JPS6151659B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6151659B2
JPS6151659B2 JP56063073A JP6307381A JPS6151659B2 JP S6151659 B2 JPS6151659 B2 JP S6151659B2 JP 56063073 A JP56063073 A JP 56063073A JP 6307381 A JP6307381 A JP 6307381A JP S6151659 B2 JPS6151659 B2 JP S6151659B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel gas
compressor
internal combustion
combustion engine
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP56063073A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57179356A (en
Inventor
Michuki Myake
Akira Hoshino
Yoshiaki Watanabe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niigata Engineering Co Ltd
Original Assignee
Niigata Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Niigata Engineering Co Ltd filed Critical Niigata Engineering Co Ltd
Priority to JP56063073A priority Critical patent/JPS57179356A/en
Publication of JPS57179356A publication Critical patent/JPS57179356A/en
Publication of JPS6151659B2 publication Critical patent/JPS6151659B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0227Means to treat or clean gaseous fuels or fuel systems, e.g. removal of tar, cracking, reforming or enriching
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/06Apparatus for de-liquefying, e.g. by heating
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ガス燃焼式内燃機、すなわちガス
タービンおよびガスエンジンに燃料ガスを過熱状
態にして供給する燃料ガス供給方法及び装置に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a fuel gas supply method and apparatus for supplying superheated fuel gas to a gas combustion internal combustion engine, that is, a gas turbine and a gas engine.

一般に、上記ガス燃焼式内燃機における燃料ガ
スは、従来、圧縮機により圧力を高めて内燃機に
そのまま供給されており、圧縮機により圧縮され
たガスの温度が通常内燃機にとつて高すぎる場合
は、アフタクーラで冷やされて供給されていた。
ところが、アフタクーラで冷やす必要がある。ま
た、アフタクーラで冷やしたとき、温度が下がる
ことによつて燃料ガスの一部の成分が凝縮液化し
てドレンが生じるが、アフタクーラの下流のドレ
ンセパレータでドレンを除去しても、多少のドレ
ンミストが残り、このドレンミストが内燃機の燃
料コントロール系続に詰つて種々のトラブルの原
因となつていた。
In general, the fuel gas in the gas-fired internal combustion engine is conventionally supplied to the internal combustion engine as it is after increasing the pressure using a compressor.If the temperature of the gas compressed by the compressor is too high for the internal combustion engine, an aftercooler is used. It was supplied chilled.
However, it is necessary to cool it with an aftercooler. In addition, when cooled by the aftercooler, some components of the fuel gas condense and liquefy as the temperature drops, producing drain. This drain mist clogs the internal combustion engine's fuel control system and causes various troubles.

この問題を解決するために発明者らは、アフタ
クーラで冷やした後の飽和状態又は過飽和状態に
ある燃料ガスを第1図に示すように外部熱源によ
るヒータ1によつて加熱して、過熱ガスにするこ
とを検討した。第1図において、2はミストセパ
レータ、3は圧縮機、4はアフタクーラ、5はド
レンセパレータ、6はガス燃焼式の内燃機、7は
この内燃機6に接続された負荷、8は圧力制御装
置、9は圧力制御装置により制御される圧力調整
弁である。この例のヒータ1は外部から送られる
加熱流体を熱源とする熱交換器である。そして、
さらに温度制御装置10を設け、この温度制御装
置10によつて内燃機6に送られる燃料ガスの温
度を常時検知しながら流量調整弁11を制御し、
これによつてヒータ1による加熱の制御をして内
燃機6に送られる熱料ガスの加熱しすぎ、あるい
は加熱不足を防ぐようにした。
In order to solve this problem, the inventors heated the saturated or supersaturated fuel gas after cooling it in an aftercooler with a heater 1 using an external heat source as shown in FIG. I considered doing so. In FIG. 1, 2 is a mist separator, 3 is a compressor, 4 is an aftercooler, 5 is a drain separator, 6 is a gas combustion internal combustion engine, 7 is a load connected to this internal combustion engine 6, 8 is a pressure control device, 9 is a pressure regulating valve controlled by a pressure control device. The heater 1 in this example is a heat exchanger whose heat source is a heating fluid sent from the outside. and,
Further, a temperature control device 10 is provided, and the temperature control device 10 controls the flow rate regulating valve 11 while constantly detecting the temperature of the fuel gas sent to the internal combustion engine 6.
This controls the heating by the heater 1 to prevent the heating gas sent to the internal combustion engine 6 from being overheated or underheated.

しかし、外部熱源によつて過熱ガスにする上記
従来の燃料ガス供給装置には、次の点があること
が検討の結果判明した。すなわち、 (1) 特別な外部熱源が必要である。
However, as a result of studies, it has been found that the above-mentioned conventional fuel gas supply apparatus, which generates superheated gas using an external heat source, has the following points. (1) A special external heat source is required.

