(57)【要約】【課題】少量のガス漏れでも正確に検出することが可能な漏洩ガス検出装置を提供する。【解決手段】燃焼器２７内の燃焼ガスをベントスタック２２に導入する導入管２６と、ベントスタック２２の入口ガス圧を計測するガス圧計２５と、ベントスタック２２の出口近傍の風速を計測する風速計２３と、ガス圧計２５及び風速計２３の計測データに基づいてベントスタック２２の入口ガス圧が正常値か否かを判定し、この判定結果を報知する中央制御部２４と、を備えて構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電所施設に設置され緊急時に大気中にガスを放出するベントスタックの入口ガス圧に基づいて、発電所設備に係るガス管からの漏洩ガスの有無を検出する漏洩ガス検出装置であって、
前記ベントスタックの入口ガス圧を計測するガス圧計と、前記ベントスタック出口近傍の風速を計測する風速計と、前記ガス圧計及び前記風速計の計測データに基づいて前記ベントスタックの入口ガス圧が正常値か否かを判定し、該判定結果を報知する制御部と、を備えたことを特徴とする漏洩ガス検出装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記風速計により測定した風速値が所定の値以下である場合に、前記ガス圧計により測定した値を有効と見做すことを特徴とする請求項１に記載の漏洩ガス検出装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記風速計により測定した風速値が所定の値以下であり、且つ前記ガス圧計により測定したガス圧が基準値以下であり、且つ該基準値以下の状態が所定時間継続した場合、前記ベントスタックの入口ガス圧が異常であると判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の漏洩ガス検出装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記ベントスタックの入口ガス圧が異常であると判定した場合、該異常である旨を表示すると共に、警報を発することを特徴とする請求項３に記載の漏洩ガス検出装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記風速計により測定した風速値が所定の値以下であり、且つ前記ガス圧計により測定したガス圧が基準値以上であり、且つ該基準値以上の状態が所定時間継続した場合、前記ベントスタックの入口ガス圧が正常であると判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の漏洩ガス検出装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記風速計により測定した風速値が所定の値以上であり、且つ該所定の値以上の状態が所定時間継続した場合、前記ガス圧計により測定した値を有効と見做すことを特徴とする請求項１に記載の漏洩ガス検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、漏洩ガス検出装置に関し、さらに詳しくは、ベントスタックの入口ガス圧を監視して、発電所設備に係るガス漏れを検出する漏洩ガス検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンバインド発電設備及びＬＮＧ設備には、設備のメンテナンス時又は設備異常時に、メタンガスを大気に排出させるベントスタックが設置されている。このベントスタックは、緊急時等に大気中に直接ガスを放出する設備であり、可燃性ガスの場合は、放出されたガスの着地濃度を爆発下限未満にし、毒性ガスの場合は除害のための措置を講じた後に放出して、近隣地区の安全や環境に影響を及ぼさないように機能する。また、各設備には、ガス圧が規定の圧力を超えた場合に、管内のガス圧を逃がすために安全弁が備えられており、この安全弁が動作すると多量のガスがベントスタックに流入するように構成されている。従って、このときの異常なガス圧を検出するために、ベントスタックのガス流入口には、ガス圧計が備えられ、ガス圧計のデータを遠隔に設置された中央制御装置に送信して警報を発することにより、異常状態を確認できる体制が整えられている。しかし、従来は、主に設備のメンテナンス時又は設備異常時に発生するガス圧を検出するように設定されていたため、少量のガスが漏洩している場合は、ガス圧計の変化が小さいために、特に異常として捉えることをしていなかった。その結果、最悪の場合には漏洩した可燃性ガスに引火して大きな事故を招く虞があった。
