JP2002333916A - 発電設備の遠隔損傷診断システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発電設備１で監視信号の一部を解析し、解析
結果をインターネット１７を通して監視施設２に送信す
るので、インターネット１７の負荷が軽減し、診断の信
頼性の確保が可能な発電設備の遠隔損傷診断システムを
提供する。 【解決手段】 発電施設１は、発電設備を構成する各種
機器４〜７、各種機器４〜７の運転状態を個別監視する
センサ８、各センサ８の監視信号を集約するセンサアン
プ９、各監視信号から各種機器４〜７の運転制御情報を
形成する制御装置１０、各監視信号の一部の周波数解析
情報を形成する監視信号解析装置１２、第１診断情報を
記録する記録装置１３、少なくとも第２診断情報を内部
メモリに保存する損傷診断装置１１を備え、監視施設２
はインターネット１７を通し損傷診断装置１１に接続さ
れる遠隔損傷診断装置１５を備え、遠隔損傷診断装置１
５は損傷診断装置１１から選択的に伝送供給される第１
診断情報、第２診断情報を用いて各種機器４〜７の損傷
診断を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発電設備の遠隔損
傷診断システムに係り、特に、発電設備を構成する各種
機器の損傷状態を遠隔地において診断することができる
発電設備の遠隔損傷診断システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、発電設備を構成する各種機器の
損傷を診断する場合には、一定期間が経過する度毎に、
または、一定回数の運転が実行された段階で各種機器の
動作を停止させ、各種機器の部品の損傷状態を点検した
り、各種機器の部品の損傷状態が決められた基準状態に
達しているかを点検し、部品交換の時期に到達している
部品があった場合、その部品について必要な補修や交換
を行っている。

【０００３】また、発電設備を構成する各種機器の動作
を一定期間毎または一定運転回数毎に停止させる代わり
に、各種機器にそれぞれの機器の動作を監視するセンサ
を設け、それらのセンサから出力されるセンサ信号を常
時を監視し、センサ信号がある基準範囲を逸脱した場合
に限って各種機器の動作を停止させ、各種機器の部品の
損傷状態を点検することも行われている。

【０００４】一方、近年におけるコンピュータ（計算
機）やインターネットに代表される通信ネットワークの
進歩普及に伴って、発電設備を構成する各種機器の損傷
を診断する場合に、各種機器の運転状態を示す監視信号
を通信ネットワークを通して遠隔地にある監視施設に送
信し、監視施設において受信した監視信号に基づいて発
電設備を構成する各種機器の劣化状態を診断するように
した診断システムが開発されており、その一例として、
特開平１１−３１１３号公報に開示された診断システム
がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記特開平１１−３１
１３号公報に開示された診断システムは、発電設備を構
成する各種機器から得られた監視信号を通信ネットワー
クを用いて遠隔地にある監視施設に送信することによ
り、監視施設において受信した監視信号に基づいて各種
機器の劣化状態を常時監視することができるものであ
る。

【０００６】ところで、このような診断システムは、発
電設備を構成する各種機器の劣化状態を診断するため
に、各種の監視信号の全てをインターネットや電話回線
等の通信ネットワークを経由して遠隔地にある監視施設
に送信するものであるため、通信ネットワークの負荷が
大きく、通信ネットワークへの接続時間が長期化し、そ
れによって通信コストが増加するという不都合な事態が
生じるようになる。このような不都合な事態を回避する
ため、監視信号のサンプリング周波数を低下させ、それ
により通信ネットワークの負荷を軽減させることが考え
られるが、監視信号のサンプリング周波数を低下させる
と、監視信号による診断の精度が低下するようになる。
特に、発電設備を構成する各種機器の中で、高信頼性が
要求される熱流体の励振力に起因する機器の振動の評価
を行うためには、数１０ｋＨｚのオーダーのサンプリン
グ周波数が必要となるが、このようなサンプリング周波
数を有する監視信号は、そのデータ量が膨大となるの
で、それらデータの全てを通信ネットワークを通して遠
隔地にある監視施設に送信することは、現実的であると
いうことができない。

