JP5191297B2 - 余寿命計測システム - Google Patents
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Description
特許文献1には、ボイラのチューブリーク時に発生する現象を網羅して、夫々の現象ごとに限界値を設定し、限界値を超えた現象ごとに即時停止か否かを判定するボイラーチューブリーク自動診断システムについて開示されている。
また、特許文献1に記載の従来技術は、ボイラのチューブリーク時に発生する現象から人間が判断しなければならず、判断には熟練が必要となり、判断結果が定量的に判断できないといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、各管体の表面温度を計測する温度検知手段を備え、予め定めた所定の温度を超過した時間を累積すると共に、温度の急変回数を計数することにより、管体の劣化状態を推測して余寿命を判断し、管体の破壊といった事態を事前に防止することができる余寿命計測システムを提供することを目的とする。
高温状態で稼働する発電機のボイラの上部に配置された火炉上部パスに対して、該火炉上部パスの上部に配置され、ボイラおよび火炉上部パスからの熱により加熱される管体は、表面の温度とその温度変化により劣化状態(余寿命)は変化する。一般に材質にもよるが、表面温度が高いほど劣化は促進される。また、その温度がどの位の時間に亘って加えられたかにより劣化状態も変わってくる。従って、温度と時間の関数により劣化状態を推測することができる。そこで本発明では、演算部により演算された累積時間が所定の時間に到達したことを検知した場合、警報手段にて警報を発すると共に、警報の発生源に関する情報を出力する。これにより、管体の劣化状態を推測して余寿命を判断し、管体の破壊といった事態を事前に防止することができる。
表面温度ばかりでなく、急激な温度変化が発生すると、管体の膨張と収縮により金属疲労が促進されて劣化を早めることになる。そして、この回数が多いほど劣化が促進される。そこで本発明では、温度検知手段により検知された温度が所定の時間内に急激に上昇したことを計数する突変計数手段を備え、これにより計数された計数値が所定の値に達した場合、警報手段にて警報を発すると共に、警報の発生源に関する情報を出力する。これにより、劣化モードが異なる異常も併せて検出することができる。
温度が高くない場合は、当然、温度急変が発生したか否かを検証することは重要である。また、劣化を促進する温度が所定の時間に達していない場合でも、温度の急変が発生することもある。そこで本発明では、累積時間が所定の時間に到達していない場合には、温度検知手段により検知された温度が所定の時間内に急激に上昇したか否かも併せて検証する。これにより、温度が高く、累積時間が所定の時間に到達していない場合でも、温度の急変を検知するように動作するので、正確な劣化状態を精度よく検知することができる。
コンピュータ等は周囲環境が常温付近で稼働するように設計されている。しかし、発電機のボイラ等は、高温状態で稼働するためコンピュータ等を近くに配置することは困難である。そこで本発明では、温度検知手段をボイラの管体に直接取り付け、そこからネットワークを介してコンピュータと接続する。これにより、遠隔地での制御を可能とし、且つ高温環境での稼働を回避することができる。
また、温度検知手段により検知された温度が所定の時間内で急激に上昇した回数を計数する突変計数手段を備え、これにより計数された計数値が所定の値に達した場合、警報手段にて警報を発すると共に、警報の発生源に関する情報を出力するので、劣化モードが異なる異常も併せて検出することができる。
また、累積時間が所定の時間に到達していない場合には、温度検知手段により検知された温度が所定の時間内に急激に上昇したか否かも併せて検証するので、温度が高く、累積時間が所定の時間に到達していない場合でも、温度の急変を検知するように動作して正確な劣化状態を精度よく検知することができる。
また、温度検知手段をボイラの管体に直接取り付け、そこからネットワークを介してコンピュータと接続するので、遠隔地での制御を可能とし、且つ高温環境での稼働を回避することができる。
図1は本発明に係る余寿命計測システムの対象となる火炉上部パスの一例を示す斜視図である。ボイラ21の上部には、火炉上部パス20があり、その上部には、出口マニホールド10、汽水分離器入口マニホールド11、汽水分離器出口連絡管12、最終過熱器入口連絡管13等の多くの管体が配置されている。そしてこれらの管体は上部に配置されているため、ボイラ21の熱により加熱されると共に、管体内部には高温、高圧の蒸気が流れている。従って、人間がこの場所に立ち入ることは危険性が伴うため、基本的には、メンテネンス時はボイラを停止して保守員が目視により監視している。そこで本発明では、各管体に予め温度センサ7を取り付けておき、その温度上昇に基づいて各管体の劣化状態を推測して、余寿命を判定するものである。
