JP2971213B2 - ｐＨ計の異常検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はｐＨ計の異常検出装置に
関し、さらに詳しくは、たとえば火力発電プラントにお
ける配管系を循環する水のｐＨを測定するｐＨ計の異常
の有無を診断する、ｐＨ計の異常検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、火力発電プラントにおいては、発
電機に結合されたタービンに蒸気を噴出させてタービン
を回転させ、タービンの回転という仕事を完了した蒸気
を冷却して水に戻し、戻された水をイオン交換樹脂を通
過させてイオン物質を除去すると共に脱気し、イオン物
質や溶存酸素等を除去した清浄水を再びボイラーで加熱
して蒸気にし、この蒸気を再度タービンに噴出させると
いう、水の循環システムを有している。ここで、前記蒸
気の冷却は通常海水で行われている。

【０００３】このような火力発電プラントにおける水循
環システムにおいて重要なことは、循環する水質の管理
である。つまり、循環する水の質が低劣であるとボイラ
ー、タービン、配管等の腐食等を生じ、水循環系の寿命
が短くなるという不都合を生じるからである。

【０００４】そこで、従来の発電プラントにおける水循
環システムにおける水の品質管理として、まず水の導
電率、水のｐＨ、水中の溶存酸素濃度、ヒドラジ
ンの濃度、水中の溶存水素濃度、水中の全鉄濃度、
水の濁度、水中の塩素濃度、および水中のナトリ
ウムイオンの濃度等の管理を挙げることができる。

【０００５】このような水の品質管理は、火力発電プラ
ントの運転中は勿論のこと、一旦火力発電プラントを停
止した後にその運転を再開するときに特に必要である。
火力発電プラントの運転中において、循環水の品質の低
下が発見されたときには、配管やボイラーの腐食等を迅
速に防止するために、循環水の品質低下の原因を迅速に
追求する必要があり、また停止していた火力発電プラン
トの運転を再開するときには、水循環系中を正常な循環
水に置き換え、運転の停止中に循環系中に滞留していた
滞留水により生じていたかも知れない循環系中の故障部
分の迅速な発見とその修理とを図らねばならないからで
ある。

【０００６】そのような必要を満たすために前記水の
導電率を管理するのは、蒸気を冷却するために使用され
た海水が水循環系に混入する可能性を監視する等のため
である。もし海水が循環水中に混入するとすれば塩素イ
オン等のイオン物質の濃度が上昇するはずであり、イオ
ン物質の濃度が上昇すると循環水の導電率の上昇が起こ
るはずであるからである。また、次に説明する水のｐＨ
の監視と合わせて、アンモニウムイオンの検出を行うこ
とができるからである。

【０００７】水のｐＨを監視するのは、循環水のｐＨ
を弱アルカリ性に維持することにより鉄の腐食を防止す
るためなどであり、水中の溶存酸素濃度を監視するの
は、配管やボイラーあるいはタービン等の腐食を防止す
るためなどであり、ヒドラジンの濃度の監視は、循環
水中から脱酸素のために添加されたヒドラジンの消費の
程度をチェックすることにより、循環水中の溶存酸素の
存在の監視をするためなどである。水中の溶存水素濃
度の監視は、タービンにおける腐食発生などの異常状態
の診断に利用することができる。水中の全鉄濃度およ
び水の濁度の監視はスケール発生の有無を検出するこ
とができる。水中の塩素濃度および水中のナトリウ
ムイオンの濃度の監視は海水の混入のチェックをするこ
とができる。

【０００８】ところで、上述した各監視項目のうち、水
のｐＨを監視する手段としては、従来配管系のうちの復
水系や給水系に設置した多数のｐＨ計を定期的に点検
し、定期的な採取データを採取してこの採取データから
水のｐＨの監視や各ｐＨ計の異常の有無を判断すること
が行われている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような採取データを基に各ｐＨ計の指示値が配管系を
流れる水の実際のｐＨ値を正確に示しているか否かを判
断することは難しく、このため従来においては標準液を
用いた手分析によるｐＨ値チェックを併用しているのが
実情である。

【００１０】また、火力発電プラントの復水系や給水系
のｐＨ値を適正に維持することはこの火力発電プラント
の配管系の腐食防止の点からも極めて重要であり、も
し、各ｐＨ計の異常による誤ったｐＨ値を信じて長期間
火力発電プラントを運転した場合、配管系の腐食が進行
して重大な事故を招来してしまうという問題がある。

【００１１】本発明は前記事情に基づいて完成されたも
のである。すなわち、本発明の目的は、例えば火力発電
プラントにおける配管系に設置したｐＨ計の異常の有無
を常時自動的かつ適確に診断できる、ｐＨ計の異常検出
装置を提供することを目的とするものである。

【００１２】

【前記課題を解決するための手段】前記課題を解決する
ための本発明の構成は、火力発電プラントにおける配管
系を循環する水のｐＨ値を測定するｐＨ計と、このｐＨ
計と同じ測定位置における水の導電率を測定する導電率
計と、この導電率計で測定した導電率を基に前記測定位
置での換算ｐＨ値を求めるｐＨ換算手段と、このｐＨ換
算手段で求めた換算ｐＨ値と前記ｐＨ計で測定したｐＨ
値とを比較し、前記ｐＨ計の異常の有無を判定する異常
判定手段と、この異常判定手段の判定結果を表示する表
示手段とを有するｐＨ計の異常検出装置である。

【００１３】

【作用】以下に上述したｐＨの異常検出装置の作用を説
明する。

【００１４】このｐＨ計の異常検出装置におけるｐＨ計
は、例えば火力発電プラントにおける配管系を循環する
水のｐＨ値を測定し、測定結果を送出する。また、導電
率計はこのｐＨ計と同じ測定位置における水の導電率を
測定し、測定結果を送出する。

