特開 2024-168286 スートブロワの異常検出装置、およびスートブロワの異常検出システム

(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】P2024168286

(43)【公開日】2024-12-05

(54)【発明の名称】スートブロワの異常検出装置、およびスートブロワの異常検出システム

(51)【国際特許分類】

   F23J 3/00 20060101AFI20241128BHJP

   F22B 37/56 20060101ALI20241128BHJP

   F28G 1/16 20060101ALI20241128BHJP

【ＦＩ】

F23J3/00 101A

F22B37/56 B

F28G1/16 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023084831

(22)【出願日】2023-05-23

(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】110000785

【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】菅沼 直樹

(72)【発明者】

【氏名】中江 修二

(72)【発明者】

【氏名】沖本 貴寛

(72)【発明者】

【氏名】本田 雅幹

(72)【発明者】

【氏名】田中 学

(72)【発明者】

【氏名】堀岡 竜治

【テーマコード（参考）】

3K261

【Ｆターム（参考）】

3K261GB05

3K261GB15

(57)【要約】

【課題】スートブロワの異常を高精度に検出することができるスートブロワの異常検出装置を提供する。
【解決手段】炉壁から炉内に向かって進退可能に構成されるチューブと、チューブの先端に設けられ高圧流体を噴射可能に構成されるノズルと、を含むスートブロワの異常検出装置は、炉壁の振動に関する物理量を検知するセンサから物理量を示す振動データを取得する振動データ取得部と、振動データ取得部によって取得された振動データのうち、チューブが炉内に向かって移動を開始してからチューブの移動開始位置に戻るまでの運転期間であって、ノズルが高圧流体を噴射している噴射期間を含む運転期間の振動データである運転期間データに基づいて、スートブロワの異常を検出する異常検出部と、を備える。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボイラの内部空間に面する壁から前記内部空間に向かって進退可能に構成されるチューブと、前記チューブの先端に設けられ高圧流体を噴射可能に構成されるノズルと、を含むスートブロワの異常検出装置であって、
前記壁の振動に関する物理量を検知するセンサから前記物理量を示す振動データを取得する振動データ取得部と、
前記振動データ取得部によって取得された前記振動データのうち、前記チューブが前記内部空間に向かって移動を開始してから前記チューブの移動開始位置に戻るまでの運転期間であって、前記ノズルが前記高圧流体を噴射している噴射期間を含む運転期間の前記振動データである運転期間データに基づいて、前記スートブロワの異常を検出する異常検出部と、を備える、
スートブロワの異常検出装置。

【請求項2】

前記異常検出部によって前記スートブロワの異常が検出されると、前記スートブロワの点検を促すための報知情報を報知装置に出力する出力部を、さらに備える、
請求項１に記載のスートブロワの異常検出装置。

【請求項3】

前記異常検出部は、前記振動データ取得部によって取得された前記振動データが閾値を超過した場合に、前記スートブロワの異常を検出する、
請求項１又は２に記載のスートブロワの異常検出装置。

【請求項4】

前記振動データ取得部によって取得された前記運転期間データについて周波数解析を行い、前記運転期間データにおける所定の周波数帯の振動加速度レベルを算出する周波数解析部をさらに備え、
前記異常検出部は、前記周波数解析部によって算出された前記所定の周波数帯の前記振動加速度レベルが閾値を超過した場合に、前記スートブロワの異常を検出する、
請求項１又は２に記載のスートブロワの異常検出装置。

