ガス水封装置の水封異常検知方法
【課題】水封装置からオーバーフローした剰余水１１を水位検知タンク６に回収し、その水位検知タンク６の水位異常を自動検知し、警報を自動発令することによって監視員の常時監視を不要とし、早期に水位異常警報を管内に知らせる水封異常監視方法を提供することを目的とする。
【解決手段】ガス輸送管の彎曲部に水封用水を貯留してガス流を遮断する水封装置であって、前記水封用水がオーバーフローした剰余水を水位検知タンクに回収し、該水位検知タンクでの前記剰余水の貯留時間により水位異常を検知し警報を発令することを特徴とするガス水封装置の水封異常検知方法。
【解決手段】ガス輸送管の彎曲部に水封用水を貯留してガス流を遮断する水封装置であって、前記水封用水がオーバーフローした剰余水を水位検知タンクに回収し、該水位検知タンクでの前記剰余水の貯留時間により水位異常を検知し警報を発令することを特徴とするガス水封装置の水封異常検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス輸送管に取り付けられて、ガス流を遮断する水封装置の水封異常検知方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種プラントには、多数のガス輸送管が設置されている。たとえば製鉄所では、高炉、コークス炉、転炉等から発生する可燃性ガス（たとえばＣＯガス等）を燃料ガスとして再利用するために、大口径のガス輸送管を使用している。これらのガス輸送管は、点検・補修に応じてガス流を遮断しなければならないので、水封装置が取り付けられている。従来から知られている水封装置の例を模式的に図５に示す。
【０００３】
水封装置は、図５に示すようにガス輸送管１の一部をＵ字型あるいはＶ字型に彎曲させ、その彎曲部２に水封用水９を貯留することによってガス１０の流れを遮断するものである。
【０００４】
ガス１０を遮断するときは、水封用水排水管３のバルブを閉じ、さらに、水封用水給水管５のバルブを開いて、彎曲部２に水封用水９を供給する。水封装置でガス１０を遮断するためには、ガス１０の圧力以上の水頭を確保する必要があるので水封用水９は絶えず供給される。
【０００５】
ところが、水封用水９を供給し続けると、彎曲部２における水封用水９の水面が上昇しガス輸送管１内に水封用水９が流入して様々なトラブルを引き起こすこととなる。
【０００６】
そこで、特許文献１には、彎曲部２の水面を一定の高さに保持するために、水封用水９をオーバーフローさせて、余剰の水封用水９（以下、剰余水１１と呼ぶ）を排出する技術が開示されている。即ち、剰余水配水管４から剰余水１１を排出することによって、彎曲部２の水封用水９の水面を剰余水配水管４の先端の位置に保つ方法である。
【０００７】
この場合、水封用水９は工業用水１２を使用し、彎曲部２に水封用水９を供給し続ける方法が一般的であるが、工業用水１２の消費量の増大を招くという問題がある。
【０００８】
そのため、オーバーフローした剰余水１１を貯留した貯水タンクに設けられた循環ポンプにより、貯水タンクから彎曲部２へ剰余水１１を循環送給する水封方法もある。
【特許文献１】特開２００７−２９１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、いずれの方法も水封用水９の供給や循環ポンプの運転が絶えず行われることが前提であり、プラント内で不測の事態、たとえば、工業用水本管の圧力低下や彎曲部の配管に腐食による穴あきで水漏れしたりすることが起こると、ガス１０が遮断されず漏出するという問題が生じる。
【００１０】
そのため、この水封操作が安定して行われているかどうかを確認するためには、剰余水１１が排出されているかどうかを監視員が常に目視する必要がある。また何らかの異常があった場合には、管内で作業を行っている保全作業員に異常を知らせる必要もある。
【００１１】
即ち、従来の水封装置では、監視員が常時水封状況を監視する必要があるとという問題があった。
【００１２】
本発明は、上述した問題を解消し、オーバーフローした剰余水１１を水位検知タンク６に回収し、その水位検知タンク６の水位異常を自動検知し、警報を自動発令することによって監視員の常時監視を不要とし、早期に水位異常警報を管内に知らせる水封異常監視方法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】
【００１３】
