(57)【要約】ボイラの各種配管における構造破壊、結晶的変化、漏出又は噴破による異常の早期発見と異常発生の客観的な判断を可能にする異常監視技術を提供する。ボイラ配管の構造破壊、結晶的変化、漏出又は噴破による異常の発生を検出するためのボイラ配管の異常監視装置であって、ボイラ配管の状態に関わるプロセスデータの時系列データを表示するプロセスデータ表示部と、ボイラ配管に設置された複数のＡＥセンサによる時系列データを表示するセンサデータ表示部と、を備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラ配管の構造破壊、結晶的変化、漏出又は噴破による異常の発生を検出するためのボイラ配管の異常監視装置であって、
前記ボイラ配管の状態に関わるプロセスデータの時系列データを表示するプロセスデータ表示部と、
前記ボイラ配管に設置された少なくともひとつＡＥセンサによる時系列データを表示するセンサデータ表示部と、を備え、
前記プロセスデータと、前記センサデータとを比較可能に構成された、異常監視装置。
【請求項２】
前記プロセスデータと前記センサデータとから検出されるボイラ配管の構造破壊、結晶的変化、漏出又は噴破の有無に関するデータを比較する比較部と、
前記有無に関するデータの比較結果を表示する比較結果表示部と、
を備える請求項１に記載の異常監視装置。
【請求項３】
前記比較結果表示部は、前記比較結果から異常状態を判定すると、その旨を表示する請求項２に記載の異常監視装置。
【請求項４】
前記プロセスデータには、前記ボイラ配管の噴破有無に関するデータを含み、
前記比較部は、前記ボイラ配管の噴破有無と、前記ＡＥセンサで検知される弾性波の検知有無と、を比較する請求項１に記載の異常監視装置。
【請求項５】
前記プロセスデータには、前記ボイラ配管へ給水量と前記ボイラ配管からの排水量に関するデータを含み、
前記比較部は、前記給水量と排水量との差分の有無と、前記ＡＥセンサで検知される弾性波の検知有無と、を比較する請求項１に記載の異常監視装置。
【請求項６】
ボイラ配管の構造破壊、結晶的変化、漏出又は噴破による異常の発生を検出するボイラ配管の異常監視方法であって、
前記ボイラ配管の状態に関わるプロセスデータの時系列データを表示するプロセスデータ表示ステップと、
前記ボイラ配管に設置された複数のＡＥセンサによる時系列データを表示するセンサデータ表示ステップと、を含み、
前記プロセスデータと、前記センサデータとを比較可能である、異常監視方法。
【請求項７】
ボイラ配管の構造破壊、結晶的変化、漏出又は噴破による異常の発生を検出するボイラ配管の異常監視プログラムであって、
前記プログラムはコンピュータに、
前記ボイラ配管の状態に関わるプロセスデータの時系列データを表示するプロセスデータ表示ステップと、
前記ボイラ配管に設置された複数のＡＥセンサによる時系列データを表示するセンサデータ表示ステップと、を実行させ、
前記プロセスデータと、前記センサデータとを比較可能にした、異常監視プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異常監視装置、異常監視方法及び異常監視プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラの各種配管の構造破壊、結晶的変化、漏出又は噴破による高圧蒸気や高圧水の漏出等の異常を、ボイラ配管から発せられる音響を集音することにより検出するシステムがある。このシステムでは、可聴帯域及び超音波帯域を集音可能な集音装置を、集音対象に複数設置し、得られた複数の音響データから周波数帯域別音圧レベル比較して漏出等の異常の発生を判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２０１３／１３６４７２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ボイラ配管から発せられる音響により異常検出を行う場合、配管からの構造破壊、結晶的変化、漏出又は噴破の発生音を検出する。そのため、これらの事象が発生する前の状態では音響がないため事象の早期発見が難しい。また、音響による検出の場合、当該事象の音響以外もノイズとして混入こともあり、客観的な異常発生の判断が難しい。【０００５】
