(57)【要約】  本発明は、閉塞された出口事象の間中リリーフ負荷を低減するための、圧縮機（１００）を運転する方法、およびその装置を提供するものであり、方法は、（ａ）１つまたは複数の圧縮機供給流（１０、２０、３０、４０）を第１の圧縮機（１００）の１つまたは複数の入口（１８、２８、３８、４８）に通過させ、各圧縮機供給流（１０、２０、３０、４０）が圧縮機供給弁（１２、２２、３２、４２）を通過するステップと、（ｂ）第１の圧縮機（１００）の出口（１０５）において圧縮された吐出流（１５０）を供給するように第１の圧縮機（１００）で１つまたは複数の圧縮機供給流（１０、２０、３０、４０）を圧縮するステップと、（ｃ）第１の圧縮機（１００）の閉塞された出口事象の第１の指標を監視するステップと、（ｄ）第１の圧縮機（１００）の閉塞された出口事象の第１の指標が検出されると、圧縮機供給弁（１２、２２、３２、４２）の閉鎖を指示するステップとを少なくとも含む。
2012514707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉塞された出口事象の間中リリーフ負荷を低減するための、圧縮機を運転する方法であって、
（ａ）１つまたは複数の圧縮機供給流を第１の圧縮機の１つまたは複数の入口に通過させ、各圧縮機供給流が圧縮機供給弁を通過するステップと、
（ｂ）第１の圧縮機の出口において圧縮された吐出流を供給するように第１の圧縮機で１つまたは複数の圧縮機供給流を圧縮するステップと、
（ｃ）第１の圧縮機の閉塞された出口事象の第１の指標を監視するステップと、
（ｄ）第１の圧縮機の閉塞された出口事象の第１の指標を検出すると、圧縮機供給弁の閉鎖を指示するステップとを少なくとも含む、方法。
【請求項２】
ステップ（ａ）では、ｎ個の圧縮機供給弁を通過するｎ個の圧縮機供給流があり、ｎが、１以上の整数であり、
ステップ（ｃ）では、第１の監視装置が、第１の圧縮機の閉塞された出口事象の第１の指標を監視し、さらに
（ｅ）圧縮機供給弁のうちのｍ個が、ステップ（ｄ）において閉鎖できない第１の安全規準を設け、ｍが、０からｎまでの範囲の整数であるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
（ｆ）圧縮された吐出流と流体連通している圧力リリーフ弁を設けるステップであり、前記圧力リリーフ弁が、第１の設定圧力で開くように設定され、これは、第１の圧縮機の閉塞された出口事象の第１の指標の後に到達される、ステップをさらに含み、
前記圧力リリーフ弁が、フレアシステムに接続され、
前記圧力リリーフ弁および前記フレアシステムのうちの１つまたは両方が、第１の安全規準によって発生されるリリーフ流れを少なくとも受け入れるような寸法に作られ、その中では圧縮機供給弁のうちのｍ個が、ステップ（ｄ）で閉鎖できず、ｍが、１からｎまでの範囲の整数である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ステップ（ａ）が、第１の圧縮機供給弁を有する第１の圧縮機供給流を第１の圧縮機の第１の入口まで通過させるステップと、第２の圧縮機供給弁を有する第２の圧縮機供給流を第１の圧縮機の第２の入口まで通過させるステップとを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
（ｇ）第１の駆動装置で第１の圧縮機を駆動するステップと、
（ｈ）第１の圧縮機の第２の指標を監視するステップ（第２の監視装置による閉塞された出口事象）と、
（ｉ）第１の圧縮機の閉塞された出口事象の第２の指標が検出される場合に、第１の圧縮機の圧縮出力の低減を指示するステップとをさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
第１の圧縮機の圧縮出力の低減が、第１の駆動装置の速度を低下させるステップと、第１の駆動装置への出力の供給を減少させるステップとを含むグループのうちの１つまたは複数によって実現される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
第１の駆動装置が、蒸気タービンであり、蒸気タービンの圧縮出力の低減が、タービンへの蒸気の流れを減少させるステップと、蒸気タービンの蒸気凝縮器の冷却負荷を逃がすステップとを含むグループのうちの１つまたは複数によって実現される、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
第１の圧縮機の閉塞された出口事象の第１の指標および第２の指標に達した後に、第１の設定圧力に達する、請求項５から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
（ｉ）第１の指標および第２の指標が同じであり、または、
（ｉｉ）第１の指標が、それが第２の指標の前に起こるように選択され、または、
（ｉｉｉ）第２の指標が、それが第１の指標の前に起こるように選択される、請求項５から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
第１の圧縮機の閉塞された出口事象の指標が、圧縮された吐出流の選択された吐出圧力、圧縮された吐出流の選択された吐出温度、第１の圧縮機の選択された出力、１つまたは複数の圧縮機供給流の選択された吸入圧力、および１つまたは複数の圧縮機供給流の選択された吸入温度を含むグループのうちの１つまたは複数から選択される、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
第１の圧縮機が、冷媒圧縮機であり、２つ以上の圧縮機供給流が、冷媒供給流であり、圧縮された吐出流が、圧縮された冷媒吐出流であり、さらに
（ｊ）冷却された冷媒流れを供給するように、圧縮された冷媒吐出流から得られる流れを冷却するステップと、
（ｋ）冷却された冷媒流れ、または冷却された炭化水素流を供給するように炭化水素流もしくはさらなる冷媒流れに対してそれから得られる流れを熱交換するステップとを含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
炭化水素流が、天然ガス流であり、冷却された炭化水素流が、少なくとも部分的に液化された天然ガス流などの冷却された天然ガス流である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
圧縮機の閉塞された出口事象の間中リリーフ負荷を低減するための装置であって、
圧縮された吐出流のための出口、および１つまたは複数の圧縮機供給流のための１つまたは複数の入口を有し、各圧縮機供給流が圧縮機供給弁を通過する第１の圧縮機と、
第１の圧縮機の閉塞された出口事象の第１の指標を提供するように、第１の装置と連通しており、第１のコントローラが第１の圧縮機の閉塞された出口事象の第１の指標を検出すると各圧縮機供給弁を閉鎖するための第１の信号を送信するように、各圧縮機供給弁とさらに連通している第１のコントローラとを少なくとも備えている、装置。
【請求項１４】
ｎ個の圧縮機供給弁を通過するｎ個の圧縮機供給流があり、ｎが、１以上の整数であり、
圧縮された吐出流と流体連通している圧力リリーフ弁であり、第１の設定圧力で開くような寸法に作られ、これは、第１の圧縮機の閉塞された出口事象の第１の指標の後に到達される圧力リリーフ弁と、
圧力リリーフ弁と流体連通しているフレアシステムであり、圧力リリーフ弁およびフレアシステムのうちの１つまたは両方が、第１の安全規準によって発生されるリリーフ流れを少なくとも受け入れるような寸法に作られ、その中では圧縮機供給弁のうちのｍ個が、ステップ（ｄ）で閉鎖できず、ｍが、１からｎまでの範囲の整数であるフレアシステムとをさらに備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
第１の圧縮機を駆動するように第１の圧縮機に機械的に接続される第１の駆動装置と、
第１の圧縮機の閉塞された出口事象の第２の指標が検出されると第２のコントローラが、第１の圧縮機の圧縮出力を低減するための第３の信号を送信するように、第１の圧縮機の閉塞された出口事象の第２の指標を提供するための第２の装置と連通している第２のコントローラとをさらに備える、請求項１３または１４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、閉塞された出口事象（ｂｌｏｃｋｅｄ  ｏｕｔｌｅｔ  ｅｖｅｎｔ）の間中リリーフ負荷を低減するための、圧縮機を運転する方法、および圧縮機の閉塞された出口事象の間中リリーフ負荷を低減するための装置を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機の一般的な用途は、冷媒圧縮機の形であり、それによってこれは、たとえば天然ガス（ＮＧ）の液化の際に冷媒流れを圧縮するのに使用される。冷媒流れは、たとえば、１つまたは複数の熱交換器で天然ガスに対して冷媒を間接的に熱交換によって、液化により天然ガスから熱を抽出するのに使用される。
