(57)【要約】【課題】構造物の表面の汚染物質に基づいて該構造物の異常を判断することができるプラントの異常判断方法及び異常判断システムを提供する。【解決手段】プラントの構造物の表面を洗浄してから該プラントを運転し、該プラントの任意の運転時間経過後に、該運転時間に対応する構造物の表面の汚染度を取得する汚染度取得工程Ｓ１と、該汚染度取得工程Ｓ１により取得された汚染度と該汚染度に対応する運転時間とに基づいて、単位運転時間当たりの汚染度である汚染速度を取得する汚染速度取得工程Ｓ２と、該汚染速度取得工程によって取得された汚染速度に基づいて、構造物が異常か否かを判断する異常判断工程Ｓ３と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントの構造物の表面を洗浄してから該プラントを運転し、該プラントの任意の運転時間経過後に、該運転時間に対応する前記構造物の表面の汚染度を取得する汚染度取得工程と、
該汚染度取得工程により取得された汚染度と該汚染度に対応する前記運転時間とに基づいて、単位運転時間当たりの前記汚染度である汚染速度を取得する汚染速度取得工程と、
該汚染速度取得工程によって取得された汚染速度に基づいて、前記構造物が異常か否かを判断する異常判断工程と、
を備えることを特徴とするプラントの異常判断方法。
【請求項２】
前記異常判断工程は、
前記汚染速度が、予め定めた上限閾値を超えた際に前記構造物が異常であると判断することを特徴とする請求項１に記載のプラントの異常判断方法。
【請求項３】
前記汚染度取得工程を複数行い、
これら複数の汚染度取得工程に応じて前記汚染速度取得工程を複数行い、
前記異常判断工程は、これら複数の前記汚染速度取得工程により取得された複数の前記汚染速度が、時間の経過とともに大きくなっている場合に、前記構造物が異常であると判断することを特徴とする請求項１に記載のプラントの異常判断方法。
【請求項４】
前記汚染度取得工程は、前記構造物の表面における予め区分された複数の領域毎の汚染度を取得し、
前記汚染速度取得工程は、これら領域毎の汚染速度を取得し、
前記異常判断工程は、これら汚染速度に基づいて前記構造物の各領域毎に該構造物が異常か否かを判断することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のプラントの異常判断方法。
【請求項５】
前記汚染度取得工程は、
前記運転時間経過後に、前記構造物の表面に接触するプローブ内に液体を導入して該液体に前記構造物の表面の汚染物質を溶出させて汚染溶液を取得し、該汚染溶液における前記汚染物質の濃度を検出することで前記汚染度を取得することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のプラントの異常判断方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のプラントの異常判断方法を行うことを特徴とするプラントの異常判断システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントの異常判断方法及び異常判断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、火力発電プラントのタンクや配管等の構造物の表面に付着している塩分・油分等の汚染物質量を把握することは、その後の工程、例えば塗装の可否判定や、腐食進展の推定などを行う上で重要なことであり、また、構造物の品質管理の上からも必要である。
【０００３】
構造物表面の塩分量を分析する手法として、例えば蒸留水を含ませたガーゼを測定箇所に当てることで表面の塩分を拭き取って塩分をガーゼ側に回収した後、ガーゼの塩分を抽出して分析装置で測定する方法が知られている。この方法は、ガーゼを準備する工程や、抽出及び分析の工程に時間を要し、かつ、測定に用いる器具が多くなるという問題がある。
このようなガーゼを用いる測定方法の煩雑さを回避するために、特許文献１には、塩分測定用のプローブであって、構造物の表面に当接させることで、塩分量を測定可能なプローブが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１１／１１５２８４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述のように構造物の表面における塩分等の汚染物質の量に基づいて、構造物に亀裂等の異常があるか否かを判断することができれば、プラント全体の品質管理の上でより好ましい。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、構造物の表面の汚染物質に基づいて該構造物の異常を判断することができるプラントの異常判断方法及び異常判断システム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】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用している。
