JP2005308398A - 発電所等における水質管理システム及び水質管理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 発電所のボイラ・タービン・ガスタービン系統などの発電に関連ある諸装置の所定の検査箇所毎に水質に関する検査項目の許容値が格納された検査項目データベース2と、前記諸装置の所定の検査箇所毎に水質に関する検査項目の点検周期が格納されたスケジュールデータベース3と、前記検査項目データベース及びスケジュールデータベースと相互接続された水質管理サーバ4と、前記スケジュールデータベースに基づき、各検査項目の定期点検の結果を入力する端末装置5と、を有し、前記端末装置から入力された各検査項目の定期点検の結果に基づき、前記水質管理サーバが前記検査項目データベースを参照して、当該検査項目の許容値を逸脱していない場合には、当該検査項目の点検周期を伸ばすようにスケジュールデータベースを更新する。
【選択図】 図1
Description
また、定期点検とは別に諸装置の所定の検査箇所に設けられたセンサー、計器等により異常が検出されたときは、その都度、その異常が検出された検出項目について検査を実施して異常を確認後、水質改善のための保守を行っている。
発電プラントにおいて、水質診断を支援する方法について、次の特許文献1がある。
しかしながら、前記特許文献1に記載された発明は、水質管理に関する定期点検のスケジュールの適正化を図るものではない。
発電所のボイラ・タービン・ガスタービン系統などの発電に関連ある諸装置に使用される用水にあっては、良質の水が要求される。これは、1.ボイラに対するスケール、スラッジの生成と付着を防止するため、2.ボイラおよび給水系統の腐食を防止するため、3.高純度の蒸気を発生させ、タービン羽根に対するスケールの付着を防止するため、である。
また、各所における用水の検査項目はいろいろな箇所で多方面から検査をする必要があり、たとえば、pH、電気伝導率、溶存酸素、鉄、銅、シリカなどの項目について検査する。そのため、ボイラ用水の定期点検は複雑で多数の検査項目について行う必要がある。
そして、これら検査項目は、スケールの付着、給水系統の腐食などに対する影響は一律でないため、その検査頻度(定期点検の点検周期)は一律に決定することはできない。
そのため、従来、各検査項目についての定期点検の点検周期が見直されることはなく、その定期点検のスケジュールが適正であるとは言い難いという問題がある。
また、ある検査項目について、定期点検と定期点検とのインターバル中に何かの異常をセンサー、計器などが検出し、その保守を行った場合であっても、予定している次回の定期点検の時期に再び定期点検を行っていた。たとえば、2ヶ月に1度、定期点検を行う検査項目について、あるときの定期点検後、1ヶ月後にセンサーなどにより異常が検出された場合、その異常を改善すべき保守を行ったとする。この場合にあっても、同じ検査項目についての点検は、本来の2ヶ月毎の点検時期、すなわち、異常を検出しその保守を行った時から1ヶ月後に行うという具合である。
このような場合従来法では、点検が頻繁になりすぎて無駄であり、定期点検のスケジュールが適正であるとは言い難いという問題がある。
本発明は、かかる課題を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、ボイラ水の定期点検スケジュールの適正化、最適化を容易に行うことができる発電所等における水質管理システムおよび水質管理方法を提供することにある。
請求項2の発明は、前記諸装置の所定の検査箇所における検査項目について該検査項目の過去の検出値及び該検出値の異常が検出された場合の保守についての記録が蓄積された検査箇所データベース(10)をさらに備え、前記水質管理サーバ(4)は、検査箇所データベース(10)に基づき、各検査箇所の同系統の諸装置における同系統の検査項目について、その検査値の劣化を傾向分析し、該分析結果に基づき、当該検査項目の点検周期を伸ばすようにスケジュールデータベース(3)を更新する、ことを特徴とする。
