JP2007292181A - 液化ガス設備のｂｏｇ抑制方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液化ガス設備において、輸送管を低温に保持し且つ輸送管への入熱に起因して液化ガスが貯蔵タンク内で気化することを抑制する。
【解決手段】液化ガスの貯蔵タンク２に接続された輸送管４，５と、液化ガスを輸送管４，５によって貯蔵タンク２に受け入れまたは貯蔵タンク２から払い出すためのポンプ装置２１とを備えた液化ガス設備１のＢＯＧ抑制方法であって、貯蔵タンク２に貯蔵された液化ガスをポンプ装置２１によって輸送管４，５に導入するステップと、ポンプ装置２１を停止したとき、輸送管４，５に導入した液化ガスを貯蔵タンク２と隔てて密閉保持するステップとを有する構成とし、ポンプ装置２１から輸送管４，５への入熱を防止するとともに、輸送管４，５内に液化ガスを密閉保持して輸送管４，５への入熱を蓄熱する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＮＧ（液化天然ガス）の受入基地などの液化ガス設備のＢＯＧ（ボイルオフガス）抑制方法に関するものである。

従来、ＬＮＧの受入基地では、ＬＮＧを貯蔵するためのＬＮＧタンクを備え、このＬＮＧタンクには、ＬＮＧ船からタンクまでＬＮＧを輸送するための受入管や、タンクからＬＮＧ気化設備等にＬＮＧを輸送するための払出管などの輸送管が接続されている。

ところで、ＬＮＧタンクへのＬＮＧの受け入れは、数日から数週間程度の間隔をおいて行われるのが通常であり、また、ＬＮＧタンクからのＬＮＧの払い出しは、払出先（発電所や都市ガス設備等）が稼働停止する場合には中断されることがある。受入管や払出管等の輸送管は、ＬＮＧ（常圧で約−１６２℃）の輸送時には低温に保持されるが、そのようにＬＮＧの受け入れや払い出しが一定期間行われない場合には、外部からの自然入熱等によって受入管や払出管の温度が次第に上昇し、そのままの状態で再びＬＮＧの輸送を開始すると、ＬＮＧタンク内におけるＬＮＧの大量蒸発や急激な温度変化による輸送管の変形および破損等の問題が生じ得る。

そこで、そのような問題を回避するための手段の一つとして、ＬＮＧタンク内に貯蔵されたＬＮＧを受入管に通して再びタンク内に戻すための循環管を設け、ＬＮＧの受け入れや払い出しを行わない場合には、ポンプ装置によって適量のＬＮＧ（循環液）を強制循環させて配管系を低温に保持（保冷循環）する技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。
特開平７−１１９８９３号公報（図４）

しかしながら、上記のような従来技術では、受入管や払出管の保冷循環は所定のポンプ装置によって循環液（ＬＮＧ）を強制循環させることにより実行され、配管やポンプ装置からの入熱を受けた循環液は、再びタンク内に戻されるため、この循環液への入熱に起因してタンク内で液化ガスが気化することになる。

従来、タンク内（または配管内）で発生するＢＯＧは、ＢＯＧ圧縮機によって圧縮した後に、ＬＮＧ気化器から払い出されるＬＮＧ気化ガスとともに払出先に送ることで有効に利用することができる。しかしながら、払出先が稼働停止している場合には、タンク内の圧力を適正に保持するために、発生したＢＯＧはフレアスタックで燃焼処理されるなどして無駄に消費することになる。特に、運転停止および始動が短時間で可能となっている火力発電所などがＬＮＧ気化ガスの払出先である場合には、そのように過剰なＢＯＧの問題はより顕著となる。これに対し、発生したＢＯＧを再液化して利用するための装置を別途設けることも考えられるが、設備構成が複雑化し、処理コスト（電力費等）も嵩むので必ずしも有効な手段とは言えない。そこで、タンク内におけるＢＯＧの発生を一定時間効果的に抑制する技術が望まれる。

