JP4122688B2 - ガス設備における外気のリーク検出方法および検出装置 - Google Patents
ガス設備における外気のリーク検出方法および検出装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外気との間に温度差を有するガスが、例えば誘引ブロアなどによって誘引されたりすることにより負圧状態で流通する排ガス処理装置やガス配管等のガス設備において、当該ガス設備に孔が明いたりして外気が内部にリークしたときにこれを検出するためのガス設備における外気のリーク検出方法および検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば鉱材を製錬する際の製錬炉や廃棄物を焼却する際の焼却炉など各種の炉から排出される排ガスは、高温であることや有害な成分を含んでいたりすることからそのまま大気中に排出したり漏洩させたりすることはできないので、誘引ブロアなどによって誘引することにより負圧状態で上記炉からガス配管（煙道）を介して抜き出され、適当な排ガス処理装置によって除塵等の処理が適宜なされた後に煙突から排出される。ところが、このようなガス配管や排ガス処理装置といったガス設備は、屋外に配設されることが多くて外部が風雨に晒されることとなる一方、内部には腐食性のガスが流通させられたりする場合もあって、長期の使用による老朽化に伴いガス配管や排ガス処理装置の外壁に孔が明いてしまうことがある。
【０００３】
しかるに、このように老朽化に伴ってガス設備に孔が明いてしまっても、当該ガス設備内は上述のように負圧状態となっているので、内部のガスが外に漏れ出てしまうようなことはないが、その反面、外部の空気等の外気がこの孔からガス設備内部にリークしてしまうことになるため、上記誘引ブロア等による誘引力すなわち該誘引ブロアの駆動力の増大を図らなければならなくなったり、炉から排出される排ガスの処理能力が低減するのに伴って炉の処理能力自体も損なわれたりするおそれがある。そこで、これらガス配管や排ガス処理装置のようなガス設備においては、このような外気の設備内へのリークを検出する検出装置を設けるのが望ましく、かかる検出装置として従来は、例えば上記排ガス処理装置に酸素濃度計を設けて、リークした外気によるガスの酸素濃度の上昇によりリークの有無を検出するようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような酸素濃度計は、まず第１にきわめて高価であり、しかも外気のリークを検出すべきガス設備の入口側と出口側との酸素濃度が分からなければリークの有無も検出できないため、一つのガス設備に対して少なくとも２つの酸素濃度計が必要となる。このため、例えば保守点検のために複数の排ガス処理装置を備えたガス設備において、そのすべてに酸素濃度計を設けようとした場合には膨大なコストがかかることとなり、甚だ不経済な結果となる。また、このような酸素濃度計は、流通するガス中にダスト成分が多く含まれていたり、あるいはガスの酸素濃度が大きく変動したりするような場合には、正確な測定を行うことが困難であるという問題もある。そして、何よりも単に酸素濃度の上昇を測定するだけでは、リーク量を定量的に管理したり、これに基づいてガス設備の最適な補修計画を立てたりするようなことは困難とされていた。
【０００５】
一方、たとえこのような酸素濃度計を備えてリークの有無を検出することができても、実際の補修の際にリーク箇所を発見するには、補修作業員の目視に頼らざるを得ない。ところが、例えば各種のガス処理装置等は通常保温板によってその外部が被覆されていることが多く、このため外気がリークしていることが分かっていても、当該ガス設備のどこに孔があいてリークしているかまでを見当つけることすらできなかった。そればかりか、例えば酸素濃度計の測定点がガス設備の出入口内の外周側に偏って配置されていたりすると、たとえリークが生じていても、リークした外気が出入口の上記測定点とは反対側の外周部分に沿って流通した場合には、これを検出することができなかったり酸素濃度が実際よりも低く測定されたりするなど、酸素濃度計が配設される位置によっては大きな測定誤差が生じてしまうという問題もある。
【０００６】
本発明は、このような背景の下になされたもので、上述の排ガス処理装置やガス配管等のガス設備における外気のリークを、正確かつ定量的に、しかもきわめて安価に検出することが可能な検出方法および検出装置を提供することを第１の目的とし、さらにはリークをより確実に検出できるとともに、リークが検出された場合にガス設備のどこでリークしているかの概ねの見当をつけることも可能な検出方法および検出装置を提供することを第２の目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して、まず上記第１の目的を達成するために、本発明の検出方法は、外気との温度差を有するガスが負圧状態で流通させられるガス設備内への外気のリークを検出するガス設備における外気のリーク検出方法であって、上記ガス設備の入口側におけるガス温度Ａと、上記ガス設備の出口側におけるガス温度Ｂと、外気温度Ｃとを測定し、次式により算出される上記出口側におけるガス量を１００％としたときの外気のリーク率Ｄに基づいて当該ガス設備内への外気のリークを検出することを特徴とし、また本発明の検出装置は、外気との温度差を有するガスが負圧状態で流通させられるガス設備内への外気のリークを検出するガス設備における外気のリーク検出装置であって、上記ガス設備の入口側におけるガス温度Ａを測定する入口側ガス温度測定手段と、上記ガス設備の出口側におけるガス温度Ｂを測定する出口側ガス温度測定手段と、外気温度Ｃを測定する外気温度測定手段と、これらの温度Ａ〜Ｃから同じく次式により上記出口側におけるガス量を１００％としたときの外気のリーク率Ｄを算出する算出手段とを備えてなることを特徴とする。
【０００８】
【数３】
【０００９】
ここで、このようなガス設備において外気がリークしていると、上述のようにガス設備の出口側における酸素濃度が上昇するのとともに、このガス設備に入口から流入するガスと外気との温度差Ａ−Ｃにより、当該ガス設備における出入口間のガスの温度差Ａ−Ｂにも変動が生じることとなる。そして、これらのＡ−ＣとＡ−Ｂとの比率は、出口側のガス量に対するリークした外気の量の比率と等しくなるので、これを上述のようにリーク率Ｄとして算出することにより、このリーク率Ｄに基づいてガス設備への外気のリークを検出することができる。従って、このような本発明の検出方法および検出装置によれば、高価な酸素濃度計を用いることなく、外気のリークを検出してこれを定量的に管理することが可能となり、しかもガスや外気の温度測定に用いられる上記測定手段としての温度計は、ガス中のダスト成分によって測定精度が損なわれたりすることもなく、さらに例えばガス設備へのガスの流通量が変動したりしてもリーク率Ｄは変化しないため、正確な測定を行うことが可能となる。
