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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022175908
(43)【公開日】2022-11-25
(54)【発明の名称】伝熱管監視システム
(51)【国際特許分類】
F22B 37/38 20060101AFI20221117BHJP
G06T 7/60 20170101ALI20221117BHJP
【ＦＩ】
F22B37/38 F
F22B37/38 C
G06T7/60 150Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021082685
(22)【出願日】2021-05-14
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）２０１７年度、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、「次世代火力発電等技術開発／次世代火力発電基盤技術開発」委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100112737
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 考晴
(74)【代理人】
【識別番号】100140914
【弁理士】
【氏名又は名称】三苫 貴織
(74)【代理人】
【識別番号】100136168
【弁理士】
【氏名又は名称】川上 美紀
(74)【代理人】
【識別番号】100172524
【弁理士】
【氏名又は名称】長田 大輔
(72)【発明者】
【氏名】多田隈 聡
(72)【発明者】
【氏名】有賀 健
(72)【発明者】
【氏名】小阪 健一郎
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼野 暁巳
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼山 明正
【テーマコード（参考）】
5L096
【Ｆターム（参考）】
5L096BA02
5L096CA18
5L096DA02
5L096FA64
5L096GA08
(57)【要約】
【課題】伝熱管の温度を推定すること。
【解決手段】内部を熱媒が流動可能な伝熱管（３２）と、火炉（２）に設置された窓部（２１）を通じて、伝熱管（３２）を含む領域から放出される赤外線を観察する赤外線カメラ（２２）と、赤外線カメラ（２２）の観察結果に基づいて、伝熱管（３２）に付着した灰の厚み（Ｌ１）を導出して、伝熱管（３２）の温度を推定する制御部（４１）と、を備えた伝熱管監視システム（Ｓ）。
【選択図】図１
【解決手段】内部を熱媒が流動可能な伝熱管（３２）と、火炉（２）に設置された窓部（２１）を通じて、伝熱管（３２）を含む領域から放出される赤外線を観察する赤外線カメラ（２２）と、赤外線カメラ（２２）の観察結果に基づいて、伝熱管（３２）に付着した灰の厚み（Ｌ１）を導出して、伝熱管（３２）の温度を推定する制御部（４１）と、を備えた伝熱管監視システム（Ｓ）。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ボイラの火炉内に配置されて内部を熱媒が流動可能な伝熱管と、
前記火炉に設置された窓部を通じて、前記伝熱管を含む領域から放出される赤外線を観察する赤外線カメラと、
前記赤外線カメラの観察結果に基づいて、前記伝熱管に付着した灰の厚みを導出して、前記伝熱管の温度を推定する制御部と、
を備えたことを特徴とする伝熱管監視システム。
前記火炉に設置された窓部を通じて、前記伝熱管を含む領域から放出される赤外線を観察する赤外線カメラと、
前記赤外線カメラの観察結果に基づいて、前記伝熱管に付着した灰の厚みを導出して、前記伝熱管の温度を推定する制御部と、
を備えたことを特徴とする伝熱管監視システム。
【請求項2】
前記赤外線カメラによる前記ボイラの使用前の前記伝熱管の観察結果と、ボイラ使用中の前記伝熱管の観察結果とを対比して前記灰の厚みを導出する前記制御部
