JPH1162886A - プラントへのガス供給システムおよびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、従来の方式で大気に無駄に放出し
ていたガスを大気に放出しないで、有効に利用すること
によって動力の節減を図ったプラントへのガス供給シス
テムおよびその制御方法を提供することにある。 【解決手段】 吸込弁４によって制御されたガスをコン
プレッサ１からプラント５へ供給し、プラント５で使用
されたガスをコンプレッサ１に連係させたガスエキスパ
ンダ２に導いて外部へ排出するプラントへのガス供給シ
ステムにおいて、コンプレッサ１の下流側とガスエキス
パンダ２の上流側にプラント５をバイパスするバイパス
ライン６を設け、バイパスライン６にエキスパンダ回収
弁７を介設し、エキスパンダ回収弁７を開くことによ
り、コンプレッサ１からの吐出ガスの一部をガスエキス
パンダ２へ導いている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスエキスパンダ
と、電動機、蒸気タービン等の他の駆動機の両方により
駆動されるコンプレッサを備えたプラントへのガス供給
システムおよびその制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来のプラントへのガス供給シ
ステムを示した要部配管図、図５はそのガス供給システ
ムで使用されるコンプレッサの特性図、図６はそのガス
供給システムで使用されている吸込弁と放風弁の制御方
法を示した図である。このガス供給システムでは、図４
に示す如く、コンプレッサ５１はガスエキスパンダ５２
と、電動機、蒸気タービン等の他の駆動機５３の両方に
より駆動される。そして、コンプレッサ５１から吐出さ
れたガスはプラント５４へ供給され、該プラント５４で
仕事を終えたガスはガスエキスパンダ５２に導かれ、コ
ンプレッサ５１の駆動に供せられた後に外部等へ排出さ
れる。また、このガス供給システムでは、吸込弁５５に
よってコンプレッサ５１に流入するガス流量が制御され
て一定吐出圧力が維持されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ガス供
給システムでは、プラント５４の使用ガス量が減少した
場合に、コンプレッサ５１の吐出圧力をコントローラ５
６で検出し、その吐出圧力に基づいて吸込弁５５を絞る
ことによってコンプレッサ５１の吐出風量を減らして対
応している。しかし、吸込弁５５を絞ると、図５から明
らかなように、サージング圧力も下がる。そして吐出圧
力がサージング圧力まで上がって、コンプレッサ５１が
サージングに入ると、圧力及び流量が激しく変動して運
転できない。コンプレッサ５１を定格圧力付近で運転さ
せるためには、吸込弁５５の最小開度を所定値（最小開
度Ｄ）以下にはできない。すなわち、吸込弁５５がある
開度以下に閉らないようにロックをかけて、運転圧力と
サージング圧力との間に十分な余裕がとれるだけの最低
風量を確保しながら、運転する必要がある。そこで、吸
込弁５５の開度が最小開度Ｄの状態で、さらにプラント
５４のガス使用量が減少した場合には、コントローラ５
６からの指令で、図６に示したように放風弁５７を開い
てコンプレッサ５１の吐出ガスの一部を大気に逃がすこ
とによって、コンプレッサ５１でサージングが生じるの
を防止している。したがって、上記ガス供給システムで
は、大気放出量分のコンプレッサ動力が無駄に消費され
ていた。

【０００４】本発明はこのような実状に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、従来の方式で大気に無駄に
放出していたガスを大気に放出しないで、有効に利用す
ることによって動力の節減を図ったプラントへのガス供
給システムおよびその制御方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記従来技術の有する課
題を解決するために、本発明では、吸込弁によって制御
されたガスをコンプレッサからプラントへ供給し、プラ
ントで使用されたガスを前記コンプレッサに連係させた
エキスパンダに導いて外部へ排出するプラントへのガス
供給システムにおいて、前記コンプレッサの下流側と前
記エキスパンダの上流側に前記プラントをバイパスする
バイパスラインを設け、該バイパスラインにエキスパン
ダ回収弁を介設し、エキスパンダ回収弁を開くことによ
り、コンプレッサからの吐出ガスの一部を前記ガスエキ
スパンダへ導いている。