【００１５】前記ｐＨ換算手段は、前記導電率計で測定
した導電率を基に前記測定位置での換算ｐＨ値を求め、
この換算ｐＨ値を送出する。前記異常判定手段は、前記
ｐＨ換算手段で求めた換算ｐＨ値と前記ｐＨ計で測定し
たｐＨ値とを比較し、前記ｐＨ計の異常の有無を判定
し、判定結果を表示手段に送出する。これにより、配管
系に設置したｐＨ計の異常の有無を常時自動的かつ適確
に判定することができる。

【００１６】

【実施例】以下に、本発明の実施例装置を含む火力発電
プラントについて詳述する。

【００１７】この火力発電プラントの概要を図１に示
す。

【００１８】（Ａ）火力発電プラントにおける水循環系 −水循環系の構成− 図１に示すように、復水系は、仕事を終えた蒸気を、海
水を導通する冷却管ＳＴで凝結して液としての水に変換
する蒸気凝結器Ｃと、凝結した水を貯留する凝結水貯留
槽ＨＷと、凝結水貯留槽ＨＷから排出される水を送水す
る復水ポンプＣＰと、復水ポンプＣＰにより送水された
水中のイオン物質をイオン交換樹脂で除去するを復水脱
塩装置ＤＥＭＩと、イオン物質の除去された水（脱塩
水）を送水する復水ブースターポンプＣＢＰと、送水さ
れた水を加温する低圧加熱器ＬＰＨＴＲと、低圧加熱器
ＬＰＨＴＲで加熱された加温水中から酸素を除去する脱
気装置ＤＥＡと、これらを直列に結合する配管とを有す
る。なお、凝結水貯留槽ＨＷには補給水タンクＴから蒸
留水が配管を通じて供給されるようになっている。

【００１９】また、この復水系においては、復水ポンプ
ＣＰと復水脱塩装置ＤＥＭＩとを結合する配管から分岐
する分岐管に第１バルブＶ₁ を備え、復水ポンプＣＰと
復水脱塩装置ＤＥＭＩとを結合する配管から、復水脱塩
装置ＤＥＭＩをバイパスする側管に第２バルブＶ₂ が設
けられ、復水ブースターポンプＣＢＰと低圧加熱器ＬＰ
ＨＴＲとを結合する配管から凝結水貯留槽ＨＷへ戻る側
管に第３バルブＶ₃ が設けられ、脱気装置ＤＥＡから分
岐する配管に第４バルブＶ₄ が設けられ、脱気装置ＤＥ
Ａと高圧加熱器ＨＰＨＴＲとを結合する配管から凝結水
貯留槽ＨＷへ戻る側管に第５バルブＶ₅ が設けられてい
る。

【００２０】前記復水脱塩装置ＤＥＭＩと復水ブースタ
ーポンプＣＢＰとを結合する配管には、アンモニアを水
循環系に注入するアンモニア注入管（図示せず。）およ
びヒドラジンを水循環系に注入するヒドラジン注入管
（図示せず。）が結合されている。給水系は、前記脱気
装置ＤＥＡから排出される水を細径に絞り込まれた配管
に送出することにより高圧水を作り出す高圧給水ポンプ
ＢＦＰと、高圧給水ポンプＢＦＰから送り出された高圧
水を予備加熱する高圧加熱器ＨＰＨＴＲと、高圧加熱器
ＨＰＨＴＲで予備加熱された高圧水をさらに高温に予備
加熱する節炭器ＥＣＯと、節炭器ＥＣＯで高温に予備加
熱された高圧高熱水を高圧蒸気に変換するウォターウォ
ールＷＷと、このウォターウォールＷＷで蒸気に変換さ
れた高圧蒸気と蒸気に変換されなかった高圧高熱水を分
離するウォターセパレータＷＳとを有する。

【００２１】この給水系には、また、節炭器ＥＣＯと高
圧加熱器ＨＰＨＴＲとを結ぶ配管から凝結水貯留槽ＨＷ
へ戻る側管に第６バルブＶ₆ が取りつけられ、この第６
バルブＶ₆ と高圧加熱器ＨＰＨＴＲとを結ぶ配管から分
岐した分岐管に第７バルブＶ₇ が取りつけられ、ウォタ
ーセパレータＷＳから凝結水貯留槽ＨＷへ戻る側管に第
８バルブＶ₈ が取りつけられ、第８バルブＶ₈ とウォタ
ーウォールＷＷとを結ぶ配管から分岐する分岐管に第９
バルブＶ₉ が設けられている。

【００２２】蒸気系は、前記ウォターウォールＷＷで変
換された高圧蒸気の温度を更に高めるスーパーヒータＳ
Ｐと、スーパーヒータＳＰで高温に高められた高圧蒸気
を噴出して発電機を駆動する高圧タービンＨＰと、高圧
タービンＨＰを経由した蒸気を再度加熱する再加熱器Ｒ
Ｈと、再加熱器ＲＨで再加熱された高圧蒸気を噴出して
発電機を駆動する中圧タービンＩＰと、中圧タービンＩ
Ｐを経由した高圧蒸気を噴出して発電機を駆動する低圧
タービンＬＰとを有する。

