(57)【要約】【課題】安価に、また既存のタンクにも容易に適用可能なタンク内に堆積するスラッジ量を低減可能な燃料タンク及びその運転方法を提供する。【解決手段】燃料タンク１０ａ、１０ｂは、スラッジを含有する原油を受入れ貯蔵するタンク本体２０ａ、２０ｂと、原油をタンク本体２０ａ、２０ｂに圧送する受入ライン１２ａ、１２ｂと接続し、圧送される原油を噴射し、タンク本体２０ａ、２０ｂ内に堆積したスラッジを浮遊化させる受入ノズル２４ａ、２４ｂと、を含む。このような燃料タンク１０ａ、１０ｂを備える燃料貯蔵設備１は、原油を受入れるときに、堆積したスラッジを浮遊化させ、払出ライン１４ａ、１４ｂを介してスラッジを含む原油を払出すことでタンク本体２０ａ、２０ｂ内のスラッジの堆積量を低減させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラッジを含有する液体燃料を受入れ貯蔵するタンク本体と、
液体燃料を前記タンク本体に圧送する受入ラインと接続し、圧送される液体燃料を噴射し、前記タンク本体内に堆積したスラッジを浮遊化させる受入ノズルと、
を含むことを特徴とする燃料タンク。
【請求項２】
前記受入ノズルは、受入ラインを通じて圧送される液体燃料を前記タンク本体の周方向に噴射することを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
【請求項３】
さらに前記受入ノズルから噴射された液体燃料が形成する液流の到達点近傍にタンクミキサを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料タンク。
【請求項４】
スラッジを含有する液体燃料を受入れ、貯蔵し、払出す請求項１から３のいずれか１に記載の燃料タンクの運転方法であって、
液体燃料受入れ時に、前記タンク本体内に堆積したスラッジに対し受入ラインを通じて圧送される液体燃料を噴射し、堆積したスラッジを浮遊化させ、
ストレーナが介装された払出ラインを通じて液体燃料を払出す過程で、前記ストレーナを介してスラッジを回収し、前記タンク本体内のスラッジの堆積量を低減させることを特徴とする燃料タンクの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重油又は原油などスラッジを含有する液体燃料を貯蔵する燃料タンク及びその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
重油又は原油を燃料とする火力発電所では、これを貯蔵する複数のタンクを備え、タンカーで輸送された重油又は原油を受入ラインを通じてタンクに受入れ、貯蔵すると共に、これらを払出ラインを通じてボイラに燃料として送出する。
【０００３】
重油又は原油にはスラッジが含まれており、タンク内に沈降堆積したスラッジの取扱いが従来から問題とされている。例えば、タンクを長期間使用するとタンク内に堆積するスラッジの量も多くなり、タンクの貯蔵能力を低下させる。タンク内に堆積したスラッジを除去し、タンク内を清掃するには、一般的に、タンク内の重油又は原油を払出し、タンク内に加熱した重油又は原油を投入しスラッジの一部をこれらに溶解させた後に抜出し、温水洗浄を行い、最終的に作業員がタンク内に入りスラッジを人力で回収する。このようなタンク内部洗浄に関しては、作業を低減可能な洗浄方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