(2) 一般に内燃機負荷が100%の状態でヒータ1
の容量を決めるため、負荷が小さくなつて内燃
機6に送られるガス量が減つた場合に、ヒータ
1において加熱しすぎの問題が生じ、このため
上述したように特に温度制御装置10が必要と
なる。
(2) Generally, when the internal combustion engine load is 100%, heater 1
In order to determine the capacity of the internal combustion engine 6, when the load becomes small and the amount of gas sent to the internal combustion engine 6 decreases, the problem of overheating occurs in the heater 1, and therefore, as mentioned above, the temperature control device 10 is particularly required. .

(3) 熱交換器によるヒータ1の場合には、ヒータ
1内の燃料ガスと加熱流体との間の漏れが生じ
たとき、大きなトラブルとなる。
(3) In the case of the heater 1 using a heat exchanger, if leakage occurs between the fuel gas and the heating fluid in the heater 1, it will cause a big problem.

(4) ヒータが電熱式の場合には、ヒータ表面温度
が高くなるため、防爆品として国内法規に適合
しないという問題がある。
(4) If the heater is an electric heating type, the surface temperature of the heater becomes high, so there is a problem that it does not comply with domestic regulations as an explosion-proof product.

この発明は上記従来の欠点を一挙に解消するた
めに提案されたもので、圧縮機の吐出燃料ガスを
加熱源とし、外部熱源を不要にして省エネルギを
達成し、かつ、温度制御装置を特に設けなくとも
燃料ガス温度が自己調整されて安全に燃料を内燃
機に供給することができる燃料ガス供給方法及び
構成の簡単な燃料ガス供給装置を得ることを目的
とするものである。
This invention was proposed in order to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks all at once, and uses the discharged fuel gas of the compressor as a heating source, eliminating the need for an external heat source and achieving energy savings. It is an object of the present invention to provide a fuel gas supply method and a simple-configured fuel gas supply device that can safely supply fuel to an internal combustion engine by self-adjusting the fuel gas temperature even without the provision of such a fuel gas.

以下、この発明の一実施例を図面に従つて明す
る。
An embodiment of the present invention will be explained below with reference to the drawings.

第2図において、20はミストセパレータ、2
1は容積式、ターボ式や軸流式等の圧縮機、22
は熱交換器、23はアフタクーラ(冷却器)、2
4はドレンセパレータ、25はフイルタ、26は
ガスタービンやガスエンジン等のガス燃焼式の内
燃機、27は負荷、28は内燃機の起動前に使用
するための補助ドレンセパレータである。そして
矢印イのようにガス入口29から供給された燃料
ガスが、ミストセパレータ20、圧縮機21、熱
交換器22、アフタクーラ23、ドレンセパレー
タ24をそれぞれ経て送られるように配管され、
さらに、ドレンセパレータ24の下流の配管A
は、ミストセパレータ20に戻るバイパス系統の
配管Bと、内燃機26に熱交換器22およびフイ
ルタ25を経て送られる内燃機系統の配管C(こ
のうち熱交換器22の上流の配管をC1、下流の
配管をC2とする)とに分岐配管されている。ま
た、ドレンセパレータ24の下流の配管Aの分岐
する直前の部分およびミストセパレータ20には
ガスの圧力を検知してその圧力に応じて制御信号
を出す圧力制御装置30,31がそれぞぞれ設け
られ、前記配管Bには圧力調整弁32が設けられ
ている。この圧力調整弁32は、通常は配管Aの
圧力制御装置30によつて制御されるが、ミスト
セパレータ20内の圧力(すなわち、圧縮機21
の吸込圧力)が異常に低下したとき、選択制御装
置33によつて切替えられてミストセパレータ2
0側の圧力制御装置31の制御信号により作動す
るようになつている。
In FIG. 2, 20 is a mist separator;
1 is a positive displacement type, turbo type, axial type, etc. compressor, 22
is a heat exchanger, 23 is an aftercooler, 2
4 is a drain separator, 25 is a filter, 26 is a gas combustion type internal combustion engine such as a gas turbine or gas engine, 27 is a load, and 28 is an auxiliary drain separator for use before starting the internal combustion engine. Then, piping is arranged so that the fuel gas supplied from the gas inlet 29 is sent through the mist separator 20, the compressor 21, the heat exchanger 22, the aftercooler 23, and the drain separator 24, respectively, as shown by arrow A,
Furthermore, piping A downstream of the drain separator 24
is the pipe B of the bypass system that returns to the mist separator 20, and the pipe C of the internal combustion engine system that is sent to the internal combustion engine 26 via the heat exchanger 22 and the filter 25 (C 1 is the pipe upstream of the heat exchanger 22, The piping is designated as C2 ). Furthermore, pressure control devices 30 and 31 are provided at the downstream portion of the drain separator 24, immediately before the pipe A branches, and at the mist separator 20, respectively, to detect the gas pressure and output a control signal in accordance with the detected pressure. , the pipe B is provided with a pressure regulating valve 32. This pressure regulating valve 32 is normally controlled by the pressure control device 30 of the pipe A, but the pressure inside the mist separator 20 (i.e., the pressure in the compressor 21
When the suction pressure of the mist separator 2 decreases abnormally, the selection control device 33 switches the mist separator 2
It is activated by a control signal from the pressure control device 31 on the 0 side.

