JP2019178691A - 空温式の液化天然ガス気化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】天然ガス排出ラインを流動する天然ガスの熱量が高くなることを抑制し、しかも、解氷処理のための設定停止時間の短縮化を図ることができる空温式の液化天然ガス気化装置を提供する。【解決手段】運転制御部Ｍが、運転時間が設定運転時間を経過するごとに、気化停止状態を設定停止時間が経過するまで維持する解氷処理を、複数のＬＮＧ気化器Ｋについて時間を異ならせて順次実行するように構成され、天然ガス排出ライン２を流動する天然ガスの一部をＬＮＧ気化器Ｋの入口ヘッダ部に導く天然ガス供給路８を開閉する天然ガス供給弁９が、複数のＬＮＧ気化器Ｋの夫々に対して設けられ、運転制御部Ｍが、解氷処理を実行するＬＮＧ気化器Ｋに対する天然ガス供給弁９を、解氷処理を実行する間は開状態にする天然ガス流動処理を実行するように構成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、液化天然ガスが供給される下方側の入口ヘッダ部と上方側の出口側集合部との間に空温式の気化用伝熱管を上下方向に沿う姿勢で並設した複数のＬＮＧ気化器が、液化天然ガス供給ラインと天然ガス排出ラインとの間に並設され、
運転制御部が、前記ＬＮＧ気化器に前記液化天然ガスを供給する運転時間が設定運転時間を経過するごとに、前記ＬＮＧ気化器に対する前記液化天然ガスの供給を停止した気化停止状態を設定停止時間が経過するまで維持する解氷処理を、複数の前記ＬＮＧ気化器について時間を異ならせて順次実行するように構成された空温式の液化天然ガス気化装置に関する。

空温式の液化天然ガス気化装置は、液化天然ガス（ＬＮＧ）が空温式の気化用伝熱管を流動することにより、低温（例えば、−１６０℃程度）の液化天然ガスを加熱して、天然ガスに気化させるものである（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１には説明が省略されているが、空温式の液化天然ガス気化装置には、複数のＬＮＧ気化器が、液化天然ガス供給ラインと天然ガス排出ラインとの間に並設され、そして、運転制御部が、ＬＮＧ気化器に液化天然ガスを供給する運転時間が設定運転時間を経過するごとに、ＬＮＧ気化器に対する液化天然ガスの供給を停止した気化停止状態を設定停止時間が経過するまで維持する解氷処理を、複数のＬＮＧ気化器について時間を異ならせて順次実行することになる。

つまり、ＬＮＧ気化器は、液化天然ガスが空温式の気化用伝熱管を流動する気化作動状態を継続すると、気化用伝熱管の表面には氷層が形成されるものとなるから、気化用伝熱管の表面に氷層が形成された際には、気化用伝熱管の表面に形成された氷層を解かす必要がある。

したがって、空温式の液化天然ガス気化装置においては、ＬＮＧ気化器に対する液化天然ガスの供給を停止する気化停止状態を設定停止時間が経過するまで維持する解氷処理を、複数のＬＮＧ気化器について時間を異ならせて順次実行することにより、気化作動状態にあるＬＮＧ気化器にて液化天然ガスを天然ガスに気化して天然ガス排出ラインに流動させることを継続しながら、空温式の気化用伝熱管の表面に形成された氷層を解かすことになる。

特開２００５‐１６５６７号公報

液化天然ガスは、メタンを主成分とするものであるが、メタン以外に、プロパン、ブタン等の重質分を含むものである。
このため、ＬＮＧ気化器に対して解氷処理が行われると、重質分が下方側の入口ヘッダ部やそれに連なる流路部分に集まった状態で滞留することになる。

つまり、ＬＮＧ気化器を、液化天然ガスの供給を停止した気化停止状態に切換えると、ＬＮＧ気化器の気化伝熱管の下半側部分や入口ヘッダ部の内部には液化天然ガスが残留することになり、その残留した液化天然ガスに含まれている重質分が下方側の入口ヘッダ部やそれに連なる流路部分に集まった状態で滞留する現象を生じることになる。