【０００６】さらに、本発明では、前記構成において、
プラントのガス使用量が減少した時、そのガス使用量に
応じて該吸込弁を制御して前記コンプレッサの吐出側圧
力を一定に維持させ、吸込弁の最小開度の状態でプラン
トのガス使用量がさらに減少した場合、前記エキスパン
ダ回収弁を開くように制御している。

【０００７】本発明によれば、プラントのガス使用量が
変動すると、それに対応して吸込弁の開度が制御され、
それによってコンプレッサの吐出側の圧力が一定に維持
される。プラントのガス使用量が減少すると、吸込弁の
開度が絞られるが、サージングを防止するめに所定の開
度（最小開度）でロックされる。さらに、プラントのガ
ス使用量が減少すると、エキスパンダ回収弁が開かれ、
余剰のガスがガスエキスパンダに導かれ、ガスエキスパ
ンダの駆動に供される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて詳細に説明する。

【０００９】図１は本発明の実施の形態に係るプラント
へのガス供給システムを示した要部配管図、図２はその
ガス供給システムで使用されるコンプレッサの特性図、
図３はそのガス供給システムで使用されている吸込弁と
エキスパンダ回収弁の制御方法を示した線図である。

【００１０】このガス供給システムでは、図１に示す如
く、コンプレッサ１がガスエキスパンダ２と、電動機，
蒸気タービン等の他の駆動機３の両方により駆動される
ようになっている。そしてガスは、吸込弁４で後述する
ように流量が制御されてコンプレッサ１に吸入され、該
コンプレッサ１で圧縮されて吐出される。この吐出され
たガスはプラント５へ送給され、そこで仕事を終えたガ
スはガスエキスパンダ２に導かれ、ガスエキスパンダ２
を駆動する。このガスエキスパンダ２はコンプレッサ１
に連係されており、該コンプレッサ１の駆動を補助する
ものである。なお、仕事を終えたガスは外部等へ排出さ
れる。

【００１１】一方、このガス供給システムでは、コンプ
レッサ１の下流側とガスエキスパンダ２の上流側に、プ
ラント５をバイパスするバイパスライン６が設けられ、
該バイパスライン６にエキスパンダ回収弁７が介設され
ており、コンプレッサ１の下流側とプラント５の上流と
の間に放風弁８が設備されている。前記吸込弁４，エキ
スパンダ回収弁７および放風弁８は、コントローラ９に
よってコンプレッサ１の吐出側の圧力に基づいて以下の
ように制御される。

【００１２】このガス供給システムでは、図１に示す如
く、圧力検出ライン１０からコンプレッサ１の吐出側の
圧力がコントローラ９に入力される。そして、この圧力
検出値とコントローラ９に予め設定されている設定値と
が比較される。ここで、圧力検出値と設定値とが等しい
場合（図２における点）には、吸込弁４の現在の開度
Ａが維持される。また、圧力検出値が設定値よりも大き
い場合（図２における点）には、吸込弁４を現在の開
度Ａから開度Ｂまで絞り、それによってコンプレッサ１
に吸入されるガスの量を減らし、吐出圧力を定格圧力ま
で低下させる（図２における点）。一方、圧力検出値
が設定値よりも小さい場合（図２における点）には、
吸込弁４を現在の開度Ａから開度Ｃまで開き、それによ
ってコンプレッサ１に吸入されるガスの量を増やし、吐
出圧力を定格圧力まで上昇させる（図２における点
）。このようにしてコンプレッサ１の吐出圧力は一定
（定格圧力）に維持されるが、プラント５の使用ガス量
が大幅に減少し、それに伴って吸込弁４の開度が最小開
度Ｄになった場合には、そこで吸込弁４の開度はロック
される。