【０００７】本発明は、このような技術的背景に鑑みて
なされたもので、その目的は、発電設備側で各種機器か
ら取得した監視信号の一部を解析し、解析結果を通信ネ
ットワークを通して遠隔地の監視施設側に送信するの
で、通信ネットワークの負荷が軽減し、診断の信頼性の
確保が可能な発電設備の遠隔損傷診断システムを提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、発電施設と、発電施設に通信ネットワー
クを通して接続される監視施設とからなり、発電施設
は、発電設備を構成する各種機器と、各種機器にそれぞ
れ結合され、各種機器の運転状態を個別に監視する複数
のセンサと、複数のセンサから得られた監視信号を集約
するセンサアンプと、集約した監視信号に基づいて各種
機器の運転制御情報を形成する制御装置と、集約した監
視信号の一部を周波数解析した周波数解析情報を形成す
る監視信号解析装置と、周波数解析情報と監視信号の一
部とからなる第１診断情報を記録する記録装置と、少な
くとも制御装置から受領した運転制御情報及び監視信号
とからなる第２診断情報を内部メモリに保存する損傷診
断装置とを備え、監視施設は、通信ネットワークを通し
て損傷診断装置に接続される遠隔損傷診断装置を備え、
遠隔損傷診断装置は、損傷診断装置から通信ネットワー
クを通して選択的に伝送供給される第１診断情報及び／
または第２診断情報を用いて各種機器の損傷診断を行う
手段を備える。

【０００９】前記手段によれば、発電設備を構成する各
種機器のそれぞれに、各種機器の運転状態を個別に監視
するセンサを結合し、それらのセンサから得られた監視
信号を集約し、集約した監視信号を制御装置に供給して
各種機器の運転制御情報を形成し、損傷診断装置の内部
メモリには少なくともこの運転制御情報を含む第２診断
情報を保存するようにし、また、別途設けた監視信号解
析装置では集約した監視信号の一部を周波数解析して周
波数解析情報を形成し、その周波数解析情報を同じく別
途設けた記録装置に記録するようにしたもので、損傷診
断装置から通信ネットワークを通して遠隔損傷診断装置
に伝送供給される情報は、通常内部メモリに保存されて
いる第２診断情報だけが伝送供給されるが、必要に応じ
て、内部メモリに第１診断情報が保存されたとき、第１
診断情報と第２診断情報とが伝送供給されるので、既知
のこの種の損傷診断装置に比べて、通信ネットワークの
負荷を大幅に軽減することができ、かつ、第１診断情報
と第２診断情報とを遠隔損傷診断装置に伝送供給するこ
とができるので、診断精度が低下することはない。

【００１０】この場合、前記手段における損傷診断装置
は、第１診断情報が予設定値に達したとき、その第１診
断情報を、記録装置から読み出して内部メモリに保存
し、第２診断情報とともに遠隔損傷診断装置に伝送供給
するものである。

【００１１】このような構成にすれば、いずれかの機器
が診断すべき状態になると、その機器から得られる第１
診断情報が予設定値に達するので、その第１診断情報が
損傷診断装置の内部メモリに保存されるとともに、その
第１診断情報が遠隔損傷診断装置に伝送供給されるの
で、遠隔損傷診断装置においてその第１診断情報を用い
た前記機器の診断を行うことができる。

【００１２】また、前記手段における損傷診断装置は、
遠隔損傷診断装置から第１診断情報の取込み要請があっ
たとき、その第１診断情報を、記録装置から読み出して
内部メモリに保存し、第２診断情報とともに遠隔損傷診
断装置に伝送供給するものである。

【００１３】このような構成にすれば、遠隔損傷診断装
置側で診断したい機器が生じた場合、その機器から得ら
れた第１診断情報の取込み要請を行うと、その第１診断
情報が損傷診断装置の内部メモリに保存されるととも
に、その第１診断情報が遠隔損傷診断装置に伝送供給さ
れるので、遠隔損傷診断装置においてその第１診断情報
を用いた前記機器の診断を行うことができる。

