JPH03267749A - ガス漏洩監視装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、ＬＰＧ−ＬＮＧ等の可燃ガスの流れるガス導
管におけるガス漏洩を検出して火災や爆発の事故を未然
に防ぐためのガス漏洩監視装置に関する。

（従来の技術） ガス導管からのガス漏洩は、火災や爆発につながる危険
性があるため、早期に検出する必要がある。このガスの
漏洩横比方法としては、従来よりガス検知器にて漏洩を
検出する方法と、ガス導管の入口、出口の流量を計量し
、その差から漏洩を検出する方法が知られている。しか
し、ガス導管が長くなった場合、ガス検知器を全区間に
くまなく重税すると不経済となる。このため、従来、ガ
ス導管を流れるガスの漏洩監視は、ガスの供給側と受入
倒のガス流量の瞬時値を比較し、偏差大が一定時間連続
して発生したとき警報出力する方法が一般的には採用さ
れている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来のガス漏洩監視方法は、
ガス流量の瞬時値で偏差監視しているため、ガス供給側
の送出ガス圧力変化でガス供給側と受入側のガス流量の
瞬時値には、常に偏差が存在する状態となる。供給側と
受入側の流量差から漏洩を捉えるには、偏差許容値を大
きくする方法と、偏差値大が長く続いている場合を漏洩
とする監視方法と、流量が変わる過渡期で必然的に差の
でてしまう時間帯を避けて監視する方法とがあるが、誤
った警報出力をしたり、送出ガス圧力変化に追従し早期
に警報が出ないという問題があった。

本発明は、上記の問題を解決し、ガス導管のガス供給側
とガス受入側の間のガス漏洩検出が早期に行え、しかも
正確に監視できるガス漏洩監視装置を提供することを目
的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明のガス漏洩監視装置は、第１図に示すように、ガ
ス導管のガス供給側（以後、Ａ地点と称す）とガス受入
側（以後、Ｂ地点と称す）のガス流量の差圧、圧力、温
度のプロセス量を周期的に読み込む入力手段ｌと、Ａ地
点とＢ地点で測定したプロセス量を基にガス流量値を計
算するガス流量計算処理手段２と、Ａ、８両地点のガス
流量を一定時間積算するとともにＡ、ＢＷＪ地点のガス
圧力平均値を計算するガス漏洩計算手段３と、Ａ地点か
らＢ地点までのガス到達時間を計算するガス到達時間計
算手段４と、Ａ、８両地点のガス流量の差圧、圧力、温
度のプロセス量とガス流量値を保存するプロセス量記憶
部と、Ａ、Ｂ両地点を通過したガス流量積算値とガス圧
力平均値とガス到達時間を記憶するガス流量記憶部７と
、Ａ、Ｂの２地点間の通過時間にみあう時間差のデータ
を比較し偏差大のとき警報出方するガス漏洩監視手段５
とを備えるものである。

（作用） Ａ地点のガス導管を通過したガスが８地点を通過するま
での時間差を考慮した上で、Ａ地点の通過ガス流量と、
Ｂ地点の通過ガス流量の差を比較し続ける事によって連
続的にガス漏洩を監視出来る。又、比較にあたってＡ地
点と８地点のある一定時間の通過ガス流量を瞬時値でな
く積算した値で行う事により、Ａ地点とＢ地点における
ガス圧力変動が吸収・され、圧力変化しても正確にガス
漏洩監視する事が出来る。

（実施例） 以下、添付図面を参照しながら本発明の実施例を詳細に
説明する８ 第１図は本発明の一実施例によるガス漏洩監視装置の構
成図を示したものである。同図において、入力処理手段
１は、ガス導管上のガス供給側のＡ地点と、ガス受入側
の８地点のガス流量を測定するため、ガス圧力、ガス温
度、差圧のプロセス量を周期的に読み込む部分であり、
読み込んだプロセス量をプロセス量記憶部６に保存する
。

ガス流量計算処理手段２は、前記プロセス量の読み込み
が一巡した後、入力処理手段１から通知されるガス流量
計算処理要求ａにより、プロセス量記憶部６に保存され
た前記プロセス量を取り出し、Ａ地点とＢ地点のガス流
量差圧の瞬時値に温度、圧力補正計算をして流量値に換
算したガス流量補正値をプロセス量記憶部６に保存する
。

