KR102355150B1 - Compressor unit and program for controlling compressor unit - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 압축기 유닛 및 압축기 유닛 제어용 프로그램에 관한 것이다.The present invention relates to a compressor unit and a program for controlling the compressor unit.
종래, 액화 천연가스의 운반선 등에 있어서, 저장 탱크 내에서의 액화가스의 증발에 의해 발생하는 보일 오프 가스를 압축하기 위해서 사용되는 압축기 유닛이 알려져 있다. 이러한 종류의 압축기 유닛에는, 다단식의 복수의 압축기가 병렬로 마련된 것이 있다. 이 압축기 유닛에서는, 각 압축기로부터 토출된 가스가 각각 엔진 등의 수요처에 공급된다.DESCRIPTION OF RELATED ART Conventionally, in the carrier of liquefied natural gas, etc., the compressor unit used in order to compress the boil-off gas which generate|occur|produces by evaporation of the liquefied gas in a storage tank is known. In this type of compressor unit, there are some in which a plurality of multi-stage compressors are provided in parallel. In this compressor unit, the gas discharged from each compressor is supplied to a demand destination, such as an engine, respectively.
이러한 종류의 기술이 일본 특허 공표 제2018-518415호 공보, 일본 특허 공표 제2018-534206호 공보 및 일본 특허 공개 제2019-11735호 공보에 개시되어 있다. 일본 특허 공표 제2018-518415호 공보에는, LNG선 등에 탑재된 증발 가스 압축기가 개시되어 있으며, 이 증발 가스 압축기에서는, 왕복동형 압축기와 원심형 압축기가 병렬로 마련되어 있다. 일본 특허 공표 제2018-534206호 공보에는, LNG 운반선의 증발 가스 처리 시스템에 있어서, 주 압축부와, 당해 주 압축부의 사용 불능 시에 대체적으로 사용하기 위한 예비 압축부가 마련되는 것이 개시되어 있다. 일본 특허 공개 제2019-11735호 공보에는, 일본 특허 공표 제2018-534206호 공보와 마찬가지로, LNG 운반선에 있어서 2개의 가스 압축기가 병렬로 설치되고, 그 한쪽이 예비로서 운용되는 것이 개시되어 있다.This kind of technology is disclosed in Japanese Patent Publication No. 2018-518415, Japanese Patent Publication No. 2018-534206, and Japanese Patent Publication No. 2019-11735. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-518415 discloses a boil-off gas compressor mounted on an LNG ship or the like. In this boil-off gas compressor, a reciprocating compressor and a centrifugal compressor are provided in parallel. Japanese Patent Publication No. 2018-534206 discloses that, in a boil-off gas treatment system for an LNG carrier, a main compression section and a preliminary compression section for use in general when the main compression section is unavailable are provided. It is disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2019-11735 that two gas compressors are installed in parallel in an LNG carrier similarly to Unexamined-Japanese-Patent No. 2018-534206, and one of them is operated as a spare.
일본 특허 공표 제2018-518415호 공보에 개시된 증발 가스 압축기로부터 수요처로 가스를 공급하는 경우에는, 병렬로 설치된 각 압축기의 가스 처리량(가스 공급량)의 합계가 수요처의 가스 요구량을 충족시킬 필요가 있다. 여기서, 수요처의 가스 요구량이 변동하면, 압축기로부터의 합계의 가스 공급량이 가스 요구량과 맞지 않게 되고, 그 결과, 각 압축기의 토출 압력이 변동한다. 구체적으로는, 가스 요구량이 증가한 경우에는 토출 압력이 저하되고, 가스 요구량이 저하된 경우에는 토출 압력이 상승한다.When gas is supplied from the boil-off gas compressor disclosed in Japanese Patent Publication No. 2018-518415 to a consumer, the sum of the gas throughput (gas supply amount) of each compressor installed in parallel needs to satisfy the gas demand of the consumer. Here, if the gas demand amount of the consumer fluctuates, the total gas supply amount from the compressors does not match the gas demand amount, and as a result, the discharge pressure of each compressor fluctuates. Specifically, when the gas demand increases, the discharge pressure decreases, and when the gas demand decreases, the discharge pressure rises.
이에 비하여, 토출 압력이 소정의 설정 압력으로 유지되도록 각 압축기를 제어함으로써, 압축기로부터의 가스 공급량을 변동 후의 가스 요구량에 맞추는 것이 생각된다. 그러나, 각 압축기의 토출 압력 설정값(목표값)을 동일하게 한 경우에는, 토출측(수요측)의 압력 정보에 기초하여 양쪽 압축기의 가스 처리량을 조정할 필요가 있기 때문에, 제어가 번잡해진다. 즉, 압력 제어의 정밀도가 나빠진 경우에는, 압축기로부터의 가스 공급량을 수요처의 가스 요구량에 맞추는 것이 곤란해질 수도 있다.On the other hand, by controlling each compressor so that the discharge pressure is maintained at a predetermined set pressure, it is considered to match the gas supply amount from the compressor to the gas demand amount after fluctuation. However, when the discharge pressure set value (target value) of each compressor is made the same, the control becomes complicated because it is necessary to adjust the gas throughput of both compressors based on the pressure information on the discharge side (demand side). That is, when the precision of the pressure control is deteriorated, it may become difficult to match the gas supply amount from the compressor to the gas demand amount of the consumer.
본 발명의 목적은, 압축기로부터의 가스 공급량을 수요처의 가스 요구량에 용이하게 맞추는 것이 가능한 압축기 유닛 및 압축기 유닛 제어용 프로그램을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a compressor unit and a program for controlling the compressor unit capable of easily matching the gas supply amount from the compressor to the gas demand amount of the consumer.
본 발명의 일 국면에 따른 압축기 유닛은, 선박 내에 설치되고, 상기 선박의 LNG 저류조로부터 흡입한 보일 오프 가스인 대상 가스를 압축하는 압축기 유닛이다. 이 압축기 유닛은, 복수의 압축 스테이지를 갖고, 상기 대상 가스를 압축해서 수요처에 공급하는 제1 왕복동 압축기와, 복수의 압축 스테이지를 갖고, 상기 대상 가스를 압축해서 상기 수요처에 공급하도록 상기 제1 왕복동 압축기와 병렬로 접속된 제2 왕복동 압축기와, 상기 제1 왕복동 압축기 및 상기 제2 왕복동 압축기의 구동을 제어하는 제어부를 구비한다. 상기 제1 왕복동 압축기는, 최종의 압축 스테이지보다도 하류에 마련된 제1 역지 밸브와, 상기 최종의 압축 스테이지와 상기 제1 역지 밸브의 사이에 마련된 제1 압력 센서와, 적어도 상기 최종의 압축 스테이지를 바이패스하는 제1 바이패스 유로와, 상기 제1 바이패스 유로에 마련된 제1 바이패스 밸브를 포함한다. 상기 제2 왕복동 압축기는, 최종의 압축 스테이지보다도 하류에 마련된 제2 역지 밸브와, 상기 최종의 압축 스테이지와 상기 제2 역지 밸브의 사이에 마련된 제2 압력 센서와, 적어도 상기 최종의 압축 스테이지를 바이패스하는 제2 바이패스 유로와, 상기 제2 바이패스 유로에 마련된 제2 바이패스 밸브를 포함한다. 상기 압축기 유닛은, 상기 제2 왕복동 압축기로부터 토출된 대상 가스와, 상기 제1 왕복동 압축기로부터 토출된 대상 가스가, 상기 제1 역지 밸브 및 상기 제2 역지 밸브보다도 하류측의 유로에서 합류하도록 구성되어 있다. 상기 제어부는, 상기 제1 압력 센서의 검지 압력이 제1 설정값이 되도록 상기 제1 바이패스 밸브의 개방도를 제어함과 함께, 상기 제2 압력 센서의 검지 압력이 상기 제1 설정값보다도 낮은 제2 설정값이 되도록 상기 제2 바이패스 밸브의 개방도를 제어하는 개방도 제어부를 포함한다.A compressor unit according to an aspect of the present invention is a compressor unit that is installed in a ship and compresses a target gas that is boil-off gas sucked from an LNG storage tank of the ship. This compressor unit has a plurality of compression stages, a first reciprocating compressor for compressing the target gas and supplying it to a consumer, and a plurality of compression stages, the first reciprocating compressor having a plurality of compression stages to compress the target gas and supply it to the consumer A second reciprocating compressor connected in parallel with the compressor, and a control unit for controlling driving of the first reciprocating compressor and the second reciprocating compressor are provided. The first reciprocating compressor includes a first check valve provided downstream of a final compression stage, a first pressure sensor provided between the final compression stage and the first check valve, and at least the final compression stage. It includes a first bypass passage passing through, and a first bypass valve provided in the first bypass passage. The second reciprocating compressor is configured to bypass at least a second check valve provided downstream of a final compression stage, a second pressure sensor provided between the final compression stage and the second check valve, and at least the final compression stage. It includes a second bypass flow passage passing through, and a second bypass valve provided in the second bypass flow passage. The compressor unit is configured such that the target gas discharged from the second reciprocating compressor and the target gas discharged from the first reciprocating compressor join in a flow path downstream of the first and second check valves, have. The control unit controls the opening degree of the first bypass valve so that the pressure detected by the first pressure sensor becomes a first set value, and the pressure detected by the second pressure sensor is lower than the first set value. and an opening degree control unit for controlling an opening degree of the second bypass valve to be a second set value.
