JP2004145849A

JP2004145849A - 多系列ガバナシステムの安全弁制御方法

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Publication number: JP2004145849A
Application number: JP2003092031A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Takano; 高野　雅之
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】多系列ガバナシステムで、容易かつ確実に異常昇圧を生じる原因となるガバナを判断し、選択的に遮断する。
【解決手段】負荷の１００％に対して、容量５０％のガバナ１１，１２，１３を３系列用い、第１系列３１と第２系列３２とを常用し、第３系列３３は待機用とする。各ガバナ１１，１２，１３の設定圧は順次異ならせ、負荷が小さいときは、第１系列３１のみ稼働し、負荷が５０％を超えると第２系列３２も稼働させる。各ガバナ１１，１２，１３の稼働状態は、センサ４１，４２，４３によってそれぞれ検出され、二次圧Ｐ２の異常昇圧時には、稼働中のガバナ１１，１２，１３のうちで最下位のものが原因であると判断して、当該ガバナ１１，１２，１３の系列３１，３２，３３に設けられる安全弁２１，２２，２３のみを選択的に遮断させる。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体を輸送する管路系に設けられ、一次圧を二次圧に減圧して流量変動による圧力変動を抑えるガバナと安全弁との組合せを、複数系列用いて形成する多系列ガバナシステムの安全弁制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、都市ガスの供給系統などの流体を輸送する管路系には、負荷に一定の圧力で流体を供給するために、供給される一次圧を減圧し、流量が変動しても二次圧の変動が抑えられるように整圧する機能を果すガバナが用いられている。ガバナは、整圧器と呼ばれることもあり、信頼性が高くなるように製造されているけれども、万一動作が異常になり、二次圧が上昇するのを防ぐために、緊急遮断弁などの安全弁が設けられる。二次圧が異常に上昇すると安全弁が動作し、流体の供給を遮断する。ガバナおよび安全弁の組合せが１系統だけしか設けられていないと、安全弁の遮断で負荷には流体が全く供給されなくなってしまう。
【０００３】
図７および図８は、２系列および４系列のガバナシステムの概略的な構成をそれぞれ示す。２系列のガバナ１，２および４系列のガバナ１，２，３，４には、安全弁１ａ，２ａおよび安全弁１ａ，２ａ，３ａ，４ａがそれぞれ設けられ、一次管路５から供給される一次圧Ｐ１の流体を、二次圧Ｐ２に減圧して二次管路６の負荷に供給する。安全弁１ａ，２ａ，３ａ，４ａは、たとえば昇圧遮断弁であり、二次管路６の圧力を検出するセンサ７からの出力に応じて動作し、二次管路６の圧力が設定圧力に達するまでは全開状態となり、設定圧力に達すると遮断状態となる。
【０００４】
図７の２つのガバナ１，２の二次側設定圧力には差が設けられる。二次側設定圧力が高い方をガバナ１とすると、二次側設定圧力が低い方のガバナ２は、ガバナ１が正常に動作している範囲では稼働しないで休止している。ガバナ１は常用側となり、ガバナ２は待機側となる。ガバナ１を介して二次管路６に供給される流体がガバナ１の容量の最大値である１００％を超えると、二次側圧力は降下し、ガバナ２の二次側設定圧力に達する。これによってガバナ２も稼働を開始し、ガバナ１，２が同容量であれば、単体の容量の２００％の容量まで、負荷に流体を供給することができる。
【０００５】
このような安全弁１ａ，２ａを備えた常用ガバナ１＋待機ガバナ２の複数系列ガバナシステムは広く用いられ、たとえば２系列の場合、常用ガバナ１を含む系列の二次側圧力が上昇すると、その系列の安全弁１ａが作動して、常用ガバナ１を含む系列を遮断する。この結果二次管路６の圧力は低下し、予め設定圧を低くしておいた待機ガバナ２が自動的に作動する。通常、必要容量を１００％として、常用と待機との２系列で、合計２００％の容量を有する設備が設置される。
【０００６】
図８に示すような４系列のガバナシステムでは、破線で示すガバナ４および安全弁４ａの系列を待機させる。ただし、待機するガバナ４には、必ずしも安全弁４ａを組合せなくてもよい。このように、常用としては、１／ｎの能力を持つガバナをｎ基同時稼働させ、同じく１／ｎの能力のガバナを１基待機させ、少なくとも待機用を除く各ガバナに安全弁をそれぞれ組合わせれば、１００×（１＋１／ｎ）％の容量を持つ設備でｎ系列ガバナの安全システムを成立させることができる。しかし二次側圧力が昇圧するなどの異常が発生すると、（ｎ＋１）基あるうちのどのガバナに原因があるかを迅速に判断して選択的に遮断する必要がある。
【０００７】
