JP2019049221A - Device and method for controlling the number of pumps - Google Patents
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- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ポンプ台数制御装置及びポンプ台数制御方法に関する。 The present invention relates to a pump number control device and a pump number control method.
下記特許文献1には、LNG等の低温液化ガスの払出ポンプの運転台数を制御するポンプの運転台数制御方法が開示されている。この運転台数制御方法は、低温液化ガスの需要量の増減予測パターンを設定し、当該増減予測パターンに応じて稼働中の払出ポンプの停止を一定時間遅延させたり、あるいは運転停止中の払出ポンプの起動を一定時間遅延させることにより、需要量の増減に対して円滑に安定した対応を実現するものである。
The following
ところで、上述した払出ポンプは、LNGタンク等の低温タンクから低温液化ガスを払い出すポンプであり、上記運転台数制御では、需要量と払出ポンプの定格能力つまり定格吐出量との比較に応じて払出ポンプの運転台数を決定している。この定格能力(定格吐出量)は、払出ポンプの性能を示す値であり、固定値である。 By the way, the above-mentioned dispensing pump is a pump that dispenses low temperature liquefied gas from a low temperature tank such as an LNG tank, and in the above operation number control, dispensing is performed according to the comparison between the demand amount and the rated capacity of the dispensing pump, that is, the rated discharge amount. The number of operating pumps has been determined. The rated capacity (rated discharge amount) is a value indicating the performance of the dispensing pump and is a fixed value.
しかしながら、払出ポンプが低温タンクから払い出す低温液化ガスの液密度は、低温液化ガスの産地や低温タンクにおける保存状態等に応じて変化する。したがって、払出ポンプの払出量(吐出量)を質量流量として見た場合に、当該払出量は、払出ポンプが一定の回転数で稼働していた場合であっても、液密度に応じて変動することになる。
また、上記液密度の変化は、消費先におけるガスの熱量変化となって現れる。したがって、ガスの熱量変化が許容範囲を超えると、消費先となる燃焼器では異常燃焼や失火に至る可能性がある。
However, the liquid density of the low temperature liquefied gas discharged from the low temperature tank by the dispensing pump changes according to the production area of the low temperature liquefied gas, the storage condition in the low temperature tank, and the like. Therefore, when the discharge amount (discharge amount) of the discharge pump is viewed as the mass flow rate, the discharge amount fluctuates according to the liquid density even if the discharge pump is operating at a constant number of revolutions. It will be.
Further, the change in the liquid density appears as a change in the amount of heat of the gas at the consumption destination. Therefore, if the change in the calorific value of the gas exceeds an allowable range, it may lead to abnormal combustion or misfire in the combustor which is the consumption destination.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、液密度の変化に起因する吐出量(質量流量)の変動を抑制することが可能なポンプ台数制御装置及びポンプ台数制御方法の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a pump number control device and a pump number control method capable of suppressing the fluctuation of the discharge amount (mass flow rate) caused by the change in liquid density. To aim.
上記目的を達成するために、本発明では、ポンプ台数制御装置に係る第1の解決手段として、複数のポンプの起動及び停止を制御するポンプ台数制御装置であって、吐出流体の液密度に応じた前記ポンプの定格吐出量を演算する定格吐出量演算部と、該定格吐出量演算部で得られた前記定格吐出量に基づいてポンプの必要運転台数を演算する運転台数演算部と、該運転台数演算部で得られた前記必要運転台数に応じてポンプに起動あるいは停止指示を出力するポンプ制御部とを備える、という手段を採用する。 In order to achieve the above object, according to the present invention, as a first solution according to a pump number control device, the pump number control device controls the start and stop of a plurality of pumps, and according to the liquid density of discharged fluid. A rated discharge amount calculation unit for calculating the rated discharge amount of the pump; an operating number calculation unit for calculating the required number of operating pumps based on the rated discharge amount obtained by the rated discharge amount calculation unit; A pump control unit is provided which outputs a start or stop instruction to the pump in accordance with the required number of operation obtained by the number calculation unit.
本発明では、ポンプ台数制御装置に係る第2の解決手段として、上記第1の解決手段において、前記定格吐出量演算部は、前記液密度が所定のしきい値以上の場合は前記定格吐出量を所定値とし、前記液密度が所定のしきい値より低い場合には、前記定格吐出量を前記液密度を変数とする所定関数に基づいて演算する、という手段を採用する。 In the present invention, as the second solution means according to the pump number control device, in the first solution means, the rated discharge amount calculation unit calculates the rated discharge amount when the liquid density is equal to or more than a predetermined threshold value. Is a predetermined value, and in the case where the liquid density is lower than a predetermined threshold value, the rated discharge amount is calculated based on a predetermined function having the liquid density as a variable.
本発明では、ポンプ台数制御装置に係る第3の解決手段として、上記第1または第2の解決手段において、前記液密度を入力する操作部をさらに備え、前記定格吐出量演算部は、前記操作部から入力された前記液密度に基づいて前記定格吐出量を演算する、という手段を採用する。 In the present invention, as the third solution means according to the pump number control device, the first or second solution means further comprises an operation unit for inputting the liquid density, and the rated discharge amount calculation unit comprises the operation A means is employed to calculate the rated discharge amount based on the liquid density input from the unit.
