JP2023140800A - Pipeline management system and control method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
Translated fromJapanese本発明はパイプライン管理システム及び及びその制御方法に係り、例えば、再生可能エネルギーなどを利用した水の電気分解や天然ガスの改質などにより製造された水素を、パイプラインを利用して水素利用者へ供給する際の水素の供給状況の管理及び制御に好適なパイプライン管理システム及び及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a pipeline management system and a control method thereof. The present invention relates to a pipeline management system suitable for managing and controlling the supply status of hydrogen when supplying it to people, and a control method thereof.
環境省において、令和元年に「再エネ電解水素の製造及び水素混合ガスの供給利用実証事業」が開始された。 In 2019, the Ministry of the Environment launched the ``Renewable Energy Electrolyzed Hydrogen Production and Hydrogen Mixed Gas Supply Utilization Demonstration Project''.
本事業では、風力発電の電力を用いて、水の電気分解により水素を製造し、この水素と都市ガス相当の模擬ガスとを混合してガス配管によって利用場所に供給する。混合ガスは、給湯器やガスコンロなどでそのまま利用される。 In this project, hydrogen will be produced by electrolysis of water using electricity from wind power generation, and this hydrogen will be mixed with a simulated gas equivalent to city gas and supplied to the place of use via gas piping. The mixed gas can be used as is in water heaters, gas stoves, etc.
水素ガスを含む都市ガスをパイプラインを利用して需要者に供給する先行技術文献として、特許文献１を挙げることができる。 Patent Document 1 can be mentioned as a prior art document in which city gas containing hydrogen gas is supplied to consumers using a pipeline.
この特許文献１に記載されているのは、既存の都市ガスパイプライン、導管ネットワークを利用して、水素燃料設備と既存の都市ガス燃焼機器が並存する場合に、両方の機器を支障なく利用することができる技術として、水素ガスと炭化水素系ガスとを含む混合ガスを、導管ネットワークを介して需要家群に供給する都市ガス供給方法であり、第一の需要家群においては、混合ガス中の水素ガスを分離し、分離された水素ガスを使用すると共に、分離後の水素ガスを導管ネットワークに戻入し、かつ、第二の需要家群においては、混合ガス中の水素ガスを分離し、分離後の水素ガスを使用すると共に、分離された水素ガスを導管ネットワークに戻入することが記載されている。 What is described in Patent Document 1 is that when hydrogen fuel equipment and existing city gas combustion equipment coexist, using existing city gas pipelines and conduit networks, both equipment can be used without any problems. This is a city gas supply method that supplies a mixed gas containing hydrogen gas and hydrocarbon gas to a group of consumers via a conduit network. The hydrogen gas is separated, the separated hydrogen gas is used, and the separated hydrogen gas is returned to the conduit network, and at the second consumer group, the hydrogen gas in the mixed gas is separated and separated. It is described that the separated hydrogen gas is returned to the conduit network as well as using the subsequent hydrogen gas.
ところで、混合ガスをガスグリッド（導管ネットワーク）で供給する際には、従来の都市ガスなどの均一成分のガスの供給と異なり、ガス流量や圧力だけでなく、混合ガス中の各成分の濃度を監視し管理する必要があり、加えて、需要家が使用しない分離後のガスをガスグリッドに戻入する際、ガスグリッド内のガスの混合や拡散、流れが変化する。 By the way, when supplying mixed gas through a gas grid (pipe network), unlike the conventional supply of gas with uniform components such as city gas, not only the gas flow rate and pressure but also the concentration of each component in the mixed gas are controlled. In addition, when separated gas that is not used by consumers is returned to the gas grid, the mixing, diffusion, and flow of gas within the gas grid changes.
従って、ガスグリッドと分離システムの劣化を防ぐためには、ガスの逆流や偏流が生じないようガスの返送状態を制御する必要がある。また、ガスグリッド内の濃度の偏りを防ぐため、返送時の濃度不均一が小さくなるようガスの返送状態を制御することが望まれる。 Therefore, in order to prevent deterioration of the gas grid and separation system, it is necessary to control the return state of the gas so that backflow or drift of the gas does not occur. Furthermore, in order to prevent concentration imbalance within the gas grid, it is desirable to control the return state of the gas so as to reduce concentration non-uniformity during return.
しかしながら、上記した特許文献１では、ガスグリッドを介して混合ガスを需要家群に供給する技術は記載されているが、ガスグリッド内へのガスの返送状態を制御する手段については、何も記載されていない。 However, although Patent Document 1 described above describes a technique for supplying a mixed gas to a group of consumers via a gas grid, it does not describe any means for controlling the state of returning gas into the gas grid. It has not been.
ガスグリッドから供給された水素を使用し、不要なガスをガスグリッドへ返送する際は、ガスグリッドと分離機構の劣化やガスグリッド内の濃度の偏りを防ぐため、ガスの返送状態を制御する必要がある。 When using hydrogen supplied from the gas grid and returning unnecessary gas to the gas grid, it is necessary to control the state of gas return to prevent deterioration of the gas grid and separation mechanism and uneven concentration within the gas grid. There is.
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、ガス分離システムからのガスグリッドへの返送ガスの返送状態を適切に制御し、ガスグリッドとガス分離システムの劣化防止やガスグリッド内のガス濃度の偏在を低減することができるパイプライン管理システム及び及びその制御方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to appropriately control the state of return gas from the gas separation system to the gas grid, and to prevent deterioration of the gas grid and gas separation system. An object of the present invention is to provide a pipeline management system and a control method thereof that can reduce uneven distribution of gas concentration within a gas grid.
本発明のパイプライン管理システムは、上記目的を達成するために、ガスパイプラインに接続され、ガスが充填されている前記ガスパイプラインから前記ガスを抜き出し、前記ガスパイプラインへ前記ガスを返送するガス分離システムと、少なくとも前記ガスパイプラインの流体情報が入力されているパイプライン管理装置とを備え、前記パイプライン管理装置により、前記ガスパイプラインと返送ガスの流速比から前記ガスの前記ガスパイプラインへの返送可否を判断し、前記ガスの流速比が予め規定された範囲内であれば返送可とし、予め規定された範囲を下回るか、或いは予め規定された範囲を超過する場合には返送不可とすることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the pipeline management system of the present invention is a gas separation system that is connected to a gas pipeline, extracts the gas from the gas pipeline filled with gas, and returns the gas to the gas pipeline. and a pipeline management device into which at least fluid information of the gas pipeline is input, and the pipeline management device determines whether or not the gas can be returned to the gas pipeline based on the flow velocity ratio of the gas pipeline and the return gas. If the flow velocity ratio of the gas is within a predefined range, the gas can be returned, and if it is below the predefined range or exceeds the predefined range, the gas cannot be returned. shall be.
また、本発明のパイプライン管理システムの制御方法は、上記目的を達成するために、ガスが充填されているガスパイプラインから前記ガスを抜き出し、前記ガスパイプラインへ前記ガスを返送するガス分離システムが前記ガスパイプラインに接続されており、少なくとも前記ガスパイプラインの流体情報が入力されているパイプライン管理装置により、前記ガスパイプラインと返送ガスの流速比から前記ガスの前記ガスパイプラインへの返送可否を判断し、前記ガスの流速比が予め規定された範囲内であれば返送可とし、予め規定された範囲を下回るか、或いは予め規定された範囲を超過する場合には返送不可とすることを特徴とする。 In addition, in order to achieve the above object, the control method for a pipeline management system of the present invention includes a gas separation system that extracts the gas from a gas pipeline filled with gas and returns the gas to the gas pipeline. A pipeline management device connected to a gas pipeline and into which at least fluid information of the gas pipeline is input, determines whether or not the gas can be returned to the gas pipeline based on the flow velocity ratio of the gas pipeline and the return gas; If the flow rate ratio of the gas is within a predefined range, the gas can be returned, and if it is below the predefined range or exceeds the predefined range, the gas cannot be returned.