【００１４】さらに、前記手段において監視信号解析装
置で形成される周波数解析情報のサンプリング周波数
は、制御装置で形成される運転制御情報のサンプリング
周波数よりも高い周波数を用いているものである。

【００１５】このような構成にすれば、周波数解析情報
の解析精度を高くすることができ、その結果、第１診断
情報を用いた遠隔損傷診断装置の診断精度が向上するよ
うになる。

【００１６】また、前記手段における遠隔損傷診断装置
は、監視信号解析装置で形成される周波数解析情報のサ
ンプリング周波数を変更する入力インターフェイスを備
えているものである。

【００１７】このような構成にすれば、遠隔損傷診断装
置において、いずれかの機器の診断をしている際に、他
の機器の診断に移行したい場合、その他の機器の診断を
行う際に用いる周波数解析情報の必要解析精度が、前の
機器の診断を行う際に用いる周波数解析情報の必要解析
精度と異なっていても、入力インターフェイスを通して
監視信号解析装置のサンプリング周波数を適宜変更する
ことが可能になるので、監視信号の種別やその信号事象
に則した解析精度を持つ周波数解析情報を得ることがで
きる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１９】図１は、本発明による発電設備の遠隔損傷
診断システムの一つの実施の形態を示すもので、その要
部構成を示すブロック図である。

【００２０】図１に示されるように、この実施の形態に
よる発電設備の遠隔損傷診断システムは、発電設備１
と、監視施設２と、通信ネットワーク３とを有してい
る。そして、発電設備１は、圧縮機４₁ と燃焼器４₂ と
タービン４₃ からなるガスタービン４と、ガスタービン
４によって駆動される第１発電機５と、排熱回収ボイラ
６ ₁ とタービン６₂ と復水器６₃ とからなる蒸気タービ
ン６と、蒸気タービン６によって駆動される第２発電機
７とを備えている。そして、発電設備１における主要な
機器、すなわち圧縮機４₁ 、燃焼器４₂ 、タービン
４₃ 、第１発電機５、ボイラ６₁ 、タービン６₂ 、復水
器６₃ には、それぞれ、その運転状態を監視、制御する
ために各部に各種のセンサ８が配置されている。この他
に、発電設備１は、センサアンプ９と、制御装置１０
と、損傷診断装置１１と、監視信号解析装置１２と、記
録装置１３と、ファイヤウォール１４とを備えている。
また、監視施設２は、遠隔損傷診断装置１５と、ファイ
ヤウォール１６とを備えている。さらに、通信ネットワ
ーク３は、インターネット１７からなっている。

【００２１】図２は、図１に図示された発電設備１に通
常配置されるセンサ８、発電設備１の試運転時または特
殊計測時に配置される各種のセンサ８の一覧を示す説明
図である。

【００２２】図２において、左側に示された数字の
（１）乃至（２８）は、各所に配置したセンサ８から得
られる監視情報の種別であり、左側に示された数字の
（１）乃至（８）は、それぞれの監視情報から得られた
運転情報の内容である。

【００２３】なお、図１には、主要な機器について、そ
れぞれ１つのセンサ８を配置した例が図示されている
が、実際には、図２に示されるように、主要な機器に１
つまたはそれ以上の数のセンサ８を配置し、主要な機器
の各部の監視情報を取得している。

【００２４】図１に示されるように、それぞれのセンサ
８は、ケーブル（図番なし）を通してセンサアンプ９の
入力端に結合される。このセンサアンプ９は、図２に図
示された発電設備１に通常配置されるセンサ８や、発電
設備１の試運転時または特殊計測時に配置される各種の
センサ８から得られる監視信号を集約するのに用いられ
る。センサアンプ９から出力された集約された監視信号
は、一方が制御装置１０に供給され、他方が監視信号解
析装置１２に供給される。

【００２５】このとき、制御装置１０は、供給された監
視信号に基づいて発電設備１を構成する各種機器別の運
転制御情報を形成する。この運転制御情報の中には、発
電設備１を構成するいずれかの機器の運転状況の異常や
機器の損傷を表す監視信号を検出した場合、その機器の
異常または損傷の発生を示す警報や、場合によっては発
電設備１の運転を停止する制御情報が含まれている。