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の伝熱管監視システム。
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の伝熱管監視システム。
【請求項3】
複数の前記伝熱管が接続された管寄せに設置されて前記管寄せを通過する熱媒の温度を計測する温度計と、
前記伝熱管の灰の厚みと前記温度計で計測された熱媒の温度とに基づいて、前記伝熱管の温度を推定する前記制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の伝熱管監視システム。
前記伝熱管の灰の厚みと前記温度計で計測された熱媒の温度とに基づいて、前記伝熱管の温度を推定する前記制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の伝熱管監視システム。
【請求項4】
前記伝熱管に向けて供給される熱媒が通過する入口管寄せと、前記伝熱管を通過した熱媒が通過する出口管寄せと、を有する前記管寄せと、
前記入口管寄せに設置された第１の温度計と、前記出口管寄せに設置された第２の温度計と、を有する前記温度計と、
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の伝熱管監視システム。
前記入口管寄せに設置された第１の温度計と、前記出口管寄せに設置された第２の温度計と、を有する前記温度計と、
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の伝熱管監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱交換器等で使用される伝熱管を監視する伝熱管監視システムに関する。
【背景技術】
【0002】
火力発電用のボイラには、ボイラ内のガスから熱を回収したり、ガスを加熱するための熱交換器に、内部を熱媒が移動してガスと熱媒との間で伝熱される伝熱管が使用されている。伝熱管は、燃焼灰の衝突による摩耗や、燃焼灰の付着による腐食、高温に曝され続けることによる劣化等があり、交換時期（いわゆる寿命）になると交換する必要がある。伝熱管の寿命を判定するための技術として、特許文献１に記載の技術が従来公知である。
【0003】
特許文献１（特開２０１９－１３４３１６号公報）には、赤外線カメラで火炉内部の監視対象部位を撮影して、輝度に基づく処理をした撮影画像の輝度を所定時間換算して得られる積算画像から、浮遊物の影響が除去された監視対象部位の透過画像を作成する技術が記載されている。特許文献１では、監視対象部位の透過画像に対して、予測モデルを参照して、付着物の状態を予測して、予測結果を報知することも行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
（従来技術の問題点）
ボイラの伝熱管の寿命管理においては、伝熱管の温度の把握が重要である。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、撮影画像から浮遊物の影響を除去した後に、付着物の状態を推測しているだけで、温度については予測ができていない。すなわち、従来技術では、灰等の付着物の有無しかわからず、寿命管理に必要な伝熱管の温度はわからない問題があった。
ボイラの伝熱管の寿命管理においては、伝熱管の温度の把握が重要である。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、撮影画像から浮遊物の影響を除去した後に、付着物の状態を推測しているだけで、温度については予測ができていない。すなわち、従来技術では、灰等の付着物の有無しかわからず、寿命管理に必要な伝熱管の温度はわからない問題があった。
【0006】
本発明は、伝熱管の温度を推定することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記本発明の課題は、下記の構成を採用することにより達成できる。
請求項１に記載の発明の伝熱管監視システムは、
ボイラの火炉内に配置されて内部を熱媒が流動可能な伝熱管と、
