CN102575527A - 船舶用主机蒸汽涡轮的运转监视·诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明的运转监视·诊断方法具备（a）连续获得与运转条件相关的运转数据作为时序数据的工序（S1），（b）获得与船舶用主机蒸汽涡轮的涡轮输出相关的输出数据作为时序数据的工序（S3），（c）任意指定成为诊断对象的期间的工序（S7），（d）在输出数据中提取属于指定期间内的输出数据的工序（S9），（e）将指定期间中的输出数据和运转数据之间的关系作为“涡轮输出-运转条件图表”显示的工序（S13），以及（f）由“涡轮输出-运转条件图表”诊断运转条件的适合与否的工序（S21）。

Description

船舶用主机蒸汽涡轮的运转监视·诊断方法

技术领域

本发明涉及在监视船舶用主机蒸汽涡轮的运转条件的同时，基于监视所获得的信息诊断该运转条件的适合与否的船舶用主机蒸汽涡轮的运转监视·诊断方法。

背景技术

近年来，运航的多数船舶是将蒸汽涡轮作为主机的LNG（Liquefied Natural Gas，液化天然气）船舶，但是从降低运航成本的观点考虑，提高运航时的能量效率以及减少定期检查费用等成为了重要问题。为解决这些问题，早期发现主机蒸汽涡轮的劣化及故障并采取必要措施以及为提高效率进行最适合化的运转是有效的做法，以往是通过连续获得主机蒸汽涡轮的运转条件相关的数据监视运转条件。并且，将该数据的随时间的变化用图表表示，根据由该图表获得的信息诊断运转条件的适合与否。但是，上述运转条件相关的数据是以一定时间间隔获得的时序数据，并且上述图表是在横轴及纵轴中的一方取“时刻”、在另一方取“运转条件”的时序图表，因此不容易从该时序图表中读取主机蒸汽涡轮的劣化及故障。

即，由于运转条件相关的数据受到主机蒸汽涡轮的负荷（即，涡轮输出）的变化以及各种外部因素（航行海域的水温等）的影响，因此，例如即使从上述时序图表中获知某个时刻的数据发生大的变化，也不能正确地诊断是由于“涡轮输出的变化”，还是由于“主机蒸汽涡轮的劣化及故障”，还是由于海水温度的变化等“外部因素”而引起。

另一方面，专利文献1记载了基于每个异常现象显示特有模式的模型数据诊断关于发电站的因系统异常的性能变化原因的方法，然而，该方法是每当发生异常现象时基于上述模式事后诊断其发生原因，因此无法掌握异常现象发生前后的状态，或者无法预测一旦发生异常现象将来如何演变。

现有技术文献：

专利文献1：日本特开2004-293478号公报（段落[0037]）。

发明内容

发明要解决的问题：

本发明是为解决上述问题而形成的，其目的是提供通过排除涡轮输出的变化的影响，能正确诊断船舶用主机蒸汽涡轮的运转条件，并且能掌握劣化及故障发生前后的状态，或者能预测劣化及故障等的状态变化的将来的演变的船舶用主机蒸汽涡轮的运转监视·诊断方法。

解决问题的手段：

为解决所述问题，根据本发明的船舶用主机蒸汽涡轮的运转监视·诊断方法是在监视船舶用主机蒸汽涡轮的运转条件的同时诊断该运转条件的适合与否的船舶用主机蒸汽涡轮的运转监视·诊断方法，具备：（a）连续获得与所述运转条件相关的运转数据作为时序数据的工序，（b）获得与所述船舶用主机蒸汽涡轮的涡轮输出相关的输出数据作为时序数据的工序，（c）任意指定成为诊断对象的期间的工序，（d）在所述（b）工序中获得的所述输出数据中提取属于所述（c）工序中指定的期间内的输出数据的工序，（e）在横轴及纵轴中的一方取所述涡轮输出，在另一方取所述运转条件，将所述期间中的所述输出数据和所述运转数据之间的关系作为“涡轮输出-运转条件图表”显示的工序，以及（f）由所述“涡轮输出-运转条件图表”诊断所述运转条件的适合与否的工序。

该结构，在横轴及纵轴中的一方取涡轮输出，在另一方取对应于该涡轮输出的运转条件，将任意指定的期间内的输出数据和运转数据之间的关系作为“涡轮输出-运转条件图表”显示，因此在不受涡轮输出的变化的影响下，能正确诊断运转条件的适合与否。并且，由于可以任意选择成为诊断对象的期间，因此通过切换该期间，可以掌握劣化及故障发生前后的状态，并且可以预测劣化及故障等的状态变化的将来的演变。并且，作为“运转条件”，例如可以应用“蒸汽压力”、“海水入口·出口温度”、“复水器真空”及“海水入口出口温度差”等。

在所述（f）工序之前，也可以具有（g）根据指定条件提取运转数据的工序。

该结构，通过用指定条件排除妨碍诊断的因素，可以正确诊断运转条件的适合与否。

在所述（f）工序之前，也可以具有（h）修正运转数据实测值对于设计条件的偏差的标准化处理工序。

该结构，通过修正运转数据实测值对于设计条件的偏差，排除外部因素的影响，能正确诊断运转条件的适合与否。

也可以在所述（e）工序中，将所述运转数据的设计值作为“设计图表”与“涡轮输出-运转条件图表”一起显示，在所述（f）工序中，由所述“涡轮输出-运转条件图表”及所述“设计图表”诊断所述运转条件的适合与否。

