JP7040924B2 - Fireproof part inspection method, fireproof part repair method and fireproof part inspection device - Google Patents
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Description
本開示は、耐火部の検査方法、耐火部の補修方法及び耐火部の検査装置に関する。 The present disclosure relates to a method for inspecting a fireproof part, a method for repairing a fireproof part, and an inspection device for the fireproof part.
例えばバイオマスを燃料とする流動床ボイラ等の産業用ボイラには、火炉壁の内側が耐火物で覆われているものがある。
具体的には、火炉壁は、少なくとも１つの管を含む熱交換部と、熱交換部の表面に溶接によって取り付けられたアンカ部材と、熱交換部の表面を覆う耐火部とを含む熱交換ユニットを有する。
For example, some industrial boilers such as fluidized bed boilers that use biomass as fuel have the inside of the furnace wall covered with a refractory material.
Specifically, the furnace wall is a heat exchange unit including a heat exchange unit including at least one pipe, an anchor member attached to the surface of the heat exchange unit by welding, and a fire resistant unit covering the surface of the heat exchange unit. Have.
この種の熱交換ユニットでは、熱応力により耐火部に割れ目が発生し、割れ目に腐食性ガスが侵入することがある。腐食性ガスによりアンカ部材と熱交換部との間の溶接部が腐蝕すると、熱交換部からアンカ部材及び耐火部が剥離し、最終的に脱落することがある。このため、ハンマー等で耐火部を叩いて衝撃を加え、衝撃を加えた際に発生する振動を測定することで、熱交換部からの耐火部の剥離（浮き上がり）を検査する検査方法が知られている。
この検査方法では、耐火部に加えた衝撃により発生する振動の固有振動数と減衰率を、それらについての判定基準の値と比較することで耐火部が剥離しているか否かを判定する（特許文献１参照）。
In this type of heat exchange unit, thermal stress may cause cracks in the refractory portion, and corrosive gas may enter the cracks. When the welded portion between the anchor member and the heat exchange portion is corroded by the corrosive gas, the anchor member and the fireproof portion may be peeled off from the heat exchange portion and finally fall off. For this reason, an inspection method for inspecting the peeling (lifting) of the refractory part from the heat exchange part by hitting the refractory part with a hammer or the like to apply an impact and measuring the vibration generated when the impact is applied is known. ing.
In this inspection method, it is determined whether or not the refractory part is peeled off by comparing the natural frequency and the damping rate of the vibration generated by the impact applied to the refractory part with the values of the judgment criteria for them (patented). See Document 1).
しかし、上述した特許文献に記載の検査方法では、耐火部に加えた衝撃により発生する振動の固有振動数や減衰率の値がそれらについての判定基準の値と近い値であった場合、耐火部が剥離しているか否かの判定が曖昧となる。 However, in the inspection method described in the above-mentioned patent document, when the values of the natural frequency and the damping rate of the vibration generated by the impact applied to the refractory part are close to the values of the judgment criteria for them, the refractory part The determination as to whether or not is peeled off becomes ambiguous.
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、耐火部の検査方法に関して、耐火部の剥離を精度よく判定することを目的とする。 In view of the above circumstances, at least one embodiment of the present invention aims to accurately determine the peeling of the refractory portion with respect to the method for inspecting the refractory portion.
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る耐火部の検査方法は、
検査対象ボイラの火炉壁における耐火部の検査方法であって、
前記耐火部に衝撃を加える振動励起工程と、
前記衝撃によって前記耐火部の検査対象領域で発生した振動を測定する振動測定工程と、
前記振動測定工程の測定結果に基づいて、前記検査対象領域の固有振動数を求める固有振動数解析工程と、
前記振動測定工程の測定結果に基づいて、前記検査対象領域で発生した振動の減衰に関するパラメータを求める減衰パラメータ解析工程と、
前記固有振動数解析工程で求められた前記固有振動数と過去の検査結果に基づいて、所定期間経過後の前記固有振動数の推定値である振動数推定値を算出する振動数推定工程と、
前記減衰パラメータ解析工程で求められた前記減衰に関するパラメータと過去の検査結果に基づいて、前記所定期間経過後の前記減衰に関するパラメータの推定値である減衰パラメータ推定値を算出する減衰推定工程と、
前記固有振動数、前記減衰に関するパラメータ、及び、前記振動数推定値及び前記減衰パラメータ推定値の少なくとも何れか一方に基づいて、前記検査対象領域における前記耐火部の剥離を判定する剥離判定工程と、
を備える。
(1) The method for inspecting a refractory portion according to at least one embodiment of the present invention is as follows.
This is a method of inspecting the refractory part of the furnace wall of the boiler to be inspected.
The vibration excitation process that applies an impact to the refractory part,
A vibration measurement step for measuring vibration generated in the inspection target area of the refractory portion due to the impact, and a vibration measurement step.
A natural frequency analysis step for obtaining the natural frequency of the inspection target region based on the measurement result of the vibration measurement step, and a natural frequency analysis step.
A damping parameter analysis step for obtaining a parameter related to damping of vibration generated in the inspection target region based on the measurement result of the vibration measurement step, and a damping parameter analysis step.
Based on the natural frequency obtained in the natural frequency analysis step and the past inspection results, a frequency estimation step for calculating a frequency estimation value which is an estimated value of the natural frequency after a lapse of a predetermined period, and a frequency estimation step.
A damping estimation step for calculating a damping parameter estimated value, which is an estimated value of the damping parameter after the lapse of a predetermined period, based on the damping parameter obtained in the damping parameter analysis step and the past inspection result.
A peeling determination step for determining peeling of the refractory portion in the inspection target region based on at least one of the natural frequency, the parameter related to the damping, and the frequency estimation value and the damping parameter estimation value.
To prepare for.
上記（１）の方法によれば、固有振動数や減衰に関するパラメータに基づくだけでなく、さらに振動数推定値及び減衰パラメータ推定値の少なくとも何れか一方に基づいて、耐火部の剥離を判定するので、耐火部の剥離を精度よく判定できる。 According to the method (1) above, the peeling of the refractory portion is determined not only based on the parameters related to the natural frequency and the damping, but also based on at least one of the frequency estimation value and the damping parameter estimation value. , The peeling of the fireproof part can be determined accurately.
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の方法において、前記振動数推定工程は、前記検査対象ボイラにおける前記検査対象領域での前記固有振動数についての過去の検査結果に基づいて、前記振動数推定値を算出する。 (2) In some embodiments, in the method (1) above, the frequency estimation step is based on past inspection results for the natural frequency in the inspection target region of the inspection target boiler. The frequency estimation value is calculated.
上記（２）の方法によれば、検査対象ボイラにおける検査対象領域での固有振動数についての過去の検査結果に基づいて、振動数推定値を算出する。これにより、振動数推定値の精度が向上するので、耐火部の剥離の判定精度が向上する。 According to the method (2) above, the estimated frequency is calculated based on the past inspection results of the natural frequency in the inspection target region of the inspection target boiler. As a result, the accuracy of the frequency estimation value is improved, so that the accuracy of determining the peeling of the refractory portion is improved.
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の方法において、前記減衰推定工程は、前記検査対象ボイラにおける前記検査対象領域での前記減衰に関するパラメータについての過去の検査結果に基づいて、前記減衰パラメータ推定値を算出する。 (3) In some embodiments, in the method (1) or (2) above, the attenuation estimation step is based on the past inspection results regarding the parameters related to the attenuation in the inspection target region in the inspection target boiler. Based on this, the estimated attenuation parameter is calculated.
上記（３）の方法によれば、検査対象ボイラにおける検査対象領域での減衰に関するパラメータについての過去の検査結果に基づいて、減衰パラメータ推定値を算出する。これにより、減衰パラメータ推定値の精度が向上するので、耐火部の剥離の判定精度が向上する。 According to the method (3) above, the attenuation parameter estimated value is calculated based on the past inspection results regarding the parameters related to the attenuation in the inspection target area in the inspection target boiler. As a result, the accuracy of the estimated value of the damping parameter is improved, so that the accuracy of determining the peeling of the refractory portion is improved.
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの方法において、前記振動数推定工程は、前記検査対象ボイラと類似する類似ボイラにおける前記検査対象領域に対応する対応領域での前記固有振動数についての過去の検査結果に基づいて、前記振動数推定値を算出する。 (4) In some embodiments, in any of the methods (1) to (3) above, the frequency estimation step corresponds to the inspection target region in a similar boiler similar to the inspection target boiler. The frequency estimation value is calculated based on the past test results for the natural frequency in the region.
上記（４）の方法によれば、検査対象ボイラと類似する類似ボイラにおける検査対象領域に対応する対応領域での固有振動数についての過去の検査結果に基づいて、振動数推定値を算出する。これにより、検査対象ボイラにおける検査対象領域での固有振動数についての過去の検査結果を取得できない場合や、取得できても不十分な場合であっても、振動数推定値の精度を向上できるので、耐火部の剥離の判定精度が向上する。 According to the method (4) above, the estimated frequency is calculated based on the past inspection results of the natural frequency in the corresponding region corresponding to the inspection target region in the similar boiler similar to the inspection target boiler. As a result, the accuracy of the frequency estimation value can be improved even if the past inspection result of the natural frequency in the inspection target area of the inspection target boiler cannot be acquired, or even if it can be acquired or insufficient. , The accuracy of determining the peeling of the fireproof part is improved.
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかの方法において、前記減衰推定工程は、前記検査対象ボイラと類似する類似ボイラにおける前記検査対象領域に対応する対応領域での前記減衰に関するパラメータについての過去の検査結果に基づいて、前記減衰パラメータ推定値を算出する。 (5) In some embodiments, in any of the methods (1) to (4) above, the attenuation estimation step corresponds to a corresponding region corresponding to the inspection target region in a similar boiler similar to the inspection target boiler. The attenuation parameter estimate is calculated based on the past inspection results for the attenuation parameter in.
上記（５）の方法によれば、検査対象ボイラと類似する類似ボイラにおける検査対象領域に対応する対応領域での減衰に関するパラメータについての過去の検査結果に基づいて、減衰パラメータ推定値を算出する。これにより、検査対象ボイラにおける検査対象領域での減衰に関するパラメータについての過去の検査結果を取得できない場合や、取得できても不十分な場合であっても、減衰パラメータ推定値の精度を向上できるので、耐火部の剥離の判定精度が向上する。 According to the method (5) above, the attenuation parameter estimation value is calculated based on the past inspection results for the parameters related to the attenuation in the corresponding region corresponding to the inspection target region in the similar boiler similar to the inspection target boiler. As a result, the accuracy of the attenuation parameter estimation value can be improved even if the past inspection results regarding the parameters related to the attenuation in the inspection target area in the inspection target boiler cannot be acquired, or even if they can be acquired or insufficient. , The accuracy of determining the peeling of the fireproof part is improved.
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかの方法において、前記剥離判定工程は、前記固有振動数が前記固有振動数に対し予め設定されている許容値以上であっても、前記振動数推定値が前記許容値を下回り、且つ、前記減衰に関するパラメータが前記減衰に関するパラメータに対し予め設定されている許容範囲を逸脱する場合に、剥離があると判定する。 (6) In some embodiments, in any of the methods (1) to (5) above, in the peeling determination step, the natural frequency is equal to or higher than a preset allowable value for the natural frequency. Even so, if the estimated frequency is lower than the allowable value and the parameter related to the damping deviates from the allowable range preset for the parameter related to the damping, it is determined that there is peeling.
上記（６）の方法によれば、固有振動数が許容値以上であっても、振動数推定値が許容値を下回り、且つ、減衰に関するパラメータが許容範囲を逸脱する場合には、剥離があると判定される。
これにより、固有振動数解析工程で求められた固有振動数が許容値の下限値近傍であっても検査対象領域に剥離があるか否かを精度よく判定できる。
According to the method (6) above, even if the natural frequency is equal to or higher than the permissible value, if the estimated frequency is lower than the permissible value and the damping parameter is out of the permissible range, there is peeling. Is determined.
As a result, it is possible to accurately determine whether or not there is peeling in the inspection target region even if the natural frequency obtained in the natural frequency analysis step is near the lower limit of the allowable value.
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れかの方法において、前記剥離判定工程は、前記減衰に関するパラメータが前記減衰に関するパラメータに対し予め設定されている許容範囲内であっても、前記固有振動数が前記固有振動数に対し予め設定されている許容値を下回わっており、且つ、前記減衰パラメータ推定値が前記許容範囲を逸脱する場合に、剥離があると判定する。 (7) In some embodiments, in any of the methods (1) to (6) above, the peeling determination step is within the permissible range in which the parameters related to the damping are preset with respect to the parameters related to the damping. Even so, there is peeling when the natural frequency is lower than the allowable value preset for the natural frequency and the estimated value of the damping parameter deviates from the allowable range. Is determined.
上記（７）の方法によれば、減衰に関するパラメータが許容範囲内であっても、固有振動数が許容値を下回わっており、且つ、減衰パラメータ推定値が許容範囲を逸脱する場合には、剥離があると判定される。
これにより、減衰パラメータ解析工程で求められた減衰に関するパラメータが許容範囲の境界値近傍であっても検査対象領域に剥離があるか否かを精度よく判定できる。
According to the method (7) above, even if the parameter related to damping is within the allowable range, the natural frequency is lower than the allowable value and the estimated value of the damping parameter deviates from the allowable range. , It is determined that there is peeling.
As a result, it is possible to accurately determine whether or not there is peeling in the inspection target area even if the parameter related to attenuation obtained in the attenuation parameter analysis step is near the boundary value within the allowable range.
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（７）の何れかの方法において、前記剥離判定工程は、前記固有振動数が前記固有振動数に対し予め設定されている許容値以上であり、又は、前記減衰に関するパラメータが前記減衰に関するパラメータに対し予め設定されている許容範囲内であっても、前記振動数推定値が前記許容値を下回り、且つ、前記減衰パラメータ推定値が前記許容範囲を逸脱する場合に、剥離があると判定する。 (8) In some embodiments, in any of the methods (1) to (7) above, in the peeling determination step, the natural frequency is equal to or higher than a preset allowable value for the natural frequency. Or, even if the parameter relating to the damping is within the allowable range preset for the parameter relating to the damping, the frequency estimated value is lower than the allowable value, and the damping parameter estimated value is said. If it deviates from the allowable range, it is determined that there is peeling.
上記（８）の方法によれば、固有振動数が許容値以上であり、又は、減衰に関するパラメータが許容範囲内であっても、振動数推定値が許容値を下回り、且つ、減衰パラメータ推定値が許容範囲を逸脱する場合には、剥離があると判定される。
これにより、固有振動数解析工程で求められた固有振動数が許容値の下限値近傍であったり、減衰パラメータ解析工程で求められた減衰に関するパラメータが許容範囲の境界値近傍であったりしても、検査対象領域に剥離があるか否かを精度よく判定できる。
According to the method (8) above, even if the natural frequency is equal to or higher than the permissible value or the parameter related to damping is within the permissible range, the estimated frequency frequency is lower than the permissible value and the estimated damping parameter value. If is out of the permissible range, it is determined that there is peeling.
