WO2018235267A1

WO2018235267A1 - 天然ガス液化装置

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Publication number: WO2018235267A1
Application number: PCT/JP2017/023215
Authority: WO
Inventors: 隼人浅野; 栄介中西; 保夫都築
Original assignee: 日揮株式会社
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2018-12-27
Also published as: AU2017419936A1; AU2017419936B2

Abstract

【課題】メンテナンスが行い易く、且つ、コンパクトな構成の天然ガス液化装置を提供する。【解決手段】天然ガスを液化する天然ガス液化装置は、複数の機器からなる機器群が設置された機器設置領域Ａ１～Ａ５と、当該機器設置領域Ａ１～Ａ５に沿って設けられ、予め設定された最大吊り上げ荷重以下の大きさの移動式クレーンであるメンテナンス用クレーンのみが進入して作業を行うことが可能なメンテナンス用進入路４と、を備える。前記機器群に含まれる複数の機器のうち、クレーンを用いてメンテナンスが行われる機器は、前記メンテナンス用進入路４の縁部を含む機器設置領域Ａ１～Ａ５の境界線に沿ってメンテナンス用クレーン４０を配置したとき、吊り上げ荷重に応じて決まる前記メンテナンス用クレーン４０の作業半径の範囲内に設置されている。

Description

天然ガス液化装置

　本発明は、天然ガス液化装置内に配置される機器の設置位置を決定する技術に関する。

　天然ガス液化装置（ＮＧ液化装置）は、ガス井などで産出した天然ガス（ＮＧ：Natural Gas）に含まれる不純物を除去する前処理を行った後、当該ＮＧを冷却、液化し、液化天然ガス（ＬＮＧ：Liquefied Natural Gas）を製造する設備である。

　このＮＧ液化装置内においては、処理対象のＮＧ、ＮＧの一部を抜き出して得られた燃料ガス、ＮＧに含まれる液体分であるコンデンセートなどに加え、不純物の除去に用いられる吸収液や吸着剤、ＮＧを冷却するための冷媒や、種々の加熱操作に用いられる熱媒など、多様な流体や化学物質が取り扱われる。
　このためＮＧ液化装置内には、これらの物質に係る種々の処理を実行する機器や、各種流体の移送、一時貯留を行う機器など、多数の機器が配置されている。

　ここで特許文献１には、ＬＮＧの製造トレイン（a production train）を構成するため、各々、平面視矩形状のベース上に、ＮＧ液化設備（a liquefied natural gas production facility）を構成する機器群を設けた複数のモジュール（modules）と、メインパイプラック上部（first level）に多数の空冷式熱交換器を設けた熱交換器群（heat exchanger bank）と、を組み合わせたＮＧ液化設備が記載されている。

　このＮＧ液化設備は、製造トレインに主軸（a major axis）が設定され、熱交換器群には製造トレインの主軸方向に沿って多数の熱交換器が並べて配置されている。一方、複数のモジュールは、各ベースの長辺を成す主軸が、製造トレインの主軸と直交する（arranged to lie perpendicular to the major axis of the train）ように設けられ、且つ、この他のモジュールが互いに離間して設けられている（a plurality of space-apart modules）。　
　そしてモジュールが部分的に覆われた状態となる（partially covered module）ように、熱交換器群の一部（a subset of the plurality of heat exchangers）の配置を行うことにより、コンパクトな機器配置を実現している。

　また特許文献２には、ＮＧの予冷や主冷媒の冷却に用いられた後の予冷媒の圧縮や、予冷後のＮＧの液化に用いられた後の主冷媒の圧縮を、各々複数の圧縮機（予冷媒の圧縮につき第１、第４の圧縮機、主冷媒の圧縮につき第２、第３の圧縮機）を用いて行う液化ガス製造設備が記載されている。

　当該液化ガス製造設備においては、パイプラックの一方の長辺に沿って第１の圧縮機、ＮＧの予冷を行う予冷熱交換部、主冷媒の冷却を行う補助熱交換部及び第４の圧縮機をこの順番で配置し、当該パイプラックの他方の長辺に沿って、第２の圧縮機、ＮＧの液化を行う主熱交換部及び第３の圧縮機をこの順番で配置することにより、配管の引き回しの複雑化や設置スペースの増大を抑えた機器配置を実現している。

国際公開第２０１４／０２８９６１号特開２０１６-０３８１９３号公報

　特許文献１、２に記載の技術は、それぞれの考え方に基づいて機器配置を行うことにより、ＮＧ液化装置（ＮＧ液化設備、液化ガス製造設備）の省スペース化を実現している。　
　しかしながら、建設後のＮＧ液化装置内における機器のメンテナンスの行い易さも考慮しつつ、限られた機器設置領域内に多数の機器を配置する技術は、特許文献１、２のいずれにも開示されていない。

　本発明は、このような背景の下になされたものであり、その目的は、メンテナンスが行い易く、且つ、コンパクトな構成の天然ガス液化装置を提供することにある。

　本発明の天然ガス液化装置は、天然ガスを液化する天然ガス液化装置において、
　前記天然ガス液化装置の一部を構成する複数の機器からなる機器群が設置された機器設置領域と、
　前記機器設置領域に沿って設けられ、当該機器設置領域に沿って伸びる一方の縁部とは反対の他方の縁部側に障害物が配置されていることにより、予め設定された最大吊り上げ荷重以下の大きさの移動式クレーンであるメンテナンス用クレーンのみが進入して作業を行うことが可能なメンテナンス用進入路と、を備え、
　前記機器群に含まれる複数の機器のうち、クレーンを用いてメンテナンスが行われる機器は、前記メンテナンス用進入路の前記一方の縁部を含む前記機器設置領域の境界線に沿って前記メンテナンス用クレーンを配置したとき、当該機器のメンテナンス時に必要な吊り上げ荷重に応じて決まる前記メンテナンス用クレーンの作業半径の範囲内に設置されていることを特徴とする。

