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JP-2026076715-A - スチームトラップの診断装置

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Abstract

【課題】診断ロジックが不明なスチームトラップであっても、推定した診断ロジックを用いて漏洩判定ができる診断装置の提供。 【解決手段】 診断装置は、気体の漏洩判定の診断ロジックを、スチームトラップの種類ごとに記憶する記憶手段、圧力値及び振動値に基づいて、診断対象の診断ロジックを適用して診断対象の漏洩判定を行う判定手段、ドレンの排出流量に関する特性情報を含むトラップ情報の入力を受け付ける入力受付手段、診断対象のトラップ情報に基づいて推定ロジックを適用することで推定した診断用情報を用いて、診断対象の推定診断ロジックを生成する生成手段、を備える。推定ロジックは、トラップ情報と診断ロジックで用いられる診断用情報とを含む教師データで学習された学習モデルによって決定され、判定手段は、圧力値及び振動値に基づいて所定条件の成立に応じて推定診断ロジックを適用して漏洩判定を行う。 【選択図】図７

Inventors

  • 時岡 良宜

Assignees

  • 株式会社テイエルブイ

Dates

Publication Date
20260512
Application Date
20241024

Claims (10)

  1. 診断対象であるスチームトラップの振動値を測定する測定手段、 前記診断対象の圧力値を取得する取得手段、 スチームトラップに対する気体の漏洩判定の診断ロジックを、スチームトラップの種類ごとに記憶する記憶手段、 前記圧力値及び前記振動値に基づいて、前記診断対象の診断ロジックを適用して該診断対象の漏洩判定を行う判定手段、 少なくともドレンの排出流量に関する特性情報を含むトラップ情報の入力を受け付ける入力受付手段、 前記診断対象のトラップ情報に基づいて推定ロジックを適用することで推定した診断用情報を用いて、該診断対象の推定診断ロジックを生成する生成手段、 を備え、 前記推定ロジックは、スチームトラップの前記トラップ情報と該スチームトラップの診断ロジックで用いられる診断用情報とを含む教師データで学習された学習モデルによって決定され、 前記判定手段は、所定条件の成立に応じて、前記圧力値及び前記振動値に基づいて、前記診断対象の推定診断ロジックを適用して該診断対象の漏洩判定を行う、 ことを特徴とするスチームトラップの診断装置。
  2. 前記所定条件には、前記診断対象の診断ロジックが記憶されていないことを含む、 請求項１に記載のスチームトラップの診断装置。
  3. 前記トラップ情報には、スチームトラップの作動タイプの情報も含まれ、 前記推定ロジックは、前記教師データで学習された学習モデルによって、該作動タイプごとに決定され、 前記生成手段は、前記診断対象の作動タイプに対応する前記推定ロジックを適用して該診断対象の推定診断ロジックを生成する、 請求項１に記載のスチームトラップの診断装置。
  4. 前記診断ロジックでは、前記圧力値及び前記振動値に基づいて、前記診断対象に対応する前記診断用情報である診断パラメータを用いた判定式から漏洩の有無が算出され、 前記推定診断ロジックでは、前記圧力値及び前記振動値に基づいて、前記診断対象に対応する前記推定された診断用情報である推定診断パラメータを用いた前記判定式から漏洩の有無が算出され、 前記生成手段は、前記診断対象の特性情報に基づいて前記推定ロジックを適用することで推定した前記推定診断パラメータを用いて、該診断対象の前記推定診断ロジックの判定式を生成する、 請求項１に記載のスチームトラップの診断装置。
  5. 前記推定ロジックでは、前記診断対象の特性情報に基づいて、前記学習モデルによって決定された算出式から前記推定診断パラメータが算出される、 請求項４に記載のスチームトラップの診断装置。
  6. 前記診断対象の特性情報は、該診断対象のスチームトラップの圧力値と該圧力値における排出流量との組み合わせであって、複数組の圧力値及び排出流量を含む、 請求項５に記載のスチームトラップの診断装置。
  7. 前記複数組の圧力値及び排出流量には、最大圧力値及び該最大圧力値における排出流量である最大排出流量の組み合わせを含む、 請求項６に記載のスチームトラップの診断装置。
  8. スチームトラップの診断装置のコンピュータを、 診断対象であるスチームトラップの振動値を測定する測定手段、 前記診断対象の圧力値を取得する取得手段、 前記圧力値及び前記振動値に基づいて、スチームトラップの種類ごとに記憶されている気体の漏洩判定の診断ロジックのうち前記診断対象の診断ロジックを適用して該診断対象の漏洩判定を行う判定手段、 少なくともドレンの排出流量に関する特性情報を含むトラップ情報の入力を受け付ける入力受付手段、 前記診断対象のトラップ情報に基づいて推定ロジックを適用することで推定した診断用情報を用いて、該診断対象の推定診断ロジックを生成する生成手段、 として機能させ、 前記推定ロジックは、スチームトラップの前記トラップ情報と該スチームトラップの診断ロジックで用いられる診断用情報とを含む教師データで学習された学習モデルによって決定され、 前記判定手段は、所定条件の成立に応じて、前記圧力値及び前記振動値に基づいて、前記診断対象の推定診断ロジックを適用して該診断対象の漏洩判定を行う、 ことを特徴とするスチームトラップの診断プログラム。
  9. 診断対象であるスチームトラップの振動値を測定する測定手段、 前記診断対象の圧力値を取得する取得手段、 スチームトラップ対する気体の漏洩判定の診断ロジックを、スチームトラップの種類ごとに記憶する記憶手段、 前記圧力値及び前記振動値に基づいて、前記診断対象の診断ロジックを適用して該診断対象の漏洩判定を行う判定手段、 少なくともドレンの排出流量に関する特性情報を含むトラップ情報の入力を受け付ける入力受付手段、 前記診断対象のトラップ情報に基づいて推定ロジックを適用することで推定した診断用情報を用いて、該診断対象の推定診断ロジックを生成する生成手段、 を備え、 前記推定ロジックは、スチームトラップの前記トラップ情報と該スチームトラップの診断ロジックで用いられる診断用情報とを含む教師データで学習された学習モデルによって決定され、 前記判定手段は、所定条件の成立に応じて、前記圧力値及び前記振動値に基づいて、前記診断対象の推定診断ロジックを適用して該診断対象の漏洩判定を行う、 ことを特徴とするスチームトラップの診断システム。
  10. スチームトラップのドレンの排出流量に関する特性情報を含むトラップ情報と、該スチームトラップの気体の漏洩判定の診断ロジックで用いられる診断用情報とを含む教師データであって、複数の教師データを取得する取得処理、 前記教師データのトラップ情報を入力し、推定ロジックを適用することで推定した診断用情報を出力する出力処理、 前記出力処理において推定された診断用情報が、前記教師データの診断用情報に近似するように、前記推定ロジックのパラメータを修正して学習を行う修正処理、 を含む学習モデル生成方法。