As a result, even if the natural frequency obtained in the natural frequency analysis step is near the lower limit of the allowable value, or the parameter related to damping obtained in the damping parameter analysis step is near the boundary value in the allowable range. , It is possible to accurately determine whether or not there is peeling in the inspection target area.
（９）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかの方法において、前記剥離判定工程は、前記固有振動数が前記固有振動数に対し予め設定されている許容値以上であり、且つ、前記減衰に関するパラメータが前記減衰に関するパラメータに対し予め設定されている許容範囲内であっても、前記振動数推定値が前記許容値を下回るか、又は、前記減衰パラメータ推定値が前記許容範囲を逸脱する場合に、剥離があると判定する。 (9) In some embodiments, in any of the methods (1) to (5) above, in the peeling determination step, the natural frequency is equal to or higher than a preset allowable value for the natural frequency. And even if the parameter related to the damping is within the allowable range preset for the parameter related to the damping, the frequency estimation value is lower than the allowable value, or the damping parameter estimated value is If it deviates from the allowable range, it is determined that there is peeling.
上記（９）の方法によれば、固有振動数が許容値以上であり、且つ、減衰に関するパラメータが許容範囲内であっても、振動数推定値が許容値を下回るか、又は、減衰パラメータ推定値が許容範囲を逸脱する場合には、剥離があると判定される。
これにより、固有振動数解析工程で求められた固有振動数が許容値の下限値近傍であり、且つ、減衰パラメータ解析工程で求められた減衰に関するパラメータが許容範囲の境界値近傍であっても、検査対象領域に剥離があるか否かを精度よく判定できる。
According to the method (9) above, even if the natural frequency is equal to or higher than the permissible value and the parameters related to damping are within the permissible range, the estimated frequency is lower than the permissible value or the damping parameter is estimated. If the value deviates from the allowable range, it is determined that there is peeling.
As a result, even if the natural frequency obtained in the natural frequency analysis step is near the lower limit of the allowable value and the damping parameter obtained in the damping parameter analysis step is near the boundary value in the allowable range. Whether or not there is peeling in the inspection target area can be accurately determined.
（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（９）の何れかの方法において、
前記耐火部の検査方法は、前記剥離判定工程における判定結果に基づいて前記耐火部の補修の必要性を判定する補修判定工程をさらに備え、
前記補修判定工程は、前記剥離判定工程で前記振動数推定値及び前記減衰パラメータ推定値の少なくとも何れか一方に基づいて前記検査対象領域における前記耐火部に剥離がないと判定されている場合であっても、前記検査対象領域の周囲において、前記耐火部に剥離があると判定されている領域の割合が所定割合を超えている場合に、
前記検査対象領域における前記耐火部の補修の必要があると判定する。
(10) In some embodiments, in any of the above methods (1) to (9),
The method for inspecting the refractory portion further includes a repair determination step for determining the necessity of repairing the refractory portion based on the determination result in the peeling determination step.
The repair determination step is a case where it is determined in the peeling determination step that there is no peeling in the refractory portion in the inspection target region based on at least one of the frequency estimated value and the damping parameter estimated value. However, when the ratio of the region determined to have peeling in the refractory portion exceeds the predetermined ratio around the inspection target region,
It is determined that the refractory portion in the inspection target area needs to be repaired.
上記（１０）の方法によれば、振動数推定値及び減衰パラメータ推定値の少なくとも何れか一方に基づいて検査対象領域における耐火部に剥離がないと判定されている場合であっても、検査対象領域の周囲において、耐火部に剥離があると判定されている領域の割合が所定割合を超えていれば、検査対象領域における耐火部の補修の必要があると判定される。 According to the method (10) above, even if it is determined that there is no peeling in the refractory portion in the inspection target region based on at least one of the frequency estimation value and the damping parameter estimation value, the inspection target If the proportion of the region around the region where the refractory portion is determined to have peeling exceeds a predetermined ratio, it is determined that the refractory portion in the inspection target region needs to be repaired.
（１１）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１０）の何れかの方法において、前記検査対象ボイラは、気泡流動層ボイラ又は循環流動層ボイラである。 (11) In some embodiments, in any of the methods (1) to (10) above, the boiler to be inspected is a bubble fluidized bed boiler or a circulating fluidized bed boiler.
上記（１１）の方法によれば、気泡流動層ボイラ及び循環流動層ボイラの耐火部の検査に際して、耐火部の剥離を精度よく判定できる。 According to the method (11) above, it is possible to accurately determine the peeling of the fire-resistant portion when inspecting the fire-resistant portion of the bubble fluidized bed boiler and the circulating fluidized bed boiler.
（１２）幾つかの実施形態では、上記（４）又は（５）の方法において、
前記検査対象ボイラのボイラ形式は、気泡流動層ボイラ又は循環流動層ボイラであり、
前記類似ボイラのボイラ形式は、前記検査対象ボイラと同じボイラ形式である。
(12) In some embodiments, in the method (4) or (5) above,
The boiler type of the boiler to be inspected is a bubble fluidized bed boiler or a circulating fluidized bed boiler.
The boiler type of the similar boiler is the same boiler type as the boiler to be inspected.
上記（１２）の方法によれば、検査対象ボイラのボイラ形式と類似ボイラのボイラ形式とが同じであるので、類似ボイラの過去の検査結果を参照して算出する振動数推定値や減衰パラメータ推定値の精度が向上し、耐火部の剥離の判定精度が向上する。 According to the method (12) above, since the boiler type of the boiler to be inspected and the boiler type of the similar boiler are the same, the frequency estimation value and the damping parameter estimation calculated by referring to the past inspection results of the similar boiler are used. The accuracy of the value is improved, and the judgment accuracy of the peeling of the fireproof part is improved.
（１３）幾つかの実施形態では、上記（１２）の方法において、
前記検査対象ボイラの火炉壁は、前壁、後壁、左壁、右壁を含み、
前記類似ボイラの火炉壁は、前壁、後壁、左壁、右壁を含み、
前記類似ボイラにおける前記対応領域は、前記検査対象領域が存在する壁に対応する壁に存在し、
前記検査対象ボイラの火炉壁を、高さ方向に等間隔に、Ｎ個の高さ領域に区分し、
前記類似ボイラの火炉壁を、高さ方向に等間隔に、前記Ｎ個の高さ領域に区分した場合に、
前記類似ボイラにおける前記対応領域は、前記検査対象領域が存在する高さ領域に対応する高さ領域に存在する。
(13) In some embodiments, in the method of (12) above,
The furnace wall of the boiler to be inspected includes the front wall, the rear wall, the left wall, and the right wall.
The furnace wall of the similar boiler includes the front wall, the rear wall, the left wall, and the right wall.
The corresponding area in the similar boiler exists in the wall corresponding to the wall in which the inspection target area exists.
The furnace wall of the boiler to be inspected is divided into N height regions at equal intervals in the height direction.
When the furnace walls of the similar boiler are divided into the N height regions at equal intervals in the height direction,
The corresponding region in the similar boiler exists in the height region corresponding to the height region in which the inspection target region exists.
上記（１３）の方法によれば、検査対象ボイラにおける検査対象領域と類似ボイラにおける対応領域との類似性が高まるので、類似ボイラの過去の検査結果を参照して算出する振動数推定値や減衰パラメータ推定値の精度が向上し、耐火部の剥離の判定精度が向上する。 According to the method (13) above, the similarity between the inspection target area in the inspection target boiler and the corresponding area in the similar boiler is enhanced, so that the frequency estimation value and the attenuation calculated by referring to the past inspection results of the similar boiler are enhanced. The accuracy of the parameter estimation value is improved, and the judgment accuracy of the peeling of the fireproof part is improved.
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１３）の方法において、
前記検査対象ボイラの火炉壁は、前記耐火部を支持する複数のアンカ部材を有し、
前記類似ボイラの火炉壁は、前記類似ボイラの耐火部を支持する複数のアンカ部材を有し、
前記類似ボイラにおける前記対応領域が存在する壁の耐火部を支持するアンカ部材の密度は、前記検査対象ボイラにおける前記検査対象領域が存在する壁の耐火部を支持するアンカ部材の密度に対して±１０％の範囲にある。
(14) In some embodiments, in the method of (13) above,
The furnace wall of the boiler to be inspected has a plurality of anchor members that support the refractory portion, and has a plurality of anchor members.
The furnace wall of the similar boiler has a plurality of anchor members that support the refractory portion of the similar boiler.
The density of the anchor member supporting the fire-resistant portion of the wall in which the corresponding region exists in the similar boiler is ± the density of the anchor member supporting the fire-resistant portion of the wall in which the inspection target region exists in the inspection target boiler. It is in the range of 10%.
上記（１４）の方法によれば、検査対象ボイラにおける検査対象領域と類似ボイラにおける対応領域との類似性が高まるので、類似ボイラの過去の検査結果を参照して算出する振動数推定値や減衰パラメータ推定値の精度が向上し、耐火部の剥離の判定精度が向上する。 According to the method (14) above, the similarity between the inspection target area in the inspection target boiler and the corresponding area in the similar boiler is enhanced, so that the frequency estimation value and the attenuation calculated by referring to the past inspection results of the similar boiler are enhanced. The accuracy of the parameter estimation value is improved, and the judgment accuracy of the peeling of the fireproof part is improved.
（１５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１４）の何れかの方法において、前記所定期間は、前記検査対象ボイラにおける次回点検までの期間に相当する。 (15) In some embodiments, in any of the methods (1) to (14) above, the predetermined period corresponds to the period until the next inspection in the boiler to be inspected.
上記（１５）の方法によれば、検査対象ボイラの次回点検の時点における耐火部の剥離を精度よく判定できる。これにより、仮に補修をしなければ検査対象ボイラの次回点検の時点で耐火部が剥離する蓋然性の高い検査対象領域を見つけることができる。したがって、耐火部の不具合の発生を抑制できる。 According to the method (15) above, the peeling of the refractory portion at the time of the next inspection of the boiler to be inspected can be accurately determined. As a result, it is possible to find an inspection target area with a high probability that the refractory portion will peel off at the time of the next inspection of the inspection target boiler if it is not repaired. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of defects in the refractory portion.
（１６）本発明の少なくとも一実施形態に係る耐火部の補修方法は、上記（１）乃至（１５）の何れかの耐火部の検査方法における前記剥離判定工程での前記判定の結果に基づいて補修が必要な対象範囲を設定し、該対象範囲に対して補修を行う。 (16) The method for repairing the refractory portion according to at least one embodiment of the present invention is based on the result of the determination in the peeling determination step in the method for inspecting the refractory portion according to any one of (1) to (15) above. Set the target range that needs repair, and repair the target range.
上記（１６）の方法によれば、補修が必要な対象範囲を適切に設定できるので、耐火部を適切に補修できる。 According to the method (16) above, since the target range requiring repair can be appropriately set, the refractory portion can be appropriately repaired.
（１７）本発明の少なくとも一実施形態に係る耐火部の検査装置は、
検査対象ボイラの火炉壁における耐火部に加えられた衝撃によって前記耐火部の検査対象領域で発生した振動を測定する振動測定部と、
前記振動測定部の測定結果に基づいて、前記検査対象領域の固有振動数を求める固有振動数解析部と、
前記振動測定部の測定結果に基づいて、前記検査対象領域で発生した振動の減衰に関するパラメータを求める減衰パラメータ解析部と、
前記固有振動数解析部で求められた前記固有振動数と過去の検査結果に基づいて、所定期間経過後の前記固有振動数の推定値である振動数推定値を算出する振動数推定部と、
前記減衰パラメータ解析部で求められた前記減衰に関するパラメータと過去の検査結果に基づいて、前記所定期間経過後の前記減衰に関するパラメータの推定値である減衰パラメータ推定値を算出する減衰推定部と、
前記固有振動数、前記減衰に関するパラメータ、前記振動数推定値及び前記減衰パラメータ推定値の少なくとも何れか一方に基づいて、前記検査対象領域における前記耐火部の剥離の程度を判定する剥離判定部と、
を有する。
(17) The refractory section inspection device according to at least one embodiment of the present invention is
A vibration measuring unit that measures the vibration generated in the inspection target area of the refractory part due to the impact applied to the fireproof part in the furnace wall of the boiler to be inspected.
Based on the measurement results of the vibration measurement unit, the natural frequency analysis unit that obtains the natural frequency of the inspection target area, and the natural frequency analysis unit.
Based on the measurement results of the vibration measuring unit, a damping parameter analysis unit that obtains parameters related to damping of vibration generated in the inspection target region, and a damping parameter analysis unit.
Based on the natural frequency obtained by the natural frequency analysis unit and the past inspection results, the frequency estimation unit that calculates the frequency estimation value that is the estimated value of the natural frequency after a predetermined period has elapsed, and the frequency estimation unit.
Based on the parameters related to the damping obtained by the damping parameter analysis unit and the past inspection results, the damping estimation unit that calculates the damping parameter estimated value, which is the estimated value of the parameters related to the damping after the lapse of the predetermined period, and the damping estimation unit.
A peeling determination unit that determines the degree of peeling of the refractory portion in the inspection target region based on at least one of the natural frequency, the parameter related to the damping, the frequency estimation value, and the damping parameter estimation value.
Have.
上記（１７）の構成によれば、固有振動数や減衰に関するパラメータに基づくだけでなく、さらに振動数推定値及び減衰パラメータ推定値の少なくとも何れか一方に基づいて、耐火部の剥離を判定するので、耐火部の剥離の程度を精度よく判定できる。 According to the configuration of (17) above, the peeling of the refractory portion is determined not only based on the parameters related to the natural frequency and the damping, but also based on at least one of the frequency estimation value and the damping parameter estimation value. , The degree of peeling of the fireproof part can be accurately determined.
（１８）幾つかの実施形態では、上記（１７）の構成において、
前記固有振動数、前記減衰に関するパラメータ、及び、前記振動数推定値及び前記減衰パラメータ推定値の少なくとも何れか一方に基づいて、複数の前記検査対象領域における前記耐火部の剥離の程度を表す指標値を算出する算出部と、
前記算出部で算出した複数の前記指標値についてのコンタ図を生成するコンタ図生成部と、
をさらに有する。
(18) In some embodiments, in the configuration of (17) above,
An index value indicating the degree of peeling of the refractory portion in the plurality of inspection target regions based on at least one of the natural frequency, the parameter relating to the damping, and the frequency estimation value and the damping parameter estimation value. And the calculation unit that calculates
A contour diagram generation unit that generates contour diagrams for a plurality of the index values calculated by the calculation unit, and a contour diagram generation unit.
Further have.
上記（１８）の構成によれば、耐火部の剥離の程度が可視化されるので、耐火部の補修の要否の判定に資する。 According to the configuration of (18) above, the degree of peeling of the refractory portion is visualized, which contributes to the determination of the necessity of repairing the refractory portion.