次に上述の燃料ガス供給装置の運転について説
明する。
Next, the operation of the above-mentioned fuel gas supply device will be explained.

1 ガス入口29における燃料ガスは通常、温度
は常温、圧力は1.0〜7.0Kg/cm2A(絶対圧)で
ある。
1 The fuel gas at the gas inlet 29 is normally at room temperature and has a pressure of 1.0 to 7.0 Kg/cm 2 A (absolute pressure).

2 ミストセパレータ20により通常ミストの約
90%が除去される。
2 The mist separator 20 reduces the amount of normal mist.
90% removed.

3 圧縮機21の吸込口においては、ミストセパ
レータ20および配管系の圧力損失により、圧
力がガス入口29での圧力より、通常約0.2〜
1.0Kg/cm2低くなる。
3 At the suction port of the compressor 21, the pressure is usually about 0.2 to 0.2 to less than the pressure at the gas inlet 29 due to pressure loss in the mist separator 20 and piping system.
1.0Kg/ cm2 lower.

4 圧縮機21の吐出側では、吐出圧力は通常10
〜16Kg/cm2A(これは、内燃機26の要求ガス
圧力に圧縮機21と内燃機との間の配管系の圧
力損失を加えた大きさの吐出圧力である)、吐
出温度は90〜130℃である。
4 On the discharge side of the compressor 21, the discharge pressure is usually 10
~16Kg/cm 2 A (this is the discharge pressure equal to the required gas pressure of the internal combustion engine 26 plus the pressure loss of the piping system between the compressor 21 and the internal combustion engine), and the discharge temperature is 90 to 130°C It is.

なお、吐出温度は次式により定まる。 Note that the discharge temperature is determined by the following equation.

Td=Ts×(Pd/Ps)〓〓〓 ……() 但し、可逆断熱式圧縮の場合(容積式圧縮機) Td=Ts×(Pd/Ps)〓 ……() 但し、ポリトロープ圧縮の場合(ターボ式圧縮
機) ここで、Td:吐出温度(〓) Ts:吸込温度(〓) Pd:吐出圧力(Kg/cm2A) Ps:吸入圧力(Kg/cm2A) K:ガス定数比cp/cv Cp:定圧比熱 Cv:定容比熱 n:ポリトロープ変化の場合の指数 上記の(),()式から明らかなように、
圧縮機21の吐出圧力Pdを下げれば吐出温度
Tdも下がる。そして、圧縮機21の吐出圧力
Pdは圧力制御装置30の設定値を下げること
によつて下げることができる。
Td=Ts×(Pd/Ps)〓〓〓〓 ……() However, in the case of reversible adiabatic compression (positive displacement compressor) Td=Ts×(Pd/Ps)〓 ……() However, in the case of polytropic compression (Turbo compressor) Where, Td: Discharge temperature (〓) Ts: Suction temperature (〓) Pd: Discharge pressure (Kg/cm 2 A) Ps: Suction pressure (Kg/cm 2 A) K: Gas constant ratio cp/cv Cp: Specific heat at constant pressure Cv: Specific heat at constant volume n: Index in case of polytropic change As is clear from the above equations () and (),
If the discharge pressure Pd of the compressor 21 is lowered, the discharge temperature
Td also decreases. And the discharge pressure of the compressor 21
Pd can be lowered by lowering the set value of the pressure control device 30.

5 熱交換器22においては、圧縮機21から出
た高温ガスが内燃機系統の配管Cを流れる低温
ガスに熱エネルギを与えてこれを加熱する。な
お、この熱交換の現象については後でさらに詳
しく述べる。
5. In the heat exchanger 22, the high-temperature gas discharged from the compressor 21 gives thermal energy to the low-temperature gas flowing through the pipe C of the internal combustion engine system to heat it. Note that this heat exchange phenomenon will be described in more detail later.

6 熱交換器22において少し冷やされた高温燃
料ガスはアフタクーラ23において常温近くま
で再度冷却される。このとき、燃料ガス中に含
まれる一部の成分は、温度が下がることによつ
て凝縮液化する。
6. The high-temperature fuel gas that has been slightly cooled in the heat exchanger 22 is cooled again to near room temperature in the aftercooler 23. At this time, some components contained in the fuel gas are condensed and liquefied as the temperature decreases.

なお、クーラの種類によつては、この凝縮液
は一部クーラのドレン排出口により排出される
場合がある。
Note that, depending on the type of cooler, some of this condensed liquid may be discharged through the drain outlet of the cooler.

7 冷却された燃料ガスに飛沫同伴した凝縮液は
ドレンセパレータ24で分離除去される。
7. The condensate entrained in the cooled fuel gas is separated and removed by the drain separator 24.

8 なおガス入口29からドレンセパレータ24
の下流の配管Aまでの間には、圧縮機21の容
量分だけの燃料ガスが流れている。
8 In addition, from the gas inlet 29 to the drain separator 24
Fuel gas corresponding to the capacity of the compressor 21 flows between the downstream pipe A and the pipe A.

