JPH07229865A - 管内付着物の検出装置 - Google Patents

管内付着物の検出装置

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JPH07229865A
JPH07229865A JP2395194A JP2395194A JPH07229865A JP H07229865 A JPH07229865 A JP H07229865A JP 2395194 A JP2395194 A JP 2395194A JP 2395194 A JP2395194 A JP 2395194A JP H07229865 A JPH07229865 A JP H07229865A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pipe
temperature difference
deposits
metal piece
thermocouples
Prior art date
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Pending
Application number
JP2395194A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Nishihara
義寛 西原
Ryuhei Kawabe
隆平 川部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07229865A publication Critical patent/JPH07229865A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【構成】配管1の表面に、断熱材8で側面を断熱した金
属片6を取り付け、金属片6の内部に半径方向に間隔を
開けて2個の熱電対7を取り付ける。熱電対の出力信号
9をパーソナルコンピュータ4に取り込む。パーソナル
コンピュータ4で、2個の熱電対7の温度差を求め、そ
の温度差が予め設定した限界値より小さくなったとき、
付着物2が存在するとみなし、ディスプレイ5上に警告
を表示する。 【効果】配管内の付着物を早期に検出することができ、
配管系の安全性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、管内付着物の検出装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】配管内の付着物を検出する発明の公知例
には以下のものがある。
【0003】(1)加振装置により配管系を振動させ、
配管系の固有振動数の変化の有無から、堆積物や付着物
の増減を調べる(特開平5−164300 号公報)。
【0004】(2)付着した灰を除去したボイラチュー
ブの外表面にアコースティックエミッションセンサを取
り付け、このボイラチューブにショットブラスト粒子を
吹き付け、アコースティックセンサの出力値の変化から
灰の除去を確認する(特開昭63−267896号公報)。
【0005】(3)配管の外側からソナーによって配管
内部に超音波を発信し、その反射波を受信することによ
りスラリ堆積状態を把握する(特開昭61−226603号公
報)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記公知例のうち
(1)は配管系の慣性質量に対して付着物の質量が小さ
いときには、固有振動数の変化が微小となり検出が難し
くなる。
【0007】(2)は管内部に流体が流れることによっ
て振動する場合、この振動数がアコースティックエミッ
ションが検出する振動数に近い場合には適用できない。
【0008】(3)は堆積物の厚さが小さい場合には反
射波の位相のずれが小さくなり検出が難しい。
【0009】本発明が解決しようとする課題は、配管の
振動や付着物の容積,質量,付着厚さに影響を受けない
で、配管内の付着物を検出することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するに
は、配管壁面の表面に、配管の半径方向の熱流束または
温度差を測定するセンサを1個または複数個取り付け
る。このセンサの出力を信号処理装置に入力する。
【0011】
【作用】配管壁面に付着物があるとその部分の熱抵抗が
増大し、配管壁面を流れる半径方向の熱流束は付着物が
無いときに比べて小さくなる。そこで、配管表面の半径
方向の熱流束または温度差をセンサによって測定し、そ
の測定結果が予め定められた熱流束または温度差に比べ
て小さくなっているかどうかを信号処理装置で判定する
ことによって配管壁面の付着物の有無を検出できる。
【0012】
【実施例】本発明の実施例を図1ないし図4を用いて説
明する。図1において1は配管であり、内部を塵挨を含