前記火炉に設置された窓部を通じて、前記伝熱管を含む領域から放出される赤外線を観察する赤外線カメラと、
前記赤外線カメラの観察結果に基づいて、前記伝熱管に付着した灰の厚みを導出して、前記伝熱管の温度を推定する制御部と、
を備えたことを特徴とする。
請求項１に記載の発明の伝熱管監視システムは、
ボイラの火炉内に配置されて内部を熱媒が流動可能な伝熱管と、
前記火炉に設置された窓部を通じて、前記伝熱管を含む領域から放出される赤外線を観察する赤外線カメラと、
前記赤外線カメラの観察結果に基づいて、前記伝熱管に付着した灰の厚みを導出して、前記伝熱管の温度を推定する制御部と、
を備えたことを特徴とする。
【0008】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の伝熱管監視システムにおいて、
前記赤外線カメラによる前記ボイラの使用前の前記伝熱管の観察結果と、ボイラ使用中の前記伝熱管の観察結果とを対比して前記灰の厚みを導出する前記制御部
を備えたことを特徴とする。
前記赤外線カメラによる前記ボイラの使用前の前記伝熱管の観察結果と、ボイラ使用中の前記伝熱管の観察結果とを対比して前記灰の厚みを導出する前記制御部
を備えたことを特徴とする。
【0009】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の伝熱管監視システムにおいて、
複数の前記伝熱管が接続された管寄せに設置されて前記管寄せを通過する熱媒の温度を計測する温度計と、
前記伝熱管の灰の厚みと前記温度計で計測された熱媒の温度とに基づいて、前記伝熱管の温度を推定する前記制御部と、
を備えたことを特徴とする。
複数の前記伝熱管が接続された管寄せに設置されて前記管寄せを通過する熱媒の温度を計測する温度計と、
前記伝熱管の灰の厚みと前記温度計で計測された熱媒の温度とに基づいて、前記伝熱管の温度を推定する前記制御部と、
を備えたことを特徴とする。
【0010】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の伝熱管監視システムにおいて、
前記伝熱管に向けて供給される熱媒が通過する入口管寄せと、前記伝熱管を通過した熱媒が通過する出口管寄せと、を有する前記管寄せと、
前記入口管寄せに設置された第１の温度計と、前記出口管寄せに設置された第２の温度計と、を有する前記温度計と、
を備えたことを特徴とする。
前記伝熱管に向けて供給される熱媒が通過する入口管寄せと、前記伝熱管を通過した熱媒が通過する出口管寄せと、を有する前記管寄せと、
前記入口管寄せに設置された第１の温度計と、前記出口管寄せに設置された第２の温度計と、を有する前記温度計と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
請求項１記載の発明によれば、付着した灰の厚みから伝熱管の温度を推定することができる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、ボイラの使用前の伝熱管の観察結果を基準として、付着した灰の厚みを導出することができる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加えて、管寄せの熱媒の温度も考慮することで、伝熱管の温度の推定の精度を向上できる。
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明の効果に加えて、入口管寄せと出口管寄せの一方の温度しか計測しない場合に比べて、伝熱管の温度の推定の精度を向上できる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、ボイラの使用前の伝熱管の観察結果を基準として、付着した灰の厚みを導出することができる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加えて、管寄せの熱媒の温度も考慮することで、伝熱管の温度の推定の精度を向上できる。