本発明では、ポンプ台数制御装置に係る第4の解決手段として、上記第3の解決手段において、警報器をさらに備え、前記定格吐出量演算部は、前記操作部から入力された前記液密度が所定の上限値あるいは/及び下限値を逸脱する場合には前記警報器に警報を出力させる、という手段を採用する。 In the present invention, as the fourth solution according to the pump number control device, the third solution further includes an alarm, and the rated discharge amount calculation unit is configured to calculate the liquid density input from the operation unit. In the case of deviating from the predetermined upper limit value and / or the lower limit value, a means of outputting an alarm to the alarm device is adopted.
本発明では、ポンプ台数制御装置に係る第5の解決手段として、上記第1または第2の解決手段において、前記液密度を計測する密度計をさらに備え、前記定格吐出量演算部は、該密度計で計測された前記液密度に基づいて前記定格吐出量を演算する、という手段を採用する。 In the present invention, as the fifth solution according to the pump number control device, the first or the second solution further includes a density meter for measuring the liquid density, and the rated discharge amount calculation unit calculates the density A means is employed to calculate the rated discharge amount based on the liquid density measured by a meter.
本発明では、ポンプ台数制御装置に係る第6の解決手段として、上記第1〜第5のいずれかの解決手段において、前記ポンプが起動すると第1の時間を計時する追起動防止タイマをさらに備え、前記ポンプ運転制御部は、前記追起動防止タイマがタイムアップするまでの間、前記ポンプの追起動を留保する、という手段を採用する。 In the present invention, as a sixth solution means relating to a pump number control device according to any one of the first to fifth solution means, an additional start prevention timer is further provided which measures a first time when the pump is activated. The pump operation control unit adopts a means of retaining the subsequent start of the pump until the subsequent start prevention timer is timed up.
本発明では、ポンプ台数制御装置に係る第7の解決手段として、上記第1〜第6のいずれかの解決手段において、前記ポンプに電力を供給する電源系統毎に設けられ、前記ポンプが起動すると第2の時間を計時するラッシュ防止タイマをさらに備え、前記ポンプ運転制御部は、前記ラッシュ防止タイマがタイムアップするまでの間、同一電源系統の前記ポンプの起動を留保する、という手段を採用する。 In the present invention, as the seventh solution according to the pump number control device, in any one of the first to the sixth solutions, it is provided for each power supply system for supplying electric power to the pump, and the pump is activated. The pump operation control unit adopts a means for keeping the start of the pump of the same power supply system until the time of the rush prevention timer is up, further comprising a rush prevention timer for clocking a second time. .
本発明では、ポンプ台数制御装置に係る第8の解決手段として、上記第1〜第7のいずれかの解決手段において、前記ポンプは、低温タンクから低温液化ガスを払い出す払出ポンプである、という手段を採用する。 In the present invention, as an eighth solution according to the pump number control device, in any one of the first to the seventh solutions, the pump is a discharge pump for discharging the low temperature liquefied gas from the low temperature tank. Adopt means.
上記目的を達成するために、本発明では、ポンプ台数制御方法に係る解決手段として、複数のポンプの起動及び停止を制御するポンプ台数制御方法であって、吐出流体の液密度に応じた前記ポンプの定格吐出量を演算する定格吐出量演算工程と、該定格吐出量演算工程で得られた前記定格吐出量に基づいてポンプの必要運転台数を演算する運転台数演算工程と、該運転台数演算工程で得られた前記必運転要台数に応じてポンプに起動あるいは停止指示を出力するポンプ制御工程とを有する、という手段を採用する。 In order to achieve the above object, the present invention is a pump number control method for controlling the start and stop of a plurality of pumps as a solution according to a pump number control method, wherein the pump according to the liquid density of discharged fluid Discharge amount calculating step for calculating the rated discharge amount of the pump, operating number calculating step for calculating the required number of operating pumps based on the rated discharge amount obtained in the rated discharge amount calculating step, and the operating number calculating step And a pump control step of outputting a start or stop instruction to the pump according to the required number of required operation units obtained in the above.
本発明によれば、液密度の変化に起因する吐出量(質量流量)の変動を抑制することが可能なポンプ台数制御装置及びポンプ台数制御方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a pump number control device and a pump number control method capable of suppressing the fluctuation of the discharge amount (mass flow rate) caused by the change of the liquid density.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係るポンプ台数制御装置A及びポンプ台数制御方法は、図1に示すように、LNG基地に備えられた払出ポンプP1〜P4を制御対象とする。LNG基地には、払出ポンプP1〜P4の他に、LNGタンクT1,T2及び出荷設備S等が備えられているが、このポンプ台数制御装置Aは、このようなLNG基地を統括的に制御するプラント制御装置の制御機能のうち、払出ポンプP1〜P4の運転台数を専ら制御する一制御機能部である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the pump number control device A and the pump number control method according to this embodiment control the delivery pumps P1 to P4 provided in the LNG base. The LNG base is provided with LNG tanks T1 and T2 and a shipping facility S, etc. in addition to the delivery pumps P1 to P4. The pump number controller A controls the LNG base in an integrated manner. Among the control functions of the plant control apparatus, the control function unit exclusively controls the number of operating dispense pumps P1 to P4.
