(57)【要約】【課題】  液化ガス貯槽内の状態を容易に把握でき、ロールオーバ現象の発生状況を容易に監視できる液化ガス貯槽内監視装置を得ることである。【解決手段】  液化ガスを貯蔵する液化ガス貯槽１１内の高さ方向に所定の間隔を保って配置された複数個の温度計１２ａ〜１２ｎで計測された温度をプロセス入力処理手段１４で入力し、プロセス入力処理手段１４で時系列的に入力した液化ガス貯槽内の高さ方向の温度を記憶部１５に記憶する。監視画面表示手段１６は、記憶部１５に記憶された時系列的な温度を用いて、液化ガス貯槽１１内の温度計１２ａ〜１２ｎの位置に対応させて、液化ガス貯槽１１内の高さ方向の液化ガス温度の経時的変化として色変化で表した監視画面を表示装置１７に表示する。【選択図】  図１
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【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槽内の高さ方向に所定の間隔を保って配置された複数個の温度計で計測された温度を所定周期で時系列的に入力するプロセス入力処理手段と、
前記プロセス入力処理手段で時系列的に入力した液化ガス貯槽内の高さ方向の温度を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された時系列的な温度を前記液化ガス貯槽内の温度計位置に対応させて前記液化ガス貯槽内の高さ方向の液化ガス温度の経時的変化として色変化で表した監視画面を表示する監視画面表示手段とを備えたことを特徴とする液化ガス貯槽内監視装置。
【請求項２】
前記プロセス入力処理手段により所定周期で入力された前記液化ガス貯槽内の高さ方向の温度を所定周期毎に更新表示する瞬時温度分布表示手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の液化ガス貯槽内監視装置。
【請求項３】
前記液化ガス貯槽内のボイルオフガス発生量をトレンド表示するＢＯＧトレンド表示手段を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の液化ガス貯槽内監視装置。
【請求項４】
前記液化ガス貯槽内でロールオーバー現象が発生する可能性が有りの状態となったときは、そのレベルに応じて警報を表示出力する警報表示出力手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一記載の液化ガス貯槽内監視装置。
【請求項５】
前記警報表示出力手段は、警報レベルが運転員の対応を必要とするレベルであるときは、その警報を表示出力すると共に、その警報に対する対応策が記述された対応フローチャートを表示することを特徴とする請求項４記載の液化ガス貯槽内監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化ガスを貯蔵する液化ガス貯槽内の状態を監視する液化ガス貯槽内監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液化天然ガスや液化石油ガスを貯蔵する液化ガス貯槽では、液化ガス貯槽から恒常的に発生するボイルオフガス（ＢＯＧ）により液化ガス貯槽の内圧が上昇するので、ＢＯＧコンプレッサーを使用しＢＯＧを排出することにより液化ガス貯槽の内圧が一定の圧力範囲内になるように制御している。これは、液化ガス貯槽には、液化ガス貯槽の内圧の過剰上昇に伴う液化ガス貯槽の膨張破壊を防止するために安全弁が設けられており、この安全弁が動作し液化ガス貯槽からＢＯＧが噴出するのを防止するためである。
【０００３】
一方、液化ガス貯槽に新たに液化ガスを受け入れる際、液化ガス貯槽内に残っていた貯槽液と新たに受け入れた受入液との密度が異なる場合や、外部入熱などの影響により、液化ガスが層状化することがある。この層状化がさらに発展し、その層状化が急激に消滅してしまうと、蓄熱されたエネルギーが一気にＢＯＧとして放出されるいわゆるロールオーバー現象が発生する。
【０００４】
このロールオーバー現象に伴い発生する多量のＢＯＧを一時に処理することは一般に困難であるので、安全弁の作動や機器の破損につながる恐れがある。このため、液化ガス貯槽の運用においては、ロールオーバー現象が発生しないようにしなければならない。
【０００５】
