JP2683738B2 - Plant operating condition evaluation method - Google Patents

Plant operating condition evaluation method

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JP2683738B2
JP2683738B2 JP62282848A JP28284887A JP2683738B2 JP 2683738 B2 JP2683738 B2 JP 2683738B2 JP 62282848 A JP62282848 A JP 62282848A JP 28284887 A JP28284887 A JP 28284887A JP 2683738 B2 JP2683738 B2 JP 2683738B2
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pressure
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誠逸 二川原
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、発電プラント等のプラントの運転状態評価
方法に係り、特に、プロセス量相互間に一定の因果関係
のあるプラントの、検出されたプロセス量の確かさを配
慮したプラント運転状態評価方法に関する。 〔従来の技術〕 従来の装置は、特開昭56−85506号公報に記載されて
いるように、こうあるべきだとのプロセス量基準値(プ
ラント負荷に基づいて設定される決められた関数)と、
実測プロセス量を比較し、その差異によりプロセス検出
量の異常を判定していた。 また、特開昭59−154320号公報には、プラントの動的
モデルを設け、この動的モデルを使つて予想プロセス量
を求め、これと実測プロセス量を比較してプロセス検出
量の異常を判定する例が記載されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来技術においては、プラントの運転方法が変つ
たり、プラントの特性が?一時的に、あるいは経年的に
変つてプラントの状態に変化が生じた場合、あらかじめ
設定されたプラント負荷に基づくプロセス量基準値は、
実運転におけるその基準値と大きな偏差を生じ、このた
め正常な運転が行われているにも拘らず、あらかじめ設
定されたプロセス量基準値と実測値の比較に基づいてプ
ロセス量異常と判定することがある問題があつた。ま
た、動的モデルを使つて異常判定させるには、複雑なシ
ミユレーシヨンモデルを必要とし、装置が膨大となつて
経済性に問題があつた。 本発明の課題は、経済的で、かつプラントの様様な運
転状態においても常に正しくプラントの運転状態を評価
するにある。 〔問題点を解決するための手段〕 上記の課題は、プロセス検出器群によりプロセス量を
検出しつつ、該プロセス量に基づいてプラントの運転状
態を評価するプラントの運転状態評価方法において、前
記プラントの構成によつて特徴づけられる各プロセス量
間の相互因果関係により総合判断して検出されたプロセ
ス量の異常の有無を判定することを特徴とするプラント
運転状態評価方法により達成される。 また、プロセス検出器群によりプロセス量を検出しつ
つ、該プロセス量に基づいてプラントの運転状態を評価
するプラントの運転状態評価方法において、前記プラン
トの構成によつて特徴づけられる各プロセス量間の相互
因果関係により総合判断して検出されたプロセス量の異
常の有無を判定し、異常なプロセス量が検出されたと
き、正常予測値を求めて前記異常なプロセス量と置き換
えてプラントの運転状態を評価することを特徴とするプ
ラント運転状態評価方法により達成される。 〔作用〕 発電プラント等のプラントにおいては、蒸気、水、燃
料、電気、ガスなどの流体が流れており、これらが、プ
ラントを構成する機器で所定の働きをしてプラントの性
能を発揮している。したがつてプラントのプロセス量は
プラントに流れているこれら流体の状態量であり、ある
いは機器のメタル温度などといつた、機器そのものの状
態量である。 これらのプロセス量の間には、流体の流れの上流と下
流の間での一定の関係、プラントを構成している機器で
の熱的あるいは化学的反応による特定の関係、プロセス
量の時間的変化はある定められた指標に基づいて変化す
るという時間的変化の関係、プロセス量はプラント構成
上から限られた範囲内でしか変化しないというプロセス
量特性の関係、といつた定まつた関係がある。プロセス
量を検出しつつ、検出されたプロセス量に基づいて、こ
のようなプロセス量間の因果関係が総合的に評価される
ので、プロセス量に異常が発生した場合に、その異常プ
ロセス量がその周辺のプロセス量に基づいて検出され
る。 また、異常プロセス量が検出されたとき、その異常プ
ロセス量が正常予測値に置き換えられ、置き換えられた
値に基づいてプラントの運転状態評価が行なわれる。 〔実施例〕 以下、本発明を火力発電プラントを例に説明する。 第6図は火力発電プラントの概要を示す図である。第
6図において、ボイラ1で発生した蒸気は主蒸気砕18を
通つて高圧タービン2に入り、ここで蒸気の熱エネルギ
ーの一部は発電機4を回すための回転機械エネルギーに
変換される。高圧タービン2で仕事をした蒸気は低温再
熱蒸気管19を通り、再熱器16で再び加熱され、高温再熱
蒸気管20を通つて再熱タービン3に導かれ、再び仕事を
する。再熱タービン3で仕事をした蒸気は排気として復
水器5に入り、海水等の冷却水によつて冷却されて水に
復する。この腹水は腹水ポンプ6によりポンプアツプさ
れ、腹水熱交換器7、空気抽出器8およびグランドコン
デンサ9の各熱交換器を通つて熱回収を行ない、低圧給
水加熱器10、脱気器11で温度が上げられ、ボイラ給水ポ
ンプ12で昇圧された腹水はボイラ給水として高圧給水加
熱器13でさらに昇温され、主給水管21を通つてボイラ1
に給水される。高圧給水加熱器13、脱気器11および低圧
給水加熱器10はいずれもタービンの抽気で加熱される。
またボイラ1においては燃料調節弁17でコントロールさ
れた燃料が燃料バーナ14を通り火炉内で燃焼する。給水
はこの燃焼による輻射熱を受けて蒸気となり、過熱器15
