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Title:
COMPLEX PLANT HAVING ELECTRIC POWER EQUIPMENT INCLUDING COMBINATION OF LNG PRODUCTION EQUIPMENT AND WATER PRODUCTION EQUIPMENT, AND OPERATION METHOD OF THE COMPLEX PLANT HAVING ELECTRIC POWER EQUIPMENT INCLUDING COMBINATION OF LNG PRODUCTION EQUIPMENT AND WATER PRODUCTION EQUIPMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/136117
Kind Code:
A1
Abstract:
A complex plant (1) including an LNG production equipment (10) for cooling natural gas to produce liquefied natural gas, a water production equipment (30) for producing water from seawater and electric power equipment (20) for generating electric power required for operating these equipments, and an operation method of the plant. The plant (1) is equipped with an electric motor for driving an instrument whose suspension is to be avoided among instruments constituting the LNG production equipment (10) and is equipped with an electric motor for driving an instrument which can be suspended in the water production equipment (30). The electric power equipment (20) is structured to supply the electric power to the motor of the LNG production equipment (10) and the motor of the water production equipment (30)through an electric line (24), respectively, includes a controller (80) for detecting operating conditions of the LNG production equipment (10), the water production equipment (30) and the electric power equipment (20) and also outputting operation control instructions based on the operating conditions, and structured to be capable of respectively controlling the power supply to the motor of the LNG production equipment (10) and the power supply to the motor of the water productionequipment (30) among the power supplies based on the operation control instructions.

Inventors:
HIGUCHI SHINICHI (JP)
ARAKI HIDEFUMI (JP)
MARUSHIMA SHINYA (JP)
Application Number:
PCT/JP2007/059087
Publication Date:
November 13, 2008
Filing Date:
April 26, 2007
Export Citation:
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Assignee:
HITACHI LTD (JP)
HORITSUGI MUTSUMI (JP)
HIGUCHI SHINICHI (JP)
ARAKI HIDEFUMI (JP)
MARUSHIMA SHINYA (JP)
International Classes:
C10L3/06; F02C6/00; F02C6/18; F25J1/00
Foreign References:
JP2002259734A2002-09-13
JP2006504928A2006-02-09
JP2006328977A2006-12-07
Attorney, Agent or Firm:
POLAIRE I.P.C. (Chuo-ku, Tokyo, JP)
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Claims:
 天然ガスを冷却して液化天然ガスを製造するLNG製造設備と、海水から水を製造する水製造設備と、前記LNG製造設備及び水製造設備の稼動に必要な電力を発電する発電設備とを備えた構成からなるLNG製造設備と水製造設備とを組み合せた発電設備を有する複合プラントにおいて、前記LNG製造設備を構成する機器のうち停止を避けたい機器の駆動に電力を動力源とした電動機を設置し、前記水製造設備のうち停止が可能な機器の駆動に電力を動力源とした電動機を設置し、前記発電設備はこの発電設備で発電した供給電力を電力線を通じて前記LNG製造設備の該電動機と前記水製造設備の該電動機にそれぞれ供給するように構成し、前記LNG製造設備、水製造設備及び発電設備の運転状態を検出すると共に検出した該設備の運転状態に基いて運転制御指令を出力する制御装置を備え、前記制御装置による運転制御指令に基いて前記発電設備で発電した供給電力のうち該発電設備から電力線を通じて前記LNG製造設備の電動機に供給する供給電力の供給と、前記水製造設備の電動機とに供給する供給電力の供給とをそれぞれ制御可能に構成したことを特徴とするLNG製造設備と水製造設備とを組み合せた発電設備を有する複合プラント。
 請求項1に記載されたLNG製造設備と水製造設備とを組み合せた発電設備を有する複合プラントにおいて、前記LNG製造設備の停止を避けたい機器が天然ガスを冷却する冷媒を圧縮する圧縮機であり、前記水製造設備が逆浸透膜法による水製造装置から構成され、停止可能な機器が前記逆浸透膜法による水製造装置の加圧ポンプであることを特徴とするLNG製造設備と水製造設備とを組み合せた発電設備を有する複合プラント。
 請求項1又は請求項2に記載されたLNG製造設備と水製造設備とを組み合せた発電設備を有する複合プラントにおいて、前記発電設備はガスタービンと、このガスタービンによって駆動されて発電する発電機とを備えて構成したことを特徴とするLNG製造設備と水製造設備とを組み合せた発電設備を有する複合プラント。
 請求項1又は請求項2に記載されたLNG製造設備と水製造設備とを組み合せた発電設備を有する複合プラントにおいて、前記発電設備はガスタービンと、このガスタービンから排出される排ガスを熱源として蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、この排熱回収ボイラで発生した蒸気で駆動される蒸気タービンと、このガスタービン及び或いは蒸気タービンによって駆動されて発電する発電機とを有するコンバインドプラントによって構成したことを特徴とするLNG製造設備と水製造設備とを組み合せた発電設備を有する複合プラント。
 天然ガスを冷却して液化天然ガスを製造するLNG製造設備と、海水から水を製造する水製造設備と、前記LNG製造設備及び水製造設備の稼動に必要な電力を生成する発電設備とを備えた構成からなるLNG製造設備と水製造設備とを組み合せた発電設備を有する複合プラントの運転方法は、前記LNG製造設備、水製造設備及び発電設備の運転状態を検出すると共に検出した該設備の運転状態に基いて運転制御指令を出力する制御装置を備えさせて、前記発電設備が通常運転時にはこの制御装置によって前記発電設備で発電した供給電力を該発電設備から電力線を通じて前記LNG製造設備を構成する機器のうち停止を避けたい機器を駆動する電動機に供給して前記LNG製造設備による液化天然ガスの製造を行なうと共に、前記水製造設備のうち停止が可能な機器を駆動する電動機に供給して前記水製造設備による水の製造を行なうように制御し、前記発電設備で発電した電力の供給電力が急激に低下してLNG製造設備と水製造設備の合計の需用電力よりも低くなった場合には、前記制御装置の制御によって該発電設備が発電した供給電力の低下を検出して出力される運転制御指令に基いて前記発電設備で発電した供給電力のうち該発電設備から水製造設備の停止可能な機器に供給する供給電力をこの発電設備の供給電力の低下に相当する電力量、或いは前記LNG製造設備の停止を避けたい機器の需要電力を維持する電力量を確保するように減少させて供給して、前記LNG製造設備による液化天然ガスの製造を継続させることを特徴とするLNG製造設備と水製造設備とを組み合せた発電設備を有する複合プラントの運転方法。
 請求項5に記載されたLNG製造設備と水製造設備とを組み合せた発電設備を有する複合プラントの運転方法において、前記LNG製造設備の停止を避けたい機器が天然ガスを冷却する冷媒を圧縮する圧縮機であり、前記水製造設備が逆浸透膜法による水製造装置から構成され、停止可能な機器が前記逆浸透膜法による水製造装置の加圧ポンプであることを特徴とするLNG製造設備と水製造設備とを組み合せた発電設備を有する複合プラントの運転方法。
 請求項5又は請求項6に記載されたLNG製造設備と水製造設備とを組み合せた発電設備を有する複合プラントの運転方法において、前記発電設備はガスタービンと、このガスタービンによって駆動されて発電する発電機とを備えて構成したことを特徴とするLNG製造設備と水製造設備とを組み合せた発電設備を有する複合プラントの運転方法。
 請求項5又は請求項6に記載されたLNG製造設備と水製造設備とを組み合せた発電設備を有する複合プラントの運転方法において、前記発電設備はガスタービンと、このガスタービンから排出される排ガスを熱源として蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、この排熱回収ボイラで発生した蒸気で駆動される蒸気タービンと、このガスタービン及び或いは蒸気タービンによって駆動されて発電する発電機とを有するコンバインドプラントによって構成したことを特徴とするLNG製造設備と水製造設備とを組み合せた発電設備を有する複合プラントの運転方法。
Description:
LNG製造設備と水製造設備とを組 合せた発電設備を有する複合プラント及びL NG製造設備と水製造設備とを組み合せた発電 備を有する複合プラントの運転方法。

