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出光技報掲載記事

出光技報(出光グループのテクニカルレポート)掲載記事

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シミュレーション技術の高度化と設備管理分野への活用

58巻2号(2015年)

シミュレーションとは「数値的に実験する」ことである。近年この「数値実験」の予測精度が飛躍的に向上している。本報では主に流動シミュレーションについて従来手法と高精度手法との違い、両手法の精度比較、高精度手法を使いこなすためのテクニックについて解説する。さらに、それらシミュレーションを設備管理分野に活用した最新の事例を紹介した。

潤滑油製造基地におけるDCS更新−DCS更新に伴う付加価値の向上−

56巻1号(2013年)

京浜ルブセンターでは、多岐にわたる潤滑油製品が生産されており、DCSや充填機メーカが提供したサブシステムによる自動化が進められている。近年、潤滑油製品に対する顧客の要求事項は増加傾向にあり、都度システムの増改造が行われると共にシステムの複雑化、ブラックボックス化が進み、システムに熟知したエンジニアでなければ改造が困難であった。今後の顧客の要求事項に対応するために、より柔軟性の高い製造管理システムを構築する必要がある。そこで、DCSの更新を機にシステムの見直しを行い、付加価値の高いシステムを更新したので報告した。

エアーコンプレッサー廻りの異音原因究明検討の紹介

55巻3号(2012年)

インバーター付きスクリュー式エアーコンプレッサーを新設したところ、下流の配管やエアタンク(以下タンクとする。)廻りで汽笛音に似た異音が発生した。配管やタンクでの気柱共鳴,共振等が原因と考えられたので、固有値解析等を行って原因究明・対策検討を実施した。異音はインバーター負荷変化に伴って変動していたが、タンク鏡板には500Hz以上の領域の固有振動モードが幾つかあり、この領域で鏡板が共振していることが固有値解析により明らかになった。スクリューが発信した振動が空気を介して鏡板に伝わり、鏡板がスピーカーのように振動を増幅していると考えられた。本事例を題材に、異音・振動に対する原因究明検討の手法を紹介した。

千葉工場エチレン装置のDCS更新−統合型アラーム管理システムの適用−

55巻1号(2012年)

2011年SDMで千葉工場エチレン装置の分散型制御システム(DCS)の更新を実施した。このDCS更新に伴い、より安全で効率的なアラーム管理を目指して、統合型アラーム管理システムの適用を計画し、導入を完了した。本稿ではDCS更新の概要、およびアラーム管理システムの機能仕様や運用方法、設計思想等の項目について報告した。

出光SMマレーシアDCS更新
−DCSの全面的な更新と安全計装導入による信頼性の向上−

55巻1号(2012年)

近年、80年代、90年代に導入したDCSの保守停止のアナウンスが出ている。通常は予備品を確保した上で、計画的にDCS更新を行うが部品によっては既に枯渇しているものも出始めている。特に出光SMマレーシア(ISM)のように海外の工場の場合その影響は顕著であり、予備品確保による更新の延長が困難な状況にある。ここでは、2010年に実施したISMのDCS更新事例を報告した。

ポンプ吸込み配管系に発生する油撃解析

53巻3号(2010年)

油撃は弁の急閉鎖や凝縮による急激な圧力変化を起点として、配管内で圧力変動が往復する現象である。オフサイト設備においては、油撃を考慮してポンプ下流の緊急遮断弁の閉鎖時間を設定することが一般的であり、設計の手順も確立されている。一方、ポンプ吸込み配管系において、油撃が問題となる場合は極めて稀であるが、ガス溜まりや配管分岐の影響で油撃が発生する場合がある。吸込み配管系の油撃は、吐出配管系に比べると複雑で、簡便な手法での検討は困難である。本報では、2件の事例を対象に、非定常管内流動解析を用いた「ポンプ吸込み配管系における油撃検討」を紹介した。

千葉製油所・工場における蒸気・電力バランス リアルタイム最適化制御の開発と適用実績

52巻3号(2009年)

