CN108463622A - 设施分析装置、设施分析方法以及程序 - Google Patents

设施分析装置、设施分析方法以及程序 Download PDF

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Abstract

状态量取得部取得涡轮机的状态量。时间算出部基于涡轮机的设计寿命和状态量来算出涡轮机的过燃运转下的能运转时间。距离算出部基于状态量来算出马氏距离。判定部根据马氏距离以及能运转时间来判定涡轮机能否过燃运转。

Description

设施分析装置、设施分析方法以及程序
技术领域
本发明涉及设施(plant)分析装置、设施分析方法以及程序。
本申请对2016年01月14日在日本申请的特愿2016-005335号主张优先权，将其内容援用于此。
背景技术
在具备燃气轮机或蒸汽轮机的火力发电设施中，对应于电力需要进行基本负荷(额定负荷、100％负荷)下的运转或部分负荷(例如75％负荷)下的运转。另外，在专利文献1中公开了如下技术：根据燃气轮机部件的累积负荷来判断能否进行过燃(Over Firing)运转(重负荷运转)，来进行过燃运转。所谓过燃运转，是指以高于基本负荷运转的负荷(100％负荷)的负荷(例如110％负荷)使涡轮机运转。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2003-13744号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1公开的技术中，通过判断根据燃气轮机的保养部件的累积负荷算出的重负荷运转时的运转保养期间能否确保根据保养部件的替换时期确定的给定期间，来防止在重负荷运转的中途保养部件损坏。但保养部件通常不进行以重负荷下的运转为前提进行的设计。为此，由于过燃运转加在涡轮机的负担大，因此存在在比用专利文献1记载的技术算出的能运转时间短的时间就发生保养部件的损坏的可能性。
本发明的目的在于，提供能正确判定能否进行过燃运转下的运转的设施分析装置、设施分析方法以及程序。
用于解决课题的手段
根据本发明的第1方案，设施分析装置具备：取得涡轮机的状态量的状态量取得部；基于涡轮机的设计寿命和所述状态量来算出所述涡轮机的过燃运转下的能运转时间的时间算出部；基于所述状态量来算出马氏距离的距离算出部；和根据所述马氏距离以及所述能运转时间来判断所述涡轮机能否过燃运转的判定部。
根据本发明的第2方案，在第1方案所涉及的设施分析装置的基础上，所述判定部根据售电价格是否小于给定的阈值、所述马氏距离以及所述能运转时间来判定所述涡轮机能否过燃运转。
根据本发明的第3方案，在第1或第2方案所涉及的设施分析装置基础上，还具备算出与所述状态量的历史记录相关的历史记录变量的变量算出部，所述时间算出部基于相当于所述涡轮机的设计寿命的历史记录变量和算出的所述历史记录变量来算出所述涡轮机的过燃运转下的能运转时间。
根据本发明的第4方案，在第1到第3任一者的方案所涉及的设施分析装置的基础上，所述时间算出部算出用于到所述涡轮机的检修时期为止不使所述涡轮机到达产品寿命的所述能运转时间。
根据本发明的第5方案，在第1到第4任一者的方案所涉及的设施分析装置的基础上，还具备基于所述距离算出部算出的所述马氏距离来检测所述涡轮机的故障的故障检测部。
根据本发明的第6方案，设施分析方法具有：取得涡轮机的状态量的状态量取得步骤；基于涡轮机的设计寿命和所述状态量来算出所述涡轮机的过燃运转下的能运转时间的时间算出步骤；基于所述状态量来算出马氏距离的距离算出步骤；和根据所述马氏距离以及所述能运转时间来判定所述涡轮机能否过燃运转的判定步骤。
根据本发明的第7方案，程序使计算机作为如下功能部发挥功能：取得涡轮机的状态量的状态量取得部；基于涡轮机的设计寿命和所述状态量来算出所述涡轮机的过燃运转下的能运转时间的时间算出部；基于所述状态量来算出马氏距离的距离算出部；和根据所述马氏距离以及所述能运转时间来判断所述涡轮机能否过燃运转的判定部。