 本発明は、LNG製造設備と水製造設備とを み合せた発電設備を有する複合プラントに わり、特にLNG製造設備の需要電力を確保し るLNG製造設備と水製造設備とを組み合せた 電設備を有する複合プラント、及びLNG製造 備と水製造設備とを組み合せた発電設備を する複合プラントの運転方法に関する。

 本発明に関連するLNG製造設備として、特 2006-504928号公報にはLNG製造設備の中核を成 冷凍圧縮機を駆動する動力源に電動機を採 し、この電動機の電力をコジェネーション ラントで発生させるようにした構成の、LNG 造設備とコジェネーションプラントとを組 合せた複合発電設備によって電力を生成す 、電力発生とLNG製造とを行なうLNG製造プラ トの技術が開示されている。

 また、本発明に関連する水製造設備とし 、特開2006-328977号公報にはガスタービンを 動して電力を発生させると共にこのガスタ ビンの排熱を利用して蒸気を発生させ、こ 発生させた蒸気を利用して蒸気タービンを 動して更に電力を得ると共に、前記の発生 気を利用して海水を蒸留し純水を生成する うに構成した、電力発生と純水製造とを行 う水製造プラントの技術が開示されている

 上記した水製造設備の技術では、海水の 造にガスタービンの排熱を利用して発生さ た蒸気を利用しているが、海水から純水を 成する方法として上記した海水を蒸留して 水を製造する方法に替えて、逆浸透膜法を 用しても良い。

 この逆浸透膜法を水製造設備に使用する 合には、海水に高い圧力を加えてろ過フィ タを通過させることにより海水から水を分 させるが、海水を加圧するための加圧ポン を駆動させる電力源として、上記発電設備 構成するガスタービンや蒸気タービンで発 した電力の一部を利用することが考えられ 。

特表2006-504928号公報

特開2006-328977号公報

 上記した特表2006-504928号公報に記載され 電力発生とLNG製造とを行なう従来のLNG製造 備、又は特開2006-328977号公報に記載された電 力と純水製造とを行なう従来の水製造設備で は、電力を発生させる発電設備に異常が発生 してLNG製造設備、又は水製造設備に供給可能 な電力量が急激に減少した場合には、補助電 源装置を備えていても起動までに時間を要す るので短時間でLNG製造設備又は水製造設備を 所定の製造能力を維持して運転を継続させる 需要電力量を確保することは困難である。

 ところで、電力を発生させる設備を有し その発生した電力により稼動するLNG製造プ ントでは、電力を発生させる発電設備に蒸 タービン等の純度の高い水を使用する機器 備えている場合、この機器に純度の高い水 製造して供給する必要がある。

