JP7050194B1 - Boiler damage estimation system and boiler damage estimation device - Google Patents

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Abstract

Figure 0007050194000001

【課題】地震時のボイラ特有の挙動に着目した損傷度推定手法を提供する。
【解決手段】ボイラ損傷度推定装置(100)は、ボイラ(1)の火炉(2)におけるケージ部(4)に対向する火炉後壁(22)及びケージ部における火炉後壁に対向するケージ前壁(41)の相対変位を検出して出力されたセンサデータをクラウドサーバ(200)から受信し、センサデータに基づいてボイラの相対変位の時系列変化を演算し、ボイラの損傷の進行過程及び火炉後壁及びケージ部の形状変化量を解析し、解析結果を出力する。
【選択図】図1

Figure 0007050194000001

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a damage degree estimation method focusing on a behavior peculiar to a boiler at the time of an earthquake.
SOLUTION: A boiler damage degree estimation device (100) has a boiler rear wall (22) facing a cage portion (4) in a boiler (1) and a cage front facing a furnace rear wall in the cage portion. The sensor data output by detecting the relative displacement of the wall (41) is received from the cloud server (200), and the time-series change of the relative displacement of the boiler is calculated based on the sensor data. The amount of change in the shape of the rear wall of the boiler and the cage is analyzed, and the analysis result is output.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、ボイラ損傷度推定システム及び装置に関し、特に火炉及び前記火炉の後部にケージ部を備えたボイラが地震動により損傷した際の損傷度を推定する技術に関する。 The present invention relates to a boiler damage degree estimation system and an apparatus, and more particularly to a technique for estimating the damage degree when a boiler having a cage portion at the rear of the furnace and the boiler is damaged by seismic motion.

地震発生時に産業用プラントが受ける影響を監視するための技術として、非特許文献1にはセンサを含むスマート技術を産業用プラントに実装させる技術が開示されている。 Non-Patent Document 1 discloses a technique for mounting a smart technique including a sensor in an industrial plant as a technique for monitoring the influence on an industrial plant when an earthquake occurs.

また特許文献1では、構造物に3軸加速度センサを備え、当該3軸加速度センサの計測値を、無線通信網を介して収集して構造物の振動を監視する振動モニタリングシステムが開示されている。 Further, Patent Document 1 discloses a vibration monitoring system in which a structure is provided with a 3-axis acceleration sensor, and the measured values of the 3-axis acceleration sensor are collected via a wireless communication network to monitor the vibration of the structure. ..

非特許文献1:“INTEGRATED SMART SEISMIC RISKS MANAGEMENT” Proceedings of theASME 2019 Pressure Vessels & Piping Conference PVP2019 July 14-19,2019, San Antonio, Texas, USA Non-Patent Document 1: "INTERGRATED SMART SEISMIC RISKS MANAGEMENT" Proceedings of the ASME 2019 Pressure Vessels & Piping Conference PVP2019 July 14-19, 2019, San Antonio

特許文献1:特開2019-100914号公報 Patent Document 1: Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-100914

発電プラントに用いられる燃料焚きボイラは、火炉とケージ部とを備えており、これらが鉄骨梁に吊ロッドを介して吊り下げ支持されている。そして、地震発生時に火炉とケージ部が振れるのを防止するために、鉄骨柱と火炉及び鉄骨柱とケージ部がサイスミックタイを介して連結されている。 The fuel-fired boiler used in the power plant is equipped with a fireplace and a cage portion, which are suspended and supported by a steel beam via a suspension rod. Then, in order to prevent the fireplace and the cage from swinging when an earthquake occurs, the steel column and the furnace and the steel column and the cage are connected via a scythe tie.

火炉は、内部をボイラ水が流れる伝熱管同士をメンブレンバーで接続して構成される水壁で囲まれた中空の箱型構造物であるのに対して、ケージ部は、当該箱型構造物の中に対流伝熱を行なうための伝熱管群が設置されている。そのため、火炉の単位容積当たりの質量(質量密度)とケージ部の質量密度との間には大きな差がある。具体的には、火炉の質量密度はケージ部の質量密度に比べて非常に小さい。 The furnace is a hollow box-shaped structure surrounded by a water wall formed by connecting heat transfer tubes through which boiler water flows inside with a membrane bar, whereas the cage portion is the box-shaped structure. A group of heat transfer tubes for convection heat transfer is installed inside. Therefore, there is a large difference between the mass per unit volume (mass density) of the furnace and the mass density of the cage portion. Specifically, the mass density of the furnace is very small compared to the mass density of the cage portion.

ゆえに、地震発生時には、火炉とケージ部とが、それぞれの剛性及び質量に応じて固有の周期で振動しようとするため、地震動によるボイラの損傷度を推定するためには、地震時におけるボイラ特有の挙動に着目して損傷度合いを判定する必要がある。 Therefore, when an earthquake occurs, the furnace and the cage will vibrate at their own cycles according to their respective rigidity and mass. Therefore, in order to estimate the degree of damage to the boiler due to seismic motion, it is peculiar to the boiler at the time of the earthquake. It is necessary to determine the degree of damage by focusing on the behavior.

非特許文献1及び特許文献1は、単に産業用プラント及び発電プラントの振動モニタリングを行う一般的な技術が開示されているに過ぎず、ボイラ特有の挙動については考慮されていない。そのため、現状では、ボイラに好適な地震動による損傷度合いの評価技術はなく、それが望まれているという実情がある。 Non-Patent Document 1 and Patent Document 1 merely disclose general techniques for vibration monitoring of industrial plants and power plants, and do not consider behavior peculiar to boilers. Therefore, at present, there is no technique for evaluating the degree of damage caused by seismic motion suitable for boilers, and there is a fact that it is desired.

本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、その目的は、地震時のボイラ特有の挙動に着目した損傷度推定技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a damage degree estimation technique focusing on the behavior peculiar to a boiler at the time of an earthquake.

上記目的を達成するために、本発明は、特許請求の範囲に記載の構成を有する。その一例をあげるならば、本発明は火炉及び前記火炉の後部にケージ部を備えたボイラの地震動による損傷度を推定するボイラ損傷度推定システムであって、前記火炉における前記ケージ部に対向する火炉後壁及び前記ケージ部における前記火炉後壁に対向するケージ前壁の相対変位を検出し、センサデータを出力する相対変位検出センサと、前記センサデータに基づいて、ボイラの損傷度を推定するボイラ損傷度推定装置と、を備え、前記ボイラ損傷度推定装置は、時系列に沿って前記センサデータを取得し、前記ボイラの前記相対変位の時系列変化を基に、前記ボイラの損傷の進行過程及び前記火炉及び前記ケージ部の形状変化量を解析し、解析結果を出力する、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention has the configuration described in the claims. To give an example, the present invention is a boiler damage degree estimation system that estimates the degree of damage caused by an earthquake motion of a boiler provided with a cage portion at the rear of the furnace and the furnace portion, and is a furnace facing the cage portion in the furnace. A relative displacement detection sensor that detects the relative displacement of the rear wall and the cage front wall facing the furnace rear wall in the cage portion and outputs sensor data, and a boiler that estimates the degree of damage to the boiler based on the sensor data. The boiler damage degree estimation device includes a damage degree estimation device, and the boiler damage degree estimation device acquires the sensor data in time series, and based on the time series change of the relative displacement of the boiler, the progress process of the damage of the boiler. It is characterized in that the shape change amount of the furnace and the cage portion is analyzed and the analysis result is output.