发明的效果
根据上述方案当中至少1个方案，设施分析装置除了基于过燃运转下的能运转时间以外还基于根据涡轮机的状态量求得的马氏距离来判定能否进行过燃运转下的运转。由此设施分析装置能正确判定能否进行过燃运转下的运转。
附图说明
图1是分析对象的一例所涉及的发电设施的结构图。
图2是表示第1实施方式所涉及的设施分析装置的结构的概略框图。
图3是表示第1实施方式所涉及的设施分析装置的每个收集周期的动作的流程图。
图4是表示第1实施方式所涉及的设施分析装置的能否过燃运转的判定动作的流程图。
图5是第1实施方式所涉及的设施分析装置输出的提案信息的一例。
图6是表示第2实施方式所涉及的设施分析装置的能否过燃运转的判定动作的流程图。
图7是第2实施方式所涉及的设施分析装置输出的提案信息的一例。
图8是表示第3实施方式所涉及的设施分析装置的结构的概略框图。
图9是表示第3实施方式所涉及的设施分析装置的每个收集周期的动作的流程图。
图10是表示至少1个实施方式所涉及的计算机的结构的概略框图。
具体实施方式
《第1实施方式》
以下参考附图详细说明第1实施方式。
图1是分析对象的一例所涉及的发电设施的概略结构图。
设施分析装置1判定发电设施2所具备的涡轮机能否过燃运转。在本实施方式中，成为设施分析装置1的分析的对象的发电设施2如图1所示那样，是具备燃气轮机和蒸汽轮机的GTCC设施。图1所示的发电设施2具备燃气轮机10、第1发电机20、废热回收锅炉30、蒸汽轮机40、第2发电机50和冷凝器60。燃气轮机10将空气A压缩，在压缩的空气中使燃料F燃烧，用由此产生的高温高压的燃烧气体进行驱动。第1发电机20以燃气轮机10的驱动进行发电。废热回收锅炉30以来自燃气轮机10的废气的热生成蒸汽S。蒸汽轮机40以来自废热回收锅炉30的蒸汽S进行驱动。第2发电机50以蒸汽轮机40的驱动进行发电。冷凝器60将从蒸汽轮机40排气的蒸汽S用冷却水C进行冷却，使其复原成冷凝水W。将通过冷凝器60而复原的冷凝水W提供给废热回收锅炉30。另外，图1所示的发电设施2是分析对象的一例，设施分析装置1的分析对象也可以是常规设施等其他发电设施。
图2是表示第1实施方式所涉及的设施分析装置的结构的概略框图。
设施分析装置1具备数据收集部101、热平衡算出部102、弱点确定部103、消耗寿命算出部104、消耗寿命存储部105、输入部106、部件寿命数据库107、检修时期存储部108、时间算出部109、距离算出部110、售电信息取得部111、判定部112、输出部113。
数据收集部101从发电设施2实时收集涡轮机等发电设施2的运转数据。具体地，数据收集部101从设于涡轮机等的传感器每隔给定的收集周期(例如5分钟)收集运转数据。收集周期是短到不丧失监视的即时性程度的周期。运转数据不管发电设施是否是运转中都被收集。作为运转数据的示例，能举出流量、压力、温度、振动以及其他状态量。设于涡轮机的传感器除了一般所用的传感器以外，还可以包含特殊测量用传感器。作为特殊测量用传感器的示例，能举出测量在最终级动叶做功的流体的气体温度的传感器以及测量动叶前端与机室的间隙的叶尖间隙传感器。数据收集部101是取得涡轮机的状态量的状态量收集部的一例。
热平衡算出部102基于数据收集部101收集的运转数据来算出涡轮机等的发电设施2的热平衡。所谓热平衡，是涡轮机等发电设施2的多个部分各自中的温度、压力、焓、流量、以及其他状态量。热平衡算出部102通过基于运转数据的仿真来算出热平衡。作为用于热平衡算出的仿真的手法的示例，能举出FEM(Finite Element Method，有限元法)以及CFD(Computational Fluid Dynamics，计算流体动力学)。热平衡算出部102是取得涡轮机的状态量的状态量收集部的一例。
弱点确定部103基于热平衡算出部102算出的热平衡来确定涡轮机的各零件当中高负荷运转时成为最高高温的部位。
