JPS62277536A - 排ガス自動サンプリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〈産業上の利用分野〉 本発明はボイラ、燃焼炉等の排ガス性状分析の自動化を
し、得られた分析数値を総合判断し７、ボイラ制御装置
を送り好適な運転をするものである。

またサンプリングの省力化と共に精度の向上、測定時間
の短縮等の効果を得、加えてボイラの効率の良い運転を
させる装置を提案するものである。

〈従来の技術及びその問題点〉 従来、公害防止の点よシ窒素酸化物（ＮＯｚ）、硫黄酸
化物（ＳＯｚ）、ばいじんの排ガス中の含有率を、また
ボイラの運転効率の向上の点より０□、Ｃｏの排ガス中
の含有率を手作業によシ分析することが行なわれてきた
。

このような排ガス成分の分析には、第８図に示すような
トラバース測定手段が採用されている。従来は作業者が
排ガス煙道（ダクト）にサンプリング管を、所定の位置
にくるように抜差してサンプルガスを採取していた。そ
して分析計にサンプルガスを導き、記録員が記録すると
いう作業のため、非常に時間と人員を要した。

測定項目としては０２　、　ＮＯｘ、　Ｓｏｘ、　Ｃｏ
といったガス成分と共に、温度、流速、ばいじんがある
。

特にばいじんはガス流に対し等速吸引せねばならず、非
常に手間のかかる作業であった。従って、人員としては
サンプリング管の抜差しと保持に２名、分析装置の切替
やサンプリング時間。

パージ時間の管理に１名、そして記録と全体まとめに１
名の計４名は必要であった。また、時間も非常に長くか
が９、小型のダクトでも１〜２時間、大型になると６〜
４時間が１条件毎にかかった。条件とは、ボイラの負荷
の違い、バーナの組合せ、ガス再循環の有無などによシ
非常に多くの組合せになるため、試運時の工程における
期間の短縮に大きな制約条件となっていた。

また、停缶後の再立上シ時にも測定するが、数日から１
週間かかシ、その費用は数百万円を要し、サンプリング
操作の自動化が要望されていた。

更に測定精度についても、担轟者の技側に依存し、トラ
バース位置の誤差やサンプリング時間の誤差など、第３
者的にチェックするには、現場に立会うほかには手段が
なかった。

また、これらのうちの１分析値とボイラの運転制御を関
連させて燃料供給量、空気供給量の制御をするというこ
とは提案されているが、全成分の分析値を総合してボイ
ラの運転制御と関連させるという試みはなかった。

〈発明の目的〉 本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、省
人省力化、精度の向上および測定時間の短縮をはかシ、
ボイラの試運転期間の短縮とコストダウンを図れる自動
サンプリング装置を提供し、かつこれら分析の対象とな
る成分要素の数値を総合判断し、ボイラ制御装置にイン
プットしボイラを効率良く運転しようということにある
。

く手段の概要〉 要するに、本発明は最も問題となるサンプリング管の自
動抜差をするために、大型ダクトの場合はガイドバーを
設けて、上からワイヤ吊シしてプローブを移動させるも
のであシ、小型ダクトの場合は横から棒状のプローブを
ランクギアを用いて抜差しでガス分析をし、得られた分
析数値を総合指令発信制御装置で総合判断し、指令信号
をボイラ制御装置にインプットするものである。

〈実施例１〉 第１図に、小型ダクト用の横挿入式サンプリング装置の
外観を示す。サンプリング管１は中空のパイプで、先端
にガス流の上流に向かって開口したサンプ孔２３を持つ
。これは水平サポート５に取付けられた、直線状の歯車
であるラックギア４に対し、ギアボックス２中のウオー
ムギア（図示せず）を噛み合わせて、前進後進させる。

トラバース点の上下位置はダクト１ｏに取りつけられた
サンプリング用の７ランジ１７が対応し、幅方向位置（
第１図の左右位置）はサポ−）５Ｋｌ：１つけられたリ
ミットスイッチ（図示せず）により規定する。このリミ
ットスイッチの信号を制御装置（図示せず）に取シ込み
、トラバース制御を行なう。

次に上下方向の移動につき説明する。第２図は第１図の
Ａ−Ａ断面図、第６図は第２図のＢ−Ｂ視図である。

モータ１３−によりウオーム１２を駆動し、ランク７に
より上下に移動する。コラム６の反対側をガイドギア１
４により押さえろ。この駆動手段はブレーキ付ギアドモ
ータを用いるなど種々の手段を実用できる。そしてサン
プリング管１に対応してコラム６上に取付けられたリミ
ットスイッチ１６によりその位置を検出し、位置決めす
る。この位置決めはギアの回転数から割り出すなど種々
の手段をとることができる。

なお測定孔１１の詳細は、第４図のように、外側はフラ
ンジ１７の先に中央にサンプリング管貫通用の切込みを
有するシールド用シート１８を取りつけ、また内側はカ
ウンタウェイト２１ヲ取すつけたカバープレート２０に
より塞ぐ構造とする。サンプリングを長期にわたり実施
しない場合は閉止板を７ランジに取りつける。

