JPH05126304A - 熱交換器スケール付着監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 給水加熱器内の熱交換用チューブを複数のグ
ループに区分し、どの区分に設置された熱交換用チュー
ブにスケール皮膜が多く付着しているかを監視する。 【構成】 給水加熱器内に配置された複数本の熱交換用
チューブをいくつかのグループに区分し、それぞれのグ
ループ毎の熱交換用チューブ出口における復水または給
水等のプロセス値を計測し、この計測結果によりどのグ
ループの熱交換用チューブにスケールが過大に付着した
かを判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の目的】

【産業上の利用分野】本発明は熱交換器スケール付着監
視装置に係り、特に発電プラントの復水又は給水系統等
に設置される給水加熱器等の熱交換器の熱交換用チュー
ブの内面，外面あるいは整流筒等へのスケール付着の有
無を監視する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】発電プラントの復水又は給水系統に設置
される給水加熱器等熱交換器のスケール付着の有無を監
視する装置として、特願平２−１２０６８２号「熱交換
器スケール付着監視装置」が提案されている。この従来
の技術は、各種のプロセス計測部と、差圧算出部と、性
能演算部と判定部とを備え、熱交換器の入口と出口にお
ける給水圧力の差圧及び熱交換器の熱交換性能の両者を
監視することにより、スケールの付着場所を判定するよ
うにしたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、スケール付着の有無が熱交換用チューブの内面、外
面、整流筒部のいずれかの判断は可能である。さらに、
スケール付着の有無が前述の熱交換用チューブの内面か
外面か、あるいは整流筒部かの判断ばかりでなく、熱交
換用チューブの入口部、出口部又は中間部のおよそどの
あたりに付着しているかまですなわち、給水加熱器内の
ドレン冷却部又は過熱低温部又は凝縮部の内のどの近傍
の熱交換用チューブのスケールが付着しているかまで判
断することができる。

【０００４】しかしながら、熱交換器には非常に多数の
熱交換用チューブが設置されているが、従来の方法によ
ってはこれらの多数ある熱交換用チューブの内のおよそ
どの熱交換用チューブに特にスケール皮膜が多く付着し
ているかまでは、判断できなかった。しかしながら、熱
交換用チューブに付着したスケール皮膜の取り除き作業
を実施する場合には多数ある熱交換用チューブの内の中
心部又は周辺部又は、中間部のおよそどのあたりに設置
された熱交換用チューブに特にスケール皮膜が多く付着
しているかまで判れば、その付近の熱交換用チューブを
特に入念にスケール皮膜の取り除き作業を実施できるの
で効果的である。

【０００５】そこで、本発明の目的は上記従来技術が有
する問題点を解消し、給水加熱器内の多数ある熱交換用
チューブの内の中心部又は周辺部又は中間部のおよそど
のあたりに設置された熱交換用チューブに特にスケール
皮膜が多く付着しているかまでを、監視できるようにし
た熱交換器スケール付着監視装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【発明の構成】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の熱交換器スケール付着監視装置は、基本的
にはグループに区分された複数本の熱交換用チューブの
各区分における各種のプロセス計測部と差圧算出部と性
能演算部と、判定部とを備え、熱交換器の入口と出口に
おける給水圧力の差圧及び熱交換器の熱交換性能の両者
を監視して、スケール付着の有無及び、スケール付着箇
所が熱交換用チューブの内面か、外面か又は前記熱交換
用チューブ以外の例えば整流筒等の給水流路部かの判定
を行なえる様にしたものである。さらに、本発明におい
ては、熱交換器に設置された多数の熱交換用チューブを
便宜的に、いくつかのグループに区分し、その各グルー
プ毎に熱交換性能を監視するための各種のプロセス計測
部を設けて、性能演算部において、熱交換用チューブの
各グループ毎の熱交換性能を演算し、監視する様にした
ものである。

【０００７】次に本発明の基本的構成を図１を参照して
説明する。図１において、給水加熱器の給水入口と出口
との差圧を監視するために、給水入口部２３には給水入
口圧力計測部４１が、また給水出口部２７には給水出口
圧力計測部４２がそれぞれ取付けられており、これらの
計測部４１，４２の出力信号は差圧算出部４３に導かれ
る。なお、入口側水室２５及び出口側水室２６に近いと
ころでは給水の流れに乱れがあるため、入口側水室及び
出口側水室に近ければ近いほど給水圧入口圧力計測部４
１及び給水出口圧力計測部４２の圧力は脈動が大きくな
る。そこで、給水入口圧力計測部４１及び給水出口圧力
計測部４２は脈動を小さく計測できるように、入口側水
室２５及び出口側水室２６から十分離れた位置に設置さ
れる。

