JPS61159142A - 天然ガスの発熱量調整方法 - Google Patents

天然ガスの発熱量調整方法

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JPS61159142A
JPS61159142A JP27767184A JP27767184A JPS61159142A JP S61159142 A JPS61159142 A JP S61159142A JP 27767184 A JP27767184 A JP 27767184A JP 27767184 A JP27767184 A JP 27767184A JP S61159142 A JPS61159142 A JP S61159142A
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diluting
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石黒 英晴
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、小規模な液化天然ガスの気化供給所において
用いるに適した天然ガスの発熱量調整方法に関する。
(従来の技術) 天然ガス(略称NG)は、通常は極低温状態で液化され
た液化天然ガスく略称しNG)として貯蔵され、その消
費にあたり必要量が気化器により常温の天然ガスに再気
化されて供給される。
しかして天然ガスはそれぞれ固有の発熱ffl値を示す
主成分メタン、副成分エタン、プロパン等の主としてパ
ラフィン系同族体から成る多成分系のガスであるため、
その発熱量は一定していない。
即ち天然ガスの発熱量は、前記各成分の組成の違イニよ
り9700〜11200Kcal /Nm3の範囲でバ
ラツキがある上に、前記の再気化にあたり、各成分の沸
点の相違や気化器の蒸発管内における液相流(液化天然
ガス流)と気相流(天然ガス流)との相互干渉に基づく
複雑な流動現象により、再気化された天然ガスの組成が
ある時間的周期を伴って変動し、従ってその発熱量も変
動するのである。
然し一方、天然ガスに対しては、消費時の燃焼性や取引
上等の理由から、特定の標準発熱量(例えば、都市ガス
として天然ガスを供給する場合の標準発熱量は1100
0Kcal /Nm3である。)を示すことが要求され
ており、ここに天然ガスの発熱量調整を行なう必要が生
ずる。
かかる天然ガスの発熱量調整を行なうための従来の技術
は、熱量計により天然ガスの発熱量を測定することと、
その測定値に基づき天然ガスに対して専ら増熱手段を施
すことにより構成されている。例えば、熱量計として、
一定速度の流水に対して一定状態で燃焼しているガスの
燃焼熱を与えて、流水の量とその温度上昇からガスの発
熱量を求める方式のものや、二重の同心円状に配列した
金属製の膨張体を一定条件下で燃焼しているガスの焔で
熱し、前記膨張体の膨張変化よりガスの発量計による測
定値に基づき、天然ガスより発熱Tの高いプロパン或い
はブタン等の増熱用ガスを天然ガスに対し必要量混合し
て、その発熱量を高めている。
(発明が解決しようとする問題点) しかし、上記の従来技術では、熱量計の応答速度が遅く
、通常3〜10分間の測定遅れを生ずるため、天然ガス
の再気化の際の発熱量変動が激しいときは、発熱量の調
整を追従させることができないという問題があった。そ
してこの様な問題は大規模な液化天然ガスの気化供給プ
ラントにおいては、気化器の運転台数が多いことや、大
容量のプラント内部で組成の異なる天然ガスが混合、平
均化されることより、さしたる不都合を生じないが、こ
の様なスケール・メリットを期待できない小規模な液化
天然ガスの気化供給プラントにおい □ては、供給され
る天然ガスの発熱mが標準発熱Gと大きく食い違うとい
う不都合を生じる恐れがあった。
又、天然ガスの発熱量は、必ずしもその標準発熱向を下
回るとは限らず、その逆の場合もあり得るので、天然ガ
スの増熱手段しか備えていない従来の技術では、この様
な場合に対処できないという問題もあった。
ところで、天然ガスにおいては、前記の組成上の特徴よ
り、その発熱量(高位発熱IKcal/Nm3)をHl
その比重(空気の比重を1とした場合。本明細書におい
て、以下同じ)をρとすると、第4図に示す様に、H=
 14559xρ+1473 (第一式)で示される相
関性が成立することが知られており、又、ガス体の比重
を測定するための比重計、例えばいわゆるラウター比重
計においては、その応答性が熱■計に比し良好で、サン
プリングタイムも含めて通常数十秒の遅れで連続的に測
定を行なうことができることも知られている。
そこで本発明は、比重計を応用して天然ガスの発熱量を