 そこで、LNG製造設備に備えられた電力を 生させる発電設備に備えられた機器で使用 る水を製造する設備として、電力を発電す 発電設備で発生した電力によって稼動する 製造設備をLNG製造設備と組み合せた発電設 を有する複合プラントが検討されている。

 しかしながら、LNG製造設備と水製造設備 を組み合せた発電設備を有する複合プラン を考えた場合に、発電設備に何らかの異常 発生して供給可能な電力が急激に低下する 、この発電設備からLNG製造設備及び水製造 備が稼動するために必要な需用電力量が供 できなくなり、LNG製造設備及び純水製造設 の双方の運転が困難になるという課題があ 。

 本発明の目的は、LNG製造設備と水製造設 とを組み合せた発電設備を有する複合プラ トの発電設備で発電して前記LNG製造設備及 水製造設備に電力を供給する供給電力量に 激な低下が生じた場合に、発電設備から供 される供給電力でLNG製造設備の運転に必要 需要電力量の確保を可能にして前記LNG製造 備の運転を継続し得るようにしたLNG製造設 と水製造設備とを組み合せた発電設備を有 る複合プラント、並びにLNG製造設備と水製 設備とを組み合せた発電設備を有する複合 ラントの運転方法を提供することにある。

 本発明の天然ガスを冷却して液化天然ガ を製造するLNG製造設備と、海水から水を製 する水製造設備と、前記LNG製造設備及び水 造設備の稼動に必要な電力を発電する発電 備とを備えた構成からなるLNG製造設備と水 造設備とを組み合せた発電設備を有する複 プラントは、前記LNG製造設備を構成する機 のうち停止を避けたい機器の駆動に電力を 力源とした電動機を設置し、前記水製造設 のうち停止が可能な機器の駆動に電力を動 源とした電動機を設置し、前記発電設備は の発電設備で発電した供給電力を電力線を じて前記LNG製造設備の該電動機と前記水製 設備の該電動機にそれぞれ供給するように 成し、前記LNG製造設備、水製造設備及び発 設備の運転状態を検出すると共に検出した 設備の運転状態に基いて運転制御指令を出 する制御装置を備え、前記制御装置による 転制御指令に基いて前記発電設備で発電し 供給電力のうち該発電設備から電力線を通 て前記LNG製造設備の電動機に供給する供給 力の供給と、前記水製造設備の電動機とに 給する供給電力の供給とをそれぞれ制御可 に構成したことを特徴とする。

 また、本発明の天然ガスを冷却して液化 然ガスを製造するLNG製造設備と、海水から を製造する水製造設備と、前記LNG製造設備 び水製造設備の稼動に必要な電力を生成す 発電設備とを備えた構成からなるLNG製造設 と水製造設備とを組み合せた発電設備を有 る複合プラントの運転方法は、前記LNG製造 備、水製造設備及び発電設備の運転状態を 出すると共に検出した該設備の運転状態に いて運転制御指令を出力する制御装置を備 させて、前記発電設備が通常運転時にはこ 制御装置によって前記発電設備で発電した 給電力を該発電設備から電力線を通じて前 LNG製造設備を構成する機器のうち停止を避 たい機器を駆動する電動機に供給して前記L NG製造設備による液化天然ガスの製造を行な と共に、前記水製造設備のうち停止が可能 機器を駆動する電動機に供給して前記水製 設備による水の製造を行なうように制御し 前記発電設備で発電した電力の供給電力が 激に低下してLNG製造設備と水製造設備の合 の需用電力よりも低くなった場合には、前 制御装置の制御によって該発電設備が発電 た供給電力の低下を検出して出力される運 制御指令に基いて前記発電設備で発電した 給電力のうち該発電設備から水製造設備の 止可能な機器に供給する供給電力をこの発 設備の供給電力の低下に相当する電力量、 いは前記LNG製造設備の停止を避けたい機器 需要電力を維持する電力量を確保するよう 減少させて供給して、前記LNG製造設備によ 液化天然ガスの製造を継続させることを特 とする。

 本発明によれば、LNG製造設備と水製造設 とを組み合せた発電設備を有する複合プラ トの発電設備で発電して前記LNG製造設備及 水製造設備に電力を供給する供給電力量に 激な低下が生じた場合に、発電設備から供 される供給電力でLNG製造設備の運転に必要 需要電力量の確保を可能にして前記LNG製造 備の運転を継続し得るようにしたLNG製造設 と水製造設備とを組み合せた発電設備を有 る複合プラント、並びにLNG製造設備と水製 設備とを組み合せた発電設備を有する複合 ラントの運転方法が実現できる。

本発明の一実施例であるLNG製造設備と 製造設備とを組み合せた発電設備を有する 合プラントの全体構成を表す概略図。 図1に示した本発明の本発明の一実施例 であるLNG製造設備と水製造設備とを組み合せ た発電設備を有する複合プラントを構成する LNG製造設備の概略図。 図1に示した本発明の本発明の一実施例 であるLNG製造設備と水製造設備とを組み合せ た発電設備を有する複合プラントを構成する 水製造設備の概略図。

符号の説明

 1:複合プラント、10:LNG製造設備、14P、14E 14M:電動機、15P:プロパン圧縮機、15E:エチレ 圧縮機、15M:メタン圧縮機、18P:プロパン熱交 換器、18E:エチレン熱交換器、18M:メタン熱交 器、20:発電設備、22:燃料、24:電力線、25、47 :信号線、30:水製造設備、35:加圧ポンプ、36: ろ過フィルタ、40:ガスタービン、41:圧縮機 42:燃焼器、43:タービン、44:発電機、50:排熱 収ボイラ、61:蒸気タービン、80、81、83:制御 置。

