JPH08303699A - 流体輸送配管系の異常検出方法および装置 - Google Patents
流体輸送配管系の異常検出方法および装置Info
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- JPH08303699A JPH08303699A JP7105798A JP10579895A JPH08303699A JP H08303699 A JPH08303699 A JP H08303699A JP 7105798 A JP7105798 A JP 7105798A JP 10579895 A JP10579895 A JP 10579895A JP H08303699 A JPH08303699 A JP H08303699A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 流体輸送配管系の異常検出方法および装置を
提供する。 【構成】 流体を流入する複数の流入管と、流体を流出
する複数の流出管から構成される流体輸送管路Ｐにおい
て、流入管、流出管にそれぞれ流量計を取り付け、流入
側の流量合計値に対する流出側の流量合計値の比Ｆr を
求め、予め設定した定数との比較を行うことで、流量計
の異常と配管の破損漏洩とを区別して判断することに
り、異常を正確に検出してタイムリーな処置を可能にす
る。
提供する。 【構成】 流体を流入する複数の流入管と、流体を流出
する複数の流出管から構成される流体輸送管路Ｐにおい
て、流入管、流出管にそれぞれ流量計を取り付け、流入
側の流量合計値に対する流出側の流量合計値の比Ｆr を
求め、予め設定した定数との比較を行うことで、流量計
の異常と配管の破損漏洩とを区別して判断することに
り、異常を正確に検出してタイムリーな処置を可能にす
る。
Description
【０００１】
【産業状の利用分野】本発明は、流体輸送配管系の異常
検出方法および装置に関する。
検出方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、気体や液体等の流体を輸送する
配管系においては、流体を受け入れる流入管やこれに連
通して流体を送り出す流出管等の輸送管系の各点に流量
計を取り付けて、流量の計測、監視あるいは制御等を行
っている。これらの流量計の精度管理は、保守点検要員
によって行われる定期的な目盛検査などの精度チェック
によって確認されるのが一般的であるが、流体輸送配管
系が多岐にわたるなど複雑で、多数の流量計が設けられ
ている場合は、その保全負荷の増大や保守点検要員の増
加を招いていた。また、流量計の精度チェックの際はそ
の流量計からの流量信号が発信できないため、プラント
等の操業に支障を来していた。
配管系においては、流体を受け入れる流入管やこれに連
通して流体を送り出す流出管等の輸送管系の各点に流量
計を取り付けて、流量の計測、監視あるいは制御等を行
っている。これらの流量計の精度管理は、保守点検要員
によって行われる定期的な目盛検査などの精度チェック
によって確認されるのが一般的であるが、流体輸送配管
系が多岐にわたるなど複雑で、多数の流量計が設けられ
ている場合は、その保全負荷の増大や保守点検要員の増
加を招いていた。また、流量計の精度チェックの際はそ
の流量計からの流量信号が発信できないため、プラント
等の操業に支障を来していた。
【０００３】一方、配管の破損や亀裂による流体の漏洩
の検出方法については、流入管側における流量の合計値
ΣＦI と流出管側における流量の合計値ΣＦO とを比較
して、流入側流量合計値ΣＦI が流出側流量合計値ΣＦ
O より大きくなったときに漏洩発生と判断する方法が数
多く提案されている（例えば、実開昭54− 70492号、特
開昭56− 52700号、特開平４−363638号公報参照）。
の検出方法については、流入管側における流量の合計値
ΣＦI と流出管側における流量の合計値ΣＦO とを比較
して、流入側流量合計値ΣＦI が流出側流量合計値ΣＦ
O より大きくなったときに漏洩発生と判断する方法が数
多く提案されている（例えば、実開昭54− 70492号、特
開昭56− 52700号、特開平４−363638号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような流入管側と流出管側の流量差に基く流体の漏洩の
検出方法では、以下に示すような問題がある。 (1) 通常の誤差範囲の流量測定誤差が生じても流体の漏
洩が発生したと誤って判断してしまい、過剰な対応を余
儀なくされる恐れがあること。 (2) 配管からの漏洩量や流量計の測定スパンのずれによ
る誤差も、流量の増減に比例して変化するため、異常と
判断できる流量差分も変化するため異常検出の信頼度に
問題があること。 (3) 流量計の異常や故障に比べて配管漏洩事故の発生確
率が一般的に小さいと判断されるが、一方、対処の緊急
性については配管漏洩事故の方が流量計の異常や故障に
比べて高いと考えられる。しかし、従来の方法では、通
常の範囲の流量計の誤差が考慮されておらず、また、流
量計の異常や故障と配管漏洩事故が区別されておらず、
常に緊急の対応が必要となる。このため、保全負荷が大
きくなり、多くの保守点検要員が必要になること。
ような流入管側と流出管側の流量差に基く流体の漏洩の
