TWI750936B - 鍋爐的地震監測系統以及鍋爐的地震監測裝置 - Google Patents

Abstract

一種鍋爐的地震監測系統，該鍋爐係具備火爐並於火爐的後部具備籠部。於鍋爐，為了檢測火爐之對向於籠部的火爐後壁及籠部之對向於火爐後壁的籠前壁的振動，係分別於火爐後壁及籠前壁配置振動檢測感測器。地震監測裝置，係根據感測器資料分析火爐與籠部之三維方向的相對位移量，並輸出分析結果。

Description

鍋爐的地震監測系統以及鍋爐的地震監測裝置

本發明，係關於鍋爐的地震監測系統及裝置，特別是關於監測具備火爐及於前述火爐的後部具有籠部的鍋爐因地震的搖晃所產生的影響的技術。

作為用以監測發生地震時之工業用廠房所受到的影響之技術，於非專利文獻1已揭示有將包含感測器之智慧技術應用於工業用廠房之技術。

並且，於專利文獻1中，係揭示有一種振動監測系統，其係於構造物具備3軸加速度感測器，並經由無線通訊網收集該3軸加速度感測器的測量值而監測構造物的振動。 [先前技術文獻] [非專利文獻]

[非專利文獻1]“INTEGRATED SMART SEISMIC RISKS MANAGEMENT”Proceedings of the ASME 2019 Pressure Vessels & Piping Conference PVP2019 July 14-19, 2019, San Antonio, Texas, USA [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2019-100914號公報

[發明所欲解決之問題]

用於發電廠之燃料焚燒鍋爐，係具備火爐及籠部，且將該等透過懸吊桿懸吊支承於鋼樑。並且，為了防止在地震發生時火爐及籠部擺動，係透過抗震帶將鋼柱與火爐及鋼柱與籠部連結。

火爐係藉由將於內部有鍋爐水的傳熱管彼此透過膜棒連接而構成的水壁包圍之中空的箱型構造物，而籠部係設置於該箱型構造物中設置用以進行對流傳熱之傳熱管群。因此，火爐之每單位容積的質量(質量密度)與籠部的質量密度之間會有極大差異。具體而言，相較於籠部的質量密度，火爐的質量密度非常小。

因此，在地震發生時，火爐及籠部會以對應於各自之剛性及質量的固有週期進行振動，故例如會有對於設在火爐與籠部之間的副側壁部或管口施加局部性的應力而造成損傷之虞。特別是，於來自火爐的燃燒氣體的流路方向中，在副側壁部之上游端部側之排煙的流路方向從垂直上方向變化為水平方向的部位，或是副側壁部之下游端部側之從水平方向變化為垂直下方向的部位(流路方向變更部位)會產生應力集中，而會有產生從副側壁部至火爐或從副側壁部至籠部撕裂般之「鍋爐特有的損傷」即所謂“股裂”現象之虞。

若鍋爐發生損傷，則會導致發電廠停止運作以致於停止對於電力系統送電，故為了避免發電廠的運轉在無法預期的時機停止，以及在萬一停止運轉的情形儘快進行復原，而有欲預測鍋爐特有的損傷之「股裂」發生之需求。為進行該發生預測，必須考慮到鍋爐固有的構造而進行地震的監測。

然而，於非專利文獻1及專利文獻1中所揭示者，僅是進行工業用廠房及發電廠之振動監測之一般性的技術。因此，即便將非專利文獻1及專利文獻1之技術運用於鍋爐，亦會有無法充分預測起因於具有火爐及籠部之特有構造之「股裂」發生之情事。

本發明係有鑑於如此情事而完成者，目的在於提供一種能夠以更高的精度檢測出地震發生時之具有火爐及籠部的鍋爐之行為，而能夠達成「股裂」之發生預測之技術。 [解決問題之技術手段]

