JP2005069088A - Combustion monitoring system and combustion monitoring method of gas turbine - Google Patents

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Sachihiro Doi
祥宏 土井
Takahiro Maekawa
隆裕 前川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a combustion monitoring system and a combustion monitoring method of a gas turbine, surely detecting which combuster causes abnormality. <P>SOLUTION: A combustion monitoring system provided on the gas turbine includes: combusters; a turbine blade rotated by combustion gas supplied from each combustor; an exhaust part in which combustion gas after working on the turbine blade is introduced; and a thermocouple provided on the exhaust part to measure the temperature of combustion gas. The system further includes: a database 1 storing the temperature of combustion gas detected by the thermocouple every one minute in association with the output of the gas turbine; and an operation part for classifying the temperature of combustion gas stored in the database over 24 hours by every IMW, calculating the maximum value and the minimum value in every output range, and comparing the maximum value and the minimum value with supervising data to determine that abnormality occurs in the combustor when the difference is a predetermined value or more. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ガスタービンの燃焼状態を監視する監視システム及び監視方法に関するものである。   The present invention relates to a monitoring system and a monitoring method for monitoring a combustion state of a gas turbine.

図13は、従来より発電プラントに設置されているガスタービンの一例である。同図に示すようにこのガスタービンは、圧縮部51、タービン部53、及び排気部55によって構成されている。圧縮部51は、空気を圧縮してタービン部53に送るためのものである。タービン部53は円筒状に形成され、その内部には発電機(図示省略)に接続されたタービン翼531が回転自在に設けられている。また、タービン部53の外周縁には高温高圧の燃焼ガスを発生する複数の燃焼器532が環状に配置されている。そして、圧縮部51で圧縮された空気は燃焼器532に導入されて天然ガス等の燃料と混合され、各燃焼器532からタービン翼531に対して燃焼ガスが導入される。この燃焼ガスによってタービン翼531が回転され、発電機において発電が行われる。こうしてタービン翼531を回転させて仕事をした後の燃焼ガスは、排気部55に送られる。   FIG. 13 is an example of a gas turbine conventionally installed in a power plant. As shown in the figure, the gas turbine includes a compression unit 51, a turbine unit 53, and an exhaust unit 55. The compression unit 51 is for compressing air and sending it to the turbine unit 53. The turbine part 53 is formed in a cylindrical shape, and a turbine blade 531 connected to a generator (not shown) is rotatably provided therein. In addition, a plurality of combustors 532 that generate high-temperature and high-pressure combustion gases are annularly arranged on the outer peripheral edge of the turbine portion 53. The air compressed by the compression unit 51 is introduced into the combustor 532 and mixed with a fuel such as natural gas, and the combustion gas is introduced from each combustor 532 into the turbine blade 531. The turbine blades 531 are rotated by the combustion gas, and power is generated in the generator. The combustion gas after working by rotating the turbine blade 531 is sent to the exhaust section 55.

ところで、上記のようなガスタービンの燃焼器531は、高温高圧下で稼動しているため、より十分な監視を伴う運転が要求されている。そのような監視方法の一つとして、燃焼ガスの温度を測定して燃焼器531の異常を検出する方法が採られている。より詳細には、排気部55に複数の熱電対551を環状に配置して燃焼器531と対向させ、各熱電対551で検出される瞬時の燃料ガスの温度と基準値とを比較していた。そして、その差が所定値以上になったときに燃焼器532に異常が発生していると判断していた。このほか、従来のガスタービンの燃焼監視システムとしては、例えば特許文献1や特許文献2に示すものがある。
特開平6−123239号公報 特開平10−231739号公報
By the way, since the combustor 531 of the gas turbine as described above operates under high temperature and high pressure, an operation with more sufficient monitoring is required. As one of such monitoring methods, a method of detecting the abnormality of the combustor 531 by measuring the temperature of the combustion gas is employed. More specifically, a plurality of thermocouples 551 are annularly arranged in the exhaust portion 55 so as to face the combustor 531 and the instantaneous fuel gas temperature detected by each thermocouple 551 is compared with a reference value. . And when the difference became more than predetermined value, it was judged that abnormality occurred in the combustor 532. In addition, examples of conventional combustion monitoring systems for gas turbines include those disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2.
JP-A-6-123239 Japanese Patent Laid-Open No. 10-231739

ところが、燃料ガスの温度はばらつきが大きいため、従来のように各測定点の瞬時の温度と基準値とを比較するだけでは、微妙な温度変化の傾向を把握することが難しかった。そのため、燃焼器532に異常が発生していても、失火等の事故による大きい温度変化を検出するまでは、その異常を把握することができず、燃焼器532の監視を十分に行えているとは言えなかった。   However, since the temperature of the fuel gas varies greatly, it has been difficult to grasp the tendency of a subtle temperature change only by comparing the instantaneous temperature at each measurement point with a reference value as in the prior art. Therefore, even if an abnormality has occurred in the combustor 532, the abnormality cannot be grasped until a large temperature change due to an accident such as misfire is detected, and the combustor 532 can be sufficiently monitored. I could not say.

また、次のような問題もある。仕事をした後の燃料ガスは、タービン翼の回転の影響を受けて旋回した後、排気部55に送られ、熱電対551によってその温度が検出される。つまり、異常が発生した燃焼器532は、異常な温度変化を検出した熱電対551と対向する位置ではなく、ずれた位置に存在することになる。したがって、異常が発生した燃焼器532を特定するには、旋回特性を考慮する必要があるが、それを考慮したとしても、上記のような瞬時の温度を監視する方法では、異常が発生した燃焼器532を正確に特定するのは容易ではなかった。   There are also the following problems. The fuel gas after the work swirls under the influence of the rotation of the turbine blades, and then is sent to the exhaust section 55, where the temperature is detected by the thermocouple 551. In other words, the combustor 532 in which an abnormality has occurred is present at a shifted position rather than a position facing the thermocouple 551 that has detected an abnormal temperature change. Therefore, in order to identify the combustor 532 in which an abnormality has occurred, it is necessary to consider the swirl characteristics, but even if this is taken into account, the method for monitoring the instantaneous temperature as described above is a combustion in which an abnormality has occurred. It was not easy to accurately identify the vessel 532.

そこで、本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、いずれかの燃焼器で異常が発生したのを確実に検出することができるガスタービンの燃焼監視システム及び燃焼監視方法を提供することを第1の目的とする。また、いずれかの燃焼器に異常が発生した場合、異常が発生した燃焼器を正確に特定することができるガスタービンの燃焼監視システム及び燃焼監視方法を提供することを第2の目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and provides a combustion monitoring system and combustion monitoring method for a gas turbine that can reliably detect that an abnormality has occurred in any of the combustors. This is the first purpose. It is a second object of the present invention to provide a combustion monitoring system and combustion monitoring method for a gas turbine that can accurately identify a combustor in which an abnormality has occurred when an abnormality occurs in any of the combustors.

