(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物燃料燃焼ボイラを備えた発電設備におけるボイラ伝熱管肉厚推測方法であって、
ボイラ伝熱管の肉厚を測定し、
測定された前記肉厚に基づいて、測定間隔における減肉量を算出し、
前記ボイラの燃焼ガス中の塩化水素濃度を連続して測定し、
測定された前記塩化水素濃度と前記ボイラの稼働時間とから塩化水素濃度の積算値を算出し、
算出された前記減肉量と、算出された前記積算値との相関係数を導出し、
任意の時点における前記ボイラ伝熱管の肉厚を、前記相関係数と前記積算値とに基づいて推測し、
任意の期間における塩化水素濃度に基づいて、将来の塩化水素濃度を予測し、
前記ボイラ伝熱管の寿命を、推測された前記ボイラ伝熱管の前記肉厚と、予測された前記将来の塩化水素濃度と、前記ボイラ伝熱管の必要最小肉厚とに基づいて予測する
ことを特徴とするボイラ伝熱管肉厚推測方法。
【請求項２】
廃棄物燃料燃焼ボイラを備えた発電設備におけるボイラ伝熱管肉厚推測方法であって、
ボイラ伝熱管の肉厚を測定し、
測定された前記肉厚に基づいて、測定間隔における減肉量を算出し、
前記ボイラの燃焼ガス中の塩化水素濃度を連続して測定し、
測定された前記塩化水素濃度と前記ボイラの稼働時間とから塩化水素濃度の積算値を算出し、
算出された前記減肉量と、算出された前記積算値との相関係数を導出し、
前記ボイラ伝熱管の肉厚を、前記相関係数と前記積算値とに基づいて推測し、
さらに、
任意の期間における塩化水素濃度に基づいて、将来の塩化水素濃度を予測し、
前記ボイラ伝熱管の寿命を、前記ボイラ伝熱管の肉厚の実測値または推測された前記ボイラ伝熱管の前記肉厚と、予測された前記将来の塩化水素濃度と、前記ボイラ伝熱管の必要最小肉厚とに基づいて予測し、
さらに、
前記ボイラ伝熱管の寿命予測は、
任意の時点の前記ボイラ伝熱管の肉厚から前記ボイラ伝熱管の前記必要最小肉厚を減算して許容減肉量を算出し、
算出された前記許容減肉量を前記相関係数で除算して、許容塩化水素濃度積算値を算出し、
算出された前記許容塩化水素濃度積算値を予測された前記塩化水素濃度で除算して前記ボイラ伝熱管の寿命を予測する
ことを特徴とするボイラ伝熱管肉厚推測方法。
【請求項３】
前記将来の塩化水素濃度を、前記任意の期間における塩化水素濃度の平均値に基づいて予測する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のボイラ伝熱管肉厚推測方法。
【請求項４】
前記ボイラ伝熱管は、複数列の配管によって構成された過熱器を含み、
前記配管ごとの肉厚を推測するとともに、前記配管ごとの寿命を予測する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のボイラ伝熱管肉厚推測方法。
【請求項５】
前記燃焼ガス中の塩化水素濃度は、集塵器の上流に設けられた塩化水素濃度計によって測定する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のボイラ伝熱管肉厚推測方法。
【請求項６】
前記廃棄物燃料燃焼ボイラは、ＲＰＦ燃焼ボイラである
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のボイラ伝熱管肉厚推測方法。
【請求項７】
請求項４のボイラ伝熱管肉厚推測方法によって予測された前記配管ごとの寿命に基づいて、前記配管同士の配置を入れ替えるか、または１以上の前記配管を交換するとともに１以上の前記配管の配置を変更する
ことを特徴とするボイラ伝熱管管理方法。
【請求項８】
廃棄物燃料燃焼ボイラを備えた発電設備に関するボイラ伝熱管肉厚推測装置であって、
測定されたボイラ伝熱管の肉厚に基づいて、測定間隔における前記ボイラ伝熱管の減肉量を算出する減肉量算出部と、