また、特許文献１には、ベントスタックから放出された可燃性ガスが下降して地面付近に接近する可能性を低くするために、高温の不燃性ガスによりベントスタック内の空気を加熱することにより、上昇気流を発生させて流れを加速させ、可燃性ガスを可能な限りベントスタックの上方に放出するようにしたベントスタック安全装置について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３５１５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示されている従来技術は、排気筒から排気される可燃性ガスをベントスタックの上方に流れるようにして、安全を確保する点で本発明と類似しているが、排気筒の圧力を検出することにより設備側のガス漏れを検出することについては言及していない。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、ベントスタックの入口にガス圧計を備え、また、ベントスタックの出口近傍に風速計を備え、ガス圧計及び風速計の計測データに基づいてベントスタックの入口ガス圧が正常値か否かを判定して報知することにより、設備側の少量のガス漏れでも正確に検出することが可能な漏洩ガス検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、発電所施設に設置され緊急時に大気中にガスを放出するベントスタックの入口ガス圧に基づいて、発電所設備に係るガス管からの漏洩ガスの有無を検出する漏洩ガス検出装置であって、前記ベントスタックの入口ガス圧を計測するガス圧計と、前記ベントスタック出口近傍の風速を計測する風速計と、前記ガス圧計及び前記風速計の計測データに基づいて前記ベントスタックの入口ガス圧が正常値か否かを判定し、該判定結果を報知する制御部と、を備えたことを特徴とする。
ベントスタックの入口ガス圧は、ベントスタック出口近傍の風速に大きく影響される。即ち、風速が例えば４ｍ／ｓ以上になると、吸い込み効果によりベントスタックの入口ガス圧が低下して不安定になることが知られている。そのため、ベントスタック出口近傍の風速を知ることは正確なガス圧を知る上で重要である。そこで本発明では、ベントスタックの入口ガス圧を計測するガス圧計と、ベントスタック出口近傍の風速を計測する風速計と、ガス圧計及び風速計の計測データに基づいて、ベントスタックの入口ガス圧が正常値か否かを判定して報知する制御部と、を備える。これにより、風速の影響を受けない正確なガス圧を計測することができる。
請求項２は、前記制御部は、前記風速計により測定した風速値が所定の値以下である場合に、前記ガス圧計により測定した値を有効と見做すことを特徴とする。
ベントスタックの入口ガス圧は、ベントスタック出口近傍の風速に大きく影響される。即ち、風速が所定の値以上になると、吸い込み効果によりベントスタックの入口ガス圧が低下して不安定になることが知られている。逆に言うと、風速が所定の値以下になると、吸い込み効果が弱まってガス圧が安定する。そこで本発明では、風速計により測定した風速値が所定の値以下である場合に、ガス圧計により測定した値を有効と見做す。これにより、風速の影響を受けない正確なガス圧を計測することができる。
【０００６】
請求項３は、前記制御部は、前記風速計により測定した風速値が所定の値以下であり、且つ前記ガス圧計により測定したガス圧が基準値以下であり、且つ該基準値以下の状態が所定時間継続した場合、前記ベントスタックの入口ガス圧が異常であると判定することを特徴とする。
