JP6648374B2 - Fuel gas supply system, ship, and fuel gas supply method - Google Patents
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Description
本発明は、液化ガスから気化するボイルオフガスを燃料ガスとしてエンジンに供給する燃料ガス供給システム、このシステムを用いた船舶、及び燃料ガス供給方法に関する。 The present invention relates to a fuel gas supply system that supplies a boil-off gas vaporized from a liquefied gas as a fuel gas to an engine, a ship using the system, and a fuel gas supply method.
LNG(液化天然ガス)運搬船においては、タンクに貯留されている液化ガスからボイルオフガスが気化する。このボイルオフガスを有効に処理するために、燃料ガスとして船舶のエンジンに供給することが行われている。 In an LNG (liquefied natural gas) carrier, boil-off gas is vaporized from liquefied gas stored in a tank. In order to effectively process the boil-off gas, the boil-off gas is supplied to a ship engine as a fuel gas.
ボイルオフガスのような低圧の流体を、エンジンの燃料ガスとして適合させるために高圧の流体とする必要がある。このため、ボイルオフガスをエンジンの燃料ガスとして供給する燃料ガス供給システムでは、例えば多段の加圧装置を用いてボイルオフガス等の燃料を加圧(圧縮)する。この加圧した燃料をエンジンに向けて送出する。
一方、エンジンは負荷変動などにより、燃料ガスの需要が変化する場合がある。この場合、エンジンの負荷変動に対応して、燃料ガス供給システムが送出する燃料の量を制御することが望まれている。特に、複数のエンジンに供給する燃料が、共通した燃料ガス供給システムから送出される場合、複数のエンジンのうち1つのエンジンにおいて急激な負荷変動がある場合、燃料ガス供給システムが供給する燃料の供給量と複数のエンジンが要求する燃料供給量の合計とが一致せず、一部のエンジンに供給される燃料の量が、不足し、あるいは、過多になる場合がある。
A low pressure fluid, such as boil-off gas, needs to be a high pressure fluid in order to be adapted as engine fuel gas. Therefore, in a fuel gas supply system that supplies boil-off gas as fuel gas for an engine, a fuel such as boil-off gas is pressurized (compressed) using, for example, a multi-stage pressurizing device. The pressurized fuel is delivered to the engine.
On the other hand, the demand for fuel gas of the engine may change due to load fluctuation or the like. In this case, it is desired to control the amount of fuel delivered by the fuel gas supply system according to the load fluctuation of the engine. In particular, when fuel supplied to a plurality of engines is sent from a common fuel gas supply system, when there is a sudden load change in one of the plurality of engines, supply of fuel supplied by the fuel gas supply system is performed. The amount and the total amount of fuel supply required by the plurality of engines do not match, and the amount of fuel supplied to some engines may be insufficient or excessive.
例えば、2機以上のガス焚きディーゼルエンジンに異なる圧力の燃料ガスを供給することができ、かつ、省スペース化を図ることができる船舶が知られている(特許文献1)。
当該船舶では、加圧装置である高圧ポンプの回転数及び流量制御便の開度、および圧力調整弁を制御することにより、供給ガス圧力の変動を許容範囲に抑えることができるとされている。
For example, there is known a ship that can supply fuel gas of different pressures to two or more gas-fired diesel engines and can save space (Patent Document 1).
It is stated that in this ship, fluctuations in supply gas pressure can be suppressed to an allowable range by controlling the number of rotations of a high-pressure pump, which is a pressurizing device, the opening of a flow control flight, and a pressure regulating valve.
しかし、上記船舶では、複数の運転中のエンジンのうち、一部のエンジンの負荷が急激に変化した場合、例えば、一部のエンジンの運転中に別のエンジンが運転準備状態に入りこのエンジン上流の流量制御弁が開放された場合、このエンジン内に多量の燃料ガスが流入し、その結果、配管内の燃料ガスの圧力が急減し、運転中の上記一部のエンジンに供給される燃料ガスの圧力が要求圧力に対して大きく下回る問題がある。また、複数のエンジンの運転中、一部のエンジンがトラブルなどで停止した場合、燃料ガスの消費量の急減により配管内の燃料ガスの圧力が急上昇する虞がある。
このように、エンジンの急激な負荷の変動に対応させて、燃料ガス供給システムから供給される燃料ガスの供給量を変化させることは難しい。また、上記船舶では、どのように燃料ガスの供給量を制御するかについては開示されていない。
However, in the above-mentioned ship, when the load of some of the plurality of operating engines suddenly changes, for example, another engine enters an operation ready state while some of the engines are operating, and this engine upstream. When the flow control valve is opened, a large amount of fuel gas flows into the engine, and as a result, the pressure of the fuel gas in the pipe rapidly decreases, and the fuel gas supplied to some of the above-mentioned engines during operation is reduced. Is much lower than the required pressure. In addition, when a part of the engines is stopped due to a trouble or the like during the operation of the plurality of engines, there is a possibility that the pressure of the fuel gas in the pipe rapidly increases due to a rapid decrease in the consumption of the fuel gas.
As described above, it is difficult to change the supply amount of the fuel gas supplied from the fuel gas supply system in response to a sudden change in the load of the engine. Further, the above-mentioned ship does not disclose how to control the supply amount of the fuel gas.
そこで、本発明は、急激なエンジンの負荷変動が生じても、エンジンの負荷変動に対応するように燃料ガスの供給を制御して、安定した燃料ガスを複数のエンジンに供給することができる、燃料ガス供給システム、燃料ガス供給方法、及び船舶を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention can supply a stable fuel gas to a plurality of engines by controlling the supply of the fuel gas so as to respond to the load fluctuation of the engine even if a sudden load change of the engine occurs. It is an object to provide a fuel gas supply system, a fuel gas supply method, and a ship.
本発明の一態様は、複数のエンジンに燃料ガスを供給する燃料ガス供給システムであって、
液化ガスを貯留するタンクと、
前記液化ガスから気化したボイルオフガスを複数のエンジンに燃料ガスとして供給するために、前記液化ガスから気化したボイルオフガスあるいは前記液化ガスを燃料として加圧し送出する加圧機構と、
前記加圧機構が送出する燃料の送出量を制御する加圧制御装置と、
前記加圧機構が送出した燃料が流れる主配管と、前記主配管と複数のエンジンそれぞれとを接続し、前記エンジンに燃料を供給する分岐配管と、を含む配管機構と、を備え、
前記加圧制御装置により行う前記送出量の制御は、前記複数のエンジン毎に要求する燃料の要求圧力のうち最大の要求圧力に基づいて定めた設定圧力と前記主配管における前記燃料の計測圧力との差分に基づいて前記送出量を制御するフィードバック制御と、前記複数のエンジンの要求する燃料供給量の変動に基づいて前記送出量を制御するフィードフォワード制御と、を含むことを特徴とする。
One embodiment of the present invention is a fuel gas supply system that supplies fuel gas to a plurality of engines,
A tank for storing liquefied gas,
A pressurizing mechanism that pressurizes and sends out the boil-off gas or the liquefied gas vaporized from the liquefied gas as a fuel in order to supply the boil-off gas vaporized from the liquefied gas as a fuel gas to a plurality of engines,
A pressurization control device that controls the amount of fuel delivered by the pressurization mechanism,
A piping mechanism including a main pipe through which the fuel delivered by the pressurizing mechanism flows, a branch pipe that connects the main pipe to each of the plurality of engines, and supplies fuel to the engine,
The control of the delivery amount performed by the pressurization control device, the set pressure determined based on the maximum required pressure of the required pressure of the fuel required for each of the plurality of engines, and the measured pressure of the fuel in the main pipe, And a feed-forward control for controlling the delivery amount based on a change in a fuel supply amount required by the plurality of engines.
