JP2021063523A - 酸素ガス供給設備及び酸素ガス供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】酸素ガス製造に伴い発生する液体酸素を有効に用い、酸素供給コストの削減を目的とする。【解決手段】深冷分離方式の酸素製造装置１が製造した酸素ガスを圧縮機で昇圧して酸素使用設備２０に供給すると共に、上記酸素ガスの製造に伴い上記酸素製造装置１で発生した液体酸素を液酸タンク２に貯留し、上記液酸タンク２内に存在する液体酸素量で可能な範囲で、上記液酸タンク２内の液体酸素を昇圧し加熱蒸発させることによる酸素ガスを、上記昇圧した酸素ガスと共に上記酸素使用設備２０に供給し、上記昇圧による酸素ガスの酸素供給量を、上記酸素使用設備２０での要求酸素量と、上記昇圧し加熱蒸発させることによる酸素ガスの供給量とに基づき決定する。【選択図】図１

Description

本発明は、転炉その他の酸素使用設備に高圧の酸素ガスを供給する酸素ガス供給設備及び酸素ガス供給方法に関する。本発明は、特に、鉄鋼設備のような、酸素ガス使用量の変動の大きな製造設備への高圧の酸素ガスを供給する技術に有効である。
本明細書で、高圧の酸素ガスとは、例えば１．０ＭＰａ以上の圧力の酸素ガスである。

酸素ガス使用量の変動の大きな鉄鋼設備への酸素ガス供給の技術としては、例えば特許文献１に記載の技術がある。
特許文献１では、算出した酸素使用量に基づき、酸素プラント（酸素製造装置）からの酸素ガスを圧縮機で所定の圧力まで圧縮し、酸素ホルダー（アキュムレータ）に一旦貯留した後に、その酸素ガスを各工場に供給する。このとき、酸素使用量の予測値（要求酸素量）に応じて、酸素プラントで製造する酸素製造量の増減を行いつつ圧縮機を稼働することで、酸素ホルダーのガス圧、つまり、供給する酸素ガスの圧力が一定の範囲内に保つように管理される。

このとき、酸素ホルダーのガス圧が一定の管理範囲よりも下回る場合には、例えば、液酸タンクに貯留されている液体酸素を昇圧し加熱蒸発させて、不足する酸素量を補うなど、従来にあっては、液酸タンク（液体酸素を貯留するためのタンク）に貯留されている液体酸素をバッファ的に使用する。そして、特許文献１には、酸素使用量の予測をより精度良くすることで、より酸素製造量の最適化を行う方法の一例について開示されている。

特許第４６８１５２０号公報

特許文献１では、酸素使用量の予測として、製鋼プロセスにおける転炉、鋼種、溶銑配合率、酸素使用実績量、酸素使用実績時間の操業データをデータベース化しておき、それに基づき使用量予測を算出し、使用量・使用時間の予測と実績の差分を以後の予測に反映させる。
しかしながら、酸素プラントで製造した酸素ガスを圧縮機で圧縮して予測酸素量（要求酸素量）に対応する方法では、予測と実績の差が大きい場合、酸素プラント及び圧縮機で調整可能な限られた圧力の範囲内ではその変動を吸収することが出来ないおそれがある。このため、圧力が管理範囲を下回る場合には、液酸タンクに貯蔵された液体酸素を昇圧し加熱蒸発させて一時的に不足する酸素を補うと、合計量が想定より多くなるおそれがある。一方、圧力が管理範囲を上回る場合には、酸素プラントが製造する酸素ガスを大気へ放散する必要があるといった課題があった。

また、一時的に液体酸素を昇圧し加熱蒸発させ、不足分の酸素量として供給する場合、その量が多くなると、液酸タンクへの貯蔵量を調整するために、製造した酸素ガスを液化装置で液化して貯蔵する必要がある。このことは、液化装置での電力使用により、通常の供給以上のコストが掛かるといった課題もある。
本発明は、このような点に着目してなされたもので、酸素ガス製造に伴い発生する液体酸素を有効に用い、酸素供給コストの削減を目的とする。