본 발명의 다른 국면에 따른 압축기 유닛 제어용 프로그램은, 상기 압축기 유닛의 운전을 제어하는 프로그램이며, 상기 제어부를 구성하는 컴퓨터를, 상기 제1 압력 센서의 검지 압력이 상기 제1 설정값이 되도록 상기 제1 바이패스 밸브의 개방도를 제어함과 함께, 상기 제2 압력 센서의 검지 압력이 상기 제2 설정값이 되도록 상기 제2 바이패스 밸브의 개방도를 제어하는 개방도 제어부로서 기능시키는 것이며, 상기 컴퓨터의 기억 매체에 기억된 것이다.A program for controlling a compressor unit according to another aspect of the present invention is a program for controlling the operation of the compressor unit, and configures a computer constituting the control unit so that the pressure detected by the first pressure sensor becomes the first set value. Controlling the opening degree of the first bypass valve and making it function as an opening degree control unit that controls the opening degree of the second bypass valve so that the pressure detected by the second pressure sensor becomes the second set value, stored in the computer's storage medium.
도 1은, 실시 형태에 따른 압축기 유닛의 개략도이다.
도 2는, 제1 실시 형태에 있어서의 제어부의 기능 블록도이다.
도 3은, 제1 바이패스 밸브의 개방도 제어를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는, 제2 바이패스 밸브의 개방도 제어를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는, 제2 실시 형태에 있어서의 제어부의 기능 블록도이다.1 is a schematic diagram of a compressor unit according to an embodiment.
Fig. 2 is a functional block diagram of the control unit in the first embodiment.
3 : is a flowchart for demonstrating opening degree control of a 1st bypass valve.
4 : is a flowchart for demonstrating the opening degree control of a 2nd bypass valve.
5 is a functional block diagram of a control unit in the second embodiment.
(제1 실시 형태)(First embodiment)
이하, 도면에 기초하여, 실시 형태에 따른 압축기 유닛 및 압축기 유닛 제어용 프로그램을 상세히 설명한다. 도 1은, 압축기 유닛(100)의 개략도이다.Hereinafter, a compressor unit and a program for controlling the compressor unit according to an embodiment will be described in detail based on the drawings. 1 is a schematic diagram of a
압축기 유닛(100)은, LNG(Liquefied Natural Gas: 액화 천연가스)가 저류된 LNG 저류조(101)를 갖고 있는 선박(도시 생략) 내에 설치되어 있다. 압축기 유닛(100)은, LNG 저류조(101) 내에서 발생한 보일 오프 가스인 대상 가스를 흡입하고, 흡입된 대상 가스를 압축하도록 구성되어 있다. 또한, 압축기 유닛(100)은, 압축된 대상 가스를 수요처(501)(예를 들어, 엔진)에 공급하도록 구성되어 있다. 이하의 설명에 있어서, 대상 가스의 흐름 방향을 기준으로, 「상류」 및 「하류」라는 용어가 사용된다.The
압축기 유닛(100)은, 대상 가스를 압축해서 수요처(501)에 공급하는 제1 왕복동 압축기(300)와, 대상 가스를 압축해서 수요처(501)에 공급하도록 제1 왕복동 압축기(300)와 병렬로 접속된 제2 왕복동 압축기(400)와, 제1 왕복동 압축기(300) 및 제2 왕복동 압축기(400)의 구동을 제어하는 제어부(420)를 갖고 있다. 제1 왕복동 압축기(300)와 제2 왕복동 압축기(400)는 기본적으로 마찬가지의 구조이다.The
압축기 유닛(100)은, LNG 저류조(101) 내에서 발생한 보일 오프 가스인 대상 가스를 수요처(501)를 향해 흘리는 유로(102)를 구비하고 있다. 유로(102)는, 대상 가스를 수요처(501)에 공급할 수 있도록, LNG 저류조(101)와 수요처(501)를 서로 접속하고 있다. 유로(102)는, 제1 왕복동 압축기(300)로 대상 가스를 유통시키는 제1 유로(110)와, 제1 유로(110)에 접속되고 제2 왕복동 압축기(400)로 대상 가스를 유통시키는 제2 유로(210)를 갖는다. 제2 유로(210)는, 제1 유로(110)에 있어서의 LNG 저류조(101)와 후술하는 제1 압축 스테이지(201) 사이의 부위에 있어서 제1 유로(110)로부터 분기함과 함께, 후술하는 제6 압축 스테이지(206)(최종의 압축 스테이지)보다도 하류측에 있어서 제1 유로(110)에 접속되어 있다.The
제1 왕복동 압축기(300)는, 대상 가스를 순차 승압하는 제1 압축 스테이지(201)∼제6 압축 스테이지(206)와, 복수의 쿨러(281∼285)와, 구동부(도시생략)를 구비하고 있다. 구동부는, 구동원(모터나 엔진 등)과, 구동원의 동력을 제1 압축 스테이지(201)∼제6 압축 스테이지(206)에 전달하는 크랭크 기구를 구비하고 있다.The first
제1 압축 스테이지(201)는, 제1 유로(110) 상에 있어서 2개 마련되고, 제2 압축 스테이지(202)∼제6 압축 스테이지(206)는, 제1 유로(110) 상에 있어서 각각 1개씩 마련되어 있다. 또한, 서로 병렬로 2개의 제1 압축 스테이지(201)가 마련되는 구성에 한정되지는 않는다. 하나의 제1 압축 스테이지(201)가 마련되는 구성이어도 된다.Two
제1 유로(110)는, 저류조 접속 유로(111)와, 복수의 스테이지 접속 유로(115∼119)와, 수요처 공급 유로(114)를 포함하고 있다.The
저류조 접속 유로(111)는, 그 상류단이 LNG 저류조(101)에 접속되고, 하류단이 압축기 유닛(100)의 제1 압축 스테이지(201)에 접속되어 있다. 상세하게는, 저류조 접속 유로(111)는, LNG 저류조(101)의 상부로부터 연장 설치된 주 관(121)과, 주 관(121)의 하류단에서 두갈래로 나뉘고, 2개의 제1 압축 스테이지(201)에 접속된 분기관(122, 123)을 갖고 있다. 즉, 2개의 제1 압축 스테이지(201)는, 서로 병렬이 되도록 저류조 접속 유로(111)에 접속되어 있다.The storage tank