【０００８】一方、給水加熱器の熱交換性能を監視する
ために給水入口部２３には給水入口プロセス計測部４４
が、出口側水室２６の熱交換用チューブ３１の出口部に
複数の給水出口プロセス計測部４５−１，……４５−ｎ
が、抽気入口部２８には抽気蒸気入口プロセス計測部４
６が、ドレン出口部２９にはドレン出口プロセス計測部
４７が、またドレン入口部３６にはドレン入口プロセス
計測部４８がそれぞれ取付けられている。なお、各給水
出口プロセス計測部４５−１，……４５−ｎは多数の熱
交換用チューブの各グループ毎の平均的な状態値が計測
できるような計測点に取付けるのが好ましい。これらの
プロセス計測部４４〜４８の出力信号は性能演算部４９
に入力され、ここで熱交換用チューブの各グループ毎に
熱交換性能を評価するための演算が行われ、その結果と
しての性能演算部４９の出力信号は判定部５１に入力さ
れる。判定部５１には、差圧算出部４３の出力信号と、
発電プラント等の負荷信号５０も入力され、判定部５１
からはスケール皮膜生成判定結果５２が出力される。

【０００９】前記判定部５１には給水差圧値算出結果お
よび熱交換器の熱交換用チューブの各グループ毎の熱交
換性能評価演算結果の他、発電プラント等の負荷信号又
はこれに代る信号として熱交換器に流入する給水流量信
号５０が入力され、ここで給水差圧値及び熱交換性能評
価演算結果にその時の負荷又は給水流量の値による補正
を加えた後、これらの同一時点における両者の値を用い
て図２の判定ロジックによりスケール皮膜が熱交換器の
どの部位に過大な厚さに生成したか、あるいは熱交換用
チューブのどのグループのものに過大な厚さに生成した
かを判定し、その結果を判定部５１から出力する。

【００１０】多数ある熱交換用チューブへのスケール付
着の状況は、必ずしも均一ではなく、実際の火力発電プ
ラントにおける熱交換器の一例においても外周部の特に
抽気蒸気が流入する近傍の熱交換用チューブに特にスケ
ール付着が多いもの、又は、中心部に特に多いもの、
又、熱交換用チューブ全数にほぼ均一に付着しているも
の等、発電プラントにより、又は、熱交換器の設置条件
種類等により、スケール付着状況に種々の特徴が見られ
た。そこで本発明においては、多数ある熱交換用チュー
ブを便宜的かつ経験的にスケール付着状況に同一の特徴
を持つと思われる熱交換用チューブ毎にいくつかのグル
ープに分け、各グループ毎に熱交換された給水が十分混
合される前のプロセス計測値を各給水出口プロセス計測
部４５−０１〜４５−ｎにより計測する。

【００１１】なお、ここで前述の通り、熱交換器へ流入
する給水、抽気蒸気又ドレンは、十分混合された均一な
状態であるため、給水入口プロセス計測部４４、抽気蒸
気入口プロセス計測部４６、ドレン入口プロセス計測部
４８による計測値は、平均値を示している。一方、熱交
換器から流出するドレンについては一例として温度に着
目すると熱交換性能が高い熱交換用チューブ近傍のもの
は、比較的温度が低く、熱交換性能が低い熱交換用チュ
ーブ近傍のものは比較的温度が高いと言うように局所的
には、ドレンの温度は不均一であるが、ドレン出口部２
９に流れてくるまでに十分混合され、均一な温度になっ
ているので、ドレン出口プロセス計測部４７による計測
値は平均値を示している。

【００１２】又、熱交換用チューブから流出する給水に
ついて、一例として温度に着目すると、熱交換性能が高
いものから流出する給水温度は比較的高く、熱交換性能
が低いものから流出する給水温度は比較的低い。そこで
これらの計測結果を用いて、性能演算部４９において
は、各グループ毎に熱交換用チューブの熱交換性能を評
価するための演算を行なう。そしてその結果を用いて判
定部５１において、熱交換器のどの部位に過大な厚さに
生成したかを判定するだけでなく、熱交換用チューブの
どのグループのものに特に過大な厚さに生成したかまで
判定できる。