連続的に測定された前記ボイラの燃焼ガス中の塩化水素濃度から塩化水素濃度の積算値を算出する積算値算出部と、
算出された前記減肉量と、算出された前記積算値との相関係数を導出する相関導出部と、
任意の時点における前記ボイラ伝熱管の肉厚を、前記相関係数と前記積算値とに基づいて推測する肉厚推測部と、
任意の期間における前記ボイラの燃焼ガス中の塩化水素濃度に基づいて、前記ボイラの燃焼ガス中の将来の塩化水素濃度を予測する塩化水素濃度予測部と、
前記推測された前記ボイラ伝熱管の前記肉厚と、予測された前記将来の塩化水素濃度と、前記ボイラ伝熱管の必要最小肉厚とに基づいて、前記ボイラ伝熱管の寿命を予測する寿命予測部と、を備える
ことを特徴とするボイラ伝熱管肉厚推測装置。
【請求項９】
廃棄物燃料燃焼ボイラを備えた発電設備に関するボイラ伝熱管肉厚推測装置であって、
測定されたボイラ伝熱管の肉厚に基づいて、測定間隔における前記ボイラ伝熱管の減肉量を算出する減肉量算出部と、
連続的に測定された前記ボイラの燃焼ガス中の塩化水素濃度から塩化水素濃度の積算値を算出する積算値算出部と、
算出された前記減肉量と、算出された前記積算値との相関係数を導出する相関導出部と、
前記ボイラ伝熱管の肉厚を、前記相関係数と前記積算値とに基づいて推測する肉厚推測部と、
任意の期間における前記ボイラの燃焼ガス中の塩化水素濃度に基づいて、前記ボイラの燃焼ガス中の将来の塩化水素濃度を予測する塩化水素濃度予測部と、
前記ボイラ伝熱管の肉厚の実測値または推測された前記ボイラ伝熱管の前記肉厚と、予測された前記将来の塩化水素濃度と、前記ボイラ伝熱管の必要最小肉厚とに基づいて、前記ボイラ伝熱管の寿命を予測する寿命予測部と、
前記任意の時点の前記ボイラ伝熱管の肉厚から前記ボイラ伝熱管の前記必要最小肉厚を減算して前記任意の時点の許容減肉量を算出する許容減肉量算出部と、
算出された前記許容減肉量を前記相関係数で除算して、前記任意の時点の許容塩化水素濃度積算値を算出する許容積算値算出部と、を備え、
前記寿命予測部は、前記許容塩化水素濃度積算値を予測された前記将来の塩化水素濃度で除算して、前記ボイラ伝熱管の寿命を予測する
ことを特徴とするボイラ伝熱管肉厚推測装置。
【請求項１０】
コンピュータを請求項８または９に記載のボイラ伝熱管肉厚推測装置として機能させる
ことを特徴とするボイラ伝熱管肉厚推測プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物燃料燃焼ボイラを備えた発電設備におけるボイラ伝熱管肉厚推測方法、ボイラ伝熱管肉厚推測装置、ボイラ伝熱管肉厚推測プログラムおよび当該方法に基づくボイラ伝熱管管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＲＤＦ（Ｒｅｆｕｓｅ  Ｄｅｒｉｖｅｄ  Ｆｕｅｌ）やＲＰＦ（Ｒｅｆｕｓｅ  Ｐａｐｅｒ  ＆  Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｆｕｅｌ）といった廃棄物固形燃料を利用する発電設備が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の発電設備は、例えば、従来の発電機を既存の焼却炉やボイラの廃熱経路に設置し廃熱を利用して発電することにより、焼却炉やボイラで使用する燃料と購入電力の低減を図ることができる。
【０００３】