最初にLNG基地の概要について説明すると、LNGタンクT1,T2は、LNG船から荷受けしたLNG(液化天然ガス)を貯留する所定容量の低温タンクである。図1では2基のLNGタンクT1,T2を示しているが、LNGタンクの基数は1あるいは3以上であってもよい。本実施形態では、本発明の説明の便宜上、LNGタンクT1,T2を2基としている。なお、LNG(液化天然ガス)は、本実施形態における低温液化ガスである。 First, an outline of the LNG terminal will be described. The LNG tanks T1 and T2 are low-temperature tanks of a predetermined capacity for storing LNG (liquefied natural gas) received from an LNG carrier. Although two LNG tanks T1 and T2 are shown in FIG. 1, the number of LNG tanks may be one or three or more. In the present embodiment, two LNG tanks T1 and T2 are provided for the convenience of description of the present invention. In addition, LNG (liquefied natural gas) is the low temperature liquefied gas in this embodiment.
このようなLNGタンクT1,T2のうち、一方のLNGタンクT1は、内部のLNGの液密度を計測する密度計M1を備えている。また、他方のLNGタンクT2は、内部のLNGの液密度を計測する密度計M2を備えている。これら2台の密度計M1,M2は、計測結果をポンプ台数制御装置Aに出力する。 Among such LNG tanks T1 and T2, one LNG tank T1 includes a density meter M1 that measures the liquid density of the internal LNG. The other LNG tank T2 is provided with a density meter M2 that measures the liquid density of the internal LNG. These two densitometers M1 and M2 output the measurement results to the pump number control device A.
ここで、LNGタンクT1,T2に貯留されているLNGの液密度は、LNGの産地やLNGタンクT1,T2におけるLNGの保存状態等に応じて変化する。例えば、LNGタンクT1,T2に貯留されているLNGの液密度は、時系列的に変化し得る。また、一方のLNGタンクT1に貯留されているLNGの液密度と他方のLNGタンクT2に貯留されているLNGの液密度とは、ある時刻で見た場合に異なる値になる場合もある。 Here, the liquid density of the LNG stored in the LNG tanks T1 and T2 changes according to the production area of LNG, the storage state of the LNG in the LNG tanks T1 and T2, and the like. For example, the liquid density of the LNG stored in the LNG tanks T1 and T2 may change in time series. Further, the liquid density of the LNG stored in one LNG tank T1 and the liquid density of the LNG stored in the other LNG tank T2 sometimes have different values when viewed at a certain time.
さらに、LNGタンクT1,T2では、LNG船からの新たなLNGを受入と払出ポンプP1〜P4による内部のLNGを払出とを同時に行う場合がある。このような場合には、LNGタンクT1,T2内に古いLNGと新たなLNGとが混在することになるので、LNGタンクT1,T2におけるLNGの液密度は大幅に変動し得る。 Furthermore, in the LNG tanks T1 and T2, there may be a case where the new LNG from the LNG vessel is received at the same time and the internal LNG is discharged by the discharge pumps P1 to P4. In such a case, since the old LNG and the new LNG are mixed in the LNG tanks T1 and T2, the liquid density of the LNG in the LNG tanks T1 and T2 may fluctuate significantly.
払出ポンプP1〜P4は、このようなLNGタンクT1,T2からLNGを払い出し、出荷設備Sに吐出流体として吐出するポンプである。すなわち、払出ポンプP1〜P4は、自らの負荷に相当する出荷設備Sの要求量(負荷要求量)に対応した流量(吐出量)のLNGをLNGタンクT1,T2から払い出して出荷設備Sに供給する。 The delivery pumps P1 to P4 are pumps for discharging the LNG from the LNG tanks T1 and T2 and discharging the LNG to the shipping facility S as a discharge fluid. That is, the delivery pumps P1 to P4 deliver the LNG of the flow rate (discharge amount) corresponding to the required amount (load required amount) of the shipping facility S corresponding to the own load from the LNG tanks T1 and T2 and supply it to the shipping facility S. Do.
図1では4台の払出ポンプP1〜P4を示しているが、払出ポンプの台数は2台以上(複数)であれば何台でもよい。本実施形態では、本発明の説明の便宜上、払出ポンプP1〜P4を4台としている。なお、本実施形態では、4台の払出ポンプP1〜P4が全て同一仕様である。 Although four delivery pumps P1 to P4 are shown in FIG. 1, the number of delivery pumps may be any two or more (plural). In the present embodiment, four delivery pumps P1 to P4 are provided for the convenience of description of the present invention. In the present embodiment, all the four delivery pumps P1 to P4 have the same specifications.
より詳細には、4台の払出ポンプP1〜P4のうち、2台の払出ポンプP1,P2は、LNGタンクT1内あるいはLNGタンクT1に連通する払出配管の途中部位に設けられており、LNGタンクT1内のLNGを払い出す。また、4台の払出ポンプP1〜P4のうち、他の2台の払出ポンプP3,P4は、LNGタンクT2内あるいはLNGタンクT2に連通する払出配管の途中部位に設けられており、LNGタンクT2内のLNGを払い出す。 More specifically, of the four dispensing pumps P1 to P4, two dispensing pumps P1 and P2 are provided in the LNG tank T1 or in the middle of the dispensing pipe communicating with the LNG tank T1, and the LNG tank Pay out the LNG in T1. The other two delivery pumps P3 and P4 among the four delivery pumps P1 to P4 are provided in the LNG tank T2 or in the middle of the delivery pipe communicating with the LNG tank T2, and the LNG tank T2 is provided. Pay out the LNG inside.