タンク内に堆積するスラッジに対しては、タンクにプロペラ式の攪拌機を装着し、貯蔵中の原油を攪拌することによりスラッジの堆積を防止する方法もあるが、大型タンクでは、費用が嵩み現実的ではないとし、これに代わる方法として、原油貯蔵タンクの底を２重底とし、底板を傾斜させ、底面に沈殿したスラッジを中央に集め、これを原油と共にタンク外に排出し、タンク外で原油とスラッジとに分離し、原油は再度、原油貯蔵タンクに返送する沈殿物処理装置を備える原油貯蔵タンクが提案されている（例えば特許文献２参照）。また、貯槽内に堆積するスラッジに対し、水中ポンプを貯槽内を移動可能に設置し、水中ポンプでスラッジを吸引し、吸引したスラッジを再度、タンク内に戻すことで液とスラッジとを攪拌し、液中のスラッジの濃度が低下した後に外部にスラッジを抜出す装置も提案されている（例えば特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１０３２２９号公報
【特許文献２】特開平８−３１０５８９号公報
【特許文献３】特公平５−７６３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
タンク内に堆積するスラッジに対しては、次のような問題もある。タンクを開放点検又は洗浄するには、これに先立ちタンク内に残留する重油又は原油を別のタンクに移送するタンク間移送が必要となる。タンク間移送は、ストレーナが介装された移送ラインを通じて行われることが一般的である。このとき移送ラインに介装されたストレーナでスラッジの一部は除去されるものの、残りのスラッジが残油と共に移送先のタンクに送られ、移送先のタンクの払出ラインに設置されているストレーナが短時間内に閉塞することが指摘されている。この問題も上記問題と同様にタンク内に堆積するスラッジ量を減少させることで解決又は改善することができるが、大型のタンクに特許文献２に記載の装置を取付けることは、多大の費用が必要となる。また、既設のタンクに適用する場合、改造にも多くの時間を必要とする。
【０００７】
本発明の目的は、安価に、また既存のタンクにも容易に適用可能なタンク内に堆積するスラッジ量を低減可能な燃料タンク及びその運転方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、スラッジを含有する液体燃料を受入れ貯蔵するタンク本体と、液体燃料を前記タンク本体に圧送する受入ラインと接続し、圧送される液体燃料を噴射し、前記タンク本体内に堆積したスラッジを浮遊化させる受入ノズルと、を含むことを特徴とする燃料タンクである。
【０００９】
また本発明は、前記燃料タンクにおいて、前記受入ノズルは、受入ラインを通じて圧送される液体燃料を前記タンク本体の周方向に噴射することを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、前記燃料タンクにおいて、さらに前記受入ノズルから噴射された液体燃料が形成する液流の到達点近傍にタンクミキサを備えることを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、スラッジを含有する液体燃料を受入れ、貯蔵し、払出す請求項１から３のいずれか１に記載の燃料タンクの運転方法であって、液体燃料受入れ時に、前記タンク本体内に堆積したスラッジに対し受入ラインを通じて圧送される液体燃料を噴射し、堆積したスラッジを浮遊化させ、ストレーナが介装された払出ラインを通じて液体燃料を払出す過程で、前記ストレーナを介してスラッジを回収し、前記タンク本体内のスラッジの堆積量を低減させることを特徴とする燃料タンクの運転方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る燃料タンクは、液体燃料をタンク本体に圧送する受入ラインと接続し、タンク本体内に堆積したスラッジを浮遊化させる受入ノズルを備えるので、燃料受入れ時、液体燃料が受入ノズルから噴射され、タンク本体内に堆積したスラッジが液体燃料中に浮遊、分散する。これによりスラッジは、液体燃料と共に払出ラインを通じて払出され、タンク本体内に堆積するスラッジ量が低減する。このように本発明に係る燃料タンクは、燃料受入れ時の圧送される液体燃料の運動エネルギを利用しタンク本体内に堆積したスラッジを浮遊化させるので、特別な装置、動力も必要とせず、安価にまた既存のタンクにも容易に適用することができる。