　前記天然ガス液化装置は以下の特徴を備えていてもよい。　
（ａ）前記障害物は、前記機器設置領域を一の機器設置領域としたとき、前記天然ガス液化装置の一部を構成すると共に、当該一の機器設置領域に設置された機器群に含まれる機器とは異なる機器群が設置された他の機器設置領域内の構造物であること。　
（ｂ）前記機器設置領域は、前記天然ガス液化装置にて取り扱われる流体が流れる配管を保持する架構構造のメインパイプラックに沿って設けられ、当該メインパイプラックに沿った前記機器設置領域の境界線側からは、前記メンテナンス用クレーンを配置したメンテナンスを行わないことを機器設置位置の設定条件として、前記クレーンを用いてメンテナンスが行われる機器が設置されていること。　
（ｃ）（ｂ）において、前記機器設置領域内には、前記機器群にて取り扱われる流体を冷却するための空冷式熱交換器が設けられていること。また、前記天然ガス液化装置を平面視したとき、前記メンテナンス用進入路は、前記メインパイプラックに沿った境界線と交差する方向に伸びるように設けられていること。　
（ｄ）（ｂ）において、前記機器設置領域内には、前記機器群にて取り扱われる流体が流れる配管を保持する架構構造のサブパイプラックが設けられていることと、前記天然ガス液化装置を平面視したとき、前記サブパイプラックは、前記メインパイプラックに沿った境界線と交差する方向に伸びるように設けられていることと、前記メンテナンス用進入路に配置されたメンテナンス用クレーンを用いてメンテナンスが行われる機器は、当該サブパイプラックの両脇に設置されていること。

（ｅ）前記天然ガス液化装置内に設けられた電力消費機器に電力を供給するための変電室と、前記天然ガスを冷却する冷媒を圧縮するための冷媒圧縮機との少なくとも一方は、前記機器設置領域の外部であって、前記メンテナンス用クレーンの予め設定した最大つり上げ荷重の制約を受けない、前記メンテナンス用進入路から離れた位置に設けられていること。　
（ｆ）前記機器設置領域内には、前記機器群にて取り扱われる流体が流れる配管を保持する架構構造のサブパイプラックが設けられていることと、前記天然ガス液化装置を平面視したとき、前記サブパイプラックは、前記メインパイプラックに沿った境界線と交差する方向に伸びるように設けられていることと、前記サブパイプラックは、前記機器設置領域から突出するように延伸され、延伸されたパイプラックの末端部に、前記天然ガス液化装置内に設けられた電力消費機器に電力を供給するための変電室が設けられていること。　
（ｇ）前記メンテナンス用進入路に進入可能なメンテナンス用クレーンの前記予め設定した最大つり上げ荷重が５０トン以下であること。

　本発明は、天然ガス液化装置の機器群が設置された機器設置領域の境界線に沿ってメンテナンス用クレーンを配置したとき、進入可能なメンテナンス用クレーンの大きさに上限が設けられたメンテナンス進入路に接する位置に限らず、他の位置においても前記上限以下の大きさのメンテナンス用クレーンの作業半径の範囲内に限定してメンテナンス対象の機器が配置されている。　
　この結果、予め設定された上限以下の大きさのメンテナンス用クレーンを準備すれば当該機器設置領域内の機器のメンテナンスを行うことが可能であり、メンテナンスの行い易い機器配置となっている。また、メンテナンス用進入路の幅を前記上限よりも大きなメンテナンス用クレーンに合わせて広げる必要がなく、コンパクトな構成の天然ガス液化装置を構成することができる。

実施の形態に係るＮＧ液化装置の構成例を示す説明図である。前記ＮＧ液化装置の機器設置領域内における機器の設置位置の決定手法を示す模式図である。前記ＮＧ液化装置内の機器の設置レイアウトの一例を示す平面図である。液化処理部の機器設置領域内における機器の設置位置の例を示す平面図である。前処理部の機器設置領域内における機器の設置位置の例を示す第１の平面図である。精留部の機器設置領域内における機器の設置位置の例を示す平面図である。前処理部の機器設置領域内における機器の設置位置の例を示す第２の平面図である。従来のＮＧ液化装置内の機器の設置レイアウトの一例を示す平面図である。

　図１は、本例の天然ガス液化装置用モジュールを用いて構成される天然ガス（ＮＧ）液化装置の概略構成例を示す。　
　図１～７には、ＬＮＧの年産量が２０～１００万トン程度であって、プロパンを主成分とする予冷媒（Ｃ３冷媒）によるＮＧの予冷却や主冷媒の冷却を行わないタイプのＮＧ液化装置に本発明を適用した実施の形態を示す。

　ＮＧ液化装置は、ＮＧから液体を分離する気液分離部１１と、ＮＧ中の水銀の除去を行う水銀除去部１２と、ＮＧから二酸化炭素や硫化水素などの酸性ガスを除去する酸性ガス除去部１３と、ＮＧに含まれる微量の水分を除去する水分除去部１４と、これらの不純物が除去されたＮＧを冷却、液化してＬＮＧを得る液化処理部１５と、液化されたＬＮＧを貯蔵する貯蔵タンク１７とを備える。

　気液分離部１１は、パイプラインなどにより輸送されてきたＮＧに含まれる常温で液体のコンデンセートを分離する。例えば気液分離部１１は、比重差を利用してＮＧから液体を分離するためのドラムや傾斜配置された細長いパイプにより構成される。また、輸送の過程におけるパイプラインの閉塞を防止する目的で必要に応じて添加される不凍液の加熱再生を行う不凍液の再生塔やリボイラー、及びこれらの付帯設備などの機器群を備えてもよい。

　水銀除去部１２は、液体が分離された後のＮＧに含まれる微量の水銀を除去する。例えば水銀除去部１２は、水銀除去剤を充填した水銀吸着塔１２１やその付帯設備などの機器群を備えている。

　酸性ガス除去部１３は、液化の際にＬＮＧ中で固化するおそれのある二酸化炭素や、硫化水素などの酸性ガスを除去する。酸性ガスの除去法としては、アミン化合物などを含むガス吸収液を用いる手法や、ＮＧ中の酸性ガスを透過させるガス分離膜を用いる手法が挙げられる。

　ガス吸収液が採用されている場合、酸性ガス除去部１３は、天然ガスとガス吸収液とを向流接触させる吸収塔１３１や、酸性ガスを吸収したガス吸収液を再生するための再生塔１３２、再生塔１３２内のガス吸収液を加熱するためのリボイラー、及びこれらの付帯設備などの機器群を備える。　
　また、ガス分離膜が採用されている場合、酸性ガス除去部１３は、本体内に多数本の中空糸膜を収容したガス分離ユニットやその付帯設備などの機器群を備える。