9 内燃機系統の配管Cには、内燃機26の負荷
が要求する分だけ燃料ガスが分岐して送られ
る。
9. The amount of fuel gas required by the load of the internal combustion engine 26 is branched and sent to the pipe C of the internal combustion engine system.

そして、熱交換器22に入る前には飽和状態
又は過飽和状態にあつた燃料ガスは、熱交換器
22によつて加熱されて過熱ガスとなり内燃機
26に供給される。
The fuel gas, which was in a saturated or supersaturated state before entering the heat exchanger 22, is heated by the heat exchanger 22 to become superheated gas and is supplied to the internal combustion engine 26.

10 内燃機系統の配管Cに送られる燃料ガスは上
述のように内燃機26の負荷27に見合う量だ
けしか流れないため、余剰分の燃料ガスは圧力
調整弁32及び配管Bを経てガス入口29に戻
る。
10 Since the fuel gas sent to the pipe C of the internal combustion engine system only flows in an amount corresponding to the load 27 of the internal combustion engine 26 as described above, the excess fuel gas returns to the gas inlet 29 via the pressure regulating valve 32 and the pipe B. .

したがつて、圧力制御装置30によつて圧力
を検知して、その検知した圧力に応じて圧力調
整弁32の開度を調整することにより、内燃機
系統の配管Cに送られ燃料ガスの圧力を一定に
保つことができる。
Therefore, by detecting the pressure with the pressure control device 30 and adjusting the opening degree of the pressure regulating valve 32 according to the detected pressure, the pressure of the fuel gas sent to the pipe C of the internal combustion engine system is adjusted. can be kept constant.

なお、バイパス系統の配管Bからガス入口2
9に戻る燃料ガスはアフタクーラ23を経たも
のでなければならない。なぜならば、圧縮機2
1が容積式のものであつても、完全な可逆断熱
変化により圧縮されるのではなく、圧縮機の摩
擦熱などにより実際には余分に加熱されるた
め、圧縮された高温ガスを圧力調整弁32で断
熱膨張させたとしても、もとの供給ガス温度ま
で下がらず、したがつて、このバイパスガスが
循環していると仮に考えると、そのガスは圧縮
機21により相乗的に加熱され、その結果圧縮
機21の吐出ガスの温度が上昇していき機械的
問題が生じるからである。
In addition, gas inlet 2 is connected from piping B of the bypass system.
The fuel gas returning to 9 must pass through the aftercooler 23. Because compressor 2
Even if 1 is a positive displacement type, it is not compressed by a complete reversible adiabatic change, but is actually heated excessively by the friction heat of the compressor, so the compressed high temperature gas is passed through a pressure regulating valve. Even if it is adiabatically expanded at 32, the temperature of the supplied gas will not drop to the original supply gas temperature. Therefore, assuming that this bypass gas is circulating, the gas will be synergistically heated by the compressor 21, and its temperature will increase. This is because the temperature of the gas discharged from the compressor 21 increases as a result, causing mechanical problems.

11 ミストセパレータ20側の圧力制御装置31
は、ドレンセパレータ24の下流の配管Aの圧
力制御装置30と同様に制御信号を出してお
り、通常は選択制御装置33によつて無視され
ているが、ガス入口29の燃料ガスの供給量が
減少して圧縮機21の吸込圧力が一定値以下に
下つたときには、選択制御装置33によつて切
替えがなされ、圧力調整弁32は、ミストセパ
レータ20側の圧力制御装置31によつてのみ
制御される。この場合、配管Aの圧力制御装置
30は無視され、圧縮機21の吐出側のガスを
吸込側に戻して圧縮機21の吸込側の圧力低下
を防ぐように、圧力調整弁32が開となる制御
がなされる。これは、圧縮機21の吸込圧力が
低下した場合、圧縮機21に異常な影響を与え
て故障の原因となるからである。すなわち内燃
機26への供給より、圧縮機21の保護を優先
させるためである。この様に入口29の供給量
が減つて内燃機系統の配管Cにおける圧力が一
定値以下に低下したときには、図示しない別の
燃料系統(通常は液体燃料)に切り替えるか、
あるいは内燃機26の運転を止める。
11 Pressure control device 31 on the mist separator 20 side
outputs a control signal in the same way as the pressure control device 30 of the pipe A downstream of the drain separator 24, and is normally ignored by the selection control device 33, but when the amount of fuel gas supplied to the gas inlet 29 is When the suction pressure of the compressor 21 decreases and falls below a certain value, the selection control device 33 performs switching, and the pressure regulating valve 32 is controlled only by the pressure control device 31 on the mist separator 20 side. Ru. In this case, the pressure control device 30 of the pipe A is ignored, and the pressure regulating valve 32 is opened so as to return the gas on the discharge side of the compressor 21 to the suction side and prevent a pressure drop on the suction side of the compressor 21. Control is exercised. This is because if the suction pressure of the compressor 21 decreases, it will have an abnormal effect on the compressor 21 and cause it to malfunction. In other words, this is to prioritize protection of the compressor 21 over supply to the internal combustion engine 26. In this way, when the supply amount at the inlet 29 decreases and the pressure in the pipe C of the internal combustion engine system drops below a certain value, either switch to another fuel system (not shown) (usually liquid fuel), or
Alternatively, the operation of the internal combustion engine 26 is stopped.