【００１０】
また、上記第２の目的を達成するために、本発明の検出方法は上記検出方法においてさらに、少なくとも上記ガス設備の出口側のガス温度Ｂを測定するに際して、この出口側のガス温度Ｂを、上記ガスの流通方向に交差する方向にずらされた複数の測定点において測定することを特徴とし、また本発明の検出装置は上記検出装置においてさらに、少なくとも上記出口側ガス温度測定手段に、上記ガスの流通方向に交差する方向にずらされた複数の温度測定点を備えたことを特徴とする。従って、このような本発明の第２の検出方法および検出装置によれば、ガス設備内にリークした外気が上記出口内の外周側に偏って流通したとしても、この流通方向に交差する方向にずらされた複数の測定点のいずれかによって、出口側におけるガスの温度の変動を確実に測定してリークを検出することが可能となるとともに、この変動が測定された測定点の出口内における位置から、上記交差方向に関してガス設備内のどの位置でリークが生じたかの凡その見当をつけることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１ないし図５は、本発明の検出装置の一実施形態を備えたガス設備を示すものであって、当該検出装置を、銅の製錬工程における複数の転炉から排出された排ガスが流通する煙道（ガス配管）およびダストコットレル（排ガス処理装置）よりなるガス設備に適用した場合を示している。このガス設備においては、５基の上記転炉１Ａ〜１Ｅが設けられるとともに、各転炉１Ａ〜１Ｅには廃熱回収用のボイラー１ａ〜１ｅがそれぞれ付設されており、これらのボイラー１ａ〜１ｅの一端から延びるように設けられた排ガス排出用の煙道２Ａ〜２Ｅが１本の共通煙道３に連結され、さらにこの共通煙道３には６本の煙道４Ａ〜４Ｆが連結されていて、これらの煙道４Ａ〜４Ｆにそれぞれ上記ダストコットレル５Ａ〜５Ｆが連結されている。そして、これらのダストコットレル５Ａ〜５Ｆが、本実施形態の検出装置によって外気のリークを検出すべきガス設備となる。なお、これらのダストコットレル５Ａ〜５Ｆのうち図１においてダストコットレル５Ｄが破線で示されているのは、本実施形態において当該ダストコットレル５Ｄが長期停止中であるためである。
【００１２】
ここで、上記転炉１Ａ〜１Ｅのボイラー１ａ〜１ｅおよびダストコットレル５Ａ〜５Ｆに連結された上記煙道２Ａ〜２Ｅおよび煙道４Ａ〜４Ｆは、図１に示すように上記共通煙道３に沿って順に、煙道４Ａは煙道２Ａ，２Ｂ間に、また煙道４Ｂ，４Ｃは煙道２Ｂ，２Ｃ間に、煙道４Ｄ，４Ｅは煙道２Ｃ，２Ｄ間に、煙道４Ｆは煙道２Ｄ，２Ｅ間に、それぞれ共通煙道３に直交するように連結されていて、これらの煙道４Ａ〜４Ｆがガス設備としてのダストコットレル５Ａ〜５Ｆへのガスの入口とされる。なお、これらのダストコットレル５Ａ〜５Ｆは、図２ないし図４に示すように概略直方体状の箱体内に図示されない乾式の電気集塵機が備えられてガス中のダスト成分を吸着可能とされたものであって、この箱体がなす直方体の長手方向を水平にして配設されており、この箱体の長手方向において上記共通煙道３側を向く一方の端面に上記煙道４Ａ〜４Ｆがそれぞれ接続されている。また、本実施形態ではこの共通煙道３は、少なくともこれらの煙道４Ａ〜４Ｆが接続される部分の近傍においては水平に延びるようにされている。
【００１３】
一方、これらのダストコットレル５Ａ〜５Ｆのうち図１において左側に示す２つのダストコットレル５Ａ，５Ｂにおいては、その煙道４Ａ、４Ｂが接続された側とは反対の他方の端面側の上部にそれぞれベルダンパー部５ａが設けられるとともに、これらのベルダンパー部５ａ，５ａの間には、鉛直下向きに延びた後に水平方向に曲折するＬ字状の煙道６が設けられている。さらに、これらダストコットレル５Ａ，５Ｂの各ベルダンパー部５ａ，５ａの互いに対向する側面と上記煙道６の上端部との間にはそれぞれ煙道７Ａ，７Ｂが連結されており、これらの煙道７Ａ，７Ｂが本実施形態におけるガス設備としての上記ダストコットレル５Ａ，５Ｂからのガスの出口とされる。また、上記煙道６の下端部は、上記共通煙道３とは別の出口側の共通煙道８の一端に接続されるとともに、この共通煙道８には、上記ダストコットレル５Ａ〜５Ｆのうち残りのダストコットレル５Ｂ〜５Ｆの上記他方の端面から延びる煙道７Ｃ〜７Ｆが接続されており、これらの煙道７Ｃ〜７Ｆがダストコットレル５Ｃ〜５Ｆからのガスの出口とされる。
【００１４】
さらにまた、上記共通煙道８には、上記煙道６と煙道７Ｃとの間に、第１の硫酸プラント９に連結される煙道１０が接続されている一方、この共通煙道８の上記煙道６とは反対側の他端部には第２の硫酸プラント１１が連結されている。なお、これらの硫酸プラント９，１１は、上記銅の製錬工程において発生して排ガス中に含まれる亜硫酸ガス成分を回収するためのものであり、こうして亜硫酸ガス成分が回収された排ガスは、必要に応じてその他の排ガス処理が施された後、煙突から大気に放出される。
【００１５】
そして、本実施形態では、上記ダストコットレル５Ａ〜５Ｆのガスの入口、すなわち上記煙道４Ａ〜４Ｆに、それぞれその入口側ガス温度測定手段１２として複数（本実施形態では２本）の熱電対式温度計１２ａ，１２ｂが設けられている一方、該ダストコットレル５Ａ〜５Ｆのガスの出口、すなわち上記煙道７Ａ〜７Ｆには、やはりそれぞれその出口側ガス温度測定手段１３として複数（本実施形態では３本）の熱電対式温度計１３ａ〜１３ｃが設けられている。このうち、まず入口側ガス温度測定手段１２として設けられる上記熱電対式温度計１２ａ，１２ｂは、煙道４Ａ，４Ｂでは図２に示すようにその両側部から水平に対向するように挿入される一方、煙道４Ｃ〜４Ｆでは図４および図５に示すようにその上部から互いに平行に下向きに挿入されて取り付けられており、いずれも該熱電対式温度計１２ａ，１２ｂ先端の測定点同士が、煙道４Ａ〜４Ｆの長手方向に直交する１の断面内において水平方向に間隔をあけて位置するように、すなわちこれらの測定点が煙道４Ａ〜４Ｆ内におけるガスの流通方向Ｆに直交する方向にずらされるように配置されている。
【００１６】
