JPH06341601A - 減圧ボイラ式気化器およびその制御方法 - Google Patents

減圧ボイラ式気化器およびその制御方法

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JPH06341601A
JPH06341601A JP6403291A JP6403291A JPH06341601A JP H06341601 A JPH06341601 A JP H06341601A JP 6403291 A JP6403291 A JP 6403291A JP 6403291 A JP6403291 A JP 6403291A JP H06341601 A JPH06341601 A JP H06341601A
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一光 温井
Masakazu Hanamure
花牟礼雅一
Kanji Kujirai
寛司 鯨井
Masahiro Arakawa
正裕 荒川
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Tokyo Gas Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (目的) 安定性があり、制御応答性の良好な減圧ボイラ
式気化器を提供する。 (構成) 減圧蒸気発生缶11と減圧蒸気缶12とを連通
構成し、減圧蒸気発生缶11に、蒸気を流通させた熱媒
管14を配設する。前記減圧蒸気缶12に、LNGを流
通させた伝熱管17を配設する。減圧蒸気発生缶11内
における水温、圧力を検知して、理想状態における水温
−圧力の対応関係と比較してずれを監視し、ずれが検出
された際、不凝縮性ガスが混入しているとみなすことが
できる。また、LNGの流量を変更したような場合は、
理想的状態における水温−圧力関係との比較判断を停止
すると共に、検知信号切換手段23を切換制御して、水
温センサ18からの検知信号に基づき、フィードバック
制御を実行するようにしたので、誤判断のおそれもな
く、安定性と共に、制御応答性の良好なものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、減圧ボイラ式気化器お
よびその制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】最近、LNG(液化天然ガス)が、公害の
少ないエネルギー源として、急速に拡大しつつある。L
NGは、メタン(CH4)を主成分とする天然ガスを極低
温まで冷却し液化したもので、一旦LNG貯蔵設備等に
貯蔵し、これを気化装置に導入して、種々の用途とし
て、供給するようになっている。そのLNG気化装置と
しては、LNGの加熱源として、海水、河川水等を用
いたものや、LNG等の燃焼熱を用いたものがある。
さらに、中間熱媒体を使用した方式の気化器が案出され
ている。この方式の一例として、減圧ボイラ式気化器を
挙げることができる。この減圧ボイラ式気化器1は、図
3に示すように、減圧蒸気発生缶2と、この減圧蒸気発
生缶2に連通する減圧蒸気缶3とを有し、前記減圧蒸気
発生缶2には、加熱蒸気を流通させた熱媒管4が配設さ
れると共に水が滞留され、一方、前記減圧蒸気缶3に
は、真空ポンプ5が接続されると共にLNGを流通する
伝熱管6が配設されている。前記減圧蒸気発生缶2とこ
れに連通する減圧蒸気缶3内の空気を真空ポンプ5によ
り吸引して減圧し、減圧蒸気発生缶2内の水を加熱蒸気
を流通させた熱媒管4によって低温蒸気化し、この低温
蒸気を中間熱媒体として、伝熱管6を流通するLNGを
気化するようにしている。かかる減圧ボイラ式気化器1
においては、減圧蒸気発生缶2内の水の温度を検出し
て、熱媒管4に流入する蒸気を調節し、減圧蒸気発生缶
2内の水の温度が設定温度とすべく、温度制御を行って
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような減圧ボイラ式気化器1における温度制御方式で
は、減圧蒸気発生缶2内の水温の変化は、減圧蒸気発生
缶2自体の熱容量が大きいこと、温度検出手段が検出遅
れを持っていることにより、無駄時間、時定数共に大き
くなっており、外乱が入ってから、制御が安定化するま
で、時間がかかりすぎる。また、減圧蒸気発生缶2内の
圧力を検出して制御する方法では、不凝縮性ガスが滞留
すると、減圧蒸気発生缶2内の水の温度と圧力の対応関
係が崩れ、気化LNGの温度の低下を招くおそれがあ
る。本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、
安定性があり、応答性のよい良好な制御を可能とした減
圧ボイラ式気化器およびその制御方法を提供することを
目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ために、本発明は、熱媒管を配設すると共に水を滞留し