また、このような4台の払出ポンプP1〜P4のうち、2台の払出ポンプP1,P3は、第1の電源系統から電力の供給を受け、他の2台の払出ポンプP2,P4は、第2の電源系統から電力の供給を受ける。すなわち、同一のLNGタンクからLNGを払い出す2台のLNGポンプは、互いに異なる電源系統から電力の供給を受ける。このような電力の供給手法は、電源系統のトラブルによるLNGタンクからのLNGの払出が完全停止することを回避するためのものである。 Further, among the four dispensing pumps P1 to P4, two dispensing pumps P1 and P3 receive power supply from the first power supply system, and the other two dispensing pumps P2 and P4 Power is supplied from the second power supply system. That is, two LNG pumps that discharge LNG from the same LNG tank receive power supply from different power supply systems. Such an electric power supply method is for avoiding complete stoppage of the delivery of the LNG from the LNG tank due to the trouble of the power supply system.
すなわち、LNGタンクT1,T2から出荷設備Sに供給されるLNGの流量(供給量)は、運転中の払出ポンプにおける個々の回転数及び払出ポンプの運転台数によって決定される。なお、払出ポンプP1〜P4は、LNGの吐出効率が比較的高い定格回転数で主に運転される。 That is, the flow rate (supply amount) of the LNG supplied from the LNG tanks T1 and T2 to the shipping facility S is determined by the number of rotations of the dispensing pump in operation and the number of operating dispensing pumps. The delivery pumps P1 to P4 are mainly operated at a rated rotational speed at which the delivery efficiency of LNG is relatively high.
出荷設備Sは、払出ポンプP1〜P4によって供給されたLNGをLNGのまま設備(LNG出荷設備)と、LNGを気化させて天然ガスとして出荷する設備(天然ガス出荷設備)とを備えている。LNG出荷設備は、LNG輸送車であるタンクローリ等にLNG(液体)を出荷する。天然ガス出荷設備は、火力発電所に発電機の燃料として天然ガスを供給する。 The shipping facility S is equipped with a facility (LNG shipping facility) for the LNG supplied by the dispensing pumps P1 to P4 as it is, and a facility (natural gas shipping facility) for vaporizing the LNG and shipping it as a natural gas. The LNG shipping facility ships LNG (liquid) to a tank truck or the like that is an LNG transportation vehicle. The natural gas shipping facility supplies natural gas to the thermal power plant as fuel for the generator.
続いて、ポンプ台数制御装置Aについて説明する。ポンプ台数制御装置Aは、図1に示すように、操作部1、定格吐出量演算部2、運転台数演算部3、ポンプ能力演算部4、ポンプ制御部5及び警報器6を備えている。
Subsequently, the pump number control device A will be described. As shown in FIG. 1, the pump number control device A includes an
操作部1は、LNG基地の運転を監視する監視者が操作する入力装置であり、監視者が業務する監視室に備えられている。操作部監視者は、この操作部1を操作することによって、各LNGタンクT1,T2に貯留されたLNGの液密度をポンプ台数制御装置Aに手動入力する。すなわち、本実施形態に係るポンプ台数制御装置Aは、監視者が操作部1を操作することによって、LNGタンクT1,T2毎にLNGの液密度を手動入力することが可能である。
The
定格吐出量演算部2は、このような操作部1あるいは上述した密度計M1,M2から入力されたLNGの液密度に基づいて、当該液密度に応じた払出ポンプP1〜P4の定格吐出量を演算する。また、この定格吐出量演算部2は、操作部1から取得した液密度の評価結果に基づいて警報器6を制御する。なお、この定格吐出量演算部2における定格吐出量の演算手法については詳細を後述するが、定格吐出量演算部2は、払出ポンプP1〜P4における定格吐出量を演算する。
Based on the liquid density of the LNG input from the
運転台数演算部3は、定格吐出量演算部2で得られた定格吐出量に基づいて払出ポンプP1〜P4の必要運転台数を演算する。すなわち、この運転台数演算部3は、払出ポンプP1〜P4の負荷である出荷設備SのLNG要求量を満たすための払出ポンプP1〜P4の運転台数を必要運転台数として演算する。このような必要運転台数の演算手法の詳細についても後述する。
The operating number calculating unit 3 calculates the required operating number of the dispensing pumps P1 to P4 based on the rated discharge amount obtained by the rated discharge
ポンプ能力演算部4は、定格吐出量演算部2で得られた定格吐出量に基づいてポンプ能力集計値及びポンプ負荷上限値を演算する。このポンプ能力集計値は、LNGの払出を現在行っている払出ポンプで払い出すことが可能なLNGの流量(吐出量)である。また、ポンプ負荷上限値は、LNGの払出を現在行っている払出ポンプで出荷設備S(負荷)に供給可能なLNGの流量である。このポンプ能力演算部4におけるポンプ能力集計値及びポンプ負荷上限値の演算手法の詳細についても後述する。
The
ポンプ制御部5は、運転台数演算部3で得られた必要運転台数及びポンプ能力演算部4で得られた負荷上限値に基づいて払出ポンプP1〜P4に起動あるいは停止指示を出力する。すなわち、このポンプ制御部5は、運転台数演算部3の演算結果(必要運転台数)が現在運転中の運転台数よりも多い場合は、停止中の払出ポンプの何れかに対して起動指令を出力し、運転台数演算部3の演算結果(必要運転台数)が現在運転中の運転台数よりも少ない場合には、現在運転中の払出ポンプの何れかに対して停止指示を出力する。
The