深冷分離方式を用いた酸素製造装置においては、酸素の製造時に液体酸素中の不純物が濃縮されるのを防ぐために、酸素の製造に伴い液体酸素を一定量抜き出す必要がある。この抜き出した液体酸素は酸素製造装置が稼働している際には常時発生するため、液酸タンクの貯蔵レベルが所定以上まで上昇すると、液体酸素を廃棄することなく蒸発させて使用する必要がある。そして、発明者は、酸素の製造に伴い液体酸素を一定量抜き出すことを考慮し、その抜き出し量内の液体酸素を昇圧し加熱蒸発させて供給するようにすると、酸素ガス製造に伴い発生する液体酸素を有効に用いることで、酸素供給コスト削減ができることを見いだした。このような知見に基づき本発明はなされたものである。

すなわち、課題解決のために、本発明の一態様は、酸素使用設備に酸素ガスを供給する酸素ガス供給設備であって、深冷分離方式で酸素ガスを製造すると共にその酸素ガスの製造に伴い発生する液体酸素を液酸タンクに供給する酸素製造装置と、上記液酸タンク内に存在する液体酸素量で可能な範囲で、上記液酸タンク内の液体酸素を昇圧し加熱蒸発させることによる酸素供給量を演算する第１系統用酸素演算部と、上記第１系統用酸素演算部が演算した酸素供給量となるように、上記液酸タンク内の液体酸素をポンプ及び蒸発器で昇圧し加熱蒸発して上記酸素使用設備に酸素ガスを供給する第１酸素供給系統と、上記酸素使用設備での要求酸素量と、上記第１酸素供給系統から供給される酸素供給量との基づき、上記酸素製造装置が製造した酸素ガスを昇圧して供給する酸素供給量を演算する第２系統用酸素演算部と、上記第２系統用酸素演算部が演算した酸素供給量となるように、上記酸素製造装置が製造した酸素ガスを酸素圧縮機で昇圧して上記酸素使用設備に供給する第２酸素供給系統と、を備えることを要旨とする。

また、本発明の一態様は、深冷分離方式の酸素製造装置が製造した酸素ガスを圧縮機で昇圧して酸素使用設備に供給すると共に、上記酸素ガスの製造に伴い上記酸素製造装置で発生した液体酸素を液酸タンクに貯留し、上記液酸タンク内に存在する液体酸素量で可能な範囲で、上記液酸タンク内の液体酸素を昇圧し加熱蒸発させることによる酸素ガスを、上記昇圧した酸素ガスと共に上記酸素使用設備に供給し、上記昇圧による酸素ガスの酸素供給量を、上記酸素使用設備での要求酸素量と、上記昇圧し加熱蒸発させることによる酸素ガスの供給量とに基づき決定することを要旨とする。

本発明の態様によれば、酸素ガスの製造に伴い発生する液体酸素を有効活用して、液酸タンク内の液体酸素を昇圧し加熱蒸発してなる酸素ガスを前提とし、要求酸素量として足りない分を、製造した酸素ガスを昇圧して供給する構成となっている。このため、従来発生していた、製造した酸素ガスを液化して供給するための電力を削減できるため、酸素供給コストを低減させることが出来る。
すなわち、本発明の態様によれば、従来に比べて、圧縮機での昇圧で調整可能な圧力範囲に余裕ができる結果、予測と実績の差による変動を、従来に比べ、圧縮機での昇圧で吸収可能となる。

また、本発明の態様によれば、圧力の管理範囲が低い場合、液体酸素を昇圧し加熱蒸発して供給するようにしたので、圧縮機の吐出圧力を下げることが出来るようになる。この結果、本発明の態様によれば、電力使用量が削減し、また圧力の管理範囲を上回る頻度が減ることから、大気放散量を削減する効果もある。

本発明に基づく実施形態に係る酸素ガス供給設備を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係る酸素製造装置の構成を示す図である。 演算器の構成を示す図である。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
なお、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状及び構造等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることが出来る。

本実施形態の酸素ガス供給設備は、図１に示すように、酸素製造装置１を有する。酸素製造装置１は、後述のように、深冷分離方式で酸素ガスを製造すると共に、その酸素ガスの製造に伴い発生する液体酸素を液酸タンク２に供給する装置である。
本実施形態の酸素ガス供給設備は、更に、低圧酸素供給系統３、中圧酸素供給系統６、及び高圧酸素供給系統１３の３系統を有する。

