以外の場合のロード比より小さくなるよう運転制御するので、ロード比Ｒが低い運転を行うことは即ち、低圧段圧縮部の圧縮比が小さくなるため、その分、低圧段側吐出ガスの温度も低下することになる。これにより、低圧段側吸込ガスが定常運転時よりも高温であっても、低圧段側吐出ガスの温度が運転許容温度を超えることを防止することができる。

更に、制御装置２５は、温度検出器２７で検出された低圧段側吐出ガスの検出温度と第３の設定温度Ｔ３とを比較し、比較の結果、低圧段側吐出ガスの検出温度が（第２の設定温度Ｔ２より低い）予め設定された第３の設定温度Ｔ３に達すると、低圧段容量調整装置２１と高圧段容量調整装置２２を、ロード比Ｒが定常運転時と同一になるよう運転制御する。例えば、低圧段側ロードを２５％、高圧段側ロードを２５％に設定する。これにより、低圧段側吐出ガスの温度は、一時的に上昇するが、Ｔｈ１には達しない。以後は、低圧段側吸入ガス温度と低圧段側吐出ガス温度とは、更に徐々に低下して所定の一定範囲の値を保つ安定状態となる。

Claims

液化天然ガスから発生するＢＯＧを圧縮するため、容積型圧縮部を複数段接続して構成されてなるＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法において、所定状態に合致する場合の、このＢＯＧ多段容積型圧縮機の高圧段圧縮部のロードに対する低圧段圧縮部のロードの比率（ロード比）を、所定状態以外の場合のロード比より小さくなるよう運転制御することを特徴とするＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法。
前記ＢＯＧ多段容積型圧縮機の低圧段圧縮部の吸込温度を検出可能に構成し、前記所定状態を、前記吸込温度の検出温度が予め定められた第１の設定温度以上の状態とすることを特徴とする請求項１に記載されたＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法。
前記ＢＯＧ多段容積型圧縮機の低圧段圧縮部の吐出温度を検出可能に構成し、前記所定状態を、前記吐出温度の検出温度が予め定められた第２の設定温度以上と判断されてから、前記検出温度が第２の設定温度よりも低い予め定められた第３の設定温度に達したと判断されるまでの状態とすることを特徴とする請求項１に記載されたＢＯＧ多段容積型圧縮機の運転制御方法。