(57)【要約】【課題】燃料油の粘度を安定させ、かつ、所望の粘度の燃料油を速やかに供給すること。【解決手段】燃料油をボイラ１４に供給する供給ライン２に設けられ、供給ライン２を流通する燃料油を加熱して粘度を調整する加熱部１１と、加熱した燃料油の粘度を計測する粘度計測器１２と、ボイラ１４に流入させる燃料油の流量を制御する燃料制御弁１３と、粘度計測器１２に計測された粘度と目標粘度とに基づいて加熱部１１において加える熱量を調整するための第１指示値を算出する第１指示値算出部１６と、燃料制御弁１３の弁開度に基づいて、加熱部１１において加える熱量を調整するための第２指示値を算出する第２指示値算出部１７と、第１指示値と前記第２指示値とに基づいて第３指示値を算出し、第３指示値を加熱部１１への制御量として与える制御量算出部１８とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料油をボイラに供給する供給ラインに設けられ、該供給ラインを流通する燃料油を加熱することで粘度を調整する加熱手段と、
該加熱手段を通過した後の燃料油の粘度を計測する粘度計測手段と、
前記供給ラインにおいて前記加熱手段よりも下流側に設けられ、該ボイラに流入させる燃料油の流量を制御する燃料制御弁と、
該粘度計測手段によって計測された粘度と目標粘度とに基づいて、前記加熱手段において加える熱量を調整するための第１指示値を算出する第１指示値算出手段と、
前記燃料制御弁の弁開度に基づいて、前記加熱手段において加える熱量を調整するための第２指示値を算出する第２指示値算出手段と、
前記第１指示値と前記第２指示値とに基づいて第３指示値を算出し、該第３指示値を前記加熱手段への制御量として与える制御量算出手段と
を具備することを特徴とする液化ガス運搬船。
【請求項２】
前記ボイラによって生成される蒸気を下流側に出力する蒸気供給ラインに設けられ、該蒸気供給ラインを流通する蒸気流量を測定する蒸気流量計測手段を備え、
前記第２指示値算出手段は、前記蒸気流量計測手段によって計測された蒸気流量と前記燃料制御弁の弁開度とに基づいて、前記加熱手段において加える熱量を調整するための第２指示値を算出することを特徴とする請求項１に記載の液化ガス運搬船。
【請求項３】
前記加熱手段は、燃料油に加える熱量を制御する蒸気制御弁を備え、
該蒸気制御弁は、弁開度を調整することにより熱量を調整することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液化ガス運搬船。
【請求項４】
前記ボイラは、前記燃料油を燃焼する重油専焼モード、液化ガスタンクから流入される天然ガスを燃焼するガス専焼モード、及び前記燃料油と前記天然ガスとを混合して燃焼する混焼モードのうち、いずれか１つのモードによって蒸気を生成し、
前記蒸気制御弁は、前記モードに応じて弁開度が制御されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の液化ガス運搬船。
【請求項５】
前記制御量算出手段は、前記第１指示値と前記第２指示値との重みづけを決定するパラメータを有することを特徴とすることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の液化ガス運搬船。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化ガス運搬船に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、液化天然ガスを深冷状態で運搬する液化ガス運搬船においては、ボイラによって燃料を燃焼させることにより蒸気を発生させ、この蒸気を推進力として利用している。この蒸気を発生させる燃料として、液化ガスを貯蔵するタンクの外から熱が侵入することにより発生したボイルオフガス、及び燃料油（重油、又はＨＦＯ：heavy fuel oilという。）が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３１７６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ボイラにおいて燃焼される燃料が燃料油である場合には、流入させる燃料油の粘度が目標粘度となるように調整される。従来は、図３に示されるように、粘度計測器において計測された粘度と目標粘度との差分に基づいて加熱部が制御され、加熱部によって加熱された燃料油のうち、燃料制御弁で調整された流量の燃料がボイラに流入される。