第1の本発明は、燃焼器と、当該燃焼器から供給される燃焼ガスによって回転するタービン翼と、当該タービン翼に対して仕事をした後の燃焼ガスが導入される排気部と、前記排気部に設けられ前記燃焼ガスの温度を測定する測定手段とを備えたガスタービンに設けられる燃焼監視システムであって、上記第1の目的を達成するためになされたものであり、所定時間毎に前記測定手段によって検出された燃焼ガスの温度を、そのときの前記ガスタービンの出力と対応付けて記憶する記憶手段と、所定期間に亘って前記記憶手段に記憶された燃焼ガスの温度を、所定の出力範囲毎に分類し、当該出力範囲毎に最大値及び最小値を算出するとともに、当該最大値及び最小値と教師データとを比較し、その差が所定値以上である場合に、前記燃焼器に異常が発生していると判定する演算手段とを備えている。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a combustor, a turbine blade that is rotated by combustion gas supplied from the combustor, an exhaust portion into which combustion gas after working on the turbine blade is introduced, and the exhaust A combustion monitoring system provided in a gas turbine having a measuring means for measuring the temperature of the combustion gas provided in a section, which is made in order to achieve the first object, at a predetermined time interval. Storage means for storing the temperature of the combustion gas detected by the measurement means in association with the output of the gas turbine at that time, and the temperature of the combustion gas stored in the storage means for a predetermined period of time And calculating the maximum value and the minimum value for each output range, comparing the maximum value and the minimum value with the teacher data, and if the difference is equal to or greater than a predetermined value, the combustion vessel Abnormality and a and determining operation means has occurred.

この構成によれば、所定期間内に測定された燃焼ガスの温度をガスタービンの出力毎に平均し、その平均値の最大値及び最小値を教師データと比較している。このように、燃焼ガスの温度変化の平均値を用いているため、従来例のように瞬時に測定された温度と基準値とを直接比較する場合に比べて、燃焼ガスの微妙な温度変化を把握することが可能となる。したがって、燃焼器が故障し火炎が失火する前に、異常を検出することが可能となり、メンテナンス計画を予め立案することができる。その結果、燃焼器のメンテナンスを効果的に行うことができる。   According to this configuration, the temperature of the combustion gas measured within a predetermined period is averaged for each output of the gas turbine, and the maximum value and the minimum value of the average value are compared with the teacher data. In this way, since the average value of the temperature change of the combustion gas is used, the subtle temperature change of the combustion gas is compared with the case where the instantaneously measured temperature and the reference value are directly compared as in the conventional example. It becomes possible to grasp. Therefore, it is possible to detect an abnormality before the combustor fails and the flame misfires, and a maintenance plan can be made in advance. As a result, the combustor can be effectively maintained.

なお、本明細書中でいう「ガスタービンの出力」とは、例えばガスタービンに接続された発電機の出力を用いることができるが、これと等価であるものであれば、ガスタービンの出力として用いることができる。例えばガスタービンに対する燃料指令値を用いることができる。   As used herein, the “output of the gas turbine” may be, for example, the output of a generator connected to the gas turbine, but if it is equivalent to this, the output of the gas turbine Can be used. For example, a fuel command value for the gas turbine can be used.

以上の例では、燃焼器が一つだけ設けられた、例えばコージェネレーションシステム等に活用されている単缶型ガスタービンを対象としているが、燃焼器が複数個設けられたガスタービンでは、つぎのようなシステムを提案することができる。   The above example is intended for a single can type gas turbine provided with only one combustor, for example, used in a cogeneration system or the like, but in a gas turbine provided with a plurality of combustors, Such a system can be proposed.

すなわち、第2の本発明は、環状に配置された複数の燃焼器と、当該燃焼器から供給される燃焼ガスによって回転するタービン翼と、当該タービン翼に対して仕事をした後の燃焼ガスが導入される排気部と、前記複数の燃焼器と対向するように前記排気部内に環状に配置され前記燃焼ガスの温度を測定する複数の測定手段とを備えたガスタービンに設けられる燃焼監視システムであって、上記第2の目的を達成するためになされたものであり、所定時間毎に前記測定手段によって検出された燃焼ガスの温度を、そのときのガスタービンの出力と対応付けて記憶する記憶手段と、所定期間に亘って前記記憶手段に記憶された燃焼ガスの温度を所定の出力範囲毎に分類して各測定手段毎の最大値及び最小値を求め、これら最大値及び最小値の平均値をそれぞれ算出した後、この平均値と教師データと比較し、その差が所定値以上である場合に、いずれかの前記燃焼器に異常が発生していると判定する演算手段とを備え、いずれかの燃焼器に異常が発生していると判定された場合に、前記演算手段は、測定された出力における燃焼ガスの温度の最大値又は最小値を検出した前記測定手段を特定した後、前記出力範囲毎に、当該特定された各測定手段が前記燃焼ガスの温度の最大値又は最小値を検出した確率に応じた重み値を決定し、前記複数の測定手段が配置された円周に対応し各測定手段の位置が特定された演算線を規定し、所定の旋回特性に基づいて前記出力範囲に応じた旋回角を導出し、前記出力範囲毎に、前記特定された各測定手段の位置から旋回方向とは逆方向に前記旋回角だけ戻った前記演算線上の特定位置に前記重み値を付し、さらに、前記重み値が付された前記出力範囲毎の演算線を重ね合わせ、前記重み値の合計が最も高い位置に対応する燃焼器で異常が発生していると判定するものである。   That is, according to the second aspect of the present invention, a plurality of combustors arranged in an annular shape, a turbine blade rotating by combustion gas supplied from the combustor, and a combustion gas after working on the turbine blade are provided. A combustion monitoring system provided in a gas turbine comprising an exhaust section to be introduced and a plurality of measuring means arranged in an annular shape in the exhaust section so as to face the plurality of combustors and measuring the temperature of the combustion gas In order to achieve the second object, a memory for storing the temperature of the combustion gas detected by the measuring means at predetermined time intervals in association with the output of the gas turbine at that time. And the temperature of the combustion gas stored in the storage unit over a predetermined period is classified for each predetermined output range to obtain a maximum value and a minimum value for each measuring unit, and an average of these maximum values and minimum values And calculating means for comparing the average value with the teacher data and determining that an abnormality has occurred in any one of the combustors when the difference is equal to or greater than a predetermined value. When it is determined that an abnormality has occurred in the combustor, the calculation means specifies the measurement means that has detected the maximum value or minimum value of the temperature of the combustion gas in the measured output, and then For each output range, the specified measurement means determines a weight value according to the probability that the maximum or minimum value of the combustion gas temperature is detected, and corresponds to the circumference where the plurality of measurement means are arranged. And defining a calculation line in which the position of each measuring means is specified, deriving a turning angle corresponding to the output range based on a predetermined turning characteristic, and for each output range, the position of the specified measuring means The turning angle is opposite to the turning direction from The combustor corresponding to the position where the sum of the weight values is the highest is obtained by attaching the weight value to the specific position on the returned computation line, and further overlapping the computation lines for each output range to which the weight value is attached. It is determined that an abnormality has occurred.

この構成によれば、まず、所定期間内に検出された燃焼ガスの温度を、各測定手段毎に、ガスタービンの所定出力範囲毎に分類し、各出力範囲毎に燃焼ガスの温度の平均値を算出した後、その最大値及び最小値と教師データと比較している。したがって、燃焼器が複数個配置されている場合であっても、上記第1の発明と同様に、燃焼ガスの微妙な温度変化を正確に把握することができ、これによって燃焼器の異常を早期に発見することができる。   According to this configuration, first, the temperature of the combustion gas detected within a predetermined period is classified for each measurement means for each predetermined output range of the gas turbine, and the average value of the temperature of the combustion gas for each output range Then, the maximum value and the minimum value are compared with the teacher data. Therefore, even when a plurality of combustors are arranged, the subtle temperature change of the combustion gas can be accurately grasped as in the first aspect of the invention. Can be found in.