んだ一定温度の高温ガス3が流れている。6は配管1と
ほぼ同一の熱伝導率を有する金属片であり、断熱材8を
側面に設け、側面からの熱の流出を防止している。金属
片6の内部には半径方向に間隔を開けて2個の熱電対7
が取り付けられている。金属片6と断熱材8は配管1の
表面に密着して取り付けてある。また金属片6の外側、
すなわち、配管1と反対側の面は配管内部のガスに比べ
充分低温の雰囲気に接している。2個の熱電対7の出力
信号9はそれぞれパーソナルコンピュータ4に入力され
る。パーソナルコンピュータ4は一定時間毎に入力され
た熱電対の出力信号9から、二つの熱電対の温度差、す
なわち、配管表面の半径方向温度差を求める。
【0013】配管1の内部ガス3の温度は、金属片6の
外側温度に比べて充分高いため、配管内部から管壁を通
って配管外側に向かう熱の流れが生じる。金属片6が取
り付けられている配管の内側に付着物2があると、一般
に付着物の熱伝導率が配管の熱伝導率に比べ非常に小さ
いために、配管内側表面での熱抵抗が増大する。この熱
抵抗の増大によって配管内部から配管外部に流れる半径
方向熱流束が、付着物の無い場合に比べ小さくなる。熱
流束は温度差に比例するため、結果的に配管表面の半径
方向温度差が小さくなる。
【0014】このとき、付着物による半径方向温度差の
変化率ηは次式で表される。
【0015】
【数1】
【0016】一般に、付着物の熱伝導率λ2は管壁の熱
伝導率λ1に比べ一桁以上小さい。この場合、数1か
ら、付着物の厚さが管壁厚さの1/10程度であって
も、半径方向温度差は付着物によって50%以上変化す
ることが分かり、半径方向温度差を観測することによっ
て十分付着物を検出できる。
【0017】図2はパーソナルコンピュータ4の処理手
順を示したものである。まず熱電対出力信号9をコンピ
ュータ内部に取り込み、2個の熱電対7の温度差δTを
求める。次に求めたδTと予め設定された限界値との比
較を行う。δTが限界値より大きいときには付着物は無
いと判断し、熱電対出力信号の取り込みから処理を繰り
返す。δTが限界値より小さいときには付着物があると
判断し、ディスプレイ5上に警告を出力し、対策を要請
する。
【0018】配管内部のガスが比較的低温の場合等、配
管内部と配管外部の間の温度差が小さい場合には、図3
に示すように、金属片6の外側に熱電素子10と、この
熱電素子を駆動するための電源11を設ける。ここで、
熱電素子10は金属片6と接している面が低温側である
とする。このような構造とすることによって、金属片6
の外側は熱電素子によって常に冷却され、配管内部から
外側に向かっての熱流を発生させることができる。
【0019】予想される付着位置が複数ある場合には、
図4に示すように、図1,図2で示したような構造を持
つ半径方向温度差の測定センサ12を複数取り付け、こ
れらのセンサの出力信号9を逐次観測することによっ
て、付着物の位置を特定することができる。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、配管内の付着物を早期
に検出することができ、運転停止や機器損傷などの大事
に至る前に対策を打つことができる。また、付着物の位
置を特定できるため、メインテナンス性を大幅に向上す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】配管内を高温のガスが流れる場合の本発明の実
施例の説明図。
【図2】熱電対出力を処理するパーソナルコンピュータ
の処理手順を示すフローチャート。
【図3】配管内外の温度差が小さい場合の本発明の実施
例の説明図。
【図4】付着物の位置を特定するための本発明の実施例
の説明図。
【符号の説明】
1…配管、2…付着物、3…高温ガス、4…パーソナル
コンピュータ、5…ディスプレイ、6…金属片、7…熱
電対、8…断熱材、9…熱電対の出力信号。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】配管表面の半径方向の熱流束または温度差
    の測定手段と、前記測定手段によって得られたデータを
    処理するための手段を設けたことを特徴とする管内付着
    物の検出装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記熱流束または温度
    差の検出手段は、前記検出手段の一面を強制的に冷却す
    る構造である管内付着物の検出装置。
  3. 【請求項3】請求項1において、前記検出手段の強制冷
    却手段に熱電素子を用いた管内付着物の検出装置。
JP2395194A 1994-02-22 1994-02-22 管内付着物の検出装置 Pending JPH07229865A (ja)

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