その結果、解氷処理が終了したときに、ＬＮＧ気化器に液化天然ガスを供給する気化作動状態に切換えた直後において、熱量が高い重質分が集中して気化されることにより、天然ガス排出ラインを流動する天然ガスの熱量が、許容範囲を超える程度に高くなる虞がある。
従来では、天然ガス排出ラインを通して供給される天然ガスをバッファータンクとして機能するガスタンクに貯留して、天然ガスの熱量の均一化を図った上で、天然ガスをガスタンクから需要先に供給しているが、天然ガスの熱量の均一化を図るためには、ガスタンクの容量を十分に大きくする必要があり、改善が望まれていた。

本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであって、その目的は、天然ガス排出ラインを流動する天然ガスの熱量が高くなることを抑制し、しかも、解氷処理のための設定停止時間の短縮化を図ることができる空温式の液化天然ガス気化装置を提供する点にある。

本発明の空温式の液化天然ガス気化装置は、液化天然ガスが供給される下方側の入口ヘッダ部と上方側の出口側集合部との間に空温式の気化用伝熱管を上下方向に沿う姿勢で並設した複数のＬＮＧ気化器が、液化天然ガス供給ラインと天然ガス排出ラインとの間に並設され、
運転制御部が、前記ＬＮＧ気化器に前記液化天然ガスを供給する運転時間が設定運転時間を経過するごとに、前記ＬＮＧ気化器に対する前記液化天然ガスの供給を停止した気化停止状態を設定停止時間が経過するまで維持する解氷処理を、複数の前記ＬＮＧ気化器について時間を異ならせて順次実行するように構成されたものであって、その特徴構成は、
前記天然ガス排出ラインを流動する天然ガスの一部を前記ＬＮＧ気化器の前記入口ヘッダ部に導く天然ガス供給路、及び、前記天然ガス供給路を開閉する天然ガス供給弁が、複数の前記ＬＮＧ気化器の夫々に対して設けられ、
前記運転制御部が、前記解氷処理を実行する前記ＬＮＧ気化器に対する前記天然ガス供給弁を、前記解氷処理を実行する間は開状態にする天然ガス流動処理を実行するように構成されている点にある。

すなわち、運転制御部が、複数のＬＮＧ気化器のうちのいずれかについて、液化天然ガスを供給する運転時間が設定運転時間を経過して解氷処理を実行する際に、解氷処理を実行するＬＮＧ気化器に対する天然ガス供給弁を、解氷処理を実行する間は開状態にする天然ガス流動処理を実行することになる。

天然ガス流動処理が実行されると、液化天然ガスの供給が停止された気化停止状態に維持されているＬＮＧ気化器の入口ヘッダ部に対して、天然ガス排出ラインを流動する天然ガスの一部が天然ガス供給路を通して供給されることになり、供給された天然ガスは、空温式の気化用伝熱管の内部を通過して出口側集合部に流動した後、天然ガス排出ラインに戻ることになる。

このように、解氷処理を実行するＬＮＧ気化器に対して天然ガス流動処理が実行されることにより、解氷処理が行われているＬＮＧ気化器の入口ヘッダ部、空温式の気化用伝熱管、及び、出口側集合部を通して天然ガスが流動するものとなるから、解氷処理を実行するためにＬＮＧ気化器に対する液化天然ガスの供給を停止した際に、ＬＮＧ気化器の内部に液化天然ガスが残留しても、その残留している液化天然ガスが天然ガス流動処理にて供給される天然ガスによる加熱により気化して、天然ガスとともに流動することになる。

したがって、解氷処理を行う際にＬＮＧ気化器の内部に滞留する液化天然ガスが気化されて、天然ガスとともに流動しながらＬＮＧ気化器の外部に排出されることになるから、ＬＮＧ気化器の内部に滞留する液化天然ガスの重質分が下方側の入口ヘッダ部やそれに連なる流路部分に集まった状態で滞留することが回避されるため、解氷処理が終了したときに、ＬＮＧ気化器に液化天然ガスを供給する気化作動状態に切換えた直後において、熱量が高い重質分が集中して気化されることが回避される結果、天然ガス排出ラインを流動する天然ガスの熱量が高くなることが抑制される。

