JP2011052620A

JP2011052620A - ドライガスシールからのリークガス回収装置

Info

Publication number: JP2011052620A
Application number: JP2009203211A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Nakamura; 謙一郎中村; Atsushi Nakamura; 淳中村; Hidetoshi Hori; 秀俊堀; Ryoji Ogasawara; 良治小笠原
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2011-03-17

Abstract

【課題】ドライガスシールの一次シールからリークした可燃性プロセスガスを簡単な装置構成で回収できる廉価で信頼性の高いドライガスシールからのリークガス回収装置を提供する。
【解決手段】ドライガスシールの一次シール１１ａ，１１ｂからリークした可燃性プロセスガスのリークガスライン１９ａ，１９ｂ，１９をエジェクター２０に接続し、該エジェクター２０で噴射される高圧ガス源からの高圧ガス中に前記リークした可燃性プロセスガスを吸引・混入させて低圧ガス源へ回収する。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮機等流体機械におけるドライガスシールからのリークガス回収装置に関する。

天然ガス（主にメタン）やプロパンガス（ＬＰＧ）等の環境保全や安全性に問題がある可燃性ガスをプロセスガスとした圧縮機においては、一次シールにドライガスシール（圧縮機から吐出された自己ガスを使用する）が用いられることは良く知られている。

これは、環境保全や安全性にさほど問題がないとされてきた二酸化炭素，蒸気及び空気等をプロセスガスとした圧縮機の一次シールに用いられるラビリンスシールよりもリーク量が例えば約１／１０程度とはるかに少ないことに因る。

そして、従来では、ドライガスシールの一次シールから漏れた少ない量の可燃性リークガスは、ベント配管を通してフレアスタックに運ばれ、燃焼処理されていた。

ところが、最近では、環境保全や省資源が喧伝される折、オゾン層破壊につながり、かつ可燃性リークガスの燃焼処理が問題視されるようになった。また、圧縮機ドライガスシールからフレアスタックまで延々ベント配管を専用の配管ラックを用いて施工する必要があり、大掛かりな工事となると共に、施工後においてもベント配管からの可燃性ガスの漏れがないか、日々監視しなければならないという煩雑さもあった。

そこで、近年、特許文献１で、ドライガスシールの一次シールから漏洩したプロセスガスの漏洩ガスラインに小型圧縮機及びその吸込側に圧力平衡を保持するクッションタンクを設け、上記小型圧縮機で昇圧されたプロセスガスをプロセスガスラインに戻して回収するようにした回収装置が開示された。

特開平９−６０７３４号公報

しかしながら、特許文献１で開示されたような漏洩ガスの回収装置にあっては、漏洩ガスの燃焼処理を行わずにその大部分を回収することができるので、環境保全や省資源が図れるが、漏洩ガスラインに昇圧用の小型圧縮機及びその吸込側に圧力平衡を保持するクッションタンクを設けるので、システムが大掛かりで複雑となり信頼性に欠けると共に部品点数も増えコストアップを招来するという問題点があった。

そこで、本発明は、ドライガスシールの一次シールからリークした可燃性プロセスガスを簡単な装置構成で回収できる廉価で信頼性の高いドライガスシールからのリークガス回収装置を提供することを目的とする。

斯かる目的を達成するための本発明に係るドライガスシールからのリークガス回収装置は、
ドライガスシールの一次シールからリークした可燃性プロセスガスのリークガスラインをエジェクターに接続し、該エジェクターで噴射される高圧ガス源からの高圧ガス中に前記リークした可燃性プロセスガスを吸引・混入させて低圧ガス源へ回収することを特徴とする。

また、
前記高圧ガス源の高圧ガスには、前記可燃性プロセスガスを用いた流体機械から吐出された自己高圧ガスを使用することを特徴とする。

また、
前記低圧ガス源の低圧ガスは、自己低圧ガスとして前記流体機械に吸い込まれることを特徴とする。

また、
前記高圧ガス源からの高圧ガスラインに、前記リークガスラインの圧力を一定に保持すべく当該リークガスラインの圧力に応動する圧力制御弁を介装したことを特徴とする。

また、
前記リークガスラインからは、安全弁を介してフレアスタックに接続されるベント配管が分岐されることを特徴とする。

また、
前記高圧ガス源からの高圧ガスラインに、前記エジェクター保護用のフィルタを交換可能に介装したことを特徴とする。

本発明に係るドライガスシールからのリークガス回収装置によれば、エジェクターを用いるという簡単な装置構成で可燃性リークガスを回収することができ、ノーフレアあるいはゼロエミッションを実現して環境保全と省資源が図れると共に、廉価で信頼性の高い回収装置を実現できる。