本発明によれば、地震時のボイラ特有の挙動に着目した損傷度合い判定技術を提供することができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 According to the present invention, it is possible to provide a damage degree determination technique focusing on the behavior peculiar to a boiler at the time of an earthquake. Issues, configurations and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.

ボイラ損傷度推定システムの概略構成図。Schematic block diagram of the boiler damage estimation system. ボイラの構成の一例を示す斜視図。The perspective view which shows an example of the structure of a boiler. ボイラの構成の一例を示す側面図。A side view showing an example of a boiler configuration. 相対変位検出センサの配置例(上面視)を示す図。The figure which shows the arrangement example (top view) of the relative displacement detection sensor. ボイラ損傷度推定装置のハードウェア構成図。Hardware configuration diagram of boiler damage degree estimation device. ボイラ損傷度推定装置の機能ブロック図。Functional block diagram of the boiler damage degree estimation device. ボイラ損傷度推定処理の流れを示すフローチャート。A flowchart showing the flow of the boiler damage degree estimation process. 相対変位の時系列変化例を示す図。The figure which shows the time series change example of a relative displacement. 相対変位の時系列変化例を示す図。The figure which shows the time series change example of a relative displacement. ボイラの損傷度推定の別例(水平断面)を示す図。The figure which shows another example (horizontal cross section) of the damage degree estimation of a boiler. ボイラの損傷度推定の別例(右側面視)を示す図。The figure which shows another example (right side view) of the damage degree estimation of a boiler.

以下、本発明の実施形態に係るボイラ損傷度推定システム及び装置について、図面を参照して説明する。全図を通じて同一の構成には同一の符号を付し、重複説明を省略する。 Hereinafter, the boiler damage degree estimation system and the apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same components are designated by the same reference numerals throughout the drawings, and duplicate description is omitted.

図1は、ボイラ損傷度推定システム100の概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a boiler damage degree estimation system 100.

ボイラ損傷度推定システム100は、火力発電所に設置される燃料炊きボイラ1の地震動を検出するボイラユニット10と、ボイラ損傷度推定装置300とをクラウドサーバ200を介して接続して構成される。 The boiler damage degree estimation system 100 is configured by connecting a boiler unit 10 for detecting the seismic motion of a fuel-cooking boiler 1 installed in a thermal power plant and a boiler damage degree estimation device 300 via a cloud server 200.

ボイラユニット10は、ボイラ1に設置されたn個(nは1以上)の相対変位検出センサとしてのゲージセンサ101A1、・・・、101Anと、RTC11と、各ゲージセンサ101A1、・・・、101Anが出力したセンサデータにRTC11から取得した時刻データを付加して収集するデータ収集装置12と、クラウドサーバ200に収集したセンサデータを送信する通信装置13とを備える。 The boiler unit 10 includes gauge sensors 101A1, ..., 101An, RTC11, and gauge sensors 101A1, ..., 101An as n relative displacement detection sensors installed in the boiler 1. A data collecting device 12 for adding and collecting time data acquired from the RTC 11 to the sensor data output by the cloud server 200, and a communication device 13 for transmitting the collected sensor data to the cloud server 200 are provided.

相対変位検出センサは、ボイラ1に備えられた火炉2とケージ部4と相対変位を観測し、その結果を示すセンサデータを出力する。相対変位検出センサの具体例として、本実施形態ではゲージセンサを用いるが、3軸加速度センサ、ゆがみセンサ、超音波距離計等を用いることができる。3軸加速度センサを用いた場合は、火炉2及びケージ部4のそれぞれに3軸加速度センサを配置し、加速度の時間積分値を基に相対変位を演算すればよい。ゆがみセンサでは歪みの出力値から相対変位が求められる。また超音波距離計では火炉2とケージ部4との距離の変化から相対変位が求められる。 The relative displacement detection sensor observes the relative displacement between the furnace 2 provided in the boiler 1 and the cage portion 4, and outputs sensor data indicating the result. As a specific example of the relative displacement detection sensor, a gauge sensor is used in this embodiment, but a 3-axis accelerometer, a distortion sensor, an ultrasonic distance meter, or the like can be used. When a 3-axis accelerometer is used, a 3-axis accelerometer may be arranged in each of the furnace 2 and the cage portion 4, and the relative displacement may be calculated based on the time integral value of the acceleration. In the distortion sensor, the relative displacement is obtained from the output value of the distortion. Further, in the ultrasonic rangefinder, the relative displacement is obtained from the change in the distance between the furnace 2 and the cage portion 4.

クラウドサーバ200には、ボイラメーカ400に設置されたボイラ損傷度推定装置300が接続される。更に、クラウドサーバ200には、発電事業者端末410、発電所内の中央操作室端末420のそれぞれが接続されてもよい。 The boiler damage degree estimation device 300 installed in the boiler maker 400 is connected to the cloud server 200. Further, each of the power generation company terminal 410 and the central operation room terminal 420 in the power plant may be connected to the cloud server 200.

ボイラ損傷度推定装置300は、クラウドサーバ200からセンサデータを受信し、ボイラ1の損傷度を評価する。更にその評価結果に応じた対応策を立案し、発電事業者端末410及び中央操作室端末420に提供する。発電事業者端末410及び中央操作室端末420のそれぞれは、対応策の実行結果や、運転負荷情報など、ボイラ1の状態を推定するために必要な情報をボイラメーカ400に提供してもよい。 The boiler damage degree estimation device 300 receives sensor data from the cloud server 200 and evaluates the damage degree of the boiler 1. Further, a countermeasure measure according to the evaluation result is devised and provided to the power generation company terminal 410 and the central control room terminal 420. Each of the power generation company terminal 410 and the central operation room terminal 420 may provide the boiler maker 400 with information necessary for estimating the state of the boiler 1, such as the execution result of the countermeasure and the operation load information.

ボイラ1及び相対位置検出センサの配置例について、図2、図3、図4を参照して説明する。図2は、ボイラ1の構成の一例を示す斜視図である。図3は、ボイラ1の構成の一例を示す側面図である。図4は、相対変位検出センサの配置例(上面視)を示す図である。 An arrangement example of the boiler 1 and the relative position detection sensor will be described with reference to FIGS. 2, 3, and 4. FIG. 2 is a perspective view showing an example of the configuration of the boiler 1. FIG. 3 is a side view showing an example of the configuration of the boiler 1. FIG. 4 is a diagram showing an arrangement example (top view) of the relative displacement detection sensor.

ボイラ1は、燃焼空間が内部に形成された火炉2、火炉2で発生した燃焼ガスの流路を形成する副側壁部3、及び過熱器や再熱器、節炭器等の熱交換器が内部に搭載されたケージ部4の主に3つの空間に分かれて構成されている。これら3つの空間は、燃焼ガスの流れ方向の上流側から下流側に向かって、火炉2、副側壁部3、ケージ部4の順に並んで配置されている。 The boiler 1 includes a fireplace 2 in which a combustion space is formed, a sub-side wall portion 3 forming a flow path for combustion gas generated in the fireplace 2, and heat exchangers such as a superheater, a reheater, and an economizer. The cage portion 4 mounted inside is mainly divided into three spaces. These three spaces are arranged side by side in the order of the furnace 2, the sub-side wall portion 3, and the cage portion 4 from the upstream side to the downstream side in the flow direction of the combustion gas.

