第6章 機械、電気、計装設備の設計
2.5 PB5/8色票番号
N9.5 状態表示
表-5.9.6 配管の識別表示色
黒
D72-50P E72-50P
流れ方向を表示 する矢印・文字
白
CN10 DN10 EN10 N1
吸込管、吐出管:ステンレス鋼鋼管自体の色(無塗装を標準とする。)
給 水 管 : 青 空 気 配 管 : 白
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10について:凍結防止対策は、パネルヒーターを標準とするが、小規模の場合は投光器 で代用しても良い。
11.ポンプの制御
1 ポンプの制御方式は、ポンプの制御目的に応じ運転の安全性、確実性及び経済性 に適合するものとする。
2 ポンプ設備における制御は、操作場所の優先度や自動-手動の操作回路および異常 事対応などを総合的に勘案して決定する。
3 流量の制御は、ポンプの運転台数の変更による制御や、このポンプ運転台数制御に 回転速度制御、バルブ開度制御、ポンプの可動羽根制御を組合わせることによって行 なう。
4 圧力の制御は、吐出し圧力一定、または末端圧力一定を目標として、ポンプの回転 速度やバルブ開度などを制御することにより行う。
〔解説〕
1について:制御方式の決定にあたっては、ポンプの大きさ、管路特性及びポンプ性能 を考慮し、制御の安定性、確実性、運転効率が高く保守が容易なものを選定する。
2について:ポンプ設備における操作回路の基本は、次のとおりであり、これらを総合 的に勘案して決定する。
⑴ 操作場所の切替
運転操作は、選択場所のみで可能とし、その切替操作の優先度は下位(現場側)ほ ど高いものとする。
⑵ 運転操作
ポンプの運転操作方法は、手動運転(単独、連動)および自動運転があり、ポンプ 室では手動運転、電気室および監視室では手動運転および自動運転が行えるものとす る。各操作方法については、次に記載のとおり。
① 単独運転
ポンプ及びその補機の運転を、それぞれの操作スイッチにより単独で運転し、
補機及びポンプの起動・停止や弁の開閉を行なう方式をいう。
② 連動運転
ポンプの起動・停止のみを運転員が行う方式で、起動あるいは停止の操作後は、
補機、ポンプ、バルブの一連の動作が自動的に行われる方式をいう。
③ 自動運転
配水池などの水位、送・配水管の圧力、送・配水量などの制御対象からの信号 により、自動的に運転する方式で運転員は介在しない。
⑶ 一括切替
操作場所の切替は、機場一括で行う。運転操作(自動、手動)の切替は、各制御(
ポンプ制御、配水池流入弁制御、流入バイパス弁制御、受電切替制御等)個別に行う。
⑷ 現状維持
ポンプの操作回路は、操作場所「遠方-直接」の切替、運転モード「自動-手動」
の切替を行っても、切替前のポンプ状態(運転・停止)を維持する。
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また、運転モードが「自動」時は、次の異常が発生した場合であっても、原則とし てポンプ状態を維持する。
① 台数制御機器本体の異常
② 制御異常(運転指令ポンプが運転しない場合、停止命令ポンプが停止しない場 合)
③ 流量信号の異常時
④ 圧力信号の異常時
⑸ ポンプ同時始動防止
ポンプの同時起動を行うと、その突入電流により受電遮断機のトリップが発生する おそれがある。また、停電復旧時等で水量が急激に増加し、濁りの発生が懸念される ことから、ポンプの同時起動を防止する回路を設ける必要がある。
3について:運転中のポンプの吐出し量を制御には、次の方法がある。それぞれ設置す る機器および運転効率に特徴があるので、制御方式は、これらの特徴を生かして決定す る。
また、遠隔地に設置されているポンプ場は、遠方監視制御を基本とするが、遠方から の制御については導入に際し、その必要性について十分検討しなければならない。
① ポンプの運転台数を制御する方法
② ポンプの回転速度を制御する方法
③ バルブの開度を制御する方法
④ ポンプの羽根角度を変化させて制御する方法
⑤ ①から④を組合わせて制御する方法
なお、それぞれの制御方式の特性については、設計指針P551を参照する。
4について:圧力制御の方法には、ポンプの回転速度制御およびバルブ開度制御方式が あるが、ともに台数制御と併用する。
なお、それぞれの特性については、設計指針P551を参照する。
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12.ポンプ制御の付属機器および保護装置