カウンタウェイト２１はダクト内圧により決定される。

またカバープレー）　２０の開口との当たり面は凹凸を
つけたり、シートを貼ったりして（図示せず）シール性
を向上させることができる。

次に本発明にかかるサンプリング管のプローブ部の詳細
を説明する。第５図はサンプリング管の先端をガス上流
側から見たところであり、第６図はその内部構造を横断
面により示したものである。熱線式ガス流速計、熱電対
、サンプリングチューブをコンパクトにまとめである。

第７図は、本装置の制御、分析系統図である１゜サンプ
リング管の上下位置は上下用モータＭ１＋Ｍ２により駆
動し、リミットスイッチ、ＳＷａ〜ＳＷｃで位置検出す
る。

前後方向はモータＭ３を用い、ＳＷ、〜３で位置検出す
る。切替弁Ｖｌ＋遮断弁Ｖ７により、ウオーミング用吸
引ポンプＰ２の流路をつくり、サンプリング系にダクト
内ホントガスを流す。これは温度計Ｔ２により確認する
。次に、−例としてＳ、Ｏｘの場合について述べれば、
ｖ４　＋　ｖｌ□を開け、Ｐｌを駆動し、■７を閉じｖ
ｌを切替えて、Ｓｏｘを測定する。また、等速吸引のた
めには、流速計［ｉｌ。

の値をガス温Ｔ、で補正し、これを目標値としてサンプ
リング流速Ｆ２を制御弁Ｃ■１の開度により調節する。

これらのデータを収集すると共に、ボイラ制御装置から
、ボイラ負荷、運転バーナ、ぢ、配置とそれぞれのバー
ナ負荷、ガス再循環量、スートプロワ運転の有無等の情
報を入手し、測定し、総合指令発信制御装置３５で総合
判断しレポートを作成する。

また、通常の０２制御に対し、本装置によりメンンユ状
にトラバースした０２から求めた、よシ正確な０２値を
求めて自動補正することにより、ガス偏流によるエラー
をなくすることができる。

さらに、ダクト中のガス性状分布は、焚いているバーナ
配置との相関が高く、学習的に負荷に応じた最適バーナ
運転配置を求めることが可能である。

このように、本装置によシ、従来は試運転及び定期点検
的に限られていたガス分析が、常時運転中に実施でき、
制御２分析に利用できボイラ制御装置３６に情報と指令
をインプットし、ボイラの運転を効率よくかつ公害成分
の排出を最低にする運転をすることができる。

なお、横挿入の場合、第１図のように、〕−参のサンシ
リング管を上下させるのではなく、初めから高さ方向に
必要とする台数をセットしでおく方法もある。

また、ダクトが少し大きい場合、サンプリング管１のた
わみが大きくなるだめ、ダクトの両側に本装置を設置し
、各々ダクト幅の半分を受は持つようにする。

〈実施例２〉 なお、ダクトが大きい場合は、サンプリング管を太くし
たり、先端のたわんだ分だけ根元に角度をつけて補正す
る手段も考えられるが、重くて実用的でなく、また１５
〜２０７＋１／ｓのガス流速の中では振動が懸念される
。

そこで第９図に示すように、管又は棒で抵抗の少ないガ
イド２４を設けてこれに沿って上下方向にプローブを移
動させる手段が、実用的と考えられる。横挿入と同じよ
うにパイプを縦に挿入することも考えられるが、たわみ
はないものの、ダクトの高さ分のサンプリング管を上方
に引き出すこととな）、機構が犬がかシになる。

そこでプローブ２３をワイヤ２５で吊９、前記ガイド管
に沿い移動させ、信号送付する電線とプローブ吊り下げ
ワイヤを共にダクトの上のドラム２６に巻き取ることに
より、小型化できる。

第１０図はガイドとして、角板ガイド２４ｃＬを用いた
プローブの例である。第１１図は、第１０図のプローブ
を下側から見上げた図面で、見やすいように下カバーを
はずした図面である。

左右及び前後のガイドローラ２９．３０で角板ガイドを
押え、また幅広のローラ２９によシブローブをガス上流
に向け、姿勢を安定させる。サンプリング管２７は、プ
ローブ近傍のガス流の乱れをさけるため、前方に突き出
す。プローブの上下位置は上テンションワイヤ２５αの
送シ出し量と下テンションワイヤ２５ｂの巻き込み量で
判定する。途中でプローブが引っかかっても、上下のワ
イヤによシ強制的に移動可能である。

なお、ワイヤのサポート点がプローブ重心付近になるよ
う、プローブ２３αは反サンプリング管側にウェイトを
もたせてバランスさせている。

ダクト内ガス温度はせいぜい３００℃までなので、ガイ
ド、プローブ共に温度的な問題はない。

またガスはダストも除去後のため、特に問題とはならな
いが、第１２図に示すようにカラー６１をつけて、ガイ
ド表面のダストをけずり落としてローラ２９，３０を保
護することも考えられる。