（１９）幾つかの実施形態では、上記（１８）の構成において、
前記算出部は、前記固有振動数に第１重み付け係数を乗じた値、前記減衰に関するパラメータに第２重み付け係数を乗じた値、及び、前記振動数推定値に第３重み付け係数を乗じた値及び前記減衰パラメータ推定値に第４重み付け係数を乗じた値の少なくとも何れか一方に基づいて前記指標値を算出し、
前記固有振動数に前記第１重み付け係数を乗じた値が前記指標値に及ぼす影響は、前記振動数推定値に前記第３重み付け係数を乗じた値が前記指標値に及ぼす影響よりも大きく、
前記減衰に関するパラメータに前記第２重み付け係数を乗じた値が前記指標値に及ぼす影響は、前記減衰パラメータ推定値に前記第４重み付け係数を乗じた値が前記指標値に及ぼす影響よりも大きい。
(19) In some embodiments, in the configuration of (18) above,
The calculation unit includes a value obtained by multiplying the natural frequency by the first weighting coefficient, a value obtained by multiplying the parameter related to the attenuation by the second weighting coefficient, and a value obtained by multiplying the estimated frequency value by the third weighting coefficient. The index value is calculated based on at least one of the values obtained by multiplying the attenuation parameter estimated value by the fourth weighting coefficient.
The effect of the value obtained by multiplying the natural frequency by the first weighting coefficient on the index value is larger than the effect of the value obtained by multiplying the estimated frequency value by the third weighting coefficient on the index value.
The effect of the value obtained by multiplying the parameter related to the attenuation by the second weighting coefficient on the index value is larger than the effect of the value obtained by multiplying the estimated value of the attenuation parameter by the fourth weighting coefficient on the index value.
上記（１９）の構成によれば、耐火部の剥離の程度を表す指標値の妥当性が向上する。 According to the configuration of (19) above, the validity of the index value indicating the degree of peeling of the refractory portion is improved.
本発明の少なくとも一実施形態によれば、耐火部の検査方法に関して、耐火部の剥離を精度よく判定できる。 According to at least one embodiment of the present invention, the peeling of the refractory portion can be accurately determined with respect to the method for inspecting the refractory portion.
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described as embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention to this, but are merely explanatory examples. do not have.
For example, expressions that represent relative or absolute arrangements such as "in one direction", "along a certain direction", "parallel", "orthogonal", "center", "concentric" or "coaxial" are exact. Not only does it represent such an arrangement, but it also represents a tolerance or a state of relative displacement at an angle or distance to the extent that the same function can be obtained.
For example, expressions such as "same", "equal", and "homogeneous" that indicate that things are in the same state not only represent exactly the same state, but also have tolerances or differences to the extent that the same function can be obtained. It shall also represent the existing state.
For example, an expression representing a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape not only represents a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape in a geometrically strict sense, but also an uneven portion or a chamfer within the range where the same effect can be obtained. It shall also represent the shape including the part and the like.
On the other hand, the expressions "equipped", "equipped", "equipped", "included", or "have" one component are not exclusive expressions excluding the existence of other components.
図１は、本発明の少なくとも一つの実施形態に係る耐火部の検査方法が適用される熱交換ユニット１０を概略的に示す断面図であり、図２は、図１の熱交換ユニット１０を概略的に示す平面図である。
熱交換ユニット１０は、循環型流動床ボイラ（循環流動層ボイラ）やバブリング型流動床ボイラ（気泡流動層ボイラ）等の産業用ボイラに適用される。具体的には、熱交換ユニット１０は、少なくとも１つの管１２を含む熱交換部１４と、熱交換部１４の表面に溶接によりそれぞれ固定された複数の突起部１６と、複数の突起部１６間に設けられ、熱交換部１４の表面を覆う耐火部１８とを有する。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing a
The
管１２は金属からなり、水や蒸気等の流体を流すことができるように構成されている。幾つかの実施形態では、熱交換部１４は、相互に平行に配列された複数の管１２と、複数の管１２を相互に連結する複数の金属製の板２０とを有する。板２０と管１２は相互に溶接されている。幾つかの実施形態では、熱交換ユニット１０は火炉壁を構成しており、管１２は蒸発管であり、板２０はフィン板である。
The
複数の突起部１６の各々は金属からなり、例えばＹ字形状を有するＹ型アンカからなる。各突起部１６は、熱交換部１４の表面に対し略垂直に溶接されている。幾つかの実施形態では、複数の突起部１６は、熱交換部１４の一方の表面に千鳥状或いは格子状に配置されている。
Each of the plurality of
耐火部１８は耐火物からなり、例えば、熱交換部１４の周囲に型枠を設けたうえで不定形耐火物を流し込んだり、不定形耐火物を吹き付けることによって形成される。幾つかの実施形態では、耐火部１８は、突起部１６及び熱交換部１４の一方の表面を覆っており、耐火部１８の平坦な外面によって、熱交換ユニット１０の一方の外面が形成されている。従って、突起部１６は耐火部１８の内部に埋設されている。
The
図３は、本発明の少なくとも一実施形態に係る耐火部の検査方法の概略的な手順を示すフローチャートであり、図４は、検査方法に用いられる熱交換ユニットの検査装置を概略的に示す図である。
図３に示したように、検査方法は、振動励起工程Ｓ１０と、振動測定工程Ｓ１２と、固有振動数解析工程Ｓ１４と、減衰パラメータ解析工程Ｓ１６と、判定工程Ｓ１８と、出力工程Ｓ２０とを有する。
振動励起工程Ｓ１０では、耐火部１８に衝撃が加えられる。例えば図４に示したように、ハンマーを用いて耐火部１８の検査対象領域近傍に衝撃が加えられる。
FIG. 3 is a flowchart showing a schematic procedure of an inspection method of a refractory portion according to at least one embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram schematically showing an inspection device of a heat exchange unit used in the inspection method. Is.
As shown in FIG. 3, the inspection method includes a vibration excitation step S10, a vibration measurement step S12, a natural frequency analysis step S14, a damping parameter analysis step S16, a determination step S18, and an output step S20. ..
In the vibration excitation step S10, an impact is applied to the
振動測定工程Ｓ１２では、衝撃によって耐火部１８の検査対象領域で発生した振動が測定される。振動は、例えば、検査対象領域の表面に接触させられた振動センサを用いて測定される。検査対象領域の大きさは、例えば数１０ｍｍ～数１００ｍｍ四方の大きさに設定されるが、振動センサは、検査対象領域の表面の一部に接触していればよい。
In the vibration measurement step S12, the vibration generated in the inspection target region of the
固有振動数解析工程Ｓ１４では、振動測定工程Ｓ１２の測定結果に基づいて、耐火部１８の検査対象領域の固有振動数が求められる。例えば、振動測定工程Ｓ１２で求められた振動スペクトルに対し、ＭＥＭ（最大エントロピー法）によりスペクトル解析を行うことにより、固有振動数が求められる。図５は、スペクトル解析の結果の一例を示しており、衝撃により、特定の振動数、即ち固有振動数の振動が励起されていることがわかる。
In the natural frequency analysis step S14, the natural frequency of the inspection target region of the
減衰パラメータ解析工程Ｓ１６では、振動測定工程Ｓ１２の測定結果に基づいて、耐火部１８の検査対象領域で発生した振動の減衰に関するパラメータ（減衰パラメータ）が求められる。減衰パラメータは、例えば、衝撃を加えることで生じた振動の振幅が所定時間で減少する度合いを表す減衰率である。
In the damping parameter analysis step S16, a parameter (damping parameter) related to damping of vibration generated in the inspection target region of the
ここで、図６は、検査対象領域において、熱交換部１４から耐火部１８が剥離していない場合の振動スペクトルの一例を示しており、図７は、熱交換部１４から耐火部１８が剥離している場合の振動スペクトルの一例を示している。図７に示すように熱交換部１４から耐火部１８が剥離している場合、衝撃を加えた後、所定時間ｔａの経過で振動の振幅が減少する割合、すなわち減衰率は、図６に示した熱交換部１４から耐火部１８が剥離していない場合と比べて小さい。なお、図６及び図７では、減衰率の説明の便宜上、振幅の頂点を通るような包絡線を併記している。
Here, FIG. 6 shows an example of a vibration spectrum in the case where the fire-
判定工程Ｓ１８では、固有振動数解析工程Ｓ１４で求められた固有振動数及び減衰パラメータ解析工程Ｓ１６で求められた減衰パラメータに基づいて、耐火部１８の検査対象領域における熱交換部１４からの耐火部１８の剥離の状態を判定し、耐火部１８の補修が必要であるか否かを判定する。幾つかの実施形態に係る判定工程Ｓ１８における判定内容については、後で詳述する。
In the determination step S18, the fireproof part from the
以上の振動励起工程Ｓ１０、振動測定工程Ｓ１２、固有振動数解析工程Ｓ１４、減衰パラメータ解析工程Ｓ１６及び判定工程Ｓ１８を全ての検査対象領域について繰り返すことで、全ての検査対象領域について剥離の判定結果が得られる。
出力工程Ｓ２０では、得られた判定結果が、検査担当者が認識できるような態様で出力される。
By repeating the above vibration excitation step S10, vibration measurement step S12, natural frequency analysis step S14, damping parameter analysis step S16 and determination step S18 for all the inspection target regions, the peeling judgment result can be obtained for all the inspection target regions. can get.
In the output step S20, the obtained determination result is output in a manner that can be recognized by the person in charge of inspection.
上述した検査方法に用いられる熱交換ユニットの検査装置は、図４に示したように、振動を検知可能な圧電素子等からなる振動センサ３０と、例えばコンピュータ等によって構成される検査器３２とを有する。
検査器３２は、ＣＰＵ３３と、出力部４５とを備えている。ＣＰＵ３３は、振動測定部３４、固有振動数解析部３５、減衰パラメータ解析部３６、振動数推定部３７、減衰推定部３８、及び判定部４０の各機能ブロックを仮想的に有している。
As shown in FIG. 4, the heat exchange unit inspection device used in the above-mentioned inspection method includes a
The
振動測定部３４は、振動センサ３０を介して、耐火部１８に加えられた衝撃によって耐火部１８の検査対象領域で発生した振動を測定するように構成されている。
固有振動数解析部３５は、振動測定部３４の測定結果に基づいて、耐火部１８の検査対象領域の固有振動数を求めるように構成されている。
The
The natural
減衰パラメータ解析部３６は、振動測定部３４の測定結果に基づいて、耐火部１８の検査対象領域で発生した振動の減衰に関するパラメータを求めるように構成されている。
判定部４０は、固有振動数解析部３５で求められた固有振動数及び減衰パラメータ解析部３６で求められた減衰に関するパラメータに基づいて、耐火部１８の検査対象領域における熱交換部１４からの耐火部１８の剥離の状態を判定する剥離判定部４１と、剥離判定部４１の判定結果に基づいて耐火部１８の補修が必要であるか否かを判定する補修判定部４２を有する。
出力部４５は、例えばモニタによって構成されている。なお、出力部４５は、検査器３２の外部に設けられていてもよい。
The damping
The
The
上述した熱交換ユニットの検査方法あるいは検査装置の構成によれば、耐火部１８の検査対象領域ごとに、固有振動数及び減衰に関するパラメータに基づいて剥離の状態を判定することで、各検査対象領域における剥離の状態の判定精度を向上できる。
According to the above-mentioned inspection method of the heat exchange unit or the configuration of the inspection device, each inspection target region of the
以下、固有振動数及び減衰率に基づいて検査対象領域で剥離が発生しているか否かを判定できる理由について説明する。
図８は、熱交換部１４から耐火部１８が剥離している面積（剥離面積）の大きさと固有振動数との関係を示すグラフであり、プロットは試験体の実験値を示し、曲線は理論値を示している。
理論値は、剥離している部分が円板形状であって、且つ、剥離している部分の周囲が拘束されているとの仮定のもとで、次式（１）及び（２）により求められる。
Hereinafter, the reason why it is possible to determine whether or not peeling has occurred in the inspection target region based on the natural frequency and the damping rate will be described.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the size of the area (peeling area) where the
The theoretical value is obtained by the following equations (1) and (2) on the assumption that the peeled portion has a disk shape and the circumference of the peeled portion is constrained. Be done.
ただし、ｆは固有振動数、Ｐａｒは所定のパラメータ（例えば１０．２１）、Ｒは円板（剥離している部分）の半径、Ｄは円板の曲げ剛性、ρａは円板の単位面積当たりの質量、ｔは円板の厚さ、Ｅは縦弾性係数を表している。 However, f is the natural frequency, Par is a predetermined parameter (for example, 10.21), R is the radius of the disk (the part where it is peeled off), D is the bending rigidity of the disk, and ρa is the unit area of the disk. The mass of, t is the thickness of the disk, and E is the vertical rigidity coefficient.
図８及び式（１）から、固有振動数は、剥離している部分の面積に反比例する傾向があることがわかる。例えば、固有振動数が２．５ｋＨｚの場合、剥離部分の面積は約０．１１ｍ２であると推定される。従って、判定基準値を例えば２．５ｋＨｚに設定すれば、０．１１ｍ２以上の大きさで剥離していると推定される検査対象領域を抽出することができる。 From FIG. 8 and equation (1), it can be seen that the natural frequency tends to be inversely proportional to the area of the peeled portion. For example, when the natural frequency is 2.5 kHz, the area of the peeled portion is estimated to be about 0.11 m 2 . Therefore, if the determination reference value is set to, for example, 2.5 kHz, it is possible to extract the inspection target region presumed to be peeled off with a size of 0.11 m 2 or more.
一方、減衰率については、図６及び図７からわかるように、剥離している部分での振動の減衰率は、剥離していない部分での減衰率よりも小さくなる傾向がある。そこで、判定基準値を適宜設定すれば、検査対象領域において剥離が発生しているか否かを判断することができる。 On the other hand, regarding the damping rate, as can be seen from FIGS. 6 and 7, the damping rate of the vibration in the peeled portion tends to be smaller than the damping rate in the non-peeled portion. Therefore, if the determination reference value is appropriately set, it is possible to determine whether or not peeling has occurred in the inspection target region.
かくして、固有振動数が固有振動数に関する判定基準値以下であるという抽出条件にて、剥離が発生していると推定される検査対象領域を抽出し、そこから更に、抽出された検査対象領域から、減衰率が減衰率に関する判定基準値以下であるという別の抽出条件にて、剥離が発生していると推定される検査対象領域を抽出することで、剥離の状態の判定精度を向上できる。 Thus, under the extraction condition that the natural frequency is equal to or less than the judgment reference value for the natural frequency, the inspection target area presumed to have peeled off is extracted, and further from the extracted inspection target area. By extracting the inspection target area where peeling is presumed to occur under another extraction condition that the attenuation rate is equal to or less than the determination reference value for the attenuation rate, the determination accuracy of the peeling state can be improved.