また、このポンプ制御部5は、図示するように追起動防止タイマ5aとラッシュ防止タイマ5bとを備えている。追起動防止タイマ5aは、払出ポンプP1〜P4の何れかが起動すると第1の時間を計時する。ラッシュ防止タイマ5bは、払出ポンプP1〜P4に電力を供給する電源系統毎に設けられ、払出ポンプP1〜P4の何れかが起動すると第2の時間を計時する。
Further, as shown in the figure, the
警報器6は、上記運転台数演算部3によって動作が制御されるものであり、当該運転台数演算部3から入力される警報信号に基づいて警報音を発音する。詳細については後述するが、この警報器6は、操作部1から運転台数演算部3に入力された液密度が不当な場合に警報音を発音する。
The operation of the alarm device 6 is controlled by the number-of-operations calculation unit 3, and an alarm sound is produced based on an alarm signal input from the number-of-operations calculation unit 3. Although the details will be described later, the alarm device 6 generates an alarm sound when the liquid density input from the
ここで、このように構成されたポンプ台数制御装置Aのうち、定格吐出量演算部2、運転台数演算部3、ポンプ能力演算部4及びポンプ制御部5は、専用のポンプ台数制御プログラム(ソフトウエア)と当該ポンプ台数制御プログラム(ソフトウエア)を実行する電子回路(ハードウエア)とから構成されたソフトウエア制御装置である。
Here, among the pump number control device A configured as described above, the rated discharge
上記電子回路は、ポンプ台数制御プログラム(ソフトウエア)等を記憶する不揮発性記憶装置、ポンプ台数制御プログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)、CPUの処理結果を一時的に記憶する揮発性記憶装置、操作部1及び密度計M1,M2の信号を受け付けるインタフェース回路、またこれら各回路を相互接続するバスライン等を備える。
The electronic circuit is a non-volatile storage device storing a pump number control program (software) or the like, a central processing unit (CPU) executing the pump number control program, and a volatile storage device temporarily storing processing results of the CPU And an interface circuit for receiving signals from the
次に、本実施形態に係るポンプ台数制御装置Aの動作、つまりポンプ台数制御装置Aを用いたポンプ台数制御方法について、図2及び図3をも参照して詳しく説明する。 Next, the operation of the pump number control device A according to the present embodiment, that is, the pump number control method using the pump number control device A will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3.
最初に、定格吐出量演算部2は、操作部1を用いて予め指定された選択指定情報に基づいて、操作部1から入力された液密度m1,m2と密度計M1,M2から入力された液密度n1,n2との何れかを取り込む(ステップS1)。
First, the rated discharge
そして、定格吐出量演算部2は、選択指定情報によって密度計M1,M2の液密度n1,n2が選択指定されていた場合、液密度m1,m2あるいは液密度n1,n2が予め設定された所定のしきい値Th以上であるか否かを判定する(ステップS2)。定格吐出量演算部2は、このステップS2の判断結果が「Yes」の場合、つまり液密度m1,m2あるいは液密度n1,n2がしきい値Th以上の場合、定格吐出量を予め設定された所定値に設定する(ステップS3)。
Then, when the liquid densities n1 and n2 of the density meters M1 and M2 are selected and specified by the selection designation information, the rated discharge
続いて、運転台数演算部3は、このように定格吐出量演算部2が設定した定格吐出量を用いて払出ポンプP1〜P4の必要運転台数を演算する(ステップS4)。このステップS4は、本実施形態における運転台数演算工程である。例えば、全ての払出ポンプP1〜P4の定格吐出量が同一の値C、出荷設備Sの要求量(負荷要求量)が値Q、LNG基地内におけるLNG消費量が値E、また負荷余裕が値Yであった場合、運転台数演算部3は、下式(1)によって必要運転台数Dを求める。
D=(Q+E+Y)/C (1)
Subsequently, the operating number calculating unit 3 calculates the required operating number of the dispensing pumps P1 to P4 using the rated discharge amount set by the rated discharge
D = (Q + E + Y) / C (1)
なお、上記値Qは、出荷設備SのLNG出荷設備におけるLNGの出荷量と、天然ガス出荷設備における天然ガスの出荷量をLNGに換算した値との総和である。また、上記値Eは、LNG基地において各種配管や機器の保冷等に必要なLNGの消費量である。さらに、上記値Yは、出荷量に対する余裕量であり、運転中の払出ポンプの台数(運転台数)によって変化する値、つまり運転台数が多くなる程に大きな値(量)となる。 The above value Q is the sum of the shipment amount of LNG in the LNG shipping facility of the shipping facility S and the value obtained by converting the shipping amount of natural gas in the natural gas shipping facility into LNG. Further, the value E is the consumption of LNG required to cool various pipes and devices at the LNG terminal. Further, the value Y is a surplus amount with respect to the shipping amount, and is a value that changes according to the number of dispensing pumps in operation (the number of operating pumps), that is, a larger value (quantity) as the number of operating pumps increases.