本発明のある態様の例示的な目的のひとつは、ボイラの各種配管における構造破壊、結晶的変化、漏出又は噴破による異常の早期発見と客観的な判断を可能にする異常監視技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明のある態様の異常監視装置は、ボイラ配管の構造破壊、結晶的変化、漏出又は噴破による異常の発生を検出するためのボイラ配管の異常監視装置であって、前記ボイラ配管の状態に関わる時系列データを表示するデータ表示部と、前記ボイラ配管に設置された複数のＡＥセンサによる時系列データを表示するセンサデータ表示部と、前記プロセスデータと、前記センサデータとを比較可能に構成されている。【０００７】
この態様では、ボイラ配管に複数のＡＥ（アコースティックエミッション）センサを設置し、ＡＥセンサにより検知されたデータを表示するため、可聴領域でない物理的な破壊音の検知が可能になる。そのため、噴破の兆候を含め早期の異常検出が可能になる。また、ＡＥセンサによるデータに加え、ボイラ配管の状態に関わるデータを表示するため、ＡＥセンサで得られた情報と、ボイラ配管の状態に関わるデータで得られた情報との複数の判断材料をリアルタイムに提供できる。そのため、オペレータによる早期かつ客観的な異常発生の判断が可能になる。なお、ここでいうボイラ配管には、熱交換器等の熱交換を行う部分や当該部分を繋ぐ配管すべてを含むものである。また、ボイラ配管の状態に関わるデータとしては、プロセスデータをはじめ、現場記録、動作記録、アラーム履歴などのデータも含む。【０００８】
本発明の別の態様は、異常監視方法である。この方法は、ボイラ配管の構造破壊、結晶的変化、漏出又は噴破による異常の発生を検出するボイラ配管の異常監視方法であって、前記ボイラ配管の状態に関わるボイラ配管の状態に関わる時系列データを表示するボイラ配管の状態に関わるデータ表示ステップと、前記ボイラ配管に設置された複数のＡＥセンサによる時系列データを表示するセンサデータ表示ステップと、を含み、前記プロセスデータと、前記センサデータとを比較可能である。【０００９】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システム、コンピュータプログラム、データ構造、記録媒体などの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ボイラの各種配管における構造破壊、結晶的変化、漏出又は噴破による異常の早期発見と異常発生の客観的な判断が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の異常監視装置及び監視対象であるボイラの全体構成図である。
【図２】本実施形態の異常監視装置の機能ブロック図である。
【図３】図１の異常監視装置におけるＡＥセンサから得られるデータのイメージ図である。
【図４】図２の異常監視装置の異常監視処理の手順を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を好適な実施の形態（以下「本実施形態」という。）をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、本実施形態は、発明を限定するものではなく例示であって、本実施形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００１３】
図１及び図２を用いて、本実施形態の異常監視装置２００及び異常監視装置２００の監視対象であるボイラ１００について説明する。
【００１４】