請求項3の発明は前記諸装置には水質に関する前記検査項目について異常を検出するセンサー(20)がさらに設けられ、該センサー(20)により当該検査項目について異常が検出され、該異常を回避するための保守を行った場合に、前記端末装置(5)に当該検査項目について保守した旨を入力すると、保守をした旨を受信した前記水質管理サーバ(4)が当該検査項目について前記保守を行った時を当該検査項目の定期点検の点検周期の始期とするようにスケジュールデータベース(3)を更新する、ことを特徴とする。
請求項5の発明は、前記水質管理サーバ(4)は、前記諸装置の所定の検査箇所における検査項目について該検査項目の過去の検出値及び該検出値の異常が検出された場合の保守についての記録が蓄積された検査箇所データベース(10)に基づき、各検査箇所の同系統の諸装置における同系統の検査項目について、その検査値の劣化を傾向分析を行うステップ(S13)と、該分析結果に基づき、水質管理サーバ(4)は、当該検査項目の点検周期を伸ばすようにスケジュールデータベース(3)を更新するステップ(S14)と、を有する、ことを特徴とする。
請求項6の発明は、前記諸装置に設けられ、水質に関する前記検査項目について異常を検出するセンサー(20)により、検査項目について異常を検出するステップ(S22)と、該異常を回避するための保守を行って、当該検査項目について保守を行った旨を前記端末装置(5)に入力するステップ(S25)と、保守をした旨を受信した前記水質管理サーバ(4)が当該検査項目について前記保守を行った時を当該検査項目の定期点検の点検周期の始期とするようにスケジュールデータベース(3)を更新するステップ(S26)と、をさらに有する、ことを特徴とする。
請求項2及び請求項5の発明によれば、各検査箇所の同系統の諸装置における同系統の検査項目について、検査項目の検査値の劣化を傾向分析するので、より適切な定期点検のスケジュール管理を行うことができる。
請求項3及び請求項6の発明によれば、定期点検の時期とは別の時期に行われた保守の時を当該検査項目の定期点検の点検周期の始期とするようにしたので、突発的になされた保守の時から次回の定期点検の時期までを本来の点検周期にすることができ、無駄な点検をなくすることができ、点検スケジュールの適正化を図ることができる。
先ず汽力発電におけるボイラ水の流れを簡単に説明すると、
1.ボイラに補給された水は、高圧・高温の過熱蒸気となり、タービンに送られる。
2.タービンで仕事を終えた蒸気は,復水器で冷却され再び水に戻る。
3.復水は,給水加熱器でタービン途中から抽出した蒸気を用いて熱交換される。
4.熱交換された水は給水ポンプによりボイラへ補給される。
5.以上がボイラ内の循環する循環系統のボイラ用水の流れであるが、ボイラ用水はこれだけでは不足するため、復水器と給水ポンプとの間から補給水の補給が行われる。
また、ボイラのタイプには、ドラムボイラと貫流ボイラとがあり、ドラムボイラはその設備の相違から排熱回収ボイラ、10MPa級、13MPa級、17MPa級に分類される。そして、以下に説明する各検査項目はボイラのタイプ、設備の相違により検査項目またはその点検周期が異なる場合がある(図1、図2参照)。
上水は、補給水脱塩装置入口における上水中の残留塩素が,常時0.2mg/lを超える場合はイオン交換樹脂の劣化を防止するため亜硫酸ナトリウム等による塩素除去を行う。
これら上水、工業用水については、pH、電気伝導率、シリカ、塩化物イオン、濁度、全硬度、酸消費量、硫酸イオン、残留塩素、全アルミ、コロイダルシリカなどが検査項目となっており、また、これら検査項目はすべて2ヶ月に1度の頻度で定期点検を行うことになっている。なお、これら検査項目の定期点検は化学分析(手分析)で行う。
純水は、補給水脱塩装置の再生工程終了後、純水の電気伝導率およびシリカの確認を行う。また、補給水脱塩装置内(=それぞれのイオン交換樹脂搭)のイオン交換樹脂性能試験を適宜行い、安全で経済的な運用を行う。さらに、補給水脱塩装置の内部点検および充填状況の点検は、利用率等を考慮して定期的に行い、性能維持のため必要な措置を行う。