【００１３】

【実施例】次に、上述した本発明の第１実施例の、より
具体的な構成例と作用を図３乃至図５を参照して説明す
る。図３は、図１に示した構成ブロック図の詳細図であ
る。図において、給水入口圧力計測部４１の出力信号Ｐ
₁ および給水出口圧力計測部４２の出力信号Ｐ₂ は減算
部５５によって構成される差圧算出部４３に入力され、
その出力信号ΔＰは判定部５１の減算部５９−３に入力
される。給水入口プロセス計測部４４として給水入口温
度検出部４４−１を、また、ドレン出口プロセス計測部
４７としてドレン出口温度検出部４７−１を用い、これ
らの出力信号ΔＴ₂ は判定部５１の減算部５９−２に入
力される。

【００１４】また、図３に示した例は、熱交換用チュー
ブを６つのグループに分けた給水加熱器に本発明を適用
した一例であって抽気蒸気入口プロセス計測部４６とし
て抽気蒸気入口給水加熱器器内圧力検出部４６−２を用
い、その出力信号Ｐ₃ が性能演算部４９の飽和温度（ｔ
₁ ）演算部５６に入力され、その出力信号ｔ₁ が減算部
５７−１及び５７−１１〜５７−１６に入力される。給
水出口プロセス計測部４５として、給水出口温度検出部
４５−０１〜４５−０６を用い、その出力信号ｔ₂ 及び
ｔ₂₁〜ｔ₂₆も減算部５７−１及び５７−１１〜５７−１
６に入力される。この減算部５７−１，５７−１１〜５
７−１６の出力信号ΔＴ₁ ，ΔＴ₁₁〜ΔＴ₁₆は判定部５
１の減算部５９−１，５９−１１〜５９−１６に入力さ
れる。発電プラントの負荷信号（又、給水加熱器への給
水流量信号）５０（Ｌ）は判定部５１のΔＴ_1L，Δｔ
_1L1 〜ΔＴ_1L6 規準値算出部５８−１及び５８−１１〜
５８−１６に入力され、これらの出力信号ΔＴ_1L，ΔＴ
_1L1 〜ΔＴ_1L6 も減算部５９−１，５９−１１〜５９−
１６，にそれぞれ入力される。

【００１５】また減算部５９−１，５９−１１〜５９−
１６の出力信号Ａ₁，Ａ₁₁〜Ａ₁₆はそれぞれに対応した
警報設定部６９−１〜６９−３，６９−１１〜６９−３
１，６９−１２〜６９−３２，……及び６９−１６〜６
９−３６に入力され、その結果ＯＮ−ＯＦＦの出力信号
ａ₁ 〜ａ₃ ，ａ₁₁〜ａ₃₁，ａ₁₂〜ａ₃₂，……ａ₁₆〜ａ₃₆
が判定ロジック部７０に入力される。一方、警報設定部
６９−４〜６９−６及び６９−７〜６９−９からは判定
ロジック部７０に対し、ｂ₁ 〜ｂ₃ 及びｃ₁ 〜ｃ₃ が入
力される。判定ロジック部７０では図４の判定ロジック
により、スケール皮膜が、どの部位に又、熱交換用チュ
ーブのどのグループのものに過大な厚さに生成したかを
判定し、その判定結果５２を判定部５１の出力信号とし
て出力する。

【００１６】次に上記実施例の作用を説明する。給水加
熱器の給水入口部と出口部との差圧は前述したとおり、
入口側圧力信号Ｐ₁ と出口側圧力信号Ｐ₂ との差圧を検
出することにより監視する。又、給水加熱器の熱交換性
能を監視する一方法としては、「抽気蒸気入口における
給水加熱器器内圧力の飽和温度と給水出口温度との差」
及び「ドレン出口温度と給水入口温度との差」の両者を
監視し、これが規定値以上変化した場合に、熱交換性能
が低下したものと見なす方法を用いている。「抽気蒸気
入口における給水加熱器器内圧力」、「ドレン出口温
度」及び「給水入口温度」は、十分に混合しあった平均
値的なものを用いているが、本実施例においては、さら
に前述の様に「給水出口温度」については、熱交換様チ
ューブの各グループ毎の給水出口温度を用いている。