（酸素製造装置１）
酸素製造装置１は、深冷分離方式で酸素ガスを製造する装置である。本実施形態の酸素製造装置１は、深冷分離方式によって、空気から少なくとも酸素を分離・精留する公知の空気分離装置からなる。
酸素製造装置１の構成例について、図２を参照して説明する。
本実施形態の酸素製造装置１は、空気濾過機５０、原料空気圧縮機５１、水洗冷却塔５２、ＭＳ吸着ユニット５３、熱交換器５４、及び精留塔５５を備える。

原料空気圧縮機５１は、空気濾過機５０を介して原料空気である大気を吸引して圧縮する。なお、空気濾過機５０は、吸引した大気中の粉塵を除去する。圧縮した空気は例えば９０℃程度になっている。
水洗冷却塔５２は、原料空気圧縮機５１が圧縮した空気を入力し、その空気に対し冷却水を塔上部から散水して水洗及び冷却を実施する。この水洗冷却塔５２での冷却によって、空気は例えば１０℃程度まで冷却される。

ＭＳ吸着ユニット５３は、空気から水分や二酸化炭素を除去する。なお、このＭＳ吸着ユニット５３は、通常２筒式であって、１筒で水分・二酸化炭素を吸着しているときに、もう１筒で吸着した水分・二酸化炭素を大気に放出する。
熱交換器５４は、供給される空気と低温の製品ガスとの間で熱交換させることで、当該空気を低温に冷却する。熱交換器５４は、空気を例えば−２００℃近くまで冷却する。熱交換器で熱交換した空気は、膨張タービン５６を介して精留塔５５の上部塔５５ａに供給されると共に、精留塔５５の下部塔５５ｂに供給される。

精留塔５５は、各ガスの沸点の差を利用して、空気中の酸素、窒素、及びアルゴンガスを分離する。なお、熱交換器５４及び精留塔５５が空気液化分離器を構成する。空気液化分離器を構成する熱交換器５４及び精留塔５５は、コールドボックスＣＢ内に配置されている。
精留塔５５で分離された酸素、窒素、アルゴンガスは、それぞれ個別の供給路によって製品酸素、製品窒素、製品アルゴンとして取り出される。各供給路は、熱交換器５４を介してそれぞれの供給先に向けて延在している。すなわち、精留塔５５で分離された酸素、窒素、アルゴンガスは、熱交換された低温の製品ガスとなる。

上記精留塔５５における下部塔５５ｂには液酸が貯留している。下部塔５５ｂに貯留する液酸は、適宜、過冷却器５７を介して上部塔５５ａに供給される。符号５８は粗アルゴン塔、符号５９は凝縮器である。
精留塔５５で分離されて取り出された製品酸素は、図１のように、酸素供給路を通じて酸素使用設備２０に供給可能となっている。製鉄設備であれば、酸素使用設備２０として高炉、転炉、連続鋳造設備などが例示出来る。

（液酸タンク２）
酸素製造装置１で分離した液酸を貯蔵する液酸タンク２を備える。精留塔上部に貯まった液体酸素を酸液循環ポンプで循環する際に、液中の不純物濃縮防止のため、一定量、抜き出して液酸タンク２に供給される。
なお、液酸タンク２は精留塔下部５５ｂに接続し、液酸タンク２内の液酸を精留塔５５内部に注入可能となっている。

（低圧酸素供給系統３）
低圧酸素供給系統３は、図１に示すように、酸素製造装置１と低圧酸素用の酸素使用設備２０（例えば、高炉）とを接続する低圧用供給管４と、その低圧用供給管４に介装された送風機５とを備える。送風機５によって、低圧（加圧していない）酸素が低圧用の酸素使用設備２１に供給される。

（中圧酸素供給系統６）
中圧酸素供給系統６は、図１に示すように、酸素製造装置１と中圧酸素用の酸素使用設備２０（例えば、焼結設備）とを接続する中圧用供給管７と、その中圧用供給管７に介装された中圧酸素圧縮機８とを備える。中圧酸素圧縮機８は、酸素製造装置１が製造した製品酸素を例えば０．９ＭＰａ程度の中圧まで加圧して中圧酸素として、中圧用の酸素使用設備２２に供給する。

（高圧酸素供給系統１３）
高圧酸素供給系統１３は、図１に示すように、第１酸素供給系統１３Ａと第２酸素供給系統１３Ｂと、共通配管１６とを備える。その高圧酸素供給系統１３に、アキュムレータ１７が設けられると共に、液化装置１９が接続する。