스테이지 접속 유로(115∼119)는, 하나의 압축 스테이지로부터 다음 단의 압축 스테이지로 대상 가스를 흘리도록 각각 배관되어 있다. 스테이지 접속 유로(115)는, 2개의 제1 압축 스테이지(201)로부터 제2 압축 스테이지(202)로 대상 가스를 흘리도록 구성되어 있다. 즉, 스테이지 접속 유로(115)는, 제2 압축 스테이지(202)로부터 제1 압축 스테이지(201)를 향해 연장 설치된 주 관(124)과, 주 관(124)의 상류단에서 두갈래로 나뉘고, 2개의 제1 압축 스테이지(201)에 접속된 분기관(125, 126)을 포함하고 있다. 스테이지 접속 유로(116)는, 제2 압축 스테이지(202)와 제3 압축 스테이지(203)를 서로 접속하고 있다. 스테이지 접속 유로(117)는, 제3 압축 스테이지(203)와 제4 압축 스테이지(204)를 서로 접속하고 있다. 스테이지 접속 유로(118)는, 제4 압축 스테이지(204)와 제5 압축 스테이지(205)를 서로 접속하고 있다. 스테이지 접속 유로(119)는, 제5 압축 스테이지(205)와 제6 압축 스테이지(206)를 서로 접속하고 있다.The stage
수요처 공급 유로(114)는, 제6 압축 스테이지(206)를 수요처(501)에 접속하는 유로이다.The demand source
쿨러(281∼285)는, 대상 가스를 대상 가스보다도 저온의 냉각수와 열교환하도록 구성되어 있다. 쿨러(281)는, 제2 압축 스테이지(202)로부터 토출된 대상 가스를 냉각하도록 스테이지 접속 유로(116)에 마련되어 있다. 쿨러(282)는, 제3 압축 스테이지(203)로부터 토출된 대상 가스를 냉각하도록 스테이지 접속 유로(117)에 마련되어 있다. 쿨러(283)는, 제4 압축 스테이지(204)로부터 토출된 대상 가스를 냉각하도록 스테이지 접속 유로(118)에 마련되어 있다. 쿨러(284)는, 제5 압축 스테이지(205)로부터 토출된 대상 가스를 냉각하도록 스테이지 접속 유로(119)에 마련되어 있다. 쿨러(285)는, 제6 압축 스테이지(206)로부터 토출된 대상 가스를 냉각하도록 수요처 공급 유로(114)에 마련되어 있다.The
압축기 유닛(100)(제1 왕복동 압축기(300))은, 제1 유로(110) 내의 대상 가스의 압력을 조정하기 위해서 바이패스 유로(411∼413, 414A)를 갖고 있다. 바이패스 유로(411∼413)는, 스테이지 접속 유로(116, 117, 119) 상의 분기부(311∼313)로부터 대상 가스의 적어도 일부를 상류측으로 되돌리도록 구성되어 있다. 분기부(311∼313)는, 쿨러(281, 282, 284)의 하류에 위치하고 있다.The compressor unit 100 (the first reciprocating compressor 300 ) has
바이패스 유로(411)는, 제1 압축 스테이지(201) 및 제2 압축 스테이지(202)를 바이패스하면서, 저류조 접속 유로(111)의 주 관(121)에 접속되어 있다. 바이패스 유로(412)는, 제3 압축 스테이지(203)를 바이패스하면서, 분기부(311)의 하류측이면서 또한 제3 압축 스테이지(203)의 상류측의 접속부(315)에 있어서 스테이지 접속 유로(116)에 접속되어 있다. 바이패스 유로(413)는, 제4 압축 스테이지(204) 및 제5 압축 스테이지(205)를 바이패스하면서, 분기부(312)의 하류측이면서 또한 제4 압축 스테이지(204)의 상류측에 있어서 스테이지 접속 유로(117)에 접속되어 있다. 바이패스 유로(414A)(제1 바이패스 유로)는, 쿨러(285)의 하류측에 위치하는 수요처 공급 유로(114)의 분기부(314)로부터 대상 가스의 적어도 일부를 상류측으로 되돌리도록 구성되어 있다. 즉, 바이패스 유로(414A)는, 적어도 최종의 압축 스테이지를 바이패스하는 제1 바이패스 유로이다. 바이패스 유로(414A)는, 제6 압축 스테이지(206)(최종의 압축 스테이지)를 바이패스하면서, 분기부(313)의 하류측이면서 또한 제6 압축 스테이지(206)의 상류측에 있어서 스테이지 접속 유로(119)에 접속되어 있다.The
바이패스 유로(411∼413, 414A)에는, 바이패스 밸브(421A, 422A, 423A, 424A)가 각각 설치되어 있다. 바이패스 유로(414A)에 마련된 바이패스 밸브(424A)는, 적어도 최종의 압축 스테이지를 바이패스하는 제1 바이패스 유로에 마련된 제1 바이패스 밸브에 상당한다.
바이패스 유로(411∼413, 414A)에 대응하여, 압력 센서(431∼433, 434A)가 제1 유로(110)에 배치되어 있다. 압력 센서(431)는, 제2 압축 스테이지(202)로부터 토출된 가스의 압력인 토출 압력을 검출하도록, 쿨러(281)의 하류측이면서 또한 분기부(311)의 상류측에 있어서 스테이지 접속 유로(116)에 설치되어 있다. 압력 센서(432)는, 제3 압축 스테이지(203)로부터 토출된 가스의 압력인 토출 압력을 검출하도록, 쿨러(282)의 하류측이면서 또한 분기부(312)의 상류측에 있어서 스테이지 접속 유로(117)에 설치되어 있다. 압력 센서(433)는, 제5 압축 스테이지(205)로부터 토출된 가스의 압력인 토출 압력을 검출하도록, 쿨러(284)의 하류측이면서 또한 분기부(313)의 상류측에 있어서 스테이지 접속 유로(119)에 설치되어 있다. 압력 센서(434A)(제1 압력 센서)는, 제6 압축 스테이지(206)로부터 토출된 가스의 압력인 토출 압력을 검출하고, 또한, 수요처 공급 압력을 제어하는 데 사용하기 위해서, 쿨러(285)의 하류측이면서 또한 분기부(314)의 하류측에 있어서 수요처 공급 유로(114)에 설치되어 있다.Corresponding to the
제1 유로(110) 중 제6 압축 스테이지(206)보다도 하류에는, 제1 역지 밸브(451)가 마련되어 있다. 구체적으로는, 제1 역지 밸브(451)는, 수요처 공급 유로(114) 중 분기부(314)보다도 하류에 마련되어 있고, 수요처(501)측으로부터 제6 압축 스테이지(206)측으로의 대상 가스의 역류 및 제2 왕복동 압축기(400)로부터의 역류를 저지한다.A
이하의 설명에서는, 수요처 공급 유로(114) 중, 제1 역지 밸브(451)보다도 상류측의 부위(제1 왕복동 압축기(300)측의 부위)를 「제1 압축기측 유로부(114A)」라고 한다. 또한, 수요처 공급 유로(114) 중, 제1 역지 밸브(451)보다도 하류측의 부위를 「제1 수요측 유로부(114D)」라고 한다. 제2 유로(210)에 있어서의 수요처 공급 유로(114) 중, 후술하는 제2 역지 밸브(452)보다도 상류측의 부위(제2 왕복동 압축기(400)측의 부위)를 「제2 압축기측 유로부(114B)」라고 한다. 또한, 제2 유로(210)에 있어서의 수요처 공급 유로(114) 중, 제2 역지 밸브(452)보다도 하류측의 부위를 「제2 수요측 유로부(114C)」라고 한다. 제2 수요측 유로부(114C)는 제1 수요측 유로부(114D)에 접속되어 있다. 압력 센서(434A)는, 제1 압축기측 유로부(114A)에 있어서, 분기부(314)와 제1 역지 밸브(451)의 사이에 마련되어 있다.In the following description, in the demand-
도 1에 도시한 바와 같이, 제2 유로(210)의 상류단은, 제1 유로(110)에 있어서의 저류조 접속 유로(111)의 주 관(121)에 접속되어 있다. 또한, 제2 유로(210)의 하류단은, 제1 유로(110)에 있어서의 수요처 공급 유로(114)에 접속되어 있다. 즉, 제2 수요측 유로부(114C)를 통하여 제2 왕복동 압축기(400)로부터 토출된 대상 가스와, 제1 수요측 유로부(114D)를 통하여 제1 왕복동 압축기(300)로부터 토출된 대상 가스가 합류점(13)에서 합류한다.As shown in FIG. 1 , the upstream end of the