【００１３】
また本発明によれば、前記受入ノズルは、液体燃料をタンク本体の周方向に噴射するので、旋回流を生じさせ広範囲のスラッジを浮遊化させることができる。
【００１４】
また本発明によれば、本発明に係る燃料タンクは、さらに受入ノズルから噴射された液体燃料が形成する液流の到達点近傍にタンクミキサを備えるので、受入ノズルとタンクミキサとが協働して広範囲のスラッジを浮遊化させると共に浮遊したスラッジを広範囲に分散させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の一形態としての燃料タンク１０を備える燃料貯蔵設備１の概略的構成を示すプロセスフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施の一形態としての燃料タンク１０を備える燃料貯蔵設備１の概略的構成を示すプロセスフロー図である。以下、スラッジを含む原油を受入れ、貯蔵し、払出す燃料タンクを備える燃料貯蔵設備を例として説明する。
【００１７】
燃料貯蔵設備１は、２基の燃料タンク１０（１０ａ、１０ｂ）を備え、２基の燃料タンク１０ａ、１０ｂには、各々、原油を受け入れるための受入ライン１２（１２ａ、１２ｂ）、貯蔵する原油を払出す払出ライン１４（１４ａ、１４ｂ）が接続する。また、燃料タンク１０ａの残油を燃料タンク１０ａから燃料タンク１０ｂに移送するためのタンク間移送ライン１６が接続する。
【００１８】
燃料タンク１０は、有底円筒状のタンク本体２０（２０ａ、２０ｂ）を有し、タンク本体２０の底面２１（２１ａ、２１ｂ）近傍には受入ライン１２（１２ａ、１２ｂ）と接続する受入ノズル２４（２４ａ、２４ｂ）、プロペラ式の攪拌機２８（２８ａ、２８ｂ）、３０（３０ａ、３０ｂ）が装着されている。またタンク本体２０の底部には底面２１（２１ａ、２１ｂ）から僅か上に加熱管３２（３２ａ、３２ｂ）が取付けられている。
【００１９】
受入ノズル２４は、単に、受入ライン１２を介して圧送される原油をタンク本体２０内に導くものではなく、受入ライン１２を介して圧送される原油の運動エネルギを利用して原油をタンク本体２０内に堆積するスラッジを目がけ噴射し、堆積するスラッジを浮遊化させ、貯蔵中の原油に分散させるためのものであり、タンク本体２０内に、先端部２６（２６ａ、２６ｂ）が、下向きかつ平面視においてタンク本体の側壁２２（２２ａ、２２ｂ）と僅かな距離を隔て側壁２２に略平行となるように配置されている。受入ノズル２４をこのように配置することで、噴射する原油が堆積するスラッジに衝突し堆積するスラッジが浮遊化する。また原油が側壁２２に沿って噴射されるため、受入ノズル２４から噴射される吐出流と吐出流により形成される同伴流とで旋回流が発生し、広範囲のスラッジが浮遊化、分散化される。
【００２０】
堆積するスラッジを浮遊化させる主目的は、堆積するスラッジ量を減少させ、燃料タンクの開放点検の際に行う残油移送時に送り先の燃料タンクに多量のスラッジが送り込まれないようにすることにある。このためタンク内に堆積するスラッジ量を完全になくすることが望ましいことは言うまでもないが、残油に含まれるスラッジ量を可能な限り低減できればよい。受入ノズル２４は、圧力損失が小さく、スラッジをより効果的に浮遊化させるノズル形状が好ましく、必要に応じて先細ノズル形状としてもよい。
【００２１】
