DE112016006642T5

DE112016006642T5 - Eigenschaftsbewertungsvorrichtung für eine gasturbine und eigenschaftsbewertungsverfahren für eine gasturbine

Info

Publication number: DE112016006642T5
Application number: DE112016006642.2T
Authority: DE
Inventors: Makoto Kishi; Keita Fujii; Shingo Ito; Junichi Kobayashi; Kwin Malhotra; Naoki SAKAGAMI; Masato Araki
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2016-03-22
Filing date: 2016-11-28
Publication date: 2018-12-20
Anticipated expiration: 2036-11-29
Also published as: US20190080523A1; PH12018502009A1; WO2017163489A1; CN108779713B; JP6786233B2; CN108779713A; JP2017172391A; KR20180110678A; MX2018011093A; US10636224B2; DE112016006642B4

Abstract

Eigenschaftsbewertungsvorrichtung für eine Gasturbine 1 mit einem Kompressor 11, einem Brenner 12 und einer Turbine 13, die einen Prozessor 63 enthält. Der Prozessor 63 berechnet zu Gasturbineneigenschaften einschließlich den Eigenschaften von zumindest einem des Kompressors 11, des Brenners 12 und der Turbine 13 einen Korrekturwert zum Korrigieren des Einflusses aufgrund von Umgebungsbedingungen, denen die Gasturbine ausgesetzt ist, beruhend auf Betriebsdaten der Gasturbine, berechnet die Gasturbineneigenschaften, welche beruhend auf dem Korrekturwert korrigiert werden, und bewertet die Gasturbine 1 durch Vergleichen der Gasturbineneigenschaften nach der Korrektur mit einem vorgegebenen Bezugswert.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Eigenschaftsbewertungsvorrichtung für eine Gasturbine und ein Eigenschaftsbewertungsverfahren für eine Gasturbine.
Hintergrund
Eine Gasturbine wird aus einem Kompressor, einem Brenner und einer Turbine gebildet. Der Kompressor komprimiert Luft, die von einem Lufteinlass genommen wird, um die Luft in komprimierte Luft mit hoher Temperatur und hohem Druck umzuwandeln. Der Brenner liefert Treibstoff zu und verbrennt die komprimierte Luft, um Brenngas mit hoher Temperatur und hohem Druck zu erhalten. Dieses Brenngas verursacht, dass die Turbine angetrieben wird, und verursacht, dass ein Generator, der mit dieser Turbine verbunden ist, angetrieben wird. Das Brenngas, das verursacht, dass die Turbine angetrieben wird, wird als Abgas von einer Abgasseite der Turbine entladen.
Die Gasturbine, wie sie oben beschrieben ist, kann die Ausgabe verringern, aufgrund dessen, dass ein Dauerbetrieb der Gasturbine eine Verunreinigung, Beeinträchtigung und ähnliches verursacht. Aufgrund dieser Situation wurde Anomalität in einem Betriebszustand der Gasturbine überwacht (siehe beispielsweise Patentliteratur 1), und Eigenschaften der Gasturbine wurden bewertet.
Bei der oben beschriebenen Gasturbine kann die umgebende Umwelt dazu führen, dass Eigenschaften geändert werden. Beispielsweise, wenn die Umgebungstemperatur ansteigt, wird die Luftmenge, die in den Kompressor genommen wird, verringert. Wenn die Flussmängel der Luft, die in den Kompressor genommen wird, verringert wird, muss die Zuführmenge des Treibstoffs zu der komprimierten Luft verringert werden, da es Begrenzungen hinsichtlich einer Turbineneinlasstemperatur gibt. Auf dieser Art wird die Ausgabe der Gasturbine verringert. Somit muss, wenn eine Änderung der Eigenschaften der Gasturbine aufgrund von Verunreinigung, Beeinträchtigungen und ähnlichem bewertet werden, der Einfluss einer Änderung in Eigenschaften ausgeschlossen werden, die aufgrund einer Änderung in Umweltbedingungen verursacht werden.
Liste der genannten Druckschriften
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 2007-192138
Zusammenfassung
Technisches Problem
Herkömmlicherweise wurde ein Einfluss einer Änderung in den Eigenschaften verursacht durch Umweltbedingungen verringert, durch vorhergehendes Festlegen eines Korrekturwertes je nach Abhängigkeit von Umweltbedingungen, und durch Korrigieren der Eigenschaften einer Gasturbine beruhend auf dem Korrekturwert. Jedoch ist der vorhergehend festgelegte Korrekturwert nicht aufgrund tatsächlicher Betriebsdaten festgelegt, und daher kann es eine Lücke zwischen den tatsächlichen Eigenschaften und Eigenschaften einer Gasturbine nach Berichtigung beruhend auf dem Korrekturwert geben. Somit kann die Genauigkeit einer Bewertung verringert sein.
Angesichts des vorgenannten ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Eigenschaftsbewertungsvorrichtung für eine Gasturbine und ein Eigenschaftsbewertungsprogramm für eine Gasturbine bereitzustellen, die in der Lage sind, eine hochgenaue Bewertung vorzunehmen.
Lösung des Problems
Eine Eigenschaftsbewertungsvorrichtung für eine Gasturbine entsprechend der Erfindung ist eine Eigenschaftsbewertungsvorrichtung für eine Gasturbine mit einem Kompressor, der zum komprimieren von Luft ausgestaltet ist, einem Brenner, dem Treibstoff zugeführt wird, um die durch den Kompressor komprimierte Luft zu verbrennen, und einer Turbine, die ausgestaltet ist, um durch Brenngas zu rotieren, das von dem Brenner erzeugt wird. Die Vorrichtung enthält einen Prozessor, der ausgestaltet ist, um unter Gasturbineneigenschaften einschließlich Eigenschaften von zumindest einem des Kompressors, des Brenners und der Turbine einen Korrekturwert zur Korrektur von einem Einfluss aufgrund von Umweltbedingungen, in denen die Gasturbine ausgesetzt ist, beruhend auf Betriebsdaten der Gasturbine zu berechnen, die Gasturbineneigenschaften beruhend auf dem Korrekturwert zu berechnen, und die Gasturbine durch Vergleich der Gasturbineneigenschaften nach der Korrektur mit einem vorgegebenen Bezugswert zu bewerten.
Erfindungsgemäß kann ein sehr genauer Korrekturwert durch Berechnen eines Korrekturwerts zum Korrigieren eines Einflusses aufgrund der Umweltbedingungen beruhend auf Betriebsdaten einer Gasturbine erhalten werden. Eine Bewertung einer Gasturbine wird durch Berechnen von Gasturbineneigenschaften, die beruhend auf diesem Korrekturwert korrigiert wurden, und durch Vergleichen der Gasturbineneigenschaften nach der Korrektur mit einem vorgegebenen Bezugswert durchgeführt, wodurch eine sehr genaue Bewertung gemacht werden kann.
Der Prozessor kann einen Modellwert der Gasturbineneigenschaften beruhend auf den Betriebsdaten berechnen und den Korrekturwert beruhend auf dem Modellwert abschätzen.
Entsprechend der Erfindung kann ein hochgenauer Korrekturwert durch Berechnen eines Modellwertes der Gasturbineneigenschaften beruhend auf Betriebsdaten erhalten werden, und durch Abschätzen eines Korrekturwertes beruhend auf dem Modellwert.
Die Gasturbineneigenschaften können zumindest eins von einer Ausgabe der Gasturbine, einer Lufteinlassflussmenge des Kompressors, einer Effizienz des Kompressors und einem Druck der komprimierten Luft enthalten.
