JP3082510B2 - Main engine control device in liquefied gas carrier - Google Patents
Main engine control device in liquefied gas carrierInfo
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、燃料油とボイルオフガ
スとを混焼する液化ガス運搬船における主機関の制御装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a main engine in a liquefied gas carrier for co-firing fuel oil and boil-off gas.
【０００２】[0002]
【従来の技術】液化天然ガス（ＬＮＧ）を運搬するため
のＬＮＧ船においては、積荷であるＬＮＧが航海中に僅
かづつではあるが気化（ボイルオフ）してしまうことが
避けられないものである。そして、一度気化してしまっ
たボイルオフガスを再び液化することは困難であること
から、それを無駄にすることなくこのＬＮＧ船の主機関
の燃料として利用することが検討されている。2. Description of the Related Art In an LNG carrier for transporting liquefied natural gas (LNG), it is inevitable that the LNG, which is a cargo, is slightly vaporized (boiled off) during the voyage. Since it is difficult to liquefy the boil-off gas once vaporized again, it has been studied to use the boil-off gas as fuel for the main engine of the LNG ship without wasting it.
【０００３】すなわち、ＬＮＧ船の主機関がたとえば重
油焚きのボイラとそれにより駆動されるガスタービンに
より構成される場合には、ボイラを本来の燃料である重
油とボイルオフガスである天然ガスとの混焼が可能なも
のとしておいて、ボイルオフガスが生じたらそれをボイ
ラに導いて燃料の一部として燃焼させるのであり、その
ようにすることにより本来の燃料である重油を節約し得
てボイルオフガスを有効利用できるのである。That is, when the main engine of an LNG ship is composed of, for example, a boiler burning heavy oil and a gas turbine driven by the boiler, the boiler is co-fired with heavy oil as the original fuel and natural gas as the boil-off gas. When boil-off gas is generated, it is guided to the boiler and burned as a part of fuel, so that the fuel oil, which is the original fuel, can be saved and the boil-off gas can be used effectively. It can be used.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにボイルオフガスを主機関の燃料として利用しよう
とする場合、発生したボイルオフガスをただ単にボイラ
に導いてそのまま燃焼させてしまうことでは、必ずしも
効率的かつ経済的な運転を行うことができないのみなら
ず、運航の安定性を確保し難いこともあり、したがって
ボイルオフガスを燃料として利用するに当たっては主機
関を効率的かつ安定に運転し得る有効な制御システムの
開発が不可欠であった。However, when the boil-off gas is to be used as fuel for the main engine as described above, it is not always efficient to simply guide the generated boil-off gas to the boiler and burn it as it is. In addition to efficient and stable operation, it is difficult to ensure stable operation.Therefore, when using boil-off gas as fuel, there is an effective way to operate the main engine efficiently and stably. The development of a control system was essential.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は上記事情に鑑み
てなされたもので、液化ガス運搬船における主機関を本
来の燃料である燃料油と液化ガス貯蔵タンクからのボイ
ルオフガスとを混焼可能なものとするとともに、その主
機関の運転モードとして、燃料油のみを専焼させる第１
モードと、貯蔵タンクにおいて自然発生したボイルオフ
ガスを優先して燃焼させるとともにその不足分を補うべ
く燃料油を混焼させる第２モードと、最少限の燃料油を
優先して燃焼させるとともにその不足分を補うべくボイ
ルオフガスを混焼させる第３モードと、ボイルオフガス
のみを専焼させる第４モードとを設定し、上記各モード
のいずれかを任意に選択して主機関を運転するように構
成したことを特徴とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and a main engine of a liquefied gas carrier is capable of co-firing fuel oil, which is the original fuel, and boil-off gas from a liquefied gas storage tank. And the main engine operating mode is the first mode in which only fuel oil is burned.
And a second mode in which the boil-off gas naturally generated in the storage tank is preferentially burned and the fuel oil is co-fired to compensate for the shortage. A third mode in which the boil-off gas is co-fired and a fourth mode in which only the boil-off gas is fired are set to compensate, and the main engine is operated by arbitrarily selecting any one of the above modes. It is assumed that.