　水分除去部１４は、ＮＧ中に含まれる微量の水分を除去する。例えば水分除去部１４は、モレキュラーシーブやシリカゲルなどの吸着剤が充填され、ＮＧの水分除去操作と、水分を吸着した吸着剤の再生操作とが交互に切り替えて実施される複数の吸着塔１４１ａ、１４１ｂ、再生操作が行われている吸着塔１４１ｂ、１４１ａに供給される吸着剤の再生用ガス（例えば水分除去後のＮＧ）の加熱を行うヒーター、及びこれらの付帯設備などの機器群を備えている。

　以上に説明した各種の処理部（前処理部）にて不純物が除去された後のＮＧは、液化処理部１５に供給されて液化される。例えば液化処理部１５は、ＮＧから重質分を除去するスクラブカラム１５２、窒素、メタン、エタン、プロパンなどの複数種類の冷媒原料を含む混合冷媒（Mixed Refrigerant：ＭＲ冷媒）である主冷媒によりＮＧを冷却して液化、過冷却する極低温熱交換器（ＭＣＨＥ：Main Cryogenic Heat Exchanger）１５１、及びこれらの付帯設備などの機器群を備える。

　また、液化処理部１５の大型の付帯設備として、ＮＧとの熱交換により気化した主冷媒のガスを圧縮する冷媒圧縮機２１、冷媒圧縮機２１を駆動するガスタービン２２や、冷媒圧縮機２１に供給される気体（気化した主冷媒）の気液分離を行うサクションドラムなどの機器群もある。　
　冷媒圧縮機２１は、昇圧レベルに応じて複数台、直列に設けられ、またこれらの冷媒圧縮機２１の設置台数に対応してガスタービン２２も複数台、設けられる場合がある。但し、図１においては、これらの冷媒圧縮機２１やガスタービン２２を各々１つにまとめて記載してある。

　また図１には、冷媒圧縮機２１を駆動する動力源としてガスタービン２２を用いた例を示してあるが、冷媒圧縮機２１の規模などに応じてモーターなどを用いてもよい。　
　後述するように、本例のＮＧ液化装置では、冷媒圧縮機２１やガスタービン２２に係る機器群は、ＭＣＨＥ１５１やスクラブカラム１５２から離れた位置に設置されるため、機器の設置レイアウトの説明にあたっては液化処理部１５とは独立して取り扱う。

　さらに液化処理部１５には、冷却されたＮＧから分離された液体（液体重質分）から、エタンを分離するデエタナイザー１６２と、エタン分離後の液体からプロパンを分離するデプロパナイザー１６３と、プロパン分離後の液体からブタンを分離し、常温で液体のコンデンセートを得るデブタナイザー１６４と、コンデンセートの蒸気圧調整を行うスタビライザー１６１と、を含む精留部１６が併設されている。デエタナイザー１６２、デプロパナイザー１６３、デブタナイザー１６４、スタビライザー１６１は、それぞれ各成分の精留を行う精留塔、各精留塔内の液体を加熱するリボイラー、及びこれらの付帯設備などの機器群を備えている。なお、コンデンセートの蒸気圧調整が不要な場合には、スタビライザー１６１を設けなくてもよい。

　貯蔵タンク１７には、液化処理部１５にて液化、過冷却された後の液化天然ガス（ＬＮＧ）が送液され、貯蔵される。貯蔵タンク１７に貯蔵されたＬＮＧは、不図示のＬＮＧポンプによって送液され、ＬＮＧタンカーやトラック、パイプラインへと出荷される。

　このほか、ＮＧ液化装置内には、上述の各種処理部１１～１６にて実施される種々の加熱操作や貯蔵タンク１７の底面に設けられた地面の凍結防止用のヒーターなどに供給される熱媒（例えばホットオイルや蒸気など）の加熱を行うオイルヒーターやボイラーなどと、その付帯設備、ＮＧ液化装置内で消費される電力を供給するガスタービン発電機やガスエンジン発電機とその付帯設備といった機器群も設置されている。

　また既述のように、本例では予冷媒によるＮＧの予冷や主冷媒の冷却を行わないＮＧ液化装置の例を示しているが、これらの処理を行う場合には、予冷媒によってＮＧの予冷を行う予冷熱交換器や気化した予冷媒を圧縮する冷媒圧縮機、その動力源であるガスタービンやモーターを設けてもよい。

　以上に説明したように、多数の機器を備えるＮＧ液化装置を所定の敷地内に建設するにあたっては、敷地の面積や形状の制約を満足するばかりでなく、建設後の各機器のメンテナンスなども考慮して機器の設置レイアウトを決定する必要がある。

　例えば図８は、従来、知られているＮＧ液化装置の設置レイアウトの一例を示している。なお、先行技術として例示した特許文献１に記載のＮＧ液化設備についても、図８に示すＮＧ液化装置の設置レイアウトに基づく構成となっている。

　図８に示すＮＧ液化装置は、上面側から見て直線状に配置された、細長い帯状のメインパイプラック３１を備える。メインパイプラック３１は架構構造に構成され、ＮＧ液化装置内で取り扱われる各種の流体が流れる不図示の配管を保持する。メインパイプラック３１の長辺方向に沿った両脇の位置には、複数の機器設置領域Ａ１～Ａ６が互いに間隔を開けて配置されている。各機器設置領域Ａ１～Ａ６には、ＮＧ液化装置の一部（例えば既述の各種処理部１１～１６や冷媒圧縮機２１、ガスタービン２２など）を構成する複数の機器からなる機器群が設置されている。

　なお、従来の設置レイアウトを示す図８、及び本実施の形態に係るＮＧ液化装置の設置レイアウトを示す図３～７において、破線は設備管理などの観点で、各機器設置領域Ａ１～Ａ６の外縁を区画するために設定されている区画線を示している。

