JP5972527B2

JP5972527B2 - 伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態監視装置

Info

Publication number: JP5972527B2
Application number: JP2010225272A
Authority: JP
Inventors: 池田　哲哉; 哲哉池田; 晴治香川; 進沖野; 沖野　　進; 岡本　卓也; 卓也岡本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2010-10-04
Filing date: 2010-10-04
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2030-10-04
Also published as: US8743379B2; JP2012078037A; EP2626624A4; WO2012046611A1; EP2626624A1; US20130182265A1

Description

本発明は、伝熱管又は蒸発管の減肉状態を簡易に監視することができる伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態監視装置に関する。

ボイラ設備等の蒸発管や熱交換器の伝熱管等には長期間に亙って操業すると、その配管径の変化が発生する。
（１）例えば陸用ボイラ用蒸発管は、燃焼雰囲気中にあり、燃焼排ガス中のＮＯxを抑制するために還元雰囲気にさらされているため、硫化物の付着による腐食が進行する、という問題がある。
（２）また、例えば脱硫装置用熱交換器内では脱硫プロセスにおいて生成する硫化物による伝熱管への付着による腐食が発生する、という問題がある。
（３）例えば熱交換器伝熱管では長期間に亙っての使用により、その内径が水の磨耗により減肉が発生する、という問題がある。

このため、従来では、超音波センサや高周波渦電流を用いた探傷センサ等により、その腐食状態を検査する提案がある（特許文献１乃至３参照）。

特開２００５−１８１１３９号公報特開昭６４−３８６４９号公報特開平４−２６４２５６号公報

しかしながら、前記特許文献等の提案では、以下のような問題がある。
特許文献１及び２の提案では、配管部材中の欠陥や腐食に関する情報は得られるが、表面の位置情報を取得することは困難であるという問題がある。
また、測定の都度、壁表面にセンサ部の圧着が必須となる。
また、熱交換器内部のように循環冷却水の磨耗による減肉に関する表面位置の変化状態の取得を把握することができない、という問題がある。

特許文献３の提案では、配管部材中の欠陥や腐食に関する情報は得られるが、渦電流が内壁表面全体に分布するため、表面の位置情報を把握することができない、という問題がある。
また、熱交換器内部のように循環冷却水の磨耗による減肉に関する表面位置の変化状態取得を把握することができない、という問題がある。

そこで、熱交換器内部のように循環冷却水の磨耗による減肉に関する表面位置の変化取得を把握することができる監視装置の出現が切望されている。

本発明は、前記問題に鑑み、配管内面の磨耗等による減肉に関する表面位置の変化取得を把握することができる伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態監視装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態を監視する監視装置であって、伝熱管内面又は蒸発管内面に沿って移動する移動手段と、前記移動手段に設けられ、伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態をレーザ計測するレーザ計測手段と、前記レーザ計測手段にレーザ光を導入する導光路及び反射光を伝達する導出路と、前記レーザ計測手段のデータを過去のデータ又は標準データと比較して、現在の減肉状態を判定する減肉状態判定手段とを具備し、前記移動手段が、移動方向と直交する方向に上下左右に設けた４つの移動車輪を、その移動方向の前後にそれぞれ有し、これらの移動車輪が前記伝熱管内面又は蒸発管内面の壁面に密着させるバネを介して設けられていると共に、前記レーザ計測手段が、レーザ変位センサを有するセンサヘッドと、前記レーザ光の焦点距離を短縮するプリズム又はミラーとを具備し、レーザ変位センサから出射するレーザ光を導光し、内面に垂直に放射すると共に、レーザ光の反射面を壁面に３６０度移動させ、反射面の位置をレーザ変位センサで連続的に読み取りつつ、減肉状態を計測することを特徴とする伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態監視装置にある。

第２の発明は、第１の発明において、前記移動手段を一時的に停止する停止手段を有することを特徴とする伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態監視装置にある。

第３の発明は、第１又は２の発明において、前記レーザ計測手段は、前記移動手段の移動により、フィンチューブ内面を順次移動しつつ減肉状態を計測することを特徴とする伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態監視装置にある。

本発明によれば、フィンチューブの内面に沿って移動することにより、例えばボイラ設備の装置を分解あるいは開放することなく、フィンチューブの腐食及び減肉状態を評価できる。

図１は、伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態監視装置の概略図である。図２は、伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態監視装置の他の概略図である。図３は、伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態監視装置の他の概略図である。図４は、図３の断面図である。図５は、排ガス処理設備の熱交換器の概略図である。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

本発明による実施例１に係る伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態監視装置について、図面を参照して説明する。図１は、伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態監視装置の概略図である。
図１に示すように、伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態監視装置１０は、伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態を監視する監視装置であって、伝熱管内面又は蒸発管内面のフィンチューブ１１に沿って移動する移動手段１２と、前記移動手段１２に設けられ、伝熱管又は蒸発管の表面の減肉状態をレーザ計測するレーザ計測手段１３と、レーザ計測手段１３にレーザ光を導入する導光路及び反射光を伝達する導出路を備えたケーブル手段１４と、前記レーザ計測手段１３のデータを過去のデータ又は標準データと比較して、現在の減肉状態を判定する減肉状態判定手段とを具備するものである。
図中、符号１５は移動車輪を図示する。

