JP2023068297A - 熱量調整装置の運転停止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】熱量調整装置の運転停止時に液落ちを防止できる運転停止方法を提供する。【解決手段】本発明に係る熱量調整装置の運転停止方法は、気体が流れる主流管３に設けられて基端側から前記気体の供給を受けて先端側に噴出する外筒５と、外筒５内に外筒５と同軸方向でかつ外筒内壁と空間を介して配置され主流管３から分岐した分岐管７から気体の供給を受ける内筒９と、内筒９と同軸上に配置されて内筒９内に液体を吐出する液体ノズル１３とを備え、主流管３を流れる気体に液体ノズル１３から液体を添加することで気体の熱量を調整する熱量調整装置１であって、外筒５の下流側が下方に向くように設置された熱量調整装置１の運転停止方法であって、液体ノズル１３への液体の供給を停止し、次に内筒９への気体の供給を停止し、その次に外筒５への気体の供給を停止する。【選択図】 図１

Description

本発明は主流管を流れる気体に液体ノズルから液体を添加することで気体の熱量を調整する熱量調整装置の運転停止方法に関する。

都市ガスの熱量調整は液化天然ガス（ＬＮＧ）を気化させた天然ガス（ＮＧ）に液化石油ガス（ＬＰＧ）を気化・混合することにより行う。近年はシェールガスなどメタン成分の多いＬＮＧの輸入が増加しており、ＬＰＧの増熱幅が増加する傾向にある。

このような熱量調整方法としては、例えば特許文献１に開示された「流体微粒化ノズル装置」を用いて行うことができる。
特許文献１においては流体微粒化ノズル装置の実施形態として、ＮＧ（気体）にＬＰＧ（液体）を添加して都市ガスを製造する熱量調整装置が開示されている。
この熱量調整装置１は、図４に示すように、ＮＧが流れる主流管３に設けられたベンチュリ管からなる外筒５と、主流管３から分岐した分岐管７と、外筒５内に配置されて分岐管７からＮＧの供給を受ける内筒９と、内筒９内に設けられて液体供給管１１からＬＰＧの供給を受ける液体ノズル１３とを備え、主流管３を流れるＮＧに液体ノズル１３からＬＰＧを添加することでＮＧの熱量を調整するものである。（特許文献１の段落［0042］参照）。

都市ガスの需要先に対しては複数のラインが設けられ、各ラインに上記のような熱量調整装置１が設けられていることから、需要先の要求量に応じて、一部のラインに設置されている熱量調整装置１の運転を停止することが行われる。
また、メンテナンスのために熱量調整装置１の運転を停止することもある。

熱量調整装置１の運転停止方法に関し、特許文献１においては、言及されていない。
しかし、運転停止時には熱量が不安定となる気体の下流側への流量をできるだけ少なくすることが求められることから、運転停止方法としては、(1)主流管３へのＮＧの供給を停止し、(2)液体供給管１１から液体ノズル１３へのＬＰＧの供給停止、(3)分岐管７から内筒９へのＮＧの供給を停止する、という順序で行われていた。

特開２０１２－２０６０７１号公報

特許文献１に開示された熱量調整装置の設置姿勢は、設置場所のレイアウトに応じて種々の態様が求められ、例えばベンチュリ管を水平、鉛直、斜め下方等に設置する場合がある。
特許文献１に開示された熱量調整装置１では、ベンチュリ管を水平に設置することが前提とされており、縦置き、すなわち鉛直方向や斜め下方に設置した場合に正常に熱量調整できるかどうかについて実証されていない。
そこで、発明者はベンチュリ管を鉛直下向きに設置して稼動実験を行ったところ、運転停止時において重力による不安定な流れにより液体供給管１１の鉛直管内に滞留したＬＰＧが落下する液落ち現象が発生することが分かった。

運転停止時に液落ちが発生すると、ＬＰＧが微粒化されていない液の状態で流出して後流配管に滞留することで停止時及び次回起動時には熱量の高い残留ＬＰＧが気化し熱量調整に悪影響が発生するという問題が生ずる。