【０００３】
天然ガスは、さまざまな炭化水素化合物の源であるばかりか、有用な燃料源でもある。いくつかの理由により、天然ガス流の源のところのまたはその近くの液化天然ガス（ＬＮＧ）プラントで天然ガスを液化することが望ましい場合が多い。例として、天然ガスは、それがより小さな容積を占め、高圧で貯蔵される必要がないので、気体の形態よりも液体の形でより容易に貯蔵され、長距離にわたって輸送され得る。
【０００４】
通常、天然ガスは、昇圧されてＬＮＧプラントに入り、極低温で液化に適した精製された供給流を発生するように前処理される。精製ガスは、液化が達成されるまで、その温度を次第に低減するように熱交換器を用いて複数の冷却ステージを通して処理される。次いで、液体天然ガスは、貯蔵および輸送に適した最終大気圧までさらに冷却され、膨張される。
【０００５】
天然ガスの液化のための冷却ステージは、１つまたは複数の冷媒回路内で循環されている１つまたは複数の冷媒を利用する。冷媒回路は、１つまたは複数の冷媒圧縮機、１つまたは複数の熱交換器、および１つまたは複数の冷却装置を備えることができる。このような回路では、少なくとも部分的に蒸発された冷媒流れが、圧縮された冷媒吐出流を供給するように、冷媒圧縮機で圧縮され得る。次いで、圧縮された冷媒流れは、冷却された冷媒流れを供給するように、空気もしくは水クーラなどの冷却装置で、または他の冷媒流れに対して熱交換器で冷却され得る。次に、冷却された冷媒流れは、随意に膨張され、次いでこれが天然ガスを冷却し得る熱交換器まで通過され得る。
【０００６】
封鎖または制限が圧縮機の吐出の下流に生じ（いわゆる、「閉塞された出口事象」）、かつ通常運転が続く場合、圧縮された冷媒吐出流の圧力は、潜在的に設計圧力を超えて増加し、機械的故障および封じ込めによる損失が発生することがある。その結果として、圧縮された冷媒吐出流には、通常、機械的故障が起こり得る前にフレアシステムに圧縮された冷媒吐出流を通過させる圧力リリーフ弁が付いている。フレアシステムは、このような事象の場合に予想されるリリーフ負荷を処理するような寸法に作られなければならない。配管およびフレアシステムは、かなりの資本費用の原因であり得る。したがって、このような流れを処理するのに必要とされる配管およびフレアシステムのサイズを最小にすることが望ましい。
【０００７】
米国特許出願公開第２００５／００２２５５２号明細書は、ガス圧縮機および駆動装置を備えるガス圧縮装置を開示しており、駆動装置は、ガス圧縮機の出力要求が駆動装置の最大出力を超える場合には減速し、リサイクルラインは、ガス圧縮機の出口と流体連通している圧力リリーフ装置を有する。圧力リリーフ装置は、任意のアンチサージ弁に加えてリサイクルライン内にある。リサイクルラインは、圧縮機出口の上流から圧縮ガスの流れを受け入れる。圧力リリーフ装置は、出口からの吐出圧力が指定された圧力に達する場合に開き、ガス圧縮機の入口に圧縮ガスを供給し、それによって、圧縮機を通して質量流量を増大させ、駆動装置を調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／００２２５５２号明細書
【特許文献２】米国特許第４，４０４，００８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
米国特許出願公開第２００５／００２２５５２号明細書に開示される装置は、圧縮機を通して質量流れを増大させるリサイクルラインを開くように作動する。これは、より多くの圧縮機出力を必要とすることになり、結果として、速度の低下に帰着するある点において最大の駆動装置出力に達する。これは、それがシステムの設計圧力に達する前に吐出圧力を低減することもできる。しかしながら、これは、通常運転圧力、設計圧力、および駆動装置の最大出力に依存する。たとえば、利用できるより多くの駆動装置の出力がある場合、これは、超過圧力、およびその後に圧縮機や関連する配管システムの損傷、および封じ込めによる損失をもたらし得る。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の態様では、本発明は、閉塞された出口事象の間中リリーフ負荷を低減するための、圧縮機を運転する方法、およびその装置を提供し、方法は：
（ａ）１つまたは複数の圧縮機供給流を第１の圧縮機の１つまたは複数の入口に通過させ、各圧縮機供給流が圧縮機供給弁を通過するステップと、
（ｂ）第１の圧縮機の出口において圧縮された吐出流を供給するように第１の圧縮機で１つまたは複数の圧縮機供給流を圧縮するステップと、
（ｃ）第１の圧縮機の閉塞された出口事象の第１の指標を監視するステップと、
（ｄ）第１の圧縮機の閉塞された出口事象の第１の指標を検出すると、圧縮機供給弁の閉鎖を指示するステップとを少なくとも含む。
【００１１】
第２の態様では、本発明は、圧縮機の閉塞された出口事象の間中リリーフ負荷を低減するための装置を提供し：
圧縮された吐出流のための出口、および１つまたは複数の圧縮機供給流のための１つまたは複数の入口を有し、各圧縮機供給流が圧縮機供給弁を通過する第１の圧縮機と、
第１の圧縮機の閉塞された出口事象の第１の指標を提供するように、第１の装置と連通している第１のコントローラであって、第１の圧縮機の閉塞された出口事象の第１の指標を検出すると各圧縮機供給弁を閉鎖するための第１の信号を送信するように、各圧縮機供給弁とさらに連通している第１のコントローラとを少なくとも備えている。
【００１２】
次に、本発明の実施形態を、単に例示として、添付の非限定的な図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】１つの実施形態による圧縮機を運転するための方法および装置の図式概略図である。
【図２】第２の実施形態による冷媒圧縮機を運転するための方法および装置の図式概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
この説明の目的のために、単一の参照符号が、ラインならびにこのラインで導かれる流れに割り当てられる。
【００１５】
本方法および装置は、圧縮機の閉塞された出口事象と関連するリリーフ流れを減少させることが意図される。閉塞された出口事象の第１の指標を検出すると、圧縮機サイクルの通常運転が停止され、圧縮機供給弁の閉鎖が指示される。
【００１６】
第１の圧縮機の閉塞された出口事象の第１の指標が検出されると圧縮機供給弁の閉鎖を指示することによって、圧縮機を通る質量流れが、減少されるように求められる。圧縮機供給弁のうちの１つが閉鎖すると、リリーフ流れは減少される。
【００１７】
本開示の文脈では、圧縮機供給弁の「閉鎖（ｃｌｏｓｕｒｅ）」および圧縮機供給弁を「閉鎖すること  （ｔｏ  ｃｌｏｓｅ）」は、好ましくは、該圧縮機供給弁を通過する圧縮機供給流を本質上完全に閉塞するように、該圧縮機供給弁を「閉じること（ｔｈｅ  ｓｈｕｔｔｉｎｇ）」それぞれ「閉じること（ｔｏ  ｓｈｕｔ）」を意味する。その閉鎖が指示され得る任意の該圧縮機供給弁は、スロットリングが起こる制御弁に対して、スナップアクション制御（２位置制御とも呼ばれることがある）の下でトリップ弁の形で設けられることが好ましい。
【００１８】
図面を参照すると、図１は、第１の実施形態による第１の圧縮機供給流１０および第２の圧縮機供給流２０を有する圧縮機１００を運転するための方法および装置１を示している。
【００１９】
しかしながら、本明細書において開示される方法は、ｎ個の供給流のような２つ以上の圧縮機供給流からなる圧縮機を有する任意のシステムで使用されることができ、ｎは、２以上の、より好ましくは２から６の範囲の整数である。
【００２０】
各圧縮機供給流１０、２０は、圧縮機供給弁１２、２２を通過する。２つの供給弁は、図１に示されている。しかしながら、ｎ個の圧縮機供給流があるならば、その場合は、各供給流について１個を備えるｎ個の圧縮機供給弁が、設けられ得る。図１は、第１の圧縮機供給弁１２を通過する第１の圧縮機供給流１０、および第２の圧縮機供給弁２２を通過する第２の圧縮機供給流２０を示している。
【００２１】