Entsprechend der Erfindung kann eine hoch genaue Bewertung einer Ausgabe einer Gasturbine, einer Lufteinlassflussmenge eines Kompressors, der Effizienz eines Kompressors und des Drucks der komprimierten Luft gemacht werden.
Die Betriebsdaten können eine Umgebungstemperatur und ein Umgebungsdruck in der Umgebung, in der die Gasturbine angeordnet ist, und eine Betriebszeit der Gasturbine enthalten.
Entsprechend der Erfindung kann ein hoch genauer Korrekturwert durch Berechnen eines Korrekturwertes beruhend auf einer Umgebungstemperatur und einem Umgebungsdruck in der Umgebung, in der die Gasturbine angeordnet ist, und einer Betriebszeit der Gasturbine erhalten werden.
Ein Eigenschaftsbewertungsverfahren einer Gasturbine entsprechend der Erfindung ist ein Eigenschaftsbewertungsverfahren einer Gasturbine, die einen Kompressor enthält, der zum Komprimieren von Luft ausgestaltet ist, einen Brenner, dem Treibstoff zugeführt wird, um die komprimierte Luft, die durch den Kompressor komprimiert wurde, zu verbrennen, und einer Turbine, die ausgestaltet ist, um durch von dem Brenner erzeugtem Brenngas zu rotieren. Das Verfahren enthält das Berechnen von Gasturbineneigenschaften einschließlich von Eigenschaften von zumindest einem des Kompressors, des Brenners und der Turbine, und eines Korrekturwertes zum Korrigieren des Einflusses aufgrund von Umgebungsbedingungen, denen die Gasturbine ausgesetzt ist, beruhend auf Betriebsdaten der Gasturbine; Berechnen der Gasturbineneigenschaften, die beruhend auf dem Korrekturwert korrigiert wurden; und Bewerten der Gasturbine durch Vergleichen der Gasturbineneigenschaften nach der Korrektur mit einem vorgegeben Bezugswert.
Entsprechend der Erfindung kann ein hochgenauer Korrekturwert durch Berechnen eines Korrekturwertes zum Korrigieren des Einflusses aufgrund von Umweltbedingungen beruhend auf Betriebsdaten einer Gasturbine erhalten werden. Eine Bewertung einer Gasturbine wird durch Berechnen der Gasturbineneigenschaften, die beruhend auf diesem Korrekturwert korrigiert wurden, und Vergleichen der Gasturbineneigenschaften nach der Korrektur mit einem vorgegebenen Bezugswert gemacht, wodurch eine hochgenaue Bewertung durchgeführt werden kann.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung Die Erfindung kann eine Eigenschaftsbewertungsvorrichtung für eine Gasturbine und ein Eigenschaftsbewertungsverfahren für eine Gasturbine bereitstellen, die in der Lage sind, eine hochgenaue Bewertung durchzuführen.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gasturbine entsprechend einer Ausführungsform zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausgestaltung eines Prozessors zeigt.
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zum Bewerten von Eigenschaften der Gasturbine zeigt.
4 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Ausgabemodellerzeugungseinheit zeigt.
5 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Lufteinlassflussmengenmodellerzeugungseinheit zeigt.
6 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Kompressoreffizienzmodellerzeugungseinheit zeigt.
7 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Kammerdruckmodellerzeugungseinheit zeigt.
8 ist eine Kurve, die ein Beispiel eines Korrekturwertes bezüglich einer Umgebungstemperatur zeigt.
9 ist eine Ansicht, die schematisch einen Zustand zeigt, in dem ein Eigenschaftsmodell unter Verwendung eines hierarchischen neuronalen Netzwerks erzeugt wird.
10 ist eine Kurve, die ein Beispiel eines Korrekturwertes bezüglich einer Umgebungstemperatur zeigt.
11 ist ein Flussdiagramm, das Prozeduren zum Auffrischen des Eigenschaftsmodells zeigt.
12 ist eine Kurve, die ein Beispiel eines Korrekturwertes bezüglich einer Betriebszeit zeigt.
13 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Ausgabemodellerzeugungseinheit zeigt.
14 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einer Betriebszeit der Gasturbine und einer abgelaufenen Zeit nach einer wiederholenden Inspektion zeigt.
15 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einer Betriebszeit und einem Korrekturkoeffizienten zeigt, wenn eine wiederholende Inspektion durchgeführt wird.

Beschreibung der Ausführungsform
Eine Ausführungsform einer Eigenschaftsbewertungsvorrichtung für eine Gasturbine und eines Eigenschaftsbewertungsverfahrens für eine Gasturbine entsprechende Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es ist anzumerken, dass die Ausführungsform nicht zur Begrenzung der Erfindung beabsichtigt ist. Bestandteile der Ausführungsform enthalten Bestandteile, die für den Fachmann leicht ersetzbar sind, oder im Wesentlichen gleiche Bestandteile.
1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gasturbine entsprechend der Ausführungsform zeigt. Wie in 1 gezeigt ist, enthält eine Gasturbine 1 entsprechend der Ausführungsform einen Kompressor 11, ein Brenner 12 und eine Turbine 13. An dem mittleren Teil des Kompressors 11, des Brenners 12 und der Turbine 13 ist ein Rotor 18 angeordnet, der durch den Mittelteil läuft. Der Kompressor 11 und die Turbine 13 sind miteinander verbunden, um zusammen durch den Rotor 18 drehbar zu sein. Diese Gasturbine 1 wird durch eine Steuerungsvorrichtung 14 gesteuert. Ein Generator 15 ist mit der Gasturbine 1 so verbunden, dass Leistung erzeugt werden kann. Die Gasturbine 1 enthält eine Kühlluftzuführleitung 19, die Kühlluft von dem Kompressor 11 zu der Turbine 13 liefert. Die Kühlluftzufuhrleitung 19 ist mit einem Kühlluftsteuerventil 20 versehen.
Der Kompressor 11 komprimiert Luft A, die von einem Lufteinlass genommen wird, und wandelt die Luft A in komprimierte Luft A1. In diesem Kompressor 11 ist eine Einlassführungsschaufel (IGV: inlet guide vane) 22 angeordnet, die eine Lufteinlassmenge der Luft A einstellt, welche von dem Lufteinlass eingenommen wird. In der IGV 22 wird eine Lufteinlassmenge der Luft A durch einstellen eines Öffnungsausmaßes eingestellt. Insbesondere enthält die IGE 22 eine Mehrzahl von Schaufelhauptkörpern 22a und eine IGV-Betriebseinheit 22b zum Ändern des Schaufelwinkels der Schaufelhauptkörper 22a. Der Schaufelwinkel der Schaufelhauptkörper 22a wird durch die IGV-Betriebseinheit 22 eingestellt, obwohl durch die Öffnung der IGV 22 eingestellt wird, und wodurch eine Lufteinlassmenge der Luft A eingestellt wird. Wenn die Öffnung der IGV 22 erhöht wird, wird eine Lufteinlassmenge der Luft A erhöht und ein Druckverhältnis im Kompressor 11 wird erhöht. Im Gegensatz dazu, wenn die Öffnungen der IGV verringert werden, wird eine Lufteinlassmenge der Luft A vermindert und ein Druckverhältnis des Kompressors 11 wird vermindert.