本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、液化ガスの輸送管の保冷時にポンプ装置を停止して輸送管への入熱を低減するとともに、輸送管内に液化ガスを密閉保持して輸送管への入熱を蓄熱することで、輸送管を低温に保持し且つ輸送管への入熱に起因して液化ガスがタンク内で気化することを一定時間抑制することができる液化ガス設備のＢＯＧ抑制方法を提供することにある。

このような課題を解決するために、本発明の液化ガス設備のＢＯＧ抑制方法は、請求項１に示すとおり、液化ガスの貯蔵タンクに接続された輸送管と、前記液化ガスを前記輸送管によって前記貯蔵タンクから払い出すためのポンプ装置とを備えた液化ガス設備のＢＯＧ抑制方法であって、前記貯蔵タンクに貯蔵された液化ガスを前記ポンプ装置によって前記輸送管に導入するステップと、前記ポンプ装置を停止したとき、前記輸送管に導入した液化ガスを前記貯蔵タンクと隔てて密閉保持するステップとを有する構成とする。

これによると、ポンプ装置を停止してポンプ装置に起因する入熱を防止するとともに、輸送管への入熱（自然入熱）を密閉した輸送管内の液化ガスに蓄熱するので、蓄熱開始から一定時間は輸送管に導入した低温の液化ガスによって輸送管を低温に保持するとともに、輸送管への入熱に起因して液化ガスが貯蔵タンク内で気化することを抑制することができる。

また、上記液化ガス設備のＢＯＧ抑制方法においては、請求項２に示すとおり、前記輸送管が前記貯蔵タンクから液化ガスの気化器に至る払出管であり、当該払出管の下流側から前記貯蔵タンクに至る払出循環管を更に備え、前記導入ステップは、前記貯蔵タンクに貯蔵された液化ガスを前記ポンプ装置によって前記払出循環管および前記払出管に導入するステップを含み、前記密閉保持ステップは、前記払出循環管に導入した液化ガスを前記貯蔵タンクと隔てて密閉保持するステップを含む構成とすることができる。

これによると、ポンプ装置を停止してポンプ装置に起因する入熱を防止するとともに、払出管および払出循環管への自然入熱を密閉した払出管および払出循環管内の液化ガスに蓄熱するので、導入した低温の液化ガスによって払出管を低温に保持するとともに、当該配管系への入熱に起因して液化ガスが貯蔵タンク内で気化することを抑制することができる。

また、上記液化ガス設備のＢＯＧ抑制方法においては、請求項３に示すとおり、前記輸送管が前記液化ガスの受入先から前記貯蔵タンクに至る受入管であり、前記貯蔵タンクから当該受入管の上流側に至る受入循環管を更に備え、前記導入するステップは、前記貯蔵タンクに貯蔵された液化ガスを前記ポンプ装置によって前記受入循環管および前記受入管に導入するステップを含み、前記密閉保持するステップは、前記受入循環管および前記受入管に導入した液化ガスを密閉保持するステップを含む構成とすることができる。

これによると、ポンプ装置を停止してポンプ装置に起因する入熱を防止するとともに、受入管および受入循環管への自然入熱を密閉した受入管および受入循環管に蓄熱するので、導入した低温の液化ガスによって受入管および受入循環管を低温に保持するとともに、当該配管系への入熱に起因して液化ガスが貯蔵タンク内で気化することを抑制することができる。

このように本発明は、液化ガスの輸送管についての保冷を必要とする液化ガス設備において、輸送管の保冷時にポンプ装置を停止して輸送管への入熱を低減するとともに、輸送管内にＬＮＧを密閉保持して輸送管への入熱を蓄熱することで、輸送管を低温に保持し且つ輸送管への入熱に起因して液化ガスが貯蔵タンク内で気化することを一定時間抑制することができるという優れた効果を奏するものである。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係るＬＮＧ受入基地の概略を示す構成図である。このＬＮＧ受入基地１は、低温のＬＮＧを貯蔵するためのＬＮＧタンク２と、ＬＮＧ船３で運搬されるＬＮＧを桟橋からタンク２まで輸送するための受入管４と、タンク２に貯蔵するＬＮＧをＬＮＧ気化器２３に輸送するための払出管５と、払出管５の上流部から分岐して受入管４の上流部に接続される受入循環管６と、払出管５の下流部から分岐してタンク２に接続される払出循環管７と、タンク２内のＢＯＧ（ボイルオフガス）をタンク２外に排出するためのＢＯＧ管９とを主として備える。