【請求項5】

前記スートブロワが正常状態であるときの前記運転期間データを記憶する記憶部をさらに備える、
請求項１又は２に記載のスートブロワの異常検出装置。

【請求項6】

請求項１又は２に記載のスートブロワの異常検出装置と、
前記センサと、を備える、
スートブロワの異常検出システム。

【請求項7】

前記センサは、前記ボイラ外に設けられている、
請求項６に記載のスートブロワの異常検出システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、スートブロワの異常検出装置、およびスートブロワの異常検出システムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、ボイラには、燃焼ガスから熱回収を行うために、燃焼ガスと接触する伝熱面を有する伝熱管が設けられている。燃焼ガスにダストが含まれていると、伝熱面にダストが付着・堆積し、伝熱効率の低下を招く虞がある。また、燃焼ガスの流路が閉塞し、安定したボイラの運転を阻害する虞がある。そこで、ボイラには、伝熱面に付着したダストを除去するスートブロワが設けられていることが多い。特許文献１に記載されているように、スートブロワは、往復動させることで伝熱管が設置された炉内へ抜き差しされる管本体を備え、管本体の先端部から噴射媒体を伝熱面に付着したダストに向けて噴射するようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－０４７３４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来、スートブロワの動作状況の監視はあまり行われていない。例えば、特許文献１には、スートブロワにリミットスイッチが設けられていることが記載されている。しかしながら、リミットスイッチでは管本体が所定位置に達したか否かを監視する程度に留まってしまい、スートブロワの異常を検出する精度が低い。

【0005】

本開示は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、スートブロワの異常を高精度に検出可能なスートブロワの異常検出装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本開示に係るスートブロワの異常検出装置は、炉壁から炉内に向かって進退可能に構成されるチューブと、前記チューブの先端に設けられ高圧流体を噴射可能に構成されるノズルと、を含むスートブロワの異常検出装置であって、前記炉壁の振動に関する物理量を検知するセンサから前記物理量を示す振動データを取得する振動データ取得部と、前記振動データ取得部によって取得された前記振動データのうち、前記チューブが炉内に向かって移動を開始してから前記チューブの移動開始位置に戻るまでの運転期間であって、前記ノズルが前記高圧流体を噴射している噴射期間を含む運転期間の前記振動データである運転期間データに基づいて、前記スートブロワの異常を検出する異常検出部と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示のスートブロワの異常検出装置によれば、スートブロワの異常を高精度に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態に係るボイラの概略構成を模式的に示す図である。

【図2】一実施形態に係るスートブロワの概略構成を模式的に示す図である。

【図3】一実施形態に係るセンサの構成を示す模式的な断面図である。

【図4】一実施形態に係るセンサから取得した振動データにおける所定の周波数の振動加速度レベルの時系列データの一例を示す図である。

【図5】一実施形態に係る異常検出装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図6】一実施形態に係る異常検出装置の機能的な構成の一例を説明するための図である。

【図7】一実施形態に係る異常検出装置による異常検出フローの一例を示す図である。

【図8】振動加速度レベルと周波数との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の実施の形態によるスートブロワの異常検出装置について、図面に基づいて説明する。かかる実施の形態は、本開示の一態様を示すものであり、この開示を限定するものではなく、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

【0010】

図１は、一実施形態に係るボイラ１００の概略構成を模式的に示す図である。図１に示すように、ボイラ１００は、火炉１０２と、火炉１０２の側壁１０４に設けられたバーナー１０６と、火炉１０２内に設けられた熱交換器としての過熱器１０８と、火炉１０２の上部に接続する煙道１１０と、煙道１１０内に設けられた熱交換器としての節炭器１１２と、火炉１０２内又は煙道１１０内に設けられた熱交換器としての再熱器１１４と、スートブロワ２０と、スートブロワの異常検出システム（以下、異常検出システム３０と記載する）と、を備える。ボイラ１００は、例えば石炭を燃料として用いる石炭炊きボイラであってもよい。

【0011】

火炉１０２は、鉛直方向に沿って延在する側壁１０４と、側壁１０４の下端に接続する炉底部１１６と、側壁１０４の上端に接続する天井壁１１８とを含む。炉底部１１６は、漏斗状に形成されており、炉底部１１６の下端には燃料の燃焼によって生成された燃焼灰を排出するための灰排出口１１９が形成されている。灰排出口１１９は、平面視において炉底部１１６の中央に形成されていてもよい。炉底部１１６は、側壁１０４の下端から下方に向かうにつれて灰排出口１１９に近づくように、鉛直方向及び水平方向の各々に対して傾斜した傾斜方向に沿って延在する。灰排出口１１９の下方には、灰排出口１１９から落下した灰が流入する灰処理装置１２０が配置されている。