【００１７】ところで、熱交換性能がそれぞれ異なる個
々の熱交換用チューブ毎に考えた場合又は、各グループ
毎に考えた場合には、給水流量が同一であれば当然の事
ながら、熱交換性能が高い熱交換用チューブについて
は、そのチューブ内の給水温度の上昇分は大きく、一方
そのチューブのまわりの抽気蒸気及びドレン温度の下降
分も大きいはずである。又反面熱交換性能が低い熱交換
用チューブについては、そのチューブ内の給水温度の上
昇分は小さく、一方そのチューブのまわりの抽気蒸気及
びドレン温度の下降分も小さいはずである。そこで、本
来ならば個々の又は、各グループ毎の熱交換用チューブ
毎の熱交換性能を監視するためには、それぞれのチュー
ブ毎にまわりの抽気蒸気及びドレン温度及びチューブへ
の給水入口温度及び流量も計測しなければならない訳で
ある。

【００１８】すなわち、熱交換用チューブの出口給水温
度だけを計測している場合には、例えばチューブ内面に
局部的にスケールが過大に付着すると該当チューブの熱
交換性能はほとんど変化ないが、チューブ内を流れる給
水流量は減少するので出口給水温度は上昇してしまう場
合もある。ところで本実施例においては、抽気蒸気、ド
レン温度、給水入口温度については、平均値的な値を用
い、従って「ドレン出口温度と給水入口温度との差（以
下ΔＴ_2Lと言う）」を監視する。

【００１９】一方「抽気蒸気入口における給水加熱器器
内圧力の飽和温度と給水出口温度との差（以下ΔＴ_1L及
びΔＴ_1L1 〜ΔＴ_1L6 と言う）」については熱交換用チ
ューブの各グループ毎のいわゆる便宜的な値をも監視す
る訳である。なおマグネタイトのスケール皮膜が正常な
状態に生成した場合における前述の値すなわち発電プラ
ントの負荷（又は給水加熱器への給水流量）と給水加熱
器のΔＴ_2L及びΔＴ_1L及び熱交換用チューブの各グルー
プ毎のΔＴ_1L1 〜ΔＴ_1L6 との関係を理論的計算結果又
は実機運転データにより予め求めておく。そしてこの関
係式をΔＴ_1L，ΔＴ_1L1 〜ΔＴ_1L6 規準値算出部５８−
１，５８−１１〜５８−１６およびΔＴ_2L規準値算出部
５８−２に記憶させておき、これに負荷信号（又は、給
水加熱器への給水流量信号）５０を入力することにより
その負荷におけるΔＴ_1L，ΔＴ_1L1 〜ΔＴ_1L6 ，ΔＴ_2L
を得て、これらの値（規準値）に対して、実測値から算
出したΔＴ₁ ，ΔＴ₁₁〜ΔＴ₁₆及びΔＴ₂ がどのくらい
ずれてきたかを監視する方式を採用している。

【００２０】一方、一般に熱交換用チューブの熱交換性
能は、経時的に高くなる事はなく、一定か又は低くな
る。しかも、給水加熱器のトータル的な性能が低下した
かどうかは、平均値的な値から算出したΔＴ₁ 及びΔＴ
₂ により判定しているので便宜的な値が変化したかどう
か（すなわち規準値からのズレが規定値以上になった
事）を監視しても熱交換用チューブの各グループ毎の熱
交換性能の低下を監視できる訳である。以上の判定ロジ
ックを図４に示す。

【００２１】又、本実施例においては、図５に示したよ
うに、水室部２１の出口側水室２６への熱交換用チュー
ブの出口３１ａを便宜的に６つのグループに分割し、そ
れぞれの出口部の温度を給水出口温度検出部４５−０１
〜４５−０６により計測するようにした。又、できるか
ぎり各グループ毎に平均的な温度が計測できるようにす
るために、熱交換用チューブの出口部近傍を各グループ
毎に分割板３０１で仕切ることにより、給水出口温度検
出部近傍において、他グループどうしの給水は、まざり
にくく、かつ、同グループどうしは、まざりやすい構造
にした。

【００２２】なお本実施例において、熱交換用チューブ
を６つのグループに区分したのは、実施例で用いた構造
及び設置状況の場合、例えば、抽気蒸気が流入する近傍
の熱交換用チューブにスケール皮膜が付着しやすい等、
経験的、構造的、設置状況的判断からなるべく類似した
ものを同一グループとして、区分している。又本実施例
においては、判定ロジック部７０では図４の判定ロジッ
クを用いて、給水加熱器へのスケール皮膜の過大な厚さ
の付着の有無及びスケール皮膜付着部位の判定ばかりで
なく、どのグループの熱交換用チューブに特にスケール
が付着しているかの判定も行い、その結果を出力する。