【００２６】また、監視信号解析装置１２は、供給され
た監視信号の一部の監視信号に基づいて監視信号波形を
周波数解析し、周波数解析情報を形成する。形成された
周波数解析情報はそれに対応する一部の監視信号ととも
に第１診断情報として記録装置１３に供給され、記録装
置１３に一時的に記録される。この記録装置１３は、記
録容量と記録データ量とで決まる時間間隔の監視信号波
形とその周波数解析情報が記録されるもので、常時記録
内容の上書きが行われている。この場合、監視信号解析
装置１２で行われる監視信号の解析は、主に周波数解析
であるので、制御装置１０において運転制御情報の形成
に用いられるサンプリング周波数によりも高いサンプリ
ング周波数を用いることが好ましく、それにより発電設
備１を構成する各種機器の損傷診断を行う際の有益なデ
ータを得ることができる。

【００２７】制御装置１０の出力端はケーブルを介して
損傷診断装置１１の入力端に接続され、制御装置１０か
ら出力された運転制御情報はそれに対応する監視情報と
ともに第２診断情報として損傷診断装置１１に供給され
る。このとき、損傷診断装置１１は、内部メモリ（図示
なし）を有し、供給された第２診断情報がこの内部メモ
リに保存される。また、損傷診断装置１１は、送信タイ
ミング時になると、内部メモリに保存されている第２診
断情報を読み出し、読み出した第２診断情報をファイヤ
ウォール１４及びインターネット１７を介して監視施設
２に送信する。監視施設２は、第２診断情報がインター
ネット１７を通して到来すると、第２診断情報がファイ
ヤウォール１６から遠隔損傷診断装置１５に供給され
る。

【００２８】損傷診断装置１１は、制御装置１０から第
２診断信号を受領して内部メモリに保存するだけでな
く、場合によっては記録装置１３に記録された第１診断
信号を読み出し、読み出した第１診断信号を取り込んで
内部メモリに保存する。このように、損傷診断装置１１
が記録装置１３から第１診断信号の取り込みを行う場合
の一つは、被診断機器の動作状態が安定化され、図２に
図示された監視信号や運転情報が予め設定した値（予設
定値）になったときや、予め設定した時間（予設定時
間）が経過した場合等であり、他の一つは、遠隔損傷診
断装置１５からインターネット１７を通して損傷診断装
置１１に第１診断情報の取込み要請があったときであ
る。また、起動時、停止時及びトリップ時のような事象
の発生時も取り込みを実施する。いずれの場合において
も、損傷診断装置１１は、記録装置１３に記録された第
１診断情報を取得し、取得した第１診断情報を内部メモ
リに保存するとともに、送信タイミングが到来したと
き、内部メモリから第１診断情報を読み出し、読み出し
た第１診断情報をインターネット１７を通して遠隔損傷
診断装置１５に送信する。

【００２９】遠隔損傷診断装置１５は、第１診断情報が
供給されると、表示部に周波数解析情報や対応する監視
信号波形等を表示し、その表示内容を見ることにより、
該当する機器の運転状況の診断を行う。

【００３０】ところで、図２に図示した例は、、監視信
号解析装置１２に供給される監視信号として、ガスター
ビン４を用いた場合の監視信号の例を示すものである。
ガスタービン４においては、排ガス温度、タービン４₃
のホイールスペース温度、圧縮機４₁ の吐出空気温度及
び吐出空気圧力、燃焼器４₂ の保炎器の温度、燃焼器４
₂ の燃料流量、入口空気温度、入口空気圧力回転数、軸
受振動、軸振動、軸受メタル温度等をそれぞれ検出する
ために複数のセンサ８が配置される。また、ガスタービ
ン４の試運転時や特殊計測時には、圧縮機４₁ の各段落
の圧力、空気温度、圧力変動、燃焼器４₂ の燃焼ガス圧
力変動、温度変動、圧縮機４₁ の翼歪み、圧縮機４₂ の
翼温度、タービン翼歪み、タービン翼温度、燃焼器４₂
の歪み、燃焼器４₂ の温度、ケーシング温度、ケーシン
グ歪み、ケーシング変位、ケーシング変位等をそれぞれ
検出するために同じく複数のセンサ８が配置される。監
視信号は、これらのセンサ８のいずれのセンサ８から得
られたものであってもよい。