本発明によれば、ガス分離システムからのガスグリッドへの返送ガスの返送状態を適切に制御し、ガスグリッドとガス分離システムの劣化防止やガスグリッド内のガス濃度の偏在を低減することができる。 According to the present invention, it is possible to appropriately control the state of return gas from the gas separation system to the gas grid, prevent deterioration of the gas grid and the gas separation system, and reduce uneven distribution of gas concentration in the gas grid. .
以下、図示した実施例に基づいて本発明のパイプライン管理システム及び及びその制御方法を説明する。なお、以下に説明する各実施例において、同一の構成部品には同符号を使用し、説明が重複する場合は、その説明を省略する場合がある。また、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではない。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the pipeline management system and its control method of this invention will be explained based on the illustrated embodiment. In each of the embodiments described below, the same reference numerals are used for the same components, and if the description is repeated, the description may be omitted. Further, the present invention is not limited to the embodiments described below.
図１に、本発明のパイプライン管理システムの実施例１の概略構成を示し、図２に、本発明のパイプライン管理システムの実施例１における処理フローを示す。なお、本実施例では、図１に示す構成の全部を使用しているが、必ずしも全部を使用する必要はなく、一部を使用しても良い。 FIG. 1 shows a schematic configuration of a first embodiment of the pipeline management system of the present invention, and FIG. 2 shows a processing flow in the first embodiment of the pipeline management system of the present invention. In this embodiment, all of the configuration shown in FIG. 1 is used, but it is not necessary to use all of it, and a part of it may be used.
本実施例では、パイプライン管理装置５を用いたパイプライン管理システム１００Ａについて説明する。また、本実施例では、ガスパイプライン１に、水素供給拠点２、需要家のガス利用拠点３が接続されたガスグリッドを対象に、天然ガス１０２と水素ガス１０１の混合ガスを供給する例について説明する。 In this embodiment, a
図１に示すように、本実施例のパイプライン管理システム１００Ａは、需要家のガス利用拠点３が、ガス分離システム４を介してガスパイプライン１に接続されている。なお、本実施例では、天然ガス１０２と水素ガス１０１との混合ガスを想定したが、混合するガスは、密度の異なるガスであれば水素ガスと天然ガスに限定しない。また、混合するガスは、２種類に限定されるものではなく、２種類以上としても良い。 As shown in FIG. 1, in the
上述した水素供給拠点２は、ガスパイプライン１に水素ガス１０１を供給する機能を持つ施設及び設備を備えている。この水素供給拠点２の水素ガス１０１は、水素供給拠点２で製造されたものでも、他の場所で製造されたものでも良い。 The
天然ガス１０２が充填されているガスパイプライン１に、水素供給拠点２から水素ガス１０１を注入し、混合ガス１０３としてガス分離システム４を介して需要家のガス利用拠点３に供給される。
需要家のガス利用拠点３では、ガスパイプライン１から必要量の水素ガス１０１と天然ガス１０２或いは混合ガス１０３を取り出し、返送ガス１０４をガスパイプライン１に戻す。ここで、返送ガス１０４は、ガス利用拠点３で使用しないガスである。例えば、ガス利用拠点３が水素ガス１０１のみを使用する場合には、天然ガス１０２のみを返送ガス１０４としても良いし、天然ガス１０２と使用する分量以外の水素ガス１０１を混合して、混合ガス１０３と異なるガス組成のガスを返送ガス１０４としてガスパイプライン１に戻しても良い。 At the gas usage base 3 of the consumer, a required amount of
本実施例のパイプライン管理装置５は、図３に示すように、演算部５Ａ、判断部５Ｂ及び判断結果表示部５Ｃにより構成されている。演算部５Ａは、ガスパイプライン１内のガス流速を算出するための流体情報取得部５Ａ１及びパイプライン流速算出部５Ａ２と、返送ガス流速を算出するためのガス利用情報取得部５Ａ３と、ガス分離システム情報取得部５Ａ４及び返送ガス流速算出部５Ａ５と、パイプライン流速と返送ガス流速から流速比を算出する流速比算出部５Ａ６とから概略構成されている。 As shown in FIG. 3, the
判断部５Ｂは、流速比の規定範囲を取得する流速比規定範囲取得部５Ｂ１と、流速比を基に返送可否を判断する返送可否判断部５Ｂ２とを備えている。判断結果表示部５Ｃは、返送可否判断部５Ｂ２の判断結果を表示する表示部である。表示部の一例を図４に示す。 The
図４に示すパイプライン管理システムの例は、図１に示すパイプライン管理システム１００Ａと略同様な構成だが、需要家のガス利用拠点（需要点）３として第１の需要家のガス利用拠点３ａと第２の需要家のガス利用拠点３ｂを備えている。 The example of the pipeline management system shown in FIG. 4 has approximately the same configuration as the
図４に示すように、表示部としては、ガスグリッド上のガスパイプライン１の位置を表示する第１の表示部３０１と、ガス分離システム４のガスパイプライン１への返送ガス１０４の流速比を表示する第２の表示部３０２と、パイプライン管理装置５で得られたガスのガスパイプライン１への返送可否の判断結果、調整後の返送ガス１０４の流速、調整後の流速比、ガスの使用情報、ガスパイプライン１のガス組成のうち少なくとも１つを表示する第３の表示部３０３がある。 As shown in FIG. 4, the display section includes a
次に、本実施例のパイプライン管理システム１００Ａにおけるガス処理について、図２の処理フローと共に説明する。 Next, gas processing in the
パイプライン管理装置５では、ガスパイプライン１内の流体情報２０１と、需要家のガス利用拠点３でのガス利用情報２０２と、ガス分離システム４の処理情報２０３とを入力として、ガスパイプライン１のガス流速と返送ガス１０４のガス流速との比を算出する。 The
先ず、パイプライン管理装置５では、初めにガスパイプライン１内の流体情報２０１を取得する（図２のＳ１）。ここで、ガスパイプライン１内の流体情報２０１とは、ガスパイプライン１内の任意の点の流速、流量、圧力、組成である。任意の点は、１つでも良いし、複数でも良い。 First, the
ガスパイプライン１内の流体情報２０１は、圧力計や流量計などのセンサにより直接計測しても良いし、ソフトセンサで算出しても良い。ソフトセンサとしては、例えば、ガスグリッド内の任意の２点での圧力の差分から流速や流量を算出すること、或いはガスグリッドに接続されているすべてのガス利用拠点でのガス使用量から流速や流量を算出すること、などが該当する。 The
需要家のガス利用拠点３でのガス利用情報２０２とは、需要家のガス利用拠点３のガス使用量である。ガス使用量は、１時間毎など定期的に情報を取得しても良いし、今後の使用予定量を情報として取得しても良い。 The
ガス分離システム４の処理情報２０３とは、ガス分離システム４の仕様に基づく処理性能であり、より具体的にはガスの分離に要する処理速度である。 The
次に、ガスパイプライン１内の流体情報からガスパイプライン１内のガスの流速を算出する（図２のＳ２）。 Next, the flow velocity of gas in the gas pipeline 1 is calculated from the fluid information in the gas pipeline 1 (S2 in FIG. 2).