しかしながら、検査対象領域における固有振動数が固有振動数に関する判定基準値の近傍であったり、減衰率が減衰率に関する判定基準値の近傍であったりした場合、当該検査対象領域において剥離しているか否かの判定が曖昧になる。
また、検査対象領域における固有振動数や減衰率は、経時的に低下していくことが分かっている。しかし、その低下度合いは、検査対象領域の検査対象ボイラにおける位置や検査対象ボイラの運転状況などによって異なる。また、上記の熱交換ユニット１０を有するボイラ（検査対象ボイラ）では、所定の期間ごとに定期的に検査や補修が行われるが、その間隔（期間）はボイラごとに異なる。そのため、今回の検査の時点では検査対象領域における固有振動数や減衰率が判定基準値を下回っていなくても、今回の検査後の短期間のうちに固有振動数や減衰率が判定基準値を下回ることも考えられる。
したがって、検査対象領域における固有振動数や減衰率が判定基準値を下回らないからといって、剥離が発生していないと一律に判定することや、補修が不要であると一律に判定することが好ましくない場合も考えられ得る。
However, if the natural frequency in the inspection target area is near the judgment reference value for the natural frequency or the attenuation rate is near the judgment reference value for the attenuation rate, whether or not the natural frequency is peeled off in the inspection target area. The judgment becomes ambiguous.
It is also known that the natural frequency and damping rate in the inspection target area decrease with time. However, the degree of decrease differs depending on the position of the inspection target boiler in the inspection target area, the operating condition of the inspection target boiler, and the like. Further, in the boiler having the heat exchange unit 10 (inspection target boiler), inspection and repair are performed periodically at predetermined periods, but the interval (period) is different for each boiler. Therefore, even if the natural frequency and damping factor in the inspection target area are not lower than the judgment reference value at the time of this inspection, the natural frequency and damping factor will reach the judgment reference value within a short period after this inspection. It is possible that it will fall below.
Therefore, even if the natural frequency or attenuation factor in the inspection target area does not fall below the judgment reference value, it can be uniformly judged that peeling has not occurred or that repair is not necessary. It may be unfavorable.
そこで、幾つかの実施形態では、検査対象領域における固有振動数が固有振動数に関する判定基準値の近傍であったり、減衰率が減衰率に関する判定基準値の近傍であったりした場合、当該検査対象領域についての過去の検査時のデータに基づいて、当該検査対象領域の過去の検査値の推移から今後の検査値の推移を予測する。そして、例えば次の定期検査の時点や、今回の検査結果を基に補修を行う時点など、所定の期間の経過後の当該検査対象領域の検査値を推定する。
そして、所定の期間の経過後の当該検査対象領域の固有振動数や減衰率が判定基準値よりもある程度以上（例えば１０％）下回るなど、許容範囲を逸脱すると推定される場合には、剥離が発生していると判定して、補修が必要であると判断するようにした。以下、具体的に説明する。
Therefore, in some embodiments, when the natural frequency in the inspection target region is near the judgment reference value regarding the natural frequency, or the attenuation rate is near the judgment reference value regarding the attenuation rate, the inspection target is concerned. Based on the data at the time of the past inspection for the area, the transition of the future inspection value is predicted from the transition of the past inspection value of the inspection target area. Then, the inspection value of the inspection target area after the lapse of a predetermined period, such as the time of the next periodic inspection or the time of repair based on the current inspection result, is estimated.
Then, if it is estimated that the natural frequency or attenuation factor of the inspection target area after the lapse of a predetermined period is lower than the judgment reference value to some extent (for example, 10%), the peeling is deviated from the permissible range. It was decided that it had occurred and that repair was necessary. Hereinafter, a specific description will be given.
図９は、幾つかの実施形態に係る熱交換ユニット１０の検査対象領域を説明するための図である。図９において丸６０は、振動センサ３０を当接させる振動測定箇所を示しており、衝撃を加える箇所は、各振動測定箇所から例えば数１０ｍｍ～数１００ｍｍ離れた位置である。従って、複数の検査対象領域の各々は、直線状の１点鎖線で囲まれた領域である。説明の便宜上、図９には熱交換ユニット１０の各検査対象領域５０について、１行目から７行目まで及びＡ列目からＥ列目までの範囲を示す。
FIG. 9 is a diagram for explaining an inspection target area of the
図１０は、図９に示した各検査対象領域５０についての過去から現在までの検査結果の表であり、図１０（ａ）は、固有振動数についての表であり、図１０（ｂ）は、減衰率についての表である。図１０（ａ），（ｂ）の各表において空欄となっている欄は、説明の便宜上、情報の記載を省略しているだけであり、実際には情報が入力されている。
10 is a table of inspection results from the past to the present for each
図１０（ａ），（ｂ）の各表において、「位置」についての「壁」の欄は、図９に示した各検査対象領域５０が検査対象ボイラの前壁であるのか後壁であるのか等、どの壁であるの示す情報が入力された欄である。「位置」についての「Ｘ」の欄及び「Ｙ」の欄は、図９に示した各検査対象領域５０の前壁における水平方向の位置及び高さ方向の位置を示す情報が入力された欄である。
図１０（ａ）の表における「検査結果」の各年の欄には、各検査対象領域５０におけるそれぞれの年の固有振動数の値の情報が入力されている。同様に、図１０（ｂ）の表における「検査結果」の各年の欄には、各検査対象領域５０におけるそれぞれの年の減衰率の値の情報が入力されている。図１０（ａ），（ｂ）に示した例では、検査対象ボイラの定期検査は１年ごとに行われている。
なお、幾つかの実施形態に係る以下の説明では、今回の検査が１０年目の検査であることとして説明する。
In the tables of FIGS. 10A and 10B, the column of "wall" for "position" indicates whether each
In the column of each year of "inspection result" in the table of FIG. 10A, information on the value of the natural frequency of each year in each
In the following description relating to some embodiments, it is assumed that this inspection is the 10th year inspection.
幾つかの実施形態では、上述した振動測定工程Ｓ１２において、今回の検査である１０年目の検査における各検査対象領域５０の振動が測定される。そして、固有振動数解析工程Ｓ１４において、振動測定工程Ｓ１２の測定結果に基づいて各検査対象領域５０の固有振動数ｆが求められ、減衰パラメータ解析工程Ｓ１６において、振動測定工程Ｓ１２の測定結果に基づいて各検査対象領域５０で発生した振動の減衰率ｄが求められる。
In some embodiments, in the vibration measuring step S12 described above, the vibration of each
判定工程Ｓ１８では、固有振動数解析工程Ｓ１４で求められた固有振動数ｆ及び減衰パラメータ解析工程Ｓ１６で求められた減衰率ｄに基づいて、当該検査対象領域５０の耐火部１８に剥離が発生しているか否か、及び、当該検査対象領域５０の耐火部１８の補修が必要であるか否かを次のようにして判定する。すなわち、判定工程Ｓ１８は、耐火部１８に剥離が発生しているか否かを判定する剥離判定工程と、剥離判定工程における判定結果に基づいて耐火部１８の補修が必要であるか否か判定する補修判定工程とを含む。
In the determination step S18, peeling occurs in the
図１１は、判定工程Ｓ１８において、ＣＰＵ３３で行われる判定処理のフローチャートである。図３の減衰パラメータ解析工程Ｓ１６が終了すると、本フローチャートのプログラムの処理が開始され、ＣＰＵ３３が有する各機能ブロックで実行される。
ステップＳ８１において、判定部４０は、耐火部１８の剥離の有無及び補修が必要であるか否かを判定する検査対象領域５０について、固有振動数解析工程Ｓ１４で求められた固有振動数ｆ及び減衰パラメータ解析工程Ｓ１６で求められた減衰率ｄを読み込んでステップＳ８２に進む。
FIG. 11 is a flowchart of the determination process performed by the
In step S81, the
ステップＳ８２において、判定部４０は、ステップＳ８１で読み込んだ固有振動数ｆと、固有振動数についての判定基準値ｆsとの関係、及び、ステップＳ８１で読み込んだ減衰率ｄと、減衰率についての判定基準値ｄsとの大小関係を判断する。
In step S82, the
ステップＳ８２において、ステップＳ８１で読み込んだ固有振動数ｆが固有振動数についての判定基準値ｆsの１１０％を上回り（１．１ｆs＜ｆ）、且つ、ステップＳ８１で読み込んだ減衰率ｄが減衰率についての判定基準値ｄsの１１０％を上回っている（１．１ｄs＜ｄ）場合（以下、第１ケースと呼ぶ）、ステップＳ９１へ進み、判定部４０の剥離判定部４１は、当該判定に係る検査対象領域５０の耐火部１８に剥離が生じていないと判定する。そして、判定部４０の補修判定部４２は、当該判定に係る検査対象領域５０の耐火部１８の補修が不要であると判定する。
In step S82, the natural frequency f read in step S81 exceeds 110% of the determination reference value fs for the natural frequency (1.1 fs <f), and the damping factor d read in step S81 is the damping factor. If it exceeds 110% of the determination reference value ds (1.1 ds <d) (hereinafter referred to as the first case), the process proceeds to step S91, and the peeling
ステップＳ８２において、ステップＳ８１で読み込んだ固有振動数ｆが固有振動数についての判定基準値ｆsの９０％を下回り（ｆ＜０．９ｆs）、且つ、ステップＳ８１で読み込んだ減衰率ｄが減衰率についての判定基準値ｄsの９０％を下回っている（ｄ＜０．９ｄs）場合（以下、第２ケースと呼ぶ）、ステップＳ９２へ進み、判定部４０の剥離判定部４１は、当該判定に係る検査対象領域５０の耐火部１８に剥離が生じていると判定する。そして、判定部４０の補修判定部４２は、当該判定に係る検査対象領域５０の耐火部１８の補修が必要であると判定する。
幾つかの実施形態では、固有振動数についての判定基準値ｆsの９０％を振動数に関する許容値としている。また、幾つかの実施形態では、減衰率についての判定基準値ｄsの９０％を減衰に関する許容値、すなわち許容範囲の下限としている。
In step S82, the natural frequency f read in step S81 is less than 90% of the determination reference value fs for the natural frequency (f <0.9 fs), and the damping factor d read in step S81 is the damping factor. When the value is less than 90% of the determination reference value ds (d <0.9ds) (hereinafter referred to as the second case), the process proceeds to step S92, and the peeling
In some embodiments, 90% of the determination reference value fs for the natural frequency is set as the allowable value for the frequency. Further, in some embodiments, 90% of the determination reference value ds for the attenuation factor is set as an allowable value for attenuation, that is, a lower limit of the allowable range.
ステップＳ８２において、上記第１ケース及び第２ケースのいずれでもなかった場合、ステップＳ８３へ進む。 If neither of the first case and the second case is found in step S82, the process proceeds to step S83.
ステップＳ８３において、振動数推定部３７は、ステップＳ８１で固有振動数ｆ及び減衰率ｄを読み込んだ検査対象領域５０についての過去の検査時のデータに基づいて、当該検査対象領域５０の所定期間Ｔの経過後の固有振動数の推定値である振動数推定値ｆaftを算出する。また、減衰推定部３８は、ステップＳ８１で固有振動数ｆ及び減衰率ｄを読み込んだ検査対象領域５０についての過去の検査時のデータに基づいて、当該検査対象領域５０の所定期間Ｔの経過後の減衰率の推定値である減衰率推定値ｄaftを算出する。
すなわち、振動数推定部３７は、図１０に示すような検査対象領域５０についての過去から現在までの検査結果の表から、当該検査対象領域５０の検査結果の情報を読み込む。そして、振動数推定部３７は、例えば図１２に示すように、当該検査対象領域５０の過去及び今回の検査結果の推移から、振動数推定値ｆaftを算出する。以下の説明では、振動数推定値ｆaftを算出する工程を振動数推定工程Ｓ８３１と呼ぶ。
同様に、減衰推定部３８は、図１０に示すような検査対象領域５０についての過去から現在までの検査結果の表から、当該検査対象領域５０の検査結果の情報を読み込む。そして、減衰推定部３８は、当該検査対象領域５０の過去及び今回の検査結果の推移から、減衰率推定値ｄaftを算出する。以下の説明では、減衰率推定値ｄaftを算出する工程を減衰推定工程Ｓ８３２と呼ぶ。
図１２（ａ），（ｂ）は、それぞれ、振動数推定工程Ｓ８３１における振動数推定値ｆaftの算出について説明するためのグラフである。なお、減衰推定工程Ｓ８３２における減衰率推定値ｄaftの算出についても同様であるので、図を用いた説明は省略する。また、図１３は、図１１のステップＳ８３のサブルーチンを示す図である。
In step S83, the
That is, the
Similarly, the
12A and 12B are graphs for explaining the calculation of the frequency estimation value faft in the frequency estimation step S831, respectively. Since the same applies to the calculation of the estimated attenuation factor daft in the attenuation estimation step S832, the description using the figure will be omitted. Further, FIG. 13 is a diagram showing a subroutine in step S83 of FIG.
ステップＳ８３のサブルーチンへ進むと、振動数推定部３７は、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、例えば過去（１年目～９年目）及び今回（１０年目）の固有振動数ｆをグラフ上にプロットし、固有振動数ｆの推移の予測線を算出する。そして、振動数推定部３７は、所定期間Ｔの経過後の固有振動数の推定値である振動数推定値ｆaftの値を予測線から得る。なお、ここで、所定期間Ｔとは、例えば次の定期検査までの期間や、今回の検査結果を基に実施される補修までの期間である。
Proceeding to the subroutine of step S83, as shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b), the
減衰推定部３８は、減衰率ｄについても上記と同様に、減衰率推定値ｄaftの値を予測線から得る。
The
このように、幾つかの実施形態では、検査対象ボイラにおける検査対象領域５０での固有振動数ｆについての過去の検査結果に基づいて、振動数推定値ｆaftを算出する。これにより、振動数推定値ｆaftの精度が向上するので、後述する耐火部１８の剥離の判定の精度が向上する。
同様に、幾つかの実施形態では、検査対象ボイラにおける検査対象領域５０での減衰率ｄについての過去の検査結果に基づいて、減衰率推定値ｄaftを算出する。これにより、減衰率推定値ｄaftの精度が向上するので、耐火部１８の剥離の判定精度が向上する。
As described above, in some embodiments, the frequency estimation value faft is calculated based on the past inspection results of the natural frequency f in the
Similarly, in some embodiments, the attenuation factor estimation value daft is calculated based on the past inspection results for the attenuation rate d in the
また、例えば、所定期間Ｔを検査対象ボイラにおける次回点検までの期間に相当する期間とすることで、検査対象ボイラの次回点検の時点における耐火部１８の剥離を精度よく判定できる。これにより、仮に補修をしなければ検査対象ボイラの次回点検の時点で耐火部１８が剥離する蓋然性の高い検査対象領域５０を見つけることができる。したがって、耐火部１８の不具合の発生を抑制できる。
Further, for example, by setting the predetermined period T as a period corresponding to the period until the next inspection of the boiler to be inspected, the peeling of the
ステップＳ８３のサブルーチンの実施後、ステップＳ８４へ進むと、判定部４０の剥離判定部４１は、減衰推定工程Ｓ８３２で算出した振動数推定値ｆaftが振動数に関する許容値を下回るか否かを判定する。幾つかの実施形態において、振動数に関する許容値とは、上述したように固有振動数についての判定基準値ｆsの値の９０％に該当する値（０．９ｆs）である。すなわち、ステップＳ８４では、振動数推定値ｆaftが、固有振動数についての判定基準値ｆsの値の９０％を下回る（ｆaft＜０．９ｆs）か否かが判定される。
なお、図１２（ａ），（ｂ）は、例えば今回の検査が１０年目の検査であり、所定期間Ｔを次回の検査時期である１１年目までの１年間とし、今回の検査の１年後である１１年目における振動数推定値ｆaftを推定する場合について表したグラフである。図１２（ａ）は、１１年目の振動数推定値ｆaftが固有振動数についての判定基準値ｆsの値の９０％を下回らなかった場合の例を示すグラフである。また、図１２（ｂ）は、１１年目の振動数推定値ｆaftが固有振動数についての判定基準値ｆsの値の９０％を下回った場合の例を示すグラフである。
After executing the subroutine in step S83, when the process proceeds to step S84, the peeling
In addition, in FIGS. 12 (a) and 12 (b), for example, this inspection is the inspection of the 10th year, and the predetermined period T is one year until the 11th year, which is the next inspection time, and 1 of this inspection. It is a graph showing the case of estimating the frequency estimation value faft in the 11th year which is a year later. FIG. 12A is a graph showing an example in which the frequency estimated value faft in the 11th year does not fall below 90% of the value of the judgment reference value fs for the natural frequency. Further, FIG. 12B is a graph showing an example in which the frequency estimated value faft in the 11th year is less than 90% of the value of the determination reference value fs for the natural frequency.