風速が所定の値以下であっても、その状態が瞬間的なものである場合、その瞬間値をもってガス圧とすることは正確性に欠ける。そこで本発明では、風速が所定値以下で、且つガス圧が基準値以下で、且つ所定の時間以上この状態が継続したときをもってガス圧が異常であると判定する。これにより、異常なガス圧が継続的に発生していることを正確に検出することができる。
請求項４は、前記制御部は、前記ベントスタックの入口ガス圧が異常であると判定した場合、該異常である旨を表示すると共に、警報を発することを特徴とする。
ベントスタックの入口ガス圧が異常であると判定した場合、設備の何れかからガスが漏洩している可能性がある。また、ガスが可燃性或いは有毒なガスである場合は、早急に漏洩箇所を発見して修理する必要がある。そこで本発明では、ベントスタックの入口ガス圧が異常であると判定した場合、異常である旨を表示すると共に、警報を発する。これにより、異常を即座に認知することができ、事故を未然に防止することができる。
【０００７】
請求項５は、前記制御部は、前記風速計により測定した風速値が所定の値以下であり、且つ前記ガス圧計により測定したガス圧が基準値以上であり、且つ該基準値以上の状態が所定時間継続した場合、前記ベントスタックの入口ガス圧が正常であると判定することを特徴とする。
風速が所定の値以下であっても、その状態が瞬間的なものである場合、その瞬間値をもってガス圧とすることは正確性に欠ける。そこで本発明では、風速が所定値以下で、且つガス圧が基準値以上で、且つ所定の時間以上この状態が継続したときをもってガス圧が正常であると判定する。これにより、正常なガス圧が継続的に発生していることを正確に検出することができる。
請求項６は、前記制御部は、前記風速計により測定した風速値が所定の値以上であり、且つ該所定の値以上の状態が所定時間継続した場合、前記ガス圧計により測定した値を有効と見做すことを特徴とする。
天候によっては、強い風速が長時間継続することがある。このとき、風速が所定値以上であるので、ベントスタックの入口ガス圧は通常より低くなり不安定となる。しかし、この間ガス圧の測定を中断したのでは、突発的な異常ガス圧を検出することができない。そこで本発明では、風速値が所定の値以上であり、且つ所定の値以上の状態が所定時間継続した場合、ガス圧計により測定した値を有効と見做して測定を行う。これにより、風速が所定値以上に亘って長時間継続しても、ガス圧の測定を中断することを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る発電プラントの概略構成図である。
【図２】ガスタービンコンバインド発電機のコンバインドサイクルを示す概念図である。
【図３】本発明に係る漏洩ガス検出装置の機能を説明する模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係る漏洩ガス検出装置の動作を説明するフローチャートである。
【図５】ベントスタック２２のガス圧と風速の関係をグラフ化した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００１０】
図１は本発明の実施形態に係る発電プラントの概略構成図である。尚、この構成図では本発明を説明するために必要な最小限の構成のみ記載し他は省略している。この発電プラント１００は、港に停泊しているタンカー１から供給されたＬＮＧを貯蔵するＬＮＧタンク７と、ＬＮＧタンク７内に発生したＢＯＧ(Boil Off Gas)５をＢＯＧコンプレッサ９に移送する移送管８と、ＬＮＧタンク７内に発生したＢＯＧ５を加圧して搬送するＢＯＧコンプレッサ９と、加圧ガス２０を移送する加圧ガス管１２と、加圧ガス２０を燃焼して高圧蒸気２１を生成するボイラ１３と、高圧蒸気２１を移送する高圧蒸気管１４と、高圧蒸気２１の圧力により発電機１６を回転するタービン１５と、タービン１５により回転されて発電する発電機１６と、加圧ガス管１２内の加圧ガス２０をベントスタック２２に導入する導入管２６と、ベントスタック２２の入口ガス圧を計測するガス圧計２５と、ベントスタック２２の出口近傍の風速を計測する風速計２３と、ガス圧計２５及び風速計２３の計測データに基づいてベントスタック２２の入口ガス圧が正常値か否かを判定し、この判定結果を報知する中央制御部２４と、を備えて構成されている。