BOG圧縮機 樹脂製弁プレートを使用した吸入・吐出弁
1. はじめに
LNGタンクで発生するBOG(ボイルオフガス)は、一般的に往復動式圧縮機で昇圧され、都市ガス原料等に利用されています。BOGは、低温のため、往復動式圧縮機の吸入・吐出弁プレートには、ステンレス系の材料を使用しています。
一般的に弁プレートはSUS製プレートを使用しており、弁シートと金属接触を繰り返すことにより摩耗の進行が早く、約6,000時間で弁プレートを交換し、弁の点検・整備を行う必要がありました。
平成14年に、従来のSUS製弁プレートに比べ、約2倍以上の耐久性がある樹脂製の弁プレートを使用した吸入・吐出弁を開発し、往復動式圧縮機の低温領域に初めて採用し実用化を行いました。
その後も樹脂製吸吐弁の更なる効率アップに向け開発を進め、平成25年に弁リフト量をアップさせた弁の実証試験が完了し実用化を行いました。
BOG圧縮機
2. 設備概要
開発試験としては、2段圧縮のレシプロ式(仕様:対向形2列2段無給油式、5,600m3N/h、530kW)BOG圧縮機に開発弁を組込み、実証試験を行いました。本体および吸入・吐出弁の概略構造図を下図に示します。
本体概略図
吸入吐出弁概略図 および 吐出弁写真
吸入・吐出弁は、1段・2段シリンダーにそれぞれ吸入弁・吐出弁4台が取り付いており、使用温度は極低温(-140℃)から常温(30℃)まで、ピストンの往復動に応じ開閉を繰り返しています。
従来の吸入・吐出弁は、SUS製弁プレートを使用しており、摩耗の進行により強度低下および内漏れ量が増加し、常温領域では約6,000時間使用すると交換が必要でありました。
平成10年~14年において、樹脂製弁プレートの開発・実証試験を行い、寿命延長・騒音低下および単位流量当たりの軸動力低減効果を得ることができました。(初期型樹脂製吸入・吐出弁)
今回、樹脂製吸入・吐出弁の更なる開発として、弁リフト量アップ・形状変更を行い、平成21年~25年実証試験において、初期型と比較し更なる単位流量当たりの軸動力低減効果を得ることができました。(改良型樹脂製吸入・吐出弁)
3. 開発品
- (1)樹脂製弁プレート(初期型、改良型ともに使用)
弁プレートの樹脂材は、常温から-150℃までの各温度条件下で引張試験等の機械試験を実施して、各温度において著しく強度低下すること無く、良好な結果が得られました。
(樹脂製弁プレート採用に伴い、スプリングの変更、スプリングボタンの採用、アンローダーヨークの形状変更等も実施) - (2)弁リフト量アップおよび形状変更(改良型に使用)
- 弁リフト量アップ:弁シート・弁ガイドスプリング深さの変更、スプリング長変更により リフト量変更。
- 形状変更:弁プレートおよび弁シートの角部について、面取りによる接触幅を少なくする形状に変更。
4.効果
往復動式BOG圧縮機の本体を改造することなく、樹脂製弁プレートの吸入・吐出弁への交換により、下記表の効果が得られました。(①~③)は、樹脂製弁プレート採用時の効果。④は、改良型樹脂製吸入・吐出弁における追加効果)
効果 | メリット | |
---|---|---|
① | 耐摩耗性の向上により、点検費および弁整備費用が削減 | 約30%削減:弁プレートの寿命6,000→16,000時間以上 |
② | 金属接触回避による運転騒音低下 | 約3.6%低下:88→84.8dB(A)(測定値平均) |
③ | 弁の気密性向上による弁漏れ量低下に伴う電力費削減※ | 約2.4%削減:SUS製弁プレートとの比較データから算出 |
④ | 弁リフト量アップ・形状変更による圧損低減に伴う電力費削減※ | 約2.0%削減:初期型樹脂弁との比較データから算出 |
※横スクロールにてご確認いただけます。
※電力費削減効果:実際の電力量削減分ではなく、単位流量当たりの軸動力低減分を電力費におきかえ算出
5. おわりに