【００２３】−水循環系におけるプラント運転時の水の
動き− 上記構成の水の循環系では、火力発電プラントの運転時
に、以下のように水が循環する。

【００２４】すなわち、低圧タービンＬＰでの仕事を終
えた蒸気は蒸気凝結器Ｃに供給され、蒸気凝結器Ｃにお
いて蒸気は冷却管ＳＴで冷却され、凝結して液体として
の水に変換される。蒸気から水に変換されて得られた凝
結水は、凝結水貯留槽ＨＷに一旦貯留され、復水ポンプ
ＣＰにより凝結水貯留槽ＨＷから復水脱塩装置ＤＥＭＩ
に送水される。復水脱塩装置ＤＥＭＩにより凝結水はイ
オン交換され、イオン物質の除去された精製水が復水ブ
ースターポンプＣＢＰにより低圧加熱器ＬＰＨＴＲに送
水される。低圧加熱器ＬＰＨＴＲで精製水は予備加熱さ
れ、脱気装置ＤＥＡに送水される。脱気装置ＤＥＡでは
精製水が脱気され、主として酸素ガスが除去される。

【００２５】主として酸素ガスの除去された脱気精製水
は高圧給水ポンプＢＦＰにより高圧水として高圧加熱器
ＨＰＨＴＲに送出される。高圧加熱器ＨＰＨＴＲではこ
の脱気精製水は予備加熱される。予備加熱された脱気精
製水は節炭器ＥＣＯにて更に高温度に予備加熱される。
予備加熱された高圧の脱気精製水は、ウォターウォール
ＷＷにて高温高圧の蒸気に変換される。

【００２６】ウォターウォールＷＷで変換された高温高
圧の蒸気は、スーパーヒータＳＰでさらに高温度に加熱
され、得られる高温高圧の蒸気が高圧タービンＨＰに噴
出され、高圧タービンＨＰを経由し、温度の低下した高
圧蒸気は再加熱器ＲＨにて再度高温度に加熱され、その
後に中圧タービンＩＰに供給され、中圧タービンＩＰを
駆動する。中圧タービンＩＰを経由した蒸気は低圧ター
ビンＬＰに供給される。これらの高圧タービンＨＰ、中
圧タービンＩＰおよび低圧タービンＬＰにより発電機が
駆動され、電力が出力する。低圧タービンＬＰを経由し
た蒸気は、蒸気凝結器Ｃに戻され、前述したのと同じサ
イクルを繰り返す。

【００２７】−火力発電プラントの起動時における水の
動き− 火力発電プラントは、定期点検時、電力需要の減少時、
異常状態の発生時等にはその運転が停止される。運転が
停止されている間、この水循環系の主要な配管中にはな
お多くの循環水が残留している。この残留水は、火力発
電プラントの停止期間の長さに応じてその水質が劣化す
る。あるいは、配管中に汚れが発生する。そこで、この
火力発電プラントの運転を再開するときには、この水循
環系を洗浄する必要がある。

【００２８】その洗浄操作は以下のようにして行われ
る。すなわち、第１バルブＶ₁ を解放するとともに第２
バルブＶ₂ および復水脱塩装置ＤＥＭＩの入口を閉鎖
し、補給水タンクＴから蒸気凝結器Ｃ中に補給水を補給
する。補給水は蒸気凝結器Ｃから凝結水貯留槽ＨＷに貯
留される。その後、復水ポンプＣＰを駆動することによ
り、補給水を第１バルブＶ₁ から外部に排出する。補給
水タンクＴから供給される補給水を、蒸気凝結器Ｃ、凝
結水貯留槽ＨＷおよび復水ポンプＣＰを経由して、第１
バルブＶ₁ から系外に排出することによって、蒸気凝結
器Ｃ、凝結水貯留槽ＨＷ、復水ポンプＣＰおよびこれら
を連結する配管内が補給水で洗浄されることになる。

【００２９】上記洗浄操作を一定時間行った後に、第２
バルブＶ₂ および第３バルブＶ₃ を解放すると共に第１
バルブＶ₁ および低圧加熱器ＬＰＨＴＲの入口を閉鎖
し、凝結水貯留槽ＨＷ、復水ポンプＣＰ、第２バルブＶ
₂ を有する側管、復水ブースターポンプＣＢＰおよび第
３バルブＶ₃ を有する側管で形成される循環系で、水を
循環させる。循環を一定時間かけて行った後、復水脱塩
装置ＤＥＭＩの入口を開放すると共に第２バルブＶ₂ を
閉鎖し、凝結水貯留槽ＨＷ、復水ポンプＣＰ、復水脱塩
装置ＤＥＭＩ、復水ブースターポンプＣＢＰおよび第３
バルブＶ₃ を有する側管で形成された循環系を循環させ
る。このとき、復水脱塩装置ＤＥＭＩにより循環する水
は脱塩水となり、洗浄されることになる。

【００３０】以後、同様の操作を繰り返すことにより、
低圧加熱器ＬＰＨＴＲ、脱気装置ＤＥＡ、高圧加熱器Ｈ
ＰＨＴＲ、節炭器ＥＣＯ、ウォターウォールＷＷ、ウォ
ターセパレータＷＳおよびこれらを結合する配管中の洗
浄が行われる。

【００３１】（Ｂ）水質監視システム 以上に説明した水循環系における水質は、以下に述べる
水質監視システムにより監視される。そして、監視結果
がリアルタイムに表示される。