该结构，通过对比“涡轮输出-运转条件图表”及“设计图表”，可以简单地诊断出运转条件的适合与否。

也可以在所述（e）工序中，将采取对于劣化及故障的措施所需的信息与所述“涡轮输出-运转条件图表”一起显示。

该结构，可以根据显示的信息迅速且正确地采取对于劣化及故障的措施。

也可以在所述（a）工序中，获得作为所述运转数据的与所述船舶用主机蒸汽涡轮的“蒸汽室压力”相关的数据，在所述（e）工序中，显示对应于设置在所述船舶用主机蒸汽涡轮上的喷嘴阀的多个操作模式的多个所述“设计图表”，在所述（f）工序中，由所述“涡轮输出-运转条件图表”及所述多个“设计图表”诊断所述喷嘴阀的操作模式的适合与否。

该结构，由于可以诊断喷嘴阀的操作模式的适合与否，因此根据该诊断结果可以实现喷嘴阀的操作模式的最适合化。

为解决所述问题，根据本发明的船舶用主机蒸汽涡轮的运转监视·诊断方法是在监视船舶用主机蒸汽涡轮的运转条件的同时诊断该运转条件的适合与否的船舶用主机蒸汽涡轮的运转监视·诊断方法，具备：（a）连续获得与所述运转条件相关的运转数据作为时序数据的工序，（b）获得与所述船舶用主机蒸汽涡轮的涡轮输出相关的输出数据作为时序数据的工序，（c）任意指定成为诊断对象的期间的工序，（d）从所述（b）工序中获得的所述输出数据中属于所述（c）工序中指定的期间内的输出数据中提取属于任意指定的指定输出区域的输出数据的工序，（e）在横轴及纵轴中的一方取时刻，在另一方取运转条件，将时刻和与属于所述指定输出区域的所述输出数据相对应的所述运转数据之间的关系作为“时刻-运转条件图表”显示的工序，以及（f）由所述“时刻-运转条件图表”诊断所述运转条件的适合与否的工序。

该结构，将时刻和与属于指定输出区域的输出数据相对应的运转数据之间的关系作为“时刻-运转条件图表”显示，因此抑制输出数据的变化的影响，能正确诊断运转条件的适合与否。并且，由于可以任意选择成为诊断对象的期间，因此通过切换该期间，可以掌握劣化及故障发生前后的状态，并且可以预测劣化及故障等的状态变化的将来的演变。

在所述（f）工序之前，也可以具有（g）根据指定条件提取运转数据的工序。

该结构，通过用指定条件排除妨碍诊断的因素，可以正确诊断运转条件的适合与否。

在所述（f）工序之前，也可以具有（h）修正运转数据实测值对于设计条件的偏差的标准化处理工序。

该结构，通过修正运转数据实测值对于设计条件的偏差，排除外部因素的影响，能正确诊断运转条件的适合与否。

也可以在所述（e）工序中，将所述运转数据的设计值作为“设计图表”与“时刻-运转条件图表”一起显示，在所述（f）工序中，由所述“时刻-运转条件图表”及所述“设计图表”诊断所述运转条件的适合与否。

该结构，通过对比“时刻-运转条件图表”及“设计图表”，可以简单地诊断出运转条件的适合与否。

也可以在所述（e）工序中，将采取对于劣化及故障的措施所需的信息与所述“时刻-运转条件图表”一起显示。

该结构，可以根据显示的信息迅速且正确地采取对于劣化及故障的措施。

发明的效果：

本发明的船舶用主机蒸汽涡轮的运转监视·诊断方法，通过排除或抑制涡轮输出的变化的影响，能正确诊断运转条件的适合与否。并且，在切换成为诊断对象的期间的同时，显示上述“涡轮输出-运转条件图表”或上述“时刻-运转条件图表”，从而能掌握劣化及故障发生前后的状态，或者能预测劣化及故障等状态变化的将来的演变。

附图说明

图1是示出适用根据实施形态的船舶用主机蒸汽涡轮的运转监视·诊断方法的船舶用主机蒸汽涡轮及蒸汽涡轮设备（plant）的构成的系统图；

图2是示出使用于图1所示的船舶用主机蒸汽涡轮的喷嘴阀的操作模式的图，（A）是示出“开/开”的图，（B）是示出“开/关”的图，（C）是示出“关/关”的图；

图3是示出根据第1实施形态的船舶用主机蒸汽涡轮的运转监视·诊断方法的流程图；

图4是示出用图3的步骤S1及S3的工序得到的数据的图表，（A）是示出“涡轮输出”的数据的时序图表，（B）是示出“蒸汽压力”的数据的时序图表，（C）是示出“海水入口·出口温度”及“复水器真空”的数据的时序图表；