ところで、廃棄物固形燃料は、塩素やアルカリ金属等の腐食成分を含んでおり、これら腐食成分が火炉壁管、過熱器管等といったボイラ伝熱管を腐食させるという問題がある。配管は、所定の厚さ以上の肉厚がないと運用できないため、配管の管理が重要となっている。塩化物による腐食速度は、管壁温度（メタル温度）が３２０度を超えると速まる傾向があるため、腐食速度を抑制するために、管壁温度を３２０度未満に抑える必要がある。しかしながら、例えば、ボイラ伝熱管のうち過熱器は、発電効率の観点から３２０度以上で運用し蒸気を過熱する必要があるので、腐食が特に進行することになる。その結果、腐食がすすんだボイラ伝熱管を交換する必要があるが、ボイラ伝熱管の交換にはコストを要する。したがって、廃棄物燃料燃焼ボイラを備えた発電設備を運用するにあたり、経済合理性の観点からも、適切にボイラ伝熱管の腐食を管理する必要がある。
【０００４】
しかしながら、廃棄物固形燃料の塩素含有量がボイラ伝熱管の腐食速度に影響するところ、廃棄物固形燃料の塩素含有量は一定でないので、ボイラ伝熱管の腐食量を管理することは、困難であった。そのため、ボイラ伝熱管の肉厚を短い間隔で定期的に測定することが推奨されるが、ボイラ伝熱管の肉厚を測定するためには、ボイラを停止しなければならず、コストがかかる。また、ボイラ伝熱管の肉厚の実測値から最小二乗法などの近似式によってボイラ伝熱管の減肉速度を推定し、肉厚を推測する方法があるが、正確性にかけるので、あまり適切でない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０２０−１３３５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、廃棄物燃料燃焼ボイラを備えた発電設備におけるボイラ伝熱管の腐食量を管理するために、ボイラ伝熱管の肉厚を適切に推測することができるボイラ伝熱管肉厚推測方法、ボイラ伝熱管肉厚推測装置、ボイラ伝熱管推測プログラムおよび当該方法に基づくボイラ伝熱管管理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】
上記課題を解決するために、本発明に係るボイラ伝熱管肉厚推測方法は、
廃棄物燃料燃焼ボイラを備えた発電設備におけるボイラ伝熱管肉厚推測方法であって、
ボイラ伝熱管の肉厚を測定し、
測定された肉厚に基づいて、測定間隔における減肉量を算出し、
ボイラの燃焼ガス中の塩化水素濃度を連続して測定し、
測定された塩化水素濃度とボイラの稼働時間とから塩化水素濃度の積算値を算出し、
算出された減肉量と、算出された積算値との相関係数を導出し、
任意の時点におけるボイラ伝熱管の肉厚を、相関係数と積算値とに基づいて推測し、
任意の期間における塩化水素濃度に基づいて、将来の塩化水素濃度を予測し、
ボイラ伝熱管の寿命を、推測されたボイラ伝熱管の肉厚と、予測された将来の塩化水素濃度と、ボイラ伝熱管の必要最小肉厚とに基づいて予測する、ことを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係るボイラ伝熱管肉厚推測方法は、
廃棄物燃料燃焼ボイラを備えた発電設備におけるボイラ伝熱管肉厚推測方法であって、
ボイラ伝熱管の肉厚を測定し、
測定された肉厚に基づいて、測定間隔における減肉量を算出し、
ボイラの燃焼ガス中の塩化水素濃度を連続して測定し、
測定された塩化水素濃度とボイラの稼働時間とから塩化水素濃度の積算値を算出し、
算出された減肉量と、算出された積算値との相関係数を導出し、
ボイラ伝熱管の肉厚を、相関係数と積算値とに基づいて推測し、
さらに、
任意の期間における塩化水素濃度に基づいて、将来の塩化水素濃度を予測し、
ボイラ伝熱管の寿命を、ボイラ伝熱管の肉厚の実測値または推測されたボイラ伝熱管の肉厚と、予測された将来の塩化水素濃度と、ボイラ伝熱管の必要最小肉厚とに基づいて予測し、
さらに、
ボイラ伝熱管の寿命予測は、
任意の時点のボイラ伝熱管の肉厚からボイラ伝熱管の必要最小肉厚を減算して許容減肉量を算出し、
算出された許容減肉量を相関係数で除算して、許容塩化水素濃度積算値を算出し、
算出された許容塩化水素濃度積算値を予測された塩化水素濃度で除算してボイラ伝熱管の寿命を予測する、ことを特徴とする。
【００１０】
