JP5688324B2 - Dew point temperature adjustment system for loading arm - Google Patents
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Description
本発明は、極低温のLNG等の液化天然ガスや冷凍エチレン等の各種の低温流体を、タンクや貯蔵庫等の一方の流体貯蔵部とタンカーやタンクローリ等の他方の流体貯蔵部との間で移し替えたり移送したりするためのローディングアームの露点温度調整システムに関する。 The present invention transfers various low-temperature fluids such as liquefied natural gas such as cryogenic LNG and refrigerated ethylene between one fluid storage unit such as a tank or a storage and the other fluid storage unit such as a tanker or a tank truck. The present invention relates to a dew point temperature adjustment system for a loading arm for changing or transferring.
従来、例えばLNGや冷凍エチレン等を積載したタンカーやタンクローリー等と、地上又は地下に固定、設置されたタンクや貯蔵庫等との間で積み替える際、インボードアームとスイベルジョイントを介して接続されたアウトボードアームを備えたローディングアームの両端を両設備に接続してLNGや冷凍エチレン等をタンカー等とタンク等との間で移し替えていた。
このようなローディングアームとして例えば特許文献1に記載されたものがある。
Conventionally, for example, when transshipping between a tanker or a tank truck loaded with LNG or frozen ethylene, etc., and a tank or storage, etc., fixed or installed on the ground or underground, it is connected via an inboard arm and a swivel joint. Both ends of a loading arm equipped with an outboard arm were connected to both facilities, and LNG, frozen ethylene, and the like were transferred between a tanker and a tank.
An example of such a loading arm is described in Patent Document 1.
図3はローディングアーム1に設けた低温用スイベルジョイント部分を配管の長手方向に沿って切断した部分断面図である。
スイベルジョイント4の上配管部7と下配管部6との嵌合部には段差に沿って僅かな間隙11が形成されており、その両端にウオーターシール12とパッキン13が嵌挿されてシールされている。間隙11内には水の浸入を防ぐために窒素ガスN2が封入されている。更に、スイベルジョイント4の配管2を構成する下配管部7の内面両端とフランジ部3a、3bとの間隙には、シール用のフランジシール14とパッキン15が嵌挿されて配管2の内周面をシールしている。
そして、ローディングアーム1の配管2内を約−164℃のLNGや約―104℃の冷凍エチレン等の極低温流体が移送されることになる。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the low-temperature swivel joint provided on the loading arm 1 cut along the longitudinal direction of the pipe.
A
Then, a cryogenic fluid such as LNG at about −164 ° C. or frozen ethylene at about −104 ° C. is transferred through the
ところで、極低温流体の移送が完了した後、次に新たな極低温流体をローディングアーム1で移送するまでの間で、一旦、配管2を外気に開放するため外気が配管2内に進入し、外気中の水分によって配管2内の水分量が上昇して露点温度が上昇する。
一方、スイベルジョイント4においては、上配管部6と下配管部7が相対回転することでウオーターシール12等が経年劣化してしまい気密性が失われることがある。
By the way, after the transfer of the cryogenic fluid is completed, until the next cryogenic fluid is transferred by the loading arm 1, the outside air enters the inside of the
On the other hand, in the swivel joint 4, the upper pipe part 6 and the
そのため、その後にローディングアーム1を使用して配管2内にLNG等の極低温流体を移送すると配管2内の温度が低下し、配管2内に生じた水分がパッキン15に付着した状態で凍結することでパッキン15の損傷を引き起こすおそれが生じる。すると、パッキン15,13等から間隙11内に浸入したわずかな水分がボール8に付着して凍結し、回転不良を起こすおそれがある。更に、パッキン15、13等の損傷によって、配管2内の極低温流体が間隙11を通して外部に漏洩するという問題が生じる。
そのため、従来は、ローディングアーム1の配管2内に、随時窒素ガスを充填して配管2内を保圧してドライング(乾燥)させ、作業員がドレン弁又はブロー弁からN2ガスを放出して露点計によって露点温度を測定して配管2内の露点温度を監視していた。
しかしながら、このような監視作業は人手を要するために煩雑である上に、ある時間間隔を開けて露点温度を計測するものであるため、配管2内の結露を十分に防ぐことができず、上述した問題を改善できなかった。
Therefore, when a cryogenic fluid such as LNG is subsequently transferred into the
For this reason, conventionally, the
However, such a monitoring operation is cumbersome because it requires labor, and in addition, since the dew point temperature is measured with a certain time interval, dew condensation in the
本発明は、このような実情に鑑みて、常時、配管内の露点温度が上昇して結露が生じることを防ぐことができるようにしたローディングアーム内の露点温度調整システムを提供することを目的とする。 In view of such circumstances, the present invention has an object to provide a dew point temperature adjusting system in a loading arm that can prevent dew point temperature in a pipe from rising and dew condensation at all times. To do.
