JP5946976B2 - 流体使用設備管理方法、又は、流体使用設備管理システム - Google Patents
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Description
(1)蒸気システムがドレン排出に問題を抱えている場合の一例として、蒸気系内からドレンを適切かつ速やかに排出すべき個所(ドレン排出箇所:Condensate Discharge Location:CDL(登録商標))の特性に応じた最適な型式の蒸気トラップが選定されていない場合が考えられる。例えば、ドレンを溜めてはいけない蒸気使用機器や蒸気主管に温調トラップ(蒸気トラップの型式の一つで、ドレンを滞留させることにより温調を行う蒸気トラップ)を使用している場合がこれに該当する。
流体として少なくとも蒸気を用い、少なくとも蒸気を発生させるのに、第1燃料と、燃料機器により精製する第2燃料の一部と、前記燃料機器の運転において生じた廃熱と、を用いて蒸気を発生させる流体使用設備の各所に設置した検出器の検出情報に基づき、前記流体使用設備における流体使用機器として、前記燃料機器の作動状態を監視するとともに、ドレントラップの作動状態を監視し、
前記流体使用設備におけるエネルギーバランスとして、少なくとも、前記燃料機器で精製される前記第2燃料の燃料量と蒸気の発生に使用される前記第2燃料の燃料量とに基づいて演算される燃料バランスと、蒸気の発生に用いる前記第1及び第2燃料の燃料使用量を含む蒸気の発生に使用される総燃料使用量に基づき蒸気の発生に使用される総燃料費を求め、前記流体使用設備における総蒸気発生量を前記総燃料費で除算した蒸気発生コストと、を演算し、
この監視結果と前記エネルギーバランスの演算結果とに基づいて前記流体使用設備の運転状態を最適化する。
さらに、この構成では、ハードとしての蒸気使用機器及び蒸気トラップの監視結果に加え、蒸気使用設備におけるエネルギーバランスを演算して、エネルギーといういわばソフトの面から蒸気システム全体の「視える化」を図る。これにより、例えば、ハードとしての蒸気使用機器及び蒸気トラップの監視結果では蒸気使用設備の運転状態は正常の範囲内にあるのに、ソフトとしてのエネルギーバランスの演算結果で十分な結果が得られない場合には、蒸気使用機器や蒸気トラップの型式や配置、配管レイアウトに何らかの問題があるのではないかという気づきになる。また、ソフトとしてのエネルギーバランスの演算結果から求めた理想的なエネルギーバランスを実現するための改善点を、ハードとしての蒸気使用機器や蒸気トラップの監視結果である蒸気使用設備の細部の具体的情報を用いることで明確なものにできる。このように、蒸気使用設備の運転状態をハード・ソフトの両面から相補的に判断することで、蒸気システムに内包された問題及び改善点を一層明確にできて、蒸気使用設備の運転状態を効果的に最適化できる。
またさらに、この構成によれば、流体使用設備の一種である蒸気使用設備において、例えば石油化学プラントなど、製品として出荷可能な状態にある燃料の一部を蒸気の発生に用いる蒸気使用設備において、演算されるエネルギーバランスが燃料バランス(つまり、生成した燃料のうちどれだけ蒸気使用設備の運転に使用し、どれだけ出荷するかのバランス)を含むから、例えば、蒸気使用設備の蒸気使用状況などの運転状況に対する燃料の出荷量・売上高のバランスから蒸気使用設備の運転状況を把握することができ、これにより、蒸気使用設備の運転状態を一層効果的に最適化できる。
特に、エネルギーバランスとして燃料バランスを含む方法と組み合わせることにより、蒸気使用設備における省蒸気の効果と、省蒸気に伴い蒸気の発生に使用される燃料量が減少して燃料の出荷量・売上高が増加する効果とを同時に把握することができ、これにより、蒸気使用設備の運転状態を一層効果的に最適化できる。
流体使用設備の各所に配置した検出器と、
前記検出情報に基づき前記流体使用設備における流体使用機器の作動状態及びドレントラップの作動状態を監視する監視部と、前記流体使用設備におけるエネルギーバランスをシミュレートするシミュレート部とを備える管理手段と、を備える。
このようなドレン排出評価情報Icにより、蒸気トラップ3の作動状態を含めたドレン排出の面で蒸気システムを「視える化」する。
例えば、図5は蒸気使用機器としての第1中高圧タービン23の用途の1つを示す第1中高圧タービン23まわりの構成図である。この第1中高圧タービン23まわりでは液体燃料の生成が行われる。