Description

この発明は、スチームトラップの診断装置等に関する。 蒸気プラントなどの蒸気配管系統では、蒸気が凝縮してドレン（復水）が発生する。発生したドレンは、スチームトラップ等を用いて外部等に排出される。スチームトラップでは、蒸気漏れ等の異常が発生する場合がある。そのため、検査員が各スチームトラップに移動して診断機器を用いた診断を行う。 診断機器としては、スチームトラップの作動に伴う振動を検出し、蒸気漏れ等の作動の良否を判定する良否判定器がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の良否判定器では、振動レベルと蒸気系の圧力の関係が予め記憶され、検出された振動レベルと上記関係とを比較して蒸気漏れの有無が判定（自動判定）される。特許文献１に記載の蒸気漏れの自動判定では、振動レベルと蒸気系の圧力の関係がスチームトラップごとに予め記憶されている。したがって、上記関係が記憶されていないスチームトラップに対しては自動判定が難しい。 また、あるスチームトラップの振動特性を用いて、このスチームトラップと作動タイプ（弁の開閉方式の型式）が同一でモデル（ドレンの最大排出量）が異なるスチームトラップの蒸気漏洩に関する性能を診断する診断装置もある（例えば、特許文献２参照）。すなわち、特許文献２に記載の診断装置は、スチームトラップに関して、作動タイプが同一であれば、モデルが異なっていても診断が可能な構成である。 特開平０８－００４９９３号公報特開２０２３－６６６２０号公報 この発明の実施形態に係る診断システムの構成図である。この発明の実施形態に係る診断機の外観図である。この発明の実施形態に係る診断機の診断中の状態を示す概略図である。スチームトラップの判定閾値の関数の一例を示すグラフである。スチームトラップの圧力値と排出流量の関係（特性）を説明するためのグラフである。この発明の実施形態に係る推定ロジックによる診断用情報の推定結果の一例を示すグラフである。この発明の実施形態に係る診断処理を示すフローチャートである。この発明の実施形態に係る学習モデルの概要を示す図である。 図面を参照してこの発明の実施形態に係る診断システム（診断装置、診断プログラム）、学習モデルの生成方法について説明する。なお、この発明の構成は、実施形態に限定されるものではない。また、以下で説明するフローを構成する各種処理の順序は、処理内容に矛盾等が生じない範囲で順不同である。 図１は、この発明の実施形態に係る診断システム１００の概略図である。診断システム１００は、診断機１０、端末装置（管理端末）２０及びサーバ装置３０等を有している。診断機１０及び端末装置２０は、例えば、ブルートゥース（登録商標）等の通信方式によって、通信可能範囲において無線通信が可能である。端末装置２０及びサーバ装置３０は、インターネット等の通信ネットワークＮを介して通信可能に接続されている。 診断システム１００は、スチームトラップの診断を行う。診断では、スチームトラップの蒸気（気体）の漏洩判定（自動判定）が行われる。スチームトラップは、蒸気プラントの蒸気配管系統に配設される。スチームトラップは、蒸気の凝縮によって発生したドレン（復水）を自動的に下流側に流出させるが、蒸気は流出しないようにスチームトラップ内に閉じ込められるように構成される。診断システム１００の漏洩判定は、スチームトラップ内の蒸気が外部に漏れているか否かを判定する。診断では、スチームトラップの振動値等の測定が行われた後、漏洩判定が実行される。例えば、検査員によって診断要求の入力が診断機１０で行われた場合に診断が行われる。以下、診断対象のスチームトラップを単に診断対象と称する場合がある。 スチームトラップには、複数の種類がある。種類は、例えば、作動タイプ、モデル、製造メーカ等から分類される。スチームトラップの種類は、製品番号によって特定可能である。同一種類のスチームトラップには、同一の製品番号が設定される。