一方、出口側ガス温度測定手段１３として設けられる上記熱電対式温度計１３ａ〜１３ｃは互いに異なる長さとされていて、ダストコットレル５Ａ，５Ｂの煙道７Ａ，７Ｂでは、該煙道７Ａ、７Ｂに直交する断面において図３に示すようにその先端の測定点が上下方向に間隔をあけて位置するように、すなわちやはりこれらの測定点が煙道７Ａ，７Ｂ内におけるガスの流通方向Ｆに直交する方向にずらされるように配置されている。また、ダストコットレル５Ｃ〜５Ｆの煙道７Ｃ〜７Ｆにおいては、このように長さの異なる熱電対式温度計１３ａ〜１３ｃが、図５に示すように短い順にガスの流通方向Ｆに並んで煙道７Ｃ〜７Ｆの上部から互いに平行に下向きに挿入されて取り付けられており、従ってこれらの熱電対式温度計１３ａ〜１３ｃの先端の測定点もまた、やはり上下方向に間隔をあけて位置して、上記流通方向Ｆに斜交する方向にずらされて配置されることとなる。なお、こうしてずらされた測定点間の上下方向の間隔は本実施形態では等間隔とされ、しかもこの上下方向中央に位置する熱電対式温度計１３ｂ先端の測定点が煙道７Ａ〜７Ｆ内でもその上下方向略中央に位置するように配設されている。
【００１７】
さらに、これら入口・出口側ガス温度測定手段１２，１３としての熱電対式温度計１２ａ，１２ｂ，１３ａ〜１３ｃは図示されないパソコン等の算出手段に接続されており、この算出手段においては、入口側ガス温度測定手段１２により測定された入口側ガス温度Ａと、出口側ガス温度測定手段１３により測定された出口側ガス温度Ｂと、さらに図示されない熱電対式温度計等の外気温度測定手段により測定されたダストコットレル５Ａ〜５Ｆ周辺の外気の温度Ｃとから、次式により各ダストコットレル５Ａ〜５Ｆの出口側におけるガス量を１００％としたときの該ダストコットレル５Ａ〜５Ｆへの外気のリーク率Ｄが算出されるように設定されている。なお、本実施形態では、それぞれ複数の熱電対式温度計１２ａ，１２ｂ，１３ａ〜１３ｃよりなる入口・出口側ガス温度測定手段１２，１３において、それぞれの熱電対式温度計１２ａ，１２ｂ，１３ａ〜１３ｃによる測定温度の平均を上記入口・出口側ガス温度Ａ，Ｂとしている。
【００１８】
【数４】
【００１９】
しかるに、このように構成された検出装置を用いた本発明の外気のリーク検出方法の一実施形態においては、上記入口・出口側ガス温度測定手段１２，１３により測定されるダストコットレル５Ａ〜５Ｆの入口・出口側ガス温度Ａ，Ｂと外気温度測定手段により測定される外気温度Ｃとから上記式によってリーク率Ｄを算出し、このリーク率Ｄに基づいて各ダストコットレル５Ａ〜５Ｆ内への外気のリークを検出することができる。すなわち、こうして算出されるリーク率Ｄは、転炉１Ａ〜１Ｅにおける操業状態の変化に伴う入口側ガス温度Ａの変動や外気温度Ｃの変動に関わらず、出口側のガス量に対するリークした外気の量の比率に等しくなるから、このリーク率Ｄの変動を監視しておいて、これが大きな値となったり上昇する傾向にあったりする場合には、該当するダストコットレル５Ａ〜５Ｆの外壁に孔などがあいてリークが生じたり、孔が拡大してリークが増大したりしているものと判断することができ、これによって当該ダストコットレル５Ａ〜５Ｆの使用の中断や補修工事を計画することが可能となるのである。
【００２０】
ここで、次表１は、上記実施形態の検出装置を用いて、上記ダストコットレル５Ａ〜５Ｆのうちダストコットレル５Ｆにおける入口・出口側ガス測定手段１２，１３の各熱電対式温度計１２ａ，１２ｂ，１３ａ〜１３ｃごとの入口・出口側ガス温度Ａ，Ｂおよびその平均と外気温度Ｃとを１９９９年１２月１７日〜２０００年１月３日に渡って測定し、これに基づいて各日ごとのリーク率Ｄを算出した結果を示すものであり、図６はこれを図に示したものである。ただし、各温度Ａ〜Ｃは１日の測定時間内における平均温度であり、またリーク率Ｄは上述のように複数の熱電対式温度計１２ａ，１２ｂ，１３ａ〜１３ｃによる平均の入口・出口側ガス温度Ａ，Ｂから算出した。さらに、１９９９年１２月１９日については、リーク箇所を塞ぐためにダストコットレル５Ｆへのガスの供給を停止して補修工事を行ったため、各温度Ａ〜Ｃの測定およびリーク率Ｄの算出はされていない。
【００２１】
【表１】
【００２２】
しかるに、これら表１および図６の結果より、補修工事（１２月１９日）の前には２０％以上であったリーク率Ｄが、補修工事後には概ね１３〜１４％に低減していることが分かる。当然、これは補修工事によりダストコットレル５Ｆ外壁の孔が塞がれて外気のリークが低減したためであるが、言い換えれば上述のようにこのリーク率Ｄが増大したり上昇傾向にあったりするときには、出口側のガス量に対するリーク量も増大しているものと判断することができ、必要に応じて補修等の適宜の処置をとることができる。
【００２３】
従って、このように上記構成の外気のリーク検出方法および検出装置によれば、まず第１に高価な酸素濃度計を用いることなく、比較的安価な熱電対式温度計１２ａ，１２ｂ，１３ａ〜１３ｃ等のガス温度測定手段１２，１３や外気温度測定手段によって外気のリークを検出することができ、しかもこれらの温度測定手段１２，１３はガス中のダスト成分が多い場合やガスの性状の変動が大きい場合でも正確な測定を行うことができるので、低廉でありながらも確実なリークの検出を図ることが可能となる。そして、さらに上記リーク検出方法および検出装置では、こうして検出された外気のリークをリーク率Ｄとして定量的に把握することが可能となるので、上述のようにこのリーク率Ｄの変動を管理することにより、新たなリークの発生やその拡大などをも検出することができ、これに応じて当該ガス設備の使用の中止や補修なども計画的に行うことが可能となって、安定的なガス設備の利用を図ることができる。
【００２４】
ところで、上記表１の補修前の１２月１７日および１８日の入口・出口側ガス温度Ａ，Ｂに着目すると、入口側ガス温度Ａは２つの熱電対式温度計１２ａ，１２ｂでほとんど差がないのに対し、出口側ガス温度Ｂはその測定点の位置が煙道７Ｆ内で下側にゆくほど低くなっており、特に煙道７Ｆの中央に位置する熱電対式温度計１３ｂ先端の測定点では、平均の出口側ガス温度Ｂに対して１０℃以上も低い温度となっている。しかるに、出口側ガス温度Ｂにこのような温度分布が生じた場合には、図５において破線で示すようにダストコットレル５Ｆに入口側の煙道４Ｆから流入したガスが層流状態を維持したまま出口側の煙道７Ｆから流れ出たものとすると、ダストコットレル５Ｆの上下方向中央部から下側に孔があいてリークが生じているものと判断することができる。そこで、補修に先立って特にダストコットレル５Ｆ外壁の上下方向中央部から下側を重点的に調べることにより外気のリークを生じさせる孔を発見することができ、これを補修によって塞いだところ、表１の１２月２０日以降の上記熱電対式温度計１３ｂにおける測定結果のように煙道７Ｆの中央部分を流通するガスの温度の上昇を認めることができ、これとともに平均の出口側ガス温度Ｂの上昇およびリーク率Ｄの低減を図ることができた。
