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JP4634727B2 - Low duty compressor control method for LNG ship - Google Patents

Low duty compressor control method for LNG ship Download PDF

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JP4634727B2 JP2004036602A JP2004036602A JP4634727B2 JP 4634727 B2 JP4634727 B2 JP 4634727B2 JP 2004036602 A JP2004036602 A JP 2004036602A JP 2004036602 A JP2004036602 A JP 2004036602A JP 4634727 B2 JP4634727 B2 JP 4634727B2
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Description

本願発明は、LNG船に搭載されているローデューティコンプレッサの制御方法に関し、詳しくは、ローデューティコンプレッサの運転点がサージコントロールゾーンに入らないように制御する制御方法に関する。   The present invention relates to a control method for a low duty compressor mounted on an LNG ship, and more particularly to a control method for controlling an operating point of a low duty compressor so as not to enter a surge control zone.

従来より、LNG船においては、LNGの搬送中にカーゴタンク(Cargo Tank)内の液化天然ガス[LNG(貨物液)]から発生する蒸発ガス[ボイルオフガス(Boil Off Gas);以下、「BOG」という。]を主ボイラの燃料ガスとして燃焼させている。   Conventionally, in an LNG carrier, evaporative gas generated from liquefied natural gas [LNG (cargo liquid)] in a cargo tank (Boil Off Gas) during transportation of LNG [BOG] That's it. ] As a fuel gas for the main boiler.

図4はこのようなBOGを燃料ガスとして主ボイラに供給するガス燃焼装置の系統図である。図示するように、タンク10内の貨物液11から発生したBOG12は、燃料管13を介してローデューティコンプレッサ14によって圧縮され、吐出配管15に吐出されたBOG16はガスヒータ17で所定温度まで加熱された後、ガス制御弁18で流量調整されて主ボイラ19のバーナ20に供給されている。図5に示すように、前記ローデューティコンプレッサ14には、吸入口にインレットガイドベーン21(inlet guide vane;以下、「IGV」という。)が設けられ、その後流側に設けられたファン22をモータ23で回転させることによって前記BOG12を所定の圧力まで加圧したBOG16として吐出するように構成されている。   FIG. 4 is a system diagram of a gas combustion apparatus that supplies such BOG as fuel gas to the main boiler. As shown in the figure, the BOG 12 generated from the cargo liquid 11 in the tank 10 is compressed by the low duty compressor 14 via the fuel pipe 13, and the BOG 16 discharged to the discharge pipe 15 is heated to a predetermined temperature by the gas heater 17. Thereafter, the flow rate is adjusted by the gas control valve 18 and supplied to the burner 20 of the main boiler 19. As shown in FIG. 5, the low duty compressor 14 is provided with an inlet guide vane (hereinafter referred to as “IGV”) at the suction port, and a fan 22 provided on the downstream side is connected to the motor. By rotating at 23, the BOG 12 is discharged as a BOG 16 pressurized to a predetermined pressure.

一方、前記主ボイラ19には、通常、複数のバーナ20が備えられており、主タービンの運転状態に応じて変化する負荷(必要蒸気量)に対応して燃焼本数が適宜制御されている。例えば、図示するように3本のバーナ20が備えられた主ボイラ19の場合、主タービンが100%負荷の場合は3本のバーナ20が燃焼させられ、負荷が下がると2本のバーナ20が燃焼させられ、更に負荷が下がると2本のバーナ20の開度が絞られたり、場合によっては1本のバーナ20を燃焼させる運転となる。このように負荷に応じて3本〜1本のバーナ20を適宜燃焼させるように主ボイラ19の燃焼状態が制御されている。また、このような主ボイラ19は、通常、2機設けられているため、それぞれのバーナ燃焼本数が制御されている。   On the other hand, the main boiler 19 is usually provided with a plurality of burners 20, and the number of combustions is appropriately controlled in accordance with a load (necessary steam amount) that changes according to the operating state of the main turbine. For example, in the case of the main boiler 19 provided with three burners 20 as shown in the figure, when the main turbine is at 100% load, the three burners 20 are burned, and when the load decreases, the two burners 20 are When it is burned and the load is further reduced, the opening degree of the two burners 20 is reduced, or in some cases, the burner 20 is burned. In this way, the combustion state of the main boiler 19 is controlled so that three to one burner 20 is appropriately combusted according to the load. In addition, since two main boilers 19 are usually provided, the number of burner burners is controlled.