12 また、補助ドレンセパレータ28は内燃機2
6の起動時に用いるもので、起動前に内燃機2
6の手前のバルブ34を閉、補助ドレンセパレ
ータ28側のバルブ35を開として圧縮機21
を運転し、燃料ガスを循環させて冷えている配
管を温め、各配管が温まつた後内燃機26を起
動する。これによつて起動のはじめから好まし
い過熱ガスを内燃機26に供給することができ
る。
12 In addition, the auxiliary drain separator 28
This is used when starting internal combustion engine 2.
Close the valve 34 in front of the compressor 21 and open the valve 35 on the side of the auxiliary drain separator 28.
The internal combustion engine 26 is operated to circulate fuel gas to warm the cold pipes, and after each pipe is warmed up, the internal combustion engine 26 is started. This makes it possible to supply preferable superheated gas to the internal combustion engine 26 from the beginning of startup.

次に、前述の(5)の項で述べた熱交換器22にお
ける熱交換の現象について述べる。
Next, the phenomenon of heat exchange in the heat exchanger 22 described in the above section (5) will be described.

一般に熱交換器における交換熱量Qは次式で定
まる。
Generally, the amount of heat exchanged Q in a heat exchanger is determined by the following equation.

Q=U×A×△tm ……() U:総括伝熱係数 A:伝熱面積(一定) △tm:対数平均温度差 △t1=T2−t1 △t2=T1−t2 T1:加熱流体の熱交換器入口における温度 T2:加熱流体の熱交換器出口における温度 t1:被加熱流体の熱交換器入口における温度 t2:被加熱流体の熱交換器出口における温度 被加熱流体の流量(すなわち、内燃機系統の配
管Cにおける流量)が減り、ガス流速が減ると、
総括伝熱系数Uが少さくなる。また、被加熱流体
の出口における温度t2は上昇するが、加熱流体と
被加熱流体の温度差、すなわちT1―t2(=△t2
が小さくなり、()式における分子の数値は大
きくなるが、それにも増して分母の数値の方が大
きくなるので対数平均温度差△tmは小さくなる
(このことは、()式において数学的演算により
直ちに導かれることである)。したがつて、被加
熱流体の流量Gが小さくなると熱交換量Qも小さ
くなる。
Q = U × A × △tm ... () U: Overall heat transfer coefficient A: Heat transfer area (constant) △tm: Logarithmic mean temperature difference △t 1 = T 2 −t 1 △t 2 = T 1 −t 2 T 1 : Temperature of heating fluid at the inlet of the heat exchanger T 2 : Temperature of the heating fluid at the exit of the heat exchanger t 1 : Heat of the heated fluid Temperature at the exchanger inlet t 2 : Temperature of the heated fluid at the heat exchanger outlet When the flow rate of the heated fluid (i.e., the flow rate in pipe C of the internal combustion engine system) decreases and the gas flow rate decreases,
The overall heat transfer coefficient U becomes smaller. Also, although the temperature t 2 at the outlet of the heated fluid increases, the temperature difference between the heated fluid and the heated fluid, that is, T 1 − t 2 (=△t 2 )
becomes smaller, and the numerical value of the numerator in equation () becomes larger, but the numerical value of the denominator also becomes larger, so the logarithmic mean temperature difference △tm becomes smaller (this means that the mathematical operation in equation () ). Therefore, as the flow rate G of the fluid to be heated decreases, the amount of heat exchange Q also decreases.

ところで、一定の伝熱面積を有する熱交換器に
おいて移動する熱量として、加熱される被加熱流
体の温度上昇は次式で定まる。
By the way, as the amount of heat transferred in a heat exchanger having a fixed heat transfer area, the temperature rise of the heated fluid is determined by the following equation.

△t=Q/G×Cp G:被加熱流体の流量 Cp:被加熱流体の比熱 △t:被加熱流体の温度上昇 ここにおいて、前述した如く被加熱流体の流量
Gが小さくなつても、熱交換量Qも小さくなるの
で、被加熱流体の温度上昇△tはそれ程大きくな
らない。
△t = Q/G Since the exchange amount Q also becomes small, the temperature rise Δt of the heated fluid does not become so large.