【０００５】
しかしながら、従来の方法では、燃料油の粘度が目標粘度となるように燃料油ヒータの加熱は調整されているが、ボイラで使用される燃料量の変動速度と比較して、粘度の変化速度は遅く、燃料量の変動速度に応じて所望の粘度状態の燃料油を速やかに得られないという問題があった。
また、主機側が通常に運行している場合と、主機負荷が急激に変動した場合とでは、燃料油粘度の変化速度が著しく異なるため、常に粘度を安定させることが困難であった。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、燃料油の粘度を安定させ、かつ、所望の粘度の燃料油を速やかに供給することのできる液化ガス運搬船を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
【０００８】
本発明は、燃料油をボイラに供給する供給ラインに設けられ、該供給ラインを流通する燃料油を加熱することで粘度を調整する加熱手段と、該加熱手段を通過した後の燃料油の粘度を計測する粘度計測手段と、前記供給ラインにおいて前記加熱手段よりも下流側に設けられ、該ボイラに流入させる燃料油の流量を制御する燃料制御弁と、該粘度計測手段によって計測された粘度と目標粘度とに基づいて、前記加熱手段において加える熱量を調整するための第１指示値を算出する第１指示値算出手段と、前記燃料制御弁の弁開度に基づいて、前記加熱手段において加える熱量を調整するための第２指示値を算出する第２指示値算出手段と、前記第１指示値と前記第２指示値とに基づいて第３指示値を算出し、該第３指示値を前記加熱手段への制御量として与える制御量算出手段とを具備することを特徴とする液化ガス運搬船を提供する。
【０００９】
このような構成によれば、燃料油は、加熱手段によって加熱されて粘度が調整され、粘度計測手段によって粘度が計測される。粘度計測手段によって計測された粘度と目標粘度とから、加熱手段が燃料油に加える熱量を調整するための第１指示値が、第１指示値算出手段において算出される。また、ボイラに流入させる燃料油は、燃料制御弁において弁開度が調整されることにより制御される。この弁開度に基づいて、加熱手段によって燃料油に加えられる熱量を調整する第２指示値が、第２指示値算出手段において算出される。さらに、第１指示値と第２指示値とに基づいて、加熱手段への制御量とされる第３指示値が制御量算出手段において算出される。
【００１０】
このように、燃料油の粘度を制御するための加熱手段の制御量は、計測された粘度、およびボイラに燃料油を流入させる燃料制御弁の弁開度に応じて算出される。これにより、従来、粘度に基づいて燃料油の加熱制御量を求めていた場合と比較して、燃料油の粘度の追従性を向上させ、安定した燃料油をボイラに供給させることができる。
【００１１】
上記液化ガス運搬船の前記ボイラによって生成される蒸気を下流側に出力する蒸気供給ラインに設けられ、該蒸気供給ラインを流通する蒸気流量を測定する蒸気流量計測手段を備え、前記第２指示値算出手段は、前記蒸気流量計測手段によって計測された蒸気流量と前記燃料制御弁の弁開度とに基づいて、前記加熱手段において加える熱量を調整するための第２指示値を算出することとしてもよい。
【００１２】
このように、ボイラによって生成された蒸気の流量は、蒸気流量計測手段によって計測され、この蒸気流量と燃料制御弁の弁開度とに基づいて、第２指示値算出手段によって第２指示値が算出される。これにより、第２指示値の算出に蒸気流量が考慮されるので、ボイラから実際に発生している蒸気の値に基づいて加熱部の制御を行うことができる。
【００１３】
上記液化ガス運搬船の前記加熱手段は、燃料油に加える熱量を制御する蒸気制御弁を備え、該蒸気制御弁は、弁開度を調整することにより熱量を調整することとしてもよい。
このように、蒸気制御弁の弁開度を調整することにより、燃料油に加える熱量が制御されるので、簡便に加熱することができる。
【００１４】
上記液化ガス運搬船の前記ボイラは、前記燃料油を燃焼する重油専焼モード、液化ガスタンクから流入される天然ガスを燃焼するガス専焼モード、及び前記燃料油と前記天然ガスとを混合して燃焼する混焼モードのうち、いずれか１つのモードによって蒸気を生成し、前記蒸気制御弁は、前記モードに応じて弁開度が制御されることとしてもよい。
このように、ボイラにおける燃焼モード応じて、蒸気制御弁の弁開度が制御されるので、燃焼モードに応じて燃料油の加熱を制御することができる。