Der Brenner 12 liefert Treibstoff F zu der komprimierten Luft A1, die durch den Kompressor 11 komprimiert wurde, und mischt und verbrennt die komprimierte Luft A1 und den Treibstoff F zum Erzeugen von Brenngas. Die Turbine 13 wird durch das Brenngas, das durch den Brenner 12 erzeugt wird, gedreht. Die Turbine 13 enthält den Rotor 18, eine Mehrzahl von Stufen von Turbinenleitschaufeln und eine Mehrzahl von Stufen von Turbinenlaufschaufeln bzw. Schaufeln. Die Stufe der Turbinenleitschaufeln und die Stufe der Turbinenlaufschaufeln sind abwechselnd in Axialrichtung des Rotors 18 vorgesehen.
Der Rotor 18 hat seine beiden Endteile in Axialrichtung drehbar durch ein Lagerteil gehalten, das nicht gezeigt ist, und ist drehbar zentriert an einer Achsenmitte vorgesehen. Eine Antriebsachse des Generators 15 ist mit einem Endteil des Rotors 18 an der Seite des Kompressors 11 verbunden. Der Generator 15 ist koaxial mit der Turbine 13 vorgesehen und kann Leistung durch Rotation der Turbine 13 erzeugen.
Somit wird die Luft A, die von dem Lufteinlass des Kompressors 11 eingenommen wurde, zu komprimierter Luft A1 mit hoher Temperatur und hohem Druck durch Durchlaufen durch die Innenseite des Kompressors 11 über die IGV 22 und dadurch, dass sie komprimiert wird. Der Treibstoff F wird von dem Brenner 12 zu dieser komprimierten Luft A1 zugeführt, und die komprimierte Luft A1 und der Treibstoff F werden gemischt und dann verbrannt zur Erzeugung von Brenngas mit einer hohen Temperatur und hohem Druck. Das Brenngas mit hoher Temperatur und hohem Druck, das durch den Brenner 12 erzeugt wurde, durchläuft durch die Innenseite der Turbine 13, und dieses Brenngas verursacht, dass die Turbine 13 arbeitet (rotiert) zum Antrieb des Rotors 18, der zu rotieren ist. Die Rotation des Rotors 18 treibt den Generator 15 der mit dem Rotor 18 verbunden ist. Auf diese Art wird der Generator 15, der mit dem Rotor 18 verbunden ist, zur Erzeugung von Leistung zur Rotation angetrieben. Im Gegensatz dazu gewinnt das Brenngas, das die Turbine 13 treibt, Wärme als Abgas zurück und wird an die Atmosphäre abgegeben.
Die Gasturbine 1 ist mit einem Kammerdruckanzeiger 51, einem Lufteinlasszustandsdetektor 52, einem Schaufelwegthermometer 53, einem Abgasthermometer 54 und einem Flussmessgerät 55 ausgestattet. Der Kammerdruckindikator 51 ist mit einer Leitung versehen, die die komprimierte Luft A1 von dem Kompressor 11 zu dem Brenner 12 zirkuliert. Genauer gesagt ist der Kammerdruckindikator 51 an der Innenseite einer Kammer des Brenners 12 vorgesehen und misst den Druck (Kammerdruck) der komprimierten Luft A1. Der Lufteinlasszustandsdetektor 52 erfasst eine Lufteinlasstemperatur und ein Lufteinlassdruck der Luft A, die in den Kompressor 11 eingenommen wird. Das Schaufelwegthermometer 53 ist an einer Leitung vorgesehen, die Abgas, das von der Turbine 13 entladen wird, zirkuliert, und misst eine Temperatur des Abgases, das durch eineLaufschaufel an einer Endstufe läuft, die an einer stromabwärtigen Seite der Turbine 12 in Flussrichtung des Abgases vorgesehen ist. Das Abgasthermometer 54 ist auf einer stromabwärtigen Seite des Schaufelwegthermometers 53 vorgesehen und misst eine Temperatur des Abgases. Die Flussmessvorrichtung 55 misst eine Flussmenge von Kühlluft, die durch die Kühlluftzufuhrleitung 19 fließt. Zusätzlich ist die Gasturbine 1 mit einer Ausgabemessvorrichtung 56 zum Erfassen der Ausgabe (Last) der Gasturbine 1 versehen. Die Steuervorrichtung 14 empfängt Signale, die durch den Kammerdruckindikator (51), den Lufteinlasszustandsdetektor 52, das Schaufelwegthermometer 53, das Abgasthermometer 54, die Flussmessvorrichtung 55 und die Ausgabemessvorrichtung 56 gemessen wurden.
Die Steuervorrichtung 14 enthält eine Steuereinheit 61, einen Speicher 62 und einen Prozessor (Eigenschaftsbewertungsvorrichtung für eine Gasturbine) 63. Die Steuereinheit 61 steuert die IGV 22, ein Treibstoffeinstellventil 35 und ähnliches beruhend auf dem Messungsergebnis des Kammerdruckindikators 51, des Lufteinlasszustandsdetektors 52, des Schaufelwegthermometers 53, des Abgasthermometers 54, der Flussmessvorrichtung 55 und ähnlichem und steuert den Betrieb der Gasturbine 1. Die Steuereinheit 61 steuert den Betrieb der Gasturbine 1 in Abhängigkeit einer Ausgabe der Gasturbine 1 (Ausgabe des Generators 15).
Zusätzlich kann die Steuereinheit 61 Betriebsdaten, wie Gasturbineneigenschaften, Einlassdruckverlust, Ausgabedruckverlust, der Anzahl von Rotationen, relativer Luftfeuchtigkeit und einer Betriebszeit beruhend auf dem Messergebnis des Kammerdruckindikators 51, des Lufteinlasszustandsdetektors 52, des Schaufelwegthermometers 53, des Abgasthermometers 54, der Flussmessvorrichtung 55 und der Ausgabemessvorrichtung 56 berechnen. Die Gasturbineneigenschaften enthalten Eigenschaften von zumindest einem, dem Kompressor 11, dem Brenner 12 oder der Gasturbine 13. Beispiele der Gasturbineneigenschaften enthalten die Ausgabe der Gasturbine 1, einer Lufteinlassflussmenge des Kompressors 11, der Effizienz des Kompressors 11 und eines Kammerdrucks.
Die Speichereinheit 62 speichert verschiedene Arten von Programmen und Daten bezüglich des Betriebs der Gasturbine 1.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration des Prozessors 63 zeigt. Wie es in 2 gezeigt ist, enthält der Prozessor 63 eine Eigenschaftsmodellerzeugungseinheit 64, eine Korrektureinheit 65 und eine Bewertungseinheit 66. Die Eigenschaftsmodellerzeugungseinheit 64 berechnet einen Modellwert der Gasturbineneigenschaften beruhend auf Betriebsdaten der Gasturbine 1.
Die Eigenschaftsmodellerzeugungseinheit 64 enthält eine Ausgabemodellerzeugungseinheit 64a, eine Lufteinlassflussmengenmodellerzeugungseinheit 64b, eine Kompressoreffizienzmodellerzeugungseinheit 64c und eine Kammerdruckmodellerzeugungseinheit 64d. Die Ausgabemodellerzeugungseinheit 64a erzeugt ein Modell der Ausgabeeigenschaften der Gasturbine 1.
