(57)【要約】【課題】ストレーナに付着するグリスを除去し、ストレーナのメッシュの目詰まりを解消し、施設の稼動停止が発生せず、よりメンテナンス性が高まるストレーナの詰まり防止方法を提供することを目的としている。【解決手段】本発明にかかるストレーナの詰まり防止方法は、気体を輸送するパイプライン３２０の途中に設けられ、気体を濾過するストレーナ４００を加温し、ストレーナ４００内部の濾過用メッシュ４８０ａ、４８０ｂに付着したグリス５００の粘度を下げ、気体の輸送圧力を利用してグリス５００を濾過用メッシュ４８０ａ、４８０ｂから除去することを特徴とする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体を輸送する輸送配管の途中に設けられたストレーナを加温し、
前記ストレーナ内部の濾過用メッシュに付着した油分の粘度を下げ、
前記気体の輸送圧力を利用して前記油分を前記濾過用メッシュから除去することを特徴とするストレーナの詰まり防止方法。
【請求項２】
前記ストレーナを加温する際には、
前記ストレーナの外管を加温することにより、前記濾過用メッシュを間接的に加温することを特徴とする請求項１に記載のストレーナの詰まり防止方法。
【請求項３】
前記ストレーナを加温する際には、
前記ストレーナを電磁誘導加熱によって加温し、前記濾過用メッシュを間接的に加温することを特徴とする請求項１に記載のストレーナの詰まり防止方法。
【請求項４】
前記ストレーナを加温する際には、
前記ストレーナ前後の流体差圧を計測し、
前記流体差圧に応じて前記電磁誘導加熱を行い、
前記濾過用メッシュの温度を制御することを特徴とする請求項３に記載のストレーナの詰まり防止方法。
【請求項５】
前記ストレーナを加温する際には、
前記濾過用メッシュに取り付けた電熱線に電流を流し、該濾過用メッシュを直接加温することを特徴とする請求項１に記載のストレーナの詰まり防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温の気体の輸送配管に用いられるストレーナの詰まり防止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
安全で使いやすいエネルギーである電気の使用量は年々増加し、全エネルギー消費に占める電力化率は今後も増加すると予想されている。その発電方式別の構成は、かつては水力発電が主力であったが、１９７０年代は石油による火力発電が主であり、近年では石油危機を契機に日本でも原則として石油火力発電所の新設が禁止され、それ以降火力発電は、石炭や液化天然ガス（以下ＬＮＧ：Liquefied Natural Gas）、あるいはそれらの混合物等を用いて発電を行っている。
【０００３】
ところで、ＬＮＧ受入基地から発電所までの間には、ＬＮＧ輸送用のパイプラインが設けられていて、ＬＮＧはＬＮＧ受入基地で気化され、輸送配管の中を高圧かつ低温の気体の状態にて輸送される。
【０００４】
そして気化されたＬＮＧ（以下「ガス」と称する）は発電所内のガスタービンに送り込まれる。ガスタービンは圧縮機で燃焼用空気を圧縮して燃焼器に送り込み、ガスを燃焼器に吹き込んで燃焼させる。その際に発生した高温高圧の燃焼ガスが遠心式もしくは軸流式タービンを回転させる。このとき、ガスに燃焼不可能な不純物が混入していると、ガスタービンに悪影響を及ぼす。
【０００５】
このため、ガス輸送用のパイプラインには、ガスと共に移動してきた管内の錆などの不純物（ごみ）を除去するためにストレーナが装備されている。
【０００６】
このストレーナには濾過用メッシュが設けられ、そのメッシュにごみを溜めることでガスに含まれるごみを除去する。これにより、ガスから燃焼不可能なごみが除去され、ガスタービンは安全に稼動することができる。
【０００７】
しかしこのストレーナが目詰まりを起こすと、ガスを所望の圧力や流量で流せなくなり、発電所において適正な稼動状態を維持できなくなるおそれがある。
【０００８】
このため、例えば特許文献１では、ストレーナが目詰まりを起こすとストレーナを通過する流体差圧が大きくなることに注目し、この流体差圧を自動的に測定し、適切なタイミングでストレーナのメンテナンスを実施できるストレーナの管理方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１８５１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、ストレーナのメンテナンスの際には、配管中の気体の供給を停止しなければならない。とりわけ、火力発電所のような大規模な施設では、定期的なメンテナンスに加えて、かかるストレーナの目詰まりに対処するために施設の稼動を停止すれば、莫大な損失を招いてしまう。