【００３２】−水質監視システムの構成− 図２は、水質監視システムの構成を示すものである。

【００３３】図２に示すように、この水質監視システム
は、前記水循環系におけるプロセス信号発生手段１と、
このプロセス信号発生手段１から出力される電圧値信号
をデジタル信号に変換するＡＤ変換器２と、水循環系に
設置されると共に水の品質を検出してこれを電圧値デー
タとして出力する水質検出手段３と、水質検出手段３か
ら出力される電圧値データをデジタル値に変換するＡＤ
変換器２と、ＡＤ変換器２を介して水質検出手段３およ
びプロセス信号発生手段１からのデータを工学値データ
に変換するデータ収録部４と、プロセス信号発生手段
１、水質検出手段３および後述する異常警報発生手段７
から出力されるデータを基にして水循環系をグラフィッ
ク表示すると共に、各水質検出部位における水質データ
およびプロセスデータを一括表示し、水循環系における
水循環部位を例えば水色で表示するように、データを処
理するプロセス状態図作成手段５と、プロセス信号発生
手段１、および水質検出手段３から出力されるデータを
入力し、指定された水質項目に関しその変化を時経列に
グラフ表示するように、データを処理するトレンド図作
成手段６と、プロセス信号発生手段１、および水質検出
手段３から出力されるデータを入力し、異常な水質に関
し、その異常な水質の項目およびその発生箇所、発生日
時、異常の内容等を表示するように、データを処理する
異常警報発生手段７と、プロセス信号発生手段１、およ
び水質検出手段３から出力されるデータを入力し、か
つ、過去の水質データを後述する第１記憶手段９から入
力し、火力発電プラントの運転を支援する診断情報や異
常な水質を生じた原因を診断し、その内容を表示するよ
うに、データを処理する診断処理手段８と、プロセス信
号発生手段１、および水質検出手段３から出力されるリ
アルタイムのデータおよび過去のデータ等を格納する第
１記憶手段９と、プロセス状態図作成手段５、トレンド
図作成手段６、異常警報発生手段７および診断処理手段
８から出力される各データを、４分割された表示画面の
各画素に対応する番地に格納する第２記憶手段１０と、
第２記憶手段から画像データを読み出して表示手段１２
に出力する表示駆動手段１１と、表示駆動手段１１から
出力される画像データを入力し、プロセス状態図作成手
段５から出力されるデータを基にし、火力発電プラント
における給水系、蒸気系および復水系を循環する水の循
環系における各部での現在の水質に関する水質情報を表
示するプロセス状態図、トレンド図作成手段６から出力
されるデータを基にし、前記循環系の各部における水質
の履歴に関する水質履歴情報を表示するトレンド図、異
常警報発生手段７から出力されるデータを基にし、水質
に関する運転支援情報、および診断処理手段８から出力
されるデータを基にした異常状態の発生原因を診断し、
水質管理に関する水質情報を、画面上の４領域に独立に
表示する表示手段１２と、前記各手段を制御し、演算す
る制御演算手段１３と、制御演算手段１３に動作を指令
し、あるいは所定のデータを入力するための入力手段１
４とを備える。

【００３４】なお、この実施例においては、表示手段１
２としてＣＲＴ画面が採用され、ＣＲＴ画面の左側のほ
ぼ上半分の領域にプロセス状態が表示され、ＣＲＴ画面
の右側のほぼ上半分に水質履歴情報であるトレンド図が
表示され、ＣＲＴ画面の左側のほぼ下半分の領域に運転
支援情報である診断内容が表示され、ＣＲＴ画面の右側
のほぼ下半分の領域に水質情報である診断内容が表示さ
れる。

【００３５】−水質監視システムにおける各手段− 上記各手段を更に詳述する。

【００３６】(A) プロセス信号発生手段１ プロセス信号発生手段１としては、水循環系における復
水ブースターポンプＣＢＰの入口における水流量を測定
する復水系流量測定装置、および節炭器ＥＣＯ入口にお
ける水流量を測定する給水系流量測定装置を挙げること
ができる。この復水系流量測定装置および給水系流量測
定装置により測定された水流量は、電圧値データとして
ＡＤ変換器に出力される。

【００３７】(B) 水質検出手段３ 水質検出手段３による検出項目は、 水の導電率、 水のｐＨ、 水中の溶存酸素濃度、 ヒドラジンの濃度、 水中の溶存水素濃度、 水中の全鉄濃度 水の濁度、 水中の塩素濃度、および 水中のナトリウムイオンの濃度である。

【００３８】水の導電率を測定する水質検出手段３は、
導電率計である。この導電率を監視することにより、冷
却水である海水の循環系への混入のチェックを行うこと
ができると共に、循環系における水中のアンモニア濃度
を監視することができる。この導電率は、図１に示す水
循環系において、凝結水貯留槽ＨＷ内、復水ポンプＣＰ
の出口、復水脱塩装置ＤＥＭＩの出口、低圧加熱器ＬＰ
ＨＴＲ内、脱気装置ＤＥＡ入口および脱気装置ＤＥＡ
内、高圧加熱器ＨＰＨＴＲ内、節炭器ＥＣＯ内、ウォタ
ーセパレータＷＳの出口等から分岐管を介して設けられ
た水質検出手段３のひとつである導電率計により測定さ
れる。なお、図１では、復水ブースターポンプＣＢＰの
出口に分岐管を介して設けた導電率計２１のみを代表的
に示す導電率計により計測された水の導電率についての
電圧値データはＡＤ変換器２に出力されるようになって
いる。尚、前記表示手段１２におけるＣＲＴ画面ではＭ
ＳまたはＫＭＳで表示される。

【００３９】水のｐＨを測定する水質検出手段３は、ｐ
Ｈ計である。このｐＨを監視することにより鉄の腐食を
監視することができる。このｐＨは、復水ポンプＣＰの
出口、復水ブースターポンプＣＢＰの出口、節炭器ＥＣ
Ｏの入口等から分岐管を介して設けられたｐＨ計により
測定される。なお、図１では、復水ブースターポンプＣ
ＢＰの出口に分岐管を介して設けられたｐＨ計２２のみ
を代表的に示す。ｐＨ計で測定された水のｐＨの値は、
電圧値データとしてＡＤ変換器２に出力されるようにな
っている。なお、前記表示手段１２におけるＣＲＴ画面
では、ｐＨの値はＰＨで示される。

