JP4124043B2 - 異常の報知方法およびメンテナンス方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ボイラなどの機器に関する異常の報知方法およびメンテナンス方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、たとえばボイラにおける異常の報知方法として、完全な故障に至らないように機器の状態を検出する各種センサを設け、予め定めた値を超えると故障近しとの警報（予知情報）を発するように構成したものが知られている（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００３】
たとえば、ボイラの腐食防止のための薬注装置にはその薬品タンクに薬品切れを検出するレベルセンサを設け、同センサの検出値が薬品切れを示す基準値を超えると、ボイラは予知情報を出力する。こうした予知情報を受けた顧客またはメンテナンス員は、実際は、缶体のスケールによる損傷またはボイラの腐食による寿命低下という異常へどの程度近づいているのかを知りたい。しかしながら、報知された予知情報ではそれを知ることができず、顧客またはメンテナンス員は、結局その対策に当たらざるを得ないものであった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１−１５５７９９号公報
【０００５】
この発明が解決しようとする課題は、ボイラシステムにおける薬品切れによる異常の悪化程度を容易に知ることができ、より正確な状況把握を可能とし、必要なメンテナンスを行い、不必要なメンテナンスを減少することである。
【０００６】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、ボイラと、前記ボイラへ接続され軟水器およびポンプを有する給水路と、前記給水路へ缶体腐食防止用の薬品を注入する薬注器を有する薬注路と、前記薬注器に設けた薬品タンクの薬品レベルを検出するセンサと、前記ボイラに設けた表示器と、前記センサの出力が入力され前記表示器を制御する制御器とを備えるボイラシステムであって、前記制御器は、前記センサにより薬品切れを示す基準値以下がどうかを検出する検出工程と、前記ボイラの燃焼が行われているかどうかを判定し、前記基準値以下で、かつ燃焼が行われているという条件での燃焼時間を積算する燃焼時間積算工程と、積算された積算燃焼時間が設定値以上となると前記表示器を用いて、薬品切れによる異常の警報を発する警報工程とを実行することを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この実施の形態は、ボイラなどの機器の異常報知方法およびメンテナンス方法に適用される。
【０００９】
（実施の形態１）
実施の形態１は、異常要因に関する状態値を検出する検出工程と、状態検出値が基準値以下での影響時間を積算する積算工程と、この積算工程により積算された前記影響時間により異常への悪化程度情報を報知する報知工程とを含む異常の報知方法を特徴とする。
【００１０】
この実施の形態１は、異常要因に関する前記機器などへの影響状態を経時的に把握し、当該影響状態の継続によってもたらされる機器の故障や事故の異常を予見するものである。
【００１１】
前記機器は、ボイラ，電動機などその他種々の機器を含む。前記異常要因は、前記機器をボイラとした場合、つぎのものを含む。異常を前記ボイラの缶体のスケールまたは腐食による破損とした場合、異常要因は、硬度漏れ，スケール付着，薬品切れを含む。異常を蒸気使用設備を用いて製造や処理がなされる製品の品質悪化とした場合、蒸気圧力の変動を含む。異常を缶体の煤詰まりとした場合、異常要因は、燃焼用吸気供給路のフィルタ詰まりを含む。異常を蒸気乾き度の悪化とした場合、異常要因は、ブロー操作不良を含む。さらに、異常を制御器の故障とした場合、異常要因は、制御基板の過熱を含む。このように異常とは、機器自体の異常だけではなく、機器の出力を利用する設備や機器の異常を含む。
【００１２】
この実施の形態１においては、まず前記検出工程が行われる。この検出工程は、前記異常要因に対しその状態検出に適した各種センサを設け、これらセンサにより状態値が検出される。
【００１３】