また、表面温度ばかりでなく、急激な温度変化が発生すると、管体の膨張と収縮により金属疲労が促進されて劣化を早めることになる。そして、この回数が多いほど劣化が促進される。そこで本実施形態では、温度センサ7により検知された温度が所定の時間内に急激に上昇したことを計数する突変計数手段8を備え、これにより計数された計数値が所定の値に達した場合、警報部3にて警報を発すると共に、警報の発生源に関する情報をデータ出力部9により出力する。これにより、劣化モードが異なる異常も併せて検出することができる。
また、コンピュータ等は周囲環境が常温付近で稼働するように設計されている。しかし、発電機のボイラ等は、高温状態で稼働するためコンピュータ等を近くに配置することは困難である。そこで本実施形態では、温度センサ7をボイラの管体に直接取り付け、そこからネットワーク6を介して余寿命計測システム100と接続する。これにより、遠隔地での制御を可能とし、且つ高温環境での稼働を回避することができる。
一方、ステップS1で管体温度が550℃に達していれば(S1でYES)、その温度が600℃以上かを検証するために、ステップS2に進み、ステップS2で管体温度が600℃を超過しているかを検証する(S2)。ここで、600℃を超過していなければ(S2でNO)、管体温度Tは550℃以上で600℃未満であるので、550℃超過している時間のカウントを開始する(S10)。そして、この累積時間が3000時間に到達したかを検証し(S11)、到達していなければ(S11でNO)、ステップ12に進んで突変の存在を検証する。ステップS11で3000時間に到達していれば(S11でYES)、ステップS5に進んで管体と対応付けて温度情報を記憶する(S5)。
一方、ステップS2で管体温度が600℃に達していれば(S2でYES)、管体温度Tは600℃以上であるので、600℃超過している時間のカウントを開始する(S3)。そして、この累積時間が1000時間に到達したかを検証し(S4)、到達していなければ(S4でNO)、ステップ12に進んで突変の存在を検証する。ステップS4で1000時間に到達していれば(S4でYES)、ステップS5に進んで管体と対応付けて温度情報を記憶する(S5)。
ここで、温度超過時間のカウント方法の一例について説明する。温度センサ7は複数存在する場合、時分割に温度情報の収集を行なう。例えば、その周期が1分であれば、60回超過時間のカウントルーチン(S3又はS10)を通過すると1時間としてカウントされる。このように、周期を任意に設定することにより、長時間のカウントが可能となる。
また、ステップS4又はS11でNOの場合、即ち、温度が高くない場合は、当然、突変が発生したか否かを検証することは重要である。また、劣化を促進する温度が所定の時間に達していない場合でも、温度の突変が発生することもある。そこで本実施形態では、累積時間が所定の時間に到達していない場合(ステップS4又はS11でNOの場合)には、温度センサ7により検知された温度が所定の時間内に急激に上昇したか否かも併せて検証する。これにより、温度が高く、累積時間が所定の時間に到達していない場合でも、温度の突変を検知するように動作するので、正確な劣化状態を精度よく検知することができる。
Claims (2)
- 高温状態で稼働する発電機のボイラの上部に配置された火炉上部パスに対して、該火炉上部パスの上部に配置され、前記ボイラおよび前記火炉上部パスからの熱により加熱される管体に係る余寿命を計測する余寿命計測システムであって、
前記火炉上部パスの上部に配置された前記管体の表面温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段により検知された温度が所定の時間内で急激に上昇した回数を計数する突変計数手段と、前記該温度検知手段により検知された表面温度が予め設定された閾値を超過したか否かを監視する温度監視部と、該温度監視部により前記閾値を超過した温度に係る累積時間を演算する演算部と、前記累積時間が所定の時間に到達したことを報知する警報手段と、制御部と、を備え、
前記制御部は、前記演算部により演算された前記累積時間が所定の時間に到達したことを検知していない場合に、前記突変計数手段により計数された計数値が所定の値に達したときに、前記警報手段にて警報を発すると共に、該警報の発生源に関する情報を出力するように制御することを特徴とする余寿命計測システム。 - 前記制御部は、前記温度検知手段に係る温度情報をネットワークを介して受信することを特徴とする請求項1に記載の余寿命計測システム。
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