前記燃料ガス供給システムにおいて、前記分岐配管には、前記エンジンへの燃料ガスの供給のオン/オフを行う開閉バルブが設けられ、
前記加圧制御装置が行う前記送出量の制御は、さらに、前記開閉バルブのオン(全開)からオフ(完全に閉じる)あるいはオフからオンへの変化に基づいて、前記送出量を制御するフィードフォワード制御を含む、ことが好ましい。
In the fuel gas supply system, the branch pipe is provided with an open / close valve for turning on / off supply of fuel gas to the engine.
The control of the delivery amount performed by the pressurization control device further includes a feedforward control of the delivery amount based on a change from ON (fully open) to OFF (completely closed) or OFF to ON of the on-off valve. Preferably, control is included.
前記加圧制御装置は、前記送出量の制御量が前記設定圧力に応じて調整されるように、前記送出量の制御を行う、ことが好ましい。 It is preferable that the pressurization control device controls the delivery amount such that the control amount of the delivery amount is adjusted according to the set pressure.
前記加圧機構は、前記燃料を加圧する加圧装置と、前記加圧装置による加圧前後の燃料が流れる配管の間を、前記加圧装置を迂回して接続したバイパス管と、前記バイパス管を流れる燃料の量を制御する調整バルブと、を備え、
前記加圧制御装置は、前記調整バルブの開度を制御することにより、前記送出量を制御することが好ましい。
A pressurizing device configured to pressurize the fuel, a bypass pipe connecting a pipe through which fuel flows before and after pressurization by the pressurizing device, bypassing the pressurizing device; A regulating valve for controlling the amount of fuel flowing through the
It is preferable that the pressurization control device controls the delivery amount by controlling an opening degree of the adjustment valve.
前記加圧機構は、前記燃料を加圧する加圧装置と、前記加圧装置による加圧前後の燃料が流れる配管の間を、前記加圧装置を迂回して接続したバイパス管と、前記バイパス管を流れる燃料の量を制御する調整バルブと、を備える組を複数組、直列に設けた多段式加圧機構であり、
前記加圧制御装置は、前記複数の組のうち、加圧により燃料の圧力を最大にする組におけるバイパス管に設けられた調整バルブの開度を制御することにより、前記送出量の制御することが好ましい。
A pressurizing device configured to pressurize the fuel, a bypass pipe connecting a pipe through which fuel flows before and after pressurization by the pressurizing device, bypassing the pressurizing device; A plurality of sets comprising an adjustment valve for controlling the amount of fuel flowing through, a multi-stage pressurizing mechanism provided in series,
The pressurization control device controls the delivery amount by controlling an opening degree of an adjustment valve provided in a bypass pipe in a set that maximizes fuel pressure by pressurization, of the plurality of sets. Is preferred.
本発明の他の一態様は、
前記燃料ガス供給システムと、
前記加圧機構で加圧した燃料を用いて駆動する推進エンジンと、
前記推進エンジンを制御するコントロールユニットと、を備えることを特徴とする船舶である。
Another aspect of the present invention,
The fuel gas supply system;
A propulsion engine driven using fuel pressurized by the pressurizing mechanism,
And a control unit for controlling the propulsion engine.
本発明のさらに別の一態様は、複数のエンジンに燃料ガスを供給する燃料ガス供給方法であって、
液化ガスを貯留するタンクから気化したボイルオフガスを複数のエンジンに燃料ガスとして供給するために、前記液化ガスから気化したボイルオフガスあるいは前記液化ガスを燃料として加圧し送出するステップと、
複数のエンジン毎に要求する燃料の要求圧力のうち最大の要求圧力に基づいて定めた設定圧力と加圧した前記燃料の計測圧力との差分に基づいて前記送出量をフィードバック制御するステップと、
複数のエンジンの要求する燃料供給量の変動に基づいて前記送出量をフィードフォワード制御するステップと、を備え、
前記フィードフォワード制御は、前記燃料供給量の変動が所定の範囲を外れた場合に行う、ことを特徴とする。
Still another embodiment of the present invention relates to a fuel gas supply method for supplying fuel gas to a plurality of engines,
In order to supply the boil-off gas vaporized from the tank storing the liquefied gas as a fuel gas to a plurality of engines, pressurizing and sending the boil-off gas vaporized from the liquefied gas or the liquefied gas as fuel,
Feedback controlling the delivery amount based on a difference between a set pressure determined based on a maximum required pressure of the required pressures of the fuel required for each of the plurality of engines and a measured pressure of the pressurized fuel,
Feedforward controlling the delivery amount based on a change in the fuel supply amount required by the plurality of engines,
The feedforward control is performed when a change in the fuel supply amount is out of a predetermined range.
前記燃料ガス制御方法において、さらに、各エンジンへの燃料ガスの供給のオン/オフを行う開閉バルブのオンからオフあるいはオフからオンへの変化に基づいて、前記送出量を制御するフィードフォワード制御をするステップを含むことが好ましい。 The fuel gas control method further includes a feedforward control that controls the delivery amount based on a change from on to off or from off to on of an on-off valve that turns on / off the supply of fuel gas to each engine. It is preferable to include the step of performing.
前記送出量の制御では、前記送出量の制御量が前記設定圧力に応じて調整されることが好ましい。 In the control of the delivery amount, it is preferable that the control amount of the delivery amount is adjusted according to the set pressure.
燃料の加圧及び送出は、加圧機構で行われ、
前記加圧機構は、前記燃料を加圧する加圧装置と、前記加圧装置による加圧前後の燃料が流れる配管の間を、前記加圧装置を迂回して接続したバイパス管と、を含み、
前記送出量の制御は、前記バイパス管を流れる燃料の流量を制御することにより行われることが好ましい。
Pressurization and delivery of fuel are performed by a pressurizing mechanism,
The pressurizing mechanism includes a pressurizing device that pressurizes the fuel, and a bypass pipe connected between a pipe through which fuel flows before and after pressurization by the pressurizing device, bypassing the pressurizing device,
It is preferable that the control of the delivery amount is performed by controlling a flow rate of the fuel flowing through the bypass pipe.
燃料の加圧及び送出は、加圧機構で行われ、
前記加圧機構は、前記燃料を加圧する加圧装置と、前記加圧装置による加圧前後の燃料が流れる配管の間を、前記加圧装置を迂回して接続したバイパス管と、を備える組を複数組、直列に設けられた多段式加圧機構であり、
前記送出量の制御は、前記複数の組のうち、加圧により燃料の圧力を最大にする組におけるバイパス管を流れる燃料の流量を制御することにより行われることが好ましい。
Pressurization and delivery of fuel are performed by a pressurizing mechanism,
The pressurizing mechanism includes a pressurizing device that pressurizes the fuel, and a bypass pipe that connects a pipe through which the fuel flows before and after pressurization by the pressurizing device, bypassing the pressurizing device. Is a multi-stage pressurizing mechanism provided in series,
It is preferable that the control of the delivery amount is performed by controlling the flow rate of the fuel flowing through the bypass pipe in the group that maximizes the fuel pressure by pressurization among the plurality of groups.