4 ist ein Blockdiagramm, das einem Beispiel der Ausgabemodellerzeugungseinheit 64a zeigt. Wie es in 4 gezeigt ist, empfängt die Ausgabemodellerzeugungseinheit 64a eine Umgebungstemperatur, Umgebungsdruck, relative Luftfeuchtigkeit, die Anzahl der Rotationen, Einlassdruckverlust, Auslassdruckverlust und eine Betriebszeit als Betriebsdaten. Die Ausgabemodellerzeugungseinheit 64a erzeugt ein Ausgabemodell FX1, das ein Modell der Ausgabeeigenschaften der Gasturbine 1 ist, beruhend auf den jeweiligen Betriebsdaten und Berechnet einen Korrekturwert der jeweiligen Betriebsdaten beruhend auf den erzeugten Ausgabemodell FX1. Die Ausgabemodellerzeugngseinheit 64a kann gut bekannte Techniken verwenden, wie etwa lineare Multiregressionsanalyse, nichtlineare Multiregressionsanalyse, ein neuronales Netzwerk und Ensemblelernen.
Bei der Erfindung wird ein Fall beschrieben, in dem als Beispiel lineare Multiregressionsanalyse verwendet wird. Wenn Messwerte und Bezugswerte (ein Messwert, ein Bezugswert) der Betriebsdaten jeweils als eine Umgebungstemperatur (TT0), Umgebungsdruck (PP0), relative Luftfeuchtigkeit (HHO), die Anzahl der Rotationen (RRO), der Einlassdruckverlust (Pi0), der Ausgangsdruckverlust (Pe, Pe0) und eine Betriebszeit (AAO) festgelegt sind, wird das Ausgabemodell FX1 durch den folgenden Ausdruck wiedergegeben. $FX1 = - a (T - T0) - b (P - P0) - c (H - H0) - d (R - R0) - e (Pi - Pi0) - f (Pe - Pe0) - g (A - A0) + h$
In dieser Darstellung sind a, b, c, d, e, f, g, und h Konstanten und h zeigt die Ausgabe (Einheit: MB) an, wobei es als Bezug dient. Die Bezugswerte der Betriebsdaten (T0, P0, H0, R0, Pi0, Pe0, A0) sind Werte bei Umweltbedingungen, die als Bezug zum Berechnen der Ausgabeeigenschaften dienen. Die Bezugswerte können im Voraus festgelegt werden. Beruhend auf dem erzeugten Ausgabemodell kann die Ausgabemodellerzeugungseinheit 64 einen Korrekturwert der jeweiligen Betriebsdaten unter Verwendung von linearer Multiregressionsanalyse erhalten.
8 ist eine Kurve, die ein Beispiel des Korrekturwerts bezüglich einer Umgebungstemperatur zeigt. Die longitudinale Achse stellt einen Korrekturkoeffizient (Korrekturwert) dar und die Lateralachse stellt eine Umgebungstemperatur dar. Wie es in 8 gezeigt ist, wird eine gerade Linie 101 einer Umgebungstemperatur, die durch lineare Multiregressionsanalyse erhalten wird, linear, so dass ein Korrekturkoeffizient kleiner wird, wenn beispielsweise die Umgebungstemperatur größer wird. Eigenschaften, wie die Neigung der geraden Linie 101 sind ein Beispiel, dienen aber nicht der Beschränkung.
5 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Lufteinlassflussmengenmodellerzeugungseinheit 64b zeigt. Wie es in 5 gezeigt ist, empfängt die Lufteinlassflussmengenmodellerzeugungseinheit 64b eine Umgebungstemperatur, einen Umgebungsdruck und eine Betriebszeit als Betriebsdaten. In ähnlicher Weise wie die Ausgabemodellerzeugungseinheit 64a erzeugt die Lufteinlassflussmengenmodellerzeugungseinheit 64b ein Lufteinlassflussmengenmodell FX2, das ein Modell einer Lufteinlassflussmenge des Kompressors 11 beruhend auf den jeweiligen Betriebsdaten ist.
Die Lufteinlassflussmengenmodellerzeugungseinheit 64b erzeugt ein Lufteinlassflussmengenmodell unter Verwendung bekannter Techniken, wie etwa linearer Multiregressionsanalyse, nichtlinearer Multiregressionsanalyse und eines neuronalen Netzwerks und Ensemble-Lernen und kann beruhend auf dem erzeugten Lufteinlassflussmengenmodell einen Korrekturwert der jeweiligen Betriebsdaten unter Verwendung linearer Multiregressionsanalyse erhalten.
6 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Kompressoreffizienzmodellerzeugungseinheit 64c zeigt. Wie es in 6 gezeigt ist, empfängt die Kompressoreffizienzmodellerzeugungseinheit 64c eine Umgebungstemperatur, einen Umgebungsdruck und eine Betriebszeit als Betriebsdaten. In ähnlicher Weise zu der Ausgabemodellerzeugungseinheit 64a erzeugt die Kompressoreffizienzmodellerzeugungseinheit 64c ein Kompressoreffizienzmodell FX3, das ein Modell der Effizienz des Kompressors 11 ist, beruhend auf den jeweiligen Betriebsdaten.
Die Kompressoreffizienzmodellerzeugungseinheit 64c erzeugt ein Kompressoreffizienzmodell unter Verwendung bekannter Techniken, wie einer linearen Multiregressionsanalyse, einer nichtlinearen Multiregressionsanalyse, eines neuronalen Netzwerks und Ensemble-Lernen, und kann beruhend auf dem erzeugten Kompressoreffizienzmodell einen Korrekturwert der jeweiligen Betriebsdaten unter Verwendung linearer Multiregressionsanalyse erhalten.
7 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Kammerdruckmodellerzeugungseinheit 64d zeigt. Wie es in 7 gezeigt ist, empfängt die Kammerdruckmodellerzeugungseinheit 64d eine Umgebungstemperatur, einen Umgebungsdruck und eine Betriebszeit als Betriebsdaten. Ähnlich der Ausgabemodellerzeugungseinheit 64a erzeugt die Kammerdruckmodellerzeugungseinheit 64d ein Kammerdruckmodell FX4, das ein Modell der Druckeigenschaften (Kammerdruckeigenschaften) der komprimierten Luft A1 ist, beruhend auf den jeweiligen Betriebsdaten.
Die Kammerdruckmodellerzeugungseinheit 64d erzeugt ein Kammerdruckmodell unter Verwendung gut bekannter Techniken, wie etwa der linearen Multiregressionsanalyse, der nicht linearen Multiregressionsanalyse, eines neuronalen Netzwerks und des Ensemble-Lernen, und kann beruhend auf dem erzeugten Kammerdruckmodell einen Korrekturwert der jeweiligen Betriebsdaten unter Verwendung linearer Multiregressionsanalyse erhalten.