図６は、液化ガス貯槽内の各温度計で計測した温度を監視するための監視画面の一例を示す平面図である。縦軸は液化ガス貯槽の高さ、横軸は液化ガスの温度であり、液化ガス貯槽内の高さ方向の温度を表示して監視する。液化ガス貯槽内には、高さ方向に所定の間隔を保って複数個の温度計が配置されている。そこで、各々の温度計で計測された温度に基いて、所定時間間隔（例えば１分間）で液化ガス貯槽内の平均温度を演算し、その平均温度を中心点（０）として液化ガス貯槽内の各位置の液化ガス温度を液化ガス貯槽を模擬した画面上にグラフィックに表示する。これにより、液化ガス貯槽内の温度は所定時間間隔で更新表示され、時々刻々変化する液化ガス貯槽内の液化ガス温度を液化ガス貯槽に対応づけて監視可能としている。
【０００６】
図７は、液化ガス貯槽内の各温度計で計測した温度のトレンドグラフの監視画面の一例を示す平面図である。液化ガス貯槽への液化ガスの受入時には、液化ガス貯槽の液化ガス液位が徐々に上昇していく。いま、４番目の温度計の位置と５番目の温度計の位置との間に液化ガス液位があるとする。この状態では１番目の温度計での計測温度Ｓ１、２番目の温度計での計測温度Ｓ２、３番目の温度計での計測温度Ｓ３、４番目の温度計での計測温度Ｓ４がトレンド表示される。
【０００７】
そして、液化ガスの受入に伴って液化ガス液位が上昇すると、５番目の温度計が液化ガスに浸漬されるので、５番目の温度計での計測温度Ｓ５がトレンド表示に加わる。以下、同様に、液化ガス液位の上昇に伴って、順次、６番目以降の温度計が液化ガスに浸漬されるので、６番目以降の温度計での計測温度Ｓ５〜Ｓｎが順次トレンド表示に加わっていく。
【０００８】
図７では、液化ガス貯槽内の異なる位置での各々の温度計での計測温度Ｓ１〜Ｓ７がほぼ同じ温度であることから、この状態では液化ガス貯槽内で液化ガスの層状化は発生していないと判断される。
【０００９】
次に、図８は、液化ガス貯槽内の各温度計で計測した温度のトレンドグラフの監視画面の他の一例を示す平面図である。図８に示す一例では液化ガスの受入に伴って液化ガス貯槽内に層状化が発生した場合を示している。液化ガスの受入初期には、液化ガス貯槽の底部の液化ガス（底層部）の温度Ｓ１、Ｓ２が上昇し、上部の液化ガス（上層部）の温度Ｓ３、Ｓ４は低温を維持している。
【００１０】
この状態で、液化ガスの受入に伴って、液化ガス貯槽の液化ガス液位が徐々に上昇し、順次、５番目の温度計位置、６番目の温度計位置と液化ガスが増加していくと、新たに浸漬された温度計での上部の液化ガス温度Ｓ５、Ｓ６は低温を維持している。また、底層部の温度Ｓ１、Ｓ２は徐々に上昇し、上層部の温度Ｓ３、Ｓ４も徐々に上昇するがほぼ低温を維持している。
【００１１】
この状態では、液化ガス温度の低い上層部と液化ガス温度の高い底層部とに層状化が発生し始めている。図８中のＴ１が上層部の温度、Ｔ２が底層部の温度として読み取ることができる。そして、時間の経過と共に、上部の温度計が順次液化ガスで浸漬されていくと、浸漬された温度計での上部の液化ガス温度Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９は低温を維持するが、いままで、上層部を形成していた位置の液化ガスの温度Ｓ３〜Ｓ６が上昇し、底層部と上層部との間に中間層が形成されるようになる。例えば、図８中のＴ３が中間層の温度として読み取られる。このように、液化ガス貯槽内の各温度計で計測した温度のトレンドグラフの監視画面により、層状化の発生や各相の温度を監視することができる。
【００１２】
一方、液化ガス貯槽内の貯蔵液の状況の観測、将来の液化ガスの受入及び消費条件からの将来の貯蔵液の状況を予測して、層状化に対してのロールオーバ現象を予測し、液化ガス貯槽の運転の選択を行い、液化ガス貯槽内の貯蔵液の層状化並びにこれを原因とするロールオーバ現象に対して常に安全側の運転を行うようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平２−１３８６００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、図６に示した監視画面では、液化ガス貯槽内の各位置での温度分布は直観的に把握できるが、液化ガス貯槽内の温度を所定時間期間で更新表示しているので、データ更新された最新の温度データしか把握できない。つまり、時系列的な温度データを把握することができない。このように温度データの経時変化が把握できないので、層状化の発見は可能であるが層状化の発達状況が把握し難い。従って、ロールオーバ現象が発生する傾向にあるのか否かの予測が難しい。