なお、以下の説明において、火炉2、副側壁部3、及びケージ部4の並び方向を「奥行方向」(又は前後方向)とし、奥行方向における火炉2側を「前側」又は「上流側」、その反対側であるケージ部4側を「後側」又は「下流側」とする。また、ボイラ1が設置された床面に対して直交する方向を「上下方向」とする。また、奥行方向及び上下方向に直交する方向を「左右方向」という。 In the following description, the arrangement direction of the furnace 2, the sub-side wall portion 3, and the cage portion 4 is defined as the "depth direction" (or the front-rear direction), and the furnace 2 side in the depth direction is referred to as "front side" or "upstream side". The cage portion 4 side on the opposite side is referred to as "rear side" or "downstream side". Further, the direction orthogonal to the floor surface on which the boiler 1 is installed is defined as the "vertical direction". Further, the direction orthogonal to the depth direction and the vertical direction is referred to as "horizontal direction".

火炉2は、前側に配置されて火炉2の前面となる火炉前壁21と、火炉前壁21に対向して配置されて火炉2の後面となる火炉後壁22と、火炉前壁21と火炉後壁22との間に配置されて火炉2の側面となる一対の火炉側壁23と、一対の火炉側壁23の上部に配置されて火炉2の天井となる火炉天井壁24と、を備える。 The fireplace 2 has a fireplace front wall 21 arranged on the front side and front of the fireplace 2, a fireplace rear wall 22 arranged facing the fireplace front wall 21 and a rear surface of the fireplace 2, a fireplace front wall 21 and a fireplace. It includes a pair of fireplace side walls 23 arranged between the rear wall 22 and serving as side surfaces of the fireplace 2, and a fireplace ceiling wall 24 arranged above the pair of fireplace side walls 23 and serving as the ceiling of the fireplace 2.

火炉前壁21及び火炉後壁22にはそれぞれ、燃料となる微粉炭と空気とを火炉2内に供給する複数のバーナ20が下部に設置されている。本実施形態では、火炉前壁21及び火炉後壁22のそれぞれにおいて、8つのバーナ20が、上下方向に二段に分かれて4つずつ配置されている。 A plurality of burners 20 for supplying fuel pulverized coal and air into the fireplace 2 are installed at the lower portions of the fireplace front wall 21 and the fireplace rear wall 22, respectively. In the present embodiment, eight burners 20 are arranged in two stages in the vertical direction, four on each of the fireplace front wall 21 and the fireplace rear wall 22.

各バーナ20から供給された微粉炭は火炉2内の燃焼空間において燃焼され、これにより燃焼ガスが発生する。発生した燃焼ガスは、火炉2の下側から上側に向かう上昇方向に沿って流れ、その後、副側壁部3を通ってケージ部4へと流下する。 The pulverized coal supplied from each burner 20 is burned in the combustion space in the furnace 2, whereby combustion gas is generated. The generated combustion gas flows in an ascending direction from the lower side to the upper side of the furnace 2, and then flows down to the cage portion 4 through the sub-side wall portion 3.

副側壁部3は、火炉2とケージ部4とを上部で奥行方向に連結する流路である。副側壁部3は、一対の火炉側壁23に接続されて副側壁部3の側面となる一対の側壁33と、火炉天井壁24に接続されて副側壁部3の天井となる天井壁34と、一対の側壁33の下部に配置されて副側壁部3の底面となる底壁35と、を備える。 The sub-side wall portion 3 is a flow path that connects the furnace 2 and the cage portion 4 in the depth direction at the upper part. The sub-side wall portion 3 includes a pair of side walls 33 connected to the pair of fireplace side walls 23 to form side surfaces of the sub-side wall portion 3, and a ceiling wall 34 connected to the fireplace ceiling wall 24 to form the ceiling of the sub-side wall portion 3. A bottom wall 35, which is arranged below the pair of side walls 33 and serves as a bottom surface of the sub-side wall portion 3, is provided.

火炉後壁22の上端、底壁35との接続部は、火炉後壁22を火炉2の燃焼空間側に向かって突出させて形成した凹部からなるノーズ22aが形成される。 The upper end of the fireplace rear wall 22 and the connection portion with the bottom wall 35 are formed with a nose 22a formed by a recess formed by projecting the fireplace rear wall 22 toward the combustion space side of the fireplace 2.

ケージ部4は、火炉2の火炉後壁22に対向して配置されてケージ部4の前面となるケージ前壁41と、ケージ前壁41に対向して配置されてケージ部4の後面となるケージ後壁42と、ケージ前壁41とケージ後壁42との間に配置されてケージ部4の側面となる一対のケージ側壁43と、副側壁部3の天井壁34に接続されてケージ部4の天井となるケージ天井壁44と、を備える。 The cage portion 4 is arranged to face the furnace rear wall 22 of the furnace 2 and is the front surface of the cage portion 4, and is arranged to face the cage front wall 41 and is the rear surface of the cage portion 4. The cage portion is connected to the cage rear wall 42, a pair of cage side walls 43 arranged between the cage front wall 41 and the cage rear wall 42 to form side surfaces of the cage portion 4, and the ceiling wall 34 of the sub-side wall portion 3. A cage ceiling wall 44, which is the ceiling of 4, is provided.

ケージ前壁41の上端は底壁35に接続する。この部位を接続コーナーXと称する。 The upper end of the cage front wall 41 is connected to the bottom wall 35. This portion is referred to as a connection corner X.

図3に示すように、火炉2は、火炉2の前方に設けられた複数の鉄骨柱12fに複数のサイスミックタイ13fを介して連結される。より詳細には、火炉前壁21に設けられたバックステー25f(以下「前側バックステー」という)と鉄骨柱12fとが、サイスミックタイ13fにより連結されている。 As shown in FIG. 3, the furnace 2 is connected to a plurality of steel frame columns 12f provided in front of the furnace 2 via a plurality of scythe ties 13f. More specifically, the back stay 25f (hereinafter referred to as “front back stay”) provided on the front wall 21 of the fireplace and the steel frame column 12f are connected by a scythemic tie 13f.

また、ケージ部4は、ケージ部4の後方に設けられた複数の鉄骨柱12bに複数のサイスミックタイ13bを介して連結される。より詳細には、ケージ後壁42に設けられたバックステー25b(以下「後側バックステー」という)と鉄骨柱12bとが、サイスミックタイ13bにより連結されている。 Further, the cage portion 4 is connected to a plurality of steel frame columns 12b provided behind the cage portion 4 via a plurality of scythemic ties 13b. More specifically, the back stay 25b (hereinafter referred to as "rear back stay") provided on the rear wall 42 of the cage and the steel frame column 12b are connected by a scythemic tie 13b.

ボイラ1では、火炉2、副側壁部3、及びケージ部4を構成する各壁は、内部を流体が流れる伝熱管と、伝熱管が延びる方向に延在する板状のメンブレンバーとが交互に接合されたパネル状のメンブレン壁で形成されている。 In the boiler 1, each wall constituting the fireplace 2, the sub-side wall portion 3, and the cage portion 4 alternately has a heat transfer tube through which a fluid flows and a plate-shaped membrane bar extending in the direction in which the heat transfer tube extends. It is formed of a bonded panel-shaped membrane wall.