【０００６】[0006]
【作用】本発明の制御装置は、ボイルオフガスの発生状
況、燃料油と液化ガスとの価格差、運航状況等を考慮し
て、主機関の燃料の使用形態別に設定した４つの運転モ
ードのいずれかを選択して主機関を運転するようにした
ものである。すなわち、ボイルオフガスが殆ど発生しな
い場合や液化ガスの価格に比して燃料油の価格が低い場
合には、第１モードを選択して燃料油のみを専焼する
か、あるいは第２モードを選択して自然発生したボイル
オフガスのみを優先させて燃焼させたうえで不足分を燃
料油により補う。逆に、ボイルオフガスの発生量が十分
に多い場合や、液化ガスの価格が燃料油の価格に比して
低い場合には、第４モードを選択してボイルオフガスの
みを専焼することとし、この場合においては、自然発生
するボイルオフガスのみでは不足するときには液化ガス
を強制気化させて用いる。さらに、ボイルオフガスを優
先して使用するに際して運航の安定性をより確保する必
要があるようなとき、たとえば主機関の負荷変動が激し
いようなときには、第３モードを選択して最少限の燃料
油を優先して使用し、その不足分をボイルオフガスによ
り補う。According to the control device of the present invention, any of the four operation modes set for each type of fuel use of the main engine in consideration of the boil-off gas generation state, the price difference between fuel oil and liquefied gas, the operation state, etc. The main engine is operated by selecting one of the above. In other words, when little boil-off gas is generated or when the price of fuel oil is lower than the price of liquefied gas, the first mode is selected and only the fuel oil is burned, or the second mode is selected. Only the naturally occurring boil-off gas is prioritized for combustion, and the shortfall is supplemented with fuel oil. Conversely, if the amount of boil-off gas generated is sufficiently large, or if the price of liquefied gas is lower than the price of fuel oil, the fourth mode is selected to exclusively boil boil-off gas. In such a case, when only naturally occurring boil-off gas is insufficient, the liquefied gas is forcibly vaporized and used. Further, when it is necessary to ensure more stable operation when boil-off gas is used preferentially, for example, when the load of the main engine fluctuates drastically, the third mode is selected to minimize the fuel oil. Is used with priority, and the shortfall is supplemented with boil-off gas.
【０００７】[0007]
【実施例】以下、本発明の実施例を図１を参照して説明
する。図１は本実施例の制御装置の概略構成を示す系統
図であり、符号１はＬＮＧの貯蔵タンク、２はこのＬＮ
Ｇ船の主機関を構成しているガスタービン駆動用のボイ
ラである。このボイラ２は本来の燃料油である重油と、
貯蔵タンク１から発生するボイルオフガスとの混焼が可
能なものとされている。符号３はボイラ２の圧力検出
器、４はボイラ２の燃焼制御器、５は燃料油の供給量を
調節するための制御弁、６はボイラ２に供給するボイル
オフガスの供給量と供給圧とを調節するためのガス圧縮
器、７はボイルオフガスの主制御弁、８はボイルオフガ
スを強制気化させるためのベーパライザ、９は貯蔵タン
ク１内の液化ガスをベーパライザ８に供給するためのポ
ンプ、１０はベーパライザ８の入側に設けられた液化ガ
スの制御弁、１１はボイルオフガスのガス圧検出器、１
２はボイルオフガスのガス圧制御器である。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a system diagram showing a schematic configuration of a control device according to the present embodiment, wherein reference numeral 1 denotes an LNG storage tank, and 2 denotes an LNG storage tank.