【００１４】
また、図７や図８に示した監視画面では、各々の温度計で計測された温度をトレンドで表示するので、各々の温度計で計測された温度の経時的変化を把握することはできるが、液化ガス貯槽内の各位置での温度分布が把握し難いので、層状化が発生しているのか否かの判断が難しい。一方、特許文献１のものはロールオーバ現象を予測し、そのロールオーバ現象に対して常に安全側の運転を行うようにしたものであるが、運転員による監視を容易に行うようにしたものではない。
【００１５】
本発明の目的は、液化ガス貯槽内の状態を容易に把握でき、ロールオーバ現象の発生状況を容易に監視できる液化ガス貯槽内監視装置を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１の発明に係わる液化ガス貯槽内監視装置は、液化ガスを貯蔵する液化ガス貯槽内の高さ方向に所定の間隔を保って配置された複数個の温度計で計測された温度を所定周期で時系列的に入力するプロセス入力処理手段と、前記プロセス入力処理手段で時系列的に入力した液化ガス貯槽内の高さ方向の温度を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された時系列的な温度を前記液化ガス貯槽内の温度計位置に対応させて前記液化ガス貯槽内の高さ方向の液化ガス温度の経時的変化として色変化で表した監視画面を表示する監視画面表示手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項２の発明に係わる液化ガス貯槽内監視装置は、請求項１の発明において、前記プロセス入力処理手段により所定周期で入力された前記液化ガス貯槽内の高さ方向の温度を所定周期毎に更新表示する瞬時温度分布表示手段を備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項３の発明に係わる液化ガス貯槽内監視装置は、請求項１または２の発明において、前記液化ガス貯槽内のボイルオフガス発生量をトレンド表示するＢＯＧトレンド表示手段を備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項４の発明に係わる液化ガス貯槽内監視装置は、請求項１乃至請求項３のいずれか一の発明において、前記液化ガス貯槽内でロールオーバー現象が発生する可能性が有りの状態となったときは、そのレベルに応じて警報を表示出力する警報表示出力手段を備えたことを特徴とする。
【００２０】
請求項５の発明に係わる液化ガス貯槽内監視装置は、請求項４の発明において、前記警報表示出力手段は、警報レベルが運転員の対応を必要とするレベルであるときは、その警報を表示出力すると共に、その警報に対する対応策が記述された対応フローチャートを表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、液化ガス貯槽内の温度計位置に対応させて、液化ガス貯槽内の高さ方向の液化ガス温度の経時的変化を色変化で表した監視画面に表示するので、液化ガス貯槽の位置に対応づけて時系列的な温度データを把握できる。従って、層状化の発達状況を容易に把握でき、ロールオーバ現象が発生する状況過程を容易に把握できる。このことから、ロールオーバ現象が発生しないように早期に対策を取ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係わる液化ガス貯槽内監視装置の構成図である。液化ガス貯槽１１には複数個の温度計１２ａ〜１２ｎが配置されている。複数個の温度計１２ａ〜１２ｎは液化ガス貯槽１１の高さ方向に所定の間隔を保って配置され、液化ガス貯槽１１内の液化ガスにより浸漬されたときに液化ガスの温度を測定する。液化ガスが浸漬されていないときは、液化ガス貯槽の上部のＢＯＧを含む気化ガスの温度を検出することになる。従って、気化ガスと液化ガスとは大幅に温度差があるので、温度計１２ａ〜１２ｎの計測温度が大幅に異なる位置が液化ガス液位であると判断できる。
【００２３】
液化ガス貯槽内監視装置１３は、例えばパーソナルコンピュータ等の計算機で構成され、各々の温度計１２ａ〜１２ｎで測定された温度は、液化ガス貯槽内監視装置１３のプロセス入力処理手段１４により所定周期で時系列的に読み込まれる。プロセス入力処理手段１４で時系列的に読み込まれた液化ガス貯槽内の高さ方向の温度は、記憶部１５に時系列的に記憶される。