た減圧蒸気発生缶と、この減圧蒸気発生缶に連通すると
共に減圧手段を接続し、低温流体を流通する伝熱管を配
設した減圧蒸気缶とを設け、前記減圧蒸気発生缶内にお
ける水の温度検出手段と減圧蒸気発生缶内の圧力検出手
段を設け、これら温度検出手段と圧力検出手段による検
出信号を、理想状態下における水温−圧力の対応関係と
比較して、偏差を検出する検出手段を設けたことを特徴
とする。また、本発明は、減圧蒸気発生缶内の水温と減
圧蒸気発生缶内および減圧蒸気缶内の圧力を検出し、こ
れら水温、圧力にかかる検出信号を、減圧蒸気発生缶内
における理想的状態下の水温と、減圧蒸気発生缶内およ
び減圧蒸気缶内の圧力と比較して偏差を検出すること
で、不凝縮性ガスの滞留を検出することを特徴とする。
さらに、本発明は、低温流体の流量を変更した際、理想
的状態下の水温と、圧力の対応関係と比較判断する手順
を停止し、減圧蒸気発生缶内の水温が目標値に達するま
で、その水温に基づいてフィードバック制御を行うこと
を特徴とする。
【0005】
【作用】減圧蒸気発生缶内および減圧蒸気缶内に不凝縮
性ガスが混入していると、その不凝縮性ガスの分圧分、
蒸気圧が低下し、温度は降下する。このため、気化され
た低温流体の温度にも影響してくる。従って、この際の
蒸気圧と、缶内温度を検出して、この関係を、理想的状
態(缶内が蒸気によって満たされているとした状況)にお
ける水温−圧力関係と比較し、偏差を検出することで、
不凝縮性ガスが混入していると判断することができる。
この場合、真空ポンプを作動して減圧蒸気発生缶内およ
び減圧蒸気缶内の不凝縮性ガスの排気を行う。ところ
で、温度は変化に対する応答性が悪く、無駄時間、時定
数共に大きいので、その圧力に対する温度はある程度の
範囲以内であれば、正常とし、その範囲以内を越えた温
度のときは、不凝縮性ガスが混入しているとして、真空
ポンプを作動するようにする。次に、低温流体の流量を
変更したような場合、理想的状態における水温−圧力関
係と比較判断を停止し、変更後の低温流体の流量に基づ
いて熱媒管からの伝熱を調節する一方、減圧蒸気発生缶
内の水の温度調整を行う。減圧蒸気発生缶内の水の温度
が目標値に達すると、再び水温−圧力関係の比較判断を
行なうようにする。
【0006】
【実施例】次に、本発明にかかる減圧ボイラ式気化器お
よび制御方法について、添付の図面を参照しながら以下
説明する。図1において、参照符号10は減圧ボイラ式
気化器を示し、この減圧ボイラ式気化器10は、減圧蒸
気発生缶11と減圧蒸気缶12とを連通構成し、缶内を
後述する真空ポンプにより排気減圧化すると共に、缶内
に貯留された水を加熱して低温の蒸気を発生させ、この
蒸気をLNG気化用の加熱源として用いるようになって
いる。前記減圧蒸気発生缶11には、蒸気を流量調節弁
13を介して流通させた熱媒管14が前記貯留した水中
内を通過するように、配設構成されている。一方、前記
減圧蒸気缶12には、真空ポンプ15が接続されると共
に、LNGを流量調節弁16を介して流通させた伝熱管
17が配設構成されている。また、前記減圧蒸気発生缶
11には、減圧蒸気発生缶11内における水の温度を検
知するための水温センサ18と、減圧蒸気発生缶11内
の圧力を検知するための圧力センサ19が設けられる。
これら水温センサ18、圧力センサ19は、制御システ
ム20にこれらの検知信号が取り込まれるようになって
いる。この制御システム20は水温センサ18、圧力セ
ンサ19からの検知信号に基づいて、理想状態における
水温−圧力の対応関係と比較してずれを監視し、ずれが
検出された際、後述する検知信号切換手段に切換制御信
号を送出すると共に、真空ポンプ15に作動信号を送出
するようになっている。前記熱媒管14における流量調
節弁4および伝熱管17における流量調節弁16は、そ
れぞれ、調節計21、22を具備しており、調節計2
1、22は、差圧検出器から流量にかかる信号に変換し
たものを設定値と比較し、その結果を演算した後、操作
信号として、流量調節弁13、16の弁開度を調整する
信号を送出し、弁開度を連続的に調節制御するものであ
る。前記調節計21は、水温センサ18および圧力セン
サ19と、検知信号切換手段23を介して電気的に接続
され、一方、前記伝熱管17における流量調節弁16の
調節計22は、流入するLNGの流量に対応した、熱媒
管14に流入する加熱蒸気の流量を決定する信号を算出
するフィードフォワード量設定部24と電気的に接続さ
れ、さらに、このフィードフォワード量設定部24は、
熱媒管14における流量調節弁13の調節計21と電気
的に接続されている。
【0007】以上のような減圧ボイラ式気化器10およ
び制御方法おいて、減圧蒸気発生缶11内および減圧蒸
気缶12内に不凝縮性ガスが混入していると、その不凝
縮性ガスの分圧分、蒸気圧が低下し、缶内温度は降下す
る。このため、気化されたLNGの温度にも影響してく
る。従って、減圧蒸気発生缶11内の水温と圧力を、水