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明の効果に加えて、入口管寄せと出口管寄せの一方の温度しか計測しない場合に比べて、伝熱管の温度の推定の精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例としての実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以下の図面を使用した説明において、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
なお、以下の図面を使用した説明において、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
【実施例0014】
図１は本発明の伝熱管監視システムが適用されたボイラの説明図である。
図１において、実施例１の伝熱管監視システムＳでは、ボイラ１は、火炉２と燃焼装置（バーナ）３とを有する。火炉２は、鉛直方向に沿って延びる缶前部６と、缶前部６の後方に接続された缶後部７とを有する。缶前部６の下部には、燃焼装置３が複数配置されており、缶前部６の上部には、熱交換器の一例としての過熱器（スーパーヒータ）１１，１２が配置されている。缶前部６と缶後部７との間には、ガスの流れ方向に沿って過熱器１１，１２の下流側に、熱交換器の一例としての再熱器１３，１４が配置されている。また、缶後部７には、ガスの流れ方向に沿って再熱器１３，１４の下流側に、熱交換器の一例としての節炭器（エコノマイザ）１５，１６，１７が配置されている。
図１において、実施例１の伝熱管監視システムＳでは、ボイラ１は、火炉２と燃焼装置（バーナ）３とを有する。火炉２は、鉛直方向に沿って延びる缶前部６と、缶前部６の後方に接続された缶後部７とを有する。缶前部６の下部には、燃焼装置３が複数配置されており、缶前部６の上部には、熱交換器の一例としての過熱器（スーパーヒータ）１１，１２が配置されている。缶前部６と缶後部７との間には、ガスの流れ方向に沿って過熱器１１，１２の下流側に、熱交換器の一例としての再熱器１３，１４が配置されている。また、缶後部７には、ガスの流れ方向に沿って再熱器１３，１４の下流側に、熱交換器の一例としての節炭器（エコノマイザ）１５，１６，１７が配置されている。
【0015】
実施例１の火炉２には、缶前部６の上部において過熱器１１，１２を視認可能な位置に、窓部２１が形成されている。
火炉２の外部には、窓部２１を通じて過熱器１１，１２を撮影可能な撮像部材の一例としての赤外線カメラ２２が配置されている。
実施例１の赤外線カメラ２２は、構造物・付着物の輻射発光のみを透過できる火炎透過用フィルタが備えつけられており、火炎発光強度が大幅に低下する４μｍ付近の中赤外波長のみを計測可能な中赤外カメラが、赤外線カメラ２２として使用されている。これにより、他の波長領域では、火炎による発光の影響を受けてしまうのに対し、波長が４μｍ付近の場合、火炎発光強度が低下し、高輝度の発光が障害となることなく火炎越しに構造物の監視が可能となる。
なお、実施例１では、赤外線カメラ２２は、位置が固定された状態で使用されるが、これに限定されず、窓部２１が幅広い場合は窓部２１の範囲を往復移動して、定点固定の場合に比べて広い範囲の映像を撮影する構成とすることも可能である。
火炉２の外部には、窓部２１を通じて過熱器１１，１２を撮影可能な撮像部材の一例としての赤外線カメラ２２が配置されている。
実施例１の赤外線カメラ２２は、構造物・付着物の輻射発光のみを透過できる火炎透過用フィルタが備えつけられており、火炎発光強度が大幅に低下する４μｍ付近の中赤外波長のみを計測可能な中赤外カメラが、赤外線カメラ２２として使用されている。これにより、他の波長領域では、火炎による発光の影響を受けてしまうのに対し、波長が４μｍ付近の場合、火炎発光強度が低下し、高輝度の発光が障害となることなく火炎越しに構造物の監視が可能となる。
なお、実施例１では、赤外線カメラ２２は、位置が固定された状態で使用されるが、これに限定されず、窓部２１が幅広い場合は窓部２１の範囲を往復移動して、定点固定の場合に比べて広い範囲の映像を撮影する構成とすることも可能である。
【0016】
図２は実施例１の熱交換器の一例の要部説明図である。