測定し、かつその測定値に対応して天然ガスに対し増熱
処理或いは希釈処理を迅速に施すことを、その解決すべ
き技術的課題とする。
(問題点を解決するための手段) 上記課題を解決するための技術的手段は、天然ガスより
高い一定の発熱量を示す増熱用ガス、或いは天然ガスよ
り低い一定の発熱量を示し、若しくは発熱量がゼロであ
る希釈用ガスを、天然ガスに混合することにより該天然
ガスの発熱はを調整するに際し、天然ガスの流路に設け
た比重計による天然ガスの比重測定値に基づき、前記増
熱用ガス或いは希釈用ガスを天然ガスに対して択一的に
所要量混合する様に、増熱用ガスと希釈用ガス6)流路
にそれぞれ設けた流量調整装置を制御することにより構
成される。
(作 用) 流路を通過する天然ガスの比重が比重計により測定され
る。この測定値は、天然ガスにおける発熱量と比重との
間の前記相関性より、標準発熱mに対する天然ガスの発
熱■の過不足を定量的に表わすものであり、この測定値
に基づいて流量調整装置の制御が行なわれて、所要量の
増熱用ガス或いは希釈用ガスが択一的に所要量、天然ガ
スに対して混合され、この結果天然ガスの発熱量がその
標準発熱量に調整されるのである。
又、比重計は、わずか数十秒の測定遅れで、天然ガスの
比重を連続測定できるので、天然ガスの発熱量変動に対
し上記の発熱量調整を、大幅な遅れを生ずることなく連
続的に追従させることができる。
(実施例) 次に、本発明の実施例を第1図乃至第3図に基づいて説
明する。
タンク1に貯蔵された液化天然ガスはポンプ2によって
気化器3に送られるとともに、ここで気化されたのち、
供給管4を通って混合部11に送られる。
また、天然ガスの発熱量を調整するための増熱用ガスお
よび希釈用ガスは、それぞれ流量調節弁5.6と、これ
らにそれぞれ入力可能な流量計7゜8とを備えた供給管
9.10を通って前記混合部11に供給され、天然ガス
に対して混合される様になっている。
り高い一定の発熱量を示し、かつ天然ガスの比重(通常
0.64〜0168の範囲内である。)と一致しない一
定の比重を有するガス、例えばプロパンガス或いはブタ
ンガスである。因みに、ブタンノjスにおいては、その
発熱量は31920Kcal /N m 3、その比重
は2.085である。又、希釈用ガスとは、天然ガスよ
り低い一定の発熱量を示し、若しくは発熱量ゼロであり
、かつ天然ガスの比重と一致しない一定の比重を有する
ガス、例えば空気或いは水素ガスである。
前記天然ガスの供給管4には流量計13と比重計14が
協えられ、又発熱m調整後の天然ガスが流動する供給管
12には比重計15が設けられている。これらの比重計
14.15は、以下に説明するいわゆるラウター比重計
であり、その測定値が演算器31に入力可能になってい
る。
ラウター比重計は、第2図に示す様に、測定対象である
ガス体と比較用の空気とがそれぞれ導入される同形の二
つの室16.17の内部にそれぞれ同形の駆動羽根車1
8.19を備えており、これらの駆動羽根車18.19
はモーター20によりベルト21を介して豆いに逆方向
に高速で等速回転されるようになっている。そして、こ
の回転により生じた風圧を駆動羽根車18.19にそれ
ぞれ対向して設けた受動羽根車22.23に受けさせる
と、受動羽根車22.23はそれぞれガス体と空気との
密度に比例したトルクを生ずる。そこで、第3図に示す
様に、受動羽根車22.23の軸24.25に同長のレ
バー26.27をそれぞれ固定して、該レバー26.2
7の先端を前記軸24.25間の距離より短い連杆28
の両端に枢着するとともに、前記軸25に目FI112
9上を揺動する指針30を固定しておくと、空気に対す
るガス体の密度比に対応する前記受動羽根車22゜23
のトルク比、即ちガス体の比重に応じて軸25が回動し
、指針30が目盛29の比重値を示すのである。
本実施例は以上の様に構成されるものであり、天然ガス
が都市ガスとして供給される場合を例にとって、以下本
実施例の作用を説明する。   。
タンク1に貯蔵された液化天然ガスが気化器3により気
化されて供給管4に送られると、その比重を比重計14
が連続測定して、測定値を演算器31に伝送する。
ところで、都市ガスの場合、その標準発熱量は前記の様
に11000Kcal /Nm3であり、この発熱量を
有する天然ガスの比重(以下、「標準比重」という。)
は、前記第一式より、0.654である。
そこで、演算器31において、標準比重と比重計14に
よる測定比重との偏差゛より、供給管4に送られた天然
ガスの発熱量の標準発熱量に対する過不足と、これに基
づく増熱用ガス或いは希釈用ガスの所要混合量が演算さ
れ、この演算値に基づいて流量調節弁5,6のいずれか
一方の開度が調節されて所要間の増熱用ガス或いは希釈
用ガスが混合部11において混合さ机る結果、天然ガス