図５は、排ガス処理設備の熱交換器の概略図である。
図５に示すように、排ガス８０が導入され、熱媒体８３と熱交換する熱交換器が設けられている。
熱交換器は、熱回収器８１と再加熱器８２とを熱媒体８３が循環するための熱媒体循環通路８４を有する。熱媒体８３は、熱媒体循環通路８４を介して熱回収器８１と再加熱器８２との間を循環している。熱回収器８１と再加熱器８２との各々の内部に設けられる熱媒体循環通路８４の表面には、複数のフィンがフィンチューブ１１に設けられている。熱媒体循環通路８４には熱交換部８６が設けられ、熱媒体８３をスチーム８７と熱交換することで、熱媒体８３の媒体温度を調整することができる。

熱媒体８３は、熱媒体タンク８８から熱媒体循環通路８４に供給される。熱媒体８３は、熱媒体送給ポンプ８９により熱媒体循環通路８４内を循環させる。また、浄化ガス９１のガス温度に応じて調節弁Ｖ１によりスチーム８７の供給量を調整し、熱回収器８１から排出される排ガス８０のガス温度に応じて調節弁Ｖ２により再加熱器８２に送給される熱媒体８３を熱回収器８１に供給し、再加熱器８２に送給される熱媒体８３の供給量を調整する。なお、再加熱器８２から排出される浄化ガス９１は煙突９２から外部に排出される。

本実施例では、このようなフィンチューブ１１内面１１ａの減肉状態を伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態監視装置１０により監視するようにしている。

ここで、レーザ計測手段１３は、図１に示す減肉状態を伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態監視装置１０において、レーザ変位センサを有するセンサヘッド３１と、レーザ光３２の焦点距離を短縮するプリズム３３とを具備し、レーザ変位センサで生成されるレーザ光３２をプリズム３３に通して焦点距離を短くしている。

図２は、伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態監視装置の他の概略図である。
図２に示すように、減肉状態を伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態監視装置１０において、プリズム３３の代わりにミラー３５を用いるようにしてもよい。

本実施例によれば、フィンチューブ１１内面１１ａにレーザ変位センサから出射するレーザ光３２を導光し、導光路先端部でフィンチューブ１１面に垂直に放射するようにしている。そして、図示しない制御手段により導光路先端を制御し、レーザ光３２の反射面フィンチューブ１１の周囲壁面に３６０度移動させるようにしている。
これにより、フィンチューブ１１の管壁からの反射面の位置をレーザ変位センサで連続的に読み取ることにより、それらの減肉状態を計測するようにしている。

前記レーザ計測手段１３の計測データは、過去のデータ又は標準データと比較して、現在の減肉状態を減肉状態判定手段により判定することとなる。
この際、計測の基準点からの位置情報を記録することにより、レーザ変位センサからの表面情報と共に、監視作業者の情報処理装置内に記録されると共に、画面上に表示される。

減肉状態判定手段には、プラント情報データベースから、プラント・検査部位情報が入力され、例えば、検査対象プラント名、検査対象部位名、設計データ（管の設計外径、設計要求肉厚、材料等）、過去の検査履歴、類似プラントデータ等が入力される。

レーザ計測手段１３は、移動手段１２の移動により、フィンチューブ１１の内面１１ａ全周を順次レーザ計測しつつ移動し、減肉状態を計測するようにしている。

このように、本実施例によれば、熱交換器内部のように循環冷却水の磨耗による減肉に関する表面位置の変化状態を連続して把握することができる。

図３は、伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態監視装置の他の概略図である。図４はその断面図である。
図３及び図４に示すように、伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態監視装置１０において、バネ１６を介して移動車輪１５を設けることで、フィンチューブ１１が屈曲している場合に、バネ１６等を利用して内壁面に密着させるようにしている。

以上のように、本発明に係る伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態監視装置によれば、配管内面の磨耗等による減肉に関する表面位置の変化取得を把握することができる。

１０伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態監視装置
１１フィンチューブ
１１ａ内面
１２移動手段
１３レーザ計測手段
１４ケーブル手段

Claims

伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態を監視する監視装置であって、
伝熱管内面又は蒸発管内面に沿って移動する移動手段と、
前記移動手段に設けられ、伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態をレーザ計測するレーザ計測手段と、
前記レーザ計測手段にレーザ光を導入する導光路及び反射光を伝達する導出路と、
前記レーザ計測手段のデータを過去のデータ又は標準データと比較して、現在の減肉状態を判定する減肉状態判定手段とを具備し、
前記移動手段が、移動方向と直交する方向に上下左右に設けた４つの移動車輪を、その移動方向の前後にそれぞれ有し、これらの移動車輪が前記伝熱管内面又は蒸発管内面の壁面に密着させるバネを介して設けられていると共に、
前記レーザ計測手段が、レーザ変位センサを有するセンサヘッドと、前記レーザ光の焦点距離を短縮するプリズム又はミラーとを具備し、レーザ変位センサから出射するレーザ光を導光し、内面に垂直に放射すると共に、レーザ光の反射面を壁面に３６０度移動させ、反射面の位置をレーザ変位センサで連続的に読み取りつつ、減肉状態を計測することを特徴とする伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態監視装置。
請求項１において、
前記移動手段を一時的に停止する停止手段を有することを特徴とする伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態監視装置。
請求項１又は２において、
前記レーザ計測手段は、前記移動手段の移動により、フィンチューブ内面を順次移動しつつ減肉状態を計測することを特徴とする伝熱管内面又は蒸発管内面の減肉状態監視装置。