次に、ガス分離システム４の処理情報２０３からガスパイプライン１内のガス組成及び需要家のガス利用拠点３で要求されるガス組成と量（流量）を取得する（図２のＳ３）。ガスパイプライン１内のガス組成、需要家のガス利用拠点３で要求されるガス組成と量を基に、ガス分離システム４から返送される返送ガス量を算出して返送ガス量が定まる（図２のＳ４）。 Next, from the
返送ガス量と、ガスパイプライン１へガスを返送する機構の構造（口径）とから返送ガスの流速を算出する（図２のＳ５）。ガスパイプライン１内の流体情報２０１から算出したガス流速と、返送ガス流速との比を算出する（図２のＳ６）。 The flow rate of the return gas is calculated from the return gas amount and the structure (caliber) of the mechanism that returns the gas to the gas pipeline 1 (S5 in FIG. 2). The ratio between the gas flow rate calculated from the
また、パイプライン管理装置５では、ガスパイプライン１内のガス流速（Ｖｐｉｐｅ）と返送ガス流速（Ｖｒｅｔｕｒｎ）との比（Ｖｐｉｐｅ／Ｖｒｅｔｕｒｎ）から返送可否を判定し、返送可否判断結果２０４として出力する。 In addition, the
予め定められた流速比の規定範囲を取得し（図２のＳ７）、流速の比（Ｖｐｉｐｅ／Ｖｒｅｔｕｒｎ）が予め定められた流速比の規定範囲内であれば返送可とし、ガスをガスパイプライン１に返送し、予め定められた規定の範囲を下回るか、或いは超過する場合には返送不可とし（図２のＳ８）、後述する返送流速調整機構８でガス流速を調整してパイプライン１に返送する。 A predetermined range of the flow rate ratio is obtained (S7 in FIG. 2), and if the flow rate ratio (Vpipe/Vreturn) is within the predetermined range of the flow rate ratio, return is possible, and the gas is transferred to the gas pipeline 1. If the gas falls below or exceeds a predetermined range, the gas cannot be returned (S8 in FIG. 2), and the gas flow rate is adjusted by a return flow
また、パイプライン管理装置５では、流速の比（Ｖｐｉｐｅ／Ｖｒｅｔｕｒｎ）を使用するが、比の分母と分子を逆転させ、ガスパイプライン１のガス流速に対する返送ガス１０４の流速（Ｖｐｉｐｅ／Ｖｒｅｔｕｒｎ）としても良い。また、流速比に準ずる指標として、運動量比、圧力比を指標としても良い。流速の比又は運動量比、圧力比の規定範囲は、予め流体シミュレーション又は実験により定めておく。 In addition, although the
流速比が上限閾値よりも大きい場合、つまり、ガスパイプライン１の流速に対して返送ガス１０４の流速（Ｖｐｉｐｅ／Ｖｒｅｔｕｒｎ）が小さい場合には、ガスパイプライン１とガス分離システム４をつなぐ接続管内に、ガスパイプライン１内のガスが逆流する可能性がある。これにより、接続管内に渦流が発生し、劣化が早まる懸念がある。 When the flow velocity ratio is larger than the upper limit threshold, that is, when the flow velocity of the return gas 104 (Vpipe/Vreturn) is smaller than the flow velocity of the gas pipeline 1, in the connecting pipe connecting the gas pipeline 1 and the gas separation system 4, There is a possibility that the gas in the gas pipeline 1 will flow back. As a result, there is a concern that vortices will occur within the connecting pipe, leading to faster deterioration.
また、接続管内に返送ガスが滞留してガスパイプライン１内のガス組成と差異が生じ、ガスパイプライン１内にガス濃度の不均一が発生する。そのため、流速比が上限閾値よりも大きい場合には、返送不可と判断する。 Further, the return gas remains in the connecting pipe, causing a difference in gas composition from the gas composition in the gas pipeline 1, resulting in non-uniform gas concentration in the gas pipeline 1. Therefore, if the flow velocity ratio is larger than the upper limit threshold, it is determined that the product cannot be returned.
流速比が下限閾値よりも小さい場合、つまり、ガスパイプライン１の流速に対して返送ガス１０４の流速（Ｖｐｉｐｅ／Ｖｒｅｔｕｒｎ）が大きい場合には、ガスパイプライン１中に旋回流が発生する可能性がある。これにより、ガスパイプライン１に力学的な負荷が生じる。そのため、流速比が下限閾値よりも小さい場合には、返送不可と判断する。 If the flow velocity ratio is smaller than the lower threshold, that is, if the flow velocity of the return gas 104 (Vpipe/Vreturn) is greater than the flow velocity of the gas pipeline 1, a swirling flow may occur in the gas pipeline 1. . This creates a mechanical load on the gas pipeline 1. Therefore, if the flow velocity ratio is smaller than the lower limit threshold, it is determined that the product cannot be returned.
また、パイプライン管理装置５では、返送可否判断結果２０４を出力してガス分離システム４に入力し、ガス分離システム４では、返送可否判断結果２０４が「可」の場合には、ガスパイプライン１にガスを返送し、一方、返送可否判断結果２０４が「不可」の場合には、バルブを閉めたり装置の運転を止めることにより、ガス返送を中止或いは返送ガスの流速を調整して返送するようにしている。 In addition, the
このような本実施例によれば、ガス分離システム４からのガスグリッドへの返送ガスの返送状態を適切に制御でき、ガスグリッドとガス分離システム４の劣化防止、ガスグリッド内のガス濃度の偏在を低減することができる。 According to this embodiment, it is possible to appropriately control the state of return gas from the gas separation system 4 to the gas grid, prevent deterioration of the gas grid and the gas separation system 4, and prevent uneven distribution of gas concentration in the gas grid. can be reduced.
図５に、本発明のパイプライン管理システムの実施例２を示す。 FIG. 5 shows a second embodiment of the pipeline management system of the present invention.
図５に示す本実施例のパイプライン管理システム１００Ｂは、実施例１に記載のパイプライン管理システム１００Ａに貯留タンク６を新たに設け、この貯留タンク６を用いて、パイプライン管理システム１００Ｂにおいての返送「不可」と判断した場合に、返送ガス１０４の流速を調整するようにしたものである。 The
即ち、本実施例では、図５に示すように、実施例１に記載のガス分離システム４に接続された貯留タンク６を備えており、ガス分離システム４からの返送ガス１０４は、一度貯留タンク６に保持され、その後、貯留タンク６からガスパイプライン１へ返送されることになる。 That is, as shown in FIG. 5, this embodiment includes a
本実施例のパイプライン管理システム１００Ｂは、貯留タンク６の圧力情報に基づいてパイプライン管理装置５のパイプライン流速算出部５Ａ２で、ガスパイプライン１へ返送ガス１０４を返送する際の流速を算出し、流速の比（Ｖｐｉｐｅ／Ｖｒｅｔｕｒｎ）が予め規定された範囲内に保たれる場合は、ガスパイプライン１へのガス返送を行う。 In the
具体的には、流速の比（Ｖｐｉｐｅ／Ｖｒｅｔｕｒｎ）が予め規定された範囲内に保たれる場合にはガスパイプライン１に設置されている弁７を開とし、貯留タンク６からガスパイプライン１へのガス返送を行い、流速の比（Ｖｐｉｐｅ／Ｖｒｅｔｕｒｎ）が規定範囲の上限値を超過する場合には弁７を閉とし、貯留タンク６からガスパイプライン１へのガス返送は行わない。 Specifically, when the flow rate ratio (Vpipe/Vreturn) is maintained within a predetermined range, the valve 7 installed in the gas pipeline 1 is opened, and the flow from the
また、流速の比（Ｖｐｉｐｅ／Ｖｒｅｔｕｒｎ）が規定範囲の下限値を下回る場合には弁７を開とし、貯留タンク６からガスパイプライン１へのガス返送を行うが、その際、弁７の開度を調整して貯留タンク６からガスパイプライン１への返送ガス１０４の流速を調整している。 In addition, when the flow rate ratio (Vpipe/Vreturn) is less than the lower limit of the specified range, the valve 7 is opened and gas is returned from the
また、図５では、ガス分離システム４は、返送ガス１０４を、貯留タンク６を介してガスパイプライン１へ返送しているが、流速の比（Ｖｐｉｐｅ／Ｖｒｅｔｕｒｎ）が規定範囲内の時は、貯留タンク６を介さず直接ガス分離システム４からガスパイプライン１へ返送ガス１０４を返送しても良い。 In addition, in FIG. 5, the gas separation system 4 returns the
また、流速の比（Ｖｐｉｐｅ／Ｖｒｅｔｕｒｎ）が規定範囲の上限値を超過する場合には、ガス分離システム４からの返送ガス１０４と貯留タンク６内の返送ガスを混合してガスパイプライン１へ返送しても良い。 Furthermore, if the flow velocity ratio (Vpipe/Vreturn) exceeds the upper limit of the specified range, the
その場合、本実施例のパイプライン管理システム１００Ｂでは、流速の比が規定範囲となるよう、ガス分離システム４からの返送ガス１０４の流量を基に、貯留タンク６の弁７の開度を算出し設定する。 In that case, in the
具体的には、流速の比の目標値（規定範囲の上限値）となる返送ガス１０４の目標流速を算出し、返送ガス１０４の目標流速を得るために必要なガス流量を接続管の口径から算出する。必要なガス流量からの、ガス分離システム４からの返送ガスの流量を差し引いた値を、補填ガス流量として算出する。補填ガス流量を満たすように、弁７の開度を調整して貯留タンク６から相当分の流量でガスを返送する。 Specifically, the target flow rate of the
なお、貯留タンク６からガスパイプライン１の間に逆止弁を設置し、ガスパイプライン１から貯留タンク６への逆流を防止しても良い。 Note that a check valve may be installed between the
このような本実施例によれば、ガス分離システム４からのガスグリッドへの返送ガス１０４の返送状態を適切に制御でき、ガスグリッドとガス分離システム４の劣化防止、ガスグリッド内のガス濃度の偏在を低減することができる。 According to this embodiment, it is possible to appropriately control the return state of the
図６（ａ）及び図６（ｂ）に、本発明のパイプライン管理システムの実施例３を示す。 Embodiment 3 of the pipeline management system of the present invention is shown in FIGS. 6(a) and 6(b).