【００４０】ここで、水質監視システムに包含される本
実施例のｐＨ計の異常検出装置について図３を参照して
説明する。

【００４１】このｐＨ計の異常検出装置は、復水ブース
ターポンプＣＢＰの出口に分岐管を介して設けたｐＨ計
２２および導電率計２１と、前記ＡＤ変換器２を構成す
るＡ／Ｄ変換器２ａ，２ｂと、前記データ収録部４と、
前記診断処理手段８に設けられ、前記導電率計２１から
のデータを基に、下記式 換算ｐＨ値＝ｌｏｇ（導電率）＋８．５６５６ による演算を行い、換算ｐＨ値を求めるｐＨ換算手段２
３と、前記復水ブースターポンプＣＢＰの出口に分岐管
を介して設けたｐＨ計２２からのデータを取り込み、そ
のｐＨ値と前記換算ｐＨ値と予め設定した閾値とを比較
し、ｐＨ計２２の異常の有無を判定する異常判定手段２
５と、前記ｐＨ換算手段２３、異常警報発生手段７、前
記第１記憶手段９、前記第２記憶手段１０等の制御を行
う制御演算手段１３と、前記表示駆動手段１１および表
示手段１２とにより構成している。

【００４２】一方、水中の溶存酸素量を測定する水質検
出手段３は、溶存酸素計である。溶存酸素濃度を監視す
ると、循環系における腐食を防止することができる。溶
存酸素濃度が増加すると鉄の腐食が進行する傾向が認め
られているからである。この溶存酸素濃度は、復水ポン
プＣＰ出口、低圧加熱器ＬＰＨＴＲ内、脱気装置ＤＥＡ
内および脱気装置ＤＥＡ出口、高圧給水ポンプＢＦＰ出
口、高圧加熱器ＨＰＨＴＲ内、節炭器ＥＣＯ入口等から
分岐管を介して設けられた溶存酸素計で測定される。溶
存酸素計で測定された水中の溶存酸素濃度は、電圧値デ
ータとしてＡＤ変換器２に出力されるようになってい
る。尚、前記表示手段１２におけるＣＲＴ画面では、溶
存酸素濃度は、ＤＯで示される。

【００４３】水中のヒドラジン濃度を測定する水質検出
手段３は、ヒドラジン濃度計である。ヒドラジンの濃度
を監視することにより、溶存酸素濃度の監視の助けにな
る。ヒドラジンは、溶存酸素を消費するために循環系中
に注入される。この注入量は、節炭器ＥＣＯにおいてわ
ずかにヒドラジンが残存するように決定される。もし、
ヒドラジンの注入量に不足を生じると、水中の溶存酸素
を完全に除去することができなくなり、溶存酸素が存在
するままの水を例えば蒸気にし、タービンに噴射する
と、タービンの酸化ないし腐食が促進されて、発電プラ
ントの運転可能な寿命が短縮されるという不都合が生じ
るからである。そこで、火力発電プラントにおいては、
節炭器ＥＣＯに至るまでにヒドラジンの全てが溶存酸素
に消費されて、節炭器ＥＣＯではわずかにヒドラジンが
残存するように、所定量のヒドラジンを配管中に注入す
るのが望ましい。そこで、ヒドラジン濃度計は、脱気装
置ＤＥＡの入口、および節炭器ＥＣＯ入口等から分岐す
る分岐管を介して設けられる。ヒドラジン濃度計で測定
されたヒドラジン濃度は、電圧値データとしてＡＤ変換
器２に出力されるようになっている。なお、前記表示手
段１２におけるＣＲＴ画面では、ヒドラジン濃度はＮ２
Ｈ４にて表示される。

【００４４】溶存水素の濃度を測定する水質検出手段３
は、溶存水素濃度計である。水素濃度を監視することに
より、タービンにおける異常状態発生を検知することが
できる。水中の溶存水素の濃度を測定するための溶存水
素濃度計は、再加熱器ＲＨ内、中圧タービンＩＰの出
口、節炭器ＥＣＯ、スーパーヒータＳＰ内に設けられ
る。溶存水素濃度計で測定された水中の溶存水素の濃度
は、電圧値データとしてＡＤ変換器２に出力されるよう
になっている。なお、前記表示手段１２におけるＣＲＴ
画面では、溶存水素の濃度はＤＨにて表示される。

【００４５】全鉄濃度を測定する水質検出手段３は、全
鉄分析計である。この全鉄濃度の測定は、次に説明する
水の濁度と合わせて配管中におけるスケールの発生を監
視することができる。全鉄分析計は、復水ポンプＣＰ出
口、低圧加熱器ＬＰＨＴＲ内、節炭器ＥＣＯ等からサン
プリングされた水中の鉄イオンを、バッチ処理にて分析
する。全鉄分析計は、例えば、サンプリングした試料水
を試料計量槽で計量し、この一定量の試料水を加熱槽に
導きチオグリコール酸溶液を加えて加熱して懸濁鉄を溶
解すると共に第２鉄イオンを第１鉄イオンに還元した後
に冷却器を介して反応槽に導き、酢酸アンモニウム緩衝
液を加えてｐＨの調製後、ＴＰＴＺ試薬を加えて発色さ
せた試料水を測定槽に導き吸光度を測定し、得られた測
定データを電圧値データとしてＡＤ変換器２に出力する
ようになっている。全鉄分析計で分析された全鉄濃度
は、前記表示手段１２におけるＣＲＴ画面ではＴＦＥに
て表示される。

【００４６】ところで、前記全鉄分析計による全鉄濃度
はバッチ処理であるから、得られるデータは時間的に不
連続であり、また、前記濁度計によるデータは直接に鉄
分濃度を測定する原理によるものではないから、水中に
存在するイオン状の鉄や粒子径のバラツキにより誤差を
生じるから精度の高い分析をすることができない。