第１の圧縮機１００は、単段圧縮機または多段圧縮機であることができる。多段圧縮機の例には、２つ以上の圧縮段が単一のケーシングに収容されるもの、または多段圧縮機が圧縮機供給流を連続して圧縮するように共通の機械的駆動軸に連続して配置されるものがある。第１の圧縮機１００は、遠心圧縮機、ダイアゴナル圧縮機、軸流圧縮機、往復圧縮機、回転スクリュー圧縮機、回転ベーン圧縮機、スクロール圧縮機、またはダイヤフラム圧縮機などの当該技術分野で知られている任意の圧縮機であることができる。図１の実施形態では２つの圧縮段が示されている。
【００２２】
第１の圧縮機供給流１０は、第１の入口１８において第１の圧縮機１００に入る。第１の圧縮機供給流よりも高圧のところにある第２の圧縮機供給流２０は、第２の入口２８において第１の圧縮機１００に入る。第１の圧縮機供給流１０および第２の圧縮機供給流２０は、第１の圧縮機１００の出口１０５において圧縮された吐出流１５０を供給するように圧縮される。第１の圧縮機１００は、以下でより詳細に説明される第１の駆動装置２００によって駆動され得る。
【００２３】
圧縮された吐出流１５０には、各圧縮機供給流１０、２０についてリサイクル流１１０、１２０が供給され得る。したがって、ｎ個の圧縮機供給流につて、ｎ個のリサイクル流が供給され得る。
【００２４】
各リサイクル流１０、２０は、それぞれの入口１８、２８とそれぞれの圧縮機供給弁１２、２２との間で圧縮された吐出流１５０を圧縮機供給流１０、２０に接続する。各リサイクル流１０、２０には、ジュールトムソン弁（Ｊｏｕｌｅ−Ｔｈｏｍｓｏｎ  ｖａｌｖｅ）などのリサイクル膨張装置１１２、１２２が設けられる。図１は、第１の圧縮機供給弁１２と第１の入口１８との間で第１の圧縮機供給流１０に接続する前に第１のリサイクル膨張装置１１２を通過する圧縮された吐出流１５０からの第１のリサイクル流１１０を示している。同様に、図１は、第２の圧縮機供給弁２２と第２の入口２８との間で第２の圧縮機供給流２０に接続する前に第２のリサイクル膨張装置１２２を通過する圧縮された吐出流１５０からの第２のリサイクル流１２０を示している。
【００２５】
リサイクル流１１０、１２０は、サージ、すなわち圧縮機供給流の流れが余りにも少なく、その結果流れの急速な脈動をもたらす場合に生じ得る事象による損傷から第１の圧縮機を保護することができる。この事象は、第１の圧縮機１５０の入口１８、２８に圧縮された吐出流１５０の少なくとも一部を戻すようにリサイクル弁１１２、１２２を開き、それによって、第１の圧縮機１５０の中への質量流れを増加させることよって緩和されることができる。
【００２６】
リサイクル流１１０、１２０で再利用されない圧縮された吐出流１５０の一部は、継続する圧縮された流れ１６０として下流に通される。したがって、継続する圧縮された流れ１６０は、圧縮された吐出流１５０の総流量と、リサイクル流１１０、１２０を介して第１の圧縮機１００の吸入側に戻された任意のリサイクル流との差を表している。
【００２７】
第１の圧縮機１００の吐出の下流の封鎖または制限は、圧縮された吐出流１５０の圧力、および第１の圧縮機１００と封鎖または制限との間のこの下流の任意の流れを増加させることができる。いわゆる圧縮機の閉塞された出口事象は、第１の圧縮機の出口に超過圧力をもたらすことがあり、圧力増加を防ぐ手段が講じられない場合、これは、設計仕様を超え、機械的故障を引き起こし得る。
【００２８】
したがって、閉塞された出口事象は、第１の圧縮機の吐出の下流の封鎖または流れの制限として本明細書において規定され、この封鎖または流れの制限は、通常運転に必要な流れより下に圧縮された吐出流の流れを減少させ、したがって、第１の圧縮機の出口で圧力の増加をもたらす。
【００２９】
閉塞された出口事象は、いくつかの理由で起こる場合があり、これは、第１の圧縮機１００の性質、および圧縮機が運転している回路に依存する。圧縮機の閉塞された出口事象の例には、圧縮された吐出流１５０と流体連通している弁の故障、たとえば閉鎖位置での吐出隔離弁３５０の故障、圧縮された吐出流１５０と流体連通している凝縮器などのユニットの封鎖、または圧縮された吐出流１５０と流体連通している任意の凝縮器の凝縮能力の損失がある。
【００３０】
圧縮機の閉塞された出口事象を処理する手段を講じない、知られているシステムでは、圧縮機サイクルは、圧縮機供給流が圧縮機の入口に引き続き流れるように、引き続き作動する。さらに、存在する任意のアンチサージ制御システムが、任意のリサイクル弁を開く。これは、吐出圧力の増加、およびまた任意のリサイクル弁が開かれる場合には吸入圧力の増加を引き起こす。圧縮機には十分な出力が供給され得る場合、吐出圧力は、引き続き上昇し、リリーフ弁が設けられないならばシステムの設計圧力を超えることがある。
【００３１】
従来、このようなリリーフ弁は、フレアシステムに接続され、このフレアシステムは、閉塞された出口事象からの全リリーフ流れを、すなわち圧縮機供給流のすべての圧縮から発生され、圧縮機の出口でさらなる圧力増加を防ぐために逃がされなければならない質量流れを処理するような寸法に作られる。
【００３２】
図１は、随意の圧力リリーフ弁２５０が圧縮された吐出流１５０と流体連通して設けられる好ましい実施形態を開示している。示される実施形態では、圧力リリーフ弁２５０は、継続する圧縮された流れ１６０に接続され、この継続する圧縮された流れ１６０は、第１の圧縮機１００の入口に再利用されない圧縮された吐出流１５０のこの一部によって供給される。圧力リリーフ弁２５０は、フレアシステム３００に接続されることができる。フレアシステム３００は、フレアスタックおよび関連する配管（図示せず）を備えることができる。
【００３３】
本明細書において開示される方法および装置は、第１の圧縮機１００および圧縮された吐出流１５０を含む装置１の保護のために、少なくとも１つ、より好ましくは２つのバリアシステムを設けている。
【００３４】
第１のバリアシステムは、圧縮機供給弁１２、２２の閉鎖を指示することによって閉塞された出口事象の後に圧縮された吐出流１５０の圧力の増加を処理する。このことは、圧縮機供給流１０、２０を介して第１の圧縮機１５０の中に追加の質量流れの導入を防ぐことによって、第１の圧縮機１００の出口１０５における圧力のさらなる増加を防ぐことが意図される。
【００３５】
第１のバリアシステムは、第１の圧縮機の閉塞された出口事象の第１の指標を監視する。第１の指標は、圧縮された吐出流１５０の選択された吐出圧力、圧縮された吐出流１５０の選択された吐出温度、第１の圧縮機１００の選択された出力、１つまたは複数の圧縮機供給流１０、２０の選択された吸入圧力、および１つまたは複数の圧縮機供給流１０、２０の選択された吸入温度を含むグループのうちの１つまたは複数であることができる。
【００３６】
第１の指標は、好ましくは、閉塞された出口事象について選択的であり、いかなる閉塞された出口事象も存在しない場合に通常運転条件下で発生する他の事象については非選択的であるべきである。たとえば、プロセス測定可能量（たとえば、吐出圧力、または上記のグループで列挙された他の測定可能量）が使用されるならば、この場合、この測定可能量の選択された値は、通常運転条件下で生じ得るプロセス測定可能量の通常変動が、閉塞された出口なしで選択された値に達せずかつ／または交差せず、閉塞された出口事象の第１の指標の検出を引き起こすに足りるだけ、高いかまたは低くあるべきである。選択された値は、好ましくは、問題のプロセス測定可能量が閉塞された出口事象の場合にだけ選択された値にのみ達しまたは交差するに足りるだけ高いかまたは低くあるべきである。
【００３７】
好ましくは、第一の圧縮機の閉塞された出口事象の第１の指標は、圧縮された吐出流１５０の選択された吐出圧力を含み、より好ましくはそれからなることが好ましい。この吐出圧力は、圧縮機の閉塞された出口事象の最も直接的な指標のうちの１つであり、また比較的容易に測定可能であると考えられる。したがって、たとえば、第１の指標は、圧縮された吐出流１５０の選択された圧力であることができる。この選択された圧力に達すると、圧縮機供給弁１２、２２の閉鎖が指示される。圧縮機供給弁１２、２２のゼロからすべてまでのいくつかの圧縮機供給弁１２、２２は、指示されるように閉鎖することができる。圧縮機供給弁１２、２２のゼロ個、いくつかまたはすべては、閉鎖できない場合がある。
【００３８】
したがって、本明細書において開示される方法は：
（ａ）第１の圧縮機供給弁１２を有する第１の圧縮機供給流１０を、第１の圧縮機１００の第１の入口１８に通過させ、第２の圧縮機供給弁２２を有する第２の圧縮機供給流２０を、第１の圧縮機１００の第２の入口２８に通過させるステップと、