제2 왕복동 압축기(400)의 구성은 제1 왕복동 압축기(300)와 마찬가지이다 (압축 스테이지도 동수). 도 1에서는, 제2 왕복동 압축기(400)와 제1 왕복동 압축기(300)의 사이에서 대응하는 구성에는 기본적으로 동일한 부호를 부여하고 있다. 즉, 제2 왕복동 압축기(400)는, 제1∼제6 압축 스테이지(201∼206)를 구비한다. 제1 압축 스테이지(201) 및 제2 압축 스테이지(202)를 바이패스하는 바이패스 유로(411)와, 제3 압축 스테이지(203)를 바이패스하는 바이패스 유로(412)와, 제4 압축 스테이지(204) 및 제5 압축 스테이지(205)를 바이패스하는 바이패스 유로(413)가 마련되어 있다. 이들 바이패스 유로(411∼413)에는 각각, 바이패스 밸브(421B, 422B, 423B)가 설치되어 있다. 또한, 제6 압축 스테이지(206)를 바이패스하는 제2 바이패스 유로(414B)가 마련되어 있다. 제2 바이패스 유로(414B)에는 제2 바이패스 밸브(424B)가 설치되어 있다. 제2 바이패스 유로(414B)는, 적어도 최종의 압축 스테이지를 바이패스하는 바이패스 유로이다.The configuration of the
또한, 제2 왕복동 압축기(400)는, 제6 압축 스테이지(206)보다도 하류에 마련된 제2 역지 밸브(452)와, 제2 압력 센서(434B)를 더 포함한다. 제2 역지 밸브(452)는, 제2 유로(210)에 있어서의 수요처 공급 유로(114) 중 분기부(314)보다도 하류에 마련되어 있으며, 제1 왕복동 압축기(300)측으로부터의 대상 가스의 역류를 저지한다. 제2 압력 센서(434B)는 제6 압축 스테이지(206)와 제2 역지 밸브(452)의 사이, 즉 제2 유로(210)에 있어서의 제2 압축기측 유로부(114B)에 마련되어 있다.Moreover, the
압축기 유닛(100)에서는, 제1 왕복동 압축기(300) 및 제2 왕복동 압축기(400)가 기본적으로 동일한 구조로 되기 때문에, 각각에 사용되는 부품의 공통화를 도모할 수 있다.In the
도 2에 도시한 바와 같이, 제어부(420)는, 검지 압력 접수부(461)와, 판정부(463)와, 개방도 제어부(464)와, 기억부(466)를 포함한다.As shown in FIG. 2 , the
검지 압력 접수부(461)는, 제1 압력 센서(434A)의 검지 압력 및 제2 압력 센서(434B)의 검지 압력을 나타내는 데이터를 각각 접수한다.The detection
제2 왕복동 압축기(400)의 제6 압축 스테이지(206)에 있어서의 토출 압력의 설정값(이하, 「제2 설정값」이라고 칭함)은, 제1 왕복동 압축기(300)의 제6 압축 스테이지(206)에 있어서의 토출 압력의 설정값(이하, 「제1 설정값」이라고 칭함)보다 낮은 값이다. 제1 설정값은, 수요처(501)의 요구 압력과 동일한 값으로 설정되어 있다. 본 실시 형태에서는, 제2 설정값은 제1 설정값의 99% 이상 100% 미만의 값으로 된다. 이하의 설명에서는, 제1 설정값을 30MPa, 제2 설정값을 29.9MPa로 하여 설명한다. 또한, 제2 설정값은, 29.7MPa 이상 30MP 미만의 다른 값으로 되어도 된다.The set value of the discharge pressure in the
판정부(463)는, 제1 압력 센서(434A)에 의한 검지 압력을 제1 설정값과 비교하여 그것들의 대소 관계를 판정함과 함께, 제2 압력 센서(434B)에 의한 검지 압력을 제2 설정값과 비교해서 그것들의 대소 관계를 판정한다. 판정부(463)는, 각 판정 결과의 정보를 개방도 제어부(464)로 출력한다.The
개방도 제어부(464)는, 제1 압력 센서(434A)의 검지 압력이 제1 설정값이 되도록 제1 바이패스 밸브(424A)의 개방도를 제어함과 함께, 제2 압력 센서(434B)의 검지 압력이 제2 설정값이 되도록 제2 바이패스 밸브(424B)의 개방도를 제어한다. 개방도 제어부(464)는, 판정부(463)로부터 출력된 판정 결과의 정보에 기초하여, 제1 바이패스 밸브(424A) 및 제2 바이패스 밸브(424B)에 개방도 변경 신호(개방도 증가 신호 또는 개방도 감소 신호)를 송신한다. 이 제어 내용에 대해서는 후에 상세히 설명한다.The opening
기억부(466)에는, 압축기 유닛(100)의 운전을 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 이 압축기 유닛 제어용 프로그램은, 제어부(420)를 구성하는 컴퓨터를, 검지 압력 접수부(461), 판정부(463) 및 개방도 제어부(464)로서 기능시키는 것이다. 즉, 제어부(420)를 구성하는 컴퓨터(CPU: Central Processing Unit)가 기억부(466)에 저장된 프로그램을 판독해서 실행함으로써, 검지 압력 접수부(461), 판정부(463) 및 개방도 제어부(464)의 각 기능이 얻어진다. 기억부(466)는, 각종 메모리 디바이스 등의 기억 매체에 의해 구성되어 있고, 당해 기억 매체에 압축기 유닛 제어용 프로그램이 기억되어 있다.In the
제어부(420)는, 상술과 마찬가지의 기능 구성에 의해, 제1 왕복동 압축기(300)의 압력 센서(431)의 검지 압력에 기초하여 바이패스 밸브(421A)의 개방도를 제어할 수도 있다. 마찬가지로, 제어부(420)는 압력 센서(432, 433)의 검지 압력에 기초하여 바이패스 밸브(422A, 423A)의 개방도를 각각 제어할 수 있다. 제2 왕복동 압축기(400)의 바이패스 밸브(421B∼423B)의 제어에 대해서도 마찬가지이다.The
또한, 제어부(420)는, 각 바이패스 밸브(421A∼424A, 421B∼424B)에 각각 대응하여 마련된 복수의 컨트롤러에 의해 구성되어도 된다. 이 경우, 각 컨트롤러는, 검지 압력 접수부(461), 판정부(463), 개방도 제어부(464) 및 기억부(466)에 상당하는 기능을 갖는다.In addition, the
이하, 개방도 제어부(464)에 의한 제1 바이패스 밸브(424A) 및 제2 바이패스 밸브(424B)의 개방도 제어를, 도 3 및 도 4의 흐름도에 기초하여 설명한다. 도 3은, 제1 바이패스 밸브(424A)의 개방도 제어를 설명하기 위한 흐름도이며, 도 4는, 제2 바이패스 밸브(424B)의 개방도 제어를 설명하기 위한 흐름도이다.Hereinafter, the opening degree control of the
우선, 제1 바이패스 밸브(424A)의 개방도 제어를, 도 3에 기초하여 설명한다. 처음에, 제1 압력 센서(434A)는, 제1 압축기측 유로부(114A)에서의 가스 압력을 검지하고, 그 검지 압력을 나타내는 데이터를 검지 압력 접수부(461)에 송신한다(스텝 S10). 이어서, 판정부(463)는, 제1 압력 센서(434A)의 검지 압력(이하, '제1 검지 압력'이라고도 칭함)과 제1 설정값을 비교하여, 당해 제1 검지 압력이 제1 설정값보다도 큰지 여부를 판정한다(스텝S20).First, the opening degree control of the
제1 검지 압력이 제1 설정값보다도 큰 경우에는(스텝 S20의 "예"), 개방도 제어부(464)는, 그 판정 결과의 정보를 판정부(463)로부터 수취하고, 제1 바이패스 밸브(424A)의 개방도를 증가시킨다(스텝 S30). 이에 의해, 분기부(314)로부터 제1파이 패스 유로(414A)에 유입되는 대상 가스의 유량이 증가하기 때문에, 제1 압축기측 유로부(114A)에서 검지되는 압력이 점차 저하된다. 한편, 제1 검지 압력이 제1 설정값 이하인 경우에는(스텝 S20의 "아니오"), 개방도 제어부(464)가 제1 바이패스 밸브(424A)의 개방도를 증가시키지 않고, 스텝 S40으로 진행한다.When the first detection pressure is larger than the first set value (Yes in step S20), the opening
스텝 S40에서는, 판정부(463)는, 제1 검지 압력과 제1 설정값을 비교하고, 제1 검지 압력이 제1 설정값 미만인지 여부를 판정한다. 제1 검지 압력이 제1 설정값 미만인 경우에는(스텝 S40의 "예"), 개방도 제어부(464)는, 그 판정 결과의 정보를 판정부(463)로부터 수취하고, 제1 바이패스 밸브(424A)의 개방도를 감소시킨다(스텝 S50). 이에 의해, 분기부(314)로부터 제1 바이패스 유로(414A)에 유입되는 대상 가스의 유량이 감소하기 때문에, 제1 압축기측 유로부(114A)에서 검지되는 압력이 점차 상승한다. 한편, 제1 검지 압력이 제1 설정값과 동일한 경우에는(스텝 S40의 "아니오"), 개방도 제어부(464)가 제1 바이패스 밸브(424A)의 개방도를 증감시키지 않고, 스텝 S10으로 되돌아간다. 이상의 스텝 S10∼S50을 반복함으로써, 제1 압축기측 유로부(114A)에 있어서 검출되는 제1 검지 압력은 제1 설정값(예를 들어 30MPa)에 근접한다.In step S40, the