すなわち、内燃機26の負荷が減少して、内燃
機系統の配管Cに流れるガス量が減つても(な
お、その限度は、一般に定格負荷時の流量の約40
%である)、この熱交換器22において加熱しす
ぎることがない。このように本発明においては、
熱交換器22の加熱流体として圧縮機の吐出燃料
ガスを用いていることにより、この熱交換器22
は、加熱しすぎることのない自己調整能をもつも
のとなつており、第1図に示した装置のごとき温
度制御装置10を設けることなく、内燃機26へ
送る燃料ガスの温度上昇を許容値以内に収めるこ
とが可能となつている。
In other words, even if the load on the internal combustion engine 26 decreases and the amount of gas flowing into the piping C of the internal combustion engine system decreases (the limit is generally about 40% of the flow rate at rated load).
%), the heat exchanger 22 will not overheat. In this way, in the present invention,
By using the discharged fuel gas of the compressor as the heating fluid of the heat exchanger 22, this heat exchanger 22
has a self-adjusting ability to prevent overheating, and can keep the temperature rise of the fuel gas sent to the internal combustion engine 26 within the permissible value without installing a temperature control device 10 such as the device shown in FIG. It is now possible to fit the

さらに、上記温度上昇が許容値を越えるケース
がある場合でも、内燃機26が必要とする圧力範
囲(通常8〜14Kg/cm2G(ゲージ圧))で吐出圧
力を下げることにより圧縮機21の吐出温度を下
げて、内燃機26へ送る燃料ガスの温度を許容値
以内に収めることができる。この状況を詳しく説
明すれば、前述した()式、()式より明ら
かなとおり、圧縮機21の吐出圧力Pdを下げれ
ば吐出温度Pdも下がる。そして圧縮機21の吐
出圧力Pdを下げることは圧力制御装置30の設
定値を下げることによつて行うことができるの
で、圧力制御装置30の設定値を内燃機26が必
要とする圧力範囲内で低く設定することによつて
圧縮機21の吐出温度を下げることができ、その
結果として、内燃機系統の配管C2のガス温度を
下げることができる。
Furthermore, even if there is a case where the temperature rise exceeds the allowable value, the discharge pressure of the compressor 21 can be reduced by lowering the discharge pressure within the pressure range required by the internal combustion engine 26 (usually 8 to 14 kg/cm 2 G (gauge pressure)). By lowering the temperature, the temperature of the fuel gas sent to the internal combustion engine 26 can be kept within an allowable value. To explain this situation in detail, as is clear from the above-mentioned equations () and (), if the discharge pressure Pd of the compressor 21 is lowered, the discharge temperature Pd will also be lowered. Since the discharge pressure Pd of the compressor 21 can be lowered by lowering the setting value of the pressure control device 30, the setting value of the pressure control device 30 can be lowered within the pressure range required by the internal combustion engine 26. By setting, the discharge temperature of the compressor 21 can be lowered, and as a result, the gas temperature in the pipe C2 of the internal combustion engine system can be lowered.

そして、圧力制御装置30の設定値を変えるこ
とは、手動で行つてもよい。このような設定値の
変更は、夏期と冬期とでガス入口29から供給さ
れる燃料ガスの温度に著しい差がある場合などに
行うとよい。又、第3図のように、内燃機系統の
配管C2に、温度を検知してその検知した温度に
応じた制御信号を出す温度制御装置36を設け、
この制御信号によつて配管Aの圧力制御装置30
の設定値を変えるようにし、このようなカスケー
ド制御によつて圧力制御装置30の設定値の変更
を自動的に行うようにしてもよい。
The set value of the pressure control device 30 may be changed manually. Such a change in the set value is preferably performed when there is a significant difference in the temperature of the fuel gas supplied from the gas inlet 29 between summer and winter. Further, as shown in FIG. 3, a temperature control device 36 is installed in the pipe C2 of the internal combustion engine system to detect the temperature and output a control signal according to the detected temperature.
By this control signal, the pressure control device 30 of pipe A
The setting value of the pressure control device 30 may be changed automatically by such cascade control.

第4図は、他の具体的な実施例を示すもので、
定格2500KWのガススタービン40,40の2基
に燃料を供給するものである。そして、吸込圧力
1.033Kg/cm2Aから吐出圧力17.3Kg/cm2Gに圧縮
するために2段の往復動圧縮機41,42を設
け、中間クーラ(冷却器)43、中間ミストセパ
レータ44を設けている。中間クーラ43、およ
びアフタクーラ23は大気温度が最高45℃の条件
における空冷式である。また、熱交換器22の容
量はガスタービン定格2500KW2台分とし、約
10000Kcal/Hの交換熱容量を有する伝熱面積1.4
m2の二重管式熱交換器を用いている。なお、第2
図と共通する部分については同一符号を付して説
明を省略する。また使用する燃料ガスの性状は次
のものとする。
FIG. 4 shows another specific example.
It supplies fuel to two gas turbines 40 and 40 with a rating of 2500KW. and suction pressure
Two-stage reciprocating compressors 41 and 42 are provided to compress from 1.033 Kg/cm 2 A to a discharge pressure of 17.3 Kg/cm 2 G, and an intermediate cooler 43 and an intermediate mist separator 44 are provided. The intermediate cooler 43 and the aftercooler 23 are air-cooled when the atmospheric temperature is at a maximum of 45°C. In addition, the capacity of the heat exchanger 22 is equivalent to two gas turbines with a rating of 2500KW, and is approximately
Heat transfer area 1.4 with exchange heat capacity of 10000Kcal/H
A double pipe heat exchanger of m 2 is used. In addition, the second
Portions common to those in the figures are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The properties of the fuel gas used shall be as follows.

