(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化ガスを貯蔵する液化ガス貯蔵タンクと、
該液化ガス貯蔵タンク内の液化ガスを外部へと払い出す際に液化ガスをガス化する再ガス化装置と、
前記液化ガス貯蔵タンク内の液化ガスから気化したボイルオフガスを再液化するボイルオフガス再液化装置と、
を備えた液化ガス貯蔵再ガス化設備において、
前記ボイルオフガス再液化装置は、前記再ガス化装置へと導かれる液化ガスと熱交換して前記ボイルオフガスを凝縮させる再液化用熱交換器と、
該再液化用熱交換器へと導かれるボイルオフガスを圧縮する再液化用圧縮機と、
前記再液化用熱交換器のボイルオフガス流れ上流側に配置され、前記液化ガスの一部を噴霧することによって前記ボイルオフガスの温度を飽和状態または飽和状態近傍まで減温させる緩熱器と、
を備えていることを特徴とする液化ガス貯蔵再ガス化設備。
【請求項２】
前記再液化用熱交換器は、アルミ製プレートブレーズ式熱交換器とされていることを特徴とする請求項１に記載の液化ガス貯蔵再ガス化設備。
【請求項３】
前記液化ガス貯蔵タンク内の前記ボイルオフガスをボイラへと導く燃料ガス圧縮機を備え、
該燃料ガス圧縮機は、吐出量を制御する容量制御弁と、ボイルオフガスを圧縮する羽根車を回転させる回転数可変とされた電動モータとを備えるとともに、前記再液化用圧縮機として併用され、
前記容量制御弁は、前記ボイラへ供給する前記ボイルオフガスの流量を調整するボイラ用燃料ガス弁の開度に基づいて、その開度が制御され、
前記電動モータは、前記容量制御弁が所定の開度範囲となるように、その回転数が制御されることを特徴とする請求項１又は２に記載の液化ガス貯蔵再ガス化設備。
【請求項４】
前記燃料ガス圧縮機の吐出圧力が所定値以下となった場合に、前記ボイラ用燃料ガス弁の開度を減じるように制御することを特徴とする請求項３に記載の液化ガス貯蔵再ガス化設備。
【請求項５】
前記液化ガス貯蔵タンク内の前記ボイルオフガスをボイラへと導く燃料ガス圧縮機を備え、
前記再液化用圧縮機は、前記燃料ガス圧縮機とは別に設けられ、該燃料ガス圧縮機の上流側のボイルオフガスを吸入して前記再液化用熱交換器側へと吐出することを特徴とする請求項１又は２に記載の液化ガス貯蔵再ガス化設備。
【請求項６】
液化ガスを貯蔵する液化ガス貯蔵タンクと、
該液化ガス貯蔵タンク内の液化ガスを外部へと払い出す際に液化ガスをガス化する再ガス化装置と、
前記液化ガス貯蔵タンク内の液化ガスから気化したボイルオフガスを再液化するボイルオフガス再液化装置と、
を備えた液化ガス貯蔵再ガス化設備に用いられるボイルオフガス再液化方法において、
前記ボイルオフガス再液化装置は、前記再ガス化装置へと導かれる液化ガスと熱交換して前記ボイルオフガスを凝縮させる再液化用熱交換器と、
該再液化用熱交換器へと導かれるボイルオフガスを圧縮する再液化用圧縮機と、
前記再液化用熱交換器のボイルオフガス流れ上流側に配置され、前記液化ガスの一部を噴霧することによって前記ボイルオフガスの温度を飽和状態または飽和状態近傍まで減温させる緩熱器と、
を備え、
前記緩熱器から前記再液化用熱交換器へボイルオフガスを供給することによってボイルオフガスの再液化を行うことを特徴とするボイルオフガス再液化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイルオフガスを再液化する再液化装置を備えた液化ガス貯蔵・再ガス化設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＬＮＧ（液化天然ガス）を受け取り、貯蔵し、再ガス化する洋上浮体であるＦＳＲＵ（Floating Storage and Regasification Unit）やＦＰＳＯ（Floating Production, Storage and Offloading）には、ＬＮＧを貯蔵するＬＮＧ貯蔵タンク（液化ガス貯蔵タンク）が設けられている。