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す本実施例のパイプライン管理システム１００Ｃは、実施例１に記載のパイプライン管理システム１００Ａに返送流速調整機構８を設置し、この返送流速調整機構８を用いて、パイプライン管理システム１００Ｃにおいて返送「不可」と判断した場合に、返送ガスの流速を調整するようにしたものである。 A
本実施例では、図６（ａ）に示すように、実施例１に記載のガス分離システム４に接続した返送流速調整機構８を備えている。 In this example, as shown in FIG. 6(a), a return flow
この返送流速調整機構８は、図６（ｂ）に示すように、ガス分離システム４に接続された返送ガス１０４が流れている主接続管９と、主接続管９に接続された複数の分岐管１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄから成る。複数の分岐管１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄは、それぞれ個別に開閉を設定できるように開閉弁１１ａ、１１ｂ、１１ｃ及び１１ｄを備えている。 As shown in FIG. 6(b), this return flow
本実施例のパイプライン管理システム１００Ｃは、ガス分離システム４の返送ガス１０４の流量からガスパイプライン１へ返送する際の流速を算出し、流速の比（Ｖｐｉｐｅ／Ｖｒｅｔｕｒｎ）が規定範囲となるように使用する分岐管１０の本数を決定する。 The
例えば、ガス流速の比の規定範囲ｒ１～ｒ２に対して、管径Ｄの分岐管１０をＮ本備える調整機構に対し、以下の（１）式を満たすよう使用する分岐管１０の本数Ｍ（Ｍ≦Ｎ）を設定する。ここで、Ｑｒｅｔｕｒｎは、ガス分離システム４から返送される返送ガス１０４の流量である。 For example, for an adjustment mechanism equipped with
なお、分岐管１０の管径Ｄは、同一としても良いし、異なる管径としても良い。異なる管径の場合は、使用する分岐管１０の本数と、管径Ｄから算出される分岐管１０の断面積から使用する分岐管１０と本数を決定する。 Note that the pipe diameters D of the
このような本実施例によれば、ガス分離システム４からのガスグリッドへの返送ガス１０４の返送状態を適切に制御でき、ガスグリッドとガス分離システム４の劣化防止、ガスグリッド内のガス濃度の偏在を低減することができる。 According to this embodiment, it is possible to appropriately control the return state of the
図７に、本発明のパイプライン管理システムの実施例４を示す。 FIG. 7 shows a fourth embodiment of the pipeline management system of the present invention.
図７に示す本実施例のパイプライン管理システム１００Ｄは、実施例３に記載の返送流速調整機構８として、ガスパイプライン１内のガスを抜き出す抜出管１２にガス分離システム４の返送ガス１０４と混和するためのバイパス管１３が接続されているものである。 The
本実施例のパイプライン管理システム１００Ｄでは、図７に示すように、ガスパイプライン１内のガスを抜き出す抜出管１２に、ガス分離システム４の返送ガス１０４と混和するためのバイパス管１３が接続されている返送流速調整機構８を備えている。 In the
そして、ガス流速の比（Ｖｐｉｐｅ／Ｖｒｅｔｕｒｎ）が規定範囲の上側値を超過する場合には、抜出管１２に接続されたバイパス管１３を介して抜出ガスの一部を返送管１６に合流させる。 If the gas flow velocity ratio (Vpipe/Vreturn) exceeds the upper value of the specified range, a part of the extracted gas is merged into the
本実施例のパイプライン管理システム１００Ｄでは、弁１５を開としポンプ１４により抜出ガスを返送管１６に送る。ガス分離システム４からの返送ガス流量（Ｑｒｅｔｕｒｎ）とバイパス管１３から送る抜出ガス流量（Ｑｂｙｐａｓｓ）の合計が以下の（２）式を満たすよう、バイパス管１３から送る抜出ガスの流量を調整する。 In the
ここで、Ｄは返送管１６の管径である。流速の比が規定範囲の上側を超過していない場合は、弁１５を閉とし返送ガス１０４のみをガスパイプライン１に返送する。 Here, D is the diameter of the
このような本実施例によれば、ガス分離システム４からのガスグリッドへの返送ガス１０４の返送状態を適切に制御でき、ガスグリッドとガス分離システム４の劣化防止、ガスグリッド内のガス濃度の偏在を低減することができる。 According to this embodiment, it is possible to appropriately control the return state of the
図８（ａ）及び図８（ｂ）に、本発明のパイプライン管理システムの実施例５を示す。
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示す本実施例のパイプライン管理システム１００Ｅは、実施例３の返送流速調整機構８の代わりに、返送位置切替機構１９を備えているものである。 The
本実施例でのガスパイプライン１内のガス流速は、ガスパイプライン１に接続された各需要点でのガス抜出をドライビングフォースとして決定される。そのため、各需要点でのガス抜出の位置関係によっては、想定していたガスパイプライン１の流れと逆の向きに流れが生じることがある。 The gas flow rate within the gas pipeline 1 in this embodiment is determined by using the driving force of gas discharge at each demand point connected to the gas pipeline 1. Therefore, depending on the positional relationship of gas extraction at each demand point, a flow may occur in the opposite direction to the expected flow in the gas pipeline 1.
