特許7341084メタンスリップ抑制システム並びに該メタンスリップ抑制システムを備える船舶および洋上浮体設備
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-31
(45)【発行日】2023-09-08
(54)【発明の名称】メタンスリップ抑制システム並びに該メタンスリップ抑制システムを備える船舶および洋上浮体設備
(51)【国際特許分類】
F02D 19/02 20060101AFI20230901BHJP
B63H 21/08 20060101ALI20230901BHJP
B63H 21/14 20060101ALI20230901BHJP
B63H 21/38 20060101ALI20230901BHJP
B63H 21/32 20060101ALI20230901BHJP
B63B 83/40 20200101ALI20230901BHJP
F02B 43/00 20060101ALI20230901BHJP
F01N 5/02 20060101ALI20230901BHJP
【ＦＩ】
F02D19/02
B63H21/08
B63H21/14
B63H21/38 C
B63H21/32 Z
B63B83/40
F02B43/00 A
F01N5/02 A
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2020033621
(22)【出願日】2020-02-28
(65)【公開番号】P2021134773
(43)【公開日】2021-09-13
【審査請求日】2022-08-05
(73)【特許権者】
【識別番号】518131296
【氏名又は名称】三菱重工マリンマシナリ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000785
【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】中村 龍太
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 英司
(72)【発明者】
【氏名】金星 隆之
(72)【発明者】
【氏名】松下 浩市
(72)【発明者】
【氏名】森 匡史
(72)【発明者】
【氏名】永山 加奈子
【審査官】櫻田 正紀
(56)【参考文献】
【文献】特許第６３３７２１３（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】特開２０１８－００１０５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－２９７２１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－１２０４４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－１９３５６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１３５８０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－２４７４２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－３０９９７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３７７１０８（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０２Ｄ １９／０２
Ｂ６３Ｈ ２１／０８
Ｂ６３Ｈ ２１／１４
Ｂ６３Ｈ ２１／３８
Ｂ６３Ｈ ２１／３２
Ｂ６３Ｂ ８３／４０
Ｆ０２Ｂ ４３／００
Ｆ０１Ｎ ５／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
船舶又は洋上浮体設備に搭載される動力プラントであって、ボイラおよびガスエンジンを備える動力プラントのメタンスリップを抑制するためのメタンスリップ抑制システムであって、前記ガスエンジンから排出されるメタンを含有する排ガスを、前記ボイラの燃焼用気体として前記ボイラに供給するための排ガスラインと、
前記ボイラに燃焼用気体を供給するための気体供給ラインであって、前記排ガスラインに一端側が接続された気体供給ラインと、
前記排ガスを排出するための排ガス排出ラインであって、前記排ガスラインの前記気体供給ラインとの接続部よりも上流側に位置する分岐部で前記排ガスラインから分岐する排ガス排出ラインと、
前記排ガスラインの前記分岐部と前記接続部との間に設けられる第１のダンパと、
前記排ガス排出ラインに設けられる第２のダンパと、を備える、
メタンスリップ抑制システム。
【請求項2】
前記気体供給ラインは、他端側が押込ファンに接続された、
請求項１に記載のメタンスリップ抑制システム。
【請求項3】
前記ボイラのバーナ装置の入口と出口の差圧を取得するように構成された差圧取得装置と、少なくとも前記差圧取得装置で取得された前記差圧に基づいて、前記第１のダンパの開度を制御するように構成された制御装置と、をさらに備える、
請求項１又は２に記載のメタンスリップ抑制システム。
【請求項4】
前記気体供給ラインに設けられる第３のダンパと、前記ガスエンジンから排出される前記排ガス中の酸素量を取得するように構成された酸素量取得装置と、さらに備え、
前記制御装置は、少なくとも前記差圧取得装置で取得された前記差圧および前記酸素量取得装置で取得された前記排ガス中の酸素量に基づいて、前記第３のダンパの開度を制御するように構成された、
請求項３に記載のメタンスリップ抑制システム。
【請求項5】
前記排ガス排出ラインを流れる前記排ガスから熱を回収するように構成された第１のエコノマイザをさらに備える、請求項１乃至４の何れか１項に記載のメタンスリップ抑制システム。
【請求項6】
前記排ガスラインの前記分岐部よりも上流側を流れる前記排ガスから熱を回収するように構成された第２のエコノマイザをさらに備える、請求項１乃至４の何れか１項に記載のメタンスリップ抑制システム。
【請求項7】
請求項１乃至６の何れか１項に記載のメタンスリップ抑制システムを備える船舶。
【請求項8】
前記ボイラを主機用ボイラとするように構成された、請求項７に記載の船舶。
【請求項9】
請求項１乃至６の何れか１項に記載のメタンスリップ抑制システムを備える洋上浮体設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ボイラおよびガスエンジンを備える動力プラントのメタンスリップを抑制するためのメタンスリップ抑制システム、並びに該メタンスリップ抑制システムを備える船舶および洋上浮体設備に関する。
【背景技術】
【0002】
ＬＮＧ船には、液化天然ガス（以下、「ＬＮＧ」という）を燃料として利用するボイラと、ボイラの燃焼熱により発生した蒸気により駆動する蒸気タービンと、を備える動力プラントが搭載されており、この動力プラントをＬＧＮ船の主機とするものがある。ＬＮＧの貯蔵時や移送時にＬＮＧが気化してボイルオフガス（以下、「ＢＯＧ」という）が生じる。ＢＯＧは、ＬＮＧと共にボイラの燃料として利用することが効率的であるため、従来のＬＮＧ船のボイラには、ＢＯＧおよびＬＮＧを燃料として利用する混焼ボイラが採用されていた。
【0003】
近年、ＬＮＧ船の燃料消費の改善を図るため、ガス焚き可能なガスエンジン（ガス焚きおよび油焚きの両方が可能な二元燃料焚きエンジンを含む）がＬＮＧ船の主機として採用されている。また、ＬＮＧ船には、上記蒸気タービンと上記ガスエンジンの両方を主機とするものも知られている。このガスエンジンから未燃のメタンが排出されることがある（メタンスリップ）。例えば、ガスエンジンに対して低圧でメタンが供給され、予混合されるオットーサイクルのガスエンジンでは、ガスエンジンに供給されたメタンの一部が未燃のまま排気されるメタンスリップが発生する。メタンは温暖化係数がＣＯ２の２５倍程度であるため、温室効果ガスの排出量削減を図るためには、メタンスリップの抑制が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００４－３６０５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