このＬＮＧ貯蔵タンク内では、不可避的な侵入熱、及びＬＮＧ受け入れによる撹拌等によってＬＮＧが蒸発気化し、ボイルオフガス（以下「ＢＯＧ」という。）が発生する。このＢＯＧによってＬＮＧ貯蔵タンク内の圧力が上昇することを回避しつつ内圧を一定に保つために、ＢＯＧをタンクから抜き出して燃焼処理または大気開放するか、再び液に戻して（再液化して）ＬＮＧ貯蔵タンク内に戻す方法がある。ＢＯＧを再液化してＬＮＧ貯蔵タンク内に戻す方法としては、ＬＮＧ貯蔵タンクから抜き出したＢＯＧを圧縮機により加圧して、冷凍機によって発生させた冷熱で冷却させて凝縮させる方法が一般に用いられている（特許文献１参照）。このような用途に用いられる冷凍機としては、窒素等を一次冷媒として用いたブレイトンサイクルが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６５１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のブレイトンサイクルを用いた冷却方式では、圧縮機や膨張機といった大規模なプラントを構成する必要があり、また、その取扱いにも所定の熟練度を要するといった問題がある。
【０００５】
本発明は、液化ガスを大量にガス化する設備において、液化ガスとボイルオフガスとを熱交換させてボイルオフガスを再液化する際に、コンパクトな特殊熱交換器を用いることができるようにし、液化ガス貯蔵再ガス化設備およびボイルオフガス再液化方法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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の液化ガス貯蔵再ガス化設備およびボイルオフガス再液化方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる液化ガス貯蔵再ガス化設備は、液化ガスを貯蔵する液化ガス貯蔵タンクと、該液化ガス貯蔵タンク内の液化ガスを外部へと払い出す際に液化ガスをガス化する再ガス化装置と、前記液化ガス貯蔵タンク内の液化ガスから気化したボイルオフガスを再液化するボイルオフガス再液化装置と、を備えた液化ガス貯蔵再ガス化設備において、前記ボイルオフガス再液化装置は、前記再ガス化装置へと導かれる液化ガスと熱交換して前記ボイルオフガスを凝縮させる再液化用熱交換器と、該再液化用熱交換器へと導かれるボイルオフガスを圧縮する再液化用圧縮機と、前記再液化用熱交換器のボイルオフガス流れ上流側に配置され、前記液化ガスの一部を噴霧することによって前記ボイルオフガスの温度を飽和状態または飽和状態近傍まで減温させる緩熱器とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
ボイルオフガスを凝縮させる再液化用熱交換器へと導かれるボイルオフガスを、再液化用又はボイラ用等のその他の圧縮機によって昇圧し、凝縮圧力を上げることによって液化ガスとの熱的接触による凝縮能力を得る。凝縮器に導入するガスは事前に、液化ガスを噴霧することによってボイルオフガスの湿り度を増加させる緩熱器を設けることにより、再液化用熱交換器に入る前のボイルオフガスを緩熱することが出きることとし、最も低温にする場合は飽和状態となる。これにより、再液化用熱交換器のボイルオフガス入口における液化ガス（クーラント側）との温度差を小さくすることができるが、これは本発明で使用する事を想定する再液化用熱交換器であるアルミ式プレートフィン熱交換器には温度勾配により発生するストレスへの対策上、不可欠な要件である。