【0012】

バーナー１０６は、火炉１０２内で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する。煙道１１０は、管形状を有しており、火炉１０２から排出される排ガス（火炉１０２内で生成された燃焼ガス）を不図示の煙突に導くように構成される。この煙道１１０は、火炉１０２の上部から煙突まで延在する外周壁１２２を含んでいる。過熱器１０８は、火炉１０２内に配置される伝熱管を含み、この伝熱管内を流れる蒸気を火炉１０８内で生成した燃焼ガスによって加熱して過熱蒸気を生成する。節炭器１１２は、煙道１１０内に配置される伝熱管を含み、この伝熱管内を流れる蒸気を排ガスによって加熱する（ボイラ１００の給水を加熱する）。再熱器１１４は、火炉１０２内又は煙道１１０内に配置される伝熱管を含み、この伝熱管内を流れる蒸気を燃焼ガスまたは排ガスによって加熱する。

【0013】

一実施形態では、ボイラ１００の内部空間１０１は、火炉１０２の側壁１０４の内周面１２１に面している燃焼空間１０１ａ、および煙道１１０の外周壁１２２の内周面１２３に面している流通空間１０１ｂを含んでいる。

【0014】

図１に例示する形態では、過熱器１０８は、火炉１０２内に位置する１次過熱器１０８Ａ（１０８）、１次過熱器１０８Ａよりも火炉１０２内の煙道１１０側に位置する２次過熱器１０８Ｂ（１０８）、および２次過熱器１０８Ｂよりも火炉１０２内の煙道１１０側に位置する３次過熱器１０８Ｃ（１０８）を含む。節炭器１１２は、煙道１１０内に位置する１次節炭器１１２Ａ（１１２）、および１次節炭器１１２Ａよりも煙道１１０内の出口側（煙突側）に位置する２次節炭器１１２Ｂ（１１２）を含む。再熱器１１４は、煙道１１０内に設けられる１次再熱器１１４Ａ（１１４）および火炉１０２内に設けられる２次再熱器１１４Ｂ（１１４）を含む。１次再熱器１１４Ａは、１次節炭器１１２Ａよりも煙道１１０内の入口側に位置している。２次再熱器１１４Ｂは、２次過熱器１０８Ｂと３次過熱器１０８Ｃとの間に位置している。

【0015】

スートブロワ２０は、ボイラ１００内の煤を除去する。一実施形態では、図１に示すように、ボイラ１００は、複数のスートブロワ２０を備えている。複数のスートブロワ２０のそれぞれの設置位置は、特に限定されないが、例えば、１次過熱器１０８Ａと２次過熱器１０８Ｂとの間、２次再熱器１１４Ｂと３次過熱器１０８Ｃとの間、１次再熱器１１４Ａと１次節炭器１１２Ａとの間、および１次節炭器１１２Ａと２次節炭器１１２Ｂとの間などである。図１において、点線の矩形が複数のスートブロワ２０のそれぞれの設置位置を示す。以下、火炉１０２に設置されているスートブロワ２０を例にして、スートブロワ２０の構成について説明する。

【0016】

図２は、一実施形態に係るスートブロワ２０の概略構成を模式的に示す図である。図２に示すように、スートブロワ２０は、燃焼空間１０１ａに面する側壁１０４から燃焼空間１０１ａに向かって進退可能に構成されるチューブ２２と、チューブ２２の先端に設けられるノズル２４と、を含む。ノズル２４は、蒸気のような高圧流体Ｓを噴射可能に構成される。

【0017】

チューブ２２が進退可能に構成されているスートブロワ２０の構成の一例について説明する。チューブ２２は、菅形状を有しており、一端側（燃焼空間１０１ａ側）にノズル２４が設けられ、他端側にヘッドバルブ２６が設けられている。ヘッドバルブ２６は、不図示の蒸気供給源とチューブ２２とを接続する蒸気供給ライン２７に設けられている。ヘッドバルブ２６を開弁することで、高圧流体Ｓが蒸気供給源からチューブ２２に向かって蒸気供給ライン２７を流通し、チューブ２２内に送り込まれる。