上記ボイラ伝熱管肉厚推測方法は、例えば、
将来の塩化水素濃度を、任意の期間における塩化水素濃度の平均値に基づいて予測する。
【００１１】
上記ボイラ伝熱管肉厚推測方法は、
ボイラ伝熱管が、複数列の配管によって構成された過熱器を含み、
好ましくは、配管ごとの肉厚を推測するとともに、配管ごとの寿命を予測する。
【００１２】
上記ボイラ伝熱管肉厚推測方法は、例えば、
燃焼ガス中の塩化水素濃度は、集塵器の上流に設けられた塩化水素濃度計によって測定する。
【００１３】
上記ボイラ伝熱管肉厚推測方法は、例えば、
廃棄物燃料燃焼ボイラが、ＲＰＦ燃焼ボイラである。
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明に係るボイラ伝熱管管理方法は、
上記ボイラ伝熱管肉厚推測方法によって予測された配管ごとの寿命に基づいて、配管同士の配置を入れ替えるか、または１以上の配管を交換するとともに１以上の配管の配置を変更する。
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明に係るボイラ伝熱管肉厚推測装置は、
廃棄物燃料燃焼ボイラを備えた発電設備に関するボイラ伝熱管肉厚推測装置であって、
測定されたボイラ伝熱管の肉厚に基づいて、測定間隔におけるボイラ伝熱管の減肉量を算出する減肉量算出部と、
連続的に測定されたボイラの燃焼ガス中の塩化水素濃度から塩化水素濃度の積算値を算出する積算値算出部と、
算出された減肉量と、算出された積算値との相関係数を導出する相関導出部と、
任意の時点におけるボイラ伝熱管の肉厚を、相関係数と積算値とに基づいて推測する肉厚推測部と、
任意の期間におけるボイラの燃焼ガス中の塩化水素濃度に基づいて、ボイラの燃焼ガス中の将来の塩化水素濃度を予測する塩化水素濃度予測部と、
推測されたボイラ伝熱管の肉厚と、予測された将来の塩化水素濃度と、ボイラ伝熱管の必要最小肉厚とに基づいて、ボイラ伝熱管の寿命を予測する寿命予測部と、を備える、ことを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明に係るボイラ伝熱管肉厚推測装置は、
廃棄物燃料燃焼ボイラを備えた発電設備に関するボイラ伝熱管肉厚推測装置であって、
測定されたボイラ伝熱管の肉厚に基づいて、測定間隔におけるボイラ伝熱管の減肉量を算出する減肉量算出部と、
連続的に測定されたボイラの燃焼ガス中の塩化水素濃度から塩化水素濃度の積算値を算出する積算値算出部と、
算出された減肉量と、算出された積算値との相関係数を導出する相関導出部と、
ボイラ伝熱管の肉厚を、相関係数と積算値とに基づいて推測する肉厚推測部と、
任意の期間におけるボイラの燃焼ガス中の塩化水素濃度に基づいて、ボイラの燃焼ガス中の将来の塩化水素濃度を予測する塩化水素濃度予測部と、
ボイラ伝熱管の肉厚の実測値または推測されたボイラ伝熱管の肉厚と、予測された将来の塩化水素濃度と、ボイラ伝熱管の必要最小肉厚とに基づいて、ボイラ伝熱管の寿命を予測する寿命予測部と、
任意の時点のボイラ伝熱管の肉厚からボイラ伝熱管の必要最小肉厚を減算して任意の時点の許容減肉量を算出する許容減肉量算出部と、
算出された許容減肉量を相関係数で除算して、任意の時点の許容塩化水素濃度積算値を算出する許容積算値算出部と、を備え、
寿命予測部は、許容塩化水素濃度積算値を予測された将来の塩化水素濃度で除算して、ボイラ伝熱管の寿命を予測する、ことを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明に係るボイラ伝熱管肉厚推測プログラムは、