検出方法では、以下に示すような問題がある。 (1) 通常の誤差範囲の流量測定誤差が生じても流体の漏
洩が発生したと誤って判断してしまい、過剰な対応を余
儀なくされる恐れがあること。 (2) 配管からの漏洩量や流量計の測定スパンのずれによ
る誤差も、流量の増減に比例して変化するため、異常と
判断できる流量差分も変化するため異常検出の信頼度に
問題があること。 (3) 流量計の異常や故障に比べて配管漏洩事故の発生確
率が一般的に小さいと判断されるが、一方、対処の緊急
性については配管漏洩事故の方が流量計の異常や故障に
比べて高いと考えられる。しかし、従来の方法では、通
常の範囲の流量計の誤差が考慮されておらず、また、流
量計の異常や故障と配管漏洩事故が区別されておらず、
常に緊急の対応が必要となる。このため、保全負荷が大
きくなり、多くの保守点検要員が必要になること。
【０００５】本発明は、上記のような従来技術の課題を
解決すべくなされたものであって、流量計の通常の誤差
を考慮して、このような誤差と、流量計の異常や故障と
配管漏洩事故とを区別して検出し、流量計の保全負荷を
軽減しつつ、配管漏洩事故に対しては確実に対処できる
ようなうな流体輸送配管系の異常検出方法および装置を
提供することを目的とする。
解決すべくなされたものであって、流量計の通常の誤差
を考慮して、このような誤差と、流量計の異常や故障と
配管漏洩事故とを区別して検出し、流量計の保全負荷を
軽減しつつ、配管漏洩事故に対しては確実に対処できる
ようなうな流体輸送配管系の異常検出方法および装置を
提供することを目的とする。
【０００６】
【課題解決のための手段】本発明は、１または２以上の
流体を流入し、１または２以上の流体を流出する流体輸
送配管系の流入側および流出側に取り付けた流量計を介
して流量がそれぞれ測定される流体輸送配管系の異常検
出方法において、流入側において測定される流量合計値
に対する流出側における流量合計値の比Ｆr を求め、該
流量比Ｆrが下記(1) 式もしくは(2) 式を満たす時には
流量計の異常と判断し、前記流量比Ｆr が下記(3) 式を
満たす時には流体輸送配管系の管破損による漏洩と判断
することを特徴とする流体輸送配管系の異常検出方法で
ある。
流体を流入し、１または２以上の流体を流出する流体輸
送配管系の流入側および流出側に取り付けた流量計を介
して流量がそれぞれ測定される流体輸送配管系の異常検
出方法において、流入側において測定される流量合計値
に対する流出側における流量合計値の比Ｆr を求め、該
流量比Ｆrが下記(1) 式もしくは(2) 式を満たす時には
流量計の異常と判断し、前記流量比Ｆr が下記(3) 式を
満たす時には流体輸送配管系の管破損による漏洩と判断
することを特徴とする流体輸送配管系の異常検出方法で
ある。
【０００７】 Ｆr ＞１＋ε ………………(1) １−ε＞Ｆr ≧１−λ ………………(2) Ｆr ＜１−λ ………………(3) ここで、ε；流体の特性、配管径、流量検出器の種類や
特性等から決まる誤差比であって、経験的に決められる
１より小さい定数。
特性等から決まる誤差比であって、経験的に決められる
１より小さい定数。
【０００８】λ；配管から漏洩があっても緊急対処をし
ない限度の漏洩量の流入側合計流量値に対する比であっ
て、経験的に決められるεより大きく１より小さい定
数。 なお、前記誤差比εを0.2 とし、前記漏洩量比λを0.5
とするのがよい。また、本発明は、１または２以上の流
体の流入管および１または２以上の流体の流出管が接続
される流体輸送配管系において、前記流入管および流出
管に取り付けられた流量計によってそれぞれの流量が測
定される流体輸送配管系の異常検出装置であって、前記
流入管において測定される流量合計値に対する前記流出
管において測定される流量合計値の比Ｆr を求める流量
比演算手段と、該流量比演算手段で求められた流量比Ｆ
r を入力して、予め設定された誤差比εと漏洩量比λと
を用いて比較演算して、前記流量比Ｆr が下記(1) 式も
しくは(2) 式を満たしたときには流量計異常警報を発
し、前記流量比Ｆr が下記(3) 式を満たしたときには配
管破損漏洩警報を発する比較・警報手段と、を設けたこ
とを特徴とする流体輸送配管系の異常検出装置である。
ない限度の漏洩量の流入側合計流量値に対する比であっ
て、経験的に決められるεより大きく１より小さい定
数。 なお、前記誤差比εを0.2 とし、前記漏洩量比λを0.5
とするのがよい。また、本発明は、１または２以上の流
体の流入管および１または２以上の流体の流出管が接続
される流体輸送配管系において、前記流入管および流出
管に取り付けられた流量計によってそれぞれの流量が測
定される流体輸送配管系の異常検出装置であって、前記
流入管において測定される流量合計値に対する前記流出
管において測定される流量合計値の比Ｆr を求める流量
比演算手段と、該流量比演算手段で求められた流量比Ｆ
r を入力して、予め設定された誤差比εと漏洩量比λと
を用いて比較演算して、前記流量比Ｆr が下記(1) 式も
しくは(2) 式を満たしたときには流量計異常警報を発
し、前記流量比Ｆr が下記(3) 式を満たしたときには配
管破損漏洩警報を発する比較・警報手段と、を設けたこ
とを特徴とする流体輸送配管系の異常検出装置である。
【０００９】 Ｆr ＞１＋ε ………………(1) １−ε＞Ｆr ≧１−λ ………………(2) Ｆr ＜１−λ ………………(3) ここに、ε；流体の特性、配管径、流量検出器の種類や