消耗寿命算出部104基于热平衡算出部102算出的热平衡来算出表示最近的收集周期中的各零件的劣化量的LMP(Larson-Miller Parameter，拉森米勒参数)值Lc。即，消耗寿命算出部104是算出与状态量的历史记录相关的历史记录变量的变量算出部的一例。LMP值Lc是通过以下所示的式(1)求得的参数。
【数学式1】
Lc＝Tc(log t+C)···(1)
Tc表示零件的热力学温度。热力学温度与在摄氏温度加上273.15的值等价。零件的热力学温度通过热平衡算出部102算出的热平衡当中的由弱点确定部103确定的部位的温度来确定。t表示温度Tc下的涡轮机的运转时间。即时间t与数据收集部101的收集周期相等。C是根据零件的材料确定的常数。例如在零件的材料是低碳钢或铬钼钢的情况下，常数C可以是20。另外例如在零件的材料是不锈钢的情况下，常数C可以是15。
如此，LMP值是根据零件的热力学温度和运转时间确定的参数。即，LMP值是与加在零件上的温度的历史记录相关的历史记录变量的一例。能由LMP值表征蠕变变形的程度的状态。
另外，消耗寿命算出部104基于算出的LMP值Lc通过以下所示的式(2)来算出用零件的额定温度Ts换算的零件的消耗寿命tc。
【数学式2】
消耗寿命存储部105将消耗寿命算出部104算出的消耗寿命tc的累计值(以下称作累积消耗寿命∑tc)按涡轮机的每个零件存储。
输入部106从管理员接受能否过燃运转的判定处理的执行指示的输入。例如输入部106通过判定开始按钮的按下来接受执行指示的输入。
部件寿命数据库107存储涡轮机的各零件的设计寿命ts以及额定温度Tc。
检修时期存储部108存储预先确定的涡轮机的检修时期。检修时期是由设施分析装置1的管理员指定的日期时间。
时间算出部109基于各零件的累积消耗寿命∑tc、各零件的设计寿命ts和涡轮机的检修时期来算出涡轮机的过燃运转下的能运转时间to。具体地，时间算出部109通过从设计寿命ts减去累积消耗寿命∑tc来算出零件的剩余寿命t1。剩余寿命t1是额定温度tc下的零件的能运转时间。时间算出部109基于算出的剩余寿命t1和零件的额定温度tc，通过以下所示的式(3)来算出LMP值L1。然后时间算出部109基于LMP值L1和过燃温度To，通过以下所示的式(4)来算出用于到检修时期为止使全部零件并未到达产品寿命的能运转时间to。
【数学式3】
Ll＝Ts(log tl+C)···(3)
【数学式4】
距离算出部110基于热平衡算出部102算出的热平衡来算出涡轮机的马氏距离。马氏距离表示特定时间点的涡轮机的状态与正常状态的背离的程度。具体地，距离算出部110通过在由过去从涡轮机取得的多个状态量构成的单位空间投影热平衡算出部102算出的热平衡，来算出马氏距离。所谓单位空间，是设为马氏距离的算出的基准的数据群。另外，马氏距离是对应于单位空间中的状态量的方差或相关而进行加权的距离，是与单位空间中的数据群的相似度越低则越大的值。
售电信息取得部111取得表示当前的售电价格的售电信息。售电信息取得部111可以经由因特网从外部服务器取得售电信息，也可以由管理员输入售电信息。
判定部112基于时间算出部109算出的能运转时间、距离算出部110算出的马氏距离以及售电信息取得部111取得的售电信息的各自来判定涡轮机能否过燃运转。在能运转时间小于给定时间的情况下，判定部112判定为不应进行过燃运转。另外，在马氏距离超过能否判定阈值的情况下，判定部112判定为不应进行过燃运转。进而，在售电信息所表示的售电价格小于给定价格的情况下，判定部112判定为不应进行过燃运转。
输出部113输出表示判定部112的判定结果的提案信息。作为提案信息的输出形式的示例，能举出向显示器的显示、向存储介质的记录以及向薄片的印刷。作为提案信息的示例，能举出记载了基于能运转时间的能否过燃运转、基于马氏距离的能否过燃运转以及基于售电价格的能否过燃运转的列表。