【0018】

スートブロワ２０は、トラベリングキャレッジ２８およびラック２９を含んでいる。トラベリングキャレッジ２８は、チューブ２２に設けられており、不図示のモータやこのモータに連結されているピニオンを含む。ラック２９は、火炉１０２の外部をチューブ２２の延在方向に沿って延びており、一端が側壁１０４に固定されている。ラック２９は、チューブ２２の延在方向に沿って配列された歯を有しており、ピニオンと噛み合わされている。ピニオンは、モータの駆動力が伝達されることによって回転する。ピニオンが回転すると、ラック２９に対するピニオンの噛み合わせ位置が変化する。このため、トラベリングキャレッジ２８がラック２９に沿って移動し、このトラベリングキャレッジ２８の移動によってチューブ２２の位置が変化する。チューブ２２は、スートブロワ２０の起動時に燃焼空間１０１ａに挿入され、スートブロワ２０の非起動時に燃焼空間１０１ａから退避される。

【0019】

異常検出システム３０は、ボイラ１００の内部空間１０１に面する壁の振動に関する物理量を検知するセンサ４０と、センサ４０によって検出したボイラ１００の壁の振動に関する物理量を示す振動データＤに基づいて、スートブロワ２０の異常を検出するように構成されたスートブロワの異常検出装置（以下、異常検出装置１と記載する）と、を含む。図１に例示する形態では、異常検出システム３０は、複数のセンサ４０を備えている。複数のセンサ４０のそれぞれの設置位置は、特に限定されないが、スートブロワ２０の異常を精度良く検出する観点から検出対象のスートブロワ２０の近傍である。図１において、点線の円形が複数のセンサ４０のそれぞれの設置位置を示す。以下、センサ４０が火炉１０２に設置されている場合を例にして、センサ４０の構成について説明する。

【0020】

センサ４０は、側壁１０４の振動に関する物理量（例えば、側壁１０４の振動時の側壁１０４の変位、振動速度又は振動加速度等のように、振動の程度を定量的に特徴づけることのできる物理量）を検知する。この目的によれば、センサ４０は、例えばＡＥセンサ、加速度センサ又はレーザ振動センサ等であってもよい。以下では、センサ４０が、側壁１０４の振動に関する物理量として側壁１０４の振動加速度レベルＬａを計測する振動加速度センサである場合を例に説明する。

【0021】

図３は、一実施形態に係るセンサ４０の構成を示す模式的な断面図である。図３に例示する形態では、火炉１０２の側壁１０４は、交互に配置された炉壁管１２４及びフィン１２６と、炉壁管１２４とフィン１２６における火炉１０２の外側を向く面を覆う保温材１２８と、保温材１２８における火炉１０２の外側を向く面を覆う外装板１３０とを含む。また、保温材１２８と外装板１３０とをそれらの厚さ方向に貫通する導波棒１３２の一端がフィン１２６に固定されており、側壁１０４の外側（火炉１０２の外側）に配置されたセンサ４０が導波棒１３２の他端に固定されている。このように、センサ４０を火炉１０２の外側に配置することにより、火炉１０２の内部の高温に起因してセンサ４０の各々が破損することを抑制することができる。尚、図３に例示する形態では、センサ４０は側壁１０４の振動を検知する振動式センサであったが、本開示はこの形態に限定されない。センサ４０は、内部空間１０１内の音の振動を検知する音響式センサであってもよい。

【0022】

図４は、一実施形態に係るセンサ４０から取得した振動データＤにおける所定の周波数の振動加速度レベルＬａの時系列データの一例を示す図である。図４に示す例では、時刻ｔ１において、スートブロワ２０が起動して、チューブ２２が燃焼空間１０１ａに向かって進出し、ノズル２４が燃焼空間１０１ａ内に侵入する。そして、時刻ｔ２において、チューブ２２の進出が終了し、チューブ２２は進出方向とは反対方向に後退し始める。つまり、時刻ｔ２において、燃焼空間１０１ａにおけるノズル２４と側壁１０４との間の距離が最も大きくなっている。時刻ｔ３において、ノズル２４が火炉１０２（側壁１０４）の外部まで後退し、スートブロワ２０が停止する。つまり、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの期間は、チューブ２２が燃焼空間１０１ａに向かって移動を開始してからチューブ２２の移動開始位置に戻るまでの運転期間Ｔである。この運転期間Ｔは、ノズル２４が高圧流体Ｓを噴射している噴射期間Ｔａを含む。