しかも、天然ガス流動処理が実行されることにより、空温式の気化用伝熱管を天然ガスによって内部から加温することができるから、このような加温により、気化用伝熱管の外面に形成された氷層における気化用伝熱管の外面に接する内方側部分を解かすことによって、気化用伝熱管の外面に形成された氷層を、外気（空気）に接する外方側部分が解けていなくても、気化用伝熱管から離脱させることができる等により、解氷を促進することができるため、的確に解氷することができる。

ちなみに、的確に解氷することができると、ＬＮＧ気化器の小型化を図ることができる等、実用上の種々の利点を得ることができる。

要するに、本発明の空温式の液化天然ガス気化装置の特徴構成によれば、天然ガス排出ラインを流動する天然ガスの熱量が高くなることを抑制し、しかも、的確に解氷することができる。

本発明の空温式の液化天然ガス気化装置の更なる特徴構成は、前記ＬＮＧ気化器が、前記出口側集合部から流動する天然ガスを昇温する空温式の昇温用伝熱管を備えている点にある。

すなわち、空温式の気化用伝熱管を流動することにより気化された天然ガスが、空温式の昇温用伝熱管を流動することにより、例えば、外気温度と同様な温度に昇温される等、高温に昇温されることになる。

そして、天然ガス流動処理が実行されると、空温式の昇温用伝熱管にて高温に昇温された天然ガスがＬＮＧ気化器の内部を流動することになるので、気化用伝熱管の外面に形成された氷層の解氷を一層促進させて、解氷処理のための設定停止時間の一層の短縮化を図ることができる。

要するに、本発明の空温式の液化天然ガス気化装置の更なる特徴構成によれば、解氷処理のための設定停止時間の一層の短縮化を図ることができる。

空温式の液化天然ガス気化装置の概略図 空温式の液化天然ガス気化装置の解氷処理状態を示す概略図 ＬＮＧ気化器の概略構成を示す側面図 運転サイクルを示す表

〔実施形態〕
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（空温式の液化天然ガス気化装置の全体構成）
図１に示すように、空温式の液化天然ガス気化装置には、複数のＬＮＧ気化器Ｋが設けられ、これらのＬＮＧ気化器Ｋが、液化天然ガス（ＬＮＧ）を供給する液化天然ガス供給ライン１と気化された天然ガス（ＮＧ）を排出する天然ガス排出ライン２との間に並設されている。

本実施形態においては、ＬＮＧ気化器Ｋが３つ設けられ、液化天然ガス供給ライン１から分岐された３本の分岐供給ライン１Ａの夫々に、３つのＬＮＧ気化器Ｋが各別に接続され、また、天然ガス排出ライン２から分岐された３本の分岐排出ライン２Ａの夫々が、３つのＬＮＧ気化器Ｋに各別に接続されている。

３本の分岐供給ライン１Ａの夫々に、ＬＮＧ気化器Ｋに液化天然ガスを供給する気化作動状態とＬＮＧ気化器Ｋに対する液化天然ガスの供給を停止する気化停止状態とに切換えるために開閉される供給弁１Ｂが設けられている。

（ＬＮＧ気化器の詳細）
図３に示すように、ＬＮＧ気化器Ｋは、液化天然ガスが供給される下方側の管状の入口ヘッダ部３と上方側の管状の出口側集合部４とを備え、下方側の管状の入口ヘッダ部３に対して分岐供給ライン１Ａを通して液化天然ガスが供給されるように構成されている。

入口ヘッダ部３と出口側集合部４との間に、上下方向に沿う姿勢の複数本の空温式の気化用伝熱管５が並設されている。
ちなみに、図３には、気化用伝熱管５が入口ヘッダ部３に直接的に接続されている形態を例示するが、入口ヘッダ部３が、その軸心方向から直交する水平方向に分岐する複数の分岐管部分を備えて、それらの分岐管部分に気化用伝熱管５が配設される場合が多い。
空温式の気化用伝熱管５は、外気温を用いて内部を流動する液化天然ガスを気化させるものであって、図示は省略するが、気化用伝熱管５の外面には、伝熱フィンが突設されている。