在此说明本实施方式所涉及的设施分析装置的动作。
图3是表示第1实施方式所涉及的设施分析装置的每个收集周期的动作的流程图。
设施分析装置1按每个收集周期执行以下所示的处理。
首先，数据收集部101从设于涡轮机等的传感器收集涡轮机等发电设施2的运转数据(步骤S1)。接下来，热平衡算出部102将收集到的运转数据作为输入来算出涡轮机等发电设施2的热平衡(步骤S2)。
接下来，设施分析装置1一个一个地选择涡轮机的零件，对选择的零件分别执行以下所示的步骤S4到步骤S6的处理(步骤S3)。
首先，弱点确定部103基于热平衡算出部102的当前的运算结果以及过去的运算结果的至少一方来确定所选择的零件当中过燃运转时成为最高温的部位(步骤S4)。
接下来，消耗寿命算出部104使用热平衡算出部102算出的热平衡当中由弱点确定部103确定的部位所涉及的温度T，来算出所选择的零件的最近的收集周期t的期间的消耗寿命(步骤S5)。即，消耗寿命算出部104通过上述的式(1)以及式(2)来算出消耗寿命。然后，消耗寿命算出部104在消耗寿命存储部105存储的与所选择的零件建立关联的累积消耗寿命上加上算出的消耗寿命(步骤S6)。由此，消耗寿命算出部104将消耗寿命存储部105存储的累积消耗寿命更新。
设施分析装置1在每个收集周期执行上述步骤S1到步骤S6的处理，能将消耗寿命存储部105存储的累积消耗寿命保持在最新的状态。
在此说明本实施方式所涉及的设施分析装置1的能否过燃运转的判定动作。
图4是表示第1实施方式所涉及的设施分析装置的能否过燃运转的判定动作的流程图。
若管理员在设施分析装置1输入能否过燃运转的判定处理的执行指示，输入部106就接受执行指示的输入(步骤S101)。时间算出部109一个一个地选择涡轮机的零件，对所选择的零件分别执行以下所示的步骤S103到步骤S104的处理(步骤S102)。
首先，时间算出部109从部件寿命数据库107存储的与所选择的零件建立关联的产品寿命减去消耗寿命存储部105存储的与所选择的零件建立关联的累积消耗寿命，由此算出所选择的零件的剩余寿命(步骤S103)。接下来，时间算出部109基于算出的剩余寿命和检修时期存储部108存储的检修时期来选择最大的过燃运转时间，以使在从当前时刻到检修时期的期间，所选择的零件不到达设计寿命(步骤S104)。即，时间算出部109通过上述的式(3)以及式(4)算出过燃运转时间。
时间算出部109若对全部零件执行了步骤S103到步骤S104的处理，就将算出的各零件的过燃运转时间当中最短的时间确定为用于到检修时期为止不使涡轮机到达产品寿命的能运转时间(步骤S105)。
距离算出部110基于热平衡算出部102算出的最近的热平衡来算出马氏距离(步骤S106)。另外，售电信息取得部111取得与售电价格相关的售电信息(步骤S107)。
判定部112基于时间算出部109算出的能运转时间来判定涡轮机能否过燃运转(步骤S108)。具体地，在时间算出部109算出的能运转时间小于给定时间(例如1小时)的情况下，判定部112判定为不应进行过燃运转。接下来，判定部112基于距离算出部110算出的马氏距离来判定涡轮机能否过燃运转(步骤S109)。具体地，在马氏距离超过能否判定阈值(例如2)的情况下，判定部112判定为不应进行过燃运转。判定部112基于售电信息取得部111取得的售电信息来判定涡轮机能否过燃运转(步骤S110)。具体地，在售电信息所表示的售电价格小于给定价格(例如一年期间的平均售电价格)的情况下，判定部112判定为不应进行过燃运转。
输出部113基于判定部112的步骤S108到步骤S110的判定结果来生成表示各自的判定结果的提案信息(步骤S111)。输出部113输出生成的提案信息(步骤S112)。
图5是第1实施方式所涉及的设施分析装置所输出的提案信息的一例。