ついで、前記積算工程が行われる。この積算工程は、前記状態検出値が基準値以下での前記機器などへの影響時間を積算する。前記影響時間は、悪化影響時間または運転時間と言い換えることができ、機器をボイラとした場合は、燃焼時間となる。ボイラが高燃焼と低燃焼とを行うものにおいては、たとえば高燃焼に換算した燃焼時間とする。
【００１４】
前記積算工程に基づき、前記報知工程が行われる。この報知工程は、前記積算工程の積算値により異常への悪化程度情報を報知する。前記悪化程度情報は、異常へどの程度近づいているかの悪さ加減を意味する。前記状態検出値が基準値以下での前記積算影響時間は、実験または経験的に把握され、異常への悪化程度情報を示すことになる。
【００１５】
また、前記悪化程度情報の報知方法としては、積算時間そのものを報知する方法，積算時間を図化またはビジュアル化して報知する方法，悪化程度を複数段階に分け複数段階毎に報知する方法を含む。前記報知の手段は、表示器に表示する表示手段、紙に印刷して出力する印刷手段，音声化して報知する手段などを含む。
【００１６】
この実施の形態１によれば、機器の使用者やメンテナンス員は、異常への悪化程度情報により、より正確な状況把握が可能となり、機器および／またはその周辺機器の必要なメンテナンスを行い、不必要なメンテナンスを減少することができる。
【００１７】
つぎに、前記実施の形態１は、前記のようにつぎの実施の形態２〜７を含む。
【００１８】
（実施の形態２）
実施の形態２は、薬品切れに関する状態値を検出する検出工程と、この検出工程による状態検出値が基準値以下でのボイラの燃焼時間を積算する積算工程と、この積算工程により積算された前記ボイラの燃焼時間により異常への悪化程度情報を報知する報知工程とを含む異常の報知方法を特徴とする。
【００１９】
前記ボイラにおいては、スケール付着による缶体の破損や腐食による破損とい異常を防止するために、スケール付着防止用の薬品や缶体腐食防止用の薬品を給水に注入している。これらの薬品が切れた状態で燃焼を継続すると、最終的には、缶体の損傷という異常を招く。
【００２０】
前記実施の形態２は、この課題を解決するものであって、前記薬品の注入装置に薬品切れに関する状態値を検出する手段としての薬品のレベルセンサを設け、このレベルセンサにより薬品切れを示す基準値以下かどうかを検出する検出工程を行う。ついで、燃焼が行われているかどうかを判定し、前記基準値以下で、かつ燃焼が行われているという条件での燃焼時間を積算する燃焼時間積算工程を行う。そして、得られた積算燃焼時間は、異常への悪化程度情報であり、この悪化程度情報を報知する報知工程を行う。この報知工程は、好ましくは、積算燃焼時間が、設定値以上となると実行され、薬品切れによる異常により、何らかの対策が必要である旨の警報を発する警報工程とする。
【００２１】
（実施の形態３）
実施の形態３は、ブロー操作不良に関する状態値を検出する検出工程と、状態検出値が基準値以下でのボイラの燃焼時間を積算する積算工程と、この積算工程により積算された前記ボイラの燃焼時間により異常への悪化程度情報を報知する報知工程とを含む異常の報知方法を特徴とする。
【００２２】
前記ボイラにおいては、缶水の濃縮による蒸気乾き度の悪化という異常を防止するために、缶体の缶水を排出するブローを行うが、このブロー操作（動作）が適切に行われていない状態で燃焼を継続すると、最終的には、缶体の損傷という異常を招く。
【００２３】
前記実施の形態３は、この課題を解決するものであって、前記ブロー操作不良に関する状態値を検出する手段としてのブロー報知タイマ（高燃換算の燃焼時間を累計する）または濃縮度センサを設け、これらセンサのいずれかまたは両センサを組み合わせることにより、状態検出値がブローが適切に行われていないことを示す基準値（ブロー報知タイマの場合は、積算燃焼時間であり、濃縮度センサの場合は、電気伝導度）以下かどうかを検出する検出工程を行う。ついで、燃焼が行われているかどうかを判定し、前記基準値以下で、かつ燃焼が行われているという条件での燃焼時間を積算する燃焼時間積算工程を行う。そして、積算燃焼時間により悪化程度情報を報知する報知工程を行う。この報知工程は、好ましくは、積算燃焼時間が設定値以上となると実行され、ブロー操作が不適切であることによる異常により、何らかの対策が必要である旨の警報を発する警報工程とする。
【００２４】
（実施の形態４）
実施の形態４は、制御器の基板過熱に関する状態値を検出する検出工程と、状態検出値が基準値以下でのボイラの燃焼時間を積算する積算工程と、この積算工程により積算された前記ボイラの燃焼時間により異常への悪化程度情報を報知する報知工程とを含む異常の報知方法を特徴とする。