為達成前述目的，本發明，係具有申請專利範圍所記載之構成。作為其一例，本發明係一種鍋爐的地震監測系統，該鍋爐係具備火爐並於前述火爐的後部具備籠部；其特徵為：具備：振動檢測感測器，係為了評估前述火爐之對向於前述籠部的火爐後壁與前述籠部之對向於前述火爐後壁的籠前壁的相對位移，而輸出感測器資料；地震監測裝置，係根據前述感測器的資料，分析前述火爐與前述籠部之三維方向的相對位移；以及輸出裝置，係輸出前述地震監測裝置之分析結果；前述振動檢測感測器，係配置於前述火爐後壁及前述籠前壁之至少其中一方。 [發明之效果]

依據本發明，可提供一種能夠以更高的精度檢測出地震發生時之具有火爐及籠部的鍋爐之行為，而能夠達成「股裂」之發生預測之技術。又，前述以外之課題、構成及效果，係藉由以下之實施形態之說明所闡明。

以下，針對本發明之實施形態之鍋爐的地震監測系統及裝置，參照圖式進行說明。對於所有的圖，相同的構成係賦予相同的符號，並省略重複說明。

＜第1實施形態＞ 圖1，係鍋爐的地震監測系統100的概略構成圖。地震監測系統100，係將設置於火力發電廠的焚燒燃料的鍋爐1與監測鍋爐1的行為的中心110經由網路105通訊連接而構成。

鍋爐1，係具備：至少1個以上之振動檢測感測器(SHM感測器：Structural Health  Monitoring)101A1、101A2、101A3、...、101An；資料收集裝置102，係收集從振動檢測感測器101A1、101A2、101A3、...、101An所輸出之感測器資料；以及第1通訊裝置106，係經由網路105將感測器資料傳送至中心110。SHM感測器，係觀測表示該感測器所設置之構造物的振動等運動的物理量，並輸出包含了表示該觀測結果的振動資料之感測器資料。作為SHM感測器之具體例，例如能夠使用3軸加速度感測器、計感測器(gauge sensor)、歪曲感測器等。

中心110，係構成為包含：第2通訊裝置107，係經由網路105接收感測器資料；地震監測裝置103，係根據感測器資料監測鍋爐1的行為；以及輸出裝置104，係輸出地震監測裝置103的分析結果。輸出裝置104，係可為於畫面顯示分析結果的顯示裝置、終端裝置、或是將分析結果以將報告輸出為紙媒體或檔案形式之報告生成裝置亦可，無論輸出形態。

地震監測裝置103，係例如構成為包含使用了CPU之處理器、RAM、ROM、HDD等、儲存於ROM或HDD之地震監測程式。CPU係讀取地震監測程式並載入至RAM，並執行地震監測程式，藉此實現地震監測程式的功能。ROM、HDD係儲存體之一例，亦可為EPROM等，無論儲存體的種類。

＜鍋爐1的整體構成＞ 針對鍋爐1的整體構成，參照圖2、圖3、圖4進行說明。圖2，係表示鍋爐1的構成之一例的立體圖。圖3，係表示鍋爐1的構成之一例的側視圖。圖4，係表示鍋爐1的構成之一例的俯視圖。

鍋爐1，係構成為主要分為3個空間：火爐2，係在內部形成有燃燒空間；副側壁部3，係形成在火爐2所產生的燃燒氣體的流路；以及籠部4，係於內部裝載有過熱器、再加熱器、省煤器等之熱交換器。該等3個空間，係從燃燒氣體的流動方向的上游側往下游側以火爐2、副側壁部3、籠部4的順序排列配置。

又，於以下之說明中，係將火爐2、副側壁部3、及籠部4的排列方向作為「深度方向」(或是前後方向)，將深度方向之火爐2側作為「前側」或「上游側」，將其相反側之籠部4側作為「後側」或「下游側」。並且，將對於鍋爐1所設置之地板面正交的方向作為「上下方向」。並且，將正交於深度方向及上下方向的方向稱為「左右方向」。