また、いずれかの燃焼器に異常が発生していると判断された場合には、測定温度の最小値又は最大値を検出した各測定手段について、その値を検出した確率に応じて重み値を決定し、旋回特性を考慮して、この重み値の合計の最も高い位置に対応する燃焼器に異常が発生したと判定している。このように、測定確率による重み値に基づいて燃焼器を特定しているため、複数の測定手段が同様の温度変化を測定した場合であっても、異常が発生した燃焼器の特定を正確に行うことができる。   In addition, when it is determined that an abnormality has occurred in any of the combustors, a weight value is set according to the probability of detecting that value for each measuring means that has detected the minimum value or maximum value of the measured temperature. In consideration of the turning characteristics, it is determined that an abnormality has occurred in the combustor corresponding to the position having the highest total weight value. As described above, since the combustor is specified based on the weight value based on the measurement probability, even when a plurality of measuring means measure the same temperature change, the combustor in which an abnormality has occurred is accurately identified. It can be carried out.

なお、上記演算手段における異常判定処理は、次のようにすることもできる。すなわち、所定期間に亘って前記記憶手段に記憶された燃焼ガスの温度を、各測定手段毎に所定の出力範囲毎に分類して平均値を算出し、前記出力範囲毎に平均値の最大値及び最小値を導出するとともに、当該平均値の最大値及び最小値を教師データと比較し、その差が所定値以上である場合に、いずれかの前記燃焼器に異常が発生していると判定することもできる。   In addition, the abnormality determination process in the said calculating means can also be performed as follows. That is, the temperature of the combustion gas stored in the storage unit over a predetermined period is classified for each predetermined output range for each measuring unit, an average value is calculated, and the maximum value of the average value for each output range In addition, the maximum value and the minimum value of the average value are compared with the teacher data, and when the difference is equal to or greater than the predetermined value, it is determined that an abnormality has occurred in any of the combustors. You can also

さらに、上記システムにおいて、演算線上に重み値を付すにあたって、特定された各測定手段に対応する重み値を、特定位置を中心に所定の範囲に渡って演算線上に付すと、旋回特性のばらつきを考慮することができ、その結果、異常が発生した燃焼器をより正確に特定することができる。   Further, in the above system, when weight values are assigned on the calculation line, if the weight values corresponding to each specified measuring means are given on the calculation line over a predetermined range with the specific position as the center, variation in turning characteristics is caused. As a result, the combustor in which an abnormality has occurred can be identified more accurately.

また、第3の本発明は、燃焼器と、当該燃焼器から供給される燃焼ガスによって回転するタービン翼と、当該タービン翼に対して仕事をした後の燃焼ガスが導入される排気部と、前記排気部に設けられ前記燃焼ガスの温度を測定する測定手段とを備えたガスタービンの燃焼監視方法であって、上記第1の目的を達成するためになされたものであり、所定時間毎に前記測定手段によって検出された燃焼ガスの温度を、そのときの前記ガスタービンの出力と対応付けて記憶するステップと、所定期間に亘って前記記憶手段に記憶された燃焼ガスの温度を、所定の出力範囲毎に分類し、当該出力範囲毎に最大値及び最小値を算出するとともに、当該最大値及び最小値と教師データとを比較し、その差が所定値以上である場合に、前記燃焼器に異常が発生していると判定するステップとを備えている。   Further, the third aspect of the present invention is a combustor, a turbine blade that is rotated by combustion gas supplied from the combustor, and an exhaust unit into which combustion gas after working on the turbine blade is introduced, A combustion monitoring method for a gas turbine provided with a measuring means provided in the exhaust unit for measuring the temperature of the combustion gas, which is made to achieve the first object, and is performed at predetermined time intervals. Storing the temperature of the combustion gas detected by the measuring means in association with the output of the gas turbine at that time, and the temperature of the combustion gas stored in the storage means over a predetermined period of time The combustor is classified for each output range, the maximum value and the minimum value are calculated for each output range, the maximum value and the minimum value are compared with the teacher data, and the difference is equal to or greater than a predetermined value. Is abnormal And a and determining forms.

この構成よれば、上記第1の発明と同様に、燃焼器が完全に故障する前に、燃焼器の異常を検出することができるため、効果的なメンテナンスが可能となる。   According to this configuration, as in the first aspect of the invention, since the abnormality of the combustor can be detected before the combustor completely fails, effective maintenance can be performed.

さらに、第4の本発明は、環状に配置された複数の燃焼器と、当該燃焼器から供給される燃焼ガスによって回転するタービン翼と、当該タービン翼に対して仕事をした後の燃焼ガスが導入される排気部と、前記複数の燃焼器と対向するように前記排気部内に環状に配置され前記燃焼ガスの温度を測定する複数の測定手段とを備えたガスタービンの燃焼監視方法であって、上記第2の目的を達成するためになされたものであり、所定時間毎に前記測定手段によって検出された燃焼ガスの温度を、そのときのガスタービンの出力と対応付けて記憶するステップと、所定期間に亘って前記記憶手段に記憶された燃焼ガスの温度を所定の出力範囲毎に分類して各測定手段毎の最大値及び最小値を求め、これら最大値及び最小値の平均値をそれぞれ算出した後、この平均値と教師データと比較し、その差が所定値以上である場合に、いずれかの前記燃焼器に異常が発生していると判定するステップと、いずれかの燃焼器に異常が発生していると判定された場合に、測定された出力における燃焼ガスの温度の最大値又は最小値を検出した前記測定手段を特定した後、前記出力範囲毎に、当該特定された各測定手段が前記燃焼ガスの温度の最大値又は最小値を検出した確率に応じた重み値を決定するステップと、前記複数の測定手段が配置された円周に対応し各測定手段の位置が特定された演算線を規定するステップと、所定の旋回特性に基づいて前記出力範囲に応じた旋回角を導出し、前記出力範囲毎に、前記特定された各測定手段の位置から旋回方向とは逆方向に前記旋回角だけ戻った前記演算線上の特定位置に前記重み値を付すステップと、前記重み値が付された前記出力範囲毎の演算線を重ね合わせ、前記重み値の合計が最も高い位置に対応する燃焼器で異常が発生していると判定するステップとを備えている。   Further, according to a fourth aspect of the present invention, there are provided a plurality of combustors arranged in an annular shape, turbine blades rotated by combustion gas supplied from the combustors, and combustion gas after working on the turbine blades. A combustion monitoring method for a gas turbine, comprising: an exhaust section to be introduced; and a plurality of measurement means that are annularly arranged in the exhaust section so as to face the plurality of combustors and measure the temperature of the combustion gas. , Which is made to achieve the second object, and stores the temperature of the combustion gas detected by the measuring means every predetermined time in association with the output of the gas turbine at that time; The temperature of the combustion gas stored in the storage means over a predetermined period is classified for each predetermined output range to obtain a maximum value and a minimum value for each measurement means, and an average value of these maximum values and minimum values is obtained respectively. Calculation And comparing the average value with the teacher data, and determining that an abnormality has occurred in any of the combustors when the difference is equal to or greater than a predetermined value; When the measurement means that detects the maximum value or the minimum value of the temperature of the combustion gas at the measured output is identified, the identified measurement is performed for each of the output ranges. Determining a weight value according to the probability that the means has detected the maximum value or minimum value of the temperature of the combustion gas, and the position of each measurement means is identified corresponding to the circumference where the plurality of measurement means are arranged. A step of defining a calculation line, and a turning angle corresponding to the output range is derived based on a predetermined turning characteristic, and for each output range, the turning direction is opposite to the turning direction from the specified position of each measuring means. The performance returned by the turning angle The step of assigning the weight value to a specific position on the line and the calculation line for each output range to which the weight value is attached are overlapped, and an abnormality occurs in the combustor corresponding to the position having the highest sum of the weight values. And a step of determining that it is present.