【００２４】
監視画面表示手段１６は、表示装置１７にロールオーバー現象の監視のための監視画面を表示するものである。監視画面表示手段１６は、記憶部１５に記憶された時系列的な温度を入力し、液化ガス貯槽１１内の温度計１２ａ〜１２ｎの位置に対応させて、液化ガス貯槽１１内の高さ方向の液化ガス温度を表示する監視画面を作成し、その監視画面を表示装置１７に表示する。その際に、液化ガス温度の経時的変化は色変化で表わす。
【００２５】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係わる液化ガス貯槽内監視装置１３の表示装置１７に表示される監視画面の一例の平面図である。縦軸は液化ガス液位（液化ガス貯槽高さ）、横軸は時間である。いま、液化ガス貯槽の液化ガス液位がｈ１であり、時点ｔ１で液化ガスの受入を開始したとする。受入初期の段階では保冷循環された液化ガスで非常に高い温度状態であり、受入の液化ガスは、非常に高い温度で液化ガス貯槽内に流入する。
【００２６】
受入からある程度の時間が経過し時点ｔ２になると、液化ガス液位も上昇し、液化ガス輸送船の割と暖かい液化ガスが液化ガス貯槽内に流入するようになって貯槽内液の自己循環が始まり、時間の経過と共に自己循環により均一化していく。その変化を色変化で表示する。そして、時点ｔ３で受入が終了すると、液化ガス液位はｈ２で一定となり、飽和蒸気圧力の平衡状態になるべく、自己循環し一部層状化傾向（ミクロセル循環）となりながらも、その後、液化ガス貯槽内も落ち着き平衡状態に達し均一化となる。
【００２７】
第１の実施の形態によれば、液化ガス貯槽内の液化ガス液位と共に、液化ガス温度の分布を色変化で経時的変化にて表示するので、液化ガス貯槽内の状態イメージを把握しながら液化ガス温度の分布を監視できる。従って、液化ガス貯槽内の状態を容易に監視でき、ロールオーバ現象が発生する状況過程を容易に把握できる。
【００２８】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。図３は本発明の第２の実施の形態に係わる液化ガス貯槽内監視装置の構成図である。この第２の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、瞬時温度分布表示手段１８、ＢＯＧトレンド表示手段１９、警報表示出力手段２０を追加して設けたものである。図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００２９】
瞬時温度分布表示手段１８は、プロセス入力処理手段１４により所定周期で入力され記憶部１５に記憶された最新の温度を読み出し、液化ガス貯槽１１内の高さ方向の最新の温度を所定周期毎に更新表示するものである。これにより、液化ガス温度の分布を色変化で経時的変化に表示した図２の液化ガス液位の監視画面に加え、最新の液化ガス貯槽１１の液化ガス温度分布が容易に分かるようになる。
【００３０】
また、ＢＯＧトレンド表示手段１９は、プロセス入力処理手段１４により所定周期で入力され記憶部１５に記憶されたＢＯＧ排出量を読み出し、液化ガス貯槽内のＢＯＧ発生量をトレンド表示するものである。これにより、図２の液化ガス液位の監視画面に加え、ＢＯＧ発生量が容易に監視できるので、ロールオーバー現象の監視をより精度良く行うことができる。
【００３１】
また、警報表示出力手段２０は、液化ガス貯槽１１内でロールオーバー現象が発生する可能性が有りの状態となったときは、そのレベルに応じて警報を表示出力するものである。例えば、液化ガス貯槽の底部の液化ガス（底層部）の温度と上部の液化ガス（上層部）の温度との温度差にて、ロールオーバー現象が発生する可能性のレベルを判定する。液化ガス貯槽の底部の液化ガス（底層部）の温度と上部の液化ガス（上層部）の温度との温度差が±０．１℃を超えたときは、レベル１の警報を出力し、その温度差が±０．２℃を超えたときはレベル２の警報、さらに、その温度差が±０．４℃を超えたときはレベル３の警報を出力する。
【００３２】