そして、このように主ボイラ19のバーナ燃焼本数が変化すると、前記吐出配管15からのガス供給量がガス制御弁18で制御されるので、吐出配管15内の抵抗が変化して吐出配管内に圧力変動を生じる。この吐出配管15内のBOG16はローデューティコンプレッサ14によって加圧して供給されているので、ガス制御弁18の制御に対応してローデューティコンプレッサ14から吐出するBOG16の量は制御装置24からの信号で調整されるが、ガス制御弁18でガス供給量を制御した時に迅速にローデューティコンプレッサ14の運転点(所定の容積流量と所定の出口圧力とになる運転状態)を下げて吐出流量を調整するのは難しく、吐出配管15内の圧力上昇によってローデューティコンプレッサ14内でサージング現象が生じるおそれがある。   When the number of burners burned in the main boiler 19 changes in this way, the gas supply amount from the discharge pipe 15 is controlled by the gas control valve 18, so that the resistance in the discharge pipe 15 changes to enter the discharge pipe. This causes pressure fluctuations. Since the BOG 16 in the discharge pipe 15 is pressurized and supplied by the low duty compressor 14, the amount of BOG 16 discharged from the low duty compressor 14 corresponding to the control of the gas control valve 18 is a signal from the control device 24. Although it is adjusted, when the gas supply amount is controlled by the gas control valve 18, the operating point of the low duty compressor 14 (the operating state where the predetermined volume flow rate and the predetermined outlet pressure are reached) is quickly lowered to adjust the discharge flow rate. This is difficult, and a surging phenomenon may occur in the low duty compressor 14 due to an increase in pressure in the discharge pipe 15.

そのため、前記ローデューティコンプレッサ14の下流側の吐出配管15内のBOG16をローデューティコンプレッサ14の上流側の燃料管13に戻してサージング現象が生じないようにするサージコントロール弁25が設けられている。   Therefore, a surge control valve 25 is provided to return the BOG 16 in the discharge pipe 15 on the downstream side of the low duty compressor 14 to the fuel pipe 13 on the upstream side of the low duty compressor 14 so that a surging phenomenon does not occur.

図6は従来のローデューティコンプレッサ制御方法におけるサージコントロールグラフであり、この図に実線で示すように、サージコントロール弁25で制御するサージラインS10は、まず、ローデューティコンプレッサ14の入口に設けられたIGV21を全開まで開けながら回転数を増加させて所定の出口圧力とし、その後、回転数を上昇させることによって容積流量を増加させて出口圧力が上昇するような制御が行われている。図6の横軸は時間当りの容積流量を示し、縦軸は出力圧力を示している。図示する例では、12000rpmまでは容積流量は多いが出力圧力は緩やかに増加するように回転数が上昇し、この12000rpmから最大回転数の24000rpmまでは出力圧力が大きく増加するように回転数を上昇させたサージラインS10が設定されている。 FIG. 6 is a surge control graph in the conventional low duty compressor control method. As shown by the solid line in this figure, the surge line S 10 controlled by the surge control valve 25 is first provided at the inlet of the low duty compressor 14. Control is performed such that the rotational speed is increased to a predetermined outlet pressure while the IGV 21 is fully opened, and then the volumetric flow rate is increased to increase the outlet pressure by increasing the rotational speed. The horizontal axis of FIG. 6 shows the volumetric flow rate per time, and the vertical axis shows the output pressure. In the example shown in the figure, the volume flow rate is large up to 12000 rpm, but the rotation speed increases so that the output pressure increases slowly, and the rotation speed increases from 12000 rpm to the maximum rotation speed of 24000 rpm so that the output pressure increases greatly. Surge line S 10 is set.

また、このようなサージラインS10で制御されるローデューティコンプレッサ14には、運転点がサージラインS10を越えないように予めサージコントロールラインSC10が設定されている。図示する2点鎖線がサージコントロールラインSC10であり、このサージコントロールラインSC10をサージラインS10に対して所定の余裕を持たせて設定することにより、運転点の出力圧力がサージラインS10に達する前にサージコントロールラインSC10でサージコントロール弁25が開いてBOG16を逃し、ローデューティコンプレッサ14の運転点がサージコントロールゾーンSCZ10(サージラインS10とサージコントロールラインSC10との間)に入ってサージング現象を起こさないようにしている。 Also, this way the low duty compressor 14 controlled by the surge line S 10 a, the advance surge control line SC 10 as the operating point does not exceed a surge line S 10 are set. The two-dot chain line shown in the figure is the surge control line SC 10. By setting the surge control line SC 10 with a predetermined margin with respect to the surge line S 10 , the output pressure at the operating point is set to the surge line S 10. The surge control valve 25 opens at the surge control line SC 10 before reaching the BOG 16 and the operating point of the low duty compressor 14 enters the surge control zone SCZ 10 (between the surge line S 10 and the surge control line SC 10 ). The surging phenomenon is prevented from entering.