また、ステップＳ８４において、判定部４０の剥離判定部４１は、減衰推定工程Ｓ８３２で算出した減衰率推定値ｄaftが減衰に関する許容範囲を逸脱するか否かを判定する。幾つかの実施形態において、減衰に関する許容値とは、上述したように減衰率についての判定基準値ｄsの値の９０％に該当する値（０．９ｄs）である。すなわち、ステップＳ８４、減衰率推定値ｄaftが、減衰率についての判定基準値ｄsの値の９０％を下回る（ｄaft＜０．９ｄs）か否か、すなわち、減衰に関する許容範囲を逸脱するか否かが判定される。
Further, in step S84, the peeling
次いでステップＳ８５からステップＳ８７を実施する。なお、以下の説明では、ステップＳ８５からステップＳ８７までの処理を順に実行しているが、実行の順序は以下の説明とは異なっていてもよく、複数の処理を並行して実行してもよい。 Then, steps S85 to S87 are carried out. In the following description, the processes from step S85 to step S87 are executed in order, but the order of execution may be different from the following description, and a plurality of processes may be executed in parallel. ..
ステップＳ８５において、判定部４０の剥離判定部４１は、「ステップＳ８４において振動数推定値ｆaftが上記許容値を下回る（ｆaft＜０．９ｆs）と判定され」、且つ、「減衰パラメータ解析工程Ｓ１６で求められた減衰率ｄが上記許容範囲を逸脱している（ｄ＜０．９ｄs）」、か否かを判定する。
In step S85, the peeling
ステップＳ８５において肯定判定がなされると、ステップＳ９２へ進む。上述したようにステップＳ９２では、判定部４０の剥離判定部４１は、当該判定に係る検査対象領域５０の耐火部１８に剥離が生じていると判定する。そして、判定部４０の補修判定部４２は、当該判定に係る検査対象領域５０の耐火部１８の補修が必要であると判定する。
If an affirmative determination is made in step S85, the process proceeds to step S92. As described above, in step S92, the peeling
すなわち、幾つかの実施形態では、固有振動数ｆが許容値以上であっても、振動数推定値ｆaftが許容値を下回り、且つ、減衰率ｄが許容範囲を逸脱する場合には、剥離があると判定される。これにより、固有振動数解析工程Ｓ１４で求められた固有振動数ｆが許容値の下限値近傍であっても検査対象領域５０に剥離があるか否かを精度よく判定できる。
That is, in some embodiments, even if the natural frequency f is equal to or higher than the permissible value, if the estimated frequency value faft is lower than the permissible value and the damping factor d is out of the permissible range, the peeling occurs. It is determined that there is. Thereby, even if the natural frequency f obtained in the natural frequency analysis step S14 is near the lower limit of the allowable value, it can be accurately determined whether or not the
ステップＳ８５において否定判定がなされるとステップＳ８６へ進み、判定部４０の剥離判定部４１は、「固有振動数解析工程Ｓ１４で求められた固有振動数ｆが、上記許容値を下回っており（ｆ＜０．９ｆs）」、且つ、「ステップＳ８４において減衰率推定値ｄaftが上記許容範囲を逸脱する（ｄaft＜０．９ｄs）と判定されている」、か否かを判定する。
When a negative determination is made in step S85, the process proceeds to step S86, and the peeling
ステップＳ８６において肯定判定がなされると、ステップＳ９２へ進む。
すなわち、幾つかの実施形態では、減衰率ｄが許容範囲内であっても、固有振動数ｆが許容値を下回わっており、且つ、減衰率推定値ｄaftが許容範囲を逸脱する場合には、剥離があると判定される。これにより、減衰パラメータ解析工程Ｓ１６で求められた減衰率ｄが許容範囲の境界値近傍であっても検査対象領域５０に剥離があるか否かを精度よく判定できる。
If an affirmative determination is made in step S86, the process proceeds to step S92.
That is, in some embodiments, even if the damping factor d is within the permissible range, the natural frequency f is below the permissible value, and the estimated damping factor daft deviates from the permissible range. Is determined to have peeling. As a result, it is possible to accurately determine whether or not there is peeling in the
ステップＳ８６において否定判定がなされるとステップＳ８７へ進み、判定部４０の剥離判定部４１は、「ステップＳ８４において振動数推定値ｆaftが上記許容値を下回る（ｆaft＜０．９ｆs）と判定され」、且つ、「ステップＳ８４において減衰率推定値ｄaftが上記許容範囲を逸脱する（ｄaft＜０．９ｄs）と判定されている」、か否かを判定する。
If a negative determination is made in step S86, the process proceeds to step S87, and the peeling
ステップＳ８７において肯定判定がなされると、ステップＳ９２へ進み、ステップＳ８７において否定判定がなされると、ステップＳ９１へ進む。
すなわち、幾つかの実施形態では、固有振動数ｆが許容値以上であり、又は、減衰率ｄが許容範囲内であっても、振動数推定値ｆaftが許容値を下回り、且つ、減衰率推定値ｄaftが許容範囲を逸脱する場合には、剥離があると判定される。これにより、固有振動数解析工程Ｓ１４で求められた固有振動数ｆが許容値の下限値近傍であったり、減衰パラメータ解析工程Ｓ１６で求められた減衰率ｄが許容範囲の境界値近傍であったりしても、検査対象領域５０に剥離があるか否かを精度よく判定できる。
If an affirmative determination is made in step S87, the process proceeds to step S92, and if a negative determination is made in step S87, the process proceeds to step S91.
That is, in some embodiments, even if the natural frequency f is equal to or higher than the permissible value or the damping factor d is within the permissible range, the frequency estimation value faft is lower than the permissible value and the damping factor is estimated. If the value attenuation deviates from the allowable range, it is determined that there is peeling. As a result, the natural frequency f obtained in the natural frequency analysis step S14 may be near the lower limit of the allowable value, or the damping factor d obtained in the damping parameter analysis step S16 may be near the boundary value of the allowable range. Even so, it is possible to accurately determine whether or not there is peeling in the
ステップＳ８７において否定判定がなされると、ステップＳ９１へ進む。上述したようにステップＳ９１では、判定部４０の剥離判定部４１は、当該判定に係る検査対象領域５０の耐火部１８に剥離が生じていないと判定する。そして、判定部４０の補修判定部４２は、当該判定に係る検査対象領域５０の耐火部１８の補修が不要であると判定する。
If a negative determination is made in step S87, the process proceeds to step S91. As described above, in step S91, the peeling
ステップＳ９１又はステップＳ９２が実行されるとステップＳ８８へ進み、ＣＰＵ３３は、耐火部１８の剥離の有無及び補修の要否を判定する必要がある全ての検査対象領域５０についての判定が終了しているか否かを判定する。
ステップＳ８８が否定判断されるとステップＳ８１へ戻り、ステップＳ８８が肯定判断されると、本プログラムを終了する。
When step S91 or step S92 is executed, the process proceeds to step S88, and the
If step S88 is negatively determined, the process returns to step S81, and if step S88 is positively determined, the program ends.
このように、幾つかの実施形態では、検査対象領域５０における固有振動数ｆが固有振動数に関する判定基準値ｆsの近傍であったり、減衰率ｄが減衰率に関する判定基準値ｄsの近傍であったりした場合、次の（ａ）～（ｄ）の条件の何れかに該当すると当該検査対象領域５０の耐火部１８に剥離が生じていると判定され、補修が必要であると判定される。
（ａ）固有振動数ｆが判定基準値ｆsの９０％を下回り（ｆ＜０．９ｆs）、且つ、減衰率ｄが判定基準値ｄsの９０％を下回る（ｄ＜０．９ｄs）場合（第２ケース）。
（ｂ）振動数推定値ｆaftが判定基準値ｆsの値の９０％を下回り（ｆaft＜０．９ｆs）、且つ、減衰率ｄが判定基準値ｄsの値の９０％を下回る（ｄ＜０．９ｄs）場合（ステップＳ８５肯定判断）。
（ｃ）固有振動数ｆが判定基準値ｆsの値の９０％を下回り（ｆ＜０．９ｆs）、且つ、減衰率推定値ｄaftが判定基準値ｄsの値の９０％を下回る（ｄaft＜０．９ｄs）場合（ステップＳ８６肯定判断）。
（ｄ）振動数推定値ｆaftが判定基準値ｆsの値の９０％を下回り（ｆaft＜０．９ｆs）、且つ、減衰率推定値ｄaftが判定基準値ｄsの値の９０％を下回る（ｄaft＜０．９ｄs）場合（ステップＳ８７肯定判断）。
すなわち、幾つかの実施形態では、固有振動数ｆや減衰率ｄに基づくだけでなく、さらに振動数推定値ｆaft及び減衰率推定値ｄaftの少なくとも何れか一方に基づいて、耐火部１８の剥離を判定するので、耐火部１８の剥離を精度よく判定できる。
As described above, in some embodiments, the natural frequency f in the
(A) When the natural frequency f is less than 90% of the judgment reference value fs (f <0.9 fs) and the attenuation factor d is less than 90% of the judgment reference value ds (d <0.9 ds) (No. 1). 2 cases).
(B) The frequency estimation value faft is less than 90% of the value of the judgment reference value fs (faft <0.9 fs), and the attenuation factor d is less than 90% of the value of the judgment reference value ds (d <0. 9ds) (step S85 affirmative judgment).
(C) The natural frequency f is less than 90% of the value of the judgment reference value fs (f <0.9 fs), and the attenuation rate estimated value daft is less than 90% of the value of the judgment reference value ds (daft <0). .9ds) (step S86 affirmative judgment).
(D) The frequency estimated value faft is less than 90% of the value of the judgment reference value fs (faft <0.9 fs), and the attenuation rate estimated value daft is less than 90% of the value of the judgment reference value ds (daft <. 0.9ds) (step S87 affirmative judgment).
That is, in some embodiments, the
なお、幾つかの実施形態では、検査対象領域５０における固有振動数ｆが固有振動数に関する判定基準値ｆsの近傍であったり、減衰率ｄが減衰率に関する判定基準値ｄsの近傍であったりした場合であっても上記（１）～（４）の条件に該当しない場合には、当該検査対象領域５０の耐火部１８に剥離が生じていないと判定され、補修が不要であると判定される。また、固有振動数ｆが判定基準値ｆsの１１０％を上回り（１．１ｆs＜ｆ）、且つ、減衰率ｄが判定基準値ｄsの１１０％を上回り（１．１ｄs＜ｄ）る場合（第１ケース）も、当該検査対象領域５０の耐火部１８に剥離が生じていないと判定され、補修が不要であると判定される。
In some embodiments, the natural frequency f in the
このようにして補修が必要と判定された検査対象領域５０の耐火部１８は、その後、補修が行われる。
このように、幾つかの実施形態では、剥離判定の結果に基づいて補修が必要な対象範囲を設定し、該対象範囲に対して補修を行う。これにより、補修が必要な対象範囲を適切に設定できるので、耐火部１８を適切に補修できる。
The
As described above, in some embodiments, the target range requiring repair is set based on the result of the peeling determination, and the target range is repaired. As a result, the target range requiring repair can be appropriately set, so that the
また、上述した幾つかの実施形態では検査対象ボイラは、気泡流動層ボイラ又は循環流動層ボイラである。
したがって、気泡流動層ボイラ及び循環流動層ボイラの耐火部の検査に際して、耐火部１８の剥離を精度よく判定できる。
Further, in some of the above-described embodiments, the boiler to be inspected is a bubble fluidized bed boiler or a circulating fluidized bed boiler.
