JP3244175U - 排煙流量オンライン監視装置の信頼性検証試験システム - Google Patents

Abstract

【課題】排煙流量オンライン監視装置の信頼性検証試験システムを提供する。【解決手段】信頼性検証試験システムは、発電所から排煙を吸引するためのファン１と、一次検出後の排煙に流れ場調整を行い、流れ場調整後の排煙を排出するための流れ場調整システム３と、流れ場調整後の排煙に二次検出を行い、二次検出後の排煙を排出するための流れ場分布測定システム４と、二次検出後の排煙に三次検出を行うための排煙流量オンライン監視装置５と、を含む。一次検出、二次検出、及び排煙流量オンライン監視装置により検出されたデータを比較し、また、流れ場調整システムによって排煙の流れ場分布をオンラインで自動的に調整することで、様々なユニット負荷、様々な煙道構造形態での排煙の流れ場分布を模擬し、排煙流量オンライン監視装置の複雑な流れ場環境に対する適応性を考察することができる。【選択図】図１

Description

本考案は、環境保全の技術分野に関し、具体的には、排煙流量オンライン監視装置の信頼性検証試験システムに関する。

炭素排出は一般的に温室効果ガス排出を指す。温室効果ガスの排出は、温室効果をもたらし、世界の気温を上昇させる。地球は日射を吸収すると同時に、それ自体が宇宙空間に熱を放射しており、その熱放射は３～３０μｍの長波赤外線が主となっている。このような長波が大気圏に放射されると、分子量が大きく極性が強いガス分子に吸収されやすい。赤外線のエネルギーは低く、分子の結合エネルギーの破壊を引き起こすには十分ではないため、ガス分子が赤外線放射を吸収した後に化学反応が起こらず、ただ地球から外に逃げる熱をブロックするだけで、地球と宇宙空間の断熱層、すなわち「温室」の役割に相当する。大気中の一部の微量成分が地球の長波放射を吸収するという作用により、地上付近の熱が保持され、それによって地球の気温が上昇する現象を温室効果と呼ぶ。

温室効果ガスの大部分は、石炭火力発電所で燃焼された後、排煙と一緒に排出されるため、発電所の排煙の測定は特に重要である。排煙の監視は主に排煙の流量を測定するためで、現在市場にはすでに多くの種類の検出装置があり、既存の検出装置については、直接使用により炭素排出量の管理が不適切になることを回避するために、検出データの信頼性を検証しておかなければならない。

本考案の実施例の目的は、排煙流量監視装置の信頼性を検証するために、排煙流量オンライン監視装置の信頼性検証試験システムを提供することである。

上記の目的を達成させるために、本考案の実施例は、
ファンの排出側に設けられ、ファンから排出された排煙に排煙流量の１回目の検出を行い、一次検出後の排煙を排出するための流量事前検出システムと、
流量事前検出システムの排出側に設けられ、一次検出後の排煙に流れ場調整を行い、流れ場調整後の排煙を排出するための流れ場調整システムと、
流れ場調整システムの排出側に設けられ、流れ場調整後の排煙に風速検出と流量検出を含む２回目の検出を行い、二次検出後の排煙を排出するための流れ場分布測定システムと、
流れ場分布測定システムの排出側に設けられ、二次検出後の排煙に３回目の検出を行うための排煙流量オンライン監視装置と、を含む排煙流量オンライン監視装置の信頼性検証試験システムを提供する。

好ましくは、流量事前検出システムは、互いに間隔を空けて設けられた第１ピトー管流量計装置と超音波流量計装置を含む。

好ましくは、第１ピトー管流量計装置は、ピトー管ホルダーと、ピトー管ガイドレールと、一点ピトー管と、を含み、一点ピトー管はピトー管ホルダーに固定され、ピトー管ホルダーはピトー管ガイドレールに設けられ、ピトー管ホルダーは第１リニアモータによって駆動されてピトー管ガイドレール上を並進する。

好ましくは、超音波流量計装置は、検出プローブ、プローブホルダー、超音波流量計ガイドレール、超音波流量計フレーム、及びローラを含み、
ローラは、超音波流量計フレームの下部に取り付けられ、第１ピトー管流量計装置と超音波流量計装置との間隔を調整することに用いられ、
プローブホルダーは、超音波流量計ガイドレールに設けられ、第２リニアモータによって駆動されて超音波流量計ガイドレール上を並進し、検出プローブは、プローブホルダーに固定される。