Die Korrektureinheit 65, die in 2 gezeigt ist, erhält für jede der Gasturbineneigenschaften die Gasturbineneigenschaften nach der Korrektur, wobei das Ausmaß des Einflusses, das durch Umgebungsbedingungen verursacht ist, von den Gasturbineneigenschaften eliminiert oder verringert wurde. Als Gasturbineneigenschaften wird die Ausgabe der Gasturbine 1 als ein Beispiel beschrieben. Aus den berechneten Korrekturwerten, wenn die Korrekturwerte bezüglich einer Umgebungstemperatur, bezüglich eines Umgebungsdrucks, bezüglich der relativen Luftfeuchtigkeit, bezüglich der Anzahl der Rotationen, bezüglich des Einlassdruckverlustes, bezüglich des Auslassdruckverlustes und bezüglich einer Betriebszeit als K1, K2, K3, K4, K5, K6 und K7 jeweils festgelegt sind, ist ein Erfassungsergebnis der Ausgabemessvorrichtung 56 als G festgelegt, wobei die Ausgabe G' in Umgebungsbedingungen, die als Bezug dienen, beispielsweise wie folgt erhalten werden kann. $G' = G/ (K1 \cdot K2 \cdot K3 \cdot K4 \cdot K5 \cdot K6 \cdot K7)$
Aus den Gasturbineneigenschaften, die von verschiedenen Messvorrichtungen und ähnlichen gemessen wurden, oder die durch die Steuereinheit 61 berechnet wurden, wenn die Werte der Lufteinlassflussmenge, der Kompressoreffizienz und des Kammerdrucks als X, Y und Z jeweils festgelegt sind, kann eine Lufteinlassflussmenge X', eine Kompressoreffizienz Z' und ein Kammerdruck Y' bei Umgebungsbedingung, die als eine Referenz dienen, in ähnlicher Weise wie folgt erhalten werden. $X' = X/ (K1 \cdot K2 \cdot K7)$
$Y' = Y/ (K1 \cdot K2 \cdot K7)$
$Z' = Z/ (K1 \cdot K2 \cdot K7)$
Die Bewertungseinheit 66 bewertet die erhaltenen Gasturbineneigenschaften nach der Korrektur. Die Ausgabe G', die durch die Korrektureinheit 65 korrigiert wurde, ist ein Wert, bei dem der Einfluss aufgrund von Umwelteinflüssen eliminiert oder verringert wurde. Somit kann die Bewertungseinheit 66 beispielsweise beruhend auf der Ausgabe G', die durch die Korrektureinheit 65 erhalten wurden, eine Änderung und ähnliches in der Ausgabe der Gasturbine 1 aufgrund von Kontamination, Beeinträchtigung oder ähnlichem bewerten. In diesem Fall kann eine Bewertung durch vorhergehendes Erhalten eines Bezugswertes der Ausgabe der Gasturbine 1 bei den Bezugsumweltbedingungen und Vergleichen mit dem Bezugswert durchgeführt werden.
Als dieser Bezugswert wird beispielsweise die Ausgabe der Gasturbine 1 in einem Zustand, in dem keine Kontamination, keine Beeinträchtigung und ähnliches in den Bezugsumweltbedingungen vorliegen, oder ein Zustand, in dem Kontamination, Beeinträchtigung und ähnliches kleiner als ein vorgegebener Schwellwert ist, festgelegt werden. Zusätzlich kann die Bewertungseinheit 66 einen Faktor einer Änderung in der Ausgabe bewerten, beruhend auf der Differenz zwischen dem Bezugswert und einem Messwert der Ausgabe der Gasturbine 1.
Ähnlich kann für eine Lufteinlassflussmenge, eine Kompressoreffizienz und einen Kammerdruck die Bewertungseinheit 66 beruhend jeweils auf den Gasturbineneigenschaften, die durch die Korrektureinheit 65 korrigiert wurden, eine Änderung der Gasturbineneigenschaften aufgrund von Kontamination, Beeinträchtigung und ähnlichem als ein Faktor der Änderung der Gasturbineneigenschaften und ähnlichem bewerten.
Bei der Ausführungsform wird jedes der Eigenschaftsmodelle unter Verwendung linearer Multiregressionsanalyse erzeugt. Wenn die Ausgabemodellerzeugungseinheit 64a, die Lufteinlassflussmengenmodellerzeugungseinheit 64b, die Kompressoreffizienzmodellerzeugungseinheit 64c und die Kammerdruckmodellerzeugungseinheit 64d jeweils Betriebsdaten, wie eine Umgebungstemperatur erhalten, können Eigenschaften (Ausgabe, eine Lufteinlassflussmenge, Kompressoreffizienz und Kammerdruck) als theoretische Werte berechnet werden. Diese Eigenschaften sind Werte entsprechend den Gasturbineneigenschaften, die beruhend auf den Korrekturwerten korrigiert wurden. Somit kann die Bewertungseinheit 66 eine Bewertung durch Vergleichen der Messwerte der Ausgabe, einer Lufteinlassflussmenge, der Kompressoreffizienz und des Kammerdrucks mit einem theoretischen Wert durchführen, der durch lineare Multiregressionsanalyse berechnet wurde.
Jede der Eigenschaftsmodellerzeugungseinheiten 64 empfängt einen Wert einer Betriebszeit als Betriebsdaten zum Berechnen eines Ausmaß einer Änderung in den Gasturbineneigenschaften aufgrund von einem Ablauf einer Betriebszeit, anders gesagt ein Ausmaß einer Änderung der Gasturbineneigenschaften aufgrund von Verschlechterung bzw. Beeinträchtigung. Somit kann die Bewertungseinheit 66 eine Bewertung einer Verschlechterung durch vergleichen der korrigierten Gasturbineneigenschaften mit einem Ausmaß einer Änderung in den Gasturbineneigenschaften aufgrund der berechneten Verschlechterung durchführen.
Das Folgende beschreibt ein Verfahren zum Bewerten von Gasturbineneigenschaften, die wie oben beschrieben gebildet sind. 3 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zur Bewertung von Eigenschaften der Gasturbine zeigt. Wie es in 3 gezeigt ist, berechnet der Prozessor 63 ein Korrekturwert für die Korrektur des Einflusses auf Gasturbineneigenschaften aufgrund von Umweltbedingungen (Schritt S10). Im Schritt S10 erzeugt die Eigenschaftsmodellerzeugungseinheit 64 ein Eigenschaftsmodell bezüglich jeder Eigenschaft der Gasturbine 1 und berechnet einen Korrekturwert der Betriebsdaten beruhend auf dem erzeugten Eigenschaftsmodell.
Anschließend korrigiert der Prozessor 63 die Gasturbineneigenschaften beruhend auf dem berechneten Korrekturwert (Schritt S20). Im Schritt S20 erhält die Korrektureinheit 65 Gasturbineneigenschaften nach der Korrektur in Umgebungsbedingungen, die als ein Bezug dienen, beruhend auf dem Korrekturwert, der für jede Gasturbineneigenschaft berechnet wurde. Die Gasturbineneigenschaften nach der Korrektur sind der Wert, bei dem der Einfluss aufgrund von Umweltbedingungen eliminiert oder verringert ist.
Anschließend macht der Prozessor 63 eine Bewertung beruhend auf den Gasturbineneigenschaften nach der Korrektur (Schritt S30). Im Schritt S30 macht die Bewertungseinheit 66 eine Bewertung der Gasturbineneigenschaften durch Vergleichen der Gasturbineneigenschaften nach der Korrektur mit einem tatsächlichen Messwert der Gasturbineneigenschaften. Eine hochgenaue Bewertung kann erhalten werden, da die Bewertung auf den Gasturbineneigenschaften basiert, bei denen der Einfluss aufgrund von Umweltbedingungen eliminiert oder verringert ist.
Wie vorangehend beschrieben wurde, berechnet die Eigenschaftsbewertungsvorrichtung für eine Gasturbine entsprechend der Ausführungsform einen Korrekturwert zur Korrektur des Einflusses aufgrund von Umweltbedingungen beruhend auf Betriebsdaten der Gasturbine 1 und kann daher einen hochgenauen Korrekturwert erhalten. Indem eine Bewertung der Gasturbineneigenschaften durch Korrektur von Gasturbineneigenschaften beruhend auf diesen Korrekturwert und durch Vergleich der Gasturbineneigenschaften nach der Korrektur mit einem vorgegebenen Bezugswert durchgeführt wird, kann die Vorrichtung zur Bewertung der Eigenschaften einer Gasturbine entsprechend der Ausführungsform eine hochgenaue Bewertung ausführen.