図１は、異常監視装置２００及び監視対象であるボイラ１００の全体構成図である。ここで説明するボイラ１００は、循環流動層ボイラであって、高温で流動する固体粒子（循環材、珪砂等）を循環させながら、燃料を燃焼して、蒸気を発生させる装置である。ボイラ１００では、燃料として、例えば、非化石燃料（木質バイオマス、廃タイヤ、廃プラスチック、スラッジなど）を使用することができる。ボイラ１００で発生した蒸気は、例えば発電タービンの駆動に用いられる。なお、本実施形態では最適な実施例として循環流動層ボイラについて説明するものであって、本発明はこれに限定されず、他のボイラの場合においても適用可能である。
【００１５】
ボイラ１００は、火炉１０１と、サイクロン１０２と、循環材回収管１０３と、排ガス流路１０４と、蒸気ドラム１０５と、過熱器（スーパーヒータ）１０６と、節炭器（エコノマイザ）１０７とを備える。すなわち、ボイラ１００では、火炉１０１内で燃料を燃焼し、サイクロン１０２によって排ガスから循環材を分離して、分離された固体粒子を火炉１０１内に戻して循環させる。分離された循環材は、サイクロン１０２の下方に接続された循環材回収管１０３を経由して、火炉１０１の下部に返送される。サイクロン１０２によって固体粒子が取り除かれた排ガスは、サイクロン１０２の下流に接続された排ガス流路１０４を通り、図示しない排ガス処理装置で、所定の処理が施された後、煙突から排出されるまた、排ガスは排ガス流路１０４を通過する際に、過熱蒸気を発生させる過熱器１０６と、ボイラ給水を予熱する節炭器１０７とによって熱が回収されて冷却される。
【００１６】
火炉１０１は、燃料を燃焼させる燃焼炉であり、燃料を投入する投入口１０１ａと、燃焼用空気を火炉１０１内に供給するためのファン１０１ｂと、燃焼により生じた排ガスをサイクロン１０２へ排出する排出口１０１ｃが設けられている。また、火炉１０１の炉壁は、ボイラ給水を加熱するための炉壁管１１１により構成されており、炉壁管１１１は、蒸気ドラム１０５に接続される。
【００１７】
蒸気ドラム１０５は、降水管１１２が接続され、この降水管１１２は炉壁管１１１に接続される。蒸気ドラム１０５内のボイラ給水は、降水管１１２内を下降し、火炉１０１の下部側で炉壁管１１１内に導入される。炉壁管１１１内のボイラ給水は、火炉１０１の燃焼によって加熱されて、蒸気ドラム１０５内で蒸発し蒸気となる。
【００１８】
蒸気ドラム１０５には、内部の蒸気を排出する蒸気配管１１３が接続されている。蒸気配管１１３は、蒸気ドラム１０５と過熱器１０６とを接続している。蒸気ドラム１０５内の蒸気は、蒸気配管１１３を通り、過熱器１０６に供給される。
【００１９】
過熱器１０６は、排ガスの熱を用いて蒸気を加熱して過熱蒸気を生成する。過熱蒸気は、排出配管１１４内を通り、ボイラ１００外へ排出される。過熱蒸気は、発電タービンに供給されて発電に利用される。
【００２０】
節炭器１０７は、排ガスの熱をボイラ給水に伝熱して、ボイラ給水を予熱する。節炭器１０７は、給水配管１１５により蒸気ドラム１０５と接続されている。節炭器１０７は、蒸気温度約３００℃まで上昇させ、この加熱されたボイラ給水の蒸気が給水配管１１５を通り蒸気ドラム１０５に供給される。  
【００２１】
ボイラ１００は、ボイラ給水の溶存酸素を除去するための脱気器１０８と、脱気器１０８内のボイラ給水を節炭器１０７に供給するボイラ給水供給ポンプ１０９と、を備える。
【００２２】
脱気器１０８は、ボイラ給水供給配管１１６によって、節炭器１０７と接続されている。ボイラ給水供給配管１１６には、ボイラ給水供給ポンプ１０９が接続され、脱気器１０８に貯留されているボイラ給水は、ボイラ給水供給ポンプ１０９によって送水され、ボイラ給水供給配管１１６内を流れて、節炭器１０７に供給される。
【００２３】
