JPH0392700A - Boil-off gas processing method of low temperature liquefied gas - Google Patents
Boil-off gas processing method of low temperature liquefied gasInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はＬＮＧ等の低温液化ガスのタンク内に発生する
ボイルオフガス（以下、ＢＯＧという）を抽出し加圧し
て需要先に供給するためのボイルオフガス処理方法に関
するものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention is a method for extracting boil-off gas (hereinafter referred to as BOG) generated in a tank of low-temperature liquefied gas such as LNG, pressurizing it, and supplying it to a consumer. The present invention relates to a boil-off gas treatment method.
１
低温液化ガス（たとえばＬＮＧ，以下、この例で説明す
る）を貯蔵したタンク内の液面からは、外部からの入熱
や液面変動等により絶えずＢＯＧが発生する。このため
、このＢＯＧをタンク内から抽出してタンク内圧を一定
に保つ必要がある。1. BOG is constantly generated from the liquid level in a tank storing low-temperature liquefied gas (for example, LNG, which will be explained below using this example) due to external heat input, liquid level fluctuations, etc. Therefore, it is necessary to extract this BOG from inside the tank to keep the tank internal pressure constant.
第２図には、ＬＮＧ受入れ基地におけるＢＯＧの処理を
含めたＬＮＧのフローを示している。FIG. 2 shows the flow of LNG including BOG processing at the LNG receiving terminal.
ＬＮＧタンク１内からＬＮＧラインＬｌに取出されたＬ
ＮＧは、一次ＬＮＧボンプ２によりたとえば１０ｋ９／
ｃｄ程度まで加圧された後、低圧ラインＬｉｔと高圧ラ
インＬ１２とに分岐される。このうち、低圧ラインＬｌ
ｌのＬＮＧは低圧ベーパライザ３で気化した後、ミキシ
ングタンク４を経て低圧需要先（たとえば発電所）に供
給される。また、高圧ラインＬ１２のＬＮＧは、二次Ｌ
ＮＧボンプ５でたとえば７ ０ ｋｅ ／ ｃｄ程度ま
で加圧され、高圧ベーパライザ６による気化、および図
示しない熱量調整器による熱量調整を経た後、高圧需要
先（たとえば都市ガスパイプライン）に供給される。L taken out from LNG tank 1 to LNG line Ll
NG is generated by the primary LNG pump 2, for example, 10k9/
After being pressurized to about cd, it is branched into a low pressure line Lit and a high pressure line L12. Among these, low pressure line Ll
1 of LNG is vaporized in a low-pressure vaporizer 3 and then supplied to a low-pressure demand destination (for example, a power plant) via a mixing tank 4. In addition, the LNG of the high pressure line L12 is
It is pressurized to, for example, about 70 ke/cd by the NG pump 5, vaporized by the high-pressure vaporizer 6, and adjusted by a calorific value regulator (not shown), and then supplied to a high-pressure demand destination (for example, a city gas pipeline).
一方、タンク１内に発生するＢＯＧは、ＬＮＧ２
ラインＬＬとは別のＢＯＧラインＬ２に抽出され、ＢＯ
Ｇ圧縮機７によりたとえば１０ｋｅ／ｃｄ程度まで加圧
された後、ミキシングタンク４に送られ、低圧ベーパラ
イザ３で気化したＬＮＧベーパ（以下、ＮＧという）と
合流して低圧需要先へ送られる。On the other hand, BOG generated in tank 1 is extracted to BOG line L2, which is separate from LNG2 line LL, and BOG
After being pressurized to, for example, about 10 ke/cd by the G compressor 7, it is sent to the mixing tank 4, where it is combined with LNG vapor (hereinafter referred to as NG) vaporized by the low-pressure vaporizer 3 and sent to a low-pressure demand destination.