（ｂ）第１の圧縮機１００の出口１０５において圧縮された吐出流１５０を供給するように、第１の圧縮機１００で第１の圧縮機供給流１０および第２の圧縮機供給流２０を圧縮するステップと、
（ｃ）第１の圧縮機１００の閉塞された出口事象の第１の指標を監視するステップと、
（ｄ）第１の圧縮機１００の閉塞された出口事象の第１の指標が検出される場合に、第１の圧縮機供給弁１２および第２の圧縮機供給弁２２の両方の閉鎖を指示するステップとを少なくとも含むことができる。
【００３９】
第１のバリアシステムで圧縮機供給弁１２、２２の閉鎖を指示する場合、それ自体の確率をそれぞれが有するいくつかの異なるシナリオが存在する。
【００４０】
たとえば、図１の実施形態では、そうすることが指示されることに応じて、第１の圧縮機供給弁１２および第２の圧縮機供給弁２２の両方が閉鎖する場合があり、２つの第１の圧縮機供給弁１２および第２の圧縮機供給弁２２のうちの１つが閉鎖する場合があり、または、第１の圧縮機供給弁１２および第２の圧縮機供給弁２２のいずれもが閉鎖しない場合がある。たとえば、供給弁１２、２２が電子的に作動される弁である場合、供給弁のうちの１つまたは複数が、弁凍結、または弁に達する電子指示信号の故障により閉鎖できない場合がある。
【００４１】
各シナリオが起こる確率は、適切なリスク評価を実行することによって計算され得る。圧縮機供給弁１２、２２のうちのすべてがうまく閉鎖する確率が容認できるほどに高く、圧縮機供給弁１２、２２のうちの１つまたは複数が閉鎖できない確率が許容できるほどに低いならば、この場合、圧力リリーフ弁２５０およびフレアシステム３００は、必要とされないことになる。
【００４２】
圧縮機供給弁１２、２２のうちの少なくとも１つが閉鎖できない確率が、容認できないほど高いならば、この場合、圧縮機供給流１０、２０のうちの少なくとも１つが、第１の圧縮機１００に引き続き供給することになる確率が高い。閉塞された出口事象の間中、これは、第１の圧縮機１００の出口１０５での圧力、およびしたがって圧縮された吐出流１５０および圧縮された継続する流れ１６０の増加をもたらすことになる。この圧力を逃がすために、圧縮された吐出流１５０と流体連通している圧力リリーフ弁２５０が設けられ得る。圧力リリーフ弁２５０は、閉塞された出口事象の結果として、吐出圧力の増加に応じて開くように構成され、継続する圧縮された流れ１６０のための出口を形成する。圧力リリーフ弁２５０は、圧力リリーフ弁２５０を通過する圧縮された継続する流れ１６０の一部を処理するようにフレアシステム３００に接続され得る。
【００４３】
圧縮機供給弁１２、２２のうちの１つまたは複数がうまく閉鎖する確率が容認できるほどに高く、圧縮機供給弁のうちのいずれもが閉鎖しない確率が許容できるほどに低いならば、この場合、フレアシステム３００および圧力リリーフ弁２５０のうちの１つまたは両方のサイズは、圧縮機供給流１０、２０のすべての出口を受け入れるように設計されるサイズに比べて小さくされ得る。
【００４４】
たとえば、供給弁１２、２２のうちのそれぞれが閉鎖できない確率が同じである場合、数が増加した供給弁が閉鎖できない確率は、低くなる。２つの供給弁がある図１の場合には、各供給弁が、０．１の閉鎖できない確率を有するならば、両方の供給弁が閉鎖できない確率は、０．０１であり、１つのものが閉鎖できない確率は、０．１８であり、１つまたは両方が閉鎖できない確率は、０．１９であり、いずれもが閉鎖できる確率は、０．８１である。したがって、０．１９の確率が許容できるほどに低いリスクを表すならば、この場合、装置は、圧力リリーフ弁２５０およびフレアシステム３００なしで提供され得る。
【００４５】
しかしながら、供給弁のうちの１つまたは両方が閉鎖できない０．１９の確率が容認できないほど高いリスクを表すと決定され、また両方の供給弁１２、２２が閉鎖できない０．０１の確率が許容できるほどに低いリスクを表すとするならば、この場合、圧力リリーフ弁２５０が、圧縮された吐出流１５０と流体連通して設けられ得る。この場合には、圧力リリーフ弁２５０は、フレアシステム３００に接続され得る。圧力リリーフ弁２５０およびフレアシステム３００のうちの１つまたは両方は、第１の圧縮機からのリリーフ流れを少なくとも受け入れるような寸法に作られ得る。図１の実施形態では、リリーフ流れは、最大流量の場合の圧縮機供給流によって発生される継続する圧縮された流れ１６０に対応する。
【００４６】
供給弁のうちの両方が閉鎖できない０．０１の確率が許容できないほどに高いリスクを表すとするならば、この場合、圧力リリーフ弁２５０およびフレアシステム３００のうちの１つまたは両方は、両方の圧縮機供給流１０、２０によって発生される継続する圧縮された流れ１６０からの流れを少なくとも受け入れるような寸法に作られる。
【００４７】
１つの実施形態では、第１のバリアシステムには、第１の安全規準が設けられることができ、この第１の安全規準は、その閉鎖の故障が許容され得る圧縮機供給弁１０、２０の数を規定する。
【００４８】
たとえば、第１の安全規準は、たとえば封じ込めによる損失を生じるなどの許容できないリスクを生じることなく、これらに閉鎖を指示すると、閉鎖できないことが容認され得る圧縮機供給弁の最も多い数として設定され得る。したがって、この安全規準は、任意の圧力リリーフ弁２５０および任意のフレアシステム３００のうちの１つまたは両方の最少容量を計算するのに使用され得る。
【００４９】
第１の安全規準がゼロ個の供給流弁の故障に設定される場合、いかなる圧力リリーフ弁２５０またはフレアシステム３００も要求されない。このことは、供給弁のうちの１つまたは複数の閉鎖の故障が、リスク評価によって許容できるほどに低いように計算されていることを意味する。
【００５０】
現在では、圧力リリーフ弁２５０およびフレアシステム３００のうちの１つまたは両方は、第１の安全規準で規定される供給弁１２、２２の数の閉鎖の故障の間に、第１の圧縮機１００に引き続き流れる圧縮機供給流１０、２０での圧縮から結果として得られるリリーフ流れを少なくとも受け入れるように設計され得る。
【００５１】
したがって、一般に、用語「リリーフ流れ」は、第１の圧縮機１００の出口１０５と封鎖または流れの制限との間でさらなる圧力増加を防ぐために、閉塞された出口事象の後に逃がされなければならない流れとして定義される。図１の実施形態では、リリーフ流れは、継続する圧縮された流れ１６０の流量と等価である。これは、圧縮された吐出流１５０の流れと対比されることができ、これはまた、任意のリサイクル流１１０、１２０によって第１の圧縮機１００に供給される質量流れも含むことになる。
【００５２】
たとえば、ｎ個の圧縮機供給弁１２、２２があり、ｎは、１以上の整数である場合、第１の安全規準は、閉鎖すべき圧縮機供給弁１２、２２のうちの数ｍの故障として規定されることができ、ｍは、０からｎまでの範囲の整数であり、より好ましくは、ｍは、０から（ｎ−１）、または１からｎまでの範囲の整数であり、さらにより好ましくは、ｍは、１から（ｎ−１）までの範囲の整数である。
【００５３】
したがって、一般に、第１の安全規準についてのリリーフ流れは、供給弁１２、２２が閉鎖できないｍ個の圧縮機供給流１０、２０の第１の圧縮機１００での圧縮から結果として得られる流れとして規定され得る。
【００５４】
したがって、ｍ＝ｎのときの第１の安全規準の場合には、リスク評価は、供給弁のうちのまさに１つが閉鎖できない確率が許容できないほどに高く、それによって、圧力リリーフ弁２５０およびフレアシステム３００のうちの１つまたは両方が圧縮機供給流１０、２０のうちのすべての圧縮によって発生されるリリーフ流れを少なくとも受け入れるような寸法に作られることを明らかにしている。
【００５５】
ｍ＜ｎのときの第１の安全規準の場合には、閉鎖すべき圧縮機供給弁１２、２２のうちのｍ＋１個以上の故障は、許容できるほどに低いようにリスク評価で計算されている。したがって、圧力リリーフ弁２５０および／またはフレアシステム３００は、圧縮機供給流１０、２０によって発生されるリリーフ流れを少なくとも受け入れるような寸法に作られ得る。
【００５６】
第１の安全規準は、特別の装置および構成に特定される。値ｍは、閉鎖すべきｍ＋１個以上の弁の故障が許容できるリスクを表し、閉鎖すべきｍ個の弁の故障がより高い確率からなりかつ許容できないリスクを表すが一方容認できるほどに低い確率を有するようにリスク評価で統計的に決定される。
【００５７】
１つの実施形態では、第１の安全規準、ｍは、ｎ個の弁について確率論的解析によって、たとえば：