【００１５】
上記液化ガス運搬船の前記制御量算出手段は、前記第１指示値と前記第２指示値との重みづけを決定するパラメータを有することを特徴とすることとしてもよい。
このように、制御量算出手段は第１指示値と第２指示値との重みづけを決定するパラメータを有するので、燃料油の粘度と燃料制御弁の弁開度との重みづけに基づいて、燃料油を加熱する制御量を決定することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、燃料油の粘度を安定させ、かつ、所望の粘度の燃料油を速やかに供給することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る液化ガス運搬船に搭載されたボイラ周辺の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図２】燃料制御弁と蒸気制御弁の弁開度の関係の一例を示す図である。
【図３】従来の液化ガス運搬船に搭載されたボイラ周辺の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る液化ガス運搬船の燃料油粘度制御装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態に係る液化ガス運搬船に搭載されたボイラ周辺の概略構成を示したブロック図である。
図１において、燃料油をボイラ１４に供給する供給ライン２には、燃料油を加熱することにより燃料油の粘度を低下させる加熱部（加熱手段）１１、加熱部１１により粘度が調整された後の燃料油の粘度を計測する粘度計測器（粘度計測手段）１２が設けられている。また、上記供給ライン２において、加熱部１１の更に下流側には、ボイラ１４に供給する燃料油の流量を調整するための燃料制御弁１３が設けられている。また、ボイラ１４において生成された蒸気を蒸気タービンに供給する第２蒸気供給ライン４には、流通する蒸気の流量を計測する蒸気流量計測部（蒸気流量計測手段）１５が設けられている。
【００２０】
上記加熱部１１は、燃料油ヒータ２１と、蒸気制御弁２０とを備えている。燃料油ヒータ２１において燃料油に与えられる熱量は、第１蒸気供給ライン３を通じて燃料油ヒータ２１に供給される蒸気の量によって調整される。このため、第１蒸気供給ライン３を通じて加熱部１１に供給する蒸気の流量を調整するための蒸気制御弁２０が設けられている。
本実施形態においては、この蒸気制御弁２０の開度を調整することにより、燃料油ヒータ２１において燃料油に与える熱量を調整することにより、ボイラ１４に供給する燃料油の粘度を適切な粘度に調整する。
【００２１】
蒸気制御弁２０は、燃料油粘度制御装置１によって制御される。
燃料油粘度制御装置１は、第１指示値算出部（第１指示値算出手段）１６と、第２指示値算出部（第２指示値算出手段）１７と、制御量算出部（制御量算出手段）１８とを備えている。
【００２２】
第１指示値算出部１６は、粘度計測器１２によって計測された粘度を予め設定されている目標粘度に一致させるための蒸気制御弁２０の開度を第１指示値として算出し、この第１指示値を制御量算出部１８に出力する。
【００２３】
第２指示値算出部１７は、燃料制御弁１３の弁開度に基づいて、蒸気制御弁２０の弁開度を算出し、この弁開度を第２指示値として制御量算出部に出力する。例えば、第２指示値算出部１７は、燃料制御弁１３の弁開度と加熱部１１の蒸気制御弁２０の制御量との対応を示すテーブルを有する。具体的には、第２指示値算出部１７は、自身の有するテーブルを参照し、燃料制御弁１３から取得した弁開度に対応付けられた蒸気制御弁２０の弁開度を算出し、これを第２指示値´とする。
【００２４】
また、第２指示値算出部１７は、蒸気流量計測部１５によって計測された蒸気流量と蒸気制御弁２０の弁開度とを対応づけるテーブルを有しており、計測された蒸気流量に応じた蒸気制御弁２０の弁開度を算出し、これを第２指示値´´とする。さらに、第２指示値算出部１７は、第２指示値´と第２指示値´´とを加算することにより、第２指示値を算出し、第２指示値を制御量算出部１８に出力する。
なお、第２指示値を算出する場合に、第２指示値´と第２指示値´´とに重みづけを与えて加算することとしてもよい。
【００２５】
