JPH11337436A - 配管系に組み込まれた圧力計のドリフト検知方法 - Google Patents
配管系に組み込まれた圧力計のドリフト検知方法Info
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- JPH11337436A JPH11337436A JP15986898A JP15986898A JPH11337436A JP H11337436 A JPH11337436 A JP H11337436A JP 15986898 A JP15986898 A JP 15986898A JP 15986898 A JP15986898 A JP 15986898A JP H11337436 A JPH11337436 A JP H11337436A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラントの運転を継続したままであっても、
圧力計におけるドリフト現象の発生を早期検知でき、そ
のドリフト量を把握できるようにする。 【解決手段】 圧力調節弁と、圧力計と、該圧力計の指
示値に基づき前記圧力調節弁の弁開度を制御するコント
ローラとからなる自動調節弁ユニットを、多数個組み込
んだ配管系における圧力計のドリフト検知方法である。
予め求められている圧力調節弁に固有の弁開度とＣｖ値
の関係を利用して、当該圧力調節弁の弁開度からＣｖ値
を求め、該Ｃｖ値から圧力を算出し、その圧力算出値と
圧力計による圧力計測値の一致・不一致から圧力計のド
リフトの有無を検知する。また圧力指示値と圧力算出値
との差によってドリフト量を見積もる。
圧力計におけるドリフト現象の発生を早期検知でき、そ
のドリフト量を把握できるようにする。 【解決手段】 圧力調節弁と、圧力計と、該圧力計の指
示値に基づき前記圧力調節弁の弁開度を制御するコント
ローラとからなる自動調節弁ユニットを、多数個組み込
んだ配管系における圧力計のドリフト検知方法である。
予め求められている圧力調節弁に固有の弁開度とＣｖ値
の関係を利用して、当該圧力調節弁の弁開度からＣｖ値
を求め、該Ｃｖ値から圧力を算出し、その圧力算出値と
圧力計による圧力計測値の一致・不一致から圧力計のド
リフトの有無を検知する。また圧力指示値と圧力算出値
との差によってドリフト量を見積もる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多数の圧力調節弁
ユニットを組み込んだ配管系において圧力計のドリフト
現象を検知する方法に関し、更に詳しく述べると、圧力
調節弁に固有の弁開度とＣｖ値の関係を利用して圧力を
算出し、圧力計による計測値との一致・不一致から圧力
計のドリフトの有無を検知する方法に関するものであ
る。この技術は、流体ガスを取り扱うプラントを運転し
たままで、圧力計のドリフト現象を早期検知するのに有
用である。
ユニットを組み込んだ配管系において圧力計のドリフト
現象を検知する方法に関し、更に詳しく述べると、圧力
調節弁に固有の弁開度とＣｖ値の関係を利用して圧力を
算出し、圧力計による計測値との一致・不一致から圧力
計のドリフトの有無を検知する方法に関するものであ
る。この技術は、流体ガスを取り扱うプラントを運転し
たままで、圧力計のドリフト現象を早期検知するのに有
用である。
【０００２】
【従来の技術】流体ガスを取り扱う各種プラントにおい
ては、圧力調節弁と、圧力計と、該圧力計の指示値に基
づき前記圧力調節弁の弁開度を制御するコントローラと
からなる自動調節弁ユニットを、多数個組み込んで、配
管系を流れる流体ガスの流量などを制御することが行わ
れている。
ては、圧力調節弁と、圧力計と、該圧力計の指示値に基
づき前記圧力調節弁の弁開度を制御するコントローラと
からなる自動調節弁ユニットを、多数個組み込んで、配
管系を流れる流体ガスの流量などを制御することが行わ
れている。
【０００３】例えば、図１に示すように、配管１０に圧
力調節弁１２を組み込み、上流側の圧力計１４と流量計
１６及び必要に応じて下流側の圧力計１８を接続する。
ここでは、上流側の圧力計１４の圧力指示値Ｐ1 を目標
圧力にするために、コントローラ２０により圧力指示値
Ｐ1 と目標圧力を比較し、偏差分の弁開度調整指示を圧
力調節弁１２に出力している。圧力調節弁１２は、その
指示を受け、弁開度を自動的に変更する。上流側の圧力
計１４の圧力指示値Ｐ1 ではなく、下流側の圧力計１８
の圧力指示値Ｐ2 で制御する場合もある。圧力調節弁１
２と圧力計（ここでは上流側の圧力計１４）とコントロ
ーラ２０とが自動調節弁ユニットを構成している。