この場合、タンク１から抽出されるＢＯＧは、１． ５
０ ’Ｃ〜−１３０℃と極低温であるところから、従
来はＢＯＧ圧縮機７として、このＢＯＧをそのまま加圧
処理する極低温圧縮機を用いている，なお、大規模基地
の場合、このＢＯＧ圧縮機７として、通常、大容量向き
のターボ式極低温圧縮機７ａと中・小容量向きのレシプ
ロ式極低温圧縮機７ｂとを並列に設け、定常運転時には
レシプロ式圧縮機７ｂを用い、ＬＮＧ船８からのＬＮＧ
大量受入れ時にはターボ式圧縮機７ａを運転する構戊を
とっている。また、このターボ式圧縮機７ａを用いる場
合、同圧縮機の特性として吸込みガス温度が上がり過ぎ
ると圧力がたたなくなるため、３
図示のように圧縮機７の入口側にＢＯＧ冷却ドラム９を
設け、ここでＬＮＧをスプレーして吸込みＢＯＧの温度
制御を行なうようにしている。１． ０はリターンガス
ブロワである。In this case, the BOG extracted from tank 1 is 1. 5
Since the temperature is extremely low, ranging from 0'C to -130℃, a cryogenic compressor that pressurizes this BOG as it is is conventionally used as the BOG compressor 7.In addition, in the case of large-scale bases, this BOG As the compressor 7, a turbo type cryogenic compressor 7a for large capacity and a reciprocating type cryogenic compressor 7b for medium/small capacity are usually installed in parallel, and during steady operation, the reciprocating type compressor 7b is used to compress LNG. LNG from ship 8
When receiving a large amount, the turbo compressor 7a is operated. In addition, when using this turbo compressor 7a, a BOG cooling drum 9 is installed on the inlet side of the compressor 7 as shown in Figure 3, because as a characteristic of the compressor, if the temperature of the suction gas rises too much, the pressure will not build up. Here, LNG is sprayed to control the temperature of the suction BOG. 1. 0 is a return gas blower.
ところが、このような従来のＢＯＧ処理方法によると、
上記のようにＢＯＧ圧縮機７として特殊構造の高価な極
低温圧縮機を用いているため、設備費が高くつく。However, according to this conventional BOG processing method,
As mentioned above, since an expensive cryogenic compressor with a special structure is used as the BOG compressor 7, the equipment cost is high.
また、極低温で運転するため、起動時にクールダウン（
ならし運転）が必要となり、運転開始が遅くなるという
問題があった。In addition, since it operates at extremely low temperatures, a cool-down (
There was a problem that the start of operation was delayed because a break-in operation was required.
そこで本発明は、ＢＯＧ圧縮機として、安価で、クール
ダウンの必要もない常温型スクリュー圧縮機を使用する
ことができる低温液化ガスのＢＯＧ処理方法を提供する
ものである。Therefore, the present invention provides a BOG processing method for low-temperature liquefied gas, in which an inexpensive room-temperature screw compressor that does not require cooling down can be used as the BOG compressor.
本発明は、液化天然ガス等の低温液化ガスを貯蔵するタ
ンクから抽出したボイルオフガスを、圧縮機により需要
先への供給圧力まで加圧する低温液化ガスのボイルオフ
ガス処理方法において、上４
記圧縮機として常温型のスクリュー圧縮機を用い、かつ
、ボイルオフガスを、このスクリュー圧縮機に入る前に
、同圧縮機の冷却排熱を熱源とするサクションガスヒー
タにより加熱するものである。The present invention provides a boil-off gas treatment method for low-temperature liquefied gas, in which boil-off gas extracted from a tank storing low-temperature liquefied gas such as liquefied natural gas is pressurized to a supply pressure to a consumer using a compressor. In this method, a normal temperature screw compressor is used, and the boil-off gas is heated by a suction gas heater using the cooling exhaust heat of the compressor as a heat source before entering the screw compressor.
この発明によると、常温型のスクリュー圧縮機を用いる
ため、すなわち、ボイルオフガスを圧縮前にサクション
ガスヒータで加熱することによって常温型スクリュー圧
縮機を用いることが可能となるため、設備費が安くてす
む。また、起動時のクールダウンの必要がなくなる。さ
らに、スクリュー圧縮機の特性として、経済性、耐久性
、信頼性にすぐれたものとなる。According to this invention, since a room-temperature screw compressor is used, that is, by heating the boil-off gas with a suction gas heater before compression, it becomes possible to use a room-temperature screw compressor, which reduces equipment costs. . Also, there is no need for a cooldown at startup. Furthermore, the screw compressor has excellent economic efficiency, durability, and reliability.