火爐2，係具備：火爐前壁21，係配置於前側而成為火爐2的前表面；火爐後壁22，係對向於火爐前壁21配置而成為火爐2的後面；一對火爐側壁23，配置於火爐前壁21及火爐後壁22之間而成為火爐2的側面；以及火爐頂板壁24，係配置於一對火爐側壁23的上部而成為火爐2的頂板。

火爐前壁21及火爐後壁22，係分別於下部設置有將作為燃料的粉煤及空氣供給至火爐2內的複數個燃燒器20。於本實施形態中，在火爐前壁21及火爐後壁22，係分別將8的燃燒器20分為上下方向之兩層而各配置有4個。

從各燃燒器20所供給的粉煤係於火爐2內的燃燒空間燃燒，而藉此產生燃燒氣體。所產生之燃燒氣體，會從火爐2的下側往上側沿著上升方向流動，之後通過副側壁部3而往籠部4流下。

副側壁部3，係將火爐2與籠部4在上部於深度方向連結的流路。副側壁部3，係具備：一對側壁33，係連接至一對火爐側壁23而成為副側壁部3的側面；頂板壁34，係連接至火爐頂板壁24而成為副側壁部3的頂板；以及底壁35，係配置於一對側壁33的下部而成為副側壁部3的底面。

火爐後壁22的上端之與底壁35的連接部，係形成有：鼻部22a，係使火爐後壁22往火爐2的燃燒空間側突出而形成之凹部所成。

籠部4，係具備：籠前壁41，係對向於火爐2的火爐後壁22配置而成為籠部4的前面；籠後壁42，係對向於籠前壁41配置而成為籠部4的後面；一對籠側壁43，係配置於籠前壁41與籠後壁42之間而成為籠部4的側面；以及籠頂板壁44，係連接至副側壁部3的頂板壁34而成為籠部4的頂板。

如圖3所示，火爐2，係透過複數個抗震帶13f連結至設於火爐2的前方之複數個鋼柱12f。更詳細而言，設於火爐前壁21的背支架25f(以下稱為「前側背支架」)與鋼柱12f，係藉由抗震帶13f連結。

並且，籠部4，係透過複數個抗震帶13b連結至設於籠部4的後方之複數個鋼柱12b。更詳細而言，設於籠後壁42的背支架25b(以下稱為「後側背支架」)與鋼柱12b，係藉由抗震帶13b連結。

於鍋爐1，構成火爐2、副側壁部3、及籠部4的各壁，係以於內部有流體流動的傳熱管與於傳熱管所延伸的方向延伸之板狀的膜棒交互接合而成之板狀的薄膜壁形成。

如圖3之放大圖所示，於火爐後壁22，係安裝有H型鋼所成之前側背支架25f。並且，於籠前壁41，亦安裝有H型鋼所成之後側背支架25b。

地震發生時，應力會集中在從火爐2至副側壁部3及籠部4之燃燒氣體的流動方向發生變化的部位(於圖2、圖3以“X”表示)及鼻部22a，而容易導致破損。

因此，於本實施形態，係根據以振動檢測感測器檢測出火爐後壁22與籠前壁41之相對位移的感測器資料進行評估。於本實施形態中，係使用3軸加速度感測器作為振動檢測感測器。並且，將藉由設置於火爐後壁22側及籠前壁41側之3軸加速度感測器所檢測出之XYZ各方向的加速度波形的振幅，換算為相對位移波形的振幅，並監測該振幅是否位在下限容許值至上限容許值之間的安全區域，又或是位在低於下限容許值或高於上限容許值的損傷區域。更有甚者，根據使用來自火爐後壁22的3軸加速度感測器的感測器資料、來自籠前壁41的3軸加速度感測器的感測器資料換算之相對位移，推測火爐2及籠部4的扭曲變形的狀況。該推測係有助於股裂的發生預測。又，3軸加速度感測器本身，係無法僅藉由檢測火爐後壁22及籠前壁41之各自的運動便檢測出相對位移量，然而藉由於火爐後壁22及籠前壁41分別配置3軸加速度感測器並將加速度波形換算為相對位移波形，而能夠檢測出相對位移量。