発明者は上述した問題点を解決するために鋭意検討した結果発明を完成したものであり、その要旨は以下の通りである。
【００１４】
第一の発明は、ガス輸送管の彎曲部に水封用水を貯留してガス流を遮断する水封装置であって、前記水封用水がオーバーフローした剰余水を水位検知タンクに回収し、該水位検知タンクでの前記剰余水の貯留時間により水位異常を検知し警報を発令することを特徴とするガス水封装置の水封異常検知方法である。
【００１５】
第二の発明は、前記水位検知タンクでの剰余水の貯留時間を前記水位検知タンクからの剰余水の放流量を調整することにより任意の時間に設定することを特徴とするガス水封装置の水封異常検知方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、水封水がオーバーフローした剰余水を水位検知タンクに回収し、その水位検知タンクの水位異常を自動検知し警報を自動発令するので、監視員の負荷を軽減し、水位監視に係るコストを削減できる。また、早期に水封異常警報を管内に発することができるので、管内作業者の安全を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は本発明の全体構成を説明する図である。
水封装置は図１に示すように、ガス輸送管１の一部をＵ字型に彎曲させ、その彎曲部２に水封用水９を貯留することによってガス１０の流れを遮断するものである。ガスを遮断した下流側で工事等を行い、工事終了後に再びガス１０を流通させるときは、水封用水配水管３のバルブを開いて彎曲部２に貯留した水封用水９を排出することにより行う。
【００１９】
ガス１０を遮断するときは、水封用水配水管３のバルブを閉じ、更に水封用水給水管５のバルブを開いて、彎曲部２に水封用水９を供給する。水封装置でガス１０を遮断するためには、ガス１０の圧力以上の水頭を確保する必要があるので、水封用水９は絶えず供給される。
【００２０】
ところが、水封用水９を供給し続けると、彎曲部２における水封用水９の水面が上昇し、ガス輸送管１内に水封用水９が流入することとなる。そこで、彎曲部２の水面を一定高さに保持するために、水封用水９を剰余水排水管４を使ってオーバーフローさせて剰余水１１を水封装置の外に排出する。
【００２１】
剰余水排水管４を経て排出された剰余水１１は、図２に示すように水位検知タンク６に回収され、該水位検知タンク６内の水位の変動は水位検出器７で検出される。
【００２２】
即ち、前記水位検知タンク６には、タンク内に貯留する剰余水１１の水位を計測する水位検出器７と、流入する剰余水１１をタンクからオーバーフローさせる排水管８ａと、水位検知タンク６内の貯留水を設定した一定時間で排出する止水検知調整管８ｂで構成されている。
【００２３】
異常を検出して警報を発令する装置としては、水位検出器７は例えばフロート式の水位検出器を用いる。さらに、該水位検出器７からの水位異常警報を受信して、管内で点検・補修作業に従事している人々に対して警報を発令する警報器１３としては、警報機能があるパトライト警報器が好ましい。また、工事を行う配管の距離が長い場合や曲がりの有る場合は、無線式のポケベルに警報を出力し、作業者に知らせる手段もある。
【００２４】
彎曲部２からオーバーフローした剰余水１１が連続的に水位検知タンク６に流入している場合は、水封機能は正常に作動しているが、前記剰余水１１が途絶えた場合であっても、ただちに異常であるとはいいきれない場合がある。これは、ガス輸送管内のガス圧力の変動により彎曲部２内の貯留水の水面が変化するためである。
【００２５】
図４は、ガス輸送管内のガス圧力の変動と彎曲部２における貯留水の水面の位置を示す図である。図４（ａ）は、ガス圧力が４００mmAqと高い場合で、水封用水９は剰余水１１となって剰余水配水管４を経て水封装置外に排出される。一方、図４（ｂ）はガス圧力が３５０mmAqと低くなった場合で、水封用水９の水位は矢印で示すように、剰余水配水管４側では剰余水配水管４開口位置より低くなるため剰余水配水管４からの排水が停止する。
【００２６】
このようにガス圧力の変動によって剰余水１１が剰余水配水管４から排水されたり、されなかったりするため、ガス圧力の変動時間周期以上の剰余水停止の場合に警報を発令する必要がある。
【００２７】
従って、本発明の水位検知タンク６では、図３に示すように、止水検知調整管８ｂに付属するバルブで水位検知タンク６からの放流量を調整できるようになっている。即ち、剰余水配水管４からの剰余水１１の排出が停止してから一定時間後（水位検知タンク６の水位検出器の水位がＬminに到達した時点）に警報発令とハ゜テライトが点滅して作業者に危険を知らせるようになっている。
