JP4963907B2 - ボイラーチューブリーク診断方法 - Google Patents
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Description
本発明は、火力発電所で使用されているボイラーにおける運転中の配管からの漏れ、すなわち、チューブリークとそのチューブリークが発生した箇所とを自動的に検出してボイラー停止の緊急度を判定することができるボイラーチューブリーク診断方法に関するものである。
従来、火力発電所で使用されているボイラーにおいては、そのボイラーの外側と内側とに無数の配管すなわちチューブが張り巡らされており、きわめて複雑な形状をしている。このようなボイラーは、一般的には大型のものであり、熱疲労や異物による磨耗等の原因により複雑なチューブのいずかの箇所から漏洩、すなわち、チューブリークが発生することがある。この現象の原因としては、熱疲労が最も大きな原因であると考えられるが、石炭系のボイラーにおいては、固形物が異物となってチューブリークの原因になることもある。このようなチューブリーク発生時には、大事故になる可能性から回避するために可及的速やかにボイラーの運転を停止する必要性があり、従来は、熟達者による判断に基づいて主導操作によりボイラー運転停止操作を行っている。
チューブリークの発生時の対策としては、基本的には、ボイラーの運転停止を行うことであるが、給電の状況が重負荷時である場合などは、ある程度の継続運転を行うことが要望される場合もある。しかしながら、ボイラーの蒸気圧はきわめて高く、リークの状況によっては、速やかに停止させなければならない場合もある。このような状況の判断基準は、給水調節弁、復水調節弁の開度がいっぱいでコントロールが不能になるか否かということであるが、ボイラーの運転を継続するか停止するかの判断は、プラントの動作経済性を重視するか危険防止を重視するかと言う互いに相反する要請から正確な判断を行わなければならない重要事項である。
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ボイラーのチューブリークの現象を的確に判定し、しかも、その程度を認定することによりボイラーの運転継続が可能であるか即時停止すべきかを判定することができるボイラーチューブリーク診断方法を提供することを目的とする。
本発明は、ボイラーのチューブリーク時に発生する、チューブのアンバランスな横揺れ、異音（リーク音）、給水流量の増加、補給水流量の増加、給水流量・蒸気流量の偏差増大、燃焼状態の変化、排ガスＯ ２ の左右偏差、各ドラフトの変化、メタル温度の上昇、放射形加熱器の１次過熱器及び２次過熱器スプレイ前各蒸気温度左右偏差発生、ＥＰトリップ、煙突からの白煙発生、及び燃料流量の増大という各現象について、それぞれの現象毎に設定されたチューブリークと認められる境界値を超えたか否かを観察する工程と、前記境界値を超えた前記現象について、前記ボイラーを即時停止させるべきレベルであるか停止まで時間的許容度があるレベルであるかの観点から個々の前記現象毎に設定された基準値を超えたか否かを観察する工程と、よりなるボイラーチューブリーク診断方法である。
本発明によれば、ボイラーのチューブリークの現象を的確に判定し、しかも、その程度を認定することによりボイラーの運転継続が可能であるか即時停止すべきかを判定することができるものである。
本発明の実施の態様を図面に基づいて説明する。まず、図１に示すものは、一般的に発電所で使用されているボイラーであり、このボイラーの火炉１の内部と外周部分とには、極めて多数の配管２、すなわち、チューブが張り巡らされている。これらの配管２は、図示しない給水調節弁、復水調節弁を介して給水経路や復水経路に接続されている。
このようなボイラーの運転時において、チューブリークが発生することがあり、そのリークの原因により様々な現象が発生する。このチューブリークの現象としては次のようなものがある。
＜チューブリーク時の現象＞
１．チューブのアンバランスな横揺れ
２．異音（リーク音）
３．給水流量の増加
４．補給水流量の増加
５．給水流量・蒸気流量の偏差増大
６．燃焼状態の変化
７．排ガスＯ２の左右偏差
８．各ドラフトの変化
９．メタル温度の上昇
１０．放射形加熱器、１次過熱器、２次過熱器スプレイ前各蒸気温度左右偏差発生
１１．ＥＰトリップ
１２．煙突からの白煙発生
１３．燃料流量の増大