上記態様の燃料ガス供給システム、燃料ガス供給方法、及び船舶によれば、急激なエンジンの負荷変動が生じても、エンジンの負荷変動に対応するように燃料ガスの供給を制御して、安定した燃料ガスを複数のエンジンに供給することができる。 According to the fuel gas supply system, the fuel gas supply method, and the marine vessel of the above aspect, even when a sudden change in the load of the engine occurs, the supply of the fuel gas is controlled so as to correspond to the change in the load of the engine, and the fuel gas is stabilized. Fuel gas can be supplied to multiple engines.
以下、本発明の燃料ガス供給システム及び燃料ガス供給方法を詳細に説明する。
図1は、本実施形態の船舶の推進エンジンに液化ガスのボイルオフガスを燃料ガスとして供給する燃料ガス供給システム10の構成の一例を示す図である。燃料ガス供給システム10の液化ガスとして液化天然ガス(LNG)を用いるが、液化天然ガスに限定されず、純メタンガスやエタンガス等の液化ガスを用いることができる。ボイルオフガスは、タンク内で自然入熱によって気化したガスの他に、LNG(液化天然ガス)を意図的に加熱して強制的に気化したガスも含まれる。本実施形態では、タンク内で自然入熱によって気化したガスを用いて説明する。強制的に気化したガスを用いる場合、液化ガスを強制的に気化させる強制気化器が設けられ、加圧されるまえに液化ガスの気化が行われる。
また、本実施形態では、加圧する対象は、ボイルオフガスであるが、液化ガスを対象とすることもできる。この場合、加圧機構は本実施形態のガスコンプレッサに代えて液化ガスを加圧する高圧ポンプが用いられる。この場合、液化ガスの加圧後、液化ガスに熱を与えてガス状態にする熱交換器が用いられるとよい。
Hereinafter, the fuel gas supply system and the fuel gas supply method of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a fuel
In this embodiment, the object to be pressurized is a boil-off gas, but may be a liquefied gas. In this case, as the pressurizing mechanism, a high-pressure pump for pressurizing the liquefied gas is used instead of the gas compressor of the present embodiment. In this case, it is preferable to use a heat exchanger that applies heat to the liquefied gas to bring it into a gas state after the liquefied gas is pressurized.
燃料ガス供給システム10は、液化天然ガスを運搬するLNG船において、液化天然ガスを貯留するタンク20内で気化したボイルオフガスを燃料ガスとして推進エンジン40a,40bに供給するために用いられる。本実施形態は、加圧機構30が送出したボイルオフガス(以降、燃料ガスともいう)が流れる主配管31と、主配管31と推進エンジン40a,40bそれぞれとを接続し、推進エンジン40a,40bに燃料ガスを供給する分岐配管39a,39bと、を含む配管機構を備える。本実施形態では、2つの推進エンジン40a,40bを備えるが、3つあるいは4つ以上の推進エンジンが、それぞれの推進エンジン毎に設けられた分岐配管に接続されてもよい。
本明細書では、ボイルオフガスがタンク20から推進エンジン40a,40bに供給される方向を下流方向、その反対方向を上流方向といい、ある基準とする位置から下流方向の側を下流側といい、ある基準とする位置から上流方向の側を上流側という。
The fuel
In this specification, the direction in which boil-off gas is supplied from the
本実施形態の燃料ガス供給システム10は、タンク20と、加圧機構30と、液化装置50と、を主に有する。タンク20から推進エンジン40に延びるボイルオフガスの流れる主配管31上に加圧機構30が設けられている。
加圧機構30は、液化ガスから気化したボイルオフガスを、ボイルオフガスの一部を推進エンジン40a,40bに燃料ガスとして供給するために加圧し送出する装置である。
液化装置50は、加圧機構30で加圧されて送出されたボイルオフガスの一部を液化してタンク20に戻す装置である。
The fuel
The
The
(加圧機構)
図2は、加圧機構30の構成の一例を示す図である。加圧機構30は、ガスコンプレッサ32a〜32eと、バイパス管33a,33c、33eと、調整バルブ34a,34c、34eと、吸引スナッバ35a〜35eと、吐出スナッバ36a〜36eと、熱交換器37a〜37eと、を主に備える。
吸引スナッバ35a〜35eは、ガスコンプレッサ32a〜32eの上流側に、ボイルオフガスを一時貯留し、ボイルオフガスが円滑にガスコンプレッサ32a〜32eに吸引されるように構成した空間を備える容器である。吐出スナッバ36a〜36eは、ガスコンプレッサ32a〜32eの下流側に、ボイルオフガスを一時貯留し、ボイルオフガスを円滑に送出できるように構成した空間を備える容器である。熱交換器37a〜37eは、吐出スナッバ36a〜36eの下流側に設けられ、加圧することにより高温になったボイルオフガスを冷却する。
(Pressure mechanism)
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
The
ガスコンプレッサ32a〜32eは、ボイルオフガスを圧縮して送出する直列に接続された多段の加圧装置である。ガスコンプレッサ32a〜32eは、吸引スナッバ35a〜35e内のボイルオフガスを吸引して、所定の圧力に加圧する部分である。ガスコンプレッサ32a〜32eは、例えば、ガスコンプレッサ32a〜32e内の可動部(プランジャ又はピストン)が直線往復運動をすることによって吸引スナッバ35a〜35eから気体を吸い込み、その後加圧する、往復圧縮機を用いることができる。ガスコンプレッサ32a〜32eのうち、ガスコンプレッサ32a〜32dは、無給油式圧縮機が用いられ、高圧にボイルオフガスを加圧するガスコンプレッサ32eには給油式圧縮機が用いられる。ガスコンプレッサ32a〜32eの可動部は、加圧制御装置62により駆動が制御される図示されない駆動源の動力で回転する回転軸を介して連動して駆動される。ガスコンプレッサ32a〜32eにおいて、ボイルオフガスはそれぞれ同程度の圧縮率で段階的に圧縮されることで、ボイルオフガスは圧縮率の5乗まで圧縮される。例えば、ガスコンプレッサ32a〜32eのそれぞれにおいて3〜4倍に圧縮することで、ボイルオフガスは35〜45倍に圧縮される。例えば、ガスコンプレッサ32aの吸引側におけるボイルオフガスの圧力が0.1MPaであれば、ガスコンプレッサ32aの吐出(送出)側の圧力は約0.33MPa、ガスコンプレッサ32bの吐出側の圧力は約1.10MPa、ガスコンプレッサ32cの吐出側の圧力は約3.64MPa、ガスコンプレッサ32dの吐出側の圧力は約12.06MPaとなる。そして、ガスコンプレッサ32eの吐出側の圧力は設定された目標圧力、例えば39.9Mpaまで上昇される。