【実施例１】
【００２８】
コークス炉ガス（コークス炉で発生した燃料ガスで、ガス成分は、H2:60%、CO:7%、CH4:25%、その他8%）を鋼片加熱炉へ送給するガス輸送管１（内径１５００ｍｍ）に図２の水位検知タンク６を取り付けた。
【００２９】
水位検知タンク６は直径３５０ｍｍ、高さ５００ｍｍの円筒形容器とし、その上部に５０Ａの剰余水給水管８ａと下部に１５Ａの止水検知調整管８ｂを備えた。
【００３０】
止水検知調整管８ｂのバルブは開度５０％に設定して、放流しつつ、剰余水１１が１００リットル/分で水位検知タンク６に流入する状態で水位検知器７が正常であることを確認した。その後、剰余水１１の流入を模擬的に停止したところ、検知タンク６の水位がＬｍａｘから低下を始め、１分３０秒後にＬｍｉｎに到達し、水位検出器７から異常警報が発信され、警報器１３から警報が発令された。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の全体構成を示す図である。
【図２】水位検知タンクを説明する図である。
【図３】水位検知タンクからの放流量の調整方法を説明する図である。
【図４】ガス圧力の変動を説明する図である。
【図５】従来の水封装置を説明する図である。
【符号の説明】
【００３２】
１ ガス輸送管
２ 彎曲部
３ 水封用水排水管
４ 剰余水排水管
５ 水封用水給水管
６ 水位検知タンク
７ 水位検出器
８ａ剰余水給水管、８ｂ止水検知調整管
９ 水封用水
１０ ガス
１１ 剰余水
１２ 工業用水
１３ 警報器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス輸送管に取り付けられて、ガス流を遮断する水封装置の水封異常検知方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種プラントには、多数のガス輸送管が設置されている。たとえば製鉄所では、高炉、コークス炉、転炉等から発生する可燃性ガス（たとえばＣＯガス等）を燃料ガスとして再利用するために、大口径のガス輸送管を使用している。これらのガス輸送管は、点検・補修に応じてガス流を遮断しなければならないので、水封装置が取り付けられている。従来から知られている水封装置の例を模式的に図５に示す。
【０００３】
水封装置は、図５に示すようにガス輸送管１の一部をＵ字型あるいはＶ字型に彎曲させ、その彎曲部２に水封用水９を貯留することによってガス１０の流れを遮断するものである。
【０００４】
ガス１０を遮断するときは、水封用水排水管３のバルブを閉じ、さらに、水封用水給水管５のバルブを開いて、彎曲部２に水封用水９を供給する。水封装置でガス１０を遮断するためには、ガス１０の圧力以上の水頭を確保する必要があるので水封用水９は絶えず供給される。
【０００５】
ところが、水封用水９を供給し続けると、彎曲部２における水封用水９の水面が上昇しガス輸送管１内に水封用水９が流入して様々なトラブルを引き起こすこととなる。
【０００６】
そこで、特許文献１には、彎曲部２の水面を一定の高さに保持するために、水封用水９をオーバーフローさせて、余剰の水封用水９（以下、剰余水１１と呼ぶ）を排出する技術が開示されている。即ち、剰余水配水管４から剰余水１１を排出することによって、彎曲部２の水封用水９の水面を剰余水配水管４の先端の位置に保つ方法である。
【０００７】
この場合、水封用水９は工業用水１２を使用し、彎曲部２に水封用水９を供給し続ける方法が一般的であるが、工業用水１２の消費量の増大を招くという問題がある。
【０００８】
そのため、オーバーフローした剰余水１１を貯留した貯水タンクに設けられた循環ポンプにより、貯水タンクから彎曲部２へ剰余水１１を循環送給する水封方法もある。
【特許文献１】特開２００７−２９１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、いずれの方法も水封用水９の供給や循環ポンプの運転が絶えず行われることが前提であり、プラント内で不測の事態、たとえば、工業用水本管の圧力低下や彎曲部の配管に腐食による穴あきで水漏れしたりすることが起こると、ガス１０が遮断されず漏出するという問題が生じる。
【００１０】