で過熱されタービンに送られる。このようなプラントに
おいて、プラントが正常な状態で運転されている場合の
各部の状態量の例を示したのが第7図である。第7図は
500MWを発電しているプラントの正常な運転状態を示し
たもので、ボイラ、タービン、補機等の各部における温
度、圧力、流量が示されている。ここで示されている状
態量は容易に計測できるプロセス量である。 第7図において、各プロセス量は次のような特性関係
があることがわかる。 (1)プロセス量の流れには必らず上流と下流の関係が
ある。すなわち、流量は上流から下流側に等流量で流
れ、圧力は上流側が大きくて下流側に低く、温度も途中
に熱交換器がなければ下流側は上流側以上にはならない
などの関係である。 (2)タービンや熱交換器まわりのプロセスは、その機
器特性に基づく熱力学的関係が成立する。例えば、機器
内部が飽和状態であれば、機器内部の圧力、温度のプロ
セス量は飽和関係にあるとか、熱交換器での加熱量と被
加熱量は等価であるとか、タービンの抽気段圧力はそこ
を通過する蒸気量と比例関係にあるなどである。 (3)プラントのプロセス量はプラントの運転にともな
つて時間的変化をするが、その変化は発電機出力の変化
と同一変化するもの、主蒸気圧力の変化にともなつて変
化するものなど、必らずある指標にしたがつて追従変化
している。 (4)プラントのプロセス量は、プラントの構成上から
限られた範囲内でしか変化しない。 (5)上記(1)〜(4)に含まれない特殊な動きをす
るプロセス量があつても、その動きには特定の関係式が
必らずある。 以上(1)〜(5)の関係を組み合わせ、総合的に評
価することによつてプロセス量検出の異常を判定するの
が本発明のポイントである。 次に、本発明の実施例を第1〜5図により説明する。 第1図は、プラントのプロセス量をプロセス信号処理
部100で入力し、工学単位に交換した入力信号をプロセ
スの流体力学的関係診断部101、プロセスの熱力学的関
係診断部102、プロセスの時間的関係診断部103、プロセ
ス信号の特性診断部104、およびプロセスの特殊関係診
断部105のそれぞれに入力し、これらの診断部で診断さ
れた情報に基づき、プロセス状態総合診断部106で相関
関係(相互因果関係)を総合診断し、プロセス量の正
常、異常を判定する装置の機能構成を示している。な
お、プラントのプロセスの構成、あるいは異常判定を行
なうプロセス量の範囲が限定されている場合には、前記
診断部101,102,103,104,105のすべてが必要というので
なく、これら診断部のいくつかを組み合わせしてもよ
い。 第1図の診断部101,102,103,104,の機能を持つてプロ
セス状態を総合診断し、プロセス量の異常を判定する例
として、第2図に示す高圧タービンまわりのプロセス状
態の評価方法について以下詳細に説明する。 第2図は、高圧タービン2まわりのプロセス系統図を
示したものである。タービン入口蒸気(圧力P0,温度
T0)は加減弁22を通つて高圧タービン2に入り、膨張す
る。膨張した蒸気は第1抽気段で抽気され、抽気蒸気
(圧力P1、温度T1)はNO.1HPヒータ23でボイラ給水の加
熱用として使われる。また高圧タービン2の排気蒸気
(圧力P2,温度T2)はボイラ1に送られ、再熱される
が、その一部の蒸気はNO.2HPヒータ24におけるボイラ給
水の加熱用として抽気される。 ここで高圧タービン2内の蒸気の膨張の様子は第3図
のように表わされ、高圧タービン内部の効率ηHPを求め
るために必要なプロセス量は第2図にも示しているよう
に次の4点である。 (I)タービン入口蒸気圧力(P0) (II)タービン入口蒸気温度(T0) (III)タービン排気圧力(P2) (IV)タービン排気温度(T2) 一方、タービン段落内部効率計算のためのこれらプロ
セス量と強い因果関係をもつ高圧タービンまわりのプロ
セス量には第4図に示しているように下記がある。 (I)ボイラ出口蒸気圧力(P0B) (II)ボイラ出口蒸気温度(T0B) (III)NO.1HPヒータ胴体圧力(P1H) (IV)NO.2HPヒータ胴体圧力(P2H) (V)再熱器入口蒸気圧力(P2R) (VI)再熱器入口蒸気温度(T2R) (VII)加減弁開度(P0S) (VIII)主蒸気流量(計算値)(F0B)(発電機出力で
もよい) (IX)タービン抽気圧力(P1) (X)タービン抽気温度(T1) 高圧タービン段落内部効率計算のためのプロセス量お
よびタービンまわりのこれらプロセス量には次のような
関係がある。 (a)上流,下流の関係 (イ)P0BとP0 (ロ)T0BとT0 (ハ)P1とP1H (ニ)P2とP2H,P2とP2R (ホ)T2とT2R (b)熱力学的関係 (イ)P1とP2 (ロ)P0とT0,F0BとP0S (c)時間的変化の関係 (イ)F0BとP1は同一変化する。 (ロ)F0BとP2は同一変化する。 (ハ)P1とP2は同一変化する。 (ニ)P1とP1Hは同一変化する。 (ホ)P2とP2Hは同一変化する。 (ヘ)P2とP2Rは同一変化する。 (ト)温度は熱的変化として急激な変化はしない。 (d)検出器誤差の特性 検出器はある程度の誤差をもつているが、このバラツ
キには一定の幅があり、急激に変化することはない。 まず、プロセスの流体力学的関係診断部101での処理
に関係する(a)項の上流、下流の関係においては下記
関係式が成り立つ。 P0B=P0+ΔP0 P1=P1H+ΔP1H P2=P2H+ΔP2H P2=P2R+ΔP2R ここで、ΔP0,ΔP1H,ΔP2H,ΔP2Rはそれぞれのプロセ
スラインでの圧力降下分で、そこを流れる流量の2乗に
比例する。 また、 T0B=T0+ΔT0 T2=T2R+ΔT2R ここで、ΔT0,ΔT2Rはそれぞれのプロセスラインでの
温度降下分で、これは外気への放熱によるものであり、
ほぼ一定値である。 次にプロセスの熱力学的関係診断部102に関連する
(b)項の熱力学的関係においては下記の関係式が成り
立つ。 POS=f(FOS,P0,T0) 次にプロセスの時間的診断部103に関連する(c)項
の時間変化の関係においては下記関係式が成り立つ。 ここで、NはサフイツクスでOB,0,1,2,2Rを示す。
α,βは定数である。 プロセス信号の特性診断部104に関連する(d)項の
検出器誤差の特性においては下記関係式が成り立つ。 ここで、rは定数で、プロセス量のP0B,P1,…にそれ