本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、熱量調整装置の運転停止時に液落ちを防止できる運転停止方法を提供することを目的としている。

本発明は、気体が流れる主流管に設けられて基端側から前記気体の供給を受けて先端側に噴出する外筒と、該外筒内に該外筒と同軸方向でかつ外筒内壁と空間を介して配置され前記主流管から分岐した分岐管から前記気体の供給を受ける内筒と、該内筒と同軸上に配置されて該内筒内に液体を吐出する液体ノズルとを備え、前記主流管を流れる前記気体に前記液体ノズルから液体を添加することで前記気体の熱量を調整する熱量調整装置であって、前記外筒の下流側が下方に向くように設置された熱量調整装置の運転停止方法であって、前記液体ノズルへの液体の供給を停止し、次に前記内筒への気体の供給を停止し、その次に前記外筒への気体の供給を停止することを特徴とするものである。

本発明によれば、運転停止時に液体が液状態のまま外筒の下流側に落下して、滞留することが防止され、液体が滞留することによる運転停止後や次回起動時の熱量調整への悪影響を防止できる。

本発明の実施の形態における熱量調整装置の運転停止方法の説明図である。 本発明の実施の形態における熱量調整装置の説明図である。 従来の熱量調整装置の運転停止方法と液落ちする理由を説明する説明図である。 従来の熱量調整装置の概要を説明する説明図である。

本実施の形態に係る熱量調整装置の運転停止方法の説明に先立って、熱量調整装置の概要を図２に基づいて説明し、さらに従来の運転停止方法と液落ち現象の発生理由を概説し、その後で本実施の形態について説明する。

＜熱量調整装置の説明＞
本実施の形態に係る熱量調整装置１を図２に基づいて説明するが、その基本構造は図４に示した従来例のものと同じであるため、図２において図４と同一部分には同一の符号を付してある。

本実施の形態に係る熱量調整装置１は、図２に示すように、ＮＧ等の気体が流れる主流管３に設けられて基端側から気体の供給を受けて先端側に噴出する例えばベンチュリ管からなる外筒５と、外筒５内に外筒５と同軸方向でかつ外筒５の内壁と空間を介して配置され主流管３から分岐した分岐管７から気体の供給を受ける内筒９と、内筒９と同軸上に配置されると共に液体供給管１１から供給されるＬＰＧ等の液体を内筒９内に吐出する液体ノズル１３とを備え、主流管３を流れる気体に液体ノズル１３から液体を添加することで気体の熱量を調整するものである。
主流管３には主バルブ１５、分岐管７には分バルブ１７、液体供給管１１には液バルブ１９がそれぞれ設けられている。

なお、本実施の形態の液体ノズル１３の内筒９に対する配置関係は、内筒９の外筒５に対する配置関係と同様に、内筒９内に内筒９と同軸方向でかつ内筒９の内壁と空間を介して配置されている（図２参照）。もっとも、本発明の液体ノズルは、このように配置されるものに限定されず、上述したように、内筒９と同軸上に配置されると共に液体供給管１１から供給されるＬＰＧ等の液体を内筒９内に吐出するものであればよい。

また、本実施の形態の熱量調整装置１は、外筒５の下流側が下方に向くように設置されていることを前提とする。

＜従来の運転停止方法と液落ち現象の説明＞
次に、従来の運転停止方法と液落ち現象が発生する理由について図３に基づいて説明する。
図３（ａ）に示す状態は図２と同様に、稼働状態を示しており、主バルブ１５、分バルブ１７及び液バルブ１９の全てが開放状態となっている。
このような稼働状態から、運転停止時には、図３（ｂ）に示すように、まず主バルブ１５を閉じる。これは、前述したように、運転停止時には熱量が不安定となる気体の下流側への流量をできるだけ少なくするには、流量の最も多い主流管３のＮＧの流れを止める必要があるからである。この状態では、外筒５には分岐管７からのＮＧとＬＰＧが供給されることになる。