 本発明の実施例であるLNG製造設備と水製 設備とを組み合せた発電設備を有する複合 ラントについて、図面を用いて以下に説明 る。

 図1は本発明の一実施例であるLNG製造設備 と水製造設備とを組み合せた発電設備を有す る複合プラント1の全体構成を示す概略図で る。

 図1に示した本発明の一実施例であるLNG製 造設備と水製造設備とを組み合せた発電設備 を有する複合プラント1において、この複合 ラント1は原料となる天然ガス11を冷却して 化させた液化天然ガス(LNG)12を製造するLNG製 設備10と、原料となる海水31から純水32を製 する水製造設備30と、前記LNG製造設備10と水 製造設備30を稼動させるために必要な電力を 成する発電設備20とを備えた構成となって る。

 そしてこれらの各設備の間には、発電設 20で発生させた電力を該発電設備20から前記 LNG製造設備10と水製造設備30とに供給する電 線24と、これらの各設備の運転状態及び各設 備に指令される運転指令を通信する信号線25 が配設されている。

 本実施例のLNG製造設備と水製造設備とを み合せた発電設備を有する複合プラント1に 備えられた発電設備20は、天然ガスや石油等 化石燃料22を燃料とする複数台のコンバイ ドプラントの発電装置から構成されており それぞれの発電設備20であるコンバインドプ ラントの発電装置は、化石燃料22を燃料する スタービン40と、このガスタービン40から排 出される排ガスを熱源として蒸気を発生させ る排熱回収ボイラ50と、この排熱回収ボイラ5 0で発生した蒸気によって駆動される蒸気タ ビン61と、前記ガスタービン40及び蒸気ター ン61のロータに連結されて電力を発生させ 発電機44を備えている。

 これらの発電設備20であるコンバインド ラントの発電装置を構成する前記ガスター ン40は、空気を圧縮する圧縮機41と、この圧 機41で圧縮された加圧空気と化石燃料22とを 燃焼して高温の燃焼ガスを発生させる燃焼器 42と、この燃焼器42で発生した燃焼ガスによ て駆動されるタービン43とを備えるように構 成されている。

 前記排熱回収ボイラ50は、ガスタービン40 のタービン43を駆動して該タービン43から排 された排ガスを熱源として熱交換して高温 蒸気を発生するように構成されている。

 前記蒸気タービン61は、排熱回収ボイラ50 で発生した高温の蒸気によって駆動されるが 、この蒸気タービン61を駆動して排出された 温の蒸気は復水器62によって冷却されて復 となる。

 そしてこの復水はポンプ63で加圧されて 記排熱回収ボイラ50に給水として供給され、 排ガスとの熱交換で発生した高温の蒸気にな って該蒸気タービン61を駆動するように構成 れている。

 また、前記ガスタービン40の圧縮機41及び タービン43と、蒸気タービン61と、発電機44と は、共通のロータ65によって相互に連結され 1軸コンバインドプラントの発電装置を構成 している。

 前記発電設備20は、ガスタービン40と排熱 回収ボイラ50と蒸気タービン61と発電機44から 構成されるコンバインドプラントの発電装置 を6台備えた設備であるが、コンバインドプ ントの発電装置に替えてガスタービン40と発 電機44から構成される発電装置を6台備えた設 備を用いても良い。

 本実施例のLNG製造設備と水製造設備とを み合せた発電設備を有する複合プラント1で は、発電設備20として例えば6台のコンバイン ドプラントの発電装置から構成されているが 、紙面の都合上、6台のうちの2台のコンバイ ドプラントの発電装置を表示している。

 これらの6台のコンバインドプラントの発 電装置は、1台のコンバインドプラントの発 装置当り40MWの電力を発生するので、合計240M Wの電力を生成する。

 また、この発電設備20には各コンバイン 発電装置の運転状態を把握してこれらの各 ンバインド発電装置の運転を制御する制御 置80を備えている。

 この制御装置80は、発電機44の供給電力量 を検出する機能及び燃料流量調整弁45を制御 る機能を有している。

 また、この制御装置80は、後述するLNG製 設備10が備える制御装置81及び水製造設備30 備える制御装置83と信号線25を通じて接続さ ている。

 図2はLNG製造設備と水製造設備とを組み合 せた発電設備を有する複合プラント1に備え れたLNG製造設備10の詳細構成を示す概略図で ある。

 図2おいて、LNG製造設備10は、原料となる 然ガス11を精製し冷却して液化天然ガス12を 製造する。

 本実施例のLNG製造設備10では、天然ガス11 の液化方法としてカスケード方を採用してお り、原料の天然ガス11は、まずLNG製造設備10 構成するプロパン熱交換器18Pに導かれて冷 され、このプロパン熱交換器18Pにおいて-35 程度まで冷却される。

 プロパン熱交換器18Pを経た天然ガス11は にLNG製造設備10を構成するエチレン熱交換器 18Eに導かれて冷却され、このエチレン熱交換 器18Eおいて-100℃程度まで冷却される。

 エチレン熱交換器18Eを経た天然ガス11は にメタン熱交換器18Mに導かれて冷却され、 のメタン熱交換器18Mにて-162℃まで冷却され 液化され、LNG12となる。