＜第１酸素供給系統１３Ａ＞
第１酸素供給系統１３Ａは、液酸タンク２と共通配管１６の一端部とを接続する第１供給管１０を有する。この第１供給管１０に、液酸用ポンプ１１と蒸発器１２がこの順に設けられている。そして、第１酸素供給系統１３Ａは、入力した第１の酸素供給量となるように液酸用ポンプ１１が駆動されることで、液酸タンク２内の液体酸素がポンプ及び蒸発器１２で昇圧し加熱蒸発し、共通配管１６を通じて、高圧用の酸素使用設備２３に酸素ガスを供給する構成となっている。第１酸素供給系統１３Ａからの酸素ガスは、液酸用ポンプ１１による圧送によって、例えば２．０ＭＰａ程度の高圧酸素となっている。

＜第２酸素供給系統１３Ｂ＞
第２酸素供給系統１３Ｂは、酸素製造装置１と共通配管１６の一端部とを接続する第２供給管１４を有する。第２供給管１４には、高圧酸素圧縮機１５が設けられている。そして、第２酸素供給系統１３Ｂは、入力した第２の酸素供給量となるように、酸素製造装置１が製造した酸素ガスを酸素圧縮機で昇圧して高圧酸素とし、その高圧酸素を、共通配管１６を通じて、高圧用の酸素使用設備２３に供給する構成となっている。高圧酸素圧縮機１５は、酸素製造装置１が製造した約０．０２ＭＰａ程度の低圧の酸素を例えば２．０ＭＰａ程度の高圧酸素に昇圧可能に構成される。

＜液化装置１９＞
液化装置１９は、入力側を共通配管１６に接続し、共通配管１６を流れる、酸素製造装置１が製造した酸素ガス及び液酸タンク２内の液体酸素を昇圧し加熱蒸発させてなる酸素ガスを、液化して液酸タンク２に貯留する装置である。液酸タンク２のレベルが下がったときに使用される。

＜アキュムレータ１７＞
アキュムレータ１７は、共通配管１６に設けられている。アキュムレータ１７の圧力（ＡＣＣ圧とも記載する）は、圧力計１８で測定されて演算器３０に供給される。ＡＣＣ圧は、高圧用の酸素使用設備２３への供給圧力に相当する。

（演算器３０）
また、本実施形態の酸素ガス供給設備は、後述の演算器３０を備える。
演算器３０は、図３に示すように、要求酸素量演算部３０Ａ、低圧酸素供給演算部３０Ｂ、中圧酸素供給演算部３０Ｃ、高圧酸素供給演算部３０Ｄを備える。

（要求酸素量演算部３０Ａ）
要求酸素量演算部３０Ａは、酸素を使用する各酸素使用設備２０での酸素の予測使用量（要求酸素量）を取得し、低圧酸素、中圧酸素、高圧酸素の各供給量を演算する。この演算は、特許文献１に記載のような公知に手法によって実行すればよい。本発明は、その演算方法について特に限定はない。

（低圧酸素供給演算部３０Ｂ）
低圧酸素供給演算部３０Ｂは、要求酸素量演算部３０Ａが演算した低圧酸素の供給量の指令値を送風機５に供給する。送風機５は、供給された指定値の送風量となるように駆動される。送風機５は、例えば、現在の送風量と指令値との差が小さくなるように、駆動状態が調整される。

（中圧酸素供給演算部３０Ｃ）
中圧酸素供給演算部３０Ｃは、要求酸素量演算部３０Ａが演算した中圧酸素の供給量の指令値を中圧酸素圧縮機８に供給する。中圧酸素圧縮機８は、供給された指令値に応じた圧縮量となるように駆動される。中圧酸素圧縮機８は、例えば現在の中圧空気の圧縮供給量と、指令値との差が小さくなるように駆動状態が調整される。

（高圧酸素供給演算部３０Ｄ）
高圧酸素供給演算部３０Ｄは、分配処理部３０Ｄａと、第１系統用酸素演算部３０Ｄｂと、第２系統用酸素演算部３０Ｄｃとを備える。

＜分配処理部３０Ｄａ＞
分配処理部３０Ｄａは、要求酸素量演算部３０Ａが演算した高圧酸素の供給量（酸素使用設備２０での要求酸素量に基づき求めた酸素供給量）を、予め設定した配分比率で分配して、第１酸素供給系統１３Ａから供給する酸素供給量を求める処理を行う。
本実施形態の分配処理部３０Ｄａでは、予め設定した分配比率で、要求酸素量演算部３０Ａが演算した高圧酸素の供給要求量を、液酸蒸発分と昇圧分とに分配する。分配比率は、酸素の製造に伴い一定量抜き出す量の計画積算量に基づき設定する。例えば、液酸蒸発分：昇圧分を３：９７に設定する。