好ましくは、プローブホルダーは２本の支持ロッドを含み、２本の支持ロッドの間に配管が設けられ、検出プローブは配管に取り付けられる。

好ましくは、流れ場調整システムは、乱流装置ガイドレールと、少なくとも２本の乱流ホルダーと、を含み、乱流ホルダーは乱流装置ガイドレールに設けられ、第３リニアモータによって駆動されて乱流装置ガイドレール上を並進し、乱流ホルダーには水平スポイラー及び垂直スポイラーがそれぞれ設けられ、水平スポイラー及び垂直スポイラーはそれぞれ一次検出後の排煙に対して水平導流及び垂直導流を行うことに用いられる。

好ましくは、流れ場分布測定システムは、第２ピトー管流量計装置と、熱線風速計装置と、を含み、第２ピトー管流量計装置は、流れ場調整後の排煙について流量検出を行うことに用いられ、熱線風速計装置は、流れ場調整後の排煙について風速検出を行うことに用いられ、第２ピトー管流量計装置は第１ピトー管流量計装置と構造が同じである。

好ましくは、熱線風速計装置は、風速計ホルダーと、風速計ガイドレールと、を含み、風速計ホルダーは、風速計ガイドレールに設けられ、第４リニアモータによって駆動されて風速計ガイドレール上を並進し、風速計ホルダーには、排煙の速度を検出するための風速計プローブが設けられる。

好ましくは、発電所ファン、流量事前検出システム、流れ場調整システム、流れ場分布測定システム、及び排煙流量オンライン監視装置は、この順に風洞内に設けられる。

好ましくは、収集部と制御部を含むデータ収集制御システムをさらに含み、
収集部は、流量事前検出システム、流れ場分布測定システム、及び排煙流量オンライン監視装置にそれぞれ接続され、検出した排煙の流量データを取得することに用いられ、
制御部は、流量事前検出システム、流れ場調整システム、及び流れ場分布測定システムの運行を制御することに用いられる。

本考案は、ファンによって循環的に流れる排煙を発生させ、流量及び検出システムによって排煙について一次検出を行い、流れ場調整システムを用いて排煙の流れ場分布を調整し、流れ場分布を調整された排煙に二次検出を行い、一次検出、二次検出及び排煙流量オンライン監視装置により検されたデータを比較することにより、排煙流量オンライン監視装置の複雑な流れ場環境に対する適応性を考察する。

本考案の実施例の他の特徴及び利点は、下記の考案を実施するための形態において詳細に説明される。

図面は、本考案の実施例をさらに理解するために提供され、明細書の一部を構成し、下記の考案を実施するための形態とともに本考案の実施例を解釈するものであり、本考案の実施例を制限するものではない。
本考案の排煙流量オンライン監視装置の信頼性検証試験システムの全体構造概略図である。 本考案の排煙流量オンライン監視装置の信頼性検証試験システムの第１ピトー管流量計装置の構造概略図である。 本考案の排煙流量オンライン監視装置の信頼性検証試験システムの超音波流量計装置の第１概略図である。 本考案の排煙流量オンライン監視装置の信頼性検証試験システムの超音波流量計装置の第２概略図である。 本考案の排煙流量オンライン監視装置の信頼性検証試験システムの流れ場調整システムの構造概略図である。 本考案の排煙流量オンライン監視装置の信頼性検証試験システムの熱線風速計装置の構造概略図である。

以下、図面を参照して本考案の実施例の特定実施形態について詳細に説明する。なお、ここで説明される特定実施形態は、本考案の実施例を説明して解釈するために過ぎず、本考案の実施例を限定するものではない。

本考案は、排煙流量オンライン監視装置の信頼性検証試験システムを提供しており、図１に示すように、このシステムは、風洞内に順次配置された、ファン１、流量事前検出システム２、流れ場調整システム３、流れ場分布測定システム４、排煙流量オンライン監視装置５、及びデータ収集制御システム６を含む。本願の態様は、排煙流量オンライン監視装置の性能を検証するものであるので、排煙を利用する必要があり、このため、ファンによって循環的に流れる排煙を発生させ、風洞へ排煙速度を提供する。ファン１が排煙の風速を調整する範囲が０～３０ｍ／ｓである。排煙が上記のシステムを順次通過することにより、デバイスの信頼性が評価される。流量事前検出システム２は、ファン１の排煙を排出する排出側に設けられ、ファン１から排出された排煙に排煙流量の１回目の検出を行い、流量事前検出システム２により１回目の検出が行われた後に１回目の検出後の排煙が排出され、１回目の検出は排煙の流量検出である。１回目の検出の検出結果を後続の比較用データとする。