ガス漏洩計算手段３は、流量計算終了後、ガス流量計算
処理手段２から通知されるガス漏洩計算要求すによって
動作し、プロセス量記憶部６に保存された前記プロセス
量と、前記ガス流量補正値を基にＡ地点と８地点をある
一定時間内に通過したガス流量の積算をし、ガス流量記
憶部７に保存する。

（以後、この積算された値をＡガス流量積算値、Ｂガス
流量積算値と称す、）また、ガス漏洩計算手段３は、前
記ガス流量積算した一定時間のＡ地点と、Ｂ地点のガス
圧力平均値を求めガス流量記憶７に保存する。

ガス到達時間計算手段４は、ガス漏洩計算終了後、ガス
漏洩計算手段３から通知されるガス到達時間計算要求Ｃ
によって動作し、前記Ａ地点と８地点のガス圧力平均値
の差を基にガスがＡ地点を通過しＢ地点に到達するまで
のガス到達時間を計算し、ガス流量記憶部７に保存する
。

ガス漏洩監視手段５は、ガス到達時間計算終了後、ガス
到達時間計算手段４から通知されるガス漏洩監視要求ｄ
によって動作し、前記Ａガス流量積算値と前記Ｂガス流
量積算値を前記ガス到達時間を加味した偏差の比較をし
、偏差大のとき警報を警報出力装置８及び警報表示装Ｍ
９へ出力し運転員に知らせる。

このように、流量計算処理要求ａによりガス流量計算処
理手段２は動作し、ガス漏洩計算要求すによりガス漏洩
計算手段３は動作し、ガス到達時間計算要求Ｃによりガ
ス到達時間計算手段４は動作し、ガス漏洩監視要求ｄに
よりガス漏洩監視手段５は動作する一連の処理はプロセ
ス量を読み込む入力手段１の周期で周期的に処理される
。

第２図にＡ地点とＢ地点を通過するガス流量のトレンド
図を示し、Ａ地点とＢ地点のガス流量補正値を基に、ガ
ス流量積算値の計算及び、Ａ、　Ｈの２地点間の時間計
算について説明する。

ガス漏洩計算手段３は、周期ＴＩ毎に要求される前記ガ
ス漏洩計算要求すによってＡ地点を１２時間内に通過す
るＡガス流量補正値ｆａｉを積算し、Ａガス流量積算Ｆ
、。を計算する。同様に、ガス漏洩計算手段３はＢ地点
を１２時間に通過するＢガス流量補正値ｆｂｉを積算し
、Ｂガス流量積算値ｆ、。を計算する。

又、ガス漏洩計算手段３は、Ａ地点を通過したガスがＢ
地点に到達するまでのガス到達時間を計算するため、Ａ
地点の瞬時圧力Ｐ１とＢ地点の瞬時圧力Ｐｂ□を基にＡ
地点ガス平均圧力Ｐ、。とＢ地点がガス平均圧力Ｐｂｏ
を計算する。

ＴＩ周期と丁２時間の単位を秒とし、Ａガス流量積算値
Ｆ、。とＢガス流量積算値ＦｂｏＡ地点ガス平均圧力Ｐ
１゜とＢ地点ガス平均圧力Ｐ、。の計算は但し、ｎ　　
＝　　Ｔ２　　／　　ＴＩ　　　・・・・・・・・・・
・・・・・（５）で求めることが出来る。

次回の計算タイミングで、Ｔ２の時間内にＡ地点と８地
点を通過するＡガス流量補正値ｆａｉと８ガス流量補正
値ｆｂｉを積算しＡガス流量積算値ＦａｌとＢガス流量
積算値Ｆｂｌが計算される。又、Ａ地点の瞬時圧力Ｐａ
ｉと８地点の瞬時圧力Ｐｂｌを基にＡ地点ガス平均値圧
力Ｐａｌと８地点ガス平均圧力Ｐｂｌが計算される。

このようにして、ガス漏洩計算要求すの計算タイミング
で順次計算されるガス流量積算値Ｆ１□。

ＦｂＬと、ガス圧力平均値Ｐａ１ｔＰｂｉはサイクリッ
クにガス流量記憶部７に保存される。

次に、Ａ地点を通過しＢ地点に到達するまでのガス到達
時間について説明する。

ガス到達時間計算手段４は、先ずベルヌーイの定理の単
位容積の流体が持つ運動エネルギー（ρ・ｖ２／２）と
、圧力のエネルギー（Ｐ）と、位置エネルギー（ρ・ｇ
−ｈ）との和が流体に沿って一定である次式を計算する
。