如图5所示那样，输出部113作为提案信息而输出记载了基于能运转时间的能否过燃运转、基于马氏距离的能否过燃运转以及基于售电价格的能否过燃运转的列表。由此，管理员能参考提案信息来判断是否使涡轮机过燃运转。另外，也可以是，即使在提案信息中一部分条件示出不应进行过燃运转的情况下，管理员也使涡轮机过燃运转。
如此，根据本实施方式，设施分析装置1基于涡轮机的设计寿命和表示加在涡轮机上的温度的历史记录的LMP值来算出涡轮机的过燃运转下的能运转时间。涡轮机的应变是温度越高则越大。为此，设施分析装置1通过基于涡轮机的温度的历史记录管理涡轮机的寿命，能正确地确定涡轮机的剩余寿命。因此，本实施方式所涉及的设施分析装置1能正确地算出过燃运转下的能运转时间。
另外，根据本实施方式，设施分析装置1基于能运转时间来判定涡轮机能否过燃运转。由此，涡轮机的管理员能容易地判断是否应使涡轮机过燃。另外，本实施方式所涉及的设施分析装置1输出能否过燃运转作为提案信息，但并不限于此。例如其他实施方式所涉及的设施分析装置1可以按照判定部112的判定结果来自动控制涡轮机的运转。另外，其他实施方式所涉及的设施分析装置1也可以不判断涡轮机能否过燃运转而输出能运转时间。
在其他实施方式中，设施分析装置1可以不使用LMP值来算出能运转时间。例如其他实施方式所涉及的设施分析装置1可以基于LMP值以外的历史记录变量来算出能运转时间。另外，其他实施方式所涉及的设施分析装置1也可以基于不依赖于温度的运转时间的累计值来算出能运转时间。
另外，根据本实施方式，设施分析装置1算出用于直到涡轮机的检修时期为止不使涡轮机到达产品寿命的能运转时间。由此，在按照该能运转时间使涡轮机过燃运转的情况下，能在下次的检修时期替换刚好到达设计寿命的零件。即，通过按照该能运转时间使涡轮机过燃运转，能降低在下次的检修时期前无法运转涡轮机的可能性。
另外，根据本实施方式，设施分析装置1通过基于涡轮机的状态量算出的马氏距离来判定涡轮机能否过燃运转。涡轮机的过燃由于是在高于基本负荷运转的负荷下的运转，因此存在在零件中出现蠕变以外的劣化的可能性。为此，设施分析装置1通过根据马氏距离来判定涡轮机能否过燃运转，能预测是否会因过燃而出现异常。由此设施分析装置1能正确地判定能否过燃运转。
另外，根据本实施方式，设施分析装置1基于售电价格是否小于给定的阈值来判定涡轮机能否过燃运转。即，设施分析装置1在售电价格比较高时判定为能过燃运转。由此管理员能在过燃运转与收益相称时使涡轮机过燃运转。
另外，根据本实施方式，设施分析装置1基于包含马氏距离以及售电价格的至少一方和能运转时间的基准来判定能否过燃运转。由此，与仅基于能运转时间来判定能否过燃运转的情况比较，能更适合地判定能否过燃运转。
《第2实施方式》
以下，参考附图详细说明第2实施方式。
第1实施方式所涉及的设施分析装置1基于当前时刻的售电价格来判定是否应进行过燃运转。与此相对，第2实施方式所涉及的设施分析装置1基于示出每天的售电价格的售电价格时间表(schedule)来输出到检修时期为止的运转时间表。第2实施方式所涉及的设施分析装置1与第1实施方式所涉及的设施分析装置1在判定部112的处理上不同。
在此，说明本实施方式所涉及的设施分析装置1的能否过燃运转的判定动作。另外，本实施方式所涉及的每个收集周期的动作与第1实施方式同样。
图6是表示第2实施方式所涉及的设施分析装置的能否过燃运转的判定动作的流程图。
若管理员在设施分析装置1输入能否过燃运转的判定处理的执行指示，输入部106接受执行指示的输入(步骤S201)。接下来，时间算出部109一个一个地选择涡轮机的零件，对所选择的零件分别执行以下所示的步骤S203到步骤S204的处理(步骤S202)。
首先，时间算出部109从存储于部件寿命数据库107的所选择的零件的产品寿命减去存储于消耗寿命存储部105的所选择的零件的累积消耗寿命，来算出所选择的零件的剩余寿命(步骤S203)。接下来，时间算出部109基于算出的剩余寿命和检修时期存储部108存储的检修时期来算出最大的过燃运转时间，以使从当前时刻到检修时期为止的期间，所选择的零件不到达设计寿命(步骤S204)。