また、本発明によれば、外部に払い出す際に再ガス化装置にて再ガス化される液化ガスの顕熱を再液化用熱交換器にて冷熱として利用してボイルオフガスを再液化することができるので、追加で冷熱を発生させる必要がなく、総合的なエネルギー効率が改善される。
【０００８】
再液化用熱交換器としてプレート式熱交換器を採用することにより、例えばシェル・アンド・チューブ式熱交換器に比べて、よりコンパクトな設備を実現し、狭い船上や浮体上での配置可能性において改善する。プレート式熱交換器としては、例えばステンレス製またはアルミブレーズ式があるが、本案によれば安価なアルミ製プレートのブレーズ接合方式を適用することができる。
【０００９】
さらに、本発明の液化ガス貯蔵再ガス化設備では、前記液化ガス貯蔵タンク内の前記ボイルオフガスをボイラへと導く燃料ガス圧縮機を備え、該燃料ガス圧縮機は、吐出量を制御する容量制御弁と、ボイルオフガスを圧縮する羽根車を回転させる回転数可変とされたモータとを備えるとともに、前記再液化用圧縮機として併用され、前記容量制御弁は、前記ボイラへ供給する前記ボイルオフガスの流量を調整するボイラ用燃料ガス弁の開度に基づいて、その開度が制御され、前記モータは、前記容量制御弁が所定の開度範囲となるように、その回転数が制御されることを特徴とする。
【００１０】
燃料ガス圧縮機の容量制御弁の開度は、ボイラへ供給するボイルオフガスの流量を調整するボイラ用燃料ガス弁の開度に基づいて制御される。ボイラ用燃料ガス弁の開度はボイラの需要に応じて決め、燃料ガス圧縮機の負荷制御はこの弁開度を見ながら最も制御性の良い開度近辺となるように調整するのが一般的であるが、燃料ガス圧縮機の容量制御時に再循環弁が開いたり、急激に圧縮機負荷制御が動いたりした場合、一定の吐出圧力が得られず、ガス燃焼を緊急停止しなければならなくなる場合がある。特にボイラの需要が低下して燃料ガス消費量が減少すると、ボイラ用燃料ガス弁の開度が減少し、これに伴い圧縮機の容量制御手段（通常は吸入にＩＧＶやＤＧＶなどのガイドベーン、又は吸入調整弁が適用する）の開度も減少させられることになるが、これにより圧縮機吐出圧も一緒に下がるので再液化用の一次圧縮機として併用する場合には、再液化プロセスにおける凝縮圧も下がり、凝縮効率が悪化する問題がある。
本発明では、容量制御弁の開度が所定の開度範囲となるように圧縮機モータの回転数を調整し、圧縮機の容量制御機構の開度を所望範囲に維持できる様にする。これにより吐出圧を高く維持し、再液化用熱交換器において高い凝縮能力を得ることができる。
なお、容量制御弁の「所定の開度範囲」としては、容量制御弁の制御性が良い開度範囲例えば、８０〜９５％の範囲、とする。
【００１１】
さらに、本発明の液化ガス貯蔵再ガス化設備では、前記燃料ガス圧縮機の吐出圧力が所定値以下となった場合に、前記ボイラ用燃料ガス弁の開度制御の目標値を減じるように再設定することを特徴とする。
【００１２】
燃料ガス圧縮機の吐出圧力が低下すると、再液化用熱交換器における凝縮圧力が低下して凝縮能力が減少してしまう。そこで、燃料ガス圧縮機の吐出圧力が所定値以下となった場合には、ボイラ用燃料ガス弁の開度制御の目標値を減じることとすることにより、ボイラ用ガス弁前後における差圧を大きくして、ボイラ用ガス弁の上流側圧力、すなわち燃料ガス圧縮機の吐出圧力を増大させることができる。
【００１３】
さらに、本発明の液化ガス貯蔵再ガス化設備では、前記液化ガス貯蔵タンク内の前記ボイルオフガスをボイラへと導く燃料ガス圧縮機を備え、前記再液化用圧縮機は、前記燃料ガス圧縮機とは別に設けられ、該燃料ガス圧縮機の上流側のボイルオフガスを吸入して前記再液化用熱交換器側へと吐出することを特徴とする。
