特許 7624872 ポンプ機場系統配管の加振診断方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-23

(45)【発行日】2025-01-31

(54)【発明の名称】ポンプ機場系統配管の加振診断方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 29/04 20060101AFI20250124BHJP

   G01N 29/46 20060101ALI20250124BHJP

【ＦＩ】

G01N29/04

G01N29/46

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021080361

(22)【出願日】2021-05-11

(65)【公開番号】P2022174518

(43)【公開日】2022-11-24

【審査請求日】2023-12-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100167553

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 久典

(72)【発明者】

【氏名】千葉 真

(72)【発明者】

【氏名】内田 義弘

(72)【発明者】

【氏名】松田 道昭

【審査官】村田 顕一郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－００２８１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１０６３４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２９４４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１８５７２６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１３２３５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２１７８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３４０７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－００３３１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２１４６３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２６６９９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１８５１８６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２９／００－２９／５２

Ｇ０１Ｂ １７／００－１７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主ポンプと、前記主ポンプを稼働させる補機とが設けられたポンプ機場において、前記補機の系統配管の特定箇所を加振し、当該加振による前記系統配管の振動結果に基づいて、前記系統配管の内部の異常個所を診断する、ことを特徴とするポンプ機場系統配管の加振診断方法。

【請求項2】

前記系統配管の特定箇所には、前記系統配管において常時水が溜まり、または、水が溜まりやすい箇所が含まれる、ことを特徴とする請求項１に記載のポンプ機場系統配管の加振診断方法。

【請求項3】

前記系統配管には、
前記主ポンプの駆動装置に冷却水を供給する冷却水系統の系統配管、
前記主ポンプを呼び水で満たす満水系統の系統配管、
前記主ポンプの軸封部に封水液を供給する封水系統の系統配管、
前記主ポンプの駆動装置に圧縮空気を供給する圧縮空気系統の系統配管、
前記ポンプ機場の排水系統の系統配管、のうち少なくとも１つが含まれる、ことを特徴する請求項１または２に記載のポンプ機場系統配管の加振診断方法。

【請求項4】

前記系統配管の振動結果と、過去に測定した前記系統配管の振動結果と、を比較することで前記系統配管を診断する、ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のポンプ機場系統配管の加振診断方法。

【請求項5】

前記系統配管の診断は、前記ポンプ機場の運転停止時、または、前記ポンプ機場の管理運転時に行う、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のポンプ機場系統配管の加振診断方法。

【請求項6】

前記系統配管を加振する加振点には、
前記系統配管の配管同士の接続部、
前記接続部と一つ隣の接続部との間、
前記系統配管を支持する配管サポート、
前記配管サポートと一つ隣の配管サポートとの間、のうち少なくとも１つが含まれる、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載のポンプ機場系統配管の加振診断方法。

【請求項7】

前記系統配管の診断は、前記系統配管が充水されている状態と、前記系統配管が空の状態のそれぞれで行う、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載のポンプ機場系統配管の加振診断方法。

【請求項8】

前記系統配管の診断は、前記系統配管の振動結果を周波数分析して行う、ことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載のポンプ機場系統配管の加振診断方法。

【請求項9】

主ポンプと、前記主ポンプを稼働させる補機とが設けられたポンプ機場において、前記補機の系統配管の特定箇所を加振し、当該加振による前記系統配管の振動結果に基づいて、前記系統配管を診断し、
前記系統配管の診断は、前記系統配管が充水されている状態と、前記系統配管が空の状態のそれぞれで行う、ことを特徴とするポンプ機場系統配管の加振診断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポンプ機場系統配管の加振診断方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、大雨時等に湛水防除の目的で稼働するポンプ機場が知られている。このようなポンプ機場では、洪水時において確実な稼働が必要であり、設備全体の健全性を確認するために、主ポンプ及びその補機の管理及び監視が必要不可欠である。下記特許文献１には、画像取得手段を用いて主ポンプを点検するポンプ点検方法が開示されている。また、下記特許文献２には、主ポンプの停止時間に基づいて、主ポンプの点検・補修時期を予測するポンプ管理方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－４１５０３号公報