尚、タンク２内にＬＮＧを貯蔵したタンカー１と、タンク２内のＬＮＧを搬送するアンローディングアーム４によりＬＮＧ６がＬＮＧタンク７に貯蔵される。また、この発電プラント１００を構成するボイラ１３は、図示はしないが、ＬＮＧを気化してガス化するＬＮＧ気化器から供給されるＬＮＧガスを燃焼して高圧蒸気を発生している。
【００１１】
図２はガスタービンコンバインド発電機のコンバインドサイクルを示す概念図である。同じ構成要素には図１と同じ参照番号を付して説明する。このガスタービンコンバインド発電機１１０は、空気を所定圧力まで圧縮する空気圧縮機２８と、空気圧縮機２８により圧縮された圧縮空気に燃料を混合して燃焼させて高温高圧の燃焼ガスを発生させる燃焼器２７と、圧縮空気により燃焼した燃焼ガスにより発電機３１を回転させるガスタービン３０と、ガスタービン３０を回転した後に排出されるガスを回収する排熱回収ボイラ２９と、排熱により加熱された高圧蒸気により発電機３１を回転する蒸気タービン３２と、蒸気タービン３２を回転した後の蒸気を冷却する復水器３３と、復水器３３により戻された水を再び排熱回収ボイラ２９に供給するポンプ３４と、燃焼器２７内の燃焼ガスをベントスタック２２に導入する導入管２６と、ベントスタック２２の入口ガス圧を計測するガス圧計２５と、ベントスタック２２の出口近傍の風速を計測する風速計２３と、ガス圧計２５及び風速計２３の計測データに基づいてベントスタック２２の入口ガス圧が正常値か否かを判定し、この判定結果を報知する中央制御部２４と、を備えて構成されている。
上記図１及び図２の構成から、ベントスタック２２の入口ガス圧は、ベントスタック２２の出口近傍の風速に大きく影響される。即ち、風速が例えば４ｍ／ｓ以上になると、吸い込み効果によりベントスタック２２の入口ガス圧が低下して不安定になることが知られている。そのため、ベントスタック２２の出口近傍の風速を知ることは正確なガス圧を知る上で重要である。そこで本実施形態では、ベントスタック２２の入口ガス圧を計測するガス圧計２５と、ベントスタック２２の出口近傍の風速を計測する風速計２３と、ガス圧計２５及び風速計２３の計測データに基づいて、ベントスタック２２の入口ガス圧が正常値か否かを判定して報知する中央制御部２４と、を備える。これにより、風速の影響を受けない正確なガス圧を計測することができる。
【００１２】
図３は本発明に係る漏洩ガス検出装置の機能を説明する模式図である。中央制御室２４は、ＣＲＴにてベントスタック２２の入口圧力をガス圧計２５により監視して、例えばガス圧が「−１０ｍｍＨ2Ｏ以上」であるかを監視している。このとき、中央制御室２４では、作業状況（例えば、メンテナンス等）、風速、大気温度を考慮して判断される（詳細は後述する）。また、ベントスタック２２には、ベントスタック２２の入口ガス圧を計測するガス圧計２５と、ベントスタック２２の出口近傍の風速を計測する風速計２３を備え、それぞれのデータは中央制御室２４に送られる。また、ベントスタック２２の入口には、ＬＮＧ設備１００からＢＯＧ及び送ガス系統のメンテナンス時や、ＢＯＧ及び送ガス系統異常時（例えば、弁リーク等）にガスが流れ込んでくる。また、コンバインド設備１１０からガスタービン燃料設備メンテナンス時や、ガスタービン燃料設備異常時（例えば、弁リーク等）にガスが流れ込んでくる。尚、この図では、ベントスタック２２にＬＮＧ設備１００及びコンバインド設備１１０からガスが同時に流入するように記載されているが、実際は、図１及び図２に示すとおり、各設備に専用にベントスタック２２が備えられている。
【００１３】