【００２５】
このように、本実施形態の外気のリーク検出方法および検出装置においては、ガス設備であるダストコットレル５Ｆの出口側となる煙道７Ｆに、出口側ガス温度測定手段１３の複数の測定点を、該煙道７Ｆ内をガスが流通する流通方向Ｆに交差する方向（本実施形態では流通方向Ｆに斜交した上下方向）にずらして配置することにより、このガス設備内のどの位置にリークが発生しているかの凡その見当をつけることができ、これに基づいてリーク箇所を発見したり補修計画を立てたりすることができる。従って、本実施形態によれば、リーク率Ｄの増大に伴って補修を行う場合でも、より効率的な補修作業を行うことが可能となり、ガス設備が補修のために使用不可能となる期間をできるだけ短くして、当該ガス設備が設けられる各種装置の稼働率の向上を図ることができる。
【００２６】
しかも、例えば図５において出口側ガス温度測定手段１３が、その先端の測定点が煙道７Ｆ内の上側に位置する熱電対式温度計１３ａだけであったとすると、上述のように煙道７Ｆの中央部から下側をリークした外気が流通した場合にはこれを検出することができず、すなわちリークを看過してしまうおそれがあるが、これに対して本実施形態よれば、上述のように出口側ガス温度測定手段１３の複数の測定点が上記流通方向Ｆに交差する方向にずらされることにより、この交差方向においては出口側のガスの温度に偏りがあってもこれを測定することができるので、ガス設備にリークが生じた場合の検出を一層確実に行うことができるという効果も得られる。そして、このようにガス温度測定手段１３に複数の熱電対式温度計１３ａ〜１３ｃを備えるなどして、複数の測定点をずらして配置するにしても、上記構成のリーク検出方法および検出装置においては安価な熱電対式温度計等によるガス温度測定手段を採用することができるので、例えば酸素濃度計を同じように複数備えた場合などに比べ、大幅に低いコストで上記効果を得ることが可能となる。
【００２７】
なお、ここで本実施形態では、このようにダストコットレル５Ａ〜５Ｆをガス設備として、その出口側となる煙道７Ａ〜７Ｆに設けられるガス温度測定手段１３の複数の測定点をガスの流通方向Ｆに交差する上下方向にずらして配置したが、例えば上記転炉１Ａ〜１Ｅのボイラー１ａ〜１ｅからこれらダストコットレル５Ａ〜５Ｆまでの煙道２Ａ〜２Ｅ，４Ａ〜４Ｆおよび共通煙道３をガスが負圧状態で流通するガス設備としてみた場合には、上記煙道４Ａ〜４Ｆがこのガス設備の出口側となり、この場合にも、その測定点がガスの流通方向Ｆに交差する方向（ただし、この場合は水平方向）にずらされた複数の熱電対式温度計１２ａ，１２ｂを有するガス温度測定手段１２がこの出口側となる煙道４Ａ〜４Ｆに備えられることとなる。しかるに、この場合には、例えば図４に示すダストコットレル５Ｆの煙道４Ｆについてみると、該煙道４Ｆに接続される部分の近傍では共通煙道３は水平に延びるようにされていて、煙道２Ｄから共通煙道３を通って煙道４Ｆに流れ込むガスは熱電対式温度計１２ａ側を、また煙道２Ｅから共通煙道３を通って煙道４Ｆに流れ込むガスは熱電対式温度計１２ｂ側をそれぞれ通ることとなる。
【００２８】
従って、この場合には、例えば熱電対式温度計１２ａで測定されたガス温度が熱電対式温度計１２ｂで測定されたガス温度に対し、転炉１Ｄ，１Ｅのボイラー１ｄ，１ｅから排出されたガスの温度差以上の大きな温度差で低かったとすると、上記熱電対式温度計１２ａ側の煙道２Ｄから共通煙道３を通って煙道４Ｆに至るまでの間のどこかに外気のリークが生じているものと見当をつけることができ、これに基づいて補修を行うことが可能となる。なお、本実施形態ではダストコットレル５Ａ〜５Ｆの入口側の煙道４Ａ〜４Ｆに測定点が水平方向にずらされた複数の熱電対式温度計１２ａ，１２ｂを、また出口側の煙道７Ａ〜７Ｆには測定点が上下方向にずらされた複数の熱電対式温度計１３ａ〜１３ｃを、それぞれ入口・出口側ガス温度測定手段１２，１３として設けているが、特に出口側ガス温度測定手段１３においてはさらに水平方向に測定点がずらされた熱電対式温度計等の温度測定手段を備えてもよく、これにより、ダストコットレル５Ａ〜５Ｆの水平方向すなわち左右いずれの側でリークが発生しているかの見当もつけることが可能となる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の外気のリーク検出方法および検出装置によれば、比較的安価でありながら、ガスの状態に影響を受けることなく確実にガス設備への外気のリークを検出することができるとともに、これをリーク率として定量的に管理することができ、これに基づいて当該ガス設備の補修等を効率的に計画立てることができる。また、特に少なくともガス設備の出口側でのガス温度測定を、ガスの流通方向に交差する方向にずらされた複数の測定点で行うことにより、当該ガス設備のいずれの箇所でリークが生じているかを概ね見当つけることができ、一層効率的な補修を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の検出装置の一実施形態を備えたガス設備を示す平面図である。
【図２】 図１に示すガス設備のうちのダストコットレル５Ａ，５Ｂ周辺の拡大平面図である。
【図３】 図２における矢線Ｙ方向視の側面図である。
【図４】 図１に示すガス設備のうちのダストコットレル５Ｆ周辺の拡大平面図である。
【図５】 図４における矢線Ｚ方向視の側面図である。
【図６】 本発明の検出方法の一実施形態に係わる入口・出口側ガス温度Ａ，Ｂと外気温度Ｃとリーク率Ｄとを示す図である。
【符号の説明】
１Ａ〜１Ｅ 転炉
１ａ〜１ｅ ボイラー
２Ａ〜２Ｅ，４Ａ〜４Ｆ，６，７Ａ〜７Ｆ，１０ 煙道
３，８ 共通煙道
５Ａ〜５Ｆ ダストコットレル（ガス設備）
１２ 入口側ガス温度測定手段
１３ 出口側ガス温度測定手段
１２ａ，１２ｂ，１３ａ〜１３ｃ 熱電対式温度計
Ａ 入口側ガス温度
Ｂ 出口側ガス温度
Ｃ 外気温度
Ｄ リーク率
Ｆ ガスの流通方向
【発明の属する技術分野】
本発明は、外気との間に温度差を有するガスが、例えば誘引ブロアなどによって誘引されたりすることにより負圧状態で流通する排ガス処理装置やガス配管等のガス設備において、当該ガス設備に孔が明いたりして外気が内部にリークしたときにこれを検出するためのガス設備における外気のリーク検出方法および検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば鉱材を製錬する際の製錬炉や廃棄物を焼却する際の焼却炉など各種の炉から排出される排ガスは、高温であることや有害な成分を含んでいたりすることからそのまま大気中に排出したり漏洩させたりすることはできないので、誘引ブロアなどによって誘引することにより負圧状態で上記炉からガス配管（煙道）を介して抜き出され、適当な排ガス処理装置によって除塵等の処理が適宜なされた後に煙突から排出される。ところが、このようなガス配管や排ガス処理装置といったガス設備は、屋外に配設されることが多くて外部が風雨に晒されることとなる一方、内部には腐食性のガスが流通させられたりする場合もあって、長期の使用による老朽化に伴いガス配管や排ガス処理装置の外壁に孔が明いてしまうことがある。
