JPH029968A

JPH029968A - 通風機性能診断装置

Info

Publication number: JPH029968A
Application number: JP15680388A
Authority: JP
Inventors: Taro Sakata; 坂田　太郎; Kazuto Sakai; 和人酒井; Masanori Funakura; 船倉　正典
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1988-06-27
Filing date: 1988-06-27
Publication date: 1990-01-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野コ本発明は診断装置に係り、特にボイラに付属する通風機
の最適運転法や保守要否の判断を支援するに好適な通風
機性能診断装置に関する。

〔従来の技術〕

ボイラにあっては、その燃焼用空気や燃焼ガスの通風を
行なうために通風機が用いられている。

かかる通風機においては、ボイラの運転状況に応じて、
必要とする吐出風量及び風圧が様々に変化する。

第５図はボイラの通風システムを示す系統図である。

ボイラ３１は火炉３２を備え、ミル３４より燃料が供給
されると共に、炉底部よりボイラ３１で発生した燃焼ガ
スの一部を火炉３２へ戻すガス再循環通風機２９が設け
られている。また、ボイラ３１には、ボイラ３１へ燃焼
用空気を供給する押込み通風機２７．ボイラ３１内で発
生した燃焼ガスを排出する誘引通風機２８．ミル３４へ
−次空気を供給する一次空気通風機３０の各通風機が設
けられている。これら通風機とボイラ３１及びミル３４
との間には、空気予熱器３３が配設されている。

空気予熱器３３は、ボイラ３１よりの排ガスを用いて押
込み通風機２７及び−次空気通風機３０よりの冷空気を
熱交換し、得られた熱空気を７＜−す部及びミル３４の
各々へ供給し、ボイラの燃焼効率を向上させる。

押込みＪｉ風機２７または誘引通風機２８は、ボイラ３
１の負荷にほぼ比例した風量を吐出させ、その風圧とし
ては、はぼ負荷の二乗に比例して変化させる必要がある
。

以上の構成において、−次空気通風機３０で昇圧された
冷空気は空気予熱器３で熱交換され、熱空気となつ℃ミ
ル３４に供給され、燃料を火炉３２へ給送する。一方、
押込み通風機２７によって昇圧された冷空気は、空気予
熱器３３で熱空気にされたのち、火炉３２へ供給され、
炉内の燃焼を助ける。また、再循環通風機２９によって
排ガスの一部が火炉３２へ戻され、その流量を調整する
ことにより、ボイラ３１内の蒸気温度の制御あるいは火
炉３２における窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑制する
ことができる。このために、再循環通風機２９は、吐出
風量を変化させると共に、この風量を確保するために吐
出圧力を変化させる必要がある。

各通風機による流体温度は、ボイラ負荷及び大気温度に
応じて変化する。即ち、誘引通風機２８は大気温度から
１５０℃程度、ガス再循環通風機２９は大気温度から４
００℃程度、押込み通風機２７は大気温度から５０℃程
度に変化する。更に、流体継手による回転数制御を行な
っている場合には、流体温度と共に回転数も変動する。

一方、各通風機は運転の経過と共に、翼等の汚れ及び摩
耗等により、性能の低下を生じる。その低下の程度が著
るしい場合、ボイラ３１の運転状態に応じて要求される
吐出風量及び風圧を確保することが困難になる場合があ
る。特に、石炭燃焼ボイラにおける誘引通風機２８及び
ガス再循環通風機２９では、燃焼ガス中の灰分が通風機
の動翼。

インペラ等に付着し、運転中に性能低下を生じることが
ある。

このような場合、従来においては、風量及び風圧を計測
し、これを単に表示し、表示内容からオペレータが通風
機の運転状態を把握していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の通風機性能の診断手段は、通風機
の吐出風量及び風圧を計測し、風量−風圧の特性曲線を
表示した画面表示に現状の風量、風圧を表示するのみで
あるため、風量や風圧等の変動を把握できない。

即ち、実際のボイラの通風機の運転状態は、ボイラの運
転負荷に応じて変化する。また、同一の負荷であっても
、ボイラ自体やプラントの状態の変動等により、通風機
の必要吐出風量、風圧、流体温度、軸回転数等が微妙に
変動する。このような変動に対し、風量と風圧の表示の
みでは、常に一定の性能評価を行なうことは困難であっ
た。

本発明は、上記従来技術の実情に鑑みてなされたもので
、ボイラやプラントの状態の変動による通風機の運転状
態の変化を排除し、通風機自体の性能変化のみの把握を
可能にし、性能評価の精度向上を図った通風機性能診断
装置を提供するところにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明は、通風機の流体吐出
量、通風機の吸込み側と吐出側の静圧差。

流体温度、吸込みダンパ開度または動翼開度、軸回転数
及び駆動用電動機の電力量を計測する手段と、該手段に
よる各計測結果に基づいて通風機効率を算出し、該算出
値を予め定めた基準状態へ換算すると共に、該基準状態
における通風機の効率と前記算出した通風機効率とを比
較して前記通風機の性能劣化を評価する性能演算手段と
、該手段による演算結果を表示する表示手段とを備えた
ものである。