本発明によるローディングアームの露点温度調整システムは、低温の流体を移送する配管を有するローディングアームと、ローディングアームの配管内の露点温度を検知する露点検知手段と、露点検知手段で検知した露点温度が予め設定した基準温度より高いことを検知した場合に不活性ガスを配管内に供給する制御手段とを備え、不活性ガスによって配管内の露点温度を基準温度以下に制御するようにしたことを特徴とする。
本発明によれば、ローディングアームの配管内に設けた露点検知手段によって露点温度を検知して制御手段に出力し、制御手段では露点温度が流体の含水率に応じて予め設定した基準温度より高いことを判別すると、不活性ガスを配管内に供給することで、配管内の露点温度を基準温度以下に制御することができる。
そのため、ローディングアームによって低温の流体を移送する前段階で、ローディングアームを組み立てたりローディングアームの吐出口を開放したりすると、外気が配管内部に進入して水分量が増大して露点温度が基準温度より上昇して結露し得るが、乾燥した不活性ガスを配管内に充填することで露点温度を基準温度より低下させることができて、配管内に結露することを防止できる。
A dew point temperature adjusting system for a loading arm according to the present invention includes a loading arm having a pipe for transferring a low temperature fluid, a dew point detecting means for detecting the dew point temperature in the pipe of the loading arm, and a dew point temperature detected by the dew point detecting means. And a control means for supplying an inert gas into the pipe when it is detected that the temperature is higher than a preset reference temperature, and the dew point temperature in the pipe is controlled below the reference temperature by the inert gas. And
According to the present invention, the dew point temperature is detected by the dew point detection means provided in the piping of the loading arm and output to the control means. In the control means, the dew point temperature is higher than the reference temperature set in advance according to the moisture content of the fluid. If it discriminate | determines this, the dew point temperature in piping can be controlled below to reference temperature by supplying an inert gas in piping.
Therefore, when the loading arm is assembled or the discharge port of the loading arm is opened before the low temperature fluid is transferred by the loading arm, the outside air enters the inside of the pipe and the moisture content increases, so that the dew point temperature becomes the reference temperature. Although it can rise further and form dew condensation, the dew point temperature can be lowered below the reference temperature by filling the dry inert gas into the pipe, and it is possible to prevent the dew condensation from occurring in the pipe.
また、配管内に不活性ガスを供給するための供給バルブと配管から不活性ガスを放出させる開閉バルブとを設け、これら吐出バルブと開閉バルブを開閉操作することで、配管内の保圧と放出を行って露点温度を低下させるようにしてもよい。
配管内に設けた露点検知手段によって露点温度をモニタリングし、測定した露点温度が基準温度より高いことを判別すると、不活性ガスを配管内に供給して保圧と放出を繰り返すことで水分を外部へ放出して、配管内の露点温度を基準温度以下に低下させて結露を防止できる。
In addition, a supply valve for supplying inert gas into the pipe and an open / close valve for releasing the inert gas from the pipe are provided. By opening and closing the discharge valve and the open / close valve, pressure holding and discharge in the pipe May be used to lower the dew point temperature.
When the dew point temperature is monitored by the dew point detection means provided in the pipe and it is determined that the measured dew point temperature is higher than the reference temperature, the inert gas is supplied into the pipe and the moisture is removed by repeating holding pressure and releasing. And the dew point temperature in the pipe can be lowered below the reference temperature to prevent condensation.