また、ＬＮＧ気化器には、出口側集合部４から流動する天然ガスを昇温する空温式の昇温用伝熱管６が備えられており、図示は省略するが、昇温用伝熱管６の外面には、伝熱フィンが突設されている。
本実施形態においては、複数の昇温用伝熱管６が直列状に接続され、最も上流側の昇温用伝熱管６と出口側集合部４とが中継管７にて接続され、最も下流側の昇温用伝熱管６から排出される天然ガスが分岐排出ライン２Ａに流動するように構成されている。

したがって、ＬＮＧ気化器Ｋは、入口ヘッダ部３に供給された液化天然ガスを、気化用伝熱管５を通して流動させることによって気化し、気化した天然ガスを、昇温用伝熱管６を通して流動させることによって外気温程度に昇温し、昇温した天然ガスを、分岐排出ライン２Ａを通して流動させるように構成されている。

（解氷処理について）
空温式の液化天然ガス気化装置の作動を制御する運転制御部Ｍが、図２に示すように、ＬＮＧ気化器Ｋに液化天然ガスを供給する運転時間が設定運転時間（例えば、４時間）を経過するごとに、供給弁１Ｂを閉じて、ＬＮＧ気化器Ｋに対する液化天然ガスの供給を停止する気化停止状態にし、その気化停止状態を設定停止時間（例えば、２時間）が経過するまで維持する解氷処理を、複数のＬＮＧ気化器Ｋについて時間を異ならせて順次実行するように構成されている。

つまり、本実施形態においては、３つのＬＮＧ気化器Ｋが、気化作動状態で４時間に亘って運転すると、２時間の間に亘って気化停止状態にして解氷処理する運転サイクルを、２時間の時間をずらして順次行うことにより、図４に示すように、３つのＬＮＧ気化器Ｋのうちの２つのＬＮＧ気化器Ｋが、気化作動状態で運転し、且つ、３つのＬＮＧ気化器Ｋのうちの１つのＬＮＧ気化器Ｋが解氷処理のために気化停止状態になるように構成されている。
尚、図４においては、気化作動状態を「運転」と記載し、気化停止状態を「停止」と記載する。

（天然ガス流動処理について）
図１に示すように、天然ガス排出ライン２を流動する天然ガスの一部を気化停止状態のＬＮＧ気化器Ｋの入口ヘッダ部３に導く天然ガス供給路８、及び、天然ガス供給路８を開閉する天然ガス供給弁９が、複数のＬＮＧ気化器Ｋの夫々に対して設けられている。
ちなみに、本実施形態においては、天然ガス供給路８が分岐供給ライン１Ａに接続されて、天然ガス排出ライン２を流動する天然ガスの一部が、分岐供給ライン１Ａを経由して入口ヘッダ部３に供給されるように構成されている。

図２に示すように、運転制御部Ｍが、解氷処理を実行するＬＮＧ気化器Ｋに対する天然ガス供給弁９を、解氷処理を実行する間は開状態にする天然ガス流動処理を実行するように構成されている。

したがって、天然ガス流動処理を実行することにより、気化停止状態に維持されているＬＮＧ気化器Ｋの入口ヘッダ部３に対して、天然ガス排出ライン２を流動する天然ガスの一部が天然ガス供給路８を通して供給されることになり、供給された天然ガスは、空温式の気化用伝熱管５の内部を通過して出口側集合部４に流動した後、昇温用伝熱管６を流動して天然ガス排出ライン２に戻ることになる。

このように、解氷処理を実行するＬＮＧ気化器Ｋに対して天然ガス流動処理が実行されることにより、解氷処理を実行するためにＬＮＧ気化器Ｋに対する液化天然ガスの供給を停止した際に、ＬＮＧ気化器Ｋの内部に液化天然ガスが残留しても、その液化天然ガスが天然ガス流動処理にて供給される天然ガスによる加熱により気化して、天然ガスとともに流動することになる。