ボイラ１００の火炉１０１の炉壁管１１１及び過熱器１０６などの液体配管には、ＡＥ（アコースティックエミッション）センサ１２０が複数（図面上は１１箇所）備えられている。ＡＥセンサ１２０は、ボイラ１００の各種配管において発生する弾性波（ＡＥ波）を検知可能なセンサである。このＡＥ波は、超音波領域の高い周波数成分をもち、ＡＥセンサ１２０を用いることで、設置個所の周囲の材料の変形や破壊をリアルタイムで検出することが可能である。より具体的には、ＡＥ波は、配管などの固体を介した音波や弾性波だけでなく、水や蒸気などの流体を介した音波や弾性波を含み、材料が変形したり、材料に亀裂が発生したりする際に、材料が内部に蓄えていたひずみエネルギーを放出するものである。ＡＥセンサ１２０は、この弾性波を材料の表面に設置した変換子で検出し、信号処理を行うことにより材料の破壊過程を評価するセンサである。ＡＥセンサは、圧力容器、ダム、建物、道路、飛行機、自動車等、さまざまな構造物、設備の亀裂や摩擦摩耗の進行を破壊することなく評価することが可能であり、本実施形態のように、配管の漏洩などの現象においてもＡＥ波が発生し、これをＡＥセンサにより検出することにより配管の漏洩を評価することができる。
【００２４】
異常監視装置２００は、ボイラ１００とネットワークを介して接続され、ボイラ１００を含むプラント全体の運転状態に関する値の時系列データであるプロセスデータ及びＡＥセンサ１２０から得られるセンサデータの監視を行う。プロセスデータには、たとえば、ボイラ１００の各種配管における流体の圧力、温度又は流量等が含まれる。
【００２５】
図２は、本実施形態の異常監視装置２００の機能ブロック図である。図２を参照して異常監視装置２００の詳細について説明する。異常監視装置２００は、プロセスデータ取得部２０１と、プロセスデータ選択部２０２と、プロセスデータ表示部２０３と、統計処理部２０４と、異常判定部２０５と、判定結果表示部２０６と、を備える。異常監視装置２００は、さらに、センサデータ取得部２１１と、センサデータ表示部２１２と、異常検出部２１３と、検出結果表示部２１４と、を備える。異常監視装置２００は、また、比較データ取得部２２１と、比較部２２２と、比較結果表示部２２３と、を備える。
【００２６】
プロセスデータ取得部２０１は、化学プラントや電力プラントなどのプロセス系システムに設けられたセンサや測定機器、すなわち、本実施形態におけるボイラ１００に設けられた圧力計、温度計又は流量計などから複数のプロセスデータを時系列データで取得する。プロセスデータ選択部２０２は、プロセスデータ取得部２０１が取得する複数のプロセスデータのうち、特定の異常検出に用いるプロセスデータを選択する。たとえば、ボイラ１００の配管における噴破の発生を検出するために、ボイラ１００の配管に対する給水量と排水量の運転データを選択する。より具体的には、給水配管１１５を通って上記ドラム１０５に供給される給水量と、排出配管１１４から排出される蒸気の排出量としての排水量とを選択する。これにより、ボイラ１００に対する流体の供給する値と排出する値との差分を算出してボイラ配管における流体の漏出の有無を判断する。
【００２７】
プロセスデータ表示部２０３は、プロセスデータ選択部２０２により選択されたプロセスデータ、たとえば、上述したボイラ１００の給水量と排水量のデータであれば、それらの量を所定の単位で数値データとして画面表示したり、また、給水量と排水量のリアルタイムのデータをグラフとして画面表示したり、さらに、給水量と排水量の経時的な変化をグラフとして画面表示する。以上の画面表示は、異常監視装置２００の操作を行うオペレータが視認可能な状態で、図示しないディスプレイ装置に表示して行う。
【００２８】
統計処理部２０４は、プロセスデータ選択部２０２により選択された各プロセスデータに対して統計処理を行い、統計処理後の各プロセスデータを異常判定部２０５に供給する。たとえば、ボイラ１００の配管の給水量と排水量のデータから、算出された給水量と排水量の差分について、過去の差分の平均値と比較してその偏差を算出したり、あらかじめ設定された差分に関する閾値との増減を比較する。
【００２９】
異常判定部２０５は、統計処理後の各プロセスデータを総合評価してシステムが正常状態であるか異常状態であるかを判定する。各プロセスデータの時系列パターンが正常時のパターンとどの程度異なるかを評価し、各プロセスデータの異常度合いを示す評価値を重み付き加算することで総合評価し、判定する。たとえば、ボイラ１００の算出された給水量と排水量の差分が、過去の差分の平均値を上回る場合には異常状態として判定したり、当該差分があらかじめ設定された差分に関する閾値を超える場合には異常状態として判定する。この異常判定は、たとえば、異常度を１〜５又はＡ〜Ｅなどあらかじめその差分に応じて段階的に基準を設け、割り振られるように設定し、５又はＥであれば異常度が高くなるようにすることもできる。