时间算出部109若对全部零件执行了步骤S203到步骤S204的处理，就将算出的各零件的过燃运转时间当中最短的时间确定为用于到检修时期为止不使涡轮机到达产品寿命的能运转时间(步骤S205)。
接下来，距离算出部110基于热平衡算出部102算出的最近的热平衡来算出马氏距离(步骤S206)。另外，售电信息取得部111取得表示每天的售电价格的推移的售电价格时间表作为售电信息(步骤S207)。
判定部112基于距离算出部110算出的马氏距离来判定涡轮机能否过燃运转(步骤S208)。具体地，在马氏距离超过能否判定阈值(例如2)的情况下，判定部112判定为不应进行过燃运转。
判定部112在基于马氏距离的判定中判定为能过燃运转的情况下(步骤S208：“是”)，将时间算出部109算出的能运转时间除以每1天的运转持续时间，来算出能过燃运转天数即能运转天数(步骤S209)。接下来，判定部112基于售电信息取得部111取得的售电价格时间表来从当前到检修时期这些天中按售电价格从高到低的顺序确定能运转天数份的天(步骤S210)。然后判定部112将确定的天判定为是能过燃运转的天(步骤S211)。另外，判定部112将剩余的天判定为是不应进行过燃运转的天(步骤S212)。即，判定部112基于时间算出部109算出的能运转时间和售电信息取得部111取得的售电价格时间表来对当前到检修时期的各天判定能否过燃运转。
另一方面，判定部112在基于马氏距离的判定中判定为不应进行过燃运转的情况下(步骤S208：“否”)，将从当前到检修时期的各天判定为是不应进行过燃的天(步骤S213)。
接下来，输出部113基于判定部112的步骤S211以及步骤S212的判定结果、或步骤S213的判定结果来生成表示运转时间表的提案信息(步骤S214)。即，运转时间表对被判定为是能过燃运转的天的天，进行过燃运转的提案。运转时间表对被判定为是不应过燃运转的天的天，进行基本负荷运转的提案。输出部113输出生成的提案信息(步骤S215)。
图7是第2实施方式所涉及的设施分析装置所输出的提案信息的一例。
如图7所示那样，输出部113输出当前到检修时期的运转时间表作为提案信息。图7所示的提案信息对6日、13日、20日、24日、25日以及27日进行过燃运转的提案(图7中的「OF(Over Firing)」)，对剩余的天进行基本负荷运转的提案(图7中的「BL(Base Load)」。由此，管理员能参考提案信息来判断是否使涡轮机过燃运转。另外，管理员电可以即使在提案信息中未对某天提案进行过燃运转的情况下也使涡轮机过燃运转。
如此，根据本实施方式，设施分析装置1基于过燃运转下的能运转时间和售电价格时间表对当前到检修时期的各天判定能否过燃运转。由此设施分析装置1能生成收益最高的运转时间表。
《第3实施方式》
以下，参考附图详细说明第3实施方式。
第3实施方式所涉及的设施分析装置1除了第1实施方式所涉及的设施分析装置1的动作以外还检测涡轮机的故障。
图8是表示第3实施方式所涉及的设施分析装置的结构的概略框图。
第3实施方式所涉及的设施分析装置1除了第1实施方式的结构以外还具备故障检测部114。
故障检测部114通过将距离算出部110算出的马氏距离和故障检测阈值进行比较来检测涡轮机的故障。具体地，在算出的马氏距离超过故障检测阈值(例如3)的情况下，故障检测部114判定为在涡轮机发生故障。过燃运转由于是超过涡轮机的额定负荷的负荷下的运转，因此在涡轮机产生的保养部件的损坏等的故障的可能性高于基本负荷运转。为此，判定部112所用的能否判定阈值被设定得小于故障检测部114所用的故障检测阈值。即，即使在由故障检测部114判定为未发生故障的情况下，有时判定部112也判定为不应进行过燃运转。
在此说明本实施方式所涉及的每个收集周期的动作。另外，本实施方式所涉及的设施分析装置1的检修时期决定动作与第1实施方式同样。
图9是表示第3实施方式所涉及的设施分析装置的每个收集周期的动作的流程图。