純水については、電気伝導率、シリカ、全アルミが検査項目となっており、電気伝導率、全アルミは1ヶ月に1度の頻度で、シリカは2週間に1度の頻度で定期点検を行うことになっている。なお、純水に関して、その電気伝導率、シリカの定期点検は化学分析(手分析)で行うかまたは計器により計器指示値を代用して行うことができる。
復水については、pH、電気伝導率、溶存酸素などが検査項目となっており、また、pH、電気伝導率については2週間に1度の頻度で、溶存酸素については1ヶ月に1度の頻度で定期点検を行うことになっている。なお、復水に関して、そのpH、電気伝導率、溶存酸素の定期点検は化学分析(手分析)で行うかまたは計器により計器指示値を代用して行うことができる。
脱塩復水については、電気伝導率、鉄、銅、シリカ、ナトリウムイオンなどが検査項目となっており、また、電気伝導率及びシリカについては2週間に1度の頻度で、鉄、銅については1ヶ月に1度の頻度で定期点検を行い、ナトリウムイオンについては計器のみの点検により行う。なお、電気伝導率及びシリカの定期点検は化学分析(手分析)で行うかまたは計器により計器指示値を代用して行うことができる。
給水については、pH、電気伝導率、溶存酸素、鉄、銅、シリカ、ヒドラジンなどが検査項目となっている。そして、ドラムボイラに関しては、pH、電気伝導率、ヒドラジンについては2週間に1度の頻度で、溶存酸素、鉄、銅、シリカについては1ヶ月に1度の頻度で定期点検を行い、貫流ボイラに関しては、pH、電気伝導率、鉄、銅、シリカ、ヒドラジンについては2週間に1度の頻度で、溶存酸素については1ヶ月に1度の頻度で定期点検を行うことになっている。なお、ドライボイラのうち、排熱回収ボイラに関しては鉄、銅は検査項目として不要としている。なお、給水に関して、そのpH、電気伝導率、溶存酸素、シリカ、ヒドラジンの定期点検は化学分析(手分析)で行うかまたは計器により計器指示値を代用して行うことができる。
ボイラ水については、pH、電気伝導率、シリカ、リン酸イオンなどが検査項目となっており、また、これら検査項目についてはいずれも2週間に1度の頻度で定期点検を行うことになっている。なお、ボイラ水に関して、そのpH、電気伝導率、溶存酸素、シリカ、リン酸イオンの定期点検は化学分析(手分析)で行うかまたは計器により計器指示値を代用して行うことができる。
蒸気については、電気伝導率、シリカなどが検査項目となっており、また、電気伝導率、シリカについては2週間に1度の頻度で定期点検を行うことになっている。なお、蒸気に関して、その電気伝導率、シリカの定期点検は化学分析(手分析)で行うかまたは計器により計器指示値を代用して行うことができる。
ドレンについては、pH、電気伝導率、溶存酸素、鉄、銅、アンモニウムイオンなどが検査項目となっており、また、pH、電気伝導率、鉄、銅、アンモニウムイオンについては1ヶ月に1度の頻度で定期点検を行うことになっている。なお、ドレンに関して、そのpH、電気伝導率、溶存酸素の定期点検は化学分析(手分析)で行うかまたは計器により計器指示値を代用して行うことができる。
このように、ボイラ用水の1次処理水、2次処理水について各検査項目が設定され、また、これら各検査項目毎にその定期点検の点検周期が経験則により定められている。
検査項目データーベース2には、上記した図1に示す内容が情報として格納されており、また、前記スケジュールデーターベース3には図2に示す内容が情報として格納されている。
・ステップS1:端末装置5に所定の検査項目を入力し、水質管理サーバ4に送信する。
・ステップS2:選択された所定の検査項目が水質管理サーバ4に送信されると、水質管理サーバ4はスケジュールデータベース3にアクセスして、当該検査項目の点検時期を抽出する。
・ステップS3:水質管理サーバ4は当該検査項目について点検時期であるか否かを端末装置5に送信し、表示する。
これにより、端末装置5の操作者は入力した検査項目についての定期点検の時期を確認することができる。
また、上記検査項目について異常が検出させなかった場合には、特に保守を行う必要はないが、次に示すように、定期点検の点検周期を見直す。
・ステップS4:上記検査項目について点検を行った結果を端末装置5に入力し水質管理サーバ4に送信する。