【０００３】
しかるに、このように老朽化に伴ってガス設備に孔が明いてしまっても、当該ガス設備内は上述のように負圧状態となっているので、内部のガスが外に漏れ出てしまうようなことはないが、その反面、外部の空気等の外気がこの孔からガス設備内部にリークしてしまうことになるため、上記誘引ブロア等による誘引力すなわち該誘引ブロアの駆動力の増大を図らなければならなくなったり、炉から排出される排ガスの処理能力が低減するのに伴って炉の処理能力自体も損なわれたりするおそれがある。そこで、これらガス配管や排ガス処理装置のようなガス設備においては、このような外気の設備内へのリークを検出する検出装置を設けるのが望ましく、かかる検出装置として従来は、例えば上記排ガス処理装置に酸素濃度計を設けて、リークした外気によるガスの酸素濃度の上昇によりリークの有無を検出するようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような酸素濃度計は、まず第１にきわめて高価であり、しかも外気のリークを検出すべきガス設備の入口側と出口側との酸素濃度が分からなければリークの有無も検出できないため、一つのガス設備に対して少なくとも２つの酸素濃度計が必要となる。このため、例えば保守点検のために複数の排ガス処理装置を備えたガス設備において、そのすべてに酸素濃度計を設けようとした場合には膨大なコストがかかることとなり、甚だ不経済な結果となる。また、このような酸素濃度計は、流通するガス中にダスト成分が多く含まれていたり、あるいはガスの酸素濃度が大きく変動したりするような場合には、正確な測定を行うことが困難であるという問題もある。そして、何よりも単に酸素濃度の上昇を測定するだけでは、リーク量を定量的に管理したり、これに基づいてガス設備の最適な補修計画を立てたりするようなことは困難とされていた。
【０００５】
一方、たとえこのような酸素濃度計を備えてリークの有無を検出することができても、実際の補修の際にリーク箇所を発見するには、補修作業員の目視に頼らざるを得ない。ところが、例えば各種のガス処理装置等は通常保温板によってその外部が被覆されていることが多く、このため外気がリークしていることが分かっていても、当該ガス設備のどこに孔があいてリークしているかまでを見当つけることすらできなかった。そればかりか、例えば酸素濃度計の測定点がガス設備の出入口内の外周側に偏って配置されていたりすると、たとえリークが生じていても、リークした外気が出入口の上記測定点とは反対側の外周部分に沿って流通した場合には、これを検出することができなかったり酸素濃度が実際よりも低く測定されたりするなど、酸素濃度計が配設される位置によっては大きな測定誤差が生じてしまうという問題もある。
【０００６】
本発明は、このような背景の下になされたもので、上述の排ガス処理装置やガス配管等のガス設備における外気のリークを、正確かつ定量的に、しかもきわめて安価に検出することが可能な検出方法および検出装置を提供することを第１の目的とし、さらにはリークをより確実に検出できるとともに、リークが検出された場合にガス設備のどこでリークしているかの概ねの見当をつけることも可能な検出方法および検出装置を提供することを第２の目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して、まず上記第１の目的を達成するために、本発明の検出方法は、外気との温度差を有するガスが負圧状態で流通させられるガス設備内への外気のリークを検出するガス設備における外気のリーク検出方法であって、上記ガス設備の入口側におけるガス温度Ａと、上記ガス設備の出口側におけるガス温度Ｂと、外気温度Ｃとを測定し、次式により算出される上記出口側におけるガス量を１００％としたときの外気のリーク率Ｄに基づいて当該ガス設備内への外気のリークを検出することを特徴とし、また本発明の検出装置は、外気との温度差を有するガスが負圧状態で流通させられるガス設備内への外気のリークを検出するガス設備における外気のリーク検出装置であって、上記ガス設備の入口側におけるガス温度Ａを測定する入口側ガス温度測定手段と、上記ガス設備の出口側におけるガス温度Ｂを測定する出口側ガス温度測定手段と、外気温度Ｃを測定する外気温度測定手段と、これらの温度Ａ〜Ｃから同じく次式により上記出口側におけるガス量を１００％としたときの外気のリーク率Ｄを算出する算出手段とを備えてなることを特徴とする。
【０００８】
【数３】
ここで、このようなガス設備において外気がリークしていると、上述のようにガス設備の出口側における酸素濃度が上昇するのとともに、このガス設備に入口から流入するガスと外気との温度差Ａ−Ｃにより、当該ガス設備における出入口間のガスの温度差Ａ−Ｂにも変動が生じることとなる。そして、これらのＡ−ＣとＡ−Ｂとの比率は、出口側のガス量に対するリークした外気の量の比率と等しくなるので、これを上述のようにリーク率Ｄとして算出することにより、このリーク率Ｄに基づいてガス設備への外気のリークを検出することができる。従って、このような本発明の検出方法および検出装置によれば、高価な酸素濃度計を用いることなく、外気のリークを検出してこれを定量的に管理することが可能となり、しかもガスや外気の温度測定に用いられる上記測定手段としての温度計は、ガス中のダスト成分によって測定精度が損なわれたりすることもなく、さらに例えばガス設備へのガスの流通量が変動したりしてもリーク率Ｄは変化しないため、正確な測定を行うことが可能となる。
【００１０】