ただし、測定したアキュムレータ１７の圧力（ＡＣＣ圧力）が、予め設定した設定圧力以上の場合には、液酸蒸発分の分配比率と高めに設定して、高圧酸素の供給要求量を液酸蒸発分と昇圧分とに分配する。例えば、分配比率（この配分比率を第２配分比率とも呼ぶ）を、１：９とする。これによって、第１系統用酸素演算部３０Ｄｂは、アキュムレータ１７の圧力が設定した設定圧以上の場合には、アキュムレータ１７の圧力が上記設定圧よりも低い場合に比べて、昇圧し加熱蒸発させることによる酸素供給量を増加させることになる。

予め設定した設定圧力は、例えば、想定している高圧酸素の管理圧力範囲における中央値以上上限値未満の範囲、好ましくは、想定している高圧酸素の管理圧力範囲における上限値側（高圧側）３分の１の範囲内で設定する。
また、第２配分比率は、想定している高圧酸素の圧力範囲の上限値に近づくほど、液酸蒸発分側が大きくなるように設定しても良い。

＜第１系統用酸素演算部３０Ｄｂ＞
第１系統用酸素演算部３０Ｄｂは、液酸タンク２内に存在する液体酸素量で可能な範囲で、液酸タンク２内の液体酸素を昇圧し加熱蒸発させることによる酸素供給量を演算する。
第１系統用酸素演算部３０Ｄｂは、分配処理部３０Ｄａが算出した液酸蒸発分の高圧酸素の供給量と、液酸タンク２内に存在する液体酸素量で可能な高圧酸素の供給量のセレクトローを行い、小さい側の供給量を、液体酸素を昇圧し加熱蒸発させることによる酸素供給量として選択する。

液酸タンク２内に存在する液体酸素量で可能な高圧酸素の供給量は、液酸タンク２のタンクレベル（貯蔵割合）や液酸用ポンプ１１の諸元による最大の圧送量などから求めることが出来る。
液酸タンク２に存在する液体酸素量で可能な高圧酸素の供給量は、例えば、タンクレベルが所定レベル以上の場合、液酸用ポンプ１１の諸元による最大の圧送量とし、所定レベル未満の場合には、タンクレベルが低い程、小さく設定する。
ここで、タンクレベルは、現在の状態に限定せず、過去の酸素製造装置１から供給された液体酸素の履歴を加味して補正しても良い。

そして、第１系統用酸素演算部３０Ｄｂは、求めた高圧酸素の供給量に対応する指令値を液酸用ポンプ１１に出力する。
第１系統用酸素演算部３０Ｄｂは、高圧酸素の供給量が、分配処理部３０Ｄａが算出した液酸蒸発分の高圧酸素の供給量と異なる場合には、その旨の情報を第２系統用酸素演算部３０Ｄｃに供給する。

＜第２系統用酸素演算部３０Ｄｃ＞
第２系統用酸素演算部３０Ｄｃは、酸素使用設備２０での要求酸素量と、第１酸素供給系統１３Ａから供給される酸素供給量との基づき、酸素製造装置が製造した酸素ガスを昇圧して供給する酸素供給量を演算する。
本実施形態の第２系統用酸素演算部３０Ｄｃは、分配処理部３０Ｄａが求めた昇圧分に対応する昇圧供給量を昇圧供給する酸素供給量とする。

ただし、第１系統用酸素演算部３０Ｄｂから、高圧酸素の供給量が、分配処理部３０Ｄａが算出した液酸蒸発分の高圧酸素の供給量と異なる旨の情報を取得した場合には、要求酸素量演算部３０Ａが演算した高圧酸素の供給量（酸素使用設備２０での要求酸素量に基づき求めた酸素供給量）から、第１系統用酸素演算部３０Ｄｂから供給する供給量を減算した値を用いる。
そして、第２系統用酸素演算部３０Ｄｃは、演算した供給量に対応する指令値を高圧酸素圧縮機１５に供給する。