図４は、本発明の第２の実施の形態に係わる液化ガス貯槽内監視装置１３の表示装置に表示される監視画面の一例の平面図である。図４に示すように、図２の監視画面で表示される液化ガス液位表示エリア２１に加え、瞬時温度分布表示エリア２２を有し、瞬時温度分布表示手段１８は、この瞬時温度分布表示エリア２２に液化ガス貯槽内の高さ方向に配置された各々の温度計で計測された液化ガスの最新の温度を表示する。図４では、１３個の温度計で計測された温度が表示されており、いずれの温度計で計測された温度もほぼ同じである場合を示している。
【００３３】
また、液化ガス液位表示エリア２１の右側の縦軸にＢＯＧ発生量をとり、液化ガス液位表示エリア２１の液化ガス液位の表示に重ねてＢＯＧ排出量のトレンド２３を表示する。ＢＯＧの排出量のトレンド２３はＢＯＧトレンド表示手段１９により表示する。これにより、ＢＯＧの排出量のトレンド２３が一目瞭然で把握できる。
【００３４】
さらに、警報表示出力手段２０は、液化ガス貯槽１１内でロールオーバー現象が発生する可能性が有りの状態となったときは、そのレベルに応じて液化ガス液位表示エリア２１または瞬時温度分布表示エリア２２の背面色を変化させる。これにより、警報レベルに応じた警報を視覚的に有効に表示できる。
【００３５】
また、警報レベルが運転員の対応を必要とするレベルであるときは、その警報に対する対応策が記述された対応フローチャートを表示させることも可能である。これらの対策はそのときの液化ガス貯槽内の状態に応じて選択され表示される。
【００３６】
図５は、図４に示した警報画面を複数個まとめて表示した全体監視画面２４の平面図である。液化ガス基地においては、通常、複数個の液化ガス貯槽が設けられており、一方、図４に示した警報画面は液化ガス貯槽ごとに設けられるので、これらの複数個の液化ガス貯槽を一括して監視できるように、複数個の監視画面をまとめて表示する。図５では９個の監視画面を表示した場合を示しており、１号貯槽から９号貯槽までの各々の液化ガス貯槽の状態がそれぞれ表示されている。そして、これらの号機のいずれかの監視画面を詳細に表示したい場合には、図示省略の入力装置を用いて、全体監視画面２４のうちのその監視画面を選択して表示することになる。例えば、表示したい監視画面が表示されている部位を指示して、その監視画面を選択表示する。
【００３７】
第２の実施の形態によれば、現時点の液化ガス槽内の液化ガスの温度分布やＢＯＧのトレンドが表示でき、さらには、液化ガス貯槽内でロールオーバー現象が発生する可能性が有りの状態となったときは、そのレベルに応じて警報を出力するので、ロールオーバー現象の監視を総合的に行うことができる。また、警報出力だけでなく、その対応策も出力することができるので、運転員による監視だけでなく運転操作も容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる液化ガス貯槽内監視装置の構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係わる液化ガス貯槽内監視装置の表示装置に表示される監視画面の一例の平面図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係わる液化ガス貯槽内監視装置の構成図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係わる液化ガス貯槽内監視装置の表示装置に表示される監視画面の一例の平面図。
【図５】図４に示した警報画面を複数個まとめて表示した全体監視画面の平面図。
【図６】液化ガス貯槽内の各温度計で計測した温度を監視するための従来の監視画面の一例を示す平面図。
【図７】液化ガス貯槽内の各温度計で計測した温度のトレンドグラフの従来の監視画面の一例を示す平面図。
【図８】液化ガス貯槽内の各温度計で計測した温度のトレンドグラフの従来の監視画面の他の一例を示す平面図。
【符号の説明】
【００３９】
１１…液化ガス貯槽、１２…温度計、１３…液化ガス貯槽内監視装置、１４…プロセス入力処理手段、１５…記憶部、１６…監視画面表示手段、１７…表示装置、１８…瞬時温度分布表示手段、１９…ＢＯＧトレンド表示手段、２０…警報表示出力手段、２１…液化ガス液位表示エリア、２２…瞬時温度分布表示エリア、２３…ＢＯＧ排出量のトレンド、２４…全体監視画面
【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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