【文献】特開２０１９－２３４７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来技術のように、主ポンプの保守点検については、様々な方法が開示されているが、補機の系統配管（特に小配管）の保守点検については、未だ有効な方法が確立されていないのが現状である。従来、ポンプ機場では、洪水時の排水運転に備え、定期的に管理運転を行っているが、排水するための水が無い場合や、排水することができない環境下においては、主ポンプを運転させずに、補機の外観目視確認や、補機の運転確認のみを実施している。

【0005】

補機の外観目視確認や、補機の運転確認のみでは、補機の系統配管にゴミや錆などにより詰まり始めている場合、また、系統配管が腐食により減肉や孔食が生じ始めている場合、また、系統配管が経年劣化や異物衝突などによりクラックが生じ始めている場合など、それら異常に気付くことは困難であり、異常の発見が遅れてしまうことがある。なお、この問題は、管理運転において主ポンプの排水運転ができた場合においても同様である。

【0006】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ポンプ機場において補機の系統配管の異常やその予兆を発見することができるポンプ機場系統配管の加振診断方法の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様に係るポンプ機場系統配管の加振診断方法は、主ポンプと、前記主ポンプを稼働させる補機とが設けられたポンプ機場において、前記補機の系統配管の特定箇所を加振し、当該加振による前記系統配管の振動結果に基づいて、前記系統配管を診断する。

【0008】

上記ポンプ機場系統配管の加振診断方法においては、前記系統配管には、前記主ポンプの駆動装置に冷却水を供給する冷却水系統の系統配管、前記主ポンプを呼び水で満たす満水系統の系統配管、前記主ポンプの軸封部に封水液を供給する封水系統の系統配管、前記主ポンプの駆動装置に圧縮空気を供給する圧縮空気系統の系統配管、前記ポンプ機場の排水系統の系統配管、のうち少なくとも１つが含まれていてもよい。

【0009】

上記ポンプ機場系統配管の加振診断方法においては、前記系統配管の振動結果と、過去に測定した前記系統配管の振動結果と、を比較することで前記系統配管を診断してもよい。

【0010】

上記ポンプ機場系統配管の加振診断方法においては、前記系統配管の診断は、前記ポンプ機場の運転停止時、または、前記ポンプ機場の管理運転時に行ってもよい。

【0011】

上記ポンプ機場系統配管の加振診断方法においては、前記系統配管を加振する加振点には、前記系統配管の配管同士の接続部、前記接続部と一つ隣の接続部との間、前記系統配管を支持する配管サポート、前記配管サポートと一つ隣の配管サポートとの間、のうち少なくとも１つが含まれていてもよい。

【0012】

上記ポンプ機場系統配管の加振診断方法においては、前記系統配管の特定箇所には、前記系統配管において常時水が溜まる箇所が含まれていてもよい。

【0013】

上記ポンプ機場系統配管の加振診断方法においては、前記系統配管の特定箇所には、前記系統配管において設置位置が一番低い箇所が含まれていてもよい。

【0014】

上記ポンプ機場系統配管の加振診断方法においては、前記系統配管の診断は、前記系統配管が充水されている状態と、前記系統配管が空の状態のそれぞれで行ってもよい。

【0015】

上記ポンプ機場系統配管の加振診断方法においては、前記系統配管の診断は、前記系統配管の振動結果を周波数分析して行ってもよい。

【発明の効果】

【0016】

上記本発明の一態様によれば、ポンプ機場において補機の系統配管の異常やその予兆を発見することができるポンプ機場系統配管の加振診断方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】一実施形態に係るポンプ機場の全体構成図である。