本実施例では、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、返送位置切替機構１９を備えている。なお、本実施例では、大元のガス供給点は、ガスパイプライン１の左側に繋がっており、通常のガスパイプライン１の流れが左から右に進む場合について説明する。 In this embodiment, as shown in FIGS. 8(a) and 8(b), a return
本実施例のガスパイプライン１には、図８（ａ）に示すように、２本の分岐抜出管１７ａ及び１７ｂと、この分岐抜出管１７ａ及び１７ｂが合流する抜出管１２（抜出管１２の矢印は、抜出したガスが混合ガス１０３に流れることを示す）、返送管１６（返送管１６の矢印は、返送ガス１０４が流れてくることを示す）が接続されており、これらを介してガス分離システム４へのガス移動が行われる。位置関係は、図８（ａ）の左（上流）側から分岐抜出管１７ａ、返送管１６、分岐抜出管１７ｂとなる。 As shown in FIG. 8(a), the gas pipeline 1 of this embodiment includes two
本実施例の返送位置切替機構１９では、パイプライン管理装置５の流速比算出部５Ａ６で算出した流速比を基に、ポンプ１４ａ及び１４ｂを切り替えることで、２本の分岐抜出管１７ａ及び１７ｂのうちのいずれかを用いてガス抜出を行うか決定する。 In the return
通常のガスパイプライン１の流れ方向（左から右）に沿ってガスが流れている場合、ガスパイプライン１の流速は正の値をとる。一方、ガスの流れが逆転している場合（右から左）は、ガスパイプライン１の流速は負の値となる。そのため、流速比は、流れが順方向（左から右）の場合は正、逆方向（右から左）の場合は負の値となる。 When gas is flowing along the normal flow direction (left to right) of the gas pipeline 1, the flow velocity of the gas pipeline 1 takes a positive value. On the other hand, when the gas flow is reversed (from right to left), the flow velocity in the gas pipeline 1 takes a negative value. Therefore, the flow velocity ratio has a positive value when the flow is in the forward direction (from left to right), and a negative value when the flow is in the reverse direction (from right to left).
本実施例のパイプライン管理システム１００Ｅでは、流速比が正の場合は、図８（ａ）に示すように、ガスパイプライン１の上流側からガスを抜き出し、ガスパイプライン１の下流側にガスを返送するため、分岐抜出管１７ａを用いてガスパイプライン１からガスを抜き出すようポンプ１４ａに指令を送る。 In the
一方、流速比が負の場合は、分岐抜出管１７ｂが返送管１６の上流に位置するため、ポンプ１４ｂに指令を送り、分岐抜出管１７ｂを用いてガスパイプライン１からガスを抜き出す。上述のように、常にガスパイプライン１の上流側でガスを抜き出し、下流側でガスを返送するよう切替制御を行う。 On the other hand, when the flow velocity ratio is negative, since the
位置関係が逆、即ち、上流側にガスを返送し、下流側でガスを抜き出すと返送ガス１０４が抜出ガスに混入する懸念がある。 If the positional relationship is reversed, that is, the gas is returned to the upstream side and the gas is extracted from the downstream side, there is a concern that the returned
しかし、本実施例の返送位置切替機構１９では、常に上流側からガスを抜き出すことで、返送ガス１０４が抜出ガスに混入し、抜出ガスの濃度が不安定となることを防ぐことができる。 However, in the return
また、本実施例の返送位置切替機構１９は、図８（ｂ）に示すように、抜出管１２と、２本の分岐返送管１７ａ及び１７ｂと、この分岐返送管１７ａ及び１７ｂに返送ガス１０４を供給する返送管１６との構成にしても良い。この場合には、流速比の正負から分岐返送管１７ａ及び１７ｂのうち、抜出管１２の下流に位置する分岐返送管１７ｂを判別し、使用する分岐返送管１７ａを決定する。 Further, as shown in FIG. 8(b), the return
また、本実施例の返送位置切替機構１９は、２本の分岐返送管１７ａ及び１７ｂを用意し、それぞれ切替弁１８ａ及び１８ｂを介して抜出管１２と返送管１６の両方に繋ぐ構成としても良い。 The return
これにより、流速比の正負からガスパイプライン１の上流側に位置する分岐抜出管１７ａから抜出管１２へ抜出ガスを送り、下流側に位置する分岐抜出管１７ｂへ返送管１６から返送ガス１０４を送るように、パイプライン管理装置５で切替弁１８ａ及び１８ｂを制御できる。 As a result, the extracted gas is sent from the
このような本実施例によれば、実施例３と同様な効果が得られることは勿論、ガスグリッド内の流れ方向が逆転した場合にも、ガスパイプライン１の上流からガスを抜き出し、下流から返送ガス１０４を送り込むことができ、返送ガス１０４が抜出ガスに混和することを防止できる。 According to this embodiment, not only can the same effects as in embodiment 3 be obtained, but also when the flow direction in the gas grid is reversed, gas can be extracted from the upstream of the gas pipeline 1 and returned from the downstream. The
図９に、本発明のパイプライン管理システムの実施例６を示す。 FIG. 9 shows a sixth embodiment of the pipeline management system of the present invention.
図９に示す本実施例のパイプライン管理システム１００Ｆは、実施例３の返送流速調整機構８として、複数のガス分離システム４ａ及び４ｂのそれぞれからの返送ガス１０４ａ及び１０４ｂを合流させて返送する集合管２０を備えているものである。 The
本実施例のパイプライン管理システム１００Ｆでは、図９に示すように、複数のガス分離システム４ａ及び４ｂの返送ガス１０４ａ及び１０４ｂを集合管２０で合流させてガスパイプライン１に返送している。 In the
なお、図９では、２台のガス分離システム４ａ及び４ｂの返送ガス１０４ａ及び１０４ｂを合流させているが、台数は２台に限らない。 In addition, although the
このような本実施例によれば、実施例３と同様な効果が得られることは勿論、ガス分離システム４ａ及び４ｂでの処理量が少なく、返送ガス１０４ａ及び１０４ｂの流量が不十分な場合にも、適切に返送ガスをガスパイプライン１に返送することができる。 According to this embodiment, not only can the same effects as in embodiment 3 be obtained, but also when the throughput in the
図１０及び図１１に、本発明のパイプライン管理システムの実施例７を示す。 Embodiment 7 of the pipeline management system of the present invention is shown in FIGS. 10 and 11.
図１０に示す本実施例のパイプライン管理システム１００Ｇは、実施例１に記載のパイプライン管理システム１００Ａに入力するガスパイプライン１内の流体情報２０１を、シミュレーションにより入手ものである。 The
図１０に、本実施例のパイプライン管理システム１００Ｇにおけるガスパイプライン１ａ及び１ｂ内の流体情報２０１を、シミュレーションにより入手する場合のシステム構成図を示し、図１１に、評価時間ｔ１～ｔｎの間のガスグリッド内の流体情報２０１を算出する場合の処理フローを示す。 FIG. 10 shows a system configuration diagram when the
本実施例では、ガスグリッドに接続されたガスパイプライン１ａ及び１ｂの流体情報２０１ａ及び２０１ｂは、予め取得した管路・ガス注入機構形状情報と需要点でのガス抜出量、返送量、供給点でのガス注入量を入力として算出する。ここで、需要点でのガス抜出量、返送量、供給点でのガス注入量は、オンラインで現時刻の情報を取得しても良いし、予め数時刻先の予定が判明している場合には予定に基づき算出しても良い。 In this embodiment, the
本実施例のパイプライン管理システム１００Ｇにおけるガス処理について、図１１の処理フローを用いて説明する。 Gas processing in the
先ず、ガスグリッド内に接続されている水素供給拠点２及び需要家のガス利用拠点（需要点）３の数を取得し（Ｓ１１）、予め取得した管路・ガス注入機構形状情報を入力として、現在のガスグリッド内の対象のガスパイプライン１の流体情報（ガス流量）を計算する（Ｓ１２）。 First, the number of
次に、評価時間（時刻ｔ１～ｔｎ、Δｔ間隔）を設定する（Ｓ１３）。本実施例では、評価時間は現在時刻ｔ１からｔｎ時刻先までとし、評価間隔はΔｔと設定した場合について説明する。 Next, an evaluation time (time t1 to tn, interval Δt) is set (S13). In this embodiment, a case will be described in which the evaluation time is set from the current time t1 to tn times ahead, and the evaluation interval is set to Δt.