The
バイパス管33aは、ガスコンプレッサ32a,32bを迂回して吸引スナッバ35
aと熱交換器37bの出力端とを接続する、すなわち、ガスコンプレッサ32aによる加圧前のボイルオフガスが流れる配管の部分とガスコンプレッサ32bによる加圧後のボイルオフガスが流れる配管の間を接続した、ボイルオフガスが流れる管である。
また、バイパス管33cは、ガスコンプレッサ32c,32dを迂回して吸引スナッバ35cと熱交換器37dの出力端とを接続する、すなわち、ガスコンプレッサ32cによる加圧前のボイルオフガスが流れる配管の部分とガスコンプレッサ32dによる加圧後のボイルオフガスが流れる配管の間を接続した、ボイルオフガスが流れる管である。
バイパス管33eは、ガスコンプレッサ32eを迂回して吸引スナッバ35eと熱交換器37eの出力端とを接続する、すなわち、ガスコンプレッサ32eによる加圧前のボイルオフガスが流れる配管の部分とガスコンプレッサ32eによる加圧後のボイルオフガスが流れる配管の間を接続した、ボイルオフガスが流れる管である。
バイパス管33a,33c,33eには、バルブの開度が調整可能な調整バルブ34a,34c,34eが設けられている。また、バイパス管33a,33cのそれぞれには、ガスコンプレッサ32b,32dで加圧されたボイルオフガスの圧力を計測する圧力計38a,38cが設けられている。この圧力計38a,38cで計測された圧力情報により調整バルブ34a,34cそれぞれの開度が調整される。主配管31におけるバイパス管33eの下流側には、ガスコンプレッサ32eで加圧された後のボイルオフガスの圧力を計測する圧力計38eが設けられている。圧力計38eで計測された圧力情報により調整バルブ34eの開度が調整される。具体的には、圧力計38a,38c,38eで計測された計測圧力の情報は、後述する加圧制御装置62に供給され、加圧制御装置で計測圧力と設定された圧力との差分に基づいてバイパス管33a,33c,33eを流れるボイルオフガスの量を制御するフィードバック制御の制御信号として、調整バルブ34a,34c、34eに供給される。
The
a and the output end of the
In addition, the
The
The
例えば、上流側から1時間当たり1500kgのボイルオフガスが供給され、ガスコンプレッサ32a,32bあるいはガスコンプレッサ32c,32dあるいはガスコンプレッサ32eが1時間当たり2000kgのボイルオフガスを加圧して下流側に送出する時、バイパス管33aあるいはバイパス管33cあるいはバイパス管33eに、1時間当たり500kgのボイルオフガスを流し、ガスコンプレッサ32a,32bあるいはガスコンプレッサ32c,32dあるいはガスコンプレッサ32eの上流側に戻す。このように1時間当たり500kgのボイルオフガスが流れるように、バイパス管33a,33c,33eのそれぞれに設けられた調整バルブ34a,34c,34eの開度は制御される。これにより、ガスコンプレッサ32a,32bあるいはガスコンプレッサ32c,32dあるいはガスコンプレッサ32eの下流側の圧力を所定の圧力に調整することができる。所定の圧力に調整することで、加圧機構30から推進エンジン40に向けて流れるボイルオフガスを、推進エンジン40の要求する要求圧力及び燃料供給量にすることができる。
本実施形態では、ガスコンプレッサ32a,32bを同時に迂回するようにバイパス管33aが設けられ、ガスコンプレッサ32c,32cを同時に迂回するようにバイパス管33cが設けられているが、ガスコンプレッサそれぞれに対して、ガスコンプレッサそれぞれを迂回するバイパス管が設けられてもよい。
For example, when 1500 kg of boil-off gas is supplied from the upstream side per hour and the
In the present embodiment, the
本実施形態の加圧機構30では、第4段目のガスコンプレッサ32dと第5段面のガスコンプレッサ32eの間に逆止弁38が設けられている。無給油式圧縮機であるガスコンプレッサ32d及びその上流側にあるガスコンプレッサ32b,32cに、給油式圧縮機であるガスコンプレッサ32eから送出されるボイルオフガスに含まれる、給油式圧縮機から流れ出たオイル等の不純物が流れ込み、ガスコンプレッサ32d及びその上流側にあるガスコンプレッサ32b,32c等の装置を汚染することを阻止するために、逆止弁38は設けられる。
また、上流側から数えて第1段目のガスコンプレッサ32aと第2段面のガスコンプレッサ32bの間に逆止弁が設けられてもよい。
さらに、推進エンジン40a,40bに一旦供給されたボイルオフガスが上流側に向かって逆流することがないように、バイパス管33eの下流側に逆止弁が設けられてもよい。
In the
Further, a check valve may be provided between the first-
Further, a check valve may be provided downstream of the
バイパス管33aの主配管31からの分岐点とバイパス管33cの主配管31への合流点の間から、抽気配管が分岐し、ガス処理装置70に接続されている(図1では、ガス処理装置70の図示は省略されている)。ガス処理装置70は、ボイルオフガスを処理する装置であって、ボイラーや発電機用エンジンが例示される。
ガス処理装置70に延びる配管には、調整バルブが設けられ、ガス処理装置70で処理するボイルオフガスの量を調整するように構成することができる。
The bleeding pipe is branched from between a branch point of the
An adjustment valve is provided in a pipe extending to the
(推進エンジン)
本実施形態に用いる船舶には、推進エンジン40a,40bが設けられている。本実施形態の燃料ガス供給システム10には、加圧機構30が送出したボイルオフガスが流れる主配管31と、主配管31と推進エンジン40a,40bそれぞれとを接続し、推進エンジン40a,40bに燃料を供給する分岐配管39a,39bと、を含む配管機構を備える。推進エンジン40a,40bは、例えば液化ガスのボイルオフガスを燃料ガスとする一方、重油等のオイルを燃料として選択的に用いることができる二元燃料エンジンであってもよい。
推進エンジン40a,40bは供給されるボイルオフガスを燃料ガスとして燃焼室で燃焼させて動力を取り出し、主軸45a,45bおよび船舶のプロペラ46a,46bを回転させる。推進エンジン40a,40bには、例えば2ストロークサイクルの低速ディーゼルエンジンを用いることができる。推進エンジン40a,40bは、同じ構造のエンジンに限られず、エンジンが要求する燃料ガスの要求圧力やエンジンが要求する燃料供給量等が異なる特性を有してもよい。
(Propulsion engine)
The boat used in the present embodiment is provided with
The
以降、推進エンジン40a,40bの2系統を区別することなく説明するときは、“a”や“b”の符号を使わず推進エンジン40のように、番号のみを用いて説明する。
Hereinafter, when the description is made without distinguishing the two systems of the