　また、図示の便宜上、以下に説明する図３～８に記載の機器設置領域Ａ１～Ａ６内には、当該機器設置領域Ａ１～Ａ６内に配置される多数の機器のうち、クレーンを用いたメンテナンスが必要になる機器の一部のみを選択して表示してある。　
　さらに、図３～８の説明においては、図中に併記したＸ軸の矢印の原点側を「左手側」、先端側を「右手側」と呼び、Ｙ軸の矢印の原点側を「手前側」、先端側を「奥手側」と呼ぶ場合がある。

　図８に示す例では、メインパイプラック３１の奥手側の長辺に沿って、冷媒圧縮機２１、ガスタービン２２の機器設置領域Ａ６、水銀除去部１２及び水分除去部１４の機器設置領域Ａ２などが一列に並べて配置されている。またメインパイプラック３１の手前側の長辺に沿って、精留部１６の機器設置領域Ａ４、液化処理部１５の機器設置領域Ａ１、気液分離部１１及び酸性ガス除去部１３の機器設置領域Ａ５などが一列に並べて配置されている。

　ここで、一般にＮＧ液化装置においては、建設が完了し、ＬＮＧの生産を開始した後においても、例えば数年ごとにＮＧ液化装置の運転を停止し、機器を開放して点検、補修を行うメンテナンスが行われる。そしてこれらの機器の中には、機器の開放や大型部品の取り外しなどにあたって、クレーンを用いたメンテナンスを必要とするものが存在する。

　一方、既述のように各機器設置領域Ａ１～Ａ６内には多数の機器が設置されているところ、クレーンを用いたメンテナンスのことを考慮せず、無計画な位置に機器を設置すると、ある位置に配置された機器が他の位置に設置された機器に対するメンテナンスの障害となってしまうおそれが生じる。

　この点、図８に示すように、従来のＮＧ液化装置は、比較的大型の機器を各機器設置領域Ａ１～Ａ６の区画線に沿って並べ、より小型の機器を残りの領域に並べた構成となっている。また、「残りの領域」に複数階構造のラック（不図示）が設けられ、このラックの各階に、これら小型の機器が設置される場合もある。

　具体例を述べると、機器設置領域Ａ２には左手側の区画線に沿って機器１４１ａ、１４１ｂ、１２１が並べて設けられている。また、機器設置領域Ａ４には左手側の区画線に沿って機器１６２、１６３、１６４、１６１が並べて設けられている。次いで、機器設置領域Ａ１には、奥手側の区画線の両端の位置に機器１５１、１５２が設けられると共に、左手側の区画線に沿って機器１５１及びその関連機器１５５、１５６が並べて設けられている。この他、機器設置領域Ａ５には、奥手側の区画線に沿って機器１１、１３１、１３２が並べて設けられている。なお、各々の機器設置領域Ａ２、Ａ４、Ａ１、Ａ５について、小型の機器の図示は省略した。

　ここで例えば、機器設置領域Ａ５の奥手側の区画線に沿って設けられた機器１１、１３１、１３２のうち、図８中に斜線のハッチを付して示した機器１３１、１３２に対し、クレーンを用いたメンテナンスを行う場合について考える。　
　既述のように、機器設置領域Ａ５内には図８に示した機器１１、１３１、１３２以外にも多数の機器が配置されているため、機器設置領域Ａ５内の中央側まで移動式のクレーンを進入させて配置することは困難である。この点、機器設置領域Ａ５の手前側には広い空間が存在するので、メンテナンス対象の機器１３１、１３２に到達可能な作業半径を有するクレーンを機器設置領域Ａ５の手前側の区画線に沿って配置することにより、これらの機器１３１、１３２のメンテナンスを行うことができる。

　但し、本法によりメンテナンスを行う場合には、機器設置領域Ａ５の手前側から奥手側までの区画線間の距離に応じた大きさのクレーンを準備する必要がある。この点、当該区画線間の距離が長い場合には、大型のクレーンを準備しなければ機器１３１、１３２のメンテナンスを行うことができない。しかしながら、コストなどの観点から、クレーンは、大型のものであるほど、ＮＧ液化装置内に常時配備することは難しい。また、外部から調達する場合であっても、台数に限りがある大型のクレーンは、使用可能な期間に制約が存在する場合もある。

　この点、機器設置領域Ａ５の平面形状を、左右方向に向けてより細長くすれば、手前側から奥手側までの区画線間の距離が短くなり、比較的小型のクレーンを用いても機器１３１、１３２のメンテナンスを行うことが可能となる。しかしながらこの場合には、ＮＧ液化装置全体が左右方向に広がってしまい、所定の敷地内に収まりきらなくなってしまうおそれもある。

　次に、機器設置領域Ａ２の左手側の区画線に沿って設けられた機器１４１ａ、１４１ｂ、１２１のうち、斜線のハッチを付して示した機器１４１ｂ、１２１に対し、クレーンを用いたメンテナンスを行う場合について考える。

　当該機器設置領域Ａ２において、例えば奥手側の区画線に沿ってクレーンを配置すると、最も奥手側に位置する機器１４１ａが障害となり、手前側の他の機器１４１ｂ、１２１のメンテナンスが困難となるおそれがある。　
　そこでこの場合には、機器設置領域Ａ２の左手側の区画線に沿って設けられているメンテナンス用進入路４’内にクレーンを進入させ、機器設置領域Ａ２の左手側の側方位置からメンテナンスを行う。

　但し、図８の機器設置領域Ａ２に示すように大型の機器１４１ａ、１４１ｂ、１２１が互いに近接する位置に隣り合って配置されている場合には、他の機器が障害となってしまい、取り外した部品をクレーンの旋回移動によって搬送することができないおそれもある。　
　この場合には、機器設置領域Ａ２の区画線とクレーンの配置位置との間にスペースを設け、機器１４１ｂ、１２１から取り外した部品をクレーン側に引き出した後、他の機器が障害にならない位置にて旋回移動による搬送を行うことになる。

　しかしながら、上述の例のように機器設置領域Ａ２の区画線とクレーンの配置位置との間に、部品を引き出すためのスペースを設けるためには、メンテナンス用進入路４’の道幅を広く確保する必要が生じる（例えば１０ｍ以上）。この結果、従来のＮＧ液化装置においては、メンテナンス用進入路４’を挟んで配置される機器設置領域Ａ１～Ａ６の配置間隔が大きくなってしまい、ＮＧ液化装置全体も左右方向に長くなる傾向があった。