 LNG製造設備10に備えられたプロパン熱交 器18Pでは、天然ガス11を冷却する冷却媒体と してプロパンを使用するが、この冷却媒体の プロパンはプロパン圧縮機15Pによって圧縮さ れ、次に熱交換器16Pで冷却されて気液混合体 とされた後に、弁17Pを経て前記プロパン熱交 換器18Pに供給されてそこで断熱膨張し、天然 ガス11及び冷却媒体であるエチレン及びメタ をこの冷却媒体のプロパンによって-35℃程 まで冷却する。

 そして前記プロパン熱交換器18Pで断熱膨 した後は再度、プロパン圧縮機15Pに戻され 圧縮される。

 LNG製造設備10に備えられたエチレン熱交 器18Eでは、プロパン熱交換器18Pで冷却され 天然ガス11を冷却する冷却媒体としてエチレ ンを使用するが、この冷却媒体のエチレンは 、エチレン圧縮機15Eによって圧縮され、次に 熱交換器16Eで冷却されて気液混合体とされた 後に、弁17Eを経て前記エチレン熱交換器18Eに 供給されてそこで断熱膨張し、天然ガス11及 冷却媒体であるメタンをこの冷却媒体のエ レンによって-100℃程度まで冷却する。

 そして前記エチレン熱交換器18Eで断熱膨 した後は再度、エチレン圧縮機15Eに戻され 圧縮される。

 LNG製造設備10に備えられたメタン熱交換 18Mでは、エチレン熱交換器18Eで冷却された 然ガス11を冷却する冷却媒体としてメタンを 使用するが、この冷却媒体のメタンは、メタ ン圧縮機15Mによって圧縮され、次に熱交換器 16Mで冷却されて気液混合体とされた後に、弁 17Mを経て前記メタン熱交換器18Mに供給されて そこで断熱膨張し、天然ガス11をこの冷却媒 のメタンによって-162℃まで冷却する。

 そして前記メタン熱交換器18Mで断熱膨張 た後は再度、メタン圧縮機15Mに戻されて圧 される。

 本実施例のLNG製造設備と水製造設備とを み合せた発電設備を有する複合プラント1の LNG製造設備10では、発電設備20に何らかの要 が発生してLNG製造設備10がLNG12を製造するの 必要な需用電力を発電設備20から供給でき くなった場合、LNG製造設備10の停止を避けた い機器の少なくともひとつが天然ガス11を冷 する冷媒を圧縮するプロパン圧縮機15P、エ レン圧縮機15E及びメタン圧縮機15Mであるの 、これらの圧縮機は常に稼動させてLNG製造 備10でのLNGの製造を継続する必要がある。

 このLNG製造設備10では、前記プロパン圧 機15P、エチレン圧縮機15E及びメタン圧縮機15 Mの駆動源として電力で駆動する電動機14P、 動機14E及び電動機14Mをそれぞれ備えている

 本実施例のLNG製造設備10の場合では、前 プロパン圧縮機15P、エチレン圧縮機15E及び タン圧縮機15Mを駆動させるこれらの電動機14 P、電動機14E及び電動機14Mの稼動に必要な需 電力は合計で約160MW程度である。

 本実施例のLNG製造と水製造との複合プラ ト1のLNG製造設備10では、このLNG製造設備10 運転状態を検出すると共に、この運転状態 検出値に基づいて該LNG製造設備10の運転を制 御する制御装置81を備えている。

 LNG製造設備10の制御装置81は、前記した発 電設備20の制御装置80と前記した水製造装置30 の制御装置83とに信号線25を通じてそれぞれ 続している。

 前記制御装置81は、LNG製造設備10に備えた プロパン熱交換器18Pと、エチレン熱交換器18E と、メタン熱交換器18Mの運転状態をそれぞれ 検出し、これらの検出値に基づいて前記プロ パン熱交換器18Pに供給する冷却媒体を圧縮す るプロパン圧縮機15Pを駆動する電動機14Pと、 前記エチレン熱交換器18Eに供給する冷却媒体 を圧縮するエチレン圧縮機15Eを駆動する電動 機14Eと、前記メタン熱交換器18Mに供給する冷 却媒体を圧縮するメタン圧縮機15Mを駆動する 電動機14Mをそれぞれ制御する制御指令信号を 信号線19を通じて出力して、これらの電動機1 4P、電動機14E、電動機14Mを運転する制御機能 有すると共に、これらの電動機を駆動する めに必要な需用電力量を発電機設備20の制 装置80に要求して発電機設備20から電力線24 通じて必要な供給電力量を供給させる機能 有する。

 図3はLNG製造設備と水製造設備とを組み合 せた発電設備を有する複合プラント1に備え れた水製造設備30の詳細構成を示す概略図で ある。

 図3において、水製造設備30は、原料とな 海水31を精製し純水32を製造する。

 本実施例の水製造設備30では、水の製造 法として逆浸透膜法を採用しており、原料 海水31は、まず水製造設備30を構成する電動 で駆動される複数個の加圧ポンプ35の運転 よって加圧される。

 この水製造設備30において、瞬時停止可 な機器は前記逆浸透膜法による水製造装置 海水31を加圧する電動機により駆動される加 圧ポンプ35である。

 そしてこの加圧ポンプ35によって加圧さ た海水31は水製造設備30に多数配設された逆 透膜を有するろ過フィルタ36に供給され、 い圧力をかけてろ過フィルタ36の逆浸透膜に 接触させることによって、海水31中の水成分 みがろ過フィルタ36を通過して海水31から純 水32を分離することができる。