本件出願人は、ｎ系列の緊急遮断弁と整圧器とを組合わせて形成する多系列の流体供給システムでの多系列整圧器の遮断弁制御方法を開示している（たとえば、特許文献１参照）。この遮断弁制御方法では、各整圧器の弁開度やローディング圧力などを検出して昇圧故障を起した整圧器を特定し、その整圧器を含む系列の緊急遮断弁のみを作動させて、その系統を遮断するようにしている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−２８２５４３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示すような従来の２系列ガバナシステムでは、常用のガバナ１と待機用のガバナ２とに１００％づつの容量を必要とし、全体では２００％の容量が必要となる。ｎ基のガバナを常用し、１基を待機させる（ｎ＋１）基のガバナを用いる多系列ガバナシステムでは、ｎ＝２で各ガバナの容量は５０％となり、全体の容量は１５０％と、２系列ガバナシステムの場合に必要な２００％よりも小さくすることができる。必要な容量が小さくなると、各系列を構成するガバナや安全弁も小さくなり、低コスト化とともに、ガバナシステムを設置するスペースも小さくて済み、設置場所の確保なども容易となる。
【００１０】
しかしながら、系列数が多くなると、昇圧異常を検出したときに安全弁を作動させて、昇圧異常を生じている原因となるガバナがどの系列であるかを判断し、選択的に遮断することが困難となる。特許文献１で開示されているような方法では、制御や判断が複雑になってしまう。
【００１１】
本発明の目的は、容易かつ確実に異常昇圧を生じる原因となるガバナを判断し、選択的に遮断することができる多系列ガバナシステムの安全弁制御方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一次側から供給される流体を二次側に減圧して供給し、供給流量が変動しても予め定める二次圧を保つように整圧するガバナを、並列に複数系列接続し、各ガバナに安全弁をそれぞれ設けて、異常発生時に安全弁を作動させて流体の供給を遮断する多系列ガバナシステムの安全弁制御方法において、
３以上の複数の系列でガバナおよび安全弁の組合せを設け、
系列毎のガバナの動作状態に差を設けて、上位のガバナが全開状態になると下位のガバナの稼働が開始するように圧力を設定しておき、
二次圧の異常上昇を検出すると、稼働を開始している系列のうちで相対的に最下位の圧力が設定されているガバナを含む系列の安全弁を遮断させることを特徴とする多系列ガバナシステムの安全弁制御方法である。
【００１３】
本発明に従えば、一次側から供給される流体を二次側に減圧して供給し、供給流量が変動しても予め定める二次圧を保つように整圧するガバナを、並列に複数系列接続し、各ガバナに安全弁をそれぞれ設けて、異常発生時に安全弁を作動させて流体の供給を遮断する多系列ガバナシステムを、３以上の複数の系列でガバナおよび安全弁の組合せを設けるように形成する。系列毎のガバナの動作状態に差を設けて、上位のガバナが全開状態になると下位のガバナの稼働が開始するように圧力を設定する。二次圧の異常上昇を検出すると、稼働を開始している系列のうちで相対的に最下位の圧力が設定されているガバナを含む系列の安全弁を遮断させる。そのガバナの上位側のガバナはすべて全開状態であり、新たに稼働を開始したガバナに異常昇圧の原因がある確率が高いからである。このような基準で、容易かつ確実に異常昇圧を生じる原因となるガバナを判断し、選択的に遮断することができる。
【００１４】
また本発明は、前記複数系列のガバナのうち、全体で最下位の圧力が設定される系列を除くガバナを常用し、該最下位の圧力が設定される系列を待機させることを特徴とする。
【００１５】
本発明に従えば、常用として、１／ｎの能力を持つガバナをｎ基同時稼働させ、同じく１／ｎの能力のガバナを１基待機させ、各ガバナに安全弁をそれぞれ組合わせて、１００×（１＋１／ｎ）％の容量を持つ設備でｎ系列ガバナの安全システムを成立させることができる。ガバナは本来信頼性が高く、異常昇圧を生じる可能性があるのも１基だけとなる可能性が大きく、待機していたガバナを常用にして、流体の供給を異常昇圧検出前と同様に続けることができる。ただし、待機用のガバナがなくなるので、異常昇圧の原因となったガバナを交換するなどの対策を施せば、元の設定状態に戻すこともできる。
【００１６】
さらに本発明は、一次側から供給される流体を二次側に減圧して供給し、供給流量が変動しても予め定める二次圧を保つように整圧するガバナを、並列に複数系列接続し、少なくとも待機系列とするガバナを除く各ガバナに安全弁をそれぞれ設けて、異常発生時に安全弁を作動させて流体の供給を遮断する多系列ガバナシステムの安全弁制御方法において、
３以上の複数の系列でガバナおよび安全弁の組合せを設け、
系列毎のガバナの弁開度の開度値と開度上昇速度とを常時検出しておき、