成分、1段目圧縮機41入口におけるモル比
(%) メタン 15.82 テタン 13.84 プロパン 22.26 イソブタン 6.26 ノルマルブタン 13.99 ノルマルペンタン 5.50 ヘキサン 4.40 ヘプタン 3.69 水蒸気 3.14 硫化水素 3.95 窒 素 0.87 炭酸ガス 1.34 合 計 100% 上記燃料ガスを用いた場合の結果を示すと、第
4図の各段階に記す通りとなり、ガスタービン4
0に65℃の燃料ガスを供給することができた。
Components, molar ratio (%) at the inlet of the first stage compressor 41 Methane 15.82 Tetane 13.84 Propane 22.26 Isobutane 6.26 Normal butane 13.99 Normal pentane 5.50 Hexane 4.40 Heptane 3.69 Water vapor 3.14 Hydrogen sulfide 3.95 Nitrogen 0.87 Carbon dioxide 1.34 Total 100% Above fuel The results when gas is used are as shown in each stage of Fig. 4, and the gas turbine 4
It was possible to supply fuel gas at 65°C to 0.

以上の実施例において、アフタクーラ23の容
量は、第1図に示す如く外部熱源によるヒータ1
を用いたものと較べ、熱交換器22の容量
10000Kcal/H相当分だけ小さくすることが可能
となつた。
In the above embodiment, the capacity of the aftercooler 23 is the same as that of the heater 1 using an external heat source as shown in FIG.
The capacity of the heat exchanger 22 is
It has become possible to reduce the size by the equivalent of 10,000 Kcal/H.

また、ガスタービン40側への燃料ガス供給量
はガスタービン1台無負荷運転の時に最少となる
が、このときガスタービン40へ送られる燃料ガ
スは熱交換器22において最高に加熱され、その
ときのガス温度は77℃であつた。この温度はガス
タービンへ送られる燃料ガスとしては許容される
範囲内のものである。
Further, the amount of fuel gas supplied to the gas turbine 40 side is at its minimum when one gas turbine is in no-load operation, but the fuel gas sent to the gas turbine 40 at this time is heated to the maximum in the heat exchanger 22, and at that time The gas temperature was 77°C. This temperature is within an acceptable range for fuel gas sent to a gas turbine.

以上説明したように、この発明の燃料ガス供給
方法及び装置によれば、圧縮機の吐出燃料ガスを
加熱流体とする熱交換器によつて、クーラを経て
内燃機に送られる燃料ガスを加熱してこれを過熱
ガスとするようにしている。
As explained above, according to the fuel gas supply method and device of the present invention, the fuel gas sent to the internal combustion engine via the cooler is heated by the heat exchanger that uses the fuel gas discharged from the compressor as the heating fluid. This is made into superheated gas.

(1) 特別な外部熱源を必要とせず、省エネルギが
達成される。
(1) Energy saving is achieved without the need for a special external heat source.

(2) クーラの容量が従来のものと較べて小さいも
ので済む。
(2) The capacity of the cooler can be smaller than conventional ones.

(3) この熱交換器においては、被加熱流体の流量
が減少したときに与える熱量が減少する、いわ
ば加熱温度自己調整機能をもつので、負荷が減
少して内燃機に送る燃料ガス量が減つても加熱
しすぎることがない。
(3) This heat exchanger has a heating temperature self-adjustment function that reduces the amount of heat given when the flow rate of the heated fluid decreases, so the load decreases and the amount of fuel gas sent to the internal combustion engine decreases. It also doesn't overheat.

(4) 熱交換器において加熱ガスと加熱されるガス
とがもともと同じであるので、内部漏れあつて
も危険がなく、しかも少量であれば性能にも悪
影響を与えない。
(4) Since the heating gas and the gas to be heated are originally the same in the heat exchanger, there is no danger even if there is internal leakage, and if it is a small amount, it will not adversely affect performance.