图5是在图3的步骤S13的工序中显示的“涡轮输出-蒸汽室压力图表”；

图6是在图3的步骤S13的工序中显示的“涡轮输出-复水器真空图表”；

图7是在图3的步骤S13的工序中显示的“涡轮输出-抽气压力图表”；

图8是在图3的步骤S13的工序中显示的“转数-涡轮输出图表”；

图9是在图3的步骤S13的工序中显示的“涡轮输出-1段后压力图表”；

图10是在图3的步骤S13的工序中显示的“涡轮输出-海水入口·出口温度图表”；

图11是在图3的步骤S15的工序中，对图5的图表将喷嘴阀为“开/关”的模式作为指定条件提取了蒸汽室压力的数据的图表；

图12是在图3的步骤S19的工序中，对图6的图表显示“处理法”的图表；

图13是在图3的步骤S19的工序中，对图7的图表显示“原因”的图表；

图14是示出根据第2实施形态的船舶用主机蒸汽涡轮的运转监视·诊断方法的流程图；

图15是示出在图14的步骤S1的工序中得到的“复水器真空”的数据的时序图表；

图16是示出在图14的步骤S11的工序中得到的“海水入口出口温度差”的数据（附加运转数据）的时序图表；

图17是对于图14的步骤S23的工序中显示的“时刻-复水器真空图表”，在步骤S25及S15的各工序中按照指定条件提取数据的同时，在步骤S19的工序中显示“原因”及“处理法”的图表；

图18是对于图14的步骤S23的工序中显示的“时刻-海水入口出口温度差图表”，在步骤S25及S15的各工序中按照指定条件提取数据的同时，在步骤S19的工序中显示“原因”及“处理法”的图表。

具体实施方式

以下说明根据本发明的实施形态的“船舶用主机蒸汽涡轮的运转监视·诊断方法”（以下简称“运转监视·诊断方法”）。而且，由于根据实施形态的“运转监视·诊断方法”适用于组合在蒸汽涡轮设备10中的船舶用主机蒸汽涡轮12，因此下面首先说明“蒸汽涡轮设备10的整体结构”，之后说明“运转监视·诊断方法”；

[蒸汽涡轮设备的整体结构]

如图1所示，蒸汽涡轮设备10是如LNG船等的船舶的动力装置，具备船舶用主机蒸汽涡轮12、减速装置14、螺旋桨16、锅炉18、复水器20、空气抽出装置22、复水泵24、汽封冷凝器26、低压供水加热器28、脱气器30、供水泵32、高压供水加热器34、数据收集装置36、数据处理装置38及显示装置40等。又，锅炉18及船舶用主机蒸汽涡轮12通过配管42a连通构成蒸汽系统L1，复水器20、复水泵24、汽封冷凝器26、低压供水加热器28及脱气器30通过配管42b连通构成复水系统L2。并且，脱气器30、供水泵32、高压供水加热器34及锅炉18通过配管42c连通构成供水系统L3，复水器20及空气抽出装置22通过配管42d连通构成空气抽出系统L4。

锅炉18是通过燃烧燃料（重油等）生成蒸汽的装置，在锅炉18中生成的蒸汽通过配管42a供给到船舶用主机蒸汽涡轮12。

船舶用主机蒸汽涡轮12，为了逐步地、有效率地从蒸汽获取动力，而具备高压涡轮44及低压涡轮46。高压涡轮44具备构成蒸汽室U1的蒸汽室壳体48及在蒸汽室U1的下游侧构成涡轮室U2的涡轮壳体50，在蒸汽室U1及涡轮室U2之间，配置有喷嘴阀52（图2），在涡轮室U2配置有涡轮转子54及安装在涡轮转子54上的多个旋转翼（图示省略）。

如图2（A）所示，喷嘴阀52具有连通蒸汽室U1及涡轮室U2的三个蒸汽供给口56a，56b及56c和分别开闭蒸汽供给口56a及56b的两个开闭阀58a及58b，通过操作开闭阀58a及58b，选择图2（A）所示的“开/开”、图2（B）所示的“开/关”及图2（C）所示的“关/关”中的任一操作模式。并且，由于蒸汽供给口56c通常为开放，因此即使在选择“关/关”的操作模式的情况下，也可以实现来自蒸汽供给口56c的蒸汽供给。

另一方面，低压涡轮46具有构成涡轮室U3的涡轮壳体60，在涡轮室U3配置有涡轮转子62和安装在涡轮转子62上的多个旋转翼（图示省略），并且高压涡轮44的排气口与低压涡轮46的供气口通过连通路64连通。

又，涡轮室U2的中游部和高压供水加热器34通过配管70a连通，连通路64和脱气器30通过配管70b连通，涡轮室U3的中游部和低压供水加热器28通过配管70c连通。并且，在配管70a上安装有测定其内部压力（以下称为“高压抽气压力”）的压力传感器72a，在配管70b上安装有测定其内部压力（以下称为“中压抽气压力”）的压力传感器72b，在配管70c上安装有测定其内部压力（以下称为“低压抽气压力”）的压力传感器72c。此外，在蒸汽室壳体48上安装有测定其内部压力（以下称为“蒸汽室压力”）的压力传感器72d，在涡轮壳体50上安装有测定紧接第1段旋转翼（图示省略）之后的压力（以下称为“1段后压力”）的压力传感器72e。

减速装置14具有齿轮箱74和容纳于齿轮箱74内部的齿轮单元（图示省略），在齿轮单元的两个输入侧齿轮上连接有涡轮转子54及62，在输出侧齿轮上连接有螺旋浆16的轴16a。又，在轴16a上安装有测定轴16a的“转数”及“涡轮输出”的输出传感器76。