二次圧の異常上昇を検出すると、各系列のガバナの開度値と開度上昇速度とに基づいて、昇圧異常の原因となるガバナを特定し、特定されるガバナを含む系列の安全弁を遮断させることを特徴とする多系列ガバナシステムの安全弁制御方法である。
【００１７】
本発明に従えば、一次側から供給される流体を二次側に減圧して供給し、供給流量が変動しても予め定める二次圧を保つように整圧するガバナを、並列に複数系列接続し、少なくとも待機系列とするガバナを除く各ガバナに安全弁をそれぞれ設けて、異常発生時に安全弁を作動させて流体の供給を遮断する多系列ガバナシステムを、３以上の複数の系列でガバナおよび安全弁の組合せを設けるように形成する。系列毎のガバナの弁開度の開度値と開度上昇速度とを常時検出しておく。二次圧の異常上昇を検出すると、各系列のガバナの開度値と開度上昇速度とに基づいて、昇圧異常の原因となるガバナを特定し、特定されるガバナを含む系列の安全弁を遮断させる。異常の原因となるガバナを、弁開度の開度値と開度上昇速度とに基づいて特定するので、容易かつ確実に異常昇圧を生じる原因となるガバナを判断し、選択的に遮断することができる。
【００１８】
また本発明で、前記昇圧異常の原因となるガバナの特定は、前記系列毎のガバナの開度値と開度上昇速度との関係について、予め定める判定可能条件が満たされるときに行い、該判定可能条件が満たされないときは、該条件が満たされるまで待機することを特徴とする。
【００１９】
本発明に従えば、昇圧異常の原因となるガバナの特定は、系列毎のガバナの開度値と開度上昇速度との関係について、予め定める判定可能条件が満たされるときに行うので、確実に昇圧異常の原因となるガバナを特定することができる。判定可能条件が満たされないときは、条件が満たされるまで待機するので、不正確な判定を避けることができる。
【００２０】
また本発明で、前記予め定める判定可能条件は、常用２系列と待機１系列とを組合わせる３系列ガバナシステムで、常用２系列の両方で開度上昇速度が０となり、一方の系列の開度が０となって他方の系列の開度が０とならないとき、または、一方の系列の開度上昇速度よりも他方の系列の開度上昇速度の方が大きくなるときであり、
前記昇圧異常の原因となるガバナとして、該他方の系列のガバナを特定することを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、常用２系列と待機１系列とを組合わせる３系列ガバナシステムで、常用２系列の両方で開度上昇速度が０となり、一方の系列の開度が０となっても他方の系列の開度が０とならないときは、正常であれば他方は高い二次圧を低減するために開度を低下させるべきであり、異常の原因と判断することができる。一方の系列の開度上昇速度よりも他方の系列の開度上昇速度の方が大きくなるときは、他方の系列のガバナの開度が増大していることが二次圧が高くなっている原因であり、他方の系列のガバナを異常の原因と判断することができる。異常の原因となっていると判断することができる他方のガバナの系列を遮断することができるようになるので、昇圧異常に対して適切な処置をとることができる。
【００２２】
また本発明は、前記一方の系列の開度上昇速度よりも他方の系列の開度上昇速度の方が大きくなるときであっても、該一方の系列の開度よりも該他方の系列の開度の方が大きくないときは、前記昇圧異常の原因となるガバナとして、該他方の系列のガバナを特定しないことを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、他方の系列の開度上昇速度が一方の系列よりも大きくなるときでも、他方の系列の開度が一方の系列の開度よりも大きくならないうちは、他方の系列を異常の原因とは判断しないので、確実な判定が可能になるまで待つことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態である３系列ガバナシステムの構成を簡略化して示す。一次管路１０から供給される都市ガスなどの流体は、３系列のガバナ１１，１２，１３のうちの常用の２系列で整圧されて二次管路２０の負荷に供給される。各系列は、ガバナ１１，１２，１３に安全弁２１，２２，２３がそれぞれ組合わされて形成される。すなわち、本実施形態の３系列ガバナシステム３０は、常用の第１系列３１および第２系列３２と、待機用の第３系列３３とが並列に接続されて形成される。全部の系列３１，３２，３３の安全弁２１，２２，２３は、通常全開状態である。各安全弁２１，２２，２３は、制御装置４０からの駆動出力で作動して遮断状態とすることができる。安全弁２１，２２，２３がいったん遮断すると、機械的にトリップして、遮断状態を続ける。遮断状態は、安全弁２１，２２，２３の外部から容易に認識することができる。制御装置４０は、各ガバナ１１，１２，１３の動作状態を検出する開度センサ４１，４２，４３および二次圧センサ４５からの検出出力に応答し、安全弁２１，２２，２３を選択的に遮断させる制御を行う。各ガバナ１１，１２，１３は、二次管路２０の最大負荷に対して、各々５０％の供給能力を有するものを使用する。
【００２５】