この構成によれば、上記第2の発明と同様に、燃焼器の異常をいち早く検出することができるとともに、異常の発生した燃焼器を正確に特定することができる。また、異常判定処理は、次のようにすることもできる。すなわち、所定期間に亘って前記記憶手段に記憶された燃焼ガスの温度を、各測定手段毎に所定の出力範囲毎に分類して平均値を算出し、前記出力範囲毎に平均値の最大値及び最小値を導出するとともに、当該平均値の最大値及び最小値を教師データと比較し、その差が所定値以上である場合に、いずれかの前記燃焼器に異常が発生していると判定することもできる。また、上記の方法において、演算線上に前記重み値を付すにあたって、特定された各測定手段に対応する重み値を、特定位置を中心に所定の範囲に渡って演算線上に付すと、燃焼器の特定をより正確に行うことができる。   According to this configuration, similarly to the second aspect of the invention, it is possible to quickly detect an abnormality in the combustor and to accurately identify the combustor in which the abnormality has occurred. The abnormality determination process can also be performed as follows. That is, the temperature of the combustion gas stored in the storage unit over a predetermined period is classified for each predetermined output range for each measuring unit, an average value is calculated, and the maximum value of the average value for each output range In addition, the maximum value and the minimum value of the average value are compared with the teacher data, and when the difference is equal to or greater than the predetermined value, it is determined that an abnormality has occurred in any of the combustors. You can also Further, in the above method, when attaching the weight value on the operation line, if the weight value corresponding to each specified measuring means is applied on the operation line over a predetermined range centering on the specific position, Identification can be performed more accurately.

本発明に係るガスタービンの燃焼監視システム及び燃焼監視方法によれば、いずれかの燃焼器で異常が発生したのを確実に検知することができる。また、いずれかの燃焼器に異常が発生した場合、異常が発生した燃焼器を正確に特定することができる。   According to the combustion monitoring system and the combustion monitoring method for a gas turbine according to the present invention, it is possible to reliably detect that an abnormality has occurred in any of the combustors. Further, when an abnormality occurs in any of the combustors, the combustor in which the abnormality has occurred can be accurately identified.

次に、本発明に係るガスタービンの燃焼監視システムの一実施形態について説明する。図1は、本発明に係るシステムの概略構成を示すブロック図である。   Next, an embodiment of a gas turbine combustion monitoring system according to the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a system according to the present invention.

以下では、従来例で示した図13のガスタービンに、このシステムを適用した場合について説明するため、同図も適宜参照する。このガスタービンには、14個の燃焼器が環状に配置されるとともに、これと対向する排気部内の所定の位置に27個の熱電対(測定手段)が環状に配置されている。   In the following, in order to describe the case where this system is applied to the gas turbine of FIG. 13 shown in the conventional example, this figure is also referred to as appropriate. In this gas turbine, 14 combustors are arranged in an annular shape, and 27 thermocouples (measuring means) are arranged in an annular shape at a predetermined position in the exhaust part facing the combustor.

図1に示すように、本実施形態のシステムは、データベース1(記憶手段)と、演算部3(演算手段)とを備えている。データベース1は、ガスタービンの排気部55に配設された各熱電対からなる温度測定装置551(測定手段)、及び発電機の出力を測定する出力計測装置57と接続されており、熱電対551で検出された燃焼ガスの温度と、そのときの発電機の出力とを対応付けて記憶するように構成されている。本実施形態では、一例として、1分おきに各熱電対551で検出された温度を記憶するようになっている。また、データベース1には、後述する教師データ及び対象となるガスタービンの旋回特性も記憶されている。なお、本実施形態では、発電機の出力をガスタービンの出力と等価とみなし、以下、断りのない限り、「ガスタービンの出力」は発電機の出力を表すものとする。   As shown in FIG. 1, the system of the present embodiment includes a database 1 (storage means) and a calculation unit 3 (calculation means). The database 1 is connected to a temperature measuring device 551 (measuring means) composed of each thermocouple disposed in the exhaust section 55 of the gas turbine, and an output measuring device 57 that measures the output of the generator, and the thermocouple 551. Is stored in association with the temperature of the combustion gas detected in step 1 and the output of the generator at that time. In this embodiment, as an example, the temperature detected by each thermocouple 551 every other minute is stored. The database 1 also stores teacher data to be described later and turning characteristics of the target gas turbine. In the present embodiment, the output of the generator is regarded as equivalent to the output of the gas turbine. Hereinafter, unless otherwise specified, the “output of the gas turbine” represents the output of the generator.

演算部3には2つの機能がある。第1の機能は、データベース1から所定期間に亘る燃焼ガスの温度とこれに対応する出力とを読み出し、これらと教師データとを比較することで、いずれかの燃焼器532に異常が発生しているかを判定することである。一方、第2の機能は、燃焼器532に異常が発生していると判定された場合に、異常が発生している燃焼器532を特定することである。   The calculation unit 3 has two functions. The first function reads out the temperature of the combustion gas over a predetermined period from the database 1 and the output corresponding thereto, and compares them with the teacher data, so that any one of the combustors 532 has an abnormality. It is to determine whether or not. On the other hand, the second function is to identify the combustor 532 in which an abnormality has occurred when it is determined that an abnormality has occurred in the combustor 532.

まず、第1の機能について図面を参照しつつ説明する。図2は、燃焼器の異常判定処理を示すフローチャートである。この燃焼監視システムでは、まず、上記のように、1分ごとに各熱電対551で燃焼ガス温度を測定するとともに、その時の出力と燃焼ガス温度とを対応付けてデータベース1に記憶する(ステップS1)。これらのデータは、例えば図3に示すような形式でデータベース1に記憶されている。すなわち、ある時刻におけるガスタービンの出力とこのときの各熱電対(1〜27番)で検出された燃焼ガスの温度とが、1分おきに記憶されている。次に、検査対象となる所定の期間、例えばある一日の24時間分のデータをデータベース1から読み出す(ステップS2)。このとき読み出されるデータは、各熱電対551について1440個(=60(分)×24(時間))ずつである。こうして読み出されたデータは、演算部3において、出力の小さい順に並べ替えられる(ステップS3)。図4は、並べ替えられたデータを示したものである。   First, the first function will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a flowchart showing abnormality determination processing for the combustor. In this combustion monitoring system, first, as described above, the combustion gas temperature is measured by each thermocouple 551 every minute, and the output at that time and the combustion gas temperature are associated with each other and stored in the database 1 (step S1). ). These data are stored in the database 1 in the format shown in FIG. 3, for example. That is, the output of the gas turbine at a certain time and the temperature of the combustion gas detected by each thermocouple (No. 1 to 27) at this time are stored every other minute. Next, data for a predetermined period to be inspected, for example, 24 hours of a day is read from the database 1 (step S2). The data read at this time is 1440 pieces (= 60 (minutes) × 24 (hours)) for each thermocouple 551. The data read out in this way is rearranged in the order of the smaller output in the calculation unit 3 (step S3). FIG. 4 shows the rearranged data.