Therefore, when inspecting the fire-resistant portions of the bubble fluidized bed boiler and the circulating fluidized bed boiler, the peeling of the fire-
（他の実施形態について）
次に、他の実施形態に係る耐火部の検査方法について説明する。他の実施形態では、検査対象領域５０の耐火部１８の補修が必要であるか否かを判定するにあたり、当該検査対象領域５０の周囲の検査対象領域５０についての判定状況を加味する。
図１４は、他の実施形態に係る耐火部の検査方法について説明するための図である。他の実施形態に係る耐火部の検査方法では、例えば、図１４に示した第４行第Ｃ列の検査対象領域５１の耐火部１８の補修が必要であるか否かを判定するにあたり、第４行第Ｃ列の検査対象領域５１の周囲の検査対象領域５２についての耐火部１８の剥離の判定状況を加味する。なお、図１４では、第４行第Ｃ列の検査対象領域５１の周囲の８カ所の検査対象領域５２のうち、ＯＫと記載された検査対象領域５２ａは、耐火部１８に剥離が生じていないと判定された検査対象領域５２を示し、ＮＧと記載された検査対象領域５２ｂは、耐火部１８に剥離が生じていると判定された検査対象領域５２を示す。
(About other embodiments)
Next, a method for inspecting the refractory portion according to another embodiment will be described. In another embodiment, in determining whether or not the
FIG. 14 is a diagram for explaining a method for inspecting a refractory portion according to another embodiment. In the method for inspecting the refractory portion according to another embodiment, for example, in determining whether or not the
第４行第Ｃ列の検査対象領域５１の周囲の検査対象領域５２のうち、耐火部１８に剥離が生じていないと判定された検査対象領域５２ａが多ければ、第４行第Ｃ列の検査対象領域５１についても耐火部１８に剥離が生じていない可能性が高く、耐火部１８に剥離が生じていると判定された検査対象領域５２ｂが多ければ、第４行第Ｃ列の検査対象領域５１についても耐火部１８に剥離が生じている可能性が高い。
そこで、他の実施形態に係る耐火部の検査方法では、振動数推定値ｆaft及び減衰率推定値ｄaftの少なくとも何れか一方に基づいて検査対象領域５０における耐火部１８に剥離がないと判定されている場合であっても、当該検査対象領域５０の周囲において、耐火部１８に剥離があると判定されている領域の割合が所定割合を超えている場合に、当該検査対象領域５０における前記耐火部の補修の必要があると判定する。
なお、上記所定割合については、適宜決定すればよいが、例えば、周囲の検査対象領域５２のうちの半数である。
If the
Therefore, in the method for inspecting the refractory portion according to another embodiment, it is determined that there is no peeling in the
The predetermined ratio may be appropriately determined, but is, for example, half of the surrounding
すなわち、他の実施形態に係る耐火部の検査方法では、例えば第４行第Ｃ列の検査対象領域５１について、周囲の検査対象領域５２のうち、耐火部１８に剥離が生じていると判定された検査対象領域５２ａの割合が半数以上であれば、第４行第Ｃ列の検査対象領域５１について耐火部１８の補修が必要であると判定し、耐火部１８に剥離が生じていると判定された検査対象領域５２ａの割合が半数未満であれば、第４行第Ｃ列の検査対象領域５１については耐火部１８の補修が不要であると判定する。
なお、周囲の検査対象領域５２についての耐火部１８に剥離が生じているか否かの判定は、例えば、上述した幾つかの実施形態における検査方法によって判定されている。
That is, in the method for inspecting the refractory portion according to another embodiment, it is determined that, for example, in the
It should be noted that the determination as to whether or not the
周囲の検査対象領域５２についての判定状況を加味した上記の判定は、例えば、上述した幾つかの実施形態に係る上記（ａ）～（ｄ）の何れの条件にも該当しなかった場合、すなわち、図１１におけるステップＳ８７が否定判断された場合に実施される。
The above-mentioned determination in consideration of the determination status of the surrounding
図１５は、他の実施形態に係る判定工程Ｓ１８において、ＣＰＵ３３で行われる判定処理のフローチャートである。図３の減衰パラメータ解析工程Ｓ１６が終了すると、本フローチャートのプログラムの処理が開始され、ＣＰＵ３３が有する各機能ブロックで実行される。
ステップＳ８１からステップＳ８７までの処理、及び、ステップＳ８８、ステップＳ９１、ステップＳ９２における処理は、図１１に示すフローチャートと同じであるので、説明を省略する。
他の実施形態に係る判定工程は、上述したステップＳ８５からステップＳ８７までの処理に加えて、以下に述べるステップＳ８９及びステップＳ９３の処理を含む。
FIG. 15 is a flowchart of a determination process performed by the
Since the processes from step S81 to step S87 and the processes in steps S88, S91, and S92 are the same as the flowchart shown in FIG. 11, the description thereof will be omitted.
The determination step according to another embodiment includes the processes of steps S89 and S93 described below in addition to the processes from step S85 to step S87 described above.
ステップＳ８７が否定判断されるとステップＳ８９へ進み、判定部４０の補修判定部４２は、判定に係る検査対象領域５０の周囲の検査対象領域５０（検査対象領域５２）についての耐火部１８の剥離の判定状況を判断する。
If step S87 is negatively determined, the process proceeds to step S89, and the
ステップＳ８７において、判定に係る検査対象領域５０の周囲の検査対象領域５０（検査対象領域５２）のうち、耐火部１８に剥離が生じていると判定されている検査対象領域５０（検査対象領域５２ｂ）が半数以上である場合、ステップＳ９２へ進み、判定部４０の補修判定部４２は、判定に係る検査対象領域５０の耐火部１８の補修が必要であると判定する。
In step S87, of the inspection target area 50 (inspection target area 52) around the
ステップＳ８７において、判定に係る検査対象領域５０の周囲の検査対象領域５０（検査対象領域５２）のうち、耐火部１８に剥離が生じていると判定されている検査対象領域５０（検査対象領域５２ｂ）が半数未満である場合、ステップＳ９１へ進み、判定部４０の補修判定部４２は、判定に係る検査対象領域５０の耐火部１８の補修が不要であると判定する。
In step S87, of the inspection target area 50 (inspection target area 52) around the
このように、他の実施形態では、振動数推定値ｆaft及び減衰率推定値ｄaftの少なくとも何れか一方に基づいて検査対象領域５０における耐火部１８に剥離がないと判定されている場合であっても、検査対象領域５１の周囲の領域についての補修の必要性を考慮して、耐火部１８の補修が必要であるか否かを判定できる。したがって、耐火部１８の補修が必要であるか否かの判定精度を向上できる。
As described above, in another embodiment, it is determined that there is no peeling in the
（判定結果の表示について）
上述した幾つかの実施形態において、出力工程Ｓ２０では、得られた判定結果が、検査担当者が認識できるような態様で出力され、例えばモニタによって構成される検査器３２の出力部４５に表示される。その際、例えば、耐火部の剥離の程度を表すコンタ図を出力部４５に表示させるようにしてもよい。以下、耐火部の剥離の程度を表すコンタ図を出力部４５に表示させる実施形態について説明する。
(About display of judgment result)
In some of the above-described embodiments, in the output step S20, the obtained determination result is output in a manner that can be recognized by the person in charge of inspection, and is displayed on the
図１６は、耐火部の剥離の程度を表すコンタ図を出力部４５に表示させる実施形態における検査器３２Ａの構成を示す図である。本実施形態に係る検査器３２Ａは、上述した幾つかの実施形態に係る検査器３２が有する各構成に加えて、指標値算出部４３と、コンタ図生成部４４とをさらに有する。
FIG. 16 is a diagram showing the configuration of the inspection device 32A in the embodiment in which the
指標値算出部４３は、耐火部１８の剥離の程度を表す指標値Ｐを算出する算出部である。本実施形態では、指標値算出部４３は、固有振動数解析部３５で求めた固有振動数ｆと、減衰パラメータ解析部３６で求めた減衰率ｄと、振動数推定部３７で算出した振動数推定値ｆaftと、減衰推定部３８で算出した減衰率推定値ｄaftとに基づいて、耐火部１８の剥離の程度を表す指標値Ｐを例えば次式（３）により算出する。
Ｐ＝ｆ（Ｃ１×ｆ，Ｃ２×ｄ，Ｃ３×ｆaft ，Ｃ４×ｄaft） ・・・（３）
ここで、Ｃ１は、固有振動数ｆについての第１重み付け係数であり、Ｃ２は、減衰率ｄについての第２重み付け係数であり、Ｃ３は、振動数推定値ｆaftについての第３重み付け係数であり、Ｃ４は、減衰率推定値ｄaftについての第４重み付け係数である。
The index
P = f (C1 × f, C2 × d, C3 × faft, C4 × daft) ... (3)
Here, C1 is the first weighting coefficient for the natural frequency f, C2 is the second weighting coefficient for the attenuation factor d, and C3 is the third weighting coefficient for the frequency estimation value faft. , C4 are the fourth weighting factors for the attenuation rate estimated value daft.
例えば、第１重み付け係数Ｃ１及び第３重み付け係数Ｃ３のそれぞれは、固有振動数ｆに第１重み付け係数を乗じた値（Ｃ１×ｆ）が指標値Ｐに及ぼす影響が、振動数推定値ｆaftに第３重み付け係数Ｃ３を乗じた値（Ｃ３×ｆaft）が指標値Ｐに及ぼす影響よりも大きくなるように、適宜設定される。また、例えば、第２重み付け係数Ｃ２及び第４重み付け係数Ｃ４のそれぞれは、減衰率ｄに第２重み付け係数を乗じた値（Ｃｄ×ｄ）が指標値Ｐに及ぼす影響が、減衰率推定値ｄaftに第４重み付け係数Ｃ４を乗じた値（Ｃ４×ｄaft）が指標値Ｐに及ぼす影響よりも大きくなるように、適宜設定される。これにより、指標値Ｐの妥当性が向上する。 For example, in each of the first weighting coefficient C1 and the third weighting coefficient C3, the influence of the value (C1 × f) obtained by multiplying the natural frequency f by the first weighting coefficient on the index value P affects the frequency estimation value faft. The value (C3 × faft) multiplied by the third weighting coefficient C3 is appropriately set so as to be larger than the influence on the index value P. Further, for example, in each of the second weighting coefficient C2 and the fourth weighting coefficient C4, the influence of the value (Cd × d) obtained by multiplying the attenuation rate d by the second weighting coefficient on the index value P is the attenuation rate estimated value daft. Is appropriately set so that the value obtained by multiplying the fourth weighting coefficient C4 (C4 × attenuation) has a larger effect on the index value P. This improves the validity of the index value P.
図１７は、各検査対象領域５０において指標値Ｐがそれぞれ算出されることを説明する図である。説明の便宜上、図１７には熱交換ユニット１０の各検査対象領域５０について、１行目から５行目まで及びＡ列目からＧ列目までの範囲を示す。図１７において、例えば第１行第Ａ列の検査対象領域５０内に表示されたＰ（１－Ａ）の文字は、第１行第Ａ列の検査対象領域５０における指標値Ｐを表している。他の位置の検査対象領域５０についても同様である。
図１７に示すように、指標値算出部４３は、各検査対象領域５０についての指標値Ｐをそれぞれ算出する。
FIG. 17 is a diagram for explaining that the index value P is calculated in each
As shown in FIG. 17, the index
コンタ図生成部４４は、指標値算出部４３で算出された複数の検査対象領域５０についての指標値Ｐに基づいて、剥離の程度を表すコンタ図を生成する。
コンタ図生成部４４で生成されたコンタ図は、出力部４５で表示される。図１８は、出力部４５で表示されるコンタ図７０の一例を示す図である。
このように、耐火部１８の剥離の程度を表すコンタ図７０を生成することで、耐火部１８の剥離の程度が可視化されるので、耐火部１８の補修の要否の判定に資する。
The contour
The contour diagram generated by the contour
By generating the contour diagram 70 showing the degree of peeling of the
（剥離判定の他の方法について）
上述した幾つかの実施形態では、検査対象領域５０における固有振動数ｆが固有振動数に関する判定基準値ｆsの近傍であったり、減衰率ｄが減衰率に関する判定基準値ｄsの近傍であったりした場合、上述した（ａ）～（ｄ）の条件の何れかに該当すると当該検査対象領域５０の耐火部１８に剥離が生じていると判定され、補修が必要であると判定された。
しかし、例えば、検査対象領域５０における固有振動数ｆが固有振動数に関する判定基準値ｆsの近傍であったり、減衰率ｄが減衰率に関する判定基準値ｄsの近傍であったりした場合、次の条件に該当すると当該検査対象領域５０の耐火部１８に剥離が生じていると判定され、補修が必要であると判定するようにしてもよい。
（ｅ）振動数推定値ｆaftが判定基準値ｆsの値の９０％を下回り（ｆaft＜０．９ｆs）、又は、減衰率推定値ｄaftが判定基準値ｄsの値の９０％を下回る（ｄaft＜０．９ｄs）場合。
(About other methods of peeling judgment)
In some of the above-described embodiments, the natural frequency f in the
However, for example, when the natural frequency f in the
(E) The frequency estimation value faft is less than 90% of the value of the judgment reference value fs (faft <0.9 fs), or the attenuation rate estimated value daft is less than 90% of the value of the judgment reference value ds (daft <. 0.9ds) case.
図１９は、本実施形態に係る判定工程Ｓ１８において、ＣＰＵ３３で行われる判定処理のフローチャートである。図３の減衰パラメータ解析工程Ｓ１６が終了すると、本フローチャートのプログラムの処理が開始され、ＣＰＵ３３が有する各機能ブロックで実行される。
ステップＳ８１、ステップＳ８３、ステップＳ８４、ステップＳ８８、ステップＳ９１、ステップＳ９２における処理は、図１１に示すフローチャートと同じであるので、説明を省略する。
FIG. 19 is a flowchart of the determination process performed by the
Since the processing in step S81, step S83, step S84, step S88, step S91, and step S92 is the same as the flowchart shown in FIG. 11, the description thereof will be omitted.
ステップＳ８１が実行されるとステップＳ８２Ａへ進み、判定部４０は、ステップＳ８１で読み込んだ固有振動数ｆと、固有振動数についての判定基準値ｆsとの関係、及び、ステップＳ８１で読み込んだ減衰率ｄと、減衰率についての判定基準値ｄsとの大小関係を判断する。
When step S81 is executed, the process proceeds to step S82A, and the
ステップＳ８２Ａにおいて、ステップＳ８１で読み込んだ固有振動数ｆが固有振動数についての判定基準値ｆsの１１０％を上回っているか（１．１ｆs＜ｆ）、又は、ステップＳ８１で読み込んだ減衰率ｄが減衰率についての判定基準値ｄsの１１０％を上回っている（１．１ｄs＜ｄ）場合、ステップＳ９１へ進み、判定部４０の剥離判定部４１は、当該判定に係る検査対象領域５０の耐火部１８に剥離が生じていないと判定する。そして、判定部４０の補修判定部４２は、当該判定に係る検査対象領域５０の耐火部１８の補修が不要であると判定する。
In step S82A, is the natural frequency f read in step S81 exceeding 110% of the determination reference value fs for the natural frequency (1.1 fs <f), or the damping factor d read in step S81 is damped. If it exceeds 110% of the determination reference value ds for the rate (1.1 ds <d), the process proceeds to step S91, and the peeling
ステップＳ８２Ａにおいて、ステップＳ８１で読み込んだ固有振動数ｆが固有振動数についての判定基準値ｆsの９０％（振動数に関する許容値）を下回っている（ｆ＜０．９ｆs）か、又は、ステップＳ８１で読み込んだ減衰率ｄが減衰率についての判定基準値ｄsの９０％（許容範囲の下限）を下回っている（ｄ＜０．９ｄs）場合、ステップＳ９２へ進み、判定部４０の剥離判定部４１は、当該判定に係る検査対象領域５０の耐火部１８に剥離が生じていると判定する。そして、判定部４０の補修判定部４２は、当該判定に係る検査対象領域５０の耐火部１８の補修が必要であると判定する。
In step S82A, the natural frequency f read in step S81 is less than 90% (allowable value for frequency) of the determination reference value fs for the natural frequency (f <0.9 fs), or step S81. If the damping rate d read in
ステップＳ８２Ａにおいて、上記第１ケース及び第２ケースのいずれでもなかった場合、ステップＳ８３へ進む。なお、ステップＳ８２Ａにおいて、上記第１ケース及び第２ケースのいずれでもなかった場合とは、固有振動数ｆが判定基準値ｆsの９０％以上１１０％以下（０．９ｆs≦ｆ≦１．１ｆs）であり、且つ、減衰率ｄが判定基準値ｄsの９０％以上１１０％以下（０．９ｄs≦ｄ≦１．１ｄs）の場合である。 If neither of the first case and the second case is found in step S82A, the process proceeds to step S83. In step S82A, when neither of the first case and the second case is obtained, the natural frequency f is 90% or more and 110% or less of the determination reference value fs (0.9 fs ≦ f ≦ 1.1 fs). And the attenuation factor d is 90% or more and 110% or less (0.9 ds ≦ d ≦ 1.1 ds) of the judgment reference value ds.