设施分析装置1按每个收集周期执行以下所示的处理。
首先，数据收集部101从设于涡轮机的传感器收集涡轮机的运转数据(步骤S301)。接下来，热平衡算出部102将收集的运转数据作为输入来算出涡轮机的热平衡(步骤S302)。
接下来，设施分析装置1一个一个地选择涡轮机的零件，对所选择的零件分别执行以下所示的步骤S304到步骤S306的处理(步骤S303)。
首先，弱点确定部103基于热平衡算出部102的当前的运算结果以及过去的运算结果的至少一方来确定所选择的零件当中过燃运转时成为最高温的部位(步骤S304)。
接下来，消耗寿命算出部104使用热平衡算出部102算出的热平衡当中由弱点确定部103确定的部位所涉及的温度，来算出所选择的零件的最近的收集周期的期间的消耗寿命(步骤S305)。然后，消耗寿命算出部104在消耗寿命存储部105存储的与所选择的零件建立关联的累积消耗寿命上加上算出的消耗寿命(步骤S306)。由此，消耗寿命算出部104将消耗寿命存储部105存储的累积消耗寿命更新。
设施分析装置1若对全部零件执行了步骤S304到步骤S306的处理，距离算出部110基于热平衡算出部102算出的热平衡来算出马氏距离(步骤S307)。
接下来，故障检测部114基于距离算出部110算出的马氏距离来判定轮机有无故障(步骤S308)。具体地，在马氏距离超过故障检测阈值(例如3)的情况下，判定部112判定为在涡轮机发生故障。在涡轮机发生故障的情况下(步骤S308：“是”)，输出部113输出表示在涡轮机发生故障的警报(步骤S309)。另一方面，在涡轮机未发生故障的情况下(步骤S308：“否”)结束处理。
如此，根据本实施方式，故障检测部114基于距离算出部110算出的马氏距离来判定涡轮机有无故障。由此，设施分析装置1能判定能否过燃运转并检测涡轮机有无故障。
另外，本实施方式的设施分析装置1在第1实施方式的结构基础上进一步具备故障检测部114，但并不限于此。例如其他实施方式的设施分析装置1可以在第2实施方式的结构的基础上进一步具备故障检测部114。
以上，参考附图详细说明了几个实施方式，但具体结构并不限于上述，能进行种种设计变更等。
例如在上述的实施方式中，弱点确定部103确定在过燃运转时成为最高温的部位，但并不限于此。例如在其他实施方式中，可以由涡轮机的设计者等预先确定过燃运转时成为最高温的部位。另外，其他实施方式所涉及的消耗寿命算出部104也可以不是基于过燃运转时成为最高温的部位的温度，而是基于零件的平均温度等其他温度来算出LMP值。
另外，在上述的实施方式中，设施分析装置1作为温度历史记录变量而使用LMP值，通过蠕变变形来判定零件是否到达寿命，但并不限于此。例如可以在其他实施方式中使用其他温度历史记录变量。例如其他实施方式所涉及的设施分析装置1可以通过表示温度与循环数的关系的温度历史记录变量，来用低循环疲劳判定零件是否到达寿命。另外，其他实施方式所涉及的设施分析装置1也可以使用多个温度历史记录变量，基于蠕变变形以及低循环疲劳等多个劣化事由来判定零件是否到达寿命。
另外，在上述的实施方式中，设施分析装置1基于针对构成涡轮机的各零件的过燃运转时间来算出涡轮机整体的过燃运转下的能运转时间，但并不限于此。例如其他实施方式所涉及的设施分析装置1可以不进行每个零件的过燃运转时间的算出，而是基于涡轮机整体的设计寿命直接算出涡轮机整体的过燃运转下的能运转时间。
另外，在上述的实施方式中，弱点确定部103、消耗寿命算出部104以及距离算出部110基于热平衡算出部102算出的热平衡来进行计算，但并不限于此。例如在其他实施方式中，可以是弱点确定部103、消耗寿命算出部104、以及距离算出部110的至少1个基于数据收集部101收集的运转数据来进行计算。
特别地，在其他实施方式中，在弱点确定部103、消耗寿命算出部104以及距离算出部110均基于数据收集部101收集的运转数据进行计算的情况下，设施分析装置1可以不具备热平衡算出部102。