受入管４は、その上流側に位置する棧橋にＬＮＧ受入用のローディングアーム２０が設けられており、一方、下流側は、タンク２上部に接続されている。ＬＮＧ受入基地１へＬＮＧを受け入れる際には、ＬＮＧ船３で運搬されたＬＮＧが、ローディングアーム２０を介して受入管４へと導かれタンク２まで輸送された後、吐出口からタンク２内に供給される。

払出管５は、その上流側がタンク２の液層部Ｌに設けられた払出ポンプ２１に接続されており、また、中間部には輸送途中のＬＮＧを昇圧するための昇圧ポンプ２２が設けられ、さらに、下流側にはＬＮＧを気化するためのＬＮＧ気化器２３が設けられている。ＬＮＧ受入基地１からＬＮＧを払い出す際には、タンク２内のＬＮＧは、払出ポンプ２１によってタンク２内から払出管５へと送出され、昇圧ポンプ２２で昇圧された後にＬＮＧ気化器２３へと送られる。このＬＮＧ気化器２３では、熱交換によりＬＮＧを気化させるための処理が行われ、そこで気化したＬＮＧ気化ガスは送ガス管２５を通して払出先に供給される。

ＢＯＧ管９は、その上流側がタンク２の気層部Ｇに接続されており、中間部で払出側とフレアスタック側に分岐した構成を有する。払出側は、輸送するＢＯＧを圧縮するためのＢＯＧ圧縮機３１が設けられており、ＬＮＧ気化器２３の後の払出管５に接続されている。一方、フレアスタック側は、タンク２内の圧力を調節するための圧力コントローラ３２とそのコントローラ３２からの制御信号に基づき開度を調節する圧力調節弁３３が設けられ、ＢＯＧの燃焼処理を行うフレアスタック３４に接続されている。

ＬＮＧ受入基地１では、タンク２壁面および各配管からの自然入熱や、ＬＮＧを輸送するための各ポンプに起因する入熱等によってＢＯＧが発生し、発生したＢＯＧは、タンク２内の気層部Ｇに蓄積される。そこで、タンク２内に蓄積したＢＯＧは、タンク２内の圧力を適正に保持するためにＢＯＧ管９を介してタンク２外に排出することが必要となる。このとき、払出先が稼働中でＬＮＧを必要としている場合には、タンク２内のＢＯＧは、ＢＯＧ管９の払出側に送られ、ＬＮＧ気化器２３で気化した送ガス管２５を流れるＬＮＧ気化ガスに混合されて払出先に供給される。一方、払出先が稼働しておらずＬＮＧを必要としない場合には、ＢＯＧが蓄積してタンク内の圧力が規定値まで上昇すると圧力調節弁３３が開放され、タンク２内のＢＯＧは、ＢＯＧ管９のフレアスタック側に送られて燃焼処理される。

上記ＬＮＧ受入基地１において、ＬＮＧ船３からのＬＮＧの受け入れがなく受入管４でのＬＮＧの輸送が行われない場合や、ＬＮＧの払出先が稼働しておらず払出管５でのＬＮＧの輸送が行われない場合には、受入管４および払出管５について保冷循環をが必要である。以下、ＬＮＧ受入基地１の保冷循環システムについて説明する。

まず、払出管５についての保冷循環は、保冷循環ルートが、タンク２（払出ポンプ２１）→払出管５→払出循環管７→タンク２のように構成される。このとき、払出管５からＬＮＧ気化器２３側へ向かうＬＮＧの払出ルートは遮断される。払出管５の保冷循環では、タンク２内のＬＮＧ（以下、「循環液」という。）が、払出ポンプ２１によって払出管５に送出された後、払出管５の下流部から分岐する払出循環管７へと導かれ、この払出循環管７によって再びタンク２内へと戻される。

