(57)【要約】【課題】絞り流量計に測定誤差がある状態であっても配管内気体流量を精度よく測定可能な配管内気体流量の測定方法を提供すること。【解決手段】本発明に係る配管内気体流量の測定方法は、燃焼ガス又は空気が流通する配管にＮＯガスを注入する注入ステップと、ＮＯガスの注入口より下流側において燃焼ガス又は空気とＮＯガスとの混合ガスを配管内から連続的に採取する採取ステップと、ＮＯ濃度分析計を用いて採取ステップにおいて採取された混合ガス中のＮＯ濃度を測定し、測定されたＮＯ濃度に基づいて燃焼ガス又は空気の流量をオンラインで算出する測定ステップと、を含むことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼ガス又は空気が流通する配管にＮＯガスを注入する注入ステップと、
前記ＮＯガスの注入口より下流側において前記燃焼ガス又は前記空気と前記ＮＯガスとの混合ガスを前記配管内から連続的に採取する採取ステップと、
ＮＯ濃度分析計を用いて前記採取ステップにおいて採取された混合ガス中のＮＯ濃度を測定し、測定されたＮＯ濃度に基づいて前記燃焼ガス又は前記空気の流量をオンラインで算出する測定ステップと、
を含むことを特徴とする配管内気体流量の測定方法。
【請求項２】
前記混合ガス中のＮＯ濃度が１００ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の配管内気体流量の測定方法。
【請求項３】
燃焼ガス又は空気が流通する配管に設けられた、前記燃焼ガス又は前記空気の流量を測定する流量計の指示値を補正する流量計指示値の校正方法であって、
請求項１又は２に記載の配管内気体流量の測定方法を用いて前記燃焼ガス又は前記空気の流量を定期的に算出し、算出された流量を用いて前記流量計の指示値を補正するステップを含むことを特徴とする流量計指示値の校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管内気体流量の測定方法及び流量計指示値の校正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場における気体配管では、配管内気体流量の制御が求められる場合が多く、通常、流量計が設置されている。流量計は、種々のものが存在するが、工業的に大流量の流量測定用として広く用いられている流量計のひとつとしては、絞り流量計があげられる（非特許文献１参照）。また、工場における配管内気体流量のその他の測定方法として、ＳＦ6ガスやＨｅガスをトレーサーガスとして用いる方法が知られている（特許文献１参照）。なお、絞り流量計は、ＪＩＳ規格群（非特許文献２参照）で規定されている規格範囲内で用いる場合には一定の測定精度を示すが、規格範囲を満足するためには定期的に絞り機構を検査する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平５−５４６１１号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】渡辺紀之、“流量測定の種類と特徴”、水質汚濁研究、vol.10(1987)、No.10、p.582-588
【非特許文献２】JIS-Z-8762、円形管路の絞り機構による流量測定方法(1995)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、絞り流量計を用いた配管内気体流量の測定方法では、オリフィス部の詰まり等の原因によって流量の実際値と流量計の指示値との間にずれが生じる場合がある。また、絞り流量計だけでは流量の指示値にずれが生じているかどうかわからないために、対応が大きく遅れる場合がある。さらに、流量の指示値にずれが生じていることがわかったとしても、工場の操業中に流量計の指示値を校正することは難しく、対応が遅れる場合がある。このため、絞り流量計を用いた測定に前述のトレーサーガスを用いる方法を併用することにより、指示値の信頼性を向上させることが考えられるが、ＳＦ6ガスをトレーサーガスとして用いる方法は、ＳＦ6ガスを大気に放散できないので、測定対象のガスを大気に放散するシステムには適用できない。また、Ｈｅガスをトレーサーガスとして用いる方法は、Ｈｅガスが燃焼ガスと干渉するので、燃焼ガスの配管内流量を測定するシステムには適用できない。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、絞り流量計に測定誤差がある状態であっても配管内気体流量を精度よく測定可能な配管内気体流量の測定方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、絞り流量計の指示値を速やかに校正可能な流量計指示値の校正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る配管内気体流量の測定方法は、燃焼ガス又は空気が流通する配管にＮＯガスを注入する注入ステップと、前記ＮＯガスの注入口より下流側において前記燃焼ガス又は前記空気と前記ＮＯガスとの混合ガスを前記配管内から連続的に採取する採取ステップと、ＮＯ濃度分析計を用いて前記採取ステップにおいて採取された混合ガス中のＮＯ濃度を測定し、測定されたＮＯ濃度に基づいて前記燃焼ガス又は前記空気の流量をオンラインで算出する測定ステップと、を含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る配管内気体流量の測定方法は、上記発明において、前記混合ガス中のＮＯ濃度が１００ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る流量計指示値の校正方法は、燃焼ガス又は空気が流通する配管に設けられた、前記燃焼ガス又は前記空気の流量を測定する流量計の指示値を補正する流量計指示値の校正方法であって、本発明に係る配管内気体流量の測定方法を用いて前記燃焼ガス又は前記空気の流量を定期的に算出し、算出された流量を用いて前記流量計の指示値を補正するステップを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る配管内気体流量の測定方法によれば、絞り流量計等の主とした流量計に測定誤差がある状態であっても配管内気体流量を精度よく測定することができる。また、本発明に係る流量計指示値の校正方法によれば、絞り流量計の指示値を速やかに校正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である配管内気体流量の測定方法及び流量計指示値の校正方法が適用される配管内流量制御システムの構成を示す模式図である。