【００３０】
判定結果表示部２０６は、異常判定部２０５により判定された判定結果を画面に表示する。たとえば、正常状態の場合は青色又は緑色とし、異常状態の場合は赤色とし、これを、異常監視装置２００に設けられたモニタ画面に「正常」等の文字とともに当該文字を青色表示することとしたり、反対に異常状態の場合にはモニタ画面に「異常発生」との文字とともに当該文字を赤色で表示してもよい。さらに、単にモニタ画面又はその周辺のオペレータが視認可能な位置においてランプ等を設けて青色又は赤色で表示してもよい。また、上記のとおり、異常度を段階的に設定した場合には、異常度が低い１又はＡの段階を青色とし、異常度が高い５又はＥの段階に向かうにあたって、赤色となるように段階的に色彩を設定して表示することもできる。
【００３１】
センサデータ取得部２１１は、複数のＡＥセンサ１２０からの弾性波の時系列データを取得する。センサデータ表示部２１２は、センサデータ取得部２１１により取得されたＡＥセンサ１２０によって検知される弾性波の時系列データを表示する。たとえば、図３（Ａ）〜（Ｂ）に示すように、横軸を時間とし、縦軸をデシベルとして波形データを表示する。
【００３２】
異常検出部２１３は、センサデータ取得部２１１によって取得されたＡＥセンサ１２０のデータからボイラの各種配管における噴破などを発生させる変形や破壊等の兆候を含め、配管からの高圧蒸気や高圧水の漏出の有無等を判定する。
【００３３】
図３は、複数のＡＥセンサ１２０ａ〜１２０ｃから得られる弾性波の時系列データを示すグラフであり、図３（Ａ）は３つのＡＥセンサのいずれにおいても弾性波の変化を検知した場合を示し、図３（Ｂ）は１つのＡＥセンサにおいて弾性波の変化を検知した場合を示す。異常検出部２１３は、たとえば、図３に示すように、３つのＡＥセンサ１２０ａ〜１２０ｃが、それぞれ過熱器１０６近傍に配置され、相互にセンサでの検知可能な範囲が重複するように配置された場合において、図３（Ａ）に示すように、３つのＡＥセンサのいずれにおいても弾性波の変化を検知した場合には、噴破が発生したとして、異常を検出する。また、このとき、３つのセンサにおける弾性波の強さの違いから、噴破の発生した箇所をセンサから推定することが可能である。また、図３（Ｂ）に示すように、センサ１２０ａのみで弾性波の変化を検知し、他の２つのセンサ１２０ｂ及びセンサ１２０ｃにおいて弾性波の変化を検知していない場合には、センサ１２０ｂ及びセンサ１２０ｃが検知可能な範囲で噴破は発生していないか、またはノイズであるとの判断を行う。また、この異常の検出は、異常判定部２０５と同様に、たとえば、異常度を１〜５又はＡ〜Ｅなど検出された弾性波の強さに応じて段階的に基準を設け、割り振られるように設定し、５又はＥであれば異常度が高くなるようにすることもできる。
【００３４】
検出結果表示部２１４は、異常検出部２１３により検出された結果を画面に表示する。たとえば、配管からの噴破の発生を検出した場合には、図３（Ａ）に示すように、波形データに「噴破発生」などの異常を知らせるメッセージを表示する。また、図３（Ｂ）のようにひとつのセンサ１２０ａによる検知の場合であって、他のセンサ１２０ｂ又は１０ｃが弾性波を検知していない場合には、特段の表示を行わないか、センサ１２０ａの波形についてのみ、赤色で表示して警報状態を表示する。また、上記のような画面上の表示限られず、たとえば警報音のように、音によって異常を知らせることも可能である。また、上記のとおり、異常度を段階的に設定した場合には、異常度が低い１又はＡの段階を青色とし、異常度が高い５又はＥの段階に向かうにあたって、赤色となるように段階的に色彩を設定して表示することもできる。
【００３５】