图10是表示至少1个实施方式所涉及的计算机的结构的概略框图。
计算机900具备CPU901、主存储装置902、辅助存储装置903、接口904。
上述的设施分析装置1安装在计算机900。然后上述的各处理部的动作以程序的形式存储在辅助存储装置903。CPU901将程序从辅助存储装置903读出并展开在主存储装置902，遵循该程序来执行上述处理。另外，CPU遵循程序在主存储装置902确保与检修时期存储部108以及消耗寿命存储部105对应的存储区域。另外，CPU901遵循程序在辅助存储装置903确保与部件寿命数据库107对应的存储区域。
另外，在至少1个实施方式中，辅助存储装置903是非临时的有形的介质的一例。作为非临时的有形的介质的其他示例，能举出经由接口904连接的磁盘、光磁盘、CD-ROM、DVD-ROM、半导体存储器等。另外可以是，在该程序通过通信线路对计算机900发布的情况下，接受到发布的计算机900将该程序在主存储装置902展开，执行上述处理。
另外，该程序可以实现前述的功能的一部分。进而，该程序可以是将前述的功能与已经存储在辅助存储装置903的其他程序组合来实现的程序，是所谓的差分文件(差分程序)。
产业上的可利用性
上述设施分析装置能正确地判定能否进行过燃运转下的运转。
附图标记的说明
1 设施分析装置
101 数据收集部
102 热平衡算出部
103 弱点确定部
104 消耗寿命算出部
105 消耗寿命存储部
106 输入部
107 部件寿命数据库
108 检修时期存储部
109 时间算出部
110 距离算出部
111 售电信息取得部
112 判定部
113 输出部
114 故障检测部
900 计算机
901 CPU
902 主存储装置
903 辅助存储装置
904 接口

Claims (7)

1.一种设施分析装置，具备：
取得涡轮机的状态量的状态量取得部；
基于涡轮机的设计寿命和所述状态量来算出所述涡轮机的过燃运转下的能运转时间的时间算出部；
基于所述状态量来算出马氏距离的距离算出部；和
根据所述马氏距离以及所述能运转时间来判断所述涡轮机能否过燃运转的判定部。
2.根据权利要求1所述的设施分析装置，其中，
所述判定部根据售电价格是否小于给定的阈值、所述马氏距离以及所述能运转时间来判断所述涡轮机能否过燃运转。
3.根据权利要求1或2所述的设施分析装置，其中，
所述设施分析装置还具备：
算出与所述状态量的历史记录相关的历史记录变量的变量算出部，
所述时间算出部基于相当于所述涡轮机的设计寿命的历史记录变量和算出的所述历史记录变量来算出所述涡轮机的过燃运转下的能运转时间。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的设施分析装置，其中，
所述时间算出部算出用于到所述涡轮机的检修时期为止使所述涡轮机不到达产品寿命的所述能运转时间。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的设施分析装置，其中，
所述设施分析装置还具备：
基于所述距离算出部算出的所述马氏距离来检测所述涡轮机的故障的故障检测部。
6.一种设施分析方法，具有：
取得涡轮机的状态量的状态量取得步骤；
基于涡轮机的设计寿命和所述状态量来算出所述涡轮机的过燃运转下的能运转时间的时间算出步骤；
基于所述状态量来算出马氏距离的距离算出步骤；和
根据所述马氏距离以及所述能运转时间来判定所述涡轮机能否过燃运转的判定步骤。
7.一种程序，使计算机作为如下功能部发挥功能：
取得涡轮机的状态量的状态量取得部；
基于涡轮机的设计寿命和所述状态量来算出所述涡轮机的过燃运转下的能运转时间的时间算出部；
基于所述状态量来算出马氏距离的距离算出部；和
根据所述马氏距离以及所述能运转时间来判断所述涡轮机能否过燃运转的判定部。
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