図3の拡大図に示すように、火炉後壁22には、H型鋼から成る前側バックステー25fが取り付けられる。またケージ前壁41にも、H型鋼から成る後側バックステー25bが取り付けられる。 As shown in the enlarged view of FIG. 3, a front back stay 25f made of H-shaped steel is attached to the rear wall 22 of the fireplace. A rear back stay 25b made of H-shaped steel is also attached to the front wall 41 of the cage.

地震発生時、火炉2から副側壁部3及びケージ部4へと続く燃焼ガスの流れ方向が変化する部位、特にノーズ22aや接続コーナーXには応力が集中し、破損につながりやすい。 When an earthquake occurs, stress is concentrated on the part where the flow direction of the combustion gas that continues from the furnace 2 to the sub-side wall portion 3 and the cage portion 4 changes, particularly the nose 22a and the connection corner X, which easily leads to damage.

そこで、図4に示すように、高さ位置L1(ノーズ22aがある高さ)にある前側バックステー25fの延在方向(ボイラ1の左右方向)に沿って、3つのゲージセンサ101A1、101A2、101A3を設置する。 Therefore, as shown in FIG. 4, the three gauge sensors 101A1, 101A2, along the extending direction (left-right direction of the boiler 1) of the front back stay 25f at the height position L1 (the height where the nose 22a is), Install 101A3.

また高さ位置L1よりも下の高さ位置L2にある前側バックステー25fにも3つのゲージセンサが配置される。 Further, three gauge sensors are also arranged on the front back stay 25f at the height position L2 below the height position L1.

更に高さ位置L2よりも下の高さ位置L3にある前側バックステー25fにも3つのゲージセンサが配置される。よって、合計9のゲージセンサが配置される。前記センサの設置数及び設置個所は一例過ぎず、本実施形態とは異なる設置数及び設置個所であってもよい。 Further, three gauge sensors are also arranged on the front back stay 25f at the height position L3 below the height position L2. Therefore, a total of 9 gauge sensors are arranged. The number and location of installation of the sensor is only an example, and the number and location of installation may be different from that of the present embodiment.

図5は、ボイラ損傷度推定装置300のハードウェア構成図である。 FIG. 5 is a hardware configuration diagram of the boiler damage degree estimation device 300.

ボイラ損傷度推定装置300は、プロセッサ301、RAM(Random Access Memory)302、ROM(Read Only Memory)303、HDD(Hard Disk Drive)304、入力I/F305、出力I/F306、及び通信I/F307を含み、これらがバス308を介して互いに接続されたコンピュータを用いて構成される。 The boiler damage degree estimation device 300 includes a processor 301, a RAM (Random Access Memory) 302, a ROM (Read Only Memory) 303, an HDD (Hard Disk Drive) 304, an input I / F305, an output I / F306, and a communication I / F307. These are configured using computers connected to each other via bus 308.

プロセッサ301は、GPU(Graphics Processing Unit)でもCPU(Central Processing Unit)でもよく、演算機能を実行するデバイスであれば種類を問わない。また、ボイラ損傷度推定装置300のハードウェア構成は上記に限定されず、制御回路と記憶装置との組み合わせにより構成されてもよい。ボイラ損傷度推定装置300は、ボイラ損傷度推定装置300の各機能を実現するボイラ損傷度推定プログラムをプロセッサ301が実行する、又は制御回路が演算することにより構成される。 The processor 301 may be a GPU (Graphics Processing Unit) or a CPU (Central Processing Unit), and may be of any type as long as it is a device that executes an arithmetic function. Further, the hardware configuration of the boiler damage degree estimation device 300 is not limited to the above, and may be configured by a combination of a control circuit and a storage device. The boiler damage degree estimation device 300 is configured by the processor 301 executing the boiler damage degree estimation program that realizes each function of the boiler damage degree estimation device 300, or by the control circuit calculating.

入力I/F305には、マウス、キーボード、タッチパネル等の入力装置311が接続される。 An input device 311 such as a mouse, keyboard, and touch panel is connected to the input I / F 305.

出力I/F306には、LCD、有機パネル等からなるディスプレイ312が接続される。 A display 312 including an LCD, an organic panel, or the like is connected to the output I / F 306.

通信I/F307には、クラウドサーバ200や緊急事象情報を受信するための外部通信装置210が接続される。 A cloud server 200 and an external communication device 210 for receiving emergency event information are connected to the communication I / F 307.

図6は、ボイラ損傷度推定装置300の機能ブロック図である。ボイラ損傷度推定装置300は、クラウドサーバ200からセンサデータを受信し、また外部通信装置から緊急事象情報を受信する受信部350と、センサデータを記憶するセンサデータ記憶部354と、センサデータを基にボイラ1の時系列に沿った相対変位を解析して損傷度を推定する損傷度推定部356と、損傷度推定部356の推定結果を受けて、ボイラ1が設置された発電所の運転継続可否を判断するための基準となるチェック項目情報を出力する運転継続可否基準情報出力部358と、ボイラ1の損傷度の推定結果、運転継続可否基準情報を発電事業者端末410と中央操作室端末420とに送信する送信部360、及び出力部362を含む。本実施形態では、センサデータにタイムスタンプが付加されてクラウドサーバ200に格納されているとして説明しているが、ボイラ損傷度推定装置300にもRTC(Real Time Clock)352を備え、受信したセンサデータにRTC352からのタイムスタンプを付加してセンサデータ記憶部354に記憶してもよい。これにより、ボイラ1側のRTC11に不具合があっても時系列解析が可能となる。 FIG. 6 is a functional block diagram of the boiler damage degree estimation device 300. The boiler damage degree estimation device 300 is based on a receiving unit 350 that receives sensor data from the cloud server 200 and also receives emergency event information from an external communication device, a sensor data storage unit 354 that stores sensor data, and sensor data. In response to the estimation results of the damage degree estimation unit 356 that analyzes the relative displacement of the boiler 1 along the time series to estimate the damage degree and the damage degree estimation unit 356, the operation of the power plant where the boiler 1 is installed continues. The operation continuation possibility standard information output unit 358 that outputs check item information that serves as a reference for determining whether or not the boiler 1 can be used, and the damage degree estimation result of the boiler 1 and the operation continuation possibility standard information can be obtained from the power generation company terminal 410 and the central operation room terminal. It includes a transmission unit 360 for transmitting to and to 420, and an output unit 362. In the present embodiment, it is described that the sensor data is time-stamped and stored in the cloud server 200. However, the boiler damage degree estimation device 300 is also provided with an RTC (Real Time Clock) 352 and the received sensor. A time stamp from RTC352 may be added to the data and stored in the sensor data storage unit 354. This enables time-series analysis even if there is a problem with the RTC 11 on the boiler 1 side.

図7は、本実施形態に係るボイラ損傷度推定処理の流れを示すフローチャートである。以下の処理を実施する前提として、ボイラ損傷度推定装置300では、火炉後壁22及びケージ前壁41の相対変位の警告閾値が設定されている。 FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the boiler damage degree estimation process according to the present embodiment. As a premise for carrying out the following processing, the boiler damage degree estimation device 300 sets a warning threshold value for relative displacement of the fireplace rear wall 22 and the cage front wall 41.