本発明の一実施例を示す圧縮機ドライガスシールのシステム図である。リークガス回収装置の詳細図である。

以下、本発明に係るドライガスシールからのリークガス回収装置を実施例により図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明の一実施例を示す圧縮機ドライガスシールのシステム図、図２はリークガス回収装置の詳細図である。

図１に示すように、天然ガス（主にメタン）やプロパンガス（ＬＰＧ）等の可燃性ガスをプロセスガスとした圧縮機１０において、ドライガスシールの一次シール１１ａ，１１ｂに、圧縮機１０から吐出される例えば９０．３０ｂａｒＧ程度のプロセスガスが、一次シールガス供給ライン１２，１２ａ，１２ｂを通り、前後差圧に応動して二段に亘って切替（交換）可能なフィルタ（装置）１３で不純物が除去された後、圧力制御弁（装置）１４により例えば３３．４４ｂａｒＧ程度に降圧されて供され、内側シール室１５ａ，１５ｂに送られる。つまり、内側シール室１５ａ，１５ｂのシール圧力は圧縮機車室１６より僅かに高い圧力となるように圧力制御弁（装置）１４によって調圧されるのである。

内側シール室１５ａ，１５ｂに入ったプロセスガスの一部はシャフトシールラビリンス１７ａ，１７ｂを通って圧縮機車室１６に入り、残部は一次シール１１ａ，１１ｂを通って外側シール室１８ａ，１８ｂにリークする。外側シール室１８ａ，１８ｂにリークしたプロセスガスの大部分はリークガスライン１９ａ，１９ｂ，１９を通り、図示しないオリフィス等で減圧（例えば１．０１３ｂａｒＧ程度）されて後述するエジェクター２０に吸引される。

また、外側シール室１８ａ，１８ｂ内のガスが中間ラビリンス２１ａ，２１ｂを通って室２２ａ，２２ｂに、さらにはベント配管２４ａ，２４ｂを通って大気中に洩れ出さぬよう窒素等の不活性ガスが二次シールガス供給ライン２３，２３ａ，２３ｂから中間ラビリンス２１ａ，２１ｂに供給され、この不活性ガスは外側シール室１８ａ，１８ｂ内に入ったプロセスガスとともにリークガスライン１９，１９ａ，１９ｂを通ってエジェクター２０に吸引される。

前記エジェクター２０では、図２に示すように、圧縮機１０から吐出される例えば９０．３０ｂａｒＧ程度の自己高圧ガス（高圧ガス源）が高圧ガスライン２７を通って噴射され、この自己高圧ガス中に前述したリークガスをリークガスライン１９ａ，１９ｂ，１９を通って吸引・混入させて、低圧ガスライン２８より圧縮機１０に例えば３３．０９ｂａｒＧ程度の自己低圧ガス（低圧ガス源）として圧縮機に吸引・回収される。

そして、前記リークガスライン１９からは安全弁２５を介してフレアスタック２６に接続されるベント配管３３が分岐される。安全弁２５はリークガスライン１９の圧力がエジェクター２０の汚損等でリークガスの吸引が不可能となって異常に高圧となった時に自動で開きリークガスをフレアスタック２６で燃焼処理させるものである。また、安全弁２５をバイパスするバイパス管３４には手動で開くバイパス弁３５が介装される。

前記高圧ガスライン２７には、前後差圧に応動して二段に亘って切替（交換）可能なフィルタ（装置）２９が介装され、プロセスガス中の不純物（粘着性物質や液状物質（ミスト）等）を除去してエジェクター２０の汚損等を未然に防止している。

さらに、前記高圧ガスライン２７の前記フィルタ（装置）２９の下流側には、リークガスライン１９の圧力を一定に保持してエジェクター２０におけるリークガスの良好な吸引作用を奏すべく圧力制御弁３０が介装される。つまり、リークガスライン１９の圧力を検知する圧力検出器３１からの信号が圧力コントローラ３２に入力され、該圧力コントローラ３２が当該圧力を所定の値に保持するように前記圧力制御弁３０を開閉制御するのである。

具体的には、高圧ガスライン２７を流れるプロセスガスの元圧が変動し、その上昇時には、プロセスガス量が増えリークガスライン１９の圧力が下がるので、プロセスガス量を絞りリークガスライン１９の圧力を一定に保つ。一方、低圧ガスライン２８の圧力上昇時には、プロセスガス量が減りリークガスライン１９の圧力が上がるので、プロセスガス量を増やし、リークガスライン１９の圧力を一定に保つのである。