【００３１】次に、図３は、図１に図示されたガスター
ビン４に各種のセンサ８を配置した際の構成例を示す要
部構成図であり、図４は、図３に図示されたセンサ８と
センスアンプ９との接続状態の一例を示す要部構成図で
ある。

【００３２】図３及び図４において、図１に示された構
成要素と同じ構成要素については同じ符号を付けてい
る。

【００３３】図３に示されるように、圧縮機４₁ は、静
翼１８がダブテイルを介してケーシング１９に嵌合さ
れ、動翼２０がダブテイルを介してロータ２１に嵌合さ
れている。複数の圧力センサ２２は、それぞれケーシン
グ１９に穿孔した穴に取り付けられ、圧縮機４₁ の静翼
位置の変動圧力を測定している。一般に、圧縮機４₁ の
静翼１８は、起動時の低回転数領域において旋回失速と
呼ばれる圧力変動が発生し、定格運転時に比べて高い流
体励振を受けることになる。このため、ケーシング１９
に複数の圧力センサ２２を配置し、旋回失速時の圧力変
動に伴う損傷の発生を正確に評価することが重要にな
る。

【００３４】また、図４に示されるように、ケーシング
１９に圧力センサ２２を配置するとともに、圧縮機４₁
の静翼１８に歪みゲージ２３を貼着し、静翼１８の振動
による静翼歪みの検出を行うようにしてもよい。このと
き、圧力センサ２２から得られた監視信号と歪みゲージ
２３から得られた監視信号は、ともにセンサアンプ９を
介して監視信号解析装置１２に供給される。監視信号解
析装置１２は、供給された監視信号を予め設定した数１
０ｋＨｚオーダのサンプリング周波数で周波数解析し、
得られた周波数解析情報を監視信号とともに記録装置１
３に一時的に記録される。

【００３５】次いで、図５（ａ）、（ｂ）は、図３に図
示のセンサ８によって検出された監視信号における時間
対変動圧力波形の一例を示す特性図であって、（ａ）は
周期的に変動圧力が発生している信号波形を示す例であ
り、（ｂ）は変動圧力が殆ど発生していない信号波形を
示す例である。

【００３６】図５（ａ）、（ｂ）において、横軸は時間
であり、縦軸は変動圧力である。

【００３７】また、図６は、図５に図示の特性図で得ら
れた変動圧力波形を周波数解析して得られた変動圧力ス
ペクトルを示す特性図であって、後側のスペクトルが図
５（ａ）に対応し、前側スペクトルが図５（ｂ）に対応
するものである。

【００３８】図６において、横方向がＨｚで表した周波
数、奥行き方向が％で表した圧縮機４₁ のロータ２１の
正規化回転数、高さ方向が変動圧力振幅である。

【００３９】圧縮機４₁ の静翼１８にセンサ８を配置し
た場合には、センサ８から図５（ａ）または図５（ｂ）
に示すような変動圧力波形を有する監視信号が得られ、
この変動圧力波形を有する監視信号が記録装置１３に記
録される。また、この変動圧力波形を有する監視信号
は、監視信号解析装置１２において周波数解析され、図
６に示すような変動圧力スペクトルを有する周波数解析
情報が形成され、この変動圧力スペクトルを有する周波
数解析情報も記録装置１３に記録される。

【００４０】損傷診断装置１１は、前述のように第１診
断信号の取り込みを行う場合が生じると、記録装置１３
に記録されている変動圧力波形と変動圧力スペクトルと
からなる第１診断信号を取り込む。圧縮機４₁ の静翼１
８にセンサ８を配置した場合において、第１診断信号の
取り込みを行う場合は、旋回失速がタービンの起動時に
発生することから、タービンの回転数を取り込みのトリ
ガにすることが考えられる。そして、損傷診断装置１１
は、タービンの回転数が上昇し、定格回転数に達したと
き、記録装置１３に記録されている変動圧力波形と変動
圧力スペクトルとからなる第１診断信号の取り込みを行
えばよい。