即ち、本発明に係るプラントの異常判断方法によれば、プラントの構造物の表面を洗浄してから該プラントを運転し、該プラントの任意の運転時間経過後に、該運転時間に対応する前記構造物の表面の汚染度を取得する汚染度取得工程と、該汚染度取得工程により取得された汚染度と該汚染度に対応する前記運転時間とに基づいて、単位運転時間当たりの前記汚染度である汚染速度を取得する汚染速度取得工程と、該汚染速度取得工程によって取得された汚染速度に基づいて、前記構造物が異常か否かを判断する異常判断工程と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このような特徴のプラントの異常判断方法によれば、プラントの構造物の汚染速度から容易に構造物の異常を判断することができる。
【０００９】
また、本発明に係るプラントの異常判断方法の前記異常判断工程は、前記汚染速度が、予め定めた上限閾値を超えた際に前記構造物が異常であると判断することが好ましい。
【００１０】
汚染速度は、例えば構造物内を流通する液体の該構造物の表面への漏出等の異常によって大きくなる。したがって、該汚染速度が予め定められた上限閾値を超えた際には、構造物に異常があったとして判断することができる。
【００１１】
さらに、本発明に係るプラントの異常判断方法は、前記汚染度取得工程を複数行い、これら複数の汚染度取得工程に応じて前記汚染速度取得工程を複数行い、前記異常判断工程は、各前記汚染速度取得工程により取得された複数の汚染速度が、時間の経過とともに大きくなっている場合に、前記構造物が異常であると判断するものであってもよい。
【００１２】
汚染速度を時系列順に並べた際に、該汚染速度が徐々に大きくなっている場合には、例えば構造物内を流通する液体の該構造物の表面への漏出量が大きくなっていることが推定できる。したがって、汚染速度が時間の経過とともに大きくなっている場合には、構造物に劣化、老朽化等の異常があったものとして容易に判断することができる。
【００１３】
また、本発明に係るプラントの異常判断方法の前記汚染度取得工程は、前記構造物の表面における予め区分された複数の領域毎の汚染度を取得し、前記汚染速度取得工程は、これら領域毎の汚染速度を取得し、前記異常判断工程は、これら汚染速度に基づいて前記構造物の各領域毎に該構造物が異常か否かを判断するものであってもよい。
【００１４】
これによって、構造物の各領域毎に該構造物に異常があるか否かを判断することができる。したがって、異常個所をより容易に特定することができる。
【００１５】
さらに、本発明に係るプラントの異常判断方法の前記汚染度取得工程は、前記運転時間経過後に、前記構造物の表面に接触するプローブ内に液体を導入して該液体に前記構造物の表面の汚染物質を溶出させて汚染溶液を取得し、該汚染溶液における前記汚染物質の濃度を検出することで前記汚染度を取得するものであってもよい。
【００１６】
これによって、構造物の表面の汚染度を確実に取得することができる。
【００１７】
また、本発明に係るプラントの異常判断システムは、上記いずれかのプラントの異常判断方法を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のプラントの異常判断方法及び異常判断システムによれば、プラントの構造物の汚染速度から構造物の異常を判断することによって、構造物の表面の汚染物質に基づいて該構造物の異常を判断することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第一実施形態のプラントの異常判断方法に使用される表面付着物検出装置の全体構成図である。
【図２】本発明の第一実施形態のプラントの異常判断方法の手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第一実施形態における構造物の各領域を汚染度取得装置のプローブが走査する順序を示す図である。
【図４】本発明の第一実施形態の異常判断工程で使用される洗浄時、所定の運転時間経過時それぞれの汚染度を示すグラフである。
【図５】本発明の第一実施形態の異常判断工程で使用される運転時間と汚染度の変化との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の第二実施形態の異常判断工程で使用される汚染速度の時間的推移の一例を示すグラフである。
【図７】本発明の第二実施形態の異常判断工程で使用される汚染速度の時間的推移の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の第一実施形態に係るプラントの異常判断方法について、図面を参照して詳細に説明する。