【0023】

一実施形態では、運転期間Ｔの全体が噴射期間Ｔａとなっている。このため、図４に示すように、時刻ｔ１において、振動加速度レベルＬａが急激に大きくなり、時刻ｔ２に向かうにつれて振動加速度レベルＬａが低下している。これは、時刻ｔ１から時刻ｔ２に向かうにつれて、高圧流体Ｓを噴射しているノズル２４が側壁１０４から離れるためである。同様に、時刻ｔ２から時刻ｔ３に向かうにつれて振動加速度レベルＬａが上昇している。これは、時刻ｔ２から時刻ｔ３に向かうにつれて、高圧流体Ｓを噴射しているノズル２４が側壁１０４に近づくためである。

【0024】

尚、センサ４０は、ボイラ１００の内部における蒸気の漏洩を検出するためにボイラ１００に設けられたセンサ（チューブリークディテクタ）が流用されてもよい。すなわち、異常検出装置１は、センサ４０から取得した振動データＤに基づいて、スートブロワ２０の異常を検出するだけでなく、ボイラ１００の内部における蒸気の漏洩を検出してもよい。

【0025】

図５は、一実施形態に係る異常検出装置１のハードウェア構成の一例を示す図である。図６は、一実施形態に係る異常検出装置１の機能的な構成の一例を説明するための図である。図７は、一実施形態に係る異常検出装置１による異常検出フローの一例を示す図である。

【0026】

図５に示すように、異常検出装置１は、例えばプロセッサ７２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）７４、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）７６、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）７８、入力Ｉ／Ｆ８０、及び出力Ｉ／Ｆ８２を含み、これらがバス８４を介して互いに接続されたコンピュータを用いて構成される。なお、異常検出装置１のハードウェア構成は上記に限定されず、制御回路と記憶装置との組み合わせにより構成されてもよい。また、異常検出装置１は、異常検出装置１の各機能を実現するプログラムをコンピュータが実行することにより構成される。以下で説明する異常検出装置１における各部の機能は、例えばＲＯＭ７６に保持されるプログラムをＲＡＭ７４にロードしてプロセッサ７２で実行するとともに、ＲＡＭ７４やＲＯＭ７６におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。異常検出装置１を構成するハードウェアは、１つの場所に集約されていてもよいし、複数の場所に分散して設けられていてもよい。幾つかの実施形態では、異常検出装置１は、クラウド環境に設けられたクラウドサーバである。

【0027】

図１に示すように、異常検出装置１は、センサ４０と電気的に接続されており、この電気的に接続されているセンサ４０から振動データＤを取得可能となっている。そして、図６に示すように、異常検出装置１は、振動データ取得部２と、異常検出部４と、出力部６と、周波数解析部８と、を含む。尚、異常検出装置１は、複数のセンサ４０の全てと電気的に接続されていてもよいし、複数のセンサ４０のうちの一部と電気的に接続されていてもよい。

【0028】

図７に示すように、取得ステップＳ１において、振動データ取得部２は、センサ４０から振動データＤを取得する。一実施形態では、振動データ取得部２は、センサ４０から側壁１０４の振動に関する物理量を示す振動データＤとして、側壁１０４の振動加速度レベルＬａを示す振動データＤ（図４に例示する振動加速度レベルＬａの時系列データ）をセンサ４０から取得する。