比較データ取得部２２１は、比較するためのプロセスデータとセンサデータとを異常検出部２１３と異常判定部２０５とから取得する。たとえば、異常検出部２１３からプロセスデータから得られたボイラの給水量と排水量との差分の有無に関するデータを取得し、異常判定部２０５からセンサデータから得られたＡＥセンサ１２０によって取得される弾性波の検知有無に関するデータを取得する。また、別の態様としては、比較データ取得部２２１は、プロセスデータから得られた噴破発生の検出の有無に関するデータと、センサデータから得られたＡＥセンサ１２０によって取得される弾性波の検知有無に関するデータを取得する。
【００３６】
比較部２２２は、比較データ取得部２２１において取得されたプロセスデータとセンサデータとから、異常の判定を行う。たとえば、プロセスデータとしてボイラ１００における給水量と排水量との差分が「有」で、ＡＥセンサ１２０によって取得される弾性波の検知有無が「有」の場合に、ボイラ１００において噴破による漏出が発生していると判定し、ともに「無」の場合には噴破の発生は「無」と判定し、さらに、一方が「有」で他方が「無」の場合には、噴破による漏出の発生の可能性があると判定する。
【００３７】
また、別の態様としては、比較部２２２は、プロセスデータとして噴破発生の検出「有」で、ＡＥセンサ１２０によって取得される弾性波が「有」の場合にはボイラ１００の配管における噴破による漏出の発生を判定し、ともに「無」の場合にはボイラ１００の配管における噴破の発生を「無」と判定し、一方が「有」で他方が「無」の場合には、噴破の発生の可能性があると判定する。
【００３８】
さらに、設定により、プロセスデータとセンサデータとの出力結果に重みづけをすることで、たとえば、プロセスデータとセンサデータの一方が「有」で他方が「無」であった場合であっても、ＡＥセンサ１２０での判定結果を重視して、プロセスデータとして噴破発生の検出「有」で、ＡＥセンサ１２０によって取得される弾性波が「無」の場合にはボイラ１００の配管における噴破の発生は「無」と判定し、一方で、プロセスデータとして噴破発生の検出「無」で、ＡＥセンサ１２０によって取得される弾性波が「有」の場合にはボイラ１００における噴破による漏出の発生は「可能性あり」と判定してもよい。このような出力結果に対する重みづけの設定が行えることで、より正確な異常の判断が行えるようになる。
【００３９】
また、異常判定部２０５及び異常検出部２１３において、異常度を１〜５など段階的に判定又は検出している場合には、プロセスデータとセンサデータとの異常度を掛け合わせて異常度が「８」以上になった場合などあらかじめ設定した基準値を超える場合に噴破発生の可能性があると判定してもよい。これにより、噴破発生の可能性について、プロセスデータとセンサデータとから一定の基準によって複合的に判断することができる。また、プロセスデータとセンサデータとで噴破発生の可能性を判定する異常度に違いを設けてもよい。たとえば、プロセスデータは異常度が「４」又は「Ｄ」以上の場合であって、センサデータは異常度が「３」又は「Ｃ」以上の場合に噴破発生の可能性があると判定するようにする。このように異常度から判定される噴破発生の可能性の基準値をプロセスデータとセンサデータとで異ならせる設定ができることで、より正確な異常の判断が行えるようになる。
【００４０】
比較結果表示部２２３は、比較部２２２により判定された判定結果をオペレータが視認可能なように画面に表示する。たとえば、噴破の発生なしであると判定される場合は「噴破の発生なし」との文字を青色を表示し、噴破の発生ありであると推定される場合には、「噴破発生」との文字を赤色で表示するなどができる。また、噴破発生の可能性があるとの判定の場合は、「噴破発生の可能性あり」との文字をオレンジ色で表示するなどができる。さらに、単にモニタ画面又はその周辺のオペレータが視認可能な位置においてランプ等を設けて青色、赤色又オレンジ色で表示する。この場合も、上記のような画面上の表示限られず、たとえば警報音のように、音によって噴破の発生を知らせることも可能である。
【００４１】