CO2削減を推進するための省エネルギー運転はますます重要となっている。装置側が必要とする蒸気と電力に対して、ボイラと自家用発電機を最適に運用する蒸気・電力リアルタイム最適化制御システムを開発し、千葉製油所・工場に適用した。このシステムの特長は、最適化計算において、厳密モデルを活用し、経年劣化などタービン効率低下を考慮したモデル、静的なモデルにダイナミックス要素を取り込んだ配管圧力損失モデルおよび蒸気滞留による温度低下モデル、さらにボイラや蒸気タービン発電機などの用役設備の起動・停止を判断し、該当設備を最適化モデルより自動的に対象外にするラインナップシステムを開発したところにある。最適化制御と組み合わせることにより、蒸気滞留も自動回避することができ、用役設備の起動、停止に関らずボードマンの介入なしで最適運転状態を99%以上維持できた。

タンク地震被害予測システムの紹介

51巻3号(2008年)

地震モニタリング技術とタンク耐震設計技術を統合しタンク地震被害予測システムを開発した。その有効性を大きく発揮させるために、多様な大きさのタンクが数多くあり、地震危険度の高い製油所へ導入してきている。本システムの導入により、地震時のタンク被害予測が即座に可能になり、地震後の安全性の向上につながるものと期待されている。ついては、本システムについて紹介した。

配管検査の現状と保守検査への適用例

50巻2号(2007年)

石油・石油化学プラントを構成している機器・配管等は、膨大な範囲・量を有しており、その検査に多大な時間とコストを費やしている。また、検査のために足場の組み立て・解体、保温材等の附属設備の撤去・復旧といった付帯工事が必要となる。近年、こうした問題点を解決するために、配管やタンク底板等に対して、ガイド波を利用した広域探傷技術や高速で探傷可能な磁気飽和渦流探傷等、腐食等に対する新しい非破壊検査技術が開発され、実用化されてきた。当社が取り組んできた新しい非破壊検査技術について、いくつかの適用事例を紹介する。

騒音予測計算の紹介

50巻1号(2007年)

騒音は、騒音規制法等の法令で、規制値の範囲内に収めるよう義務付けられている。製油所・工場などにおいては装置の新設や増設によって騒音は増加する一方であり、そのため、計画・設計段階からその影響を予測し、対策を検討しておくことが不可欠となってきている。
本稿では騒音予測計算の基礎とその対策について例題を用いて紹介する。

ステンレス鋼の外面応力腐食割れに対するMDK検査技術の適用評価

49巻3号(2006年)

保温付きのオーステナイト系ステンレス鋼製の機器や配管は、その外表面での応力腐食割れ(ESCC)が問題となることがある。近年はESCCが顕在化する設備が増加傾向にあり、その検査に多大な時間とコストを要している。そこで、検査効率を改善するために、従来から適用されてきた浸透探傷検査(PT)に代えて、渦流探傷検査(ET)を適用する検討を行った。ET検査機器としては、MDK検査装置を選定し、実機への適用試験を実施した。その結果、ETはPTに代わる技術として有効である可能性が示された。

過渡現象を考慮した産業用電力系統の設計上の留意事項と課題

49巻3号(2006年)

発電機を有する産業用電力系統において、電力動揺や電圧不安定現象の過渡現象が発生することがあり、電力系統解析を実施しながら発電設備や中央変電所の設計を進めている。しかし、定量的な評価に基づいた設計手法の確立のためにはまだまだ課題があり、電力系統解析の精度煬・繧せなければならない。あまり知られていない電気設備の過渡現象について解説を加えるとともに、課題について述べる。

超音波による加熱炉管の浸炭の検出方法の開発

49巻2号(2006年)

石油・石油化学プラントで使用される加熱炉管は、長時間使用されると浸炭が生じることがある。その浸炭の検出・厚さ測定に横波縦波モード変換パルスを利用した超音波V透過法を考案した。超音波V透過法は、2個の深触子を対面に配置し超音波の受信を行い、受信したパルスのビーム路程と送受信深触子間距離の幾何学的配置から浸炭厚さを算出するUT(超音波深傷検査)手法である。今回、その概要と特長および使用装置を紹介した。また、抜管材での検証結果および実機へ適用した結果の深傷状況から得られた知見を紹介した。

重油ボイラにおけるDME燃焼技術の開発

49巻1号(2006年)