因此，於本實施形態中，係在位於高度位置L1(鼻部22a所在的高度)之前側背支架25f的左右方向設置3個3軸加速度感測器101A1、101A2、101A3。同樣地，沿著位於高度位置L1之後側背支架25b的左右方向對向於3軸加速度感測器101A1、101A2、101A3設置3個3軸加速度感測器101A4、101A5、101A6。於高度位置L1係配置有對向配置之3對3軸加速度感測器群之101A1與101A4、101A2與101A5、101A3與101A6。

並且，在位於比高度位置L1更下方之高度位置L2之前側背支架25f、後側背支架25b亦分別配置有3對3軸加速度感測器群。藉由以上，於鍋爐1係配置有左右方向3列、上下方向2層之合計6對之12個3軸加速度感測器。

並且，進一步在位於比高度位置L2更下方之高度位置L3之前側背支架25f、後側背支架25b亦分別配置有3對3軸加速度感測器群亦可。在此情形，於鍋爐1係配置有左右方向3列、上下方向3層之合計9對之18個3軸加速度感測器。

圖5，係表示第1實施形態之地震監測處理的流程之流程圖。當鍋爐1進行運作，地震監測系統100係啟動。當地震監測系統100啟動，則各3軸加速度感測器係輸出感測器資料。地震監測裝置103係透過網路105取得感測器資料(S101)。

接著，地震監測裝置103，係進行火爐後壁22及籠前壁41之相對位移的監測處理。

具體而言，地震監測裝置103，係運算從對向配置之各3軸加速度感測器所輸出之感測器資料的X方向、Y方向、Z方向的各成分波形的差分(S102)。

地震監測裝置103，係自各成分波形的差分分析火爐2與籠部4的相對位移(S103)。相對位移例係後述。

地震監測裝置103，係監測藉由前述所分析之相對位移的振幅是否位於下限容許值至上限容許值之間(容許範圍內)(S104)。在此，於超過容許範圍的情形，係輸出警報亦可。

地震監測裝置103，係將火爐與籠部之相對位移的分析結果輸出至輸出裝置104(S105)。在欲結束地震監測處理的情形係(S106：YES)，而結束處理。在欲繼續進行地震監測處理的情形係(S106：NO)，而回到步驟S101。

參照圖6至圖8，針對相對位移例進行說明。

圖6，係表示火爐2及籠部4往左右方向扭曲變形了的狀態(扭曲變形A)的圖。在此情形，火爐2與籠部4幾乎不會有在X方向及Z方向的相對位移。然而，係測量火爐2與籠部4之Y方向的相對位移。亦即，在步驟S103所求取之各方向的成分波形的差分當中，Y方向的成分波形的振幅受到測定，而X方向、Z方向的成分波形係振幅幾乎未受到測定。

圖7，係表示火爐2及籠部4發生了左右方向的間隔從右往左擴展之扭曲變形(扭曲變形B)的狀態。在此情形，火爐2與籠部4不會有在Y方向、Z方向的相對位移。然而，X方向雖在右側未測定相對位移，然而越往左方向，X方向的相對位移越大。亦即，測定為X方向的成分波形的差分之振幅從右往左擴展。

圖8，係表示火爐2及籠部4發生了左右方向的間隔從左往右擴展之扭曲變形(扭曲變形C)的狀態。在此情形，火爐2與籠部4不會有在Y方向、Z方向的相對位移。然而，X方向雖在左側未測定相對位移，然而越往右方向，X方向的相對位移越大。亦即，測定為X方向的成分波形的差分之振幅從左往右擴展。

依據本實施形態，係於火爐2與籠部4的對向面安裝振動檢測感測器，並將所檢測出的感測器資料轉換為相對位移量而輸出至地震監測裝置103。地震監測裝置103，係判定相對位移量是否超過損傷的容許值。