温センサ18および圧力センサ19によりそれぞれ検知
して制御システム20に送出し、制御システム20にお
いて、この際の水温−圧力関係を、理想的状態(缶内が
蒸気によって満たされているとした状況)における水温
−圧力関係と比較してずれが検出できれば、不凝縮性ガ
スが混入しているとみることができる。混入した不凝縮
性ガスは真空ポンプ15によって排気することができ
る。ところで、水温は無駄時間、時定数共に大きいの
で、その圧力に対する温度はある程度の範囲以内であれ
ば、正常とし、その範囲以内を越えた温度のときは、不
凝縮性ガスが混入しているとして、真空ポンプ15を作
動するようにする(図2参照)。次に、LNGの流量を変
更したような場合は、制御システム20は前記した理想
的状態における水温−圧力関係との比較判断を停止する
と共に、検知信号切換手段23を切換制御して、水温セ
ンサ18からの検知信号に基づき、フィードバック制御
を実行する。この際、フィードフォワード量設定部24
は、伝熱管17における流量調節弁16の調節計22か
らのLNGの流量にかかる検出信号に基づいて、フィー
ドフォワード制御を行なう。すなわち、フィードフォワ
ード量設定部24は、熱媒管14を流通する加熱蒸気の
流量を決定する信号を算出して熱媒管14における流量
調節弁13の調節計21に送出し、熱媒管14に流入す
る加熱蒸気を調節し、水温を目標値に調節する手順を実
行する。水温が目標値に達すると、制御システム20は
再び、理想的状態における水温−圧力関係との比較判断
を実行する。
【0008】以上、本発明にかかる減圧ボイラ式気化器
およびその制御方法について、一実施例を挙げ、説明し
たが、熱媒管14に加熱蒸気を流通させた構成の他、減
圧蒸気発生缶11にバーナ管を配設して燃焼バーナの燃
焼熱を伝熱させるようにしてもよい。
【0009】
【発明の効果】以上、本発明によれば、温度制御のみの
手順に比較して、無駄、遅れ時間の大幅に短縮した制御
を行うことができるので、外乱にも強く、安定した制御
が可能となる。また、低温流体の流量を変更した際に
は、一旦水温−圧力関係との比較判断を停止して、水温
が目標値に達してから、再び、水温−圧力関係との比較
判断を実行するようにしたので、誤判断するようなこと
はなく、常に、迅速な追従ができ、気化された低温流体
の安定供給が可能となる。
【0010】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる減圧ボイラ式気化器を示す系統
説明図である。
【図2】缶内の理想的状態における水温−圧力関係を示
すグラフである。
【図3】従来における減圧ボイラ式気化器を示す系統説
明図である。
【符号の説明】
10 減圧ボイラ式気化器 11 減圧蒸気発生缶 12 減圧蒸気缶 13 流量調節弁 14 熱媒管 15 真空ポンプ 16 流量調節弁 17 伝熱管 18 水温センサ 19 圧力センサ 20 制御システム 21、22 調節計 23 検知信号切換手段 24 フィードフォワード量設定部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鯨井 寛司 神奈川県横浜市鶴見区東寺尾5−5−43− 211 (72)発明者 荒川 正裕 千葉県船橋市古作4−8−3

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱媒管を配設すると共に水を滞留した
    減圧蒸気発生缶と、この減圧蒸気発生缶に連通すると共
    に減圧手段を接続し、低温流体を流通する伝熱管を配設
    した減圧蒸気缶とを設け、前記減圧蒸気発生缶内におけ
    る水の温度検出手段と減圧蒸気発生缶内の圧力検出手段
    を設け、これら温度検出手段と圧力検出手段による検出
    信号を、理想状態下における水温−圧力の対応関係と比
    較して、偏差を検出する検出手段を設けたことを特徴と
    する減圧ボイラ式気化器。
  2. 【請求項2】 減圧蒸気発生缶内の水温と減圧蒸気発
    生缶内および減圧蒸気缶内の圧力を検出し、これら水
    温、圧力にかかる検出信号を、減圧蒸気発生缶内におけ
    る理想的状態下の水温と、減圧蒸気発生缶内および減圧
    蒸気缶内の圧力と比較して偏差を検出することで、不凝
    縮性ガスの滞留を検出することを特徴とする減圧ボイラ
    式気化器の制御方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の低温流体の流量を変更
    した際、理想的状態下の水温と、圧力の対応関係と比較
    判断する手順を停止し、減圧蒸気発生缶内の水温が目標
    値に達するまで、その水温に基づいてフィードバック制
    御を行うことを特徴とする減圧ボイラ式気化器の制御方
    法。
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