また、ポンプ能力演算部4は、このように定格吐出量演算部2が設定した定格吐出量を用いてポンプ能力集計値及びポンプ負荷上限値を演算する(ステップS5)。例えば、全ての払出ポンプP1〜P4の定格吐出量が同一の値C、現在払出中のポンプ台数がFであった場合、ポンプ能力演算部4は、下式(2)によってポンプ能力集計値Zを求める。
Z=C・F (2)
Further, the pump
Z = C · F (2)
また、ポンプ能力演算部4は、全ての払出ポンプP1〜P4の定格吐出量が同一の値C、現在払出中のポンプ台数がF、LNG基地内におけるLNG消費量が値E、また負荷余裕が値Yであった場合、ポンプ能力演算部4は、下式(3)によってポンプ負荷上限値Uを求める。
U=C・F−E−Y (3)
In addition, the pump
U = C · F−E−Y (3)
このように運転台数演算部3による必要運転台数Dの演算、またポンプ能力演算部4によるポンプ能力集計値Z及びポンプ負荷上限値Uに演算がそれぞれ完了すると、ポンプ制御部5は、必要運転台数D、ポンプ能力集計値Z及び負荷上限値U並びに負荷要求量Qに基づいて払出ポンプP1〜P4に起動指令あるいは停止指令を出力する(ステップS6)。このステップS6は、本実施形態におけるポンプ制御工程である。
When the calculation of the required number of operation D by the operation number calculation unit 3 and the calculation of the pump capacity tally value Z and the pump load upper limit value U by the pump
すなわち、ポンプ制御部5は、負荷要求量Qとポンプ負荷上限値Uとを比較し、負荷要求量Qがポンプ負荷上限値Uよりも大きい場合に、LNGポンプを新たに起動させるべきであると判断する(起動要求判断)。例えば、2台の払出ポンプP1,P2が現在運転中であり、これに対して必要運転台数Dが「3」であった場合、かつ、上記起動要求判断をした場合、ポンプ制御部5は、運転停止中の払出ポンプP3,P4の一方(1台)に起動指令を出力する。一方、2台の払出ポンプP1,P2が現在運転中であり、これに対して必要運転台数Dが「1」であった場合、ポンプ制御部5は、払出ポンプP2に停止指令を出力する。
That is, the
ここで、運転停止中の払出ポンプP3,P4には、幾つかの起動条件が予め設定されている。例えば、メンテナンス予定のLNDポンプは台数制御の対象とすることができないので、台数制御不可であることが起動条件として設定されている。また、払出ポンプP3,P4に対する起動優先順位も起動条件として設定されている。ポンプ制御部5は、運転停止中の払出ポンプP3,P4について、上記起動条件を参照することにより実際に起動指令を出力するLNGポンプを選定する。
Here, several start conditions are preset to the delivery pumps P3 and P4 during operation stop. For example, since the LND pump scheduled for maintenance can not be subjected to the number control, it is set as the start condition that the number control can not be performed. Further, the activation priority order for the dispensing pumps P3 and P4 is also set as the activation condition. The
なお、ポンプ制御部5には追起動防止タイマ5aが設けられており、この追起動防止タイマ5aのカウント状態も上記起動条件の1つである。追起動防止タイマ5aは、払出ポンプP1〜P4の何れかが起動すると第1の時間を計時するが、ポンプ制御部5は、追起動防止タイマ5aがタイムアップするまでの間、上記払出ポンプP3への起動指令の出力を留保する。すなわち、ポンプ制御部5は、追起動防止タイマ5aがタイムアップした後に起動指令を払出ポンプP3に出力する。これによって、比較的短い短期間にLNGポンプを追起動することを回避することが可能である。
The
また、ポンプ制御部5にはラッシュ防止タイマ5bが設けられており、このラッシュ防止タイマ5bのカウント状態も上記起動条件の1つである。ラッシュ防止タイマ5bは、払出ポンプP1〜P4の何れかが起動すると第2の時間を計時するが、ポンプ制御部5は、ラッシュ防止タイマ5bがタイムアップするまでの間、先に起動した払出ポンプと同一電源系統の払出ポンプP3への起動指令の出力を留保する。すなわち、ポンプ制御部5は、ラッシュ防止タイマ5bがタイムアップした後に起動指令を払出ポンプP3に出力する。これによって、一方の電源系統におけるラッシュ電流を抑制することが可能である。
The
一方、定格吐出量演算部2は、上記ステップS2の判断結果が「No」の場合、つまり液密度m1,m2あるいは液密度n1,n2がしきい値Thよりも低い値の場合、液密度m1,m2あるいは液密度n1,n2を変数とする所定関数Kに基づいて定格吐出量を演算する(ステップS7)。この所定関数Kは、例えば液密度m1,m2あるいは液密度n1,n2を変数とする一次式である。なお、このステップS7は、本実施形態における定格吐出量演算工程である。
On the other hand, when the determination result in step S2 is "No", that is, when the liquid density m1, m2 or the liquid density n1, n2 is a value lower than the threshold value Th, the rated discharge
例えば、一方のLNGタンクT1における液密度m1あるいは液密度n1がしきい値Th以上の場合、定格吐出量演算部2は、このLNGタンクT1からLNGを払い出す払出ポンプP1,P2の定格吐出量を所定値とする(ステップS3)。これに対して、他方のLNGタンクT2における液密度m2あるいは液密度n2がしきい値Thよりも低い場合、定格吐出量演算部2は、LNGタンクT2からLNGを払い出す払出ポンプP3,P4の定格吐出量を所定関数Kに基づいて演算する(ステップS7)。
For example, when the liquid density m1 or the liquid density n1 in one LNG tank T1 is equal to or higher than the threshold Th, the rated discharge
また、定格吐出量演算部2は、ある時刻における液密度m1,m2あるいは液密度n1,n2がしきい値Th以上の場合、ステップS3に基づいて払出ポンプP1〜P4の定格吐出量を標準的な値に設定するが、次の時刻における液密度m1,m2あるいは液密度n1,n2がしきい値Thよりも低い場合には、ステップS7に基づいて所定関数Kに基づいて演算する。