このようなボイラーのチューブリーク時に発生する現象を網羅してそれぞれの現象毎にチューブリークと認められる境界値を設定するチューブリーク認否手段が設定されている。たとえば、給水量が増えたり、煙突から白煙が立ち上ったり、シューというような大きな音がしたり、振動が発生したりする予兆があり、前述の１〜１３の各項目毎にチューブリークであると認定される境界値が設定される。このチューブリーク認否手段によりボイラーのチューブリーク発生と認定された箇所を表示及び警告するチューブリーク発生箇所表示警告手段が設けられている。そして、前記チューブリーク認否手段により認定されたチューブリーク発生の度合いがチューブリークの各現象毎に設定された基準値を超えたか否かを判定するチューブリーク確定手段が設けられ、このチューブリーク確定手段によりチューブリークと確定された現象が即時停止のレベルであるか停止までの時間的許容度があるか否かを認定する停止緊急度判定手段が設けられている。
＜チューブリーク時の現象＞
１．チューブのアンバランスな横揺れ
２．異音（リーク音）
３．給水流量の増加
４．補給水流量の増加
５．給水流量・蒸気流量の偏差増大
６．燃焼状態の変化
７．排ガスＯ２の左右偏差
８．各ドラフトの変化
９．メタル温度の上昇
１０．放射形加熱器、１次過熱器、２次過熱器スプレイ前各蒸気温度左右偏差発生
１１．ＥＰトリップ
１２．煙突からの白煙発生
１３．燃料流量の増大
このようなボイラーのチューブリーク時に発生する現象を網羅してそれぞれの現象毎にチューブリークと認められる境界値を設定するチューブリーク認否手段が設定されている。たとえば、給水量が増えたり、煙突から白煙が立ち上ったり、シューというような大きな音がしたり、振動が発生したりする予兆があり、前述の１〜１３の各項目毎にチューブリークであると認定される境界値が設定される。このチューブリーク認否手段によりボイラーのチューブリーク発生と認定された箇所を表示及び警告するチューブリーク発生箇所表示警告手段が設けられている。そして、前記チューブリーク認否手段により認定されたチューブリーク発生の度合いがチューブリークの各現象毎に設定された基準値を超えたか否かを判定するチューブリーク確定手段が設けられ、このチューブリーク確定手段によりチューブリークと確定された現象が即時停止のレベルであるか停止までの時間的許容度があるか否かを認定する停止緊急度判定手段が設けられている。
なお、チューブリークの原因としては、次のようなものがある。
＜チューブリークの原因＞
ａ．ＳＵＳスケール閉鎖によるチューブの過熱
ｂ．ドレン滞留によるチューブの過熱
ｃ．制限値を大幅に上まわる急激なメタル温度変化
ｄ．異常燃焼によるチューブの過熱
ｅ．チューブの腐食、減肉
ｆ．チューブ工作上の欠陥
このような原因に基づくチューブリークが発生した際の処置は、停止緊急度判定手段の判定結果に応じて次のような処置が実行される。
＜チューブリーク時の処置＞
（１）漏洩量が少量の場合
ａ．当直長に連絡（関係各所に連絡）
ｂ．設置されている他のボイラーを起動する
ｃ．当直長指示により停止操作を行う（計算機によるボイラー冷却停止）
（２）漏洩量が多量の場合
ａ．当直長に連絡（関係各所に連絡）
ｂ．設置されている他のボイラーを起動する
ｃ．当直長指示により緊急負荷降下を行い、停止操作する（下記の＜停止操作＞参照）
また、給電の要請状況が重負荷期であれば、プラント停止までにどれくらい負荷を取り続けられるかの状況判断も必要である。この状況判断において、漏洩量が少量であり、多少の時間内であれば運転を継続可能である場合には、限界時間内において運転を継続する。この場合、給水調節弁、復水調節弁の開度がいっぱいでコントロール不能状態にならないように管理する。コントロールできない場合には、負荷下げ停止の順序でプラントを安定に停止させる。
＜チューブリークの原因＞
ａ．ＳＵＳスケール閉鎖によるチューブの過熱
ｂ．ドレン滞留によるチューブの過熱
ｃ．制限値を大幅に上まわる急激なメタル温度変化
ｄ．異常燃焼によるチューブの過熱
ｅ．チューブの腐食、減肉
ｆ．チューブ工作上の欠陥
このような原因に基づくチューブリークが発生した際の処置は、停止緊急度判定手段の判定結果に応じて次のような処置が実行される。
＜チューブリーク時の処置＞
（１）漏洩量が少量の場合
ａ．当直長に連絡（関係各所に連絡）
ｂ．設置されている他のボイラーを起動する
ｃ．当直長指示により停止操作を行う（計算機によるボイラー冷却停止）