未燃メタンを処理する技術としては、メタンが反応するガス温度（約８００℃）までメタンを加熱する加熱処理方法や、メタン酸化触媒によりメタンを酸化させる触媒処理方法などが知られている。上記加熱処理方法では、特許文献１に示されるように、未燃メタンを加熱するための燃焼機器を別途用意して動力プラントに設置する必要がある。また、燃焼機器に投入する燃料も必要となる。上記触媒処理方法では、メタン酸化触媒を別途用意して動力プラントに設置する必要がある。このため、ＬＮＧ船などの浮体に搭載される動力プラントは、その有効スペースの確保が困難となる虞や、その設置や運用にかかるコストの増大化を招く虞がある。
【0006】
上述した事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態の目的は、ボイラおよびガスエンジンを備える動力プラントのメタンスリップを抑制できるメタンスリップ抑制システム、並びに該メタンスリップ抑制システムを備える船舶および洋上浮体設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示にかかるメタンスリップ抑制システムは、
船舶又は洋上浮体設備に搭載される動力プラントであって、ボイラおよびガスエンジンを備える動力プラントのメタンスリップを抑制するためのメタンスリップ抑制システムであって、
前記ガスエンジンから排出されるメタンを含有する排ガスを、前記ボイラの燃焼用気体として前記ボイラに供給するための排ガスラインを備える。
船舶又は洋上浮体設備に搭載される動力プラントであって、ボイラおよびガスエンジンを備える動力プラントのメタンスリップを抑制するためのメタンスリップ抑制システムであって、
前記ガスエンジンから排出されるメタンを含有する排ガスを、前記ボイラの燃焼用気体として前記ボイラに供給するための排ガスラインを備える。
【0008】
本開示にかかる船舶は、前記メタンスリップ抑制システムを備える。
【0009】
本開示にかかる洋上浮体設備は、前記メタンスリップ抑制システムを備える。
【発明の効果】
【0010】
本開示の少なくとも一実施形態によれば、ボイラおよびガスエンジンを備える動力プラントのメタンスリップを抑制できるメタンスリップ抑制システム、並びに該メタンスリップ抑制システムを備える船舶および洋上浮体設備が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本開示の一実施形態にかかるメタンスリップ抑制システムを備える動力プラントの構成を概略的に示す概略構成図である。
【図2】本開示の一実施形態にかかるメタンスリップ抑制システムを備える動力プラントの構成を概略的に示す概略構成図である。
【図3】本開示の一実施形態におけるボイラの構成を概略的に示す概略構成図である。
【図4】本開示の一実施形態における制御装置の機能を示すブロック図である。
【図5】ボイラのバーナ装置の入口と出口の差圧とボイラ負荷との関係を説明するための説明図である。
【図6】本開示の一実施形態におけるダンパ開度の調整方法の一例を示すフロー図である。
【図7】本開示の一実施形態にかかるメタンスリップ抑制システムを備える船舶の構成を概略的に示す概略構成図である。
【図8】本開示の一実施形態にかかるメタンスリップ抑制システムを備える洋上浮体設備の構成を概略的に示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
【0013】
（動力プラント）
図１および図２の夫々は、本開示の一実施形態にかかるメタンスリップ抑制システムを備える動力プラントの構成を概略的に示す概略構成図である。
幾つかの実施形態にかかるメタンスリップ抑制システム１は、図１および図２に示されるように、ガスエンジン３およびボイラ４を備える動力プラント２に搭載されるものである。この動力プラント２は、船舶１０Ａ又は洋上浮体設備１０Ｂに搭載されるものである。動力プラント２は、例えば、ＬＮＧ船や浮体式生産貯蔵積出設備（ＦＰＳＯ）、浮体式貯蔵積出設備（ＦＳＯ）などに搭載される。本明細書中において、船舶１０Ａは、推進設備を備え、該推進設備により航行可能なものを意味し、洋上浮体設備１０Ｂは、推進設備を備えておらず、自力で航行できないものを意味している。以下、船舶１０Ａや洋上浮体設備１０Ｂの内部を単に船内ということがある。
図１および図２の夫々は、本開示の一実施形態にかかるメタンスリップ抑制システムを備える動力プラントの構成を概略的に示す概略構成図である。
幾つかの実施形態にかかるメタンスリップ抑制システム１は、図１および図２に示されるように、ガスエンジン３およびボイラ４を備える動力プラント２に搭載されるものである。この動力プラント２は、船舶１０Ａ又は洋上浮体設備１０Ｂに搭載されるものである。動力プラント２は、例えば、ＬＮＧ船や浮体式生産貯蔵積出設備（ＦＰＳＯ）、浮体式貯蔵積出設備（ＦＳＯ）などに搭載される。本明細書中において、船舶１０Ａは、推進設備を備え、該推進設備により航行可能なものを意味し、洋上浮体設備１０Ｂは、推進設備を備えておらず、自力で航行できないものを意味している。以下、船舶１０Ａや洋上浮体設備１０Ｂの内部を単に船内ということがある。
【0014】
（ガスエンジン）
本開示におけるガスエンジン３は、メタンを含むガスを燃料として利用可能（ガス焚き可能）に構成されたエンジンを意味し、燃料としてガスだけでなく油も利用可能（油焚き可能）に構成された二元燃料焚きエンジンなどを含むものである。ガスエンジン３は、ガスエンジン３内における燃料の燃焼により生じる排ガスを排出するための排出口３１を有する。排出口３１から排出される排ガスには、未燃メタンが含まれることがある。また、排出口３１から排出される排ガスには、酸素が含まれる。或る実施形態では、ガスエンジン３は、低圧で供給されたメタンが予混合されるように構成されたオットーサイクルのガスエンジンからなる。
本開示におけるガスエンジン３は、メタンを含むガスを燃料として利用可能（ガス焚き可能）に構成されたエンジンを意味し、燃料としてガスだけでなく油も利用可能（油焚き可能）に構成された二元燃料焚きエンジンなどを含むものである。ガスエンジン３は、ガスエンジン３内における燃料の燃焼により生じる排ガスを排出するための排出口３１を有する。排出口３１から排出される排ガスには、未燃メタンが含まれることがある。また、排出口３１から排出される排ガスには、酸素が含まれる。或る実施形態では、ガスエンジン３は、低圧で供給されたメタンが予混合されるように構成されたオットーサイクルのガスエンジンからなる。
【0015】
（ボイラ）
図３は、本開示の一実施形態におけるボイラの構成を概略的に示す概略構成図である。
ボイラ４は、図３に示されるように、火炉４１と、火炉４１の炉壁部４２に設けられ、燃焼用燃料及び燃焼用気体を火炉４１内に噴射するように構成されたバーナ装置４３と、火炉４１の炉壁部４２に設けられ、バーナ装置４３に燃焼用気体を供給するための風箱４４と、火炉４１内に存在する燃焼領域４１０よりも下流に配置された加熱器４５と、を備える。
図３は、本開示の一実施形態におけるボイラの構成を概略的に示す概略構成図である。
ボイラ４は、図３に示されるように、火炉４１と、火炉４１の炉壁部４２に設けられ、燃焼用燃料及び燃焼用気体を火炉４１内に噴射するように構成されたバーナ装置４３と、火炉４１の炉壁部４２に設けられ、バーナ装置４３に燃焼用気体を供給するための風箱４４と、火炉４１内に存在する燃焼領域４１０よりも下流に配置された加熱器４５と、を備える。
【0016】