続いて、演算部では、図5(a)に示すように、所定の出力範囲内、例えば1MW内の各熱電対551における測定温度の最大値と最小値とを読み出した後、これら最大値及び最小値の平均値を算出する(ステップS4)。図5(b)では、その一例として、61.0〜61.9MWの出力において各熱電対が検出した温度の最大値と最小値とを示しており、最大値及び最小値の平均値を導出している。続いて、こうして算出された最小値又は最大値の平均値を出力の小さいものから並べて教師データと比較する。図6は、燃焼ガス温度の最小値の平均と出力との関係をグラフ化したものである。ここで、教師データとは、監視対象となるガスタービンの定期検査後等の健全性が推定されるときにおいて、上記と同様に導出された最小値又は最大値の平均と出力との関係を用いており、全てのガスタービンに共通の基準値を用いているのではない。これは、ガスタービンは、個体毎のばらつきが大きく、また定期検査によって分解・組立を行うと、その都度燃焼特性が変化することがあるからである。   Subsequently, in the calculation unit, as shown in FIG. 5A, after reading the maximum value and the minimum value of the measured temperature in each thermocouple 551 within a predetermined output range, for example, 1 MW, An average value of the minimum values is calculated (step S4). In FIG. 5B, as an example, the maximum value and the minimum value of the temperature detected by each thermocouple at the output of 61.0 to 61.9 MW are shown, and the average value of the maximum value and the minimum value is derived. doing. Subsequently, the average value of the minimum value or the maximum value calculated in this way is arranged from the smallest output and compared with the teacher data. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the average of the minimum values of the combustion gas temperature and the output. Here, the teacher data uses the relationship between the average of the minimum value or the maximum value derived in the same manner as described above and the output when the soundness of the gas turbine to be monitored after the periodic inspection is estimated. The standard value common to all gas turbines is not used. This is because gas turbines vary greatly from one individual to another, and combustion characteristics may change each time when disassembled and assembled by periodic inspection.

そして、演算部3は、図6のように、導出された最小値と教師データとを比較し、その間に所定値以上、例えば各出力毎の温度差が平均8℃以上あれば、いずれかの燃焼器532に異常が発生したと判断する(ステップS5)。上記の例では、最小値について示したが、最大値と教師データとの比較も同様にして行う。すなわち、最大値又は最小値のいずれか一方の比較で、教師データとの間に所定値以上の温度差があれば、異常が発生していると判断する。ここで、異常が発生していないと判断されると、処理が終了する(ステップS5のNO)。   Then, as shown in FIG. 6, the calculation unit 3 compares the derived minimum value with the teacher data, and if there is a predetermined value or more, for example, if the temperature difference for each output is 8 ° C. or more on average, It is determined that an abnormality has occurred in the combustor 532 (step S5). Although the minimum value is shown in the above example, the comparison between the maximum value and the teacher data is performed in the same manner. That is, if there is a temperature difference equal to or greater than a predetermined value between the teacher data and the maximum value or the minimum value, it is determined that an abnormality has occurred. If it is determined that no abnormality has occurred, the process ends (NO in step S5).

上記のようなステップを経て、いずれかの燃焼器532に異常が発生したと判断した場合には、どの燃焼器に異常が発生したかを特定する必要がある。以下、異常の発生した燃焼器の特定について説明する。   When it is determined that an abnormality has occurred in any of the combustors 532 through the above steps, it is necessary to identify which combustor has an abnormality. Hereinafter, identification of the combustor in which an abnormality has occurred will be described.

異常が発生していると判断されると(ステップS5のYES)、演算部3は異常を判断したデータ、つまり最大値の平均及び最小値の平均のいずれかのデータを用いて燃焼器532を特定する。例えば、最小値に異常が認められた場合には、出力範囲毎に、いずれの熱電対551で最小値が測定されたかを特定し、特定された熱電対で最小値が測定された確率に基づいて重み値を決定する(ステップS6)。その例を図7に示す。   If it is determined that an abnormality has occurred (YES in step S5), the calculation unit 3 causes the combustor 532 to use the data determined to be abnormal, that is, the average of the maximum value or the average of the minimum value. Identify. For example, when an abnormality is recognized in the minimum value, it is determined for each output range which thermocouple 551 the minimum value was measured, and based on the probability that the minimum value was measured by the specified thermocouple. The weight value is determined (step S6). An example is shown in FIG.

同図では、出力が62.0〜62.9MWの範囲で検出された燃焼ガスの温度を示している。ここで、まず各出力における最小値を特定する。この例では、1列目の62.2MWの出力において最小値として615℃が2回測定されている。また、4列目の62.9MWの出力においては最小値として616℃が1回観測されている。このように、出力が62.0〜62.9MWの範囲では最小値が6回測定されている。ここから、各熱電対についての検出確率を算出する。例えば、21番の熱電対では、最小値を1回測定しているため、この熱電対での検出確率は、1/6=0.17となり、この値が重み値となる。また、26番の熱電対では、最小値を3回測定しているので、検出確率、つまり重み値が、3/6=0.5となる。また、27番の熱電対は同様にして重み値が0.33となる。こうして、各出力範囲毎に、各熱電対の最低温度の検出確率を重み付けし、これをグラフ化したものが図8である。このグラフでは、重み値の高いものを濃い色で表している。   In the figure, the temperature of the combustion gas detected in an output range of 62.0 to 62.9 MW is shown. Here, first, the minimum value in each output is specified. In this example, 615 ° C. is measured twice as the minimum value at the output of 62.2 MW in the first row. In addition, at the output of 62.9 MW in the fourth column, 616 ° C. is observed once as the minimum value. Thus, the minimum value is measured 6 times in the range of output from 62.0 to 62.9 MW. From this, the detection probability for each thermocouple is calculated. For example, in the thermocouple No. 21, since the minimum value is measured once, the detection probability of this thermocouple is 1/6 = 0.17, and this value becomes the weight value. Further, in the thermocouple No. 26, since the minimum value is measured three times, the detection probability, that is, the weight value is 3/6 = 0.5. Similarly, the thermocouple No. 27 has a weight value of 0.33. Thus, FIG. 8 is a graph in which the detection probability of the minimum temperature of each thermocouple is weighted for each output range and is graphed. In this graph, a high weight value is represented by a dark color.

なお、62.5MWの出力において26番及び27番の熱電対で最低温度615℃が2回測定されているのに対し(表の3列目)、上記説明では、これを26番及び27番でそれぞれ1回ずつ測定回数としてカウントしているが、次のようにしてもよい。すなわち、この615℃の測定を1回の測定と考え、26番及び27番に0.5回ずつ割り付けるようにしてもよい。これにより、26番での最低温度の測定回数が2.5回、27番での測定回数が1.5回となり、これに基づいて重み値を決定することができる。   In addition, while the minimum temperature of 615 ° C. is measured twice with the thermocouples No. 26 and No. 27 at an output of 62.5 MW (third column in the table), in the above description, this is the No. 26 and No. 27 In each of the above, the number of measurements is counted once, but the following may be used. That is, the measurement at 615 ° C. may be considered as one measurement, and may be assigned 0.5 times to 26th and 27th. As a result, the number of times of measurement of the minimum temperature at No. 26 is 2.5, and the number of times of measurement at No. 27 is 1.5, and the weight value can be determined based on this.