（２）漏洩量が多量の場合
ａ．当直長に連絡（関係各所に連絡）
ｂ．設置されている他のボイラーを起動する
ｃ．当直長指示により緊急負荷降下を行い、停止操作する（下記の＜停止操作＞参照）
また、給電の要請状況が重負荷期であれば、プラント停止までにどれくらい負荷を取り続けられるかの状況判断も必要である。この状況判断において、漏洩量が少量であり、多少の時間内であれば運転を継続可能である場合には、限界時間内において運転を継続する。この場合、給水調節弁、復水調節弁の開度がいっぱいでコントロール不能状態にならないように管理する。コントロールできない場合には、負荷下げ停止の順序でプラントを安定に停止させる。
つぎに、前述の＜チューブリーク時の処置＞において、漏洩量が多量の場合であって停止操作を必要とする場合の手順は次の通りである。
＜停止操作＞
１．ユニット安定操作
ａ．Ａ／Ｂ．ＢＦＰ給水流量・ドラムレベルを確認する
（Ａ／Ｂ．ＢＦＰ定格 ６７０ｔ／ｈ）
ｂ．Ｍ−ＢＦＰを起動する
（Ｍ−ＢＦＰ定格 ３３５ｔ／ｈ）
ｃ．場合によっては、Ｍ−ＢＦＰを手動でサービスインさせる
２．緊急負荷降下操作
ａ．出力変化率セット変更する
（３７５〜１６０ＭＷ ２２ＭＷ／分
１６０〜１２０ＭＷ １１ＭＷ／分）
但し、ドラムレベル・復水器レベルがキープできない場合は、６５Ｍ手動操作にて負荷降下させる。
ｂ．主蒸気圧力セットを下げる
１６．５７→１２．７Ｍｐａ
３．負荷１２０ＭＷで１台目Ｔ−ＢＦＰ停止操作
ａ．停止側のＢＦＰ・ＭＧＵｓ／ｓを手動にし減操作する
ｂ．運転側のＴ・ＢＦＰ給水流量・ＭＧＵ開度に注意しながらＭ−ＢＦＰを手動にてサービスインさせる（手動にて３３０ｔ／ｈ）
ｃ．停止側のＢＦＰ−Ｔ４５００ｒｐｍにてＢＦＰＴ抽気系統停止マスタを計算機除外にて起動する
ｄ．ＢＦＰＴ抽気系統停止マスタ完了後に手動にてＢＦＰ・Ｔトリップする
（Ｔ・ＢＦＰ−ＢＰ停止確認）
４．負荷１２０ＭＷ→５０ＭＷまで負荷降下し、２台目Ｔ−ＢＦＰ停止操作
ａ．負荷８０ＭＷ〜５０ＭＷ付近で運転中のＴ−ＢＦＰの給水流量・過熱防止弁を確認する（Ｍ−ＢＦＰ手動で３３０Ｔ／Ｈ一定）
ｂ．運転中のＴ−ＢＦＰ過熱防止弁が開いていたらＭＧＵを手動にとり、ゆっくり減操作を行い、回転数を４５００ｒｐｍにする（ドラムレベル注意）
ｃ．高圧抽気系統停止マスタを計算機除外にて起動する
ｄ．高圧抽気系統停止マスタ完了にてＢＦＰ−Ｔを手動にてトリップする（Ｔ・ＢＦＰ−ＢＰ停止を確認）
ｅ．所内切替を実施する
５．解列操作
ａ．負荷５０ＭＷ→２０ＭＷへ負荷降下する
ｂ．低圧抽気系統停止マスタを計算機除外にて起動する
ｃ．負荷２０ＭＷにて６５Ｍを手動で減操作する
ｄ．負荷１５ＭＷ以下にて主変２次遮断機を切操作する
ｅ．界磁遮断機（４１Ｅ）切操作する
ｆ．タービントリップする（ＡＯＰ運転確認）
ｇ．遮断機を切操作する
ｈ．全バーナ消化操作をする
ｉ．タービン回転数≦２８００ｒｐｍ以下にて真空破壊マスタを計算機外にて起動する
６．補機停止操作
ａ．ＭＦＴ動作を確認する
ｂ．計算機自動化コンソールを除外し、自動とする
ｃ．運転モード選択を「冷却停止」ＰＢ ＯＮする
ｄ．各系統マスタ入操作する
ｅ．補機停止フリッカ確認後、選択実行する
ｆ．以降、通常冷却停止
このように本発明の実施の態様によれば、ボイラーのチューブリーク時に発生する現象を網羅してそれぞれの現象毎にチューブリークと認められる境界値をチューブリーク認否手段により設定することができ、このチューブリーク認否手段によりボイラーのチューブリーク発生と認定された箇所をチューブリーク発生箇所表示警告手段により表示及び警告することができ、チューブリーク確定手段により前記チューブリーク認否手段により認定されたチューブリーク発生の度合いがチューブリークの各現象毎に設定された基準値を超えたか否かを判定し、停止緊急度判定手段により前記チューブリーク確定手段でチューブリークと確定された現象が即時停止のレベルであるか停止までの時間的許容度があるか否かを認定するようにしたので、ボイラーのチューブリークの現象を的確に判定し、しかも、その程度を認定することによりボイラーの運転継続が可能であるか即時停止すべきかを判定することができるものである。
＜停止操作＞
１．ユニット安定操作
ａ．Ａ／Ｂ．ＢＦＰ給水流量・ドラムレベルを確認する
（Ａ／Ｂ．ＢＦＰ定格 ６７０ｔ／ｈ）
ｂ．Ｍ−ＢＦＰを起動する
（Ｍ−ＢＦＰ定格 ３３５ｔ／ｈ）
ｃ．場合によっては、Ｍ−ＢＦＰを手動でサービスインさせる