This is a boiler for driving a gas turbine that constitutes the main engine of Ship G. This boiler 2 is composed of heavy oil, which is the original fuel oil,
The co-firing with boil-off gas generated from the storage tank 1 is possible. Reference numeral 3 is a pressure detector of the boiler 2, 4 is a combustion controller of the boiler 2, 5 is a control valve for adjusting a supply amount of fuel oil, 6 is a supply amount and a supply pressure of a boil-off gas supplied to the boiler 2. 7 is a main control valve for boil-off gas, 8 is a vaporizer for forcibly vaporizing the boil-off gas, 9 is a pump for supplying the liquefied gas in the storage tank 1 to the vaporizer 8, 10 Is a control valve for liquefied gas provided on the inlet side of the vaporizer 8, 11 is a gas pressure detector for boil-off gas, 1
Reference numeral 2 denotes a boil-off gas pressure controller.
【０００８】図１に示す制御装置は、上記各制御機器を
制御することで燃料油とボイルオフガスとのいずれか一
方を選択して単独で燃焼させるか、もしくは任意の比率
でそれらを混焼させるべく制御するように構成されてお
り、燃料の使用形態別に第１モードから第４モードまで
の４つの運転モードが予め設定されている。そして、本
実施例の制御装置においては、６つのモード切替スイッ
チＳ１〜Ｓ６を切り替えることのみで上記４つのモード
のいずれかを任意に選択し得るものとされている。The control device shown in FIG. 1 controls either of the above control devices to select either one of fuel oil and boil-off gas and burn it alone, or to co-fire them at an arbitrary ratio. Control is performed, and four operation modes from a first mode to a fourth mode are set in advance for each fuel use mode. In the control device according to the present embodiment, any one of the four modes can be arbitrarily selected only by switching the six mode change switches S1 to S6.
【０００９】以下に各運転モードについて詳細に説明す
る。なお、図１において各スイッチＳ１〜Ｓ６の各接点
に付している記号〜は選択される運転モードに対応
しており、たとえばが付された接点は第１モードが選
択された場合にＯＮとなることを示している。また、そ
れら各スイッチＳ１〜Ｓ６は、メインスイッチＭＳから
の遠隔操作により連動して一斉に切り替えられるように
なっており、たとえばメインスイッチＭＳの「第１モー
ド」をＯＮとすると各スイッチＳ１〜Ｓ６のを付した
接点が同時にＯＮとなるように構成されている。Hereinafter, each operation mode will be described in detail. In FIG. 1, the symbol “−” attached to each contact of each of the switches S1 to S6 corresponds to the operation mode to be selected. For example, the contact with “” is turned ON when the first mode is selected. It has become. Each of the switches S1 to S6 can be switched simultaneously by remote control from the main switch MS. For example, when the "first mode" of the main switch MS is turned on, the switches S1 to S6 are turned on. Are configured to be turned ON at the same time.
【００１０】まず、第１モードは燃料油のみを専焼させ
るものである。この場合は、燃焼制御器４の制御信号は
スイッチＳ１およびスイッチＳ２により燃料油の制御弁
５に出力され、ボイラ負荷に応じてこの制御弁５の開度
が調節されて燃料油の供給量が調節される。この際、ガ
ス圧制御器１２の制御信号はスイッチＳ３によりガス圧
縮器６に出力されるが、ボイルオフガスの主制御弁７は
スイッチＳ４により閉じられており、したがってボイル
オフガスがボイラ２に対して供給されることがない。ま
た、液化ガスの制御弁１０はスイッチＳ５により閉じら
れていてベーパライザ８の作動も停止している。First, in the first mode, only the fuel oil is exclusively fired. In this case, the control signal of the combustion controller 4 is output to the fuel oil control valve 5 by the switch S1 and the switch S2, and the opening of the control valve 5 is adjusted according to the boiler load so that the fuel oil supply amount is increased. Adjusted. At this time, the control signal of the gas pressure controller 12 is output to the gas compressor 6 by the switch S3, but the main control valve 7 for the boil-off gas is closed by the switch S4, and therefore, the boil-off gas is supplied to the boiler 2. Will not be supplied. Further, the control valve 10 for the liquefied gas is closed by the switch S5, and the operation of the vaporizer 8 is also stopped.