ｐ　・ｖ２／　２＋Ｐ＋／）　・ｇ−ｈ　＝　Ｋ（一定
）　　・（６）但し、 ρ：密　度 Ｖ：速　度 Ｐ：圧　力 ｇ：重力の加速度 ｈ：水面からの高さ ここで、ガスの様な圧縮性流体の場合は重力の影響が小
さいことから位置エネルギー（ρ・ｇ−ｈ）省略でき ｐ・ｖ２／２　＋Ｐ　＝　Ｋ（定数’）　　−（７）と
なる。

次に、ボイルの法則より密度ρを求める。

ρ＝ｐ−ｖ／（Ｒ−Ｔ）　　　・・・（８）但し。

Ｒ：ガス定数 Ｔ：絶対温度 Ｐ：気体の圧力 ■＝気体の体積 ここで、Ａ地点から８地点までの距離りに於て、Ａ地点
を通過し、Ｂ地点に到達するまでのガス到達時間Ｔａｂ
は、 Ｔａｂ　　＝　　Ｌ　／　ｖ　　　　・・・（９）であ
り、前記ベルヌーイの式より速度Ｖを代入すると ｖ２＝２本（に−Ｐ）　ｉｐ　　　　　−（１０）Ｔ、
、、＝ｌ宰ｙ’７／ｆτｉ刀びマロ　　　・　（１１）
となり、ガス到達時間Ｔ　ａ　ｂを求めることが出来る
。

ガス到達時間計算手段４は、上記（１１）式の圧力変数
に前記Ａ地点とＢ地点のガス平均圧力差（ｐ、。

Ｐｂ、）を用いてガス到達時間Ｔａｂｏを求めガス流量
記憶部７に保存する。以降、ガス到達時間計算要求Ｃの
計算タイミングで順次計算されるガス到達時間Ｔａｂ工
をサイクリックにガス流量記憶部に保存する。

次に、Ａ地点を通過しＢ地点に到達するまでのガス到達
時間Ｔａｂ□の時間差を考慮し偏差比較するために、ガ
ス漏洩計算手段３、及び、ガス到達時間計算手段４は、
前記第２図で計算するＡ地点及び、Ｂ地点を一定時間Ｔ
２通過したガス流量積算値Ｆ、よ、Ｆｂ□、ガス圧力平
均値Ｐａ１ｙＰｂよ、とガス到達時間Ｔａｂｉをガス漏
洩計算要求ｂ、及び、ガス到達時間計算要求Ｃの計算タ
イミングで順次サイクリックにガス流量記憶部７に保存
する方法について第３図を用い説明する。

ガス流量記憶部７は、＾地点からＢ地点までのガス到達
時間Ｔａｂ□とガス流量積算する時間Ｔ２とガス漏洩計
算要求す及び、ガス到達時間計算要求Ｃの計算タイミン
グＴ１周期を配慮して設計時決定した保存領域であり、
データ個数量のサイクリックバッファで構成される。又
、前述サフィックスｉは、ガス漏洩監視要求すの初回計
算タイミングの時０とし、計算タイミングＴ１周期毎に
１加算され順次サイクリックにガス流量記憶部７に保存
される。データは、ガス流量記憶部７が満杯になった時
点でサフィックス園÷１を０として一番古いデータより
順次最新のデータに書き換えて保存される。

次に、第４図を用いてＡ地点、Ｂ地点に於けるガス流量
積算値ＦａｉｔＦｂｉと偏差判定処理について説明する
。

第４図では、横軸にガスの流れ及び、ガス流量積算値を
示し、縦軸に経過時間を示している。また、ガス漏洩監
視手段５によって求められた、Ａ地点を通過したガス流
量積算値をＦ、□で示し、Ｂ地点を通過したガス流量積
算値をＦｂｉで示し、Ａ地点を通過しＢ地点に到達する
までのガス到達時間をＴａｂｌで示している。更に、縦
軸にガス漏洩監視要求Ｃの計算タイミングＴＩ周期とＡ
地点及びＢ地点のガス流量積算値Ｆ、、Ｆ、を順次計算
タイミングで保存された新しいデータ順にサフィックス
を用いｉ、ｉ−１゜１−２ｔ−１，、ｌ−ｎで示してい
る。

今、ガス漏洩計算手段３及び、ガス到達時間計算手段４
によって求められたＡガス流量積算値ＦａＬとガス流量
到達時間ＴａｂｉとＢガス流量積算ｆｌ！　Ｆ　ｂ　、
の関係を考えると、ガスの流量が変動しないものとすれ
ば、Ｂ地点を通過したガス流量積算値ＦｂｉはＡ地点を
通過したガスがＢ地点に到達時間すなわち”ａｂｉ前に
Ａ地点を通過した時点で計測されたガス流量積算値であ
る。

