JPH07265630A - 高炉々頂圧発電タービンの異常検知装置 - Google Patents

高炉々頂圧発電タービンの異常検知装置

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JPH07265630A
JPH07265630A JP6355994A JP6355994A JPH07265630A JP H07265630 A JPH07265630 A JP H07265630A JP 6355994 A JP6355994 A JP 6355994A JP 6355994 A JP6355994 A JP 6355994A JP H07265630 A JPH07265630 A JP H07265630A
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JP
Japan
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blast furnace
furnace gas
detection coil
dust
alarm
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Pending
Application number
JP6355994A
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English (en)
Inventor
Kiyoyoshi Suenaga
清佳 末長
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
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Publication of JPH07265630A publication Critical patent/JPH07265630A/ja
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  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】ガスタービンを通る高炉ガス中の導電性ダスト
の含有量を直接的かつ高精度に検出してタービン翼の損
耗を未然に防御する。 【構成】バッグフィルターより下流側のバイパス管5c
に介挿される絞り弁7a,7b間に検出コイル8をバイ
パス管5cと同心的に内装する。検出コイル8をブリッ
ジ回路9に組み込み、高炉ガス中の導電性ダストの通過
による検出コイル8の自己インダクタンスLの増加をブ
リッジ回路9の出力端子to1,to2 間の電流iの増加とし
て検流計Dにより検出する。この検流計Dの検流値id
を警報作動回路10で予め設定した所定電流値i0 と比
較し、検流値idが所定電流値i0以上となったときに
導電性ダスト量が所定量を超えたものと判断して警報器
12を作動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、バッグフィルターを
通した後の高炉ガスにおける導電性ダストの混入量の異
常を検知する高炉々頂圧発電タービンの異常検知装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】高炉々頂圧発電タービンには湿式集塵方
式と乾式集塵方式とあるが、湿式集塵方式の場合は、高
炉から発生する高炉ガス中の鉄粉等の導電体のダスト
(以下導電性ダストという)やその他の塵は除塵水によ
って取り除かれるので塵の問題はないが、除塵水による
熱エネルギー放出が大きく、エネルギー効率が低下す
る。そこで、一般には図5に示すようなバッグフィルタ
ー2を用いた乾式集塵方式の高炉々頂圧発電タービンが
広く操業されている。この乾式集塵方式の場合は、高炉
3から発生した高炉ガスをガス通路であるガス管5へ通
し、バッグフィルター2にて除塵してからガスタービン
1に送り、タービン翼(図示せず)にあてて回転させ、
このタービン翼の回転するエネルギーから電力を得るよ
うにしており、ガスタービン1を出た高炉ガスはBガス
本管6に回収される。しかし、この乾式集塵方式の場合
には、ガスタービン1に入力される高炉ガス中の導電性
ダストの混入が異常に増加してこの状態を放置しておく
と、この導電性ダストによりタービン翼が損耗し、その
結果、高炉々頂圧発電タービンが損壊するという問題が
生じる。この問題を事前に防止するために高炉ガス中の