ボイラ1の稼働中はボイラ損傷度推定システム100が稼働している。ボイラ損傷度推定システム100が稼動中、各ゲージセンサ101A1、101A2、・・、101Anは、センサデータを出力してクラウドサーバ200に送信する。ボイラ損傷度推定装置300はクラウドサーバ200からセンサデータを取得する(S101)。 While the boiler 1 is in operation, the boiler damage degree estimation system 100 is in operation. While the boiler damage degree estimation system 100 is in operation, each gauge sensor 101A1, 101A2, ..., 101An outputs sensor data and transmits it to the cloud server 200. The boiler damage degree estimation device 300 acquires sensor data from the cloud server 200 (S101).

地震が発生していない場合(S102:NO)、ボイラ損傷度推定装置300は、取得した各センサデータの時系列変化を監視する(S115)。平常時の相対変位の時系列変化は、図8(a)に示すように、ほぼ0である。 When no earthquake has occurred (S102: NO), the boiler damage degree estimation device 300 monitors the time-series change of each acquired sensor data (S115). As shown in FIG. 8A, the time-series change of the relative displacement in normal times is almost 0.

地震が発生し(S102:YES)、モニタリングではコントロールできない緊急事象(火災・津波)の発生、又は発生予測を検知すると(S103:YES)、ボイラ1は緊急停止する(S109)。緊急事象の発生は、例えば、ボイラ1の火災報知信号を受信したり、ボイラ1が設置されている地域で堤防を越える高さの津波が観測された情報を受信した場合は、緊急事象が発生したと判断してもよい。 When an earthquake occurs (S102: YES) and an emergency event (fire / tsunami) that cannot be controlled by monitoring is detected (S103: YES), the boiler 1 is urgently stopped (S109). An emergency event occurs, for example, when a fire alarm signal for boiler 1 is received, or when information is received that a tsunami with a height exceeding the embankment is observed in the area where boiler 1 is installed. You may judge that it was done.

緊急事象の発生を検知、又は予測を検知しない場合は(S103:NO)、ボイラ損傷度推定装置300は、全てのセンサデータが示す相対変位が警告閾値未満であるか判定する(S104)。図8(b)は、地震による相対変位が警告閾値内に収まった例を示す。地震発生に伴い、相対変位の時系列変化はプラス方向、マイナス方向に振れるが、プラス方向、マイナス方向の各ピーク値は警告閾値のプラス方向、マイナス方向のそれぞれに収まっている。この場合は、センサデータが示す相対変位が警告閾値未満と判断する。 If the occurrence of an emergency event is not detected or the prediction is not detected (S103: NO), the boiler damage degree estimation device 300 determines whether the relative displacement indicated by all the sensor data is less than the warning threshold value (S104). FIG. 8B shows an example in which the relative displacement due to the earthquake falls within the warning threshold. With the occurrence of an earthquake, the time-series changes in relative displacement fluctuate in the positive and negative directions, but the peak values in the positive and negative directions are within the positive and negative directions of the warning threshold. In this case, it is determined that the relative displacement indicated by the sensor data is less than the warning threshold.

全てのセンサデータが示す相対変位が警告閾値未満であれば(S104:YES)、発電事業者端末410や中央操作室端末420、また設備点検員に判定結果を通知し、設備点検員がボイラ1の周囲環境に異常がないか目視点検を行う。異常がなければ(S105:YES)、ボイラ1の運転を継続する(S106)。異常があれば(S105:NO)、ステップS108へ進む。 If the relative displacement indicated by all the sensor data is less than the warning threshold (S104: YES), the power generation company terminal 410, the central operation room terminal 420, and the equipment inspector are notified of the determination result, and the equipment inspector notifies the boiler 1. Visually inspect the surrounding environment for any abnormalities. If there is no abnormality (S105: YES), the operation of the boiler 1 is continued (S106). If there is an abnormality (S105: NO), the process proceeds to step S108.

ボイラ損傷度推定装置300が、一つ以上のセンサデータが示す変位が警告閾値以上であると判定した場合(S104:NO)、ボイラ損傷度推定装置300は、ボイラ1の損傷度を推定する(S107)。 When the boiler damage degree estimation device 300 determines that the displacement indicated by one or more sensor data is equal to or greater than the warning threshold (S104: NO), the boiler damage degree estimation device 300 estimates the damage degree of the boiler 1. S107).

ボイラ損傷度推定装置300が図9(a)に示す波形を解析結果して得た場合、t1からt2の微小時間に大きな揺れが生じ、その一度の揺れで一気に火炉2とケージ部4とが引き裂かれる損傷が起きたと推定する。 When the boiler damage degree estimation device 300 obtains the analysis result of the waveform shown in FIG. 9A, a large shaking occurs in a minute time from t1 to t2, and the one shaking causes the furnace 2 and the cage portion 4 to shake at once. It is presumed that the damage torn has occurred.

別例として、ボイラ損傷度推定装置300が相対変位の累積値を解析した結果、図9(b)に示す波形が得られたとする。図9(b)は、t1からt3までの数回の地震があり、そのたびに火炉2とケージ部4との相対変位が変化し、その変化量の累積値が警告閾値を超えたことを意味する。相対変位の累積値は余寿命診断に用いられる。ここでいう余寿命診断とは、実際の累積変位、つまり、余寿命がゼロ%を超えた時点で構造物の当該部位において、実際には損傷が発生していなくても、設計的には保証できない状態(いつ少しの衝撃で損傷(亀裂)が発生してもおかしくない状態)になったと診断することをいう。設計的には保証できない状態になった事、もしくは設計的には保証できない状態が近づいている事は目視点検からは把握できないが、ボイラ損傷度推定装置300による余寿命診断によれば、実際に損傷する前に事前に把握して対策する事ができる。 As another example, it is assumed that the waveform shown in FIG. 9B is obtained as a result of analyzing the cumulative value of the relative displacement by the boiler damage degree estimation device 300. FIG. 9B shows that there were several earthquakes from t1 to t3, the relative displacement between the furnace 2 and the cage portion 4 changed each time, and the cumulative value of the change exceeded the warning threshold. means. The cumulative value of relative displacement is used for the diagnosis of remaining life. The remaining life diagnosis here is a design guarantee even if the actual cumulative displacement, that is, when the remaining life exceeds 0%, the relevant part of the structure is not actually damaged. It refers to diagnosing a state in which it cannot be done (a state in which damage (crack) can occur at any time with a slight impact). It cannot be grasped from the visual inspection that the state cannot be guaranteed by design or the state that cannot be guaranteed by design is approaching, but according to the remaining life diagnosis by the boiler damage degree estimation device 300, it is actually. It is possible to grasp in advance and take countermeasures before damage.

このように、ボイラ損傷度推定装置300は、警告閾値を超える相対変位が生じたと推定した場合に、それに至る時系列変化を基に損傷が起きる過程と、損傷の程度を定量的に推定する。損傷の推定例として、火炉2とケージ部4とがどの方向に何cm引き裂かれたかといった形状変化量を具体的な数値で表してもよい。この例では、相対変位センサとして3軸加速度センサを用いることにより、相対変位だけでなく運動方向が解析できるので運動方向と形状変化量とが解析できる。 In this way, the boiler damage degree estimation device 300 quantitatively estimates the process of damage and the degree of damage based on the time-series changes leading to the estimation that the relative displacement exceeding the warning threshold has occurred. As an estimation example of damage, the amount of shape change such as how many centimeters the furnace 2 and the cage portion 4 are torn may be expressed by a concrete numerical value. In this example, by using the 3-axis acceleration sensor as the relative displacement sensor, not only the relative displacement but also the motion direction can be analyzed, so that the motion direction and the amount of shape change can be analyzed.