この中圧タービン29まわりでは廃熱ボイラー18〜21,28,31への蒸気発生用の水の供給が行われる。
(1)蒸気入口路51の圧力計63及び流量計69、蒸気出口路52の圧力計64、燃料ガス供給路53の圧力計65、液体燃料供給路54の圧力計66及び流量計70、第1中高圧蒸気タービン23の回転数計71からの検出情報に基づいて第1中高圧蒸気タービン23及びコンプレッサー50の動作を確認する
(2)潤滑油供給路59の圧力計67からの検出情報に基づいてモータポンプ57の動作を確認する
(3)タービンポンプ56の稼働時における潤滑油供給路の圧力計68からの検出情報に基づいてタービンポンプ56の動作を確認する
(4)モーター58の温度振動センサ72からの検出信号に基づいてモーター58の動作を確認する
(5)第1中高圧タービン23のスタンバイ時において、蒸気トラップT1〜T3のドレン滞留の有無を確認して、第1中高圧タービン23が即稼働可能状態にあるか(例えば、ウォーターハンマーが発生する危険性)を確認する
(6)第1中高圧タービン23の稼働中において、蒸気トラップT1〜T3のドレン滞留の有無を確認して、第1中高圧タービン23に供給される蒸気におけるドレン混入の危険性を確認する
(7)第1中高圧タービン23の稼働時において、蒸気トラップT1〜T3の温度が適切に変化するかを確認して、第1中高圧タービン23に蒸気が問題なく供給されたことを確認する
(8)中圧タービン29のスタンバイ時において、蒸気トラップT4〜T7のドレン滞留の有無を確認して、中圧タービン29が即稼働可能状態にあるか(例えば、ウォーターハンマーが発生する危険性)を確認する
(9)中圧タービン29の稼働中において、蒸気トラップT4〜T7のドレン滞留の有無を確認して、中圧タービン29に供給される蒸気におけるドレン混入の危険性を確認する
(10)中圧タービン29の稼働時において、蒸気トラップT4〜T7の温度が適切に変化するかを確認して、中圧タービン29に蒸気が問題なく供給されたことを確認する
(11)液体燃料供給路54の流量計70からの検出情報から液体燃料Lの流量の低下が検出された場合において、蒸気入口路51及び蒸気出口路52の圧力計63,64における第1中高圧タービン23に対する蒸気の入出圧力、検出器Dからの蒸気トラップT1及びT2の温度に基づく蒸気の温度、並びに、第1中高圧タービン23の回転数計71における第1中高圧タービン23の回転数から第1中高圧タービン23のタービン効率を算出し、タービン効率に基づいて液体燃料Lの流量低下の原因が蒸気側とガス側とのいずれにあるかを判断する
(イ)中圧蒸気管12の圧力計88及び流量計89、中圧タービン29の回転数計91からの検出情報に基づいて中圧タービン29の動作を確認する
(ロ)給水路85の圧力計90、モーター81の電流計92及び温度振動センサ93からの検出情報に基づいてモーター81及びモータポンプ82の動作を確認する
(ハ)中圧タービン29のスタンバイ時において、蒸気トラップT8〜T11のドレン滞留の有無を確認して、中圧タービン29が即稼働可能状態にあるか(例えば、ウォーターハンマーが発生する危険性)を確認する
(ニ)中圧タービン29の稼働中において、蒸気トラップT8〜T11のドレン滞留の有無を確認して、中圧タービン29に供給される蒸気におけるドレン混入の危険性を確認する
(ホ)中圧タービン29の稼働時において、蒸気トラップT10の温度が適切に変化するかを確認して、中圧タービン29に蒸気が問題なく供給されたことを確認する
(へ)蒸気トラップT12〜T14のドレン滞留の有無を確認して、トレース配管87の動作を確認して、冬季などにおける給水路85の凍結可能性を確認する
まず、対象とする蒸気使用設備Pに対して、蒸気使用設備Pの基本情報を把握する設備現状調査を探索員により実施する。この設備現状調査において、探索員は、各機器(蒸気発生機器Gs、蒸気使用機器Us、燃料発生機器Gf、燃料使用機器Ufやその周辺機器、各種配管、蒸気トラップT、バルブBなどについて診断器等で実際に診断したり、設計図等から劣化状態を予測したりするなどの診断を行う(いわゆるサーベイ)。そして、この設備現状調査に基づいて、記憶部S6に格納する上記した基準情報Jeを作成する。
なお、各種の評価情報Ia〜Icの用途は上記したものに限られない。
S1 データ入力部