【００１４】
再液化用圧縮機を、燃料ガス圧縮機とは別とし（すなわち燃料ガス圧縮機を再液化用圧縮機と併用せず）、燃料ガス圧縮機の上流側のボイルオフガスを導き圧縮することにより、ボイラの需要に応じて運転状態が変更される燃料ガス圧縮機とは独立して再液化用圧縮機を運転することができ、安定した制御が可能となる。特に、燃料ガス圧縮機としての所要容量が大きく、燃料ガス圧縮機の吐出圧力が比較的小さい範囲で運用される場合に有効である。
【００１５】
また、本発明のボイルオフガス再液化方法は、液化ガスを貯蔵する液化ガス貯蔵タンクと、該液化ガス貯蔵タンク内の液化ガスを外部へと払い出す際に液化ガスをガス化する再ガス化装置と、前記液化ガス貯蔵タンク内の液化ガスから気化したボイルオフガスを再液化するボイルオフガス再液化装置と、を備えた液化ガス貯蔵再ガス化設備に用いられるボイルオフガス再液化方法において、前記ボイルオフガス再液化装置は、前記再ガス化装置へと導かれる液化ガスと熱交換して前記ボイルオフガスを凝縮させる再液化用熱交換器と、該再液化用熱交換器へと導かれるボイルオフガスを圧縮する再液化用圧縮機と、前記再液化用熱交換器のボイルオフガス流れ上流側に配置され、前記液化ガスの一部を噴霧することによって前記ボイルオフガスの温度を飽和状態または飽和状態近傍まで減温させる緩熱器とを備え、前記緩熱器から前記再液化用熱交換器へボイルオフガスを供給することによってボイルオフガスの再液化を行うことを特徴とする。
【００１６】
ボイルオフガスを凝縮させる再液化用熱交換器へと導かれるボイルオフガスを、再液化用圧縮機によって昇圧し、凝縮圧力を上げることによって液化能力を増大させる。さらに、液化ガスを噴霧することによってボイルオフガスを減温させる緩熱器を設けることにより、再液化用熱交換器に入る前のボイルオフガスを飽和状態に近づけることができる。これにより、再液化用熱交換器のボイルオフガス入口における液化ガス（クーラント）との温度差を小さくして再液化用熱交換器の熱交換負荷を減らすとともに、同温度差に設計上の制限を設けているアルミ製プレートブレーズ式のようなコンパクトな熱交換器の採用も含め、種々の熱交換器を選定することができる。
また、本発明によれば、外部に払い出す際に再ガス化装置にて再ガス化される液化ガスの顕熱を再液化用熱交換器にて冷熱として利用してボイルオフガスを再液化することができるので、液化ガス貯蔵最ガス化設備の総合的なエネルギー効率改善に寄与する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、液化ガスを噴霧することによってボイルオフガスを減温させる緩熱器を設けることにより、再液化用熱交換器に入る前のボイルオフガスを飽和状態に近づけ、再液化用熱交換器のボイルオフガス入口における液化ガスとの温度差を小さくして再液化用熱交換器の熱交換負荷を減らすとともに、同温度差に設計上の制限を設けているアルミ製プレートブレーズ式のようなコンパクトな熱交換器の採用も含め、種々の熱交換器を選定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるボイルオフガス再液化装置を示した概略図である。
【図２】図１に示した緩熱器の具体的構成を示した縦断面図である。
【図３】再液化用熱交換器における温度変化を示したグラフである。
【図４】図１に示した燃料ガス圧縮機の制御を示した制御ブロック図である。
【図５】図４の制御を行った燃料ガス圧縮機の流量と圧力の関係を示したグラフである。
【図６】比較例としての燃料ガス圧縮機の制御を示した制御ブロック図である。