図9(a)、図9(b)では、相対変位が警告閾値を超える形状変化(破壊)が生じているので、目視点検でもボイラ1の損傷を確認できる。 In FIGS. 9A and 9B, since the shape change (destruction) in which the relative displacement exceeds the warning threshold value occurs, damage to the boiler 1 can be confirmed by visual inspection.

一方、図8(b)では、相対変位の変動のピーク値を超えた後、相対変位はほぼ0、すなわち形状変化は生じていないので、目視点検では異常が発見されない。しかし、実際には地震動により相対変位が生じていることから火炉2とケージ部4との連結部位、例えばノーズ22aや接続コーナーXでは地震動に伴う揺れで応力集中が生じ、金属疲労が生じている可能性がある。この場合、目視点検では発見できない構造上のダメージを、ボイラ損傷度推定装置300は推定してもよい。推定例として、例えば、相対変位の時間累積値を演算し、ボイラ1の設計時の耐久性能と比較した結果を出力し、ボイラ1の余寿命の推定を行ってもよい。 On the other hand, in FIG. 8B, after the peak value of the fluctuation of the relative displacement is exceeded, the relative displacement is almost 0, that is, the shape change does not occur, so that no abnormality is found by visual inspection. However, since the relative displacement is actually generated by the seismic motion, stress concentration occurs due to the shaking caused by the seismic motion at the connecting portion between the furnace 2 and the cage portion 4, for example, the nose 22a and the connecting corner X, and metal fatigue occurs. there is a possibility. In this case, the boiler damage degree estimation device 300 may estimate structural damage that cannot be detected by visual inspection. As an estimation example, for example, the time cumulative value of the relative displacement may be calculated, the result of comparison with the durability performance at the time of designing the boiler 1 may be output, and the remaining life of the boiler 1 may be estimated.

図10は、ボイラ損傷度推定装置300によるボイラ1の損傷度推定の別例(水平断面)を示す。図10の例では、ボイラ損傷度推定装置300は、高さ位置L1で、ボイラ1の左側及び右側のそれぞれに設置されたゲージセンサの相対変位を基に、地震時のボイラ1左部の火炉―ケージ部間の距離I、及び地震時のボイラ1右部の火炉―ケージ部間の距離Iを求める。そして、ボイラ損傷度推定装置300は高さ位置L1における水平断面のボイラ1の形状を求める。 FIG. 10 shows another example (horizontal cross section) of the damage degree estimation of the boiler 1 by the boiler damage degree estimation device 300. In the example of FIG. 10, the boiler damage degree estimation device 300 is the furnace on the left side of the boiler 1 at the time of an earthquake, based on the relative displacements of the gauge sensors installed on the left side and the right side of the boiler 1 at the height position L1. -Calculate the distance IL between the cages and the distance IR between the boiler 1 right side of the boiler at the time of an earthquake-the cage . Then, the boiler damage degree estimation device 300 obtains the shape of the boiler 1 in the horizontal cross section at the height position L1.

更に、ボイラ損傷度推定装置300は、異なる高さ位置L1、L2、L3のそれぞれにおける水平断面形状を推定し、それらを高さ方向に積層することで疑似3次元的なボイラ1の変形を可視化して提示してもよい。 Further, the boiler damage degree estimation device 300 estimates the horizontal cross-sectional shapes at different height positions L1, L2, and L3, and stacks them in the height direction to visualize the pseudo-three-dimensional deformation of the boiler 1. May be presented.

図11は、ボイラ損傷度推定装置300によるボイラ1の損傷度推定の別例(右側面視)を示す。図11の例では、ボイラ損傷度推定装置300は、ボイラ1の上部及び下部のそれぞれに設置されたゲージセンサの相対変位を基に、地震時のボイラ1上部の火炉―ケージ部間の距離I、及び地震時のボイラ1下部の火炉―ケージ部間の距離Iを求める。そして、ボイラ損傷度推定装置300は右側面視におけるボイラ1の形状を求める。 FIG. 11 shows another example (right side view) of the damage degree estimation of the boiler 1 by the boiler damage degree estimation device 300. In the example of FIG. 11, the boiler damage degree estimation device 300 is based on the relative displacements of the gauge sensors installed at the upper part and the lower part of the boiler 1, and the distance I between the furnace and the cage part of the upper part of the boiler 1 at the time of an earthquake. Find U and the distance ID between the furnace and the cage at the bottom of boiler 1 at the time of an earthquake. Then, the boiler damage degree estimation device 300 obtains the shape of the boiler 1 in the right side view.

損傷度推定処理の後(S107)、又は周辺状況に異常があるという通知をボイラ損傷度推定装置300が受信した場合(S105:NO)、ボイラ損傷度推定装置300は、中央操作室のオペレーションが続行可能であるかを示す基準(運転継続可否基準)を充足しているか判断する(S108)。このステップの判断は、ボイラ損傷度推定装置300が、ボイラ1の運転データを取得しているときはボイラ損傷度推定装置300が自ら行ってもよい。また、ボイラ損傷度推定装置300はセンサデータや震度データなどのセンサデータを除く地震データを取得するだけにとどめ、運転継続可否基準の充足は発電事業者が行ってもよい。一方、ボイラ損傷度推定装置300が、ボイラ1の運転データを取得していないときは、運転継続可否基準を充足しているかのチェック項目情報を、発電事業者端末410、中央操作室端末420に送信し、その結果を受領することで判断を行う。結果を受領できない場合は、ステップS108ではチェック項目情報の提供を行い、ステップS114へスキップする。 After the damage degree estimation process (S107), or when the boiler damage degree estimation device 300 receives a notification that there is an abnormality in the surrounding situation (S105: NO), the boiler damage degree estimation device 300 is operated by the operation of the central operation room. It is determined whether or not the criteria (criteria for whether or not operation can be continued) indicating whether or not continuation is possible are satisfied (S108). The determination of this step may be made by the boiler damage degree estimation device 300 itself when the boiler damage degree estimation device 300 has acquired the operation data of the boiler 1. Further, the boiler damage degree estimation device 300 only acquires seismic data excluding sensor data such as sensor data and seismic intensity data, and the power generation company may satisfy the operation continuation feasibility criteria. On the other hand, when the boiler damage degree estimation device 300 has not acquired the operation data of the boiler 1, the check item information as to whether or not the operation continuation possibility standard is satisfied is transmitted to the power generation company terminal 410 and the central operation room terminal 420. Make a decision by sending and receiving the results. If the result cannot be received, the check item information is provided in step S108, and the process skips to step S114.

更に、ステップS105でボイラ1の周辺状況を目視点検するが、目視点検だけでなく、遠隔でもボイラの損傷度合いや例えば定点カメラの画像から周辺状況を把握する。 Further, the peripheral condition of the boiler 1 is visually inspected in step S105, and the peripheral condition is grasped not only from the visual inspection but also from the degree of damage to the boiler and, for example, the image of the fixed point camera remotely.

ボイラ損傷度推定装置300が、運転継続可否基準を充足していないと判断すると(S108:NO)、ボイラ1を緊急停止させる提案を中央操作室端末420に対して送信する(S109)。 When the boiler damage degree estimation device 300 determines that the operation continuation possibility criterion is not satisfied (S108: NO), a proposal to stop the boiler 1 in an emergency is transmitted to the central operation room terminal 420 (S109).