当蒸汽从配管42a供给于高压涡轮44的蒸汽室U1时，该蒸汽按照相应于喷嘴阀52的操作模式（图2）的蒸汽供给量供给于涡轮室U2，蒸汽压力逐步地作用于多个旋转翼，从而使涡轮转子54旋转。通过了涡轮室U2内的最终段旋转翼的蒸汽，从设置于涡轮室U2的最下游部的排气口排出，并通过连通路64后供给于低压涡轮46的涡轮室U3。又，蒸汽压力逐步地作用于多个旋转翼，从而使涡轮转子62旋转。通过了涡轮室U3内的最终段旋转翼的蒸汽，通过设置于涡轮室U3的最下游部的排气口后，供给于复水器20。

复水器20具有与低压涡轮46的排气口连通的复水器主体80、配置于复水器主体80内部的冷却管82、连接于冷却管82的入口的入口管84、连接于冷却管82的出口的出口管86。又，在复水器主体80上通过配管42b连接有复水泵24，同时通过配管42d连接有空气抽出装置22。此外，在复水器主体80上安装有测定其内部压力（以下称为“复水器真空”）的压力传感器72f，在入口管84上安装有测定其内部的海水温度（以下称为“海水入口温度”）的温度传感器88a，在出口管86上安装有测定其内部海水温度（以下称为“海水出口温度”）的温度传感器88b。

在复水器20中，从涡轮室U3的排气口供给于复水器主体80内的蒸汽，通过从入口管84供给于冷却管82的海水被冷却凝结而恢复成复水。又，在蒸汽之间热交换的海水从出口管86排出，由蒸汽生成的复水通过配管42b供给于复水泵24。并且，复水器主体80内的空气通过空气抽出装置22一直被抽出，以此保持“复水器真空”。

空气抽出装置22一直抽出复水器20内的空气的同时也可以根据需要调整“复水器真空”，并且具备真空泵90、空气喷射器92、止回阀94及真空调节阀96。空气喷射器92具有喷嘴92a、吸入室92b、扩散器92c、抽气口92d以及外气口92e，在抽气口92d上通过止回阀94连接有配管42d，在外气口92e上安装有真空调节阀96，在扩散器92c的排出口上连接有真空泵90的吸入口。

在空气抽出装置22中，当驱动真空泵90时，大气中的空气（即驱动空气）从喷嘴92a通过吸入室92b引入到扩散器92c，使该驱动空气在扩散器92c中高速化，从而吸入室92b的内部减压为负压。于是，复水器20内的空气因该负压而被吸引，通过配管42d、止回阀94及抽气口92d进入吸入室92b内，与驱动空气一起从扩散器92c排出。又，在调节“复水器真空”时，调节真空调节阀96，从而使从外气口92e进入到吸入室92b中的空气量被调节，以此调节空气喷射器92的能力。

复水泵24是吸入复水器20内的复水并将其压送至汽封冷凝器（gland condenser）26的装置，汽封冷凝器26是利用从涡轮封盖（gland）部泄漏的蒸汽加热复水的装置，低压供水加热器28是利用从涡轮室U3的中游部抽出的低压蒸汽进一步加热复水的装置。脱气器30是利用从连通路64抽出的中压蒸汽进一步加热复水同时去除溶解于复水中的氧及非冷凝性气体的装置。

供水泵32是从脱气器30吸入水（即供水）并将其压送至高压供水加热器34的装置，高压供水加热器34是利用从涡轮室U2的中游部抽出的高压蒸汽进一步加热复水的装置，从高压供水加热器34中排出的高温供水通过供水泵32的排出压供给至锅炉18。

数据收集装置36是收集与船舶用主机蒸汽涡轮12的运转条件相关的数据（以下称为“运转数据”）的装置，虽然未图示，但具有实施各种运算处理的中央运算装置（CPU）和存储各种数据的存储装置（ROM，RAM）。又，在数据收集装置36中，通过以图1中的点线表示的电线连接有压力传感器72a～72f、输出传感器76及温度传感器88a，88b，由压力传感器72a～72f及温度传感器88a，88b检测到的运转数据与检测时刻相关联地存储于存储装置。并且，在数据收集装置36中，由输出传感器76检测到的与“涡轮输出”相关的数据（以下称为“输出数据”）与检测时刻相关联地存储于存储装置。

数据处理装置38是，将通过数据收集装置36收集的各种运转数据处理成适合于监视·诊断船舶用主机蒸汽涡轮12的运转的数据，或者根据“输出数据”及“运转数据”制作图表，或者根据“时刻”及“运转数据”制作图表的装置，虽然未图示，但具有实施各种运算处理的中央运算装置（CPU）和存储各种数据的存储装置（ROM，RAM）。并且，从数据收集装置36至数据处理装置38的数据传送可以采用有线通信及无线通信中的任何一种，并且，也可以完全分离数据收集装置36及数据处理装置38，使用存储媒介移动数据。又，在数据传送中采用无线通信时，也可以在船舶上设置数据收集装置36，同时在陆地基地上设置数据处理装置38，并从船舶向陆地基地传送数据。

显示装置40是显示从数据处理装置38输出的各种图表、“原因”相关的信息、及“处理法”相关的信息等的装置，具体地，使用液晶显示装置等；

[蒸汽涡轮设备的运行]

如图1所示，当蒸汽涡轮设备10开始运转时，通过置于蒸汽系统L1的始点位置的锅炉18生成蒸汽，该蒸汽供给于船舶用主机蒸汽涡轮12中，从而使螺旋桨16旋转。在船舶用主机蒸汽涡轮12中完成工作的蒸汽，在复水器20中被冷却凝结而恢复成复水，并经过复水系统L2及供水系统L3返回到锅炉18中。并且，在空气抽出系统L4中，通过驱动真空泵90而吸引复水器20的内部的空气，从而保持“复水器真空”；