【００４７】全鉄分析計および濁度計のこのような不都
合を解消するために後述する演算システムのデータも採
用する。すなわち、濁度計からのデータＸは経時的に連
続して第１記憶手段９に格納される。この濁度計から出
力されるデータは、水循環系中の水の濁度（透明度）を
示すものであって、直接には鉄分濃度を示すものではな
い。もっとも、濁度とマニュアル分析（手分析）により
得られる鉄分濃度とは相関関係にある。

【００４８】第１記憶手段９には、濁度計のデータと水
中の鉄分濃度についてのマニュアル分析によるデータと
の相関関数が予め格納されている。この相関関数は、例
えば、次の一次回帰線式 Ｙ＝ａ＋ｂＸ （ただし、Ｙはマニュアル分析によるデータ［全鉄濃度
換算値］、Ｘは濁度計によるデータ、ａおよびｂは発電
プラントなどにおける水により相違する係数である。）
この相関関数に従うと、濁度計からの出力データと水中
の鉄分濃度についてのマニュアル分析によるデータとの
相関性は少なくとも相関係数γ＝０．７程度である。第
１記憶手段９内に格納されている濁度計からのデータと
前記相関関数とを読み出して制御演算手段１３により、
このデータを相関関数に代入して、鉄分濃度換算値Ｌを
算出する。算出された鉄分濃度換算値Ｌは第１記憶手段
９に格納される。全鉄分析計から出力されるデータＹも
この第１記憶手段９に格納される。このデータＹは、鉄
分濃度を示す。

【００４９】制御演算手段１３は、経時的に連続して出
力される濁度計の出力Ｘと全鉄分析計の出力Ｙとの同期
を取る。両出力が同期したときには、第１記憶手段９か
ら同期したときの鉄濃度換算値Ｌを読み出し、この鉄濃
度換算値Ｌで全鉄分析計から得られた鉄分濃度値Ｙを除
算することによって補正ファクタＺを算出する。この補
正ファクタＺは、第１記憶手段９に格納される。この補
正ファクタＺは、次に両出力が同期するまで更新されず
に第１記憶手段９内に保管される。又、補正鉄分濃度の
精度の向上を図るのであれば、前記両出力が同期する毎
に算出される補正ファクタＺを例えば３同期分第１記憶
手段９に格納しておき、３同期分の補正ファクタＺの重
み平均あるいは加重平均を制御演算手段１３で演算し、
得られる平均補正ファクタＺを第１記憶手段９に格納す
るようにしても良い。制御演算手段１３は、補正ファク
タＺを読み出してこの補正ファクタＺ’と鉄分濃度換算
値Ｌとを乗算して鉄分濃度を第１記憶手段９に格納す
る。

【００５０】制御演算手段１３は、濁度計からの出力デ
ータＸと全鉄分析計からの出力データＹとが同期してい
ないときには、第１記憶手段９に格納してあるところ
の、直前に同期したときのデータから得られた補正ファ
クタＺ’あるいは平均補正ファクタＺ’を読み出し、制
御演算手段１３で、この補正ファクタＺ’と鉄分濃度換
算値Ｌとを乗算し、得られる鉄分濃度を第１記憶手段９
に格納する。

【００５１】濁度を測定する水質検出手段３は、濁度計
である。この濁度の測定により、循環水中の固形分とし
ての鉄の濃度を測定することができ、前記全鉄濃度と合
わせて、配管中におけるスケールの発生を監視すること
ができる。濁度計は、復水ポンプＣＰ出口、低圧加熱器
ＬＰＨＴＲ内、節炭器ＥＣＯ等から引き出された分岐管
に設けられる。濁度計としては、吸光光度式あるいは散
乱光式のいずれの方式によっても良い。この濁度計から
は、測定データが電圧値データとしてＡＤ変換器２に出
力される。濁度計で分析された濁度は、前記表示手段１
２におけるＣＲＴ画面ではＴＶにて表示される。

【００５２】水中の塩素濃度を測定する水質検出手段３
は、塩素濃度計である。塩素濃度の測定により、次に述
べるナトリウムイオンの検出と合わせて、循環水中への
海水の混入を検出することができる。塩素濃度計は、復
水ポンプＣＰ出口から引き出された分岐管の端部に設け
られる。塩素濃度計により測定された水中の塩素濃度
は、電圧値データとしてＡＤ変換器２に出力される。

【００５３】水中のナトリウム濃度を測定する水質検出
手段３は、ナトリウムイオン濃度計である。ナトリウム
イオン濃度の測定により前記塩素濃度の測定と合わせ
て、循環水中への海水の混入を検出することができる。
ナトリウムイオン濃度計は、復水脱塩装置ＤＥＭＩ出口
から引き出された分岐管の端部に設けられる。ナトリウ
ムイオン濃度計により測定された水中のナトリウムイオ
ン濃度は、電圧値データとしてＡＤ変換器２に出力され
る。

【００５４】(C) ＡＤ変換器２ ＡＤ変換器２は、前記プロセス信号発生手段１から出力
されるプロセス信号である電圧値データをデジタルデー
タに変換し、また水質検出手段３から出力される電圧値
データとしての各種水質に関するアナログデータをデジ
タルデータに変換する。このＡＤ変換器２は、変換した
デジタルデータをデータ収録部４に出力する。

【００５５】(D) データ収録部４ データ収録部４は、ＡＤ変換器２から出力されたデジタ
ルデータを工学値データに変換し、第１記憶手段９に転
送してこれを記憶する。