ボイラ損傷度推定装置300が、運転継続可否基準を充足していると判断すると(S108:YES)、ボイラ1を計画停止させる提案を中央操作室端末420に対して送信する(S110)。 When the boiler damage degree estimation device 300 determines that the operation continuation possibility criterion is satisfied (S108: YES), a proposal to stop the boiler 1 in a planned manner is transmitted to the central operation room terminal 420 (S110).

ボイラ1が緊急停止(S109)、計画停止(S110)した後、ボイラ1の点検を実施し(S111)、必要に応じて補修(耐震補強を含む)を行い(S112)、ボイラ1の運転を再開する(S113)。 After the boiler 1 has an emergency stop (S109) and a planned stop (S110), the boiler 1 is inspected (S111), repaired (including seismic retrofitting) as necessary (S112), and the boiler 1 is operated. Resume (S113).

ボイラ1のモニタリング処理を継続する場合は(S114:YES)、ステップS101へと戻り、処理を繰り返す。 When continuing the monitoring process of the boiler 1 (S114: YES), the process returns to step S101 and the process is repeated.

ボイラ1のモニタリング処理を終了する場合は(S114:NO)、一連の処理を終了する。 When the monitoring process of the boiler 1 is terminated (S114: NO), a series of processes is terminated.

本実施形態によれば、ボイラ地震動モニタリング計測結果と、事前に設定した警告閾値との比較により、ボイラ損傷度合いの定量評価が可能となる。 According to this embodiment, it is possible to quantitatively evaluate the degree of boiler damage by comparing the boiler seismic motion monitoring measurement result with a preset warning threshold value.

また、ボイラ地震動モニタリング計測結果を時系列方向に累積データとして加算・蓄積し、その結果を用いてボイラの損傷度を推定する事により、余寿命診断にも応用でき、ボイラ1の累積損傷度合を定量評価することも可能である。 In addition, by adding and accumulating the boiler seismic motion monitoring measurement results as cumulative data in the time series direction and estimating the degree of damage to the boiler using the results, it can be applied to the diagnosis of the remaining life, and the degree of cumulative damage to the boiler 1 can be measured. Quantitative evaluation is also possible.

更に、クラウドを活用してボイラ損傷度推定システムを実現することにより、遠隔且つリアルタイムでボイラ1の損傷度の推定が可能となる。これにより、甚大災害時危険を冒して現場に駆け付けることなく、損傷の程度を遠隔で把握することができる。 Furthermore, by realizing a boiler damage degree estimation system using the cloud, it is possible to estimate the damage degree of the boiler 1 remotely and in real time. This makes it possible to remotely grasp the degree of damage without risking a catastrophic disaster and rushing to the site.

上記実施形態は本発明の一実施形態を表したにすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない様々な変更態様は、本発明の技術的範囲に含まれる。 The above-described embodiment represents only one embodiment of the present invention, and various modifications that do not deviate from the gist of the present invention are included in the technical scope of the present invention.

例えば、図7のステップ104において全てのセンサデータが示す相対変位が警告閾値未満であるかの判定処理において、上記の説明では各センサデータの相対変位と警告閾値とを比較したが、全てのセンサデータが示す相対変位の最大値を求め、その最大値と警告閾値とを比較してもよい。 For example, in the process of determining whether the relative displacement indicated by all the sensor data is less than the warning threshold in step 104 of FIG. 7, in the above description, the relative displacement of each sensor data and the warning threshold are compared, but all the sensors. The maximum value of the relative displacement indicated by the data may be obtained and the maximum value may be compared with the warning threshold value.

また、警告閾値は、火炉2及びケージ部4の位置、例えば高さが低いほど大きな値を用いてもよい。 Further, as the warning threshold value, the position of the furnace 2 and the cage portion 4, for example, the lower the height, the larger the value may be used.

1 :ボイラ
2 :火炉
3 :副側壁部
4 :ケージ部
10 :ボイラユニット
11 :RTC
12 :データ収集装置
12b :鉄骨柱
12f :鉄骨柱
13 :通信装置
13b :サイスミックタイ
13f :サイスミックタイ
20 :バーナ
21 :火炉前壁
22 :火炉後壁
22a :ノーズ
23 :火炉側壁
24 :火炉天井壁
25b :後側バックステー
25f :前側バックステー
33 :側壁
34 :天井壁
35 :底壁
41 :ケージ前壁
42 :ケージ後壁
43 :ケージ側壁
44 :ケージ天井壁
100 :ボイラ損傷度推定システム
101A1 :ゲージセンサ
101A2 :ゲージセンサ
101A3 :ゲージセンサ
200 :クラウドサーバ
210 :外部通信装置
300 :ボイラ損傷度推定装置
301 :プロセッサ
305 :入力I/F
306 :出力I/F
307 :通信I/F
308 :バス
311 :入力装置
312 :ディスプレイ
350 :受信部
352 :RTC
354 :センサデータ記憶部
356 :損傷度推定部
358 :運転継続可否基準情報出力部
360 :送信部
400 :ボイラメーカ
410 :発電事業者端末
420 :中央操作室端末
1: Boiler 2: Boiler 3: Sub-side wall 4: Cage 10: Boiler unit 11: RTC
12: Data collection device 12b: Steel pillar 12f: Steel pillar 13: Communication device 13b: Scymic tie 13f: Scymic tie 20: Burner 21: Fireplace front wall 22: Fireplace rear wall 22a: Nose 23: Fireplace side wall 24: Fireplace Ceiling wall 25b: Rear back stay 25f: Front back stay 33: Side wall 34: Ceiling wall 35: Bottom wall 41: Cage front wall 42: Cage rear wall 43: Cage side wall 44: Cage ceiling wall 100: Boiler damage estimation system 101A1: Gauge sensor 101A2: Gauge sensor 101A3: Gauge sensor 200: Cloud server 210: External communication device 300: Boiler damage degree estimation device 301: Processor 305: Input I / F
306: Output I / F
307: Communication I / F
308: Bus 311: Input device 312: Display 350: Receiver 352: RTC
354: Sensor data storage unit 356: Damage degree estimation unit 358: Operation continuation standard information output unit 360: Transmission unit 400: Boiler maker 410: Power generation company terminal 420: Central operation room terminal

Claims (8)