したがって、ＬＮＧ気化器Ｋの内部に滞留する液化天然ガスの重質分が下方側の入口ヘッダ部３やそれに連なる流路部分に集まった状態で滞留することが回避されるため、解氷処理が終了したときに、ＬＮＧ気化器Ｋに液化天然ガスを供給する気化作動状態に切換えた直後において、熱量が高い重質分が集中して気化されることが回避される結果、天然ガス排出ライン２を流動する天然ガスの熱量が高くなることが抑制される。

しかも、天然ガス流動処理が実行されることにより、空温式の気化用伝熱管５を天然ガスによって内部から加温することができるから、このような加温により、気化用伝熱管５の外面に形成された氷層における気化用伝熱管５の外面に接する内方側部分を解かすことによって、気化用伝熱管５の外面に形成された氷層を、外気（空気）に接する外方側部分が解けていなくても、気化用伝熱管５から離脱させることができる等により、解氷を促進することができるため、解氷処理のための設定停止時間の短縮化を図ることができる。

〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
（１）上記実施形態においては、ＬＮＧ気化器Ｋが３つ並設される場合を例示したが、ＬＮＧ気化器Ｋの設置数は、２つや４つ以上にする等、各種変更できる。

（２）上記実施形態においては、ＬＮＧ気化器Ｋが、昇温用伝熱管６を備える場合を例示したが、昇温用伝熱管６を省略する形態で実施してもよい。

（３）上記実施形態においては、天然ガス供給路８が分岐供給ライン１Ａに接続されて、天然ガス排出ライン２を流動する天然ガスの一部が、分岐供給ライン１Ａを経由して入口ヘッダ部３に供給される場合を例示したが、天然ガス供給路８を入口ヘッダ部３に接続する形態で実施してもよい。

（４）本発明を実施する際に、天然ガス供給路８に流量調節弁を設けて、ＬＮＧ気化器Ｋを流動させる天然ガスの流量を変更調節できるようにしてもよい。

（５）本発明を実施する際に、気化用伝熱管５や昇温用伝熱管６に対して通風する送風器を設ける形態で実施してもよい。

尚、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

１ 液化天然ガス供給ライン
２ 天然ガス排出ライン
３ 入口ヘッダ部
４ 出口側集合部
５ 気化用伝熱管
６ 昇温用伝熱管
８ 天然ガス供給路
９ 天然ガス供給弁
Ｋ ＬＮＧ気化器
Ｍ 運転制御部

Claims (2)

1. 液化天然ガスが供給される下方側の入口ヘッダ部と上方側の出口側集合部との間に空温式の気化用伝熱管を上下方向に沿う姿勢で並設した複数のＬＮＧ気化器が、液化天然ガス供給ラインと天然ガス排出ラインとの間に並設され、
   運転制御部が、前記ＬＮＧ気化器に前記液化天然ガスを供給する運転時間が設定運転時間を経過するごとに、前記ＬＮＧ気化器に対する前記液化天然ガスの供給を停止した気化停止状態を設定停止時間が経過するまで維持する解氷処理を、複数の前記ＬＮＧ気化器について時間を異ならせて順次実行するように構成された空温式の液化天然ガス気化装置であって、
   前記天然ガス排出ラインを流動する天然ガスの一部を前記ＬＮＧ気化器の前記入口ヘッダ部に導く天然ガス供給路、及び、前記天然ガス供給路を開閉する天然ガス供給弁が、複数の前記ＬＮＧ気化器の夫々に対して設けられ、
   前記運転制御部が、前記解氷処理を実行する前記ＬＮＧ気化器に対する前記天然ガス供給弁を、前記解氷処理を実行する間は開状態にする天然ガス流動処理を実行するように構成されている空温式の液化天然ガス気化装置。
2. 前記ＬＮＧ気化器が、前記出口側集合部から流動する天然ガスを昇温する空温式の昇温用伝熱管を備えている請求項１記載の空温式の液化天然ガス気化装置。

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