図２は、（ａ）で図１の各ガバナ１１，１２，１３に設定される動作特性を示し、（ｂ）で二次管路２０へ供給される流体の流量と常用のガバナ１１，１２の弁の開度との関係を示す。図１に示すように、一次管路１０からは、全開状態の安全弁２１，２２，２３を介して一次圧力Ｐ１の流体が各ガバナ１１，１２，１３にそれぞれ供給される。各ガバナ１１，１２，１３には、図２（ａ）の圧力ｐ１，ｐ２，ｐ３で示すように作動圧力が設定される。すなわち、第１系列３１のガバナ１１には、最上位の設定圧ｐ１が設定される。第２系列３２のガバナ１２には、中位の設定圧ｐ２が設定される。第３系列のガバナ１３には、最下位の設定圧ｐ３が設定される。図２（ａ）に示すように、ｐ１＞ｐ２＞ｐ３である。
【００２６】
第１系列３１と第２系列３２とを常用として、負荷へ供給する流体の流量が５０％に達するまでは、第１系列３１のガバナ１１のみが作動する。負荷へ供給する流体の流量が５０％を超えると、第１系列３１のガバナ１１は全開状態となり、二次圧はＰ２は低下する。低下した二次圧Ｐ２が第２系列３２のガバナ１２の設定圧ｐ２に達すると、第２系列３２のガバナ１２が稼働を開始する。すなわち、図２（ｂ）に示すように、常用▲１▼のようにガバナ１１が開度１００％に近づくと、常用▲２▼となるガバナ１２の稼働が開始する。二次圧Ｐ２の変化は、図２（ａ）に示す常用▲１▼＋▲２▼となる。第３系列のガバナ１３は待機用となり、Ｐ２＞Ｐ３であれば閉じている。安全弁２３は、必ずしも設ける必要はない。
【００２７】
図３は、図１の３系列ガバナシステム３０で、各ガバナ１１，１２，１３として使用することができるガバナ５０の概略的な構成を示す。ガバナ５０は、一次側管路５１と二次側管路５２との間に設けられ、パイロット管路５３に発生するパイロット圧力に応じて開閉状態を変化させる。一次管路５１と二次管路５２との間のガバナ本体５４のケーシング５５内には、パイロット管路５３に連通するパイロット室５６が設けられる。パイロット管路５３は、リストリクタ５７を介して一次管路５１に接続され、パイロット弁５８を介して二次管路５２に接続される。パイロット室５６は、弁体５９およびケージ６０を経て、一次圧室６１および二次圧室６２とそれぞれ対峙している。なお、ガバナ本体５４は、特開平６−１３８９５３号公報の図３でメインガバナ３として開示されているものと、基本的に同等である。ただし、説明の便宜上、参照符号は変更している。
【００２８】
弁体５９は、ゴムなどの弾性材料で椀状に形成され、パイロット室５６，一次圧室６１および二次圧室６２内の流体の圧力差に応じて部分的に変形する。ケージ６０は多数のスリット６０ａが形成され、流体の透過性を有する。弁体５９の変形状態に応じて、一次圧室６１内の流体がケージ６０のスリット６０ａを通って、二次圧室６２に流れ込む。パイロット室５６内の圧力は、パイロット弁５８が開いて、一次管路５１と二次管路５２との間をパイロット管路５３を介して流れる流体が、リストリクタ５７を通過する際に、絞りであるリストリクタ５７の抵抗による圧力降下で低下する。パイロット弁５８は、二次側管路５２の二次圧Ｐ２に応じて開閉する。二次圧Ｐ２が設定圧よりも小さいときには開き、設定圧よりも高くなると閉じる。
【００２９】
ガバナ本体５４には、図１の開度センサ４１，４２，４３による開度検出のために、ダイヤフラム支持体６３、ばね６４および作動指示計６５が設けられる。ダイヤフラム支持体６３は、ばね６４によって支持され、弁体５９に軽く当接し、弁体５９の作動に追従する。ダイヤフラム支持体６３に固定されている作動指示計６５で、弁体５９の作動状況が指示される。
【００３０】
パイロット弁５８が閉じていると、パイロット室５６の圧力は一次圧室６１の一次圧Ｐ１と等しくなるので、一次圧室６１に臨む弁体５９には差圧がかからない。パイロット室５６と二次圧室６２との間には差圧が生じ、ケージ６０が設けられているので、弁体５９はケージ６０に押付けられて、気密を保つ。パイロット弁５８が開いて、パイロット室５６内のパイロット圧が一次圧室６１内の一次圧Ｐ１よりも小さくなると、一次圧室６１に臨む弁体５９はパイロット室５６側に凹むように変形し、一次圧室６１から二次圧室６２に流れる流体の流路が形成される。流体が二次圧室６２から二次側管路５２側に流れ込むと、二次圧室６２の二次圧Ｐ２が上昇し、パイロット弁５８が閉じるようになる。図２（ａ）に示すようなガバナ１１，１２，１３の設定圧力ｐ１，ｐ２，ｐ３は、パイロット弁５８の動作用の設定を変えて実現することができる。
【００３１】
図１に示すような３系列ガバナシステム３０は、ガバナ５０と安全弁との組合せを増加させて、４系列以上にすることもできる。すなわち、ｎを３以上の整数として、１／ｎの能力を持つガバナ５０をｎ基同時稼働させ、同じく１／ｎの能力のガバナ５０を１基待機させ、少なくとも待機用を除く各ガバナ５０に安全弁をそれぞれ組合わせて、１００×（１＋１／ｎ）％の容量を持つ設備でｎ系列ガバナの安全システムを成立させることができる。
【００３２】