・ステップS5:定期点検の結果を受信した水質管理サーバ4は、その結果を検査項目データベース2に参照して、検出値に異常があったか否かを判定する。異常がなかった場合にはステップS6に進む。検出値に異常があった場合には、ENDに進み終了する。
・ステップS6:ステップS5の結果、検出値に異常がない場合には水質管理サーバ4はスケジュールデータベース3にアクセスして、当該検査項目の定期点検の点検周期を伸ばすようにスケジュールデーターベース3を更新する。
或いは、それまでの点検周期(T)に所定の係数(α)を掛ける(T×α:α=1.1〜2等)ようにしても良い。
また、1回のみ定期点検の結果だけで次回の点検周期を伸ばすのではなく、所定回数の定期点検において何れも異常が検出されなかった場合にのみ点検周期を伸ばすようにしても良い。
もちろん、点検周期を伸ばし方は、検査項目毎に異ならせるようにしても良い。
このように定期点検の結果、異常が検出されなかった場合には、その検査項目について定期点検の点検周期を伸ばすようにすることにより、定期点検のスケジュールの適正化が図られ、これにより、無駄な点検の回数を少なくすることができる。
また、端末装置5を起動したときに、水質管理サーバ4にアクセスしてその日に定期点検の時期が到来する点検項目を表示するようにしても良い。この場合、水質管理サーバ4に端末装置5からアクセスがあると、水質管理サーバ4がスケジュールデーターベース3にアクセスしてその日に点検時期が到来する検査項目を抽出して、上記端末装置5に送信するようにすれば良い。
この実施例2にかかる水質管理システム1Aは、上記実施例1の構成に加え、前記諸装置の所定の検査箇所における検査項目について該検査項目の過去の検出値及びその異常が検出された場合の保守についての記録が蓄積された検査箇所データベース10を備える(図5参照)。
この検査箇所データベース10には、複数存在する発電所における各諸装置の所定の検査箇所毎に、その検査項目について過去の検査結果が検査日とともにデータとして蓄積されており、このような検査箇所データベース10は前記水質管理サーバ4に相互接続されている。
検査箇所としては、たとえば、1次処理工程のろ過器の直後等がある。この場合、検査項目の検出値の劣化は、ろ過器の性能劣化、すなわちフィルターの目詰まりが主な原因となっているため、ろ過器の直後の検査項目の検出値について異常が検出されると、その保守としてはフィルターを洗浄し目詰まりを解消することである。
そして、検査箇所データベース10には、このようなろ過器直後の水質の検出結果及び異常が検出されその保守をした日などの情報が格納される。また、電力会社には多数の発電所が存在するため、ろ過器については複数のデータが蓄積される。さらに、ろ過器にはいくつかのタイプがあるがこれらはそのタイプ別にも区分けしてデータベースとして蓄積されている。
なお、上記検査項目についてその検出値の異常の検出は、化学分析(手分析)であっても良いし、あるいは後述する実施例3のようにセンサーによるものであっても良い。
・ステップS11:定期点検あるいは後述するようなセンサーにより当該検査項目についての異常が検出されると、該検出結果が水質管理サーバ4に送信される。定期点検により異常が検出された場合には上述のように端末装置5によりその結果が入力される。また、後述するように、水質管理サーバ4に接続されたセンサーにより異常が検出された場合には自動的に水質管理サーバ4にその情報が水質管理サーバ4に入力される。
・ステップS12:異常が検出され、その保守が行われたことを水質管理サーバ4が受信すると、水質管理サーバ4は検査箇所データベース10にアクセスして、当該検査項目についてのデータを更新する。具体的には、その検査項目について異常が検出された日時、異常の度合い(許容値から逸脱した値)等が更新され、また、その異常に対する保守についての情報もデータとして蓄積される。