[运转监视·诊断方法]

（第1实施形态）

根据第1实施形态的“运转监视·诊断方法”是在监视船舶用主机蒸汽涡轮12的运转条件的同时，根据监视所获得的“输出数据”及“运转数据”诊断该运转条件的适合与否的方法，并与蒸汽涡轮设备10的运转联动，按照图3的流程图实施。

当开始“运转监视·诊断方法”时，首先，在步骤S1中实施连续获得运转数据作为时序数据的工序。即通过压力传感器72a～72f、输出传感器76及温度传感器88a，88b等连续检测运转数据，并通过数据收集装置36以一定时间间隔连续收集该运转数据。收集的运转数据与检测时刻相关联地存储于存储装置（ROM，RAM），从而使数据可以适当取出。数据收集装置36收集运转数据的时间间隔可以任意选择，在本实施形态中通过选择开关等选择“4小时”。

数据收集装置36收集的运转数据具体是压力传感器72a检测到的“高压抽气压力”、压力传感器72b检测到的“中压抽气压力”、压力传感器72c检测到的“低压抽气压力”、压力传感器72d检测到的“蒸汽室压力”、压力传感器72e检测到的“1段后压力”、压力传感器72f检测到的“复水器真空”、输出传感器76检测到的“转数”、温度传感器88a检测到的“海水入口温度”、及温度传感器88b检测到的“海水出口温度”。

在下一个步骤S3中，实施获得与船舶用主机蒸汽涡轮12的“涡轮输出”相关的数据（即输出数据）作为时序数据的工序。当完成“运转数据的获得”和“涡轮输出的获得”时，在步骤S5中实施通过数据处理装置38读取数据的工序，在步骤S7中实施指定成为诊断对象的期间的工序。该期间（以下称为“指定期间”）的指定是通过期间指定开关等对应诊断的任意期间进行。又，在步骤S9中，实施在运转数据及输出数据中提取属于指定期间内的数据的工序。

在步骤S9中提取的“输出数据”为与时刻相关联的简单的时序数据，在横轴取“时刻”，纵轴取“涡轮输出”而制作图表时，如图4（A）所示，该图表为随着时刻的推移急剧变化的图表。即，如LNG船等的船舶中，部分负荷运转（常规输出以下的运转）及因入出港的船舶用主机蒸汽涡轮12的负荷变化（即输出变化）频繁地重复发生。如上所述的起因于运转特性的涡轮输出的变化如实显示在图4（A）的图表中。由此，如图4（B）及（C）所示，即使将在步骤S9中提取的各种运转数据作为简单的时序图表显示出来，该时序图表受涡轮输出的变化的影响较大，也难以根据该时序图表正确诊断运转条件的适合与否。于是，为了显示适合于诊断的图表（包含其他信息），在步骤S11～S19中，通过数据处理装置38进行各种数据处理。并且，显示于图4（A）、（B）及（C）的图表也可以根据需要显示在显示装置40上。

在下一个的步骤S11中，实施根据上述运转数据获得二次运转数据（以下称为“附加运转数据”）的工序。例如，即使将在温度传感器88a及88b中检测到的“海水入口温度”及“海水出口温度”分别显示在图表中，也难以正确诊断“海水入口出口温度差”是否适宜。于是，在步骤S11中，通过从“海水出口温度”中减掉“海水入口温度”，求出作为“附加运转数据”的“海水入口出口温度差”。并且，在不需要“附加运转数据”的情况下，也可以省略步骤S11。

在步骤S13中，实施在横轴及纵轴中的一方取“涡轮输出”，在另一方取“运转条件”，制作出显示上述指定期间中的“输出数据”与“运转数据”之间的关系的“涡轮输出-运转条件图表”的同时将该图表显示在显示装置40上的工序。并且，实施制作出显示各运转数据的设计值的“设计图表”的同时将该图表与上述“涡轮输出-运转条件图表”一起显示在显示装置40上的工序。

图5～图10中的各个图是显示于显示装置40上的“涡轮输出-运转条件图表”及“设计图表”的示例，在图5中，以图表显示“涡轮输出”和“蒸汽室压力”之间的关系，同时作为“设计图表”显示对应于喷嘴阀52的三个操作模式（图2）的设计值1、2及3。在图6中，以图表显示“涡轮输出”和“复水器真空”之间的关系，同时作为“设计图表”显示设计值，此外，还显示“运转允许范围”。在图7中，以图表显示“涡轮输出”与“高压抽气压力”、“中压抽气压力”及“低压抽气压力”的各自关系，同时作为“设计图表”显示对应于此的设计值。在图8中，以图表显示“转数”和“涡轮输出”之间的关系，同时作为“设计图表”显示设计值，此外，还显示“运转允许范围”。在图9中，以图表显示“涡轮输出”和“1段后压力”之间的关系，同时作为“设计图表”显示设计值。在图10中，以图表显示“涡轮输出”和“海水入口·出口温度”之间的关系，同时作为“设计图表”显示“海水入口温度”的设计值。并且，图5～图10中的各个图表可以同时全部显示在显示装置40上，也可以选择性地显示一个或多个。