排煙は、流量事前検出システム２により１回目の検出を行われた後、流れ場調整システム３に至り、排煙の流れ場が調整され、流れ場が調整された排煙は排出され、流れ場調整が１回目の検出よりも後に行われることから、流れ場調整システム３は流量事前検出システム２の排出側に設けられる。排煙は、流れ場が調整された後に、流れ場分布測定システム４に至り、流れ場分布測定システム４は、流れ場が調整された排煙に２回目の検出を行う。２回目の検出が流れ場調整よりも後に行われ、ここでの排煙の流れ場分布が複雑であることから、２回目の検出は風速検出と流量検出を含む。検出した結果を後続の比較用データの一方とする。流れ場調整システム３は、排煙流量オンライン監視装置５へ流れ場分布の異なる排煙を供給し、これにより、排煙流量オンライン監視装置５は様々な排煙の環境で排煙の流量を検出し、このときの排煙の検出は３回目の検出である。検出対象の排煙流量オンライン監視装置の様々な排煙流れ場環境に対する適応性をよりよく反映するために、検出対象の排煙流量オンライン監視装置は流れ場分布測定システム４の排出側に設けられる。

本実施例では、検出対象の排煙流量オンライン監視装置の適応性をよりよく比較するために、流量事前検出システム２の１回目の検出は、第１ピトー管流量計装置７及び超音波流量計装置８により行われる。２つの異なる方式により排煙の流量が検出されることによって、比較データが多様化する。

本実施例では、図２に示すように、第１ピトー管流量計装置７は多点検出を行うものである。ピトー管ホルダー１１がピトー管ガイドレール１２に垂直に設けられ、ピトー管ガイドレール１２が接続する第１リニアモータによって駆動されてガイドレール上を直線運動し、これにより、一点ピトー管１０の検出点が増える。ピトー管ホルダー１１においては、一点ピトー管１０がピトー管ガイドレール１２と平行に設けられ、これにより、一点ピトー管１０の検出点が排煙の迎風面となる。一点ピトー管１０は、ピトー管ホルダー１１において互いに間隔を空けてピトー管ホルダー１１の両側に向かってもよく、これにより、検出点がさらに増える。また、ピトー管ガイドレール１２にピトー管ホルダー１１及び対応する一点ピトー管１０が増設されることで検出位を増えるようにしてもよい。一点ピトー管１０のホルダーを移動することにより、第１ピトー管流量計装置７の検出断面における流速検出の点を制御可能に数倍増加し、検出データをより多くし、結果をより正確かつ確実にすることができる。検出対象の排煙流量オンライン監視装置の先端の流れ場分布を測定する際に、流れ場分布の均一性係数がより正確であり、検出対象の排煙流量オンライン監視装置位置での複雑な流れ場環境の実際な状況が正確に反映され、検出対象の排煙流量オンライン監視装置の真の性能指標を取得するための根拠が提供される。比較用の検出データをさらに正確するために、一点ピトー管１０の数は少なくとも２４個でなければならない。第１ピトー管流量計装置７が対処できる排煙の風速は５～４０ｍ／ｓの範囲である。

本実施例では、超音波流量計装置８は図３及び図４に示され、超音波流量計装置８は全体として超音波流量計フレーム１３により支持され、超音波流量計フレーム１３の下部の四隅に４つのユニバーサルローラ１７が設けられ、ローラ１７が設けられることにより、超音波流量計装置８と第１ピトー管流量計装置７との間隔が変化可能になる。超音波流量計ガイドレール１４は超音波流量計フレーム１３に固定され、第２リニアモータが接続され、第２リニアモータは超音波流量計ガイドレール１４に垂直に取り付けられたプローブホルダー１５を駆動して並進させ、これにより、検出プローブ１６の検出領域を大きくする。検出プローブ１６の検出領域をさらに増大するために、プローブホルダー１５は２本の支持ロッドとして設置される。検出プローブ１６が検出配管を介して検出を行う必要があるため、２本の支持ロッドの間に複数の検出配管が設けられ、また、リニアガイドレールにより検出配管が２本の支持ロッドを上下動可能になり、さらに、検出プローブ１６は検出配管の外壁に取り付けられ、ここでの排煙の流量に対する超音波検出を可能にする。検出プローブ１６が異なる検出面での排煙の流量を検出するために、２本の支持ロッドは、一方が他方を中心にして回転するように設置され、これにより、異なる検出プローブ１６間の角度が調整され、異なる検出面での排煙の流量が検出される。超音波流量計装置８が対応できる排煙の風速は０～３０ｍ／ｓの範囲である。