加えて、従来のレシプロ式圧縮機では負荷制御が２５％
、５０％・・・１００％という段階制御となるのに対し
、無段階の負荷制御が可能となるため、運転が容易とな
る。In addition, with conventional reciprocating compressors, load control is only 25%.
, 50%...100%, whereas stepless load control is possible, making operation easier.
また、サクションガスヒータ用の特別な熱源を付加する
必要がないため、設備コストおよび運転コストが安くて
すむ。Furthermore, since there is no need to add a special heat source for the suction gas heater, equipment costs and operating costs are low.
５ 〔実施例〕 本発明の実施例を第１図によって説明する。5 〔Example〕 An embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG.
この実施例では、従来説明に合せてＬＮＧ受入れ基地に
おけるＢＯＧ処理システムを例にとっている。また、こ
の実施例においては、ＬＮＧ本流の処理フローは第２図
に示す従来方法と同じにつき、その図示、説明を省略す
る
１１はＬＮＧタンクで、このタンク１１内に発生するＢ
Ｏ Ｇ ｆＪ＜ Ｂ Ｏ ＧラインＬ３に抽出される
。In this embodiment, in accordance with the conventional explanation, a BOG processing system at an LNG receiving terminal is taken as an example. In addition, in this embodiment, the LNG main stream processing flow is the same as the conventional method shown in FIG.
OG fJ<B Extracted to O G line L3.
このＢＯＧラインＬ３には、サクションガスヒータエ２
が設けられ、一工５０℃〜−１３０℃の抽出ＢＯＧがこ
のサクションガスヒータ１２により加熱されて−４０℃
程度まで昇温した後、常温型ＢＯＧ圧縮機としてのスク
リュー圧縮機１３に送られ、この圧縮機１３で低圧需要
先に対する供給圧（たとえば１０ｋＩｌ１／ｃｄ）まで
加圧される。この加圧されたＢＯＧは、従来同様、ミキ
シングタンクに送られ、ＮＧと合流して需要先へ供給さ
れる。This BOG line L3 has a suction gas heater 2.
is provided, and the extraction BOG at 50°C to -130°C is heated by this suction gas heater 12 to -40°C.
After the temperature is raised to a certain level, it is sent to a screw compressor 13 as a normal temperature type BOG compressor, and is pressurized by this compressor 13 to a supply pressure (for example, 10 kIl1/cd) to a low-pressure consumer. As in the past, this pressurized BOG is sent to a mixing tank, combined with NG, and supplied to a consumer.
スクリュー圧縮機１３は、運転中、冷却水ライ６
ンＬ４中を循環する冷却水によって冷却され、この冷却
水ラインＬ４におけるスクリュー圧縮機工３の出口側部
分がサクションガスヒーター２に熱媒（たとえばフロン
）加熱源として導入されている。すなわち、スクリュー
圧縮機１３の運転熱が冷却水を介してザクションガスヒ
ーター２に熱源として取込まれるように構威されている
。During operation, the screw compressor 13 is cooled by cooling water circulating in the cooling water line L4, and the exit side portion of the screw compressor 3 in the cooling water line L4 is supplied with a heat medium (for example, freon) to the suction gas heater 2. ) is introduced as a heating source. In other words, the operating heat of the screw compressor 13 is taken into the suction gas heater 2 as a heat source via the cooling water.