なお、この種の従来技術として、タンク内の液化天然ガスを気化器で気化させ、気化させたガスをコンプレッサで圧縮した後にヒータで加熱してボイラに供給するように構成したものがある(例えば、特許文献1参照。)。
実開昭57−110000号公報(第1頁、図2)
As this type of conventional technology, there is a configuration in which liquefied natural gas in a tank is vaporized by a vaporizer, and the vaporized gas is compressed by a compressor and then heated by a heater and supplied to a boiler (for example, , See Patent Document 1).
Japanese Utility Model Publication No. 57-110000 (first page, FIG. 2)

しかしながら、前記したような主ボイラ19のバーナ燃焼本数の変化によって生じる配管抵抗変化による圧力上昇は、図6に1点鎖線で示す抵抗カーブR10のように、バーナ3本燃焼時にはサージコントロールラインSC10から大きく離れているが、バーナ2本燃焼時にはサージコントロールラインSC10に近づき、バーナ2本燃焼時の開度を絞った時やバーナ1本燃焼時には非常に近くなり、IGV21を全開させて回転数を上昇させ始める低回転近くでは、サージコントロールゾーンSCZ10に抵抗カーブR10が入る場合があり、主ボイラ19によるBOG燃焼が安定しない状況が発生する。 However, the pressure rise due to pipe resistance changes caused by changes in burner combustion number of main boiler 19 as described above, such as the resistance curve R 10 indicated by the chain line in FIG. 6, the surge control line SC at the time of burner three combustion Although it is far from 10, it approaches the surge control line SC10 when two burners are burned, and is very close when the opening of the two burners is reduced or when one burner is burned, and the IGV 21 is fully opened to rotate. Near the low speed at which the number starts to increase, the resistance curve R 10 may enter the surge control zone SCZ 10 , causing a situation where the BOG combustion by the main boiler 19 is not stable.

すなわち、バーナ2本燃焼時に開度を絞った時やバーナ1本燃焼時に吐出配管15内の圧力に変動を生じた場合、この吐出配管15内のガス圧力が主ボイラ19側で必要とするガス圧力よりも高くなり、前記サージコントロール弁25が開いてBOG16を逃すが、運転状態によってはサージコントロール弁25が頻繁に開閉することとなり、十分な追従が困難な現象を生じてサージコントロール弁25によるサージング現象の抑止が難しくなる。しかも、圧力変動によってはサージコントロール弁25が常に開放した状態となってサージコントロールできなくなるおそれもある。   That is, when the opening degree is reduced during the combustion of two burners or when the pressure in the discharge pipe 15 fluctuates during the combustion of a single burner, the gas pressure in the discharge pipe 15 is a gas required on the main boiler 19 side. The pressure becomes higher than the pressure, and the surge control valve 25 is opened and the BOG 16 is released. However, depending on the operation state, the surge control valve 25 is frequently opened and closed, causing a phenomenon that it is difficult to sufficiently follow and the surge control valve 25 It becomes difficult to suppress the surging phenomenon. In addition, depending on the pressure fluctuation, the surge control valve 25 is always open, and surge control may not be possible.

つまり、主タービンの負荷に応じて運転状態が変化する主ボイラ19へのガス供給量をローデューティコンプレッサ14で調整しているが、バーナの燃焼本数が少なくなった時等はローデューティコンプレッサ14の運転点がサージコントロールゾーンSCZ10へ頻繁に入ったり、入った状態が続く場合があるため、ローデューティコンプレッサ14にサージング現象を生じて主ボイラ19でのガス燃焼が安定できない状況が多く発生してしまう。 That is, the gas supply amount to the main boiler 19 whose operating state changes according to the load of the main turbine is adjusted by the low duty compressor 14, but when the number of burners burned decreases, the low duty compressor 14 Since the operating point frequently enters or enters the surge control zone SCZ 10 , a surging phenomenon occurs in the low duty compressor 14 and there are many situations where gas combustion in the main boiler 19 cannot be stabilized. End up.

そのため、LNG船におけるローデューティコンプレッサ14を安定制御できる制御方法の開発が望まれている。   Therefore, development of a control method capable of stably controlling the low duty compressor 14 in the LNG ship is desired.

なお、前記特許文献1に記載された発明は、液化天然ガスを気化させたガスと、タンク内で気化したガス(BOG)とを混焼させる装置に関するものであり、BOGを圧縮するコンプレッサの制御については何ら対策がなされていない。   The invention described in Patent Document 1 relates to an apparatus for co-firing a gas obtained by vaporizing liquefied natural gas and a gas (BOG) vaporized in a tank, and control of a compressor that compresses BOG. No measures have been taken.