在步骤S13中表示的“涡轮输出-运转条件图表”中，通过将输出数据由输出小的开始按顺序排列，从而排除涡轮输出的变化的影响。由此，即使仅着眼于该图表（图5～图10），也能一定程度上正确诊断运转条件的适合与否，并且在简化诊断方法的情况下，也可以省略“设计图表”的显示及以下的步骤S15～S19。例如，在着眼于图6的“涡轮输出-复水器真空图表”时，因经年累计的污染等使冷却管82的海水流量减少，或者使热通过率减少，从而使“复水器真空”比通常水平下降。由此，在“复水器真空”比“设计图表”更显著地显示在上侧的情况（即“复水器真空”异常下降的情况）下，可以诊断为发生了冷却管82的污染等。并且，在着眼于图8的“转数-涡轮输出图表”时，如果螺旋桨16及船体受到污染，则相对于涡轮输出转数下降，因此输出数据具有经时间的推移逐渐向左侧移动的倾向。由此，输出数据超出“运转允许范围”显示在左侧时，可以诊断为发生了螺旋桨16及船体的污染等。

在步骤S15中，实施在步骤S13中显示的“涡轮输出-运转条件图表”中，根据指定条件提取所需的运转数据的工序。即，在上述“涡轮输出-运转条件图表”中，虽然排除了涡轮输出的变化的影响，但是根据该图表的种类，存在受其他因素影响的情况。于是，通过在步骤S15中根据指定条件提取运转数据，可以制作出排除了其他因素的影响的“涡轮输出-运转条件图表”。

例如，如图5所示，在分别对应于喷嘴阀52的三个操作模式（图2）的“涡轮输出”和“蒸汽室压力”之间的关系综合显示在一个图表的情况下，每个操作模式的关系变得不明确，难以正确诊断每个操作模式的状态（运转的适合与否）。于是，如图11所示，在步骤S15中，将喷嘴阀52的操作模式为“开/关”作为“指定条件”提取“蒸汽室压力”的数据，因此在图表中只显示“开/关”时的“涡轮输出”和“蒸汽室压力”之间的关系。由此，在图11所示的图表中，最好是使“蒸汽室压力”的数据位于对应于设计值2的“设计图表”上，根据与该“设计图表”的背离程度诊断“蒸汽室压力”的适合与否。

在下一个步骤S17中，实施修正运转数据实测值对于设计条件的偏差的标准化处理工序。在这里，成为标准化处理对象的设计条件为流入船舶用主机蒸汽涡轮12的蒸汽的压力及温度、在船舶用主机蒸汽涡轮12中的排出蒸汽的状态（即“复水器真空”）等，通过修正运转数据实测值对于设计条件的偏差，可以从运转数据排除外部因素（流入蒸汽的压力、温度等）的影响。例如，当流入蒸汽的压力中包含偏差时，通过在作为运转数据的“蒸汽室压力”上乘以相应于偏差的系数来修正该偏差，利用修正后的“蒸汽室压力”制作“涡轮输出-蒸汽室压力图表”。由此，在修正后的“涡轮输出-蒸汽室压力图表”中，排除了外部因素的影响，在之后的步骤S21中，通过将该图表与“设计图表”对比，可以正确诊断运转条件。

并且，步骤S15及S17可以在步骤S9及S21之间的任意阶段实施。

在步骤S19中，实施将采取对于劣化及故障的措施所需的信息与“涡轮输出-运转条件图表”一起显示的工序。在这里，“采取对于劣化及故障的措施所需的信息”是意味着劣化及故障等状态变化发生的“原因”及针对该状态变化的“处理法”，并且该信息预先存储于数据处理装置38的存储装置（ROM，RAM）。

例如，如图12所示，对于显示“涡轮输出”和“复水器真空”之间的关系的图表，当某个数据a脱离“运转允许范围”时，认为发生了状态变化。于是，在数据处理装置38中，从存储装置读取对应于该状态变化的“处理法”，并在显示装置40上作为对应于该“处理法”的文字信息显示为“真空调节阀的调节”。并且，如图13所示，对于显示“涡轮输出”和“抽气压力”之间的关系的图表，当某个数据b显著背离对应于“高压抽气压力”的“设计图表”时，认为发生了关于“高压抽气压力”的状态变化。于是，在数据处理装置38中，从存储装置读取对应于状态变化的“原因”，在显示装置40上作为对应于该“原因”的文字信息显示为“高压涡轮的污染”。

在步骤S21中，根据上述“涡轮输出-运转条件图表”等诊断运转条件的适合与否。并且，当诊断结果发现状态变化时，参考上述“处理法”等早期采取对策。例如，如图12所示，作为“处理法”显示为“真空调节阀的调节”时，通过调节真空调节阀96（图1）解除状态变化。并且，如图13所示，作为“原因”显示为“高压涡轮的污染”时，通过去除高压涡轮44的污染解除状态变化。

并且，如图11所示，当特别指定喷嘴阀52的操作模式时，按照“蒸汽室压力高者提高能量效率”的船舶用主机蒸汽涡轮12的特性诊断喷嘴阀52的操作模式的适合与否。即，在图11中，显示分别对应于设计值1～3的“设计图表”，根据这些“设计图表”，获知在涡轮输出低（例如80%以下）的情况下，在以设计值1（喷嘴阀关/关）的操作模式运转时，蒸汽室压力最高，且最有效率。但是，喷嘴阀52的实际操作模式是“开/关”，并未以最适合的操作模式运转。于是，在步骤S21中，诊断为喷嘴阀52的操作模式变成了比“关/关”的情况效率差的运转条件。通过该诊断，可以进行喷嘴阀52的操作模式的最适合化，从而能提高运航时的能量效率。