次に、水素供給拠点２及び需要家のガス利用拠点（需要点）３の運転予定を取得する（Ｓ１４）。ここで、運転予定とは、設定した評価時間ｔ１～ｔｎの間の水素供給拠点２における水素ガスの注入予定、需要点における混合ガスの抜出予定である。 Next, the operation schedule of the
水素ガスの注入予定とは、時刻に対する水素ガスの注入量、注入圧力、注入流量などの情報である。混合ガスの抜出予定とは、時刻に対する混合ガスの抜出量、抜出流量、需要点での混合ガスの成分に対する使用量などである。需要家のガス利用拠点（需要点）３での混合ガスの成分に対する使用量とは、混合ガス中に含まれる成分（水素ガス、天然ガス）毎の使用量である。需要家のガス利用拠点（需要点）３において、混合ガスをそのまま使用する場合には、ガス利用拠点での混合ガスの成分に対する使用量の合計は、混合ガスの使用量と一致する。 The hydrogen gas injection schedule is information such as the amount of hydrogen gas to be injected, the injection pressure, and the injection flow rate with respect to the time. The mixed gas extraction schedule includes the amount of mixed gas to be extracted with respect to time, the extraction flow rate, the usage amount of the mixed gas components at the demand point, and the like. The amount used for each component of the mixed gas at the consumer's gas usage base (demand point) 3 is the amount used for each component (hydrogen gas, natural gas) included in the mixed gas. When the mixed gas is used as it is at the gas usage base (demand point) 3 of the consumer, the total usage amount of the components of the mixed gas at the gas usage base matches the usage amount of the mixed gas.
一方、需要家のガス利用拠点（需要点）３で特定の成分のみ使用する場合には、使用しない成分をガスパイプライン１に返送ガス１０４として返送するため、混合ガスの成分に対する使用量の合計は、混合ガスの使用量から返送ガス量を差し引いた値と一致する。混合ガスの抜出予定と、予め取得した管路・ガス注入機構形状情報を入力として、評価時間ｔ１～ｔｎ間の返送ガスの予定を算出する（Ｓ１５及びＳ１６）。 On the other hand, when only a specific component is used at the consumer's gas usage base (demand point) 3, the unused components are returned to the gas pipeline 1 as
次に、現時刻のガスグリッド内の流体情報と、評価時間ｔ１～ｔｎの間の水素ガスの注入予定、混合ガスの抜出予定、返送ガスの返送予定と、予め取得した管路情報を入力として、評価時間ｔ１～ｔｎの間のガスグリッド内の対象ガスパイプライン１ａ又は１ｂの流速を計算する（Ｓ１７、Ｓ１８、Ｓ１９）。算出した対象ガスパイプライン１ａ又は１ｂの流速を、パイプライン管理装置５で用いるガスパイプライン１の流体情報として使用する。 Next, input the fluid information in the gas grid at the current time, the hydrogen gas injection schedule, the mixed gas extraction schedule, the return gas return schedule, and the pipeline information obtained in advance during the evaluation time t1 to tn. , the flow velocity of the
このような本実施例によれば、ガスパイプライン１内の流体情報２０１の計測が困難な場合であっても、ガスパイプライン１内の流体情報２０１を取得でき、ガスグリッドへの返送ガス１０４の返送状態を適切に制御でき、ガスグリッドとガス分離システム４の劣化防止、ガスグリッド内のガス濃度の偏在を低減することができる。 According to this embodiment, even if it is difficult to measure the
本実施例は、特に、ガスパイプライン１が広域にわたるガスグリッドに接続されている場合に有効である。 This embodiment is particularly effective when the gas pipeline 1 is connected to a gas grid over a wide area.
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換える事が可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加える事も可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をする事が可能である。 Note that the present invention is not limited to the embodiments described above, and includes various modifications. For example, the embodiments described above are described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to having all the configurations described. Furthermore, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Furthermore, it is possible to add, delete, or replace a part of the configuration of each embodiment with other configurations.
１、１ａ、１ｂ…ガスパイプライン、２…水素供給拠点、３…需要家のガス利用拠点（需要点）、３ａ…第１の需要家のガス利用拠点、３ｂ…第２の需要家のガス利用拠点、４、４ａ、４ｂ…ガス分離システム、５…パイプライン管理装置、５Ａ…演算部、５Ａ１…流体情報取得部、５Ａ２…パイプライン流速算出部、５Ａ３…ガス利用情報取得部、５Ａ４…ガス分離システム情報取得部、５Ａ５…返送ガス流速算出部、５Ａ６…流速比算出部、５Ｂ…判断部、５Ｂ１…流速比規定範囲取得部、５Ｂ２…返送可否判断部、５Ｃ…判断結果表示部、６…貯留タンク、７、１５…弁、８…返送流速調整機構、９…主接続管、１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ…分岐管、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ…開閉弁、１２…抜出管、１３…バイパス管、１４、１４ａ、１４ｂ…ポンプ、１６…返送管、１７ａ、１７ｂ…分岐抜出管、１８ａ、１８ｂ…切替弁、１９…返送位置切替機構、２０…集合管、１００Ａ、１００Ｂ，１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ、１００Ｇ…パイプライン管理システム、１０１…水素ガス、１０２…天然ガス、１０３…混合ガス、１０４、１０４ａ、１０４ｂ……返送ガス、２０１、２０１ａ、２０１ｂ…ガスパイプライン内の流体情報、２０２…需要家のガス利用拠点でのガス利用情報、２０３…ガス分離システムの処理情報、２０４…返送可否判断結果、３０１…第１の表示部、３０２…第２の表示部、３０３…第３の表示部。 1, 1a, 1b...gas pipeline, 2...hydrogen supply base, 3...consumer's gas usage base (demand point), 3a...first consumer's gas usage base, 3b...second consumer's gas usage Base, 4, 4a, 4b...Gas separation system, 5...Pipeline management device, 5A...Computation unit, 5A1...Fluid information acquisition unit, 5A2...Pipeline flow rate calculation unit, 5A3...Gas usage information acquisition unit, 5A4...Gas Separation system information acquisition section, 5A5...Return gas flow velocity calculation section, 5A6...Flow velocity ratio calculation section, 5B...Judgment section, 5B1...Flow velocity ratio specified range acquisition section, 5B2...Return propriety judgment section, 5C...Judgment result display section, 6 ...Storage tank, 7, 15...Valve, 8...Return flow rate adjustment mechanism, 9...Main connection pipe, 10, 10a, 10b, 10c, 10d...Branch pipe, 11a, 11b, 11c, 11d...Opening/closing valve, 12...Extraction Output pipe, 13...Bypass pipe, 14, 14a, 14b...Pump, 16...Return pipe, 17a, 17b...Branch extraction pipe, 18a, 18b...Switching valve, 19...Return position switching mechanism, 20...Collecting pipe, 100A , 100B, 100C, 100D, 100E, 100F, 100G...pipeline management system, 101...hydrogen gas, 102...natural gas, 103...mixed gas, 104, 104a, 104b...return gas, 201, 201a, 201b...gas pipe Fluid information in the line, 202...Gas usage information at the consumer's gas usage base, 203...Processing information of the gas separation system, 204...Returnability determination result, 301...First display section, 302...Second display Section, 303...Third display section.
Claims (20)
Translated fromJapanese前記パイプライン管理装置では、前記ガスパイプラインと返送ガスの流速比から前記ガスの前記ガスパイプラインへの返送可否を判断し、前記ガスの流速比が予め規定された範囲内となるように前記返送ガスの流速を制御することを特徴とするパイプライン管理システムの制御方法。A method for controlling a pipeline management system according to claim 1, comprising:
The pipeline management device determines whether or not the gas can be returned to the gas pipeline based on the flow velocity ratio between the gas pipeline and the return gas, and controls the return gas so that the flow velocity ratio of the gas is within a predefined range. A method for controlling a pipeline management system, the method comprising controlling the flow rate of a pipeline.