（ｉ）閉鎖しまたは開いたままである弁の数のｎ＋１個の起こり得る結果のそれぞれについての確率を計算するステップであり、これは、閉鎖できない供給弁の０個からｎ個まで、たとえば閉鎖できない供給弁の０個、１個、２個、３個等を表すステップと、
（ｉｉ）供給弁のうちの「０個」、「１個以上」から「ｎ−１個以上」および「ｎ個」までが閉鎖できない、たとえば供給弁のうちの「０個」、「１個以上」、「２個以上」および「３個以上」等が閉鎖できないシナリオについて全確率を計算するステップと、
（ｉｉｉ）１個が存在する場合に、許容可能なリスクを表すステップ（ｉｉ）で計算された最も高い確率でシナリオを選択するステップと、
（ｉｖ）ａ）安全規準が０個の弁に設定される場合に、ステップ（ｉｉ）で計算された全確率のすべてが許容可能なリスクを表すのでなければ、または、ｂ）安全規準がｎ個の弁に設定される場合に、ステップ（ｉｉ）で計算された全確率のいずれもが許容可能なリスクを表さないのでなければ、ステップ（ｉｉｉ）で選択される範囲で弁の最も少ない数よりも１個少ない弁の故障で第１の安全規準を設定するステップとによって決定され得る。
【００５８】
次に、第１の安全規準の選択が、４つの供給弁を有し、かつ完全に仮想の弁故障および許容可能なリスク確率を用いたシステムについて例示として説明される。それぞれが、０．１という閉鎖できない仮想かつ独立の確率を有する、４個の供給弁を有するシステム、０個、１個、２個、３個および４個の供給弁が閉鎖できないシナリオの確率は、それぞれ、０．６５６、０．２９２、０．０４９、０．００４および０．０００１と計算され得る（ステップ（ｉ））。次いで、０個、１個以上、２個以上、３個以上および４個の供給弁が閉鎖できない全確率は、それぞれ、０．６５６１、０．３４２９、０．０５２３、０．００３７および０．０００１と計算され得る（ステップ（ｉｉ））。許容可能なリスクが０．０１以下のシナリオ確率に設定されるならば、この場合、閉鎖できない３以上の供給弁は、許容可能なリスクを表すように決定される最も高い確率で起こるように計算される（ステップｉｉｉ））。安全規準は、閉鎖できない２個の供給弁に設定され得る（ステップ（ｉｖ））。
【００５９】
図１に戻ると、第１の安全規準が、閉鎖されるべき圧縮機供給流弁１２、２２のうちのｍ＝０個の故障として規定される、すなわち、すべての圧縮機供給流弁１２、２２が指示される通りに閉鎖される状況では、閉鎖できない１個以上の弁の許容可能な低いリスクがあることが決定されている装置が設けられる。これは、圧力リリーフ弁２５０およびフレアシステム３００が、不要であり、存在する必要はなく、または、多数のプロセスユニット、すなわち２つ以上の圧縮機によって共有される共有のフレアシステム３００が存在する場合には、このような共有のフレアシステムは、圧縮機供給流１０、２０のうちのいずれかによって発生されるリリーフ流れを受け入れるような寸法に作られる必要はないことを意味する。
【００６０】
図１の実施形態では、２つの圧縮機供給流１０、２０および２つの圧縮機供給弁１２、２２がある。閉鎖されるべき圧縮機供給弁１２、２２のうちの１つの故障の安全規準は、この事象が起こる確率が容認できないほど高く、同時に圧縮機供給弁１２、２２のうちの両方が閉鎖できない確率が許容できるほどに低い場合に選択されることもできる。
【００６１】
圧力リリーフ弁２５０およびフレアシステム３００のうちの１つまたは両方は、第１の安全規準、すなわち２つの供給弁１２、２２のうちの１つの閉鎖の故障によって発生されるリリーフ流れを少なくとも受け入れるような寸法に作られ得る。したがって、フレアシステムは、単一の圧縮機供給流、すなわち第１の圧縮機供給流１０および第２の圧縮機供給流２０のうちの１つまたは他のものによって発生されるリリーフ流れを処理するような寸法に作られる。
【００６２】
圧縮機供給流１０、２０が異なる質量流れを有する状況では、フレアシステムは、より大きな質量流れを有する圧縮機供給流１０、２０によって発生されるリリーフ負荷を処理するような寸法に作られるべきである。一般に、安全規準が開くことができないｍ個の供給弁１２、２２に設定されるならば、この場合、フレアシステム３００は、より大きな質量流れを有するｍ個の流れによって発生されるリリーフ負荷を処理するような寸法に作られるべきである。
【００６３】
好ましい実施形態では、少なくとも圧力リリーフ弁２５０は、第１の安全規準によって発生されるリリーフ流れを少なくとも受け入れるような寸法に作られる。
【００６４】
さらなる実施形態では、圧力リリーフ弁２５０は、第１の安全規準によって発生されるリリーフ流れを少なくとも受け入れるような寸法に作られ、同時にフレアシステム３００のサイズは、第１の安全規準によって発生されるリリーフ流れよりも大きな流れを受け入れるに十分な大きさであり得る。このような状況は、フレアシステム３００がフレアシステム３００の容量に対して限定的な例を与える１つまたは複数の他の処理装置と共用される、すなわち他の処理装置が第１の安全規準によって発生される流れよりも大きなフレア容量を必要とする場合に起こり得る。これは、たとえば、本明細書において開示される方法および装置がＬＮＧ液化プラントで主冷媒圧縮機を保護するのに使用され、そこではフレアシステムが限定的な例になるプロパン予冷段階からリリーフ負荷を受け入れるような寸法で作られる場合に起こり得る。
【００６５】
圧力リリーフ弁２５０が第１の安全規準によって発生されるリリーフ流れを少なくとも受け入れるような寸法に作られるさらなる実施形態では、フレアシステム３００は、第１の安全規準によって発生されるリリーフ流れよりもより少量を受け入れるような寸法に作られ得る。この場合には、閉塞された出口事象が発生することになり、圧力リリーフ弁２５０が開くことになるならば、封じ込めによる損失に対する保護が実現されることになる。しかしながら、第１の安全規準によって発生されるリリーフ流れは、フレアシステム３００の容量を超えることになり、それにより、フレアスタックなどのフレアシステム３００への過度のフレアリング（ｆｌａｒｉｎｇ）、および潜在的な熱放射損傷になる。
【００６６】
他の実施形態では、圧力リリーフ弁２５０とフレアシステム３００は共に、第１の安全規準によって発生されるリリーフ流れを少なくとも受け入れるための最少サイズを有する。
【００６７】
第１の安全規準が閉鎖できないｍ個の弁を有し、数値ｍが供給弁の総数ｎよりも小さい場合、リリーフ流れを受け入れるように構成される圧力リリーフ弁２５０およびフレアシステム３００のうちの１つまたは両方のサイズは、圧縮機供給流１０、２０のすべての組み合わせによるリリーフ負荷を受け入れるような寸法に作られる圧力リリーフ弁および／またはフレアシステムに比べて小さくされ得ることが明らかである。このことは、より小さな圧力リリーフ弁およびフレアシステム、特にフレアスタックがより大きなサイズのユニットよりもかなり安価であるので、大きなＣＡＰＥＸ節約を発生することができる。
【００６８】
したがって、本明細書において開示されるすべての態様に適用できる、さらなる好ましい実施形態では、圧力リリーフ弁２５０およびフレアシステム３００のうちの１つまたは両方は、第１の圧縮機１００でのｎ個の圧縮機供給流１０、２０の圧縮から発生される流れよりもより少量を受け入れるような寸法に作られ得る。さらにより好ましくは、圧力リリーフ弁２５０およびフレアシステム３００のうちの１つまたは両方は、第１の安全規準によって発生される少なくともリリーフ流れのリリーフ流れ、および第１の圧縮機１００でのｎ個の圧縮機供給流１０、２０のすべての圧縮から発生される流れよりもより少量を受け入れるような寸法に作られ得る。
【００６９】
他の実施形態では、圧力リリーフ弁２５０およびフレアシステム３００のうちの１つまたは両方は、第１の安全規準によって発生されるリリーフ流れをせいぜい実質的に受け入れるような寸法に作られ得る。たとえば、圧力リリーフ弁２５０およびフレアシステム３００のうちの１つまたは両方は、第１の安全規準によって発生されるリリーフ流れのせいぜい好ましくは１２０％、より好ましい１１０％、さらに好ましくは１０５％を受け入れるような寸法に作られ得る。
【００７０】
他の方法を見ると、本明細書において開示される方法および装置はフレアシステムが圧縮機供給流のすべてから発生される全リリーフ負荷を処理するように設計される設備に導入される場合、フレアシステム容量は、第１の安全規準で閉鎖できない供給流弁の数ｍが供給流弁の総数ｎよりも小さいとき、他の目的のために自由にされ得ることが有利である。