力調節弁１２を組み込み、上流側の圧力計１４と流量計
１６及び必要に応じて下流側の圧力計１８を接続する。
ここでは、上流側の圧力計１４の圧力指示値Ｐ1 を目標
圧力にするために、コントローラ２０により圧力指示値
Ｐ1 と目標圧力を比較し、偏差分の弁開度調整指示を圧
力調節弁１２に出力している。圧力調節弁１２は、その
指示を受け、弁開度を自動的に変更する。上流側の圧力
計１４の圧力指示値Ｐ1 ではなく、下流側の圧力計１８
の圧力指示値Ｐ2 で制御する場合もある。圧力調節弁１
２と圧力計（ここでは上流側の圧力計１４）とコントロ
ーラ２０とが自動調節弁ユニットを構成している。
【０００４】圧力計としては、図２に示すようなシール
ダイアフラム式の構造が一般的である。筐体３０の内部
空間をシールダイアフラム３２で区画し、一方に圧力導
入部３４を設け、他方に封入液３６を充填する。封入液
３６に面して、背後の基準圧室３８との間に半導体圧力
センサ４０を設け、信号線４２を引き出す。プロセスか
ら導入された絶対圧力は、シールダイアフラム３２に加
わり、封入液３６を介して半導体圧力センサ４０に伝わ
る。この結果、ピエゾ抵抗効果により、半導体拡散ゲー
ジの抵抗値が変化する。これをブリッジ回路により取り
出し、増幅して圧力信号を得る。
ダイアフラム式の構造が一般的である。筐体３０の内部
空間をシールダイアフラム３２で区画し、一方に圧力導
入部３４を設け、他方に封入液３６を充填する。封入液
３６に面して、背後の基準圧室３８との間に半導体圧力
センサ４０を設け、信号線４２を引き出す。プロセスか
ら導入された絶対圧力は、シールダイアフラム３２に加
わり、封入液３６を介して半導体圧力センサ４０に伝わ
る。この結果、ピエゾ抵抗効果により、半導体拡散ゲー
ジの抵抗値が変化する。これをブリッジ回路により取り
出し、増幅して圧力信号を得る。
【０００５】圧力計による圧力指示値（Ｐａ，Ｐａ′）
が正常であれば、図３の（Ａ）に示すように、実際の圧
力（Ｐｂ，Ｐｂ′）と同等の圧力値を示し（Ｐａ＝Ｐ
ｂ，Ｐａ′＝Ｐｂ′）、圧力変化の偏差分は圧力調節弁
の弁開度調整（Ｌ→Ｌ′）により目標圧力になるように
調節される。
が正常であれば、図３の（Ａ）に示すように、実際の圧
力（Ｐｂ，Ｐｂ′）と同等の圧力値を示し（Ｐａ＝Ｐ
ｂ，Ｐａ′＝Ｐｂ′）、圧力変化の偏差分は圧力調節弁
の弁開度調整（Ｌ→Ｌ′）により目標圧力になるように
調節される。
【０００６】ところが長期間にわたる使用中に、圧力計
の指示値が、突然、実際の値からずれていく現象（これ
を「ドリフト現象」という）が生じることがある。これ
は、主としてシールダイアフラムの塑性変形などに起因
するものと考えられる。圧力計の指示値に基づき圧力調
節弁の弁開度をコントローラで制御する自動調節弁ユニ
ットでは、実際の値からずれた指示値によって圧力調節
弁が制御されてしまうことから、目標とした圧力が得ら
れない。
の指示値が、突然、実際の値からずれていく現象（これ
を「ドリフト現象」という）が生じることがある。これ
は、主としてシールダイアフラムの塑性変形などに起因
するものと考えられる。圧力計の指示値に基づき圧力調
節弁の弁開度をコントローラで制御する自動調節弁ユニ
ットでは、実際の値からずれた指示値によって圧力調節
弁が制御されてしまうことから、目標とした圧力が得ら
れない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このようなドリフト現
象が生じると、圧力調節弁ユニットでは、圧力計の指示
値の変化を打ち消す方向に圧力調節弁の弁開度が自動的
に調節され、見掛け上の圧力値が保持されることから、
通常の圧力計指示値の監視ではドリフト現象の発見が極
めて困難である。そのため従来の技術では、プラントの
運転を停止し圧力計を排気して零点確認を行わなけれ
ば、ドリフトの有無を検知し、ドリフト量を確認するこ
とができなかった。
象が生じると、圧力調節弁ユニットでは、圧力計の指示
値の変化を打ち消す方向に圧力調節弁の弁開度が自動的
に調節され、見掛け上の圧力値が保持されることから、
通常の圧力計指示値の監視ではドリフト現象の発見が極
めて困難である。そのため従来の技術では、プラントの
運転を停止し圧力計を排気して零点確認を行わなけれ
ば、ドリフトの有無を検知し、ドリフト量を確認するこ
とができなかった。
【０００８】すなわち図３の（Ｂ）に示すように、圧力
指示値にΔＰ分のドリフトが発生した場合、圧力指示値
のΔＰ分の偏差は圧力調節弁の弁開度調整（Ｌ→Ｌ′）
により目標圧力になるように調節される。しかし実際の
圧力は、Ｐａ＝Ｐｂであるはずのところが、Ｐａ＝Ｐｂ