このプラントの異常判断方法は、図１に示す表面付着物検出装置１０を用いて行われる。この表面付着物検出装置１０は、プラントの構造物１００の表面に付着する塩分や油分等の汚染物質を検出する装置である。表面付着物検出装置１０は、プローブ２０と、回収部３０と、分析部４０と、循環流路５０と、液体吸引部６０と、液体供給部７０とを備えている。
【００２１】
プローブ２０は、測定対象物である構造物１００の表面に接触するように配置される。このプローブ２０における構造物１００の表面に対して接触する面には、該面から窪むようにして画成された空間であるキャビティ２１が形成されている。このプローブ２０のキャビティ２１は、プローブ２０が構造物１００の表面に接触した状態では、該キャビティ２１を画成する隔壁によってプローブ２０の外部と隔離されている。このキャビティ２１には、導入路２２を介してプローブ２０外部から蒸留水等の清水（液体）が導入される。
【００２２】
また、キャビティ２１内に導入された液体は、排出路２３を介してプローブ２０外に導出される。これら導入路２２及び排出路２３を介してプローブ２０内を通過する液体は、キャビティ２１内に存在する際に構造物１００の表面に接触する。これによって、構造物１００の表面の汚染物質は液体内に溶出されて、該液体は汚染溶液となる。即ち、プローブ２０は、供給された液体に基づいて汚染溶液を生成する。
【００２３】
回収部３０は、プローブ２０によって生成された汚染溶液を回収する役割を有しており、例えば該汚染溶液を収容可能なボトル等が該回収部３０として採用される。
【００２４】
分析部４０は、回収部３０に回収された汚染溶液における該汚染溶液の濃度を検出する分析装置である。この分析部４０は、回収部３０内に配置されるフローセル４１（フローサイトメーター、フローサイトメトリー）を有しており、該フローセル４１に導入される汚染溶液の濃度を分析計４２によって検出する。本実施形態では、分析計４２は、フローセル４１に導入される汚染溶液の電気伝導率を検出する構成とされており、該電気伝導率に基づいて汚染溶液における汚染物質の濃度を検出する。
【００２５】
循環流路５０は、プローブ２０と回収部３０との間で液体（汚染溶液を含む）を循環させるための流路であって、第一流路５１及び第二流路５２を有している。
第一流路５１は、一端がプローブ２０の導入路２２に接続されており、他端は回収部３０の内部に連通状態で接続されている。また、第二流路５２は、一端がプローブ２０の排出路２３に接続されており、他端は回収部３０の内部に連通状態で接続されている。この第一流路５１及び第二流路５２内を、プローブ２０と回収部３０との間で液体が循環する。
【００２６】
液体吸引部６０は、循環流路５０における液体の流通を促す役割を有している。本実施形態の液体吸引部６０は、コンプレッサ６１及びエジェクタ６２からなるエジェクタシステムが採用されている。即ち、エジェクタ６２は循環流路５０における第一流路５１の中途に設置されており、コンプレッサ６１から送られる圧縮空気を第一流路５１に供給することで、該圧縮空気に第一流路５１内の液体を誘引させて該液体の流通を促す。これによって、第一流路５１内におけるプローブ２０から回収部３０に向かって液体が流通させられ、第一流路５１内をプローブ２０から回収部３０へと向かって、さらに、第二流路５２内を回収部３０からプローブ２０へと向かってと液体が循環する。
【００２７】
液体供給部７０は、循環流路５０へと清水を供給する役割を有している。この液体供給部７０は、清水タンク７１と、ポンプ７２と、液体供給路７３とを有している。
清水タンク７１は、内部に清水が貯留されたタンクである。液体供給路７３は、一端が清水タンク７１の内部に連通状態で接続されており、他端が循環流路５０における第二流路５２に接続されている。ポンプ７２は、液体供給路７３の中途に設置されており、駆動されることで清水タンク７１内の清水を液体供給路７３を介して第二流路５２へと供給する。これによって、循環流路５０へと清水が順次供給され、上述した液体吸引部６０の作用と相まって、循環流路５０には清水が順次供給されつつプローブ２０と回収部３０との間で液体が循環する。
【００２８】
次に、このような検出装置１０を用いたプラントの異常判断方法について説明する。この異常判断方法は、図２に示すように、汚染度取得工程Ｓ１と、汚染速度取得工程Ｓ２と、異常判断工程Ｓ３とを順次行うことによってなされる。
【００２９】
汚染度取得工程Ｓ１では、プラントの構造物１００の表面を洗浄してから該プラントを運転し、該プラントの任意の運転時間経過後に、該運転時間に対応する構造物１００の表面の汚染度を取得する。