また、上記第２の目的を達成するために、本発明の検出方法は上記検出方法においてさらに、少なくとも上記ガス設備の出口側のガス温度Ｂを測定するに際して、この出口側のガス温度Ｂを、上記ガスの流通方向に交差する方向にずらされた複数の測定点において測定することを特徴とし、また本発明の検出装置は上記検出装置においてさらに、少なくとも上記出口側ガス温度測定手段に、上記ガスの流通方向に交差する方向にずらされた複数の温度測定点を備えたことを特徴とする。従って、このような本発明の第２の検出方法および検出装置によれば、ガス設備内にリークした外気が上記出口内の外周側に偏って流通したとしても、この流通方向に交差する方向にずらされた複数の測定点のいずれかによって、出口側におけるガスの温度の変動を確実に測定してリークを検出することが可能となるとともに、この変動が測定された測定点の出口内における位置から、上記交差方向に関してガス設備内のどの位置でリークが生じたかの凡その見当をつけることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１ないし図５は、本発明の検出装置の一実施形態を備えたガス設備を示すものであって、当該検出装置を、銅の製錬工程における複数の転炉から排出された排ガスが流通する煙道（ガス配管）およびダストコットレル（排ガス処理装置）よりなるガス設備に適用した場合を示している。このガス設備においては、５基の上記転炉１Ａ〜１Ｅが設けられるとともに、各転炉１Ａ〜１Ｅには廃熱回収用のボイラー１ａ〜１ｅがそれぞれ付設されており、これらのボイラー１ａ〜１ｅの一端から延びるように設けられた排ガス排出用の煙道２Ａ〜２Ｅが１本の共通煙道３に連結され、さらにこの共通煙道３には６本の煙道４Ａ〜４Ｆが連結されていて、これらの煙道４Ａ〜４Ｆにそれぞれ上記ダストコットレル５Ａ〜５Ｆが連結されている。そして、これらのダストコットレル５Ａ〜５Ｆが、本実施形態の検出装置によって外気のリークを検出すべきガス設備となる。なお、これらのダストコットレル５Ａ〜５Ｆのうち図１においてダストコットレル５Ｄが破線で示されているのは、本実施形態において当該ダストコットレル５Ｄが長期停止中であるためである。
【００１２】
ここで、上記転炉１Ａ〜１Ｅのボイラー１ａ〜１ｅおよびダストコットレル５Ａ〜５Ｆに連結された上記煙道２Ａ〜２Ｅおよび煙道４Ａ〜４Ｆは、図１に示すように上記共通煙道３に沿って順に、煙道４Ａは煙道２Ａ，２Ｂ間に、また煙道４Ｂ，４Ｃは煙道２Ｂ，２Ｃ間に、煙道４Ｄ，４Ｅは煙道２Ｃ，２Ｄ間に、煙道４Ｆは煙道２Ｄ，２Ｅ間に、それぞれ共通煙道３に直交するように連結されていて、これらの煙道４Ａ〜４Ｆがガス設備としてのダストコットレル５Ａ〜５Ｆへのガスの入口とされる。なお、これらのダストコットレル５Ａ〜５Ｆは、図２ないし図４に示すように概略直方体状の箱体内に図示されない乾式の電気集塵機が備えられてガス中のダスト成分を吸着可能とされたものであって、この箱体がなす直方体の長手方向を水平にして配設されており、この箱体の長手方向において上記共通煙道３側を向く一方の端面に上記煙道４Ａ〜４Ｆがそれぞれ接続されている。また、本実施形態ではこの共通煙道３は、少なくともこれらの煙道４Ａ〜４Ｆが接続される部分の近傍においては水平に延びるようにされている。
【００１３】
一方、これらのダストコットレル５Ａ〜５Ｆのうち図１において左側に示す２つのダストコットレル５Ａ，５Ｂにおいては、その煙道４Ａ、４Ｂが接続された側とは反対の他方の端面側の上部にそれぞれベルダンパー部５ａが設けられるとともに、これらのベルダンパー部５ａ，５ａの間には、鉛直下向きに延びた後に水平方向に曲折するＬ字状の煙道６が設けられている。さらに、これらダストコットレル５Ａ，５Ｂの各ベルダンパー部５ａ，５ａの互いに対向する側面と上記煙道６の上端部との間にはそれぞれ煙道７Ａ，７Ｂが連結されており、これらの煙道７Ａ，７Ｂが本実施形態におけるガス設備としての上記ダストコットレル５Ａ，５Ｂからのガスの出口とされる。また、上記煙道６の下端部は、上記共通煙道３とは別の出口側の共通煙道８の一端に接続されるとともに、この共通煙道８には、上記ダストコットレル５Ａ〜５Ｆのうち残りのダストコットレル５Ｂ〜５Ｆの上記他方の端面から延びる煙道７Ｃ〜７Ｆが接続されており、これらの煙道７Ｃ〜７Ｆがダストコットレル５Ｃ〜５Ｆからのガスの出口とされる。
【００１４】
さらにまた、上記共通煙道８には、上記煙道６と煙道７Ｃとの間に、第１の硫酸プラント９に連結される煙道１０が接続されている一方、この共通煙道８の上記煙道６とは反対側の他端部には第２の硫酸プラント１１が連結されている。なお、これらの硫酸プラント９，１１は、上記銅の製錬工程において発生して排ガス中に含まれる亜硫酸ガス成分を回収するためのものであり、こうして亜硫酸ガス成分が回収された排ガスは、必要に応じてその他の排ガス処理が施された後、煙突から大気に放出される。
【００１５】
そして、本実施形態では、上記ダストコットレル５Ａ〜５Ｆのガスの入口、すなわち上記煙道４Ａ〜４Ｆに、それぞれその入口側ガス温度測定手段１２として複数（本実施形態では２本）の熱電対式温度計１２ａ，１２ｂが設けられている一方、該ダストコットレル５Ａ〜５Ｆのガスの出口、すなわち上記煙道７Ａ〜７Ｆには、やはりそれぞれその出口側ガス温度測定手段１３として複数（本実施形態では３本）の熱電対式温度計１３ａ〜１３ｃが設けられている。このうち、まず入口側ガス温度測定手段１２として設けられる上記熱電対式温度計１２ａ，１２ｂは、煙道４Ａ，４Ｂでは図２に示すようにその両側部から水平に対向するように挿入される一方、煙道４Ｃ〜４Ｆでは図４および図５に示すようにその上部から互いに平行に下向きに挿入されて取り付けられており、いずれも該熱電対式温度計１２ａ，１２ｂ先端の測定点同士が、煙道４Ａ〜４Ｆの長手方向に直交する１の断面内において水平方向に間隔をあけて位置するように、すなわちこれらの測定点が煙道４Ａ〜４Ｆ内におけるガスの流通方向Ｆに直交する方向にずらされるように配置されている。
【００１６】
一方、出口側ガス温度測定手段１３として設けられる上記熱電対式温度計１３ａ〜１３ｃは互いに異なる長さとされていて、ダストコットレル５Ａ，５Ｂの煙道７Ａ，７Ｂでは、該煙道７Ａ、７Ｂに直交する断面において図３に示すようにその先端の測定点が上下方向に間隔をあけて位置するように、すなわちやはりこれらの測定点が煙道７Ａ，７Ｂ内におけるガスの流通方向Ｆに直交する方向にずらされるように配置されている。また、ダストコットレル５Ｃ〜５Ｆの煙道７Ｃ〜７Ｆにおいては、このように長さの異なる熱電対式温度計１３ａ〜１３ｃが、図５に示すように短い順にガスの流通方向Ｆに並んで煙道７Ｃ〜７Ｆの上部から互いに平行に下向きに挿入されて取り付けられており、従ってこれらの熱電対式温度計１３ａ〜１３ｃの先端の測定点もまた、やはり上下方向に間隔をあけて位置して、上記流通方向Ｆに斜交する方向にずらされて配置されることとなる。なお、こうしてずらされた測定点間の上下方向の間隔は本実施形態では等間隔とされ、しかもこの上下方向中央に位置する熱電対式温度計１３ｂ先端の測定点が煙道７Ａ〜７Ｆ内でもその上下方向略中央に位置するように配設されている。
【００１７】
