JP5391154B2 - Operation control method for BOG multistage positive displacement compressor - Google Patents
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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(Boil off Gas、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。 The present invention relates to a BOG positive displacement compressor that compresses boil-off gas (hereinafter referred to as BOG) generated by natural vaporization in a tank that stores liquefied natural gas (LNG) and supplies the compressed boil-off gas to a plant. More specifically, in a multi-stage capacity compressor, in order to control the low-pressure stage discharge gas temperature so that the low-pressure stage discharge gas temperature does not exceed the allowable operating temperature of the low-pressure stage compressor. The present invention relates to an operation control method for the BOG multistage positive displacement compressor.
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。 At the LNG terminal, the BOG generated by natural vaporization in the LNG storage tank is boosted to a natural gas delivery pressure to a power plant or city gas facility by a BOG compressor and merged with the main natural gas from the evaporator. It is sent to each of the facilities.
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。 In the BOG compressor, since the BOG is adiabatically compressed, the temperature of the BOG increases as the compression rate increases. In particular, when the BOG compressor is started, the temperature of the BOG derived from the LNG storage tank rises to near room temperature, and the suction gas temperature of the BOG compressor is raised to a high temperature (eg, 30 ° C.) near room temperature. If the state of compressing this as it is continues, for example, when the discharge pressure is 0.9 MPa, the discharge gas temperature of the BOG compressor rises to about 300 ° C. and exceeds the allowable operating temperature of the compressor, for example, 180 ° C. become unable.
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。 A conventional technique for solving such problems of the BOG compressor will be described below with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of LNG and BOG processing equipment to which the operation control method according to the related art is applied.
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。
The BOG
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。
In the operation mode 1, the discharge gas temperature of the high-pressure
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)。
Switching between the two operation modes is performed as follows. That is, when it is detected by the
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。
That is, according to the above prior art, when there is a possibility that the temperature of the high-pressure stage side discharge gas exceeds the allowable operating temperature, the low-pressure stage side discharge gas is cooled by the
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。
The BOG
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。
However, this increases the number of compressor stages, which increases the size and costs. The low pressure
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。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a BOG multistage positive displacement compressor capable of preventing the temperature of the low-pressure stage side discharge gas from exceeding the allowable operating temperature even when the low-pressure stage side suction gas is at a higher temperature than during steady operation. An operation control method is provided.
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)。
In order to achieve the above object, the means adopted by the operation control method of the BOG multistage positive displacement compressor according to claim 1 of the present invention employs a plurality of positive displacement compression sections in order to compress BOG generated from liquefied natural gas. In the operation control method of a BOG multistage positive displacement compressor configured by connecting stages, the load of the low pressure stage compression section with respect to the load of the high pressure stage compression section of the BOG multistage displacement compressor when the predetermined condition is met. Operation control is performed such that the ratio (load ratio) is smaller than the load ratio in a case other than the predetermined state.
The “load” in the present application is a nominal value of the ratio of “the gas processing amount achieved by the capacity adjusting device” and “the gas processing amount when the capacity adjusting device is not operated” (“the capacity adjusting device is not operated). The gas throughput in the case corresponds to a throughput of 100% load).
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。
The means adopted by the operation control method for a BOG multistage positive displacement compressor according to
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。 The means adopted by the operation control method of the BOG multistage positive displacement compressor according to claim 3 of the present invention is the operation control method of the BOG multistage positive displacement compressor according to claim 1, wherein The discharge temperature of the low-pressure stage compression unit is configured to be detectable, and the predetermined temperature is determined to be a second setting after the detection temperature of the discharge temperature is determined to be equal to or higher than a predetermined second set temperature. It is characterized in that it is in a state until it is determined that a predetermined third set temperature lower than the temperature has been reached.
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。 According to the operation control method of the BOG multistage positive displacement compressor according to claim 1 of the present invention, the operation of the BOG multistage positive displacement compressor constituted by connecting a plurality of positive displacement compression sections in order to compress BOG. In the control method, the load ratio (load ratio) of the low-pressure stage compression unit to the load of the high-pressure stage compression unit of the BOG multistage positive displacement compressor when the predetermined state is met is determined from the load ratio in the case other than the predetermined state. Since the operation is controlled so as to decrease, the operation with a low load ratio R means that the compression ratio of the low-pressure stage compression section becomes small, and accordingly, the temperature of the low-pressure stage side discharge gas also decreases. Thereby, even if the low-pressure stage side suction gas is at a higher temperature than during steady operation, it is possible to prevent the temperature of the low-pressure stage side discharge gas from exceeding the allowable operating temperature.