DMEはクリーンで扱いが容易な次世代燃料として期待されており、製造・流通・利用の各方面で技術開発が行われている。出光エンジニアリング(株)では、2002年から産業用重油ボイラをDME焚きに転換する技術開発を進めており、燃焼炉による基礎試験を経て、今年度からは実際のボイラによる実証試験を実施している。これまでの試験から、既存の重油ボイラにはDMEの液燃焼が適しており、適切な条件で運転すれば、ボイラをほとんど改造せずに燃料転換が可能であることが明らかになった。燃料転換のメリットおよび留意点、対策などについて概説した。

加熱炉の熱流体解析技術導入

48巻3号(2005年)

加熱炉の運転および保全上しばしば問題になるのが、被加熱流体のコーキングにより管表面温度が上昇し、設計温度の超過や寿命の短縮に至ることである。コーキング成長に大きな影響を与える因子として、流体に接触する加熱管内表面金属温度があげられ、この高温部位を推定することが、運転および保全管理上重要となる。従来は、経験則に基づいて推定する方法が主だったが、近年、熱流体解析ソフトを活用した検討も増えている。本稿では、熱流体解析技術を活用した徳山製油所加熱炉の熱流束および管表面温度の解析事例を紹介し、その有効性について解説した。

スロッシングに対するタンク浮き屋根の応力解析

48巻3号(2005年)

2003年十勝沖地震時のスロッシングによって浮き屋根が損傷を受け、スロッシングシミュレーションを実施し、その結果を用いての応力解析により損傷原因を解明したことは本誌で既に報告した。本報では、この応力解析の方法と結果について詳しく述べるとともに、スロッシングシミュレーション結果が取り入れられて策定された国内法での強度評価方法との関連性について述べた。また、応力解析の結果や強度評価方法から、浮き屋根の応力状態と損傷メカニズムについて、一般的な応力計算式を使用して概論した。

インドネシア・バロンガン製油所における運転知識のシステム化に関する取り組み

48巻3号(2005年)

インドネシア国営石油会社であるプルタミナ社のバロンガン製油所を対象として、(財)国際石油交流センター(JCCP)産油国石油産業等産業基盤整備事業の技術協力に取り組み、運転知識のシステム化、DCS上の高度制御システムの改善、性状推定ロジックの構築などを実施した。ここでは、これらの取り組みのうち、装置運転の高度化や安定化を図る上で必要な運転に関する知識やノウハウを標準化し、技術の伝承に繋げる活動である運転知識のシステム化について報告した。

2003年十勝沖地震による北海道製油所の地震動検討

48巻2号(2005年)

2003年十勝沖地震は、マグニチュード8の大きな地震で、北海道製油所では最大加速度86gal(合成値)の地震動が観測された。この地震動は3〜8秒のやや長周期の速度応答値が卓越し、これらの範囲の速度応答値は消防法において基準として採用している100cm/sの2倍を超えていた。特に、この基準値を超える速度応答値は製油所周辺で大きくなっていた。そこで、その原因について、表層付近の比較的軟らかい層の厚さに注目して地震発生直後に検討を行った結果を示すとともに、やや長周期地震動の卓越に関する最新の研究成果についてまとめた。

徳山訓練プラントにおける計算機システム更新事例

48巻2号(2005年)

徳山訓練プラントの計算機システムは設置から20年近くが経過し、老朽化による更新が必要となったため今回取り替えを実施した。この更新の中で、システムの各種操作性の向上やアプリケーション拡張性の向上、コスト低減等の課題に取り組み、プログラムの分類など機能面からのシステム解析実施や、その結果からの各機能の最適な実現方法検討を実施し、適切な機器の選定およびアプリケーションの構築を実施することにより、従来に比べ操作性・拡張性を向上させ、かつ低コストのシステムを実現したので報告した。

フランジ継手の熱変形による解析
−ステンレスフランジと低合金鋼ボルトの組み合わせにおける昇降温時のシール性能−

48巻1号(2005年)

重油脱硫装置に使用されるステンレスフランジと低合金鋼ボルトの組み合わせによるフランジ継手の昇温・降温時のシール特性について解析した結果、運転の各ステップにおいて熱膨張差によりシール性能は大きく変化し、低温時に締付力が低下する。しかし200℃以上の温度領域では初期締付力以上の締付力を保持し、かつ、最高温度に達した後はほぼ弾性挙動を示す。したがって、現在行われているようにスタートアップ、シャットダウン時の200℃以下の低温時の圧力を適正に制限することにより、安全に使用できることを明らかにした。