ガス流量到達時間Ｔａｂｉ内にＴ１周期で計算するガス
流量積算の回数はＴａｂよ／Ｔｌで求めることができｊ
と置き換えると、ガス流量到達時間Ｔａｂ工前の＾地点
を通過したガス流量積算値はＦａｌ−で表わすことがで
きる。

このようにして、Ｂ地点を通過したガス流量積算値Ｆ、
よと、Ａ地点を通過したガス流量積算値Ｆａｉ−２との
差を比較することで、ガス漏洩監視が精度よく出来る。

また、次のＴ１周期後にＢ地点を通過したガス流量積算
値Ｆｂｉ＋１と、以前Ａ地点を通過したＡ地点からＢ地
点までのガス流量到達時間Ｔａｂｉ＋１前のＡガス流量
積算値との偏差比較を行うことにより、連続的に偏差を
比較し、偏差が一定値を越えたとき警報出力装置及び警
報表示装置へ出力し、運転員に知らせる事が出来、ガス
漏洩をガス配管を流れるガス流量が変動しても、連続し
て正確に検出できるようになる。

なお、上記実施例では、＾地点とＢ地点のガス圧力平均
値によりガス到達時間を求めているが、ガス到達時間Ｔ
ａｂｉが１２時間持続した場合、Ａ地点から８地点まで
の全体の何パーセント進んだかを計算し、積算結果が１
００パーセント、即ちＡ地点のガスがＢ地点に達した時
間、又は、それ以上のときの前述サフィックスｊを求め
前記と同様にガス漏洩監視するこもできる。

又、ガス配管長が非常に長い場合、配管内ガス量が多く
なり、ガス漏洩検知及び、ガス漏洩箇所の特定が困難と
なるため、ガス供給側のＡ地点とガス受入側の８地点の
間に一定距離間隔にＣ□ｇｃ２ｍａｍＣｎの計測定を設
置し、本装置と同様のガス供給側とガス受入側の監視方
法で行う事により、ガス漏洩個所の特定及び、ガス漏洩
検知を迅速に判定することが出来る。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、Ａ地点とＢ地点
のある一定時間の通過ガス流量を積算する事により＾地
点とＢ地点におけるガス圧力変動が補正され、圧力変化
に於いても正確にガス漏洩監視する事が出来る。又、人
地点を通過したガス流量が８地点を通過するまでの時間
差をもって、ム地点の一定時間の通過ガス流量積算とＢ
地点の一定時間の通過ガス流量積算の偏差を判定するこ
とにより、連続的に監視する事が出来るという効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すガス漏洩監視装置の構
成図、第２図はガス流量積算値及びＡ。 Ｂ２地点間のガス流量到達時間を計算するためのＡ地点
とＢ地点を通過するガス流量のトレンド図、第３図は第
１図のガス流量記憶部７の保存領域説明図、第４図はガ
ス流量積算値と偏差判定処理の説明図である。 １・・・入力処理手段、２・・・ガス流量計算処理手段
。 ３・・・ガス漏洩計算手段、４・・・ガス到達時間計算
手段、５・・ガス漏洩監視手段、６・・・プロセス量記
憶部、７・ガス流量記憶部、８・・・警報出力装置、９
・・・警報表示装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガス配管のガス供給側とガス受入側のガス流量、温度及
   び圧力を一定周期毎に測定してそのプロセス量を読み込
   む入力処理手段と、前記プロセス量を基に前記ガス供給
   側とガス受入側のガス流量補正計算をするガス流量計算
   処理手段と、前記ガス供給側とガス受入側のガス流量補
   正計算した値を一定周期毎に過去一定時間積算するとと
   もにガス圧力を一定周期毎に過去一定時間平均計算する
   ガス漏洩計算手段と、このガス漏洩計算手段により計算
   された前記ガス供給側とガス受入側のガス圧力平均値の
   差に応じてガス供給側からガス受入側までの通過時間を
   計算するガス到達時間計算手段と、前記ガス漏洩計算手
   段により計算された前記ガス供給側を通過したガスの積
   算値と前記通過時間を考慮して得られる対応するガスが
   前記ガス受入側を通過したときの積算値とを比較して偏
   差大のとき警報出力するガス漏洩監視手段とを備えたこ
   とを特徴とするガス漏洩監視装置。