コンピュータを上記ボイラ伝熱管肉厚推測装置として機能させる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るボイラ伝熱管肉厚推測方法、ボイラ伝熱管肉厚推測装置およびボイラ伝熱管肉厚推測プログラムは、廃棄物燃料燃焼ボイラを備えた発電設備におけるボイラ伝熱管の肉厚を適切に推測することができる。また、当該方法に基づくボイラ伝熱管管理方法は、ボイラ伝熱管を適切に管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る廃棄物燃料燃焼ボイラを概略的に示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るボイラ伝熱管肉厚推測装置のハード構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るボイラ伝熱管肉厚推測装置のブロック図である。
【図４】図３に示されたボイラ伝熱管肉厚推測装置の各構成要素のボイラ伝熱管肉厚推測に係る動作を示すフロー図である。
【図５】図１に示されたボイラの稼働時間と、塩化水素濃度と、塩化水素濃度の積算値と、伝熱管肉厚とを示すグラフである。
【図６】図３に示されたボイラ伝熱管肉厚推測装置の各構成要素のボイラ伝熱管寿命予測に係る動作を示すフロー図である。
【図７】図２に示されたボイラ伝熱管肉厚推測装置のボイラ伝熱管寿命予測を説明するグラフである。
【図８】図２に示されたボイラ伝熱管肉厚推測装置のボイラ伝熱管寿命予測を説明する別のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係るボイラ伝熱管肉厚推測装置、ボイラ伝熱管肉厚推測プログラム、ボイラ伝熱管肉厚推測方法および当該方法に基づくボイラ伝熱管管理方法について説明する。
【００２２】
＜ボイラ＞
まず、図１を参照して、本実施形態に係る廃棄物燃料燃焼ボイラ（以下、単に「ボイラ」という）Ｂについて説明する。ボイラＢは、発電設備に設けられたＲＰＦ燃焼ボイラである。ボイラＢは、火炉１と、火炉壁管２と、節炭器４と、蒸発水管６と、過熱器８と、塩化水素濃度計１０と、を備えている。本実施形態では、ボイラＢは、ＲＰＦ燃焼ボイラであるが、単なる一例であって、本発明に係る「廃棄物燃料燃焼ボイラ」は、これに限定されない。
【００２３】
火炉１は、流動層１ａと燃料投入口１ｂとを有し、燃料投入口１ｂから投入されたＲＰＦを流動層１ａにおいて燃焼し、燃焼ガスを発生させる。火炉１の燃焼ガス温度は、例えば、８００度〜９００度となるよう設定されている。
【００２４】
火炉壁管２は、火炉１内の放射熱を吸収し、かつ、炉壁温度を低下させるよう炉壁に並べられ、水冷壁として機能するよう構成されている。火炉壁管２内部の流体温度は、例えば、２８０度〜２９０度で設定され、これにより、火炉壁管２の表面温度は、３２０度未満で運用される。
【００２５】
節炭器４、蒸発水管６および過熱器８は、それぞれ複数の配管を有する。図１に示すように、本実施形態では、各配管は、燃焼ガスの流路に直交するように配置されている。節炭器４は、配管外部の燃焼ガスで配管内部の水を予熱し、蒸発水管６は、配管外部の燃焼ガスで配管内部の水を蒸気に変える。過熱器８は、蒸気を過熱して過熱蒸気にする。火炉壁管２、節炭器４、蒸発水管６および過熱器８は、本発明の「ボイラ伝熱管」に相当する。以下、火炉壁管２、節炭器４、蒸発水管６および過熱器８を「ボイラ伝熱管」と言うことがある。
【００２６】
塩化水素濃度計１０は、過熱器８の下流側に設けられている。火炉１で発生させられた燃焼ガスは、節炭器４、蒸発水管６および過熱器８が配置された煙道を通り、煙道内に吹込まれた消石灰と反応させられ塩化カルシウムとしてバグフィルター（図示略）で集塵される。したがって、塩化水素濃度計１０は、燃焼ガス中の塩化水素濃度を適切に測定するために、煙道内において集塵機の上流かつ消石灰が吹き込まれる位置より上流に配置されている。塩化水素濃度計１０は、燃焼ガス中の塩化水素濃度をボイラＢの稼働中、連続して測定する。塩化水素濃度計１０は、例えば、レーザー方式の塩化水素濃度計でもよい。レーザー方式の塩化水素濃度計として、例えば、測定ガス温度が１，２００度でも測定可能な装置が知られている。