(別ウィンドウで開きます)フランジ継手の熱変形による解析−ステンレスフランジと低合金鋼ボルトの組み合わせにおける昇降温時のシール性能−(PDF:476KB)pdf

浮き屋根式タンクのスロッシングシミュレーション

47巻3号(2004年)

2003年9月26日午前4時50分頃に発生した十勝沖地震は、マグニチュード8クラスの大きな地震で、北海道製油所では最大加速度86gal(合成値)の地震動が観測された。この地震動は3〜8秒のやや長周期の速度応答値が卓越し、これらの範囲の速度応答値は消防法において基準として採用している100cm/sの2倍を越えていた。この地震動の卓越した周期範囲が、タンクの固有周期と一致し大きなスロッシングが生じ、浮き屋根式タンクが損傷を受けた。この損傷原因解明のために実際のタンクをモデル化し有限要素法によるスロッシングシミュレーションを行ったので報告した。

(別ウィンドウで開きます)浮き屋根式タンクのスロッシングシミュレーション(PDF:372KB)pdf

イラン国テヘラン製油所での加熱炉省エネルギーの取り組み

47巻3号(2004年)

イランは国際的に複雑な状況を抱えた国であるが、重要な産油国として出光は一貫して友好な関係を継続してきた。その関係は技術面にもおよび、テヘラン製油所とは省エネルギーの取り組みを介した協力を実施している。加熱炉排ガス酸素制御システムは、出光の製油所では数十年前に構築した古い技術であるが、テヘラン製油所では未実施で大きな省エネルギーメリットをもたらすものであり、モデル的に一つの加熱炉に導入するプロジェクトを実行して技術移転を図っている。

(別ウィンドウで開きます)イラン国テヘラン製油所での加熱炉省エネルギーの取り組み(PDF:463KB)pdf

配管系流動解析シミュレーション技術の紹介

47巻2号(2004年)

配管系流動解析シミュレーション技術を用いることにより、従来困難だった複雑な管路網の流動状態や水激現象の性格な把握が可能となり、比較的効率良く最適な対策を見出すことができる。本稿では、配管系流動解析シミュレーション技術の概要と、雨水排水系やタンク、ポンプ、バルブを含む管路網等に対する実際の適用例を紹介し、さらなる活用範囲の拡大に向けた可能性について記述した。

(別ウィンドウで開きます)配管系流動解析シミュレーション技術の紹介(PDF:617KB)pdf

間接加熱型TSA法VOC回収装置(IDESORB-Y)の開発

47巻1号(2004年)

出光エンジニアリング(株)では、これまで高濃度のガソリンやベンゼン、一般溶剤向けのPSA法VOC回収装置IDESORB-G、B、Xシリーズを開発・販売してきた。今回、低濃度大風量向けに間接加熱型TSA法VOC回収装置(IDESORB-Y)を開発した。従来の活性炭TSA法回収装置では、大量の排水が発生しその処理費用が高価という欠点を有するが、本装置では特殊シリカゲルを使用し脱着に温風を使用することにより排水が発生しないため、ランニングコストの低減が可能となった。

(別ウィンドウで開きます)間接加熱型TSA法VOC回収装置(IDESORB-Y)の開発(PDF:281KB)pdf

DCS更新における設計上の留意事項と事例
−千葉工場エチレン装置における更新事例−

47巻1号(2004年)

1985年の千葉工場エチレン装置の稼動と同時に運転を開始した分散型制御システム(DCS)も18年を経過した。この間のITの著しい進展を受け、システム維持に必要な旧型部品の確保が困難な状態となってきたことからDCSの更新を計画し、2003年4月のSDM(Shut Down Maintenance:定期保全修理)で完了した。本稿では、更新経緯、システム構成、および更新で考慮した項目などについて報告した。

(別ウィンドウで開きます)DCS更新における設計上の留意事項と事例−千葉工場エチレン装置における更新事例−
(PDF:723KB)
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