２．緊急負荷降下操作
ａ．出力変化率セット変更する
（３７５〜１６０ＭＷ ２２ＭＷ／分
１６０〜１２０ＭＷ １１ＭＷ／分）
但し、ドラムレベル・復水器レベルがキープできない場合は、６５Ｍ手動操作にて負荷降下させる。
ｂ．主蒸気圧力セットを下げる
１６．５７→１２．７Ｍｐａ
３．負荷１２０ＭＷで１台目Ｔ−ＢＦＰ停止操作
ａ．停止側のＢＦＰ・ＭＧＵｓ／ｓを手動にし減操作する
ｂ．運転側のＴ・ＢＦＰ給水流量・ＭＧＵ開度に注意しながらＭ−ＢＦＰを手動にてサービスインさせる（手動にて３３０ｔ／ｈ）
ｃ．停止側のＢＦＰ−Ｔ４５００ｒｐｍにてＢＦＰＴ抽気系統停止マスタを計算機除外にて起動する
ｄ．ＢＦＰＴ抽気系統停止マスタ完了後に手動にてＢＦＰ・Ｔトリップする
（Ｔ・ＢＦＰ−ＢＰ停止確認）
４．負荷１２０ＭＷ→５０ＭＷまで負荷降下し、２台目Ｔ−ＢＦＰ停止操作
ａ．負荷８０ＭＷ〜５０ＭＷ付近で運転中のＴ−ＢＦＰの給水流量・過熱防止弁を確認する（Ｍ−ＢＦＰ手動で３３０Ｔ／Ｈ一定）
ｂ．運転中のＴ−ＢＦＰ過熱防止弁が開いていたらＭＧＵを手動にとり、ゆっくり減操作を行い、回転数を４５００ｒｐｍにする（ドラムレベル注意）
ｃ．高圧抽気系統停止マスタを計算機除外にて起動する
ｄ．高圧抽気系統停止マスタ完了にてＢＦＰ−Ｔを手動にてトリップする（Ｔ・ＢＦＰ−ＢＰ停止を確認）
ｅ．所内切替を実施する
５．解列操作
ａ．負荷５０ＭＷ→２０ＭＷへ負荷降下する
ｂ．低圧抽気系統停止マスタを計算機除外にて起動する
ｃ．負荷２０ＭＷにて６５Ｍを手動で減操作する
ｄ．負荷１５ＭＷ以下にて主変２次遮断機を切操作する
ｅ．界磁遮断機（４１Ｅ）切操作する
ｆ．タービントリップする（ＡＯＰ運転確認）
ｇ．遮断機を切操作する
ｈ．全バーナ消化操作をする
ｉ．タービン回転数≦２８００ｒｐｍ以下にて真空破壊マスタを計算機外にて起動する
６．補機停止操作
ａ．ＭＦＴ動作を確認する
ｂ．計算機自動化コンソールを除外し、自動とする
ｃ．運転モード選択を「冷却停止」ＰＢ ＯＮする
ｄ．各系統マスタ入操作する
ｅ．補機停止フリッカ確認後、選択実行する
ｆ．以降、通常冷却停止
このように本発明の実施の態様によれば、ボイラーのチューブリーク時に発生する現象を網羅してそれぞれの現象毎にチューブリークと認められる境界値をチューブリーク認否手段により設定することができ、このチューブリーク認否手段によりボイラーのチューブリーク発生と認定された箇所をチューブリーク発生箇所表示警告手段により表示及び警告することができ、チューブリーク確定手段により前記チューブリーク認否手段により認定されたチューブリーク発生の度合いがチューブリークの各現象毎に設定された基準値を超えたか否かを判定し、停止緊急度判定手段により前記チューブリーク確定手段でチューブリークと確定された現象が即時停止のレベルであるか停止までの時間的許容度があるか否かを認定するようにしたので、ボイラーのチューブリークの現象を的確に判定し、しかも、その程度を認定することによりボイラーの運転継続が可能であるか即時停止すべきかを判定することができるものである。
なお、前述のようなボイラーのチューブリークが発生する頻度は極めて低いものである。すなわち、一般的に発電所において使用されているボイラーは、設置後に定期的な検査が一年若しくは数年の頻度で実施されるものであり、この定期検査において、チューブリークが起きるであろうと予想される部分に関しては、使用された運転時間を加味しながらリークが発生し易い所を予想してチューブ切断若しくは交換をしている。そのため、実際の運行において、チューブリークが発生する頻度は極めて稀であるにも係わらず、前述の実施の態様のような対策を講じることは、万一、チューブリークが発生した場合の弊害が極めて大きいものであり、また、発電量低下等の不慮の事故は、公共性に悖ることになり、極力排斥しなければならない性質のものであるため、事故発生の頻度が低くても万全の対策を講じておくことが要望されているという社会的要請に答えるための処置である。
２ 配管
Claims (1)
- ボイラーのチューブリーク時に発生する、チューブのアンバランスな横揺れ、異音（リーク音）、給水流量の増加、補給水流量の増加、給水流量・蒸気流量の偏差増大、燃焼状態の変化、排ガスＯ ２ の左右偏差、各ドラフトの変化、メタル温度の上昇、放射形加熱器の１次過熱器及び２次過熱器スプレイ前各蒸気温度左右偏差発生、ＥＰトリップ、煙突からの白煙発生、及び燃料流量の増大という各現象について、それぞれの現象毎に設定されたチューブリークと認められる境界値を超えたか否かを観察する工程と、