火炉４１は、燃焼用燃料と燃焼用気体とを反応させて燃焼させるための中空体であり、例えば、円筒形状や箱型等、種々の形態をとり得る。火炉４１は、その外部と内部とを区画する炉壁部４２を含む。炉壁部４２は、冷媒としての流体が通過可能な複数の炉壁管を含んで構成される。
【0017】
火炉４１の内部は、バーナ装置４３から噴射された燃焼用燃料および燃焼用空気により生成される燃焼火炎４１１が形成される燃焼領域４１０と、燃焼領域４１０での燃焼により生じた燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路４１２と、が形成されている。
【0018】
図示される実施形態では、ボイラ４は、燃焼領域４１０の下流側に位置する燃焼ガス流路４１２に配置された蒸発管群４６と、蒸発管群４６の下方に設けられた水ドラム４７と、蒸発管群４６の上方に設けられた蒸気ドラム４８と、を備える。ボイラ４の燃焼ガスの流れ方向の下流側には、上述した蒸発管群４６が配置され、さらに下流側である火炉４１の上部には燃焼ガス出口４９が設けられている。なお、蒸気ドラム４８の上部には蒸気出口４８１が設けられている。
【0019】
ボイラ４は、船舶を推進させる動力として用いられる蒸気を発生させる主ボイラであってもよいし、船舶に搭載される駆動装置の駆動源となる蒸気を発生させる補助ボイラであってもよい。また、ボイラ４は、発電用などの他の用途に用いられるボイラであってもよい。
【0020】
バーナ装置４３は、火炉４１内に主燃料である燃焼用燃料（例えば、気体燃料又は液体燃料を含む）、および風箱４４により供給された燃焼用気体（例えば、空気）を噴射する。図示される実施形態では、バーナ装置４３は、火炉４１の天井部４１３に配置され、燃焼用燃料と燃焼用気体とを下方に向けて噴射することで、燃焼火炎４１１を形成するように構成されている。
【0021】
風箱４４の内部にバーナ装置４３が配置されている。風箱４４には、その内部にボイラ４の外部から燃焼用気体を供給するための供給口４４１が開口している。加熱器４５は、燃焼領域４１０の下流側に位置する燃焼ガス流路４１２に配置される。加熱器４５は、燃焼ガス流路４１２を流れる燃焼ガスとの熱交換により、燃焼ガス流路４１２内に配置された配管内を流れる水又は蒸気を加熱するように構成されている。
【0022】
（排ガスライン）
メタンスリップ抑制システム１は、図１、２に示されるように、ガスエンジン３から排出されるメタンを含有する排ガスを、ボイラ４の燃焼用気体としてボイラ４に供給するための排ガスライン５を備える。
メタンスリップ抑制システム１は、図１、２に示されるように、ガスエンジン３から排出されるメタンを含有する排ガスを、ボイラ４の燃焼用気体としてボイラ４に供給するための排ガスライン５を備える。
【0023】
図示される実施形態では、排ガスライン５は、その一端側がガスエンジン３の排出口３１に接続され、その他端側がボイラ４の供給口４４１に接続されている。ガスエンジン３の排出口３１から排出された排ガスは、排ガスライン５を通過した後に、ボイラ４の供給口４４１からボイラ４の内部に供給される。
【0024】
上記の構成によれば、メタンスリップ抑制システム１は、ガスエンジン３から排出されるメタンを含有する排ガスを、ボイラ４の燃焼用気体としてボイラ４に供給するための排ガスライン５を備える。ガスエンジン３から排出されるメタンを含有する排ガスを、排ガスライン５を介してボイラ４の燃焼用気体としてボイラ４に供給することで、ボイラ４の燃焼領域４１０での燃焼により、メタンが反応するガス温度（約８００℃）まで排ガス中のメタンを加熱することができる。排ガス中のメタンをボイラ４で加熱処理することで、動力プラント２から排出されるメタンの量を削減できるので、動力プラント２のメタンスリップを抑制できる。
【0025】
また、上記の構成によれば、従来のようにメタンを処理するための燃焼機器やメタン酸化触媒を別途用意して動力プラント２に設置したり、上記燃焼機器に投入される燃料を用意したりすることなく、メタンの処理が可能である。これにより、動力プラント２のスペースを確保でき、動力プラント２の設置や運用にかかるコストを低減できる。また、船舶１０Ａや洋上浮体設備１０Ｂの有効スペースを減じることなく、動力プラント２を設置できる。また、ガスエンジン３から排出されるメタンを含有する排ガスを、ボイラ４の燃焼用気体として利用することで、ボイラ燃料の削減や窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減が図れる。
【0026】
（気体供給ライン）
幾つかの実施形態では、上述したメタンスリップ抑制システム１は、図１、２に示されるように、ボイラ４に燃焼用気体（例えば、大気中の空気）を供給するための気体供給ライン６をさらに備える。気体供給ライン６は、排ガスライン５に一端側が接続され、他端側が押込ファン６１に接続されている。排ガスライン５と気体供給ライン６とが合流する部分を接続部５１とする。押込ファン６１は、気体供給ライン６の他端側から一端側に気体を送風するように構成されている。燃焼用気体は、押込ファン６１により気体供給ライン６の他端側から気体供給ライン６内に導かれた後に、気体供給ライン６および排ガスライン５の接続部５１よりも下流側（供給口４４１側）をこの順に流れた後に、ボイラ４の供給口４４１からボイラ４の内部に供給される。
幾つかの実施形態では、上述したメタンスリップ抑制システム１は、図１、２に示されるように、ボイラ４に燃焼用気体（例えば、大気中の空気）を供給するための気体供給ライン６をさらに備える。気体供給ライン６は、排ガスライン５に一端側が接続され、他端側が押込ファン６１に接続されている。排ガスライン５と気体供給ライン６とが合流する部分を接続部５１とする。押込ファン６１は、気体供給ライン６の他端側から一端側に気体を送風するように構成されている。燃焼用気体は、押込ファン６１により気体供給ライン６の他端側から気体供給ライン６内に導かれた後に、気体供給ライン６および排ガスライン５の接続部５１よりも下流側（供給口４４１側）をこの順に流れた後に、ボイラ４の供給口４４１からボイラ４の内部に供給される。
【0027】
上記の構成によれば、ボイラ４の燃焼用気体として、ガスエンジン３から排出された排ガスだけでなく、押込ファン６１により気体供給ライン６からボイラ４に送られる燃焼用気体を利用できる。このため、ガスエンジン３からボイラ４に送られる排ガス中の酸素量が、ボイラ４の必要空気量（ボイラで燃焼用燃料を完全燃焼させるために必要な空気量）に満たない場合であっても、気体供給ライン６から燃焼用気体をボイラ４に供給することで、ボイラ４の不完全燃焼を抑制できるため、ボイラ４での燃焼により排ガス中のメタンを確実に加熱処理することができる。
【0028】
また、上記の構成によれば、ガスエンジン３が停止し、ガスエンジン３からボイラ４に排ガスが供給されない場合であっても、気体供給ライン６から燃焼用気体をボイラ４に供給することで、ボイラ４の運転が可能である。これにより、ボイラ４の運転安定性を向上させることができる。
【0029】
（ボイラへの排ガスの供給量の調整方法）
幾つかの実施形態では、上述したメタンスリップ抑制システム１は、図１、２に示されるように、排ガスを排出するための排ガス排出ライン７であって、排ガスライン５の気体供給ライン６との接続部５１よりも排ガスの流れ方向の上流側（ガスエンジン３側）に位置する分岐部５２で排ガスライン５から分岐する排ガス排出ライン７と、排ガスライン５の分岐部５２と接続部５１との間に設けられる第１のダンパ５３と、排ガス排出ライン７に設けられる第２のダンパ７１と、をさらに備える。
幾つかの実施形態では、上述したメタンスリップ抑制システム１は、図１、２に示されるように、排ガスを排出するための排ガス排出ライン７であって、排ガスライン５の気体供給ライン６との接続部５１よりも排ガスの流れ方向の上流側（ガスエンジン３側）に位置する分岐部５２で排ガスライン５から分岐する排ガス排出ライン７と、排ガスライン５の分岐部５２と接続部５１との間に設けられる第１のダンパ５３と、排ガス排出ライン７に設けられる第２のダンパ７１と、をさらに備える。