＜その他＞
ここで、要求酸素量演算部３０Ａが演算した高圧酸素の供給要求量を、例えば、ＡＣＣ圧力に基づき、下記のような処理で補正を行っても良い。
要求酸素量演算部３０Ａは、例えばＡＣＣ圧力変化予測部と供給量算出部を備える。
ＡＣＣ圧力変化予測部は、アキュムレータ１７の圧力（ＡＣＣ圧力）を取得し、その取得したアキュムレータ１７の圧力、要求酸素量演算部３０Ａした高圧酸素の要求供給量、現在の高圧酸素の供給量、及びアキュムレータ１７の容量から、ＡＣＣ圧力の変化量を予測する。
供給量算出部は、ＡＣＣ圧力変化予測部が算出したＡＣＣ圧力の変化の予測量から、高圧酸素の圧力管理上の圧力範囲内での運用可能な供給量を算出する。この算出した運用可能な供給量を、高圧酸素の要求供給量とする。

（動作その他）
本実施形態では、高圧酸素の要求供給に対し、液体酸素を昇圧し加熱蒸発させ、その昇圧し加熱蒸発させて生成した高圧の酸素ガスを供給し、その供給量では足りない分を、高圧酸素圧縮機１５で昇圧した高圧酸素で補う。
すなわち、本実施形態では、液酸タンク２内の液体酸素で可能な量の、昇圧し加熱蒸発させた高圧酸素の供給を前提とし、予測された高圧酸素の要求供給量となるように高圧酸素圧縮機１５で昇圧した酸素ガスを発生させる。
このため、高圧酸素の要求供給量の変化（予測と実績の差）に応じた、高圧酸素圧縮機１５で昇圧供給する高圧酸素の増減が小さく抑えられる。

予測量（要求供給量）と実績とに差がある場合、高圧酸素圧縮機１５の限られた圧力の範囲内では変動を吸収することとなるが、本実施形態では、予め液体酸素を昇圧し加熱蒸発させた高圧酸素が存在するため、高圧酸素圧縮機１５側で吸収すべき予測量（要求供給量）と実績との差を従来よりも小さく抑えることができる。この結果、高圧酸素圧縮機１５の限られた圧力の範囲内で、従来よりも変動を吸収可能となり、高圧酸素圧縮機１５で昇圧供給する高圧酸素の平均圧力を、先行文献１に記載のような方法に比べて小さく抑えることが可能となる。

また、従来にあっては、高圧酸素の圧力が管理範囲を下回る場合には液酸タンク２に貯蔵された液体酸素を昇圧し加熱蒸発させて不足する酸素を補う際に、液酸タンク２のタンクレベルが低い場合には液化装置１９を駆動して液体酸素を生成する処理を行う必要が有るが、本実施形態では、高圧酸素の圧力が管理範囲を下回る前に、液酸タンク２のタンクレベルに応じて液体酸素を昇圧し加熱蒸発させた高圧酸素を供給し、残りの高圧酸素を、高圧酸素圧縮機１５で昇圧供給しているため、高圧酸素圧縮機１５で昇圧供給する分で対応可能となる。従って、液化装置１９の駆動を減らすことが可能となる。

このように、本実施形態では、深冷分離方式を用いた酸素製造装置１で酸素ガスの製造に伴い発生する液体酸素量に応じた昇圧し加熱蒸発させた高圧酸素を前提として、高圧酸素圧縮機１５で昇圧供給する高圧酸素を供給するようにしたので、酸素ガスを液化して供給する電力を削減できるようになる。また、高圧酸素圧縮機１５の吐出圧力を下げることが出来るようになり、圧力の管理範囲を上回る頻度が減ることから、酸素製造装置１で製造する大気放散量を削減することもできる。

特に、ＡＣＣ圧すなわち、供給する高圧酸素の圧力が高い場合には、昇圧し加熱蒸発させた高圧酸素の量を相対的に増加させることで、高圧酸素圧縮機１５で昇圧供給する高圧酸素量を相対的に減少及び減圧可能となることから、更に、圧力の管理範囲を上回る頻度を減らすことが可能となり、更に酸素製造装置１で製造する大気放散量を削減することができる。