・ステップS13:水質管理サーバ4は検査箇所データベース10にアクセスして、当該検査箇所における検査項目についての傾向分析を行う。この傾向分析にあたっては、上述したように、同系統の諸装置に関するデータを取り出し、これらを比較考量することにより、同系統の諸装置の諸装置についての傾向分析を行う。検査項目の傾向分析は当該諸装置の性能劣化の傾向を分析したものとほぼ同義となる。この場合、傾向分析の結果の精度を向上させるためには同系統の諸装置の数(母数)を多くすることが好ましい。なお、傾向分析を行うタイミングとしては、操作者が端末装置5により命令を入力して行うようにしても良いし、上述のようにその検査項目について異常が検出される度に行うようにしても良い。あるいは、異常の回数をカウントしておき、その回数が所定回数に達したときに行うようにしても良い。これにより、当該諸装置に関して性能劣化がどのくらいで進み、また、その進み具合により検査項目の検出値の劣化がどれくらい進むかが把握される。そして、傾向分析の結果、諸装置を通常運転をしている場合に、当該検査項目に関してどれくらいでその保守を行えばよいかが把握され、よって、定期点検の点検周期、すなわちスケジュールの最適化の解が導き出せる。
・ステップS14:ステップS13により当該検査項目についての傾向分析が終了したとき、水質管理サーバ4はスケジュールデータベース3を更新する。この更新はステップS13において検査項目についての傾向分析の結果、その検査項目についての定期点検の点検周期の最適化の計画を立てることができる。
これにより、さらに、当該検査項目についての定期点検の点検周期のスケジュールの最適化を図ることができる。
各センサー20は水質管理サーバ4に相互接続されている。
・ステップS21:各センサー20で検出される検査項目についての検出値は検出値信号として水質管理サーバ4に送信される。検出値信号として水質管理サーバ4に送信するのは、逐次であっても良いが、検査項目によっては、数時間に1度、1日に数度などであっても良い。その送信の頻度は検査項目の内容を考慮して決定され、たとえば、その異常が設備上、緊急に保守しなければならない内容の場合には逐次行う。
・ステップS22:任意の検査項目についてセンサー20による検出値信号として受信した水質管理サーバ4は、検査項目データベース2にアクセスして、当該検査項目について検出値信号があらかじめ設定された許容値を逸脱しているか否かを判断する。
・ステップS23:ステップS22の結果、当該検査項目についての検出値信号が許容値を逸脱していない場合には、水質管理サーバ4は特にその結果を端末装置5に送信する必要はない。勿論、水質管理サーバ4はその検査項目について検出値を端末装置5に送信その検査項目について検出値を表示するようにしても良い。
・ステップS24:ステップS22の結果、当該検査項目についての検出値信号が許容値を逸脱している場合には、水質管理サーバ4は端末装置5にその検査項目について異常が発生したことを送信し、表示する。これにより、諸装置の当該現場においてその検査項目について異常が発生したことを端末装置5の確認無しで認識することができ、その保守を迅速に行うことができる。
・ステップS25:異常が発生した検査項目について、その保守を行った旨を端末装置5に入力し、水質管理サーバ4に送信する。
・ステップS26:保守をした旨を受信した前記水質管理サーバ4は当該検査項目について前記保守を行った時を当該検査項目の定期点検の点検周期の始期とするようにスケジュールデータベースを更新する。
これにより、これまでこのような異常が定期点検時以外で発見された場合でも、本来の点検周期のまま次回の定期点検時期が行われていた無駄な点検をなくすことができ、定期点検のスケジュールの適正化を図ることができる。
なお、以上述べた水質管理システム及び水質管理方法と同様のシステム及び方法を紙面でマニュアル化して、各担当者がこのマニュアルを見て行うようにすることもできる。
2 検査項目データベース
3 スケジュールデータベース
4 水質管理サーバ
5 端末装置
6 ネットワーク
10 検査箇所データベース
20 センサー
Claims (6)
- 発電所のボイラ・タービン・ガスタービン系統などの発電に関連ある諸装置に使用される用水の水質管理システム(1)であって、
前記諸装置の所定の検査箇所毎に水質に関する検査項目の許容値が格納された検査項目データベース(2)と、
前記諸装置の所定の検査箇所毎に水質に関する検査項目の点検周期が格納されたスケジュールデータベース(3)と、