前記境界値を超えた前記現象について、前記ボイラーを即時停止させるべきレベルであるか停止まで時間的許容度があるレベルであるかの観点から個々の前記現象毎に設定された基準値を超えたか否かを観察する工程と、
よりなることを特徴とするボイラーチューブリーク診断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006245112A JP4963907B2 (ja) | 2006-09-11 | 2006-09-11 | ボイラーチューブリーク診断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006245112A JP4963907B2 (ja) | 2006-09-11 | 2006-09-11 | ボイラーチューブリーク診断方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008064412A JP2008064412A (ja) | 2008-03-21 |
| JP4963907B2 true JP4963907B2 (ja) | 2012-06-27 |
Family
ID=39287285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006245112A Active JP4963907B2 (ja) | 2006-09-11 | 2006-09-11 | ボイラーチューブリーク診断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4963907B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
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| JP6037954B2 (ja) * | 2013-06-26 | 2016-12-07 | 株式会社日立製作所 | ボイラチューブリーク検出装置、ボイラチューブリーク検出方法、並びにこれらを用いたデータ監視センタ、情報提供サービス、ボイラプラント。 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS57150703A (en) * | 1981-03-13 | 1982-09-17 | Hitachi Ltd | Load controller for waste heat recovery type compound cycle plant |
| JPS63269032A (ja) * | 1987-04-27 | 1988-11-07 | Babcock Hitachi Kk | 蒸気リ−ク検出装置 |
| JPH0473501A (ja) * | 1990-07-12 | 1992-03-09 | Toshiba Corp | 自然循環形排熱回収ボイラ |
| JPH07248274A (ja) * | 1994-03-09 | 1995-09-26 | Babcock Hitachi Kk | チューブリーク位置検出装置 |
| JPH08285210A (ja) * | 1995-04-07 | 1996-11-01 | Nippon Steel Corp | コークス乾式消火設備のボイラ伝熱管異常検知方法 |
| JP3493565B2 (ja) * | 1996-02-22 | 2004-02-03 | バブコック日立株式会社 | チューブリーク位置検出方法 |
| JP3952730B2 (ja) * | 2001-10-18 | 2007-08-01 | 川重冷熱工業株式会社 | ボイラ給水制御系を利用した缶水濃縮検出方法および検出制御装置 |
-
2006
- 2006-09-11 JP JP2006245112A patent/JP4963907B2/ja active Active
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2008064412A (ja) | 2008-03-21 |
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