Further, when the liquid density m1, m2 or the liquid density n1, n2 at a certain time is equal to or higher than the threshold Th, the rated discharge
そして、監視者は、操作部1を用いることにより定格吐出量を変更する(ステップS8)。そして、定格吐出量演算部2は、選択指定情報によって液密度m1,m2が選択されている場合には、当該液密度m1,m2が所定の上限値及び下限値によって規定される管理範囲内にあるか、また実測値である液密度n1,n2との偏差が所定の偏差範囲内にあるかを判断する(ステップS9)。
Then, the monitor changes the rated discharge amount by using the operation unit 1 (step S8). Then, when the liquid densities m1 and m2 are selected by the selection designation information, the rated discharge
定格吐出量演算部2は、このステップS9の判断結果が「Yes」、つまり液密度m1,m2が管理範囲内にあり、かつ、液密度m1,m2と液密度n1,n2との偏差が所定の偏差範囲内にある場合に上述したステップS4の処理を行う。一方、定格吐出量演算部2は、上記ステップS9の判断結果が「No」の場合には、監視者が液密度m1,m2を誤入力した虞があるので、警報器6に警報信号を出力して警報音を発音させる(ステップS10)。監視者は、この警報音によって上記誤入力に気付くことが可能であり、当該誤入力を訂正する。
The rated discharge
このようなポンプ台数制御装置Aは、図3に示すように、払出ポンプP1〜P4に対する出荷設備Sの負荷要求量に応じて払出ポンプP1〜P4の運転台数を自動的に変化させる。すなわち、ポンプ台数制御装置Aは、出荷設備Sの負荷要求量が大きくなる程に払出ポンプP1〜P4の運転台数を増加させる。 Such a pump number control device A automatically changes the number of operation of the dispensing pumps P1 to P4 according to the load required amount of the shipping facility S for the dispensing pumps P1 to P4 as shown in FIG. That is, the pump number control device A increases the number of operating the delivery pumps P1 to P4 as the load required amount of the shipping facility S increases.
このような本実施形態によれば、LNGタンクT1,T2のLNGの液密度から設定された各払出ポンプP1〜P4の定格吐出量に基づいて払出ポンプP1〜P4の運転台数が制御されるので、LNGの液密度の変化に起因する払出ポンプP1〜P4の吐出量(質量流量)の変動を抑制することが可能である。 According to the present embodiment, the number of operating dispensing pumps P1 to P4 is controlled based on the rated discharge amounts of the dispensing pumps P1 to P4 set from the liquid densities of the LNG in the LNG tanks T1 and T2. It is possible to suppress the fluctuation of the discharge amount (mass flow rate) of the delivery pumps P1 to P4 caused by the change of the liquid density of the LNG.
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
(1)上記実施形態では、本発明を払出ポンプP1〜P4の台数制御に適用した場合について説明したが、本発明は、払出ポンプP1〜P4以外の各種ポンプに適用することができる。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, the following modifications are considered.
(1) In the above embodiment, the present invention is applied to the control of the number of dispensing pumps P1 to P4. However, the present invention can be applied to various pumps other than the dispensing pumps P1 to P4.
(2)上記実施形態では、液密度m1,m2あるいは液密度n1,n2がしきい値Th以上の場合は払出ポンプP1〜P4の定格吐出量を所定値とし、液密度m1,m2あるいは液密度n1,n2がしきい値Thよりも低い場合には、払出ポンプP1〜P4の定格吐出量を所定関数Kに基づいて演算したが、本発明は、これに限定されない。例えばしきい値Thを設定することなく、管理範囲の全領域において特定の関数を用いて定格吐出量を演算してもよい。 (2) In the above embodiment, when the liquid density m1, m2 or the liquid density n1, n2 is equal to or more than the threshold value Th, the rated discharge amount of the dispensing pumps P1 to P4 is set to a predetermined value, and the liquid density m1, m2 or the liquid density When n1 and n2 are lower than the threshold value Th, the rated discharge amounts of the dispensing pumps P1 to P4 are calculated based on the predetermined function K, but the present invention is not limited to this. For example, the rated discharge amount may be calculated using a specific function in the entire management range without setting the threshold value Th.
