Milesight超音波距離・レベルセンサ、発電所の拡張距離測定でボイラーの安全性を確保

技術集約型の生産工場である火力発電所は、事故が起こりやすいと言われています。統計によると、中国の発電所の事故全体の70％以上がボイラーの問題であり、一方、スーパーヒーター、リヒーター、エコノマイザー、水壁による漏電、爆破事故は、発電所の安全生産を苦しめる大きな問題であることが分かっています。従って、ボイラーの安全で安定した運転を経済的に確保するためには、耐摩耗性、防爆性が基礎となります。生産工程では、ボイラー水が徐々に加熱、気化、膨張し、水位が上昇した後、ボイラーの耐圧部品が蒸気からの圧力を吸収し、それに応じて各膨張計がその膨張量を増加させるという流れになっています。このような状況下で、超音波距離／レベルセンサーMilesightは、非接触で正確な距離測定を行い、膨張量の変化を常に監視しています。そのデータをもとに、事前に設定した膨張量と比較することで、潜在的な危険性を未然に防ぎ、排除することができるのです。

レーザー、赤外線、高周波、超音波など、工業用途では多くの距離測定技術が導入されています。しかし、お客様の工場では、ノギスによる手作業での膨張測定に慣れてしまっているのが現状です。蒸気ボイラーの作業環境から、高温、振動、公害がデータ精度を保つための大きな課題となっています。また、ノギスの再校正や交換が必要で、人件費や資源の浪費にもつながっています。

手作業で人件費がかかる
測定データの精度・正確性が低い
タイムリーなアラートが出ない

火力発電所を効率的に稼働させるためには、高い技術力を持つ超音波とLoRaWAN®を活用する必要があります。超音波信号は、低コストで高い分解能で距離を推定できることが特徴です。LoRaWAN®は、低消費電力で長時間の接続が可能なことで知られています。

この蒸気ボイラー膨張計測アプリケーションでは、無線超音波距離・レベル監視センサーがLoRaWAN®ゲートウェイを経由してお客様の監視センターに通信しています。このセンサーは音波で物体を検出するため、測定対象物に接触する必要がありません。

各部材の許容膨張範囲は、モニタリングプラットフォームにあらかじめ設定されています。超音波距離/レベルセンサーからの値が許容範囲を超えると、SMSや電子メールで管理者に警告を自動送信し、オンサイトの修理が迅速に行われます。

LoRaWAN®ゲートウェイがセンサーからのデータを受信すると、ゲートウェイ内蔵のネットワークサーバーで直接処理され、MQTTによってお客様自身がホストするモニタリングセンターのクラウドに転送されます。

連続監視データはログやレポートとして統一された形で作成され、全スタッフの日々の業務に活用することができます。

LoRaWAN®ネットワークはすでにお客様の工場でデータ収集に利用されていますので、超音波距離／レベルセンサーを既存のインフラに直接組み込むことで、振動や温度の監視から距離や範囲の監視へとLoRaWAN®ソリューションが拡張されます。

超音波距離／レベルセンサの高精度設計は、最大10mの測定、1mmの分解能、±1％の精度を提供するため、マイルサイトが落札した理由の一つです。

ボイラーは約12階建ての高さです。下の写真はボイラーの4隅から撮影したもので、各監視点には3個の超音波距離・レベルセンサーが鉄枠でしっかりと固定されています。このプロジェクトでは、ボイラーの全方向定常監視を実現するために、36点に合計108個のセンサーが配置されています。これらのセンサーは、ボイラーのX、Y、Z軸からの変位のオフセットを計算し、エンドユーザーにリアルタイムで膨張係数の情報を提供することができます。

LoRaWAN®無線通信は、時間とコストの削減、リアルタイムの遠隔監視、変化する要件への適応性など、さらなる利点をもたらします。

工数削減、労働効率、効率性の向上。
運用コストの削減、非接触技術による正確な距離・レベル監視
最も重要なのは、安全な生産のためのボイラー拡張のデータ精度を高めることです。
プラットフォームで膨張距離を事前に設定することで、タイムリーな警告を自動的にトリガーします。
将来的には、より多くのLoRaWAN®センサーを搭載することが可能です。

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