【0030】
排ガス排出ライン７は、その一端側が排ガスライン５の分岐部５２に接続され、他端側が不図示の煙突に接続されている。第１のダンパ５３および第２のダンパ７１の夫々は、開閉機構部を有し、開閉機構部の開度を調整することで、開閉機構部を通過する気体の量を調整可能に構成されている。例えば、第１のダンパ５３の開度を大きくすることで、ボイラ４に供給される排ガスの量を増加させることができる。また、第１のダンパ５３の開度を小さくすることで、ボイラ４に供給される排ガスの量を減少させることができる。なお、「ダンパの開度を小さくする」には、ダンパを全閉することも含まれる。ボイラ４の停止時には、第１のダンパ５３を全閉し、第２のダンパ７１を開くことにより、排ガス排出ライン７の第２のダンパ７１よりも下流側に排ガスを導くことができる。
【0031】
上記の構成によれば、排ガスライン５に設けられる第１のダンパ５３の開度を調整することで、排ガスライン５を介してガスエンジン３からボイラ４に送られる排ガスの量を精度良く調整可能である。ボイラ４に送られる排ガスの量を調整することで、ボイラ４の不完全燃焼を抑制できるため、ボイラ４の燃焼効率の低下を抑制できる。また、排ガスライン５から分岐する排ガス排出ライン７に設けられる第２のダンパ７１の開度を調整することで、排ガス排出ライン７を通じてガスエンジン３からの排ガスを外部に排出することができるため、ボイラ４の停止時においてもガスエンジン３の運転が可能となる。
【0032】
幾つかの実施形態では、上述したメタンスリップ抑制システム１は、図１、２に示されるように、ボイラ４のバーナ装置４３の入口と出口の差圧を取得するように構成された差圧取得装置８と、少なくとも差圧取得装置８で取得された差圧に基づいて、第１のダンパ５３の開度を制御するように構成された制御装置９と、をさらに備える。
【0033】
図示される実施形態では、差圧取得装置８は、風箱４４内の圧力をバーナ装置４３の入口の圧力とし、火炉４１の燃焼領域４１０内の圧力をバーナ装置４３の出口の圧力としており、これらの差圧を計測するように構成された差圧計８Ａからなる。
なお、他の幾つかの実施形態では、排ガスライン５の接続部５１よりも排ガスの流れ方向の下流側の圧力をバーナ装置４３の入口の圧力として上記差圧を計測してもよい。また、他の幾つかの実施形態では、差圧取得装置８は、バーナ装置４３の入口の圧力を測定する入口側圧力計と、バーナ装置４３の出口の圧力を測定する出口側圧力計と、入口側圧力計の測定値と出口側圧力計の測定値から差圧を算出する算出装置と、を含んでいてもよい。
なお、他の幾つかの実施形態では、排ガスライン５の接続部５１よりも排ガスの流れ方向の下流側の圧力をバーナ装置４３の入口の圧力として上記差圧を計測してもよい。また、他の幾つかの実施形態では、差圧取得装置８は、バーナ装置４３の入口の圧力を測定する入口側圧力計と、バーナ装置４３の出口の圧力を測定する出口側圧力計と、入口側圧力計の測定値と出口側圧力計の測定値から差圧を算出する算出装置と、を含んでいてもよい。
【0034】
制御装置９は、ダンパの開度を制御するための電子制御ユニットであり、図示しないＣＰＵ（プロセッサ）や、ＲＯＭやＲＡＭといったメモリ、外部記憶装置などの記憶装置、Ｉ／Ｏインターフェース、通信インターフェースなどからなるマイクロコンピュータとして構成されていてもよい。そして、例えば上記メモリの主記憶装置にロードされたプログラムの命令に従ってＣＰＵが動作（例えばデータの演算など）することで、後述する各機能部を実現するようになっていてもよい。
【0035】
図４は、本開示の一実施形態における制御装置の機能を示すブロック図である。図示される実施形態では、制御装置９は、図４に示されるように、データベース部９１と、ダンパ開度決定部９２と、ダンパ開度指示部９３と、を備える。制御装置９は、差圧取得装置８に対して信号の送受信（少なくとも受信）が可能に構成されている。ダンパ開度決定部９２は、少なくとも差圧取得装置８に基づいて、第１のダンパ５３に対して指示する開度である指示開度を決定するように構成されている。
【0036】
ボイラ４のボイラ負荷ＢＬが大きくなると、ボイラ４に投入されるボイラ燃料の量が増大し、ボイラ燃料の投入量の増大に応じて、ボイラ４においてボイラ燃料を完全燃焼させるために必要な空気量であるボイラ４（バーナ装置４３）の必要空気量ＲＡや、ボイラ４のバーナ装置４３の入口と出口の差圧ＤＰが増大する。つまり、ボイラ４のバーナ装置４３の入口と出口の差圧ＤＰに応じて、ボイラ４のボイラ負荷ＢＬや必要空気量ＲＡが定まる対応関係がある。例えば、図５は、ボイラのバーナ装置４３の入口と出口の差圧とボイラ負荷との関係を説明するための説明図である。図５に示されるように、ボイラ４のバーナ装置４３の入口と出口の差圧ＤＰは、ボイラ４のボイラ負荷ＢＬの二乗に比例している。なお、図５における差圧ＤＰは、大気中の酸素量（酸素濃度）ＡＯに基づくものである。
【0037】
或る実施形態では、データベース部９１は、上述した差圧ＤＰとボイラ４の必要空気量ＲＡとを関連付ける第１の関連付け情報と、ボイラ４の必要空気量ＲＡと第１のダンパ５３への指示開度とを関連付ける第２の関連付け情報と、を予め記憶している。関連付け情報（第１の関連付け情報や第２の関連付け情報など）は、差圧ＤＰや必要空気量ＲＡなどのパラメータの対応関係を示すリストや表、マップ、関数、機械学習のモデルなどが含まれる。また、関連付け情報は、過去の実績値や実験値、数値解析結果などから求められる。ダンパ開度決定部９２は、データベース部９１に記憶された第１関連付け情報を参照し、差圧取得装置８が取得した差圧ＤＰに対応するボイラ４の必要空気量ＲＡを取得する。その後に、データベース部９１に記憶された第２の関連付け情報を参照し、取得したボイラ４の必要空気量ＲＡに対応する第１のダンパ５３への指示開度を取得する。
【0038】
また、ダンパ開度決定部９２は、少なくともボイラ４の運転状態に基づいて、第２のダンパ７１に対して指示する開度である指示開度を決定するように構成されている。ダンパ開度指示部９３は、ダンパ開度決定部９２で決定された指示開度となるようにダンパ（第１のダンパ５３、第２のダンパ７１および気体供給ライン６に設けられる第３のダンパ６２）に対して指示する。第１のダンパ５３、第２のダンパ７１および第３のダンパ６２の夫々は、ダンパ開度指示部９３（制御装置９）から送られる信号により電気的に制御され、該信号に応じて、指示された開度になるように構成されている。
【0039】
上記の構成によれば、差圧取得装置８で取得されたバーナ装置４３の入口と出口の差圧ＤＰから、ボイラ４の必要空気量ＲＡを求めることができる。制御装置９は、上記差圧ＤＰに基づいて、第１のダンパ５３の開度を調整することで、ボイラ４に適切な量の酸素を供給できるので、ボイラ４の燃焼効率の低下を効果的に抑制できる。また、ボイラ４に適切な量の酸素を供給することで、ボイラ４への供給酸素量の不足によるボイラ４の失火を抑制できる。
【0040】
幾つかの実施形態では、上述したメタンスリップ抑制システム１は、図１、２に示されるように、排ガスライン５に設けられる吸引ファン５４をさらに備える。吸引ファン５４は、吸引ファン５４よりも排ガスライン５の上流側における気体を吸引し、吸引ファン５４よりも排ガスライン５の下流側に圧送するように構成されている。図示される実施形態では、吸引ファン５４は、排ガスライン５の分岐部５２よりも下流側、且つ接続部５１よりも上流側に配置されている。
【0041】
上記の構成によれば、メタンスリップ抑制システム１は、排ガスライン５に設けられる吸引ファン５４を備える。このため、仮に排ガスライン５内における排ガスの圧力損失が大きく、排ガスライン５を排ガスが流れ難い場合であっても、吸引ファン５４により排ガスの圧力を上昇させることで、排ガスをボイラ４へ送ることができるため、ガスエンジン３から排出された排ガスを安定的にボイラ４に供給することができる。
【0042】