1 ポンプを自動または遠方制御によって運転する場合は、ポンプを制御するために必 要な付属機器を設置する。
2 ポンプには、運転中に発生する異常を検出し、警報または表示する適切な保護装置 を設置する。
〔解説〕
1について:ポンプには、始動時または停止時の一連の動作工程を自動的に円滑に進行 させるため、必要な次の付属機器を設置する。それぞれの付属機器の解説および留意す る事項については、次のとおりとする。
⑴ 付属機器
ア 満水検知装置
ポンプケーシング内が満水になったことを検知するための装置で、機械式(フロ ート式)と電気式(電極式)があり、確実に動作するものを選定する。
イ 圧力検知装置
ポンプの吐出し圧力が規定値になったことを検知するための装置で、ポンプ運転 中の圧力異常低下を検知し、警報または故障表示を行う保護装置としての役割も持 つ。
ウ 流水検知装置
ポンプの始動中に軸封水、冷却水および水中軸受の潤滑水が流れていることを検 知するための装置で、ポンプ運転中に潤滑水、軸封水および冷却水が断水または過 小水量になったとき、警報または故障表示を行う保護装置としての役割も持つ。
エ 流水開閉装置
呼び水用、軸封水用、冷却水用および潤滑水用等の小配管の途中のバルブを、電 気的に開閉するための装置で、電動弁または電磁弁を用いる。
オ リミットスイッチ等
① ストローク(位置)リミットスイッチは、電動弁の全閉、全開または所定の 開度で動作を止めるために設置する。
② トルクリミットスイッチは、電動弁の弁体に異物を噛み込んだ場合や、バル ブの開閉時に過大なトルクがかかったときに、バルブ駆動用電動機を保護する ために設置する。
③ インターロックは、電動弁を手動で操作するときに運転員の安全を図るため、
電動操作ができないようにするために設置する。
⑵ 留意事項
ポンプ設備には、ポンプ井水位計、ポンプ吐出し圧力計、本管圧力計、回転速度計 及び流量計等の計測器を設けるが、次の点に留意すること。
① ポンプ井には、水位計を設置し水位の上下限の警報を発報させる。
② ポンプ設備には、運転状態の監視及び設計揚程の確認を行うため、吸込圧力 計及び吐出圧力計を設置し、異常値を検知した場合に警報を発報させる。
③ 複数台のポンプを運転させる設備において、制御バルブを用いて流量制御す る場合は、集合管(本管)出口に制御バルブを設置し、制御バルブの一次側と 二次側に圧力計を取付け、異常値を検知した場合に警報を発報させることが望 ましい。
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2について:保護装置は、ポンプが運転中に故障などの異常が発生した場合に、警報に より運転員に異常を知らせたり、故障の程度に応じてポンプを停止し、ポンプ、電動機 を保護するために設ける。
⑴ 故障の種類
故障の原因は、重故障と軽故障に分類し、故障対応が容易に行えるようにする。な お、重故障と軽故障の分類は、施設の形態や運転管理体制などにより異なるので、そ れぞれの状況に適した分類で、確実に対応できる設定にする必要がある。
ア 重故障
機器に異常が生じ、そのまま運転を継続すると、重大な影響を及ぼすおそれがあ るときに、自動的または非常停止操作によって、ポンプを即時停止させる必要があ る故障。
重故障により停止した場合、予備機が自動で始動できるようにしておくことが望 ましい。
イ 軽故障
ポンプの運転に影響を与えないもので、運転員の判断で適切な処置が行える故障。
⑵ 保護項目
ポンプを安全に運転するためには、関連する機器などの異常値を早期に検出し、重 大な事故にならないようにするため、適切な保護項目を設定する必要がある。
一般的な保護項目を、次表に示す。
定格電流余裕を見込んだ値 現時要素を伴う 主ポンプ:計画最小流量以下の値 同上
軸封水・冷却水・潤滑水の所要水量
計画吐出し量における吐出し圧力または 同上 それ以下の値
空気吸込開始水位またはキャビテーショ ン発生水位に余裕を見込んだ値
始動指令から吐出弁全開までの所要時間 に余裕を見込んだ値
停止指令から電動機用遮断機断までの所 要時間に余裕を見込んだ値
⑶ 検出装置により検出された異常は、重故障、軽故障の故障分類に従い、運転員が状 況を判断しやすいように表示する。
過 小 水 量 ポンプ吐出し 圧力異常低下 ポンプ吸込
項 目 過 負 荷
表-5.9.7 保護項目
174 停 止 渋 滞
備 考 目標値または基準値
一般に70℃以下 水位異常低下
軸受過熱(ポ ンプ・モータ)
始 動 渋 滞