より詳細には、汚染度取得工程Ｓ１を行う際、当該工程に先立ってプラントの構造物１００の表面を洗浄する。この洗浄は、例えば作業員による手作業によって行われ、これによってプラントの構造物１００の表面に付着した塩分や油分等の汚染物質の大部分が除去される。
【００３０】
このような洗浄の直後、検出装置１０を用いてプラントの構造物１００の表面の汚染物質を検出する。即ち、検出装置１０のプローブ２０を構造物１００における汚染度の測定箇所に配置し、液体供給部７０によってプローブ２０に所定量の清水を供給しながら、プローブ２０と回収部３０との間で液体を循環させる。これによって、プローブ２０内の液体に構造物１００の表面の汚染物質が溶出し、該汚染物質が液体に溶出して生成された汚染溶液が、最終的に回収部３０内に収容される。その後、回収部３０内の汚染物質を分析部４０によって分析することで、汚染物質の濃度、即ち、汚染度が検出される。
【００３１】
なお、このような汚染度の検出は、構造物１００の表面の領域ごとに行うことが好ましい。即ち、図３に示すように、構造物１００の表面を予め複数の領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３に区分する。そして、これらの領域をプローブ２０が順次通過するように該プローブ２０を走査させて、各領域毎に汚染度を検出する。検出された汚染度は、各領域毎に位置情報とともに記録する。
【００３２】
次いで、このように洗浄後に汚染度を検出した後、プラントを運転させる。そして、任意のプラントの運転時間経過後に、再度検出装置１０を用いてプラントの構造物１００の表面の汚染物質を検出する。図４に、当該汚染度取得工程Ｓ１を複数回行った際の汚染度のグラフを示す。
【００３３】
当該グラフでは、洗浄直後における汚染度Ｐ、及び、洗浄時からそれぞれａ時間、ｂ時間、ｃ時間それぞれ運転させた場合における汚染度Ｐが示されている。各時間運転させた場合における汚染度の増加分は、それぞれΔＰａ、ΔＰｂ、ΔＰｃで示される。
【００３４】
このような汚染度取得工程Ｓ１の後、汚染速度取得工程Ｓ２が行われる。この汚染速度取得工程Ｓ２では、汚染度取得工程Ｓ１により取得された汚染度と該汚染度に対応する運転時間とに基づいて、単位運転時間当たりの汚染度である汚染速度を取得する。
【００３５】
即ち、洗浄時からａ時間、ｂ時間、ｃ時間運転させた際の各汚染速度は、ΔＰａ、ΔＰｂ、ΔＰｃをａ、ｂ、ｃで割った値であるΔＰａ／ａ、ΔＰｂ／ｂ、ΔＰｃ／ｃとなる。これら汚染速度は、図５に示す運転時間と汚染度の変化との関係のグラフにおいては、ａ時間運転させた場合、ｂ時間運転させた場合、ｃ時間運転させた場合の直線の傾きに相当する。なお、本実施形態では、ａ時間運転させた場合、ｂ時間運転させた場合の汚染速度は同一とされており、これらよりもｃ時間運転させた場合の汚染速度は大きくなっている。
【００３６】
そして、汚染速度取得工程Ｓ２の後、異常判断工程Ｓ３が行われる。この異常判断工程Ｓ３では、汚染速度が、予め定めた上限閾値を超えた際に構造物１００が異常であると判断する。即ち、図５に示すように、運転時間と汚染度の変化との関係のグラフにおいて、予め傾きが一定の直線を定めておく。当該直線の傾きは、汚染速度に対応する上限閾値とされる。本実施形態の場合、汚染速度の上限閾値を示す直線の傾きは、ΔＰａ／ａ、ΔＰｂ／ｂより大きいものとされ、ΔＰｃ／ｃより小さいものとされている。即ち、洗浄後ｃ時間プラントを運転させた際における汚染速度が上限閾値を超えているため、この場合、プラントに異常があるものとして判断する。
【００３７】
ここで、プラントを運転させている場合、プラント内の雰囲気に存在する塩分や油分が構造物１００の表面に付着することで、構造物１００表面における汚染度は徐々に大きくなっていく。この汚染度の増加は、プラントの立地条件や季節等に依存し、予め予測ができる範囲となっている。これに対して、プラントの構造物１００に緻密な亀裂や欠陥が生じる等として構造物１００内から塩分や油分が染み出してくる場合、汚染度の増加は上記の予測範囲を超えたものとなる。即ち、構造物１００の表面にはプラント内の雰囲気条件によって付着する自然増加の汚染物質に加えて、プラントの異常に基づく汚染物質が付着することになる。これにより、構造物１００の表面の汚染速度は、プラントに異常があった場合により大きくなる。したがって、汚染速度の上限閾値を設定して、取得した汚染速度が当該上限閾値を超えた場合にはプラントに異常があったものと判断することができる。
【００３８】
以上のように、本実施形態のプラントの異常判断方法によれば、プラントの構造物１００の汚染速度から容易に構造物１００の異常を判断することができる。また、この異常判断では、汚染速度が予め定めた上限閾値を超えた際に構造物１００が異常であると判断することで、確実かつ容易にプラントの構造物１００の亀裂や欠陥認識することができる。さらに、これによって短期的な異常判断が可能となる。