並且，振動檢測感測器，因安裝有上下方向之複數層及左右方向之複數列，故對於火爐2及籠部4的相對位移量，能夠測定對向面的相對位移。藉此，能夠測定火爐2及籠部4以何種週期、方向如何運動，而容易推測火爐2及籠部4是否會產生破損。

特別是，藉由測定鼻部22a附近、燃燒氣體的流路方向變更部位X附近的高度位置L1與L2的相對位移，能夠考慮到火爐2及籠部4的高度方向的彈性變形而測定火爐2及籠部4的相對位移。

並且，於前側背支架25f及後側背支架25b，係分別沿著左右方向安裝有3個相對位移檢測感測器，故容易測定火爐2及籠部4各自之左右方向的扭曲，亦即在左右端部與中央部3處之任一處發生變形時亦容易測定。

特別是，使用3軸加速度感測器作為振動檢測感測器，檢測出火爐2及籠部4的對向面的各點之X方向、Y方向、Z方向的振動而進行分析，藉此能夠測定火爐2及籠部4之X方向、Y方向、Z方向之各方向的運動量，而能夠推測發生何種扭曲變形。根據該推測結果，若係發生了容易產生破損的扭曲變形的情形，能夠盡速著手準備修理，而預期能夠獲得縮短鍋爐1的破損所導致之停止運作時間，甚至縮短對於系統之停止送電時間之效果。

作為振動檢測感測器，使用接觸型距離感測器或非接觸型距離感測器以取代3軸加速度感測器亦可。作為接觸型距離感測器，係例如使用將不鏽鋼的金屬線伸縮的長度電性輸出的金屬線式位移計亦可。並且，使用利用了線圈之變壓式位移計。並且，使用於內部具備尺規的尺規式位移計亦可。並且，使用藉由CMOS感測器高速拍攝絕對值玻璃尺規的尺規拍攝系統亦可。

並且，作為非接觸型距離感測器之例，使用超音波距離計、光達、紅外線感測器亦可。在使用距離感測器的情形，亦能夠藉由將複數個距離感測器配置於火爐2與籠部4的對向面，並藉由測定對向面的相對位移來進行火爐2及籠部4的運動推測甚至是破損預測。

因於第1實施形態僅須能夠分析相對位移即可，故即便為火爐後壁22或籠前壁41之其中任一方具備振動檢測感測器之形態亦能夠實現。向對於此，於後述之第2實施形態，分別件監測火爐2的運動量的瞬間值以及籠部4的運動量的瞬間值的形態，係能夠藉由於火爐後壁22或籠前壁41各自具備至少1個以上的振動檢測感測器來實現。又，組合第1實施形態與第2實施形態，並監測第1實施形態所使用之振動檢測感測器的感測器資料表示之運動量的瞬間值的情形，係比較火爐後壁22或籠前壁41之任一方所具備之振動檢測感測器的感測器資料表示之運動量與後述之警告閾值即可。

＜第2實施形態＞ 第2實施形態，係對於振動檢測感測器101A1～101An的感測器資料表示之運動量(於本實施形態係加速度及位移)的瞬間值事先設定警告閾值，而若成為警告閾值以上則發出警告的實施形態。第1實施形態係著眼於火爐2與籠部4的相對位移而進行地震監測的實施形態，相對於此，本實施形態係在著眼於感測器資料表示的運動量的瞬間值而非相對位移之處有所不同。警告閾值，係分別相當於容許感測器資料表示的運動量的瞬間值的變動的範圍(容許範圍)的上限值及下限值。若在容許範圍內，即感測器資料的瞬間值比容許範圍得下限值更大且未達上限值，則不發出警告。

於以下說明中，係使用3軸加速度感測器作為振動檢測感測器，將感測器資料表示的加速度的瞬間值及根據加速度所算出的位移的瞬間值作為監測對象。

或者，並用計感測器或距離感測器作為振動檢測感測器，並根據該等之感測器資料將位移的瞬間值作為監測對象亦可。或者，使用計感測器或距離感測器，並根據該等之感測器資料算出加速度而作為監測對象亦可。