Die Eigenschaftsbewertungsvorrichtung für eine Gasturbine entsprechend der Ausführungsform kann ein Ausmaß einer Änderung der Gasturbineneigenschaften aufgrund von Verschlechterung bzw. Beeinträchtigung berechnen. Somit kann die Vorrichtung zum Bewerten der Eigenschaften einer Gasturbine entsprechend der Ausführungsform Verschlechterungseigenschaften in Abhängigkeit von Umweltbedingungen bewerten, in denen die Gasturbine 1 angeordnet ist, und entsprechend jeweiliger Betriebsdaten für jede Gasturbine 1, um eine hochgenaue Bewertung durchzuführen.
Der technische Umfang der Erfindung ist nicht auf die Ausführungsform beschränkt und verschiedene Änderungen können vorgenommen werden, ohne von der Bedeutung der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise wurde in der Ausführungsform ein Fall beschrieben, in dem die Eigenschaftsmodellerzeugungseinheit 64 ein Eigenschaftsmodell unter Verwendung linearer Multiregressionsanalyse als ein Beispiel erzeugt, aber es ist nicht hierauf beschränkt. Ein Eigenschaftsmodell kann auch unter Verwendung eines nicht linearen Verfahrens erzeugt werden.
Die Eigenschaftsmodellerzeugungseinheit 64 kann ein Eigenschaftsmodell beispielsweise unter Verwendung eines neuronalen Netzwerks als nichtlineares Verfahren erzeugen. 9 ist eine Ansicht, die schematisch einen Zustand zeigt, in dem ein Eigenschaftsmodell unter Verwendung eines hierarchischen neuronalen Netzwerks erzeugt wird. 9 zeigt eine Ausgabemodellerzeugungseinheit 64e, die ein Ausgabemodell FX1 als ein Beispiel der Eigenschaftsmodellerzeugungseinheit zeigt. Die Ausgabemodellerzeugungseinheit 64e enthält eine erste Schicht L1, die als eine Empfangsschicht dient, zweite, dritte und vierte Schichten L2, L3 und L4, die als Zwischenschichten dienen, und eine fünfte Schicht L5, die als Ausgabeschicht dient. In der Ausgabemodellerzeugungseinheit 64e ist die Zwischenschicht aus drei Schichten gebildet, dies ist jedoch nicht begrenzend. Die Zwischenschicht kann aus zwei Schichten oder weniger oder vier Schichten oder mehr gebildet sein. Die erste Schicht L1, die zweite Schicht L2, die dritte Schicht L3, die vierte Schicht L4 und die fünfte Schicht L5 enthalten jeweils eine Mehrzahl von Knoten n.
Die erste Schicht L1 enthält 7 Knoten n (n1, n2, n3, n4, n5, n6, und n7). Der Knoten n1 empfängt eine Umgebungstemperatur. Der Knoten n2 empfängt einen Umgebungsdruck. Der Knoten n3 empfängt eine relative Feuchtigkeit. Der Knoten n4 empfängt die Anzahl der Rotationen. Der Knoten n5 empfängt den Einlassdruckverlust. Der Knoten n6 empfängt den Auslassdruckverlust. Der Knoten n7 empfängt eine Betriebszeit. Die sieben Knoten n der ersten Schicht L1 geben jeweils ein Signal an jeden Knoten n der zweiten Schicht L2 aus.
Die zweite Schicht L2 enthält beispielsweise sechs Knoten n. Die sechs Knoten n in der zweiten Schicht L2 empfangen jeweils ein Signal, das von den sieben Knoten n der ersten Schicht ausgegeben wurde. Die sechs Knoten n in der zweiten Schicht geben jeweils ein Signal an jeden Knoten n in der dritten Schicht L3 aus. In der zweiten Schicht L2 ist die Anzahl der Knoten n nicht auf sechs beschränkt und kann gleich oder kleiner als fünf oder gleich oder größer als 7 sein.
Die dritte Schicht L3 enthält drei Knoten n. Die drei Knoten n in der dritten Schicht empfangen jeweils ein Signal, das von den sechs Knoten n in der zweiten Schicht L2 ausgegeben wurde. Die drei Knoten n in der dritten Schicht L3 geben jeweils ein Signal an jeden Knoten n in der vierten Schicht L4 aus. In der dritten Schicht L3 ist die Anzahl der Knoten n nicht auf drei begrenzt und kann auch gleich oder weniger als zwei oder gleich oder mehr als vier sein.
Die vierte Schicht L4 enthält sechs Knoten n. Die sechs Knoten n in der vierten Schicht L4 empfangen jeweils ein Signal, das von den drei Knoten n in der dritten Schicht L3 ausgegeben wurde. Die sechs Knoten n in der vierten Schicht L4 geben jeweils ein Signal an einen Knoten n in der fünften Schicht L5 aus. In der vierten Schicht L4 ist die Anzahl der Knoten n nicht auf sechs beschränkt und kann gleich oder kleiner als fünf oder gleich oder größer als sieben sein.
Die fünfte Schicht L5 enthält einen Knoten n. Der Knoten n in der fünften Schicht L5 empfängt ein Signal, das von den sechs Knoten n der vierten Schicht L4 ausgegeben wurde. Der Knoten n in der fünften Schicht L5 gibt beispielsweise das Ausgabemodell FX1 aus. In der fünften Schicht L5 ist die Anzahl der Knoten n nicht auf eins beschränkt und kann gleich oder mehr als zwei sein.
Die Konfiguration, bei der die Ausgabemodellerzeugungseinheit 64e das Ausgabemodell FX1 unter Verwendung eines neuronalen Netzwerks ausgibt, wurde als ein Beispiel beschrieben, sie ist jedoch nicht beschränkend. Beispielsweise können die Lufteinlassflussmengenmodellerzeugungseinheit, die das Lufteinlassflussmengenmodell FX2 ausgibt, die Kompressoreffizienzmodellerzeugungseinheit, die das Kompressoreffizienzmodell FX3 ausgibt, und die Kammerdruckmodellerzeugungseinheit, die das Kammerdruckmodell FX4 ausgibt, jeweils ein Eigenschaftsmodell unter Verwendung eines neuronalen Netzwerks ausgeben, wie es vorangehend beschrieben wurde. In diesem Fall, kann die Anzahl der Knoten der Empfangsschicht, die Zahl der Schichten in den jeweiligen Zwischenschichten und die Zahl der Knoten in jeder Schicht geändert werden, je nach Eignung in Abhängigkeit von der Art der Eingabesignale.
In 9 ist der Fall, in dem ein hierarchisches neuronales Netzwerk verwendet wird, als ein Beispiel beschrieben, dies ist jedoch nicht begrenzend. Als ein neuronales Netzwerk, das sich von einem hierarchischen neuronalen Netzwerk unterscheidet, kann beispielsweise ein Zwischenverbindendes neuronales Netzwerk verwendet werden.
10 ist eine Kurve, die ein Beispiel des Korrekturwerts bezüglich einer Umgebungstemperatur zeigt. Die longitudinale Achse in 10 stellt einen Korrekturkoeffizient (Korrekturwert) dar, und die laterale Achse stellt eine Umgebungstemperatur dar. Wie es in 10 gezeigt ist, ist eine Kurvenlinie 102 der Umgebungstemperatur gebogen. Beispielsweise wenn die Umgebungstemperatur höher ist, ist ein Verringerungsausmaß eines Korrekturkoeffizienten kleiner. Auf diese Art kann nicht nur die lineare sondern auch die gekrümmte Kurvenlinie 102 erhalten werden, wobei ein nichtlineares Verfahren, wie etwa ein neuronales Netzwerk verwendet wird, das in 9 gezeigt ist. Somit kann ein noch genauerer Korrekturwert erhalten werden. Beispielsweise, auch wenn es schwierig ist, im Voraus die Eigenschaften solch einer Änderung in der Ausgabe der Gasturbine 1 in Bezug auf die Betriebszeit zu verstehen, kann ein noch genauerer Korrekturwert erhalten werden.