　さらに上述の問題の発生を回避するため、機器設置領域Ａ５と同様に、機器設置領域Ａ２に示す機器１４１ａ、１４１ｂ、１２１や機器設置領域Ａ１に示す機器１５５、１５６について、各機器設置領域Ａ２、Ａ１の手前側、あるいは奥手側の区画線に沿って（メインパイプラック３１に沿って）左右方向に並べると、各機器設置領域Ａ２、Ａ１の平面形状が左右方向に長くなり、ＮＧ液化装置全体がさらに左右方向に広がってしまうという問題も生じる。

　以上に説明した従来レイアウトの問題を踏まえ、本実施の形態に係るＮＧ液化装置は、図３～７に示すようにメンテナンス用進入路４の道幅を必要最小限に抑えつつ、コンパクトな機器設置領域Ａ１～Ａ５内でクレーンを用いたメンテナンスを行い易いように機器を配置した構成となっている。　
　ここで図３は、ＮＧ液化装置の全体のレイアウトを示す平面図であり、図４～７は各機器設置領域Ａ１、Ａ２、Ａ４、Ａ５内の拡大平面図である。

　本例のＮＧ液化装置における機器の設置位置を具体的に説明する前に、機器設置領域Ａ１～Ａ５内における機器の設定位置の決定手法について図２を参照しながら説明する。　
　図２（ａ）、（ｂ）は、本例の機器の設置位置の決定手法を説明するためにモデル的に示した機器設置領域Ａである。機器設置領域Ａの外縁側の実線は、当該位置よりも内側に２５トンクレーン４１を配置することができない境界線を示している。

　境界線は、機器設置領域Ａ内に機器やラックなどの構造物が配置されているとき、メンテナンス用クレーン４０を用いた作業を行うにあたって、機器設置領域Ａの最外周側に配置されている構造物から、安全確保などの観点から確保すべき距離だけ離れた位置に設定される。言い替えると、境界線は、これ以上、内側にメンテナンス用クレーン４０を配置することができない機器設置領域Ａの外縁に相当する。　
　一方、図３～８に破線で示した区画線は、各機器の設置位置が決定された後の各機器設置領域Ａ１～Ａ６の設備管理上の外縁であり、これら境界線と区画線とは厳密に一致しない場合がある。

　図２（ａ）、（ｂ）に示す例において、機器設置領域Ａは境界線の平面形状が矩形に設定され、手前側の境界線が、一点鎖線で示したメインパイプラック３１の長辺に沿って配置されている。　
　当該機器設置領域Ａの左手側の境界線の側方には、障害物１０１が配置され、当該障害物１０１と機器設置領域Ａの左手側の境界線との間は、移動式のメンテナンス用クレーン４０を進入させるためのメンテナンス用進入路４となっている。言い替えると、本例では機器設置領域Ａの左手側の境界線が、機器設置領域Ａに沿って伸びる一方の縁部を構成し、当該とは反対の他方の縁部側に障害物１０１が配置され、これら２本の縁部に挟まれるようにメンテナンス用進入路４が形成されていると言える。

　障害物１０１は、例えば後述する分岐パイプラック３２や他の機器設置領域内の機器やラックなどの構造物を例示することができる。このとき、当該他の機器設置領域には、前記機器設置領域Ａを一の機器設置領域としたとき、ＮＧ液化装置の一部を構成すると共に、当該一の機器設置領域に設置された機器群に含まれる機器とは異なる機器群が設置されている。

　さらに前記メンテナンス用進入路４の道幅は、予め設定された最大吊り上げ荷重以下の大きさのメンテナンス用クレーン４０のみしか進入することができない寸法となっている。本例では、メンテナンス用進入路４に進入可能なメンテナンス用クレーン４０の最大吊り上げ荷重が２５トンである場合について説明する。この場合のメンテナンス用進入路４の道幅は、例えば６ｍである。

　上述の道幅を有するメンテナンス用進入路４内に最大吊り上げ荷重が２５トン、及び１０トンの２種類のメンテナンス用クレーン４０（２５トンクレーン４１、１０トンクレーン４２）を用いてメンテナンスを行う場合について考える。　
　このとき、下記（表１）に示すように、メンテナンス用クレーン４０には、作業時のブームの長さや吊り上げ荷重に応じて吊り上げ作業を行うことが可能な作業半径の制約が存在する。　
　（表１）

　（表１）によると、メンテナンス用進入路４内に２５トンクレーン４１を配置したとき、吊り上げ荷重が１６トンの場合の作業半径は４メートルであるので、２５トンクレーン４１の配置位置から４メートル以内の作業半径では、必要な吊り上げ荷重が１６トン以下の機器のメンテナンスしか行うことができない。また、吊り上げ荷重が１３．７トンの場合の作業半径は６メートルであるので、２５トンクレーン４１の配置位置から４～６メートルの領域では、必要な吊り上げ荷重が１３．７トン以下の機器のメンテナンスしか行うことができない。　
　このように、作業半径が大きくなる程、２５トンクレーン４１により吊り上げることが可能な吊り上げ荷重は小さくなる関係がある。

　一方で、メンテナンス用進入路４に接していない、機器設置領域Ａの奥手側の境界線、及び右手側の境界線においては、より大型のメンテナンス用クレーン４０を配置することも可能である。　
　しかしながら図８の従来のＮＧ液化装置の説明にて問題点を挙げたように、大型のメンテナンス用クレーン４０は、ＮＧ液化装置内に常時配備することや、外部から自由に調達することが困難であるといった課題がある。

　そこで本例の機器設置領域Ａにおいては、境界線に沿ってメンテナンス用クレーン４０を配置したとき、（表１）に記載の各作業半径の範囲内に、当該作業半径に応じた吊り上げ荷重をメンテナンス時に必要とする機器が設置されている。　
　上述の各機器の設置位置の決定手法は、メンテナンス用進入路４に沿って伸びる機器設置領域Ａの左手側の境界線に沿った領域に限らず、他の境界線（奥手側の境界線、及び右手側の境界線）に沿った領域にも適用される。