次に、旋回特性を考慮して異常のある燃焼器の特定を行う。ガスタービンでは、タービン翼531が回転しているため、燃焼器532から発せられた燃焼ガスは、そのまま軸方向に直線的に排気部55へと流れ込むのではなく、旋回しながら排気部55へと流れ込む。図9は、燃焼ガスの旋回角と出力との関係を示した旋回特性の一例を示すグラフである。この旋回特性によって、ある出力時の旋回角を導出することが可能となる。なお、この旋回特性は、データベース1に記憶されている。   Next, an abnormal combustor is identified in consideration of the turning characteristics. In the gas turbine, since the turbine blade 531 is rotating, the combustion gas emitted from the combustor 532 does not flow straight into the exhaust part 55 in the axial direction as it is, but turns to the exhaust part 55 while turning. Flows in. FIG. 9 is a graph showing an example of a turning characteristic showing a relationship between the turning angle and output of the combustion gas. This turning characteristic makes it possible to derive the turning angle at a certain output. This turning characteristic is stored in the database 1.

続いて、この旋回特性に基づいて、各出力範囲毎に、異常の発生した燃焼器の特定を行う。図7で示した、出力が62.0〜62.9MWの範囲を例にすると、まず、この範囲での旋回角を旋回特性に基づいて導出する。導出された旋回角をθとすると、ばらつきを考慮して、このθから所定の範囲(±α)の角度、例えば、θ±15°を算出旋回角として用いる。また、熱電対551が配置された円周に対応し、各熱電対551の位置が特定された演算線を規定し、最低温度を測定した各熱電対から算出旋回角だけ、旋回方向とは逆の方向に戻り、演算線上に重み値を付する(ステップS7)。例えば、図10に示すように、演算線21上の26番の熱電対が配置されている位置からθ±15°だけ戻った範囲に重み値0.50を付す。同様に、27番の熱電対が配置されている位置からθ±15°だけ戻った範囲に重み値0.33を付す。さらに、21番の熱電対について重み値0.17を付す。   Subsequently, the combustor in which an abnormality has occurred is specified for each output range based on the turning characteristics. Taking the range of the output of 62.0 to 62.9 MW shown in FIG. 7 as an example, first, the turning angle in this range is derived based on the turning characteristics. When the derived turning angle is θ, an angle within a predetermined range (± α), for example, θ ± 15 °, is used as the calculated turning angle in consideration of variation. Also, corresponding to the circumference where the thermocouple 551 is arranged, a calculation line in which the position of each thermocouple 551 is specified is specified, and the calculated turning angle is opposite to the turning direction from each thermocouple for which the lowest temperature is measured. Returning to the direction, a weight value is assigned to the operation line (step S7). For example, as shown in FIG. 10, a weight value of 0.50 is assigned to a range returned by θ ± 15 ° from the position where the 26th thermocouple on the operation line 21 is arranged. Similarly, a weight value of 0.33 is assigned to a range returned by θ ± 15 ° from the position where the No. 27 thermocouple is disposed. Furthermore, a weight value of 0.17 is assigned to the 21st thermocouple.

こうして、各出力範囲毎に演算線21上に重み値を付した後、図11に示すように、これら演算線21を重ね合わせ、重み値の合計が最も高い位置を特定する(ステップS8)。この場合の位置を特定する方法は種々の方法があるが、例えば、各重み値に対応する高さで、且つ上記範囲αに対応する幅を有する積木22を積み重ねて、重み値の分布23を作成し、この分布において高さが最も高くなる部分を特定する。そして、この演算線21と燃焼器が配置された線分24とを対応させ、分布23の高さが最も高くなっている部分の燃焼器が異常の発生した燃焼器であると特定する(ステップS9)。この例では、10番の燃焼器において異常が発生したと認定することができる。   Thus, after assigning a weight value on the calculation line 21 for each output range, as shown in FIG. 11, these calculation lines 21 are overlapped to identify a position having the highest weight value (step S8). There are various methods for specifying the position in this case. For example, a block 22 having a height corresponding to each weight value and a width corresponding to the range α is stacked, and a distribution 23 of weight values is obtained. Create and identify the highest height in this distribution. Then, the calculation line 21 and the line segment 24 where the combustor is arranged are associated with each other, and the combustor in the portion where the height of the distribution 23 is the highest is specified as the combustor in which the abnormality has occurred (step) S9). In this example, it can be recognized that an abnormality has occurred in the number 10 combustor.

以上のように、本実施形態によれば、24時間に亘って測定された燃焼ガスの温度を各熱電対毎にガスタービンの出力毎に最大値及び最小値を読み出し、これらの平均値と教師データと比較している。このように、燃焼ガスの温度変化の平均値を用いているため、従来例のように測定した瞬時の温度と基準値とを直接比較する場合に比べて、燃焼ガスの微妙な温度変化を把握することが可能となる。したがって、燃焼器の異常を早期に発見することが可能となる。その結果、燃焼器の異常の発見と同時にメンテナンス計画を予め立案することができるため、燃焼器のメンテナンスを効果的に行うことができる。   As described above, according to the present embodiment, the temperature of the combustion gas measured over 24 hours is read for each thermocouple for each output of the gas turbine, and the maximum value and the minimum value are read. Comparison with data. In this way, since the average value of the temperature change of the combustion gas is used, the subtle temperature change of the combustion gas is grasped compared to the case where the instantaneous temperature measured as in the conventional example is directly compared with the reference value. It becomes possible to do. Therefore, it is possible to detect an abnormality in the combustor at an early stage. As a result, a maintenance plan can be prepared in advance simultaneously with the discovery of the abnormality of the combustor, so that the combustor can be effectively maintained.

また、いずれかの燃焼器に異常が発生していると判断された場合には、測定温度の最小値又は最大値を検出した各熱電対551について、その値を検出した確率に応じて重み値を決定し、旋回特性を考慮して、この重み値の合計の最も高い位置に対応する燃焼器に異常が発生したと判定している。このように、測定確率による重み値に基づいて燃焼器を特定しているため、例えば複数の熱電対551が同様の温度変化を測定した場合であっても、異常が発生した燃焼器の特定を正確に行うことができる。   In addition, when it is determined that an abnormality has occurred in any of the combustors, the weight value corresponding to the probability of detecting the value of each thermocouple 551 that has detected the minimum value or maximum value of the measured temperature. In consideration of the turning characteristics, it is determined that an abnormality has occurred in the combustor corresponding to the position having the highest total weight value. Thus, since the combustor is specified based on the weight value based on the measurement probability, for example, even when a plurality of thermocouples 551 measure the same temperature change, the combustor in which an abnormality has occurred is specified. Can be done accurately.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、燃焼器532の異常を判断する処理において、各熱電対551毎の測定温度の最大値及び最小値を読み出してから、これらを全ての熱電対について平均しているが、次のようにすることもできる。すなわち、図12(a)に示すように、所定の出力範囲内、例えば1MW毎の各熱電対551で検出された燃焼ガス温度の平均値を算出するとともに、図12(b)に示すように、各熱電対551毎に各出力範囲内で算出された平均値の、最大値及び最小値を導出することもできる。このように、最大値及び最小値を導出する方法として、図5及び図13の方法を示したが、これらは、最大値及び最小値を読み出してから、それらの平均値を導出するか、或いは平均値を算出してからそれらの最大値及び最小値を導出するかという計算の順序の差だけであり、いずれの方法を採ったとしても最終的に得られる値に大きな差はなく、上記した本発明の効果を十分に得ることができる。   As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, A various change is possible unless it deviates from the meaning. For example, in the above embodiment, in the process of determining the abnormality of the combustor 532, the maximum value and the minimum value of the measured temperature for each thermocouple 551 are read and then averaged for all the thermocouples. You can also do the following: That is, as shown in FIG. 12A, the average value of the combustion gas temperature detected by each thermocouple 551 within a predetermined output range, for example, every 1 MW is calculated, and as shown in FIG. The maximum value and the minimum value of the average value calculated within each output range for each thermocouple 551 can also be derived. As described above, the method shown in FIGS. 5 and 13 is shown as a method for deriving the maximum value and the minimum value. However, these methods may be used to derive the average value after reading the maximum value and the minimum value, or It is only the difference in the calculation order of calculating the average value and then deriving the maximum value and the minimum value, and there is no big difference in the finally obtained value regardless of which method is used. The effects of the present invention can be sufficiently obtained.