【００１１】次に、第２モードは貯蔵タンク１において
自然発生したボイルオフガスを優先して燃焼させるとと
もにその不足分を補うべく燃料油を混焼させるものであ
る。この場合は、第１モードの場合と同様に燃焼制御器
４の制御信号がスイッチＳ１およびスイッチＳ２により
制御弁５に出力されて燃料油の供給量が調節されるが、
それと同時にスイッチＳ４により主制御弁７が開かれて
ボイルオフガスがガス圧縮器６を介してボイラ２に供給
され、したがってボイルオフガスが供給された分だけ燃
料油の供給量は低減することになる。この場合、ガス圧
縮器６はスイッチＳ３を介してガス圧制御器１２からの
制御信号を受けて作動するが、そのガス圧縮器６の作動
は、自然発生したボイルオフガスのガス圧に対応して貯
蔵タンク１内のガス圧が過度に低下しないように制御さ
れる。なお、この際においてもスイッチＳ５により液化
ガスの制御弁１０は閉じており、ベーパライザ８は停止
している。Next, in the second mode, naturally occurring boil-off gas in the storage tank 1 is preferentially burned, and fuel oil is mixed-fired to compensate for the shortage. In this case, similarly to the case of the first mode, the control signal of the combustion controller 4 is output to the control valve 5 by the switch S1 and the switch S2 to adjust the supply amount of the fuel oil.
At the same time, the main control valve 7 is opened by the switch S4 and the boil-off gas is supplied to the boiler 2 via the gas compressor 6, so that the supply amount of the fuel oil is reduced by the amount of the supplied boil-off gas. In this case, the gas compressor 6 is operated by receiving a control signal from the gas pressure controller 12 via the switch S3, and the operation of the gas compressor 6 is performed in accordance with the gas pressure of the naturally generated boil-off gas. Control is performed so that the gas pressure in the storage tank 1 does not excessively decrease. At this time, the liquefied gas control valve 10 is closed by the switch S5, and the vaporizer 8 is stopped.
【００１２】第３モードは、たとえばパイロットバーナ
に供給するための最少限の燃料油を優先して燃焼させる
とともに、その不足分を補うべくボイルオフガスを混焼
させるものである。この場合、燃焼制御器４の制御信号
はスイッチＳ１およびスイッチＳ３を介してガス圧縮器
６に出力されるとともに、スイッチＳ５により液化ガス
の制御弁１０が開かれてベーパライザ８により強制気化
が行われ、所望量のボイルオフガスがガス圧縮器６を介
してボイラ２に供給される。一方、燃料油の制御弁５は
スイッチＳ２およびスイッチＳ６によって予め定められ
た最少限の燃料油を供給するべく所定開度に設定され
る。In the third mode, for example, a minimum amount of fuel oil to be supplied to a pilot burner is preferentially burned, and a boil-off gas is co-fired to compensate for the shortage. In this case, the control signal of the combustion controller 4 is output to the gas compressor 6 via the switch S1 and the switch S3, and the liquefied gas control valve 10 is opened by the switch S5, and forced vaporization is performed by the vaporizer 8. , A desired amount of boil-off gas is supplied to the boiler 2 via the gas compressor 6. On the other hand, the control valve 5 for the fuel oil is set to a predetermined opening so as to supply the minimum fuel oil predetermined by the switches S2 and S6.
【００１３】第４モードはボイルオフガスのみを専焼さ
せるものである。この場合は、スイッチＳ６により制御
弁５が閉じられて燃料油の供給は完全に停止し、ボイル
オフガスのみがボイラ２に供給される。そして、第３モ
ードの場合と同様に、ボイルオフガスの供給量と供給圧
力は燃焼制御器４がガス縮器６の作動を制御することで
調節されるとともに、貯蔵タンク１内のガス圧が過度に
低下しない範囲内で所望量の液化ガスをベーパライザ８
により強制気化させるべくガス圧制御器１２が制御弁１
０を制御する。In a fourth mode, only the boil-off gas is exclusively fired. In this case, the control valve 5 is closed by the switch S6, the supply of the fuel oil is completely stopped, and only the boil-off gas is supplied to the boiler 2. As in the case of the third mode, the supply amount and the supply pressure of the boil-off gas are adjusted by controlling the operation of the gas compressor 6 by the combustion controller 4, and the gas pressure in the storage tank 1 becomes excessive. The desired amount of liquefied gas is supplied to the vaporizer
The gas pressure controller 12 controls the control valve 1
Control 0.