 本実施例のLNG製造と水製造との複合プラ ト1の水製造設備30では、ろ過フィルタ36に 圧ポンプ35を用いて海水31を加圧して供給し ろ過フィルタ36が有する逆浸透膜によって 成分のみを分離した純水32が製品としてろ過 フィルタ36から取り出され、塩分が濃縮され 濃縮海水33は、ろ過フィルタ36から外部に排 出されるように構成している。

 本実施例の水製造設備30の場合では、複 の加圧ポンプ35を稼動させる電動機の駆動に 必要な需用電力は合計で約80MW程度である。

 本実施例のLNG製造設備と水製造設備とを み合せた発電設備を有する複合プラント1の 水製造設備30では、この水製造設備30の運転 態を検出すると共に、この運転状態の検出 に基づいて該水製造設備30の運転を制御する 制御装置83を備えている。

 この水製造設備30の制御装置83は、前記し た発電設備20の制御装置80と前記したLNG製造 置10の制御装置81とに信号線25を通じてそれ れ接続している。

 前記制御装置83は、水製造設備30の運転状 態である加圧ポンプ35の電動機の状態を信号 38を通じて検出して、海水31を加圧する加圧 ポンプ35の電動機を操作する制御信号を信号 38を通じて電動機に指令すると共に、該加 ポンプ35で加圧された海水31をろ過フィルタ3 6に供給する流量調整弁37を操作する制御信号 を信号線39を通じて流量調整弁37指令して操 する制御機能を備えており、更に、これら 加圧ポンプ35を運転する電動機を駆動するた めに必要な電力量を信号線25を通じて発電機 備20の制御装置80に要求する機能を有する。

 次に本発明の一実施例であるLNG製造設備 水製造設備とを組み合せた発電設備を有す 複合プラント1の動作について、図1乃至図3 用いて説明する。

 まず、本実施例であるLNG製造設備と水製 設備とを組み合せた発電設備を有する複合 ラント1における設計定格点における動作に ついて説明すると、LNG製造設備10では原料と る天然ガス11を精製・液化してLNG12を製造し 、製造されたLNG12はLNG貯蔵タンク(図示せず) 貯蔵される。

 このLNG製造設備10の制御装置81では、天然 ガス11を冷却して液化するプロパン熱交換器1 8Pの冷却媒体を圧縮するプロパン圧縮機15Pを 動する電動機14Pと、該天然ガス11を冷却し 液化するエチレン熱交換器18Eの冷却媒体を 縮するエチレン圧縮機15Eを駆動する電動機14 Eと、該天然ガス11を冷却して液化するメタン 熱交換器18Mの冷却媒体を圧縮するメタン圧縮 機15Mを駆動する電動機14Mとを、このLNG製造設 備10の運転状況の検出値に基づいて決定した 転条件の運転指令信号によって、それぞれ 転する。

 また、この制御装置81では、LNG製造設備10 の稼動に必要な電動機の合計の需用電力を計 算し(設計定格点では160MW必要)、この需要電 量を通信線24を経由して発電設備20の制御装 80に要求し、この制御装置80による発電設備 20の運転制御によって、該発電設備20から必 な供給電力量を電力線24を介してLNG製造設備 10に供給する。

 そして、LNG製造設備10の制御装置81から該 LNG製造設備10の需要電力量の情報を受け取っ 発電設備20の制御装置80では、ガスタービン 40の燃焼器42に供給する燃料22の燃料流量弁45 制御することによって、発電機44で発電し 発電設備20から供給する供給電力量がLNG製造 設備10の需要電力をまかなえる供給電力量と るように発電する電力量を調節する。

 また、水製造設備30では原料となる海水31 を精製して純水32を製造し、製造された純水3 2は純水貯蔵タンク(図示せず)に貯蔵され、濃 縮海水33は外部に放出される。

 この水製造設備30の制御装置83では、海水 31を加圧する各加圧ポンプ35を駆動する電動 を、この水製造設備30の運転状況の検出値に 基づいて決定した運転条件の運転指令信号に よってそれぞれ運転する。

 また、この制御装置83では、水製造設備30 の稼動に必要な加圧ポンプ35を駆動する電動 の合計の需用電力を計算し(設計定格点では 80MW必要)、この需要電力量を通信線24を経由 て、発電設備20の制御装置80に要求し、この 御装置80による発電設備20の運転制御によっ て、該発電設備20から水製造設備30に必要な 用電力量をまかなえる供給電力量を電力線24 を介して水製造設備30に供給する。

 そして、水製造設備30の制御装置83から需 要電力量の情報を受け取った発電設備20の制 装置80では、ガスタービン40の燃焼器42に供 する燃料22の燃料流量弁45を制御することに よって、発電機44から発生させる電力量が水 造設備30の需要電力をまかなえる供給電力 となるように発電する電力量を調節する。

 即ち、発電設備20の制御装置80で制御する 発電機44から発生させる電力の供給電力量は LNG製造設備10の需要電力量が160MW、水製造設 備30の需要電力量が80MWであるので、合計して 240MWの需要電力相当量となるように電力する 給電力量が調節されることになる。

 次に本実施例であるLNG製造設備と水製造 備とを組み合せた発電設備を有する複合プ ント1において、LNG製造設備10の需要電力が 化した場合の制御動作について図1乃至図3 用いて説明する。

 一般にLNG製造設備10においては、製造す LNG12の製造量や、大気温度や湿度などの設備 環境に影響されてLNGの製造に必要な需用電力 量が刻々と変化する。

 電力は貯蓄することができないので、LNG 造設備10の需要電力量に変動があった場合 は発電設備20から供給するLNG製造設備10への 給電力量をLNG製造設備10の需要電力量と同 になるように、瞬時に調整しなければなら い。