ぞれ個有の値となる。 以上述べた関係式により、圧力計で検出されたプロセ
ス量P2の状態評価をしたものを第5図に示した。 第5図において、プロセスの流体力学的関係診断部10
1でのP2とP2H,P2とP2Rの関係が正常であればそれぞれの
関係曲線の中の許容幅(斜線部、以下同じ)内で変化し
ているが、P2とP2H,P2Rのプロセス量に異常値があれ
ば、この関係式がくずれ、許容幅を逸脱することにな
る。同様にプロセスの熱力学的関係診断部102において
は、P2/P1が一定許容幅にあるかがチエツクされ、また
プロセスの時間的関係診断部103では、P2の時間的変化
とP1,P2H,P2Rの時間的変化の相関関係がチエツクされ、
さらにプロセス信号の特性診断部104においては検出器
としての動作を診断するためP2の変化速度が許容値内で
あるかがチエツクされる。それぞれの診断部においてチ
エツクされた結果、許容値を逸脱するものがあれば、プ
ロセス状態総合診断部へ異常信号(異常でONする信号)
を伝送する。 プロセス状態総合診断部では、これらの診断部からの
異常信号が入力されると各信号の相関関係による判断ロ
ジツク(各診断部からの異常が2つ以上発生したことで
プロセス量を異常と判定)によりプロセス量P2の異常の
有無を判定し、異常の場合、信号201を出力すると同時
に、正常予測値要求信号202を出力して正常予測値を関
係する関係式から求め(第5図においてはP2/P1の関係
式)、予測値P2′203としてプロセス信号処理部へ入力
し、P2をP2′におきかえてプラントのプロセス量を評価
することも行う。 第5図ではプロセス量P2の異常診断について示した
が、その他のプロセス量についても同様の方法で検出す
る。 以上第5図に示したように、簡単なロジツクにより、
複雑な動的シミユレーシヨンモデルと同等の精度で容易
にプロセス量の状態量を評価することができる。 第5図では、第1図の特殊関係診断部105を持たない
例について述べているが、本発明の他の実施例として第
1図の特殊関係診断部105の機能をもつた例について以
下に説明する。 第4図において、タービン入口蒸気圧力P0,温度T
0と、タービン抽気圧力P1、温度T1およびタービン排気
圧力P2、温度T2との間には、タービンが正常に機能して
いるときは蒸気の膨張特性により、一定の関係を保つて
いるが、タービンが正常状態を逸脱したときには上記関
係がくずれ、特殊な動きをする。この特殊な動きに対し
ても次のような関係が成り立つている。 P0P1,T0T1 P1P2,T1T2 すなわち、タービン抽気、排気の条件は絶対にタービ
ン入口蒸気条件以上にはならないという事実である。 また、機器、配管類は決められた設計圧力、温度条件
で設計製作されており、この設計圧力、温度以上の運転
は絶対にあつてはならないという運転条件がある。 P0DP0,T0DT0 P1DP1,T1DT1 P2DP2,T2DT2 ここで、サフイツクスのDは設計条件を示す。また、
タービン加減弁22の開度P0Sが全閉のときはP1とP2は同
一値を示す。 P1=P2(P0S=0のとき) また、高圧タービンからHPヒータへの抽気管には、逆
流防止用のチエツク弁があつてHPヒータからタービンへ
は流体が逆流しないように考えているが、この逆流防止
用チエツク弁が誤動作したときには、 P1HP1,(NO.1HPヒータ抽気のチエツク弁故障時) P2HP2,(NO.2HPヒータ抽気のチエツク弁故障時) となる場合もあり得る。 以上、タービンの運転が正常状態から逸脱し、特殊な
条件で運転された場合の関係を列挙したが、これらの関
係式は定性的なものやプラントの運転経験から得られた
ノーハウ、断片的なものが大半であり、いわゆる知識情
報に属するものである。 このような数式的なものだけではない知識情報に基づ
く判断が特殊関係診断部105の機能である。 以上述べた知識情報をベースにした特殊関係診断部の
機能を第5図の評価ロジツクに追加、組込み診断評価の
判断条件に供してやれば、プラント機器が正常状態にあ
ることに限定せずとも、プラントのあらゆる運転状態に
対して正確にプロセス状態量を評価することができるよ
うになり、一層の効果を発揮できる。 〔発明の効果〕 本発明によれば、複雑なプラントシミユレーシヨンモ
デルを設けることなく、簡単な手法により、プラントの
あらゆる運転に対して、またプラントの経年的変化や特
性変化(性能変化など)にも影響されずにプラントのプ
ロセス量の異常が判定され、またプロセス量の検出が正
常に行われていない場合は、正常予測値を求めて正常で
ない検出値と置き換えてプラントの運転状態評価が行わ
れるので、不正確なプロセス量に基づいて運転状態が評
価されることがなくなり、運転状態評価の信頼性向上の
効果がある。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for evaluating the operating state of a plant such as a power plant, and more particularly to a method for detecting a plant having a certain causal relationship between process amounts. The present invention relates to a plant operation state evaluation method that considers the reliability of the process amount. [Prior Art] As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-85506, a conventional apparatus has a process amount reference value that should be as described above (a fixed function set based on a plant load). When,