【００４１】この場合においても、損傷診断装置１１
は、取り込んだ第１診断信号を内部メモリに保存すると
ともに、送信タイミング時になると、損傷診断装置１１
をインターネット１７を通して遠隔損傷診断装置１５に
結合し、第１診断信号を内部メモリから読み出した後、
ファイヤーウォール１４、インターネット１７、ファイ
ヤーウォール１６を通して遠隔損傷診断装置１５に送信
する。

【００４２】遠隔損傷診断装置１５は、第１診断信号を
受領すると、表示部に変動圧力波形や変動圧力スペクト
ルを表示させ、その表示内容に基づいて圧縮機４₁ の損
傷診断を行う。

【００４３】ここで、図７は、圧縮機４₁ の損傷診断時
に、有限要素法解析モデルに荷重条件として変動圧力ス
ペクトルを加えたときの解析モデルの状態の一例を示す
解析図である。

【００４４】また、図８は、図７における解析結果によ
って得られた応力スペクトルの一例を示す特性図であ
る。図８において、横軸は正規化周波数（ｆ／ｆｎ）で
あり、縦軸は応力である。

【００４５】さらに、図９は、図８に示された応力スペ
クトルを合成することにより、圧縮機４₁ の静翼１８の
振動応力の時刻歴波形の一例を示す特性図である。図９
において、横軸は時間、縦軸は応力である。

【００４６】このようにして得られた振動応力の時刻歴
波形は、静翼１８の形成材料の疲労強度データととも
に、修正マイナー則等の損傷則を用いて、起動当たりの
静翼１８の疲労損傷率Ｄｆの算出に利用することができ
る。そして、この起動当たりの静翼１８の疲労損傷率Ｄ
ｆは、積算することにより静翼１８の累積損傷率の評価
に利用され、その結果に基づき静翼１８の交換計画を立
案することができる。

【００４７】また、図４に図示されるように、静翼１８
に歪みゲージ２３を貼り付け、歪みゲージ２３から得ら
れた監視信号を監視信号解析装置１２において周波数解
析し、得られた周波数解析情報を記録装置１３に記録す
る場合は、変動圧力波形を有する監視信号を用いる代わ
りに、歪みゲージ２３から得られた監視信号を用いて静
翼１８の疲労損傷率を算出するようにしてもよい。

【００４８】これまでの説明においては、静翼１８の疲
労損傷を診断評価する場合であったが、静翼１８の疲労
損傷を診断に加えて、圧縮機４₁ の動翼２０やタービン
翼の疲労損傷の診断評価を行ったり、ガスタービン４の
燃焼器４₂ の燃焼振動による摩耗や疲労損傷評価を行っ
たりすることができる。

【００４９】この他に、圧縮機４₁ のロータ２１の軸振
動による疲労損傷評価を行うこともできる。この疲労損
傷評価を行うときは、センサ８として、図２に図示され
た軸受振動（１２）を検知するセンサ８や軸振動（１
３）を検知するセンサ８を利用し、それらのセンサ８か
ら得られた監視信号を監視信号解析装置１２に供給し、
そこで周波数解析する。

【００５０】図１０は、軸振動を表す監視信号を監視信
号解析装置１２で周波数解析したときに得られた軸振動
のウォータフローの一例を示す特性図である。図１０に
おいて、横方向はＨｚで表した周波数、縦方向はＲＰＭ
で表したロータ２１の回転数、、高さ方向はμｍで表し
た振動振幅である。