導電性ダストの混入量の異常を検知する方策として従来
より次に示す4つの方策が知られている。
【0003】第1の方策は、バッグフィルター2の入側
と出側の差圧から圧力損失を検出してこの圧力損失が高
くなったときにバッグフィルター2の除塵能力の劣化が
起きたと判断して高炉ガス中の導電性ダストの混入量の
異常を検知するものである。第2の方策は、高炉ガス中
の塵の増加によるバッグフィルター2の破損を検出する
破損検出弁(図示せず)の動作から高炉ガス中の導電性
ダストの混入量の異常を検知するものである。第3の方
策は、高炉ガスを燃焼させてその火炎の色(揮度)から
導電性ダストの混入量の異常を検知するものである。第
4の方策は、高炉ガス通路中に帯電板を設置して導電性
ダストがこの帯電板に接触することによる帯電量の増加
から高炉ガス中の導電性ダストの混入量の異常を検知す
るものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
1及び第2の方策は、バッグフィルター2の除塵能力の
劣化や破損を検出することによって間接的にガスタービ
ン1に入力される高炉ガス中の導電性ダストを検知する
ものであり、バッグフィルター2や破損検出弁の操業状
態に依存することが大きく、それらの操業状態を厳重に
管理しないと導電性ダスト混入を正確に検知できないと
いう問題があり、また、第3及び第4の方策は、直接的
に導電性ダストを検知するものであるが、第3の方策の
場合は、燃焼設備を要するため全体の装置が複雑大型化
し、また、常時人間による監視が必要であり、第4の方
策の場合は、帯電板に導電性ダストが付着すると検知精
度が低下するという問題があった。
【0005】本発明は、前記のような問題点に着目して
なされたものであり、バッグフィルター等の操業状態に
厳重な管理を要せず、バッグフィルターを通した後の高
炉ガスにおいて導電性ダストの混入量の異常を直接的か
つ高精度に検知できる簡易小型の高炉々頂圧発電タービ
ンの異常検知装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、高炉ガスをバッグフィルターに通して
除塵し、これをタービン翼にあてて回転させ、この運動
エネルギーから電力を得る高炉々頂圧発電タービンにお
いて、前記バッグフィルターより下流側の高炉ガスの通
路内に該高炉ガスが貫通可能となるよう高炉ガス進行方
向に配置した検出コイルと、該検出コイルの自己インダ
クタンス変化から高炉ガス中の導電性ダストの含有量を
検出し、当該含有量が所定量を超えたとき警報を作動さ
せる警報作動装置とを備えたことを特徴としている。
【0007】
【作用】この発明においては、高炉から発生し、バッグ
フィルターを通った高炉ガスが検出コイルを貫通するこ
とによって、高炉ガス中の導電性ダストの含有量に応じ
て検出コイルの自己インダクタンスが変化する。このと
き、高炉ガス中の導電性ダストの含有量が少なければ自
己インダクタンスも小さく、導電性ダストの含有量が増
加すれば検出コイルの自己インダクタンスも増加する。
したがって、警報作動装置でこの検出コイルの自己イン
ダクタンスの変化から導電性ダストの含有量を検出し
て、この導電性ダストの含有量が所定量を超えたとき警
報を作動させる。
【0008】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図1〜図3には、本発明に係わる一実施例の構
成が示されている。本実施例の高炉々頂圧発電タービン
は、図1に示すように図5に示した従来例と同様の構成
をもつ乾式集塵方式のものである。
【0009】図1において、高炉3から発生した高炉ガ
スは、ガス通路としてのガス管5を経由してバッグフィ
ルター2にて除塵される。このバッグフィルター2は故
障したとき補修可能に形成されている。除塵された高炉
ガスはガス本管5aを通り高圧の状態でガスタービン1
のタービン翼にあたり、タービン翼を回転させる。この
回転の運動エネルギーから電力が取り出され、ガスター
ビン1を出た高炉ガスは、ガス本管5bを経由してBガ
ス本管6に回収される。
【0010】また、ガスタービン1とは並列にガス本管
5a及び5bに接続するバイパス管5cが配設され、こ
のバイパス管5cの途中に所定間隔を保って絞り弁7
a,7bが介挿されて検出コイル装着部7が形成され、
この検出コイル装着部7におけるバイパス管5c内に電
磁コイルでなる検出コイル8が内装されている。ここ
で、バイパス管5cは絞り弁7a,7bの絞り開度を調