−ΔＰ＝Ｐｂ′というように、圧力指示値よりΔＰ分ず
れた値となる。そして、そのような異常な状態のまま、
その異常が発見できずに配管系を流体ガスが流れ、製品
の性能がばらついたり、甚だしい場合には所望の性能の
製品が製造できないことになる。しかるに、その原因が
どこにあるのか特定し難い。
指示値にΔＰ分のドリフトが発生した場合、圧力指示値
のΔＰ分の偏差は圧力調節弁の弁開度調整（Ｌ→Ｌ′）
により目標圧力になるように調節される。しかし実際の
圧力は、Ｐａ＝Ｐｂであるはずのところが、Ｐａ＝Ｐｂ
−ΔＰ＝Ｐｂ′というように、圧力指示値よりΔＰ分ず
れた値となる。そして、そのような異常な状態のまま、
その異常が発見できずに配管系を流体ガスが流れ、製品
の性能がばらついたり、甚だしい場合には所望の性能の
製品が製造できないことになる。しかるに、その原因が
どこにあるのか特定し難い。
【０００９】また、たとえ圧力指示値の異常を推定でき
ても、流体ガスの供給を一旦停止させた状態で各圧力計
の校正を実施しなければ、ドリフト現象であることが特
定できない。
ても、流体ガスの供給を一旦停止させた状態で各圧力計
の校正を実施しなければ、ドリフト現象であることが特
定できない。
【００１０】本発明の目的は、プラントの運転を継続し
たままであっても、圧力計におけるドリフト現象の発生
を早期検知できる方法を提供することである。本発明の
他の目的は、圧力計にドリフト現象が発生した時に、そ
のドリフト量を把握できる方法を提供することである。
たままであっても、圧力計におけるドリフト現象の発生
を早期検知できる方法を提供することである。本発明の
他の目的は、圧力計にドリフト現象が発生した時に、そ
のドリフト量を把握できる方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、圧力調節弁
と、圧力計と、該圧力計の指示値に基づき前記圧力調節
弁の弁開度を制御するコントローラとからなる自動調節
弁ユニットを、多数個組み込んだ配管系における圧力計
のドリフト検知方法である。本発明では、予め求められ
ている圧力調節弁に固有の弁開度とＣｖ値の関係を利用
して、当該圧力調節弁の弁開度からＣｖ値を求め、該Ｃ
ｖ値から圧力を算出し、その圧力算出値と圧力計による
圧力計測値の一致・不一致から圧力計のドリフトの有無
を検知するように構成している。
と、圧力計と、該圧力計の指示値に基づき前記圧力調節
弁の弁開度を制御するコントローラとからなる自動調節
弁ユニットを、多数個組み込んだ配管系における圧力計
のドリフト検知方法である。本発明では、予め求められ
ている圧力調節弁に固有の弁開度とＣｖ値の関係を利用
して、当該圧力調節弁の弁開度からＣｖ値を求め、該Ｃ
ｖ値から圧力を算出し、その圧力算出値と圧力計による
圧力計測値の一致・不一致から圧力計のドリフトの有無
を検知するように構成している。
【００１２】具体的には、多数の自動調節弁ユニットを
組み込んだ配管系においては、例えば配管系の出口部の
実測流量値を使用して最も下流側の自動調節弁ユニット
の圧力計について圧力算出値と圧力計測値の差の有無を
求め、順次その上流側の自動調節弁ユニットの圧力計に
ついても圧力算出値と圧力計測値の一致・不一致を求
め、不一致が生じている一連の自動調節弁ユニットのう
ちの最上流側の自動調節弁ユニットの圧力計でドリフト
が生じていると判定する。あるいは、予め求められてい
る圧力調節弁に固有の弁開度とＣｖ値の関係を利用し
て、当該圧力調節弁の弁開度からＣｖ値を求め、該Ｃｖ
値から圧力を算出し、その算出値と圧力計の計測値との
一致・不一致を求め、多数の自動調節弁ユニットについ
ての圧力算出値と圧力計による圧力計測値の差の有無の
相関から異常を示す自動調節弁ユニットを求めることも
できる。
組み込んだ配管系においては、例えば配管系の出口部の
実測流量値を使用して最も下流側の自動調節弁ユニット
の圧力計について圧力算出値と圧力計測値の差の有無を
求め、順次その上流側の自動調節弁ユニットの圧力計に
ついても圧力算出値と圧力計測値の一致・不一致を求
め、不一致が生じている一連の自動調節弁ユニットのう
ちの最上流側の自動調節弁ユニットの圧力計でドリフト
が生じていると判定する。あるいは、予め求められてい
る圧力調節弁に固有の弁開度とＣｖ値の関係を利用し
て、当該圧力調節弁の弁開度からＣｖ値を求め、該Ｃｖ
値から圧力を算出し、その算出値と圧力計の計測値との
一致・不一致を求め、多数の自動調節弁ユニットについ
ての圧力算出値と圧力計による圧力計測値の差の有無の
相関から異常を示す自動調節弁ユニットを求めることも