【００２３】上述した本実施例によれば、多数ある熱交
換用チューブにおいて、便宜的にいくつかのグループに
分けた熱交換用チューブの内のどのグループのものに特
にスケール皮膜が過大な厚さに付着しているかまで判定
できるので、熱交換用チューブのスケールの除去のため
の洗浄の際に該当するものを特に重点的に行なえば良
く、効果が大きい。

【００２４】次に本発明の他の実施例を図６乃至図１０
を参照して説明する。なお熱交換器の熱交換性能を監視
する方法には前述した実施例の他に熱交換用チューブの
熱貫流率Ｋを監視する方法もあり、この方法に本発明を
適用することもできる。本実施例においては、図６に示
すように、ドレン冷却部、凝縮部、過熱低減部のれぞれ
に分けず、給水加熱器全体に対し、平均的な熱貫流率
を、便宜的に考える手法を採用した。これの構成ブロッ
ク図を図７および図８に示す。 又、本実施例におい
ても、給水加熱器の給水出口温度検出部８９とは別に図
３の実施例と同様に水室部２１の出口側水室２６への熱
交換用チューブの出口３１ａを便宜的にｎ個のグループ
に分割し、それぞれの出口部の温度を給水出口温度検出
部８９−１〜８９−ｎによっても計測し、その計測結果
ｔ_89-1〜ｔ_89-nを得る。なおこれらの計測結果ｔ_89-1〜
ｔ_89-nは、平均値的な、給水出口温度検出部８９による
計測結果ｔ₈₉とほとんど同一値のものもあり、又ｔ₈₉よ
り高温のもの、又は、低温のものもある訳である。そし
て、給水加熱器全体の平均値的な、熱貫流率は、ｔ₈₉及
びｔ₈₁，ｔ₈₅，ｔ₈₆及びＷｆ，Ｐ等を用いて演算する。

【００２５】一方、各グループ毎の熱交換用チューブの
スケール皮膜付着の有無を監視するための熱貫流率の変
化の有無の監視については、ｔ₈₁，ｔ₈₅，ｔ₈₆，Ｗｆ，
Ｐについては平均値的な計測値を用いるが、給水出口温
度については、各グループ毎の熱交換用チューブ出口の
計測結果ｔ_89-1〜ｔ_89-nのそれぞれの温度があたかも、
給水出口における平均値的な温度と見なして、便宜的な
熱貫流率を演算する。そしてこの値が、給水加熱器が正
常な状態（熱交換用チューブに適度な厚さにスケール皮
膜が付着した状態）における熱貫流率から、どの程度ズ
レたかにより、どのグループの熱交換用チューブにスケ
ール皮膜の付着が異常かを判定する手法を取っている。
なお給水加熱器の給水入口と出口の差圧の監視について
は図３と同一の装置を用いるのでそれらの説明は省略す
る。

【００２６】抽気蒸気入口プロセス計測部として温度検
出部８１により給水加熱器への抽気蒸気入口温度ｔ₈₁を
得る。給水出口プロセス計測部として温度検出部８９に
より平均的な温度であるｔ₈₉を得ると共に出口水室２６
への各グループ毎の熱交換用チューブの出口３１ａ近傍
における給水出口温度を給水出口温度検出部８９−１〜
８９−ｎにより計測し、ｔ_89-1〜ｔ_89-nも得る。ドレン
出口プロセス計測部として温度検出部８５により給水加
熱器からのドレン出口温度ｔ₈₅を得る。給水入口プロセ
ス計測部として温度検出部８６により給水加熱器への給
水入口温度ｔ₈₆を得る。また流量検出部９０により給水
加熱器への給水入口流量Ｗｆを得、給水入口圧力検出部
４４−２により給水圧力Ｐを得る。

【００２７】このようにして得た前述の各温度信号等は
性能演算部４９に入力される。この場合性能演算部を構
成する減算部９５−１０には温度信号ｔ₈₁及びｔ₈₉が入
力され、減算結果ΔＴ₈₁＝ｔ₈₁−ｔ₈₉が出力される。減
算部９５−１１には、温度信号ｔ₈₁及びｔ_89-1が入力さ
れ減算結果ΔＴ_81.1＝ｔ₈₁−ｔ_89-1が出力される。減算
部９５−１２には温度信号ｔ₈₁及びｔ_89-2が入力され、
減算結果ΔＴ_81.2（＝ｔ₈₁−ｔ_89-2）が出力される。以
下同様にして、減算部９５−１ｎには温度信号ｔ₈₁及び
ｔ_89-nが入力され減算結果ΔＴ_81-n（＝ｔ₈₁−ｔ_89-n）
が出力される。又減算部９５−５には温度信号ｔ₈₅及び
ｔ₈₆が入力され減算結果ΔＴ₈₅（＝ｔ₈₅−ｔ₈₆）が出力
される。