整することにより、高炉ガスがガス本管5aよりも低圧
の状態に制御されている。
【0011】検出コイル8は、図2及び図3に示すよう
に剛性のある導電性棒材を螺旋状に巻いて全体として円
筒状に形成され、その軸心をバイパス管5cの軸心と一
致させてバイパス管5cと同心的に配設されている。な
お、検出コイル8の両端部はバイパス管5cに穿設され
た透孔内に設けた絶縁性のグロメット9a,9bを貫通
して外部に導出されている。
【0012】この検出コイル8に導電性ダストを含有し
た高炉ガスが貫通すると、この貫通する導電性ダストの
量に応じて検出コイル8の内部の比透磁率μ1 が変化
し、導電性ダストの量が増加すれば、比透磁率μ1 も増
加する。このとき、検出コイル8の自己インダクタンス
Lは、検出コイル8の長さをL0 、検出コイル8の半径
をr、検出コイル8の巻数をN、真空の透磁率をμ0
比透磁率をμ1 、長岡係数をλとすると、 L=μ0 ・μ1 ・((2πrN)2 /L0 )/107 …(1) と表され、導電性ダストの量が増加すれば、比透磁率μ
1 が増加して、上式(1)より自己インダクタンスLも
増加する。
【0013】そして、検出コイル8は図2に示すように
警報作動装置13に接続されている。この警報作動装置
13はマクスウェルブリッジ回路10と、警報作動回路
11と、警報器12とから構成されている。マクスウェ
ルブリッジ回路10は、その一辺に検出コイル8が組み
込まれており、このマクスウェルブリッジ回路10の他
の三辺のうち相対する辺には夫々抵抗R2 及びR3 が組
み込まれ、残りの辺、即ち検出コイル8の対辺には可変
容量コンデンサーCと可変抵抗R4 との並列回路が組み
込まれている。ブリッジ回路10の入力端子ti1,ti2
には交流電源eが接続されており、出力端子to1,to2
には、この出力端子to1,to2 間に流れる電流i、つま
り、高炉ガス中の導電性ダストが通過して起こる検出コ
イルの自己インダクタンスLの変化に応じて変化する電
流iを検出し、その検出値をディジタル信号として出力
する検流計Dが接続されている。
【0014】このマクスウェルブリッジ回路10は、検
出コイル8が等価的には図2で破線図示のように抵抗R
とインダクタンスLとの直列回路として表されるので、
高炉ガス中に導電性ダストの混入がないときに平衡状
態、つまり、L=C・R2 ・R 3 、かつ、R=R2 ・R
3 /R4 を満足して電流iが零となるように可変容量コ
ンデンサーCと可変抵抗R4 が調整されている。
【0015】前記検流計Dは、検出した電流iをディジ
タル変換して検流値idとして警報作動回路11へ出力
し、警報作動回路11では、前記検流値idと、予め設
定された所定電流値i0 とを比較して、id≧i0 とな
ったとき、警報器12に対して警報信号を出力する。警
報器12は、例えばブザーで構成され、警報作動回路1
0から警報信号が入力されたときに作動されて、所定の
警報音を発する。
【0016】上記構成の高炉々頂圧発電タービンの異常
検知装置においては、図4に示すように、バッグフィル
ター2が正常で、その下流側のバイパス管5cの中を通
過する高炉ガスの導電性ダストの含有量が少ないときに
は、検出コイル8の自己インダクタンスLは小さく、検
流計Dから出力する検流値idも小さい。このため、警
報作動回路10ではid<i0 となるので、警報信号は
出力されず、これに応じて警報器12も非作動状態を維
持する。
【0017】この正常状態から、時点t1 で例えばバッ
グフィルター2に異常が発生して、その下流側の高炉ガ
スの導電性ダストの含有量が異常に増加すると、検出コ
イル8の自己インダクタンスLが一層増加して、検流計
Dから出力する検流値idもさらに増加し、これが所定
電流値i0 以上となると、警報作動回路10から警報器
12に警報信号が出力され、例えば、ブザーを作動させ
て警報音を発する。これにより、高炉ガス中の導電性ダ
ストの混入の異常がオペレータに報知され、オペレータ
は異常のあるバッグフィルター2の補修を行う。
【0018】以上のように、タービン翼が損耗する前に
ガスタービン1に入力する高炉ガス中の導電性ダストの
混入量の異常を検知できるのでタービン翼の損耗を防止
でき、高炉々頂圧発電タービンからの発電量の減少を防
止できる。また、従来のようにバッグフィルター2等の
操業状態を厳重に管理したり、装置を複雑大型化する必
要がなく、簡易小型の回路にて高炉ガス中の導電性ダス
トの含有量を直接的かつ高精度に検出できる。
【0019】さらに、高炉ガスが低圧状態で通過するバ