できる。
【００１３】また本発明によれば、上記の方法によりド
リフトが生じている自動調節弁ユニットを検知し、当該
自動調節弁ユニットにおける圧力算出値と圧力計測値の
差を圧力計測値に加えて補正し、当該自動調節弁ユニッ
トがその補正値に基づき制御することで、プラントの運
転をそのまま継続することができる。
リフトが生じている自動調節弁ユニットを検知し、当該
自動調節弁ユニットにおける圧力算出値と圧力計測値の
差を圧力計測値に加えて補正し、当該自動調節弁ユニッ
トがその補正値に基づき制御することで、プラントの運
転をそのまま継続することができる。
【００１４】
【発明の実施の態様】圧力調節弁の一例を図４に示す。
軸受５０により弁箱５２に対して軸方向に摺動自在に保
持されている弁棒５４の下端に弁体５６が取り付けられ
て弁座５８に対して接離自在となっている。弁棒５４に
はコイルバネ６０が装着され、常時弁閉止方向に弾撥力
が加わっている。また、弁棒５４の基端は空気室６２に
達し、該弁棒５４の基端は、該空気室６２を気密的に区
画しているダイアフラム６４に固着されている。空気室
６２内の一方の領域には電空ポジショナー６６を介して
加圧空気が供給されるようになっており、外部からの電
気信号によって弁棒５４の変位を制御可能となってい
る。更に、弁棒５４の変位、換言すると弁開度は、電気
的な信号として及び／又は機械的な指針の変位として、
供用期間中でも外部から直接随時検知できるようになっ
ている。本発明は、この弁開度を外部から常時検知でき
る点を利用するものである。
軸受５０により弁箱５２に対して軸方向に摺動自在に保
持されている弁棒５４の下端に弁体５６が取り付けられ
て弁座５８に対して接離自在となっている。弁棒５４に
はコイルバネ６０が装着され、常時弁閉止方向に弾撥力
が加わっている。また、弁棒５４の基端は空気室６２に
達し、該弁棒５４の基端は、該空気室６２を気密的に区
画しているダイアフラム６４に固着されている。空気室
６２内の一方の領域には電空ポジショナー６６を介して
加圧空気が供給されるようになっており、外部からの電
気信号によって弁棒５４の変位を制御可能となってい
る。更に、弁棒５４の変位、換言すると弁開度は、電気
的な信号として及び／又は機械的な指針の変位として、
供用期間中でも外部から直接随時検知できるようになっ
ている。本発明は、この弁開度を外部から常時検知でき
る点を利用するものである。
【００１５】各弁について、その弁開度とＣｖ値との関
係は、通常、弁製作時あるいは弁校正時に予め測定され
ている。本発明では、この各弁に固有の弁開度とＣｖ値
との関係を利用する。弁の特性を近似する手法には幾つ
かあるが、いずれにしてもＣｖ値の算出式は弁開度Ｌ
（％）の関数となる。即ち、 Ｃｖ＝ｆ（Ｌ） である。近似の仕方としては、 イコールパーセント特性 Ｃｖ＝Ｃｖ100 ×５０((L-100)/100) ２段イコールパーセント特性 Ｃｖ＝Ｃｖ100 ×３．３３２３×３３３((L-100)/100) （０〜５０％） Ｃｖ＝Ｃｖ100 ×３０((L-100)/100) （５０〜１００％） リニア特性 Ｃｖ＝Ｃｖ100 ×Ｌ／１００ などがある。そこで組み込まれている弁の特性に合わせ
て選択した近似式を用いる。但し、Ｃｖ100 は、弁開度
１００％の時のＣｖ値である。
係は、通常、弁製作時あるいは弁校正時に予め測定され
ている。本発明では、この各弁に固有の弁開度とＣｖ値
との関係を利用する。弁の特性を近似する手法には幾つ
かあるが、いずれにしてもＣｖ値の算出式は弁開度Ｌ
（％）の関数となる。即ち、 Ｃｖ＝ｆ（Ｌ） である。近似の仕方としては、 イコールパーセント特性 Ｃｖ＝Ｃｖ100 ×５０((L-100)/100) ２段イコールパーセント特性 Ｃｖ＝Ｃｖ100 ×３．３３２３×３３３((L-100)/100) （０〜５０％） Ｃｖ＝Ｃｖ100 ×３０((L-100)/100) （５０〜１００％） リニア特性 Ｃｖ＝Ｃｖ100 ×Ｌ／１００ などがある。そこで組み込まれている弁の特性に合わせ
て選択した近似式を用いる。但し、Ｃｖ100 は、弁開度
１００％の時のＣｖ値である。
【００１６】圧力調節弁の弁開度は、上記のように、電
気的な信号として及び／又は機械的な指針の変位とし
て、外部から直接検出できる。従って、検出した弁開度
Ｌを用いて、上記の近似式によりＣｖ値が算出できる。
気的な信号として及び／又は機械的な指針の変位とし
て、外部から直接検出できる。従って、検出した弁開度
Ｌを用いて、上記の近似式によりＣｖ値が算出できる。