도 4는, 제2 바이패스 밸브(424B)의 개방도 제어의 흐름을 나타내고 있다. 이 제어 흐름은, 제1 압력 센서(434A) 대신에 제2 압력 센서(434B)가 사용되는 점, 제1 설정값 대신에 제2 설정값이 사용되는 점, 및 제1 바이패스 밸브(424A) 대신에 제2 바이패스 밸브(424B)의 개방도가 제어되는 점 이외에는 도 3의 제어 흐름과 동일하다. 따라서, 제2 바이패스 밸브(424B)의 제어 흐름의 상세한 설명은 생략한다. 도 4 중의 스텝 S11∼S51을 반복함으로써, 제2 압축기측 유로부(114B)에 있어서 제2 압력 센서(434B)에 의해 검지되는 압력이 제2 설정값(예를 들어 29.9MPa)에 근접한다.4 : has shown the flow of opening degree control of the
이상에서 설명한 바와 같이 제2 압축기측 유로부(114B)에 있어서의 대상 가스의 압력이 제2 설정값이 되도록 제2 왕복동 압축기(400)가 제어되는 한편, 제1 압축기측 유로부(114A)에 있어서의 대상 가스의 압력이 제1 설정값이 되도록 제1 왕복동 압축기(300)가 제어된다.As described above, the
압축기 유닛(100)에서는, 제1 수요측 유로부(114D) 및 제2 수요측 유로부(114C)에 있어서의 대상 가스의 압력과 비교하여, 제1 압축기측 유로부(114A) 및 제2 압축기측 유로부(114B)에 있어서의 대상 가스의 압력 쪽이 높은 경우에는, 양 압축기(300, 400)의 각각으로부터 대상 가스가 수요처(501)에 공급된다.In the
상술한 바와 같이 제1 왕복동 압축기(300)의 토출 압력의 제1 설정값은, 제2 왕복동 압축기(400)의 토출 압력의 제2 설정값보다도 큰 값이다. 이 때문에, 제1 왕복동 압축기(300)의 제1 바이패스 밸브(424A)의 개방도는, 제2 왕복동 압축기(400)의 제2 바이패스 밸브(424B)의 개방도보다도 작아진다. 그 결과, 제1 왕복동 압축기(300)로부터 수요처(501)에 공급되는 대상 가스의 양은, 제2 왕복동 압축기(400)로부터 공급되는 양보다도 많아진다.As described above, the first set value of the discharge pressure of the
한편, 수요처(501)로부터의 가스 요구량이 감소한 경우에는, 대상 가스의 소비량이 줄어들게 되기 때문에 제1 수요측 유로부(114D) 및 제2 수요측 유로부(114C)에 있어서의 압력이 증가한다. 그리고, 당해 압력이 제2 설정값을 초과하면, 제2 왕복동 압축기(400)는 제2 역지 밸브(452)보다도 하류측에 대상 가스를 보내지 않는 상태로 된다. 따라서, 제1 왕복동 압축기(300)만에 의해 수요처(501)에 대상 가스가 공급되는 상태로 된다.On the other hand, when the demand for gas from the
이와 같이, 제2 설정값을 제1 설정값보다도 낮게 함으로써, 수요처(501)의 가스 요구량에 변동이 발생한 경우에 양 압축기(300, 400)의 유량 밸런스를 그때마다 조정하는 제어를 행하지 않더라도 수요처(501)의 요구량에 어울리는 양의 대상 가스를 수요처(501)에 공급할 수 있다.In this way, by making the second set value lower than the first set value, even if control is not performed to adjust the flow rate balance of both
그런데, 수요처(501)의 기기가 트립 등에 의해 부하 차단되는 경우가 있다. 이 경우, 양 압축기(300, 400)로부터 토출된 대상 가스의 전량이 제2 수요측 유로부(114C)에 흐르지 않도록 하기 위해서, 제어부(420)는, 모든 압축 스테이지(201∼206)의 바이패스 밸브(421A∼424A, 421B∼424B)의 개방도를 강제적으로 증대시킨다. 이때, 제1 왕복동 압축기(300)로부터 토출되는 대상 가스의 양은, 제2 왕복동 압축기(400)보다도 많다는 점에서, 제1 왕복동 압축기(300)에 있어서의 바이패스 밸브(421A∼424A)의 개방도의 증대폭은, 제2 왕복동 압축기(400)의 바이패스 밸브(421B∼424B)의 개방도의 증대폭보다도 크다. 이에 의해, 양 압축기(300, 400로부터 부하 차단된 상태의 수요처(501)에 대상 가스가 공급되어버리는 것을 방지할 수 있다. 또한, 바이패스 밸브(421A∼424A, 421B∼424B)의 개방도의 증대폭에 관하여, 바이패스 밸브마다의 특성을 고려한 보정이 행해져도 된다.However, there are cases in which the device of the
이상, 본 발명의 제1 실시 형태에 대하여 설명하였지만, 2개의 왕복동 압축기(300, 400)를 병용 운전하고자 하는 경우에 있어서의, 제1 실시 형태에 대한 비교예로서, 각각의 최종의 압축 스테이지에 있어서의 토출 압력의 설정값을 동일하게 하는 토출압 제어가 생각된다. 그러나, 이와 같은 토출압 제어에서는, 제1 및 제2 바이패스 밸브(424A, 424B)의 개방도가 항상 동일해지도록 제어할 필요가 있기 때문에, 수요처(501)의 압력 변동이 발생한 경우에는 변동에 추종하여 양 바이패스 밸브의 개방도를 동일한 양만큼 변경할 필요가 있다. 이 때문에, 압축기 유닛(100)의 토출압 제어가 번잡해져버린다.As mentioned above, although the 1st Embodiment of this invention was described, as a comparative example with respect to 1st Embodiment in the case where two
이에 비하여, 본 실시 형태에 따른 압축기 유닛(100)에서는, 제6 압축 스테이지(206), 즉, 최종의 압축 스테이지의 토출 압력의 설정값에 차가 마련되어 있다. 이에 의해, 수요처(501)의 가스 요구량에 변동이 발생한 경우에는, 양 압축기(300, 400)로부터 대상 가스가 공급되는 상태로부터, 제1 왕복동 압축기(300)만에 의해 대상 가스가 공급되는 상태로 전환된다. 즉, 상기 비교예에 따른 토출압 제어를 행하지 않더라도 용이하게 수요처(501)의 요구량에 어울리는 양의 대상 가스를 수요처(501)에 공급할 수 있다.On the other hand, in the
(제2 실시 형태)(Second embodiment)
다음으로, 제2 실시 형태에 따른 압축기 유닛 및 압축기 유닛 제어용 프로그램을, 도 5에 기초하여 설명한다. 또한, 제2 실시 형태는 기본적으로 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 여기서는, 상기 제1 실시 형태와 상이한 점에 대해서만 설명한다.Next, the compressor unit and the compressor unit control program according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 5 . In addition, since 2nd Embodiment is basically the same as that of said 1st Embodiment, only the point which differs from said 1st Embodiment is demonstrated here.