また、上記実施形態では、旋回特性に基づく旋回角θに所定の範囲αを付加した算出旋回角θ±αを用いて重み値を付しているが、算出旋回角θ±αを用いず、旋回角θをそのまま用いることもできる。但し、燃焼器の特定をより正確に行うには、算出旋回角を用いることが好ましい。   In the above embodiment, the calculated turning angle θ ± α obtained by adding a predetermined range α to the turning angle θ based on the turning characteristics is used for weighting, but the calculated turning angle θ ± α is not used. The turning angle θ can be used as it is. However, it is preferable to use the calculated turning angle in order to specify the combustor more accurately.

さらに、上記実施形態では、複数の燃焼器が設けられたガスタービンを対象としているが、燃焼器が一個のみ設けられたガスタービンに対しても適用することができる。この場合は、異常が発生した燃焼器の特定は必要ないので、燃焼ガスの測定温度の平均値の最小値及び最大値を、教師データと比較して異常を検出すればよい。   Furthermore, in the said embodiment, although the gas turbine provided with the several combustor is made into object, it is applicable also to the gas turbine provided with only one combustor. In this case, since it is not necessary to specify the combustor in which the abnormality has occurred, the abnormality may be detected by comparing the minimum value and the maximum value of the measured values of the combustion gas with the teacher data.

上記実施形態では、測定手段として熱電対を用いているが、燃焼ガスの温度を測定できるものであれば、それ以外の測定装置を用いることもできる。   In the said embodiment, although the thermocouple is used as a measurement means, if the temperature of combustion gas can be measured, other measuring apparatuses can also be used.

本発明に係るガスタービンの燃焼監視システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the combustion monitoring system of the gas turbine which concerns on this invention. ガスタービンの燃焼監視処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the combustion monitoring process of a gas turbine. 図1のデータベースに記憶された燃焼ガスの測定温度の一例である。It is an example of the measurement temperature of the combustion gas memorize | stored in the database of FIG. 図3の測定温度を出力毎に並べ替えた例である。It is the example which rearranged the measured temperature of FIG. 3 for every output. 図4に示す測定温度から教師データと比較する最小値及び最大値を導出する例を説明する図である。It is a figure explaining the example which derives | leads-out the minimum value and the maximum value compared with teacher data from the measured temperature shown in FIG. 図5で導出した最小値と教師データとを比較したグラフである。6 is a graph comparing the minimum value derived in FIG. 5 with teacher data. 最小値の測定回数を導出する説明図である。It is explanatory drawing which derives | leads-out the measurement frequency of the minimum value. 熱電対毎の最小値の測定確率を示したグラフである。It is the graph which showed the measurement probability of the minimum value for every thermocouple. 旋回特性の一例を示したグラフである。It is the graph which showed an example of turning characteristics. 演算線の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of a calculation line. 演算線の重ね合わせによる異常の発生した燃焼器の特定を説明する図である。It is a figure explaining the identification of the combustor in which the abnormality has occurred due to the superposition of operation lines. 図4に示す測定温度から教師データと比較する最小値及び最大値を導出する他の例を説明する図である。It is a figure explaining the other example which derives | leads-out the minimum value and maximum value compared with teacher data from the measured temperature shown in FIG. ガスタービンの一例を示す一部切欠斜視図である。It is a partially cutaway perspective view showing an example of a gas turbine.

符号の説明Explanation of symbols

1 データベース
3 演算部(演算手段)
531 タービン翼
532 燃焼器
55 排気部
551 熱電対(測定手段)


1 Database 3 Calculation unit (calculation means)
531 Turbine Blade 532 Combustor 55 Exhaust Portion 551 Thermocouple (Measuring Means)


Claims (8)