【００１１】
目詰まりの要因の１つは、パイプラインの途中に設けられたバルブに用いられる油分（グリス）である。かかる油分は気体輸送用の高圧下で剥離し、ストレーナのメッシュに付着する。油分は、ガスの低温環境下で流動する間に冷却され、粘度が上昇して固化し、ごみと共にストレーナのメッシュの目詰まりを起こす。
【００１２】
本発明はこのような課題に鑑み、ストレーナに付着する油分を除去し、ストレーナのメッシュの目詰まりを解消し、施設の稼動停止を回避し、よりメンテナンス性が高まるストレーナの詰まり防止方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明にかかるストレーナの詰まり防止方法の代表的な構成は、気体を輸送する輸送配管の途中に設けられ、気体を濾過するストレーナを加温し、ストレーナ内部の濾過用メッシュに付着した油分の粘度を下げ、気体の輸送圧力を利用して油分を濾過用メッシュから除去することを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、ストレーナの濾過用メッシュに固着した油分を除去し、メッシュの目詰まりを防止可能である。例えばＬＮＧ基地から火力発電所までのガス輸送配管等の途上の弁などから流出する油分は、低温環境下で流動する間に粘度が上昇し、ストレーナの濾過用メッシュに付着すると、通常はそのまま固化して目詰まりを生じてしまう。本発明によればかかる目詰まりが防止されるため、とりわけ、人が立ち入りにくい場所に設置された配管や、気体の輸送を停止することが困難な配管のストレーナのフィルタ交換作業の頻度を減少させることができ、メンテナンス性が高まる。このため、ストレーナのフィルタ交換作業時に、気体の輸送停止の頻度も減少する。その結果、気体を利用する火力発電所などの施設の生産性が向上する。
【００１５】
ストレーナを加温する際には、ストレーナの外管を加温し、ストレーナ内部の濾過用メッシュを間接的に加温してもよい。
【００１６】
上記構成によれば、ストレーナの外側から加熱することで、輸送される気体温度の急激な上昇は発生せず、安全にメッシュに付着した油分の粘度を低下させ、流動性を高めてメッシュから除去することが可能となる。
【００１７】
ストレーナを加温する際には、ストレーナを電磁誘導加熱によって加温し、ストレーナ内部の濾過用メッシュを間接的に加温してもよい。
【００１８】
上記構成によれば、ストレーナのメッシュが迅速に加温されることで、メッシュに付着した油分の粘度をより迅速に下げ、流動性を高めることが可能となり、メッシュの目詰まりが、よりスムーズに解消される。したがって当該ストレーナのメンテナンス性が向上する。
【００１９】
ストレーナを加温する際には、ストレーナ前後の流体差圧を計測し、流体差圧に応じて電磁誘導加熱を行い、ストレーナ内部のメッシュの温度を制御してもよい。
【００２０】
上記構成によれば、流体差圧を計測することで、メッシュの目詰まりを検知し、目詰まりが発生したときのみ電熱誘導加熱を行い、迅速にメッシュを加温することが可能である。このようにして、ストレーナの詰まり防止の自動化が達成される。また、ストレーナを常時加温させないため、輸送される気体の温度は必要以上に上昇することがなく、安全性が保たれる。
【００２１】
ストレーナを加温する際には、ストレーナ内部の濾過用メッシュに装備した電熱線に電流を流し、濾過用メッシュを直接加温してもよい。
【００２２】
上記構成によれば、電熱線によりメッシュを直接加温することで、メッシュに付着した油分をより流動性を高めることが可能となり、メッシュの目詰まりが、よりスムーズに解消され、ストレーナのメンテナンス性が向上する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ストレーナに付着する油分を除去し、ストレーナのメッシュの目詰まりを解消し、施設の稼動停止が発生せず、よりメンテナンス性が高まるストレーナの詰まり防止方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の各実施形態が適用されるＬＮＧ受入基地から火力発電所までのガス輸送配管を示す図である。
【図２】本発明の各実施形態が適用されるＬＮＧ受入基地を説明する図である。