【００１７】圧力調節弁のＣｖ値の算出式は、 ・モデル１…クリチカル（（Ｐ1 −Ｐ2 ）≧Ｐ1 ／２の場合） Ｃｖ＝（Ｑ／２４９Ｐ1 ）（γＴ）1/2 …（１） ・モデル２…ノンクリチカル（（Ｐ1 −Ｐ2 ）＜Ｐ1 ／２の場合） Ｃｖ＝（Ｑ／２８７）（γＴ／（Ｐ1 2 −Ｐ2 2 ））1/2 …（２） 但し、Ｐ1 ：圧力調節弁上流圧力（kg／cm2 ） Ｐ2 ：圧力調節弁下流圧力（kg／cm2 ） Ｑ：基準状態換算の供試ガスの体積換算流量（ｍ3 ／
ｈ）at（７６０Torr １５．６℃） γ：供試ガスの比重量比（kg/mol）ガス／（kg/mol）空
気 Ｔ：絶対温度（Ｋ） である。
ｈ）at（７６０Torr １５．６℃） γ：供試ガスの比重量比（kg/mol）ガス／（kg/mol）空
気 Ｔ：絶対温度（Ｋ） である。
【００１８】上記の式のＣｖ値に弁開度から求めたＣｖ
値を弁の特性毎に代入することで、圧力調節弁の弁開度
によるその時の流量、ガス温度、実際の上流圧力、下流
圧力の関係式ができ、それは、上流圧力を求める式に変
換できる。上流圧力をより正確に算出するためには、上
流圧力計から圧力調節弁までの配管損失値及び圧力調節
弁から下流圧力計までの配管損失値を計算又は実測によ
り求めて、前記換算式に付加する。この換算式により算
出した圧力算出値と上流圧力計の圧力指示値とを比べる
ことでドリフト量が求まる。ドリフト量は、 ドリフト量＝圧力指示値−圧力算出値 である。圧力算出値が圧力指示値に一致していればドリ
フト量は零である。
値を弁の特性毎に代入することで、圧力調節弁の弁開度
によるその時の流量、ガス温度、実際の上流圧力、下流
圧力の関係式ができ、それは、上流圧力を求める式に変
換できる。上流圧力をより正確に算出するためには、上
流圧力計から圧力調節弁までの配管損失値及び圧力調節
弁から下流圧力計までの配管損失値を計算又は実測によ
り求めて、前記換算式に付加する。この換算式により算
出した圧力算出値と上流圧力計の圧力指示値とを比べる
ことでドリフト量が求まる。ドリフト量は、 ドリフト量＝圧力指示値−圧力算出値 である。圧力算出値が圧力指示値に一致していればドリ
フト量は零である。
【００１９】予め弁開度とＣｖ値との関係が求められて
いないで、既に弁がプラントに組み込まれているような
場合には、過去に蓄積されている実際の運転データを用
いて両者の関係を導き出せばよい。その際には、 （ａ）圧力計にドリフト現象、その他の異常の無い時期
の運転データ （ｂ）圧力調節弁の弁開度を広い範囲で使用している時
期の運転データ （ｃ）運転開始時期及び中期の運転データ （ｄ）圧力計校正実施後の運転データ などを使用して、上記の式（１）及び式（２）によりＣ
ｖ値を算出する。これを各圧力調節弁毎に行い、弁開度
とＣｖ値のグラフを作成する。そのグラフに近似線を引
き、この近似式を求める。ここで求めた近似式を、前記
弁の特性による算出式の代用として使用し、上流圧力の
算出時にＣｖ値として代入する。
いないで、既に弁がプラントに組み込まれているような
場合には、過去に蓄積されている実際の運転データを用
いて両者の関係を導き出せばよい。その際には、 （ａ）圧力計にドリフト現象、その他の異常の無い時期
の運転データ （ｂ）圧力調節弁の弁開度を広い範囲で使用している時
期の運転データ （ｃ）運転開始時期及び中期の運転データ （ｄ）圧力計校正実施後の運転データ などを使用して、上記の式（１）及び式（２）によりＣ
ｖ値を算出する。これを各圧力調節弁毎に行い、弁開度
とＣｖ値のグラフを作成する。そのグラフに近似線を引
き、この近似式を求める。ここで求めた近似式を、前記
弁の特性による算出式の代用として使用し、上流圧力の
算出時にＣｖ値として代入する。
【００２０】圧力調節弁の弁開度とＣｖ値は、圧力一定
（目標圧力）制御の場合、図５のような関係にある。つ
まり、圧力計が正常な時には、 Ｃｖ＝Ａ×Ｑ／Ｐ1 但し、Ａ：定数 であり、圧力変化が発生しても、図５の（Ａ）に示すよ
うに、圧力一定（Ｐ1 ）の線上を移動するだけで、弁開
度とＣｖ値の関係が変わるものではない。それに対して
圧力計にΔＰ分のドリフトが発生した場合、 Ｃｖ＝Ａ×Ｑ／（Ｐ1 ＋ΔＰ） となり、圧力一定の線は、図５の（Ｂ）に示すように、
（Ｐ1 ＋ΔＰ）の線となり、初期の圧力調節弁の弁開度
とＣｖ値の関係がずれることになる。
（目標圧力）制御の場合、図５のような関係にある。つ
まり、圧力計が正常な時には、 Ｃｖ＝Ａ×Ｑ／Ｐ1 但し、Ａ：定数 であり、圧力変化が発生しても、図５の（Ａ）に示すよ
うに、圧力一定（Ｐ1 ）の線上を移動するだけで、弁開
度とＣｖ値の関係が変わるものではない。それに対して