The measured process amounts were compared and the difference in the process detected amount was determined based on the difference. Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 59-154320, a dynamic model of a plant is provided, an expected process amount is obtained using this dynamic model, and this is compared with an actually measured process amount to determine an abnormal process detection amount. An example of doing so is described. [Problems to be Solved by the Invention] In the above conventional technology, the operating method of the plant is changed, or the characteristics of the plant are different. When the state of the plant changes temporarily or over time, the process amount reference value based on the preset plant load is
A large deviation from the reference value in actual operation occurs, and therefore, despite normal operation, it is determined that the process amount is abnormal based on the comparison between the preset process amount reference value and the measured value. There was a problem. In addition, in order to make an abnormality determination using a dynamic model, a complicated simulation model is required, and there is a problem in economic efficiency due to the enormous number of devices. An object of the present invention is to evaluate the operating state of a plant economically and always in a plant-like operating state. [Means for Solving Problems] The above problem is in a plant operating state evaluation method for evaluating the operating state of a plant based on the process amount while detecting the process amount by a process detector group. This is achieved by a plant operating state evaluation method characterized by making a comprehensive judgment based on the mutual causal relationship between the respective process quantities characterized by the above configuration to judge whether or not there is an abnormality in the detected process quantity. In addition, while detecting the process amount by the process detector group, in a plant operating state evaluation method for evaluating the operating state of the plant based on the process amount, between each process amount characterized by the configuration of the plant Determine whether there is an abnormality in the detected process amount by making a comprehensive judgment based on mutual causal relationships, and when an abnormal process amount is detected, obtain a normal predicted value and replace it with the abnormal process amount to determine the operating state of the plant. This is achieved by a plant operation state evaluation method characterized by evaluation. [Operation] In plants such as power generation plants, fluids such as steam, water, fuel, electricity, and gas are flowing, and these perform predetermined functions in the equipment that constitutes the plant to exert the