Bei der Konfiguration der Ausführungsform kann die Eigenschaftsmodellerzeugungseinheit 64 sequentiell ein Eigenschaftsmodell der Gasturbineneigenschaften auffrischen bzw. updaten. 11 ist ein Flussdiagramm, das Prozeduren zum Updaten eines Eigenschaftsmodells zeigt. Wie es in 11 gezeigt ist, erfasst die Eigenschaftsmodellerzeugungseinheit 64 die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Flags zum Updaten des Eigenschaftsmodells (Schritt S40). Beim Schritt S40 kann ein Flag zum Updaten eines Eigenschaftsmodells erzeugt werden, beispielsweise wenn eine vorgegebene Zeitspanne abläuft (beispielsweise wenn ein Tag abgelaufen ist, wenn eine Woche abgelaufen ist und wenn ein Monat abgelaufen ist) und wenn eine vorgegebene wiederholte Inspektion ausgeführt wird. Wenn das Flag nicht erfasst wird (Nein beim Schritt S40) wiederholt die Eigenschaftsmodellerzeugungseinheit 64 die Verarbeitung beim Schritt S40.
Wenn ein Flag erfasst wird (Ja beim Schritt S40), frischt die Eigenschaftmodellerzeugungseinheit 64 ein Eigenschaftsmodell der Gasturbineneigenschaften auf (Schritt S50). Beim Schritt S50 erzeugt die Eigenschaftsmodellerzeugungseinheit 64 erneut ein Eigenschaftsmodell beruhend auf den empfangenen Betriebsdaten. Da das erzeugte Eigenschaftsmodell in einem Zustand neu erzeugt wird, in dem die Betriebsdaten gesammelt wurden, nachdem das vorangehende Modell erzeugt wurde, wird das erzeugte Eigenschaftsmodell ein noch genaueres Eigenschaftsmodell. Die Eigenschaftsmodellerzeugungseinheit 64 berechnet einen Korrekturwert für alle Betriebsdaten beruhend auf dem erzeugten Eigenschaftsmodell. Die Korrektureinheit 65 korrigiert die Gasturbineneigenschaften beruhend auf dem neu berechneten Korrekturwert. Die Bewertungseinheit 66 führt eine Bewertung beruhend auf dem Gasturbineneigenschaften durch, die beruhend auf dem neuen Korrekturwert korrigiert wurden. Somit kann eine hochgenaue Bewertung erhalten werden.
Nach dem Updaten eines Eigenschaftsmodells, wenn der Betrieb der Gasturbine 1 nicht beendet wird (Nein bei Schritt S60), wiederholt die Eigenschaftsmodellerzeugungseinheit 64 den Betrieb vom Schritt S40. Wenn der Betrieb der Gasturbine 1 beendet wird (Ja beim Schritt S60), endet die Eigenschaftsmodellerzeugungseinheit 64 die Verarbeitung.
Auf diese Art kann die Eigenschaftsmodellerzeugungseinheit 64 einen Korrekturwert beruhend auf den gesammelten Betriebsdaten durch Updaten eines Eigenschaftsmodells berechnen. Wenn die korrigierten Gasturbineneigenschaften, beruhend auf dem Korrekturwert bewertet werden, kann eine hochgenaue Bewertung erhalten werden.
Bei der Konfiguration der Ausführungsform, die vorangehend beschrieben wurde, kann die Eigenschaftsmodellerzeugungseinheit 64 einen künftigen Korrekturwert voraussagen und berechnen beruhend auf dem erhaltenen Korrekturwert. 12 ist eine Kurve, die ein Beispiel eines Korrekturwerts bezüglich einer Betriebszeit zeigt. Die longitudinale Achse in 12 stellt einen Korrekturkoeffizient (Korrekturwert) dar und die laterale Achse stellt eine Betriebszeit dar. Wie es in 12 beispielsweise gezeigt ist, wird zu einer Zeit t1, wenn die Eigenschaftsmodellerzeugungseinheit 64 ein Eigenschaftsmodell erzeugt, ein Korrekturwert bis zu der Zeit t1 als ein Korrekturwert einer Betriebszeit berechnet. Eine gerade Linie 103 ist ein Korrekturwert, der beispielsweise durch lineare Multiregressionsanalyse erhalten wird. Eine Kurvenlinie 104 ist ein Korrekturwert, der beispielsweise durch ein nicht lineares Verfahren erhalten wird. In jedem Fall wird ein Korrekturwert bis zu einer Zeit t1 berechnet.
In diesem Zustand kann die Eigenschaftsmodellerzeugungseinheit 64 einen künftigen Korrekturwert, beispielsweise einen Korrekturwert zu einer Zeit t2, später als der Zeit t1, beruhend auf der Neigung der geraden Linie 103 und der gekrümmten Linie 104 voraussagen. Die gerade Linie 103a und die Kurvenlinie 104a zeigen Korrekturwerte, die beruhend auf der geraden Linie 103 und der gekrümmten Linie 104 jeweils vorausgesagt wurden. In diesem Fall kann die Korrektureinheit die Gasturbineneigenschaften nach künftigen Korrekturen durch Korrektur der Gasturbineneigenschaften beruhend auf den vorhergesagten Korrekturwert berechnen. Die Bewertungseinheit 66 kann eine Bewertung beruhend auf den Gasturbieneneigenschaften machen, die nach künftiger Korrektur berechnet wurden. Auf dieser Art kann eine Bewertung bezüglich künftiger Gasturbineneigenschaften erhalten werden.
Bei der Ausführungsform wurde die Konfiguration, bei der Beispielsweise die Ausgabemodellerzeugungseinheit 64a eine Umgebungstemperatur, einen Umgebungsdruck, eine relative Feuchtigkeit, die Anzahl von Rotationen, der den Einlassdruckverlust, den Auslassdruckverlust und die Betriebszeit als Betriebsdaten empfängt, als ein Beispiel beschrieben, sie ist jedoch nicht begrenzt hierauf. Die Ausgabemodellerzeugungseinheit 64a kann andere Betriebsdaten empfangen.
13 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Ausgabemodellerzeugungseinheit 64a zeigt. Wie es in 13 gezeigt ist, kann die Ausgabemodellerzeugungseinheit 64a Daten einer abgelaufenen Zeit von einer wiederholenden Inspektion zusätzlich zu den oben genannten Betriebsdaten erhalten. Die Ausgabemodellerzeugungseinheit 64a erzeugt ein Ausgabemodell FX1a, das ein Modell der Ausgabeeigenschaften der Gasturbine 1 beruhend auf den jeweiligen Betriebsdaten ist, und berechnet einen Korrekturwert der jeweiligen Betriebsdaten beruhend auf dem erzeugten Ausgabemodell FX1a.