【００５６】(E) プロセス状態図作成手段５ プロセス状態図作成手段５は、表示手段１２におけるＣ
ＲＴ画面の所定領域例えばＣＲＴ画面の左上半分の領域
に、水循環系をグラフィック表示すると共に、水質検出
手段３で検出された前記各種の水質データおよびプロセ
ス信号発生手段１で検出された水循環系における水の流
量を一定時間毎に表示することができるように、第１記
憶手段９から必要なデータを読み出し、水循環系を簡略
な図形として表示するグラフィックデータ、水循環系に
おける水循環部位をカラー表示するためのカラー表示信
号、水循環系における水流量を示すプロセスデータ、水
循環系における各部での水質を表示する水質データを第
２記憶手段１０に出力する。さらに、このプロセス状態
図作成手段５は、異常警報発生手段７から出力される異
常状態にある水質に関するデータを入力し、異常状態に
ある水質をＣＲＴ画面上で赤色反転表示する表示データ
を第２記憶手段１０に出力する。

【００５７】(F) トレンド図作成手段６ トレンド図作成手段６は、表示手段１２におけるＣＲＴ
画面の所定領域例えば右上半分の領域に、指定された水
質についての一定期間の変化を縦軸横軸のグラフに表示
することができるように、第１記憶手段９に格納されて
いる指定された水質に関する一定期間に渡るデータを読
み出し、その水質をグラフ図形に表示するグラフィック
表示データに変換してこれを第２記憶手段１０に出力す
る。

【００５８】(G) 異常警報発生手段７ この異常警報発生手段７は、前記水質検出手段３および
プロセス信号発生手段１から出力され、第１記憶手段９
に格納されているデータをリアルタイムに読み出し、予
め設定されている各データについての閾値と比較し、第
１記憶手段９から読み出したデータが閾値を越えるとき
には、その閾値を越えるデータ（異常データ）が発生し
た日時、その異常データが示す水質項目、その異常デー
タの発生した部署の名称、および異常内容を表示するア
ラーム情報表示データを水質情報として格納する。ま
た、異常データをプロセス状態図作成手段５に出力し、
前述したように、ＣＲＴ画面において、プロセス状態図
において異常状態の水質を赤色反転表示するようにす
る。

【００５９】(H) 診断処理手段８ この診断処理手段８は、海水漏洩診断、起動工程水質診
断、薬注関係診断及びエアリーク判定補助診断等を行う
ようになっている。次に、上述した火力発電プラントの
作用を前記ｐＨ計の異常検出装置の動作を主にし、か
つ、図４に示すフローチャートをも参照して説明する。

【００６０】前記水質監視システムが起動した後、前記
復水ブースターポンプＣＢＰの出口が開いてから１０分
以上たったか否かがまず判断され（ＳＴ１）、１０分以
上たっていなければ前記制御演算手段１３の制御の基に
表示手段１２の画面には、「復水ブースターポンプ出口
サンプル調整中」と表示される（ＳＴ２）。

【００６１】次に、導電率計の異常を判定する導電率の
クロスチェック診断が実行されない場合（ＳＴ３否
定）、又は導電率のクロスチェック診断が実行され（Ｓ
Ｔ３肯定）、さらに、前記導電率計２１が正常であると
判断された場合（ＳＴ４）には、制御演算手段１３の制
御の基に前記ｐＨ換算手段２３は前記復水ブースターポ
ンプＣＢＰの出口に設けた前記導電率計２１の測定デー
タを前記Ａ／Ｄ変換器２ａ、データ収録部５を介して取
り込み、既述した式によりｐＨ値に換算する（ＳＴ
６）。尚、上述したステップ４で前記導電率計２１が異
常であると判断された場合（ＳＴ４否定）には、再スタ
ートとなる（ＳＴ５）。

【００６２】次に、前記異常判定手段２５は、制御演算
手段１３の制御の基に前記復水ブースターポンプＣＢＰ
の出口に設けた測定データを前記Ａ／Ｄ変換器２ｂ、デ
ータ収録部５を介して取り込み、前記ｐＨ換算手段２３
で換算した換算ｐＨ値と前記ｐＨ計２２のｐＨ値と予め
設定した閾値との比較を行う（ＳＴ７）。そして、前記
ｐＨ計２２のｐＨ値が閾値における設定上限値よりも大
きければ（ＳＴ７肯定）、制御演算手段１３の制御の基
に前記復水ブースターポンプＣＢＰの出口におけるｐＨ
値警報出力が異常警報発生手段７により出されているか
否かを判別し（ＳＴ８）、出されていなければｐＨ値警
報情報を表示駆動手段１１を介して表示手段１２に送
る。これにより、表示手段１２の画面には、「復水ブー
スターポンプ出口ｐＨ計指示値高」のメッセッージが表
示される（ＳＴ９）。また、ステップ８でｐＨ値警報出
力が出されている場合には、これが前回復水ブースター
ポンプ出口でのｐＨ計警報出力されたか否かが判別され
（ＳＴ１０）、前回もｐＨ計警報出力されていれば表示
手段１２の画面には、「復水ブースターポンプ出口ｐＨ
計指示値高」のメッセッージの表示が継続表示される
（ＳＴ９）。また、前回はｐＨ計警報出力されていなけ
れば（ＳＴ１０否定）、表示手段１２の画面には、「復
水ブースターポンプ出口ｐＨ計出力 ｐＨ計診断中」の
メッセッージが表示される（ＳＴ１１）。