図２において、過熱器１１，１２はそれぞれ、中空筒状の入口管寄せ３１と、入口管寄せ３１に一端が接続された中空筒状の複数の伝熱管３２と、各伝熱管３２の他端が接続された中空筒状の出口管寄せ３３とを有する。入口管寄せ３１の内部を、過熱器１１，１２の外部から供給された熱媒の一例としての蒸気が通過する。各伝熱管３２は、入口管寄せ３１から分岐しており、内部を入口管寄せ３１からの熱媒（蒸気）が通過する。出口管寄せ３３は、各伝熱管３２からの熱媒（蒸気）が流入、通過して、熱媒が過熱器１１，１２の外部に向けて排出される。
実施例１の過熱器１１，１２では、入口管寄せ３１と出口管寄せ３３に温度計３６，３７が設置されており、入口管寄せ３１を通過する熱媒の温度と、出口管寄せ３３を通過する熱媒の温度を計測可能である。
なお、実施例１では、管寄せ３１，３３は、火炉２の天井壁３４の外側に配置されており、過熱器１１，１２は、いわゆる吊り下げ型の熱交換器で構成されている。
図２において、過熱器１１，１２はそれぞれ、中空筒状の入口管寄せ３１と、入口管寄せ３１に一端が接続された中空筒状の複数の伝熱管３２と、各伝熱管３２の他端が接続された中空筒状の出口管寄せ３３とを有する。入口管寄せ３１の内部を、過熱器１１，１２の外部から供給された熱媒の一例としての蒸気が通過する。各伝熱管３２は、入口管寄せ３１から分岐しており、内部を入口管寄せ３１からの熱媒（蒸気）が通過する。出口管寄せ３３は、各伝熱管３２からの熱媒（蒸気）が流入、通過して、熱媒が過熱器１１，１２の外部に向けて排出される。
実施例１の過熱器１１，１２では、入口管寄せ３１と出口管寄せ３３に温度計３６，３７が設置されており、入口管寄せ３１を通過する熱媒の温度と、出口管寄せ３３を通過する熱媒の温度を計測可能である。
なお、実施例１では、管寄せ３１，３３は、火炉２の天井壁３４の外側に配置されており、過熱器１１，１２は、いわゆる吊り下げ型の熱交換器で構成されている。
【0017】
図１において、実施例１の伝熱管監視システムＳは、制御装置（制御部）４１を有する。制御装置４１は、情報処理装置、いわゆるコンピュータ装置により構成されている。よって、制御装置４１は、外部との信号の入出力等を行う入出力インターフェースＩ／Ｏや、必要な処理を行うためのプログラムおよび情報等が記憶されたＲＯＭ：リードオンリーメモリ、必要なデータを一時的に記憶するためのＲＡＭ：ランダムアクセスメモリ、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムに応じた処理を行うＣＰＵ：中央演算処理装置等を有する。したがって、制御装置４１は、ＲＯＭやＲＡＭ等に記憶されたプログラムを実行することにより種々の機能を実現することができる。
【0018】
実施例１の制御装置４１は、赤外線カメラ２２や温度計３６，３７、図示しない入力ボタン等の入力装置からの信号に応じて、処理を行う。
実施例１の制御装置４１は、以下の機能（制御手段）Ｃ１～Ｃ１０を有する。
画像取得手段Ｃ１は、赤外線カメラ２２が撮影した画像を取得する。実施例１の画像取得手段Ｃ１は、撮影した画像をそのまま使用することも可能であるが、例えば、特許文献１に記載されているように輝度に応じて画像処理を行う構成とすることも可能である。
実施例１の制御装置４１は、以下の機能（制御手段）Ｃ１～Ｃ１０を有する。
画像取得手段Ｃ１は、赤外線カメラ２２が撮影した画像を取得する。実施例１の画像取得手段Ｃ１は、撮影した画像をそのまま使用することも可能であるが、例えば、特許文献１に記載されているように輝度に応じて画像処理を行う構成とすることも可能である。
【0019】
基準画像の記憶手段Ｃ２は、予め定められた基準画像を記憶する。実施例１では、基準画像として、ボイラ１が初期状態（ボイラ１の設置後、稼働前）に赤外線カメラ２２で撮影した伝熱管３２の画像を記憶している。なお、基準画像は、ボイラ１の稼働前の状態の画像に限定されず、例えば、メンテナンス等で伝熱管３２を交換した場合は交換直後の画像に更新することも可能である。
【0020】
図３は伝熱管に付着した灰の厚さの説明図である。
付着物の厚さ導出手段Ｃ３は、伝熱管３２に付着した燃焼灰等の付着物３８の厚さを判別する。図３において、実施例１の付着物の厚さ導出手段Ｃ３は、画像取得手段Ｃ１で取得した映像から伝熱管３２の太さ（Ｌ１＋Ｌ２）を導出し、基準画像の記憶手段Ｃ２に記憶された基準画像から伝熱管３２の初期の太さ（Ｌ２）を導出し、その差分（Ｌ１）を付着物３８の厚さＬ１として導出する。