【００２５】
前記ボイラにおいては、ボイラの制御器の回路基板の過熱による制御器故障という異常を招く。
【００２６】
前記実施の形態４は、この課題を解決するものであって、前記基板の過熱の状態値を検出する手段としての前記基板そのものまたは前記基板の雰囲気温度を検出する温度センサを設け、この温度センサにより過熱が基準値以下かどうかを検出する検出工程を行う。ついで、燃焼が行われているかどうかを判定し、前記基準値以下で、かつ燃焼が行われているという条件での燃焼時間を積算する燃焼時間積算工程を行う。そして、積算燃焼時間により悪化程度情報を報知する報知工程を行う。この報知工程は、好ましくは、積算燃焼時間が、設定値以上となると実行され、基板の過熱による異常により、何らかの対策が必要である旨の警報を発する警報工程とする。
【００２７】
（実施の形態５）
実施の形態５は、硬度漏れに関する状態値を検出する検出工程と、状態検出値が基準値以下でのボイラの燃焼時間を積算する積算工程と、この積算工程により積算された前記ボイラの燃焼時間により異常への悪化程度情報を報知する報知工程とを含む異常の報知方法を特徴とする。
【００２８】
前記ボイラにおいては、硬度漏れが継続すると缶体の破損という異常を招く。
【００２９】
前記実施の形態５は、この課題を解決するものであって、前記ボイラの給水ラインに硬度漏れセンサを設けるか、缶体を構成する水管にスケール付着検出センサを設け、これらのセンサにより、状態検出値が薬硬度漏れかかどうかを示す基準値以下かどうかを検出する検出工程を行う。ついで、燃焼が行われているかどうかを判定し、前記基準値以下で、かつ燃焼が行われているという条件での燃焼時間を積算する燃焼時間積算工程を行う。そして、積算燃焼時間により悪化程度情報を報知する報知工程を行う。この報知工程は、好ましくは、積算燃焼時間が、設定値以上となると実行され、硬度漏れまたはスケール付着により、何らかの対策が必要である旨の警報を発する警報工程とする。
【００３０】
（実施の形態６）
実施の形態６は、供給蒸気圧の低下に関する状態値を検出する検出工程と、状態検出値が基準値以下でのボイラの燃焼時間を積算する積算工程と、この積算工程により積算された前記ボイラの燃焼時間により異常への悪化程度情報を報知する報知工程とを含む異常の報知方法を特徴とする。
【００３１】
前記ボイラにおいては、生成蒸気は、ユーザーの使用設備にて使用される。前記ボイラの蒸気圧力の変動，特に低下は、前記使用設備の製造工程，処理工程などの効率や仕上がり具合に直結する。その圧力変動が持続した場合には、製品品質の悪化を招く。
【００３２】
前記実施の形態６は、この課題を解決するものであって、前記蒸気圧力の低下に関する状態値を検出する手段としての蒸気圧力センサを設け、この圧力センサにより圧力低下を示す基準値以下かどうかを検出する検出工程を行う。ついで、燃焼が行われているかどうかを判定し、前記基準値以下で、かつ燃焼が行われているという条件での燃焼時間を積算する燃焼時間積算工程を行う。そして、積算燃焼時間により悪化程度情報を報知する報知工程を行う。この報知工程は、好ましくは、積算燃焼時間が、設定値以上となると実行され、蒸気圧力低下による異常により、何らかの対策が必要である旨の警報を発する警報工程とする。
【００３３】
（実施の形態７）
実施の形態７は、フィルタ詰まりに関するする状態値を検出する検出工程と、状態検出値が基準値以下でのボイラの燃焼時間を積算する積算工程と、この積算工程に積算された前記ボイラの燃焼時間により異常への悪化程度情報を報知する報知工程とを含む異常の報知方法を特徴とする。
【００３４】
前記ボイラにおいては、給気路に設けたフィルタが詰まると、燃焼状態が悪化し、煤の発生により燃焼停止という異常に至ることがある。
【００３５】
前記実施の形態７は、この課題を解決するものであって、前記フィルタ詰まりに関する状態値を検出する手段としての差圧センサを設け、この差圧センサによる状態検出値，すなわち前記フィルタの上流側圧力と下流側の圧力との差圧がフィルタ詰まりを示す基準値以下かどうかを検出する検出工程を行う。ついで、燃焼が行われているかどうかを判定し、前記基準値以下で、かつ燃焼が行われているという条件での燃焼時間を積算する燃焼時間積算工程を行う。そして、積算燃焼時間により悪化程度情報を報知する報知工程を行う。この報知工程は、好ましくは、積算燃焼時間が、設定値以上となると実行され、フィルタ詰まりによる異常により、何らかの対策が必要である旨の警報を発する警報工程とする。