１ 酸素製造装置
２ 液酸タンク
３ 低圧酸素供給系統
４ 低圧用供給管
５ 送風機
６ 中圧酸素供給系統
７ 中圧用供給管
８ 中圧酸素圧縮機
１１ 液酸用ポンプ
１２ 蒸発器
１３ 高圧酸素供給系統
１３Ａ 第１酸素供給系統
１３Ｂ 第２酸素供給系統
１５ 高圧酸素圧縮機
１６ 共通配管
１７ アキュムレータ
１８ 圧力計
１９ 液化装置
２０ 酸素使用設備
２１ 低圧用の酸素使用設備
２２ 中圧用の酸素使用設備
２３ 高圧用の酸素使用設備
３０ 演算器
３０Ａ 要求酸素量演算部
３０Ｂ 低圧酸素供給演算部
３０Ｃ 中圧酸素供給演算部
３０Ｄ 高圧酸素供給演算部
３０Ｄａ 分配処理部
３０Ｄｂ 第１系統用酸素演算部
３０Ｄｃ 第２系統用酸素演算部

Claims (6)

1. 酸素使用設備に酸素ガスを供給する酸素ガス供給設備であって、
   深冷分離方式で酸素ガスを製造すると共にその酸素ガスの製造に伴い発生する液体酸素を液酸タンクに供給する酸素製造装置と、
   上記液酸タンク内に存在する液体酸素量で可能な範囲で、上記液酸タンク内の液体酸素を昇圧し加熱蒸発させることによる酸素供給量を演算する第１系統用酸素演算部と、
   上記第１系統用酸素演算部が演算した酸素供給量となるように、上記液酸タンク内の液体酸素をポンプ及び蒸発器で昇圧し加熱蒸発して上記酸素使用設備に酸素ガスを供給する第１酸素供給系統と、
   上記酸素使用設備での要求酸素量と、上記第１酸素供給系統から供給される酸素供給量との基づき、上記酸素製造装置が製造した酸素ガスを昇圧して供給する酸素供給量を演算する第２系統用酸素演算部と、
   上記第２系統用酸素演算部が演算した酸素供給量となるように、上記酸素製造装置が製造した酸素ガスを酸素圧縮機で昇圧して上記酸素使用設備に供給する第２酸素供給系統と、
   を備えることを特徴とする酸素ガス供給設備。
2. 上記酸素使用設備での要求酸素量に基づき求めた酸素供給量を、予め設定した配分比率で分配して、第１酸素供給系統から供給する酸素供給量を求める分配処理部を備え、
   上記第１系統用酸素演算部は、上記分配処理部が求めた上記酸素供給量に基づき、上記昇圧し加熱蒸発させることによる酸素供給量を演算することを特徴とする請求項１に記載した酸素ガス供給設備。
3. 第１酸素供給系統からの酸素ガスと第２酸素供給系統からの酸素ガスとを合流し、共通配管を通じて上記酸素使用設備に供給可能となっていると共に、上記共通配管にアキュムレータが設けられ、
   上記第１系統用酸素演算部は、上記アキュムレータの圧力が設定した設定圧以上の場合には、上記アキュムレータの圧力が上記設定圧よりも低い場合に比べて、上記昇圧し加熱蒸発させることによる酸素供給量を増加させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した酸素ガス供給設備。
4. 深冷分離方式の酸素製造装置が製造した酸素ガスを圧縮機で昇圧して酸素使用設備に供給すると共に、上記酸素ガスの製造に伴い上記酸素製造装置で発生した液体酸素を液酸タンクに貯留し、
   上記液酸タンク内に存在する液体酸素量で可能な範囲で、上記液酸タンク内の液体酸素を昇圧し加熱蒸発させることによる酸素ガスを、上記昇圧した酸素ガスと共に上記酸素使用設備に供給し、
   上記昇圧による酸素ガスの酸素供給量を、上記酸素使用設備での要求酸素量と、上記昇圧し加熱蒸発させることによる酸素ガスの供給量とに基づき決定することを特徴とする酸素ガス供給方法。
5. 上記昇圧し加熱蒸発させることによる酸素ガスの供給量は、上記酸素使用設備での要求酸素量を、予め設定した配分比率で配分した量から設定することを特徴とする請求項４に記載した酸素ガス供給方法。
6. 上記酸素使用設備に供給する酸素ガスの圧力である供給圧力が、予め設定した設定圧以上の場合には、上記供給圧力が上記設定圧よりも低い場合に比べて、上記昇圧し加熱蒸発させることによる酸素供給量を増加させることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載した酸素ガス供給方法。

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