カラー６１は薄い弾性をもつバネ板である。

〈実施例６〉 第１３図は、ガイドとして、２本のチューブを用いた場
合である。この手段によってもプローブを安定に保持で
きる。またテンションワイヤ２５α、２５．ｂを両ガイ
ドの間に位置させることができ、よシ引つばシやすい配
置である。２本のガイド２４α、ｂはその距離が必ずし
も一定には設置できないため、ローラ３０ｂはその誤差
分に対応できるよう、長いものを用いる。また、２本の
ガイドは管径が異なったものでも良い。またテンション
ワイヤ２５を大きな力で引っばることにより、２４ｂ２
を省略できる。

〈実施例４〉 第１５図は１本の丸いガイド管を用いた場合のプローブ
であり、第１６図はその側面視図である。これはガイド
としてチューブばかシでなく、強力に張ったワイヤでも
良いため、短期臨時用として設置するのに適する。

テンションワイヤは上方のみと簡略化するが、ワイヤが
真すぐのびるよう、プローブ２３ｃの重量を考慮すると
共に、下向きに押える力を発生する翼３２を備え、プロ
ーブを常に下方向に押しつけるようにする。またサンプ
ル管が正しくガス流に向かうように１翼３３．３４によ
シ安定化をはかる。

なお、当然テンションワイヤを上下に設けても良い。

以上、プローブを上下方向に移動させる、大型ダクト用
サンプリング装置につき説明したが、制御系統は第７図
とほぼ同じため、その説明は省略する。また、プローブ
の各図はサンプリング管のみを装着した形状で示したが
、流速計や　ｌ熱電対の組込は同様にして可能である。

〈実施例５〉 なお、前記したような挿入式において、縦型と同じよう
に、水平、横方向にガイドバーを通して、プローブを移
動させることも同様にしてできる。

〈発明の効果〉 本発明を実施することにより、従来４Å以上かかつてい
た作業員を不用とする無人化ができ、また１点あたり数
時間ががっていた測定時間を半分以下にできるため、試
運転期間の短縮に犬きく貢献するものである。

また、測定に個人差がなく、精度も向上する。

自動化できるため、試運転や保守時のみならず、通常の
運転中も本装置を用いることができ、制御や監視、管理
に有効に用いることができる。

特に最適な運転バーナ配置を求めることができ公害成分
の排出の低減、効率よいボイラの運転ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる小型ダクト用の横挿
入式サンプリング装置の側面図、第２図、第３図はその
上下移動装置の詳細部分図、第４図は測定孔の詳細図、 第５図はサンプリング管先端のプローブ部の外観部分図
、第６図は第５図の縦断面図、第７図は本願発明の実施
にかかる装置の制御系統図、 第８図は、従来技術による横挿入式のサンプリング装置
の斜視図、 第９図は実施例２の大型ダクト用の、上下移動式のサン
プリング装置の説明用斜視図、第１０図は板状角型ガイ
ドを用いた場合のプローブ斜視図、第１１図はプローブ
を底面側よυ見たときの平面図、第１２図はダストスク
レーパ用カラーの一例を示す部分斜視図、第１３図は２
本のチューブを用いた第３実施例の斜視図、第１４図は
その平面図、 第１５図は１本のチューブをガイドに用いた場合のプロ
ーブの平面図、第１６図はその側面図である。 １・・・・・・サンプリング管　２・・・・・・ギヤボ
ックス５・・・・・・水平サポート　　６・・・・・・
コラム（支柱）２３　・・・・・・サンプルガス採取用
の開口（サンプル２４　・・・・・・ガイ　ド　２４α
・・・角板ガイド　２６・・・ト°ラム２４ｂ．　、　
２４ｂ２・・・・・・チューブガイド６５・・・・・・
総合指令発信制御装置ろ６・・・・・・ボイラ制御装置 ３７・・・・・・ガス分析装置 第１図 第８図 第９図 第１Ｑ図 ２４ａ ２９ｂ　　　　　　３０ｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、排ガスをサンプリングする部材の開口を設定したダ
   クト横断面の複数の位置に順次自動的に移動させる装置
   と、これらの位置で吸引したサンプルガスを自動分析装
   置に導き、その分析数値を総合判定しボイラ制御装置へ
   ボイラ制御用の指令信号を出す総合指令信号発信制御装
   置と、を設けたことを特徴とする排ガス自動サンプリン
   グ装置。 ２、排ガスダクトの外側に立設した架台の支柱に上下移
   動する水平サポートを設け、該サポートにサンプルガス
   を吸引する開口を所定位置に自動的に位置するサンプリ
   ング管を設け、該支柱と該サポートに夫々前記開口位置
   設定用の複数のリミットスイッチを設けたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の排ガス自動サンプリン
   グ装置。 ３、排ガスダクト内にプローブ案内部材を１以上立設し
   、夫々の案内部材に沿い移動できるプローブを取付け、
   該プローブに接続するワイヤを回転するドラムで巻き上
   げ自動的に所定の位置に順次自動変化させサンプリング
   ガスを吸引し、分析装置に送る装置と、この分析装置か
   らの信号を受ける総合指令信号発信制御装置とを設けた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の排ガス自
   動サンプリング装置。