도 5에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태에 있어서의 제어부(420)는, 설정값 결정부(462)와 요구 압력 접수부(465)를 더 포함한다. 요구 압력 접수부(465)는, 수요처(501)로부터 대상 가스의 요구 압력을 나타내는 데이터를 접수한다. 설정값 결정부(462)는, 요구 압력 접수부(465)가 접수한 대상 가스의 요구 압력에 기초하여, 제1 설정값 및 제2 설정값을 각각 결정한다. 예를 들어, 수요처(501)의 요구 압력이 30MPa인 경우에는, 설정값 결정부(462)는, 제1 설정값을 당해 요구 압력과 동일한 30MPa로 설정함과 함께, 제2 설정값을 29.7MPa 이상 30MPa 미만의 값으로 설정한다.As shown in FIG. 5 , the
설정값 결정부(462)는, 수요처(501)로부터의 요구 압력의 변경에 기초하여, 제1 설정값과 제2 설정값의 차를 유지하면서 당해 제1 설정값 및 당해 제2 설정값을 각각 변경한다. 예를 들어, 요구 압력이 30MPa로부터 25MPa로 변경되면, 변경 후의 요구 압력을 나타내는 데이터가 수요처(501)로부터 요구 압력 접수부(465)에 입력된다. 이 입력 데이터에 기초하여, 설정값 결정부(462)는, 제1 설정값을 30MPa로부터 25MPa로 변경함과 함께, 제2 설정값을 24,75MPa 이상 25MPa 미만의 값으로 변경한다.The set
제2 실시 형태에 따른 압축기 유닛 제어용 프로그램은, 제2 실시 형태에 따른 압축기 유닛 제어용 프로그램은, 제어부(420)를 구성하는 컴퓨터를, 설정값 결정부(462) 및 요구 압력 접수부(465)로서도 기능시키는 것이다. 즉, CPU가 기억부(466)에 저장된 당해 프로그램을 판독해서 실행함으로써, 설정값 결정부(462) 및 요구 압력 접수부(465)의 각 기능도 얻어진다.The program for controlling the compressor unit according to the second embodiment, the program for controlling the compressor unit according to the second embodiment, also functions as a computer constituting the
이상과 같이, 제2 실시 형태에서는, 수요처(501)의 요구 압력의 변경에 따라서 제1 설정값 및 제2 설정값을 변경하는 경우에, 양쪽 설정값의 차가 유지된다. 이 경우라도, 수요처(501)의 가스 요구량에 용이하게 대응할 수 있는 압축기의 운전을 실현하는 것이 가능해진다.As mentioned above, in 2nd Embodiment, when changing a 1st set value and a 2nd set value according to the change of the requested|required pressure of the
(제3 실시 형태)(Third embodiment)
다음으로, 제3 실시 형태에 따른 압축기 유닛(100)에 대하여 설명한다. 제2 왕복동 압축기(400)의 제2 설정값은, 제1 왕복동 압축기(300)의 제1 설정값의 93%(28MPa) 이상 99%(29.7MPa) 미만의 값으로 하는 것이 가능하다. 이 경우, 압축기 유닛(100)의 운전 시에는, 통상, 제2 왕복동 압축기(400)로부터 수요처(501)에 대상 가스는 공급되지 않고, 제1 왕복동 압축기(300)로부터만 수요처(501)에 대상 가스가 공급된다.Next, the
한편, 수요처(501)로부터의 가스 요구량이 증가하고, 증가후의 가스 요구량이 제1 왕복동 압축기(300)의 최대 가스 처리량(최대 가스 공급량)을 상회하면, 제1 바이패스 밸브(424A)를 완전 폐쇄로 하여도 수요처(501)에 대한 가스 공급량이 부족한 상태로 된다. 그 결과, 제1 수요측 유로부(114D) 및 제2 수요측 유로부(114C)에 있어서 대상 가스의 양이 감소하고, 압력이 점차 저하된다.On the other hand, when the demand for gas from the
그리고, 제1 수요측 유로부(114D) 및 제2 수요측 유로부(114C)의 압력이 제2 설정값까지 저하되면, 제2 왕복동 압축기(400)에 의해 압축된 대상 가스가 합류점(13)으로부터 제1 수요측 유로부(114D)에 유입되고, 수요처(501)에 공급된다. 이와 같이 하여, 제1 왕복동 압축기(300)에 의한 가스 처리량의 부족분을 제2 왕복동 압축기(400)의 가스 처리량에 의해 보충하는 것이 가능하며, 증가 후의 수요처(501)로부터의 가스 요구량을 충족시킬 수 있다.Then, when the pressures of the first demand-side
금회 개시된 실시 형태는, 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것은 아니라고 해석되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 설명이 아니라 청구범위에 의해 나타내어지고, 청구범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다. 따라서, 이하의 양태도 본 발명의 범위에 포함된다.Embodiment disclosed this time is an illustration in all points, and it should be interpreted that it is not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the above description, and it is intended that all changes within the meaning and scope equivalent to the claims are included. Accordingly, the following aspects are also included in the scope of the present invention.
상기 실시 형태에서는, 바이패스 기구(바이패스 유로 및 바이패스 밸브)만을 사용하여 대상 가스의 압력을 제어하는 경우를 설명하였지만, 이것에 한정되지는 않는다. 대상 가스의 처리량이나 압력의 제어로서는, 바이패스 기구를 사용한 제어에 추가하여, 예를 들어 언로더 제어 등의 기지의 제어를 더 조합해도 된다.Although the above-mentioned embodiment demonstrated the case where only the bypass mechanism (bypass flow path and bypass valve) was used to control the pressure of target gas, it is not limited to this. As control of the processing amount and pressure of target gas, in addition to the control using a bypass mechanism, you may further combine well-known controls, such as unloader control, for example.
상기 실시 형태에서는, 제1 왕복동 압축기(300) 및 제2 왕복동 압축기(400)가 모두 6단의 압축 스테이지를 갖는 경우를 설명하였지만, 압축 스테이지의 수는 5단 이하여도 되고, 7단 이상이어도 된다. 또한 제1 왕복동 압축기(300) 및 제2 왕복동 압축기(400)의 압축 스테이지의 단수가 서로 달라도 된다.In the above embodiment, although the case where both the
수요처(501)는 엔진에 한정되지 않고, 발전기 등의 다른 선박용 설비여도 된다.The
상기 실시 형태에서는, 바이패스 유로(414A)(제1 바이패스 유로)가 최종의 압축 스테이지만을 바이패스하지만, 이것 대신에, 바이패스 유로(414A)는, 최종의 압축 스테이지 및 그 전단의 1개 또는 복수의 압축 스테이지를 바이패스해도 된다. 또한, 제2 바이패스 유로(414B)가 최종의 압축 스테이지만을 바이패스하지만, 이것 대신에, 제2 바이패스 유로(414B)는, 최종의 압축 스테이지 및 그 전단의 1개 또는 복수의 압축 스테이지를 바이패스해도 된다.In the above embodiment, the
여기서, 상기 실시 형태에 대하여, 개략적으로 설명한다.Here, the embodiment will be schematically described.
(1) 상기 실시 형태에 따른 압축기 유닛은, 선박 내에 설치되고, 상기 선박의 LNG 저류조로부터 흡입한 보일 오프 가스인 대상 가스를 압축하는 압축기 유닛이다. 이 압축기 유닛은, 복수의 압축 스테이지를 갖고, 상기 대상 가스를 압축해서 수요처에 공급하는 제1 왕복동 압축기와, 복수의 압축 스테이지를 갖고, 상기 대상 가스를 압축해서 상기 수요처에 공급하도록 상기 제1 왕복동 압축기와 병렬로 접속된 제2 왕복동 압축기와, 상기 제1 왕복동 압축기 및 상기 제2 왕복동 압축기의 구동을 제어하는 제어부를 구비한다. 상기 제1 왕복동 압축기는, 최종의 압축 스테이지보다도 하류에 마련된 제1 역지 밸브와, 상기 최종의 압축 스테이지와 상기 제1 역지 밸브의 사이에 마련된 제1 압력 센서와, 적어도 상기 최종의 압축 스테이지를 바이패스하는 제1 바이패스 유로와, 상기 제1 바이패스 유로에 마련된 제1 바이패스 밸브를 포함한다. 상기 제2 왕복동 압축기는, 최종의 압축 스테이지보다도 하류에 마련된 제2 역지 밸브와, 상기 최종의 압축 스테이지와 상기 제2 역지 밸브의 사이에 마련된 제2 압력 센서와, 적어도 상기 최종의 압축 스테이지를 바이패스하는 제2 바이패스 유로와, 상기 제2 바이패스 유로에 마련된 제2 바이패스 밸브를 포함한다. 상기 압축기 유닛은, 상기 제2 왕복동 압축기로부터 토출된 대상 가스와, 상기 제1 왕복동 압축기로부터 토출된 대상 가스가, 상기 제1 역지 밸브 및 상기 제2 역지 밸브보다도 하류측의 유로에서 합류하도록 구성되어 있다. 상기 제어부는, 상기 제1 압력 센서의 검지 압력이 제1 설정값이 되도록 상기 제1 바이패스 밸브의 개방도를 제어함과 함께, 상기 제2 압력 센서의 검지 압력이 상기 제1 설정값보다도 낮은 제2 설정값이 되도록 상기 제2 바이패스 밸브의 개방도를 제어하는 개방도 제어부를 포함한다.(1) The compressor unit according to the above embodiment is a compressor unit that is installed in a ship and compresses target gas that is boil-off gas sucked in from an LNG storage tank of the ship. This compressor unit has a plurality of compression stages, a first reciprocating compressor for compressing the target gas and supplying it to a consumer, and a plurality of compression stages, the first reciprocating compressor having a plurality of compression stages to compress the target gas and supply it to the consumer A second reciprocating compressor connected in parallel with the compressor, and a control unit for controlling driving of the first reciprocating compressor and the second reciprocating compressor are provided. The first reciprocating compressor includes a first check valve provided downstream of a final compression stage, a first pressure sensor provided between the final compression stage and the first check valve, and at least the final compression stage. It includes a first bypass passage passing through, and a first bypass valve provided in the first bypass passage. The second reciprocating compressor is configured to bypass at least a second check valve provided downstream of a final compression stage, a second pressure sensor provided between the final compression stage and the second check valve, and at least the final compression stage. It includes a second bypass flow passage passing through, and a second bypass valve provided in the second bypass flow passage. The compressor unit is configured such that the target gas discharged from the second reciprocating compressor and the target gas discharged from the first reciprocating compressor join in a flow path downstream of the first and second check valves, have. The control unit controls the opening degree of the first bypass valve so that the pressure detected by the first pressure sensor becomes a first set value, and the pressure detected by the second pressure sensor is lower than the first set value. and an opening degree control unit for controlling an opening degree of the second bypass valve to be a second set value.