ステップＳ８４が実行されるとステップＳ８７Ａへ進み、判定部４０の剥離判定部４１は、「ステップＳ８４において振動数推定値ｆaftが上記許容値を下回る（ｆaft＜０．９ｆs）と判定されるか」、又は、「ステップＳ８４において減衰率推定値ｄaftが上記許容範囲を逸脱する（ｄaft＜０．９ｄs）と判定されている」、か否かを判定する。
When step S84 is executed, the process proceeds to step S87A, and the peeling
ステップＳ８７Ａにおいて肯定判定がなされると、ステップＳ９２へ進み、ステップＳ８７において否定判定がなされると、ステップＳ９１へ進む。
すなわち、幾つかの実施形態では、固有振動数ｆが許容値以上であり、且つ、減衰率ｄが許容範囲内であっても、振動数推定値ｆaftが許容値を下回るか、又は、減衰率推定値ｄaftが許容範囲を逸脱する場合には、剥離があると判定される。これにより、固有振動数解析工程Ｓ１４で求められた固有振動数が許容値の下限値近傍であり、且つ、減衰パラメータ解析工程Ｓ１６で求められた減衰に関するパラメータが許容範囲の境界値近傍であっても、検査対象領域に剥離があるか否かを精度よく判定できる。
If an affirmative determination is made in step S87A, the process proceeds to step S92, and if a negative determination is made in step S87, the process proceeds to step S91.
That is, in some embodiments, even if the natural frequency f is equal to or higher than the permissible value and the damping factor d is within the permissible range, the estimated frequency faft is lower than the permissible value or the damping factor. If the estimated value attenuation deviates from the allowable range, it is determined that there is peeling. As a result, the natural frequency obtained in the natural frequency analysis step S14 is near the lower limit of the allowable value, and the parameter related to damping obtained in the damping parameter analysis step S16 is near the boundary value of the allowable range. However, it is possible to accurately determine whether or not there is peeling in the inspection target area.
（さらに他の実施形態について）
次に、さらに他の実施形態に係る耐火部の検査方法について説明する。さらに他の実施形態に係る耐火部の検査方法では、検査対象領域５０の耐火部１８に剥離が生じているか否かを判定するにあたり、検査対象ボイラとは異なる他のボイラについての過去の検査結果を参照する。
(About still other embodiments)
Next, a method for inspecting the refractory portion according to still another embodiment will be described. In the method for inspecting the refractory portion according to still another embodiment, in determining whether or not the
例えば、検査対象ボイラについて、過去の検査結果が入手できなかったり、入手できたとしても情報として不十分であったりした場合など、検査対象ボイラについての過去の検査結果を十分に利用できない場合も想定される。
そこで、このような場合には、検査対象ボイラと類似する類似ボイラにおける過去の検査結果を参照する。すなわち、振動数推定部３７及び減衰推定部３８は、検査対象ボイラの検査対象領域５０に対応する、類似ボイラにおける対応領域での過去の検査結果と、検査対象ボイラの検査対象領域５０についての今回の検査結果とに基づいて、上述した図１２（ａ），（ｂ）に示すような固有振動数ｆの推移の予測線や減衰率ｄの推移の予測線をそれぞれ算出する。そして、振動数推定部３７及び減衰推定部３８は、振動数推定値ｆaftの値、及び、減衰率推定値ｄaftの値を予測線からそれぞれ得る。
判定部４０は、このようにして得られた振動数推定値ｆaftの値、及び、減衰率推定値ｄaftの値に基づいて、上述した幾つかの実施形態と同様にして検査対象領域５０の耐火部１８の剥離の有無を判定し、耐火部１８の補修の要否を判定する。
For example, it is assumed that the past inspection results for the boiler to be inspected cannot be fully used, such as when the past inspection results cannot be obtained or even if they can be obtained, the information is insufficient. Will be done.
Therefore, in such a case, the past inspection results in a similar boiler similar to the inspection target boiler are referred to. That is, the
The
このように、さらに他の実施形態では、検査対象ボイラにおける検査対象領域５０での固有振動数ｆについての過去の検査結果を取得できない場合や、取得できても不十分な場合であっても、振動数推定値ｆaftの精度を向上できるので、耐火部１８の剥離の判定精度が向上する。
同様に、さらに他の実施形態では、検査対象ボイラにおける検査対象領域５０での減衰率ｄについての過去の検査結果を取得できない場合や、取得できても不十分な場合であっても、減衰率推定値ｄaftの精度を向上できるので、耐火部１８の剥離の判定精度が向上する。
As described above, in still another embodiment, even if the past inspection result of the natural frequency f in the
Similarly, in still another embodiment, the damping factor may not be obtained, or may or may not be obtained, for the damping factor d in the
なお、検査対象ボイラについて固有振動数の過去の検査結果及び減衰率の過去の検査結果のいずれか一方が存在するが他方が存在しない場合、他方の検査結果だけを類似ボイラにおける過去の検査結果を用いるようにしてもよい。 If either one of the past inspection results of the natural frequency and the past inspection result of the damping rate exists for the boiler to be inspected, but the other does not exist, only the inspection result of the other is used as the past inspection result of the similar boiler. You may use it.
類似ボイラの選定について、図２０のフローチャートを参照して説明する。なお、図２０は、類似ボイラの選定手順を示すフローチャートである。
例えば、過去の検査結果を参照する類似ボイラとは、例えば循環型流動床ボイラであるかバブリング型流動床ボイラであるか等のボイラの型式や処理量等が検査対象ボイラに類似しているボイラである。
The selection of a similar boiler will be described with reference to the flowchart of FIG. Note that FIG. 20 is a flowchart showing a procedure for selecting a similar boiler.
For example, a similar boiler that refers to past inspection results is a boiler whose type and processing amount are similar to those of the boiler to be inspected, such as whether it is a circulating fluidized bed boiler or a bubbling fluidized bed boiler. Is.
類似ボイラの選定は、例えば、次のようにして行うことができる。
例えば、類似ボイラの候補となる複数のボイラについて、初めに、循環型流動床ボイラであるかバブリング型流動床ボイラであるか等のボイラの型式が検査対象ボイラと同じボイラを選定する（ステップＳ３０）。
検査対象ボイラのボイラ形式と類似ボイラのボイラ形式とが同じであれば、類似ボイラの過去の検査結果を参照して算出する振動数推定値ｆaftや減衰率推定値ｄaftの精度が向上し、耐火部の剥離の判定精度が向上する。
The selection of a similar boiler can be performed, for example, as follows.
For example, for a plurality of boilers that are candidates for similar boilers, first, a boiler having the same boiler type as the inspection target boiler, such as whether it is a circulating type fluidized bed boiler or a bubbling type fluidized bed boiler, is selected (step S30). ).
If the boiler type of the boiler to be inspected and the boiler type of the similar boiler are the same, the accuracy of the frequency estimation value faft and the damping rate estimation value daft calculated by referring to the past inspection results of the similar boiler will be improved, and the fire resistance will be improved. The accuracy of determining the peeling of the part is improved.
そして、選定した幾つかの候補のボイラについて、検査対象ボイラの検査対象領域５０との関係で、類似する部位の有無を判断する。例えば、流動床ボイラでは、バーナの位置や燃料投入位置などとの関係で、検査対象領域５０の存在する火炉壁が前後壁や左右壁の何れであるのかによって、耐火部１８の耐久性に与える影響が異なる。そこで、検査対象領域５０の存在する火炉壁が前壁であるのか、後壁であるのか、左壁であるのか、右壁であるのかを考慮し、選定した幾つかの候補のボイラにおいて、検査対象領域が存在する壁に対応する壁を選択する（ステップＳ３２）。
Then, with respect to some of the selected candidate boilers, the presence or absence of similar parts is determined in relation to the
また、例えば流動床ボイラでは、火炉内の流動媒体の分布状態や温度などがボイラ本体における高さ位置によって異なる。そこで、例えば、検査対象ボイラにおける検査対象領域５０が存在する火炉壁を、高さ方向に等間隔に、Ｎ個の高さ領域に区分する。なお、Ｎは２以上とする。同様に、類似ボイラについて、上述のようにして選択した火炉壁を、高さ方向に等間隔に、Ｎ個の高さ領域に区分する。そして、検査対象領域５０が存在する高さ領域に対応する、類似ボイラにおける高さ領域を特定する（ステップＳ３４）。なお、このようにして特定した類似ボイラにおける高さ領域について、その温度環境等や流動媒体との接触状態が検査対象ボイラにおける検査対象領域５０の存在する高さ領域についての温度環境等や流動媒体との接触状態と類似しているか否かを考慮するようにしてもよい。
Further, for example, in a fluidized bed boiler, the distribution state and temperature of the fluidized bed in the furnace differ depending on the height position in the boiler body. Therefore, for example, the furnace wall in which the
このようにして、幾つかの候補のボイラの中から類似ボイラになり得るボイラを絞り込む。
この段階で類似ボイラになり得るボイラが１つだけとなれば（ステップＳ３６否定判断）、そのボイラを類似ボイラとして選定する（ステップＳ３８）。
しかし、類似ボイラになり得るボイラが複数存在する場合（ステップＳ３６肯定判断）には、例えば、検査対象領域５０の耐火部１８の厚さと、候補のボイラにおける検査対象領域５０に対応する領域（以下、単に、候補のボイラにおける対応領域と呼ぶ）の耐火材の厚さを比較して、類似ボイラになり得るボイラを絞り込む（ステップＳ４０）。
In this way, the boilers that can be similar boilers are narrowed down from among several candidate boilers.
If there is only one boiler that can be a similar boiler at this stage (step S36 negative determination), that boiler is selected as a similar boiler (step S38).
However, when there are a plurality of boilers that can be similar boilers (step S36 affirmative determination), for example, the thickness of the
この段階で類似ボイラになり得るボイラが１つだけとなれば（ステップＳ４２否定判断）、そのボイラを類似ボイラとして選定する（ステップＳ３８）。
しかし、類似ボイラになり得るボイラが複数存在する場合（ステップＳ４２肯定判断）には、例えば、検査対象領域５０におけるアンカ部材の形状と、候補のボイラにおける対応領域におけるアンカ形状とを比較して、類似ボイラになり得るボイラを絞り込む（ステップＳ４４）。
If there is only one boiler that can be a similar boiler at this stage (step S42 negative determination), that boiler is selected as a similar boiler (step S38).
However, when there are a plurality of boilers that can be similar boilers (step S42 affirmative determination), for example, the shape of the anchor member in the
この段階で類似ボイラになり得るボイラが１つだけとなれば（ステップＳ４６否定判断）、そのボイラを類似ボイラとして選定する（ステップＳ３８）。
しかし、類似ボイラになり得るボイラが複数存在する場合（ステップＳ４６肯定判断）には、例えば、検査対象領域５０におけるアンカ部材の単位面積当たりの本数（以下、アンカ部材の密度と呼ぶ）と、候補のボイラにおける対応領域におけるアンカ部材の密度とを比較する（ステップＳ４８）。そして、候補のボイラにおける対応領域におけるアンカ部材の密度が、検査対象領域５０におけるアンカ部材の密度の例えば±１０％の範囲内であれば、その候補のボイラを類似ボイラになり得るボイラとする。
If there is only one boiler that can be a similar boiler at this stage (step S46 negative determination), that boiler is selected as a similar boiler (step S38).
However, when there are a plurality of boilers that can be similar boilers (step S46 affirmative determination), for example, the number of anchor members per unit area in the inspection target area 50 (hereinafter referred to as the density of the anchor members) is a candidate. The density of the anchor member in the corresponding area in the boiler of No. 1 is compared (step S48). Then, if the density of the anchor member in the corresponding region of the candidate boiler is within the range of, for example, ± 10% of the density of the anchor member in the
この段階で類似ボイラになり得るボイラが１つだけとなれば（ステップＳ５０否定判断）、そのボイラを類似ボイラとして選定する（ステップＳ３８）。
しかし、類似ボイラになり得るボイラが複数存在する場合（ステップＳ５０肯定判断）には、例えば、上述した耐火部の厚さ、アンカ部材の形状、アンカ部材の密度の各項目を参照して、検査対象ボイラとの類似点が最も多い部位を有するボイラを類似ボイラとして選定する（ステップＳ５２）。
If there is only one boiler that can be a similar boiler at this stage (step S50 negative determination), that boiler is selected as a similar boiler (step S38).
However, when there are a plurality of boilers that can be similar boilers (step S50 affirmative determination), for example, the above-mentioned items of the thickness of the refractory portion, the shape of the anchor member, and the density of the anchor member are referred to for inspection. A boiler having a portion having the most similarities with the target boiler is selected as a similar boiler (step S52).
このように、さらに他の実施形態では、類似ボイラの選定にあたり、検査対象領域５０の存在する火炉壁が前壁であるのか、後壁であるのか、左壁であるのか、右壁であるのかを考慮する。また、さらに他の実施形態では、類似ボイラの選定にあたり、検査対象領域５０が存在する高さ領域と類似ボイラにおける高さ領域を考慮する。また、さらに他の実施形態では、類似ボイラの選定にあたり、例えば耐火材の厚さ、例えばアンカ部材の形状、例えばアンカ部材の密度を参照する。
これにより、検査対象ボイラにおける検査対象領域５０と類似ボイラにおける対応領域との類似性が高まるので、類似ボイラの過去の検査結果を参照して算出する振動数推定値ｆaftや減衰率推定値ｄaftの精度が向上し、耐火部１８の剥離の判定精度が向上する。
As described above, in still another embodiment, when selecting a similar boiler, whether the furnace wall in which the
As a result, the similarity between the
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、上述した幾つかの実施形態では、減衰パラメータとして減衰率を用いたが、減衰率以外のパラメータを用いてもよい。例えば、減衰パラメータとして、振動の振幅が一定の比率まで減衰するまでにかかる減衰時間を用いてもよい。図６及び図７に示すように、剥離している部分での振動の減衰時間は、剥離していない部分での振動の減衰時間よりも長くなる傾向がある。そこで、減衰時間についての判定基準値を適宜設定することで、減衰率に代えて減衰時間を減衰パラメータとして用いることができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes a modification of the above-mentioned embodiment and a combination of these embodiments as appropriate.
For example, in some of the above-described embodiments, the damping factor is used as the damping parameter, but a parameter other than the damping factor may be used. For example, as the damping parameter, the damping time required for the vibration amplitude to decay to a certain ratio may be used. As shown in FIGS. 6 and 7, the vibration damping time at the peeled portion tends to be longer than the vibration damping time at the non-peeled portion. Therefore, by appropriately setting the determination reference value for the attenuation time, the attenuation time can be used as the attenuation parameter instead of the attenuation rate.
また、例えば、減衰パラメータとして、振動の最初の振幅に対する一定時間経過後の振動の振幅のピークツーピーク値の比（以下、ピークツーピーク比ともいう）を用いてもよい。
図２１は、ピークツーピーク比を説明するための図である。図２１の場合、最初の下向きの振動の振幅（ピーク値）はａであり、一定時間経過後の振動のピークツーピーク値はｂである。従って、ピークツーピーク比は、ｂ／ａである。なお、本変形例では、最初の下向きの振動が開始する時間を基準時として、基準時から１．２ｍｓ（ミリ秒）以上１．７ｍｓ以下の範囲でのピークツーピーク値ｂが測定されている。
Further, for example, as the attenuation parameter, the ratio of the peak-to-peak value of the vibration amplitude after a certain period of time to the initial amplitude of the vibration (hereinafter, also referred to as the peak-to-peak ratio) may be used.