次に、液バルブ１９を閉じる（図３（ｃ）参照）。このとき、図３（ｃ）に示すように、内筒９内にはＮＧが流れているため、内筒９内の圧力が高く内筒９外の圧力が低い状態となっている。このため、その差圧よってＬＰＧが液体ノズル１３の先端でせき止められた状態になっている。つまり、この状態では、液バルブ１９から液体ノズル１３の先端までの範囲にＬＰＧが残留した状態になっている。

次に、分バルブ１７を閉じると（図３（ｄ）参照）、図３（ｄ）に示すように、せき止められていたＬＰＧが重力によって一気に流出する。流出する量は、液体ノズル１３から液体供給管１１における液バルブ１９までの間にあって、重力で落下する量である。

前述したように、運転停止時に液落ちが発生すると、後流配管にＬＰＧが微粒化されずに流出し気化せずに滞留することで停止時及び次回起動時の熱量調整に悪影響が発生する。

＜本実施の形態の運転停止方法＞
上記のような従来の運転停止方法は、熱量が不安定となる気体の下流側への流量をできるだけ少なくする観点から行われるものである。
しかし、液落ち現象が生ずると、ＬＰＧが外筒５の下流側の主流管３内に液状態で溜まることで、停止時や次回起動時の熱量調整への影響が大きい。
そこで、本実施の形態では、ＬＰＧが液状態で外筒５の下流側に滞留するのを回避するようにしたものである。

本実施の形態に係る熱量調整装置の運転停止方法を図１に基づいて説明する。なお、図１において、装置構成は図２、図３に示したものと同一なので図３と同一の符号を付して説明を省略する。
本実施の形態に係る熱量調整装置の運転停止方法は、図１（ａ）に示す稼働状態から、まず液バルブ１９を閉じる（図１（ｂ）参照）。この状態では、図１（ｂ）に示すように、ＬＰＧの供給は停止するが、液体ノズル１３の先端にＬＰＧが差圧によってせきとめられた状態で保持されている。

次に、分バルブ１７を閉じて分岐管７へのＮＧの供給を停止する（図１（ｃ）参照）。この状態では、図１（ｃ）に示すように、内筒９へのＮＧの供給が停止することで、差圧がなくなり、液体ノズル１３内にせきとめられていたＬＰＧが重力によって落下する。しかし、外筒５には主流管３のＮＧが供給され続けているので、液状態で落下したＬＰＧは内筒９の出口で気化されて下流側へと流れる。
次に、図１（ｄ）に示すように、滞留していたＬＰＧが全量気化したタイミングで主バルブ１５を閉じて主流管３から外筒５へのＮＧの供給を停止する。分バルブ１７を閉じてから主バルブ１５を閉じるまでの時間は、設備規模や滞留しているＬＰＧの量により予め決めることができるが、例えば２分程度である。

以上のように、本実施の形態によれば、ＬＰＧが外筒５の下流側に落下して、液状態のまま滞留することが防止され、低温のＬＰＧが滞留することによる運転停止後や次回稼動時の熱量調整への悪影響を防止できる。

１ 熱量調整装置
３ 主流管
５ 外筒
７ 分岐管
９ 内筒
１１ 液体供給管
１３ 液体ノズル
１５ 主バルブ
１７ 分バルブ
１９ 液バルブ

Claims (1)

1. 気体が流れる主流管に設けられて基端側から前記気体の供給を受けて先端側に噴出する外筒と、該外筒内に該外筒と同軸方向でかつ外筒内壁と空間を介して配置され前記主流管から分岐した分岐管から前記気体の供給を受ける内筒と、該内筒と同軸上に配置されて該内筒内に液体を吐出する液体ノズルとを備え、前記主流管を流れる前記気体に前記液体ノズルから液体を添加することで前記気体の熱量を調整する熱量調整装置であって、前記外筒の下流側が下方に向くように設置された前記熱量調整装置の運転停止方法であって、
   前記液体ノズルへの液体の供給を停止し、次に前記内筒への気体の供給を停止し、その次に前記外筒への気体の供給を停止することを特徴とする熱量調整装置の運転停止方法。

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