温度取得手段Ｃ４は、温度計３６，３７で計測された管寄せ３１，３３の熱媒の温度を取得する。
付着物の厚さ導出手段Ｃ３は、伝熱管３２に付着した燃焼灰等の付着物３８の厚さを判別する。図３において、実施例１の付着物の厚さ導出手段Ｃ３は、画像取得手段Ｃ１で取得した映像から伝熱管３２の太さ（Ｌ１＋Ｌ２）を導出し、基準画像の記憶手段Ｃ２に記憶された基準画像から伝熱管３２の初期の太さ（Ｌ２）を導出し、その差分（Ｌ１）を付着物３８の厚さＬ１として導出する。
温度取得手段Ｃ４は、温度計３６，３７で計測された管寄せ３１，３３の熱媒の温度を取得する。
【0021】
温度差算出手段Ｃ５は、第１の温度計３６で計測された入口管寄せ３１側の熱媒の温度（入口温度Ｔ１）と、第２の温度計３７で計測された出口管寄せ３３側の熱媒の温度（出口温度Ｔ２）と、の差分である温度差（Ｔ２－Ｔ１）を算出する。温度差（Ｔ２－Ｔ１）は、伝熱管３２を通過した熱媒の温度変化（Ｔ２－Ｔ１）、すなわち、伝熱管３２で排ガスと熱媒の間で交換された熱量に関係し、付着物３８が多くなると温度差が小さくなり交換される熱量が少なくなっていく。よって、付着物３８の量（付着物３８の厚さＬ１）は伝熱管３２の温度に影響を与える。
【0022】
伝熱管温度の推定手段Ｃ６は、伝熱管３２の温度を推定する。実施例１の伝熱管温度の推定手段Ｃ６は、一例として、付着物の厚さ導出手段Ｃ３で導出された付着物の厚さ（Ｌ１）や、熱媒の温度変化（Ｔ２－Ｔ１）、火炉２の形状や燃焼装置３へ供給された燃料の量や空気量等に基づいて、熱や流体の流れの解析（シミュレーション）を行って、伝熱管３２の温度（Ｔａ）を導出（推定）する。
温度判別手段Ｃ７は、伝熱管温度の推定手段Ｃ６で導出された伝熱管３２の温度（Ｔａ）が、予め定められた閾値（Ｔｂ）に達しているか否かを判別する。
温度判別手段Ｃ７は、伝熱管温度の推定手段Ｃ６で導出された伝熱管３２の温度（Ｔａ）が、予め定められた閾値（Ｔｂ）に達しているか否かを判別する。
【0023】
報知手段Ｃ８は、温度判別手段Ｃ７での判別の結果、伝熱管３２の温度（Ｔａ）が、閾値（Ｔｂ）に達している場合、すなわち、伝熱管３２の温度が過度に上昇している場合には、ボイラ１の管理者に警報音や警告表示等で報知する。
温度制御手段Ｃ９は、空気投入量制御手段Ｃ９Ａを有し、伝熱管３２の温度（Ｔａ）が閾値（Ｔｂ）に達している場合に、伝熱管３２の温度（Ｔａ）の上昇を抑えるように温度制御を行う。実施例１の温度制御手段Ｃ９では、伝熱管３２の温度（Ｔａ）が閾値（Ｔｂ）に達している場合には、空気投入量制御手段Ｃ９Ａが、バーナ３への空気の投入量やアフタエアポート（図示せず）への空気量を制御して、バーナ３での燃焼を制御して、排ガスの温度を制御し、伝熱管３２の温度（Ｔａ）の温度上昇を抑える。
温度制御手段Ｃ９は、空気投入量制御手段Ｃ９Ａを有し、伝熱管３２の温度（Ｔａ）が閾値（Ｔｂ）に達している場合に、伝熱管３２の温度（Ｔａ）の上昇を抑えるように温度制御を行う。実施例１の温度制御手段Ｃ９では、伝熱管３２の温度（Ｔａ）が閾値（Ｔｂ）に達している場合には、空気投入量制御手段Ｃ９Ａが、バーナ３への空気の投入量やアフタエアポート（図示せず）への空気量を制御して、バーナ３での燃焼を制御して、排ガスの温度を制御し、伝熱管３２の温度（Ｔａ）の温度上昇を抑える。
【0024】
寿命判別手段Ｃ１０は、伝熱管温度の推定手段Ｃ６で導出された伝熱管３２の温度（Ｔａ）に基づいて、伝熱管３２の寿命を判別する。金属材料に応力を付加し続けると経年的に変形が進み、最終的に破断に至る現象をクリープ破断と呼び、ボイラでこの現象が発生した場合は伝熱管３２が噴破し内部の高温蒸気または加圧水が漏洩しボイラが停止に至る。この破断時間は温度に大きく影響し、温度が増加すると急激に破断時間が短くなる。一例として、実施例１の寿命判別手段Ｃ１０は、伝熱管３２の温度（Ｔａ）に基づいて予測される破断時間が、寿命判別用の閾値に達した場合に、伝熱管３２が寿命になったと判別する。なお、寿命判別用の閾値は、実験等で予め定められた値を使用可能である。
【0025】
（実施例１の作用）