本実施例では、流れ場調整システム３の構造は図５に示される。それぞれ水平スポイラー１９及び垂直スポイラー２０が取り付けられた２本の乱流ホルダーは乱流装置ガイドレール１８に垂直に取り付けられ、第３リニアモータにより２本の乱流ホルダーは乱流装置ガイドレール１８上を相対的に移動して、両方間の距離を長くしたり短くしたりし、排煙の流れ場分布を異なる程度に変化させる。流れ場調整の制御をより容易にするために、２本の乱流ホルダーのいずれにも、２つの対応する水平スポイラー１９及び垂直スポイラー２０がそれぞれ接続され、また、水平スポイラー１９及び垂直スポイラー２０は制御可能な回転ロッドを介して乱流ホルダーに接続され、さらに回転モータが配置される。水平スポイラー１９及び垂直スポイラー２０の回転角度を制御することにより、排煙の気流形状が制御可能に調整される。流れ場調整システム３による排煙の流れ場分布のオンライン自動調整は様々なユニット負荷、様々な煙道構造形態での排煙の流れ場分布を模擬することができ、これにより、様々な原理、様々なモデルの流量計の、各種のユニット運行状況での適応性及び測定精度を調べて、使用中の流量計による測定のための信頼性検証を提供し、流量計の増設や交換時に取り付ける前の信頼性のチェック試験を可能にする。

本実施例では、熱線風速計装置９の構造概略図は図６に示される。流れ場分布測定システム４の第２ピトー管流量計装置及び熱線風速計は、それぞれ、流れ場調整システム３が排煙を調整した側に順次配置され、流れ場が調整された排煙に２回目の検出を行い、検出結果は比較用のデータの一方とされる。第２ピトー管流量計装置は調整後の排煙について排煙の流量を監視する。熱線風速計は排煙の流量と風速を検出する。データ結果の比較を容易にするために、第２ピトー管流量計装置は第１ピトー管流量計装置７と同じ構造に構成され、これらは、それぞれ、流れ場調整前の排煙の流量と流れ場調整後の排煙の流量を検出する。熱線風速計装置９の風速計プローブ２３は、それぞれ、風速計ホルダー２２の両側に向かっており、また風速計ガイドレール２１と平行であり、これにより、風速計プローブ２３は、迎風面として排煙の風速を検出することができる。熱線風速計ホルダー２２は、第４リニアモータにより駆動されて熱線風速計ガイドレール２１上を並進することができる。これにより、風速検出点が多くなる。熱線風速計装置９の流速測定範囲は０～３０ｍ／ｓである。

本実施例では、試験検証システムを知的に制御するために、試験検証システムにはデータ収集制御システム６が配置される。データ収集制御システム６の収集部は、一点ピトー管１０、検出プローブ１６、風速計プローブ２３、及び排煙流量オンライン監視装置５にそれぞれ電気的に接続されることで、各検出点で検出された排煙の流量データ及び風速データを収集し、検出したデータを排煙流量オンライン監視装置５で検出されたデータと比較し、排煙流量オンライン監視装置５の各種タイプの排煙に対する適応性を判断する。制御部は、第１リニアモータ、第２リニアモータ、第３リニアモータ、第４リニアモータ、及び回転モータにそれぞれ接続され、接続される装置の自動制御を実現する。

本実施例では、排煙流量オンライン監視装置の信頼性検証試験システムは、火力発電企業の排煙流量のすべての状況をカバーし、火力発電ユニットないし鉄鋼、化学工業、セメントなどの業界の排煙流量計測装置に全方位の信頼性検証試験を提供することができる。

以上は本願の実施例に過ぎず、本願を制限するものではない。当業者であれば、本願に各種の変更や変化を加えることができる。本願の主旨及び原理を逸脱することなく行われる全ての修正、等同置換及び改良などは、本願の特許範囲に含まれるものとする。

１ ファン
２ 流量事前検出システム
３ 流れ場調整システム
４ 流れ場分布測定システム
５ 排煙流量オンライン監視装置
６ データ収集制御システム
７ 第１ピトー管流量計装置
８ 超音波流量計装置
９ 熱線風速計装置
１０ 一点ピトー管
１１ ピトー管ホルダー
１２ ピトー管ガイドレール
１３ 超音波流量計フレーム
１４ 超音波流量計ガイドレール
１５ プローブホルダー
１６ 検出プローブ
１７ ローラ
１８ 乱流装置ガイドレール
１９ 水平スポイラー
２０ 垂直スポイラー
２１ 風速計ガイドレール
２２ 風速計ホルダー
２３ 風速計プローブ

Claims (10)