幾つかの実施形態では、上述したメタンスリップ抑制システム１は、図１、２に示されるように、気体供給ライン６に設けられる第３のダンパ６２と、ガスエンジン３から排出される排ガス中の酸素量を取得するように構成された第１の酸素量取得装置５５と、さらに備える。上述した制御装置９は、少なくとも差圧取得装置８で取得された差圧ＤＰおよび第１の酸素量取得装置５５で取得された排ガスの酸素量ＥＯに基づいて、第３のダンパ６２の開度を制御するように構成された。
【0043】
ダンパ開度決定部９２は、差圧取得装置８で取得された差圧ＤＰからボイラ４の必要空気量ＲＡを求め、第１の酸素量取得装置５５で取得された排ガスの酸素量ＥＯに基づいて、ボイラ４へ送られる排ガスにより、ボイラ４の必要空気量を満足するか否かを判定する。ボイラ４へ送られる排ガスのみでは、ボイラ４の必要空気量を満たすことができない場合には、ボイラ４の必要空気量を満たすように、第３のダンパ６２に対する指示開度を調整する。
【0044】
データベース部９１は、上述した差圧ＤＰおよび酸素量ＥＯと、第３のダンパ６２への指示開度とを関連付ける第３の関連付け情報を予め記憶している。ダンパ開度決定部９２は、データベース部９１に記憶された第３の関連付け情報を参照し、取得した差圧ＤＰおよび酸素量ＥＯに対応する第３のダンパ６２への指示開度を取得する。
【0045】
上記の構成によれば、制御装置９が、少なくとも差圧取得装置８で取得された差圧ＤＰおよび第１の酸素量取得装置５５で取得された排ガス中の酸素量ＥＯに基づいて、第３のダンパ６２の開度を制御する。このため、仮にボイラ４へ送られる排ガス中の酸素量では、ボイラの必要空気量ＲＡに満たない場合には、第３のダンパ６２の開度を大きくして、気体供給ライン６からボイラ４に適切な量の燃焼用気体を供給することで、ボイラの必要空気量を充足することができる。よって、上記の構成によれば、ボイラ４の燃焼効率の低下やボイラ４への供給酸素量の不足によるボイラ４の失火を効果的に抑制できる。
【0046】
幾つかの実施形態では、上述したメタンスリップ抑制システム１は、図１、２に示されるように、排ガスライン５の吸引ファン５４よりも上流側（図示例では排ガスライン５の吸引ファン５４と接続部５１との間）における圧力（以下、排ガスライン側圧力とする）と、気体供給ライン６の押込ファン６１よりも下流側（図示では押込ファン６１と第３のダンパ６２との間）における圧力（以下、気体供給ライン側圧力とする）と、を取得するように構成された圧力取得装置９４をさらに備える。
【0047】
圧力取得装置９４で取得された圧力に基づいて、排ガスが気体供給ライン６を逆流（気体供給ライン６の他端側に向かって流れる）することを防止することが行なわれる。例えば、気体供給ライン側圧力が排ガスライン側圧力以下とならないような出力で押込ファン６１を運転させることが行なわれる。押込ファン６１の出力の制御は、制御装置９により行われてもよい。この場合には、押込ファン６１が既に運転状態にあるため、ボイラ４の必要空気量が増加し、空気不足となった際に、速やかに押込ファン６１からボイラ４へ空気を供給できる。
【0048】
気体供給ライン６における接続部５１と第３のダンパ６２との間に設けられたバルブ６３、又は第３のダンパ６２を閉じることでも、排ガスが気体供給ライン６を逆流することを防止できる。この場合には、バルブ６３や第３のダンパ６２によって、気体供給ライン６が押込ファン６１よりも接続部５１側において閉鎖されるので、押込ファン６１の運転が不要であり、押込ファン６１の運転に必要なエネルギー（電力）の消費を低減できる。
【0049】
上記の構成によれば、圧力取得装置９４で取得された圧力に基づいて、排ガスが気体供給ライン６を逆流しないような措置を取ることで、排ガスが気体供給ライン６の他端側から流出することを防止できる。押込ファン６１が船内に配置されている場合には、有害な排ガスが船内に漏洩することを防止できる。
【0050】
幾つかの実施形態では、上述したメタンスリップ抑制システム１は、図１～３に示されるように、バーナ装置４３の入口（図示例では風箱４４の内部）における排ガスを含む燃焼用気体中の酸素量を取得するように構成された第２の酸素量取得装置９５をさらに備える。上述した制御装置９は、第１の酸素量取得装置５５で取得された排ガス中の酸素量ＥＯ又は第２の酸素量取得装置９５で取得された燃焼用気体中の酸素量ＣＯの何れかと、差圧取得装置８で取得された差圧ＤＰに基づいて、第１のダンパ５３および第３のダンパ６２の夫々の開度を制御するように構成されている。
【0051】
図６は、本開示の一実施形態におけるダンパ開度の調整方法の一例を示すフロー図である。まず、制御装置９は、差圧取得装置８、第１の酸素量取得装置５５および第２の酸素量取得装置９５からセンサ信号を取得する（Ｓ２０１）。該センサ信号には、上述した差圧ＤＰ、排ガス中の酸素量ＥＯおよび燃焼用気体中の酸素量ＣＯなどの情報が含まれる。ダンパ開度決定部９２は、排ガス中の酸素量ＥＯが規定値ＳＶ（例えば１５％）以上であるか否かを判定する（Ｓ２０２）。仮に排ガス中の酸素量ＥＯが規定値ＳＶに満たない場合には、ボイラ４において不完全燃焼を生じる虞がある。
【0052】
排ガス中の酸素量ＥＯが規定値ＳＶ以上である場合には（Ｓ２０２で「ＹＥＳ」）、排ガス中の酸素量ＥＯにより差圧ＤＰを補正する（Ｓ２０３）。排ガス中の酸素量ＥＯによる差圧ＤＰの補正は、例えば以下の式により行われる。
ＲＤＰ１＝ＤＰ×（２１／ＥＯ）２・・・（Ｃ１）
上記式Ｃ１における「ＲＤＰ１」は上述した差圧ＤＰの補正値であり、「２１」は大気中の酸素量を示している。制御装置９は、差圧ＤＰを補正するように構成された差圧補正部９６を含む。ステップＳ２０３および後述するステップＳ２０５は、差圧補正部９６により行われる。
ＲＤＰ１＝ＤＰ×（２１／ＥＯ）２・・・（Ｃ１）
上記式Ｃ１における「ＲＤＰ１」は上述した差圧ＤＰの補正値であり、「２１」は大気中の酸素量を示している。制御装置９は、差圧ＤＰを補正するように構成された差圧補正部９６を含む。ステップＳ２０３および後述するステップＳ２０５は、差圧補正部９６により行われる。
【0053】
ダンパ開度決定部９２は、差圧ＤＰの代わりに補正後の差圧ＲＤＰ１により、ボイラ４の必要空気量ＲＡや第１のダンパ５３および第３のダンパ６２の夫々の開度を決定する（Ｓ２０４）。ダンパ開度指示部９３は、ダンパ開度決定部９２で決定された指示開度となるように第１のダンパ５３および第３のダンパ６２に対して指示する。
【0054】
排ガス中の酸素量ＥＯが規定値ＳＶに満たない場合には（Ｓ２０２で「ＮＯ」）、燃焼用気体中の酸素量ＣＯにより差圧ＤＰを補正する（Ｓ２０５）。燃焼用気体中の酸素量ＣＯによる差圧ＤＰの補正は、例えば以下の式により行われる。
ＲＤＰ２＝ＤＰ×（２１／ＣＯ）２・・・（Ｃ２）
上記式Ｃ２における「ＲＤＰ２」は上述した差圧ＤＰの補正値であり、「２１」は大気中の酸素量を示している。
ＲＤＰ２＝ＤＰ×（２１／ＣＯ）２・・・（Ｃ２）
上記式Ｃ２における「ＲＤＰ２」は上述した差圧ＤＰの補正値であり、「２１」は大気中の酸素量を示している。
【0055】
ダンパ開度決定部９２は、差圧ＤＰの代わりに補正後の差圧ＲＤＰ２により、ボイラ４の必要空気量ＲＡや第１のダンパ５３および第３のダンパ６２の夫々の開度を決定する（Ｓ２０６）。ダンパ開度決定部９２では、燃焼用気体中の酸素量ＣＯが規定値ＳＶ（例えば１５％）以上となるように、第３のダンパ６２に対する指示開度が決定される。
【0056】
上記の構成によれば、差圧ＤＰだけでなく、排ガス中の酸素量ＥＯ又は燃焼用気体中の酸素量ＣＯに基づいてダンパ（第１のダンパ５３、第３のダンパ６２）の開度を調整することで、ボイラ４に適切な量の酸素を供給できるため、ボイラ４の燃焼効率の低下を効果的に抑制できる。
【0057】
幾つかの実施形態では、上述したメタンスリップ抑制システム１は、図１、２に示されるように、排ガスライン５の接続部５１に設けられる混合器５６を備える。混合器５６は、排ガスライン５の上流側から混合器５６に流入した排ガスと、気体供給ライン６から混合器５６に流入した燃焼用気体と、を攪拌し、これらの気体を均一に混合するように構成されている。この場合には、混合器５６により、ボイラ４に送られる燃焼用気体内の酸素が不均一に分散することを抑制できるため、ボイラ４における不完全燃焼を抑制できる。