performance of the plant. There is. Therefore, the process quantity of the plant is the state quantity of these fluids flowing to the plant, or the state quantity of the equipment itself, such as the metal temperature of the equipment. Among these process quantities, there are certain relationships between the upstream and downstream of the fluid flow, specific relationships due to thermal or chemical reactions in the equipment making up the plant, and temporal changes in the process quantities. Has a fixed relationship with a temporal change relationship that changes based on a certain index, and a process quantity characteristic relationship that the process quantity changes only within a limited range from the plant configuration. . While detecting the process amount, the causal relationship between such process amounts is comprehensively evaluated based on the detected process amount. Therefore, when an abnormal process amount occurs, the abnormal process amount It is detected based on the peripheral process amount. Further, when the abnormal process amount is detected, the abnormal process amount is replaced with the normal predicted value, and the operating state of the plant is evaluated based on the replaced value. [Examples] Hereinafter, the present invention will be described by taking a thermal power plant as an example. FIG. 6 is a diagram showing an outline of a thermal power plant. In FIG. 6, the steam generated in the boiler 1 passes through the main steam breaker 18 and enters the high pressure turbine 2, where a part of the thermal energy of the steam is converted into rotary mechanical energy for rotating the generator 4. The steam that has worked in the high-pressure turbine 2 passes through the low-temperature reheat steam pipe 19, is reheated in the reheater 16, is guided to the reheat turbine 3 through the high-temperature reheat steam pipe 20, and performs the work again. The steam that has worked in the reheat turbine 3 enters the condenser 5 as exhaust gas, is cooled by cooling water such as seawater, and is restored to water. This ascites is pumped up by the ascites pump 6, and heat is recovered through each heat exchanger of the ascites heat exchanger 7, the air extractor 8 and the gland condenser 9, and the temperature is reduced by the low pressure feed water heater 10 and the deaerator 11. The ascitic fluid that has been raised and pressurized by the boiler feed water pump 12 is further heated by the high-pressure feed water heater 13 as boiler feed water, and passes through the main water supply pipe 21 to feed the boiler 1
Water is supplied to The high-pressure feed water heater 13, the deaerator 11, and the low-pressure feed water heater 10 are all heated by the extraction air of the turbine.