【００１３】ここで、吸込弁４の開度が最小開度Ｄの状
態で、さらにプラント５のガス使用量が減少した場合に
は、即ち吐出圧力が上昇した場合には、コンプレッサ１
の吐出側の圧力検出値がコントローラ９に予め設定され
ている設定値に達すると、図３に示したように吐出圧力
に対応してエキスパンダ回収弁７が開かれ、該回収弁７
を介してコンプレッサ１からの吐出ガスの一部がガスエ
キスパンダ２へ導かれる。したがって、コンプレッサ１
の吐出側の圧力は低下し、コンプレッサ１のサージング
が防止される。この状態におけるガスエキスパンダ２は
回収弁７を介してコンプレッサ１から直接導かれるガス
とプラント５から排出されるガスによって駆動される。

【００１４】なお、急激な流量変動に制御が追従でき
ず、吐出圧力がサージング防止アンローダラインまで上
がった場合には、コントローラ９からの指令によって放
風弁８が開かれる。この放風弁８は、コンプレッサ１の
保護のために止むを得ない場合のみ開いて放風するだけ
とし、それ以外の場合は吸込弁４とエキスパンダ回収弁
７により大気に放出することなく運転される。

【００１５】上記実施の形態は、制御の一形態を示した
もので、例えば吸込弁４および／またはエキスパンダ回
収弁７の制御は、段階的または連続的に行うことがで
き、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更
を加え得るものである。

【００１６】

【発明の効果】上述の如く、本発明に係るプラントへの
ガス供給システムおよびその制御方法では、従来の方式
で大気に無駄に放出していた余剰ガスを大気に放出しな
いで、ガスエキスパンダで動力回収する。したがって、
他の駆動機の動力が減らせ、全体として動力が節減でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るプラントへのガス供
給システムを示した要部配管図である。

【図２】本発明の実施の形態に係るプラントへのガス供
給システムで使用されるコンプレッサの特性図である。

【図３】本発明の実施の形態に係るプラントへのガス供
給システムで使用されている吸込弁とエキスパンダ回収
弁の制御方法を示した線図である。

【図４】従来のプラントへのガス供給システムを示した
要部配管図である。

【図５】従来のプラントへのガス供給システムで使用さ
れるコンプレッサの特性図である。

【図６】従来のプラントへのガス供給システムで使用さ
れている吸込弁と放風弁の制御方法を示した線図であ
る。

【符号の説明】

１ コンプレッサ ２ ガスエキスパンダ ３ 他の駆動機 ４ 吸込弁 ５ プラント ６ バイパスライン ７ エキスパンダ回収弁 ８ 放風弁 ９ コントローラ １０ 圧力検出ライン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸込弁によって制御されたガスをコンプ
   レッサからプラントへ供給し、プラントで使用されたガ
   スを前記コンプレッサに連係させたガスエキスパンダに
   導いて外部へ排出するプラントへのガス供給システムに
   おいて、前記コンプレッサの下流側と前記ガスエキスパ
   ンダの上流側に前記プラントをバイパスするバイパスラ
   インを設け、該バイパスラインにエキスパンダ回収弁を
   介設し、該エキスパンダ回収弁を開くことにより、コン
   プレッサからの吐出ガスの一部を前記ガスエキスパンダ
   へ導くことを特徴とするプラントへのガス供給システ
   ム。
2. 【請求項２】 吸込弁によって制御されたガスをコンプ
   レッサからプラントへ供給し、プラントで使用されたガ
   スを前記コンプレッサに連係させたガスエキスパンダに
   導いて外部へ排出するプラントへのガス供給システムで
   あって、前記コンプレッサの下流側と前記ガスエキスパ
   ンダの上流側に前記プラントをバイパスするバイパスラ
   インを設け、該バイパスラインにエキスパンダ回収弁を
   介設し、該エキスパンダ回収弁を開くことにより、コン
   プレッサからの吐出ガスの一部を前記ガスエキスパンダ
   へ導くプラントへのガス供給システムにおいて、プラン
   トのガス使用量が減少した時、そのガス使用量に応じて
   前記吸込弁を制御して前記コンプレッサの吐出側圧力を
   一定に維持させ、吸込弁の最小開度の状態でプラントの
   ガス使用量がさらに減少した場合、前記エキスパンダ回
   収弁を開くことを特徴とするプラントへのガス供給シス
   テムの制御方法。