仅对某个期间诊断运转条件时，步骤S21终止的同时“运转监视·诊断方法”也随之结束。另一方面，对其他期间也进行诊断时，步骤S7中指定的期间被变更，重复实施上述“运转监视·诊断方法”。例如，确定在某个期间发生劣化及故障等状态变化时，比该期间早的期间分割成多个区段（block）被指定，并对各个区段重复实施“运转监视·诊断方法”。其结果是，当发现最初发生该状态变化的区段时，由该区段特别指定为状态变化发生的时期。由此，在该情况下，根据从状态变化的发生时期开始经过的时间可以推定劣化及故障的进行程度，从而能采取相应于进行程度的有效措施。并且，当各区段的劣化及故障等的状态变化的发生次数逐渐增加时，根据其增加速度等可以预测该状态变化的将来的演变，从而能够对于所预见的该状态变化的演变采取有效措施；

（第2实施形态）

如图14的流程图所示，根据第2实施形态的“运转监视·诊断方法”是将根据第1实施形态的“运转监视·诊断方法”中的步骤S13变更为步骤S23，同时添加步骤S25，其他步骤S1～S11，S15～S21是在两实施形态中共用的。因此，下面以与第1实施形态的差别点为中心进行说明。

在第2实施形态中的步骤S23中，在步骤S9中基于指定期间提取的“运转数据”及在步骤S11中获得的“附加运转数据”，作为在横轴及纵轴中的一方取时刻的“时刻-运转条件图表”显示在显示装置40上。并且，设计值作为“设计图表”与“时刻-运转条件图表”一起显示在显示装置40上。

图15及图16的各个图是“时刻-运转条件图表”及“设计图表”的示例，在图15中以图表显示“时刻”与“复水器真空”之间的关系，同时设计值作为“设计图表”显示。另一方面，在图16中，以图表显示“时刻”与“海水入口出口温度差△T”之间的关系，并且省略“设计图表”。并且，图15及图16的各个图表可同时显示在显示装置40上，也可选择性地显示任意一个。又，同时实施第2实施形态和第1实施形态时，这些“时刻-运转条件图表”可以与各种“涡轮输出-运转条件图表”（图5～图10）同时显示。

在下一个步骤S25中，为了排除涡轮输出的变化的影响，通过属于指定输出区域的涡轮输出提取运转数据。即，在步骤S23中显示的“时刻-运转条件图表”（图15、图16）是受到了涡轮输出变化（图4（A））的强烈影响的“简单的时序图表”，难以从该图表正确诊断运转条件的适合与否。于是，在步骤S25中，实施从属于指定期间内的输出数据中提取属于任意指定的指定输出区域的输出数据，并仅利用对应于属于该指定输出区域的输出数据的运转数据制作（在本实施形态中是再构建）“时刻-运转条件图表”的工序。

图17及图18的各个图是再构建后的“时刻-运转条件图表”的示例，在图17中，仅利用对应于涡轮输出为60%以上的输出数据的“复水器真空”数据再构建图表。另一方面，在图18中，仅利用对应于涡轮输出为60%以上的输出数据的“海水入口出口温度差△T”数据再构建图表。

在步骤S25中完成图表的再构建，然后实施步骤S15～S19的各处理，从而在步骤S21中诊断运转条件。图17及图18的各个图反映步骤S15～S19的各处理的结果，在图17的图表中，在步骤S15中以“海水入口温度为设计值±1℃”为指定条件提取“复水器真空”的数据，在步骤S19中显示针对状态变化的“原因”及“处理法”。另一方面，在图18的图表中，在步骤S15中以“海水入口温度为设计值±1℃”为指定条件提取“海水入口出口温度差△T”的数据，在步骤S19中显示针对状态变化的“原因”及“处理法”。

根据图17及图18的图表，由于以海水温度为指定条件提取运转数据，因此能排除因季节、航行海域等的外部因素导致的冷却水（即海水）温度变化的影响，可以正确诊断运转条件，从“复水器真空”及“海水入口出口温度差△T”在某个时刻（从图表的中央稍微左侧）骤变的现象可以诊断出该时刻发生了状态变化。

并且，在本实施形态中，在步骤S23中，实施利用根据指定期间提取的运转数据制作“时刻-运转条件图表”的工序，之后，在步骤S25中，实施利用根据指定输出区域提取的运转数据再构建“时刻-运转条件图表”的工序，但是制作并显示“简单的时序图表”（图15、图16）的步骤S23可以省略。在省略步骤S23的情况下，在步骤S25中，实施从属于指定期间内的输出数据中提取属于指定输出区域的输出数据的工序，之后实施在横轴及纵轴中的一方取时刻，在另一方取运转条件，将时刻与对应于属于指定输出区域的输出数据的运转数据之间的关系作为“时刻-运转条件图表”显示的工序。