【0029】

解析ステップＳ２において、周波数解析部８は、センサ４０から取得した振動データＤについて周波数解析（ＦＦＴ解析）を行い、該振動データＤにおける所定の周波数帯の振動加速度レベルＬａを算出する。なお、ここでの「所定の周波数帯」とは、ボイラ１００の運転に伴う側壁１０４の定常振動の周波数（火炉１０２内の燃焼音やバーナー１０６の噴霧音等の喧騒音（背景音）の周波数）よりもある程度高い周波数帯であってもよい。図８は、振動加速度レベルＬａと周波数との関係を示すグラフである。図８において、実線で示す振動加速度レベルＬａ１はスートブロワ２０が異常状態であるときの振動加速度レベルＬａを示し、点線で示す振動加速度レベルＬａ２はスートブロワ２０が正常状態であるときの振動加速度レベルＬａを示している。図８に示すように、スートブロワ２０が正常状態であるときに発生する音は小さい周波数帯に偏っている。一方で、スートブロワ２０が異常状態であると、大きい周波数成分の振動加速度レベルＬａが増加している。

【0030】

検出ステップＳ３において、異常検出部４は、振動データ取得部２によって取得された振動データＤのうち、運転期間Ｔの振動データＤである運転期間データＴＤに基づいて、スートブロワ２０の異常を検出する。一実施形態では、異常検出部４は、運転期間Ｔにおける振動加速度レベルＬａが予め設定された閾値Ｘを超過した場合に（検出ステップＳ３：Ｙｅｓ）、スートブロワ２０の異常を検出する。スートブロワ２０の異常が検出されると、出力ステップＳ４に進む。異常検出部４は、運転期間Ｔにおける振動加速度レベルＬａが閾値Ｘを超過しない場合には（検出ステップＳ３：Ｎｏ）、取得ステップＳ１に戻る。

【0031】

出力ステップＳ４において、出力部６は、ボイラ１００の運転操作を行うオペレータ－にスートブロワ２０の点検を促すための報知情報Ｉを報知装置５０に出力する。例えば報知装置５０がディスプレイ等の表示装置である場合には、出力部６は、上記報知情報Ｉを報知装置５０に表示させるための信号を報知装置５０に出力し、報知装置５０（表示装置）は、スートブロワ２０の点検を促すための報知情報Ｉを表示してもよい。また、例えば報知装置５０が警報器等である場合には、出力部６は、上記報知情報Ｉを報知装置５０から音声として出力させるための信号を報知装置５０に出力し、報知装置５０（警報器等）は、スートブロワ２０の点検を促すための報知情報Ｉを音声として出力してもよい。

【0032】

一実施形態では、図６に示すように、異常検出装置１は記憶部１０をさらに含む。記憶部１０は、スートブロワ２０が正常状態であるときの運転期間データＴＤを記憶する。一実施形態では、閾値Ｘは、スートブロワ２０が正常状態であるときの振動加速度レベルＬａよりも大きくなるように設定されている。例えば、閾値Ｘは、スートブロワ２０が正常状態であるときの振動加速度レベルＬａに５ｄＢ以上１５ｄＢ以下を加算することで設定されている。例えば、閾値Ｘは、スートブロワ２０が正常状態であるときの振動加速度レベルＬａに１０ｄＢを加算することで設定されている。尚、幾つかの実施形態では、閾値Ｘは、スートブロワ２０が正常状態であるときの振動加速度レベルＬａよりも小さくなるように設定されている。

【0033】

幾つかの実施形態では、閾値Ｘは、燃焼空間１０１ａ内におけるノズル２４と側壁１０４との間の距離（ノズル２４の位置）を考慮して設定される。例えば、閾値Ｘは、ノズル２４が側壁１０４から離間しているほど閾値Ｘと正常状態の振動加速度レベルＬａとの間の差が小さくなるように設定される。具体的には、閾値Ｘはスートブロワ２０が正常状態であるときの振動加速度レベルＬａに１０ｄＢが加算されているが、ノズル２４と側壁１０４との間の距離に基づいて加算値が補正されるようになっており、ノズル２４と側壁１０４との間の距離が最も大きいときには加算値が５ｄＢに補正される。このような構成によれば、スートブロワ２０の異常が発生しているか否かの誤検知の発生を抑制できる。特に、センサ４０の感度はノズル２４が側壁１０４から離間しているほど鈍くなるので、上述のように補正することで、誤検知の発生をさらに抑制できる。