本実施形態のような３系列のシステムでは、システム正常時、あるガバナ（以降、「当該ガバナ」という）が稼働していなければ、その上位の（二次圧設定の高い）ガバナは全開状態で、その下位の（二次圧設定の低い）ガバナは全閉状態となっていることを利用して、昇圧異常を生じさせる原因となるガバナを特定し、そのガバナを含む系列の安全弁を作動させてその系列を遮断する。昇圧などの異常が発生すれば、上位のガバナは全開であるために、原因とはなり得ないからである。下位のガバナは未稼働であるために、当該ガバナを含む系統のみを遮断すればよい。当該ガバナは、二次圧力、ガバナ流量、ガバナの弁開度などを、センサ４１，４２，４３で検知して正確に判断することができる。
【００３３】
一般的なｎ＋１系列を対象とする手順では、最下位のガバナから稼働しているか否かを判断していけばよい。最上位から稼働しているガバナを確認して、確認されたガバナのうちで最下位のガバナに異常の原因があると判断して、その系列を遮断することもできる。ガバナは本来的に信頼性が高く、複数基が同時に異常動作を行ったり、一次側と二次側とが完全に連通するような故障は生じないと考えることができる。
【００３４】
図４は、本発明の実施の他の形態で多系列ガバナの安全弁制御を行う概略的な構成を示す。本実施形態では、一次管路１０と二次管路２０との間に、図１の実施形態と同様に、３系列ガバナシステム７０が設けられる場合を想定する。本実施形態で図１の実施形態に対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明は省略する。本実施形態でも、第１系列７１および第２系列７２を常用し、第３系列７３は待機用とする。各系列７１，７２，７３には同等のガバナ８１，８２，８３がそれぞれ設けられる。各ガバナ８１，８２，８３の容量は、二次管路２０の負荷の容量を１００％とすると、５０％ずつとなる。各系列７１，７２，７３には、ガバナ８１，８２，８３とともに、昇圧異常時に遮断するための安全弁２１，２２，２３（以下、図面上では「Ｖ」と略称することもある。）がそれぞれ設けられる。通常の稼働状態では、安全弁２１，２２，２３は全開状態であり、ガバナ８１，８２，８３が動作する設定圧に差を設けて、第１系列７１および第２系列７２のガバナ８１，８２が常用として稼働し、第３系列７３のガバナ８３が待機用として通常は休止するようにしておく。
【００３５】
各ガバナ８１，８２，８３は、基本的に図３に示すガバナ５０と同様な原理で動作し、パイロット弁５８に相当するパイロットガバナ（以下、図面上では「Ｐｇ」　と略称する。）８１ａ，８２ａ，８３ａがそれぞれ設けられる。本実施形態のガバナ８１，８２，８３は、パイロットガバナ８１ａ，８２ａ，８３ａの設定圧をリモートセッタ（以下、図面上では「Ｒ／Ｓ」と略称する。）９１，９２，９３で遠隔的に設定することが可能である。また、ガバナ８１，８２，８３の動作状態として、弁体５９の開度を開度センサ４１，４２，４３によって検出することができる。
【００３６】
ガバナ８１，８２，８３として、図３に示すようなガバナ５０を用いるときは、弁体５９の変形状態を作動指示計６５で検出するようにすればよい。また、ガバナ８１，８２，８３の稼働状態は、弁開度ばかりではなく、パイロット圧や流量でも検出可能である。また、圧力センサ９５，９６は、一次管路１０および二次管路２０にそれぞれ設けられ、一次圧力Ｐ１および二次圧力Ｐ２をそれぞれ検出する。
【００３７】
ガバナの開度センサ４１，４２，４３などによって検出されるガバナ８１，８２，８３の稼働状態は、監視装置１００に入力される。監視装置１００には、一次管路１０に設ける圧力センサ９５が検出する一次圧力Ｐ１、および二次管路２０に設けられる圧力センサ９６が検出する二次圧力Ｐ２も入力される。監視装置１００は、入力される検出情報に基づいて、各ガバナ８１，８２，８３の稼働状態を監視する。コンピュータ１０１は、監視装置１００からの出力に応答し、二次圧力Ｐ２が所定の圧力よりも高くなる昇圧異常が発生すると、その原因となった系列７１，７２，７３を、後述するような方法で特定することができる。コンピュータ１０１は、特定された系列７１，７２，７３に属する安全弁２１，２２，２３を遮断させる。この結果、常用の第１系列７１または第２系列７２のいずれかが遮断されると、待機用となっていた第３系列７３のガバナ８３が稼働するようになる。
【００３８】
コンピュータ１０１は、異常昇圧に対する安全弁２１，２２，２３の制御ばかりではなく、各ガバナ８１，８２，８３に対する個々の稼働履歴に応じた点検周期の見極めのための演算処理も行うことができる。
【００３９】