このようにして本実施例によれば、ドライガスシールの一次シール１１ａ，１１ｂからリークした可燃性プロセスガスのリークガスライン１９ａ，１９ｂ，１９をエジェクター２０に接続し、該エジェクター２０で噴射される高圧ガス源からの高圧ガス中に前記リークした可燃性プロセスガスを吸引・混入させて低圧ガス源へ回収するようにしたので、エジェクター２０を用いるという簡単な装置構成で可燃性リークガスを効果的に回収することができ、ノーフレアあるいはゼロエミッションを実現して環境保全と省資源が図れると共に、廉価で信頼性の高い回収装置を実現できる。

また、前記高圧ガス源の高圧ガスには、可燃性プロセスガスを用いた圧縮機１０から吐出された自己高圧ガスを使用するので、昇圧ポンプ等の機器あるいは電力などの駆動源が不要であり、前記低圧ガス源の低圧ガスが自己低圧ガスとして前記圧縮機１０に吸い込まれることと相俟って、簡素で効率的な装置となり、より一層廉価で信頼性の高い回収装置を実現できる。

また、前記高圧ガス源からの高圧ガスライン２７に、リークガスライン１９の圧力を一定に保持すべく当該リークガスライン１９の圧力に応動する圧力制御弁３０を介装したので、エジェクター２０におけるリークガスの良好な吸引作用が奏される。

また、前記リークガスライン１９からは、安全弁２５を介してフレアスタック２６に接続されるベント配管３３が分岐されるので、エジェクター２０の汚損等に対する安全性が高められる。

また、前記高圧ガス源からの高圧ガスライン２７に、エジェクター保護用のフィルタ２９を交換可能に介装したので、エジェクター２０の汚損等が未然に回避される。

尚、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で高圧ガス源及び／又は低圧ガス源の変更やプロセスガスの変更等各種変更が可能であることはいうまでもない。

本発明に係るドライガスシールからのリークガス回収装置は、毒性ガスや温室効果ガス等の可燃性ガスを用いた流体機械等に適用することができる。

１０圧縮機
１１ａ，１１ｂドライガスシールの一次シール
１２，１２ａ，１２ｂ一次シールガス供給ライン
１３フィルタ（装置）
１４圧力制御弁（装置）
１５ａ，１５ｂ内側シール室
１６圧縮機車室
１７ａ，１７ｂシャフトシールラビリンス
１８ａ，１８ｂ外側シール室
１９，１９ａ，１９ｂリークガスライン
２０エジェクター
２１ａ，２１ｂ中間ラビリンス
２２ａ，２２ｂ室
２３，２３ａ，２３ｂ二次シールガス供給ライン
２４ａ，２４ｂベント配管
２５安全弁
２６フレアスタック
２７高圧ガスライン
２８低圧ガスライン
２９フィルタ（装置）
３０圧力制御弁
３１圧力検出器
３２圧力コントローラ
３３ベント配管
３４バイパス管
３５バイパス弁

Claims

ドライガスシールの一次シールからリークした可燃性プロセスガスのリークガスラインをエジェクターに接続し、該エジェクターで噴射される高圧ガス源からの高圧ガス中に前記リークした可燃性プロセスガスを吸引・混入させて低圧ガス源へ回収することを特徴とするドライガスシールからのリークガス回収装置。
前記高圧ガス源の高圧ガスには、前記可燃性プロセスガスを用いた流体機械から吐出された自己高圧ガスを使用することを特徴とする請求項１に記載のドライガスシールからのリークガス回収装置。
前記低圧ガス源の低圧ガスは、自己低圧ガスとして前記流体機械に吸い込まれることを特徴とする請求項２に記載のドライガスシールからのリークガス回収装置。
前記高圧ガス源からの高圧ガスラインに、前記リークガスラインの圧力を一定に保持すべく当該リークガスラインの圧力に応動する圧力制御弁を介装したことを特徴とする請求項１，２又は３に記載のドライガスシールからのリークガス回収装置。
前記リークガスラインからは、安全弁を介してフレアスタックに接続されるベント配管が分岐されることを特徴とする請求項１，２，３又は４に記載のドライガスシールからのリークガス回収装置。
前記高圧ガス源からの高圧ガスラインに、前記エジェクター保護用のフィルタを交換可能に介装したことを特徴とする請求項１，２，３，４又は５に記載のドライガスシールからのリークガス回収装置。