なお、圧縮機土３の動力排熱容量は、通常、Ｂ○Ｇ加熱
熱容量に対し十分大きい。従って、サクションガスヒー
ター２の熱源不足はなく、むしろ熱源の熱量が過剰とな
る場合がある。そこで、サクションガスヒーター２の出
口側に冷却塔１４が設けられ、圧縮機人口側の冷却水温
度が高くなった場合に、これを検出する図示しない温度
センサからの信号に基づき、ヒーター２から出た冷却水
がこの冷却塔１４に導入されて圧縮機冷却用として適当
な温度（たとえば約３２°Ｃ）まで冷却されるように構
成されている。１５は冷却塔ポンプである。Note that the power exhaust heat capacity of the compressor soil 3 is usually sufficiently larger than the B○G heating heat capacity. Therefore, there is no shortage of heat source for the suction gas heater 2, but rather there is a case where the amount of heat of the heat source becomes excessive. Therefore, a cooling tower 14 is provided on the outlet side of the suction gas heater 2, and when the temperature of the cooling water on the compressor side becomes high, the cooling water is output from the heater 2 based on a signal from a temperature sensor (not shown) that detects this. The cooling water is introduced into the cooling tower 14 and cooled to an appropriate temperature (for example, about 32° C.) for cooling the compressor. 15 is a cooling tower pump.
また、冷却水ラインＬ４には、他に、冷却水循７
環用のポンプ１６、冷却水を冷却水ラインＬ４に補充す
る冷却水レシーバタンク１７が設けられている。さらに
、圧縮機１３の冷却水出口側に、スチームを熱源とする
スタートアップヒーター８が設けられ、運転開始時等、
圧縮機出口水温が低い場合に、このスタートアップヒー
ター８が作動して水温を上昇させうるように構成されて
いる。１９はこのスタートアップヒーター８ｊこ対する
スチムの供給、停止を制御するノーマルクローズのヒー
タ制御弁である。The cooling water line L4 is also provided with a pump 16 for circulating cooling water and a cooling water receiver tank 17 for replenishing the cooling water line L4 with cooling water. Furthermore, a startup heater 8 that uses steam as a heat source is provided on the cooling water outlet side of the compressor 13, and is installed at the start of operation, etc.
The startup heater 8 is configured to operate to raise the water temperature when the compressor outlet water temperature is low. Reference numeral 19 denotes a normally closed heater control valve that controls the supply and stop of the steam to the startup heater 8j.
ところで、スクリュー圧縮機１３は、その特性として、
吸込みガス温度が低くなり過ぎると潤滑油の流動低下等
によって運転不能に陥る。そこで、同圧縮機１３の吸込
みＢＯＧ温度を監視し、圧縮機１３が低温ＢＯＧを吸込
まないようにするために次のような低温ＢＯＧ吸込み防
止システムがとられている。By the way, the screw compressor 13 has the following characteristics:
If the suction gas temperature becomes too low, the flow of lubricating oil will decrease and operation will become impossible. Therefore, in order to monitor the BOG temperature sucked into the compressor 13 and prevent the compressor 13 from sucking in low-temperature BOG, the following low-temperature BOG suction prevention system is used.
まず、サクションガスヒーター２および冷却水循環用の
ポンプ１６には、それぞれ予備機（図示せず）が並列に
設けられ、作動不調時にこの予備８
機に切換えられるようになっている。First, the suction gas heater 2 and the cooling water circulation pump 16 are each provided with standby units (not shown) in parallel, so that they can be switched to these eight standby units in the event of malfunction.
一方、センサ類として、吸込みＢＯＧ温度を検出するＢ
ＯＧ温度センサ２０と、冷却水の圧縮機出口側温度を検
出する冷却水温度センサ２１と、冷却水ラインＬ４中の
冷却水流量を検出する流量センサ２２と、サクションガ
スヒーター２の熱媒の温度を検出する熱媒温度センサ２
３とが設けられている。On the other hand, as sensors, B detects the suction BOG temperature.
An OG temperature sensor 20, a cooling water temperature sensor 21 that detects the compressor outlet temperature of the cooling water, a flow rate sensor 22 that detects the flow rate of cooling water in the cooling water line L4, and the temperature of the heat medium of the suction gas heater 2. Heat medium temperature sensor 2 that detects
3 is provided.