払出循環管７には、オリフィス４１が設けられており、循環液の流量は、払出管５への入熱量を考慮して決定し、常時一定量のＬＮＧを循環させている。また、払出循環管７は、タンク２上部から概ね垂直方向にタンク２内に導かれている。

次に、受入管４についての保冷循環は、保冷循環ルートが、タンク２→払出管５→受入循環管６→受入管４→タンク２のように構成される。このとき、ＬＮＧ船３からローディングアーム２０へ向かう受入ルートは遮断される。受入管４の保冷循環では、循環液が、払出ポンプ２１によってタンク２内から払出管５に送出された後、払出管５の上流部から分岐する受入循環管６を介して受入管４の上流部へと導かれ、受入管４内を輸送されてタンク２内へと戻される。

受入循環管６には、流量計５０の検出値に基づき流量を調節するための流量コントローラ５１とそのコントローラ５１からの制御信号に基づき開度を調節する流量調節弁５２とが設けられ、循環液の流量は、受入管４への入熱の程度を考慮して適切に調節することができる。

上記保冷循環システムにおいては、保冷循環の実行中に、循環液を送る全てのポンプ装置（ここでは、払出ポンプ２１）を停止するとともに、各配管に設けた所定の弁を閉じることによって循環液を保冷循環ルート内に密閉保持し、この密閉保持された循環液への入熱をタンク２内に戻さずに保冷循環ルート内で蓄熱する。これにより、受入管４および払出管５を低温に保持するとともに、保冷循環系への入熱に起因してタンク２内でＢＯＧが発生することを抑制する。以下、このようなＢＯＧ抑制方法の詳細について説明する。

払出管５の保冷循環ルートでは、払出管５に操作弁６１が設けられ、また、払出循環管７には操作弁６２が設けられ、払出管５および払出循環管７内に循環液を密閉保持できるようになっている。また、払出管５の上流部にはタンク２に接続される枝管６３が設けられており、この枝管６３には、循環液を密閉保持した後の払出管５内の圧力を調節するための圧力コントローラ６４とそのコントローラ６４からの制御信号に基づき開度を調節する圧力調節弁６５が設けられている。一方、受入管４の保冷循環ルートでは、受入管４に操作弁７１、７２が設けられ、また、受入循環管６には操作弁７３が設けられ、受入管４および受入循環管６内に循環液を密閉保持できるようになっている。また、受入管４管には、循環液を密閉保持した後の払出管５内の圧力を調節するための圧力コントローラ７４が設けられ、コントローラ７４からの制御信号に基づき開度を調節する圧力調節弁７５がバイパス管７６に設けられている。

ＢＯＧの発生を抑制するための保冷循環ルート内での蓄熱を行う際には、まず、上述のような保冷循環を実施することにより、受入管４および払出管５のそれぞれの保冷循環ルート内に循環液が導入された状態で、払出ポンプ２１を停止する。このとき、払出管５の保冷循環ルートにおいては、払出管５に設けた弁６１および払出循環管７に設けた弁６２および弁４２がそれぞれ閉じられ、また、受入管４の保冷循環ルートにおいては、受入管４に設けた弁７１、弁７２および受入循環管６に設けた弁７３がそれぞれ閉じられる。これにより、払出管５の保冷循環ルート（ここでは、受入循環管６の一部を含む）では、弁６１、弁６２、弁４２および弁７３によって払出管５および払出循環管７内に循環液が密閉保持された状態となる。また、受入管４の保冷循環ルートでは、弁７１、弁７２および弁７３によって受入管４および受入循環管６内に循環液が密閉保持された状態となる。

このように循環液を密閉保持した後は、各保冷循環ルートには、時間の経過とともに払出管５、払出循環管７、受入管４および受入循環管６からの自然入熱がそれぞれ蓄熱される。そこで、払出管５の保冷循環ルートでは、払出循環管７の内圧が規定値を超えると、払出管５の内圧を適正に保持するために、圧力コントローラ６４が圧力調節弁６５を開くための信号を送出し、これにより弁６５が開いて密閉保持された循環液が枝管６３を介してタンク２内へと戻される。一方、受入管４の保冷循環ルートでは、受入管４の内圧が規定値を超えると、受入管４の内圧を適正に保持するために、圧力コントローラ７４が圧力調節弁７５を開くための信号を送出し、これにより弁７５が開いて密閉保持された循環液が、バイパス管７６および受入管４の下流部を介してタンク２内へと戻される。