 LNG製造設備10の需用電力量は制御装置80か ら信号線25を経由して常時、発電設備20の制 装置80に伝達されている。

 発電設備20の制御装置80では、LNG製造設備 10の制御装置80から送られてくるLNG製造設備10 の需用電力量に基づいて、発電設備20の発電 44から発生させる電力の供給電力量が少な とも需用電力量と同じ電力量になるように 発電設備20を構成するガスタービン40の燃料 量弁45を調整して燃焼器42で燃焼させる燃料 22の流量を増加或いは減少するように調整し 発電機44から発生させる電力の供給電力量 LNG製造設備10の需要電力量が同じ電力量にな るように制御する。

 本実施例であるLNG製造設備と水製造設備 を組み合せた発電設備を有する複合プラン 1では、発電設備20の設計定格点の供給電力 である240KWの3%以内の変動が生じた場合には 、発電設備20のガスタービン40に供給される 料22の燃料流量を調整する方法によって発電 設備20の発電機44から発生させる供給電力量 LNG製造設備10及び水製造設備30の需要電力量 のバランスをとる。

 発電設備20の設計定格点の供給電力量で る240KWの3%を超える変動が生じた場合には、 製造設備30の需要電力量を制御する。

 すなわち、LNG製造設備10と水製造設備30の 需要電力量の合計の需要電力量が発電設備20 発電する供給電力量と同じ電力量となるよ に、LNG製造設備10の需要電力量はLNG製造設 10の運転を継続させるために一定に維持しつ つ水製造設備30の需要電力量のみを増加、或 は減少するように制御することにより、発 設備20の発電機44から発生させる供給電力量 とLNG製造設備10及び水製造設備30の需要電力 とのバランスをとるようにしている。

 例えば、LNG製造設備10でLNGの製造量の増 や大気温度、湿度の変化によって該LNG製造 備10の需要電力量が発電設備20の設計定格点 発生電力量である240MWの5%相当の12MW増加し 場合に、水製造設備30の需要電力を12MW減少 るように制御装置80からの運転制御指令に基 いて水製造設備30の制御装置83を操作して該 製造設備30の純水32の製造量を制御し、該該 製造設備30の運転条件を調整して需要電力 12MW減少させる。

 すなわち、発電設備20の制御装置80は、水 製造装置30の制御装置83に対して需要電力を12 MW低下させる運転制御指令を伝達し、この運 制御指令を受信した水製造設備30の制御装 83は、原料の海水31を加圧する加圧ポンプ35 駆動する電動機の運転、及び原料の海水31を 逆浸透膜を有するろ過フィルタ36に供給する 給量を調節する流量弁37をそれぞれ調整し 純水32の製造量を減少させて水製造装置30の 要電力を12MW低減させる。

 このように水製造装置30の需要電力のみ 調節させることで発電設備20で発電される電 力量である供給電力はLNG製造設備10の需用電 に影響を与えることなく240MWの一定量のま 維持される。

 すなわち、LNG製造設備10でLNGの製造量の 加や大気温度、湿度の変化によって該LNG製 設備10の需要電力量が増加した場合でも、水 製造装置30の需要電力を調節することによっ 発電設備20は常に最高効率点である設計定 点近傍の240MWの供給電力量を発電するように 運転することが可能であり、この結果、LNG製 造と水製造との複合プラント1のプラント効 は高い状態で維持することが可能となる。

 次に本実施例であるLNG製造設備と水製造 備とを組み合せた発電設備を有する複合プ ント1において、発電設備20の発電可能な供 電力量が、発電設備を構成するガスタービ 等に何らかの要因が生じて所定の供給電力 ら低下した場合の制御動作について図1乃至 図3を用いて説明する。

 一般にLNG製造設備10は、天然ガス11の液化 という機能を有する冷凍機を中心とする設備 であり、非常停止は避けたい設備である。

 例えば、天然ガス11の液化途中において LNG製造設備10が必要とする電力が発電設備20 ら十分に供給されなくなりLNG製造設備10の 凍機が停止する可能性を検討した場合、液 途中の天然ガス11は温度の上昇によりすぐに 気化することになる。

 液体から気体へ相変化すると一般に天然 ス11を容れていた圧力容器の内圧が上昇し しまうことになるので、内部の天然ガス11を 処理する対策をとる必要が生じる。

 また、LNG製造設備10が天然ガス田付近に 設されており、直接原料となる天然ガス11が LNG製造設備10に供給されている場合には、LNG 造設備10を停止しなければならなど、その 響が広範囲に及ぶことになる。

 特に大型のLNG製造設備10では、LNG製造設 10を停止する場合には設備停止に伴う安全対 策処置、経済的損失が大きくなる。

 そこで、本実施例であるLNG製造設備と水 造設備とを組み合せた発電設備を有する複 プラント1においては、発電設備20に故障等 事態や通常運用の変動幅の3%を超えて電力 低下が生じたことにより発電設備20の生成電 力量が設計定格点の供給電力量より低下した 場合には、発電設備20で発電する供給電力量 低下に相当する電力量だけ水製造設備30の 要電力量を制御して減少させ、LNG製造設備10 の需要電力量をLNG12の製造に影響を与えずに の需要電力量を確保するように制御するも である。