図５は、図４のコンピュータ１０１による二次圧力Ｐ２の監視手順を示す。負荷が小さいときは第１系列７１のみ稼働し、負荷が増えるに従って第２系列７２も稼働するように、ガバナ８１，８２，８３動作状態が設定される。ステップｂ０から手順を開始し、ステップｂ１では、第１系列７１の開度センサ４１によって検出される出力Ｌ１が１００％未満であるか否かを判断する。Ｌ１＜１００と判断すると、ステップｂ２で第２系列７２の開度センサ４２によって検出される出力Ｌ２が０％であるか否かを判断する。Ｌ２＝０と判断すると、ステップｂ３で第３系列７３の開度センサ４３によって検出される出力Ｌ３が０％であるか否かを判断する。Ｌ３＝０と判断すると、ステップｂ４で二次管路２０の圧力センサ９６によって検出される二次圧力Ｐ２が上限の閾値Ｐｓｅｔ（ｍａｘ）以下となっているか否かを判断する。Ｐｓｅｔ（ｍａｘ）≧Ｐ２であれば、正常な動作状態であり、ステップｂ１に戻る。以上のステップｂ１からステップｂ４では、第１系列７１のガバナ８１のみが稼働している状態が確認される。
【００４０】
ステップｂ１でＬ１＜１００でないと判断されるとき、Ｌ１＝１００であり、ガバナ８１は全開の稼働状態であり、第２系列７２のガバナ８２の稼働も開始しているはずである。ステップｂ１からステップｂ５に進み、第２系列７２の開度センサ４２によって検出される出力Ｌ２が１００％未満であるか否かを判断する。Ｌ２＜１００と判断すると、ステップｂ６で第３系列７３の開度センサ４３によって検出される出力Ｌ３が０％であるか否かを判断する。Ｌ３＝０と判断すると、ステップｂ７で二次管路２０の圧力センサ９６によって検出される二次圧力Ｐ２が上限の閾値Ｐｓｅｔ（ｍａｘ）以下となっているか否かを判断する。Ｐｓｅｔ（ｍａｘ）≧Ｐ２であれば、正常な動作状態であり、ステップｂ１に戻る。以上のステップｂ５からステップｂ７では、第１系列７１のガバナ８１および第２系列７２のガバナ８２が稼働している状態が確認される。
【００４１】
ステップｂ５でＬ２＜１００でないと判断されるとき、Ｌ２＝１００であり、ガバナ８２は全開の稼働状態であり、ステップｂ８で二次管路２０の圧力センサ９６によって検出される二次圧力Ｐ２が上限の閾値Ｐｓｅｔ（ｍａｘ）以下となっているか否かを判断する。Ｐｓｅｔ（ｍａｘ）≧Ｐ２であれば、正常な動作状態であるけれども、流量が想定している負荷の１００％を超えている状態である。
【００４２】
ステップｂ４でＰｓｅｔ（ｍａｘ）≧Ｐ２ではないと判断されるとき、すなわちＰｓｅｔ（ｍａｘ）＜Ｐ２と判断されるときは昇圧異常であり、その原因は第１系列７１にあると判るので、ステップｂ９で安全弁２１を閉じて、ステップｂ１０で警報装置１０２から安全弁２１を遮断している旨の警報を発生させる。ステップｂ７でＰｓｅｔ（ｍａｘ）≧Ｐ２ではないと判断されるとき、すなわちＰｓｅｔ（ｍａｘ）＜Ｐ２と判断されるときは昇圧異常であり、その原因は第２系列７２にあると判るので、ステップｂ１１で安全弁５２を閉じて、ステップｂ１２で警報装置１０２から安全弁２２を遮断している旨の警報を発生させる。
【００４３】
ステップｂ８でＰｓｅｔ（ｍａｘ）≧Ｐ２であれば、ステップｂ１３で警報装置から流量オーバ警報を発生させる。Ｐｓｅｔ（ｍａｘ）≧Ｐ２でないときは、Ｐｓｅｔ（ｍａｘ）＜Ｐ２であり、昇圧異常も生じているので、ステップｂ１４で警報装置１０２から流量オーバとともに、二次圧力Ｐ２が昇圧異常になっている旨の警報を発生させる。
【００４４】
ステップｂ２、ステップｂ３、またはステップｂ６でＬ２＝０、Ｌ３＝０またはＬ３＝０でないとそれぞれ判断されるとき、ステップｂ１５、ステップｂ１６またはステップｂ１７でリモートセッタ９２，９３，９３をそれぞれ作動させ、パイロットガバナ８２ａ，８３ａ，８３の設定圧を下げる。
【００４５】
図６は、本発明の実施のさらに他の形態として、図４に示すようなコンピュータ１０１が前述の３系列ガバナ７０について、昇圧異常検出時に原因となるガバナを判断してその系統を選択的に遮断する制御手順を示す。コンピュータ１０１は、監視装置１００を介して、第１系列７１の開度センサ４１によって検出されるガバナ８１の開度値としての出力Ｌ１、第２系列７２の開度センサ４２によって検出されるガバナ８２の開度値としての出力Ｌ２、および第３系列７３の開度センサ４３によって検出されるガバナ８３の開度値の出力Ｌ３を常時監視する。また、各開度値Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の時間的な変化に基づいて、各系列７１，７２，７３の開度変化速度Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３をそれぞれ算出する。
【００４６】
ステップｃ０から手順を開始し、ステップｃ１では、圧力センサ９６によって検出する二次圧Ｐ２が許容上限を超えているか否かを判断する。二次圧Ｐ２が許容上限を超えていないときは、二次圧Ｐ２の監視を続ける。二次圧Ｐ２が許容上限を超えているときは、ステップｃ２で、常用の第１系列７１のガバナ８１の開度値である出力Ｌ１と、常用の第２系列７２のガバナ８２の開度値である出力Ｌ２とがともに０となっているか否かを判断する。Ｌ１＝Ｌ２＝０、すなわち両方とも閉じていると判断するときは、ステップｃ１に戻って、二次圧Ｐ２の監視を続ける。
【００４７】