FIG. 21 is a diagram for explaining a peak-to-peak ratio. In the case of FIG. 21, the amplitude (peak value) of the first downward vibration is a, and the peak-to-peak value of the vibration after a lapse of a certain time is b. Therefore, the peak-to-peak ratio is b / a. In this modification, the peak-to-peak value b is measured in the range of 1.2 ms (milliseconds) or more and 1.7 ms or less from the reference time, with the time when the first downward vibration starts as the reference time. ..
なお、図２１は、耐火部１８が剥離している場合の振動状態の一例である。図２１に示すように、剥離が発生している領域では、剥離が発生していない領域に比べ、一定時間経過後であっても、周期的な波（余韻）が残っている傾向にある。このため、剥離している部分でのピークツーピーク比は、剥離していない部分でのピークツーピーク比よりも大きくなる傾向がある。そこで、ピークツーピーク比についての判定基準値を適宜設定することで、減衰率に代えてピークツーピーク比を減衰パラメータとして用いることができる。
Note that FIG. 21 is an example of a vibration state when the
上述した幾つかの実施形態では、判定部４０の補修判定部４２が補修の要否を判定した。しかし、例えば、図１８に示したコンタ図７０等、出力部４５に表示された検査結果を参照するなどして、補修の要否や補修範囲を人間が判断するようにしてもよい。
上述した幾つかの実施形態では、検査対象ボイラや類似ボイラは循環型流動床ボイラやバブリング型流動床ボイラであったが、ストーカ燃焼ボイラ等、他の形式のボイラであってもよい。
In some of the above-described embodiments, the
In some of the above-described embodiments, the boiler to be inspected or a similar boiler is a circulating fluidized bed boiler or a bubbling fluidized bed boiler, but may be another type of boiler such as a stoker combustion boiler.
１０ 熱交換ユニット
１２ 管
１４ 熱交換部
１８ 耐火部
３０ 振動センサ
３２ 検査器
３４ 振動測定部
３６ 固有振動数解析部
３８ 減衰パラメータ解析部
４０ 判定部
４２ 出力部
５０，５１，５２ 検査対象領域
10
Claims (19)
前記耐火部に衝撃を加える振動励起工程と、
前記衝撃によって前記耐火部の検査対象領域で発生した振動を測定する振動測定工程と、
前記振動測定工程の測定結果に基づいて、前記検査対象領域の固有振動数を求める固有振動数解析工程と、
前記振動測定工程の測定結果に基づいて、前記検査対象領域で発生した振動の減衰に関するパラメータを求める減衰パラメータ解析工程と、
前記固有振動数解析工程で求められた前記固有振動数と過去の検査結果に基づいて、所定期間経過後の前記固有振動数の推定値である振動数推定値を算出する振動数推定工程と、
前記減衰パラメータ解析工程で求められた前記減衰に関するパラメータと過去の検査結果に基づいて、前記所定期間経過後の前記減衰に関するパラメータの推定値である減衰パラメータ推定値を算出する減衰推定工程と、
前記固有振動数、前記減衰に関するパラメータ、及び、前記振動数推定値及び前記減衰パラメータ推定値の両方に基づいて、前記検査対象領域における前記耐火部の剥離を判定する剥離判定工程と、
を備える、耐火部の検査方法。 This is a method of inspecting the refractory part of the furnace wall of the boiler to be inspected.
The vibration excitation process that applies an impact to the refractory part,
A vibration measurement step for measuring vibration generated in the inspection target area of the refractory portion due to the impact, and a vibration measurement step.
A natural frequency analysis step for obtaining the natural frequency of the inspection target region based on the measurement result of the vibration measurement step, and a natural frequency analysis step.
A damping parameter analysis step for obtaining a parameter related to damping of vibration generated in the inspection target region based on the measurement result of the vibration measurement step, and a damping parameter analysis step.
Based on the natural frequency obtained in the natural frequency analysis step and the past inspection results, a frequency estimation step for calculating a frequency estimation value which is an estimated value of the natural frequency after a lapse of a predetermined period, and a frequency estimation step.
A damping estimation step for calculating a damping parameter estimated value, which is an estimated value of the damping parameter after the lapse of a predetermined period, based on the damping parameter obtained in the damping parameter analysis step and the past inspection result.
A peeling determination step for determining peeling of the refractory portion in the inspection target region based on both the natural frequency, the parameters related to the damping, and the frequency estimation value and the damping parameter estimation value.
A method of inspecting refractory parts.
前記補修判定工程は、前記剥離判定工程で前記振動数推定値及び前記減衰パラメータ推定値の少なくとも何れか一方に基づいて前記検査対象領域における前記耐火部に剥離がないと判定されている場合であっても、前記検査対象領域の周囲において、前記耐火部に剥離があると判定されている領域の割合が所定割合を超えている場合に、
前記検査対象領域における前記耐火部の補修の必要があると判定する、請求項１乃至９の何れか１項に記載の耐火部の検査方法。 The method for inspecting the refractory portion further includes a repair determination step for determining the necessity of repairing the refractory portion based on the determination result in the peeling determination step.
The repair determination step is a case where it is determined in the peeling determination step that there is no peeling in the refractory portion in the inspection target region based on at least one of the frequency estimated value and the damping parameter estimated value. However, when the ratio of the region determined to have peeling in the refractory portion exceeds the predetermined ratio around the inspection target region,
The method for inspecting a refractory portion according to any one of claims 1 to 9, wherein it is determined that the refractory portion needs to be repaired in the inspection target area.
前記類似ボイラのボイラ形式は、前記検査対象ボイラと同じボイラ形式である、請求項４又は５に記載の耐火部の検査方法。 The boiler type of the boiler to be inspected is a bubble fluidized bed boiler or a circulating fluidized bed boiler.
The method for inspecting a refractory portion according to claim 4 or 5, wherein the boiler type of the similar boiler is the same boiler type as the boiler to be inspected.
前記類似ボイラの火炉壁は、前壁、後壁、左壁、右壁を含み、
前記類似ボイラにおける前記対応領域は、前記検査対象領域が存在する壁に対応する壁に存在し、
前記検査対象ボイラの火炉壁を、高さ方向に等間隔に、Ｎ個の高さ領域に区分し、
前記類似ボイラの火炉壁を、高さ方向に等間隔に、前記Ｎ個の高さ領域に区分した場合に、
前記類似ボイラにおける前記対応領域は、前記検査対象領域が存在する高さ領域に対応する高さ領域に存在する、請求項１２に記載の耐火部の検査方法。 The furnace wall of the boiler to be inspected includes the front wall, the rear wall, the left wall, and the right wall.
The furnace wall of the similar boiler includes the front wall, the rear wall, the left wall, and the right wall.
The corresponding area in the similar boiler exists in the wall corresponding to the wall in which the inspection target area exists.
The furnace wall of the boiler to be inspected is divided into N height regions at equal intervals in the height direction.
When the furnace walls of the similar boiler are divided into the N height regions at equal intervals in the height direction,
The method for inspecting a refractory portion according to claim 12, wherein the corresponding region in the similar boiler exists in a height region corresponding to a height region in which the inspection target region exists.
前記類似ボイラの火炉壁は、前記類似ボイラの耐火部を支持する複数のアンカ部材を有し、
前記類似ボイラにおける前記対応領域が存在する壁の耐火部を支持するアンカ部材の密度は、前記検査対象ボイラにおける前記検査対象領域が存在する壁の耐火部を支持するアンカ部材の密度に対して±１０％の範囲にある、請求項１３に記載の耐火部の検査方法。 The furnace wall of the boiler to be inspected has a plurality of anchor members that support the refractory portion, and has a plurality of anchor members.
The furnace wall of the similar boiler has a plurality of anchor members that support the refractory portion of the similar boiler.
The density of the anchor member supporting the fire-resistant portion of the wall in which the corresponding region exists in the similar boiler is ± the density of the anchor member supporting the fire-resistant portion of the wall in which the inspection target region exists in the boiler to be inspected. The method for inspecting a refractory portion according to claim 13, which is in the range of 10%.
前記振動測定部の測定結果に基づいて、前記検査対象領域の固有振動数を求める固有振動数解析部と、
前記振動測定部の測定結果に基づいて、前記検査対象領域で発生した振動の減衰に関するパラメータを求める減衰パラメータ解析部と、
前記固有振動数解析部で求められた前記固有振動数と過去の検査結果に基づいて、所定期間経過後の前記固有振動数の推定値である振動数推定値を算出する振動数推定部と、
前記減衰パラメータ解析部で求められた前記減衰に関するパラメータと過去の検査結果に基づいて、前記所定期間経過後の前記減衰に関するパラメータの推定値である減衰パラメータ推定値を算出する減衰推定部と、
前記固有振動数、前記減衰に関するパラメータ、前記振動数推定値及び前記減衰パラメータ推定値の両方に基づいて、前記検査対象領域における前記耐火部の剥離の程度を判定する剥離判定部と、
を有する、耐火部の検査装置。 A vibration measuring unit that measures the vibration generated in the inspection target area of the refractory part due to the impact applied to the fireproof part in the furnace wall of the boiler to be inspected.
Based on the measurement results of the vibration measurement unit, the natural frequency analysis unit that obtains the natural frequency of the inspection target area, and the natural frequency analysis unit.
Based on the measurement results of the vibration measuring unit, a damping parameter analysis unit that obtains parameters related to damping of vibration generated in the inspection target region, and a damping parameter analysis unit.
Based on the natural frequency obtained by the natural frequency analysis unit and the past inspection results, the frequency estimation unit that calculates the frequency estimation value that is the estimated value of the natural frequency after a predetermined period has elapsed, and the frequency estimation unit.
Based on the parameters related to the damping obtained by the damping parameter analysis unit and the past inspection results, the damping estimation unit that calculates the damping parameter estimated value, which is the estimated value of the parameters related to the damping after the lapse of the predetermined period, and the damping estimation unit.
A peeling determination unit that determines the degree of peeling of the refractory portion in the inspection target region based on both the natural frequency, the parameters related to the damping, the frequency estimation value, and the damping parameter estimation value.
An inspection device for refractory parts.
前記算出部で算出した複数の前記指標値についてのコンタ図を生成するコンタ図生成部と、
をさらに有する、
請求項１７に記載の耐火部の検査装置。 An index value indicating the degree of peeling of the refractory portion in the plurality of inspection target regions based on at least one of the natural frequency, the parameter relating to the damping, and the frequency estimation value and the damping parameter estimation value. And the calculation unit that calculates
A contour diagram generation unit that generates contour diagrams for a plurality of the index values calculated by the calculation unit, and a contour diagram generation unit.
Have more,
The fireproof section inspection device according to claim 17.
前記振動測定部の測定結果に基づいて、前記検査対象領域の固有振動数を求める固有振動数解析部と、
前記振動測定部の測定結果に基づいて、前記検査対象領域で発生した振動の減衰に関するパラメータを求める減衰パラメータ解析部と、
前記固有振動数解析部で求められた前記固有振動数と過去の検査結果に基づいて、所定期間経過後の前記固有振動数の推定値である振動数推定値を算出する振動数推定部と、
前記減衰パラメータ解析部で求められた前記減衰に関するパラメータと過去の検査結果に基づいて、前記所定期間経過後の前記減衰に関するパラメータの推定値である減衰パラメータ推定値を算出する減衰推定部と、
前記固有振動数、前記減衰に関するパラメータ、前記振動数推定値及び前記減衰パラメータ推定値の少なくとも何れか一方に基づいて、前記検査対象領域における前記耐火部の剥離の程度を判定する剥離判定部と、
を有し、
前記固有振動数、前記減衰に関するパラメータ、及び、前記振動数推定値及び前記減衰パラメータ推定値の少なくとも何れか一方に基づいて、複数の前記検査対象領域における前記耐火部の剥離の程度を表す指標値を算出する算出部と、を有し、
前記算出部は、前記固有振動数に第１重み付け係数を乗じた値、前記減衰に関するパラメータに第２重み付け係数を乗じた値、及び、前記振動数推定値に第３重み付け係数を乗じた値及び前記減衰パラメータ推定値に第４重み付け係数を乗じた値の少なくとも何れか一方に基づいて前記指標値を算出し、
前記固有振動数に前記第１重み付け係数を乗じた値が前記指標値に及ぼす影響は、前記振動数推定値に前記第３重み付け係数を乗じた値が前記指標値に及ぼす影響よりも大きく、
前記減衰に関するパラメータに前記第２重み付け係数を乗じた値が前記指標値に及ぼす影響は、前記減衰パラメータ推定値に前記第４重み付け係数を乗じた値が前記指標値に及ぼす影響よりも大きい、
耐火部の検査装置。 A vibration measuring unit that measures the vibration generated in the inspection target area of the refractory part due to the impact applied to the fireproof part in the furnace wall of the boiler to be inspected.
Based on the measurement results of the vibration measurement unit, the natural frequency analysis unit that obtains the natural frequency of the inspection target area, and the natural frequency analysis unit.
Based on the measurement results of the vibration measuring unit, a damping parameter analysis unit that obtains parameters related to damping of vibration generated in the inspection target region, and a damping parameter analysis unit.
Based on the natural frequency obtained by the natural frequency analysis unit and the past inspection results, the frequency estimation unit that calculates the frequency estimation value that is the estimated value of the natural frequency after a predetermined period has elapsed, and the frequency estimation unit.
Based on the parameters related to the damping obtained by the damping parameter analysis unit and the past inspection results, the damping estimation unit that calculates the damping parameter estimated value, which is the estimated value of the parameters related to the damping after the lapse of the predetermined period, and the damping estimation unit.
A peeling determination unit that determines the degree of peeling of the refractory portion in the inspection target region based on at least one of the natural frequency, the parameter related to the damping, the frequency estimation value, and the damping parameter estimation value.
Have,
An index value indicating the degree of peeling of the refractory portion in the plurality of inspection target regions based on at least one of the natural frequency, the parameter relating to the damping, and the frequency estimation value and the damping parameter estimation value. Has a calculation unit, which calculates
The calculation unit includes a value obtained by multiplying the natural frequency by the first weighting coefficient, a value obtained by multiplying the parameter related to the attenuation by the second weighting coefficient, and a value obtained by multiplying the estimated frequency value by the third weighting coefficient. The index value is calculated based on at least one of the values obtained by multiplying the attenuation parameter estimated value by the fourth weighting coefficient.
The effect of the value obtained by multiplying the natural frequency by the first weighting coefficient on the index value is larger than the effect of the value obtained by multiplying the estimated frequency value by the third weighting coefficient on the index value.
The effect of the value obtained by multiplying the parameter related to the attenuation by the second weighting coefficient on the index value is larger than the effect of the value obtained by multiplying the estimated value of the attenuation parameter by the fourth weighting coefficient on the index value .
Inspection device for fireproof parts.
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