前記パイプライン管理装置では、前記ガスパイプライン内の流体情報と、需要家のガス利用拠点でのガス利用情報と、前記ガス分離システムの処理情報とを入力として、前記ガスパイプラインのガス流速と前記返送ガスのガス流速との比を算出することを特徴とするパイプライン管理システムの制御方法。A method for controlling a pipeline management system according to claim 1 or 2, comprising:
The pipeline management device inputs fluid information in the gas pipeline, gas usage information at the consumer's gas usage base, and processing information of the gas separation system, and calculates the gas flow rate in the gas pipeline and the return. A control method for a pipeline management system, characterized by calculating a ratio of gas to a gas flow rate.
前記ガスパイプライン内の前記流体情報とは、前記ガスパイプライン内の任意の点の流速、流量、圧力、組成であり、
前記需要家の前記ガス利用拠点での前記ガス利用情報とは、前記ガス利用拠点のガス使用量であり、
前記ガス分離システムの前記処理情報とは、前記ガス分離システムの仕様に基づく処理性能であることを特徴とするパイプライン管理システムの制御方法。A method for controlling a pipeline management system according to claim 3, comprising:
The fluid information in the gas pipeline is the flow rate, flow rate, pressure, and composition at any point in the gas pipeline,
The gas usage information at the gas usage base of the consumer is the gas usage amount at the gas usage base,
A method for controlling a pipeline management system, wherein the processing information of the gas separation system is processing performance based on specifications of the gas separation system.
前記ガスパイプライン内の流体情報を、センサ、ソフトセンサ、ガスグリッドを対象としたシミュレーションのいずれか、又はそれらを組み合わせて取得することを特徴とするパイプライン管理システムの制御方法。A method for controlling a pipeline management system according to claim 3 or 4, comprising:
A method for controlling a pipeline management system, characterized in that fluid information in the gas pipeline is obtained through a sensor, a soft sensor, a simulation targeting a gas grid, or a combination thereof.
前記パイプライン管理装置では、
前記ガスパイプライン内の前記流体情報を取得する工程（Ｓ１）と、
前記ガスパイプライン内の流体情報から前記ガスパイプライン内のガスの流速を算出する工程（Ｓ２）と、
前記ガス分離システムの処理情報から前記ガスパイプライン内のガス組成及び前記需要家のガス利用拠点で要求されるガス組成と量（流量）を取得する工程（Ｓ３）と、
前記ガスパイプライン内のガス組成、前記需要家のガス利用拠点で要求されるガス組成と量を基に、前記ガス分離システムから返送される返送ガス量を算出して返送ガス量を決める工程（Ｓ４）と、
前記返送ガス量と、前記ガスパイプラインへガスを返送する機構の構造とから前記返送ガスの流速を算出する工程（Ｓ５）と、
前記ガスパイプライン内の前記流体情報から算出したガス流速と返送ガス流速との比を算出する工程（Ｓ６）と、
予め定められた前記ガスの流速比の規定範囲を取得する工程（Ｓ７）と、
前記ガスパイプライン内のガス流速（Ｖｐｉｐｅ）と返送ガス流速（Ｖｒｅｔｕｒｎ）との比（Ｖｐｉｐｅ／Ｖｒｅｔｕｒｎ）が予め規定された範囲内であれば返送可とし、予め規定された範囲を下回るか、或いは超過する場合には返送不可とする工程（Ｓ８）とを、実行することを特徴とするパイプライン管理システムの制御方法。A method for controlling a pipeline management system according to claim 3, comprising:
In the pipeline management device,
a step (S1) of acquiring the fluid information in the gas pipeline;
a step (S2) of calculating a flow rate of gas in the gas pipeline from fluid information in the gas pipeline;
a step (S3) of acquiring the gas composition in the gas pipeline and the gas composition and amount (flow rate) required at the gas usage base of the consumer from the processing information of the gas separation system;
Step of determining the amount of return gas by calculating the amount of return gas returned from the gas separation system based on the gas composition in the gas pipeline and the gas composition and amount required at the gas usage base of the consumer (S4 )and,
calculating the flow rate of the return gas from the return gas amount and the structure of a mechanism for returning gas to the gas pipeline (S5);
a step (S6) of calculating a ratio between the gas flow rate calculated from the fluid information in the gas pipeline and the return gas flow rate;
a step (S7) of acquiring a predetermined range of the flow velocity ratio of the gas;
Return is allowed if the ratio (Vpipe/Vreturn) between the gas flow rate (Vpipe) and the return gas flow rate (Vreturn) in the gas pipeline is within a predefined range, and is below or exceeds the predefined range. A method for controlling a pipeline management system, characterized in that a step (S8) of disabling the return is performed if the return is prohibited.
前記ガスパイプラインと前記ガス分離システムの両方に接続された貯留設備へのガスの貯留と排出を制御することで、前記ガスパイプラインへの前記返送ガスの流速を制御することを特徴とするパイプライン管理システムの制御方法。A method for controlling a pipeline management system according to claim 2, comprising:
Pipeline management, characterized in that the flow rate of the return gas to the gas pipeline is controlled by controlling storage and discharge of gas to storage equipment connected to both the gas pipeline and the gas separation system. How to control the system.
前記ガス分離システムに接続された主接続管と、該主接続管に接続された複数の分岐管とから成る返送流速調整機構の前記分岐管の使用本数を変更することで、前記ガスパイプラインへの前記返送ガスの流速を制御することを特徴とするパイプライン管理システムの制御方法。A method for controlling a pipeline management system according to claim 2, comprising:
By changing the number of branch pipes used in the return flow rate adjustment mechanism, which consists of a main connection pipe connected to the gas separation system and a plurality of branch pipes connected to the main connection pipe, the flow rate to the gas pipeline can be changed. A method for controlling a pipeline management system, comprising controlling the flow rate of the return gas.
前記ガスパイプライン内のガスを抜き出す抜出管に、前記ガス分離システムの前記返送ガスと混和するためのバイパス管が接続されている返送流速調整機構により、前記バイパス管のガス流量を調整し、前記ガスパイプラインへの前記返送ガスの流速を制御することを特徴とするパイプライン管理システムの制御方法。A method for controlling a pipeline management system according to claim 2, comprising:
A return flow rate adjustment mechanism, in which a bypass pipe for mixing with the return gas of the gas separation system is connected to an extraction pipe for extracting gas in the gas pipeline, adjusts the gas flow rate of the bypass pipe, and A method for controlling a pipeline management system, comprising controlling the flow rate of the return gas to a gas pipeline.
前記ガスパイプラインに接続された２本の分岐抜出管と、２本の前記分岐抜出管が合流する抜出管と、前記返送ガスが流れてくる返送管とから成り、前記抜出管と前記返送管の位置関係を変更可能な返送位置切替機構により、前記ガスの流れ方向に対して上流側に前記抜出管、下流側に前記返送管が位置するよう切替制御することを特徴とするパイプライン管理システムの制御方法。A method for controlling a pipeline management system according to claim 1, comprising:
It consists of two branch extraction pipes connected to the gas pipeline, an extraction pipe where the two branch extraction pipes join, and a return pipe through which the return gas flows, and the extraction pipe and A return position switching mechanism capable of changing the positional relationship of the return pipes controls switching so that the extraction pipe is located on the upstream side and the return pipe is located on the downstream side with respect to the flow direction of the gas. How to control a pipeline management system.
前記パイプライン管理装置により、前記ガスパイプラインと返送ガスの流速比から前記ガスの前記ガスパイプラインへの返送可否を判断し、前記ガスの流速比が予め規定された範囲内であれば返送可とし、予め規定された範囲を下回るか、或いは予め規定された範囲を超過する場合には返送不可とすることを特徴とするパイプライン管理システム。a gas separation system that is connected to a gas pipeline and extracts the gas from the gas pipeline filled with gas and returns the gas to the gas pipeline; and a pipeline management in which at least fluid information of the gas pipeline is input. equipped with a device,
The pipeline management device determines whether the gas can be returned to the gas pipeline based on the flow velocity ratio of the gas pipeline and the return gas, and determines that the gas can be returned if the flow velocity ratio of the gas is within a predefined range; A pipeline management system characterized in that if the amount falls below a predefined range or exceeds a predefined range, the product cannot be returned.