【００３９】
さらに、プラントの構造物１００の表面を複数の領域に区分して当該領域毎に汚染速度を取得した際には、構造物１００の各領域毎に該構造物１００に異常があるか否かを判断することができる。したがって、プラントの構造物１００における異常個所をより容易に特定することができる。
【００４０】
次に第二実施形態のプラントの異常判断方法について図６及び図７を参照して説明する。
第二実施形態のプラントの異常判断方法は、異常判断工程Ｓ３について第一実施形態と相違する。
【００４１】
即ち、第二実施形態では、まず第一実施形態のように汚染度速度工程を複数行い、例えば洗浄後からそれぞれａ時間運転した際の汚染度、ｂ時間運転した際の汚染度、ｃ時間運転した際の汚染度、ｄ時間運転した際の汚染度を取得する（汚染度取得工程Ｓ１）。なお、時系列としては、洗浄後ａ時間運転、洗浄後ｂ時間運転、洗浄後ｃ時間運転、洗浄後ｄ時間運転を順次行ったものとする。そして、各運転時間ａ、ｂ、ｃ、ｄ経過後の汚染度の増加分を取得し、これに基づいてそれぞれ汚染速度ΔＰａ／ａ、ΔＰｂ／ｂ、ΔＰｃ／ｃ、ΔＰｄ／ｄを取得する(汚染速度取得工程Ｓ２)。
【００４２】
次いで、異常判断工程Ｓ３を行う。この異常判断工程Ｓ３では、複数の汚染度取得工程Ｓ１により取得された複数の汚染速度ΔＰａ／ａ、ΔＰｂ／ｂ、ΔＰｃ／ｃ、ΔＰｄ／ｄが、時間の経過とともに大きくなっている場合に、構造物１００が異常であると判断する。
【００４３】
ここで、例えば図６に示すように、運転時間ａ、ｂ、ｃ、ｄにおける汚染速度が同一、又は、多少のばらつきをもって一定の範囲内に収まっている場合、構造物１００の表面には、プラント内の雰囲気に基づく自然増加分の汚染物質のみが付着しているものと推定できる。
【００４４】
これに対して、例えば図７に示すように、運転時間ａ、ｂ、ｃ、ｄにおける汚染速度が時間の経過とともに大きくなっている場合、自然増加する汚染物質に加えて、構造物１００の亀裂や欠陥等に基づく汚染物質が構造物１００に付着し、かつ、該構造物１００の亀裂、欠陥が徐々に大きくなっているものと推定できる。即ち、汚染速度が時間の経過とともに大きくなっていることで、プラントの構造物１００の老朽化等により該構造物１００の亀裂、欠陥が拡大していることを推定できる。即ち、複数の汚染速度取得工程Ｓ２により取得された複数の汚染速度が、時間の経過とともに大きくなっている場合に、構造物１００が異常であると判断することができる。
したがって、汚染速度の時間的な増加から、プラントの構造物１００の異常・老朽化を容易に判断することができる。これによって、プラントのメンテナンス時期を容易に判断することが可能となる。さらに、長期的な異常判断を行うことが可能となる。
【００４５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば実施形態で説明したプラントの異常判断方法を行うプラントの異常判断システムを構築してもよい。この場合、プラントの異常判断システムは、汚染度取得工程Ｓ１によって取得された汚染度と運転時間とに基づいて汚染速度を演算し、当該汚染速度に基づいて上記同様の手法で構造物１００が異常か否かを判断する。このような異常判断システムを持ち運び可能なＰＣ等に組み込むことによって、汚染度を取得する現場で即座にプラントの異常を判断することができる。
【００４６】
また、実施形態では、塩分、油分等の汚染物質から汚染度を取得する方法について説明したが、これら以外の物質を汚染物質として取得してもよい。
さらに、実施形態では、液体供給部７０が清水を供給する構成としたが、例えば油分を汚染物質として溶出させる場合には、液体として特定の有機溶媒を用いてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１０  検出装置
２０  プローブ
２１  キャビティ
２２  導入路
２３  排出路
３０  回収部
４０  分析部
４１  フローセル
４２  分析計
５０  循環流路
５１  第一流路
５２  第二流路
６０  液体吸引部
６１  コンプレッサ
６２  エジェクタ
７０  液体供給部
７１  清水タンク
７２  ポンプ
７３  液体供給路
１００       構造物（検査対象）
Ｓ１  汚染度取得工程
Ｓ２  汚染速度取得工程
Ｓ３  異常判断工程
【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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【図６】
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【図７】
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