並且，僅將加速度或僅將位移作為監測對象亦可。

圖9，係第2實施形態之鍋爐1的地震監測系統100a的概略構成圖。又，於第2實施形態中，網路105係用以構築雲端環境的網路。並且，設置於鍋爐1的振動檢測感測器101A1、101A2、101A3、...、101An與中心110係透過網路105通訊連接。

於網路105，亦可通訊連接有鍋爐1的運轉作業人員所攜帶的行動終端裝置104a，以及設於鍋爐1所設置的火力發電廠的控制室之控制台104b。並且，來自地震監測裝置103的警告，除了中心110的輸出裝置104之外，亦可輸出至行動終端裝置104a、控制台104b。

以下，參照圖10說明第2實施形態之地震監測處理的流程。圖10，係表示第2實施形態之地震監測處理的流程之流程圖。

地震監測裝置103，係取得用以與振動檢測感測器101A1～101An所輸出的感測器資料表示的運動量的瞬間值比較之警告閾值(S201)。如圖9所示，以加速度作為監測對象的情形的警告閾值，係包含正方向的加速度警告閾值(容許範圍的上限值)、負方向的加速度警告閾值(容許範圍的下限值)。並且，以位移作為監測對象的情形的警告閾值，係包含正方向的位移警告閾值(容許範圍的上限值)、負方向的位移警告閾值(容許範圍的下限值)。該等警告閾值，係根據事前對於鍋爐1進行構造分析而獲得的值來訂定亦可，根據設計值訂定亦可。

地震監測裝置103係透過網路105取得所有的振動檢測感測器101A1～101An的感測器資料(S202)。

地震監測裝置103，係若在來自所有的振動檢測感測器101A1～101An的感測器資料表示的加速度為容許範圍所包含，亦即若比負方向的加速度警告閾值更大且未達正方向的加速度警告閾值，則判斷加速度落在容許範圍(S203：YES)。

並且，地震監測裝置103，係若在來自所有的振動檢測感測器101A1～101An的感測器資料表示的位移為容許範圍所包含，亦即若比負方向的位移警告閾值更大且未達正方向的位移警告閾值，則判斷位移落在容許範圍(S204：YES)。

另一方面，在來自其中一個以上之振動檢測感測器101A1～101An的感測器資料表示的加速度成為正方向的加速度警告閾值以上或負方向的加速度警告閾值以下的情形(S203：NO)，又或是在來自一個以上的振動檢測感測器101A1～101An的感測器資料表示的位移成為正方向的位移警告閾值以上或負方向的位移警告閾值以下的情形(S204：NO)，係對於輸出裝置104輸出警告資訊(S205)。

警告資訊的輸出形態，係顯示於輸出裝置104的畫面亦可。並且，從地震監測裝置103透過網路105將警告資訊傳送至行動終端裝置104a、控制台104b亦可。此時，作為警告資訊，傳送上傳了記載有感測器資料(原始資料)等的報告之URL亦可。

步驟S203與步驟S204為相反順序亦可。並且，僅將加速度作為監測對象的情形係跳過步驟S204，僅將位移作為監測對象的情形係跳過步驟S203。

地震監測裝置103，在所取得的所有感測器資料的瞬間值落在容許範圍(S204：YES)，且未結束地震監測處理的情形(S206：NO)，係回到步驟S201。在欲結束地震監測處理的情形係(S206：YES)，係結束本處理。

依據本實施形態，藉由將感測器資料的瞬間值作為監測對象，係能夠監測火爐2、籠部4的各部位的運動狀態而預測或監測鍋爐1的損傷。

例如，若火爐2及籠部4往相同方向以幾乎相同的加速度或是伴隨位移進行運動，則僅藉由相對位移的變化量係難以測定火爐2及籠部4如何運動。然而，若為本實施形態，因係比較各感測器資料的瞬間值與警告閾值，故亦能夠測定不易表現於相對位移的移動並進行警告。