以上の構成の異常監視装置２００では、プロセスデータ表示部２０３がプロセスデータを画面表示するとともに、センサデータ表示部２１２が複数のＡＥセンサ１２０によって検知される弾性波の時系列データを表示する。このとき、プロセスデータ表示部２０３は、複数のプロセスデータのうち、配管の噴破発生の検出に用いるプロセスデータを表示してもよいし、複数を表示してもよい。配管の噴破発生の検出に用いるプロセスデータのみを表示する場合には、噴破発生の有無の情報を強調して表示することができ、オペレータに噴破発生の有無を確実に知らせることができ、また、配管の噴破発生の検出に用いる以外のプロセスデータを複数表示することで、オペレータは他の情報についても同時に確認することができ、いずれの場合にもメリットがある。
【００４２】
これにより、オペレータは、複数のＡＥセンサ１２０において得られる配管における漏出の有無に関するデータと、プロセスデータにおける配管の漏出等に関する情報を得ることが可能である。すなわち、オペレータは、ボイラ１００の各種配管の噴破の発生による異常について、複数の判断材料を得られる。このように、オペレータは、プロセスデータとセンサによって検知したデータとの複数の判断材料から噴破の発生の判断できるようになるので、噴破の発生の客観的な判断が可能になる。すなわち、プロセスデータとセンサによって検知したデータのいずれか一方が、誤報によるものであった場合において、オペレータは複数のデータの比較が可能であるので、より正確な判断が可能になる。
【００４３】
また、オペレータは、ＡＥセンサ１２０により可聴領域でない物理的な破壊音の検知が可能になり、ボイラ１００の各種配管の弾性波を検知できるようになる。これにより、オペレータは、配管の変形や亀裂の発生など配管のひずみエネルギーを経時的な変化として検知できるので、噴破の発生の兆候を把握することができるので、噴破の発生の早期発見が可能になる。さらに、ＡＥセンサ１２０は、複数を、ボイラ配管の近傍であって、センサでの検知可能な範囲が相互に重複するように配置されているので、複数のセンサによる弾性波の検知結果を総合して噴破の発生を判断するので、検出精度を高めることができる。
【００４４】
比較部２２２がプロセスデータとセンサデータとから異常の判定を行い、比較結果表示部２２３は、比較部２２２により判定された判定結果を画面に表示するので、オペレータは、プロセスデータとセンサデータの２つのデータから得られた噴破発生に関する情報を得ることができる。
【００４５】
このとき、比較部２２２は、プロセスデータとしてボイラ１００の各種配管における給水量と排水量との差分に関する情報と、ＡＥセンサ１２０によって取得される弾性波の検知有無に関する情報とを比較する。すなわち、オペレータは、ボイラ１００の各種配管における水分量と、配管からの漏出に関する物理的な破壊音の発生という２つの指標から、噴破の発生に関する情報を得ることができる。比較部２２２は、また、プロセスデータとして噴破発生の検出に関する情報と、ＡＥセンサ１２０によって取得されるボイラ１００の各種配管からの弾性波に関する情報とを比較する。この場合も、オペレータは、プロセスデータとセンサデータの２つの指標から、噴破の発生に関する情報を得ることができる。このように、オペレータは、噴破の発生に関する信頼性の高い情報を得ることできる。
【００４６】
また、比較結果表示部２２３は、比較部２２２により判定された判定結果を画面に表示するため、オペレータは、噴破の発生について視覚的に把握することができる。
【００４７】
図４は、異常監視装置２００による異常監視処理の手順を示すフローチャートである。
【００４８】
プロセスデータ表示部２０３は、プロセスデータ選択部２０２により選択されたプロセスデータを画面表示する（Ｓ１１）。センサデータ表示部２１２は、センサデータ取得部２１１により取得されたＡＥセンサの時系列データを画面表示する（Ｓ１２）。比較データ取得部２２１は、プロセスデータとセンサデータとを比較する（Ｓ１３）。
【００４９】