　より詳細には、図２（ａ）に示すように、メンテナンス時にＸ_１トンの吊り上げ荷重が必要な機器は、機器設置領域Ａの左手側、奥手側、右手側の各境界線に沿ってメンテナンス用クレーン４０を配置したとき、前記吊り上げ荷重（Ｘ_１トン）に応じて決まるメンテナンス用クレーン４０の作業半径Ｒ_１から特定される設置範囲ａ_１内に設置される。

　また図２（ｂ）に示すように、メンテナンス時に必要な吊り上げ荷重がＸ_１よりも軽いＸ_２トンである機器は、機器設置領域Ａの左手側、奥手側、右手側の各境界線に沿ってメンテナンス用クレーン４０を配置したとき、前記吊り上げ荷重（Ｘ_２トン）に応じて決まるメンテナンス用クレーン４０の作業半径Ｒ_２（＞Ｒ_１）から特定される設置範囲ａ_２内に設置される。

　なお、メインパイプラック３１に接して伸びる手前側の境界線に沿ってメンテナンス用クレーン４０を配置することは困難である。またメインパイプラック３１のさらに手前側にメンテナンス用クレーン４０を配置する場合であっても、２５トンクレーン４１や１０トンクレーン４２などの小型のメンテナンス用クレーン４０ではメインパイプラック３１の上方の空間を通って作業を行うことは、作業半径が大幅に制約されてしまう。

　そこで本例では、当該手前側の境界線側からは、メンテナンス用クレーン４０を配置したメンテナンスを行わないことを機器設置位置の設定条件として、機器の設置位置が決定されている。　
　なお、当該前提は、機器の設置位置を決定する際の仮定の条件であり、実際に大型のクレーンを用いてメインパイプラック３１を越えて機器のメンテナンスを行うことを完全に排除するものではない。

　上述の機器設置の考え方を採用することにより、ＮＧ液化装置に常時配備することや外部からの調達などの準備が比較的容易な小型のメンテナンス用クレーン４０のみを用いてメンテナンスを行うことが可能なＮＧ液化装置を構成することが可能となる。ここで、準備することが比較的容易なメンテナンス用クレーン４０としては、例えば最大吊り上げ荷重が５０トンまでのメンテナンス用クレーン４０を例示することができる。

　また、上述の手法に基づき機器の設置位置を決定する場合には、メンテナンス用クレーン４０の配置位置に沿った３辺の境界線から離れた機器設置領域Ａの中央側の領域に、機器の設置数が少ない空き領域が形成される。例えば機器設置領域Ａの平面形状が矩形である場合、当該空き領域はメインパイプラック３１の長辺方向と交差する方向に伸びる、平面視矩形の領域となる。

　そこで、当該空き領域の平面形状に対応させて、メインパイプラック３１（メインパイプラック３１に沿った手前側の境界線）と交差する方向に伸びるようにサブパイプラック１００を設けてもよい。このとき、サブパイプラック１００から見てその両脇に、機器設置領域Ａ内の機器の一部が設置されているとも言える。　
　サブパイプラック１００は、メインパイプラック３１に保持された配管と、機器設置領域Ａ内の各機器とを繋ぐ配管を保持したり、必要に応じてこれらの配管を流れる流体を冷却する空冷式熱交換器（ＡＣＨＥ：Air-Cooled Heat Exchanger）をその頂部に配置したりすることができる。

　図３は、上述の機器設置の考え方に基づいて構成したＮＧ液化装置における機器設置領域Ａ１～Ａ６のレイアウトの一例を示している。本例のＮＧ液化装置においては、メインパイプラック３１の長辺方向に沿って複数の機器設置領域Ａ１～Ａ５が２列に分けて配置されている。

　例えば図１に示す液化処理部１５、水銀除去部１２と水分除去部１４、精留部１６、酸性ガス除去部１３を構成する機器群に含まれる機器は、各々、機器設置領域Ａ１、Ａ２、Ａ４、Ａ５に分けて設置されている。また、機器設置領域Ａ３には、例えばＮＧ液化装置内にて用いられるホットオイルの加熱、供給機器が設置されている。

　以下、図４～７を用いて各機器設置領域Ａ１、Ａ２、Ａ４、Ａ５の具体的な機器の設置位置の例を説明する。説明の便宜上、２５トンクレーン４１を用いてメンテナンスが行われる機器を「第１種吊り上げ機器」と呼び、１０トンクレーン４２を用いてメンテナンスが行われる機器を「第２種吊り上げ機器」と呼ぶ。　
　また、図４～７中、円形や両端が半円状の細長の輪郭にて示す機器は、塔槽や熱交換器などの静機器を示し、矩形の輪郭にて示す機器はポンプやＡＣＨＥなどの動機器を示している。

　図３に示すように、機器設置領域Ａ１は、左右方向に伸びるメインパイプラック３１の奥手側の長辺に沿って配置された平面形状が矩形の領域である。機器設置領域Ａ１の左手側の境界線と、後述する分岐パイプラック３２との間、及び機器設置領域Ａ１の右手側の境界線と、機器設置領域Ａ２との間には、各々、メインパイプラック３１の長辺に沿った境界線と交差する方向に伸びるように設けられたメンテナンス用進入路４、４が形成されている。

　当該機器設置領域Ａ１内において、２５トンクレーン４１を用いたメンテナンスが行われる第１種吊り上げ機器１５Ａ～１５Ｃは、図４（ａ）中に配置位置を例示する２５トンクレーン４１の各作業半径の範囲内に設置されている。　
　また１０トンクレーン４２を用いたメンテナンスが行われる第２種吊り上げ機器１５ａ、１５ｂは、図４（ｂ）中に配置位置を例示する１０トンクレーン４２の各作業半径の範囲内に設置されている。

　さらに機器設置領域Ａ１内には、メインパイプラック３１と交差する方向に伸びるようにサブパイプラック１５０が配置されている。　
　また機器設置領域Ａ１の奥手側の境界線に沿った領域には、ＡＣＨＥによって構成される主冷媒クーラー１５３が配置されている。なお、機器設置領域Ａ１には、将来の生産能力増強時に機器が増設される増設エリアＢが確保されている。