【図７】図６の制御を行った燃料ガス圧縮機の流量と圧力の関係を示したグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態にかかるボイルオフガス再液化装置を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
ＦＳＲＵ（Floating Storage and Regasification Unit）やＦＰＳＯ（Floating Production, Storage and Offloading）といった洋上浮体やＬＮＧ船等の船舶には、ＬＮＧ貯蔵設備（液化ガス貯蔵再ガス化設備）が設けられている。このＬＮＧ貯蔵設備のＬＮＧ貯蔵タンク（液化ガス貯蔵タンク）内で発生するボイルオフガス（以下「ＢＯＧ」という。）を再液化するためのＢＯＧ再液化装置１が図１に示されている。
【００２０】
図１に示すように、ＢＯＧ再液化装置１は、ＬＮＧ貯蔵タンクの蒸発ヘッダ３から導かれるＢＯＧを圧縮する２台の燃料ガス圧縮機５，６を備えている。各燃料ガス圧縮機５，６は、ボイラ７へ燃料であるＢＯＧを圧送するものである。各燃料ガス圧縮機５，６からの吐出ガスは、ボイラ７に導かれるだけでなく、後述する再液化用熱交換器１０側にも導かれるようになっている。すなわち、燃料ガス圧縮機５，６は、再液化用圧縮機としても併用されるようになっている。各燃料ガス圧縮機５，６は、ターボ式の圧縮機とされ、インバータ装置によって回転数可変とされたモータ（図４の符号１４参照）によって羽根車が回転させられるようになっている。また、各燃料ガス圧縮機５，６には、容量制御弁としてのＩＧＶ（Inlet Guide Vane；図４の符号１２参照）が設けられており、吐出容量が可変とされている。なお、容量制御弁として、ＤＧＶ（Discharge Guide Vane）を用いても良い。
【００２１】
燃料ガス圧縮機５，６の再液化用熱交換器１０側の下流側には、ブースタ９が設けられている。ブースタ９は、ターボ式の圧縮機とされ、燃料ガス圧縮機５，６から吐出されたＢＯＧを更に昇圧する。ブースタ９及び燃料ガス圧縮機５，６によって、再液化用圧縮機が構成される。なお、燃料ガス圧縮機５，６から得られる吐出ガス圧力が十分に高い圧力（例えば０．４５ＭＰａ（絶対圧）以上）が得られる場合には、ブースタ９を省略することができる。
【００２２】
ブースタ９の下流側には、緩熱器１６が設けられている。緩熱器１６は、ＬＮＧを噴霧することによってＢＯＧを減温させる。緩熱器１６では、飽和状態まで減温することが好ましいが、飽和状態近傍まで到達すれば目的は果たす。図２には、緩熱器１６の詳細が示されている。緩熱器１６は、中空円筒状の容器１８を備えている。容器１８の上部には排出口２０が設けられ、容器１８の側部には導入口２２が設けられている。導入口２２はブースタ９の吐出側に接続され、排出口は再液化用熱交換器１０に接続する。容器１８の上方側部には、ＬＮＧ導入管２４が挿入する。ＬＮＧ導入管２４は、再液化用熱交換器１０にて熱交換を終えたＬＮＧの一部を分岐して導くＬＮＧ分岐管２６（図１参照）に接続される。ＬＮＧ導入管２４の下部には複数の散布孔が形成されており、導入されたＬＮＧが下方に向けて散布されるようになっている。ＬＮＧ導入管２４と下方の導入口２２との間の空間には、気液接触用多孔体２８が配置されており、散布されたＬＮＧと導入されたＢＯＧとが接触してＢＯＧ温度が減温されるようになっている。ＬＮＧ導入管２４と排出口２０との間の空間には、ミストセパレータ３０が配置されており、再液化用熱交換器１０へ向けて排出される前のＢＯＧからミストを分離除去する。
【００２３】
図１に示すように、緩熱器１６を通過して減温したＢＯＧは、再液化用熱交換器１０へと導かれ、ＬＮＧとの熱交換によって凝縮液化される。
再液化用熱交換器１０は、アルミブレーズ式のプレート式熱交換器とされている。なお、ステンレス製も候補ではあるが、アルミブレーズ式の方が安価である。