【図２】図２は、トレーサーガスとしてＮＯガスを用いた配管流量測定の効果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である配管内気体流量の測定方法及び流量計指示値の校正方法について説明する。
【００１３】
〔配管内流量制御システムの構成〕
【００１４】
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態である配管内気体流量の測定方法及び流量計指示値の校正方法が適用される配管内流量制御システムの構成について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態である配管内気体流量の測定方法及び流量計指示値の校正方法が適用される配管内流量制御システムの構成を示す模式図である。図１に示すように、本発明の一実施形態である配管内気体流量の測定方法及び流量計指示値の校正方法が適用される配管内流量制御システム１は、燃焼ガス（燃料となるガス）又は空気が流通する配管２と、配管２内における燃焼ガス又は空気の流量を測定する絞り流量計３と、配管２内における燃焼ガス又は空気の流量を調整する流量調整弁４と、絞り流量計３の指示値に従って流量調整弁４の開度を制御することによって配管２内における燃焼ガス又は空気の流量を制御する配管流量制御部５と、を主な構成要素として備えている。
【００１６】
なお、本実施形態では、絞り流量計３を用いて燃焼ガス又は空気の流量を測定することとしたが、本発明は絞り流量計３に限定されることはなく、測定値をデジタル出力し、且つ、オリフィスを備える流量計全般に適用することができる。
【００１７】
〔配管内気体流量の測定方法及び流量計指示値の校正方法〕
次に、図１を参照して、本発明の一実施形態である配管内気体流量の測定方法及び流量計指示値の校正方法について説明する。
【００１８】
本発明の一実施形態である配管内気体流量の測定方法及び流量計指示値の校正方法では、まず、絞り流量計３の上流側に設けられたＮＯガス導入管１１を介して配管２内にＮＯガスをトレーサーガスとして導入する。ここで、ＮＯガスは、燃焼ガス中にほとんど含まれておらず（１ｐｐｍ程度）、また他の燃焼ガスと反応することがないため、トレーサーガスとして適している。なお、燃焼ガス中のＮＯガスの濃度を測定し、測定されたＮＯガスの濃度に応じて配管２内に導入するＮＯガスの量を調整してもよい。
【００１９】
次に、流量調整弁４の下流側に設けられたＮＯ濃度分析計１２を用いて、燃焼ガス又は空気とＮＯガスとの混合ガス中におけるＮＯ濃度を測定する。なお、混合ガス中におけるＮＯ濃度は１００ｐｐｍ以下であることが望ましい。ＮＯガスの排出濃度の基準値は大気汚染防止法で定められている。このため、ＮＯ濃度の測定後にＮＯガスを排ガスとして燃焼炉から大気放散する場合、燃焼によって発生したＮＯｘとの総量が基準値を越えない必要がある。流量測定のために添加したＮＯガスの濃度が混合ガス中で１００ｐｐｍ以下である場合、燃焼後の排ガスのＮＯｘ濃度の増分は１５ｐｐｍ以下となり、スポット的な測定の場合には大気への影響はほとんどない。
【００２０】
次に、ＮＯ濃度分析計１２によって測定されたＮＯ濃度を以下に示す数式（１）に代入することによって、配管２内における燃焼ガス又は空気の流量Ｑを算出する。ここで、数式（１）中、ＱNOはＮＯガスの投入流量、Ｃは混合ガス中のＮＯ濃度、Ｃ0はＮＯガス中のＮＯ濃度を示す。これにより、絞り流量計３に測定誤差がある状態であっても配管２内における燃焼ガス又は空気の流量を精度よく測定することができる。
【００２１】
【数１】
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【００２２】
そして最後に、算出された燃焼ガス又は空気の流量Ｑと絞り流量計３の指示値Ｑ’とを以下に示す数式（２）に代入することによって補正係数ｋを算出する。以後、次のＮＯガスによる流量測定までの間、絞り流量計３の指示値Ｑ’に補正係数ｋを掛けることによって絞り流量計３の指示値Ｑ’を校正して真の流量を求める。ＮＯガスを導入して流量を測定すること、測定値から補正係数ｋを求めること、及び流量計の指示値を校正することを一定期間毎に自動的に行うことにより、常に絞り流量計３の指示値Ｑ’から真の流量を求めることができる。
【００２３】
【数２】
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【実施例】
【００２４】
図２は、トレーサーガスとしてＮＯガスを用いた配管流量測定の効果を示す図である。校正済みの面積式流量計での配管流量測定値を真の配管流量として縦軸に示し、横軸には、校正していない絞り流量計での配管流量値を示した。なお、横軸は、絞り流量計測定値にトレーサーガスとしてＮＯガスを用いた測定による補正を加えたもの（直線Ｌ１）と、補正を加えないもの（直線Ｌ２）との２種類をプロットした。また、流量レベルは、面積式流量計で精度よく測定可能な流量で行った。図２に示すように、ＮＯガスを用いた測定による補正を加えた場合（直線Ｌ１）の配管流量は真の配管流量とほぼ一致しており、その誤差は５％以下であったのに対し、補正を加えない場合（直線Ｌ２）は、約２０％のずれが発生していた。
【００２５】
配管流量計の指示値と真の流量との間に約２０％のずれが発生していた場合、最適値よりも約２０％の過剰な空気が投入されていることになる。このため、本発明により配管流量計の指示値を校正することにより、過剰な空気を加熱することにより使用していたエネルギーを削減することができる。
【００２６】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００２７】
１  配管内流量制御システム
２  配管
３  絞り流量計
４  流量調整弁
５  配管流量制御部
１１  ＮＯガス導入管
１２  ＮＯ濃度分析計
【図１】
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【図２】
2018141691.tif 000006