【００２７】
＜ボイラ伝熱管肉厚推測装置＞
次に、図２〜図８を参照して、ボイラ伝熱管肉厚推測装置Ｄについて説明する。
【００２８】
図２は、本実施形態に係るボイラ伝熱管肉厚推測装置Ｄのハード構成を示す図である。コンピュータＣは、ボイラ伝熱管肉厚推測プログラムＰによって、ボイラ伝熱管に関する各種情報が入力されるとボイラ伝熱管の肉厚を算出するボイラ伝熱管肉厚推測装置Ｄとして機能するよう構成されている。
【００２９】
図２に示すように、コンピュータＣは、入力部Ｃ１と、制御部Ｃ２と、メモリＣ３と、記憶部Ｃ４と、出力部Ｃ５と、を有する。記憶部Ｃ４は、ハードディスクなどからなり、ＯＳとボイラ伝熱管肉厚推測プログラムＰとを記憶している。入力部Ｃ１は、キーボード、受信装置などからなり、ボイラ伝熱管に関する各種情報は、入力部Ｃ１を介してコンピュータＣに入力される。制御部Ｃ２は、ボイラ伝熱管肉厚推測プログラムＰを動作させる。出力部Ｃ５は、モニタ、送信装置などからなり、ボイラ伝熱管の肉厚の推測結果、ボイラ伝熱管の寿命予測結果を出力する。
【００３０】
図３は、本実施形態に係るボイラ伝熱管肉厚推測装置Ｄのブロック図である。ボイラ伝熱管肉厚推測装置Ｄは、記憶部１２と、減肉量算出部１４と、積算値算出部１６と、相関導出部１８と、肉厚推測部２０と、を備えている。
【００３１】
記憶部１２は、定期的に測定されるボイラ伝熱管の肉厚（以下、単に「肉厚」という）をボイラＢの稼働時間とともに記憶する（図４のＳ４２参照）。火炉壁管２、節炭器４、蒸発水管６および過熱器８は、配管ごとに複数箇所測定されてもよい。肉厚が測定される間隔は、減肉速度に基づいて決定されてもよい。
【００３２】
図５のグラフは、ボイラＢ稼働中における過熱器８の複数の配管のうちの１つの配管８ａの肉厚の推移を一例として示している。減肉速度は、ボイラ伝熱管の表面温度の影響を受けるので、過熱器８は、図５に示すように、例えば、稼働開始から３ヶ月ごとに肉厚を測定されてもよく、過熱器８よりも低温で運用される火炉壁管２は、１年ごとに肉厚を測定されてもよい。肉厚測定は、例えば、超音波厚さ計を用いてもよい。記憶部１２は、さらに、塩化水素濃度計１０によって測定された塩化水素濃度をボイラＢの稼働時間とともに記憶する（図４のＳ４１参照）。
【００３３】
減肉量算出部１４は、測定された肉厚に基づいて、測定間隔ごとの減肉量を算出する（図４のＳ４３参照）。
【００３４】
積算値算出部１６は、塩化水素濃度と稼働時間とに基づいて、塩化水素濃度の積算値を算出する（図４のＳ４４参照）。図５において、３ヶ月ごとに測定されプロットされた肉厚を結ぶ実線の傾きＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４は、配管８ａの減肉速度を示している。また、塩化水素濃度の積算値は、図５の網掛け部分で示されており、図５中のＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４の網掛け部分は、配管８ａの３ヶ月ごとの塩化水素濃度の積算値を示している。すなわち、本発明の「塩化水素濃度の積算値」とは、図５に示すように、塩化水素濃度の値を時間軸で積算された値のことである。積算値算出部１６は、肉厚測定間隔における塩化水素濃度の積算値を算出する。また、積算値算出部１６は、連続して塩化水素濃度の積算値を算出してもよい。
【００３５】