特性等から決まる誤差比であって、経験的に決められる
１より小さい定数。
特性等から決まる誤差比であって、経験的に決められる
１より小さい定数。
【００１０】λ；配管から漏洩があっても緊急対処をし
ない限度の漏洩量の流入側合計流量値に対する比であっ
て、経験的に決められるεより大きく１より小さい定
数。 なお、前記誤差比εを0.2 とし、前記漏洩量比λを0.5
とするのがよい。
ない限度の漏洩量の流入側合計流量値に対する比であっ
て、経験的に決められるεより大きく１より小さい定
数。 なお、前記誤差比εを0.2 とし、前記漏洩量比λを0.5
とするのがよい。
【００１１】
【作用】一般に流量計の測定精度は、流体の温度、圧
力、粘度等の特性や配管径、流量計の種類、その測定ス
パン等の特性によって変化する。流体の温度や圧力は測
定が容易であるので、部位によって温度や圧力が変化す
るような流体輸送配管系においては、流量とともに温度
や圧力も測定して、ある一定の温度、圧力の条件下での
流量値に補正した値が用いられる。
力、粘度等の特性や配管径、流量計の種類、その測定ス
パン等の特性によって変化する。流体の温度や圧力は測
定が容易であるので、部位によって温度や圧力が変化す
るような流体輸送配管系においては、流量とともに温度
や圧力も測定して、ある一定の温度、圧力の条件下での
流量値に補正した値が用いられる。
【００１２】このような温度・圧力補正を行った場合で
も、他の要因によって流量測定誤差が生じるので、粒体
輸送配管系における流量測定値を用いて流量計の故障や
配管の破損による流体の漏洩を異常として検知する場合
には、このような通常あり得る範囲の流量測定誤差を考
慮しないと、誤検出の確率が非常に高くなる。また、配
管からの漏洩量や流量計の検出スパンのずれによる誤差
も、流量の増減に比例して変化するため、このような流
量増減による影響をも考慮しないと、異常検出の信頼度
に問題が生じる。
も、他の要因によって流量測定誤差が生じるので、粒体
輸送配管系における流量測定値を用いて流量計の故障や
配管の破損による流体の漏洩を異常として検知する場合
には、このような通常あり得る範囲の流量測定誤差を考
慮しないと、誤検出の確率が非常に高くなる。また、配
管からの漏洩量や流量計の検出スパンのずれによる誤差
も、流量の増減に比例して変化するため、このような流
量増減による影響をも考慮しないと、異常検出の信頼度
に問題が生じる。
【００１３】それゆえ、本発明では、流入側における流
量測定値の合計値に対する流出側における流量測定値の
合計値の比Ｆr を求めて無次元化することによって、上
記した流量増減による影響を無くすことができる。さら
に、上記流量比Ｆr に対して許容される、流体の特性、
配管径、流量検出器の種類や特性によって決まる通常の
範囲の誤差比をε（ただし、εは１より小さい定数）と
すると、流量計の故障や異常（通常の誤差を異常としな
い）や配管の破損による漏洩がない場合には、下記(4)
式が成り立つ。
量測定値の合計値に対する流出側における流量測定値の
合計値の比Ｆr を求めて無次元化することによって、上
記した流量増減による影響を無くすことができる。さら
に、上記流量比Ｆr に対して許容される、流体の特性、
配管径、流量検出器の種類や特性によって決まる通常の
範囲の誤差比をε（ただし、εは１より小さい定数）と
すると、流量計の故障や異常（通常の誤差を異常としな
い）や配管の破損による漏洩がない場合には、下記(4)
式が成り立つ。
【００１４】 １−ε≦Ｆr ≦１＋ε ………………(4) つぎに、流量計の故障や異常が生じたとすると、下記
(5) 式もしくは(6) 式が成り立つことになる。 Ｆr ＞１＋ε ………………(5) １−ε＞Ｆr ………………(6) ここで、(5) 式が成り立つ場合は、流出側の流量合計値
が流入側の流量合計値より大きいわけであるから、配管
の破損による漏洩があり得ず、流量計の故障や異常と判
断してもよい。
(5) 式もしくは(6) 式が成り立つことになる。 Ｆr ＞１＋ε ………………(5) １−ε＞Ｆr ………………(6) ここで、(5) 式が成り立つ場合は、流出側の流量合計値
が流入側の流量合計値より大きいわけであるから、配管
の破損による漏洩があり得ず、流量計の故障や異常と判
断してもよい。
【００１５】一方、(6) 式が成り立つ場合は、流出側の
流量合計値が流入側の流量合計値より小さいわけである
から、流量計の故障や異常の他に配管の破損による漏洩
があり得る。そこで、仮に配管の破損による漏洩があっ
たとしてもそれを無視し、流量計の異常とみなして緊急
対応を行わない限度の漏洩量の流入側流量合計値に対す
る比を経験的に決めて漏洩量比λ（ただし、λはεより
大きく１より小さい定数）とすると、流量比Ｆr が下記
(7) 式を満たすときには、まず１次的には流量計の故障
や異常と判断することになる。
流量合計値が流入側の流量合計値より小さいわけである
から、流量計の故障や異常の他に配管の破損による漏洩
があり得る。そこで、仮に配管の破損による漏洩があっ
たとしてもそれを無視し、流量計の異常とみなして緊急
対応を行わない限度の漏洩量の流入側流量合計値に対す
る比を経験的に決めて漏洩量比λ（ただし、λはεより
大きく１より小さい定数）とすると、流量比Ｆr が下記