【００３６】
さらに、この発明の実施の形態は、異常要因に関する状態値を検出する検出工程と、状態検出値が基準値以下での影響時間を積算する積算工程と、この積算工程により積算された前記影響時間により異常への悪化程度情報を報知する報知工程とを含み、前記悪化程度情報に基づき機器および／または前記機器の周辺機器のメンテナンスを行うことを特徴とするメンテナンス方法にも適用される。この実施の形態は、つぎの実施の形態８〜実施の形態１３を含む。ここでメンテナンスとは、保守，修理，点検の少なくとも一つを含む。
【００３７】
（実施の形態８）
実施の形態８は、薬品切れに関する状態値を検出する検出工程と、状態検出値が基準値以下でのボイラの燃焼時間を積算する積算工程と、この積算工程により積算された前記ボイラの燃焼時間による異常への悪化程度情報を報知する報知工程とを含み、前記悪化程度情報に基づき機器および／または周辺機器のメンテナンスを行うメンテナンス方法を特徴とする。
【００３８】
（ 実施の形態９ ）
実施の形態９ は、ブロー操作不良に関する状態値を検出する検出工程と、状態検出値が基準値以下でのボイラの燃焼時間を積算する積算工程と、この積算工程により積算された前記ボイラの燃焼時間により異常への悪化程度情報を報知する報知工程とを含み、前記悪化程度情報に基づき機器および／または周辺機器のメンテナンスを行うメンテナンス方法を特徴とする。
【００３９】
（実施の形態１０）
実施の形態１０は、制御器の基板過熱に関する状態値を検出する検出工程と、状態検出値が基準値以下でのボイラの燃焼時間を積算する積算工程と、この積算工程により積算された前記ボイラの燃焼時間により異常への悪化程度情報を報知する報知工程とを含み、前記悪化程度情報に基づき機器および／または周辺機器のメンテナンスを行うメンテナンス方法を特徴とする。
【００４０】
（実施の形態１１）
実施の形態１１は、硬度漏れに関する状態値を検出する検出工程と、状態検出値が基準値以下でのボイラの燃焼時間を積算する積算工程と、この積算工程に積算された前記ボイラの燃焼時間により異常への悪化程度情報を報知する報知工程とを含み、前記悪化程度情報に基づき機器および／または周辺機器のメンテナンスを行うメンテナンス方法を特徴とする。
【００４１】
（実施の形態１２）
実施の形態１２は、供給蒸気圧の低下に関する状態値を検出する検出工程と、状態検出値が基準値以下でのボイラの燃焼時間を積算する積算工程と、この積算工程により積算された前記ボイラの燃焼時間により異常への悪化程度情報を報知する報知工程とを含み、前記悪化程度情報に基づき機器および／または周辺機器のメンテナンスを行うメンテナンス方法を特徴とする。
【００４２】
（実施の形態１３）
実施の形態１３は、フィルタ詰まりに関するする状態値を検出する検出工程と、状態検出値が基準値以下でのボイラの燃焼時間を積算する積算工程と、この積算工程により積算された前記ボイラの燃焼時間により異常への悪化程度情報を報知する報知工程とを含み、前記悪化程度情報に基づき機器および／または周辺機器のメンテナンスを行うメンテナンス方法を特徴とする。
【００４３】
前記実施の形態８〜前記実施の形態１３によれば、異常への悪化程度情報を知った顧客またはメンテナンス員は、前記機器および／またはまたは軟水器や薬注器などの前記機器の周辺機器に対し必要なメンテナンスを行う。
【００４４】
【実施例】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明を実施したボイラシステムの一実施例の概略構成図であり、図２は、同実施例の異常の報知方法を説明するフローチャート図である。
【００４５】
図１に示すように、前記一実施例のボイラシステムは、蒸気ボイラ（以下、単にボイラという。）１と、燃料制御の第一弁２を有する燃料供給路３と、送風機４を有する燃焼用空気供給路５と、軟水器６およびポンプ７を有する給水路８と、ブロー制御用の第二弁９を有し、缶体（図示省略）の缶水をブロー（排水）するための排水路１０と、前記給水路８へ缶体腐食防止用の薬品（液体）を注入する薬注器１１を有する薬注路１２を含む。
【００４６】
前記燃焼用空気供給路５には、フィルタ（図示省略）が備えられ、同フィルタの詰まりを検出する第一センサ１３が、前記給水路８の軟水器６の下流側には硬度漏れを検出する第二センサ１４が、前記薬注器１１には、薬品タンク（図示省略）の薬品レベルを検出する第三センサ１５が、前記缶体には缶水の濃縮度を検出する第四センサ１６がそれぞれ備えられる。