プロペラ式の攪拌機２８、３０は、スラッジの堆積を防止すると共にタンク内油温度を均一化するための装置であり、各タンク本体２０に各々２基、間隔を隔て側壁２２近傍に設置されている。このうち１の攪拌機２８は、受入ノズル２４から噴射された原油が形成する液流、ここでは旋回流の到達点近傍に配置されている。このようにプロペラ式の攪拌機２８を配置することで、受入ノズル２４から噴射する原油が浮遊化させるスラッジが、さらに攪拌機２８で分散され、効率的により広範囲にスラッジを分散させることができる。大型の燃料タンクで、タンク全体に旋回流が生じないような場合には、上記のような攪拌機２８の設置が好ましい。小型の燃料タンクで、受入ノズル２４から噴射された原油が形成する旋回流がタンク全体に及ぶような場合には、旋回流の流速が小さい地点に攪拌機２８を設置することがスラッジを浮遊化、分散化させる点から好ましい。
【００２２】
加熱管３２は、貯蔵する原油を加熱し、原油の粘度を低下させ流動性を高めるために設置されたものであり、蛇管式のパイプ内を加熱蒸気が流通する。
【００２３】
受入ライン１２は、端部に設けられたローディングアーム（図示省略）を介して原油を輸送するタンカーと接続し、ポンプ（図示省略）で昇圧され圧送される原油を燃料タンク１０に導く。
【００２４】
払出ライン１４は、タンク本体２０に近接する位置に元弁３４（３４ａ、３４ｂ）を備え、下流側にストレーナ３６（３６ａ、３６ｂ）、３８（３８ａ、３８ｂ）、送油ポンプ４０（４０ａ、４０ｂ）が設置され、燃料タンク１０に貯蔵する原油をボイラ（図示省略）に送出する。ストレーナ３６、３８は、２基並列に設置され、交互に切替えながら運転される。
【００２５】
タンク間移送ライン１６は、燃料タンク１０ａの残油を燃料タンク１０ａから燃料タンク１０ｂに移送するためのラインであり、油回収ポンプ４２を挟むように油回収ポンプ４２の上流側、下流側にストレーナ４４（４４ａ、４４ｂ）、４６（４６ａ、４６ｂ）が設置されている。上流側のストレーナ４４、下流側のストレーナ４６とも２基のストレーナが並列に設置され、交互に切替えながら運転される。タンク間移送ライン１６は、常設の場合も、一時的に設けられる場合もある。
【００２６】
上記燃料貯蔵設備１は、タンク本体２０内に取付けられた受入ノズル２４を除くと、従来から一般的に使用されている燃料貯蔵設備と大きく異なるところはない。本実施形態に示す燃料貯蔵設備１のスラッジの堆積具合を、受入ノズル２４を備えない従来の燃料貯蔵設備のスラッジ堆積具合を対比しながら説明する。
【００２７】
通常時、燃料タンク１０に貯蔵されている原油は、払出ライン１４を通じてボイラに送出され、燃料タンク１０のレベルが所定のレベルに低下すると、受入ライン１２を通じて原油が燃料タンク１０に送り込まれる。従来の燃料貯蔵設備では、燃料タンク１０には、受入ノズル２４は設けられておらず、受入ライン１２を通じて圧送される原油は、燃料タンク１０の側壁２２に設けられた受入口からタンク本体２０内に導入される。従来の燃料貯蔵設備においても、燃料タンク１０には、プロペラ式の攪拌機２８、３０が設置されているが、この攪拌機２８、３０もタンク本体２０全体を攪拌混合する能力は備えておらず、攪拌機２８、３０を中心とした一定の範囲の原油を攪拌しスラッジを浮遊化させるに過ぎない。このためタンク本体２０内に送り込まれた原油に含まれるスラッジの一部は、払出ライン１４を通じて払出され払出ライン１４に介装されたストレーナ３６、３８で除去されるものの大半のスラッジは堆積する。このように従来の燃料貯蔵設備では、間欠的に原油を受入れながら長期間運転を行うため燃料タンクには徐々にスラッジが堆積する。
【００２８】
これに対して、本実施形態に示す燃料貯蔵設備１では、受入ライン１２から圧送される原油は、受入ノズル２４から堆積するスラッジを浮遊化させるように噴射されるので、堆積するスラッジの一部が浮遊化し、浮遊化したスラッジは、払出ライン１４を通じて払出されるので、タンク本体２０内に堆積するスラッジ量は、従来の燃料貯蔵設備に比べ低減する。このようにスラッジを貯蔵中の原油に浮遊、分散させると、払出される原油に含まれるスラッジ量が従来の燃料貯蔵設備に比較し多くなるが、貯蔵中の原油の量に比べ浮遊、分散されるスラッジ量は少なく、払出される原油中のスラッジ濃度も極端に高くなることはない。このため従来から使用されている払出ライン１４に介装されたストレーナ３６、３８で十分にスラッジを回収、除去することができる。受入ノズル２４から原油を噴射しスラッジを浮遊化させるに必要なエネルギには、受入ライン１２から圧送される原油が有する運動エネルギがそのまま利用されるので、受入ライン１２から圧送される原油が有する運動エネルギを有効利用することができる。さらに受入ノズル２４と攪拌機２８とを協働させスラッジを浮遊化、分散させているので、これらを別々に機能させるよりも効率的にスラッジを浮遊化、分散させることができる。