【００２８】そして以上の出力の内ΔＴ₈₁及びΔＴ
₈₅は、対数平均温度差演算部９６−４０に入力され、対
数平均温度差演算結果ΔＴｍ₁₀＝（ΔＴ₈₁−ΔＴ₈₅）／
log （ΔＴ₈₁／ΔＴ₈₅）が出力される。又ΔＴ_81-1及び
ΔＴ₈₅が対数平均温度差演算部９６−４１に入力され、
その演算結果ΔＴｍ₁₁＝（ΔＴ_81-1−ΔＴ₈₅）／log
（ΔＴ_81-1／ΔＴ₈₅）が出力される。又ΔＴ_81-2及びΔ
Ｔ₈₅が対数平均温度差演算部９６−４２に入力され、そ
の演算結果ΔＴｍ₁₂＝（ΔＴ_81-2−ΔＴ₈₅）log （ΔＴ
_81-2／ΔＴ₈₅）が出力される。以下同様にして、ΔＴ
_81-n及びΔＴ₈₅が対数平均温度差演算部９６−４ｎに入
力され、その演算結果ΔＴｍ_1n＝（ΔＴ_81-n−ΔＴ₈₅）
／log （ΔＴ_81-n／ΔＴ₈₅）が出力される。一方性能演
算部４９を構成するエンタルピ演算部９７．１０〜９７
−１ｎ及び９７−４に記憶させておき、前述の給水圧力
Ｐ及び温度信号ｔ₈₉は、エンタルピ演算部９７−１０に
入力され、その演算結果としてエンタルピｈ₈₉が出力さ
れる。

【００２９】又給水圧力Ｐ及び温度信号ｔ_89-1はエンタ
ルピ演算部９７−１１に入力され、その演算結果とし
て、エンタルピｈ_89-1が出力される。又、給水圧力Ｐ及
び温度信号ｔ_89-2はエンタルピ演算部９７−１２に入力
され、その演算結果として、エンタルピｈ_89-2が出力さ
れる。以下同様にして、給水圧力Ｐ及び温度信号ｔ_89-n
は、エンタルピ演算部９７−１ｎに入力され、その演算
結果として、エンタルピｈ_89-nが出力される。又、給水
圧力Ｐ及び温度信号ｔ₈₆はエンタルピ演算部９７−４に
入力され、その演算結果として、エンタルピｈ₈₆が出力
される。

【００３０】次に前述の給水入口流量Ｗｆ及びｈ₈₉，Δ
Ｔｍ₁₀，ｈ₈₆は熱貫流率演算部９８−４０に入力され、
その演算結果Ｋ₁₀＝Ｗｆ×（ｈ_89-1−ｈ₈₆）／（Ａ₀ ×
ΔＴｍ₁₀）が出力される。又、Ｗｆ，ｈ_89-1，ΔＴ
ｍ₁₁，ｈ₈₆は熱貫流率演算部９８−４１に入力され、そ
の演算結果Ｋ₁₁＝Ｗｆ×（ｈ_89-1−ｈ₈₆）／（Ａ₀ ×Δ
Ｔｍ₁₁）が出力される。又、Ｗｆ，ｈ_89-2，ΔＴｍ₁₂，
ｈ₈₆は熱貫流率演算部９８−４２に入力され、その演算
結果Ｋ₁₂＝Ｗｆ×（ｈ_89-2−ｈ₈₆）／（Ａ₀ ×ΔＴ
ｍ₁₂）が出力される。以下同様にしてＷｆ，ｈ_89-n，Δ
Ｔｍ_1n，ｈ₈₆は熱貫流率演算部９８−４ｎに入力され、
その演算結果Ｋ_1n＝Ｗｆ×（ｈ_89-n−ｈ₈₆）／（Ａ₀ ×
ΔＴｍ_1n）が出力される。なおここでＡ₀ は、給水加熱
器の伝熱面積である。Ｋ₁₀は、給水加熱器全体の平均値
的な熱貫流率である。又Ｋ₁₁，Ｋ₁₂〜Ｋ_1nは、各グルー
プ毎の熱交換用チューブの便宜的な熱貫流率である。