【図３】本発明の各実施形態が適用される火力発電所を説明する図である。
【図４】本発明の各実施形態が適用されるストレーナを説明する図である。
【図５】本発明の各実施形態が適用される濾過用メッシュの目詰まりを説明する図である。
【図６】ストレーナの詰まり防止方法の第１の実施形態を説明する図である。
【図７】ストレーナの詰まり防止方法の第２の実施形態を説明する図である。
【図８】ストレーナの詰まり防止方法の第３の実施形態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００２６】
図１は、本発明の各実施形態が適用されるＬＮＧ受入基地２００から火力発電所１００までのガス輸送配管３２０（パイプライン）を示す図である。図２は本発明の各実施形態が適用されるＬＮＧ受入基地２００を説明する図である。図３は本発明の各実施形態が適用される火力発電所１００を説明する図である。
【００２７】
図１に示すように、ＬＮＧの輸送方法は、輸出国から、ＬＮＧタンカー３００を用いて日本国内のＬＮＧ受入基地２００に輸送される。このとき、ＬＮＧはマイナス１６２度以下に冷却されて液化されている。
【００２８】
図２に示すように、ＬＮＧ受入基地２００は、ＬＮＧタンク２２０と、気化器２４０とを有する。ＬＮＧはＬＮＧ受入基地２００において、液状のままＬＮＧタンク２２０に貯蔵される。その後、ＬＮＧは気化器２４０により気化され、バルブ２６０により、流量および圧力調整されたのち、高圧のガスとして、地下トンネルや海底に設置されたパイプライン３２０を通じて火力発電所１００等の需要施設に輸送される。
【００２９】
図３に示すように、火力発電所１００において、圧縮機１２４で燃焼用空気を圧縮して燃焼器１２２に送り込み、輸送されたガスを燃焼器１２２に吹き込んで燃焼させる。その際に発生した高温高圧の燃焼ガスがガスタービン１２０を回転させる。さらに、その燃焼ガスの熱エネルギーから高温・高圧の蒸気を生成し、この蒸気によりタービン１４０を回転させる。そしてガスタービン１２０やタービン１４０の軸に接続された軸を回転させることにより、発電機１６０にて発電を行う。このように組み合わせた発電方法を、コンバインドサイクル発電と称する。燃料としてガスが好適に用いられていて、このときガスに燃焼不可能な不純物が混入していると、ガスタービン１２０に悪影響を及ぼす。
【００３０】
このため、ガスタービン１２０の手前に後述するストレーナ４００を設置し、パイプライン３２０の錆などの不純物を除去する。
【００３１】
燃焼ガスは、ガスタービン１２０を回転させた後、排熱回収ボイラ１８０へ送られる。排熱回収ボイラ１８０では、蒸気配管１８２を通る水を高温高圧の蒸気へ気化させる。この蒸気により、タービン１４０を回転させる。蒸気はその後冷却され、再度蒸気配管１８２を通じ、排熱回収ボイラ１８０で蒸気となる。
【００３２】
ガスタービン１２０とタービン１４０には、発電機１６０の軸が接続され、その回転により発電機１６０で発電する。その後、発電された電力は変圧器１６２で変圧され、電力系統へ送り出すために設置された開閉所１６４を通じ、需要家へと送電される。
【００３３】
図４は、本発明の各実施形態が適用されるストレーナ４００を説明する図である。図５は、本発明の各実施形態が適用される濾過用メッシュ４８０ａの目詰まりを説明する図である。上記のように、火力発電所１００では、ガスを利用して発電する。このとき、上述の如く、ガスに燃焼不可能な不純物が混入していると、ガスタービン１２０に悪影響を及ぼす。
【００３４】
このため、ストレーナ４００がガスタービン１２０の手前に設けられる。本実施形態においては、Ｙ型ストレーナ４２０とテンポラリーストレーナ４４０の２種類を設ける。Ｙ型ストレーナ４２０とテンポラリーストレーナ４４０には、図４に示したように、濾過用メッシュ４８０ａおよび４８０ｂがそれぞれ設置される。濾過用メッシュ４８０ａは、Ｙ型ストレーナ４２０のＹ字部分の一方、すなわち分岐管４６０に設置される。テンポラリーストレーナ４４０の濾過用メッシュ４８０ｂは、パイプライン３２０上に設置される。さらに図４の白抜き矢印は高圧のガスの流れを示す。また、黒矢印は、濾過されたガスに含まれるごみ（不純物）の動きを示す。
【００３５】
濾過メッシュ４８０ａを通過する際に、高圧のガスに含まれるごみが濾過メッシュ４８０ａにより濾過される。図５に示すように、濾過されたごみ５２０は、分岐管４６０へ誘導され、濾過用メッシュ４８０ａの下方に溜まる。
【００３６】