これら各センサ２０，２１．，２２．２３からの信号は
コントローラ２４に取込まれ、このコントローラ２４に
よりそれぞれの検出値が表示されるとともに、ＢＯＧ温
度の低下に対して警報が出される。Each of these sensors 20, 21 . , 22, and 23 are taken into the controller 24, which displays the respective detected values and issues an alarm for a decrease in BOG temperature.
すなわち、コントローラ２４には、予め、スクリュー圧
縮機１３の吸込みガス温度として規制すべき温度範囲（
たとえば基準温度として−４０℃、最低温度として−６
０゜Ｃ）、および冷却水温度、冷却水流量、ヒータ熱媒
温度の適正値が設定される。That is, the controller 24 is programmed in advance to determine the temperature range (
For example, the reference temperature is -40℃, the minimum temperature is -6
0°C), and appropriate values for the cooling water temperature, cooling water flow rate, and heater heat medium temperature are set.
そして、運転中、検出されたＢＯＧ温度が、上９
記設定された基準温度（−４０°Ｃ）よりも低くなった
場合に、コントローラ２４から一次警報が出される。従
って、この警報に基づき、監視員が圧縮機ｌ３および冷
却水循環用ポンプ１６の稼働状況や、表示された冷却水
温、冷却水流量、ヒータ熱媒温度等から異常原因、異常
個所を割出し、対策を講じることができる。During operation, if the detected BOG temperature becomes lower than the set reference temperature (-40°C) described above, the controller 24 issues a primary alarm. Therefore, based on this alarm, the supervisor determines the cause and location of the abnormality from the operating status of the compressor l3 and the cooling water circulation pump 16, the displayed cooling water temperature, cooling water flow rate, heater heat medium temperature, etc., and takes countermeasures. can be taken.
また、冷却水流量、およびサクションガスヒータ１２の
熱媒温度の異常低下に対しては、コントローラ２４から
予備機切換信号が出され、これらが予備機に自動的に切
換えられる。一方、圧縮機出口水温の異常低下に対して
は、コントローラ２４からの信号に基づき、スタートア
ップヒータ１８のヒータ制御弁１９が開かれて同ヒータ
１８が作動し、水温上昇に向けて制御される。Further, in response to an abnormal drop in the cooling water flow rate and the heat medium temperature of the suction gas heater 12, a standby unit switching signal is issued from the controller 24, and these units are automatically switched to the standby units. On the other hand, in response to an abnormal drop in the water temperature at the compressor outlet, the heater control valve 19 of the startup heater 18 is opened based on a signal from the controller 24, the heater 18 is operated, and the water temperature is controlled to rise.
さらに、このような各対策にもかかわらず、ＢＯＧ温度
が設定最低温度（一６０°Ｃ）を超えた場合には、二次
警報が出されると同時に、コントローラ２４から圧縮機
１３に停止信号が出され、圧縮機１３の運転が停止する
。なお、この圧縮機１．ｌ０
３の運転停止によりタンク１１の内圧が上昇した場合に
は、リターンガスラインＬ５に設けられた図示しないフ
レアスタックによりＢＯＧが系外に排出される。Furthermore, despite these measures, if the BOG temperature exceeds the set minimum temperature (-60°C), a secondary alarm will be issued and at the same time a stop signal will be sent from the controller 24 to the compressor 13. and the operation of the compressor 13 is stopped. Note that this compressor 1. When the internal pressure of the tank 11 increases due to the stoppage of the L03, BOG is discharged out of the system by a flare stack (not shown) provided in the return gas line L5.
一方、スクリュー圧縮機１３の吸込みガス温度が高くな
り過ぎても圧縮機能力の低下を招く。そこで、サクショ
ンガスヒータ１２にバイパス弁２５を備えたバイパス流
路Ｂが設けられ、センサ２０によって検出された圧縮機
１３の吸込みＢＯＧ温度が前記した基準温度（−４０°
Ｃ）よりも高くなったときに、コントローラ２４からの
指令に基づき、バイパス弁２５が開いてＢＯＧがバイパ
スラインＢを通り、これによりＢＯＧ温度が適正範囲内
に制御されるように構成されている。On the other hand, if the temperature of the suction gas of the screw compressor 13 becomes too high, the compression function will be reduced. Therefore, a bypass flow path B equipped with a bypass valve 25 is provided in the suction gas heater 12 so that the suction BOG temperature of the compressor 13 detected by the sensor 20 is set to the reference temperature (-40°
C), the bypass valve 25 opens based on a command from the controller 24 and the BOG passes through the bypass line B, thereby controlling the BOG temperature within an appropriate range. .