【００５１】このようにして得られた軸振動のウォータ
フローは、振動振幅がピークになる周波数からロータ２
１の損傷診断評価や異常診断評価に利用することができ
る。

【００５２】なお、圧縮機４₁ の静翼１８及び動翼２０
の損傷診断を行う場合に、旋回失速時の静翼１８の振動
は、その振動数が１００Ｈｚ程度であるのに対して、動
翼２０の通過周波数に基づく動翼２０の振動は、その振
動数が数ｋＨｚ程度である。このため、動翼２０の通過
周波数による動翼２０の振動による損傷診断評価を行う
場合には、旋回失速時の静翼１８の振動による損傷診断
評価を行う場合に比べて、監視信号解析装置１２のサン
プリング周波数を高くする必要がある。

【００５３】このため、図１に図示の遠隔損傷診断装置
１５には、監視信号解析装置１２のサンプリング周波数
を変更する入力インターフェイス（図１に図示なし）を
設けている。この入力インターフェイスは、監視信号解
析装置１２で監視信号を周波数解析する際に用いている
サンプリング周波数を遠隔損傷診断装置１５側において
変更することができるものである。

【００５４】遠隔損傷診断装置１５において、圧縮機４
₁ の静翼１８から得られた監視信号に基づいて得られた
第１診断情報を表示部に表示させ、圧縮機４₁ の静翼１
８の損傷診断評価を行っている場合、その損傷診断評価
が終了し、圧縮機４₁ の動翼２０から得られた監視信号
に基づいて得られた第１診断情報を表示部に表示させ、
圧縮機４₁ の動翼２０の損傷診断評価を行う場合に、こ
の入力インターフェイスを通して監視信号解析装置１２
のサンプリング周波数を高くするような変更処理を行え
ば、常時、第１診断情報をその情報内容に適した精度に
した状態で損傷診断評価を行うことができる。

【００５５】前記の実施の形態においては、通信ネット
ワークとしてインターネット１７を用いた例を挙げて説
明したが、本発明による通信ネットワークはインターネ
ット１７である場合に限られるものではなく、インター
ネット１７に類似の他の通信ネットワークを用いてもよ
いことは勿論である。

【００５６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、発電設
備を構成する各種機器のそれぞれに、各種機器の運転状
態を個別に監視するセンサを結合し、それらのセンサか
ら得られた監視信号を集約し、集約した監視信号を制御
装置に供給して各種機器の運転制御情報を形成し、損傷
診断装置の内部メモリには少なくともこの運転制御情報
を含む第２診断情報を保存するようにし、また、別途設
けた監視信号解析装置では集約した監視信号の一部を周
波数解析して周波数解析情報を形成し、その周波数解析
情報を同じく別途設けた記録装置に記録するようにした
もので、損傷診断装置から通信ネットワークを通して遠
隔損傷診断装置に伝送供給される情報は、通常内部メモ
リに保存されている第２診断情報だけが伝送供給される
が、必要に応じて、内部メモリに第１診断情報が保存さ
れたとき、第１診断情報と第２診断情報とが伝送供給さ
れるので、既知のこの種の損傷診断装置に比べて、通信
ネットワークの負荷を大幅に軽減することができ、か
つ、第１診断情報と第２診断情報とを遠隔損傷診断装置
に伝送供給することができ、診断精度が低下することは
ないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による発電設備の遠隔損傷診断装置の一
つの実施の形態を示すもので、その要部構成を示すブロ
ック図である。