(7) 式を満たすときには、まず１次的には流量計の故障
や異常と判断することになる。
【００１６】 １−ε＞Ｆr ≧１−λ ………………(7) したがって、流量比Ｆr が下記(8) 式を満たすときは、
配管破損による漏洩と判断して、緊急処置をとるように
すればよい。 １−λ＞Ｆr ………………(8) このように、本発明によれば、流量計の通常の誤差の範
囲にある場合と、流量計の故障や異常の場合と、配管破
損による漏洩大の場合とを区別して、後２者の場合に、
それぞれの警報を発信するようにしたので、例えば、流
量計の通常の誤差範囲にある場合は、流量計の保全を省
略することが可能となり、保全負荷の軽減、保守点検要
員の省人化を図ることが可能となる。また、実際には配
管破損によってある程度の漏洩が生じている場合で、流
量比Ｆr の大きさからは流量計異常の範囲に入って流量
計異常警報が出る場合もあるが、この場合は、流量計異
常箇所の確認点検を行えば、配管破損による漏洩が発見
される可能性が大きいので実際上は問題ない。
配管破損による漏洩と判断して、緊急処置をとるように
すればよい。 １−λ＞Ｆr ………………(8) このように、本発明によれば、流量計の通常の誤差の範
囲にある場合と、流量計の故障や異常の場合と、配管破
損による漏洩大の場合とを区別して、後２者の場合に、
それぞれの警報を発信するようにしたので、例えば、流
量計の通常の誤差範囲にある場合は、流量計の保全を省
略することが可能となり、保全負荷の軽減、保守点検要
員の省人化を図ることが可能となる。また、実際には配
管破損によってある程度の漏洩が生じている場合で、流
量比Ｆr の大きさからは流量計異常の範囲に入って流量
計異常警報が出る場合もあるが、この場合は、流量計異
常箇所の確認点検を行えば、配管破損による漏洩が発見
される可能性が大きいので実際上は問題ない。
【００１７】次に、通常の製鉄プラント等における工業
用水、副生ガス（例えば高炉ガスやコークス炉ガス等）
の流体輸送用配管系に本発明を適用する場合に、前記誤
差比εを0.2 程度とするのがよい。これは、過去の経験
に基くもので、プラントのオペレータから保守点検要員
へ流量計の故障修理の要請を行う判断基準として、従
来、誤差20％以上が一つの目安として長年用いられてき
ていることによるもので、これによって特に問題が生じ
たことはない。
用水、副生ガス（例えば高炉ガスやコークス炉ガス等）
の流体輸送用配管系に本発明を適用する場合に、前記誤
差比εを0.2 程度とするのがよい。これは、過去の経験
に基くもので、プラントのオペレータから保守点検要員
へ流量計の故障修理の要請を行う判断基準として、従
来、誤差20％以上が一つの目安として長年用いられてき
ていることによるもので、これによって特に問題が生じ
たことはない。
【００１８】また、上記の流体輸送用配管系に本発明を
適用する場合に、前記漏洩量比λを0.5 程度とするのが
よい。これは、流量計の通常の誤差比εを上記のように
0.2程度とした場合、流量計の故障や異常によっては、
例えば、流入側の流量計に誤差がないと仮定して、流出
側の流量計が実際の半分以下を突然指示するとか、ある
いは逆に、流出側の流量計に誤差がないと仮定して、流
入側の流量計が実際の倍以上を突然指示するなどの突発
的異常現象は起こらないという経験的事実に基くもので
ある。
適用する場合に、前記漏洩量比λを0.5 程度とするのが
よい。これは、流量計の通常の誤差比εを上記のように
0.2程度とした場合、流量計の故障や異常によっては、
例えば、流入側の流量計に誤差がないと仮定して、流出
側の流量計が実際の半分以下を突然指示するとか、ある
いは逆に、流出側の流量計に誤差がないと仮定して、流
入側の流量計が実際の倍以上を突然指示するなどの突発
的異常現象は起こらないという経験的事実に基くもので
ある。
【００１９】
【実施例】以下に、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。図１は、本発明を製鉄プラントの高炉ガ
ス輸送配管系に適用した一実施例の構成を示すブロック
図である。この図において、１，２は高炉ガスを発生す
る高炉で、高炉ガス輸送管路Ｐで接続されている。３〜
７は高炉ガス消費設備で、３は高炉ガス放散塔、４は熱
風炉、５はガスタービン発電設備、６は鋼片加熱炉、７
はその他の高炉ガス消費設備であり、いずれも高炉ガス
輸送管路Ｐに接続されている。なお、高炉ガス放散塔３
の先端部にはガス放散弁８が取り付けられている。
して説明する。図１は、本発明を製鉄プラントの高炉ガ
ス輸送配管系に適用した一実施例の構成を示すブロック
図である。この図において、１，２は高炉ガスを発生す
る高炉で、高炉ガス輸送管路Ｐで接続されている。３〜
７は高炉ガス消費設備で、３は高炉ガス放散塔、４は熱
風炉、５はガスタービン発電設備、６は鋼片加熱炉、７
はその他の高炉ガス消費設備であり、いずれも高炉ガス
輸送管路Ｐに接続されている。なお、高炉ガス放散塔３
の先端部にはガス放散弁８が取り付けられている。
【００２０】また、９は高炉ガス輸送管路Ｐに接続され
る高炉ガスを貯蔵するガスホルダで、高炉１，２と高炉
ガス消費設備である高炉ガス放散塔３や熱風炉４、ガス
タービン発電設備５、鋼片加熱炉６、その他の高炉ガス
消費設備７などとの間のバッファとされ、その時に応じ
て高炉ガス消費設備と高炉ガス発生設備の両方の役割を