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。
According to the operation control method of the BOG multistage positive displacement compressor according to
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。 Furthermore, according to the operation control method of the BOG multistage positive displacement compressor according to claim 3 of the present invention, the discharge temperature of the low pressure stage compression portion of the BOG multistage positive displacement compressor is configured to be detected, and the predetermined state is set. When the detected temperature of the discharge temperature is determined to be equal to or higher than a predetermined second set temperature, it is determined that the detected temperature has reached a predetermined third set temperature lower than the second set temperature. Therefore, even if the low-pressure stage side suction gas is at a higher temperature than during steady operation, it is possible to prevent the temperature of the low-pressure stage side discharge gas from exceeding the allowable operating temperature.
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。 In addition, since the temperature of the discharge gas of the low-pressure stage compression section that is the object of control is directly detected and the detected temperature is used as the control input, the low-pressure stage side discharge is caused by fluctuations in the gas demand at the supply destination. Even when the gas temperature fluctuates greatly, it is possible to reliably prevent the temperature of the low-pressure stage discharge gas from exceeding the allowable operating temperature.
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。 First, regarding the operation control method of the BOG multistage positive displacement compressor according to Embodiment 1 of the present invention, an example in which a reciprocating compressor is applied to a BOG multistage compressor will be described below with reference to FIGS. explain. FIG. 1 is a system diagram of LNG and BOG processing equipment to which the operation control method of a BOG multistage displacement compressor according to Embodiment 1 of the present invention is applied, and FIG. 2 is a BOG multistage capacity according to Embodiment 1 of the present invention. It is a figure which shows the time-dependent change of BOG temperature immediately after starting in the operation control method of a type compressor.
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。
The BOG multistage positive displacement compressor according to Embodiment 1 of the present invention compresses BOG generated by natural vaporization in an
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。
On the other hand, an LNG take-out line 3 is connected to the
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。
In the BOG multi-stage compressor 8, the low-pressure
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。
The
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。
Next, the operation control method according to Embodiment 1 of the present invention that is implemented in this facility will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the temperature curve A indicates the low-pressure stage side intake gas temperature, and the temperature curve B indicates the low-pressure stage side discharge gas temperature at the position P1 on the
<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。
<Operation control method (part 1)>
When the BOG multi-stage compressor 8 is started, the suction gas temperature of the low-pressure stage compressor 9 (the BOG temperature derived from the LNG storage tank 2) is started for a very short time as shown in the temperature curve A of FIG. Decreases gradually after keeping the hour value. When the load ratio of the BOG multi-stage compressor 8 (the ratio of the load of the low-
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。 Accordingly, the temperature of the low-pressure stage side discharge gas when the gas processing dose ratio R is the same as that in the steady operation starts from the value at the time of start-up as shown by the two-dot chain line in the temperature curve B of FIG. After the allowable temperature Th1 is exceeded, the temperature rises to the peak temperature and then gradually decreases.
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。
When the BOG multistage compressor 8 is activated, the
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。 By such an operation control method, the discharge pressure on the low pressure stage side decreases, and the temperature rise of the low pressure stage side discharge gas is suppressed as shown by the solid line of the temperature curve B in FIG. It is suppressed to Th1 or less. Then, the low-pressure stage intake gas temperature gradually decreases as described above.
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。
The
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。 For example, the low-pressure stage load is controlled to be 100% and the high-pressure stage load is set to 100%. As a result, the temperature of the low-pressure stage side discharge gas temporarily rises, but does not reach Th1. Thereafter, the low-pressure stage side intake gas temperature and the low-pressure stage side discharge gas temperature are further gradually lowered to reach a stable state in which a value in a predetermined constant range is maintained.
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。
As mentioned above, according to the operation control method of the BOG multistage positive displacement compressor which concerns on Embodiment 1 of this invention, it comprises so that the suction temperature of the low pressure
<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)。
<Example>
Here, an example of the operation control method for the BOG multistage positive displacement compressor according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
In the steady operation of the multistage displacement compressor, both the first
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。
In addition, in order to show the effect of this invention, in Table 1, the starting driving | running state of the BOG multistage positive displacement compressor which concerns on a prior art is mentioned. One is an operation mode (Comparative Example-3 in Table 1) in which the first
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。
Table 2 shows the suction / discharge temperatures of the first-
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。 On the other hand, in the startup operation state of the BOG multistage positive displacement compressor according to the first embodiment of the present invention, as shown in the example of Table 2, the first stage discharge temperature is about 135 ° C. (specifically, In the embodiment, it is suppressed to 136 ° C.). In the embodiment, the load ratio is made smaller than that in the steady operation, while the discharge pressure on the first stage is about 405 kPa (specifically, 404 kPa) in Comparative Examples-2 and 3, while This is because it is suppressed to about 335 kPa in the example.