再液化用熱交換器１０へ導かれるクーラント（冷熱源）としてのＬＮＧは、再ガス化して外部へと払い出される前のＬＮＧが用いられ、具体的には、ＬＮＧ貯蔵タンクから吸入ドラム３２まで加圧移送される際のＬＮＧが用いられる。この吸入ドラム３２は、再ガス化する前の高圧液ポンプ（図示せず）の吸入部に設けられる。図１に示したＬＮＧライン３４は、ＬＮＧ貯蔵タンクから高圧液ポンプへと導かれる主ＬＮＧライン（図示せず）から分岐して再合流する傍流ラインとなっている。
再液化用熱交換器１０を通過した熱交換後のＬＮＧの一部は、分岐ＬＮＧ管２６を介して緩熱器１６へと導かれるようになっている。なお、緩熱器１６へと導くＬＮＧとして、再液化用熱交換器１０に入る前のＬＮＧを分岐したＬＮＧを用いても良い。
【００２４】
再液化用熱交換器１０にてＢＯＧが再液化されたＬＮＧは、セパレータ３６へと導かれる。セパレータ３６では、気液が分離され、気体成分は蒸発ヘッダ３へと導かれ、液体成分はＬＮＧ貯蔵タンクへと導かれる。
【００２５】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
ＢＯＧを凝縮させる再液化用熱交換器１０へと導かれるＢＯＧを、再液化用圧縮機である燃料ガス圧縮機５，６及びブースタ９によって昇圧し、凝縮圧力を上げることによって液化能力を増大させることとした。さらに、ＬＮＧを噴霧することによってＢＯＧを減温する緩熱器１６を設けることにより、再液化用熱交換器１０に入る前のＢＯＧを飽和状態に近づけることができる。これにより、再液化用熱交換器１０のＢＯＧ入口におけるＬＮＧ（クーラント）との温度差を小さくして再液化用熱交換器１０の負荷を減らすことができる。
図３には、再液化用熱交換器１０におけるＢＯＧおよびＬＮＧ（クーラント）の温度変化が示されている。同図における横軸は熱負荷［ｋＷ］であり、縦軸は流体温度［℃］である。同図において、右側がＢＯＧ上流側、左側がＬＮＧ上流側となる。黒四角がＬＮＧを示し、流量６５ｋｇ／ｈ，圧力０．６ＭＰａ（絶対圧）における状態を示す。黒菱形がＢＯＧを示し、流量５５６０ｋｇ／ｈ，圧力０．４５ＭＰａ（絶対圧）における状態を示す。同図から分かるように、温度差が最大になるＢＯＧ入口付近でも、２０℃以下の温度差に抑えることができる。これは、上述したように、減温して飽和状態に近いＢＯＧを再液化用熱交換器１０に導入したことによる効果である。ＢＯＧとＬＮＧとの温度差が２０℃以下であれば、再液化用熱交換器１０にはコンパクトなアルミブレーズ式のプレート熱交換器を採用することができる。
また、外部に払い出す際に再ガス化装置にて再ガス化されるＬＮＧの顕熱を再液化用熱交換器１０にて冷熱として利用してＢＯＧを再液化することができるので、エネルギー効率が良い。
【００２６】
次に、図４及び図５を用いて、図１に示した燃料ガス圧縮機５，６の制御方法について説明する。以下では、説明の簡略化のために、一方の燃料ガス圧縮機６を代表例として説明する。他方の燃料ガス圧縮機５についても同様の制御が行われる。
燃料ガス圧縮機６は、上述のように、容量制御弁としてのＩＧＶ１２と、回転数可変とされた電動モータ１４とを備えている。
燃料ガス圧縮機６から吐出されたＢＯＧは、図１に示したブースタ９へと導かれる一方で、ボイラ７側に導かれる。ボイラ７側へと導かれたＢＯＧは、加熱器４０を通過した後に、ボイラ用燃料ガス弁４２によってボイラが所要するガス流量に調整された後に、ボイラ７へと供給されて燃焼させられる。
【００２７】
ボイラ用燃料ガス弁４２の開度は、ボイラ７の需要に応じてその開度が決定される。具体的には、ボイラ７の需要が大きく燃料ガス消費量が増加する場合はボイラ用燃料ガス弁４２の開度が大きくなる方に動き、ボイラ７の需要が小さく燃料ガス消費量が減少する場合はボイラ用燃料ガス弁４２の開度が小さくなる方に動く。