又，本發明不限於前述實施形態，在不脫離本發明的主旨的範圍可進行各種變形，於申請專利範圍所記載之技術思想所包含之技術性事項皆係本發明之對象。前述實施形態，雖係表示合適之例，然而發明所屬技術領域具有通常知識者係能夠自本說明書所揭示之內容實現各種代替例、修正例、變形例又或是改良例，該等亦為所附之申請專利範圍記載之技術性範圍。

並且，將第1實施形態及第2實施形態對於一個鍋爐1並用亦可。

1:鍋爐 2:火爐 3:副側壁部 4:籠部 12b,12f:鋼柱 13b,13f:抗震帶 20:燃燒器 21:火爐前壁 22:火爐後壁 22a:鼻部 23:火爐側壁 24:火爐頂板壁 25b:後側背支架 25f:前側背支架 33:側壁 34:頂板壁 35:底壁 41:籠前壁 42:籠後壁 43:籠側壁 44:籠頂板壁 100,100a:地震監測系統 101A1~101A6,101An:3軸加速度感測器(振動檢測感測器) 102:資料收集裝置 103:地震監測裝置 104:輸出裝置 104a:行動終端裝置 104b:控制台 105:網路 106:第1通訊裝置 107:第2通訊裝置 110:中心

[圖1]第1實施形態之鍋爐的地震監測系統的概略構成圖。 [圖2]係表示鍋爐的構成之一例的立體圖。 [圖3]係表示鍋爐的構成之一例的側視圖。 [圖4]係表示鍋爐的構成之一例的俯視圖。 [圖5]表示第1實施形態之地震監測處理的流程之流程圖。 [圖6]表示火爐及籠部往左右方向扭曲變形了的狀態(扭曲變形A)的圖。 [圖7]表示火爐及籠部發生了左右方向的間隔從右往左擴展之扭曲變形(扭曲變形B)的狀態的圖。 [圖8]表示火爐及籠部4發生了左右方向的間隔從左往右擴展之扭曲變形(扭曲變形C)的狀態的圖。 [圖9]第2實施形態之鍋爐的地震監測系統的概略構成圖。 [圖10]表示第2實施形態之地震監測處理的流程之流程圖。

1:鍋爐 100:地震監測系統 101A1~101A6,101An:3軸加速度感測器(振動檢測感測器) 102:資料收集裝置 103:地震監測裝置 104:輸出裝置 105:網路 106:第1通訊裝置 107:第2通訊裝置 110:中心

Claims (12)