果たす。すなわち、ガスホルダ９内で高炉ガスの貯蔵量
が増加中は高炉ガス消費設備となり、高炉ガスの貯蔵量
が減少中は高炉ガス発生設備となる。
る高炉ガスを貯蔵するガスホルダで、高炉１，２と高炉
ガス消費設備である高炉ガス放散塔３や熱風炉４、ガス
タービン発電設備５、鋼片加熱炉６、その他の高炉ガス
消費設備７などとの間のバッファとされ、その時に応じ
て高炉ガス消費設備と高炉ガス発生設備の両方の役割を
果たす。すなわち、ガスホルダ９内で高炉ガスの貯蔵量
が増加中は高炉ガス消費設備となり、高炉ガスの貯蔵量
が減少中は高炉ガス発生設備となる。
【００２１】11，12は高炉ガス輸送管路Ｐへの流入管ｐ
1 ，ｐ2 に取り付けられる発生側流量計で、13〜17は高
炉ガス輸送管路Ｐからの流出管ｐ3 〜ｐ7 に取り付けら
れる消費側流量計である。なお、測定される高炉ガスは
矢印で示す方向へ流れる。18はガスホルダ９に取り付け
られるレベル計である。19はガスホルダ出入流量演算器
であり、レベル計18のレベル信号の時間変化とガスホル
ダ９のホルダ断面積とから、ガスホルダ９に流出入管ｐ
8 を介して流出入する高炉ガス流量を演算する。
1 ，ｐ2 に取り付けられる発生側流量計で、13〜17は高
炉ガス輸送管路Ｐからの流出管ｐ3 〜ｐ7 に取り付けら
れる消費側流量計である。なお、測定される高炉ガスは
矢印で示す方向へ流れる。18はガスホルダ９に取り付け
られるレベル計である。19はガスホルダ出入流量演算器
であり、レベル計18のレベル信号の時間変化とガスホル
ダ９のホルダ断面積とから、ガスホルダ９に流出入管ｐ
8 を介して流出入する高炉ガス流量を演算する。
【００２２】20は、高炉ガスの発生側流量計11, 12の流
量測定値Ｆ1 、Ｆ2 を入力して、下記(9) 式により発生
側流量合計値ΣＦI を演算する発生側流量演算器であ
る。 ΣＦI ＝Ｆ1 ＋Ｆ2 ………………(9) 21は、高炉ガスの消費側流量計13〜17からの流量測定値
Ｆ3 〜Ｆ7 およびガスホルダ出入流量演算器18からの出
入流量値Ｆ8 を入力して消費側流量合計値ΣＦ O を下記
(10)式で演算する消費側流量演算器である。
量測定値Ｆ1 、Ｆ2 を入力して、下記(9) 式により発生
側流量合計値ΣＦI を演算する発生側流量演算器であ
る。 ΣＦI ＝Ｆ1 ＋Ｆ2 ………………(9) 21は、高炉ガスの消費側流量計13〜17からの流量測定値
Ｆ3 〜Ｆ7 およびガスホルダ出入流量演算器18からの出
入流量値Ｆ8 を入力して消費側流量合計値ΣＦ O を下記
(10)式で演算する消費側流量演算器である。
【００２３】 ΣＦO ＝Ｆ3 ＋Ｆ4 ＋Ｆ5 ＋Ｆ6 ＋Ｆ7 ＋Ｆ8 ………………(10) なお、出入流量値Ｆ8 は高炉ガス輸送管路Ｐからの流出
時、つまりガスホルダ９のレベル上昇時には“＋”（プ
ラス）の符号、高炉ガス輸送管路Ｐへの流入時、つまり
ガスホルダ９のレベル降下時には“−”（マイナス）の
符号を持つとして定義される。
時、つまりガスホルダ９のレベル上昇時には“＋”（プ
ラス）の符号、高炉ガス輸送管路Ｐへの流入時、つまり
ガスホルダ９のレベル降下時には“−”（マイナス）の
符号を持つとして定義される。
【００２４】22は発生側流量演算器20および消費側流量
演算器21からの発生側流量合計値ΣＦI および消費側流
量合計値ΣＦO とを入力して流量比Ｆr を下記(11)式で
求める流量比演算器である。 Ｆr ＝ΣＦO ／ΣＦI ＝（Ｆ3 ＋Ｆ4 ＋Ｆ5 ＋Ｆ6 ＋Ｆ7 ＋Ｆ8 ）／（Ｆ1 ＋Ｆ2 ） ………………(11) 23は比較演算器で、流量比演算器22と、誤差比εを設定
する定数設定器24と、漏洩量比λを設定する定数設定器
25がそれぞれ接続されており、流量比演算器22から入力
される流量比Ｆr と、定数設定器24, 25から与えられる
誤差比εおよび漏洩量比λとを用いて比較演算を行い、
流量比Ｆr が(12)もしくは(13)を満たしたときには警報
器26を介して流量計故障・異常の警報を発し、また流量
比Ｆr が(14)を満たしたときには同様に配管破損漏洩発
生の警報を発する。
演算器21からの発生側流量合計値ΣＦI および消費側流
量合計値ΣＦO とを入力して流量比Ｆr を下記(11)式で
求める流量比演算器である。 Ｆr ＝ΣＦO ／ΣＦI ＝（Ｆ3 ＋Ｆ4 ＋Ｆ5 ＋Ｆ6 ＋Ｆ7 ＋Ｆ8 ）／（Ｆ1 ＋Ｆ2 ） ………………(11) 23は比較演算器で、流量比演算器22と、誤差比εを設定
する定数設定器24と、漏洩量比λを設定する定数設定器
25がそれぞれ接続されており、流量比演算器22から入力
される流量比Ｆr と、定数設定器24, 25から与えられる
誤差比εおよび漏洩量比λとを用いて比較演算を行い、
流量比Ｆr が(12)もしくは(13)を満たしたときには警報
器26を介して流量計故障・異常の警報を発し、また流量
比Ｆr が(14)を満たしたときには同様に配管破損漏洩発
生の警報を発する。
【００２５】 Ｆr ＞１＋ε ………………(12) １−ε＞Ｆr ≧１−λ ………………(13) Ｆr ＜１−λ ………………(14) なお、本実施例においては、高炉ガス輸送管路Ｐの部位
における温度や圧力の変化は殆どないとの前提条件にし
ているので、測定される流量値に対する温度および圧力
の補正は行っていない。
における温度や圧力の変化は殆どないとの前提条件にし
ているので、測定される流量値に対する温度および圧力