比較部２２２は、比較データ取得部２２１において比較されたプロセスデータとセンサデータとから比較結果の判定を行う（Ｓ１４）。比較部２２２が、噴破発生の検出の有無に関するプロセスデータと、ＡＥセンサによって取得される弾性波の検知有無に関するデータがともに有の場合には噴破の発生を判定すると（Ｓ１５のＹＥＳ）、判定結果表示部２１５は、異常検出部２１３により検出された検出結果を画面に表示する（Ｓ１７）。比較部２２２が、異常なしと判定すると（Ｓ１５のＮＯ）、続いて比較部２２２は異常の疑いがあるかを判定する（Ｓ１６）。異常の疑いがある場合には（Ｓ１６のＹＥＳ）、判定結果表示部２１５は、判定結果を画面に表示する（Ｓ１７）。異常なしと判定すると（Ｓ１６のＮＯ）、Ｓ１１に戻って以降の処理を繰り返す。
【００５０】
以上説明した本実施の形態の異常監視装置２００によれば、ボイラ配管に複数のＡＥ（アコースティックエミッション）センサを設置し、ＡＥセンサにより検知されたデータを表示するため、可聴領域でない物理的な破壊音の検知が可能になる。そのため、噴破発生の兆候を含め早期の異常の検出が可能になる。また、ＡＥセンサによるデータに加え、プロセスデータを表示するため、ＡＥセンサで得られた情報と、プロセスデータで得られた情報との複数の判断材料を提供できる。そのため、オペレータによる客観的な異常発生の判断が期待できる。
【００５１】
なお、以上の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。たとえば、上記実施形態では、ボイラ配管の噴破による異常の発生について説明したが、本発明は、これに限られず、構造破壊、結晶的変化又は漏出による異常の発生の検出に用いること可能である。また、ボイラ配管の状態に関わるデータとして、プロセスデータを例に説明したが、プロセスデータに限らず、現場記録、動作記録、アラーム履歴などのデータを用いてもよい。
【００５２】
たとえば、センサデータ表示部２１２とプロセスデータ表示部２０３は、表示画面を、分けて構成した態様としても、一つの画面に表示し、さらにそれらを重ねて表示した態様としてもよい。センサデータ表示部２１２とプロセスデータ表示部２０３とを分けて表示する場合には、オペレータにおいて、それぞれの表示がプロセスデータとセンサデータという２つの異なる指標で出力されたものであることが把握し易くなる。一方で、センサデータ表示部２１２とプロセスデータ表示部２０３を一つの画面に表示する場合、さらにはそれら重ねて表示する場合には、オペレータは両データの比較が容易に行うことができる。
【００５３】
また、上記と同様に、異常判定部２０５と異常検出部２１３とは、同一の端末上に同一の処理手段として構成しても別の端末上に別の処理手段として構成としてもよい。同一端末上に同一の処理手段として構成とすることでデータ処理構成の簡素化を図ることができる一方で、別の端末上に別の処理手段として構成とすることによりデータ処理を行う端末を別体で構成することが可能になる。さらに、上記と同様に、検出結果表示部２１４と判定結果表示部２０６についても同一の端末上に同一の処理手段として構成しても別の端末上に別の処理手段として構成としてもよく、この場合も上記同様の効果が期待できる。
【符号の説明】
【００５４】
１００  ボイラ、１０１  火炉、１０２  サイクロン、１０３  循環材回収管、１０４  排ガス流路、１０５  蒸気ドラム、１０６  過熱器、１０７  節炭器、１０８  脱気器、１０９  ボイラ給水供給ポンプ、１１１  炉壁管、１１２  降水管、１１３  蒸気配管、１１４  排出配管、１１５  給水配管、１１６  ボイラ給水供給配管、１２０  センサ、２００  異常監視装置、２０１  プロセスデータ取得部、２０２  プロセスデータ選択部、２０３  プロセスデータ表示部、２０４  統計処理部、２０５  異常判定部、２０６  判定結果表示部、２１１  センサデータ取得部、２１２  センサデータ表示部、２１３  異常検出部、２１４  検出結果表示部、２１５  判定結果表示部、２２１  比較データ取得部、２２２  比較部、２２３  比較結果表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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