ステップｃ２でＬ１＝Ｌ２＝０ではない、すなわち、少なくともガバナ８１，８２の一方は閉じていないと判断するときは、ステップｃ３で両方のガバナ８１，８２の開度変化が変化速度として負、すなわち閉じるように変化しているか否かを判断する。Ｖ１＜０かつＶ２＜０ではないと判断するときは、ステップｃ４でＶ１＝Ｖ２＝０、すなわち両方とも開度変化がないか否かを判断する。いずれかの開度変化があれば、ステップｃ５でＶ１＝Ｖ２、すなわち両方の開度変化速度が等しいか否かを判断する。Ｖ１＝Ｖ２ではないと判断すると、ステップｃ６でＶ１＞Ｖ２であるか否かを判断する。
【００４８】
ステップｃ４でＶ１＝Ｖ２＝０であると判断するときは、ステップｃ７でＬ２＝０であるか否かを判断する。Ｌ２＝０ではないと判断するときは、ステップｃ８でＬ＝０であるか否かを判断する。ステップｃ６でＶ１＞Ｖ２であると判断するときは、ステップｃ９でＬ１＞Ｌ２であるか否かを判断する。ステップｃ６でＶ１＞Ｖ２ではないときは、ステップｃ５で既にＶ１＝Ｖ２ではないと判断されているので、Ｖ１＜Ｖ２となり、ステップｃ１０でＬ１＜Ｌ２であるか否かを判断する。なお、ステップｃ２でＬ１＝Ｌ２＝０ではないと、既に判断している。
【００４９】
ステップｃ７でＬ２＝０であると判断すると、ステップｃ１１で第１系目を遮断する。ステップｃ８でＬ１＝０であると判断すると、ステップｃ１２で第２系列目を遮断する。すなわち、常用２系列の両方で開度上昇速度Ｖ１，Ｖ２が０となり、一方の開度が０となっても他方の開度が０とならないときは、正常であれば他方は高い二次圧を低減するために開度を低下させるべきであり、異常の原因と判断することができる。
【００５０】
ステップｃ９でＬ１＞Ｌ２であると判断すると、ステップｃ１３で第１系列目を遮断する。ステップｃ１０でＬ１＜Ｌ２であると判断すると、ステップｃ１４で第２系列目を遮断する。すなわち、一方の系列の開度上昇速度よりも他方の系列の開度上昇速度の方が大きくなり、かつ一方の系列の開度よりも他方の系列の開度の方が大きいときは、他方の系列のガバナの開度が増大していることが二次圧が高くなっていることの原因であることは明らかであり、他方の系列のガバナを異常の原因と判断することができる。なお、ステップｃ９やステップｃ１０の判断を行わずに、ステップｃ６でＶ１＞Ｖ２と判断すれば、ステップｃ１３に進み、Ｖ１＜Ｖ２と判断すればステップｃ１４に進むようにすることもできる。
【００５１】
ステップｃ３でＶ１＜０かつＶ２＜０と判断するときは、ステップｃ１５で、警報装置１０２から判定不能警報を出し、判定可能になるまで待機するために、ステップｃ１に戻る。同一の条件が続けば、ステップｃ１からステップｃ１５までを繰返し、判定可能な条件が成立してステップｃ１１〜ステップｃ１４のいずれかでの遮断が行われるまで待機することになる。ステップｃ５でＶ１＝Ｖ２であると判断するとき、ステップｃ８でＬ１＝０でないと判断するとき、ステップｃ９でＬ１＞Ｌ２でないと判断するとき、およびステップｃ１０でＬ１＜Ｌ２でないと判断するときも、ステップｃ１５で判定不能警報を出し、ステップｃ１に戻って、前述のように判定可能になるまで待機する。
【００５２】
すなわち、昇圧異常の原因となるガバナの特定は、ステップｃ１１〜ｃ１４で、系列毎のガバナの開度値と開度上昇速度との関係について、予め定める判定可能条件が満たされるときに行うので、確実に昇圧異常の原因となるガバナを特定することができる。判定可能条件が満たされないときは、ステップｃ１からステップｃ１５までの手順を繰返して、条件が満たされるまで待機するので、不正確な判定を避けることができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、３以上の複数の系列でガバナおよび安全弁の組合せを設け、系列毎のガバナの動作状態に差を設けて、上位のガバナが全開状態になると下位のガバナの稼働が開始するように圧力を設定する。二次圧の異常上昇を検出すると、稼働を開始している系列のうちで相対的に最下位の圧力が設定されているガバナを、容易かつ確実に原因であると判断し、そのガバナを含む系列の安全弁を作動させて、選択的に遮断することができる。
【００５４】
また本発明によれば、常用として、１／ｎの能力を持つガバナをｎ基同時稼働させ、１基待機させて、１００×（１＋１／ｎ）％の容量を持つ設備でｎ系列ガバナの安全システムを成立させることができる。
【００５５】
さらに本発明によれば、３以上の複数の系列でガバナおよび安全弁の組合せを設け、系列毎のガバナの弁開度の開度値と開度上昇速度とを常時検出しておき、二次圧の異常上昇を検出すると、各系列のガバナの開度値と開度上昇速度とに基づいて、昇圧異常の原因となるガバナを特定するので、容易かつ確実に異常昇圧を生じる原因となるガバナを判断し、選択的に遮断することができる。
【００５６】
また本発明によれば、昇圧異常の原因となるガバナの特定は、系列毎のガバナの開度値と開度上昇速度との関係について、予め定める判定可能条件が満たされるまで待機してから行うので、不正確な判定を避けて確実に昇圧異常の原因となるガバナを特定することができる。