の補正は行っていない。
【００２６】また、ガスホルダ９での流出入量を表す出
入流量値Ｆ8 は、ガスホルダ９のレベル上昇時には
“＋”の符号、ガスホルダ９のレベル降下時には“−”
の符号を持つように定義するとして説明したが、高炉ガ
ス輸送管路Ｐからの流出側すなわち高炉ガスの消費側で
“＋”の符号を持つように定義すれば、下記(15)〜(17)
式のようにしても同様に流量比Ｆr を求めることができ
る。
入流量値Ｆ8 は、ガスホルダ９のレベル上昇時には
“＋”の符号、ガスホルダ９のレベル降下時には“−”
の符号を持つように定義するとして説明したが、高炉ガ
ス輸送管路Ｐからの流出側すなわち高炉ガスの消費側で
“＋”の符号を持つように定義すれば、下記(15)〜(17)
式のようにしても同様に流量比Ｆr を求めることができ
る。
【００２７】 ΣＦI ＝Ｆ1 ＋Ｆ2 −Ｆ8 ………………(15) ΣＦO ＝Ｆ3 ＋Ｆ4 ＋Ｆ5 ＋Ｆ6 ＋Ｆ7 ………………(16) Ｆr ＝ΣＦO ／ΣＦI ＝（Ｆ3 ＋Ｆ4 ＋Ｆ5 ＋Ｆ6 ＋Ｆ7 ）／（Ｆ1 ＋Ｆ2 −Ｆ8 ） ………………(17) なお、この出入流量値Ｆ8 を、高炉ガス輸送管路Ｐから
の流出時のガスホルダレベル上昇時には“−”の符号
を、高炉ガス輸送管路Ｐへの流入時のガスホルダレベル
降下時にはの“＋”の符号を付けるように定義すれば、 ΣＦI ＝Ｆ1 ＋Ｆ2 ＋Ｆ8 ………………(18) ΣＦO ＝Ｆ3 ＋Ｆ4 ＋Ｆ5 ＋Ｆ6 ＋Ｆ7 ………………(19) Ｆr ＝ΣＦO ／ΣＦI ＝（Ｆ3 ＋Ｆ4 ＋Ｆ5 ＋Ｆ6 ＋Ｆ7 ）／（Ｆ1 ＋Ｆ2 ＋Ｆ8 ） ………………(20) としてもよいし、あるいは、 ΣＦI ＝Ｆ1 ＋Ｆ2 ………………(18a) ΣＦO ＝Ｆ3 ＋Ｆ4 ＋Ｆ5 ＋Ｆ6 ＋Ｆ7 −Ｆ8 ………………(19a) Ｆr ＝ΣＦO ／ΣＦI ＝（Ｆ3 ＋Ｆ4 ＋Ｆ5 ＋Ｆ6 ＋Ｆ7 −Ｆ8 ）／（Ｆ1 ＋Ｆ2 ） ………………(20a) としてもよい。
の流出時のガスホルダレベル上昇時には“−”の符号
を、高炉ガス輸送管路Ｐへの流入時のガスホルダレベル
降下時にはの“＋”の符号を付けるように定義すれば、 ΣＦI ＝Ｆ1 ＋Ｆ2 ＋Ｆ8 ………………(18) ΣＦO ＝Ｆ3 ＋Ｆ4 ＋Ｆ5 ＋Ｆ6 ＋Ｆ7 ………………(19) Ｆr ＝ΣＦO ／ΣＦI ＝（Ｆ3 ＋Ｆ4 ＋Ｆ5 ＋Ｆ6 ＋Ｆ7 ）／（Ｆ1 ＋Ｆ2 ＋Ｆ8 ） ………………(20) としてもよいし、あるいは、 ΣＦI ＝Ｆ1 ＋Ｆ2 ………………(18a) ΣＦO ＝Ｆ3 ＋Ｆ4 ＋Ｆ5 ＋Ｆ6 ＋Ｆ7 −Ｆ8 ………………(19a) Ｆr ＝ΣＦO ／ΣＦI ＝（Ｆ3 ＋Ｆ4 ＋Ｆ5 ＋Ｆ6 ＋Ｆ7 −Ｆ8 ）／（Ｆ1 ＋Ｆ2 ） ………………(20a) としてもよい。
【００２８】また、前記実施例では、出入流量値Ｆ8 は
レベル計18によるレベル検出値の時間変化とホルダ断面
積とから求めるとしたが、これに代わって、両方向測定
型の流量計を用いてもよいし、片方向測定型の流量計を
互いに向きを変えて２つ設けるようにしてもよい。この
場合にも、前記実施例と同様、ある一方向の流れに
“＋”の符号を、それとは反対の方向の流れには“−”
の符号を付けるように定義すれば、考え方は前記と同様
で、(9) 〜(11)式、(15)〜(17)式、(18)〜(20)式、(18
a) 〜(20a) 式のいずれかの組の式を用いて計算すれば
よい。
レベル計18によるレベル検出値の時間変化とホルダ断面
積とから求めるとしたが、これに代わって、両方向測定
型の流量計を用いてもよいし、片方向測定型の流量計を
互いに向きを変えて２つ設けるようにしてもよい。この
場合にも、前記実施例と同様、ある一方向の流れに
“＋”の符号を、それとは反対の方向の流れには“−”
の符号を付けるように定義すれば、考え方は前記と同様
で、(9) 〜(11)式、(15)〜(17)式、(18)〜(20)式、(18
a) 〜(20a) 式のいずれかの組の式を用いて計算すれば
よい。
【００２９】前出図１に示した構成と同じ製鉄プラント
を対象にして、発生側流量演算器20および消費側流量演
算器21および流量比演算器22の演算式に前記(9) 〜(11)
式を用い、また比較演算器23に用いる比較演算式である
(12)〜(14)式の定数をそれぞれε＝0.2 、λ＝0.5 と
し、１年間にわたって高炉ガス輸送管路Ｐの異常検出の
実験を行った。
を対象にして、発生側流量演算器20および消費側流量演
算器21および流量比演算器22の演算式に前記(9) 〜(11)
式を用い、また比較演算器23に用いる比較演算式である
(12)〜(14)式の定数をそれぞれε＝0.2 、λ＝0.5 と
し、１年間にわたって高炉ガス輸送管路Ｐの異常検出の
実験を行った。
【００３０】この間において、流量計の異常（故障）警
報は全部で３回発信されたが、その都度保守点検要員に
よって流量計を点検した結果、いずれの場合も流量計に
故障が発生したことが判明した。そして、故障修理の処
置をとった後は警報の発信が無くなった。また、配管破
損による漏洩警報は一度も発生しなかった。また、高炉
ガス放散塔３に取り付けた流量計13の回りに、図２に示
すように、バイパス管ｐB を接続し、前後バルブＶI ，
ＶO およびバイパスバルブＶB を取り付け、前後バルブ
ＶI ，ＶO を閉じてバイパスバルブＶB を開け、先端部
のガス放散弁８を全開にし、流量計13を迂回させてバイ