【図2】一実施形態に係る冷却水系統の系統配管の特定箇所を示す説明図である。

【図3】一実施形態に係る封水系統の系統配管の特定箇所示す説明図である。

【図4】図３に示す矢視ＩＶ－ＩＶ断面図である。

【図5】一実施形態に係る満水系統の系統配管の特定箇所を示す説明図である。

【図6】図５に示す矢視ＶＩ－ＶＩ断面図である。

【図7】一実施形態に係るポンプ機場系統配管の加振診断方法を示す説明図である。

【図8】一実施形態に係るポンプ機場系統配管の加振診断方法において好ましい加振点を示す説明図である。

【図9】一実施形態に係る測定器の測定結果（初期の測定データ）を周波数分析したグラフである。

【図10】一実施形態に係る測定器の測定結果（異常発生時の測定データ）を周波数分析したグラフである。

【図11】一実施形態の変形例に係るポンプ機場系統配管の加振診断方法を示す説明図である。

【図12】一実施形態の他の変形例に係るポンプ機場系統配管の加振診断方法を示す説明に係る図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の一実施形態に係るポンプ機場系統配管の加振診断方法について図面を参照して説明する。以下の説明では、本発明の適用例として、大雨時等に湛水防除の目的で稼働するポンプ機場を例示する。

【0019】

図１は、一実施形態に係るポンプ機場１の全体構成図である。
図１に示すポンプ機場１は、複数台の主ポンプ１０と、主ポンプ１０を稼働させる複数台の補機２０と、を備える。ポンプ機場１は、主ポンプ１０として、４台の横軸ポンプを備える。また、ポンプ機場１は、補機２０として、真空ポンプ２１、燃料移送ポンプ２２、空気圧縮機２３（コンプレッサ）、冷却水ポンプ２４、封水ポンプ２５などを備える。

【0020】

主ポンプ１０は、横方向（水平方向）に延びる主軸に羽根車が取り付けられた横軸ポンプである。なお、主ポンプ１０は、縦方向（鉛直方向）に延びる主軸に羽根車が取り付けられた立軸ポンプであっても構わない。主ポンプ１０は、駆動装置１５によって駆動する。駆動装置１５は、内燃機関（ディーゼルエンジンなど）を備える回転機４と、回転機４に接続された減速機５と、を備える。

【0021】

回転機４の駆動軸には減速機５が連結され、減速機５には主ポンプ１０の主軸が連結されている。回転機４を駆動することによって、減速機５を介して主ポンプ１０の主軸が回転し、主軸に取り付けられた羽根車の回転によって、図示しない吸込水槽の水が揚水されて、その水が、図示しない吐出水槽に吐出されるようになっている。

【0022】

真空ポンプ２１は、主ポンプ１０の起動時に、主ポンプ１０内の空気を吸引し、主ポンプ１０内を呼び水で満たす満水系統３０を構成している。真空ポンプ２１は、主ポンプ１０に系統配管３０ａを介して接続されている。系統配管３０ａには、主ポンプ１０内の呼び水の満水を検知するための満水検知器１４と、系統配管３０ａを開閉するための吸気弁３１（電動弁又は電磁弁）と、が設けられている。

【0023】

真空ポンプ２１は、電動機２１ａによって駆動する。この真空ポンプ２１は、例えば水封式真空ポンプであって、その吸気側には補給水を給水する給水管３２が接続され、排気側には吸い込んだ空気を排出する排出管３３ｂが接続されている。給水管３２は、補水槽３４と接続され、給水管３２を開閉する給水弁３５（通常は手動弁）が設けられている。

【0024】

燃料移送ポンプ２２は、回転機４の燃料を汲み上げるものである。この燃料移送ポンプ２２は、電動機２２ａによって駆動する。燃料移送ポンプ２２は、燃料供給配管４０に設けられている。燃料供給配管４０においては、燃料移送ポンプ２２の駆動によって、燃料を貯蔵する地下貯油槽６から地上の所定高さに設置された燃料小出槽７に燃料が汲み上げられ、この燃料小出槽７から回転機４に燃料が供給される。燃料小出槽７に燃料を蓄えておくことで、燃料移送ポンプ２２が駆動していない間でも、必要な供給圧で燃料を回転機４に供給することができる。

【0025】

空気圧縮機２３は、主ポンプ１０の回転機４に圧縮空気を供給する圧縮空気系統５０を構成している。空気圧縮機２３は、空気槽８に系統配管５０ａを介して接続されている。空気圧縮機２３は、回転機４を始動させる圧縮空気（始動用空気）を空気槽８へ充気するものである。この空気圧縮機２３は、電動機２３ａによって駆動する。系統配管５０ａにおいては、空気圧縮機２３の駆動によって圧気された圧縮空気が空気槽８に充気され、この空気槽８から回転機４に圧縮空気が供給される。空気槽８に圧縮空気を蓄えておくことで、圧縮空気を回転機４に供給して、始動することができる。