の発熱量が調整されるのである。又、この際、流量計7
或いは8の流量測定値が流量調節弁5或いは6に入力さ
れて、増熱用ガス或いは希釈用ガスの混合量が一定に保
たれる。
尚、上記の発熱量調整において、天然ガスを増熱する場
合の増熱用ガスの混合■1ニジ、或いは天然ガスを希釈
する場合の希釈用ガスの混合fftFAは、前記流m計
13、比重計14によりそれぞれ測定された天然ガスの
流量をFN、その比重をρN、増熱用ガスの設定比重を
ρLとし、希釈用ガスとして比重1の空気を用いるもの
とした場合、L全4Fた芒+11上 −0,654より
、で与えられる。上記演算式による制御をフィードフォ
ワード制御と呼ぶ。
しかして、フィードフォワード制御は前記の様に比重計
14における数十秒の測定遅れを伴うもり増熱用ガス或
いは希釈用ガスを混合された天然ガス(以下、「第一次
調整ガス」という。)の発熱量は必ずしも正確に標tW
発熱吊に一致するとは限らない。
そこで、供給管12に送られる第一次調整ガスに対し、
比重計15が再度比重測定を行なって、その測定値を演
算器31に伝送する。
ここで、第一次調整ガスにおいては、前記の様に希釈用
ガスとして空気或いは水素ガスを混合した場合等、パラ
フィン系炭化水素以外の成分より成る増熱用ガス或いは
希釈用ガスを混合した場合には、もはや前記第一式は成
立しない。然し、増熱用ガス或いは希釈用ガスの発熱量
及び比重がいずれも天然ガスの発熱量及び比重と一致し
ない一定値を示すことより、第一次調整ガスにおいても
、その発熱量と比重との間に一定の相関性が成立する。
そこで、演算器31において、第一次調整ガスが標準発
熱量を示す場合に予想される比重と、前゛記比重計によ
る測定値との偏差より、第一次調整ガスにおける発熱量
の過不足とこれに基づく増熱用ガス或いは希釈用ガスの
所要混合間が再度演算され、前記フィードフォワード制
御の場合と同様な作用により、増熱用ガス或いは希釈用
ガスの混合量の微調整が図られるのである。この制御を
フィードバック制御と呼ぶ。
フィードバック制御において、増熱用ガスの混合ff1
FL′或いは希釈用ガスの混合MFA−は、前記比重計
15により測定された第一次調整ガスの比重をρMとし
た場合、 で与えられる。
そして、本実施例における増熱用ガス或いは希釈用ガス
の最終的な混合量は、以下の演算式で決定される。
即ち、増熱用ガスの所要混合l FLSPは、前記第二
式と第四式より、 又、希釈用ガスの所要混合量F ASPは、前記第三式
と第五式より、 制御とフィードバック制御とを併せて行なうことにより
、比重計の僅かな測定遅れに基づく発熱量調整の誤差や
信号誤差を、はぼ正確に修正可能である。
(効 果) 本発明は、小規模な液化天然ガスの気化供給プラントに
おいて特に問題となる天然ガスの再気化の際の発熱量変
動を追従性良く調整でき、又、天然ガスの発熱量が標準
発熱量に対して不足する場合のみでなく、過大である場
合にも調整できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の系統図、第2図はラウター
比重計を示す斜視図、第3図はその要部の機構図、第4
図は天然ガスにおりる発熱jと比重の相関性を示すグラ
フである。 4.12・・・供 給 管 ・ 5.6・・・流量調節弁 14、15・・・比 重 計

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)天然ガスより高い一定の発熱量を示す増熱用ガス
    、或いは天然ガスより低い一定の発熱量を示し、若しく
    は発熱量がゼロである希釈用ガスを、天然ガスに混合す
    ることにより該天然ガスの発熱量を調整するに際し、天
    然ガスの流路に設けた比重計による天然ガスの比重測定
    値に基づき、前記増熱用ガス或いは希釈用ガスを天然ガ
    スに対して択一的に所要量混合する様に、増熱用ガスと
    希釈用ガスの流路にそれぞれ設けた流量調整装置を制御
    することを特徴とする天然ガスの発熱量調整方法。
  2. (2)増熱用ガス及び希釈用ガスは、天然ガスの比重と
    一致しない一定比重のものを用い、かつ増熱用ガス或い
    は希釈用ガスの混合前と混合後との天然ガスの比重測定
    値に基づいて、流量調整装置を制御することを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の天然ガスの発熱量調整方
    法。
JP27767184A 1984-12-29 1984-12-29 天然ガスの発熱量調整方法 Granted JPS61159142A (ja)

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