前記パイプライン管理装置は、前記ガスパイプラインと返送ガスの流速比から前記ガスの前記ガスパイプラインへの返送可否を判断し、前記ガスの流速比が予め規定された範囲内となるように前記返送ガスの流速を制御することを特徴とするパイプライン管理システム。The pipeline management system according to claim 11,
The pipeline management device determines whether the gas can be returned to the gas pipeline based on the flow velocity ratio between the gas pipeline and the return gas, and controls the return gas so that the flow velocity ratio of the gas is within a predefined range. A pipeline management system characterized by controlling the flow rate of.
前記パイプライン管理装置は、演算部と判断部及び判断結果表示部を備え、
前記演算部は、前記ガスパイプライン内のガス流速を算出するための流体情報取得部及びパイプライン流速算出部と、前記返送ガスの流速を算出するためのガス利用情報取得部と、ガス分離システム情報取得部及び返送ガス流速算出部と、前記ガスパイプライン内のガス流速と前記返送ガスの流速から流速比を算出する流速比算出部とから成り、
前記判断部は、流速比の規定範囲を取得する流速比規定範囲取得部と、流速比を基に返送可否を判断する返送可否判断部とから成り、
前記判断結果表示部は、前記返送可否判断部の判断結果を表示する表示部であることを特徴とするパイプライン管理システム。The pipeline management system according to claim 11 or 12,
The pipeline management device includes a calculation section, a judgment section, and a judgment result display section,
The calculation unit includes a fluid information acquisition unit and a pipeline flow rate calculation unit for calculating the gas flow rate in the gas pipeline, a gas usage information acquisition unit for calculating the flow rate of the return gas, and gas separation system information. It consists of an acquisition unit, a return gas flow rate calculation unit, and a flow rate ratio calculation unit that calculates a flow rate ratio from the gas flow rate in the gas pipeline and the flow rate of the return gas,
The determination unit includes a flow rate ratio specified range acquisition unit that acquires the specified range of the flow rate ratio, and a return possibility determination unit that determines whether the return is possible based on the flow rate ratio,
The pipeline management system is characterized in that the determination result display unit is a display unit that displays the determination result of the returnability determination unit.
前記返送可否判断部の表示部は、
ガスグリッド上の前記ガスパイプラインの位置を表示する第１の表示部と、
前記ガス分離システムの前記ガスパイプラインへの前記返送ガスの流速比を表示する第２の表示部と、
前記パイプライン管理装置で得られたガスの前記ガスパイプラインへの返送可否の判断結果、調整後の前記返送ガスの流速、調整後の流速比、ガスの使用情報、前記ガスパイプラインのガス組成のうち少なくとも１つを表示する第３の表示部であることを特徴とするパイプライン管理システム。14. The pipeline management system according to claim 13,
The display section of the return determination section is as follows:
a first display section that displays the position of the gas pipeline on a gas grid;
a second display section that displays a flow rate ratio of the return gas to the gas pipeline of the gas separation system;
Among the results of the judgment as to whether or not the gas obtained by the pipeline management device can be returned to the gas pipeline, the adjusted flow rate of the returned gas, the adjusted flow rate ratio, gas usage information, and the gas composition of the gas pipeline. A pipeline management system characterized by being a third display section that displays at least one.
前記ガスパイプラインと前記ガス分離システムの両方に接続された貯留設備を備え、
前記貯留設備へのガス貯留と排出を制御することで、前記ガスパイプラインへの前記返送ガスの流速を制御することを特徴とするパイプライン管理システム。13. The pipeline management system according to claim 12,
a storage facility connected to both the gas pipeline and the gas separation system;
A pipeline management system characterized in that the flow rate of the return gas to the gas pipeline is controlled by controlling gas storage and discharge to the storage facility.
前記ガス分離システムに接続された主接続管と、該主接続管に接続された複数の分岐管とからなる返送流速調整機構を備え、
前記返送流速調整機構の前記分岐管の使用本数を変更することで、前記ガスパイプラインへの前記返送ガスの流速を制御することを特徴とするパイプライン管理システム。13. The pipeline management system according to claim 12,
A return flow rate adjustment mechanism comprising a main connecting pipe connected to the gas separation system and a plurality of branch pipes connected to the main connecting pipe,
A pipeline management system characterized in that the flow rate of the return gas to the gas pipeline is controlled by changing the number of branch pipes used in the return flow rate adjustment mechanism.
前記ガスパイプライン内のガスを抜き出す抜出管に、前記ガス分離システムの前記返送ガスと混和するためのバイパス管が接続されている返送流速調整機構を備え、
前記バイパス管のガス流量を調整し、前記ガスパイプラインへの前記返送ガスの流速を制御することを特徴とするパイプライン管理システム。13. The pipeline management system according to claim 12,
A return flow rate adjustment mechanism is provided in which a bypass pipe for mixing with the return gas of the gas separation system is connected to an extraction pipe for extracting gas in the gas pipeline,
A pipeline management system characterized by adjusting the gas flow rate of the bypass pipe and controlling the flow rate of the return gas to the gas pipeline.
前記ガスパイプラインに接続された２本の分岐抜出管と、２本の前記分岐抜出管が合流する抜出管と、前記返送ガスが流れてくる返送管とから成り、前記抜出管と前記返送管の位置関係を変更可能な返送位置切替機構を備え、
前記返送位置切替機構により、前記ガスの流れ方向に対して上流側に前記抜出管、下流側に前記返送管が位置するよう切替制御することを特徴とするパイプライン管理システム。13. The pipeline management system according to claim 12,
It consists of two branch extraction pipes connected to the gas pipeline, an extraction pipe where the two branch extraction pipes join, and a return pipe through which the return gas flows, and the extraction pipe and comprising a return position switching mechanism capable of changing the positional relationship of the return pipes,
A pipeline management system characterized in that the return position switching mechanism performs switching control such that the extraction pipe is located on the upstream side and the return pipe is located on the downstream side with respect to the flow direction of the gas.
前記ガスパイプラインに接続された２本の分岐抜出管と、２本の前記分岐抜出管が合流する抜出管と、前記返送ガスが流れてくる返送管とから成り、前記抜出管と前記返送管の位置関係を変更可能な返送位置切替機構を備え、
前記返送位置切替機構により、前記ガスの流れ方向に対して上流側に前記抜出管、下流側に前記返送管が位置するよう切替制御することを特徴とするパイプライン管理システムの制御方法。13. The pipeline management system according to claim 12,
It consists of two branch extraction pipes connected to the gas pipeline, an extraction pipe where the two branch extraction pipes join, and a return pipe through which the return gas flows, and the extraction pipe and comprising a return position switching mechanism capable of changing the positional relationship of the return pipes,
A control method for a pipeline management system, characterized in that the return position switching mechanism performs switching control such that the extraction pipe is located on the upstream side and the return pipe is located on the downstream side with respect to the flow direction of the gas.
前記ガス分離システムに接続された主接続管と、該主接続管に接続された複数の分岐管とからなる返送流速調整機構を備え、
前記返送流速調整機構は、複数のガス分離システムのそれぞれからの返送ガスを合流させて返送する集合管を備えていることを特徴とするパイプライン管理システム。The pipeline management system according to any one of claims 11 to 14,
A return flow rate adjustment mechanism comprising a main connecting pipe connected to the gas separation system and a plurality of branch pipes connected to the main connecting pipe,
A pipeline management system characterized in that the return flow rate adjustment mechanism includes a collecting pipe that combines the return gases from each of the plurality of gas separation systems and returns them.
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