【0026】

冷却水ポンプ２４は、主ポンプ１０を駆動させる駆動装置１５に冷却水を供給する冷却水系統６０を構成している。この冷却水ポンプ２４は、電動機２４ａによって駆動する。冷却水ポンプ２４は、駆動装置１５の熱交換器９に系統配管６０ａを介して接続されている。図９に示す熱交換器９は、回転機４に設けられているが、さらに減速機５にも設けられていてもよい。系統配管６０ａにおいては、冷却水ポンプ２４の駆動によって冷却水槽６１から冷却水が汲み上げられ、各駆動装置１５の熱交換器９に冷却水が供給される。また、系統配管６０ａにおいては、熱交換器９に供給された冷却水は、冷却水槽６１に戻り循環する。

【0027】

冷却水槽６１には、系統配管６０ｂを介して原水（河川水など）が供給されるようになっている。系統配管６０ｂには、取水ポンプ７２が設けられている。この取水ポンプ７２は、電動機７２ａによって駆動する。系統配管６０ｂにおいては、取水ピット７１から取水ポンプ７２の駆動によって、原水が取水され、ストレーナ７３やサンドセパレーター７４などの濾過装置で砂や泥などの異物を除去した原水が冷却水槽６１に供給される。

【0028】

冷却水槽６１には、冷却水ポンプ２４の他に封水ポンプ２５が設けられている。封水ポンプ２５は、主ポンプ１０の軸封部１６に封水液を供給する封水系統８０を構成している。この封水ポンプ２５は、電動機２５ａによって駆動する。封水ポンプ２５は、主ポンプ１０の軸封部１６に系統配管８０ａを介して接続されている。系統配管８０ａには、各主ポンプ１０の軸封部１６に接続される枝管８１ａを開閉する封水弁８１（電動弁又は電磁弁）が設けられている。系統配管８０ａにおいては、封水ポンプ２５の駆動によって冷却水槽６１から封水液が汲み上げられ、各主ポンプ１０の軸封部１６に封水液が供給される。

【0029】

図２は、一実施形態に係る冷却水系統６０の系統配管６０ａの特定箇所Ｗを示す説明図である。
図２に示すように、冷却水系統６０の系統配管６０ａは、冷却水槽６１からポンプ機場１の建屋内の駆動装置１５（熱交換器９）に至る上り配管と、駆動装置１５（熱交換器９）から冷却水槽６１に至る下り配管と、を有している。なお、図２に示す駆動装置１５は、主ポンプ１０（横軸ポンプの場合）と同じ建屋内の設置フロア２に設置されている。

【0030】

系統配管６０ａの上り配管には、その上流側から順に、冷却水ポンプ２４、逆流防止弁６２、及び開閉弁６３が設けられている。このため、系統配管６０ａの上り配管には、冷却水ポンプ２４が停止中は、水を抜かない限り、逆流防止弁６２より下流側（２次側）において常時水が溜まる特定箇所Ｗが発生する。

【0031】

系統配管６０ａの下り配管には、冷却水ポンプ２４の停止後にサイホン原理により水の流れが止まらなくなることを防ぐために自動空気抜き弁６４が設けられている。このため、系統配管６０ａの下り配管は、冷却水ポンプ２４の運転中は充水された状態、冷却水ポンプ２４の停止中は空の状態となる。

【0032】

図３は、一実施形態に係る封水系統８０の系統配管８０ａの特定箇所Ｗを示す説明図である。図４は、図３に示す矢視ＩＶ－ＩＶ断面図である。
図３及び図４に示すように、封水系統８０の系統配管８０ａの一部は、ポンプ機場１の建屋内の維持管理通路を確保するために、建屋内の設置フロア２に設けられたピット２ａ内に配置されている。

【0033】

ピット２ａは、図３に示すように、設置フロア２の床面よりも低くなった溝であり、その開口部は、ピット蓋２ｂによって覆われている。系統配管８０ａは、図４に示すように、Ｕ字状に曲がって、ピット２ａ内に配置されている。このため、系統配管８０ａには、封水ポンプ２５の停止中は、水を抜かない限り、少なくともピット２ａ内に配置される部分において常時水が溜まる特定箇所Ｗが発生する。なお、系統配管８０ａのピット２ａ内に配置される部分は、系統配管８０ａにおいて設置位置が一番低い特定箇所Ｌにも該当する。