樹脂製弁プレートを使用した吸入・吐出弁は、圧縮機メーカーである(株)IHIと共同で開発し、低温領域において初めて樹脂製弁プレートの使用を可能にしました。従来にない新技術であり、国内外の同設備を有する事業者等への出荷実績は、初期型・改良型吸入・吐出弁を併せ、平成26年度までに約1,100個となっています。
-
快適でゆとりある暮らしを実現 ~家庭用機器~
-
都市や産業の持続的な発展に寄与 ~業務用・産業用機器~
- 都市や産業の持続的な発展に寄与 ~業務用・産業用機器~
- SOFC(固体酸化物形燃料電池)
- SOFC(固体酸化物形燃料電池)
- 次世代燃料電池(セラミックリアクター)
- ガスコージェネレーション
- 450kW高効率ガスエンジンコージェネレーションシステム
- コージェネ予防保全システム(AssistPlus)
- 小型ガスコージェネレーションシステム「35kW ジェネライト」
- ガス空調機器・システム
- GHP XAIR(エグゼア)Ⅱ
- ハイブリッド空調システム「スマートマルチ」
- 大容量・高効率GHPチラー
- GHP遠隔監視の高度化
- 停電対応GHP
- 2温水回収ジェネリンク
- 起動時間短縮ナチュラルチラー
- 太陽熱利用ガス空調システム「ソーラークーリング」
- 空調シミュレーションによる快適性評価技術
- 業務用厨房機器・ボイラ
- 「涼厨 連続炊飯機」の開発
- 「涼厨 高効率ガス煮炊き釜」の開発
- 高効率な涼厨®寸胴レンジ(MLO-067C)
- ガス式焼物器の高性能化
- ガス式スチームコンベクション オーブンの高性能化
- 業務用厨房の温熱環境予測技術
- VRによるシミュレーション 結果の可視化
- 蒸気ボイラの高効率化
- 工業用機器術
- シングルエンドラジアントチューブバーナ(SRTN)
- シングルエンドラジアントチューブバーナ(CSRT-S)
- 真空熱処理炉向けシングルエンドラジアントチューブバーナ(VSRT)
- リジェネラジアントチューブバーナ(RSTB)
- サイクロリジェネバーナ(CTR)
- 高ターンダウンラジアントチューブバーナ(WRT)
- パッケージレキュペバーナ(TKR)
- 浸管パッケージバーナ
- 小型間接熱風発生装置(HEX-30)
- ロータリーキルン用バーナ
- 浸漬加熱バーナ
- 工業炉設計支援のための燃焼シミュレーション
- 現場支援のための化学分析技術
-
安全と安心をお届けする都市ガス~供給・生産技術~
- 安全と安心をお届けする都市ガス~供給・生産技術~
- 非開削工法
- STREAM工法(ストリーム工法)
- エコキャット工法
- ワイヤーブレード工法
- パイプスプリッター工法
- パイプインパイプ工法・ウインドウカッター
- ナビゲーター工法・フレックスドリル工法
- 配管技術
- 可変式丸穴タイプガスコンセント
- ポリエチレン管配管システム
- PE-GM II接合材料
- TR(トラジション)クランプ
- フレキシブル配管工法
- スクイズクランプ
- ガス導管の耐震性評価手法
- 修理技術
- プラスライニング工法
- ライブジョイントシール工法
- フェニックス工法
- 継手シーリング修理工法
- マッハブロック
- 検査・監視技術
- 水位遠隔監視システム
- ガバナみはる
- 架管点検装置
- 電気防食設備遠隔監視システム
- 鋼管溶接部超音波検査技術
- 他工事損傷未然検知遠隔監視システム
- 溶接内面検査カメラ
- 供給設備技術
- 高圧マイクロ減圧設備
- 低騒音型ガバナ
- 新型自動ガス遮断装置
- IT活用技術
- パトロール業務支援システム「パトナビシステム」
- 他工事路線パトロールシステム
- 工事中検査報告システム
- 生産技術
- 新型BOG再液化設備「MiReLiS」
- 新型液ガス式熱量調整装置「AtoMS」
- BOG圧縮機樹脂製弁プレートを使用した吸入・吐出弁
- 低温弁シール部の簡易修理治具
- 樹脂弁体を使用した低温手動弁
- 新型空温式LNG気化器
-
未来に向けて、地球にやさしく~環境技術~
-
新たな付加価値の創造に向けて ~新領域開拓~
- 知的財産活動
- 開発担当者インタビュー