【００１４】以上のように、上記の制御装置は、主機関
であるボイラ２の燃料使用形態別に４つの運転モードを
設定してそれらを任意に選択し得るようにしたことによ
り、ボイルオフガスの発生状況や燃料油と液化ガスとの
価格差、運航状況等を考慮していずれかの運転モードを
選択することで最も効率的、経済的な運航を行い得る。
特に、たとえば荒天時のように主機関の負荷変動が激し
く運航が不安定な状況においてボイルオフガスを専焼す
る第４モードを選択したとすると、ボイルオフガスの供
給が一時的に停止してしまって主機関が停止してしまう
可能性もあるので、そのような状況のときには第３モー
ドを選択して最少限の燃料油をパイロットバーナに供給
することとすれば、そのような事態を防止することがで
き、ボイルオフガスを最大限に利用しつつ運航の安定性
も併せて十分に確保できる。As described above, the above-described control device sets four operation modes for each type of fuel use of the boiler 2 as the main engine so that the operation modes can be arbitrarily selected, thereby generating boil-off gas. The most efficient and economical operation can be performed by selecting one of the operation modes in consideration of the situation, the price difference between the fuel oil and the liquefied gas, the operation situation, and the like.
In particular, if the fourth mode in which the boil-off gas is exclusively fired is selected in a situation where the main engine load fluctuates greatly and the operation is unstable, for example, in stormy weather, the supply of the boil-off gas is temporarily stopped and the main In such a situation, if the third mode is selected and the minimum fuel oil is supplied to the pilot burner, such a situation can be prevented. As a result, it is possible to fully utilize the boil-off gas and at the same time ensure sufficient operational stability.
【００１５】また、上記の制御装置では、ボイルオフガ
スをベーパライザ８により強制気化させて用いる第３モ
ードおよび第４モードにおいては、ガス圧縮器６の作動
を燃焼制御器４により制御するとともに、ベーパライザ
８の作動はガス圧制御器１２により制御するようにした
ので、ボイラ２へのボイルオフガスの供給量をボイラ負
荷に応じて最適に設定できるとともに、貯蔵タンク１内
のガス圧が限度を越えて低下してしまうようなことを確
実に回避することができるものであり、したがって、ボ
イラ負荷が大きく変動したような場合でも貯蔵タンク１
内のガス圧に悪影響が及ぶことがなく、また、貯蔵タン
ク１内のガス圧を維持するためにボイラ２へのボイルオ
フガス供給量が制約を受けることもなく、ボイルオフガ
スを無駄なく最も効率的に有効利用することが可能であ
る。In the above-mentioned control device, in the third mode and the fourth mode in which the boil-off gas is forcibly vaporized by the vaporizer 8, the operation of the gas compressor 6 is controlled by the combustion controller 4 and the vaporizer 8 is controlled. Is controlled by the gas pressure controller 12, so that the supply amount of the boil-off gas to the boiler 2 can be set optimally according to the boiler load, and the gas pressure in the storage tank 1 drops beyond the limit. Can be reliably avoided. Therefore, even when the boiler load greatly fluctuates, the storage tank 1
The gas pressure in the storage tank 1 is not adversely affected, and the supply amount of the boil-off gas to the boiler 2 for maintaining the gas pressure in the storage tank 1 is not restricted, and the boil-off gas is most efficiently used without waste. It can be used effectively.
【００１６】なお、本発明の制御装置は図１に示した実
施例に限定されるものではなく、４つの運転モードを任
意に切り替えるように構成する限りにおいて適宜変更し
得ることは勿論である。Incidentally, the control device of the present invention is not limited to the embodiment shown in FIG. 1, and it is needless to say that the control device can be appropriately changed as long as the four operation modes are arbitrarily switched.