【0034】

図５は、一実施形態に係る満水系統３０の系統配管３０ａの特定箇所Ｌを示す説明図である。図６は、図５に示す矢視ＶＩ－ＶＩ断面図である。
図５に示すように、満水系統３０の系統配管３０ａは、主ポンプ１０の上部に接続されている。系統配管３０ａにおいては、真空ポンプ２１により吸気され、主ポンプ１０が満水になると満水検知器１４のフロートにより吸気が遮断される。

【0035】

図６に示すように、この系統配管３０ａも、建屋内の維持管理通路を確保するために、設置フロア２に設けられたピット２ａ内に配置されることがある。系統配管３０ａのピット２ａ内に配置される部分は、系統配管３０ａにおいて設置位置が一番低い特定箇所Ｌに該当する。

【0036】

ところで、満水検知器１４のフロートにより水が遮断されるとき、遮断される直前にはわずかに水を含む空気が吸気され、系統配管３０ａ内に水が入り込む場合がある。また、気温、湿度、圧力変化に伴い、飽和蒸気圧を上回り、系統配管３０ａ内に水が発生することがある。このような水は、系統配管３０ａにおいて設置位置が一番低い特定箇所Ｌに溜まり易い。

【0037】

続いて、上記のように、常時水が溜まり、及び／または、水が溜まりやすく、錆や腐食が発生し易い特定箇所Ｗ，Ｌにおいて効果的に異常やその予兆を診断することができるポンプ機場系統配管の加振診断方法（以下、本手法と称する）について説明する。

【0038】

図７は、一実施形態に係るポンプ機場系統配管の加振診断方法を示す説明図である。
図７に示すように、本手法では、作業員２００が、上述した補機２０の系統配管１００の特定箇所Ｗ，Ｌを加振し、当該加振による系統配管１００の振動結果に基づいて、系統配管１００を診断する。

【0039】

ここで、診断の対象となる系統配管１００には、上述した図１に示す、主ポンプ１０の駆動装置１５に冷却水を供給する冷却水系統６０の系統配管６０ａ、主ポンプ１０を呼び水で満たす満水系統３０の系統配管３０ａ、主ポンプ１０の軸封部１６に封水液を供給する封水系統８０の系統配管８０ａ、主ポンプ１０の駆動装置１５に圧縮空気を供給する圧縮空気系統５０の系統配管５０ａ、及び、ポンプ機場１の図示しない排水系統の系統配管、のうち少なくとも１つが含まれている。排水系統の系統配管としては、ポンプ機場１内の雑排水を排水する床排水ポンプを設置する場合の場内排水配管、また、主ポンプ１０や補機２０の各種ポンプなどからドレンを排水するためのドレン配管などが該当する。

【0040】

本手法では、図７に示すように、作業員２００が、ハンマー２０１と測定器２０２を保持しており、ハンマー２０１で系統配管１００を叩き、その打撃音またはその振動を測定器２０２によって測定する。なお、ハンマー２０１の形状、使用、特徴は、系統配管１００の打撃に適したものを選択するとよい。また、測定器２０２は、系統配管１００から発する打撃音を測定する騒音計や、系統配管１００の振動を測定する振動計などであるが、その性能（精密さ）は、系統配管１００の打撃音や振動の測定に適したものを選択するとよい。

【0041】

系統配管１００においては、配管の口径、材質、形状、肉厚は特定しないが、系統配管１００の多くは、ＳＧＰ、ＳＧＰＷ、ＳＴＰＧなどの炭素鋼鋼管であったり、ＳＵＳ管などのステンレス鋼鋼管、あるいは銅管などである。また、系統配管１００は、ＪＩＳ規格で８Ａ～３００Ａ（８ｍｍ～３００ｍｍ）程度の口径の円管（いわゆる小配管）などである。