ここで濾過しきれなかったごみは、次の濾過用メッシュ４８０ｂにて濾過される。このため、上流側の濾過用メッシュ４８０ａを粗く、下流側の濾過用メッシュ４８０ｂを細かくすることで、ガスの不純物をよりよく除去可能である。
【００３７】
ところで、パイプライン３２０には、図２に示したバルブ２６０のようなガスの流量および圧力調整を行う等のバルブが設けられる。このバルブには、グリス等の油分が塗布されている。このグリスは気体輸送用の高圧下で剥離し、濾過用メッシュ４８０ａ、４８０ｂに付着する。図５ではＹ型ストレーナ４２０の濾過用メッシュ４８０ａにグリス５００として付着したものを例示している。グリス５００は、ガスの低温環境下で流動する間に冷却され、粘度が上昇して固化し、ごみ５２０と共にストレーナ４００の濾過用メッシュ４８０ａ、４８０ｂの目詰まりを起こす要因となる。
【００３８】
したがって、この濾過用メッシュ４８０ａ、４８０ｂの定期的なメンテナンスが必要となる。しかし、ストレーナ４００のメンテナンスの際には、ガスの供給を停止しなければならない。とりわけ、火力発電所１００のような大規模な施設では、定期的なメンテナンスに加えて、かかるストレーナ４００の目詰まりに対処するために施設の稼動を停止すれば、莫大な損失となってしまう。
【００３９】
このため、本発明の各実施形態では、ストレーナ４００を加温することで、ストレーナ４００の内部の濾過用メッシュ４８０ａ、４８０ｂを加温し、ストレーナ４００内部の濾過用メッシュ４８０ａ、４８０ｂに付着したグリス５００の粘度を下げ、気体の輸送圧力を利用してグリス５００を濾過用メッシュ４８０ａ、４８０ｂから除去する。この具体例を以下に説明する。
【００４０】
（第１の実施形態）
図６は、ストレーナの詰まり防止方法の第１の実施形態を説明する図である。本実施形態では、ストレーナ４００を加温する際には、ストレーナ４００の外管を加温する。図６に示したように、ストレーナ４００の外側をさらに湯配管６００で覆い、その中に湯を通すことでストレーナ４００を加温する。そして、濾過用メッシュ４８０ａ、４８０ｂに付着したグリス５００（図５参照）の流動性を高める。
【００４１】
このときの湯は、図３で示した排熱回収ボイラ１８０で生成された補助蒸気を用いる。排熱回収ボイラ１８０から伸ばした蒸気分岐配管１８４を湯生成部６２０に設置し、その中の高温の蒸気により、湯生成部６２０にて湯を生成し、ポンプ６４０で循環させ、ストレーナ４００の加温に用いる。このときの湯の温度は６０℃前後が好適である。加熱に用いる補助蒸気とは、タービン１４０を回転させる目的で発生させる主蒸気以外の、その他の用途に使用する蒸気をいう。
【００４２】
湯生成部６２０は、水の温度特性を考慮し、ストレーナ４００の下部に設ける。湯生成部６２０は、外気より高くなることも考えられ、湯生成部６２０や湯配管６００の外部に結露が生じる可能性もある。このためさらに湯生成部６２０の下部に結露した水滴を受ける受け皿６６０を設けてもよいし、湯生成部６２０に結露防止装置を設けてもよい（図示せず）。
【００４３】
また、蒸気で直接ストレーナ４００を加温することも考えられるが、本実施形態では、内部のガスの急激な膨張を防ぐため、蒸気でほぼ一定温度に加温した湯に定常的にストレーナ４００を浸して加温している。
【００４４】
（第２の実施形態）
図７は、ストレーナの詰まり防止方法の第２の実施形態を説明する図である。本実施形態では、ストレーナ４００を電磁誘導加熱によって加温する。
【００４５】
ここで簡単に電磁誘導加熱について説明する。直線導体に電流を流すとその周囲には右ネジの法則で決まる回転した磁力線が発生する。ここで、直線導体を図７（ｂ）のように円形状のコイル７００にすると、直線導体で発生していた磁力線もそれに伴って回転し、その内部には一様な磁界７２０が発生する。磁界７２０が導体７５０を貫くと、導体内部では導体の磁束変化を妨げる磁界７３０が発生するように渦状に電流７４０が流れる。この現象は磁束変化が無くなると起こらないが、このコイル７００に２０ｋＨｚ〜９０ｋＨｚの高周波交流を印加することで絶えず磁束が変化しているため渦電流は流れ続ける。そして、加熱対象物の電気抵抗と渦電流によりジュール熱が発生し、加熱対象物が発熱する。
【００４６】
図７（ａ）に示すように、ストレーナ４００に電磁誘導加熱装置７７０を設置し、上述の原理によりストレーナ４００が発熱する。これにより、ストレーナ４００が加温される。したがってストレーナ４００を通るガスおよびストレーナ４００に設置された濾過用メッシュ４８０ａ、４８０ｂも迅速に加温され、濾過用メッシュ４８０ａ、４８０ｂに付着したグリス５００をより軟らかい状態にすることが可能である。