【００３１】これらの演算結果Ｋ₁₀，Ｋ₁₁〜Ｋ_1nは判定
部５１を構成する減算部１００−４０，１００−４１〜
１００−４ｎのそれぞれに入力される。一方判定部５１
のＫ_10L ，Ｋ_11L 〜Ｋ_1nL のそれぞれの規準値算出部９
９−４０，９９−４１，９９−４ｎには、給水加熱器が
正常な状態（スケール皮膜が適度な厚さに付着した状
態）における、各負荷（又は給水加熱器へ流入する給水
流量でもよい）に対する熱貫流率Ｋ_10L ，Ｋ_11L 〜Ｋ
_1nL を理論値又は、実機におけるデータ計測等により算
出し、これらの値が記憶されている。そして発電プラン
トの負荷信号５０がＫ_10L ，Ｋ_11L 〜Ｋ_1nL 規準値算出
部９９−４０，９９−４１〜９９−４ｎに入力され、そ
の負荷信号に対応した出力信号Ｋ_10L ，Ｋ_11L 〜Ｋ_1nL
が規準値として、前述の減算部１００−４０，１００−
４１〜１００−４ｎに入力される。

【００３２】これらの減算結果Ｂ₄₀，Ｂ₄₁〜Ｂ_4nのそれ
ぞれは、警報設定部１０１−１０〜１０１−２ｎに入力
され、その結果ＯＮ−ＯＦＦの出力信号ｄ₁₀〜ｄ₃₀，ｅ
₁₁〜ｅ_n2が得られ、これらのＯＮ−ＯＦＦ信号は判定ロ
ジック部１０２に入力され、ここで図９の判定ロジック
により、スケール皮膜がどの部位に過大な厚さに生成し
ているかが判定できると同時に熱交換用チューブのどの
グループのものにスケール皮膜が特に過大な厚さに生成
しているかも判定できる。

【００３３】従って、この方法を用いても、本実施例と
同一の効果が得られる。以上の実施例においては、各グ
ループ毎の熱交換用チューブの内のどのグループのもの
にスケール皮膜の付着が特に多いかを判定するのに例え
ば図３の本実施例においては、抽気蒸気入口給水加熱器
器内圧力検出部４６−２の出力信号Ｐ₃ の飽和温度（ｔ
₁ ）と各グループ毎の熱交換用チューブの給水出口温度
ｔ₂₁〜ｔ₂₆のそれぞれとの差を監視する方式を採用し
た。発電プラントの熱交換器の構造及び種類、設置条件
によっては、発電プラントの各負荷と、給水出口温度及
び抽気蒸気入口給水加熱器器内圧力の飽和温度（ｔ₁ ）
との関係が、ある一定の比例関係に近いものもある。

【００３４】このような、熱交換器においては、抽気蒸
気入口給水加熱器器内圧力の飽和温度（ｔ₁ ）を求めな
いで、単に各グループ毎の熱交換用チューブの給水出口
温度のみを計測し、この計測値を、給水加熱器が正常な
状態（スケール皮膜が全体に適度な厚さに付着した状
態）において発電プラントの同一負荷時に同一計測点で
収集した値とを比較し、両者の差がある規定値以上にな
った場合（ズレの大きさが、規定値以上になった場合）
に該当グループの熱交換用チューブにスケール皮膜の付
着が特に多いと判定しても簡易的に監視が可能であり同
様の効果が得られる。

【００３５】すなわち、本変形例を図３を用いて説明す
ると次の通りである。減算部５９−１１〜５９−１６へ
の入力信号ΔＴ₁₁〜ΔＴ₁₆の代りに温度検出器４５−０
１〜４５−０６の出力信号を入力する。一方ΔＴ_1L1 〜
ΔＴ_1L6 規準値算出部５８−１１〜５８−１６には、給
水加熱器が正常な状態におけるΔＴ_1L1 〜ΔＴ_1L6 と発
電プラントの負荷との関係を記憶させておく代りに、給
水加熱器が正常な状態における各グループ毎の熱交換用
チューブ出口における給水出口温度と発電プラントの負
荷との関係を記憶させておく。

【００３６】この様な構成において発電プラントの負荷
信号５０を入力すれば、ΔＴ_1L1 〜ΔＴ_1L6 規準値算出
部５８−１１〜５８−１６から発電プラントの該当負荷
に対して各グループ毎に熱交換用チューブ出口における
給水出口温度の規準値が、前述の減算部５９−１１〜５
９−１６に入力され、その結果、各グループ毎に熱交換
用チューブ出口における給水出口温度の実測値が規準値
からどれだけズレたかが監視できる訳である。