推進エンジン40は、エンジンコントロールユニット(以降、ECUという)60と接続されており、ECU60によって駆動が制御されている。ECU60は、主軸45の回転を計測するように設けられた回転計42により計測された主軸回転数が目標回転数になるように、推進エンジン40に燃料ガスを供給する分岐配管39上に設けられた圧力制御バルブ64(64a,64b)の開度を制御することで、推進エンジン40の駆動を制御する。すなわち、ECU60は、推進エンジン40と推進用のプロペラ46を接続した主軸45の主軸回転数が目標回転数になるように、推進エンジン40の負荷を定め、これに基づいて燃料ガスの圧力を制御する装置である。ECU60は、気象、海象の風、波高等の自然状況の変化によって変化する主軸回転数が目標回転数に維持されるように、推進エンジン40の負荷を定める他、オペレータの減速、加速、旋回等の指示によって提供されるプロペラ回転数の操作指令値に応じて、推進エンジン40の負荷を定めることもできる。ECU60は、定めた負荷に基づいて、最下流に位置するガスコンプレッサ32eの送出側の目標圧力を設定し、この目標圧力を後述するセレクタに送るように構成されている。この目標圧力は、推進エンジン40が要求する燃料ガスの要求圧力である。加圧制御装置62は、この要求圧力を用いて、加圧装置30のボイルオフガスの送出量を制御する。ボイルオフガスの送出量の制御は後述する。
The
(液化装置)
液化装置50は、バイパス管33cの主配管31からの分岐点と逆止弁38との間から分岐する抽気管51を通して、加圧機構30と接続されている。
液化装置50は、推進エンジン40の負荷の変動により不要となったボイルオフガスを液化ガスとしてタンク20に戻す装置である。ボイルオフガスの一部は液化されず気体を維持する。このボイルオフガスは、必要に応じて、タンク20から加圧装置30により吸引されて流れるボイルオフガスに合流して、再度加圧装置30で加圧される。図示されないが、液化装置50は、例えば、ボイルオフガスを液化する前にボイルオフガスを冷却する熱交換器、冷却したボイルオフガスを膨張して液化させる膨張バルブ、膨張バルブによって作られた気液混合流体を分離する気液分離器、分離した気体を、タンク20から加圧装置30により吸引されて流れるボイルオフガスに合流させるガス配管、及び分離した液化ガスをタンクに流す液化ガス配管を備える。
(Liquefaction equipment)
The
The
(加圧機構によるボイルオフガスの送出量の制御)
本実施形態における加圧機構30によるボイルオフガスの送出量の制御には、加圧機構30と、ECU60と、圧力制御器61a,61bと、加圧制御装置62と、ハイセレクタ63と、圧力制御バルブ64a,64bと、圧力計65a,65bと、開閉バルブ66a,66bと、が主に用いられる。加圧機構30によるボイルオフガスの送出量の制御は、加圧機構30におけるバイパス管33eを流れるボイルオフガスの量を制御することにより行われる。バイパス管33eを流れるボイルオフガスの量の制御は、調整バルブ34eの開度の制御により行われる。この開度の制御は、後述するように、加圧制御装置62で生成される制御信号FFw,FFv,FBpを用いて行われる。
(Control of the amount of boil-off gas delivered by the pressurizing mechanism)
To control the amount of boil-off gas delivered by the
圧力制御バルブ64a,64bは、分岐配管39a,39bに設けられ、分岐配管39a,39bに流れ込むボイルオフガスの圧力を、圧力制御バルブ64a,64bの開度で制御する。圧力制御バルブ64a,64bの開度は、圧力制御器61a,61bから送られる制御信号により制御される。圧力制御バルブ64a,64bの開度は、分岐配管39a,39bに設けられた圧力計66a,66bで計測された圧力がECU60a,60bにより定められた要求圧力になるように制御される。こうして、ボイルオフガスの圧力が各要求圧力になるように制御することにより、所定のボイルオフガラスの供給量が燃料として推進エンジン40a,40bに供給される。
The
さらに、分岐配管39a,39bには、推進エンジン40a,40bへの燃料の供給のオン/オフを行う開閉バルブ66a,66bが設けられている。開閉バルブ66a,66bによる燃料の供給のオン/オフは、ECU60a,60bからの制御信号によって制御される。例えば、推進エンジン40aを始動する場合、開閉バルブ66aを開ける。推進エンジン40aの駆動を維持したまま、推進エンジン40aの使用する燃料を、ボイルオフガスから重油等のオイルに変更する場合、推進エンジン40aの回転を維持したまま、開閉バルブ66aを閉じる場合もある。このような場合を想定して、ECU60からの制御信号によって開閉バルブ66a,66bの開閉が制御される。開閉バルブ66a,66bは、複数のバルブと流路からなるガス・バルブ・トレインで構成することもできる。
Further, the
ECU60は、推進エンジン40の回転数が設定された負荷に応じて定まる目標回転数になるように推進エンジン40に制御信号を送る。また、ECU60は、推進エンジン40の負荷に応じて推進エンジン40が要求する燃料ガスの要求圧力を設定し、この要求圧力の情報を、圧力制御器61a,61b及びハイセレクタ63に送る。また、ECU60は、推進エンジン40の設定された負荷によって推進エンジン40が燃料ガス供給システム10に要求する燃料供給量を定め、この燃料供給量の情報を、加圧制御装置62の燃料制御装置62aに送る。
ECU60a,60bは、設定した開閉バルブ66a,66bの開閉の情報を、加圧制御装置62の開閉バルブ制御装置62bに送る。
The ECU 60 sends a control signal to the
The
ハイセレクタ63は、ECU60a,60bから送られた燃料ガスの要求圧力のうち、最大圧力を選択する。選択した最大圧力は設定圧力として後述する制御統合装置62cに送られる。あるいは、ハイセレクタ63が選択した最大圧力に一定(定数)の圧力が加算された結果が設定圧力として設定され、この設定圧力が制御統合装置62cに送られてもよい。ハイセレクタ63が選択した最大圧力に一定(定数)の圧力(α)を加算する(最大圧力+α)のは、圧力制御バルブ64a,64bあるいは開閉バルブ66a,66bにおいて圧力の低下が発生する場合があり、ハイセレクタ63が選択した最大圧力を設定圧力とすると、推進エンジン40が要求する燃料ガスの要求圧力を満たさない場合があるからである。このように、設定圧力は、ECU60a,60bから送られた燃料ガスの要求圧力のうち最大圧力に基づいて定められる。
なお、圧力制御バルブ64a,64bあるいは開閉バルブ66a,66bにおいて圧力の低下する量が、推進エンジン40a,40bが要求する燃料供給量によって変化する場合、最大圧力に一定(定数)の圧力を加算する代わりに、燃料供給量に対して予め定めた関数にしたがって加算圧力を算出し、この加算圧力を、一定の圧力(α)に代えてハイセレクタ63が選択した最大圧力に加算することも好ましい。
図1では、最大圧力に圧力を加算する構成の図示は省略されている。
The
When the amount of pressure decrease at the
In FIG. 1, the illustration of the configuration for adding the pressure to the maximum pressure is omitted.