【００１７】[0017]
【発明の効果】以上で説明したように、本発明は、液化
ガス運搬船における主機関の運転モードとして、本来の
燃料である燃料油のみを専焼させる第１モードと、貯蔵
タンクにおいて自然発生したボイルオフガスを優先して
燃焼させるとともにその不足分を補うべく燃料油を混焼
させる第２モードと、最少限の燃料油を優先して燃焼さ
せるとともにその不足分を補うべくボイルオフガスを混
焼させる第３モードと、ボイルオフガスのみを専焼させ
る第４モードとを設定し、上記各モードのいずれかを任
意に選択して主機関を運転するように構成したので、ボ
イルオフガスの発生状況や燃料油と液化ガスとの価格
差、運航状況等を考慮していずれかの運転モードを選択
することで最も効率的、経済的な運航を行い得るととも
に、運航の安定性も併せて確保できるという効果を奏す
る。As described above, according to the present invention, as the operation modes of the main engine in the liquefied gas carrier, the first mode in which only the fuel oil, which is the original fuel, is exclusively fired, and the boil-off that occurs naturally in the storage tank, A second mode in which the gas is burned preferentially and the fuel oil is co-firing to compensate for the shortage, and a third mode in which the least fuel oil is preferentially burned and the boil-off gas is co-firing to make up the shortage And a fourth mode in which only the boil-off gas is exclusively fired, and the main engine is operated by arbitrarily selecting one of the above-mentioned modes, so that the boil-off gas generation state, fuel oil and liquefied gas The most efficient and economical operation can be achieved by selecting one of the operation modes in consideration of the price difference from So there is an effect that it ensured.
【図１】本発明の実施例である制御装置の概略構成を示
す系統図である。FIG. 1 is a system diagram showing a schematic configuration of a control device according to an embodiment of the present invention.
１ 貯蔵タンク ２ ボイラ（主機関） ４ 燃焼制御器 ５ 制御弁 ６ ガス圧縮器 ７ 主制御弁 ８ ベーパライザ ９ ポンプ １０ 制御弁 １２ ガス圧制御器 Ｓ１〜Ｓ６ モード切替スイッチ ＭＳ メインスイッチ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Storage tank 2 Boiler (main engine) 4 Combustion controller 5 Control valve 6 Gas compressor 7 Main control valve 8 Vaporizer 9 Pump 10 Control valve 12 Gas pressure controller S1-S6 Mode switch MS main switch.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−123569（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−23565（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B63B 25/16 B63H 21/06 - 21/08 B63H 21/21 B63H 21/38 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-6-123569 (JP, A) JP-A-62-23565 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B63B 25/16 B63H 21/06-21/08 B63H 21/21 B63H 21/38
Claims (1)
燃料である燃料油と液化ガス貯蔵タンクからのボイルオ
フガスとを混焼可能なものとするとともに、その主機関
の運転モードとして、燃料油のみを専焼させる第１モー
ドと、貯蔵タンクにおいて自然発生したボイルオフガス
を優先して燃焼させるとともにその不足分を補うべく燃
料油を混焼させる第２モードと、最少限の燃料油を優先
して燃焼させるとともにその不足分を補うべくボイルオ
フガスを混焼させる第３モードと、ボイルオフガスのみ
を専焼させる第４モードとを設定し、上記各モードのい
ずれかを任意に選択して主機関を運転するように構成し
たことを特徴とする液化ガス運搬船における主機関の制
御装置。1. A main engine of a liquefied gas carrier is capable of co-firing fuel oil, which is an original fuel, and boil-off gas from a liquefied gas storage tank. A first mode for exclusive combustion, a second mode for burning the boil-off gas naturally generated in the storage tank preferentially and co-firing the fuel oil to make up for the shortage, and a method for preferentially burning the minimum fuel oil and A third mode in which boil-off gas is co-fired and a fourth mode in which only boil-off gas is fired are set to compensate for the shortfall, and the main engine is operated by arbitrarily selecting one of the above modes. A control device for a main engine in a liquefied gas carrier, characterized in that:
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