圧力計にΔＰ分のドリフトが発生した場合、 Ｃｖ＝Ａ×Ｑ／（Ｐ1 ＋ΔＰ） となり、圧力一定の線は、図５の（Ｂ）に示すように、
（Ｐ1 ＋ΔＰ）の線となり、初期の圧力調節弁の弁開度
とＣｖ値の関係がずれることになる。
【００２１】以上のことから図６に示すように、弁開度
とＣｖ値の関係を示す近似式では、ドリフト発生時には
弁開度に関係なくＣｖ値は横ばい（破線矢印で示す動
き）となる。このような現象は、過去の実際のドリフト
現象発生時のデータで確認されている。それとは逆の現
象（弁開度が一定に対してＣｖ値が変化する実線矢印で
示す動き）は、弁や配管に詰まりが発生した場合と推測
される。 Ｃｖ＝Ａ×Ｑ／Ｐ で表されることから、ドリフト発生時はＰ＋ΔＰとな
り、詰まり発生時はＱ−ΔＱとなる。
とＣｖ値の関係を示す近似式では、ドリフト発生時には
弁開度に関係なくＣｖ値は横ばい（破線矢印で示す動
き）となる。このような現象は、過去の実際のドリフト
現象発生時のデータで確認されている。それとは逆の現
象（弁開度が一定に対してＣｖ値が変化する実線矢印で
示す動き）は、弁や配管に詰まりが発生した場合と推測
される。 Ｃｖ＝Ａ×Ｑ／Ｐ で表されることから、ドリフト発生時はＰ＋ΔＰとな
り、詰まり発生時はＱ−ΔＱとなる。
【００２２】圧力計の設置場所及び流量測定のためのオ
リフィスなどを考慮すると、圧力調節弁の直前・直後の
正確な圧力及び上流圧力を算出するためには、配管損失
を計算又は実測して計算値を補正する。例えば図７に示
すような配管系の場合、次のようになる。 ・ｈ3 における圧力の算出 圧力調節弁上流圧力＝Ｐ1 （上流圧力計指示値）−Ｐ3
（オリフィス差圧計指示値） ・ｈ4 における圧力の算出 圧力調節弁下流圧力＝Ｐ2 （下流圧力計指示値）＋ｈ4
〜ｈ5 の配管圧力損失値
リフィスなどを考慮すると、圧力調節弁の直前・直後の
正確な圧力及び上流圧力を算出するためには、配管損失
を計算又は実測して計算値を補正する。例えば図７に示
すような配管系の場合、次のようになる。 ・ｈ3 における圧力の算出 圧力調節弁上流圧力＝Ｐ1 （上流圧力計指示値）−Ｐ3
（オリフィス差圧計指示値） ・ｈ4 における圧力の算出 圧力調節弁下流圧力＝Ｐ2 （下流圧力計指示値）＋ｈ4
〜ｈ5 の配管圧力損失値
【００２３】圧力の算出は次のように行う。図８に示す
ように連続して個々の圧力調節弁により圧力を調節して
いる場合、それぞれの圧力の算出方法は次のようにな
る。 Ｐ1 ＝Ａ1 Ｑ1 ／Ｃｖ1 Ｐ2 ＝Ａ2 Ｑ2 ／Ｃｖ2 Ｐ3 ＝Ａ3 Ｑ3 ／Ｃｖ3 但し、Ｐ1 〜Ｐ4 ：圧力計の指示値 Ａ1 〜Ａ3 ：定数（流体ガス温度一定時） Ｑ1 〜Ｑ3 ：流量計の指示値 このように、ある圧力計の実際の圧力を算出したい場合
には、圧力計の下流側にある圧力調節弁のＣｖ値及び流
量計の指示値を使用して算出する。
ように連続して個々の圧力調節弁により圧力を調節して
いる場合、それぞれの圧力の算出方法は次のようにな
る。 Ｐ1 ＝Ａ1 Ｑ1 ／Ｃｖ1 Ｐ2 ＝Ａ2 Ｑ2 ／Ｃｖ2 Ｐ3 ＝Ａ3 Ｑ3 ／Ｃｖ3 但し、Ｐ1 〜Ｐ4 ：圧力計の指示値 Ａ1 〜Ａ3 ：定数（流体ガス温度一定時） Ｑ1 〜Ｑ3 ：流量計の指示値 このように、ある圧力計の実際の圧力を算出したい場合
には、圧力計の下流側にある圧力調節弁のＣｖ値及び流
量計の指示値を使用して算出する。
【００２４】ところで流量計には図２に示した圧力計と
同様の構造の差圧計を用いることが多い。その場合、差
圧計でもドリフト現象が生じる可能性があり、流量計の
計測値は必ずしも常に正確とは限らない。しかし、上記
のような圧力の算出には流量値が必要である。ところ
が、プラントでは、最も下流側（製品出口）では正確に
流量が測定できる。従って、それに基づいて最下流側の
圧力計から順次、自動調節弁ユニットの圧力計について
圧力算出値と圧力計測値の一致・不一致を求めていくこ
とで、不一致が生じている一連の自動調節弁ユニットの
うちの最上流側の自動調節弁ユニットの圧力計でドリフ
トが生じていると判定できる。また、多数の自動調節弁
ユニットが存在する場合には、最も下流側での正確な流
量を測定しなくても、各自動調節弁ユニットについての
圧力算出値と圧力計測値の差の有無の相関を利用して
も、異常を示す自動調節弁ユニットは特異な挙動を呈す
ることからそれを特定することは可能である。
同様の構造の差圧計を用いることが多い。その場合、差
圧計でもドリフト現象が生じる可能性があり、流量計の
計測値は必ずしも常に正確とは限らない。しかし、上記
のような圧力の算出には流量値が必要である。ところ
が、プラントでは、最も下流側（製品出口）では正確に
流量が測定できる。従って、それに基づいて最下流側の