14 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einer Betriebszeit der Gasturbine 1 und einer abgelaufenen Zeit von einer wiederkehrenden Inspektion darstellt. Wie es in 14 gezeigt ist, werden die wiederkehrenden Inspektionen der Gasturbine periodisch durchgeführt, beispielsweise zu einem Zeitpunkt t3, einem Zeitpunkt t4, einem Zeitpunkt t5 und einem Zeitpunkt t6 von dem Start des Betriebs. Eine unterbrochene Linie 106 zeigt einen Zustand an, in dem eine abgelaufene Zeit für jede wiederholende Inspektion zurückgesetzt wird. Eine wiederholende Inspektion enthält beispielsweise eine Brennerinspektion, die eine Inspektion des Brenners 12 ist, eine Turbineninspektion, die eine Inspektion der Turbine 13 ist, und ein Hauptinspektion. Beim Durchführen der Turbineninspektion wird die Brennerinspektion auch durchgeführt. Beim Durchführen der Hauptinspektion werden auch die Turbineninspektion und die Brennerinspektion durchgeführt.
15 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einer Betriebszeit und einem Korrekturkoeffizienten zeigt, wenn wiederkehrende Inspektionen durchgeführt werden. Bei der Gasturbine 1 wird beispielsweise immer wenn eine wiederkehrende Inspektion ausgeführt wird, ein Absinken der Ausgabe verbessert. Anders gesagt, immer wenn eine wiederkehrende Inspektion ausgeführt wird, steigt die Ausgabe an. Somit, wenn eine Bewertung bezüglich der Verschmutzung, Beeinträchtigung oder ähnlichem ausgeführt wird, muss der Einfluss eines Ausgabeanstiegs durch eine wiederkehrende Inspektion eliminiert oder verringert werden. Wie es in 15 gezeigt ist, berechnet die Ausgabemodellerzeugungseinheit 64a einen Korrekturwert zu jedem der Zeitpunkte t3, t4, t5 und t6, an denen die wiederkehrende Inspektion ausgeführt werden, von dem Start des Betriebs an, sodass der Einfluss eines Ausgabeanstiegs eliminiert oder verringert wird. Somit stellt eine Form der unterbrochenen Linie 106, die einen Korrekturwert zeigt, wobei der Korrekturwert zu den Zeiten t3, t4, t5 und t6 beispielsweise schnell ansteigt. Ein noch genauerer Korrekturwert und somit Bewertung kann erhalten werden, indem der Einfluss der wiederkehrenden Inspektion auf die Gasturbineneigenschaften, wie etwa die Ausgabe, wiedergegeben wird.
Bezugszeichenliste

1: Gasturbine
11: Kompressor
12: Brenner
13: Turbine
14: Steuervorrichtung
15: Generator
18: Rotor
19: Kühlluftzufuhrleitung
20: Kühlluftsteuerventil
22: Einlassführungsschaufel
22a: Schaufelhauptkörper
22b: IGV-Betriebseinheit
35: Treibstoffeinstellventil
51: Kammerdruckindikator
52: Lufteinlasszustandsdetektor
53: Schaufelwegthermometer
54: Abgasthermometer
55: Flussmessvorrichtung
56: Ausgabemessvorrichtung
61: Steuereinheit
62: Speichereinheit
63: Prozessor
64: Eigenschaftsmodellerzeugungseinheit
64a,: 64e Ausgabemodellerzeugungseinheit
64b: Lufteinlassflussmengenmodellerzeugungseinheit
64c: Kompressoreffizienzmodellerzeugungseinheit
64d: Kammerdruckmodellerzeugungseinheit
65: Korrektureinheit
66: Bewertungseinheit
101, 103, 103a: gerade Linie
102, 104, 104: Kurvenlinie
105, 106: unterbrochene Linie
A: Luft
A1: komprimierte Luft
F: Treibstoff
H0, P0, R0, T0, Pe0, Pi0: Bezugswert
FX1, FX1a: Ausgabemodell
FX2: Lufteinlassflussmengenmodell
FX3: Kompressoreffizienzmodell
FX4: Kammerdruckmodell
L1: erste Schicht
L2: zweite Schicht
L3: dritte Schicht
L4: vierte Schicht
L5: fünfte Schicht
n, n1, n2, n3, n4, n5, n6, n7: Knoten
t1, t2, t3, t4, t5, t6: Zeitpunkte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2007192138 [0005]

Claims

Eigenschaftsbewertungsvorrichtung für eine Gasturbine, wobei die Gasturbine einen Kompressor, der zum Komprimieren von Luft ausgestaltet ist, einen Brenner, dem Treibstoff zum Verbrennen der komprimierten Luft, die vom Kompressor komprimiert wurde, zugeführt wird, und eine Turbine, die ausgestaltet ist, um durch Brenngas, dass von dem Brenner erzeugt wird, rotiert zu werden, enthält, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Prozessor, der ausgestaltet ist, um zu Gasturbineneigenschaften, einschließlich Eigenschaften von zumindest einem des Kompressors, des Brenners und der Turbine, einen Korrekturwert zum Korrigieren des Einflusses aufgrund von Umgebungsbedingungen zu berechnen, denen die Gasturbine ausgesetzt ist, beruhend auf Betriebsdaten der Gasturbine um Gasturbineneigenschaften, die beruhend auf dem Korrekturwert berichtigt wurden, zu berechnen und um die Gasturbine durch Vergleichen der Gasturbineneigenschaften nach der Korrektur mit einem vorgegebenen Bezugswert zu bewerten; wobei die Betriebsdaten eine abgelaufene Zeit nach einer wiederholenden Inspektion der Gasturbine enthalten.
Eigenschaftsbewertungsvorrichtung für eine Gasturbine nach Anspruch 1, wobei der Prozessor ausgestaltet ist, um einen Modellwert der Gasturbineneigenschaften beruhend auf den Betriebsdaten zu berechnen und um den Korrekturwert beruhend auf dem Modellwert abzuschätzen.
Eigenschaftsbewertungsvorrichtung für eine Gasturbine nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Gasturbineneigenschaften zumindest eins einer Ausgabe der Gasturbine, einer Lufteinlassflussmenge des Kompressors, einer Effizienz des Kompressors und eines Drucks der komprimierten Luft enthalten.
Eigenschaftsbewertungsvorrichtung für eine Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Bewertungsdaten eine Umgebungstemperatur und einen Umgebungsdruck in einer Umgebung enthalten, der die Gasturbine ausgesetzt ist, und eine Betriebszeit der Gasturbine.
Eigenschaftsbewertungsverfahren für eine Gasturbine, wobei die Gasturbine einen Kompressor, der zum Komprimieren von Luft ausgestaltet ist, einen Brenner, dem Treibstoff zum Verbrennen der komprimierten Luft, die vom Kompressor komprimiert wurde, zugeführt wird, und einer Turbine, die ausgestaltet ist, um durch Brenngas, das von dem Brenner erzeugt wird, rotiert zu werden, enthält, wobei das Verfahren umfasst: Berechnen zu den Gasturbineneigenschaften einschließlich den Eigenschaften von zumindest einem des Kompressors, des Brenners und der Turbine eines Korrekturwerts zum Korrigieren des Einflusses aufgrund von Umgebungsbedingungen, denen die Gasturbine ausgesetzt ist, beruhend auf Betriebsdaten der Gasturbine; Berechnen der Gasturbineneigenschaften, die beruhend auf dem Korrekturwert korrigiert wurden; und Bewerten der Gasturbine durch Vergleichen der Gasturbineneigenschaften nach der Korrektur mit einem vorgegebenen Bezugswert; wobei die Betriebsdaten eine abgelaufene Zeit nach einer wiederholenden Inspektion der Gasturbine enthalten.