そのため、この水封操作が安定して行われているかどうかを確認するためには、剰余水１１が排出されているかどうかを監視員が常に目視する必要がある。また何らかの異常があった場合には、管内で作業を行っている保全作業員に異常を知らせる必要もある。
【００１１】
即ち、従来の水封装置では、監視員が常時水封状況を監視する必要があるとという問題があった。
【００１２】
本発明は、上述した問題を解消し、オーバーフローした剰余水１１を水位検知タンク６に回収し、その水位検知タンク６の水位異常を自動検知し、警報を自動発令することによって監視員の常時監視を不要とし、早期に水位異常警報を管内に知らせる水封異常監視方法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】
【００１３】
発明者は上述した問題点を解決するために鋭意検討した結果発明を完成したものであり、その要旨は以下の通りである。
【００１４】
第一の発明は、ガス輸送管の彎曲部に水封用水を貯留してガス流を遮断する水封装置であって、前記水封用水がオーバーフローした剰余水を水位検知タンクに回収し、該水位検知タンクでの前記剰余水の貯留時間により水位異常を検知し警報を発令することを特徴とするガス水封装置の水封異常検知方法である。
【００１５】
第二の発明は、前記水位検知タンクでの剰余水の貯留時間を前記水位検知タンクからの剰余水の放流量を調整することにより任意の時間に設定することを特徴とするガス水封装置の水封異常検知方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、水封水がオーバーフローした剰余水を水位検知タンクに回収し、その水位検知タンクの水位異常を自動検知し警報を自動発令するので、監視員の負荷を軽減し、水位監視に係るコストを削減できる。また、早期に水封異常警報を管内に発することができるので、管内作業者の安全を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は本発明の全体構成を説明する図である。
水封装置は図１に示すように、ガス輸送管１の一部をＵ字型に彎曲させ、その彎曲部２に水封用水９を貯留することによってガス１０の流れを遮断するものである。ガスを遮断した下流側で工事等を行い、工事終了後に再びガス１０を流通させるときは、水封用水配水管３のバルブを開いて彎曲部２に貯留した水封用水９を排出することにより行う。
【００１９】
ガス１０を遮断するときは、水封用水配水管３のバルブを閉じ、更に水封用水給水管５のバルブを開いて、彎曲部２に水封用水９を供給する。水封装置でガス１０を遮断するためには、ガス１０の圧力以上の水頭を確保する必要があるので、水封用水９は絶えず供給される。
【００２０】
ところが、水封用水９を供給し続けると、彎曲部２における水封用水９の水面が上昇し、ガス輸送管１内に水封用水９が流入することとなる。そこで、彎曲部２の水面を一定高さに保持するために、水封用水９を剰余水排水管４を使ってオーバーフローさせて剰余水１１を水封装置の外に排出する。
【００２１】
剰余水排水管４を経て排出された剰余水１１は、図２に示すように水位検知タンク６に回収され、該水位検知タンク６内の水位の変動は水位検出器７で検出される。
【００２２】
即ち、前記水位検知タンク６には、タンク内に貯留する剰余水１１の水位を計測する水位検出器７と、流入する剰余水１１をタンクからオーバーフローさせる排水管８ａと、水位検知タンク６内の貯留水を設定した一定時間で排出する止水検知調整管８ｂで構成されている。
【００２３】
異常を検出して警報を発令する装置としては、水位検出器７は例えばフロート式の水位検出器を用いる。さらに、該水位検出器７からの水位異常警報を受信して、管内で点検・補修作業に従事している人々に対して警報を発令する警報器１３としては、警報機能があるパトライト警報器が好ましい。また、工事を行う配管の距離が長い場合や曲がりの有る場合は、無線式のポケベルに警報を出力し、作業者に知らせる手段もある。
【００２４】
彎曲部２からオーバーフローした剰余水１１が連続的に水位検知タンク６に流入している場合は、水封機能は正常に作動しているが、前記剰余水１１が途絶えた場合であっても、ただちに異常であるとはいいきれない場合がある。これは、ガス輸送管内のガス圧力の変動により彎曲部２内の貯留水の水面が変化するためである。
【００２５】