In the boiler 1, the fuel controlled by the fuel control valve 17 passes through the fuel burner 14 and burns in the furnace. The water supply receives the radiant heat from this combustion to become steam, and the superheater 15
Is overheated and sent to the turbine. In such a plant, FIG. 7 shows an example of the state quantity of each part when the plant is operating in a normal state. Fig. 7
It shows the normal operating state of a plant generating 500 MW, and shows the temperature, pressure, and flow rate in each part of the boiler, turbine, auxiliary machinery, and so on. The state quantity shown here is a process quantity that can be easily measured. In FIG. 7, it can be seen that the process amounts have the following characteristic relationships. (1) There is an upstream / downstream relationship in the process flow. That is, the flow rate is equal from the upstream side to the downstream side, the pressure is large on the upstream side and low on the downstream side, and the temperature does not become higher than the upstream side if there is no heat exchanger in the middle. (2) The processes around the turbine and the heat exchanger have a thermodynamic relationship based on the device characteristics. For example, if the inside of the equipment is in a saturated state, the process amount of pressure and temperature inside the equipment are in a saturated relationship, that the heating amount and the amount to be heated in the heat exchanger are equivalent, the extraction stage pressure of the turbine is It is proportional to the amount of steam passing through it. (3) The process amount of the plant changes temporally with the operation of the plant, but the change is the same as the change of the generator output, the change with the change of the main steam pressure, etc. Inevitably, it follows and changes according to an index. (4) The process amount of the plant changes only within a limited range due to the plant configuration. (5) Even if there is a process amount that makes a special motion that is not included in the above (1) to (4), the motion necessarily has a specific relational expression. The point of the present invention is to determine the abnormality in the process amount detection by combining the above relationships (1) to (5) and making a comprehensive evaluation. Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows that a process amount of a plant is input to a process signal processing unit 100, and an input signal exchanged into an engineering unit is used as a process hydrodynamic relation diagnosis unit 101, a process thermodynamic relation diagnosis unit 102, and a process time. Input to each of the physical relationship diagnosis unit 103, the process signal characteristic diagnosis unit 104, and the process special relationship diagnosis unit 105, and based on the information diagnosed by these diagnosis units, the process state comprehensive diagnosis unit 106 correlates ( The functional configuration of the device for comprehensively diagnosing (mutual causal relationship) and determining whether the process amount is normal or abnormal is shown. Incidentally, if the process configuration of the plant, or the range of the process amount for performing the abnormality determination is limited, not all of the diagnostic units 101, 102, 103, 104, 105 are necessary, and some of these diagnostic units may be combined. . As an example of comprehensively diagnosing a process state with the functions of the diagnosis units 101, 102, 103, 104 shown in FIG. 1 and determining an abnormal process amount, a method for evaluating the process state around the high pressure turbine shown in FIG. 2 will be described in detail below. . FIG. 2 shows a process system diagram around the high-pressure turbine 2. Turbine inlet steam (pressure P 0 , temperature
T 0 ) enters the high-pressure turbine 2 through the regulator valve 22 and expands. The expanded steam is extracted in the first extraction stage, and the extracted steam (pressure P 1 , temperature T 1 ) is used by the NO.1HP heater 23 for heating boiler feed water. The exhaust steam (pressure P 2 , temperature T 2 ) of the high-pressure turbine 2 is sent to the boiler 1 and reheated, but a part of the steam is extracted for heating the boiler feed water in the NO.2 HP heater 24. Here, the state of expansion of steam in the high-pressure turbine 2 is represented as shown in FIG. 3, and the process amount required to obtain the efficiency ηHP inside the high-pressure turbine is as shown in FIG. 4 points. (I) Turbine inlet steam pressure (P 0 ) (II) Turbine inlet steam temperature (T 0 ) (III) Turbine exhaust pressure (P 2 ) (IV) Turbine exhaust temperature (T 2 ) As shown in FIG. 4, there are the following process quantities around the high-pressure turbine that have a strong causal relationship with these process quantities. (I) Boiler outlet steam pressure (P 0B ) (II) Boiler outlet steam temperature (T 0B ) (III) NO.1HP heater body pressure (P 1H ) (IV) NO.2HP heater body pressure (P 2H ) (V) ) Reheater inlet steam pressure (P 2R ) (VI) Reheater inlet steam temperature (T 2R ) (VII) Control valve opening (P 0S ) (VIII) Main steam flow rate (calculated value) (F 0B ) ( (IX) Turbine extraction pressure (P 1 ) (X) Turbine extraction temperature (T 1 ) High-pressure turbine stage Process quantities for internal efficiency calculation and these process quantities around the turbine are as follows. I have a relationship. (A) Relationship between upstream and downstream (a) P 0B and P 0 (b) T 0B and T 0 (c) P 1 and P 1H (d) P 2 and P 2H , P 2 and P 2R (e) T 2 and T 2R (b) Thermodynamic relationship (a) P 1 and P 2 (b) P 0 and T 0 , F 0B and P 0S (c) Relationship between temporal changes (a) F 0B and P 1 Change the same. (B) F 0B and P 2 change the same. (C) P 1 and P 2 change the same. (D) P 1 and P 1H change the same. (E) P 2 and P 2H change the same. (F) P 2 and P 2 R change the same. (G) The temperature does not change rapidly as a thermal change. (D) Characteristics of detector error The detector has some error, but this variation has a certain width and does not change abruptly. First, in the upstream and downstream relationships of the item (a) related to the process in the hydrodynamic relationship diagnosis unit 101 of the process, the following relational expressions are established. P 0B = P 0 + ΔP 0 P 1 = P 1H + ΔP 1H P 2 = P 2H + ΔP 2H P 2 = P 2R + ΔP 2R where ΔP 0 , ΔP 1H , ΔP 2H and ΔP 2R are pressures in each process line The amount of drop, which is proportional to the square of the flow rate flowing there. In addition, T 0B = T 0 + ΔT 0 T 2 = T 2R + ΔT 2R where ΔT 0 and ΔT 2R are the temperature drop in each process line, which is due to heat radiation to the outside air,
It is almost constant. Next, in the thermodynamic relation of the item (b) related to the thermodynamic relation diagnosis unit 102 of the process, the following relational expression holds. P OS = f (F OS , P 0 , T 0 ) Next, the following relational expression is established in the relation of the time change of the term (c) related to the temporal diagnosis unit 103 of the process. Here, N is a suffix and indicates OB, 0,1,2,2R.