さらに、これら入口・出口側ガス温度測定手段１２，１３としての熱電対式温度計１２ａ，１２ｂ，１３ａ〜１３ｃは図示されないパソコン等の算出手段に接続されており、この算出手段においては、入口側ガス温度測定手段１２により測定された入口側ガス温度Ａと、出口側ガス温度測定手段１３により測定された出口側ガス温度Ｂと、さらに図示されない熱電対式温度計等の外気温度測定手段により測定されたダストコットレル５Ａ〜５Ｆ周辺の外気の温度Ｃとから、次式により各ダストコットレル５Ａ〜５Ｆの出口側におけるガス量を１００％としたときの該ダストコットレル５Ａ〜５Ｆへの外気のリーク率Ｄが算出されるように設定されている。なお、本実施形態では、それぞれ複数の熱電対式温度計１２ａ，１２ｂ，１３ａ〜１３ｃよりなる入口・出口側ガス温度測定手段１２，１３において、それぞれの熱電対式温度計１２ａ，１２ｂ，１３ａ〜１３ｃによる測定温度の平均を上記入口・出口側ガス温度Ａ，Ｂとしている。
【００１８】
【数４】
しかるに、このように構成された検出装置を用いた本発明の外気のリーク検出方法の一実施形態においては、上記入口・出口側ガス温度測定手段１２，１３により測定されるダストコットレル５Ａ〜５Ｆの入口・出口側ガス温度Ａ，Ｂと外気温度測定手段により測定される外気温度Ｃとから上記式によってリーク率Ｄを算出し、このリーク率Ｄに基づいて各ダストコットレル５Ａ〜５Ｆ内への外気のリークを検出することができる。すなわち、こうして算出されるリーク率Ｄは、転炉１Ａ〜１Ｅにおける操業状態の変化に伴う入口側ガス温度Ａの変動や外気温度Ｃの変動に関わらず、出口側のガス量に対するリークした外気の量の比率に等しくなるから、このリーク率Ｄの変動を監視しておいて、これが大きな値となったり上昇する傾向にあったりする場合には、該当するダストコットレル５Ａ〜５Ｆの外壁に孔などがあいてリークが生じたり、孔が拡大してリークが増大したりしているものと判断することができ、これによって当該ダストコットレル５Ａ〜５Ｆの使用の中断や補修工事を計画することが可能となるのである。
【００２０】
ここで、次表１は、上記実施形態の検出装置を用いて、上記ダストコットレル５Ａ〜５Ｆのうちダストコットレル５Ｆにおける入口・出口側ガス測定手段１２，１３の各熱電対式温度計１２ａ，１２ｂ，１３ａ〜１３ｃごとの入口・出口側ガス温度Ａ，Ｂおよびその平均と外気温度Ｃとを１９９９年１２月１７日〜２０００年１月３日に渡って測定し、これに基づいて各日ごとのリーク率Ｄを算出した結果を示すものであり、図６はこれを図に示したものである。ただし、各温度Ａ〜Ｃは１日の測定時間内における平均温度であり、またリーク率Ｄは上述のように複数の熱電対式温度計１２ａ，１２ｂ，１３ａ〜１３ｃによる平均の入口・出口側ガス温度Ａ，Ｂから算出した。さらに、１９９９年１２月１９日については、リーク箇所を塞ぐためにダストコットレル５Ｆへのガスの供給を停止して補修工事を行ったため、各温度Ａ〜Ｃの測定およびリーク率Ｄの算出はされていない。
【００２１】
【表１】
しかるに、これら表１および図６の結果より、補修工事（１２月１９日）の前には２０％以上であったリーク率Ｄが、補修工事後には概ね１３〜１４％に低減していることが分かる。当然、これは補修工事によりダストコットレル５Ｆ外壁の孔が塞がれて外気のリークが低減したためであるが、言い換えれば上述のようにこのリーク率Ｄが増大したり上昇傾向にあったりするときには、出口側のガス量に対するリーク量も増大しているものと判断することができ、必要に応じて補修等の適宜の処置をとることができる。
【００２３】
従って、このように上記構成の外気のリーク検出方法および検出装置によれば、まず第１に高価な酸素濃度計を用いることなく、比較的安価な熱電対式温度計１２ａ，１２ｂ，１３ａ〜１３ｃ等のガス温度測定手段１２，１３や外気温度測定手段によって外気のリークを検出することができ、しかもこれらの温度測定手段１２，１３はガス中のダスト成分が多い場合やガスの性状の変動が大きい場合でも正確な測定を行うことができるので、低廉でありながらも確実なリークの検出を図ることが可能となる。そして、さらに上記リーク検出方法および検出装置では、こうして検出された外気のリークをリーク率Ｄとして定量的に把握することが可能となるので、上述のようにこのリーク率Ｄの変動を管理することにより、新たなリークの発生やその拡大などをも検出することができ、これに応じて当該ガス設備の使用の中止や補修なども計画的に行うことが可能となって、安定的なガス設備の利用を図ることができる。
【００２４】
ところで、上記表１の補修前の１２月１７日および１８日の入口・出口側ガス温度Ａ，Ｂに着目すると、入口側ガス温度Ａは２つの熱電対式温度計１２ａ，１２ｂでほとんど差がないのに対し、出口側ガス温度Ｂはその測定点の位置が煙道７Ｆ内で下側にゆくほど低くなっており、特に煙道７Ｆの中央に位置する熱電対式温度計１３ｂ先端の測定点では、平均の出口側ガス温度Ｂに対して１０℃以上も低い温度となっている。しかるに、出口側ガス温度Ｂにこのような温度分布が生じた場合には、図５において破線で示すようにダストコットレル５Ｆに入口側の煙道４Ｆから流入したガスが層流状態を維持したまま出口側の煙道７Ｆから流れ出たものとすると、ダストコットレル５Ｆの上下方向中央部から下側に孔があいてリークが生じているものと判断することができる。そこで、補修に先立って特にダストコットレル５Ｆ外壁の上下方向中央部から下側を重点的に調べることにより外気のリークを生じさせる孔を発見することができ、これを補修によって塞いだところ、表１の１２月２０日以降の上記熱電対式温度計１３ｂにおける測定結果のように煙道７Ｆの中央部分を流通するガスの温度の上昇を認めることができ、これとともに平均の出口側ガス温度Ｂの上昇およびリーク率Ｄの低減を図ることができた。
【００２５】
このように、本実施形態の外気のリーク検出方法および検出装置においては、ガス設備であるダストコットレル５Ｆの出口側となる煙道７Ｆに、出口側ガス温度測定手段１３の複数の測定点を、該煙道７Ｆ内をガスが流通する流通方向Ｆに交差する方向（本実施形態では流通方向Ｆに斜交した上下方向）にずらして配置することにより、このガス設備内のどの位置にリークが発生しているかの凡その見当をつけることができ、これに基づいてリーク箇所を発見したり補修計画を立てたりすることができる。従って、本実施形態によれば、リーク率Ｄの増大に伴って補修を行う場合でも、より効率的な補修作業を行うことが可能となり、ガス設備が補修のために使用不可能となる期間をできるだけ短くして、当該ガス設備が設けられる各種装置の稼働率の向上を図ることができる。
【００２６】