【0034】

（作用・効果）
一実施形態に係る異常検出装置１の作用・効果について説明する。スートブロワ２０が運転している際には、ノズル２４から噴射される高圧流体Ｓによって側壁１０４の振動が促進される。一実施形態によれば、スートブロワ２０の運転期間Ｔに、側壁１０４の振動に関する物理量を示す振動データＤが取得される。そして、この運転期間Ｔの振動データＤに基づいて、スートブロワ２０の異常が検出されるので、スートブロワ２０の異常を高精度に検出することができる。

【0035】

一実施形態によれば、スートブロワ２０の異常が検出された場合に報知装置５０が報知情報Ｉを報知することで、オペレータにスートブロワ２０の点検を実行させ、必要な対策を速やかにとることが可能となる。

【0036】

一実施形態によれば、スートブロワ２０が正常状態である場合の振動データＤを想定して閾値Ｘが設定されるので、スートブロワ２０の異常を精度良く検出することができる。また、一実施形態によれば、スートブロワ２０が正常状態であるときの運転期間データＴＤと比較して、スートブロワ２０の異常を検出することができる。

【0037】

スートブロワ２０の運転によって生じる側壁１０４の振動の振動加速度レベルは、ボイラ１００の運転に伴う定常振動と比較して、比較的高い周波数において大きな値をとるような周波数特性を有している。一実施形態によれば、その周波数特性を考慮して上記所定の周波数帯をボイラ１００の運転に伴う定常振動よりも比較的高い周波数帯（側壁１０４の振動の振動加速度レベルＬａの周波数分布において比較的振動加速度レベルＬａが大きな周波数帯）に設定することにより、スートブロワ２０の異常をさらに精度良く検出することができる。尚、一実施形態では、スートブロワ２０の異常の検出精度を高めるために、周波数解析部８で所定の周波数帯について算出した振動加速度レベルＬａを閾値Ｘと比較したが、周波数解析部８は必須ではなく、センサ４０から取得した振動加速度レベルＬａが閾値Ｘを超過した場合に、スートブロワ２０の異常を検出してもよい。

【0038】

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

【0039】

［１］本開示に係るスートブロワの異常検出装置（１）は、
ボイラ（１００）の内部空間（１０１）に面する壁（１０４）から前記内部空間に向かって進退可能に構成されるチューブ（２２）と、前記チューブの先端に設けられ高圧流体（Ｓ）を噴射可能に構成されるノズル（２４）と、を含むスートブロワ（２０）の異常検出装置であって、
前記壁の振動に関する物理量を検知するセンサ（４０）から前記物理量を示す振動データ（Ｄ）を取得する振動データ取得部（２）と、
前記振動データ取得部によって取得された前記振動データのうち、前記チューブが前記内部空間に向かって移動を開始してから前記チューブの移動開始位置に戻るまでの運転期間（Ｔ）であって、前記ノズルが前記高圧流体を噴射している噴射期間（Ｔａ）を含む運転期間の前記振動データである運転期間データ（ＴＤ）に基づいて、前記スートブロワの異常を検出する異常検出部（４）と、を備える。

【0040】

スートブロワが運転している際には、ノズルから噴射される高圧流体によって壁の振動が促進される。上記[１]に記載の構成によれば、スートブロワの運転期間に、壁の振動に関する物理量を示す振動データが取得される。そして、この運転期間の振動データに基づいて、スートブロワの異常が検出されるので、スートブロワの異常を高精度に検出することができる。

【0041】

[２]幾つかの実施形態では、上記[１]に記載の構成において、
前記異常検出部によって前記スートブロワの異常が検出されると、前記スートブロワの点検を促すための報知情報（Ｉ）を報知装置（５０）に出力する出力部（６）を、さらに備える。

【0042】

上記[２]に記載の構成によれば、スートブロワの異常が検出された場合に報知装置が報知情報を報知することで、オペレータにスートブロワの点検を実行させ、必要な対策を速やかにとることが可能となる。

【0043】

[３]幾つかの実施形態では、上記[１]又は[２]に記載の構成において、
前記異常検出部は、前記振動データ取得部によって取得された前記振動データが閾値（Ｘ）を超過した場合に、前記スートブロワの異常を検出する。