(3)上記実施形態では、ポンプ制御部5に追起動防止タイマ4aとラッシュ防止タイマ4bとを設けたが、本発明はこれに限定されない。必要に応じて追起動防止タイマ4aとラッシュ防止タイマ4bとを削除してもよい。
(3) In the above embodiment, the
A ポンプ台数制御装置
P1〜P4 払出ポンプ
T1,T2 LNGタンク(低温タンク)
S 出荷設備
1 操作部
2 定格吐出量演算部
3 運転台数演算部
4 ポンプ能力演算部
5 ポンプ制御部
5a 追起動防止タイマ
5b ラッシュ防止タイマ
6 警報器
A Pump quantity control device P1 to P4 Dispensing pump T1, T2 LNG tank (low temperature tank)
Claims (9)
吐出流体の液密度に応じた前記ポンプの定格吐出量を演算する定格吐出量演算部と、
該定格吐出量演算部で得られた前記定格吐出量に基づいてポンプの必要運転台数を演算する運転台数演算部と、
該運転台数演算部で得られた前記必要運転台数に応じてポンプに起動あるいは停止指示を出力するポンプ制御部と
を備えることを特徴とするポンプ台数制御装置。 A pump number controller for controlling the start and stop of a plurality of pumps, comprising:
A rated discharge amount calculation unit that calculates a rated discharge amount of the pump according to the liquid density of the discharge fluid;
An operating number calculating unit that calculates the required number of operating pumps based on the rated discharge amount obtained by the rated discharge amount calculating unit;
And a pump control unit for outputting a start or stop instruction to the pump according to the required number of operation obtained by the operation number calculation unit.
前記液密度が所定のしきい値以上の場合は前記定格吐出量を所定値とし、
前記液密度が所定のしきい値より低い場合には、前記定格吐出量を前記液密度を変数とする所定関数に基づいて演算する
ことを特徴とする請求項1に記載のポンプ台数制御装置。 The rated discharge amount calculation unit
If the liquid density is equal to or higher than a predetermined threshold value, the rated discharge amount is set to a predetermined value,
The pump number control device according to claim 1, wherein when the liquid density is lower than a predetermined threshold value, the rated discharge amount is calculated based on a predetermined function using the liquid density as a variable.
前記定格吐出量演算部は、前記操作部から入力された前記液密度に基づいて前記定格吐出量を演算することを特徴とする請求項1または2に記載のポンプ台数制御装置。 It further comprises an operation unit for inputting the liquid density,
The pump number control device according to claim 1 or 2, wherein the rated discharge amount calculation unit calculates the rated discharge amount based on the liquid density input from the operation unit.
前記定格吐出量演算部は、前記操作部から入力された前記液密度が所定の上限値あるいは/及び下限値を逸脱する場合には前記警報器に警報を出力させる
ことを特徴とする請求項3に記載のポンプ台数制御装置。 Further equipped with an alarm,
The rated discharge amount calculation unit causes the alarm to output an alarm when the liquid density input from the operation unit deviates from a predetermined upper limit value and / or a lower limit value. The pump number control device according to.
前記定格吐出量演算部は、該密度計で計測された前記液密度に基づいて前記定格吐出量を演算することを特徴とする請求項1または2に記載のポンプ台数制御装置。 It further comprises a densitometer for measuring the liquid density,
The pump number control device according to claim 1 or 2, wherein the rated discharge amount calculation unit calculates the rated discharge amount based on the liquid density measured by the density meter.
前記ポンプ制御部は、前記追起動防止タイマがタイムアップするまでの間、前記ポンプの追起動を留保する
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のポンプ台数制御装置。 The system further comprises an additional start prevention timer that counts a first time when the pump starts.
The pump number control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the pump control unit holds the further start of the pump until the second start prevention timer is up.
前記ポンプ制御部は、前記ラッシュ防止タイマがタイムアップするまでの間、同一電源系統の前記ポンプの起動を留保する
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のポンプ台数制御装置。 The system further comprises an anti-lash timer provided for each power supply system that supplies power to the pump and clocking a second time when the pump is activated,
The pump control unit according to any one of claims 1 to 6, wherein start-up of the pump of the same power supply system is suspended until the time for preventing the rush timer expires. apparatus.
吐出流体の液密度に応じた前記ポンプの定格吐出量を演算する定格吐出量演算工程と、
該定格吐出量演算工程で得られた前記定格吐出量に基づいてポンプの必要運転台数を演算する運転台数演算工程と、
該運転台数演算工程で得られた前記必要運転台数に応じてポンプに起動あるいは停止指示を出力するポンプ制御工程と
を有することを特徴とするポンプ台数制御方法。 A pump number control method for controlling start and stop of a plurality of pumps, comprising:
A rated discharge amount calculation step of calculating a rated discharge amount of the pump according to the liquid density of the discharge fluid;
An operation number calculating step of calculating the required number of operating pumps based on the rated discharge amount obtained in the rated discharge amount calculating step;
And a pump control step of outputting a start or stop instruction to the pump according to the required number of operation obtained in the operation number calculation step.
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