加圧制御装置62は、燃料制御装置62a、開閉バルブ制御装置62b、及び制御統合装置62cを備える。
図3は、加圧制御装置62が行う制御の一例の制御ブロック図である。
The
FIG. 3 is a control block diagram of an example of control performed by the
燃料制御装置62aは、推進エンジン40a,40bが要求する燃料供給量Wa,Wbの変動に基づいて加圧装置30から送出されるボイルオフガスの送出量を制御するフィードフォワード制御の制御信号FFwを生成する。この制御信号FFwの生成は、推進エンジン40a,40bが要求する燃料供給量Wa,Wbの変動が所定の範囲を外れた場合に行われる。具体的には、燃料供給量Wa,Wbの変動に対して、燃料制御装置62aが記憶保持するFFw関数を用いて制御信号FFwを生成する。燃料供給量の変動とは、ECU60から所定の時間間隔で逐次送られてくる燃料供給量の時間変化である。燃料制御装置62aは、この時間変化が所定の範囲から外れた(燃料供給量の変動が大きい)場合、加圧機構30の主配管31内のボイルオフガスの圧力が燃料ガスの要求圧力から大きく逸脱する。
設定圧力Svは、図3に示す例では、ハイセレクタ63が選択した最大圧力に、圧力制御バルブ64a,64bあるいは開閉バルブ66a,66bにおいて圧力が低下する量を考慮して一定(定数)の圧力(α)が加算された圧力(最大圧力+α)である。このため、推進エンジン40a,40bが要求する燃料供給量の時間変化が所定の範囲を外れた場合、加圧機構30の主配管31内のボイルオフガスの圧力が燃料ガスの要求圧力から大きく変化しないように、燃料制御装置62aは、加圧機構30から送出されるボイルオフガスの送出量を燃料供給量の変動に応じて制御する。
The
In the example shown in FIG. 3, the set pressure Sv is a constant (constant) pressure equal to the maximum pressure selected by the
燃料制御装置62aは、例えば、推進エンジン40a,40bが要求する燃料供給量の総量を計算し、その総量とFFw関数を用いて演算し、さらに、予め定めた補正係数を乗算し、その値を調整バルブ34eの開度の調整量として表した制御信号FFwとして生成する。生成された制御信号FFwは、制御統合装置62cに送られる。補正係数については後述する。本実施形態の燃料制御装置62aは、FFw関数を用いて制御信号FFwを算出するが、予め燃料供給量の総量の変化と調整バルブ34eの開度の調整量の関係を示した参照テーブルを記憶しておき、計算した燃料供給量の総量から参照テーブルを参照して、制御信号FFwとして生成してもよい。
The
開閉バルブ制御装置62bは、推進エンジン40a,40b毎に設けられる開閉バルブ66a,66bのオン(全開)からオフ(完全に閉じる)あるいはオフ(完全に閉じる)からオン(全開)への変化に基づいて、ボイルオフガスの送出量を制御するフィードフォワード制御の制御信号FFvを生成する。具体的には、二元燃料エンジンである推進エンジン40a,40b双方を、ボイルオフガスを用いて駆動している状態から、推進エンジン40a,40bの一方に供給する燃料の種類をボイルオフガスから重油等のオイルに変更する場合、開閉バルブ66a,66bの一方を閉じる。この場合、ボイルオフガスが開閉バルブ66a,66bの一方から推進エンジン40a,40bの側の配管に流れ込むのが阻止されるため、開閉バルブ66a,66bの上流側の分岐配管39a,39b及び圧縮機構30の送出側の部分の圧力は急激に上昇する。この急激の圧力の上昇により、ボイルオフガスを用いて駆動している他方の推進エンジンに供給するボイルオフガスの圧力が増加し、この推進エンジンの出力が意図せず上昇する場合がある。
The on-off
また、推進エンジン40a,40bの一方に供給する燃料の種類を重油等のオイルからボイルオフガスに変更する場合、開閉バルブ66a,66bの一方を開く。この場合、ボイルオフガスが開閉バルブ66a,66bの一方から推進エンジン40a,40bの配管に流れ込むため、開閉バルブ66a,66bの上流側の分岐配管39a,39b及び圧縮機構30の送出側の部分の圧力は急激に低下する。この急激の低下により、ボイルオフガスを用いて駆動している他方の推進エンジンに供給するボイルオフガスの圧力が低下し、この推進エンジンの出力が意図せず低下する場合がある。
When the type of fuel supplied to one of the
このため、開閉バルブ制御装置62bは、推進エンジン40a,40b毎に設けられる開閉バルブ66a,66bのオンからオフあるいはオフからオンへの変化の情報Va,Vbに基づいて、ボイルオフガスの送出量を制御するフィードフォワード制御を行うため、制御信号FFvを生成する。生成された制御信号FFvは、生成された制御信号は、制御統合装置62cに送られる。
開閉バルブ制御装置62bは、例えば、開閉バルブ66a,66bの変化の情報Va,Vbと、開閉バルブ制御装置62bが記憶保持するFFv関数を用いて演算し、さらに、予め定めた補正係数を乗算し、その値を調整バルブ34eの開度の調整量として表した制御信号FFvとして生成する。具体的には、ボイルオフガスの送出量を一定量増やすあるいは減らすような制御信号FFvを生成する。補正係数については後述する。
本実施形態の開閉バルブ制御装置62bは、FFv関数を用いて制御信号FFvを生成するが、予めオン/オフの情報Va,Vbと調整バルブ34eの開度の調整量の関係を示した参照テーブルを記憶しておき、情報Va,Vbから参照テーブルを参照して、制御信号FFvを生成してもよい。
開閉バルブ66a,66bが、複数のバルブと流路からなるガス・バルブ・トレインで構成されている場合、バルブ毎にオン、オフが行われ、さらに、開放されるバルブ毎ごとに上記フィードフォワード制御が行われるように制御信号FFvが生成されることが好ましい。
For this reason, the opening / closing
The on-off
The opening / closing
When the opening /
制御統合装置62cは、上記2つのフィードフォワード制御のための制御信号FFw,FFvと、制御統合装置62cで生成される後述するフィーダバック制御のための制御信号FBpを1つの制御信号FFBにまとめて、加圧機構30の調整バルブ34a,34c,34eへ送る装置である。
制御統合装置62cは、推進エンジン40a,40bの設定圧力Svと圧縮機構30の送出側の主配管31の部分における燃料の計測圧力Pvとの差分に基づいて圧縮機構30の燃料の送出量を制御するフィードバック制御のための制御信号FBpを生成する。制御信号FBpの値は調整バルブ34eの開度の調整量として表されている。
計測圧力Pvとは、圧力計38eで計測された圧力であり、この圧力が制御統合装置62cに送られる。設定圧力Svとは、推進エンジン40a,40b毎に要求する燃料の要求圧力Sva,Svbのうち最大の要求圧力に基づいて定められた圧力をいう。要求圧力は、例えば低負荷では低く、高負荷では高く設定される。このような要求圧力は、予め推進エンジン40a,40b毎に設定されて、ECU60に記憶されている。
設定圧力Svを、推進エンジン40a,40b毎に要求する燃料の要求圧力のうち最大の要求圧力に基づいて定めるのは、推進エンジン40a,40bが同時に異なる動作をしている場合にも全ての推進エンジンに対して圧力不足なく燃料を供給するためである。要求圧力が、上記最大の要求圧力に比べて低い推進エンジンに対しては、圧力制御バルブ64a,64bを用いてボイルオフガスの圧力は調整される。
制御統合装置62cは、例えば、計測圧力Pvと設定圧力Svを差し引いた差分に対してPID制御を用いたフィードバック制御の制御信号FBpとして生成する。
本実施形態の制御統合装置62cは、予め設定圧力Svと計測圧力Pvの差分と調整バルブ34eの開度の調整量の関係を示した参照テーブルを記憶しておき、設定圧力Svと計測圧力Pvの差分から参照テーブルを参照して、制御信号FBpを生成してもよい。
The
The control integrated
The measured pressure Pv is a pressure measured by the
The set pressure Sv is determined based on the maximum required pressure among the required fuel pressures required for each
The
The
制御統合装置62cは、燃料制御装置62aから送られてきた制御信号FFwと、開閉バルブ制御装置62bから送られてきた制御信号FFvと、制御統合装置62cで生成された制御信号FBpを加算して1つの制御信号FFBに纏めて、加圧機構30の調整バルブ34eに送る。このようにボイルオフガスの圧力を制御することより、圧縮機構30が送出するボイルオフガスの送出量を制御することができる。