そこで、前記課題を解決するために、本願発明は、LNGタンクで発生するボイルオフガスをローデューティコンプレッサで加圧して主ボイラに備えさせた複数のバーナに供給し、主タービンの運転状態によって変化する負荷に応じて該バーナの燃焼本数を変化させて燃焼させるLNG船におけるローデューティコンプレッサ制御方法において、前記ローデューティコンプレッサに設けられたインレットガイドベーンの開度を所定の開度まで開きながらローデューティコンプレッサの回転数を設定増加量で所定の出口圧力まで増加させ、所定の出口圧力に達すると、前記ローデューティコンプレッサの回転数を設定増加量で設定値まで徐々に増加させる回転数制御を行うとともに、インレットガイドベーンの開度を所定の設定量で全開まで徐々に開放させる開度制御とを同時に行うことで、ローデューティコンプレッサの吐出配管抵抗がサージラインから離れるように予め設定した設定量で増加するようにしてローデューティコンプレッサの運転点が前記サージラインと該サージラインを超えないように予め設定したサージコントロールラインとの間のサージコントロールゾーンに入らないように制御している。 Therefore, in order to solve the above problems, the present invention supplies boil-off gas generated in the LNG tank to a plurality of burners provided in the main boiler after being pressurized by a low duty compressor, and changes depending on the operating state of the main turbine. in low duty compressor control method in LNG carriers Ru is burned by changing the combustion number of the burner according to the load, a low duty while opening the opening of the inlet guide vanes provided in the low duty compressor to a predetermined opening degree Rotational speed control is performed to increase the rotational speed of the compressor to a predetermined outlet pressure by a set increase amount, and when the predetermined outlet pressure is reached, the rotational speed of the low duty compressor is gradually increased to a set value by the set increase amount. , Gradually open the inlet guide vane to the fully open position with the set amount In by performing the opening control for opening the same time, low duty compressor discharge pipe resistance increasing as the driving point of the low duty compressor is the surge line and the settings amount set in advance away from the surge line Control is performed so as not to enter the surge control zone between the surge control line set in advance so as not to exceed the surge line .

また、LNGタンクで発生するボイルオフガスをローデューティコンプレッサで加圧して主ボイラに備えさせた複数のバーナに供給し、主タービンの運転状態によって変化する負荷に応じて該バーナの燃焼本数を変化させて燃焼させるLNG船におけるローデューティコンプレッサ制御方法において、前記ローデューティコンプレッサに設けられたインレットガイドベーンの開度を所定の開度まで開きながらローデューティコンプレッサの回転数を設定増加量で所定の出口圧力まで増加させ、所定の出口圧力に達すると、回転数を一定にした状態でインレットガイドベーンの開度を設定量まで開放して回転数が設定値に達するまで開度制御を行い、回転数が設定値に達すると、インレットガイドベーンの開度を一定にした状態で回転数を設定増加量で設定値まで増加させる回転数制御を行い、回転数が設定値に達すると、回転数を一定にした状態でインレットガイドベーンの開度を設定量まで開放して回転数が設定値に達するまで開度制御を行う開度制御と前記回転数制御とを交互に行うことで、ローデューティコンプレッサの吐出配管抵抗がサージラインから離れるように予め設定した設定量で増加するようにしてローデューティコンプレッサの運転点が前記サージラインと該サージラインを超えないように予め設定したサージコントロールラインとの間のサージコントロールゾーンに入らないように制御してもよい。 In addition, the boil-off gas generated in the LNG tank is pressurized by a low-duty compressor and supplied to a plurality of burners provided in the main boiler, and the number of combustions of the burner is changed according to the load that changes depending on the operating state of the main turbine. In the low-duty compressor control method for an LNG ship that burns, the rotational speed of the low-duty compressor is increased by a predetermined increment while opening the inlet guide vane provided in the low-duty compressor to a predetermined opening. When the predetermined outlet pressure is reached, the opening of the inlet guide vane is released to the set amount with the rotation speed kept constant, and the opening degree is controlled until the rotation speed reaches the set value. When the set value is reached, the rotation speed is set with the inlet guide vane opening kept constant. The number of rotations is controlled to increase to the set value.When the number of rotations reaches the set value, the opening of the inlet guide vane is released to the set value with the number of rotations kept constant. alternating rows Ukoto and the rotation speed control and opening degree control of controlling the opening degree until the discharge pipe resistance of low duty compressor so as to increase the setting amount set in advance away from the surge line Control may be performed so that the operating point of the low duty compressor does not enter a surge control zone between the surge line and a surge control line set in advance so as not to exceed the surge line .

本願発明は、以上説明したような手段により、ローデューティコンプレッサのサージコントロールゾーンに運転点が入らないように制御されるので、ローデューティコンプレッサの安定した運転が可能となる。   Since the present invention is controlled by the means described above so that the operating point does not enter the surge control zone of the low duty compressor, the low duty compressor can be stably operated.

以下、本願発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本願発明の第1実施形態に係るローデューティコンプレッサ制御方法におけるサージコントロールグラフである。図の横軸は時間当りの容積流量を示し、縦軸は出力圧力を示している。また、図3は図1,2(後述)に示すローデューティコンプレッサ制御方法におけるサージラインの一部を模式的に示したグラフである。なお、このような制御方法を採用するLNG船における構成は、上述した図4に示す系統図、図5に示す断面図と同一であるため、説明は省略するが各構成にはその符号を付して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a surge control graph in the low duty compressor control method according to the first embodiment of the present invention. The horizontal axis of the figure indicates the volumetric flow rate per time, and the vertical axis indicates the output pressure. FIG. 3 is a graph schematically showing a part of the surge line in the low duty compressor control method shown in FIGS. The configuration of the LNG ship adopting such a control method is the same as the system diagram shown in FIG. 4 and the cross-sectional view shown in FIG. To explain.