【００２８】
ボイラ用燃料ガス弁４２が複数ある場合、現在における実開度は、高値を選択するハイセレクタ４４へと入力され、例えば２つのボイラ用燃料ガス弁４２の実開度のうち大きい方の開度を選択して出力され、第１ＰＩＤ制御器４６の入力となる。第１ＰＩＤ制御器４６には、第３ＰＩＤ制御器４９によって設定されたボイラ用燃料ガス弁４２の設定値としてのＳＰ１が入力される。第１ＰＩＤ制御器４６では、ハイセレクタ４４から入力された実開度とＳＰ１とを比較し、実開度がＳＰ１よりも大きい場合は、ボイラ７側の需要が大きいと判断できるのでＩＧＶ１２の開度が大きくなるように指令を出し、実開度がＳＰ１よりも小さい場合はボイラ７側の需要が小さいと判断できるのでＩＧＶ１２の開度が小さくなるように指令を出す。
【００２９】
ＩＧＶ１２の現在における実開度は、第２ＰＩＤ制御器４８へと入力される。第２ＰＩＤ制御器４８には、ＩＧＶ開度設定値としてのＳＰ２が入力される。ＳＰ２の設定値としては、ＩＧＶ１２の制御性が良い開度範囲とされ、例えば、７０〜９５％、好ましくは８０〜９５％の範囲とされる。第２ＰＩＤ制御器４８では、ＩＧＶ１２の実開度とＳＰ２を比較し、実開度がＳＰ２よりも大きい場合は、ＩＧＶ１２の実開度が小さくなるように電動モータ１４へ増速指令を出す。ＩＧＶ１２の実開度がＳＰ２よりも小さい場合は、ＩＧＶ１２の実開度が大きくなるように電動モータ１４へ減速指令を出す。
【００３０】
燃料ガス圧縮機６の下流には、吐出圧力を計測するための圧力センサ５０が設けられており、この圧力センサ５０によって検出された圧力値Ｐが第３ＰＩＤ制御器４９へと入力される。第３ＰＩＤ制御器４９には、燃料ガス圧縮機６の吐出圧力の下限設定値としてのＳＰ３が入力される。第３ＰＩＤ制御器４９では、第１ＰＩＤ制御器４６に入力されるＳＰ１を出力するようになっており、圧力値ＰがＳＰ３よりも小さい場合には、ＳＰ１が小さくなるように制御する。
第３ＰＩＤ制御器４９の指令によってＳＰ１が小さくなると、ボイラ用燃料ガス弁４２の開度が小さくなり、ボイラ用ガス弁４２における圧力損失を増大させて差圧を大きくすることができるので、同じ流量であってもボイラ用ガス弁４２の上流側における圧力すなわち燃料ガス圧縮機６の吐出圧力を増大させることができる。
なお、ＳＰ１の設定は、第３ＰＩＤ制御器４９を用いて自動的に行っても良いが、オペレータが圧力値Ｐを確認してＳＰ１を手動によって変更できる構成としても良い。
【００３１】
以上のように燃料ガス圧縮機６を制御することにより、以下の作用効果が得られる。
燃料ガス圧縮機６のＩＧＶ１２の開度は、ボイラ７へ供給するＢＯＧの流量を調整するボイラ用燃料ガス弁４２の開度をある一定開度にするように制御される。ボイラ用燃料ガス弁４２の開度はボイラ７の需要に応じて決まるので、燃料ガス圧縮機６のＩＧＶ１２の開度をボイラ用燃料ガス弁４２の開度のみに依存して決定することとすると、所望の吐出圧力が得られない場合がある。すなわち、ボイラ７の需要が低下して燃料ガス消費量が減少すると、ボイラ用燃料ガス弁４２の開度が減少し、これに伴いＩＧＶの開度も減少させられることになる。
【００３２】