이 압축기 유닛에서는, 제1 왕복동 압축기의 토출 압력이 제1 설정값으로 제어됨과 함께, 제2 왕복동 압축기의 토출 압력이 제1 설정값보다도 낮은 제2 설정값으로 제어된다. 2개의 왕복동 압축기를 병용 운전하고자 하는 경우, 본 발명의 비교예로서, 각각의 최종의 압축 스테이지에 있어서의 토출 압력의 설정값을 동일하게 하는 토출압 제어가 생각될 수 있다. 그러나, 이와 같은 토출압 제어에서는, 제1 및 제2 바이패스 밸브의 개방도가 항상 동일해지도록 할 필요가 있기 때문에, 수요처의 압력 변동이 발생한 경우에는 변동에 추종하여 양쪽 바이패스 밸브의 개방도를 동일한 양만큼 변경할 필요가 있다. 이 때문에, 압축기 유닛의 토출압 제어가 번잡해져버린다. 이에 비하여, 상기 실시 형태에서는, 최종의 압축 스테이지의 토출 압력 설정값에 차가 설정되어 있다. 이 때문에, 수요처의 가스 요구량에 변동이 발생한 경우에는, 양 왕복동 압축기로부터 대상 가스가 공급되는 상태로부터, 제1 왕복동 압축기만에 의해 대상 가스가 공급되는 상태로 전환된다. 즉, 상기 비교예에 따른 토출압 제어를 행하지 않더라도 용이하게 수요처의 요구량에 어울리는 양의 대상 가스를 수요처에 공급할 수 있다.In this compressor unit, while the discharge pressure of a 1st reciprocating compressor is controlled to a 1st set value, the discharge pressure of a 2nd reciprocating compressor is controlled to a 2nd set value lower than a 1st set value. When two reciprocating compressors are to be operated together, as a comparative example of the present invention, a discharge pressure control in which the set value of the discharge pressure in each final compression stage is the same can be considered. However, in such a discharge pressure control, since it is necessary to always make the opening degrees of the first and second bypass valves the same, when pressure fluctuations at the customer occur, the opening degrees of both bypass valves follow the fluctuations. needs to be changed by the same amount. For this reason, the discharge pressure control of the compressor unit becomes complicated. On the other hand, in the said embodiment, the difference is set in the discharge pressure setting value of the last compression stage. For this reason, when a fluctuation|variation generate|occur|produces in the gas demand amount of a demand, it switches from the state in which the target gas is supplied from both reciprocating compressors to the state in which the target gas is supplied only by the 1st reciprocating compressor. That is, even if the discharge pressure control according to the comparative example is not performed, it is possible to easily supply the target gas in an amount suitable for the demand of the demanding party.
(2) 상기 압축기 유닛에 있어서, 상기 제2 설정값은, 상기 제1 설정값의 99% 이상 100% 미만의 값이어도 된다.(2) In the compressor unit, the second set value may be a value of 99% or more and less than 100% of the first set value.
이 구성에 의하면, 제2 설정값이 제1 설정값에 대하여 약간 작은 값이기 때문, 제1 왕복동 압축기로부터의 가스 공급량이 부족하게 되었을 때, 제1 왕복동 압축기의 토출 압력이 제2 설정값에 즉시 도달한다. 이 때문에, 제1 왕복동 압축기로부터의 가스 공급량의 부족 시에 제2 왕복동 압축기로부터 수요처에 대한 가스 공급을 빠르게 개시할 수 있다.According to this configuration, since the second set value is slightly smaller than the first set value, when the gas supply amount from the first reciprocating compressor becomes insufficient, the discharge pressure of the first reciprocating compressor immediately reaches the second set value. reach For this reason, when the gas supply amount from a 1st reciprocating compressor is insufficient, gas supply from a 2nd reciprocating compressor to a demand can be started quickly.
(3) 상기 압축기 유닛에 있어서, 상기 제어부는, 상기 수요처로부터 상기 대상 가스의 요구 압력을 접수하는 요구 압력 접수부와, 상기 요구 압력 접수부가 접수한 상기 요구 압력에 기초하여, 상기 제1 설정값 및 상기 제2 설정값을 결정하는 설정값 결정부를 더 포함하고 있어도 된다. 상기 설정값 결정부는, 상기 요구 압력의 변경에 기초하여, 상기 제1 설정값과 상기 제2 설정값의 차를 유지하면서 상기 제1 설정값 및 상기 제2 설정값을 변경해도 된다.(3) in the compressor unit, wherein the control unit includes: a request pressure receiving unit for receiving the required pressure of the target gas from the demand; and the first set value and You may further include the setting value determination part which determines the said 2nd setting value. The said set value determination part may change the said 1st set value and the said 2nd set value based on the change of the said required pressure, maintaining the difference of the said 1st set value and the said 2nd set value.
이 구성에 의하면, 수요처의 요구 압력의 변경에 따라서 제1 설정값 및 제2 설정값을 변경하는 경우에 양 설정값의 차를 유지함으로써, 설정값의 변경 전과 마찬가지로, 제1 왕복동 압축기로부터의 가스 공급량의 부족 시에 제2 왕복동 압축기로부터의 가스 공급을 빠르게 개시하는 것이 가능해진다.According to this configuration, when the first set value and the second set value are changed in accordance with the change in the required pressure of the customer, the difference between the two set values is maintained, so as before the change of the set value, the gas from the first reciprocating compressor is It becomes possible to quickly start the gas supply from the second reciprocating compressor when the supply amount is insufficient.
(4) 상기 압축기 유닛에 있어서, 상기 제1 왕복동 압축기 및 상기 제2 왕복동 압축기는, 동수의 상기 압축 스테이지를 갖고 있어도 된다.(4) In the compressor unit, the first reciprocating compressor and the second reciprocating compressor may have the same number of the compression stages.
(5) 상기 압축기 유닛에 있어서, 상기 제어부는, 상기 수요처가 부하 차단된 경우, 상기 제1 왕복동 압축기로부터 토출된 대상 가스의 전량이, 상기 제1 왕복동 압축기의 상기 최종의 압축 스테이지보다도 하류측의 유로로부터 되돌아가도록 하기 위해서, 상기 제1 바이패스 밸브의 개방도를 강제적으로 증대시키고, 상기 제2 왕복동 압축기로부터 토출된 대상 가스의 전량이, 상기 제2 왕복동 압축기의 상기 최종의 압축 스테이지보다도 하류측의 유로로부터 되돌아가도록 하기 위해서, 상기 제2 바이패스 밸브의 개방도를 강제적으로 증대시키고, 상기 제1 바이패스 밸브의 개방도의 증대폭을, 상기 제2 바이패스 밸브보다도 크게 해도 된다.(5) In the compressor unit, the control unit is configured such that, when the demand destination is unloaded, the total amount of the target gas discharged from the first reciprocating compressor is on a downstream side of the final compression stage of the first reciprocating compressor. In order to return from the flow path, the opening degree of the first bypass valve is forcibly increased, and the total amount of the target gas discharged from the second reciprocating compressor is located downstream of the final compression stage of the second reciprocating compressor. In order to return from the flow path of , the opening degree of the second bypass valve may be forcibly increased, and the increase width of the opening degree of the first bypass valve may be larger than that of the second bypass valve.
이 구성에 의하면, 제1 및 제2 왕복동 압축기로부터 부하 차단된 상태의 수요처에 대상 가스가 공급되어버리는 것을 방지할 수 있다.According to this configuration, it is possible to prevent the target gas from being supplied to the consumer in a state in which the load is cut off from the first and second reciprocating compressors.
(6) 상기 실시 형태에 따른 압축기 유닛 제어용 프로그램은, 상기 압축기 유닛의 운전을 제어하는 프로그램이며, 상기 제어부를 구성하는 컴퓨터를, 상기 제1 압력 센서의 검지 압력이 상기 제1 설정값이 되도록 상기 제1 바이패스 밸브의 개방도를 제어함과 함께, 상기 제2 압력 센서의 검지 압력이 상기 제2 설정값이 되도록 상기 제2 바이패스 밸브의 개방도를 제어하는 개방도 제어부로서 기능시키는 것이며, 상기 컴퓨터의 기억 매체에 기억된 것이다.(6) The program for controlling the compressor unit according to the embodiment is a program for controlling the operation of the compressor unit, and configures a computer constituting the control unit so that the pressure detected by the first pressure sensor becomes the first set value. Controlling the opening degree of the first bypass valve and making it function as an opening degree control unit that controls the opening degree of the second bypass valve so that the pressure detected by the second pressure sensor becomes the second set value; It is stored in the storage medium of the computer.