【図２】図１に図示された発電設備に通常配置されるセ
ンサ、発電設備の試運転時または特殊計測時に配置され
る各種のセンサの一覧を示す説明図である。

【図３】図１に図示されたガスタービンに各種のセンサ
を配置した際の構成例を示す要部構成図である。

【図４】図３に図示されたセンサとセンスアンプとの接
続状態の一例を示す要部構成図である。

【図５】図３に図示のセンサによって検出された監視信
号における時間対変動圧力波形の一例を示す特性図であ
る。

【図６】図５に図示の特性図で得られた変動圧力波形を
周波数解析して得られた変動圧力スペクトルを示す特性
図である。

【図７】圧縮機の損傷診断時に、有限要素法解析モデル
に荷重条件として変動圧力スペクトルを加えたときの解
析モデルの状態の一例を示す解析図である。

【図８】図７における解析結果によって得られた応力ス
ペクトルの一例を示す特性図である。

【図９】図８に示された応力スペクトルを合成すること
により、圧縮機の静翼の振動応力の時刻歴波形の一例を
示す特性図である。

【図１０】軸振動を表す監視信号を監視信号解析装置で
周波数解析したときに得られた軸振動のウォータフロー
の一例を示す特性図である。

【符号の説明】

１ 発電設備 ２ 監視施設 ３ 通信ネットワーク ４ ガスタービン ４₁ 圧縮機 ４₂ 燃焼器 ４₃ タービン ５ 第１発電機 ６ 蒸気タービン ６₁ 排熱回収ボイラ ６₂ タービン ６₃ 復水器 ７ 第２発電機 ８ センサ ９ センサアンプ １０ 制御装置 １１ 損傷診断装置 １２ 監視信号解析装置 １３ 記録装置 １４ ファイヤウォール １５ 遠隔損傷診断装置 １６ ファイヤウォール １７ インターネット １８ 静翼 １９ ケーシング ２０ 動翼 ２１ ロータ ２２ 圧力センサ ２３ 歪みセンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古川 雅夫 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所火力・水力事業部内 (72)発明者 清水 勝人 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所情報制御システム事業部 内 (72)発明者 林 喜治 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (72)発明者 桜井 茂雄 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 後藤 仁一郎 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 Ｆターム(参考） 5H223 AA02 AA19 EE05 EE06 EE29 EE30

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電施設と、前記発電施設に通信ネット
   ワークを通して接続される監視施設とからなり、前記発
   電施設は、発電設備を構成する各種機器と、前記各種機
   器にそれぞれ結合され、前記各種機器の運転状態を個別
   に監視する複数のセンサと、前記複数のセンサから得ら
   れた監視信号を集約するセンサアンプと、集約した監視
   信号に基づいて前記各種機器の運転制御情報を形成する
   制御装置と、前記集約した監視信号の一部を周波数解析
   した周波数解析情報を形成する監視信号解析装置と、前
   記周波数解析情報と前記監視信号の一部とからなる第１
   診断情報を記録する記録装置と、少なくとも前記制御装
   置から受領した前記運転制御情報及び前記監視信号とか
   らなる第２診断情報を内部メモリに保存する損傷診断装
   置とを備え、前記監視施設は、前記通信ネットワークを
   通して前記損傷診断装置に接続される遠隔損傷診断装置
   を備え、前記遠隔損傷診断装置は、前記損傷診断装置か
   ら前記通信ネットワークを通して選択的に伝送供給され
   る前記第１診断情報及び／または前記第２診断情報を用
   いて前記各種機器の損傷診断を行うことを特徴とする発
   電設備の遠隔損傷診断システム。
2. 【請求項２】 前記損傷診断装置は、前記第１診断情報
   が予設定値に達したとき、その第１診断情報を、前記記
   録装置から読み出して前記内部メモリに保存し、前記第
   ２診断情報とともに前記遠隔損傷診断装置に伝送供給す
   ることを特徴とする請求項１に記載の発電設備の遠隔損
   傷診断システム。
3. 【請求項３】 前記損傷診断装置は、前記遠隔損傷診断
   装置から前記第１診断情報の取込み要請があったとき、
   その第１診断情報を、前記記録装置から読み出して前記
   内部メモリに保存し、前記第２診断情報とともに前記遠
   隔損傷診断装置に伝送供給することを特徴とする請求項
   １に記載の発電設備の遠隔損傷診断システム。
4. 【請求項４】 前記監視信号解析装置で形成される周波
   数解析情報のサンプリング周波数は、前記制御装置で形
   成される運転制御情報のサンプリング周波数よりも高い
   周波数を用いていることを特徴とする請求項１乃至３の
   いずれかに記載の発電設備の遠隔損傷診断システム。
5. 【請求項５】 前記遠隔損傷診断装置は、前記監視信号
   解析装置で形成される周波数解析情報のサンプリング周
   波数を変更する入力インターフェイスを備えていること
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の発電設
   備の遠隔損傷診断システム。