図４は本発明の実施形態に係る漏洩ガス検出装置の動作を説明するフローチャートである。中央制御部２４は風速計２３からのデータを監視して風速が例えば、４ｍ／ｓ以下になったかを監視する（Ｓ１）。風速が４ｍ／ｓ以下であると（Ｓ１でＹＥＳ）、そのときのガス圧計２５のデータを取得する（Ｓ２）。そして、取得したガス圧が例えば「−１０ｍｍＨ2Ｏ以上」であるか否かをチェックする（Ｓ３）。その結果、ガス圧が「−１０ｍｍＨ2Ｏ以下」であると（Ｓ３でＮＯ）、そのガス圧の状態が所定時間継続したか否かをチェックする（Ｓ４）。ガス圧の状態が継続しない場合は（Ｓ４でＮＯ）ステップＳ１に戻って繰り返す。ステップＳ４でガス圧の値が継続した場合は（Ｓ４でＹＥＳ）、ガス漏れである旨を表示して警報を発して（Ｓ５）、ガス漏れ箇所を点検する（Ｓ６）。一方、ステップＳ３で、ガス圧が基準値以上の場合（Ｓ３でＹＥＳ）、そのガス圧の状態が所定時間継続したか否かをチェックして（Ｓ７）、ガス圧が正常である旨を表示する（Ｓ８）。
【００１４】
また、ステップＳ１で風速が４ｍ／ｓ以上の場合（Ｓ１でＮＯ）、その状態が所定の時間継続すると（Ｓ９でＹＥＳ）、ステップＳ２に進んで、そのときのガス圧計２５のデータを取得して（Ｓ２）、以下、ステップＳ３以降を処理する。
即ち、中央制御部２４は、風速計２３により測定した風速値が所定の値以下である場合に（Ｓ１でＹＥＳ）、ガス圧計２５により測定した値を有効と見做す。ベントスタック２２の入口ガス圧は、ベントスタック２２の出口近傍の風速に大きく影響される。即ち、風速が所定の値以上になると、吸い込み効果によりベントスタック２２の入口ガス圧が低下して不安定になることが知られている（図５参照）。逆に言うと、風速が所定の値以下になると、吸い込み効果が弱まってガス圧が安定する。そこで本実施形態では、風速計２３により測定した風速値が所定の値以下である場合に、ガス圧計２５により測定した値を有効と見做す。これにより、風速の影響を受けない正確なガス圧を計測することができる。
【００１５】
また、中央制御部２４は、風速計２３により測定した風速値が所定の値以下であり（Ｓ１でＹＥＳ）、且つガス圧計２５により測定したガス圧が基準値以下であり（Ｓ３でＮＯ）、且つ該基準値以下の状態が所定時間継続した場合（Ｓ４でＹＥＳ）、ベントスタック２２の入口ガス圧が異常であると判定する。即ち、風速が所定の値以下であっても、その状態が瞬間的なものである場合、その瞬間値をもってガス圧とすることは正確性に欠ける。そこで本実施形態では、風速が所定値以下で、且つガス圧が基準値以下で、且つ所定の時間以上この状態が継続したときをもってガス圧が異常であると判定する。これにより、異常なガス圧が継続的に発生していることを正確に検出することができる。
また、中央制御部２４は、ベントスタック２２の入口ガス圧が異常であると判定した場合、該異常である旨を表示すると共に、警報を発する（Ｓ５）。即ち、ベントスタック２２の入口ガス圧が異常であると判定した場合、設備の何れかからガスが漏洩している可能性がある。また、ガスが可燃性或いは有毒なガスである場合は、早急に漏洩箇所を発見して修理する必要がある。そこで本実施形態では、ベントスタック２２の入口ガス圧が異常であると判定した場合、異常である旨を表示すると共に、警報を発する。これにより、異常を即座に認知することができ、事故を未然に防止することができる。
【００１６】
また、中央制御部２４は、風速計２３により測定した風速値が所定の値以下であり（Ｓ１でＹＥＳ）、且つガス圧計２５により測定したガス圧が基準値以上であり（Ｓ３でＹＥＳ）、且つ基準値以上の状態が所定時間継続した場合（Ｓ７でＹＥＳ）、ベントスタック２２の入口ガス圧が正常であると判定する（ｓ８）。即ち、風速が所定の値以下であっても、その状態が瞬間的なものである場合、その瞬間値をもってガス圧とすることは正確性に欠ける。そこで本実施形態では、風速が所定値以下で、且つガス圧が基準値以上で、且つ所定の時間以上この状態が継続したときをもってガス圧が正常であると判定する。これにより、正常なガス圧が継続的に発生していることを正確に検出することができる。