【0044】

上記[３]に記載の構成によれば、閾値を適切に設定することにより、スートブロワの異常を精度良く検出することができる。例えばスートブロワが正常状態である場合の振動データを想定して閾値を設定することにより、スートブロワの異常を精度良く検出することができる。

【0045】

[４]幾つかの実施形態では、上記[１]から[３]の何れか１つに記載の構成において、
前記振動データ取得部によって取得された前記運転期間データについて周波数解析を行い、前記運転期間データにおける所定の周波数帯の振動加速度レベル（Ｌａ）を算出する周波数解析部（８）をさらに備え、
前記異常検出部は、前記周波数解析部によって算出された前記所定の周波数帯の前記振動加速度レベルが閾値を超過した場合に、前記スートブロワの異常を検出する。

【0046】

上記[４]に記載の構成によれば、スートブロワの運転によって生じる壁の振動の振動加速度レベルは、ボイラの運転に伴う定常振動と比較して、比較的高い周波数において大きな値をとるような周波数特性を有している。このため、その周波数特性を考慮して上記所定の周波数帯をボイラの運転に伴う定常振動よりも比較的高い周波数帯（壁の振動の振動加速度レベルの周波数分布において比較的振動加速度レベルが大きな周波数帯）に設定することにより、スートブロワの異常をさらに精度良く検出することができる。

【0047】

[５]幾つかの実施形態では、上記[１]から[４]の何れか１つに記載の構成において、
前記スートブロワが正常状態であるときの前記運転期間データを記憶する記憶部（１０）をさらに備える。

【0048】

上記[５]に記載の構成によれば、スートブロワが正常状態であるときの運転期間データと比較して、スートブロワの異常を検出することができる。

【0049】

[６]本開示に係るスートブロワの異常検出システム（３０）は、
上記[１]から[５]の何れか１つに記載のスートブロワの異常検出装置と、
前記センサと、を備える。

【0050】

上記[６]に記載の構成によれば、スートブロワの異常検出システムは、上記[１]から[５]の何れか１つに記載のスートブロワの異常検出装置を備えるため、スートブロワの異常を高精度に検出することができる。

【0051】

[７]幾つかの実施形態では、上記[６]に記載の構成において、
前記センサは、前記ボイラ外に設けられている。

【0052】

上記[７]に記載の構成によれば、センサをボイラ外に配置することにより、ボイラの内部空間の高温に起因するセンサの損傷を抑制することができる。

【符号の説明】

【0053】

１ 異常検出装置
２ 振動データ取得部
４ 異常検出部
６ 出力部
８ 周波数解析部
１０ 記憶部
２０ スートブロワ
２２ チューブ
２４ ノズル
２６ ヘッドバルブ
２８ トラベリングキャレッジ
２９ ラック
３０ 異常検出システム
４０ センサ
５０ 報知装置
７２ プロセッサ
７４ ＲＡＭ
７６ ＲＯＭ
７８ ＨＤＤ
８０ 入力Ｉ／Ｆ
８２ 出力Ｉ／Ｆ
８４ バス
１００ ボイラ
１０１ 内部空間
１０１ａ 燃焼空間
１０１ｂ 流通空間
１０２ 火炉
１０４ 側壁
１０６ バーナー
１０８ 過熱器
１１０ 煙道
１１２ 節炭器
１１２ 節炭器
１１４ 再熱器
１１６ 炉底部
１１８ 天井壁
１１９ 灰排出口
１２０ 灰処理装置
１２２ 外周壁
１２４ 炉壁管
１２６ フィン
１２８ 保温材
１３０ 外装板
１３２ 導波棒
Ｄ 振動データ
Ｉ 報知情報
Ｌａ 振動加速度レベル
Ｓ 高圧流体
Ｓ１ 取得ステップ
Ｓ２ 解析ステップ
Ｓ３ 検出ステップ
Ｓ４ 出力ステップ
Ｔ 運転期間
Ｔａ 噴射期間
ＴＤ 運転期間データ
Ｘ 閾値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】