【００７１】
第１のバリアシステムは、器械保護機能（Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｉｖｅ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）（ＩＰＦ）によって設けられ得る。これは、第１の圧縮機１００の閉塞された出口事象の第１の指標を監視する第１の監視装置Ｐ１、および第１のコントローラＸＣ１を備える。第１の指標は、圧縮された吐出流１５０の選択された吐出圧力、圧縮された吐出流１５０の選択された吐出温度、第１の圧縮機１００の選択された出力、１つまたは複数の圧縮機供給流１０、２０の選択された吸入圧力、および１つまたは複数の圧縮機供給流１０、２０の選択された吸入温度を含むグループのうちの１つまたは複数であることができる。第１の監視装置Ｐ１は、閉塞された出口事象の第１の指標である圧力、温度または圧縮機出力などの第１の選択された値によって設定されることができる。第１の選択された値が検出されると、第１の監視装置Ｐ１は、第１のコントローラＸＣ１に第１の信号を送信することができる。
【００７２】
たとえば、第１の監視装置Ｐ１は、圧縮された吐出流１５０内の圧力センサであることができる。圧力が閉塞された出口事象を表す第１の選択された値に達すると、第１の信号が、第１のコントローラＸＣ１に送信される。
【００７３】
閉塞された出口事象が生じていることを表す第１の信号を受信すると、第１のコントローラＸＣ１は、電気的に作動される弁であり得る圧縮機供給弁１２、２２に第１の指示信号を送信することができ、それらの閉鎖を指示する。
【００７４】
さらに、第１のコントローラＸＣ１は、電気的に作動される弁であり得るリサイクル弁１１２、１２２に第２の指示信号を送信することができ、サージを防ぐために第１の圧縮機１００の入口１８、２８に圧縮された吐出流１２０のリサイクルを可能にするようにそれらの開放を指示する。しかしながら、第１のバリアシステムは、サージに対して第１の圧縮機を保護することができる任意のシステム、または高い吐出温度、振動等に対して第１の圧縮機を保護することができる他のシステムから完全に独立していることが好ましい。
【００７５】
成功した場合、第１のバリアシステムは、第１の圧縮機１００の出口１０５において圧力のさらなる増加を防ぐことができる。これは、圧縮機供給弁１２、２２のうちのすべてが指示される通りにうまく閉鎖する場合に起こる。
【００７６】
圧縮機供給弁のうちの１つまたは複数が閉鎖できない場合、第１の圧縮機吐出圧力は、任意の第２のバリアシステムが係合するか、または圧力リリーフ弁２５０が開くまで増加し得る。
【００７７】
本明細書において開示される第２のバリアシステムは、第１のバリアシステムから独立していることが好ましい。また、第２のバリアシステムは、サージ保護システムなどの任意の圧縮機保護システムから独立しているべきである。第２のバリアシステムの目的は、第１の圧縮機の閉塞された出口事象の第２の指標が検出される場合に第１の圧縮機１００の圧縮出力を低減することである。これは、第１の圧縮機１００の運転が停止されるように、第１の圧縮機の圧縮出力をゼロまで低減することを含むことができる。
【００７８】
第２のバリアシステムは、第１の圧縮機１００の閉塞された出口事象の第２の指標を監視する。第２の指標は、圧縮された吐出流１５０の選択された吐出圧力、圧縮された吐出流１５０の選択された吐出温度、第１の圧縮機１００の選択された出力、１つまたは複数の圧縮機供給流１０、２０の選択された吸入圧力、および１つまたは複数の圧縮機供給流１０、２０の選択された吸入温度を含むグループのうちの１つまたは複数であることができる。
【００７９】
第２の指標は、上で説明された第１の指標と同じであるか、またはそれと異なることができる。さらに、第１の指標および第２の指標は、温度、圧力、または第１の圧縮機出力などの同じ特性を測定できるが、異なる値であるように選択されることができる。したがって、第２の指標の選択は、第１のバリアシステムと同じ条件下で、たとえば、同じ作動規準が両方のシステムに使用される場合には第１のバリアシステムの前、または第１のバリアシステムの後に作動するように構成される第２のバリアシステムを設けることができる。たとえば、第１の圧縮機１００の閉塞された出口事象の第１の指標および第２の指標は、圧縮された吐出流１５０の同じまたは異なる圧力レベルの形で選択され得る。
【００８０】
第１の圧縮機の閉塞された出口事象の第２の指標を検出すると、第１の圧縮機１００の圧縮出力の低減が指示される。好ましい実施形態では、圧縮出力は、ゼロまで低減されるように指示される。
【００８１】
第１の圧縮機１００は、図１に示されるように電気駆動装置であり得る第１の駆動装置２００によって機械的に駆動されることができる。あるいは、圧縮機１００は、ガスタービンまたは蒸気タービン（図示せず）によって機械的に駆動されることができる。圧縮出力の低減は、次の手順、すなわち第１の駆動装置２００の速度を低下させること、および第１の駆動装置２００への出力の供給を低減することのうちの１つまたは複数によって実現され得る。
【００８２】
第１の駆動装置２００が電気駆動装置である場合は、第１の駆動装置に供給される電気出力が低減されることができ、または、圧縮出力をゼロまで低減することが望まれる場合は、第１の駆動装置に電気動力を供給する回路が、図１でスイッチ２１０によって示されるように切られ得る。
【００８３】
第１の圧縮機１００がガスタービンまたは蒸気タービンによって機械的に駆動される場合は、ガスタービンへの燃料の供給、または蒸気タービンへの蒸気の供給が低減されることができ、それによって、第１の駆動装置の速度を低下することができる。所望ならば、燃料または蒸気の供給が完全に停止され、第１の駆動装置２００を停止し、それによって第１の圧縮機１００の運転を停止することもできる。
【００８４】
第１の圧縮機１００の出力の低減は、圧縮機の出口１０５で圧力のさらなる増加を防ぐことができる。
【００８５】
第２のバリアシステムは、器械保護機能（Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｉｖｅ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）（ＩＰＦ）によって設けられ得る。これは、第１の圧縮機１００の閉塞された出口事象の第２の指標を監視する第２の監視装置Ｐ２、および第２のコントローラＸＣ２を備える。第２の監視装置Ｐ２は、閉塞された出口事象の第２の指標である圧力、温度または圧縮機出力などの第２の選択された値によって設定されることができる。第２の選択された値が検出されると、第２の監視装置Ｐ２は、第２のコントローラＸＣ２に第２の信号を送信することができる。
【００８６】
たとえば、第２の監視装置Ｐ２は、圧縮された吐出流１５０内の圧力センサであることができる。第１のバリアシステムからの独立を実現するために、第２の監視装置Ｐ２は、第１の監視装置Ｐ１と別個の装置であることが好ましい。圧力が第２の選択された値に達すると、第２の信号が、第２のコントローラＸＣ２に送信され、閉塞された出口事象が生じていることを示す。
【００８７】
第２の信号を受信すると、第２のコントローラＸＣ２は、第１の圧縮機出力を低減するように適切なユニットに第３の指示信号を送信することができる。たとえば、第３の指示信号は、ガスタービンまたは蒸気タービンの第１の駆動装置２００への燃料または蒸気の流れをそれぞれ制限するように、弁、好ましくは電磁弁などの電気的に作動される弁に送信されることができる。第１の駆動装置２００が電動機であるならば、この場合、第３の指示信号は、出力を低減するように電動機に、または電気駆動装置に供給される電気出力を低減するように配電系統に、または駆動装置を完全に停止することが意図される場合には電気駆動装置の出力回路の電気スイッチ２１０に供給され得る。
【００８８】
好ましい実施形態では、第２のバリアシステムは、第１のバリアシステムと組み合わさって作動される。たとえば、閉塞された出口事象の第１の指標が、第２の指標のそれの前に発生することになるようなレベルに、たとえば第２の指標よりも低い第１の圧縮機の吐出圧力に設定されるならば、この場合、閉塞された出口事象の第１の指標を検出すると、圧縮機供給弁１２、２２は、閉鎖するように指示される。圧縮機供給弁１２、２２のうちのすべてがうまく閉鎖するならば、この場合、第１の圧縮機１００の出口１０５における圧力の任意のそれ以上の増加は起こり得ず、第１のバリアシステムは、うまく作動している。