【0042】

系統配管１００は、配管同士を接続する接続部１０１を備えている。図７に示す接続部１０１は、フランジ接続の場合を例示しているが、ねじ込み接続、溶接接続であってもよい。このような系統配管１００は、複数の配管サポート１０２によって支持されている。
次に、本手法において、系統配管１００を加振する加振点Ｐの好ましい位置について説明する。

【0043】

図８は、一実施形態に係るポンプ機場系統配管の加振診断方法において好ましい加振点Ｐを示す説明図である。
図８に示すように、系統配管１００を加振する加振点Ｐには、加振点Ｐ１～Ｐ４の少なくとも１つが含まれているとよい。

【0044】

加振点Ｐ１は、系統配管１００の配管同士の接続部１０１である。加振点Ｐ２は、接続部１０１と一つ隣の接続部１０１との間である。具体的に、加振点Ｐ２は、接続部１０１から一つ隣の接続部１０１までの距離をＡとした場合、Ａ／２の位置であるとよい。加振点Ｐ１は、錆や腐食などが比較的発生し易い接続部１０１を直接加振させるため、その異常や予兆を発見し易くなる。また、加振点Ｐ２は、接続部１０１からある程度離れており、接続部１０１以外の錆や腐食などを発見し易くなる。

【0045】

加振点Ｐ３は、系統配管１００を支持する配管サポート１０２である。加振点Ｐ４は、配管サポート１０２と一つ隣の配管サポート１０２との間である。具体的に、加振点Ｐ４は、配管サポート１０２から一つ隣の配管サポート１０２までの距離をＢとした場合、Ｂ／２の位置であるとよい。加振点Ｐ３は、配管サポート１０２によって系統配管１００が固定されているため、同条件下での振動の測定ができる。また、加振点Ｐ４は、配管サポート１０２と配管サポート１０２との間であるため、系統配管１００の振幅が大きくなり易く、系統配管１００の音や振動を測定器２０２で測定し易くなる。

【0046】

図９は、一実施形態に係る測定器２０２の測定結果（初期の測定データ）を周波数分析したグラフである。図１０は、一実施形態に係る測定器２０２の測定結果（異常発生時の測定データ）を周波数分析したグラフである。図９及び図１０においては、横軸を周波数、縦軸を音圧レベルとしたＦＦＴ分析の結果の例を示している。
図９及び図１０に示すように、系統配管１００の診断は、系統配管１００の振動結果を周波数分析して比較すると行い易い。

【0047】

図９及び図１０に示すように、符号３００で囲ったあるピークの周波数成分（卓越周波数）を観察すると、図９よりも図１０の方が明らかに高くなっており、図１０では何らかの異常が発生していることが分かる。なお、系統配管１００の固有周波数は、各機場、各位置により異なるため、図９に示すように、初期の測定データと比較して、系統配管１００の異常またはその予兆を診断するとよい。

【0048】

系統配管１００において詰まりが生じた場合、特定周波数で変化する、または、振動波形自体が変化する。その時の異常発生時の測定データは、例えば、図９に示す初期の測定データの卓越周波数の１つまたは複数で、音圧レベルが上がる、下がるなどして変化する場合がある。また、その時の異常発生時の測定データは、例えば、図９に示す初期の測定データと比較して卓越周波数が変わるまたは無くなる場合もある。
以上のような変化を観察することで、系統配管１００の異常及びその予兆の発見が可能となる。

【0049】

このように、上述した本実施形態に係るポンプ機場系統配管の加振診断方法は、主ポンプ１０と、主ポンプ１０を稼働させる補機２０とが設けられたポンプ機場１において、補機２０の系統配管１００の特定箇所を加振し、当該加振による系統配管１００の振動結果に基づいて、系統配管１００を診断する。この手法によれば、従来の補機２０の外観目視確認や、補機２０の運転確認のみでは発見できなかった系統配管１００の異常やその予兆を発見することができる。

【0050】

また、本実施形態においては、系統配管１００には、主ポンプ１０の駆動装置１５に冷却水を供給する冷却水系統６０の系統配管６０ａ、主ポンプ１０を呼び水で満たす満水系統３０の系統配管３０ａ、主ポンプ１０の軸封部１６に封水液を供給する封水系統８０の系統配管８０ａ、主ポンプ１０の駆動装置１５に圧縮空気を供給する圧縮空気系統５０の系統配管５０ａ、ポンプ機場１の排水系統の系統配管、のうち少なくとも１つが含まれている。これらは、錆や腐食が生じ易い系統配管１００であるため、本手法により異常やその予兆を発見し易くなる。