なお、露点検知手段は、露点トランスミッターであることが好ましい。
配管内に露点トランスミッターを設けることで、配管内の露点温度を常時モニタリングできる。
また、露点検知手段は、ローディングアームの配管における流体を流入する入口と流体を排出する出口のいずれか一方または両方に設けられていることが好ましい。
配管の入口と出口の少なくとも1箇所に露点検知手段を設ければ、配管内の露点温度は検知可能であり、入口と出口に設けるのであればローディングアームの作動の邪魔にならない。
また、低温、特に極低温の流体はLNGまたは冷凍エチレンであり、不活性ガスは液体窒素を気化した窒素ガスであることが好ましい。
The dew point detection means is preferably a dew point transmitter.
By installing a dew point transmitter in the pipe, the dew point temperature in the pipe can be monitored constantly.
Moreover, it is preferable that the dew point detection means is provided at one or both of an inlet for injecting fluid and an outlet for discharging fluid in the piping of the loading arm.
If dew point detection means is provided at least at one of the inlet and outlet of the pipe, the dew point temperature in the pipe can be detected, and if it is provided at the inlet and outlet, it does not interfere with the operation of the loading arm.
Further, it is preferable that the low temperature fluid, particularly the cryogenic fluid is LNG or frozen ethylene, and the inert gas is nitrogen gas obtained by vaporizing liquid nitrogen.
本発明によるローディングアームの露点温度調整システムによれば、配管内に設けた露点検知手段によって露点温度を検知して制御手段で露点温度が予め設定した基準温度より高いことを判別すると、不活性ガスを配管内に供給することで配管内の露点温度を基準温度以下に制御して、配管内で結露することを防止できる。そのため、低温の流体を配管で移送する際に配管内で水分が結露することを防ぎ、結露した水分の凍結によってパッキン等のシール部材を損傷して流体が外部へ漏洩することを防止できる。
また、露点検知手段で露点温度をモニタリングすることで、露点温度を基準温度以下に維持できる。
According to the dew point temperature adjusting system for a loading arm according to the present invention, when the dew point temperature is detected by the dew point detecting means provided in the pipe and the control means determines that the dew point temperature is higher than the preset reference temperature, the inert gas is detected. By supplying to the inside of the pipe, the dew point temperature in the pipe can be controlled to a reference temperature or lower to prevent dew condensation in the pipe. Therefore, it is possible to prevent moisture from condensing in the pipe when transferring a low-temperature fluid through the pipe, and to prevent the fluid from leaking to the outside by damaging a seal member such as packing due to freezing of the condensed water.
Also, by monitoring the dew point temperature with the dew point detection means, the dew point temperature can be maintained below the reference temperature.
以下、本発明の実施の形態によるローディングアームの露点温度調整システムを図1及び図2により説明する。なお、本実施形態によるローディングアームの配管は上述した図3に示す従来技術と同様な構成を有するものであり、これら同一または同様の部材には同一の符号を用いて説明する。
図1は本発明の実施の形態によるローディングアーム20の露点温度調整システム21を示すものである。ローディングアーム20は、例えばLNG等の液化天然ガスを貯蔵する陸地のタンク等(第一流体貯蔵部)からタンカーやタンクローリー等(第二流体貯蔵部)に流体を積み出すためにタンク等とタンカー等にローディングアーム20の配管2の両端を接続して、タンク等から流体を送り出す。或いは、逆にタンカー等からタンク等に流体を積み替える際に使用する。
Hereinafter, a dew point temperature adjustment system for a loading arm according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The piping of the loading arm according to the present embodiment has the same configuration as the prior art shown in FIG. 3 described above, and the same or similar members will be described using the same reference numerals.