α and β are constants. In the characteristic of the detector error of the item (d) related to the characteristic diagnostic unit 104 of the process signal, the following relational expression holds. Here, r is a constant and has a value unique to each of the process quantities P 0B , P 1 , ... FIG. 5 shows a state evaluation of the process amount P 2 detected by the pressure gauge by the above-mentioned relational expression. In FIG. 5, the hydrodynamic relationship diagnosis unit 10 of the process is shown.
If the relationship between P 2 and P 2H and P 2 and P 2R in 1 is normal, it changes within the permissible width (shaded area, the same below) in each relationship curve, but P 2 and P 2H Therefore, if there is an abnormal value in the process amount of P 2R , this relational expression will collapse and deviate from the allowable range. Similarly, in the process thermodynamic relationship diagnosis unit 102, it is checked whether P 2 / P 1 is within a certain allowable width, and in the process time relationship diagnosis unit 103, the time change of P 2 and P 1 , P 2H , P 2R temporal correlation is checked,
Further, in the characteristic diagnosing unit 104 of the process signal, in order to diagnose the operation as the detector, it is checked whether the changing speed of P 2 is within the allowable value. As a result of checking in each diagnostic unit, if there is something that deviates from the allowable value, an abnormal signal to the process status comprehensive diagnostic unit (a signal that turns ON due to an abnormality)
Is transmitted. In the process state comprehensive diagnosis section, when the abnormal signals from these diagnosis sections are inputted, the judgment logic based on the correlation of each signal (the process amount is judged to be abnormal due to the occurrence of two or more abnormalities from each diagnosis section) The presence or absence of an abnormality in the process amount P 2 is determined by the following, and in the case of an abnormality, the signal 201 is output, and at the same time, the normal predicted value request signal 202 is output to obtain the normal predicted value from the related relational expression ( The relational expression of P 2 / P 1 ) and the predicted value P 2 ′ 203 are input to the process signal processing unit, P 2 is replaced with P 2 ′, and the process amount of the plant is also evaluated. Although FIG. 5 shows the abnormality diagnosis of the process amount P 2 , other process amounts are also detected by the same method. As shown in Fig. 5 above, by simple logic,
The state quantity of the process quantity can be easily evaluated with the same accuracy as that of the complex dynamic simulation model. Although FIG. 5 describes an example without the special relation diagnosis unit 105 of FIG. 1, an example having the function of the special relation diagnosis unit 105 of FIG. 1 will be described below as another embodiment of the present invention. explain. In Fig. 4, turbine inlet steam pressure P 0 , temperature T
A constant relationship should be maintained between 0 and the turbine extraction pressure P 1 , temperature T 1 and turbine exhaust pressure P 2 , temperature T 2 due to the expansion characteristics of steam when the turbine is functioning normally. However, when the turbine deviates from the normal state, the above relationship is broken and a special movement occurs. The following relationship holds for this special movement. P 0 P 1 , T 0 T 1 P 1 P 2 , T 1 T 2, that is, the fact that turbine extraction and exhaust conditions never exceed the turbine inlet steam conditions. In addition, the equipment and piping are designed and manufactured under predetermined design pressure and temperature conditions, and there is an operating condition that operation above this design pressure and temperature must never be applied. P 0D P 0 , T 0D T 0 P 1D P 1 , T 1D T 1 P 2D P 2 , T 2D T 2 Here, D in the suffix indicates a design condition. Also,