1. 排煙流量オンライン監視装置の信頼性検証試験システムであって、
   ファンの排出側に設けられ、ファンから排出された排煙に排煙流量の１回目の検出を行い、一次検出後の排煙を排出するための流量事前検出システムと、
   流量事前検出システムの排出側に設けられ、一次検出後の排煙に流れ場調整を行い、流れ場調整後の排煙を排出するための流れ場調整システムと、
   流れ場調整システムの排出側に設けられ、流れ場調整後の排煙に風速検出と流量検出を含む２回目の検出を行い、二次検出後の排煙を排出するための流れ場分布測定システムと、
   流れ場分布測定システムの排出側に設けられ、二次検出後の排煙に３回目の検出を行うための排煙流量オンライン監視装置と、を含む、ことを特徴とする排煙流量オンライン監視装置の信頼性検証試験システム。
2. 前記流量事前検出システムは、互いに間隔を空けて設けられた第１ピトー管流量計装置と超音波流量計装置を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の排煙流量オンライン監視装置の信頼性検証試験システム。
3. 前記第１ピトー管流量計装置は、ピトー管ホルダーと、ピトー管ガイドレールと、一点ピトー管と、を含み、前記一点ピトー管はピトー管ホルダーに固定され、前記ピトー管ホルダーは前記ピトー管ガイドレールに設けられ、ピトー管ホルダーは第１リニアモータによって駆動されて前記ピトー管ガイドレール上を並進する、ことを特徴とする請求項２に記載の排煙流量オンライン監視装置の信頼性検証試験システム。
4. 前記超音波流量計装置は、検出プローブ、プローブホルダー、超音波流量計ガイドレール、超音波流量計フレーム、及びローラを含み、
   前記ローラは、前記超音波流量計フレームの下部に取り付けられ、第１ピトー管流量計装置と超音波流量計装置との間隔を調整することに用いられ、
   前記プローブホルダーは、前記超音波流量計ガイドレールに設けられ、第２リニアモータによって駆動されて超音波流量計ガイドレール上を並進し、前記検出プローブは、プローブホルダーに固定される、ことを特徴とする請求項２に記載の排煙流量オンライン監視装置の信頼性検証試験システム。
5. 前記プローブホルダーは２本の支持ロッドを含み、２本の支持ロッドの間に配管が設けられ、前記検出プローブは配管に取り付けられる、ことを特徴とする請求項４に記載の排煙流量オンライン監視装置の信頼性検証試験システム。
6. 前記流れ場調整システムは、乱流装置ガイドレールと、少なくとも２本の乱流ホルダーと、を含み、前記乱流ホルダーは乱流装置ガイドレールに設けられ、第３リニアモータによって駆動されて乱流装置ガイドレール上を並進し、前記乱流ホルダーには水平スポイラー及び垂直スポイラーがそれぞれ設けられ、水平スポイラー及び垂直スポイラーはそれぞれ一次検出後の排煙に対して水平導流及び垂直導流を行うことに用いられる、ことを特徴とする請求項１に記載の排煙流量オンライン監視装置の信頼性検証試験システム。
7. 前記流れ場分布測定システムは、第２ピトー管流量計装置と、熱線風速計装置と、を含み、前記第２ピトー管流量計装置は、流れ場調整後の排煙について流量検出を行うことに用いられ、前記熱線風速計装置は、流れ場調整後の排煙について風速検出を行うことに用いられ、前記第２ピトー管流量計装置は第１ピトー管流量計装置と構造が同じである、ことを特徴とする請求項１に記載の排煙流量オンライン監視装置の信頼性検証試験システム。
8. 前記熱線風速計装置は、風速計ホルダーと、風速計ガイドレールと、を含み、前記風速計ホルダーは、前記風速計ガイドレールに設けられ、第４リニアモータによって駆動されて風速計ガイドレール上を並進し、前記風速計ホルダーには、排煙の速度を検出するための風速計プローブが設けられる、ことを特徴とする請求項７に記載の排煙流量オンライン監視装置の信頼性検証試験システム。
9. 前記発電所ファン、流量事前検出システム、流れ場調整システム、流れ場分布測定システム、及び排煙流量オンライン監視装置は、この順に風洞内に設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の排煙流量オンライン監視装置の信頼性検証試験システム。
10. 収集部と制御部を含むデータ収集制御システムをさらに含み、
    前記収集部は、流量事前検出システム、流れ場分布測定システム、及び排煙流量オンライン監視装置にそれぞれ接続され、検出した排煙の流量データを取得することに用いられ、
    前記制御部は、流量事前検出システム、流れ場調整システム、及び流れ場分布測定システムの運行を制御することに用いられる、ことを特徴とする請求項１に記載の排煙流量オンライン監視装置の信頼性検証試験システム。