FIG. 1 shows a dew point
図1に示す露点温度調整システム21は、ローディングアーム20の配管2内に窒素ガスN2を供給する窒素ガス供給手段22が設けられ、ローディングアーム20の配管2の入口2aと出口2bには露点検知手段として露点トランスミッター23(便宜上、符号23a、23bとする)がそれぞれ取り付けられている。
また、露点トランスミッター23a、23bは、電気配線24aを介して絶縁バリア25と制御手段26に接続され、露点トランスミッター23a、23bで検知された露点温度に関する情報信号を制御手段26に送信している。また、制御手段26で演算処理された結果はパーソナルコンピュータ27を介してディスプレイモニター28及びプリンター29に送信可能である。
そして、ローディングアーム20、窒素ガス供給手段22等は桟橋や貯蔵施設等の危険場所に設置される一方で、絶縁バリア25、制御手段26、パーソナルコンピュータ27、ディスプレイモニター28及びプリンター29は危険場所から離れたオフィス等の安全場所に設置されている。なお、絶縁バリア25は回路を安全回路に切り換える手段であるが、省略してもよい。
The dew point
The
The
次に露点温度調整システム21について図1及び図2により詳細に説明する。
図1及び図2にはローディングアーム20の概略構成が開示されており、例えば図示しないタンク等の貯蔵施設と配管を介してベースライザー31が立設して固定されている。ベースライザー31の他端はスイベルジョイント32を介してインボードアーム33に接続され、インボードアーム33はスイベルジョイント32によって例えば垂直旋回及び水平旋回可能とされている。
インボードアーム33の他端はスイベルジョイント34を介してアウトボードアーム35に接続され、アウトボードアーム35はスイベルジョイント34に対して例えば垂直旋回可能とされている。アウトボードアーム35の他端にはタンカー等への接続口36が設けられている。この接続口36はスイベルジョイント38によって例えば垂直旋回及び水平旋回可能とされている。ローディングアーム20には、更にバランスウエイト37が取り付けられている。
Next, the dew point
1 and 2 disclose a schematic configuration of the
The other end of the
そして、これらローディングアーム20のベースライザー31、スイベルジョイント32、インボードアーム33、スイベルジョイント34、そしてアウトボードアーム35、スイベルジョイント38内に配管2(図3参照)が連通して形成されている。この配管2には、例えば−164℃のLNG等の液化天然ガスや−104℃の冷凍エチレン等の極低温流体が移送可能とされている。ここで、配管2内を流れるLNGや冷凍エチレン等の極低温流体を含む低温流体とは、配管2内で水分が凍結可能な温度、例えば0℃以下の温度の流体をいう。
図2に示すベースライザー31の基部には配管2の入口近傍から分岐された分岐管2aが配設され、この入口側の分岐管2a内に第一の露点トランスミッター23aが取り付けられている。また、アウトボードアーム35またはスイベルジョイント38の接続口36の近傍には配管2の分岐管2bが配設され、この出口側の分岐管2bには第二の露点トランスミッター23bが取り付けられている。
A pipe 2 (see FIG. 3) is formed in communication with the
A
また、図1において、窒素ガス供給手段22は、不活性ガスとして例えば液体窒素を気化した高純度の窒素ガスN2が充填されたガスタンク42と、一端がガスタンク42に接続されていて窒素ガスN2をローディングアーム20の配管2内に搬送するガス配管43とが設けられている。ガス配管43の一端部には制御手段26によって開閉を制御されるガスバルブ45が設けられている。同様に、ガス配管43の他端近傍には制御手段26によって窒素ガスN2の配管2内への供給と遮断を制御する供給バルブ47が設けられている。
また、アウトボードアーム35内の配管2の接続口36には、制御手段26によって接続口36からの窒素ガスの放出と閉塞を制御する開閉バルブ50が設けられている。
In FIG. 1, the nitrogen gas supply means 22 includes a
The
次に、第一及び第二の露点トランスミッター23a,23bから露点温度に関する情報信号を受け取る制御手段26には、各露点トランスミッター23a,23bで検知された露点温度が、規定の含水率に対応する予め設定された基準温度、例えば−30℃(含水率0.05%)を上回るか否かを判別する判別手段52と、露点温度が基準温度より大きい場合、窒素ガス供給手段22から窒素ガスN2を配管2に供給する指示信号を出力する作動手段53とが設けられている。
なお、露点温度の基準温度として−30℃(含水率0.05%)に代えて−30℃〜−40℃(含水率0.019%)の範囲内に基準温度を設定してもよく、この範囲内のいずれかの温度に基準温度を設定すれば乾燥状態が得られて好ましい。
Next, in the control means 26 that receives information signals regarding the dew point temperature from the first and second
The reference temperature may be set within the range of -30 ° C to -40 ° C (water content 0.019%) instead of -30 ° C (water content 0.05%) as the reference temperature of the dew point temperature. It is preferable to set the reference temperature to any temperature within this range because a dry state can be obtained.