この第1実施形態では、ローデューティコンプレッサ14に設けられたIGV21の開度を設定量で制御する開度制御と、ローデューティコンプレッサ14の回転数を設定増加量で制御する回転数制御とを、サージラインS1 がローデューティコンプレッサ14の吐出配管抵抗(抵抗カーブR10)から離れるように交互に行うことにより、ローデューティコンプレッサ14の運転点がサージコントロールゾーンSCZ1 に入らないようにしている。 In the first embodiment, opening control for controlling the opening of the IGV 21 provided in the low duty compressor 14 with a set amount, and rotation speed control for controlling the rotation of the low duty compressor 14 with a set increase amount, By alternately performing the surge line S 1 away from the discharge pipe resistance (resistance curve R 10 ) of the low duty compressor 14, the operating point of the low duty compressor 14 is prevented from entering the surge control zone SCZ 1 .

すなわち、運転開始時には、ローデューティコンプレッサ14に設けられたIGV21の開度を最小から所定の開度(例えば、開度20%)まで開きながらローデューティコンプレッサ14の回転数を設定増加量で所定の出口圧力(この例では、約1.2bar)まで増加させる。そして、所定の出口圧力に達すると、回転数を一定にした状態でIGV21の開度を設定量(例えば、開度60%)まで開放して回転数が設定値(この例では、12000rpm)に達するまで開度制御を行う。回転数が設定値に達すると、IGV21の開度を一定にした状態で回転数を設定増加量で設定値(この例では、約17000rpm)まで増加させる回転数制御を行う。回転数が設定値に達すると、回転数を一定にした状態でIGV21の開度を設定量(例えば、開度100%の全開)まで開放して回転数が設定値(この例では、18000rpm)に達するまで開度制御を行う。そして、回転数が設定値に達すると、IGV21の開度を一定にした状態で回転数を設定増加量で設定値(この例では、24000rpm)まで増加させる回転数制御を行っている。   That is, at the start of operation, the rotational speed of the low duty compressor 14 is set to a predetermined increase amount while the opening of the IGV 21 provided in the low duty compressor 14 is opened from the minimum to a predetermined opening (for example, 20% opening). Increase to outlet pressure (in this example about 1.2 bar). When a predetermined outlet pressure is reached, the opening of the IGV 21 is opened to a set amount (for example, 60% opening) with the rotation speed kept constant, and the rotation speed reaches a set value (in this example, 12000 rpm). Opening control is performed until it reaches. When the rotational speed reaches the set value, the rotational speed control is performed to increase the rotational speed to a set value (in this example, about 17000 rpm) with a set increase amount while keeping the opening of the IGV 21 constant. When the rotation speed reaches the set value, the opening of the IGV 21 is opened to a set amount (for example, fully open at 100%) with the rotation speed kept constant, and the rotation speed is set to the set value (in this example, 18000 rpm). Opening control is performed until the value is reached. Then, when the rotational speed reaches the set value, the rotational speed control is performed to increase the rotational speed to the set value (in this example, 24000 rpm) with a set increase amount while keeping the opening of the IGV 21 constant.

このように、第1実施形態では、IGV21の開度制御とローデューティコンプレッサ14の回転数制御とを交互に行ってローデューティコンプレッサ14の運転点がサージコントロールゾーンSCZ1 に入らないようにしているので、図3にも示すように、従来のサージラインS10(図3では二点鎖線)に比べてローデューティコンプレッサ14の容積流量が少ない位置(図1の左側下部)でのサージラインS1 (図3では細い実線)を抵抗カーブR10(一点鎖線)から離れるように出口圧力を上げることができ、しかもその後のサージラインS1 も抵抗カーブR10から離れるようにできるので、サージコントロールゾーンSCZ1 を配管抵抗カーブR10に対して余裕を持たせることができる。したがって、主ボイラ19の燃焼バーナ本数が変化して配管抵抗が変化したとしても、抵抗カーブR10とサージコントロールラインSC1 との間で変化を吸収して、ローデューティコンプレッサ14の運転点がサージコントロールゾーンSCZ1 に入らないようにできるので、主ボイラ19によるボイルオフガス燃焼を安定させることができる。 Thus, in the first embodiment, the opening control of the IGV 21 and the rotation speed control of the low duty compressor 14 are alternately performed so that the operating point of the low duty compressor 14 does not enter the surge control zone SCZ 1 . Therefore, as shown in FIG. 3, the surge line S 1 at a position where the volume flow rate of the low duty compressor 14 is smaller than that of the conventional surge line S 10 (two-dot chain line in FIG. 3) (lower left portion in FIG. 1). (The thin solid line in FIG. 3) can increase the outlet pressure away from the resistance curve R 10 (dashed line), and the surge line S 1 thereafter can also move away from the resistance curve R 10, so the surge control zone SCZ 1 can be given a margin with respect to the pipe resistance curve R 10 . Therefore, even if the pipe burner the number of main boiler 19 is changed resistance is changed, by absorbing changes between the resistor curves R 10 and the surge control line SC 1, the surge operating point of the low duty compressor 14 Since the control zone SCZ 1 can be prevented from entering, the boil-off gas combustion by the main boiler 19 can be stabilized.