前記検査項目データベース(2)及びスケジュールデータベース(3)と相互接続された水質管理サーバ(4)と、
前記スケジュールデータベース(3)に基づき、各検査項目の定期点検の結果を入力する端末装置(5)と、を有し、
前記端末装置(5)から入力された各検査項目の定期点検の結果に基づき、前記水質管理サーバ(4)が前記検査項目データベース(2)を参照して、当該検査項目の許容値を逸脱していない場合には、当該検査項目の点検周期を伸ばすようにスケジュールデータベース(3)を更新する、
ことを特徴とする発電所等における水質管理システム。 - 前記諸装置の所定の検査箇所における検査項目について該検査項目の過去の検出値及び該検出値の異常が検出された場合の保守についての記録が蓄積された検査箇所データベース(10)をさらに備え、
前記水質管理サーバ(4)は、検査箇所データベース(10)に基づき、各検査箇所の同系統の諸装置における同系統の検査項目について、その検査値の劣化を傾向分析し、該分析結果に基づき、当該検査項目の点検周期を伸ばすようにスケジュールデータベース(3)を更新する、
ことを特徴とする請求項1の発電所等における水質管理システム。 - 前記諸装置には水質に関する前記検査項目について異常を検出するセンサー(20)がさらに設けられ、
該センサー(20)により当該検査項目について異常が検出され、該異常を回避するための保守を行った場合に、前記端末装置(5)に当該検査項目について保守した旨を入力すると、
保守をした旨を受信した前記水質管理サーバ(4)が当該検査項目について前記保守を行った時を当該検査項目の定期点検の点検周期の始期とするようにスケジュールデータベース(3)を更新する、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2の発電所等における水質管理システム。 - 発電所のボイラ・タービン・ガスタービン系統などの発電に関連ある諸装置に使用される用水の水質管理方法であって、
前記諸装置の所定の検査箇所毎に水質に関する検査項目の点検周期が格納されたスケジュールデータベース(3)に基づき、各検査項目の定期点検を行い、該定期点検の結果を端末装置(5)により入力するステップ(S4)と、
当該検査項目の定期点検の結果に基づき、水質管理サーバ(4)が前記諸装置の所定の検査箇所毎に水質に関する検査項目の許容値が格納された検査項目データベース(2)に参照するステップ(S5)と、
検査項目データベース(2)を参照した結果、定期点検した当該検査項目が該検査項目の許容値を逸脱していない場合には、当該検査項目の点検周期を伸ばすように、前記諸装置の所定の検査箇所毎に水質に関する検査項目の点検周期が格納されたスケジュールデータベース(3)を更新するステップ(S6)と、を有する、
ことを特徴とする発電所等における水質管理方法。 - 前記水質管理サーバ(4)は、前記諸装置の所定の検査箇所における検査項目について該検査項目の過去の検出値及び該検出値の異常が検出された場合の保守についての記録が蓄積された検査箇所データベース(10)に基づき、各検査箇所の同系統の諸装置における同系統の検査項目について、その検査値の劣化を傾向分析を行うステップ(S13)と、
該分析結果に基づき、水質管理サーバ(4)は、当該検査項目の点検周期を伸ばすようにスケジュールデータベース(3)を更新するステップ(S14)と、を有する、
ことを特徴とする請求項4の発電所等における水質管理方法。 - 前記諸装置に設けられ、水質に関する前記検査項目について異常を検出するセンサー(20)により、検査項目について異常を検出するステップ(S22)と、
該異常を回避するための保守を行って、当該検査項目について保守を行った旨を前記端末装置(5)に入力するステップ(S25)と、
保守をした旨を受信した前記水質管理サーバ(4)が当該検査項目について前記保守を行った時を当該検査項目の定期点検の点検周期の始期とするようにスケジュールデータベース(3)を更新するステップ(S26)と、をさらに有する、
ことを特徴とする請求項4又は請求項5の発電所等における水質管理方法。
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