符号的说明

L1：   蒸汽系统；

L2：   复水系统；

L3：   供水系统；

L4：   空气抽出系统；

U1：   蒸汽室；

U2：   涡轮室；

U3：   涡轮室；

10：   蒸汽涡轮设备；

12：   船舶用主机蒸汽涡轮；

14：   减速装置；

16a：  轴；

16：   螺旋桨；

18：   锅炉；

20：   复水器；

22：   空气抽出装置；

24：   复水泵；

26：   汽封冷凝器；

28：   低压供水加热器；

30：   脱气器；

32：   供水泵；

34：   高压供水加热器；

36：   数据收集装置；

38：   数据处理装置；

40：   显示装置；

42a～42d： 配管；

44：   高压涡轮；

46：   低压涡轮；

50：   涡轮壳体；

52：   喷嘴阀；

58a～58c：蒸汽供给口；

64：   连通路；

70a～70c： 配管；

72a～72f： 压力传感器；

76：   输出传感器；

80：   复水器主体

82：   冷却管；

84：   入口管；

88a，88b： 温度传感器；

90：   真空泵；

92：   空气喷射器；

96：   真空调节阀。

Claims (11)

1.一种船舶用主机蒸汽涡轮的运转监视·诊断方法，该方法是在监视船舶用主机蒸汽涡轮的运转条件的同时诊断该运转条件的适合与否的船舶用主机蒸汽涡轮的运转监视·诊断方法，具备：

（a）连续获得与所述运转条件相关的运转数据作为时序数据的工序；

（b）获得与所述船舶用主机蒸汽涡轮的涡轮输出相关的输出数据作为时序数据的工序；

（c）任意指定成为诊断对象的期间的工序；

（d）在所述（b）工序中获得的所述输出数据中提取属于所述（c）工序中指定的期间内的输出数据的工序；

（e）在横轴及纵轴中的一方取所述涡轮输出，在另一方取所述运转条件，将所述期间中的所述输出数据和所述运转数据之间的关系作为“涡轮输出-运转条件图表”显示的工序；以及

（f）由所述“涡轮输出-运转条件图表”诊断所述运转条件的适合与否的工序。

2.根据权利要求1所述的船舶用主机蒸汽涡轮的运转监视·诊断方法，其特征在于，在所述（f）工序之前，具有（g）根据指定条件提取运转数据的工序。

3.根据权利要求1所述的船舶用主机蒸汽涡轮的运转监视·诊断方法，其特征在于，在所述（f）工序之前，具有（h）修正运转数据实测值对于设计条件的偏差的标准化处理工序。

4.根据权利要求1所述的船舶用主机蒸汽涡轮的运转监视·诊断方法，其特征在于，

在所述（e）工序中，将所述运转数据的设计值作为“设计图表”与“涡轮输出-运转条件图表”一起显示；

在所述（f）工序中，由所述“涡轮输出-运转条件图表”及所述“设计图表”诊断所述运转条件的适合与否。

5.根据权利要求1所述的船舶用主机蒸汽涡轮的运转监视·诊断方法，其特征在于，在所述（e）工序中，将采取对于劣化及故障的措施所需的信息与所述“涡轮输出-运转条件图表”一起显示。

6.根据权利要求1所述的船舶用主机蒸汽涡轮的运转监视·诊断方法，其特征在于，

在所述（a）工序中，获得作为所述运转数据的与所述船舶用主机蒸汽涡轮的“蒸汽室压力”相关的数据；

在所述（e）工序中，显示对应于设置在所述船舶用主机蒸汽涡轮上的喷嘴阀的多个操作模式的多个所述“设计图表”；

在所述（f）工序中，由所述“涡轮输出-运转条件图表”及所述多个“设计图表”诊断所述喷嘴阀的操作模式的适合与否。

7.一种船舶用主机蒸汽涡轮的运转监视·诊断方法，该方法是在监视船舶用主机蒸汽涡轮的运转条件的同时诊断该运转条件的适合与否的船舶用主机蒸汽涡轮的运转监视·诊断方法，具备：

（a）连续获得与所述运转条件相关的运转数据作为时序数据的工序；

（b）获得与所述船舶用主机蒸汽涡轮的涡轮输出相关的输出数据作为时序数据的工序；

（c）任意指定成为诊断对象的期间的工序；

（d）从所述（b）工序中获得的所述输出数据中属于所述（c）工序中指定的期间内的输出数据中提取属于任意指定的指定输出区域的输出数据的工序；

（e）在横轴及纵轴中的一方取时刻，在另一方取运转条件，将所述时刻和与属于所述指定输出区域的所述输出数据相对应的所述运转数据之间的关系作为“时刻-运转条件图表”显示的工序；以及

（f）由所述“时刻-运转条件图表”诊断所述运转条件的适合与否的工序。

8.根据权利要求7所述的船舶用主机蒸汽涡轮的运转监视·诊断方法，其特征在于，在所述（f）工序之前，具有（g）根据指定条件提取运转数据的工序。

9.根据权利要求7所述的船舶用主机蒸汽涡轮的运转监视·诊断方法，其特征在于，在所述（f）工序之前，具有（h）修正运转数据实测值对于设计条件的偏差的标准化处理工序。

10.根据权利要求7所述的船舶用主机蒸汽涡轮的运转监视·诊断方法，其特征在于，

在所述（e）工序中，将所述运转数据的设计值作为“设计图表”与“时刻-运转条件图表”一起显示；

在所述（f）工序中，由所述“时刻-运转条件图表”及所述“设计图表”诊断所述运转条件的适合与否。

11.根据权利要求7所述的船舶用主机蒸汽涡轮的运转监视·诊断方法，其特征在于，在所述（e）工序中，将采取对于劣化及故障的措施所需的信息与所述“时刻-运转条件图表”一起显示。

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