【００８９】
しかしながら、圧縮機供給弁１２、２２のうちの１つまたは複数が閉鎖できない場合、第１の圧縮機１００の出口１０５における圧力は、閉塞された出口事象の第２の指標に達するまで引き続き上昇する。第２の指標に達すると、第２のバリアシステムは作動し、第１の圧縮機出力の低減を指示する。指示は、第１の圧縮機出力をゼロまで低減させるように与えられることがより好ましい。
【００９０】
ガスタービンまたは蒸気タービンの第１の駆動装置の場合は、指示は、蒸気制御弁およびトリップ弁などの、それぞれ燃料ガスまたは蒸気流れ内の１つまたは複数の弁を閉鎖するように送信される。同様に、第１の駆動装置２００が電動機である場合、指示は、第１の駆動装置２００へ動力を供給する電気回路を切るように、１つまたは複数のスイッチ２１０を切るように送信され得る。これらの弁のうちの少なくとも１つがうまく閉鎖するか、またはスイッチ２１０がうまく切られる場合、第１の駆動装置２００は停止し、第１の圧縮機１００は、運転を停止する。第１の圧縮機の吐出における圧力の任意のそれ以上の増加は停止される。
【００９１】
第１のバリアシステムおよび第２のバリアシステムの組み合わせは、閉塞された出口事象の後に設計圧力を超えて圧縮機の出口で圧力が増加する確率の大きな低下になり得る。
【００９２】
圧力リリーフ弁２５０の第１の設定圧力は、圧力リリーフ弁２５０が開かれる前に供給弁１２、２２の閉鎖が指示されることを確実にするように、第１の指標のそれを超えたレベルに設定されるべきである。
【００９３】
好ましい実施形態では、圧力リリーフ弁２５０の第１の設定圧力は、第１のバリアシステムの閉塞された出口事象の第１の指標、および第２のバリアシステムが存在する場合には任意の第２の指標を超えたレベルに設定される。
【００９４】
第１の安全規準を依然として満たしているが供給弁１２、２２のうちのすべてが閉鎖するとは限らない場合、たとえば、これが、閉鎖できない供給弁１２、２２のうちの１つに設定され、随意の第２のバリアシステムが第１の圧縮機１００の出力を低減する際に不成功に終わったならば、この場合、第１の圧縮機の出口１０５における圧力は、圧力リリーフ弁２５０の第１の設定圧力に達するまで引き続き上昇し、その圧力点で圧力リリーフ弁２５０は開き、圧縮された吐出流１５０のうちの少なくとも一部は、継続する圧縮された流れ１６０としてフレアシステム３００に通され、いかなるさらなる圧力増加も予想されない。
【００９５】
本明細書において開示される方法および装置の利点は、ＬＮＧ輸出設備を参照して例示され得る。ＬＮＧ輸出設備のフレアシステムのサイズは、予冷圧縮機の閉塞された出口の間中に対処されなければならないリリーフ負荷によって決定される。この事例によるリリーフ負荷が約５０％低減され得るならば、この場合、他のリリーフ負荷の事例が、フレアシステムのサイズを支配することになる。いくつかの状況では、これは、約１８０ｍから１２０ｍにフレア高さの減少を可能にし、大きなサイズおよび重量の低減を示している。
【００９６】
海洋ＬＮＧプラントのような空間が制限される一定の状況では、このことは、海洋船または海洋プラットフォーム建造物の大きな経費節約を示す。
【００９７】
好ましい実施形態では、本明細書において開示される方法および装置は、浮遊船、海洋プラットフォームまたはケーソン上での設置に特に適している。浮遊船は、一般に少なくとも船体を有し、通常、「タンカー」などの船の形をとった任意の可動または係留船であることができる。
【００９８】
このような浮遊船は、任意の寸法からなることができるが、通常、細長いものである。浮遊船の寸法は、海では制限されないが、浮遊船のための建物設備および保全設備は、このような寸法を制限し得る。したがって、本明細書において開示される１つの実施形態では、浮遊船または海洋プラットフォームは、現存する造船設備および保全設備に収容されることができるように、長さが５００ｍなど、６００ｍよりも短く、８０ｍなど、１００ｍよりも短い梁である。
【００９９】
また、海洋プラットフォームは、可動であることもできるが、一般に、浮遊船よりも一層恒久的に設置可能である。また、海洋プラットフォームは、浮遊することができ、また、任意の適切な寸法を有することができる。
【０１００】
図１で説明される概念を、２つ以上の圧縮機供給流が存在する他の実施形態に拡張され得る手法が明らかになる。好ましい実施形態では、本明細書において開示される方法および装置は、４つの圧縮機供給流を有する冷媒圧縮機に適用され得る。
【０１０１】
図２は、第１の圧縮機１００には４つの圧縮機供給流１０、２０、３０、４０が設けられる実施形態を示している。図２に示される機構は、米国特許第４，４０４，００８号明細書に開示されているプロパン冷媒予冷、混合冷媒メイン冷却システム（Ｃ３ＭＲ）のプロパン予冷段階のような簡単化された冷媒回路を表す。
【０１０２】
第１の圧縮機１００は、第１の入口１８、第２の入口２８、第３の入口３８および第４の入口４８においてそれぞれ第１の圧縮機供給流１０、第２の圧縮機供給流２０、第３の圧縮機供給流３０および第４の圧縮機供給流４０によって供給される冷媒圧縮機であることができる。第１の圧縮機１００は、出口１０５において圧縮された冷媒吐出流として圧縮された吐出流１５０を供給する。簡単に説明するために、図２では、いかなるリサイクル流も示されていない。
【０１０３】
この実施形態では、本明細書において開示される方法は、（ａ）第１の圧縮機１００の第１の入口１８へ第１の圧縮機供給弁１２を有する第１の圧縮機供給流１０を通過させるステップと、第１の圧縮機１００の第２の入口２８へ第２の圧縮機供給弁２２を有する第２の圧縮機供給流２０を通過させるステップと、第１の圧縮機１００の第３の入口３８へ第３の圧縮機供給流弁３２を有する第３の圧縮機供給流３０を通過させるステップと、第１の圧縮機１００の第４の入口４８へ第４の圧縮機供給流弁４２を有する第４の圧縮機供給流４０を通過させるステップと含む。
【０１０４】
圧縮の後に、圧縮された冷媒吐出流１５０は、閉塞された出口事象を発生する場合がある１つまたは複数の冷却装置、弁３５０、５５０、アキュムレータ５００および／または熱交換器６００を通過され得る。
【０１０５】
図２は、制御された圧縮された冷媒流れ３６０を供給するように、吐出隔離弁３５０を通過している圧縮された吐出流１５０を示している。吐出隔離弁３５０が閉鎖位置で作動しなくなる場合、圧縮機の閉塞された出口事象が発生することになる。
【０１０６】
次いで、制御された圧縮された冷媒流れ３６０は、冷却された冷媒流れ４１０を供給するように、空気または水クーラなどの１つまたは複数の冷却装置４００で冷却され得る。冷却された冷媒流れ４１０は、炭化水素流などの流れ６２０を直接冷却するのに使用されることができ、または、最後に冷却を行うことができる冷却された冷媒流れ４１０から得られる流れであるように、冷却ステップの前にさらに処理され得る。冷却された冷媒流れは、少なくとも部分的に凝縮されることが好ましく、本来完全に凝縮されることがより好ましく、それによって、凝縮される冷媒の少なくとも一部が、流れ６２０に対して蒸発され、それによって、熱が流れ６２０から取り出される。
【０１０７】
冷却装置４００のうちの１つでの冷却不良は、凝縮能力の損失、および圧縮機の出口１０５における圧縮された吐出流１５０の圧力の増加になる。このような冷却不良は、冷却水流れなどの冷却装置４００への冷却流れがうまく作動しないと生じ得る。これが、閉塞された出口事象を生じ得る。
【０１０８】
さらに、また、凝縮器内などの任意の冷却装置４００内の不活性材料の蓄積が閉塞された出口事象をもたらすことがある。このような不活性材料は、たとえば、第１の圧縮機１００と流体連通しているコイル巻かれた熱交換器などの、熱交換器６００内で管破断によって発生することがある。
【０１０９】
冷却された冷媒流れ４１０は、アキュムレータ吐出流５１０を供給し得る集積装置５００に通過され得る。アキュムレータ吐出流５１０は、制御されたアキュムレータ吐出流５６０を供給するように、アキュムレータ吐出隔離弁５５０を通過され得る。万一アキュムレータ吐出隔離弁５５０が閉鎖位置で作動しなくなるとすれば、閉塞された出口事象が発生する可能性がある。
【０１１０】