イパス管5cに検出コイル8を配設したので、高炉ガス
が高圧状態で通過するガス本管5aに配設するよりも検
出コイルの耐久性を増すことができると共に、ガスター
ビン1の運転中に絞り弁7a,7bを閉じ切ることによ
り、検出コイル8の装着部7を取り外して保守点検を行
うことができる。
【0020】なお、上記実施例では警報作動装置13に
マクスウェルブリッジ回路10を適用したが、これに限
らず検出コイル8の自己インダクタンスに応じて発振周
波数が変化するLC発振器を適用することもでき、この
場合には、通過する導電性ダストの量に依存する検出コ
イル8の自己インダクタンスに応じてLC発振器の発振
周波数が変化するので、この発振周波数を周波数−電圧
変換回路で電圧に変換して、この電圧値を所定の基準電
圧と比較することにより、高炉ガス中の導電性ダストの
異常混入を検知することができる。
【0021】さらに、上記実施例では、検出コイル8を
バイパス管5cに配設したが、高炉ガスがガスタービン
1を出て低圧状態で通過するガス本管5bに配設するこ
ともでき、この場合にはバイパス管5cを別設する必要
がなく、全体の構成を簡略化することができる。さら
に、上記実施例では、警報作動回路11にてガスタービ
ン1に入力する高炉ガス中の導電性ダストの混入量の異
常を検知したとき、警報器12をブザーで構成して警報
音を発するようにしたが、これに限定されるものではな
く、警報器12を、ディスプレイ装置として構成し、こ
のディスプレイ画面に導電性ダストの混入量の異常を表
示したり、あるいは、警報器12を、赤ランプで構成
し、この赤ランプを点灯して同様に導電性ダストの混入
量の異常を報知するようにしてもよい。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バッグフィルターより下流側における高炉ガス中の導電
性ダストの混入量の異常を検出コイルの自己インダクタ
ンス変化により検出するというように簡易小型の構成に
て直接的かつ高精度に検出でき、また、導電性ダスト量
が所定量を超えたとき警報が作動するため、タービン翼
の損耗を事前に防御でき、高炉々頂圧発電タービンの発
電量の減少を防止できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す概略構成図である。
【図2】同実施例における検出コイルに接続される回路
構成図である。
【図3】図2のA−A断面図である。
【図4】同実施例において高炉ガス中の導電性ダスト量
に応ずる電流iの経時変化を示すグラフである。
【図5】乾式集塵方式の高炉々頂圧発電タービンの概略
図である。
【符号の説明】
1 ガスタービン 2 バッグフィルター 3 高炉 5c バイパス管 8 検出コイル 10 マクスウェルブリッジ回路 12 警報器 13 警報作動装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高炉ガスをバッグフィルターに通して除
    塵し、これをタービン翼にあてて回転させ、この運動エ
    ネルギーから電力を得る高炉々頂圧発電タービンにおい
    て、前記バッグフィルターより下流側の高炉ガスの通路
    内に該高炉ガスが貫通可能となるよう高炉ガス進行方向
    に配置した検出コイルと、該検出コイルの自己インダク
    タンス変化から高炉ガス中の導電性ダストの含有量を検
    出し、当該含有量が所定量を超えたとき警報を作動させ
    る警報作動装置とを備えたことを特徴とする高炉々頂圧
    発電タービンの異常検知装置。
JP6355994A 1994-03-31 1994-03-31 高炉々頂圧発電タービンの異常検知装置 Pending JPH07265630A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102518597A (zh) * 2011-12-30 2012-06-27 中冶长天国际工程有限责任公司 一种风机磨损检测预警方法及装置
CN105642614A (zh) * 2014-01-22 2016-06-08 河南龙成煤高效技术应用有限公司 一种除尘器滤芯清灰测控装置
JP2021169639A (ja) * 2020-04-14 2021-10-28 Jfeスチール株式会社 高炉炉頂圧回収設備におけるタービンの運転方法および高炉炉頂圧回収設備用タービン

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