1. 一種鍋爐的地震監測系統，該鍋爐係具備火爐並於前述火爐的後部具備籠部；其特徵為：具備： 振動檢測感測器，係檢測前述火爐之對向於前述籠部的火爐後壁及前述籠部之對向於前述火爐後壁的籠前壁的振動，並輸出感測器資料； 地震監測裝置，係根據前述感測器的資料，分析前述火爐與前述籠部之三維方向的相對位移；以及 輸出裝置，係輸出前述地震監測裝置之分析結果； 前述振動檢測感測器，係配置於前述火爐後壁及前述籠前壁之至少其中一方。
2. 如請求項1所述之鍋爐的地震監測系統，其中， 前述火爐後壁，係將配置為軸方向與上下方向平行的複數個傳熱管於左右方向排列而構成，並具備連接該等複數個傳熱管且往左右方向延伸的前側背支架， 前述籠前壁，係將配置為軸方向與上下方向平行的複數個傳熱管於左右方向排列而構成，並具備連接該等複數個傳熱管且往左右方向延伸的後側背支架， 於前述前側背支架，係沿著該前側背支架的延伸方向配置有複數個振動檢測感測器， 於前述後側背支架，係沿著該後側背支架的延伸方向配置有複數個振動檢測感測器。
3. 如請求項2所述之鍋爐的地震監測系統，其中， 前述火爐後壁，係具備了位在不同高度位置之複數層前述前側背支架， 前述籠前壁，係具備了位在不同高度位置之複數層前述後側背支架， 於前述前側背支架的各層，係沿著該前側背支架的延伸方向配置有複數個振動檢測感測器， 於前述後側背支架的各層，係沿著該後側背支架的延伸方向配置有複數個振動檢測感測器。
4. 如請求項3所述之鍋爐的地震監測系統，其中， 複數個前述前側背支架的至少一層，係在前述火爐的上部，位於前述火爐內所產生之燃燒氣體從上升方向往前後方向變化的高度位置附近。
5. 如請求項2所述之鍋爐的地震監測系統，其中， 於前述前側背支架，係沿著該前側背支架的延伸方向配置有至少3個振動檢測感測器， 於前述後側背支架，係沿著該後側背支架的延伸方向配置有至少3個振動檢測感測器。
6. 如請求項1所述之鍋爐的地震監測系統，其中， 前述振動檢測感測器，係分別設置於前述火爐後壁及前述籠前壁之一對3軸加速度感測器，又或是設置於前述火爐後壁及前述籠前壁之至少其中一方的距離感測器。
7. 如請求項3所述之鍋爐的地震監測系統，其中， 前述地震監測裝置，係使用分別設置在位於相同高度位置的前側背支架及後側背支架的前述振動檢測感測器的感測器資料，演算X方向、Y方向、Z方向的位移，並演算作為前側背支架側的X方向位移與前述後側背支架側的X方向位移的差分之X方向差分、作為前側背支架側的Y方向位移與前述後側背支架側的Y方向位移的差分之Y方向差分、作為前側背支架側的Z方向位移與前述後側背支架側的Z方向位移的差分之Z方向差分，並根據前述X方向差分、前述Y方向差分以及前述Z方向差分，評估前述火爐與前述籠部的相對位移。
8. 如請求項7所述之鍋爐的地震監測系統，其中， 前述地震監測裝置，係分析是否發生前述火爐與前述籠部的相對位置往左右方向位移的扭曲變形、前述火爐及前述籠部的相對位置以從右往左擴展的方式扭曲變形、前述火爐及前述籠部的相對位置以從左往右擴展的方式扭曲變形之其中任一種扭曲變形。
9. 如請求項1所述之鍋爐的地震監測系統，其中， 前述地震監測裝置，係比較前述感測器資料表示的前述火爐及前述籠部之各自的運動量的瞬間值，與容許前述瞬間值的變動的容許範圍的界限值所成之警告閾值， 若前述瞬間值與前述警告閾值相同或脫離前述容許範圍，則對於前述輸出裝置輸出警告資訊。
10. 如請求項9所述之鍋爐的地震監測系統，其中， 前述地震監測裝置，係使用加速度或位移作為前述瞬間值。
11. 一種鍋爐的地震監測系統，該鍋爐係具備火爐並於前述火爐的後部具備籠部；其特徵為：具備： 振動檢測感測器，係檢測前述火爐之對向於前述籠部的火爐後壁及前述籠部之對向於前述火爐後壁的籠前壁的振動，並輸出感測器資料； 地震監測裝置，係根據前述感測器的資料，分析前述火爐與前述籠部之運動；以及 輸出裝置，係輸出前述地震監測裝置之分析結果； 前述振動檢測感測器，係於前述火爐後壁配置至少一個，以及於前述籠前壁至少配置一個， 前述地震監測裝置，係比較前述感測器資料表示的前述火爐及前述籠部之各自的運動量的瞬間值，與容許前述瞬間值的變動的容許範圍的界限值所成之警告閾值， 若前述瞬間值與前述警告閾值相同或脫離前述容許範圍，則對於前述輸出裝置輸出警告資訊。
12. 一種鍋爐的地震監測裝置，該鍋爐係具備火爐並於前述火爐的後部具備籠部；其特徵為： 對於前述火爐之對向於前述籠部的火爐後壁及前述籠部之對向於前述火爐後壁的籠前壁之至少其中一方，檢測前述火爐後壁及前述籠前壁的振動，根據該振動資料分析前述火爐與前述籠部之三維方向的相對位移，並輸出該分析結果。

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