また、製品番号から、作動タイプ、モデル、製造メーカ等を特定することが可能である。作動タイプは、例えば、フロート式、バケット式、ディスク式等の弁の開閉方式に基づいて分類される。モデルは、ドレンの最大排出量に基づいて分類される。製造メーカは、スチームトラップの製造メーカに基づいて分類される。なお、種類は、少なくとも作動タイプ及びモデルに基づいて分類されればよい。 本実施形態では、診断機１０が漏洩判定を行う。診断機１０は、スチームトラップの超音波振動（振動値）、及び圧力値に基づいて漏洩判定を行う。漏洩判定では、蒸気漏れが発生していないと判定された場合に判定結果が「正常」となり、蒸気漏れが発生していると判定された場合に判定結果が「漏れ」となる。振動値は、診断機１０によって測定される。 本実施形態では、基本的に、診断対象に対応する診断ロジックを適用して診断対象の漏洩判定が行われる。但し、診断対象に対応する診断ロジックが記憶（登録）されない場合等においては、診断対象の推定診断ロジックを生成し、この推定診断ロジックを適用して漏洩判定が行われる。詳細は後述する。 〈診断機の構成〉 図２は、診断機１０の外観図である。診断機（診断装置）１０は、診断プログラムの実行によってスチームトラップの蒸気の漏洩判定を行う。診断機１０は、振動測定部１１、温度測定部１２、記憶部１３、演算部１４、通信部１５、入力ボタン１６及び液晶ディスプレイ１７等を有する。 振動測定部１１は、スチームトラップの超音波振動（振動）を測定する。振動測定部１１は、図２に示すように、棒状の探針１０ａの先端に設けられている。探針１０ａを診断対象のスチームトラップに接触させることで（例えば図３参照）、振動測定部１１による振動測定が実施可能となる。振動測定部１１には、公知の超音波検出素子（例えば圧電素子）が含まれる。本実施形態では、１回の振動測定において、所定期間（例えば１５秒間）の超音波振動の測定が１回実行される。振動測定部１１によって測定された測定データは、記憶部１３に記憶される。また、演算部１４が、測定データから振動のＲＭＳ（Ｒｏｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ：二乗平均平方根）を振動値として算出する。なお、漏洩判定等に用いることができれば、ＲＭＳ以外の値を振動値として適用してもよい。 温度測定部１２は、スチームトラップの温度（表面温度）を測定する。温度測定部１２は、図２に示すように、棒状の探針１０ａの先端に設けられている。探針１０ａをスチームトラップに接触させることで（例えば図３参照）、温度測定部１２による温度測定が実施可能となる。温度測定部１２には、公知の温度測定素子（例えば熱電対）が含まれる。温度測定部１２によって測定された測定データは、記憶部１３に記憶される。演算部１４が、測定データから温度値を算出する。 記憶部１３は、例えば、半導体メモリ（フラッシュメモリ等）である。記憶部１３には、上述した診断プログラムが記憶されている。また、記憶部１３には、スチームトラップの種類ごとに診断ロジックに関する情報（診断ロジック情報）が記憶されている。本実施形態の記憶部１３には、診断システム１００において診断ロジックによる漏洩判定に対応可能な種類のスチームトラップのうち一部のトラップの診断ロジック情報が記憶される。例えば、上記一部のトラップは、後述するトラップ一覧情報に含まれるトラップが該当する。上記診断ロジック情報は、例えば、診断ロジックに用いられる判定式（関数）に関する情報（関数情報）である。 また、記憶部１３には、診断システム１００において診断ロジックによる漏洩判定に対応可能な種類のトラップ一覧情報が記憶されている。トラップ一覧情報は、例えば、種類を特定可能な製品番号である。本実施形態の記憶部１３には、診断システム１００において診断ロジックによる漏洩判定に対応可能な種類のスチームトラップのうち一部のトラップに関するトラップ一覧情報が記憶される。