また、制御統合装置62cは、圧力計38a,38cから送られてくる圧力に基づいて、調整バルブ34a,34cの開度をPID制御により制御する。この制御では、圧力計38a,38cにおける計測圧力が所定の範囲に入るように、調整バルブ34a,34cの開度を制御する制御信号を生成し、調整バルブ34a,34cに送る。
このように、加圧によりボイルオフガスの圧力を最大にするガスコンプレッサ32eのバイパス管33eに設けられた調整バルブ34eの開度を制御することは、推進エンジン40a,40bの負荷の変化や開閉バルブ66a,66bのオン/オフに対する圧力の変化に対して、供給しようとする燃料の圧力の変動を最も効果的に抑制できることから、好ましい。
The
Further, the
As described above, controlling the opening degree of the
このように、本実施形態の加圧制御装置62が行う加圧機構30の燃料の送出量の制御では、開閉バルブ66a,66bのオン(全開)からオフ(完全に閉じる)あるいはオフ(完全に閉じる)からオン(全開)への変化に基づいて、燃料の送出量を制御するフィードフォワード制御を含むので、二元燃料エンジンを用いて、燃料の種類を切り替える場合等において、開閉バルブ66a,66bがオン/オフの動作をしても、推進エンジン40a,40bに供給する燃料の圧力の急激な変動を抑制することができる。
As described above, in the control of the fuel delivery amount of the
また、本実施形態の加圧制御装置62は、加圧機構30からの燃料の送出量の制御量が設定圧力Svに応じて調整されるように、燃料の送出量の制御を行うことが好ましい。図3に示されるように、燃料制御装置62aに送られる設定圧力Svに応じて定まる補正係数を、燃料制御装置62aが生成するフィードフォワード制御の制御信号FFwに乗算することにより、制御信号FFwを補正する。また、開閉バルブ制御装置62bに送られる設定圧力Svに応じて定まる補正係数を、開閉バルブ制御装置62bがフィードフォワード制御の制御信号FFvに乗算することにより、制御信号FFvを補正する。
図4は、上記補正係数と設定圧力Svの関係の一例を示す図である。すなわち、設定圧力Svが小さくなれば、補正係数を小さくするとよい。
主配管31内の燃料の圧力が異なれば、燃料の送出量を同じだけ変化させる場合でも加圧機構30の動作は異なる場合がある。本実施形態のように、加圧機構30が多段式のガスコンプレッサであり、加圧機構30のボイルオフガスの送出時の燃料の圧力の制御をバイパス管33eに設けられた調整バルブ34eで行われる場合、加圧するボイルオフガスの圧力が異なると、流量を同じだけ変化させるための調整バルブ34eの開度は大きく異なる。より安定した制御を実現するため、この差を補正するために推進エンジン40の設定圧力Svに応じて制御信号FFw、FFvに乗算する補正係数を変更することにより、ボイルオフガス(燃料)の送出量を調整することが好ましい。
Further, it is preferable that the
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the relationship between the correction coefficient and the set pressure Sv. That is, if the set pressure Sv decreases, the correction coefficient may be reduced.
If the pressure of the fuel in the
また、加圧機構30から送出される燃料の送出量の制御は、ガスコンプレッサ32a〜32eを駆動する駆動源の回転数を制御することにより行ってもよいが、F本実施形態のように、加圧制御装置62は、調整バルブ34a,34c,34eの開度を制御することにより、加圧機構30から送出されるボイルオフガス等の燃料の送出量を制御することが、燃料の送出量の制御を容易にできる点から好ましい。
特に、加圧機構30は、加圧装置であるガスコンプレッサ32a〜32eと、ガスコンプレッサ32a〜32eを迂回して接続したバイパス管33a,33c,33eと、バイパス管33a,33c,33eを流れる燃料の量を制御する調整バルブ34a,34c,34eと、を備える組を複数組、直列に設けた多段式ガスコンプレッサである場合、加圧により燃料の圧力を最大にする組におけるバイパス管33eに設けられた調整バルブ34eの開度を制御することにより、燃料の送出量の制御をすることが、供給しようとする燃料の圧力の変動を最も効果的に抑制できる点から好ましい。
The control of the amount of fuel delivered from the
In particular, the
このような燃料ガス供給システム10を用いることで、以下に説明するような燃料ガス供給方法を行うことができる。
By using such a fuel
すなわち、複数の推進エンジン40a,40bに燃料ガスを供給するとき、燃料ガス供給システム10は、
(a)液化ガスを貯留するタンク20から気化したボイルオフガスを推進エンジン40a,40bに燃料ガスとして供給するために、液化ガスから気化したボイルオフガスあるいは液化ガスを燃料として加圧機構30で加圧し送出するステップと、
(b)推進エンジン40a,40b毎に要求する燃料の要求圧力のうち最大の要求圧力に基づいて定めた設定圧力Svと加圧した燃料の計測圧力Pvとの差分に基づいて、加圧機構30が送出する燃料の送出量をフィードバック制御するステップと、
(c)複数のエンジンの要求する燃料供給量の変動に基づいて前記送出量をフィードフォワード制御するステップと、を実行する。このとき、フィードフォワード制御は、推進エンジン40a,40bの要求する燃料供給量の変動が所定の範囲を外れた場合に行う。
That is, when supplying the fuel gas to the plurality of
(A) In order to supply the boil-off gas vaporized from the
(B) The
(C) performing feedforward control on the delivery amount based on a change in the fuel supply amount required by the plurality of engines. At this time, the feedforward control is performed when the fluctuation of the fuel supply amount required by the
さらに、各推進エンジン40a,40bへの燃料ガスの供給のオン/オフを行う開閉バルブ66a、66bのオンからオフあるいはオフからオンへの変化に基づいて、加圧機構30の燃料の送出量を制御するフィードフォワード制御をするステップを含む。
加圧機構30による燃料の送出量の制御では、燃料の送出量の制御量が設定圧力Svに応じて調整される。
さらに、加圧機構30による燃料の送出量の制御は、バイパス管33a,33c,33eを流れる燃料の流量を制御することにより行われる。
この場合、加圧機構30による燃料の送出量の制御は、加圧により燃料の圧力を最大にするガスコンプレッサ32eのバイパス管33eを流れる燃料の流量を制御することにより行われる。
Further, the amount of fuel delivered from the
In the control of the fuel delivery amount by the
Further, the control of the fuel delivery amount by the
In this case, the control of the fuel delivery amount by the
以上、本発明の燃料ガス供給システム、燃料ガス供給方法、及び船舶について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。 As described above, the fuel gas supply system, the fuel gas supply method, and the ship according to the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various improvements and modifications may be made without departing from the gist of the present invention. Of course, you can do it.