また、上記のような保冷循環ルート内での蓄熱運転を終了した後に、ＬＮＧの払い出しを開始する場合には、払出ポンプ２１および昇圧ポンプ２２を起動し、払出ルートにおける払出管５等の各配管を昇圧し、保冷循環運転の再開およびＬＮＧ気化器２３の運転を開始する。また、受入管４の保冷循環を開始することができる。

このような方法により、循環液の密閉保持開始から圧力調節弁６５または圧力調節弁７５が開くまでの間、それぞれの保冷循環ルートへの入熱を、密閉保持された循環液の顕熱分として一定時間蓄熱することができる。従って、そのような蓄熱がなければタンク２において発生するはずのＢＯＧの発生を抑制することができる。また、払出ポンプ２１が停止されることにより、払出ポンプ２１に起因する入熱を防止することができるので、より効果的にＢＯＧの発生を抑制することができる。

また、上記のようなＢＯＧ抑制方法は、受入管４と払出管５との保冷循環系のいずれか一方のみで実行することも可能である。さらに、操作弁の配置を変更することでＬＮＧを密閉保持する配管の範囲を適宜変更することが可能であり、例えば、受入循環管６または払出循環管７には循環液を密閉保持せずに、受入管４または払出管５のみに循環液を密閉保持させる構成も可能である。

本発明に係る液化ガス設備のＢＯＧ抑制方法は、液化ガスの輸送管の保冷時にポンプ装置を停止して輸送管への入熱を低減するとともに、輸送管内に液化ガスを密閉保持して輸送管への入熱を蓄熱することで、輸送管を低温に保持し且つ輸送管への入熱に起因して液化ガスが貯蔵タンク内で気化することを抑制することができ、ＬＮＧの受入基地などの液化ガス設備のＢＯＧ抑制方法として有用である。

本発明に係るＬＮＧ受入基地の概略を示す構成図

符号の説明

１ ＬＮＧ受入基地
２ ＬＮＧタンク
４ 受入管
５ 払出管
６ 受入循環管
７ 払出循環管
２１ 払出ポンプ（ポンプ装置）
Ｇ 気層部
Ｌ 液層部

Claims (3)

1. 液化ガスの貯蔵タンクに接続された輸送管と、
   前記液化ガスを前記輸送管によって前記貯蔵タンクから払い出すためのポンプ装置と
   を備えた液化ガス設備のＢＯＧ抑制方法であって、
   前記貯蔵タンクに貯蔵された液化ガスを前記ポンプ装置によって前記輸送管に導入するステップと、
   前記ポンプ装置を停止したとき、前記輸送管に導入した液化ガスを前記貯蔵タンクと隔てて密閉保持するステップと
   を有することを特徴とする液化ガス設備のＢＯＧ抑制方法。
2. 前記輸送管が前記貯蔵タンクから液化ガス気化器に至る払出管であり、当該払出管の下流側から前記貯蔵タンクに至る払出循環管を更に備え、
   前記導入ステップは、前記貯蔵タンクに貯蔵された液化ガスを前記ポンプ装置によって前記払出循環管および前記払出管に導入するステップを含み、
   前記密閉保持ステップは、前記払出循環管に導入した液化ガスを前記貯蔵タンクと隔てて密閉保持するステップを含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の液化ガス設備のＢＯＧ抑制方法。
3. 前記輸送管が前記液化ガスの受入先から前記貯蔵タンクに至る受入管であり、前記貯蔵タンクから当該受入管の上流側に至る受入循環管を更に備え、
   前記導入するステップは、前記貯蔵タンクに貯蔵された液化ガスを前記ポンプ装置によって前記受入循環管および前記受入管に導入するステップを含み、
   前記密閉保持するステップは、前記受入循環管および前記受入管に導入した液化ガスを密閉保持するステップを含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の液化ガス設備のＢＯＧ抑制方法。

Images