相関導出部１８は、減肉量算出部１４によって算出されたボイラ伝熱管の減肉量と、塩化水素濃度の積算値との相関係数Ｒを導出する（図４のＳ４５参照）。相関導出部１８は、例えば、３ヶ月ごとの減肉量および塩化水素濃度の積算値から、減肉量と塩化水素濃度の積算値との相関係数Ｒを導出する。これにより、１年あたり、３ヶ月ごとの４つの相関係数Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４が算出されることになる。相関導出部１８は、算出された４つの相関係数Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の平均値を肉厚の推測に用いる相関係数Ｒとしてもよい。
【００３６】
肉厚推測部２０は、相関係数Ｒと塩化水素濃度の積算値とに基づいて、ボイラ伝熱管の肉厚を推測する（図４のＳ４６参照）。肉厚推測部２０は、例えば、直近の肉厚測定から現在までの塩化水素濃度の積算値と相関係数Ｒをかけ合わせ減肉量を推測し、直近の肉厚の実測値から推測した減肉量を減算して現在の肉厚を推測する。すなわち、ボイラ伝熱管肉厚推測装置Ｄは、肉厚を直接測定しなくても相関係数Ｒを用いることにより、肉厚推測部２０によって肉厚を随時推測することができる。
【００３７】
ボイラ伝熱管肉厚推測装置Ｄは、さらに、塩化水素濃度予測部２２と、許容減肉量算出部２４と、許容積算値算出部２６と、寿命予測部２８と、を備えている。
【００３８】
塩化水素濃度予測部２２は、図７に示すように、任意の期間ＡＰにおける塩化水素濃度に基づいて、将来の塩化水素濃度ＦＨを予測する（図６のＳ６１参照）。塩化水素濃度予測部２２は、例えば、任意の期間ＡＰにおける塩化水素濃度の平均値に基づいて将来の塩化水素濃度ＦＨを予測してもよい。任意の期間ＡＰは、将来の塩化水素濃度ＦＨを予測しようとする時点の直近６ヶ月間としてもよい。塩化水素濃度予測部２２は、塩化水素濃度が連続的に計測されているので平均値を求める期間は任意に設定することができ、その結果、将来の塩化水素濃度ＦＨを随時算出し更新することができる。
【００３９】
許容減肉量算出部２４は、図８に示すように、任意の時点Ｍ１のボイラ伝熱管の肉厚ＣＴからボイラ伝熱管の必要最小肉厚ＬＴを減算して許容減肉量ＰＴを算出する（図６のＳ６２参照）。必要最小肉厚ＬＴは、「発電用火力設備に関する技術基準を定める省令」を参照し、最高使用圧力または最高使用温度において発生する最大の応力に対し安全な肉厚としてもよい。また、必要最小肉厚は、例えば、「発電用火力設備の技術基準の解釈」に基づく値としてもよい。許容減肉量算出部２４は、例えば、次の式（１）で示すように、ボイラ伝熱管の必要最小肉厚ＬＴとボイラ伝熱管の肉厚の実測値または推測されたボイラ伝熱管の肉厚との差分から任意の時点Ｍ１の許容減肉量ＰＴを算出してもよい。
式（１）・・・許容減肉量ＰＴ＝任意時点の肉厚ＣＴ−必要最小肉厚ＬＴ
【００４０】
許容積算値算出部２６は、例えば、次の式（２）で示すように、算出された許容減肉量ＰＴを相関係数Ｒで除算して任意の時点Ｍ１の許容塩化水素濃度積算値ＰＨを算出する（図６のＳ６３参照）。
式（２）・・・許容塩化水素濃度積算値ＰＨ＝許容減肉量ＰＴ／相関係数Ｒ
【００４１】
寿命予測部２８は、例えば、次の式（３）で示すように、許容塩化水素濃度積算値ＰＨを予測された塩化水素濃度ＦＨで除算してボイラ伝熱管の寿命Ｍ２を予測する（図６のＳ６４参照）。
式（３）・・・ボイラ伝熱管の寿命Ｍ２＝許容塩化水素濃度積算値ＰＨ／塩化水素濃度ＦＨ
【００４２】
ボイラ伝熱管肉厚推測装置Ｄは、肉厚推測部２０によって肉厚を随時予測し、塩化水素濃度予測部２２によって将来の塩化水素濃度ＦＨを随時予測し、かつ、許容積算値算出部２６によって、許容塩化水素濃度積算値ＰＨを随時予測することができるので、適切にボイラ伝熱管の寿命Ｍ２を予測することができる。
【００４３】
また、ボイラ伝熱管肉厚推測装置Ｄは、ボイラ伝熱管の配管ごとに肉厚を推測するとともに、ボイラ伝熱管の配管ごとに寿命を予測してもよい。この場合、ボイラ伝熱管肉厚推測装置Ｄのユーザは、予測された配管ごとの寿命に基づいて、配管同士の配置を入れ替えるか、または１以上の配管を交換するとともに１以上の配管の配置を変更することにより、適切に各配管の管理をすることができる。