圧力計から順次、自動調節弁ユニットの圧力計について
圧力算出値と圧力計測値の一致・不一致を求めていくこ
とで、不一致が生じている一連の自動調節弁ユニットの
うちの最上流側の自動調節弁ユニットの圧力計でドリフ
トが生じていると判定できる。また、多数の自動調節弁
ユニットが存在する場合には、最も下流側での正確な流
量を測定しなくても、各自動調節弁ユニットについての
圧力算出値と圧力計測値の差の有無の相関を利用して
も、異常を示す自動調節弁ユニットは特異な挙動を呈す
ることからそれを特定することは可能である。
【００２５】
【実施例】例えば流体ガスがＵＦ6 の場合には、前記の
式（１）及び式（２）は、 ・モデル１ Ｐ1 ＝４．１５４７×１０-2×Ｑ×（２７３．１５＋
ｔ）1/2 ／Ｃｖ ・モデル２ Ｐ1 ＝３．６０４６×１０-2×Ｑ×（２７３．１５＋
ｔ）1/2 ／Ｃｖ＋Ｐ2 となる。必要に応じて、それらに配管損失値を計算又は
実測により求めて付加することは言うまでもない。この
ようにして、算出した圧力値と上流圧力計の指示値とを
比べることでドリフトの有無、及びドリフトが発生して
いる場合にその量を求める。
式（１）及び式（２）は、 ・モデル１ Ｐ1 ＝４．１５４７×１０-2×Ｑ×（２７３．１５＋
ｔ）1/2 ／Ｃｖ ・モデル２ Ｐ1 ＝３．６０４６×１０-2×Ｑ×（２７３．１５＋
ｔ）1/2 ／Ｃｖ＋Ｐ2 となる。必要に応じて、それらに配管損失値を計算又は
実測により求めて付加することは言うまでもない。この
ようにして、算出した圧力値と上流圧力計の指示値とを
比べることでドリフトの有無、及びドリフトが発生して
いる場合にその量を求める。
【００２６】実際にドリフト現象が生じた時の圧力推移
の一例を図９に示す。ドリフトが発生すると、圧力指示
値は一定であるにもかかわらず、圧力算出値は直ちに変
化するために異常を早期検知できる。その際の弁開度に
対するＣｖ値の推移を図１０に示す。Ｃｖ値が一定であ
るにもかかわらず、弁開度がどんどん大きくなっていく
ような変化を示した。このような現象から、ドリフトの
発生とその程度を検知することが可能となる。
の一例を図９に示す。ドリフトが発生すると、圧力指示
値は一定であるにもかかわらず、圧力算出値は直ちに変
化するために異常を早期検知できる。その際の弁開度に
対するＣｖ値の推移を図１０に示す。Ｃｖ値が一定であ
るにもかかわらず、弁開度がどんどん大きくなっていく
ような変化を示した。このような現象から、ドリフトの
発生とその程度を検知することが可能となる。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、プラントの運転を継続
したまま早期にドリフトの発見及びドリフト量の把握が
可能となる。その結果、 １．ドリフト量を評価することで、プラントの運転を停
止せずに圧力計を校正することも可能となる。 ２．ドリフト現象が発生しても、そのドリフト量を考慮
した運転条件を設定することで、製品の精度が損なわれ
ないように出来る。 ３．連続的な監視を行うことで、ドリフト現象が徐々に
進行していく場合でも、容易に発見でき、更にドリフト
量の経時的傾向から、将来的な予測も可能となり迅速な
対応が可能となる。 ４．本発明方法の応用により、詰まり等の圧力調節弁の
異常についても発見が可能になる。 などの効果を奏しうる。
したまま早期にドリフトの発見及びドリフト量の把握が
可能となる。その結果、 １．ドリフト量を評価することで、プラントの運転を停
止せずに圧力計を校正することも可能となる。 ２．ドリフト現象が発生しても、そのドリフト量を考慮
した運転条件を設定することで、製品の精度が損なわれ
ないように出来る。 ３．連続的な監視を行うことで、ドリフト現象が徐々に
進行していく場合でも、容易に発見でき、更にドリフト
量の経時的傾向から、将来的な予測も可能となり迅速な
対応が可能となる。 ４．本発明方法の応用により、詰まり等の圧力調節弁の
異常についても発見が可能になる。 などの効果を奏しうる。
【図１】配管系に組み込んだ自動調節弁ユニットの説明
図。
図。
【図２】圧力計の一例を示す説明図。
【図３】圧力と圧力指示値の関係を示す説明図。
【図４】圧力調節弁の一例を示す説明図。
【図５】弁開度とＣｖ値の関係を示すグラフ。
【図６】ドリフト現象時の弁開度とＣｖ値の関係を示す
説明図。
説明図。
【図７】配管系における配管損失計算の説明図。
【図８】多数の自動調節弁ユニットを組み込んだ配管系
における圧力算出の説明図。
における圧力算出の説明図。
【図９】実際のドリフト現象時の圧力推移の説明図。