【0058】
幾つかの実施形態では、上述したメタンスリップ抑制システム１は、図１に示されるように、排ガス排出ライン７を流れる排ガスから熱を回収するように構成された第１のエコノマイザ７２を備える。図示される実施形態では、第１のエコノマイザ７２は、排ガス排出ライン７の第２のダンパ７１よりも下流側に設けられ、第１のエコノマイザ７２を通る排ガスから熱を回収する。排ガスから回収した熱により蒸気を生成し、この蒸気を船内で雑用蒸気として使用してもよいし、排ガスから回収した熱によりボイラ４に供給されるボイラ給水を加熱してもよい。排ガスライン５には、排ガスから熱を回収する熱交換器が配置されておらず、ガスエンジン３から排出された排ガスをその熱を保持したまま、ボイラ４に送ることができる。
【0059】
上記の構成によれば、第１のエコノマイザ７２により排ガスから回収した熱を利用することで、ボイラ４の効率を向上させることができる。また、上記の構成によれば、排ガスライン５により、第１のエコノマイザ７２において熱が回収されていない高温状態に保持された排ガスをボイラ４に供給できるため、ボイラ４における燃焼効率を向上させることができる。
【0060】
幾つかの実施形態では、上述したメタンスリップ抑制システム１は、図２に示されるように、排ガスライン５の分岐部５２よりも上流側を流れる排ガスから熱を回収するように構成された第２のエコノマイザ５７を備える。第２のエコノマイザ５７は、排ガスライン５の分岐部５２よりも上流側に設けられ、第２のエコノマイザ５７を通る排ガスから熱を回収する。排ガスから回収した熱により蒸気を生成し、この蒸気を船内で雑用蒸気として使用してもよいし、排ガスから回収した熱によりボイラ４に供給されるボイラ給水を加熱してもよい。ガスエンジン３から排出された排ガスは、第２のエコノマイザ５７を通過する。このため、排ガスライン５の分岐部５２よりも下流側や排ガス排出ライン７には、第２のエコノマイザ５７により熱が回収後の排ガスが流れる。
【0061】
上記の構成によれば、第２のエコノマイザ５７は、排ガスライン５の分岐部５２よりも上流側に設けられているので、ガスエンジン３から排出された排ガスの全量が第２のエコノマイザ５７を通過する。このため、第２のエコノマイザ５７により、ガスエンジン３から排出された排ガスの全量から熱を回収することができるので、排ガスからの排熱の回収効率を向上させることができる。
【0062】
幾つかの実施形態では、上述したメタンスリップ抑制システム１は、図２に示されるように、排ガスライン５の第２のエコノマイザ５７よりも下流側を流れる気体を加熱するように構成されたヒータ５８をさらに備える。図２に示される実施形態では、ヒータ５８は、排ガスライン５の分岐部５２よりも下流側に設けられて、蒸気で気体を加熱するように構成されたスチームエアヒータからなる。この場合には、ヒータ５８により、第２のエコノマイザ５７より熱が回収されて温度が低下した気体を加熱することで、ボイラ４へ供給される気体の温度低下を抑制できるため、ボイラ４における燃焼効率の低下を抑制できる。
【0063】
図７は、本開示の一実施形態にかかるメタンスリップ抑制システムを備える船舶の構成を概略的に示す概略構成図である。
幾つかの実施形態では、例えば図７に示されるように、船舶１０Ａに搭載される上述した動力プラント２は、動力プラント２で生成した動力を推進力として船舶１０Ａを航行させるように構成された船舶用の推進装置２Ａからなる。
幾つかの実施形態では、例えば図７に示されるように、船舶１０Ａに搭載される上述した動力プラント２は、動力プラント２で生成した動力を推進力として船舶１０Ａを航行させるように構成された船舶用の推進装置２Ａからなる。
【0064】
船舶用の推進装置２Ａは、上述したメタンスリップ抑制システム１と、上述したガスエンジン３と、上述したボイラ４と、ボイラ４で生成された蒸気によって駆動されるように構成された蒸気タービン２０と、を少なくとも備える。図示される実施形態では、船舶用の推進装置２Ａは、ボイラ４から蒸気タービン２０に蒸気を送るための蒸気供給ライン２２をさらに備える。蒸気供給ライン２２は、ボイラ４の加熱器４５と蒸気を流通可能に構成されており、一端側が蒸気タービン２０の蒸気供給口２３に接続されている。船舶１０Ａは、蒸気タービン２０に蒸気を供給するボイラ４を主機用ボイラとするように構成されている。
【0065】
図示される実施形態では、船舶１０Ａは、蒸気タービン２０およびガスエンジン３の夫々を船舶１０Ａの推進力を発生させる主機とするように構成されている。すなわち、蒸気タービン２０の主軸２４およびガスエンジン３の主軸３２の夫々は、直接的に又は間接的にプロペラ２５、２６に機械的に連結されている。蒸気タービン２０に送られた蒸気の熱エネルギーを動力とし、主軸２４およびプロペラ２５が回転する。また、ガスエンジン３内の燃料の燃焼により得られたエネルギーを動力とし、主軸３２およびプロペラ２６が回転する。
【0066】
上記の構成によれば、船舶１０Ａは、ボイラ４を主機用ボイラとするように構成されている。仮にボイラ４が補助ボイラである場合には、船内の蒸気需要によりその運転状態が変化する。例えば、船内の蒸気需要が少ない場合には、排ガス（スリップメタン）を処理するために、ボイラ燃料の追加投入やボイラ４により生成した蒸気のダンプ（廃棄）が必要となり、燃料コストの増大やエネルギーのロスを招く虞がある。これに対して、ボイラ４が主機用ボイラである場合には、船舶１０Ａの運転中、すなわちガスエンジン３の稼働中にボイラ４は常時稼働しているため、ボイラ４が補助ボイラである場合に生じる虞がある、ボイラ燃料の追加投入やボイラ４により生成した蒸気のダンプ（廃棄）を抑制できる。よって、上記の構成によれば、燃料コストの増大やエネルギーのロスを抑制できる。
【0067】
図８は、本開示の一実施形態にかかるメタンスリップ抑制システムを備える洋上浮体設備の構成を概略的に示す概略構成図である。
幾つかの実施形態では、例えば図８に示されるように、洋上浮体設備１０Ｂに搭載される上述した動力プラント２は、動力プラント２で生成した動力が推進力以外に利用されるように構成された動力プラント２Ｂからなる。動力プラント２Ｂは、上述したメタンスリップ抑制システム１と、上述したガスエンジン３と、上述したボイラ４と、を少なくとも備える。図示される実施形態では、動力プラント２Ｂは、直接的に又は間接的にガスエンジン３の主軸３２に機械的に連結された発電機２７をさらに備える。発電機２７は、ガスエンジン３の主軸３２の回転力を動力とし、発電するように構成されている。また、動力プラント２Ｂは、主機の蒸気タービン２０を備えておらず、ボイラ４は主機用のボイラではない。換言すると、洋上浮体設備１０Ｂは、図８に示されるように、ボイラ４を補助ボイラとし、ガスエンジン３を発電用などの主機以外のガスエンジンとするように構成されている。
幾つかの実施形態では、例えば図８に示されるように、洋上浮体設備１０Ｂに搭載される上述した動力プラント２は、動力プラント２で生成した動力が推進力以外に利用されるように構成された動力プラント２Ｂからなる。動力プラント２Ｂは、上述したメタンスリップ抑制システム１と、上述したガスエンジン３と、上述したボイラ４と、を少なくとも備える。図示される実施形態では、動力プラント２Ｂは、直接的に又は間接的にガスエンジン３の主軸３２に機械的に連結された発電機２７をさらに備える。発電機２７は、ガスエンジン３の主軸３２の回転力を動力とし、発電するように構成されている。また、動力プラント２Ｂは、主機の蒸気タービン２０を備えておらず、ボイラ４は主機用のボイラではない。換言すると、洋上浮体設備１０Ｂは、図８に示されるように、ボイラ４を補助ボイラとし、ガスエンジン３を発電用などの主機以外のガスエンジンとするように構成されている。