이 프로그램을 사용하여 컴퓨터를 동작시킴으로써, 통상 시에는 제1 왕복동 압축기로부터만 수요처에 대상 가스가 공급되기 때문에, 2대의 압축기부터 수요처에 상시 가스를 공급하는 경우와 달리, 압력 제어의 정밀도의 악화를 억제할 수 있다.By operating a computer using this program, the target gas is normally supplied to the demanding destination only from the first reciprocating compressor, so unlike the case where gas is constantly supplied to the demanding destination from two compressors, the deterioration of the precision of pressure control is prevented. can be suppressed
이상의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 압축기로부터의 가스 공급량을 수요처의 가스 요구량에 용이하게 맞출 수 있다.As is apparent from the above description, it is possible to easily match the gas supply amount from the compressor to the gas demand amount of the consumer.
본 출원은 2021년 1월 6일에 출원된 일본 특허 출원 제2021-851호에 기초하고 있으며, 그 내용은 본 명세서에 참조로서 원용한다.This application is based on Japanese Patent Application No. 2021-851 for which it applied on January 6, 2021, The content is taken in here as a reference.
이상, 본 발명은 첨부 도면들을 참조하여 예를 들어 충분히 설명하였지만, 다양한 변경 및 수정이 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것임을 이해해야 한다. 따라서, 특별히 이러한 변경 및 수정이 본 명세서에서 아래에 정의되는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한, 그 안에 포함되는 것으로서 해석되어야 한다.In the above, the present invention has been sufficiently described by way of example with reference to the accompanying drawings, it should be understood that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, unless they specifically depart from the scope of the invention as defined hereinbelow, such changes and modifications should be construed as being included therein.
Claims (6)
복수의 압축 스테이지를 갖고, 상기 대상 가스를 압축해서 수요처에 공급하는 제1 왕복동 압축기와,
복수의 압축 스테이지를 갖고, 상기 대상 가스를 압축해서 상기 수요처에 공급하도록 상기 제1 왕복동 압축기와 병렬로 접속된 제2 왕복동 압축기와,
상기 제1 왕복동 압축기 및 상기 제2 왕복동 압축기의 구동을 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 제1 왕복동 압축기는,
최종의 압축 스테이지보다도 하류에 마련된 제1 역지 밸브와,
상기 최종의 압축 스테이지와 상기 제1 역지 밸브의 사이에 마련된 제1 압력 센서와,
적어도 상기 최종의 압축 스테이지를 바이패스하는 제1 바이패스 유로와,
상기 제1 바이패스 유로에 마련된 제1 바이패스 밸브를 포함하고,
상기 제2 왕복동 압축기는,
최종의 압축 스테이지보다도 하류에 마련된 제2 역지 밸브와,
상기 최종의 압축 스테이지와 상기 제2 역지 밸브의 사이에 마련된 제2 압력 센서와,
적어도 상기 최종의 압축 스테이지를 바이패스하는 제2 바이패스 유로와,
상기 제2 바이패스 유로에 마련된 제2 바이패스 밸브를 포함하고,
상기 제2 왕복동 압축기로부터 토출된 대상 가스와, 상기 제1 왕복동 압축기로부터 토출된 대상 가스가, 상기 제1 역지 밸브 및 상기 제2 역지 밸브보다도 하류측의 유로에서 합류하도록 구성되며,
상기 제어부는, 상기 제1 압력 센서의 검지 압력이 제1 설정값이 되도록 상기 제1 바이패스 밸브의 개방도를 제어함과 함께, 상기 제2 압력 센서의 검지 압력이 상기 제1 설정값보다도 낮은 제2 설정값이 되도록 상기 제2 바이패스 밸브의 개방도를 제어하는 개방도 제어부를 포함하는, 압축기 유닛.It is a compressor unit that is installed in a ship and compresses a target gas that is a boil-off gas sucked from an LNG storage tank of the ship,
A first reciprocating compressor having a plurality of compression stages and compressing the target gas and supplying it to a consumer;
a second reciprocating compressor having a plurality of compression stages and connected in parallel with the first reciprocating compressor so as to compress the target gas and supply it to the demand;
A control unit for controlling the driving of the first reciprocating compressor and the second reciprocating compressor,
The first reciprocating compressor,
a first check valve provided downstream of the final compression stage;
a first pressure sensor provided between the final compression stage and the first check valve;
a first bypass flow path bypassing at least the final compression stage;
a first bypass valve provided in the first bypass flow path;
The second reciprocating compressor,
a second check valve provided downstream of the final compression stage;
a second pressure sensor provided between the final compression stage and the second check valve;
a second bypass flow path bypassing at least the final compression stage;
a second bypass valve provided in the second bypass flow path;
and the target gas discharged from the second reciprocating compressor and the target gas discharged from the first reciprocating compressor are configured to merge in a flow path downstream of the first and second check valves,
The control unit controls the opening degree of the first bypass valve so that the pressure detected by the first pressure sensor becomes a first set value, and the pressure detected by the second pressure sensor is lower than the first set value. and an opening degree control part controlling the opening degree of the second bypass valve to be a second set value.
상기 제2 설정값은, 상기 제1 설정값의 99% 이상 100% 미만의 값인, 압축기 유닛.The method of claim 1,
The second set value is a value of 99% or more and less than 100% of the first set value.
상기 제어부는,
상기 수요처로부터 상기 대상 가스의 요구 압력을 접수하는 요구 압력 접수부와,
상기 요구 압력 접수부가 접수한 상기 요구 압력에 기초하여, 상기 제1 설정값 및 상기 제2 설정값을 결정하는 설정값 결정부를 더 포함하고,
상기 설정값 결정부는, 상기 요구 압력의 변경에 기초하여, 상기 제1 설정값과 상기 제2 설정값의 차를 유지하면서 상기 제1 설정값 및 상기 제2 설정값을 변경하는, 압축기 유닛.3. The method of claim 1 or 2,
The control unit is
a demand pressure receiving unit for receiving the required pressure of the target gas from the demand;
Further comprising a set value determining unit for determining the first set value and the second set value based on the requested pressure received by the required pressure receiving unit,
The set value determining unit may change the first set value and the second set value while maintaining a difference between the first set value and the second set value based on a change in the required pressure.
상기 제1 왕복동 압축기 및 상기 제2 왕복동 압축기는, 동수의 상기 압축 스테이지를 갖고 있는, 압축기 유닛.3. The method of claim 1 or 2,
The first reciprocating compressor and the second reciprocating compressor have the same number of the compression stages.
상기 제어부는, 상기 수요처가 부하 차단된 경우,
상기 제1 왕복동 압축기로부터 토출된 대상 가스의 전량이, 상기 제1 왕복동 압축기의 상기 최종의 압축 스테이지보다도 하류측의 유로로부터 되돌아가도록 하기 위해서, 상기 제1 바이패스 밸브의 개방도를 강제적으로 증대시키고,
상기 제2 왕복동 압축기로부터 토출된 대상 가스의 전량이, 상기 제2 왕복동 압축기의 상기 최종의 압축 스테이지보다도 하류측의 유로로부터 되돌아가도록 하기 위해서, 상기 제2 바이패스 밸브의 개방도를 강제적으로 증대시키고,
상기 제1 바이패스 밸브의 개방도 증대폭은, 상기 제2 바이패스 밸브보다도 크게 하는, 압축기 유닛.3. The method of claim 1 or 2,
The control unit, when the demand destination is load cut off,
The opening degree of the first bypass valve is forcibly increased so that the entire amount of the target gas discharged from the first reciprocating compressor is returned from the flow path downstream of the final compression stage of the first reciprocating compressor, ,
The opening degree of the second bypass valve is forcibly increased so that the entire amount of the target gas discharged from the second reciprocating compressor is returned from the flow path downstream of the final compression stage of the second reciprocating compressor. ,
and an increase in the opening degree of the first bypass valve is larger than that of the second bypass valve.
상기 제어부를 구성하는 컴퓨터를, 상기 제1 압력 센서의 검지 압력이 상기 제1 설정값이 되도록 상기 제1 바이패스 밸브의 개방도를 제어함과 함께, 상기 제2 압력 센서의 검지 압력이 상기 제2 설정값이 되도록 상기 제2 바이패스 밸브의 개방도를 제어하는 개방도 제어부로서 기능시키는,
상기 컴퓨터의 기억 매체에 기억된, 압축기 유닛 제어용 프로그램.It is a program for controlling the operation of the compressor unit according to claim 1,
The computer constituting the control unit controls the opening degree of the first bypass valve so that the pressure detected by the first pressure sensor becomes the first set value, and the pressure detected by the second pressure sensor is adjusted to the first set value. 2 to function as an opening degree control unit that controls the opening degree of the second bypass valve to be a set value,
A program for controlling the compressor unit stored in the storage medium of the computer.
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