【図１０】ドリフト現象時のＣｖ値推移の説明図。
１０ 配管系 １２ 圧力調節弁 １４ 上流側の圧力計 １６ 流量計 １８ 下流側の圧力計 ２０ コントローラ
Claims (4)
- 【請求項１】 圧力調節弁と、圧力計と、該圧力計の指
示値に基づき前記圧力調節弁の弁開度を制御するコント
ローラとからなる自動調節弁ユニットを、多数個組み込
んだ配管系において、 予め求められている圧力調節弁に固有の弁開度とＣｖ値
の関係を利用して、当該圧力調節弁の弁開度からＣｖ値
を求め、該Ｃｖ値から圧力を算出し、その圧力算出値と
圧力計による圧力計測値の一致・不一致から圧力計のド
リフトの有無を検知することを特徴とする配管系に組み
込まれた圧力計のドリフト検知方法。 - 【請求項２】 配管系の出口部の実測流量値を使用して
最も下流側の自動調節弁ユニットの圧力計について圧力
算出値と圧力計測値の差の有無を求め、順次その上流側
の自動調節弁ユニットの圧力計についても圧力算出値と
圧力計測値の一致・不一致を求め、不一致が生じている
一連の自動調節弁ユニットのうちの最上流側の自動調節
弁ユニットの圧力計でドリフトが生じていると判定する
請求項１記載の配管系に組み込まれた圧力計のドリフト
検知方法。 - 【請求項３】 圧力調節弁と、圧力計と、該圧力計の指
示値に基づき前記圧力調節弁の弁開度を制御するコント
ローラとからなる自動調節弁ユニットを、多数個組み込
んだ配管系において、 予め求められている圧力調節弁に固有の弁開度とＣｖ値
の関係を利用して、当該圧力調節弁の弁開度からＣｖ値
を求め、該Ｃｖ値から圧力を算出し、その算出値と圧力
計の計測値との一致・不一致を求め、多数の自動調節弁
ユニットについての圧力算出値と圧力計による圧力計測
値の差の有無の相関から異常を示す自動調節弁ユニット
を求めることを特徴とする配管系に組み込まれた圧力計
のドリフト検知方法。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかによりドリフ
トが生じている自動調節弁ユニットを検知し、当該自動
調節弁ユニットにおける圧力算出値と圧力計測値の差を
圧力計測値に加えて補正し、当該自動調節弁ユニットが
その補正値に基づき制御されるようにしたプラントの運
転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15986898A JP2899590B1 (ja) | 1998-05-25 | 1998-05-25 | 配管系に組み込まれた圧力計のドリフト検知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15986898A JP2899590B1 (ja) | 1998-05-25 | 1998-05-25 | 配管系に組み込まれた圧力計のドリフト検知方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2899590B1 JP2899590B1 (ja) | 1999-06-02 |
| JPH11337436A true JPH11337436A (ja) | 1999-12-10 |
Family
ID=15702980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15986898A Expired - Fee Related JP2899590B1 (ja) | 1998-05-25 | 1998-05-25 | 配管系に組み込まれた圧力計のドリフト検知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2899590B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100458390C (zh) * | 2007-10-31 | 2009-02-04 | 谢显奇 | 液压微调器 |
-
1998
- 1998-05-25 JP JP15986898A patent/JP2899590B1/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100458390C (zh) * | 2007-10-31 | 2009-02-04 | 谢显奇 | 液压微调器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2899590B1 (ja) | 1999-06-02 |
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