上記のように本発明によるときは、タンクから抽出した
ＢＯＧを、圧縮前に、サクションガスヒータによって加
熱することにより、ＢＯＧ圧縮機として、極低温圧縮機
と比較して遥かに安価な常温型のスクリュー圧縮機を使
用できるようにした１１
から、従来方法と比較して設備費が安くてすむとともに
、極低温圧縮機の場合に必要であった運転開始時のクー
ルダウンが不要となる分、運転開始を早めることができ
る。As described above, according to the present invention, the BOG extracted from the tank is heated by a suction gas heater before being compressed, so that the BOG compressor can be used as a normal temperature type screw compressor, which is much cheaper than a cryogenic compressor. Since the compressor can be used11, equipment costs are lower compared to conventional methods, and there is no need to cool down at the start of operation, which was required in the case of cryogenic compressors, making it easier to start operation. can be accelerated.
また、スクリュー圧縮機の特性として、経済性、耐久性
、信頼性にすぐれたものとなるとともに、従来のレシプ
ロ式圧縮機では負荷制御が２５％、５０％・・・１００
％という段階制御となるのに対し、無段階の負荷制御が
可能となるため、運転が容易となる。In addition, screw compressors have excellent economic efficiency, durability, and reliability, and conventional reciprocating compressors have load control of 25%, 50%...100%.
% stepwise control, stepless load control is possible, making operation easier.
さらに、スクリュー圧縮機の冷却排熱をサクションガス
ヒータの熱源として使用するため、サクションガスヒー
タ用の特別な熱源を付加する必要がなく、設備コストお
よび運転コストが安くてすむ。Furthermore, since the cooling waste heat of the screw compressor is used as a heat source for the suction gas heater, there is no need to add a special heat source for the suction gas heater, resulting in low equipment and operating costs.
第１図は本発明の実施例を示すＢＯＧ処理フローシート
、第２図は従来のＢＯＧ処理を含めたＬＮＧフローシー
トである。
１１・・・低温液化ガスタンクとしてのＬＮＧタン１２
ク、Ｌ３・・・ＢＯＧライン、１２・・・サクションガ
スヒータ、１３・・・常温型スクリュー圧縮機、Ｌ４・
・・圧縮機の冷却排熱をサクションガスヒータに熱源と
して供給する冷却水ライン。FIG. 1 is a BOG processing flow sheet showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an LNG flow sheet including conventional BOG processing. 11... LNG tank 12 as a low temperature liquefied gas tank, L3... BOG line, 12... Suction gas heater, 13... Room temperature type screw compressor, L4...
...A cooling water line that supplies cooling waste heat from the compressor to the suction gas heater as a heat source.
Claims (1)
ら抽出したボイルオフガスを、圧縮機により需要先への
供給圧力まで加圧する低温液化ガスのボイルオフガス処
理方法において、上記圧縮機として常温型のスクリュー
圧縮機を用い、かつ、ボイルオフガスを、このスクリュ
ー圧縮機に入る前に、同圧縮機の冷却排熱を熱源とする
サクションガスヒータにより加熱することを特徴とする
低温液化ガスのボイルオフガス処理方法。1. In a boil-off gas treatment method for low-temperature liquefied gas, in which boil-off gas extracted from a tank storing low-temperature liquefied gas such as liquefied natural gas is pressurized to the supply pressure to the demand end using a compressor, the compressor is a room-temperature type. A boil-off gas processing method for low-temperature liquefied gas, which uses a screw compressor and heats the boil-off gas with a suction gas heater using the cooling exhaust heat of the compressor as a heat source before entering the screw compressor. .
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|---|---|---|---|
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