【００５７】
また本発明によれば、常用２系列と待機１系列とを組合わせる３系列ガバナシステムなどで、常用２系列について、昇圧異常の原因となっているガバナを開度上昇速度から判断して遮断することができるので、昇圧異常に対して適切な処置をとることができる。
【００５８】
また本発明によれば、昇圧異常の原因となるガバナを、開度上昇速度と開度とに基づいて、確実に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である３系列ガバナシステム３０の構成を簡略化して示す配管系統図である。
【図２】図１の３系列ガバナシステム３０の圧力設定状態と、動作特性とを示すグラフである。
【図３】図１の３系列ガバナシステム３０に使用するガバナ５０の構成を示す簡略化した断面図である。
【図４】本発明の実施の他の形態である３系列ガバナシステム７０の構成を簡略化して示す配管系統図である。
【図５】図４の３系列ガバナシステム７０で昇圧異常検出時に、原因となるガバナを判断してその系統を選択的に遮断し、またパイロットバルブの設定圧を調整する制御手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施のさらに他の形態として、図４の３系列ガバナシステム７０で昇圧異常検出時に原因となるガバナを判断してその系統を選択的に遮断する制御手順を示すフローチャートである。
【図７】従来からの２系列ガバナシステムの構成を簡略化して示す配管系統図である。
【図８】従来からの４系列ガバナシステムの構成を簡略化して示す配管系統図である。
【符号の説明】
１０　一次管路
１１，１２，１３，５０，８１，８２，８３　ガバナ
２０　二次管路
２１，２２，２３　安全弁
３０，７０　３系列ガバナシステム
３１，７１　第１系列
３２，７２　第２系列
３３，７３　第３系列
４０　制御装置
５１　一次側管路
５２　二次側管路
５３　パイロット管路
５６　パイロット室
５７　リストリクタ
５８　パイロット弁
５９　弁体
６５　作動指示計

Claims

一次側から供給される流体を二次側に減圧して供給し、供給流量が変動しても予め定める二次圧を保つように整圧するガバナを、並列に複数系列接続し、各ガバナに安全弁をそれぞれ設けて、異常発生時に安全弁を作動させて流体の供給を遮断する多系列ガバナシステムの安全弁制御方法において、
３以上の複数の系列でガバナおよび安全弁の組合せを設け、
系列毎のガバナの動作状態に差を設けて、上位のガバナが全開状態になると下位のガバナの稼働が開始するように圧力を設定しておき、
二次圧の異常上昇を検出すると、稼働を開始している系列のうちで相対的に最下位の圧力が設定されているガバナを含む系列の安全弁を遮断させることを特徴とする多系列ガバナシステムの安全弁制御方法。
前記複数系列のガバナのうち、全体で最下位の圧力が設定される系列を除くガバナを常用し、該最下位の圧力が設定される系列を待機させることを特徴とする請求項１記載の多系列ガバナシステムの安全弁制御方法。
一次側から供給される流体を二次側に減圧して供給し、供給流量が変動しても予め定める二次圧を保つように整圧するガバナを、並列に複数系列接続し、少なくとも待機系列とするガバナを除く各ガバナに安全弁をそれぞれ設けて、異常発生時に安全弁を作動させて流体の供給を遮断する多系列ガバナシステムの安全弁制御方法において、
３以上の複数の系列でガバナおよび安全弁の組合せを設け、
系列毎のガバナの弁開度の開度値と開度上昇速度とを常時検出しておき、
二次圧の異常上昇を検出すると、各系列のガバナの開度値と開度上昇速度とに基づいて、昇圧異常の原因となるガバナを特定し、特定されるガバナを含む系列の安全弁を遮断させることを特徴とする多系列ガバナシステムの安全弁制御方法。
前記昇圧異常の原因となるガバナの特定は、前記系列毎のガバナの開度値と開度上昇速度との関係について、予め定める判定可能条件が満たされるときに行い、該判定可能条件が満たされないときは、該条件が満たされるまで待機することを特徴とする請求項３記載の多系列ガバナシステムの安全弁制御方法。
前記予め定める判定可能条件は、常用２系列と待機１系列とを組合わせる３系列ガバナシステムで、常用２系列の両方で開度上昇速度が０となり、一方の系列の開度が０となって他方の系列の開度が０とならないとき、または、一方の系列の開度上昇速度よりも他方の系列の開度上昇速度の方が大きくなるときであり、
前記昇圧異常の原因となるガバナとして、該他方の系列のガバナを特定することを特徴とする請求項４記載の多系列ガバナシステムの安全弁制御方法。
前記一方の系列の開度上昇速度よりも他方の系列の開度上昇速度の方が大きくなるときであっても、該一方の系列の開度よりも該他方の系列の開度の方が大きくないときは、前記昇圧異常の原因となるガバナとして、該他方の系列のガバナを特定しないことを特徴とする請求項５記載の多系列ガバナシステムの安全弁制御方法。