なお、この第1実施形態におけるIGV21の開度設定量は一例であり、ローデューティコンプレッサ14の性能等に応じて適宜設定すればよい。また、回転数の設定増加量も一例であり、ローデューティコンプレッサ14の性能等に応じて適宜設定すればよい。   Note that the opening setting amount of the IGV 21 in the first embodiment is an example, and may be set as appropriate according to the performance of the low duty compressor 14 and the like. Further, the set increase amount of the rotational speed is also an example, and may be appropriately set according to the performance of the low duty compressor 14 or the like.

図2は本願発明の第2実施形態に係るローデューティコンプレッサ制御方法におけるサージコントロールグラフである。この図も横軸は時間当りの容積流量を示し、縦軸は出力圧力を示している。また、上述した図3にはこの図2に示すローデューティコンプレッサ制御方法におけるサージラインの一部も模式的に示されている。なお、この制御方法を採用するLNG船における構成も、上述した図4に示す系統図、図5に示す断面図と同一であるため、説明は省略するが各構成にはその符号を付して説明する。   FIG. 2 is a surge control graph in the low duty compressor control method according to the second embodiment of the present invention. Also in this figure, the horizontal axis indicates the volumetric flow rate per time, and the vertical axis indicates the output pressure. 3 also schematically shows a part of the surge line in the low duty compressor control method shown in FIG. The configuration of the LNG ship adopting this control method is also the same as the system diagram shown in FIG. 4 and the cross-sectional view shown in FIG. explain.

この第2実施形態では、ローデューティコンプレッサ14に設けられたIGV21の開度を設定量で制御する開度制御と、ローデューティコンプレッサ14の回転数を設定増加量で制御する回転数制御とを、サージラインS2 がローデューティコンプレッサ14の吐出配管抵抗(抵抗カーブ)から離れるように同時に行うことにより、ローデューティコンプレッサ14の運転点がサージコントロールゾーンSCZ2 に入らないようにしている。 In the second embodiment, opening control for controlling the opening of the IGV 21 provided in the low duty compressor 14 with a set amount, and rotation speed control for controlling the rotation of the low duty compressor 14 with a set increase amount, By simultaneously performing the surge line S 2 so as to be separated from the discharge pipe resistance (resistance curve) of the low duty compressor 14, the operating point of the low duty compressor 14 is prevented from entering the surge control zone SCZ 2 .

すなわち、運転開始時には、ローデューティコンプレッサ14に設けられたIGV21の開度を最小から所定の開度(例えば、開度20%)まで開きながらローデューティコンプレッサ14の回転数を設定増加量で所定の出口圧力(この例では、約1.2bar)まで増加させる。そして、所定の出口圧力に達すると、回転数を設定増加量で設定値(この例では、24000rpm)まで徐々に増加させる回転数制御を行うとともに、IGV21の開度を所定の設定量で全開(開度100%)まで徐々に開放させる開度制御とを同時に行っている。   That is, at the start of operation, the rotational speed of the low duty compressor 14 is set to a predetermined increase amount while the opening of the IGV 21 provided in the low duty compressor 14 is opened from the minimum to a predetermined opening (for example, 20% opening). Increase to outlet pressure (in this example about 1.2 bar). Then, when the predetermined outlet pressure is reached, the rotational speed is gradually increased to the set value (in this example, 24000 rpm) by the set increase amount, and the opening degree of the IGV 21 is fully opened by the predetermined set amount ( The opening degree control for gradually opening the opening degree to 100% is simultaneously performed.