作動手段53からの指示信号は、ガスバルブ45、供給バルブ47、開閉バルブ50に出力されて各バルブの開閉を制御する。作動手段53では所定時間間隔で供給バルブ47の開閉と開閉バルブ50の開閉を繰り返し指示して、配管2内の保圧と放出を繰り返すように制御させる。
また、作動手段53からの信号により、モニターディスプレイ28で露点温度や指示内容等の各種情報を画像表示し、プリンター29でプリントすることができる。
なお、本実施形態による露点温度調整システム21は、図1に示す1つのローディングアーム20について説明したが、複数のローディングアーム20が配列されていて、各ローディングアーム20毎に露点トランスミッター23a、23bが個別に設けられていて、それぞれまたは1つの制御手段26を含む露点温度調整システム21が構成されているものとする。
The instruction signal from the operation means 53 is output to the
In addition, various information such as dew point temperature and instruction content can be displayed on the
Although the dew point
本実施形態によるローディングアーム20の露点温度調整システム21は上述の構成を備えており、次にこのシステム21を用いた露点温度調整方法を説明する。
本実施形態によるローディングアーム20の露点温度調整システム21は、ローディングアーム20の不使用時、即ち配管2内を−164℃程度のLNGや−104℃程度の冷凍エチレン等の極低温流体が移送されていない状態で、配管2内の露点温度を結露が生じない温度に制御するものである。そして、ローディングアーム20を組み立てる際や、その使用に際して吐出口36を開放すると、配管2内に空気が入るため、配管2内の水分量が増大する。
The dew point
The dew point
このような状況において、本実施形態による露点温度調整システム21では、第一及び第二の露点トランスミッター23a、23bによってローディングアーム20の配管2内の入口と出口付近の露点温度をそれぞれ測定する。各露点温度の情報信号は電気配線24aを通って制御手段26に入力され、制御手段26内の判別手段52で測定された露点温度が、予め設定した基準温度(例えば−30℃)より大きいか否かを判断する。
In such a situation, in the dew point
ここで、測定された露点温度が基準温度より大きい場合には、配管2内に空気中の水分が結露し易くなる。そのため、判別手段52でこれを検知した場合、作動手段53から電気配線24bを介して開放信号を出力し、ガスバルブ45及び供給バルブ47を開放させる。
これによって、高純度の窒素ガスN2が充填されたガスタンク42から窒素ガスN2が管路43を通して供給バルブ47からローディングアーム20の配管2内に充填される。一方、開閉バルブ50によって配管2の吐出口38を閉弁する。これによってローディングアーム20の配管2内を窒素ガスで保圧する。
次に、所定時間後に、作動手段53によって配管2の供給バルブ47を開放に維持すると共に、吐出口38を開閉弁50で開弁させる。これによって、配管2内の水分を含む空気を外部に放出する。或いは、作動手段53によって配管2の供給バルブ47を閉弁させると共に、吐出口38を開閉弁50で開弁させることで配管2内の空気を外部に放出させてもよい。
Here, when the measured dew point temperature is higher than the reference temperature, moisture in the air tends to be condensed in the
Thus, the nitrogen gas N 2 from
Next, after a predetermined time, the
そして、再度、供給バルブ47を開放させると共に開閉弁50を閉弁させることで、窒素ガスN2を配管2内に充填して保圧する。
このような供給バルブ47と開閉バルブ50による開閉作業を繰り返すことによって配管2内の保圧と放出を繰り返して配管2内の水分を徐々に放出して、露点温度が基準温度以下になるように調整する。これによって、配管2内で気体中の含水率が減少し、結露することを防止できる。
Then, the
By repeating the opening / closing operation by the
一方、露点トランスミッター23a、23bで測定された露点温度が基準温度より小さい場合には、制御手段26の判別手段52でこれを判別する。この場合には、配管2内の気体の含水率が少なく乾燥状態に近い状態となり、結露することがないので、引き続き配管2内の露点をモニタリングする。
On the other hand, when the dew point temperature measured by the
上述のように、本実施形態によるローディングアーム20の露点温度調整システム21によれば、配管2内に設けた露点トランスミッター23a、23bによって露点温度を継続してモニタリングできる。そして、測定した露点温度が基準温度より高いことを判別すると、窒素ガスN2を配管2内に供給して保圧と放出を繰り返すことで、配管2内の露点温度を基準温度以下に低下して結露を防止できる。そのため、配管2内を常に基準温度以下に相当する露点温度に維持できる。
そして、低温の流体を配管2で移送する際に、配管2内で結露が生じることを確実に防止し、結露した水分の凍結によってパッキン等のシール部材が損傷することや流体が外部へ漏洩することを防止できる。
しかも、配管2の入口と出口付近の少なくとも1箇所に露点トランスミッター23を設ければ配管2内の露点温度を測定可能であり、ローディングアーム20の作動の邪魔にならない。