【0051】

また、本実施形態においては、系統配管１００の振動結果と、過去に測定した系統配管１００の振動結果と、を比較することで系統配管１００を診断する。例えば、上述した初期の測定データと、点検時の異常発生時のデータとを比較することにより、初期の測定データとの相違、変化を発見し、異物や錆などによる詰まり、腐食による減肉部、クラックなどの異常を早期に発見することができ、系統配管１００の傾向管理を可能とすることができる。また、系統配管１００の詰まりや腐食による減肉、クラックなどの各異常状態またはその途中段階での分析結果にある一定の特徴が見いだせると、教師データとして、系統配管１００の異常及びその予兆を発見し易くなる。

【0052】

また、本実施形態においては、系統配管１００の診断は、ポンプ機場１の運転停止時、または、ポンプ機場１の管理運転時に行うとよい。この手法によれば、例えば、上述したハンマー２０１による加振診断は管理運転ができないポンプ機場１において月１回程度とし、管理運転が可能なポンプ機場１においては管理運転時期に合わせて実施すれば、系統配管１００を定期的に診断することができる。

【0053】

また、本実施形態においては、系統配管１００を加振する加振点Ｐには、系統配管１００の配管同士の接続部１０１、接続部１０１と一つ隣の接続部１０１との間、系統配管１００を支持する配管サポート１０２、配管サポート１０２と一つ隣の配管サポート１０２との間、のうち少なくとも１つが含まれている。なお、同じ位置を加振するため、加振点Ｐには、シール、塗装などでマークを行い、加振診断の精度を向上させるとよい。

【0054】

加振点Ｐ１は、接続部１０１において錆や腐食などが比較的発生し易いため、その異常や予兆を発見し易くなる。また、加振点Ｐ２は、接続部１０１からある程度離れており、接続部１０１以外の錆や腐食などを発見し易くなる。また、加振点Ｐ３は、配管サポート１０２によって系統配管１００が固定されているため、同条件下で振動の測定ができる。また、加振点Ｐ４は、配管サポート１０２と配管サポート１０２との間であるため、系統配管１００の振幅が大きくなり、系統配管１００の音や振動を測定器２０２で測定し易くなる。

【0055】

また、加振点Ｐを二つ以上設定することで、各々の測定値の違い（周波数変化や減衰）を診断し、異常箇所の位置を特定することができる。また、各々の測定値の変化（経年変化）に合わせ、測定値の変化の傾向を捉えることで、より精度の高い診断が可能となる。なお、加振点Ｐの１つ（例えば配管サポート１０２を利用できる加振点Ｐ３）に測定器２０２を取り付けて、加振点Ｐ１～Ｐ４を順に変えることにより、応答時間の違いから異常箇所の特定ができる。

【0056】

また、本実施形態においては、系統配管１００の上記特定箇所には、系統配管１００において常時水が溜まる特定箇所Ｗが含まれている。この手法によれば、錆や腐食が特に生じ易い特定箇所Ｗにおける異常及びその予兆の診断が可能になる。

【0057】

また、本実施形態においては、系統配管１００の特定箇所には、系統配管１００において設置位置が一番低い特定箇所Ｌが含まれている。この手法によれば、錆や腐食が特に生じ易い特定箇所Ｌにおける異常及びその予兆の診断が可能になる。

【0058】

また、本実施形態においては、系統配管１００の診断は、系統配管１００が充水されている状態と、系統配管１００が空の状態のそれぞれで行うとよい。これは、系統配管１００の充水時と空の状態または空気だまりの状態で特徴が出るためである。例えば、系統配管１００を加振することで、水の有無が分かる。つまり、系統配管１００に水だまりが出来ていることや、空気だまりが生じていることが分かる。また、系統配管１００で異常が生じている場合、例えば、水があるときには特徴は出ないが、水を抜いて空にすると特徴が出る、またはその逆もある。