【００４４】
ボイラ伝熱管肉厚推測装置Ｄは、上述のとおり、相関係数Ｒと、燃焼ガス中の塩化水素濃度の実測値とに基づいて、ボイラ伝熱管の肉厚を随時推測することができるので、ユーザは、ボイラ伝熱管の肉厚を適切に管理することができる。さらに、ボイラ伝熱管肉厚推測装置Ｄは、ボイラ伝熱管の肉厚の実測値または推測されたボイラ伝熱管の肉厚と、予測された将来の塩化水素濃度ＦＨと、ボイラ伝熱管の必要最小肉厚ＬＴとに基づいて予測することができるので、ユーザは、頻繁にボイラ伝熱管の肉厚を測定しなくても、ボイラ伝熱管の更新時期を適切に判断することができる。加えて、本実施形態に係るボイラ伝熱管推測方法は、燃焼ガス中の塩化水素濃度を随時観測できることから、廃棄物燃料の塩素含有量を減少させてボイラ伝熱管の更新時期を遅らせることを容易にする効果を有する。
【００４５】
以上、本発明に係るボイラ伝熱管肉厚推測装置Ｄ、ボイラ伝熱管肉厚推測プログラムＰ、ボイラ伝熱管肉厚推測方法および当該方法に基づくボイラ伝熱管管理方法の一実施形態について説明してきたが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明は、以下の変形例によって実施されてもよい。
【００４６】
・ボイラ伝熱管肉厚推測装置Ｄは、さらに、将来の減肉速度を予測する減肉速度予測部をさらに備えてもよい。この場合、寿命予測部２８は、許容減肉量算出部２４によって算出された許容減肉量ＰＴを将来の減肉速度で除算することによりボイラ伝熱管の寿命を予測してもよい。減肉速度予測部は、例えば、任意の期間における減肉速度から将来の減肉速度を予測してもよい。この場合の任意の期間は、塩化水素濃度予測部２２によって参照された期間ＡＰに関連する期間が好ましい。
【００４７】
・塩化水素濃度予測部２２は、投入予定の廃棄物燃料の原料の出処と同じ出処の原料から製造された燃料を使用していた期間の塩化水素濃度に基づいて、将来の塩化水素濃度ＦＨを予測してもよい。これは、廃棄物燃料の塩素含有量が原料の出処に依存する傾向があることに基づく。
【符号の説明】
【００４８】
Ｂ  ボイラ
Ｃ  コンピュータ
Ｐ  ボイラ伝熱管肉厚推測プログラム
Ｄ  ボイラ伝熱管肉厚推測装置
１  火炉
２  火炉壁管
４  節炭器
６  蒸発水管
８  過熱器
１０  塩化水素濃度計
１２  記憶部
１４  減肉量算出部
１６  積算値算出部
１８  相関導出部
２０  肉厚推測部
２２  塩化水素濃度予測部
２４  許容減肉量算出部
２６  許容積算値算出部
２８  寿命予測部
【要約】
【課題】廃棄物燃料燃焼ボイラを備えた発電設備におけるボイラ伝熱管の腐食量を管理するために、ボイラ伝熱管の肉厚を適切に推測することができるボイラ伝熱管肉厚推測方法を提供する。
【解決手段】ボイラ伝熱管肉厚推測方法は、廃棄物燃料燃焼ボイラを備えた発電設備において、（１）ボイラ伝熱管の肉厚を測定し、（２）測定された肉厚に基づいて、測定間隔における減肉量を算出し、（３）ボイラの燃焼ガス中の塩化水素濃度を連続して測定し、（４）測定された塩化水素濃度とボイラ稼働時間とから塩化水素濃度の積算値を算出し、（５）ボイラ伝熱管の減肉量と、塩化水素濃度の積算値との相関係数Ｒを導出し、（６）導出された相関係数Ｒと塩化水素濃度の積算値とに基づいて、ボイラ伝熱管の肉厚を推測する。
【選択図】図４【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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【図８】
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