【００２９】
燃料タンク１０ａを開放するときは、払出ライン１４ａで可能な限り原油を払出した後、タンク間移送ライン１６を通じて、移送先の燃料タンク１０ｂに残油を移送する。このとき、残油に含まれるスラッジは、タンク間移送ライン１６に介装されたストレーナ４４、４６で部分的に回収されるものの、一部のスラッジは、送り先の燃料タンク１０ｂに送られる。このとき多くのスラッジが燃料タンク１０ｂに送られると、払出される原油に含まれるスラッジ量が多くなり、単時間内に払出ライン１４ｂに設置されたストレーナ３６ｂ、３８ｂが閉塞してしまう。ストレーナ３６ｂ、３８ｂは、２基のストレーナ３６ｂ、３８ｂを切り替えながら運転されるため、払出しは可能であるが、想定されているストレーナ３６ｂ、３８ｂの運転時間を大きく下回る時間でストレーナ３６ｂ、３８ｂが閉塞すると、短時間内で清掃を行わなければならずさらに多くの労力を必要とする。タンク間移送ライン１６に介装されたストレーナ４４、４６のフィルタの目開きを十分に小さくすれば、送り先の燃料タンク１０ｂに入り込むスラッジの量を低減又は無くすることができるが、一方で移送に時間がかかってしまう。
【００３０】
本実施形態に示す燃料貯蔵設備１のタンク本体２０内に堆積するスラッジ量は、従来の燃料貯蔵設備のタンク本体２０内に堆積するスラッジ量に比較して少なく、さらに受入ノズル２４の取付角度を残油中のスラッジ濃度が少なくなるように設置することで残油に含まれるスラッジ量をより低減させることができ、移送先の燃料タンク１０ｂから払出される原油に含まれるスラッジ量が減少する。この結果、払出ライン１４ｂに設置されたストレーナ３６ｂ、３８ｂの切替え間隔が、残油受け入れ前と比べ大きく低下することがなく、ストレーナ３６ｂ、３８ｂの清掃も残油受入れ前と同じように対応することができる。
【００３１】
上記のように本発明に係る燃料タンクは、タンク本体にスラッジを浮遊化させる受入ノズルを設けた点に特徴があり、既存の燃料タンクにも容易に適用することができる。またスラッジの浮遊化に燃料受入れ時の圧送される燃料の運動エネルギを利用するので、特別な装置、動力も不要でスラッジを浮遊化させるためのランニングコストも殆ど発生しない。受入ノズルは、沈降堆積したスラッジを浮遊化させる他、攪拌作用を有することから、燃料受入れ時の受入れる燃料に含まれるスラッジの沈降を防止し、さらに燃料成分の均一化、温度の均一化に寄与する。なお、本実施形態では、燃料として原油を例として説明したけれども、燃料が原油に限定されないことは言うまでもなく、沈降性のスラッジを含む液体燃料に本発明に係る燃料タンク及び運転方法を好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１              燃料貯蔵設備
１０ａ、１０ｂ  燃料タンク
１２ａ、１２ｂ  受入ライン
１４ａ、１４ｂ  払出ライン
２０ａ、２０ｂ  タンク本体
２２ａ、２２ｂ  タンク本体の側壁
２４ａ、２４ｂ  受入ノズル
２６ａ、２６ｂ  受入ノズルの先端部
２８ａ、２８ｂ  プロペラ式の攪拌機
３０ａ、３０ｂ  プロペラ式の攪拌機
３６ａ、３６ｂ  ストレーナ
３８ａ、３８ｂ  ストレーナ
【図１】
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