制御されたアキュムレータ吐出流５６０は、１つまたは複数の熱交換器６００に通過され得る。１つより多い熱交換器６００がある場合には、このような熱交換器は、直列または並列に配置されることができ、たとえば熱交換器６００が異なる圧力にある場合には膨張の後に、制御されたアキュムレータ吐出流５１０から得られる流れによって供給され得る。Ｃ３ＭＲプロセスのプロパン予冷段階では、４つの熱交換器６００が、直列に配置され、それぞれが、４つの圧縮機供給流１０、２０、３０、４０を供給するように異なる圧力で作動する。図２は、簡単に説明するために単一の熱交換器６００だけが示されている。
【０１１１】
制御されたアキュムレータ吐出流５６０は、冷却された炭化水素流６３０、および／または冷却された冷媒流れ（図示せず）、および加熱された冷媒流れ６１０を供給するように、炭化水素流６２０、および／または熱交換器６００内の他の冷媒流れ（図示せず）に対して熱交換され得る。加熱された冷媒流れ６１０は、圧縮された第１の供給流１０、第２の供給流２０、第３の供給流３０または第４の供給流４０として第１の圧縮機１００に戻される前に、さらに処理され得る。
【０１１２】
本明細書において開示される方法および装置は、冷却された炭化水素流６３０が、たとえば−３５℃の温度の予冷天然ガス流などの冷却された天然ガス流、または部分的にもしくは完全に液化された天然ガス流であることができるように、ＬＮＧプラントで使用されることが好ましい。また、混合冷媒流れなどの冷却された冷媒流れは、１つまたは複数の熱交換器６００によって供給され得る。
【０１１３】
天然ガスは、大部分はメタンからなっている。メタンに加えて、天然ガスは、通常、二酸化炭素、硫黄、硫化水素および他の硫黄化合物、窒素、ヘリウム、水、他の非炭化水素酸性ガス、エタン、プロパン、ブタン、Ｃ５＋炭化水素および芳香族炭化水素を含むがこれらに限定されない、多少の重質な炭化水素および不純物を含む。これらのおよび任意の他の共通または知られている重質な炭化水素および不純物は、メタンを液化する通常知られている方法、特にメタンを液化する最も有効な方法を妨げまたは邪魔をする。炭化水素を液化する、特に天然ガスを液化する最も知られているまたは提案されている方法は、液化プロセスの前に重質な炭化水素および不純物の少なくとも大部分のレベルを可能な限り低減することを基礎としている。
【０１１４】
メタンおよび通常エタンよりも重質な炭化水素は、通常、天然ガス流からの天然ガス液（ＮＧＬｓ）として凝縮され、回収される。メタンは、通常、高圧スクラブ塔でＮＧＬｓから分離され、次いで、ＮＧＬｓは、それ自体が蒸気生成物として、または液化に使用するためにたとえば冷媒の成分として貴重な炭化水素生成物を生成するように、いくつかの専用蒸留塔でその後分留される。
【０１１５】
万一閉塞された出口事象が第１の圧縮機１００に対して発生するとすれば、閉塞された出口事象の第１の指標は、第１の監視装置Ｐ１によって検出される。たとえば、閉塞された出口事象を表すレベルの圧力が、圧縮された冷媒吐出流１５０と連通している第１の圧力センサＰ１によって検出される。次いで、第１のバリアシステムが、第１の圧縮機供給弁１２、第２の圧縮機供給弁２２、第３の圧縮機供給弁３２、および第４の圧縮機供給弁４２の閉鎖を指示する。
【０１１６】
したがって、図２の実施形態の方法では、ステップ（ｄ）は、第１の圧縮機１００の閉塞された出口事象の第１の指標が検出される場合に、第１の圧縮機供給弁１２、第２の圧縮機供給弁２２、第３の圧縮機供給弁３２、および第４の圧縮機供給弁４２の閉鎖を指示するステップを含む。
【０１１７】
５つの第１の安全規準は、開示される冷凍システムに適用できることがあり、そこでは、４つの供給弁１２、２２、３２、４２のうちのいずれもが閉鎖でき、１個、２個、３個、または４個は閉鎖できない。どの安全規準が選択されるべきかは、これらのシナリオが発生する確率に依存する。
【０１１８】
万一供給弁のうちの１つまたは複数が開いたままである確率が許容できるほどに低いとすれば、この場合、第１の安全規準は、閉鎖できない０個の弁に設定されることもでき、装置は、圧力リリーフ弁２５０またはフレアシステム３００なしで設けられる。
【０１１９】
万一供給弁のうちの２個以上が開いたままである確率が許容できるほどに低いが、供給弁のうちの１個が開いたままである確率が容認できないほど高いとすれば、この場合、第１の安全規準は、閉鎖できない１個の供給弁に設定されることができ、フレアシステム３００は、最大流量を有する圧縮機供給流によって発生される流れを受け入れるような寸法に作られる。
【０１２０】
万一供給弁のうちの３個以上が開いたままである確率が許容できるほどに低いとすれば、この場合、第１の安全規準は、閉鎖できない２個の供給弁に設定されることができ、フレアシステム３００は、２個の最大流量を有する２個の圧縮機供給流によって発生される流れを受け入れるような寸法に作られる。このようなフレアシステム３００は、先のパラグラフの実施形態のそれよりも大きいが、最大流量を有する３個または４個の圧縮機冷媒供給流１０、２０、３０によって発生される流れを処理するような寸法に作られるフレアシステムよりもさらに小さいことが明らかである。
【０１２１】
万一供給弁のうちの４個すべてが開いたままである確率が許容できるほどに低いとすれば、この場合、第１の安全規準は、閉鎖できない３個の供給弁に設定されることができ、フレアシステム３００は、３つの最大流量を有する３個の圧縮機供給流によって発生される流れを受け入れるような寸法に作られる。このようなフレアシステム３００は、先のパラグラフの実施形態のそれよりも大きいが、４個の圧縮機冷媒供給流１０、２０、３０、４０によって発生される流れを処理するような寸法に作られるフレアシステムよりもさらに小さいことが明らかである。
【０１２２】
あるいは、万一供給弁のうちの４個すべてが閉鎖できない確率が容認できないほど高いとすれば、この場合、第１の安全規準は、閉鎖できないすべての４個の供給弁に設定されることができ、フレアシステム３００は、４個の圧縮機供給流による全流を処理するような寸法に作られる。
【０１２３】
万一４個の供給弁１２、２２、３２、４２のうちのいずれもが、第１のバリアシステムの指示をうけて閉鎖できないとすれば、冷媒圧縮機１００の出口１０５における圧力は、引き続き上昇する。第２のバリアシステムが、第１の指標の後に発生するように選択される第２の指標のために存在する場合、次に、閉塞された出口事象の第２の指標が、検出される。第２の監視装置Ｐ２が圧縮された冷媒吐出流１５０と連通している圧力センサであるならば、この場合、これは、第１の指標のそれよりも高い圧力に達すると発生するように設定されることになる。
【０１２４】
図２は、制御弁２２０およびトリップ弁２３０を通過する高圧蒸気流れ２４０によって動力を供給される蒸気タービン２００ｂを示している。第２のバリアシステムによって閉塞された出口事象を検出すると、第３の指示信号が、制御弁２２０およびトリップ弁２３０を閉鎖するように第２のコントローラＸＣ２から送信され得る。万一これらの弁のいずれもが閉鎖するとすれば、高圧蒸気流れ２４０は、蒸気タービン２００ｂに達することを阻止され、タービンが停止され、それによって第１の冷媒圧縮機１００を停止する。
【０１２５】
他の実施形態では、蒸気タービン２００ｂは、蒸気タービン２００ｂの蒸気凝縮器２４０の冷却負荷を逃がすことによって停止されることができ、それによって、第１の冷媒圧縮機１００への出力を低減する。
【０１２６】
第２のバリアシステムが成功したとすれば、第１の冷媒圧縮機１００の出口１０５における圧力の任意のそれ以上の増加が、阻止される。圧力リリーフ弁２５０の開放は、第１の圧縮機１００および関連する回路のインベントリー（ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ）のいかなるフレアリングも発生しないように回避され得る。
【０１２７】
第１の安全規準を依然として満たしているが第１のバリアシステムおよび第２のバリアシステムが不成功に終わったならば、この場合、その設定点圧力に達すると圧力リリーフ弁２３０が開き、冷媒供給流１０、２０、３０、４０からの流れに等しい圧縮された冷媒を通過させ、供給弁１２、２２、３２、４２は、フレアシステム３００に対して開いたままでいる。
【０１２８】
当業者は、添付の特許請求の範囲の範囲を逸脱することなく多くのさまざまな方法により、本発明が実施され得ることを理解する。たとえば、本発明は、特に開示された冷媒回路だけでなく任意の圧縮機システムに利用され得ることが明らかである。さらに、２個および４個の圧縮機供給流を利用する実施形態を詳細に説明したが、本発明はまた、１つまたは複数の圧縮機供給流を有する任意の圧縮機にも適用され得る。
【図１】
2012514707.tif 000003
【図２】
2012514707.tif 000004