このように、第2実施形態では、IGV21の開度制御とローデューティコンプレッサ14の回転数制御とを同時に行ってローデューティコンプレッサ14の運転点がサージコントロールゾーンSCZ2 に入らないようにしているので、図3にも示すように、従来のサージラインS10(図3では二点鎖線)に比べてローデューティコンプレッサ14の容積流量が少ない位置(図の左側下部)でのサージラインS2 (図3では最上部の太い実線)を抵抗カーブR10から離れるように出口圧力を上げることができ、しかもその後のサージラインS2 も全体的に抵抗カーブR10から離れるようにできるので、サージコントロールゾーンSCZ2 を配管抵抗カーブR10に対して余裕を持たせることができる。したがって、主ボイラ19の燃焼バーナ本数が変化して配管抵抗が変化したとしても、抵抗カーブR10とサージコントロールラインSC2 との間で変化を吸収して、ローデューティコンプレッサ14の運転点がサージコントロールゾーンSCZ2 に入らないようにできるので、主ボイラ19によるボイルオフガス燃焼を安定させることができる。 Thus, in the second embodiment, since as the operating point of the opening control and low duty compressor 14 speed control and a low duty compressor 14 carried out at the same time of the IGV21 from entering the surge control zone SCZ 2 As shown in FIG. 3, the surge line S 2 at the position where the volumetric flow rate of the low duty compressor 14 is lower than that of the conventional surge line S 10 (two-dot chain line in FIG. 3) (lower left portion in the figure) (FIG. 3). 3, the outlet pressure can be increased so that the uppermost thick solid line is separated from the resistance curve R 10 , and the subsequent surge line S 2 can also be separated from the resistance curve R 10 as a whole. SCZ 2 can be given a margin with respect to the pipe resistance curve R 10 . Therefore, even if the pipe burner the number of main boiler 19 is changed resistance is changed, by absorbing changes between the resistor curves R 10 and the surge control line SC 2, surge operating point of the low duty compressor 14 Since the control zone SCZ 2 can be prevented from entering, the boil-off gas combustion by the main boiler 19 can be stabilized.

なお、この第2実施形態におけるIGV21の開度設定量も一例であり、ローデューティコンプレッサ14の性能等に応じて適宜設定すればよい。   The opening setting amount of the IGV 21 in this second embodiment is also an example, and may be set as appropriate according to the performance of the low duty compressor 14 and the like.

以上のように、第1,2実施形態に係るローデューティコンプレッサ14の制御方法によれば、ローデューティコンプレッサ14の運転点がサージコントロールゾーンSCZ1,SCZ2 に入らないようにできるので、主ボイラ19でのボイルオフガス燃焼を低負荷から高負荷まで安定させて燃焼させることが可能となる。また、吐出配管15の配管抵抗変化によってもローデューティコンプレッサ14がサージング現象を生じないように制御できるので、吐出配管15を小径にすることも可能となる。 As described above, according to the control method of the low duty compressor 14 according to the first and second embodiments, the operating point of the low duty compressor 14 can be prevented from entering the surge control zones SCZ 1 , SCZ 2. The boil-off gas combustion at 19 can be stabilized and burned from a low load to a high load. Further, since the low duty compressor 14 can be controlled so as not to cause a surging phenomenon even by a change in the pipe resistance of the discharge pipe 15, it is possible to make the discharge pipe 15 have a small diameter.

なお、上述した実施形態は一例を示しており、本願発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本願発明は上述した実施形態に限定されるものではない。   The above-described embodiment shows an example, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment.

本願発明に係るLNG船におけるローデューティコンプレッサ制御方法は、主ボイラの運転状況が変化してローデューティコンプレッサにサージング現象を生じるようなLNG船において有用である。   The low-duty compressor control method for an LNG ship according to the present invention is useful for an LNG ship in which the operating situation of the main boiler changes to cause a surging phenomenon in the low-duty compressor.

本願発明の第1実施形態に係るローデューティコンプレッサ制御方法におけるサージコントロールグラフである。It is a surge control graph in the low duty compressor control method which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本願発明の第2実施形態に係るローデューティコンプレッサ制御方法におけるサージコントロールグラフである。It is a surge control graph in the low duty compressor control method which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図1,2に示すローデューティコンプレッサ制御方法におけるサージラインの一部を模式的に示したグラフである。It is the graph which showed typically a part of surge line in the low duty compressor control method shown in FIGS. 本願発明を採用するLNG船の構成の一例を示す系統図である。It is a systematic diagram which shows an example of a structure of the LNG ship which employ | adopts this invention. 図4に示す系統図におけるローデューティコンプレッサの断面図である。It is sectional drawing of the low duty compressor in the systematic diagram shown in FIG. 従来のローデューティコンプレッサ制御方法におけるサージコントロールグラフである。It is a surge control graph in the conventional low duty compressor control method.

符号の説明Explanation of symbols

10…タンク
11…貨物液
12…BOG
13…燃料管
14…ローデューティコンプレッサ
15…吐出配管
16…BOG
17…ガスヒータ
18…ガス制御弁
19…主ボイラ
20…バーナ
21…インレットガイドベーン
22…ファン
23…モータ
24…制御装置
25…サージコントロール弁
1 ,S2 ,S10…サージライン
SC1 ,SC2 ,SC10…サージコントロールライン
SCZ1 ,SCZ2 ,SCZ10…サージコントロールゾーン
10…抵抗カーブ