制御量算出部１８は、第１指示値と第２指示値とに基づいて第３指示値を算出し、該第３指示値を最終的な蒸気制御弁２０の弁開度（制御量）として出力する。また、制御量算出部１８は、第１指示値と第２指示値との重みづけを決定するパラメータを有する。例えば、第２指示値に対して０．８のゲインを与え、これと第１指示値とを加算した結果を、第３指示値とする。
【００２６】
上記構成において、ボイラ１４は、燃料油とボイルオフガスとの両方を燃料として使用できる混焼タイプのボイラであり、使用される燃料に応じてモードが設けられている。具体的には、ボイラ１４において燃料油のみを使用する重油専焼モード、ボイラ１４においてガスのみを使用するガス専焼モード、燃料油及びガスの両方を使用する混焼モードがある。
【００２７】
上記重油専焼モード及び混焼モードの場合には、燃料制御弁１３を通過した燃料油はボイラ１４に流入される。また、ボイラ１４において燃料油を使用しないガス専焼モードの場合には、上記燃料制御弁１３を通過した燃料油は、図示しない循環路を通じてリサキュレーション（再循環）され、燃料油はボイラ１４に流入することなく、例えば、燃料油ヒータへ戻される。
このように、ガス専焼モードである場合でも、燃料制御弁１３等が制御されるのは、燃料油を安定した粘度に保つためである。
【００２８】
次に、本実施形態に係る燃料油粘度制御装置１の作用を図２を用いて説明する。
以下の説明では、ボイラ１４が重油専焼モードによって燃料油のみが燃料として燃焼される場合について説明し、次にボイラ１４がガス専焼モードによって液化天然ガスのみが燃料として燃焼される場合について説明する。
【００２９】
まず、ボイラ１４が重油専焼モードによって燃料油が燃料として燃焼される場合には、加熱部１１における蒸気制御弁２０によって弁開度が調整され（弁開度の調整については後述する）、蒸気が燃料油ヒータ２１に供給される。燃料油ヒータ２１において、蒸気制御弁２０によって制御された蒸気量に応じた熱量が燃料油に与えられ、加熱された燃料油が出力される。加熱後の燃料油の粘度は粘度計測器１２により計測され、この計測値が第１指示値算出部１６に出力される。
【００３０】
第１指示値算出部１６においては、粘度の計測結果と目標粘度とが比較され、粘度が目標粘度と近づくように加熱部１１の加熱量を制御する第１指示値が、制御量算出部１８に出力される。
また、加熱部１１の下流側に位置する燃料制御弁１３は、ボイラ１４の負荷に応じて制御され、弁開度が調整される。調整された弁開度の情報は第２指示値算出部１７に出力される。また、燃料制御弁１３を通過した燃料油は、ボイラ１４に流入されると、ボイラ１４において燃料油が燃焼され、蒸気が発生する。発生した蒸気は、第２蒸気供給ライン４を通じて蒸気タービンへと供給される。また、第２蒸気供給ライン４を流通する蒸気流量は蒸気流量計測部１５によって計測され、この計測値が第２指示値算出部１７に出力される。
【００３１】
第２指示値算出部１７においては、例えば、図２のライン１に示されるような、燃料制御弁１３と蒸気制御弁２０との弁開度とを対応づけたテーブルを有しており、燃料制御弁１３から取得した弁開度に基づいて、蒸気制御弁２０の値が参照され、これが第２指示値´とされる。また、同様に、第２指示値算出部１７は、蒸気流量と蒸気制御弁２０とを対応付けられたテーブル有しており、蒸気流量の情報を取得すると、それに対応付けられた蒸気制御弁２０の値が第２指示値´´とされる。さらに、第２指示値算出部１７は、第２指示値´と第２指示値´´とに予め設定されている重みづけを与えて加算することにより、加熱部１１における蒸気量を調整するための第２指示値を算出し、これを制御量算出部１８に出力する。制御量算出部１８では、第１指示値と第２指示値とに予め設定されている重みづけを与え、これらを加算することにより、加熱部１１の加熱量を決定する第３指示値を算出し、加熱部１１に出力する。
【００３２】
なお、第２指示値算出部１７において参照されたテーブルは、燃料油とボイルオフガスとを混合して燃焼する混焼モードについても、重油専焼モードの場合と同じテーブルが使用される。
【００３３】
次に、ボイラ１４がガス専焼モードによって液化天然ガスのみが燃料として燃焼される場合について説明するが、上記重油専焼モードの場合と比較して異なる部分について主に説明する。
【００３４】
ボイラ１４がガス専焼モードである場合には、燃料油はボイラ１４において燃焼させる燃料として使用しないが、燃料油の粘度を保つために燃料油をリサキュレーション（再循環）させるように、燃料油ヒータ２１側に燃料油を戻す。このとき、燃料制御弁１３は一定の開度に保たれ、燃料制御弁１３を通過した燃料油は、燃料油ヒータ２１に戻される。