10 燃料ガス供給システム
20 タンク
30 加圧機構
31 主配管
32a〜32e ガスコンプレッサ
33a,33c,33e バイパス管
34a,34c,34e 調整バルブ
35a〜35e 吸引スナッバ
36a〜36e 吐出スナッバ
37a〜37e 熱交換器
38 逆止弁
38a,38c,38e,65a,65b 圧力計
39a,39b 分岐配管
40,40a,40b 推進エンジン
42a,42b 回転計
44 流量制御弁
45a,45b 主軸
46a,46b プロペラ
50 液化装置
60,60a,60b エンジンコントロールユニット
61a,61b 圧力制御器
62 加圧制御装置
62a 燃料制御装置
62b 開閉バルブ制御装置
62c 制御統合装置
63 ハイセレクタ
64a,64b 圧力制御バルブ
66a,66b 開閉バルブ
70 ガス処理装置
Claims (11)
液化ガスを貯留するタンクと、
前記液化ガスから気化したボイルオフガスを複数のエンジンに燃料ガスとして供給するために、前記液化ガスから気化したボイルオフガスあるいは前記液化ガスを燃料として加圧し送出する加圧機構と、
前記加圧機構が送出する燃料の送出量を制御する加圧制御装置と、
前記加圧機構が送出した燃料が流れる主配管と、前記主配管と複数のエンジンそれぞれとを接続し、前記エンジンに燃料を供給する分岐配管と、を含む配管機構と、を備え、
前記加圧制御装置により行う前記送出量の制御は、前記複数のエンジン毎に要求する燃料の要求圧力のうち最大の要求圧力に基づいて定めた設定圧力と前記主配管における前記燃料の計測圧力との差分に基づいて前記送出量を制御するフィードバック制御と、前記複数のエンジンの要求する燃料供給量の変動に基づいて前記送出量を制御するフィードフォワード制御と、を含むことを特徴とする燃料ガス供給システム。 A fuel gas supply system that supplies fuel gas to a plurality of engines,
A tank for storing liquefied gas,
A pressurizing mechanism that pressurizes and sends out the boil-off gas or the liquefied gas vaporized from the liquefied gas as a fuel in order to supply the boil-off gas vaporized from the liquefied gas as a fuel gas to a plurality of engines,
A pressurization control device that controls the amount of fuel delivered by the pressurization mechanism,
A piping mechanism including a main pipe through which the fuel delivered by the pressurizing mechanism flows, a branch pipe that connects the main pipe to each of the plurality of engines, and supplies fuel to the engine,
The control of the delivery amount performed by the pressurization control device, the set pressure determined based on the maximum required pressure of the required pressure of the fuel required for each of the plurality of engines, and the measured pressure of the fuel in the main pipe, Fuel gas, comprising: a feedback control that controls the delivery amount based on a difference between the fuel supply amounts; and a feedforward control that controls the delivery amount based on a change in a fuel supply amount required by the plurality of engines. Feeding system.
前記加圧制御装置が行う前記送出量の制御は、さらに、前記開閉バルブのオンからオフあるいはオフからオンへの変化に基づいて、前記送出量を制御するフィードフォワード制御を含む、請求項1に記載の燃料ガス供給システム。 The branch pipe is provided with an on-off valve for turning on / off the supply of fuel gas to the engine,
The control of the delivery amount performed by the pressurization control device further includes a feedforward control that controls the delivery amount based on a change from ON to OFF or from OFF to ON of the on-off valve. A fuel gas supply system as described.
前記加圧制御装置は、前記調整バルブの開度を制御することにより、前記送出量を制御する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料ガス供給システム。 A pressurizing device configured to pressurize the fuel, a bypass pipe connecting a pipe through which fuel flows before and after pressurization by the pressurizing device, bypassing the pressurizing device; A regulating valve for controlling the amount of fuel flowing through the
The fuel gas supply system according to any one of claims 1 to 3, wherein the pressurization control device controls the delivery amount by controlling an opening of the adjustment valve.
前記加圧制御装置は、前記複数の組のうち、加圧により燃料の圧力を最大にする組におけるバイパス管に設けられた調整バルブの開度を制御することにより、前記送出量の制御する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料ガス供給システム。 A pressurizing device configured to pressurize the fuel, a bypass pipe connecting a pipe through which fuel flows before and after pressurization by the pressurizing device, bypassing the pressurizing device; A plurality of sets comprising an adjustment valve for controlling the amount of fuel flowing through, a multi-stage pressurizing mechanism provided in series,
The pressurization control device controls the delivery amount by controlling an opening degree of an adjustment valve provided in a bypass pipe in a set that maximizes fuel pressure by pressurization, of the plurality of sets, The fuel gas supply system according to claim 1.
前記加圧機構で加圧した燃料を用いて駆動する推進エンジンと、
前記推進エンジンを制御するコントロールユニットと、を備えることを特徴とする船舶。 A fuel gas supply system according to any one of claims 1 to 5,
A propulsion engine driven using fuel pressurized by the pressurizing mechanism,
And a control unit for controlling the propulsion engine.
液化ガスを貯留するタンクから気化したボイルオフガスを複数のエンジンに燃料ガスとして供給するために、前記液化ガスから気化したボイルオフガスあるいは前記液化ガスを燃料として加圧し送出するステップと、
複数のエンジン毎に要求する燃料の要求圧力のうち最大の要求圧力に基づいて定めた設定圧力と加圧した前記燃料の計測圧力との差分に基づいて前記送出量をフィードバック制御するステップと、
複数のエンジンの要求する燃料供給量の変動に基づいて前記送出量をフィードフォワード制御するステップと、を備え、
前記フィードフォワード制御は、前記燃料供給量の変動が所定の範囲を外れた場合に行う、ことを特徴とする燃料ガス供給方法。 A fuel gas supply method for supplying fuel gas to a plurality of engines,
In order to supply the boil-off gas vaporized from the tank storing the liquefied gas as a fuel gas to a plurality of engines, pressurizing and sending the boil-off gas vaporized from the liquefied gas or the liquefied gas as fuel,
Feedback controlling the delivery amount based on a difference between a set pressure determined based on a maximum required pressure of the required pressures of the fuel required for each of the plurality of engines and a measured pressure of the pressurized fuel,
Feedforward controlling the delivery amount based on a change in the fuel supply amount required by the plurality of engines,
The fuel gas supply method according to claim 1, wherein the feedforward control is performed when a change in the fuel supply amount is out of a predetermined range.
前記加圧機構は、前記燃料を加圧する加圧装置と、前記加圧装置による加圧前後の燃料が流れる配管の間を、前記加圧装置を迂回して接続したバイパス管と、を含み、
前記送出量の制御は、前記バイパス管を流れる燃料の流量を制御することにより行われる、請求項7〜9のいずれか1項に記載の燃料ガス供給方法。 Pressurization and delivery of fuel are performed by a pressurizing mechanism,
The pressurizing mechanism includes a pressurizing device that pressurizes the fuel, and a bypass pipe connected between a pipe through which fuel flows before and after pressurization by the pressurizing device, bypassing the pressurizing device,
The fuel gas supply method according to any one of claims 7 to 9, wherein the control of the delivery amount is performed by controlling a flow rate of fuel flowing through the bypass pipe.
前記加圧機構は、前記燃料を加圧する加圧装置と、前記加圧装置による加圧前後の燃料が流れる配管の間を、前記加圧装置を迂回して接続したバイパス管と、を備える組を複数組、直列に設けられた多段式加圧機構であり、
前記送出量の制御は、前記複数の組のうち、加圧により燃料の圧力を最大にする組におけるバイパス管を流れる燃料の流量を制御することにより行われる、請求項7〜9のいずれか1項に記載の燃料ガス供給方法。
Pressurization and delivery of fuel are performed by a pressurizing mechanism,
The pressurizing mechanism includes a pressurizing device that pressurizes the fuel, and a bypass pipe that connects a pipe through which the fuel flows before and after pressurization by the pressurizing device, bypassing the pressurizing device. Is a multi-stage pressurizing mechanism provided in series,
The control of the delivery amount is performed by controlling a flow rate of fuel flowing through a bypass pipe in a set that maximizes fuel pressure by pressurization among the plurality of sets. The fuel gas supply method according to the above section.
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