また、更に高精度の性能評価を行なうために、計測手段
として通風機の回転軸に対する伝達トルクを計測するよ
うにしてもよい。

〔作　用〕

通風機各部の計測結果に基づいてその時点の通風機効率
が算出され、これが予め定めた基準状態〔各通風機の性
能が良好な状態の平均的な運転状態における吐出風量、
風圧（吐出風圧）、流体温度及び軸回転数〕における通
風機効率と比較するために、上記基準状態での通風機効
率に換算される。この換算した通風機効率と基準状態の
通風機効率を比較することにより、通風機の性能変化を
評価することができる。

さらに１通風機の回転軸と駆動部との間に設けられたト
ルク計測装置等の伝達トルク計測手段は、通風機のみの
効率を算出し、駆動側の電動機効率及び流体継手の効率
を排除し、駆動側の性能変化による影響が除去される。

したがって、通風機の性能診断を高度て行なうことがで
きる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。

遠心式通風機１の入側には吸込みダンパ２が配設され、
この吸込みダンパ２はダンパ駆動装置３によって駆動さ
れる。遠心式通風機１には流体継手減速機４人及び電動
機５Ａが順次連結されている。電動機５Ａには電力線６
Ａを介して電力計７Ａが接続されている。

一方、軸流式通風機２ｏは、電動機５Ｂを駆動源とし、
この電動機５Ｂには電力線６Ｂを介して電力計７Ｂが接
続されている。

各通風機の出側ＩＣは、吐出圧カ計測座１０Ａ。

１０Ｂが設けられ、入側には吸込み圧カ計測座１２Ａ、
１２Ｂが設けられ、各々の計測信号１１Ａ。

１１Ｂ、１３Ａ、１３Ｂは性能演算袋＃２３へ出力され
る。さらＫ、吸込み圧カ計測座１２Ａ。

１２Ｂの夫々に＠接させて、ガス温度計測塵１４人。

１４Ｂが配設され、各々の計測信号１５Ａ、１５Ｂは性
能演算装置ｔ２３へ出方される。

性能演算袋ｆ！２３は、マイクロコンピユータラ用いて
構成され、予め設定したプログラムに従って動作する。

性能演算装置２３には、前記各計測信号のほか、吐出圧
力計測塵１０Ａの近傍に設けられたガス流量計１８のガ
ス流量計測信号１９゜軸流式通風機２０の動翼開度信号
２１．吸込みガス流量計２２の計測信号２２Ｂ、電力計
７Ａ。

７Ｂの電力計測信号１６Ａ、１６Ｂ等が入力される。

また、性能演算装置２３には、データを記憶する記憶装
置１２４．演算結果等を表示する画面表示装置２５及び
入力装置２６が接続されている。

以上の構成において、遠心式通風機１の吐出風量は、ガ
ス流量計１８で測定され、吐出静圧は吸込み圧力計測塵
１２と吐出圧力計測塵１０による圧力測定値の差より求
められる。また、各計測信号が性能演算袋［２３に取り
込まれる。一方、軸流式通風機２０の吐出Ｘ量は、通風
機本体内の吸込みガス流量計により測定し、静圧差は吸
込み側と吐出側の計測塵１２Ａ、１２Ｂ及び１０Ａ。

１０Ｂで測定する。同時に各計測信号が性能演算装置２
３に取り込まれる。

性能演算装置１２３は、計測した静圧差を基準状態の風
量、流体温度、吸込みダンパ開度（又は動翌開度、及び
軸回転数の場合に換算し、換算した静圧差を基に通風機
効率を算出する。さらに、当初の基準状態における通風
機効率を比較することにより、通風機の性能変化を評価
する。評価結果は記憶装置２４に記録され、性能の経時
変化を評価するデータとして保存される。また、性能評
価結果は、画面表示装置２５に表示される。

ここで、前記換算処理の内容の詳細について説明する。

通風機の運転状態を示すパラメータとして、静圧差ΔＰ
、吐出風量Ｑ、流体温度Ｔ、吸込みダンパ開度（遠心式
通風機の場合）または動翼開度（軸流式通風機の場合）
Ｄ、軸回転数Ｎ、及び電力量Ｗを設定する。また、成る
運転状態における計測値を夫々ΔＰｍ、Ｑｍ、Ｔｍ、Ｄ
ｍ、Ｎｍ。

Ｗｍとし、基準状態の夫々の値をΔＰＢ、ＱＢ。

ＴＢ、ＤＢ、ＮＢ、Ｗｓとする。

ここで、予め総の基準状態に対し、次式が成立するよう
な関数ｆを定める。

ΔＰ’５＝ｆ（ＱＢ、ＴＢ、ＤＢ、ＮＢ）　　　・・・
・・・（１）この（１）式の決定は、通風機の性能の基
準となる運転状態、例えば工場出荷前の性能試験での実
測値を用いると良い。

次に、実際の測定値により（２）式の関数が定められろ
。

ΔＰｍ＝ｆ’（Ｑｍ、　Ｔｍ、　Ｄｍ、　Ｎｍ　）　　
　−−−−−・（２）この（２）式のｆ′は通風機の性
能変化により、（１）式のｆとは異なった関数になって
いる。