As described above, according to the dew point
Then, when transferring a low-temperature fluid through the
In addition, if the dew point transmitter 23 is provided at least at one location near the inlet and the outlet of the
なお、本発明によるローディングアーム20の露点温度調整システム21は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り種々の変更が可能である。
例えば、露点トランスミッター23はローディングアーム20の入口と出口にそれぞれ設けたがいずれか1つでもよいし、配管2への設置場所は任意の位置を選択できる。或いは、露点トランスミッター23は3個以上設置してもよい。
また、制御手段26で露点温度の基準温度を設定する場合、基準温度は−30℃や−40℃に限定されるものではなく、配管2内の必要とする気体の含水率に応じて任意の温度に設定できる。
The dew point
For example, although the dew point transmitter 23 is provided at each of the entrance and the exit of the
Moreover, when setting the reference temperature of dew point temperature with the control means 26, reference temperature is not limited to -30 degreeC or -40 degreeC, According to the moisture content of the gas required in the
また、上述の実施形態では、配管2内の露点温度を基準温度以下に制御するために、配管内に供給バルブ47と開閉バルブ50の開閉を繰り返して、配管2内の窒素ガスの充填による保圧と放出を繰り返すことで、水分を外気に放出して露点温度が基準温度以下になるように調整することとしたが、必ずしも保圧と放出を繰り返す必要はない。例えば、窒素ガスN2等の不活性ガスを配管2内に充填して封入することで配管2内の雰囲気を乾燥させて水分の比率を基準の水分量以下に低減させて、露点温度を低下させて配管2内で水分が結露することを防止するようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, in order to control the dew point temperature in the
なお、上述の実施形態では複数のローディングアーム20にそれぞれ露点トランスミッター23を取り付けて個別に露点温度を検知するようにしたが、これに代えて制御手段26に接続された電気配線24aを分岐させて複数のローディングアーム20の各配管に露点トランスミッター23を取り付けた構成を採用してもよい。この場合には、各露点トランスミッター23または分岐された各電気配線24aに切換手段を設けて選択的にいずれかのローディングアーム20の配管20内の露点温度を検知して、配管2内の露点温度を調整するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the dew point transmitter 23 is attached to each of the plurality of loading
20 ローディングアーム
21 露点温度調整システム
22 窒素ガス供給手段
23,23a、23b 露点トランスミッター
24a、24b 電気配線
26 制御手段
42 ガスタンク
45 ガスバルブ
47 供給バルブ
50 開閉バルブ
52 判別手段
53 作動手段
20
Claims (4)
該ローディングアームの配管内の露点温度を検知する露点検知手段と、
該露点検知手段で検知した露点温度が予め設定した基準温度より高いことを検知した場合に不活性ガスを前記配管内に供給する制御手段とを備え、
前記不活性ガスによって前記配管内の露点温度を基準温度以下に制御するようにしたことを特徴とするローディングアームの露点温度調整システム。 A loading arm having a pipe for transferring a low-temperature fluid;
Dew point detecting means for detecting the dew point temperature in the piping of the loading arm;
Control means for supplying an inert gas into the pipe when it is detected that the dew point temperature detected by the dew point detection means is higher than a preset reference temperature;
A dew point temperature adjustment system for a loading arm, wherein the dew point temperature in the pipe is controlled to a reference temperature or lower by the inert gas.
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