火炉及び前記火炉の後部にケージ部を備えたボイラの地震動による損傷度を推定するボイラ損傷度推定システムであって、
前記火炉における前記ケージ部に対向する火炉後壁及び前記ケージ部における前記火炉後壁に対向するケージ前壁の相対変位を検出し、センサデータを出力する相対変位検出センサと、
前記センサデータに基づいて、ボイラの損傷度を推定するボイラ損傷度推定装置と、を備え、
前記ボイラ損傷度推定装置は、時系列に沿って前記センサデータを取得し、前記ボイラの前記相対変位の時系列変化を基に、前記ボイラの損傷の進行過程及び前記火炉及び前記ケージ部の形状変化量を解析し、解析結果を出力する、
ことを特徴とするボイラ損傷度推定システム。
A boiler damage estimation system that estimates the degree of damage caused by seismic motion of a boiler equipped with a cage at the rear of the furnace and the furnace.
A relative displacement detection sensor that detects the relative displacement of the rear wall of the fireplace facing the cage portion in the fireplace and the front wall of the cage facing the rear wall of the fireplace in the cage portion and outputs sensor data.
A boiler damage degree estimation device for estimating the damage degree of the boiler based on the sensor data is provided.
The boiler damage degree estimation device acquires the sensor data along the time series, and based on the time series change of the relative displacement of the boiler, the progress process of the damage of the boiler and the shape of the furnace and the cage portion. Analyze the amount of change and output the analysis result,
Boiler damage estimation system characterized by this.
請求項1に記載のボイラ損傷度推定システムにおいて、
前記相対変位検出センサから前記センサデータを収集し、クラウドサーバに送信するデータ収集装置を更に備え、
前記ボイラ損傷度推定装置は、前記クラウドサーバから前記センサデータを取得する、
ことを特徴とするボイラ損傷度推定システム。
In the boiler damage degree estimation system according to claim 1,
Further equipped with a data collection device that collects the sensor data from the relative displacement detection sensor and transmits it to the cloud server.
The boiler damage degree estimation device acquires the sensor data from the cloud server.
Boiler damage estimation system characterized by this.
請求項2に記載のボイラ損傷度推定システムにおいて、
前記ボイラ損傷度推定装置は、前記ボイラを用いて発電事業を行う発電事業者端末、又は前記ボイラが設置された発電所の中央操作室端末の少なくとも一つに通信接続され、
前記解析結果を前記発電事業者端末又は前記中央操作室端末に送信する、
ことを特徴とするボイラ損傷度推定システム。
In the boiler damage degree estimation system according to claim 2,
The boiler damage degree estimation device is communication-connected to at least one of a power generation company terminal that performs a power generation business using the boiler or a central operation room terminal of a power plant in which the boiler is installed.
The analysis result is transmitted to the power generation company terminal or the central operation room terminal.
Boiler damage estimation system characterized by this.
請求項3に記載のボイラ損傷度推定システムにおいて、
前記ボイラ損傷度推定装置は、前記相対変位が予め定めた警告閾値以上であると判断すると、前記発電所の運転を継続できるかの判断基準となるチェック項目を示す情報を前記発電事業者端末又は前記中央操作室端末に送信する、
ことを特徴とするボイラ損傷度推定システム。
In the boiler damage degree estimation system according to claim 3,
When the boiler damage degree estimation device determines that the relative displacement is equal to or higher than a predetermined warning threshold, the power generation company terminal or the power generation company terminal or the power generation company terminal or Sending to the central control room terminal,
Boiler damage estimation system characterized by this.
請求項4に記載のボイラ損傷度推定システムにおいて、
前記ボイラ損傷度推定装置は、前記チェック項目が複数ある場合、前記ボイラの形状変化量が大きい部位に関連する前記チェック項目から優先順位を付けて前記発電事業者端末又は前記中央操作室端末に送信する、
ことを特徴とするボイラ損傷度推定システム。
In the boiler damage degree estimation system according to claim 4,
When there are a plurality of the check items, the boiler damage degree estimation device prioritizes the check items related to the portion where the shape change amount of the boiler is large and transmits the check items to the power generation company terminal or the central operation room terminal. do,
Boiler damage estimation system characterized by this.
請求項1に記載のボイラ損傷度推定システムにおいて、
前記火炉後壁は、軸方向を上下方向と平行に配置した複数の伝熱管を左右方向に並べて構成され、これら複数の伝熱管を繋いで左右方向に延在する前側バックステーを備え、
前記ケージ前壁は、軸方向を上下方向と平行に配置した複数の伝熱管を左右方向に並べて構成され、これら複数の伝熱管を繋いで左右方向に延在する後側バックステーを備え、
前記前側バックステー又は前記後側バックステーには、当該前側バックステー又は前記後側バックステーの延在方向に沿って複数の相対変位検出センサが配置され、
前記ボイラ損傷度推定装置は、前記延在方向の両端部の相対変位を基に、前記火炉及び前記ケージ部の水平断面における形状変化を解析する、
ことを特徴とするボイラ損傷度推定システム。
In the boiler damage degree estimation system according to claim 1,
The rear wall of the fireplace is configured by arranging a plurality of heat transfer tubes arranged in parallel with the vertical direction in the left-right direction, and is provided with a front back stay extending in the left-right direction by connecting the plurality of heat transfer tubes.
The front wall of the cage is configured by arranging a plurality of heat transfer tubes arranged in parallel with the vertical direction in the left-right direction, and includes a rear back stay extending in the left-right direction by connecting the plurality of heat transfer tubes.
A plurality of relative displacement detection sensors are arranged on the front backstay or the rear backstay along the extending direction of the front backstay or the rear backstay.
The boiler damage degree estimation device analyzes shape changes in the horizontal cross section of the furnace and the cage portion based on the relative displacements of both ends in the extending direction.
Boiler damage estimation system characterized by this.
請求項6に記載のボイラ損傷度推定システムにおいて、
前記火炉後壁は、異なる高さ位置に備えられた複数段の前記前側バックステーを備え、
前記ケージ前壁は、異なる高さ位置に備えられた複数段の前記後側バックステーを備え、
前記前側バックステーの各段又は前記後側バックステーの各段には、複数の相対変位検出センサが配置され、
前記ボイラ損傷度推定装置は、前記前側バックステー又は前記後側バックステーの上部及び下部の相対変位を基に、前記火炉及び前記ケージ部の上下方向に沿った面における形状変化量を解析する、
ことを特徴とするボイラ損傷度推定システム。
In the boiler damage degree estimation system according to claim 6,
The rear wall of the fireplace comprises a plurality of stages of the front backstays provided at different height positions.
The cage front wall comprises a plurality of stages of the rear backstays provided at different height positions.
A plurality of relative displacement detection sensors are arranged in each stage of the front back stay or each stage of the rear back stay.
The boiler damage degree estimation device analyzes the amount of shape change in the surface of the furnace and the cage portion along the vertical direction based on the relative displacements of the upper and lower portions of the front back stay or the rear back stay.
Boiler damage estimation system characterized by this.
火炉及び前記火炉の後部にケージ部を備えたボイラの地震動による損傷度を推定するボイラ損傷度推定装置であって、
前記火炉における前記ケージ部に対向する火炉後壁及び前記ケージ部における前記火炉後壁に対向するケージ前壁の相対変位を検出して出力されたセンサデータを、クラウドサーバから受信する受信部と、
前記センサデータに基づいて、前記ボイラの損傷度を推定する損傷度推定部と、を備え、
前記損傷度推定部は、取得した前記センサデータを基に、前記ボイラの前記相対変位の時系列変化を演算し、前記ボイラの損傷の進行過程及び前記火炉後壁及び前記ケージ部の形状変化量を解析し、解析結果を出力する、
ことを特徴とするボイラ損傷度推定装置。
A boiler damage estimation device that estimates the degree of damage caused by seismic motion of a boiler equipped with a cage at the rear of the furnace and the furnace.
A receiving unit that receives sensor data output from the cloud server by detecting the relative displacement of the rear wall of the fireplace facing the cage portion in the fireplace and the front wall of the cage facing the rear wall of the fireplace in the cage portion.
A damage degree estimation unit for estimating the damage degree of the boiler based on the sensor data is provided.
The damage degree estimation unit calculates the time-series change of the relative displacement of the boiler based on the acquired sensor data, and the progress process of the damage of the boiler and the amount of change in the shape of the rear wall of the fireplace and the cage portion. And output the analysis result,
Boiler damage degree estimation device characterized by this.
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