【0059】

また、本実施形態においては、系統配管１００の診断は、系統配管１００の振動結果を周波数分析して行う。系統配管１００の診断は、系統配管１００の振動結果を周波数分析して行うと比較し易いためである。なお、周波数分析は、実時間分析又は／及びＦＦＴ分析を行い、相違点、変化点を抽出するとよい。

【0060】

以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。

【0061】

図１１は、一実施形態の変形例に係るポンプ機場系統配管の加振診断方法を示す説明図である。
図１１に示す手法では、作業員２００が、系統配管１００に錘２１１を落として特定箇所Ｗ，Ｌを加振し、当該加振による系統配管１００の振動結果に基づいて、系統配管１００を診断している。この手法では、系統配管１００に一定の打撃を与えるため、系統配管１００に筒部２１０を取り付け、当該筒部２１０の上端の決まった高さから錘２１１を落とすようにしている。これにより、同条件下で系統配管１００の加振及び診断ができる。

【0062】

図１２は、一実施形態の他の変形例に係るポンプ機場系統配管の加振診断方法を示す説明図である。
図１２に示す手法では、作業員２００が、系統配管１００に振動スピーカー２２０を接触させて特定箇所Ｗ，Ｌを加振し、当該加振による系統配管１００の振動結果に基づいて、系統配管１００を診断している。この手法では、振動スピーカー２２０よって一定の加振を与えるため、同条件下で系統配管１００の加振及び診断ができる。

【0063】

また、例えば、上記実施形態では、系統配管１００の特定箇所として、系統配管１００において常時水が溜まる特定箇所Ｗや、系統配管１００において設置位置が一番低い特定箇所Ｌを例示したが、その他、曲管部や、レジューサ管部などでも加振診断しても構わない。

【0064】

また、例えば、充水された系統配管１００では、流体を伝わる波動の影響も受ける可能性があるため、充水された系統配管の途中に設けられた弁類を利用し、弁類を開閉することにより異常発生位置を判別しても構わない。水系統の系統配管１００は基本、充水されていることが常態であるため、加振診断時に特定区間を、弁類を閉操作することにより区切り、診断を行うとよい。閉鎖区間にすることにより内部流体を伝わる波動の影響を受けずに診断を行うことができる。また、弁類に変わり、配管の途中にゴムフレキのような振動絶縁部を設けることにより区切り診断を行っても良い。これにより、系統配管１００の表面の振動が伝わらず、流体からの伝搬となるため、配管内部の異常箇所の特定がし易くなる。

【符号の説明】

【0065】

１…ポンプ機場、２…設置フロア、２ａ…ピット、２ｂ…ピット蓋、４…回転機、５…減速機、６…地下貯油槽、７…燃料小出槽、８…空気槽、９…熱交換器、１０…主ポンプ、１４…満水検知器、１５…駆動装置、１６…軸封部、２０…補機、２１…真空ポンプ、２１ａ…電動機、２２…燃料移送ポンプ、２２ａ…電動機、２３…空気圧縮機、２３ａ…電動機、２４…冷却水ポンプ、２４ａ…電動機、２５…封水ポンプ、２５ａ…電動機、３０…満水系統、３０ａ…系統配管、３１…吸気弁、３２…給水管、３３ｂ…排出管、３４…補水槽、３５…給水弁、４０…燃料供給配管、５０…圧縮空気系統、５０ａ…系統配管、６０…冷却水系統、６０ａ…系統配管、６０ｂ…系統配管、６１…冷却水槽、６２…逆流防止弁、６３…開閉弁、６４…自動空気抜き弁、７１…取水ピット、７２…取水ポンプ、７２ａ…電動機、７３…ストレーナ、７４…サンドセパレーター、８０…封水系統、８０ａ…系統配管、８１…封水弁、８１ａ…枝管、１００…系統配管、１０１…接続部、１０２…配管サポート、２００…作業員、２０１…ハンマー、２０２…測定器、２１０…筒部、２１１…錘、２２０…振動スピーカー、Ｌ…特定箇所、Ｐ…加振点、Ｐ１…加振点、Ｐ２…加振点、Ｐ３…加振点、Ｐ４…加振点、Ｗ…特定箇所

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】