【００４７】
前記第一センサ１３〜第四センサ１６の出力は、制御器１７へ入力され、同制御器１７に格納された制御手順により、前記第一弁２、第二弁９，送風機４，ポンプ７，前記ボイラ１に設けた表示器１８を制御する。前記制御器１７は、制御基板（図示省略）の温度を検出する第五センサ１９を有し、このセンサの出力も前記制御器１７へ入力される。前記第一センサ１３〜第五センサ１９は、公知の構成のものが用いられる。
【００４８】
前記構成の実施例の動作を図２のフローチャートに従い説明する。いま、前記ボイラ１が運転開始されているとする。図２において、前記第一センサ１３がフィルタ詰まりを示す基準値以下かどうかをステップＳ１（以下、ステップＳＮを単にＳＮという。）にて判定する。ここでＮＯが判定されると、処理はＳ１へ戻る。
【００４９】
Ｓ１にて、ＹＥＳが判定されると、処理がＳ５へ移行して、前記フィルタの点検が必要なことを報知する。同時に、処理がＳ２へ移行し、燃焼が行われているかどうかを判定する。Ｓ２でＮＯが判定されると、Ｓ１へ戻り、ＹＥＳが判定されると処理は、Ｓ３へ移行する。
【００５０】
Ｓ３では、Ｓ２による基準値以下の条件下におけるボイラの燃焼時間を積算する。この積算は、たとえばアナログタイマを用いて、同タイマに通電することにより積算する。この積算のリセットは、異常要因による悪化状態が元の状態へ、復元された時に、手動により行うものとする。
【００５１】
Ｓ４にて、設定されたしきい値，たとえば高燃焼積算時間で１０時間を超えると、Ｓ５へ移行する。Ｓ５では、前記表示器１８にて、フィルタ詰まりによるボイラの異常への悪化程度情報，すなわち悪さ加減を示す、たとえば「缶体の煤詰まりにご注意ください。」などを表示して警報する。
【００５２】
こうした警報により、より正確な状況把握が可能となり、必要なメンテナンスを行い、不必要なメンテナンスを減少することができる。
【００５３】
以上、前記第一センサ１３について説明したが、他のセンサ１４，１５，１９についても、図２と同様な処理により、それぞれのセンサによる状態値検出に基づき異常への悪化程度情報が報知される。それぞれの処理において、図２のＳ１の基準値およびＳ４のしきい値が各センサ毎に設定される。
【００５４】
本発明は、前記実施例に限定されるものではない。前記前記実施例では、前記第一センサ１３〜第五センサ１９の全てについて、図２の処理を行うよう構成しているが、いずれか一つのセンサ、または複数のセンサについて図２のような異常の予見のための処理を行うように構成することができる。さらに、他のセンサを設けて、予見処理を行うように構成することができる。
【００５５】
この発明によれば、ボイラシステムにおける薬品切れによる異常の悪化程度を容易に知ることができ、より正確な状況把握を可能とし、必要なメンテナンスを行い、不必要なメンテナンスを減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例のボイラシステムの構成を示す図である。
【図２】同実施例の制御手順を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１ ボイラ
１３ 第一センサ
１４ 第二センサ
１５ 第三センサ
１６ 第四センサ
１９ 第五センサ
１７ 制御器

Claims (1)

1. ボイラ１と、前記ボイラ１へ接続され軟水器６およびポンプを有する給水路８と、前記給水路８へ缶体腐食防止用の薬品を注入する薬注器１１を有する薬注路１２と、前記薬注器１１に設けた薬品タンクの薬品レベルを検出するセンサ１５と、前記ボイラ１に設けた表示器１８と、前記センサ１５の出力が入力され前記表示器１８を制御する制御器１７とを備えるボイラシステムであって、
   前記制御器１７は、前記センサ１５により薬品切れを示す基準値以下がどうかを検出する検出工程と、前記ボイラ１の燃焼が行われているかどうかを判定し、前記基準値以下で、かつ燃焼が行われているという条件での燃焼時間を積算する燃焼時間積算工程と、
   積算された積算燃焼時間が設定値以上となると前記表示器１８を用いて、薬品切れによる異常の警報を発する警報工程とを実行することを特徴とするボイラシステム。

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