S2 シミュレート部
S3 監視部
1、P 流体使用設備(蒸気使用設備)
2、Us 流体使用機器(蒸気使用機器)
3、T ドレントラップ(蒸気トラップ)
4、B バルブ
D 検出器
15、22 発電機(第1タービン発電機、第2タービン発電機)
42〜45 燃料機器(燃焼炉)
Db ドレン排出データベース
Claims (12)
- 流体として少なくとも蒸気を用い、少なくとも蒸気を発生させるのに、第1燃料と、燃料機器により精製する第2燃料の一部と、前記燃料機器の運転において生じた廃熱と、を用いて蒸気を発生させる流体使用設備の各所に設置した検出器の検出情報に基づき、前記流体使用設備における流体使用機器として、前記燃料機器の作動状態を監視するとともに、ドレントラップの作動状態を監視し、
前記流体使用設備におけるエネルギーバランスとして、少なくとも、前記燃料機器で精製される前記第2燃料の燃料量と蒸気の発生に使用される前記第2燃料の燃料量とに基づいて演算される燃料バランスと、蒸気の発生に用いる前記第1及び第2燃料の燃料使用量を含む蒸気の発生に使用される総燃料使用量に基づき蒸気の発生に使用される総燃料費を求め、前記流体使用設備における総蒸気発生量を前記総燃料費で除算した蒸気発生コストと、を演算し、
この監視結果と前記エネルギーバランスの演算結果とに基づいて前記流体使用設備の運転状態を最適化する流体使用設備管理方法。 - 前記流体使用設備の運転状態を現行状態から最適化した場合に得られる経済効果又は環境効果を試算する請求項1に記載の流体使用設備管理方法。
- 前記エネルギーバランスとして、前記蒸気使用設備における蒸気使用状況に基づいて演算される蒸気バランスも演算する請求項1又は2に記載の流体使用設備管理方法。
- 前記流体使用機器として、蒸気を使用して発電を行う発電機の作動状態も監視し、
前記エネルギーバランスとして、前記流体使用設備における総蒸気発生量と前記発電機における発電量とに基づいて演算される熱電バランスも演算する請求項1〜3のいずれか一項に記載の流体使用設備管理方法。 - 前記エネルギーバランスの演算結果は、演算した前記エネルギーバランスと過去のエネルギーバランス又は基準とするエネルギーバランスとを比較した比較情報を含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の流体使用設備管理方法。
- 前記流体使用機器の作動状態及び前記ドレントラップの作動状態に加え、バルブの作動状態を監視し、
前記監視結果は、前記バルブの作動状態を含む請求項1〜5のいずれか1項に記載の流体使用設備管理方法。 - 前記ドレントラップ及び前記バルブが配備された配管の配管レイアウト、並びに、前記ドレントラップ及び前記バルブの型式及び作動状態から構成されるドレン排出データベースを作成し、
前記監視結果は、前記ドレン排出データベースの情報を含む請求項6に記載の流体使用設備管理方法。 - 前記ドレン排出データベースを前記監視結果に基づいて更新し、
前記監視結果は、更新した前記ドレン排出データベースの情報を含む請求項7に記載の流体使用設備管理方法。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載の流体使用設備管理方法を実施する流体使用設備管理システムであって、
流体使用設備の各所に配置した検出器と、
前記検出情報に基づき前記流体使用設備における流体使用機器の作動状態及びドレントラップの作動状態を監視する監視部と、前記流体使用設備におけるエネルギーバランスをシミュレートするシミュレート部とを備える管理手段とから構成される流体使用設備管理システム。 - 前記監視部は、前記流体使用機器の作動状態及び前記ドレントラップの作動状態に加え、バルブの作動状態を監視する請求項9に記載の流体使用設備管理システム。
- 前記管理手段は、前記ドレントラップ及び前記バルブが配備された流体配管の配管レイアウト、前記ドレントラップの型式、並びに、前記ドレントラップ及び前記バルブの作動状態から構成されるドレン排出データベースを記憶する記憶部を備える請求項10に記載の流体使用設備管理システム。
- 前記監視部は、前記ドレン排出データベースを前記監視結果に基づいて更新する請求項11に記載の流体使用設備管理システム。
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