【００３５】
また、燃料制御弁１３の弁開度の情報は第２指示値算出部１７に出力される。第２指示値算出部１７において、図２のライン２に示されるようなテーブルが参照される。ガス専焼モードである場合には、燃料制御弁１３の弁開度は一定に保たれており、この燃料制御弁１３の弁開度に対応する蒸気制御弁２０の弁開度は０パーセントに設定される（第２指示値´）。なお、蒸気流量に対応する蒸気制御弁２０の弁開度も０パーセントとされる（第２指示値´´）。これら第２指示値´と第２指示値´´とから第２指示値が算出される。
【００３６】
制御量算出部１８において、第１指示値と第２指示値とから第３指示値が算出され、それが加熱部１１に出力される。第３指示値に基づいて、蒸気制御弁２０が調整され、調整量の蒸気によって燃料油ヒータ２１において燃料油が加熱される。
このように、ガス専焼モードの場合には、粘度計測器１２によって計測された粘度に基づく第１指示値と、第２指示値とから第３制御値が算出されることとなる。これにより、ガス専焼モードの場合には、燃料油を循環させることにより粘度を安定させることができる。
【００３７】
以上説明してきたように、本実施形態に係る液化ガス運搬船の燃料油粘度制御装置によれば、燃料油は、加熱部１１によって加熱されて粘度が調整され、粘度計測器１２によって粘度が計測される。粘度計測器１２によって計測された粘度と目標粘度とから、加熱部１１が燃料油に加える熱量を調整するための第１指示値が、第１指示値算出部１６において算出される。また、ボイラ１４に流入させる燃料油は、燃料制御弁１３において弁開度が調整されることにより制御される。また、ボイラ１４から発生した蒸気を計測する蒸気流量計測部１５から取得した蒸気流量が第２指示値算出部１７に出力される。第２指示値算出部１７において、燃料制御弁１３の弁開度と蒸気流量に基づいて、加熱部１１によって燃料油に加えられる熱量を調整する第２指示値が算出される。さらに、第１指示値と第２指示値とに基づいて、加熱部１１への制御量とされる第３指示値が制御量算出部１８において算出される。
【００３８】
このように、燃料油の粘度を制御するための加熱部１１の制御量は、計測された粘度、ボイラ１４の負荷に応じて決定される燃料油を流入させる燃料制御弁１３の弁開度、及び蒸気流量計測部１５によって測定された蒸気流量に基づいて算出される。これにより、従来行っていた燃料油の粘度の情報をフィードバック制御することで粘度の制御を行うことに加え、ボイラの負荷に応じて制御される燃料制御弁の情報とボイラから発生した蒸気流量の情報とに基づいてフィードフォワード制御をするので、粘度制御の追従性を向上させることが可能となる。
【００３９】
また、ガス専焼モードの場合であっても、燃料制御弁を調整し、リサキュレーションさせるために、粘度を安定させることができる。
【００４０】
また、第２指示値算出部１７は、ボイラ１４の燃焼モードに応じて、蒸気制御弁２０の弁開度の調整を異ならせるので、ボイラ１４に供給する燃料の粘度を、所望の粘度に保つことができる。
【００４１】
なお、本実施形態に係る液化ガス運搬船の燃料油粘度制御装置において、加熱部１１は、蒸気に基づいて加熱することとしていたが、これに限定されない。例えば、加熱部１１が燃料を備え、その燃料を燃焼させて発生した熱により燃料油ヒータ２１において燃料油を加熱することとしてもよい。
【００４２】
また、本実施形態に係る燃料油粘度制御装置１の第２指示値算出部１７において、燃料制御弁１３の弁開度に対する蒸気制御弁２０の弁開度を示すテーブルとして図２を示したが、これに限定されない。例えば、ライン１で示される曲線のカーブが更に急なカーブを示すようなテーブルであってもよい。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００４４】
１  燃料油粘度制御装置
２  供給ライン
３  第１蒸気供給ライン
４  第２蒸気供給ライン
１１  加熱部
１２  粘度計測器
１３  燃料制御弁
１４  ボイラ
１５  蒸気流量計測部
１６  第１指示値算出部
１７  第２指示値算出部
１８  制御量算出部
２０  蒸気制御弁
２１  燃料油ヒータ
【図１】
2010203637.tif 000003
【図２】
2010203637.tif 000004
【図３】
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