パス管ｐB から最大限のガス放散を行う実験を行った。
その結果、流量比Ｆr が0.4 まで低下した。このときの
漏洩量比λの設定値は0.5 であることから、 Ｆr ＝0.4 ＜１−λ＝0.5 となって前出(14)式を満足する状態が発生し、模擬的で
はあるが配管破裂による漏洩が検出することができた。
報は全部で３回発信されたが、その都度保守点検要員に
よって流量計を点検した結果、いずれの場合も流量計に
故障が発生したことが判明した。そして、故障修理の処
置をとった後は警報の発信が無くなった。また、配管破
損による漏洩警報は一度も発生しなかった。また、高炉
ガス放散塔３に取り付けた流量計13の回りに、図２に示
すように、バイパス管ｐB を接続し、前後バルブＶI ，
ＶO およびバイパスバルブＶB を取り付け、前後バルブ
ＶI ，ＶO を閉じてバイパスバルブＶB を開け、先端部
のガス放散弁８を全開にし、流量計13を迂回させてバイ
パス管ｐB から最大限のガス放散を行う実験を行った。
その結果、流量比Ｆr が0.4 まで低下した。このときの
漏洩量比λの設定値は0.5 であることから、 Ｆr ＝0.4 ＜１−λ＝0.5 となって前出(14)式を満足する状態が発生し、模擬的で
はあるが配管破裂による漏洩が検出することができた。
【００３１】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明は上記した実施例に限るものではなく、本発
明の構成の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形例を含
むものであることはいうまでもない。
が、本発明は上記した実施例に限るものではなく、本発
明の構成の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形例を含
むものであることはいうまでもない。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
流体の輸送配管系における異常を流量計の故障や異常が
発生した場合と配管破損による漏洩大の場合とに区別し
て検出するようにしたので、流量計のメンテナンスを流
量計異常警報が出たときのみ限ることができ、保全負荷
の軽減、保守点検要員の削減が可能となる。また、配管
破損による漏洩もタイムリーに検出できるから、迅速な
対応や処置が可能となり、設備の安全性に寄与する。
流体の輸送配管系における異常を流量計の故障や異常が
発生した場合と配管破損による漏洩大の場合とに区別し
て検出するようにしたので、流量計のメンテナンスを流
量計異常警報が出たときのみ限ることができ、保全負荷
の軽減、保守点検要員の削減が可能となる。また、配管
破損による漏洩もタイムリーに検出できるから、迅速な
対応や処置が可能となり、設備の安全性に寄与する。
【図１】本発明を製鉄所の高炉ガス輸送配管系に適用し
た一実施例の構成を示すブロック図である。
た一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実験に用いた装置の説明図である。
１，２ 高炉 ３ 高炉ガス放散塔 ４ 熱風炉 ５ ガスタービン発電設備 ６ 鋼片加熱炉 ７ その他の高炉ガス消費設備 ８ ガス放散弁 ９ ガスホルダ 11，12 発生側流量計（流量計） 13〜17 消費側流量計（流量計） 18 レベル計 19 ガスホルダ出入流量演算器 20 発生側流量演算器 21 消費側流量演算器 22 流量比演算器（流量比演算手段） 23 比較演算器（比較・警報手段） 24, 25 定数設定器 26 警報器（比較・警報手段） Ｐ 高炉ガス輸送管路（流体輸送用配管系） ｐ1 ，ｐ2 流入管 ｐ3 〜ｐ7 流出管 ｐ8 流出入管 ｐB バイパス管 ＶI 前バルブ ＶO 後バルブ ＶB バイパスバルブ
Claims (4)
- 【請求項１】 １または２以上の流体を流入し、１また
は２以上の流体を流出する流体輸送配管系の流入側およ
び流出側に取り付けた流量計を介して流量がそれぞれ測
定される流体輸送配管系の異常検出方法において、 流入側において測定される流量合計値に対する流出側に
おける流量合計値の比Ｆr を求め、該流量比Ｆr が下記
(1) 式もしくは(2) 式を満たす時には流量計の異常と判
断し、前記流量比Ｆr が下記(3) 式を満たす時には流体
輸送配管系の管破損による漏洩と判断することを特徴と
する流体輸送配管系の異常検出方法。 Ｆr ＞１＋ε ………………(1) １−ε＞Ｆr ≧１−λ ………………(2) Ｆr ＜１−λ ………………(3) ここで、ε；流体の特性、配管径、流量検出器の種類や
特性等から決まる誤差比であって、経験的に決められる
１より小さい定数。 λ；配管から漏洩があっても緊急対処をしない限度の漏
洩量の流入側合計流量値に対する比であって、経験的に
決められるεより大きく１より小さい定数。 - 【請求項２】 前記誤差比εが0.2 であり、前記漏洩量
比λが0.5 である請求項１に記載の流体輸送配管系の異
常検出方法。 - 【請求項３】 １または２以上の流体の流入管および１
または２以上の流体の流出管が接続される流体輸送配管
系において、前記流入管および流出管に取り付けられた
流量計によってそれぞれの流量が測定される流体輸送配
管系の異常検出装置であって、 前記流入管において測定される流量合計値に対する前記