ここで、上記の基準状態への換算を行ない（３）式％式
％（３） ΔＰ’ｍは基準状態への換算によりΔＰｍから変化した
静養圧である。

以上より明らかなように、通風機自身の性能変化は、Δ
ＰからΔＰ’ｍへの変化であり、ΔＰｍからΔＰ’ｍは
通風機の運転状態の変化圧よるものである。したがって
、（１）式〜（３）式に対ろした通風機効率を算出する
ことにより、通風機自身の性能変化と、運転状態の変化
による性能変化とを分離して把握することができる。更
に、運転状態の変化による性能変化については、（２）
式と（３）式とで各々のパラメータを個別に変化させる
ことにより、各々のパラメータがどれだけ性能変化に影
響したかを知ることができる。また、電力量については
、（２）式から（３）式の運転状態へ換算する。以上の
処理は、性能演算装置２３によって行なわれる。

第２図は本発明の他の実施例を示すブロック図である。

第１図の実施例では、通風機の運転状態の各パラメータ
と電力量を測定して通風機の性態を算出したが、この測
定値には電動機の効率及び流体継手の効率を含んだもの
となっている。これらの性能の変化は、比較的少ないの
で実用上問題になることは無いのであるが、更に性能評
価精度を向上させるために、は、第２図に示すように、
通風機の軸と流体継手の軸の接続部、又は電動機と通風
機の軸の接続部にトルク測定計３５を装着し、伝達トル
クの計測信号３６を性能演算装置２３に取り込むように
すればよい。

第３図は遠心式通風機における性能評価表示（画面表水
袋（ｔ２５に表示される）例を示し、ダンパ開度に応じ
た風量と圧力の関係を示す特性図のほか、各項目の内容
が表示されている。項目中の「圧力（未）」は測定値そ
のものの静養圧を示し「圧力（換）」は基準状態への換
算後の静養圧を示している。

また、第４図は軸流通風機における性能評価表示例を示
し、第３図と同様の表示内容で表示される。

なお、表示装置には、性能劣化の経時変化を表示するも
のとしたが、さらに通風機の翼等の汚れや摩耗等を評価
して表示すろことも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によれば、通風機の流体吐出
量９通風機の吸込み側と吐出側の静圧差流体温度、吸込
みダンパ開度または動翼開度、軸回転数及び駆動用電動
機の電力量を計測する手段と、該手段による各計測結果
に基づいて通風機効率を算出し、該算出値を予め定めた
基準状態−・換算すると共に、該基準状態におげろ通風
機の効率と前記算出した通風機効率とを比較して前記通
風機の性能劣化を評価する性能演算手段と、該手段によ
る演算結果を表示する表示手段とを設けるようにしたの
で、通風機の性能診断を精度良く行なうことができる。

したがって、性能劣化に応じた翼等の洗浄、保修、点検
等に対する計画立案等が容易になる。

また、請求項２によれば上記計測手段に代えて、通風機
の回転軸に対する伝達トルク計測手段を設けることによ
り、駆動側の性能変化による通風機の性能変化の影響を
排除することができ、高精度に性能診断を行なうことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本発明の他の実施例を示すブロック図、第３図は遠心式
通風機に対する本発明の表示画面図、第４図は軸流式通
風機に対する本発明の表示画面図、第５図はボイラの通
風システムを示す系統図である。１・・・・・・遠心式通風機、２・・・・・・吸込みダ
ンパ、３・・・・・・ダンパ駆動装置、４Ａ、４Ｂ・・
・・・・流体継手減速機、５Ａ、５Ｂ・・・・・・電動
機、７Ａ、７Ｂ・・・・・・電力計、ＩＯＡ、ＩＯＢ・
・・・・・吐出圧力計測塵、１２Ａ、１２Ｂ・・・・・
・吸込み圧力計測塵、１４Ａ。１４Ｂ・・・・・・ガス温度計測塵、１８・・・・・・
ガス流量計、２０・・・・・・軸流式通風機、２２・・
・・・・吸込みガス流量計、２３・・・・・・性能演算
装置、２４・・・・・・記憶装置、２５・・・・・・画
面表示装置、２６・・・・・・入力装置、３５・・・・
・・トルク測定計。厘１　′−３６−〉第５図ａ）−８

Claims

【特許請求の範囲】

（１）プラント等の通風系に付属する通風機において、
通風機の流体吐出量、通風機の吸込み側と吐出側の静圧
差、流体温度、吸込みダンパ開度または動翼開度、軸回
転数及び駆動用電動機の電力量を計測する計測手段と、
該手段による各計測結果に基づいて通風機効率を算出し
、該算出値を予め定めた基準状態へ換算すると共に、該
基準状態における通風機の効率と前記算出した通風機効
率とを比較して前記通風機の性能劣化を評価する性能演
算手段と、該手段による演算結果を表示する表示手段と
を具備することを特徴とする通風機性能診断装置。
（２）前記計測手段に代えて前記通風機の回転軸に対す
る伝達トルクを計測する計測手段を設けたことを特徴と
する請求項（１）に記載の通風機性能診断装置。