 そこで、発電設備20の制御装置80には、発 電する供給電力量が設計定格点の電力量から 例えば3%を超えて低下した場合に制御装置80 供給電力の低下が生じたことを出力するよ に予め設定しておく。

 そうすると、例えば、発電設備20に故障 何らかの事情が生じたことによって発電設 20から供給可能な供給電力が発電設備20の設 定格点の発生電力量である240MWの例えば20% 当の48MW低下した場合には、まず、発電設備2 0の制御装置80が発電設備20で発電する電力量 低下を検出する。

 次に制御装置80では、この供給電力の低 の検出に基づいて水製造設備30の制御装置83 対して信号線25を経て水製造設備30の需要電 力が、発電設備20の発生電力の低下分48MWに相 当する48MW減少するように運転制御指令を伝 する。

 この制御装置80からの運転制御指令を受 した水製造設備30の制御装置83では、原料の 水31を加圧する加圧ポンプ35を駆動する電動 機の運転の動力を減少させると共に、原料の 海水31を逆浸透膜を有するろ過フィルタ36に 給する供給量を調節する流量弁37の開度をそ れぞれ調整し、純水32の製造量を減少させて 製造装置30の需要電力を発電設備20で発電す る供給電力の低下分に相当する48MW低減させ 。

 このように水製造装置30の需要電力のみ 調節させることでLNG製造設備10の需要電力は 確保したまま、発電設備20の供給電力の低下 対応することが可能である。

 また、本実施例であるLNG製造と水製造と 複合プラント1においては、発電設備20に故 や何らかの要因等が生じたことにより発電 備20ので発電する供給電力量が設計定格点 供給電力量より低下した場合に、LNG製造設 10の需要電力量をLNG12の製造に最低限必要な 器である冷却媒体を圧縮するプロパン圧縮 15Pを駆動する電動機14P、エチレン圧縮機15E 駆動する電動機14E、及びメタン圧縮機15Mを 動する電動機14Mの各圧縮機の稼動に影響を えないようにこれらの各圧縮機を駆動する 動機の需要電力量の160MWを確保するように 御することも考えられる。

 この場合、発電設備20の制御装置80に前記 したLNG製造設備10の前記各圧縮機を駆動する 動機の需用電力量を予め設定しておけば、 電設備20で発電する供給電力量が設計定格 の供給電力量より大幅に低下した場合であ ても、前記LNG製造設備10によるLNG12の製造に 低限必要な前記各圧縮機の稼動に必要な需 電力量を確保するように、発電設備20の制 装置80及びLNG製造設備10の制御装置81を制御 れば、LNG製造設備10の稼動に悪影響を与えず に運転を継続させることが可能となる。

 尚、本実施例のLNG製造設備と水製造設備 を組み合せた発電設備を有する複合プラン 1では水製造設備30の稼動を停止させること で想定すると、最大限で水製造設備30の設 定格点における需要電力量80MWに相当する発 設備20の電力低下量に対応することが可能 ある。

 本実施例のLNG製造と水製造との複合プラ ト1では、発電設備20の予備電力として2台の ガスタービンを新たに設置することなく、6 設置したコンバインド発電装置のうちの2台 コンバインド発電装置で発生させている通 は予備電源に相当する電力を水製造設備30 需要電力として使用している。

 従って前述したように、本実施例のLNG製 と水製造との複合プラント1では、発電設備 20に故障等の異常事態が発生して発電設備20 ら供給可能な供給電力量が低下した場合に 、短時間で水製造設備30の需要電力量を低下 させ、LNG製造設備10の需用電力量を確保する とが可能となる。

 本実施例では、予備電源として待機させ おく電源設備は必要がなくなるので、LNG製 と水製造との複合プラントとしてコンパク なプラント構成が可能となる。

 上記したように本実施例のLNG製造と水製 との複合プラント1では水製造設備30の需要 力量を広範囲に変更することが可能なので 発電設備20の供給電力が一定に保たれるよ に水製造設備30の需要電力量を調整すること ができるだけでなく、発電設備20に異常等が 生して供給電力が低下した場合には、瞬時 水製造設備30の需要電力を低下させること よりLNG製造設備10の需要電力を確保すること ができる。

 また、本実施例のLNG製造と水製造との複 プラント1における通常の運用時には、発電 設備20は常に最高効率点で運転することが可 であるため、この複合プラント全体の運用 率を高く維持することが可能となる。

 また、本実施例のLNG製造と水製造との複 プラント1では、発電設備20の異常時に備え 待機させておく予備電源のガスタービン等 別途設置することも必要なくなるため、こ 複合プラントの建設に要する初期投資を抑 ることが可能であるばかりでなく、通常運 時に待機、すなわち休止させておく発電装 がないので、複合プラント全体の運用効率 高く維持できる。

 本発明の実施例によれば、LNG製造設備と 製造設備とを組み合せた発電設備を有する 合プラントの発電設備で発電して前記LNG製 設備及び水製造設備に電力を供給する供給 力量に急激な低下が生じた場合に、発電設 から供給される供給電力でLNG製造設備の運 に必要な需要電力量の確保を可能にして前 LNG製造設備の運転を継続し得るようにしたL NG製造設備と水製造設備とを組み合せた発電 備を有する複合プラント、並びにLNG製造設 と水製造設備とを組み合せた発電設備を有 る複合プラントの運転方法が実現できる。

 本発明は、LNG製造設備と水製造設備とを み合せた発電設備を有する複合プラント、 びLNG製造設備と水製造設備とを組み合せた 電設備を有する複合プラントの運転方法に 用可能である。