　次に図３に示すように、機器設置領域Ａ２は、左右方向に伸びるメインパイプラック３１の奥手側の長辺に沿って配置された平面形状が矩形の領域である。機器設置領域Ａ２の左手側の境界線と、機器設置領域Ａ１との間、及び機器設置領域Ａ２の右手側の境界線と、機器設置領域Ａ３との間には、各々、メインパイプラック３１の長辺に沿った境界線と交差する方向に伸びるように設けられたメンテナンス用進入路４、４が形成されている。

　当該機器設置領域Ａ２内において、２５トンクレーン４１を用いたメンテナンスが行われる第１種吊り上げ機器１２Ａ～１２Ｃ、１４Ａ、１６Ａは、図５（ａ）中に配置位置を例示する２５トンクレーン４１の各作業半径の範囲内に設置されている。　
　また１０トンクレーン４２を用いたメンテナンスが行われる第２種吊り上げ機器１２ａ、１４ａ、１６ａは、図４（ｂ）中に配置位置を例示する１０トンクレーン４２の各作業半径の範囲内に設置されている。

　さらに機器設置領域Ａ２内には、メインパイプラック３１と交差する方向に伸びるようにサブパイプラック１２０が配置されている。当該サブパイプラック１２０の頂部には、ＡＣＨＥによって構成される再生ガスクーラー１４２が配置されている。

　続いて図３に示すように、機器設置領域Ａ４は、左右方向に伸びるメインパイプラック３１の手前側の長辺に沿って配置された平面形状が矩形の領域である。機器設置領域Ａ４の右手側の境界線と、機器設置領域Ａ５との間には、メインパイプラック３１の長辺に沿った境界線と交差する方向に伸びるように設けられたメンテナンス用進入路４が形成されている。

　当該機器設置領域Ａ４内において、２５トンクレーン４１を用いたメンテナンスが行われる第１種吊り上げ機器１６Ｂ、１６Ｃは、図６（ａ）中に配置位置を例示する２５トンクレーン４１の各作業半径の範囲内に設置されている。　
　また１０トンクレーン４２を用いたメンテナンスが行われる第２種吊り上げ機器１６ｂ～１６ｅは、図６（ｂ）中に配置位置を例示する１０トンクレーン４２の各作業半径の範囲内に設置されている。

　また機器設置領域Ａ４内には、メインパイプラック３１と交差する方向に伸びるようにサブパイプラック１６０が配置されている。当該サブパイプラック１６０の頂部には、ＡＣＨＥによって構成されるオーバーヘッドクーラー１６５が配置されている。　
　さらに図３に示すように、サブパイプラック１６０は、当該機器設置領域Ａ４から突出するように延伸されて分岐パイプラック３２を構成し、延伸された分岐パイプラック３２の末端部には、ＮＧ液化装置内に設けられた電力消費機器に電力を供給するための変電室ＳＳが設けられている。

　最後に図３に示すように、機器設置領域Ａ５は、左右方向に伸びるメインパイプラック３１の手前側の長辺に沿って配置された平面形状が概略矩形の領域である。機器設置領域Ａ５の左手側の境界線と、機器設置領域Ａ４との間には、メインパイプラック３１の長辺に沿った境界線と交差する方向に伸びるように設けられたメンテナンス用進入路４が形成されている。

　当該機器設置領域Ａ５内において、２５トンクレーン４１を用いたメンテナンスが行われる第１種吊り上げ機器１３Ａ～１３Ｆは、図７（ａ）中に配置位置を例示する２５トンクレーン４１の各作業半径の範囲内に設置されている。　
　また１０トンクレーン４２を用いたメンテナンスが行われる第２種吊り上げ機器１３ａ～１３ｃは、図７（ｂ）中に配置位置を例示する１０トンクレーン４２の各作業半径の範囲内に設置されている。　
　また機器設置領域Ａ５内には、メインパイプラック３１と交差する方向に伸びるようにサブパイプラック１３０が配置されている。

　なお、詳細な図面を用いての説明は省略するが、ホットオイルの加熱、供給機器が設置されている機器設置領域Ａ３においても、図２を用いて説明した手法に基づき、２５トンクレーン４１を用いたメンテナンスが行われる第１種吊り上げ機器と、１０トンクレーン４２を用いたメンテナンスが行われる第２種吊り上げ機器とが、各クレーン４１、４２の作業半径に応じた位置に種類分けして配置されている。

　以上、図４～７を用いて説明したように、各機器設置領域Ａ１、Ａ２、Ａ４、Ａ５の境界線に沿って機器を配置することにより、図８を用いて説明した、機器設置領域Ａ１、Ａ２、Ａ４、Ａ５の区画線の一辺に沿ってこれらの機器を並べて配置する従来例と比較して、各機器の配置間隔を広げることが可能となる。この条件下でメンテナンス用クレーン４０（２５トンクレーン４１、１０トンクレーン４２）の作業半径も考慮した機器の設定位置の決定を行うことにより、隣り合って設置される機器同士が互いのメンテナンス時の障害とならないように配慮しつつ、各機器の設置位置を決定することができる。

　図３のＮＧ液化装置全体のレイアウトの説明に戻ると、メインパイプラック３１に沿って上述の機器設置領域Ａ１～Ａ５が配置されている領域から離れた位置（メンテナンス用進入路４から離れた位置）であって、メンテナンス用進入路４の道幅によって最大つり上げ荷重の制約を受けない位置には、既述の冷媒圧縮機２１やガスタービン２２が設置された機器設置領域Ａ６や、変電室ＳＳが設けられている。　
　これら機器設置領域Ａ６や変電室ＳＳ内の機器と機器設置領域Ａ１～Ａ５内の機器を繋ぐ配管や電気ケーブルは、メインパイプラック３１から分岐するように設けられた分岐パイプラック３２に保持されている。

　大型の機器を含み、より大型のクレーンが必要となる可能性がある機器設置領域Ａ６や変電室ＳＳを他の機器設置領域Ａ１～Ａ５から離れた位置に配置することにより、既述の機器設置領域Ａ１～Ａ５の配置領域をコンパクトにまとめることができる。　
　なお、ＮＧ液化装置が建設される敷地形状の制約に応じて、これら機器設置領域Ａ６や変電室ＳＳの少なくとも一方について、メインパイプラック３１の長辺に沿って他の機器設置領域Ａ１～Ａ５と並べて配置するレイアウトの採用を排除するものではない。この場合には、機器設置領域Ａ６や変電室ＳＳは、メンテナンス用進入路４の道幅によるクレーンの選択の制約を受けにくい、他の機器設置領域Ａ１～Ａ５の列の末端に配置するとよい。