【0068】
なお、他の幾つかの実施形態では、船舶１０Ａは、ボイラ４を主機用ボイラ以外のボイラ、すなわち補助ボイラとするように構成されていてもよい。このときに、ガスエンジン３を主機としてもよいし、発電用などの主機以外のガスエンジンとしてもよい。また、船舶１０Ａは、ボイラ４を主機用ボイラとし、ガスエンジン３を発電用などの主機以外のガスエンジンとしてもよい。
【0069】
本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【0070】
上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握されるものである。
【0071】
１）本開示の少なくとも一実施形態にかかるメタンスリップ抑制システム（１）は、
船舶（１０Ａ）又は洋上浮体設備（１０Ｂ）に搭載される動力プラント（２）であって、ボイラ（４）およびガスエンジン（３）を備える動力プラント（２）のメタンスリップを抑制するためのメタンスリップ抑制システム（１）であって、
前記ガスエンジン（３）から排出されるメタンを含有する排ガスを、前記ボイラ（４）の燃焼用気体として前記ボイラ（４）に供給するための排ガスライン（５）を備える。
船舶（１０Ａ）又は洋上浮体設備（１０Ｂ）に搭載される動力プラント（２）であって、ボイラ（４）およびガスエンジン（３）を備える動力プラント（２）のメタンスリップを抑制するためのメタンスリップ抑制システム（１）であって、
前記ガスエンジン（３）から排出されるメタンを含有する排ガスを、前記ボイラ（４）の燃焼用気体として前記ボイラ（４）に供給するための排ガスライン（５）を備える。
【0072】
上記１）の構成によれば、メタンスリップ抑制システム（１）は、ガスエンジン（３）から排出されるメタンを含有する排ガスを、ボイラ（４）の燃焼用気体としてボイラ（４）に供給するための排ガスライン（５）を備える。ガスエンジン（３）から排出されるメタンを含有する排ガスを、排ガスライン（５）を介してボイラ（４）の燃焼用気体としてボイラ（４）に供給することで、ボイラ（４）の燃焼領域（４１０）での燃焼により、メタンが反応するガス温度まで排ガス中のメタンを加熱することができる。排ガス中のメタンをボイラ（４）で加熱処理することで、動力プラント（２）から排出されるメタンの量を削減できるので、動力プラント（２）のメタンスリップを抑制できる。
【0073】
また、上記１）の構成によれば、従来のようにメタンを処理するための燃焼機器やメタン酸化触媒を別途用意して動力プラント（２）に設置したり、上記燃焼機器に投入される燃料を用意したりすることなく、メタンの処理が可能である。これにより、動力プラント（２）のスペースを確保でき、動力プラント（２）の設置や運用にかかるコストを低減できる。また、船舶（１０Ａ）や洋上浮体設備（１０Ｂ）の有効スペースを減じることなく、動力プラント（２）を設置できる。また、ガスエンジン（３）から排出されるメタンを含有する排ガスを、ボイラ（４）の燃焼用気体として利用することで、ボイラ燃料の削減や窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減が図れる。
【0074】
２）幾つかの実施形態では、上記１）に記載のメタンスリップ抑制システム（１）であって、
前記ボイラ（４）に燃焼用気体を供給するための気体供給ライン（６）であって、前記排ガスライン（５）に一端側が接続され、他端側が押込ファン（６１）に接続された気体供給ライン（６）をさらに備える。
前記ボイラ（４）に燃焼用気体を供給するための気体供給ライン（６）であって、前記排ガスライン（５）に一端側が接続され、他端側が押込ファン（６１）に接続された気体供給ライン（６）をさらに備える。
【0075】
上記２）の構成によれば、ボイラ（４）の燃焼用気体として、ガスエンジン（３）から排出された排ガスだけでなく、押込ファン（６１）により気体供給ライン（６）からボイラ（４）に送られる燃焼用気体を利用できる。このため、ガスエンジン（３）からボイラ（４）に送られる排ガス中の酸素量が、ボイラ（４）の必要空気量（ボイラで燃焼用燃料を完全燃焼させるために必要な空気量）に満たない場合であっても、気体供給ライン（６）から燃焼用気体をボイラ（４）に供給することで、ボイラ（４）の不完全燃焼を抑制できるため、ボイラ（４）での燃焼により排ガス中のメタンを確実に加熱処理することができる。
【0076】
また、上記２）の構成によれば、ガスエンジン（３）が停止し、ガスエンジン（３）からボイラ（４）に排ガスが供給されない場合であっても、気体供給ライン（６）から燃焼用気体をボイラ（４）に供給することで、ボイラ（４）の運転が可能である。これにより、ボイラ（４）の運転安定性を向上させることができる。
【0077】
３）幾つかの実施形態では、上記２）に記載のメタンスリップ抑制システム（１）であって、
前記排ガスを排出するための排ガス排出ライン（７）であって、前記排ガスライン（５）の前記気体供給ライン（６）との接続部（５１）よりも上流側に位置する分岐部（５２）で前記排ガスライン（５）から分岐する排ガス排出ライン（７）と、
前記排ガスライン（５）の前記分岐部（５２）と前記接続部（５１）との間に設けられる第１のダンパ（５３）と、
前記排ガス排出ライン（７）に設けられる第２のダンパ（７１）と、をさらに備える。
前記排ガスを排出するための排ガス排出ライン（７）であって、前記排ガスライン（５）の前記気体供給ライン（６）との接続部（５１）よりも上流側に位置する分岐部（５２）で前記排ガスライン（５）から分岐する排ガス排出ライン（７）と、
前記排ガスライン（５）の前記分岐部（５２）と前記接続部（５１）との間に設けられる第１のダンパ（５３）と、
前記排ガス排出ライン（７）に設けられる第２のダンパ（７１）と、をさらに備える。
【0078】
上記３）の構成によれば、排ガスライン（５）に設けられる第１のダンパ（５３）の開度を調整することで、排ガスライン（５）を介してガスエンジン（３）からボイラ（４）に送られる排ガスの量を精度良く調整可能である。ボイラ（４）に送られる排ガスの量を調整することで、ボイラ（４）の不完全燃焼を抑制できるため、ボイラ（４）の燃焼効率の低下を抑制できる。また、排ガスライン（５）から分岐する排ガス排出ライン（７）に設けられる第２のダンパ（７１）の開度を調整することで、排ガス排出ライン（７）を通じてガスエンジン（３）からの排ガスを外部に排出することができるため、ボイラ（４）の停止時においてもガスエンジン（３）の運転が可能となる。
【0079】
４）幾つかの実施形態では、上記３）に記載のメタンスリップ抑制システム（１）であって、
前記ボイラ（４）のバーナ装置（４３）の入口と出口の差圧（ＤＰ）を取得するように構成された差圧取得装置（９）と、
少なくとも前記差圧取得装置（９）で取得された前記差圧（ＤＰ）に基づいて、前記第１のダンパ（５３）の開度を制御するように構成された制御装置（９）と、をさらに備える。
前記ボイラ（４）のバーナ装置（４３）の入口と出口の差圧（ＤＰ）を取得するように構成された差圧取得装置（９）と、
少なくとも前記差圧取得装置（９）で取得された前記差圧（ＤＰ）に基づいて、前記第１のダンパ（５３）の開度を制御するように構成された制御装置（９）と、をさらに備える。
【0080】
上記４）の構成によれば、差圧取得装置（８）で取得されたバーナ装置（４３）の入口と出口の差圧（ＤＰ）から、ボイラ（４）の必要空気量（ＲＡ）を求めることができる。制御装置（９）は、上記差圧（ＤＰ）に基づいて、第１のダンパ（５３）の開度を調整することで、ボイラ（４）に適切な量の酸素を供給できるので、ボイラ（４）の燃焼効率の低下を効果的に抑制できる。また、ボイラ（４）に適切な量の酸素を供給することで、ボイラ（４）への供給酸素量の不足によるボイラ（４）の失火を抑制できる。
【0081】
５）幾つかの実施形態では、上記４）に記載のメタンスリップ抑制システム（１）であって、
前記気体供給ライン（６）に設けられる第３のダンパ（６２）と、