上記一部のトラップに関するトラップ一覧情報及び診断ロジック情報は、例えば、これから診断等するスチームトラップに関する情報であり、診断の前に、端末装置２０から診断機１０に送信される。例えば、端末装置２０において、これから診断等するスチームトラップを検査員が選択することで、上記トラップ一覧情報等が端末装置２０から診断機１０に送信される。なお、全ての種類のトラップ一覧情報及び診断ロジック情報を、予め記憶部１３に記憶させておいてもよい。 また、記憶部１３には、推定ロジックに関する情報等の推定診断ロジックを生成するための情報（生成情報）が記憶されている。 演算部１４は、ＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭ）等を含む。演算部１４は、スチームトラップの診断に関する処理を実行する。具体的には、演算部１４は、振動測定部１１によって測定された振動の測定データから振動値を算出する。演算部１４は、温度測定部１２によって測定された測定データから温度値を算出する。なお、振動値、温度値の算出は、公知の方法であるので詳細な説明は省略する。 また、演算部１４は、振動値、圧力値に基づいて、診断対象に対応する診断ロジックを適用して診断対象の漏洩判定を行う。圧力値は、例えば診断対象（スチームトラップ）内の現在の圧力（入口圧力）を示す値である。圧力値は、例えば、端末装置２０を介して検査員によって入力された値が用いられる。例えば、検査員は、別の機器によって測定された圧力値、又は、想定される圧力値を入力すればよい。 本実施形態の診断ロジックでは、圧力値及び振動値に基づいて、診断対象に対応する診断用情報（診断パラメータ）を用いた判定式から漏洩の有無が算出される。すなわち、診断ロジックは、判定式を用いて漏洩判定を行う診断手法である。本実施形態の診断ロジックでは、例えば、下記の２つの判定式（１）,（２）（関数）を用いて漏洩判定が行われる。 「ｋ」，「ｌ」，「ｍ」は関数であり、「ｒ」，「ｓ」，「ｄ」は、上述の診断パラメータである。診断パラメータ（ｒ，ｓ，ｄ）の数値は、スチームトラップの種類に応じて異なってくる。すなわち、判定式（１）,（２）は、スチームトラップの種類に関わらず、共通して診断ロジックに適用される。診断パラメータ（ｒ，ｓ，ｄ）は、スチームトラップの種類ごとに用意された値が用いられる。診断パラメータ（ｒ，ｓ，ｄ）は、種々の実験等の実施によって得られた値である。判定式及びスチームトラップの種類ごとの診断パラメータ（ｒ，ｓ，ｄ）等は、診断ロジック情報として記憶部１３に記憶されている。 診断ロジックでは、診断対象の診断パラメータを用いた判定式（１）,（２）において、測定された振動値を変数ｘに入力することで、漏洩判定の結果が出力される。具体的には、ｆ１＞０、且つ、ｆ２＞０の場合、「漏れ」となる。それ以外は、「正常」となる。なお、詳細は省略しているが、判定式（２）では、圧力値も使用される。 判定式（１）を用いた診断ロジックは、図４（Ａ）に示すような診断パラメータ（ｒ,ｓ）と判定閾値Ｎ（振動値）との関係を用いた診断ロジックを意味する。図４（Ａ）は、判定閾値Ｎの関数を示すグラフである。グラフの横軸は振動値を示し、縦軸は診断パラメータ（ｒ，ｓ）を示す。図４（Ａ）において、例えば、診断対象の診断パラメータ（ｒ,ｓ）が（ｒ１，ｓ１）であった場合、判定閾値Ｎ１が決定される。そして、診断対象の測定された振動値Ｖ１が判定閾値Ｎ１を超えているか否かが判定される。すなわち、判定式（１）を用いた診断ロジックにおいて、ｆ１＞０であるか否かが判定される処理と同等である。また、判定式（２）を用いた診断ロジックは、図４（Ｂ）に示すような圧力値（Ｐ）及び診断パラメータ（ｄ）と判定閾値Ｍ（振動値）との関係を用いた診断ロジックを意味する。図４（Ｂ）は、判定閾値Ｍの関数を示すグラフである。グラフの横軸は振動値を示し、縦軸は圧力値（Ｐ）及び診断パラメータ（ｄ）である（Ｐ,ｄ