例えば、比較例として図６に示すように、ボイラ用燃料ガス弁４２の実開度とボイラ用燃料ガス弁４２の開度設定値であるＳＰ１との偏差に基づいて指令値を出力する第１ＰＩＤ制御器４６と、この第１ＰＩＤ制御器４６から出力される指令値に応じて一定の関数の下にＩＧＶ１２及びモータ１４を制御する制御部５２とを備えた構成を考える。これは、一般的に考えられる燃料ガス圧縮機６のカスケード制御である。この場合、図７に示すように、流量が所定値以上の場合には、モータ１４による回転数制御ＦＱを行う。すなわち、高流量から低流量になっていくに従い、回転数を１．０から０．９，０．８といったように０．５まで徐々に回転数を下げていく。なお、回転数は定格を１．０として規格化した数値である。そして、流量が下がり所定値以下の場合には、ＩＧＶ１２の開度を絞っていく制御となる。すなわち、ＩＧＶ１２の開度を−２０％，−４０％というように徐々にＩＧＶ開度を徐々に絞っていく。このような制御を行うと、図７から明らかなように、低流領域でのサージラインＬが下がり、すなわち低流量で高い吐出圧力が得られない運転となってしまう。これでは、燃料ガス圧縮機６を再液化用圧縮機として併用する本実施形態の場合には、再液化用熱交換器１０における凝縮のために必要な圧力を得ることができない場合が発生する。
【００３３】
そこで、本実施形態では、さらに、ＩＧＶ１２の開度が所定の開度範囲となるようにモータ１４の回転数を制御することとした。これにより、ＩＧＶ１２の開度を所望範囲に維持できるので、所望の吐出量すなわち所望の吐出圧力を維持することができる。具体的には、図５に示すように、ＩＧＶ１２が所定の開度範囲となるようにＩＧＶ１２の開度を制御するので、高流量側（高回転側）からＩＧＶ１２の開度を絞ることになり、サージラインがＬ１やＬ２と行ったように上昇させることができる。同図におけるサージラインＬ１は、モータ１４の回転数が１．０のときからＩＧＶ１２の開度を絞り始めた場合のサージラインを示し、サージラインＬ２は、モータ１４の回転数が０．７のときからＩＧＶ１２の開度を絞り始めた場合のサージラインを示している。
【００３４】
このように、本実施形態の制御方法によれば、低流量であっても高い吐出圧力をもって燃料ガス圧縮機６を運転することができる。これにより、再液化用熱交換器１０へと供給されるＢＯＧの圧力を所定値以上に維持することができ、再液化用熱交換器１０において高い凝縮能力を得ることができる。
【００３５】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図８を用いて説明する。
本実施形態は、第１実施形態に対して、燃料ガス圧縮機を再液化用圧縮機として用いない点が相違する。したがって、第１実施形態と共通する構成については同一符号を付しその説明を省略するとともに、相違点について説明する。
図８に示されているように、２台のブースタ９ａ，９ｂが直列に接続されている。これにより、ＢＯＧは２段圧縮される。ブースタ９ｂの上流側は、燃料ガス圧縮機５，６の上流側に接続されている。すなわち、蒸発ヘッダ３から燃料ガス圧縮機５，６側へと導かれずに分岐点Ａにて分岐されたＢＯＧのみがブースタ９ａ，９ｂへと導かれるようになっている。
本実施形態は、上記構成とすることにより、ボイラ７の需要に応じて運転状態が変更される燃料ガス圧縮機５，６とは独立して再液化用圧縮機であるブースタ９ａ，９ｂを運転することができ、安定した制御が可能となる。特に、燃料ガス圧縮機５，６の容量が大きく、燃料ガス圧縮機５，６の吐出圧力が比較的小さい範囲で運転されるシステムに対して有効である。
なお、緩熱器１６を設けることによって再液化用熱交換器１０における温度差を小さくしてコンパクトな熱交換器を採用できるという効果については第１実施形態と同様である。
【符号の説明】
【００３６】
１  ボイルオフガス再液化装置
５，６  燃料ガス圧縮機
７  ボイラ
９，９ａ，９ｂ  ブースタ（再液化用圧縮機）
１０  再液化用熱交換器
１２  ＩＧＶ（容量制御弁）
１４  電動モータ
１６  緩熱器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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