【００６３】次に、ステップ７で前記ｐＨ計２２のｐＨ
値が閾値における設定上限値よりも小さい場合には、ｐ
Ｈ計２２のｐＨ値が閾値における設定下限値と比較され
（ＳＴ１２）、設定下限値よりも小さい場合には（ＳＴ
１２肯定）、制御演算手段１３の制御の基に、前記復水
ブースターポンプＣＢＰの出口におけるｐＨ値警報出力
が異常警報発生手段７により既に出されているか否かを
判別し（ＳＴ１３）、出されていなければｐＨ値警報情
報を表示駆動手段１３を介して表示手段１２に送る。こ
れにより、表示手段１２の画面には、「復水ブースター
ポンプ出口ｐＨ計指示値低」のメッセッージが表示され
る（ＳＴ１４）。また、ステップ１３でｐＨ値警報出力
が出されている場合には、これが前回復水ブースターポ
ンプ出口ｐＨ計警報出力されたか否かが判別され（ＳＴ
１５）、前回もｐＨ計警報出力されていれば表示手段１
２の画面には、「復水ブースターポンプ出口ｐＨ計指示
値低」のメッセッージが継続表示される（ＳＴ１４）。
また、前回はｐＨ計警報出力されていなければ（ＳＴ１
５否定）、表示手段１２の画面には、「復水ブースター
ポンプ出口ｐＨ計出力ｐＨ計診断中」のメッセッージが
表示される（ＳＴ１６）。

【００６４】次に、ステップ１２で、ｐＨ計２２のｐＨ
値が閾値における設定下限値よりも大きいと判別された
場合には、前記異常判定手段２５はｐＨ計２２が正常で
ある旨判断し、制御演算手段１３の制御の基に、前記復
水ブースターポンプＣＢＰの出口におけるｐＨ値警報出
力が既に出されているか否か判別し（ＳＴ１７）、出さ
れていなければ前記異常警報発生手段７の判断結果に基
づきｐＨ計２２が正常である旨の情報を前記を表示手段
１２に送る。これにより、表示手段１２の画面には、
「復水ブースターポンプ出口ｐＨ計正常」とのメッセー
ジが表示される（ＳＴ１８）。

【００６５】また異常判定手段２５は、制御演算手段１
３の制御の基に、前記復水ブースターポンプＣＢＰの出
口におけるｐＨ値警報出力が既に出されていると判断と
した場合には、表示手段１２の画面には、「復水ブース
ターポンプ出口ｐＨ値警報出力 ｐＨ計正常」とのメッ
セージが表示される（ＳＴ１９）。

【００６６】本発明は上述した実施例の他、その要旨の
範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上述
した実施例では、復水ブースターポンプＣＢＰの出口に
設けた導電率計２１及びｐＨ計２２を用いてｐＨ計の異
常検出装置を構成した場合について説明したが、導電率
計２１及びｐＨ計２２として水質監視システムの各所に
配置したものを用いて実施可能である。また、上述した
実施例では、火力発電プラントに適用する場合について
説明したが、この他原子力発電プラント等にも換算式の
変更等により同様に適用可能である。

【００６７】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、上述した
構成としたので、導電率計の指示値を利用して火力発電
プラントにおける配管系に設置したｐＨ計の異常の有無
を常時自動的かつ適確に判断することが可能なｐＨ計診
断装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例装置を含む火力発電プ
ラントの概略構成図である。

【図２】図２は、本発明の実施例装置を含む火力発電プ
ラントにおける水質監視システムのブロック図である。

【図３】図３は、本発明の実施例装置のブロック図であ
る。

【図４】図４は、本発明の実施例装置の診断動作を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

ＳＴ 冷却管 Ｃ 蒸気凝結器 ＨＷ 凝結水槽 ＣＰ 復水ポンプ ＤＥＭＩ 復水脱塩装置 ＣＢＰ 復水ブースターポンプ ＬＰＨＴＲ 低圧加圧器 ＤＥＡ 脱気装置 Ｖ₁ 第１バルブ Ｖ₂ 第２バルブ Ｖ₃ 第３バルブ Ｖ₄ 第４バルブ Ｖ₅ 第５バルブ ＢＦＰ 高圧ポンプ ＨＰＨＴＲ 高圧加熱器 ＥＣＯ 節炭器 ＷＷ ウォーターウォール ＷＳ ウォーターセパレーター Ｖ₆ 第６バルブ Ｖ₇ 第７バルブ Ｖ₈ 第８バルブ ＳＰ スーパーヒータ ＨＰ 高圧タービン ＲＨ 再加熱器 ＩＰ 中圧タービン ＬＰ 低圧タービン １ プロセス信号発生手段 ２ ＡＤ変換器 ３ 水質検出手段 ４ データ収録部 ５ プロセス状態図作成手段 ６ トレンド図作成手段 ７ 異常警報発生手段 ８ 診断処理手段 ９ 第１記憶手段 １０ 第２記憶手段 １１ 表示駆動手段 １２ 表示手段 １３ 制御演算手段 １４ 入力手段 ２１ 導電率計 ２２ ｐＨ計 ２３ ｐＨ換算手段 ２５ 異常判定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 稔 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 太田 雅教 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 倉品 雅彦 東京都渋谷区恵比寿３丁目43番２号 日 機装株式会社内 (72)発明者 中東 久和 東京都渋谷区恵比寿３丁目43番２号 日 機装株式会社内 (72)発明者 青木 利明 東京都渋谷区恵比寿３丁目43番２号 日 機装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭53−147593（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−205345（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−94303（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01N 27/416 G01N 27/06 G01N 27/26 391

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 火力発電プラントにおける配管系を循環
   する水のｐＨ値を測定するｐＨ計と、このｐＨ計と同じ
   測定位置における水の導電率を測定する導電率計と、こ
   の導電率計で測定した導電率を基に前記測定位置での換
   算ｐＨ値を求めるｐＨ換算手段と、このｐＨ換算手段で
   求めた換算ｐＨ値と前記ｐＨ計で測定したｐＨ値とを比
   較し、前記ｐＨ計の異常の有無を判定する異常判定手段
   と、この異常判定手段の判定結果を表示する表示手段と
   を有することを特徴とするｐＨ計の異常検出装置。