流出管において測定される流量合計値の比Ｆr を求める
流量比演算手段と、該流量比演算手段で求められた流量
比Ｆr を入力して、予め設定された誤差比εと漏洩量比
λとを用いて比較演算して、前記流量比Ｆr が下記(1)
式もしくは(2) 式を満たしたときには流量計異常警報を
発し、前記流量比Ｆr が下記(3) 式を満たしたときには
配管破損漏洩警報を発する比較・警報手段と、を設けた
ことを特徴とする流体輸送配管系の異常検出装置。 Ｆr ＞１＋ε ………………(1) １−ε＞Ｆr ≧１−λ ………………(2) Ｆr ＜１−λ ………………(3) ここに、ε；流体の特性、配管径、流量検出器の種類や
特性等から決まる誤差比であって、経験的に決められる
１より小さい定数。 λ；配管から漏洩があっても緊急対処をしない限度の漏
洩量の流入側合計流量値に対する比であって、経験的に
決められるεより大きく１より小さい定数。 - 【請求項４】 前記誤差比εが0.2 であり、前記漏洩量
比λが0.5 である請求項３記載の流体輸送配管系の異常
検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7105798A JPH08303699A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 流体輸送配管系の異常検出方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7105798A JPH08303699A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 流体輸送配管系の異常検出方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08303699A true JPH08303699A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=14417147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7105798A Pending JPH08303699A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 流体輸送配管系の異常検出方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08303699A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010104861A (ko) * | 2000-05-16 | 2001-11-28 | 이계안 | 공압 배관의 정비 시기 감지 장치 및 그 방법 |
| JP2007240200A (ja) * | 2006-03-06 | 2007-09-20 | Jfe Steel Kk | ガスの漏洩検知方法 |
| CN113435727A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-09-24 | 安徽泽众安全科技有限公司 | 一种连通管线单点报警下的燃气扩散范围获取方法 |
| CN116081557A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-05-09 | 武汉三江航天远方科技有限公司 | 一种基于闭环在线监测系统的多次校准装置及控制方法 |
| JP2023130856A (ja) * | 2022-03-08 | 2023-09-21 | 栗田工業株式会社 | 水処理システムの異常診断方法及び装置 |
-
1995
- 1995-04-28 JP JP7105798A patent/JPH08303699A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010104861A (ko) * | 2000-05-16 | 2001-11-28 | 이계안 | 공압 배관의 정비 시기 감지 장치 및 그 방법 |
| JP2007240200A (ja) * | 2006-03-06 | 2007-09-20 | Jfe Steel Kk | ガスの漏洩検知方法 |
| CN113435727A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-09-24 | 安徽泽众安全科技有限公司 | 一种连通管线单点报警下的燃气扩散范围获取方法 |
| CN113435727B (zh) * | 2021-06-22 | 2022-10-25 | 安徽泽众安全科技有限公司 | 一种连通管线单点报警下的燃气扩散范围获取方法 |
| JP2023130856A (ja) * | 2022-03-08 | 2023-09-21 | 栗田工業株式会社 | 水処理システムの異常診断方法及び装置 |
| CN116081557A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-05-09 | 武汉三江航天远方科技有限公司 | 一种基于闭环在线监测系统的多次校准装置及控制方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040120 |