【００３７】以上の実施例においては、各グループ毎の
熱交換用チューブの内のどれにスケール皮膜の付着が特
に多いかを判定する方法として、図３においては、抽気
蒸気入口給水加熱器器内圧力の飽和温度（ｔ₁ ）と、各
グループ毎の熱交換用チューブの給水出口温度との差に
ついて、又、図７および図８においては、各グループ毎
の熱交換用チューブについて便宜的に算出した熱貫流率
について、発電プラント等の該当負荷における規準値と
の差が、あらかじめ決めた規定値以上になったかどうか
（ズレが規定値以上になったかどうか）で判定してい
る。ところがこの方法の代りに、各グループ毎の熱交換
用チューブに関するこれらの値と給水加熱器全体の平均
値的な該当する値とを比較して、両者の差が大きいもの
があった場合に該当グループの熱交換器用チューブにス
ケール皮膜の付着が特に過大と判定してもよい。この方
法に関する、判定ロジックの一例を図８の構成要素を用
いて図１０に示す。

【００３８】図３の実施例においては、熱交換用チュー
ブの各グループを図５のように区分したが必ずしもこの
様に区分する必要はない。又、グループ数も６つには限
定されない。又、本実施例では、図５の様に各グループ
毎に分割板を設けて分離したが熱交換器の種類、構造
又、設置状況によっては必ずしも分割板を設けなくと
も、各グループ毎の平均値的な給水出口温度を計測でき
る場合もあるので、必ずしも分割板を設ける必要はな
い。

【００３９】又、本実施例では、各グループ毎に１個づ
つの給水出口温度検出部を設けたが、各グループ毎に複
数個の給水出口温度検出部を設け各グループ毎の平均値
的な、給水出口温度を演算し、その他を用いて監視して
も同一の効果が得られる。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によればスケール皮膜付着の判定の他、熱交換器の多数
ある熱交換用チューブを便宜的にいくつかのグループに
分け、どのグループの熱交換用チューブに特にスケール
皮膜の付着が過大であるかを判定できるようにしたの
で、スケール皮膜取り除き作業の際には、特にその付近
の熱交換用チューブを特に入念に実施でき非常に効果的
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による基本構成を示した模式図

【図２】本発明による判定ロジックを示した線図

【図３】本発明の一実施例の構成を示すブロック図

【図４】本発明の一実施例における判定ロジックを示し
た線図

【図５】本発明の一実施例における、給水加熱器の出口
側水室における出口給水温度計測部の構造を示す斜視図

【図６】給水加熱器内各部における給水、加熱蒸気、飽
和蒸気、ドレンの温度の状態を示す説明図

【図７】本発明の他の実施例による給水加熱器スケール
付着監視装置を示した図

【図８】図７の監視装置の監視回路を示したブロック図

【図９】図８による実施例における判定ロジック図

【図１０】判定ロジック図の他の一例を示す図。

【符号の説明】

２１ 水室部 ２２ 給水加熱器胴 ２３ 給水入口部 ２４ 整流筒 ２５ 給水入口部 ２６ 給水出口部 ２８ 抽気入口部 ２９ ドレン出口部 ３１ 熱交換用チューブ ３６ ドレン出口部 ４１ 給水入口圧力計測部 ４２ 給水出口圧力計測部 ４４ 給水入口プロセス計測部 ４５ 給水出口プロセス計測部 ４６ 抽気蒸気入口プロセス計測部 ４７ ドレン出口プロセス計測部 ４８ ドレン入口プロセス計測部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発電プラントに設置される給水加熱器等の
   熱交換器を構成する熱交換用チューブの内面、外面ある
   いは整流筒等へのスケール付着の有無を監視するための
   熱交換器スケール付着監視装置において、 複数のグループに区分された熱交換用チューブの各区分
   における発電プラントの復水または給水の温度等のプロ
   セス値を計測するプロセス計測部と、熱交換器の入口と
   出口における給水圧力の差圧を算出する差圧算出部と、
   前記熱交換用チューブの各グループ毎の熱交換性能を演
   算する性能演算部と、スケール皮膜生成判定結果を判断
   する判定部とを備え、前記判定部は、抽気蒸気入口給水
   加熱器の器内圧力検出部の出力信号の飽和温度と各グル
   ープ毎の熱交換用チューブの給水出口温度との差から判
   定するかまたは各グループ毎の熱交換用チューブの熱貫
   流率を算出し、この算出値と発電プラント等の該当負荷
   における規準値との差から判定するようにしたことを特
   徴とする熱交換器スケール付着監視装置。