など、種々のきわめて優れた効果が得られる。 Various excellent effects can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明に先立つてこの発明の提案者
らによつて検討された燃料ガス供給装置のシステ
ム図、第2図は本発明の一実施例を示すシステム
図、第3図は他の実施例を示すシステム図、第4
図はさらに他の実施例を示すシステム図である。 21……圧縮機、23……アフタクーラ、24
……ドレンセパレータ、26……内燃機、22…
…熱交換器、29……ガス入口、30,31……
圧力制御装置、32……圧力調整弁、33……選
択制御装置、40……ガスタービン、41……1
段目圧縮機、42……2段目圧縮機、43……中
間クーラ。
FIG. 1 is a system diagram of a fuel gas supply device studied by the proponents of the present invention prior to this invention, FIG. 2 is a system diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG. System diagram showing an example, No. 4
The figure is a system diagram showing yet another embodiment. 21...Compressor, 23...Aftercooler, 24
...Drain separator, 26...Internal combustion engine, 22...
...Heat exchanger, 29...Gas inlet, 30, 31...
Pressure control device, 32...Pressure regulating valve, 33...Selection control device, 40...Gas turbine, 41...1
Stage compressor, 42... Second stage compressor, 43... Intermediate cooler.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 圧縮機で燃料ガスを内燃機に供給する方法に
おいて、圧縮機からの吐出燃料ガスを冷却し冷却
時に生じた凝縮液の少なくとも一部を除去した
後、該燃料ガスを冷却前の上記吐出燃料ガスで加
熱して内燃機に供給することを特徴とするガス燃
焼式内燃機における燃料ガス供給方法。 2 燃料ガスを圧縮する圧縮機と、その吐出燃料
ガスを冷却して冷却時に生じた凝縮液の少なくと
も一部を除去する冷却凝縮液分離手段を有する燃
料ガス供給装置において、圧縮機と冷却凝縮液分
離手段との間に、圧縮機の吐出燃料ガスを加熱流
体としかつ冷却凝縮液分離手段を経た上記吐出燃
料ガスより低温の燃料ガスを被加熱流体とする熱
交換器を設けたことを特徴とするガス燃焼式内燃
機における燃料ガス供給装置。
[Scope of Claims] 1. In a method for supplying fuel gas to an internal combustion engine using a compressor, the fuel gas discharged from the compressor is cooled and at least part of the condensate generated during cooling is removed, and then the fuel gas is cooled. A method for supplying fuel gas in a gas combustion type internal combustion engine, characterized in that the fuel gas is heated by the discharged fuel gas and then supplied to the internal combustion engine. 2. In a fuel gas supply device having a compressor that compresses fuel gas and a cooling condensate separation means that cools the discharged fuel gas and removes at least a part of the condensate generated during cooling, the compressor and the cooling condensate are separated. A heat exchanger is provided between the compressor and the separation means, the heating fluid being the fuel gas discharged from the compressor, and the fuel gas having a lower temperature than the discharged fuel gas passing through the cooling condensate separation means being the heated fluid. A fuel gas supply device for a gas-fired internal combustion engine.
JP56063073A 1981-04-25 1981-04-25 Fuel gas feeding apparatus for gas combustion type internal combustion engine Granted JPS57179356A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56063073A JPS57179356A (en) 1981-04-25 1981-04-25 Fuel gas feeding apparatus for gas combustion type internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56063073A JPS57179356A (en) 1981-04-25 1981-04-25 Fuel gas feeding apparatus for gas combustion type internal combustion engine

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60060460A Division JPS60216061A (en) 1985-03-25 1985-03-25 Fuel gas feeder for gas internal-combustion engine
JP22129085A Division JPS6187926A (en) 1985-10-04 1985-10-04 Fuel gas supply device in gas turbine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS57179356A JPS57179356A (en) 1982-11-04
JPS6151659B2 true JPS6151659B2 (en) 1986-11-10

Family

ID=13218796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56063073A Granted JPS57179356A (en) 1981-04-25 1981-04-25 Fuel gas feeding apparatus for gas combustion type internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS57179356A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021107014A1 (en) 2020-03-23 2021-09-23 Honda Motor Co., Ltd. mowing machine

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61258960A (en) * 1985-04-30 1986-11-17 ミシガン・コンソリデ−テツド・ガス・カンパニ− Hydrocarbon gas fuel storage system and engine system for car and fuel feeder related to said system
JPS61258959A (en) * 1985-04-30 1986-11-17 ミシガン・コンソリデ−テツド・ガス・カンパニ− Gas fuel feeder

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021107014A1 (en) 2020-03-23 2021-09-23 Honda Motor Co., Ltd. mowing machine

Also Published As

Publication number Publication date
JPS57179356A (en) 1982-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0830623B2 (en) Unloading system for refrigeration system
US7490481B2 (en) Vapor compression system startup method
US20100152903A1 (en) Refrigerating cycle apparatus and operation control method therefor
CN109612141B (en) Refrigerating unit and control method and control device thereof
US3152753A (en) Heat exchanger method and apparatus
US11859605B2 (en) Compressor system, and control method for same
JPS6151659B2 (en)
JPH0233869B2 (en)
JPH0634236A (en) Heat pump for sewage heat source
US4959972A (en) Wide range refrigeration system with suction gas cooling
JPH0225019B2 (en)
EP4033098A1 (en) Heat recovery device
JP2501345B2 (en) Oil-cooled screw compressor oil supply device
JPH0392700A (en) Boil-off gas processing method of low temperature liquefied gas
JP3856538B2 (en) Refrigeration equipment
JP4109997B2 (en) Turbo refrigerator
JPS6343663B2 (en)
JPH06265230A (en) Method and device for controlling operation of liquefaction-refrigerating device
US20030070432A1 (en) Natural gas depressurization temperature maintenance expansion system with production of useful work
CN211552130U (en) Energy-saving reation kettle and refrigeration heating temperature control system for test equipment
JP3847924B2 (en) Operation control device for helium refrigerating machine
CN215809460U (en) Air conditioner
CN214536942U (en) Experimental condensing pressure adjusting device for commercial refrigerator
CN211552128U (en) Accurate temperature control cooling circulator
JPH0160743B2 (en)