前記構成を備えた実施例１の伝熱管監視システムＳでは、赤外線カメラ２２で付着物の厚さを算出して、熱や流体の解析から伝熱管３２の温度を推定することができる。そして、推定された伝熱管３２の温度が過度に上昇している場合には、バーナ３の空気量が制御されて、伝熱管３２の温度上昇を抑制される。したがって、伝熱管３２の破損が抑制される。また、伝熱管３２の温度の経時的な履歴から、伝熱管３２の寿命（伝熱管３２の交換時期）が判別されており、作業者は伝熱管３２の判別結果から伝熱管３２の寿命を知ることができる。また、温度の経時的な履歴から、作業者が、もうすぐ交換時期になることを認識することもでき、点検、交換作業の予定をスムーズに組みやすく、ボイラ１の稼働や停止の計画を早期に立てやすくなる。
前記構成を備えた実施例１の伝熱管監視システムＳでは、赤外線カメラ２２で付着物の厚さを算出して、熱や流体の解析から伝熱管３２の温度を推定することができる。そして、推定された伝熱管３２の温度が過度に上昇している場合には、バーナ３の空気量が制御されて、伝熱管３２の温度上昇を抑制される。したがって、伝熱管３２の破損が抑制される。また、伝熱管３２の温度の経時的な履歴から、伝熱管３２の寿命（伝熱管３２の交換時期）が判別されており、作業者は伝熱管３２の判別結果から伝熱管３２の寿命を知ることができる。また、温度の経時的な履歴から、作業者が、もうすぐ交換時期になることを認識することもでき、点検、交換作業の予定をスムーズに組みやすく、ボイラ１の稼働や停止の計画を早期に立てやすくなる。
【0026】
（変更例）
以上、本発明の実施例および変更例を詳述したが、本発明は、前記実施例および変更例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲で、種々の変更を行うことが可能である。本発明のその他の変更例（Ｈ01）～（Ｈ02）を下記に例示する。
（Ｈ01）前記実施例において、監視対象の伝熱管３２として過熱器１１，１２の伝熱管３２を例示したが、これに限定されない。再熱器１３，１４の伝熱管や、節炭器１５～１７の伝熱管に適用することも可能である。
以上、本発明の実施例および変更例を詳述したが、本発明は、前記実施例および変更例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲で、種々の変更を行うことが可能である。本発明のその他の変更例（Ｈ01）～（Ｈ02）を下記に例示する。
（Ｈ01）前記実施例において、監視対象の伝熱管３２として過熱器１１，１２の伝熱管３２を例示したが、これに限定されない。再熱器１３，１４の伝熱管や、節炭器１５～１７の伝熱管に適用することも可能である。
【0027】
（Ｈ02）前記実施例において、伝熱管３２の温度を推定する際に、各管寄せ３１，３３に設置された温度計３６，３７の計測結果も利用したほうが、伝熱管３２の温度推定の精度が向上するため好ましいが、これに限定されない。要求される温度推定の精度が低くても十分な場合には、温度計３６，３７の計測結果を使用しない構成とすることも可能である。この場合、温度計３６，３７を設置しない構成とすることも可能である。また、逆に、温度計３６，３７を増やすことも可能であり、温度計３６，３７を増やすことで、複数の伝熱管３２に対して、場所的に細かく温度を推定して、劣化の激しい伝熱管３２の偏在を推定することに利用することも期待できる。他にも、入口管寄せ３１の熱媒の温度は供給する熱媒の温度で管理して、出口管寄せ３３の温度のみを第２の温度計３７で計測する構成とすることも可能である。
【符号の説明】
【0028】
１…ボイラ、
２…火炉、
２１…窓部、
２２…赤外線カメラ、
３１…入口管寄せ、
３１，３３…管寄せ、
３２…伝熱管、
３３…出口管寄せ、
３６…第１の温度計、
３６，３７…温度計、
３７…第２の温度計、
４１…制御部、
Ｌ１…付着した灰の厚み、
Ｓ…伝熱管監視システム、
Ｔａ…伝熱管の温度。
２…火炉、
２１…窓部、
２２…赤外線カメラ、
３１…入口管寄せ、
３１，３３…管寄せ、
３２…伝熱管、
３３…出口管寄せ、
３６…第１の温度計、
３６，３７…温度計、
３７…第２の温度計、
４１…制御部、
Ｌ１…付着した灰の厚み、
Ｓ…伝熱管監視システム、
Ｔａ…伝熱管の温度。
【図1】
【図2】
【図3】