【００４７】
このときのストレーナ４００の素材は、上述の電磁誘導加熱の原理により、電気抵抗がある程度大きな金属でないと、加熱効果が低くなる。このため、鉄やステンレスが好適に用いられる。
【００４８】
さらにこのとき、ストレーナ４００の前後に圧力計７６０を設置し、制御部７８０にてストレーナ４００の前後の流体差圧を計測する。流体差圧が所定の値まで上昇した場合、制御部７８０は、濾過用メッシュ４８０ａ、４８０ｂに目詰まりが生じたとみなし、電磁誘導加熱装置７７０を作動させ、電磁誘導加熱を行う。制御部７８０は電磁誘導加熱装置７７０を断続的に作動させて、ストレーナ４００をほぼ一定の好適な温度に加温する。そして流体差圧が正常なレベルまで下降したら電磁誘導加熱装置７４０を停止する。
【００４９】
上記のように、流体差圧に基づいてストレーナ４００内部の濾過用メッシュ４８０ａ、４８０ｂを加温することで、メンテナンスが自動化される。また、ストレーナ４００を断続的に加温することでストレーナ４００の温度を制御しているため、輸送されるＬＮＧの温度は必要以上に上昇することがなく、安全性も保たれる。
【００５０】
（第３の実施形態）
図８は、ストレーナの詰まり防止方法の第３の実施形態を説明する図である。第１の実施形態と第２の実施形態では、ストレーナ４００を加温することにより、間接的に濾過用メッシュ４８０ａ、４８０ｂを加温したが、本実施形態では、直接濾過用メッシュ４８０ａ、４８０ｂを加温する。すなわち、ストレーナ４００内部の濾過用メッシュ４８０ａ、４８０ｂに電熱線８００を装備する。この電熱線８００に電流を流し、濾過用メッシュ４８０ａ、４８０ｂを直接加温する。電熱線８００にはＮｉ−Ｃｒ系合金とＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金が好適に用いられる。
【００５１】
このとき、電熱線８００は、濾過用メッシュ４８０ａ、４８０ｂのメッシュを塞がないよう、十分に注意し配備する。さらに、ガスの発火点温度に至らぬよう、急激な温度上昇に十分な監視を行う必要がある。
【００５２】
上述の第１の実施形態から第３の実施形態によって、流動性が高められたグリス５００は、ガスの圧力によって濾過用メッシュ４８０ａ、４８０ｂから剥離される。例えば、濾過用メッシュ４８０ａ、から除去されたグリス５００は、他のごみと同様に、ストレーナ４００の分岐管４６０に誘導される。このため、グリス５００によるメッシュの目詰まりは生じず、ガスの輸送を停止して濾過用メッシュ４８０ａからグリス５００を除去する必要がない。グリス５００は他のごみとともに、定期メンテナンス時に除去すればよい。
【００５３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、低温の気体の輸送配管に用いられるストレーナの詰まり防止方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１００  …火力発電所
１２０  …ガスタービン
１２２  …燃焼器
１２４  …圧縮機
１４０  …タービン
１６０  …発電機
１８０  …排熱回収ボイラ
１８２  …蒸気配管
１８４  …蒸気分岐配管
２００  …ＬＮＧ受入基地
２２０  …ＬＮＧタンク
２４０  …気化器
２６０  …バルブ
３００  …タンカー
３２０  …パイプライン
４００  …ストレーナ
４２０  …Ｙ型ストレーナ
４４０  …テンポラリーストレーナ
４６０  …分岐管
４８０ａ、４８０ｂ  …濾過用メッシュ
５００  …グリス
５２０  …ごみ
６００  …湯配管
６２０  …湯生成部
６４０  …ポンプ
７００  …コイル
７２０、７３０  …磁界
７４０  …電流
７５０  …導体
７６０  …圧力計
７７０  …電磁誘導加熱装置
７８０  …制御部
８００  …電熱線
【図１】
2011016112.tif 000003
【図２】
2011016112.tif 000004
【図３】
2011016112.tif 000005
【図４】
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【図５】
2011016112.tif 000007
【図６】
2011016112.tif 000008
【図７】
2011016112.tif 000009
【図８】
2011016112.tif 000010