When the opening P 0S of the turbine control valve 22 is fully closed, P 1 and P 2 show the same value. P 1 = P 2 (when P 0S = 0) In addition, a check valve for backflow prevention is provided in the extraction pipe from the high-pressure turbine to the HP heater so that the fluid does not flow back from the HP heater to the turbine. However, when this check valve for backflow prevention malfunctions, P 1H P 1 , (when the check valve of NO.1HP heater bleed air fails) P 2H P 2 (when the check valve of NO.2HP heater bleed air fails) There may be cases. Above, the relations when the operation of the turbine deviates from the normal state and it is operated under special conditions are listed.These relational expressions are qualitative, know-how obtained from operating experience of the plant, fragmentary Most of them belong to so-called knowledge information. The determination based on knowledge information that is not limited to such mathematical expressions is a function of the special relationship diagnosis unit 105. If the function of the special relation diagnosis unit based on the knowledge information described above is added to the evaluation logic of FIG. 5 and provided for the judgment condition of the built-in diagnosis evaluation, the plant equipment is not limited to the normal state, The process state quantity can be accurately evaluated for all operating states of the plant, and further effects can be exhibited. [Effects of the Invention] According to the present invention, without providing a complicated plant simulation model, a simple method can be applied to any operation of the plant, and also secular change or characteristic change (performance change, etc.) of the plant. ), The abnormal process amount of the plant is determined, and if the process amount is not detected normally, calculate the normal predicted value and replace it with the abnormal detected value to evaluate the operating state of the plant. Therefore, the operating state is not evaluated based on the inaccurate process amount, and the reliability of the operating state evaluation is improved.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例の機能を示したブロツク図で
あり、第2図はタービンまわりのプロセス量の名称を示
す系統図であり、第3図はタービン内部の蒸気膨張の一
例を示す特性図であり、第4図はタービンまわりのプロ
セス量の名称を示す系統図であり、第5図は第1図に示
された実施例の機能の一部を示すブロツク図であり、第
6図は火力発電プラントの概要の一例を示す系統図であ
り、第7図は火力発電プラントのプロセス量の例を示す
系統図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing the function of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a system diagram showing the names of process quantities around a turbine, and FIG. 3 is a turbine. FIG. 4 is a characteristic diagram showing an example of internal vapor expansion, FIG. 4 is a system diagram showing names of process quantities around a turbine, and FIG. 5 shows a part of the function of the embodiment shown in FIG. It is a block diagram shown, FIG. 6 is a system diagram showing an example of an outline of a thermal power plant, and FIG. 7 is a system diagram showing an example of a process amount of the thermal power plant.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.プロセス検出機器群によりプロセス量を検出し、該
プロセス量に基づいてプラントの運転状態を評価するプ
ラントの運転状態評価方法において、前記プラントの構
成によって特徴づけられる、 流体の流れの上流と下流の間でのプロセス量の相互因
果関係、 プラントを構成する機器の特性に基づくプロセス量の
熱力学的相互因果関係、 プロセス量の時間的変化はある定められた指標に従っ
ているという時間的相互因果関係、 プロセス量はプラントの構成上から限られた範囲内で
変化するという相互因果関係、 のうちのいずれか複数を含む各プロセス量間の相互因果
関係により判断して、検出されたプロセス量の異常の有
無を判定することを特徴とするプラント運転状態評価方
法。 2.請求項1に記載のプラント運転状態評価方法におい
て、異常なプロセス量が検出されたとき、正常予測値を
求めて前記異常なプロセス量と置き換えてプラントの運
転状態を評価することを特徴とするプラント運転状態評
価方法。
(57) [Claims] A method for evaluating a plant operation state in which a process amount is detected by a process detection device group and the plant operation state is evaluated based on the process amount, characterized by the configuration of the plant, between an upstream and a downstream of a fluid flow. Inter-causal relations of process quantities in plants, thermodynamic inter-causal relations of process quantities based on the characteristics of the equipment that composes the plant, temporal inter-causal relations in which time-dependent changes in process quantities follow certain prescribed indexes, Whether there is an abnormality in the detected process amount by judging from the mutual causal relation that the amount changes within a limited range from the plant configuration, and the mutual causal relation between each process amount including any one of A method for evaluating a plant operating condition, which comprises: 2. The plant operating state evaluation method according to claim 1, wherein when an abnormal process amount is detected, a normal predicted value is obtained and replaced with the abnormal process amount to evaluate the operating state of the plant. Operating condition evaluation method.
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