　本実施の形態に係るＮＧ液化装置によれば以下の効果がある。ＮＧ液化装置の機器群が設置された機器設置領域Ａ１～Ａ５の境界線に沿ってメンテナンス用クレーン４０を配置したとき、進入可能なメンテナンス用クレーン４０の大きさに上限が設けられたメンテナンス用進入路４に接する位置に限らず、他の位置においても前記上限以下の大きさのメンテナンス用クレーン４０の作業半径の範囲内に限定してメンテナンス対象の機器が配置されている。

　この結果、予め設定された上限以下の大きさのメンテナンス用クレーン４を準備すれば当該機器設置領域Ａ１～Ａ５内の機器のメンテナンスを行うことが可能であり、メンテナンスの行い易い機器配置となっている。また、メンテナンス用進入路４の幅を前記上限よりも大きなメンテナンス用クレーンに合わせて広げる必要がなく、コンパクトな構成の天然ガス液化装置を構成することができる。

　ここで、上述の考え方に基づき各機器の設置位置が決定された機器設置領域Ａ１～Ａ６内の機器のメンテナンスを行うにあたり、メンテナンス用進入路４に進入可能なメンテナンス用クレーン４０よりも大型のクレーンを用い、例えばメンテナンス用進入路４の外側からメンテナンスを行うことは何ら禁止されるものではない。例えば機器の更新など、通常時のメンテナンスとは異なるメンテナンスを行う必要が生じた場合などには、このような大型のクレーンを用いたメンテナンスを行ってもよい。　
　この場合においても、通常のメンテナンス時においては、比較的小型のメンテナンス用クレーン４０のみを用いて機器設置領域Ａ１～Ａ５内の機器のメンテナンスを行うことが可能であるという、本発明の効果は何ら失われるものではない。

Ａ、Ａ１～Ａ６　機器設置領域
１００　　　サブパイプラック
１０１　　　障害物
４、４’　　メンテナンス用進入路
４０　　　　メンテナンス用クレーン
４１　　　　２５トンクレーン
４２　　　　１０トンクレーン

Claims

　天然ガスを液化する天然ガス液化装置において、
　前記天然ガス液化装置の一部を構成する複数の機器からなる機器群が設置された機器設置領域と、
　前記機器設置領域に沿って設けられ、当該機器設置領域に沿って伸びる一方の縁部とは反対の他方の縁部側に障害物が配置されていることにより、予め設定された最大吊り上げ荷重以下の大きさの移動式クレーンであるメンテナンス用クレーンのみが進入して作業を行うことが可能なメンテナンス用進入路と、を備え、
　前記機器群に含まれる複数の機器のうち、クレーンを用いてメンテナンスが行われる機器は、前記メンテナンス用進入路の前記一方の縁部を含む前記機器設置領域の境界線に沿って前記メンテナンス用クレーンを配置したとき、当該機器のメンテナンス時に必要な吊り上げ荷重に応じて決まる前記メンテナンス用クレーンの作業半径の範囲内に設置されていることを特徴とする天然ガス液化装置。
　前記障害物は、前記機器設置領域を一の機器設置領域としたとき、前記天然ガス液化装置の一部を構成すると共に、当該一の機器設置領域に設置された機器群に含まれる機器とは異なる機器群が設置された他の機器設置領域内の構造物であることを特徴とする請求項１に記載の天然ガス液化装置。
　前記機器設置領域は、前記天然ガス液化装置にて取り扱われる流体が流れる配管を保持する架構構造のメインパイプラックに沿って設けられ、当該メインパイプラックに沿った前記機器設置領域の境界線側からは、前記メンテナンス用クレーンを配置したメンテナンスを行わないことを機器設置位置の設定条件として、前記クレーンを用いてメンテナンスが行われる機器が設置されていることを特徴とする請求項１に記載の天然ガス液化装置。
　前記機器設置領域内には、前記機器群にて取り扱われる流体を冷却するための空冷式熱交換器が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の天然ガス液化装置。
　前記天然ガス液化装置を平面視したとき、前記メンテナンス用進入路は、前記メインパイプラックに沿った境界線と交差する方向に伸びるように設けられていることを特徴とする請求項３に記載の天然ガス液化装置。
　前記機器設置領域内には、前記機器群にて取り扱われる流体が流れる配管を保持する架構構造のサブパイプラックが設けられていることと、
　前記天然ガス液化装置を平面視したとき、前記サブパイプラックは、前記メインパイプラックに沿った境界線と交差する方向に伸びるように設けられていることと、
　前記メンテナンス用進入路に配置されたメンテナンス用クレーンを用いてメンテナンスが行われる機器は、当該サブパイプラックの両脇に設置されていることと、を特徴とする請求項３に記載の天然ガス液化装置。
　前記天然ガス液化装置内に設けられた電力消費機器に電力を供給するための変電室と、前記天然ガスを冷却する冷媒を圧縮するための冷媒圧縮機との少なくとも一方は、前記機器設置領域の外部であって、前記メンテナンス用クレーンの予め設定した最大つり上げ荷重の制約を受けない、前記メンテナンス用進入路から離れた位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の天然ガス液化装置。
　前記機器設置領域内には、前記機器群にて取り扱われる流体が流れる配管を保持する架構構造のサブパイプラックが設けられていることと、
　前記天然ガス液化装置を平面視したとき、前記サブパイプラックは、前記メインパイプラックに沿った境界線と交差する方向に伸びるように設けられていることと、
　前記サブパイプラックは、前記機器設置領域から突出するように延伸され、延伸されたパイプラックの末端部に、前記天然ガス液化装置内に設けられた電力消費機器に電力を供給するための変電室が設けられていることと、を特徴とする請求項１に記載の天然ガス液化装置。
　前記メンテナンス用進入路に進入可能なメンテナンス用クレーンの前記予め設定した最大つり上げ荷重が５０トン以下であることを特徴とする請求項１に記載の天然ガス液化装置。