また、中央制御部２４は、風速計２３により測定した風速値が所定の値以上であり（Ｓ１でＮＯ）、且つ所定の値以上の状態が所定時間継続した場合（Ｓ９でＹＥＳ）、ガス圧計２５により測定した値を有効と見做す。即ち、天候によっては、強い風速が長時間継続することがある。このとき、風速が所定値以上であるので、ベントスタックの入口ガス圧は通常より低くなり不安定となる。しかし、この間ガス圧の測定を中断したのでは、突発的な異常ガス圧を検出することができない。そこで本実施形態では、風速値が所定の値以上であり、且つ所定の値以上の状態が所定時間継続した場合、ガス圧計２５により測定した値を有効と見做して測定を行う。これにより、風速が所定値以上に亘って長時間継続しても、ガス圧の測定を中断することを回避することができる。
【００１７】
図５はベントスタック２２のガス圧と風速の関係をグラフ化した図である。図５（ａ）は設備のガスが漏洩しているときのガス圧と風速の関係を長時間グラフ化した図であり、図５（ｂ）は設備のガスが漏洩していないときのガス圧と風速の関係を長時間グラフ化した図である。尚、この図は横軸に時間をとり、縦軸は基準値に対する相対的な関係を表している。図５（ａ）に示すように、基準値（−０．１０ｋＰａ（−１０ｍｍＨ2Ｏ））４０に対して、ガス圧計２５の値４１は全て基準値４０より低いのが分かる。また、風速の基準値（４ｍ／ｓ）４３に対して風速４４が大きい場合、ガス圧計２５の値４１が低下して不安定であることが分かる。
また、図５（ｂ）に示すように、基準値（−０．１０ｋＰａ（−１０ｍｍＨ2Ｏ））４０に対して、ガス圧計２５の値４１は全て基準値４０より高いのが分かる。また、風速の基準値（４ｍ／ｓ）４３に対して風速４４が大きい場合、ガス圧計２５の値４１が低下して不安定であるが、基準値４０より下回ることはない。しかし、燃料の排除及び取替え時（燃料パージ）に極端に基準値４０より下回ることがある（符号４５）。しかし、このときは事前に何時実施するかを認識しているので、異常ではなく、燃料パージ中であることを確認することができる。
【００１８】
以上のとおり、ベントスタック２２の入口ガス圧は、ベントスタック２２の出口近傍の風速に大きく影響される。即ち、風速が所定の値以上になると、吸い込み効果によりベントスタック２２の入口ガス圧が低下して不安定になることが知られている（図５（ａ）、（ｂ）参照）。逆に言うと、風速が所定の値以下になると、吸い込み効果が弱まってガス圧が安定する。そこで本実施形態では、風速計２３により測定した風速値が所定の値以下である場合に、ガス圧計２５により測定した値を有効と見做す。また、風速が所定の値以下であっても、その状態が瞬間的なものである場合、その瞬間値をもってガス圧とすることは正確性に欠ける。そこで本実施形態では、風速が所定値以下で、且つガス圧が基準値以上で、且つ所定の時間以上この状態が継続したときをもってガス圧が正常であると判定する（圧力安定領域）。これにより、正常なガス圧が継続的に発生していることを正確に検出することができる。
【符号の説明】
【００１９】
１  タンカー、２  タンク、４  アンローディングアーム、５  ＢＯＧ、６  ＬＮＧ、７  ＬＮＧタンク、８  移送菅、９  ＢＯＧコンプレッサ、１２  加圧ガス管、１３  ボイラ、１４  高圧蒸気管、１５  タービン、１６  発電機、１７  鉄塔、２０  加圧ガス、２２  ベントスタック、２３  風速計、２４  中央制御部、２５  ガス圧計、２６  導入管、２７  燃焼器、２８  空気圧縮機、２９  排熱回収ボイラ、３０  ガスタービン、３１  発電機、３２  蒸気タービン、３３  復水器、３４  ポンプ、１００  発電プラント、１１０  ガスタービンコンバインド発電機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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