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。
Next, the operation control method for the BOG multistage positive displacement compressor according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3 as an example in which the screw compressor is applied to the BOG multistage compressor. . FIG. 3 is a system diagram of LNG and BOG processing equipment to which the operation control method for a BOG multistage positive displacement compressor according to
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。 However, the second embodiment of the present invention differs from the first embodiment in that there are differences in the types of BOG multistage displacement compressors and the configurations of the low-pressure stage capacity adjustment device and the high-pressure stage capacity adjustment device. Since the configuration is exactly the same as in the first embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and different points will be described below.
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。
That is, in the operation control method for the BOG multistage positive displacement compressor according to the first embodiment, in the BOG multistage compressor 8 composed of a reciprocating compressor, the low
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。
On the other hand, in the operation control method of the BOG multistage positive displacement compressor according to the second embodiment shown in FIG. 3, in the BOG
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。
Also by the operation control method of the BOG multistage positive displacement compressor according to the second embodiment of the present invention, the suction temperature of the low
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。 Next, with respect to the operation control method for the BOG multistage positive displacement compressor according to Embodiment 3 of the present invention, referring to FIGS. 4 and 5 as an example where a reciprocating compressor is applied to a BOG multistage compressor. While explaining. FIG. 4 is a system diagram of LNG and BOG processing equipment to which the operation control method of the BOG multistage displacement compressor according to the third embodiment of the present invention is applied, and FIG. 5 is a BOG multistage capacity according to the third embodiment of the present invention. It is a figure which shows the time-dependent change of BOG temperature immediately after starting in the operation control method of a type compressor.
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。 However, the third embodiment of the present invention differs from the first embodiment in that there is a difference in the temperature detector mounting position and the operation control method, and the rest of the configuration is exactly the same as in the first embodiment. Therefore, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and different points will be described below.
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。
That is, the operation control method of the BOG multistage positive displacement compressor 8 according to the first embodiment detects the temperature of the low pressure stage side suction gas by the
<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。
<Operation control method (2)>
In this operation control method (part 2), when the BOG multi-stage compressor 8 is started, the
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。 For example, control is performed so that the low-pressure stage load is 25% and the high-pressure stage load is 50%. As a result, the discharge pressure on the low-pressure stage side decreases, and the temperature of the low-pressure stage discharge gas is suppressed to the operating allowable temperature Th1 or lower, as shown in the solid line of the temperature curve B in FIG. Is done. Then, the low-pressure stage intake gas temperature gradually decreases as described above.
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。
Furthermore, the
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。
Thus, according to the operation control method of the BOG multistage positive displacement compressor according to Embodiment 3 of the present invention, the discharge temperature of the low pressure
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。 As described above, according to the operation control method of the BOG multistage positive displacement compressor according to the present invention, the low pressure stage compression section with respect to the load of the high pressure stage compression section of the BOG multistage displacement compressor when the predetermined condition is met. The load ratio (load ratio) R is controlled so as to be smaller than in a case other than the predetermined state. Accordingly, the temperature of the low-pressure stage side discharge gas also decreases. Thereby, even if the low-pressure stage side suction gas is at a higher temperature than during steady operation, it is possible to prevent the temperature of the low-pressure stage side discharge gas from exceeding the allowable operating temperature.
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。 In the above embodiment, the operation control method of the BOG multistage positive displacement compressor according to the present invention is exemplified by a reciprocating compressor and a screw compressor, and the capacity adjusting device includes a suction valve unloader, a head end. The unloader and the slide valve have been described as examples. However, the present invention is not limited to these, and the operation control method of the BOG multistage positive displacement compressor according to the present invention includes various types of positive displacement compressors and various The present invention can be applied to a BOG positive displacement compressor having a capacity adjusting device having a configuration.
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
1: liquefied natural gas (LNG), 2: LNG storage tank,
3: LNG take-out line, 4: LNG pump,
5: Evaporator, 6: Gas transfer line,
7: BOG payout line,
8: BOG multistage (positive displacement) compressor (reciprocating compressor),
9: Low pressure stage compression part (1 stage side compression part),
9a: Suction valve unloader, 9b: Head end unloader,
10: High pressure stage compression part (2 stage side compression part),
10a: Suction valve unloader, 10b: Head end unloader,
11: Drive motor, 12: Intermediate line,
17: Discharge line,
18: BOG multistage (volumetric) compressor (screw type compressor),
19: Low pressure stage compression section, 19a: Slide valve,
20: High-pressure stage compression section, 20a: Slide valve,
21: Low-pressure stage capacity adjustment device, 22: High-pressure stage capacity adjustment device,
23: Junction part, 24: Pressure detector,
25: Control device, 26, 27: Temperature detector
Claims (3)
The discharge temperature of the low-pressure stage compression unit of the BOG multistage positive displacement compressor is configured to be detectable, and the predetermined state is determined when the detected temperature of the discharge temperature is equal to or higher than a predetermined second set temperature. 2. The BOG multistage positive displacement compression according to claim 1, wherein the detected temperature reaches a predetermined third set temperature lower than the second set temperature. Machine operation control method.
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