10 ... Tank 11 ... Cargo liquid 12 ... BOG
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Fuel pipe 14 ... Low duty compressor 15 ... Discharge piping 16 ... BOG
17 ... gas heater 18 ... gas control valve 19 ... main boiler 20 ... burner 21 ... inlet guide vanes 22 ... fan 23 ... Motor 24 ... controller 25 ... surge control valves S 1, S 2, S 10 ... surge line SC 1, SC 2 , SC 10 ... Surge control line SCZ 1 , SCZ 2 , SCZ 10 ... Surge control zone R 10 ... Resistance curve

Claims (2)

LNGタンクで発生するボイルオフガスをローデューティコンプレッサで加圧して主ボイラに備えさせた複数のバーナに供給し、主タービンの運転状態によって変化する負荷に応じて該バーナの燃焼本数を変化させて燃焼させるLNG船におけるローデューティコンプレッサ制御方法において、
前記ローデューティコンプレッサに設けられたインレットガイドベーンの開度を所定の開度まで開きながらローデューティコンプレッサの回転数を設定増加量で所定の出口圧力まで増加させ、所定の出口圧力に達すると、前記ローデューティコンプレッサの回転数を設定増加量で設定値まで徐々に増加させる回転数制御を行うとともに、インレットガイドベーンの開度を所定の設定量で全開まで徐々に開放させる開度制御とを同時に行うことで、ローデューティコンプレッサの吐出配管抵抗がサージラインから離れるように予め設定した設定量で増加するようにしてローデューティコンプレッサの運転点が前記サージラインと該サージラインを超えないように予め設定したサージコントロールラインとの間のサージコントロールゾーンに入らないように制御するLNG船におけるローデューティコンプレッサ制御方法。
The boil-off gas generated in the LNG tank is pressurized by a low-duty compressor and supplied to a plurality of burners provided in the main boiler. in low duty compressor control method in LNG carriers Ru is,
Increasing the number of rotations of the low duty compressor to a predetermined outlet pressure while opening the opening of the inlet guide vane provided in the low duty compressor to a predetermined opening, and when the predetermined outlet pressure is reached, Rotational speed control is performed to gradually increase the rotational speed of the low-duty compressor to the set value by the set increment , and simultaneously opening control is performed to gradually open the inlet guide vane to the fully opened position by the predetermined set amount. We are, the operating point of the low duty compressor preset so as not to exceed the surge line and the surge line discharge pipe resistance of low duty compressor so as to increase the setting amount set in advance away from the surge line enter the surge control zone between the surge control line Low duty compressor control method in LNG carriers to odd controlled.
LNGタンクで発生するボイルオフガスをローデューティコンプレッサで加圧して主ボイラに備えさせた複数のバーナに供給し、主タービンの運転状態によって変化する負荷に応じて該バーナの燃焼本数を変化させて燃焼させるLNG船におけるローデューティコンプレッサ制御方法において、
前記ローデューティコンプレッサに設けられたインレットガイドベーンの開度を所定の開度まで開きながらローデューティコンプレッサの回転数を設定増加量で所定の出口圧力まで増加させ、所定の出口圧力に達すると、回転数を一定にした状態でインレットガイドベーンの開度を設定量まで開放して回転数が設定値に達するまで開度制御を行い、回転数が設定値に達すると、インレットガイドベーンの開度を一定にした状態で回転数を設定増加量で設定値まで増加させる回転数制御を行い、回転数が設定値に達すると、回転数を一定にした状態でインレットガイドベーンの開度を設定量まで開放して回転数が設定値に達するまで開度制御を行う開度制御と前記回転数制御とを交互に行うことで、ローデューティコンプレッサの吐出配管抵抗がサージラインから離れるように予め設定した設定量で増加するようにしてローデューティコンプレッサの運転点が前記サージラインと該サージラインを超えないように予め設定したサージコントロールラインとの間のサージコントロールゾーンに入らないように制御するLNG船におけるローデューティコンプレッサ制御方法。
The boil-off gas generated in the LNG tank is pressurized by a low-duty compressor and supplied to a plurality of burners provided in the main boiler. In the low duty compressor control method in the LNG ship
While opening the opening of the inlet guide vane provided in the low duty compressor to a predetermined opening, the rotation speed of the low duty compressor is increased by a set increment to a predetermined outlet pressure, and when the predetermined outlet pressure is reached, the rotation Open the inlet guide vane opening to a set amount with the number kept constant, and control the opening until the rotation speed reaches the set value.When the rotation speed reaches the set value, the opening of the inlet guide vane is adjusted. Rotational speed control is performed to increase the rotational speed up to the set value with the set increase amount in a constant state. When the rotational speed reaches the set value, the opening of the inlet guide vane to the set amount with the rotational speed kept constant in open rotational speed alternating rows Ukoto and the rotation speed control and opening degree control of controlling the opening degree until it reaches the set value, a low duty compressor discharge pipe resistance Surge control zone between the surge control line the operating point of the low duty compressor so as to increase the setting amount set in advance away from the surge line is preset so as not to exceed the surge line and the surge line A low-duty compressor control method for an LNG ship that is controlled so as not to enter.
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