前記ガスエンジン（３）から排出される前記排ガス中の酸素量を取得するように構成された酸素量取得装置（５５）と、さらに備え、
前記制御装置（９）は、少なくとも前記差圧取得装置（８）で取得された前記差圧（ＤＰ）および前記酸素量取得装置（５５）で取得された前記排ガス中の酸素量（ＥＯ）に基づいて、前記第３のダンパの開度（６２）を制御するように構成された。
前記気体供給ライン（６）に設けられる第３のダンパ（６２）と、
前記ガスエンジン（３）から排出される前記排ガス中の酸素量を取得するように構成された酸素量取得装置（５５）と、さらに備え、
前記制御装置（９）は、少なくとも前記差圧取得装置（８）で取得された前記差圧（ＤＰ）および前記酸素量取得装置（５５）で取得された前記排ガス中の酸素量（ＥＯ）に基づいて、前記第３のダンパの開度（６２）を制御するように構成された。
【0082】
上記５）の構成によれば、制御装置（９）が、少なくとも差圧取得装置（８）で取得された差圧（ＤＰ）および酸素量取得装置（５５）で取得された排ガス中の酸素量（ＥＯ）に基づいて、第３のダンパの開度（６２）を制御する。このため、仮にボイラ（４）へ送られる排ガス中の酸素量では、ボイラの必要空気量（ＲＡ）に満たない場合には、第３のダンパの開度（６２）を大きくして、気体供給ライン（６）からボイラ（４）に適切な量の燃焼用気体を供給することで、ボイラの必要空気量を充足することができる。よって、上記５）の構成によれば、ボイラ（４）の燃焼効率の低下やボイラ（４）への供給酸素量の不足によるボイラ（４）の失火を効果的に抑制できる。
【0083】
６）幾つかの実施形態では、上記３）に記載のメタンスリップ抑制システム（１）であって、
前記排ガス排出ライン（７）を流れる前記排ガスから熱を回収するように構成された第１のエコノマイザ（７２）をさらに備える。
前記排ガス排出ライン（７）を流れる前記排ガスから熱を回収するように構成された第１のエコノマイザ（７２）をさらに備える。
【0084】
上記６）の構成によれば、第１のエコノマイザ（７２）により排ガスから回収した熱を利用することで、ボイラ（４）の効率を向上させることができる。また、上記の構成によれば、排ガスライン（５）により、第１のエコノマイザ（７２）において熱が回収されていない高温状態に保持された排ガスをボイラ（４）に供給できるため、ボイラ（４）における燃焼効率を向上させることができる。
【0085】
７）幾つかの実施形態では、上記３）に記載のメタンスリップ抑制システム（１）であって、
前記排ガスライン（５）の前記分岐部（５２）よりも上流側を流れる前記排ガスから熱を回収するように構成された第２のエコノマイザ（５７）をさらに備える。
前記排ガスライン（５）の前記分岐部（５２）よりも上流側を流れる前記排ガスから熱を回収するように構成された第２のエコノマイザ（５７）をさらに備える。
【0086】
上記７）の構成によれば、第２のエコノマイザ（５７）は、排ガスライン（５）の分岐部（５２）よりも上流側に設けられているので、ガスエンジン（３）から排出された排ガスの全量が第２のエコノマイザ（５７）を通過する。このため、第２のエコノマイザ（５７）により、ガスエンジン（３）から排出された排ガスの全量から熱を回収することができるので、排ガスからの排熱の回収効率を向上させることができる。
【0087】
８）本開示の少なくとも一実施形態にかかる船舶（１０Ａ）は、
上記１）～７）の何れかに記載のメタンスリップ抑制システム（１）を備える。
上記１）～７）の何れかに記載のメタンスリップ抑制システム（１）を備える。
【0088】
上記８）の構成によれば、船舶（１０Ａ）に搭載した動力プラント（２）のメタンスリップを抑制できる。
【0089】
９）幾つかの実施形態では、上記８）に記載の船舶（１０Ａ）であって、
前記ボイラ（４）を主機用ボイラとするように構成された。
前記ボイラ（４）を主機用ボイラとするように構成された。
【0090】
上記９）の構成によれば、船舶（１０Ａ）は、ボイラ（４）を主機用ボイラとするように構成されている。仮にボイラ（４）が補助ボイラである場合には、船内の蒸気需要によりその運転状態が変化する。例えば、船内の蒸気需要が少ない場合には、排ガス（スリップメタン）を処理するために、ボイラ燃料の追加投入やボイラ（４）により生成した蒸気のダンプ（廃棄）が必要となり、燃料コストの増大やエネルギーのロスを招く虞がある。これに対して、ボイラ（４）が主機用ボイラである場合には、船舶（１０Ａ）の運転中、すなわちガスエンジン（３）の稼働中にボイラ（４）は常時稼働しているため、ボイラ（４）が補助ボイラである場合に生じる虞がある、ボイラ燃料の追加投入やボイラ（４）により生成した蒸気のダンプ（廃棄）を抑制できる。よって、上記の構成によれば、燃料コストの増大やエネルギーのロスを抑制できる。
【0091】
１０）本開示の少なくとも一実施形態にかかる洋上浮体設備（１０Ｂ）は、
上記１）～７）の何れかに記載のメタンスリップ抑制システム（１）を備える。
上記１）～７）の何れかに記載のメタンスリップ抑制システム（１）を備える。
【0092】
上記１０）の構成によれば、洋上浮体設備（１０Ｂ）に搭載した動力プラント（２）のメタンスリップを抑制できる。
【符号の説明】
【0093】
１ メタンスリップ抑制システム
２，２Ｂ 動力プラント
２Ａ 船舶用の推進装置
２０ 蒸気タービン
２２ 蒸気供給ライン
２３ 蒸気供給口
２４ 主軸
２５，２６ プロペラ
２７ 発電機
３ ガスエンジン
３１ 排出口
３２ 主軸
４ ボイラ
４１ 火炉
４１０ 燃焼領域
４１１ 燃焼火炎
４１２ 燃焼ガス流路
４１３ 天井部
４２ 炉壁部
４３ バーナ装置
４４ 風箱
４４１ 供給口
４５ 加熱器
４６ 蒸発管群
４７ 水ドラム
４８ 蒸気ドラム
４８１ 蒸気出口
４９ 燃焼ガス出口
５ 排ガスライン
５１ 接続部
５２ 分岐部
５３ 第１のダンパ
５４ 吸引ファン
５５ 第１の酸素量取得装置
５６ 混合器
５７ 第２のエコノマイザ
５８ ヒータ
６ 気体供給ライン
６１ 押込ファン
６２ 第３のダンパ
６３ バルブ
７ 排ガス排出ライン
７１ 第２のダンパ
７２ 第１のエコノマイザ
８ 差圧取得装置
８Ａ 差圧計
９ 制御装置
９１ データベース部
９２ ダンパ開度決定部
９３ ダンパ開度指示部
９４ 圧力取得装置
９５ 第２の酸素量取得装置
９６ 差圧補正部
１０Ａ 船舶
１０Ｂ 洋上浮体設備
ＢＬ ボイラ負荷
ＣＯ 燃焼気体中の酸素量
ＥＯ 排ガス中の酸素量
ＤＰ 差圧
ＲＤＰ１，ＲＤＰ２ 補正後の差圧
ＲＡ ボイラの必要空気量
ＳＶ 規定値
２，２Ｂ 動力プラント
２Ａ 船舶用の推進装置
２０ 蒸気タービン
２２ 蒸気供給ライン
２３ 蒸気供給口
２４ 主軸
２５，２６ プロペラ
２７ 発電機
３ ガスエンジン
３１ 排出口
３２ 主軸
４ ボイラ
４１ 火炉
４１０ 燃焼領域
４１１ 燃焼火炎
４１２ 燃焼ガス流路
４１３ 天井部
４２ 炉壁部
４３ バーナ装置
４４ 風箱
４４１ 供給口
４５ 加熱器
４６ 蒸発管群
４７ 水ドラム
４８ 蒸気ドラム
４８１ 蒸気出口
４９ 燃焼ガス出口
５ 排ガスライン
５１ 接続部
５２ 分岐部
５３ 第１のダンパ
５４ 吸引ファン
５５ 第１の酸素量取得装置
５６ 混合器
５７ 第２のエコノマイザ
５８ ヒータ
６ 気体供給ライン
６１ 押込ファン
６２ 第３のダンパ
６３ バルブ
７ 排ガス排出ライン
７１ 第２のダンパ
７２ 第１のエコノマイザ
８ 差圧取得装置
８Ａ 差圧計
９ 制御装置
９１ データベース部
９２ ダンパ開度決定部
９３ ダンパ開度指示部
９４ 圧力取得装置
９５ 第２の酸素量取得装置
９６ 差圧補正部
１０Ａ 船舶
１０Ｂ 洋上浮体設備
ＢＬ ボイラ負荷
ＣＯ 燃焼気体中の酸素量
ＥＯ 排ガス中の酸素量
ＤＰ 差圧
ＲＤＰ１，ＲＤＰ２ 補正後の差圧
ＲＡ ボイラの必要空気量
ＳＶ 規定値
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】