図４は、ガス輸送管内のガス圧力の変動と彎曲部２における貯留水の水面の位置を示す図である。図４（ａ）は、ガス圧力が４００mmAqと高い場合で、水封用水９は剰余水１１となって剰余水配水管４を経て水封装置外に排出される。一方、図４（ｂ）はガス圧力が３５０mmAqと低くなった場合で、水封用水９の水位は矢印で示すように、剰余水配水管４側では剰余水配水管４開口位置より低くなるため剰余水配水管４からの排水が停止する。
【００２６】
このようにガス圧力の変動によって剰余水１１が剰余水配水管４から排水されたり、されなかったりするため、ガス圧力の変動時間周期以上の剰余水停止の場合に警報を発令する必要がある。
【００２７】
従って、本発明の水位検知タンク６では、図３に示すように、止水検知調整管８ｂに付属するバルブで水位検知タンク６からの放流量を調整できるようになっている。即ち、剰余水配水管４からの剰余水１１の排出が停止してから一定時間後（水位検知タンク６の水位検出器の水位がＬminに到達した時点）に警報発令とハ゜テライトが点滅して作業者に危険を知らせるようになっている。
【実施例１】
【００２８】
コークス炉ガス（コークス炉で発生した燃料ガスで、ガス成分は、H2:60%、CO:7%、CH4:25%、その他8%）を鋼片加熱炉へ送給するガス輸送管１（内径１５００ｍｍ）に図２の水位検知タンク６を取り付けた。
【００２９】
水位検知タンク６は直径３５０ｍｍ、高さ５００ｍｍの円筒形容器とし、その上部に５０Ａの剰余水給水管８ａと下部に１５Ａの止水検知調整管８ｂを備えた。
【００３０】
止水検知調整管８ｂのバルブは開度５０％に設定して、放流しつつ、剰余水１１が１００リットル/分で水位検知タンク６に流入する状態で水位検知器７が正常であることを確認した。その後、剰余水１１の流入を模擬的に停止したところ、検知タンク６の水位がＬｍａｘから低下を始め、１分３０秒後にＬｍｉｎに到達し、水位検出器７から異常警報が発信され、警報器１３から警報が発令された。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の全体構成を示す図である。
【図２】水位検知タンクを説明する図である。
【図３】水位検知タンクからの放流量の調整方法を説明する図である。
【図４】ガス圧力の変動を説明する図である。
【図５】従来の水封装置を説明する図である。
【符号の説明】
【００３２】
１ ガス輸送管
２ 彎曲部
３ 水封用水排水管
４ 剰余水排水管
５ 水封用水給水管
６ 水位検知タンク
７ 水位検出器
８ａ剰余水給水管、８ｂ止水検知調整管
９ 水封用水
１０ ガス
１１ 剰余水
１２ 工業用水
１３ 警報器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス輸送管の彎曲部に水封用水を貯留してガス流を遮断する水封装置であって、前記水封用水がオーバーフローした剰余水を水位検知タンクに回収し、該水位検知タンクでの前記剰余水の貯留時間により水位異常を検知し警報を発令することを特徴とするガス水封装置の水封異常検知方法。
【請求項２】
前記水位検知タンクでの剰余水の貯留時間を前記水位検知タンクからの剰余水の放流量を調整することにより任意の時間に設定することを特徴とするガス水封装置の水封異常検知方法。
【請求項１】
ガス輸送管の彎曲部に水封用水を貯留してガス流を遮断する水封装置であって、前記水封用水がオーバーフローした剰余水を水位検知タンクに回収し、該水位検知タンクでの前記剰余水の貯留時間により水位異常を検知し警報を発令することを特徴とするガス水封装置の水封異常検知方法。
【請求項２】
前記水位検知タンクでの剰余水の貯留時間を前記水位検知タンクからの剰余水の放流量を調整することにより任意の時間に設定することを特徴とするガス水封装置の水封異常検知方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２３６１７０（Ｐ２００９−２３６１７０Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８０８１２（Ｐ２００８−８０８１２）
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．パトライト
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．パトライト
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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