しかも、例えば図５において出口側ガス温度測定手段１３が、その先端の測定点が煙道７Ｆ内の上側に位置する熱電対式温度計１３ａだけであったとすると、上述のように煙道７Ｆの中央部から下側をリークした外気が流通した場合にはこれを検出することができず、すなわちリークを看過してしまうおそれがあるが、これに対して本実施形態よれば、上述のように出口側ガス温度測定手段１３の複数の測定点が上記流通方向Ｆに交差する方向にずらされることにより、この交差方向においては出口側のガスの温度に偏りがあってもこれを測定することができるので、ガス設備にリークが生じた場合の検出を一層確実に行うことができるという効果も得られる。そして、このようにガス温度測定手段１３に複数の熱電対式温度計１３ａ〜１３ｃを備えるなどして、複数の測定点をずらして配置するにしても、上記構成のリーク検出方法および検出装置においては安価な熱電対式温度計等によるガス温度測定手段を採用することができるので、例えば酸素濃度計を同じように複数備えた場合などに比べ、大幅に低いコストで上記効果を得ることが可能となる。
【００２７】
なお、ここで本実施形態では、このようにダストコットレル５Ａ〜５Ｆをガス設備として、その出口側となる煙道７Ａ〜７Ｆに設けられるガス温度測定手段１３の複数の測定点をガスの流通方向Ｆに交差する上下方向にずらして配置したが、例えば上記転炉１Ａ〜１Ｅのボイラー１ａ〜１ｅからこれらダストコットレル５Ａ〜５Ｆまでの煙道２Ａ〜２Ｅ，４Ａ〜４Ｆおよび共通煙道３をガスが負圧状態で流通するガス設備としてみた場合には、上記煙道４Ａ〜４Ｆがこのガス設備の出口側となり、この場合にも、その測定点がガスの流通方向Ｆに交差する方向（ただし、この場合は水平方向）にずらされた複数の熱電対式温度計１２ａ，１２ｂを有するガス温度測定手段１２がこの出口側となる煙道４Ａ〜４Ｆに備えられることとなる。しかるに、この場合には、例えば図４に示すダストコットレル５Ｆの煙道４Ｆについてみると、該煙道４Ｆに接続される部分の近傍では共通煙道３は水平に延びるようにされていて、煙道２Ｄから共通煙道３を通って煙道４Ｆに流れ込むガスは熱電対式温度計１２ａ側を、また煙道２Ｅから共通煙道３を通って煙道４Ｆに流れ込むガスは熱電対式温度計１２ｂ側をそれぞれ通ることとなる。
【００２８】
従って、この場合には、例えば熱電対式温度計１２ａで測定されたガス温度が熱電対式温度計１２ｂで測定されたガス温度に対し、転炉１Ｄ，１Ｅのボイラー１ｄ，１ｅから排出されたガスの温度差以上の大きな温度差で低かったとすると、上記熱電対式温度計１２ａ側の煙道２Ｄから共通煙道３を通って煙道４Ｆに至るまでの間のどこかに外気のリークが生じているものと見当をつけることができ、これに基づいて補修を行うことが可能となる。なお、本実施形態ではダストコットレル５Ａ〜５Ｆの入口側の煙道４Ａ〜４Ｆに測定点が水平方向にずらされた複数の熱電対式温度計１２ａ，１２ｂを、また出口側の煙道７Ａ〜７Ｆには測定点が上下方向にずらされた複数の熱電対式温度計１３ａ〜１３ｃを、それぞれ入口・出口側ガス温度測定手段１２，１３として設けているが、特に出口側ガス温度測定手段１３においてはさらに水平方向に測定点がずらされた熱電対式温度計等の温度測定手段を備えてもよく、これにより、ダストコットレル５Ａ〜５Ｆの水平方向すなわち左右いずれの側でリークが発生しているかの見当もつけることが可能となる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の外気のリーク検出方法および検出装置によれば、比較的安価でありながら、ガスの状態に影響を受けることなく確実にガス設備への外気のリークを検出することができるとともに、これをリーク率として定量的に管理することができ、これに基づいて当該ガス設備の補修等を効率的に計画立てることができる。また、特に少なくともガス設備の出口側でのガス温度測定を、ガスの流通方向に交差する方向にずらされた複数の測定点で行うことにより、当該ガス設備のいずれの箇所でリークが生じているかを概ね見当つけることができ、一層効率的な補修を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の検出装置の一実施形態を備えたガス設備を示す平面図である。
【図２】 図１に示すガス設備のうちのダストコットレル５Ａ，５Ｂ周辺の拡大平面図である。
【図３】 図２における矢線Ｙ方向視の側面図である。
【図４】 図１に示すガス設備のうちのダストコットレル５Ｆ周辺の拡大平面図である。
【図５】 図４における矢線Ｚ方向視の側面図である。
【図６】 本発明の検出方法の一実施形態に係わる入口・出口側ガス温度Ａ，Ｂと外気温度Ｃとリーク率Ｄとを示す図である。
【符号の説明】
１Ａ〜１Ｅ 転炉
１ａ〜１ｅ ボイラー
２Ａ〜２Ｅ，４Ａ〜４Ｆ，６，７Ａ〜７Ｆ，１０ 煙道
３，８ 共通煙道
５Ａ〜５Ｆ ダストコットレル（ガス設備）
１２ 入口側ガス温度測定手段
１３ 出口側ガス温度測定手段
１２ａ，１２ｂ，１３ａ〜１３ｃ 熱電対式温度計
Ａ 入口側ガス温度
Ｂ 出口側ガス温度
Ｃ 外気温度
Ｄ リーク率
Ｆ ガスの流通方向
Claims (4)
- 外気との温度差を有するガスが負圧状態で流通させられるガス設備内への外気のリークを検出するガス設備における外気のリーク検出方法であって、上記ガス設備の入口側におけるガス温度Ａと、上記ガス設備の出口側におけるガス温度Ｂと、外気温度Ｃとを測定し、次式により算出される上記出口側におけるガス量を１００％としたときの外気のリーク率Ｄに基づいて当該ガス設備内への外気のリークを検出することを特徴とするガス設備における外気のリーク検出方法。
- 少なくとも上記ガス設備の出口側のガス温度Ｂを測定するに際して、このガス温度Ｂを、上記ガスの流通方向に交差する方向にずらされた複数の測定点において測定することを特徴とする請求項１に記載のガス設備における外気のリーク検出方法。
- 外気との温度差を有するガスが負圧状態で流通させられるガス設備内への外気のリークを検出するガス設備における外気のリーク検出装置であって、上記ガス設備の入口側におけるガス温度Ａを測定する入口側ガス温度測定手段と、上記ガス設備の出口側におけるガス温度Ｂを測定する出口側ガス温度測定手段と、外気温度Ｃを測定する外気温度測定手段と、これらの温度Ａ〜Ｃから次式により上記出口側におけるガス量を１００％としたときの外気のリーク率Ｄを算出する算出手段とを備えてなることを特徴とするガス設備における外気のリーク検出装置。
- 少なくとも上記出口側ガス温度測定手段は、上記ガスの流通方向に交差する方向にずらされた複数の温度測定点を備えていることを特徴とする請求項３に記載のガス設備における外気のリーク検出装置。
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