燃焼器と、当該燃焼器から供給される燃焼ガスによって回転するタービン翼と、当該タービン翼に対して仕事をした後の燃焼ガスが導入される排気部と、前記排気部に設けられ前記燃焼ガスの温度を測定する測定手段とを備えたガスタービンに設けられる燃焼監視システムであって、
所定時間毎に前記測定手段によって検出された燃焼ガスの温度を、そのときの前記ガスタービンの出力と対応付けて記憶する記憶手段と、
所定期間に亘って前記記憶手段に記憶された燃焼ガスの温度を、所定の出力範囲毎に分類し、当該出力範囲毎に最大値及び最小値を算出するとともに、当該最大値及び最小値と教師データとを比較し、その差が所定値以上である場合に、前記燃焼器に異常が発生していると判定する演算手段と
を備えているガスタービンの燃焼監視システム。
A combustor, a turbine blade rotated by combustion gas supplied from the combustor, an exhaust part into which combustion gas after working on the turbine blade is introduced, and the combustion gas provided in the exhaust part A combustion monitoring system provided in a gas turbine comprising a measuring means for measuring the temperature of
Storage means for storing the temperature of the combustion gas detected by the measurement means every predetermined time in association with the output of the gas turbine at that time;
The temperature of the combustion gas stored in the storage means over a predetermined period is classified for each predetermined output range, the maximum value and the minimum value are calculated for each output range, and the maximum value, the minimum value, and the teacher are calculated. A combustion monitoring system for a gas turbine, comprising: calculating means for comparing data and determining that an abnormality has occurred in the combustor when the difference is equal to or greater than a predetermined value.
環状に配置された複数の燃焼器と、当該燃焼器から供給される燃焼ガスによって回転するタービン翼と、当該タービン翼に対して仕事をした後の燃焼ガスが導入される排気部と、前記複数の燃焼器と対向するように前記排気部内に環状に配置され前記燃焼ガスの温度を測定する複数の測定手段とを備えたガスタービンに設けられる燃焼監視システムであって、
所定時間毎に前記測定手段によって検出された燃焼ガスの温度を、そのときのガスタービンの出力と対応付けて記憶する記憶手段と、
所定期間に亘って前記記憶手段に記憶された燃焼ガスの温度を所定の出力範囲毎に分類して各測定手段毎の最大値及び最小値を求め、これら最大値及び最小値の平均値をそれぞれ算出した後、この平均値と教師データと比較し、その差が所定値以上である場合に、いずれかの前記燃焼器に異常が発生していると判定する演算手段とを備え、
いずれかの燃焼器に異常が発生していると判定された場合に、前記演算手段は、
測定された各出力における燃焼ガスの温度の最大値又は最小値を検出した前記測定手段を特定した後、前記出力範囲毎に、当該特定された各測定手段が前記燃焼ガスの温度の最大値又は最小値を検出した確率に応じた重み値を決定し、
前記複数の測定手段が配置された円周に対応し、各測定手段の位置が特定された演算線を規定し、
所定の旋回特性に基づいて前記出力範囲に応じた旋回角を導出し、前記出力範囲毎に、前記特定された各測定手段の位置から旋回方向とは逆方向に前記旋回角だけ戻った前記演算線上の特定位置に前記重み値を付し、
さらに、前記重み値が付された前記出力範囲毎の演算線を重ね合わせ、前記重み値の合計が最も高い位置に対応する燃焼器で異常が発生していると判定するガスタービンの燃焼監視システム。
A plurality of combustors arranged in an annular shape, a turbine blade rotated by combustion gas supplied from the combustor, an exhaust section into which combustion gas after working on the turbine blade is introduced, and the plurality A combustion monitoring system provided in a gas turbine comprising a plurality of measuring means arranged in a ring shape in the exhaust part so as to face the combustor of the gas and measuring the temperature of the combustion gas,
Storage means for storing the temperature of the combustion gas detected by the measurement means every predetermined time in association with the output of the gas turbine at that time;
The temperature of the combustion gas stored in the storage means over a predetermined period is classified for each predetermined output range to obtain a maximum value and a minimum value for each measurement means, and an average value of these maximum values and minimum values is obtained respectively. Computation means that, after calculating, compares this average value with the teacher data and determines that an abnormality has occurred in any of the combustors when the difference is equal to or greater than a predetermined value,
When it is determined that an abnormality has occurred in any of the combustors, the calculation means
After specifying the measurement means that has detected the maximum value or minimum value of the temperature of the combustion gas at each measured output, for each output range, each of the specified measurement means has the maximum value of the temperature of the combustion gas or Determine the weight value according to the probability of detecting the minimum value,
Corresponding to the circumference where the plurality of measuring means are arranged, the calculation line in which the position of each measuring means is specified is defined,
Deriving a turning angle in accordance with the output range based on a predetermined turning characteristic, and calculating for each output range a return of the turning angle from the position of each specified measuring means in a direction opposite to the turning direction. Attaching the weight value to a specific position on the line,
Furthermore, a combustion monitoring system for a gas turbine that determines that an abnormality has occurred in a combustor corresponding to a position where the sum of the weight values is highest by superimposing operation lines for each of the output ranges to which the weight values are attached. .
環状に配置された複数の燃焼器と、当該燃焼器から供給される燃焼ガスによって回転するタービン翼と、当該タービン翼に対して仕事をした後の燃焼ガスが導入される排気部と、前記複数の燃焼器と対向するように前記排気部内に環状に配置され前記燃焼ガスの温度を測定する複数の測定手段とを備えたガスタービンに設けられる燃焼監視システムであって、
所定時間毎に前記測定手段によって検出された燃焼ガスの温度を、そのときのガスタービンの出力と対応付けて記憶する記憶手段と、
所定期間に亘って前記記憶手段に記憶された燃焼ガスの温度を、各測定手段毎に所定の出力範囲毎に分類して平均値を算出し、前記出力範囲毎に平均値の最大値及び最小値を導出するとともに、当該平均値の最大値及び最小値を教師データと比較し、その差が所定値以上である場合に、いずれかの前記燃焼器に異常が発生していると判定する演算手段とを備え、
いずれかの燃焼器に異常が発生していると判定された場合に、前記演算手段は、
測定された各出力における燃焼ガスの温度の最大値又は最小値を検出した前記測定手段を特定した後、前記出力範囲毎に、当該特定された各測定手段が前記燃焼ガスの温度の最大値又は最小値を検出した確率に応じた重み値を決定し、
前記複数の測定手段が配置された円周に対応し各測定手段の位置が特定された演算線を規定し、
所定の旋回特性に基づいて前記出力範囲に応じた旋回角を導出し、前記出力範囲毎に、前記特定された各測定手段の位置から旋回方向とは逆方向に前記旋回角だけ戻った前記演算線上の特定位置に前記重み値を付し、
さらに、前記重み値が付された前記出力範囲毎の演算線を重ね合わせ、前記重み値の合計が最も高い位置に対応する燃焼器で異常が発生していると判定するガスタービンの燃焼監視システム。
A plurality of combustors arranged in an annular shape, a turbine blade rotated by combustion gas supplied from the combustor, an exhaust section into which combustion gas after working on the turbine blade is introduced, and the plurality A combustion monitoring system provided in a gas turbine comprising a plurality of measuring means arranged in a ring shape in the exhaust part so as to face the combustor of the gas and measuring the temperature of the combustion gas,
Storage means for storing the temperature of the combustion gas detected by the measurement means every predetermined time in association with the output of the gas turbine at that time;
The temperature of the combustion gas stored in the storage means over a predetermined period is classified for each predetermined output range for each measurement means, and an average value is calculated. The maximum value and the minimum value of the average value are calculated for each output range. An operation for deriving a value and comparing the maximum value and the minimum value of the average value with teacher data and determining that an abnormality has occurred in any of the combustors when the difference is equal to or greater than a predetermined value Means and
When it is determined that an abnormality has occurred in any of the combustors, the calculation means
After specifying the measurement means that has detected the maximum value or minimum value of the temperature of the combustion gas at each measured output, for each output range, each of the specified measurement means has the maximum value of the temperature of the combustion gas or Determine the weight value according to the probability of detecting the minimum value,
A calculation line in which the position of each measuring means is specified corresponding to the circumference where the plurality of measuring means are arranged,
Deriving a turning angle in accordance with the output range based on a predetermined turning characteristic, and calculating for each output range a return of the turning angle from the position of each specified measuring means in a direction opposite to the turning direction. Attaching the weight value to a specific position on the line,
Furthermore, a combustion monitoring system for a gas turbine that determines that an abnormality has occurred in a combustor corresponding to a position where the sum of the weight values is highest by superimposing operation lines for each of the output ranges to which the weight values are attached. .
前記演算線上に前記重み値を付すにあたって、前記特定された各測定手段に対応する重み値は、前記特定位置を中心に所定の範囲に渡って前記演算線上に付される請求項2または3に記載のガスタービンの燃焼監視システム。   The weight value corresponding to each of the specified measurement means is attached to the calculation line over a predetermined range centering on the specific position when the weight value is attached to the calculation line. A gas turbine combustion monitoring system as described. 燃焼器と、当該燃焼器から供給される燃焼ガスによって回転するタービン翼と、当該タービン翼に対して仕事をした後の燃焼ガスが導入される排気部と、前記排気部に設けられ前記燃焼ガスの温度を測定する測定手段とを備えたガスタービンの燃焼監視方法であって、
所定時間毎に前記測定手段によって検出された燃焼ガスの温度を、そのときの前記ガスタービンの出力と対応付けて記憶するステップと、
所定期間に亘って前記記憶手段に記憶された燃焼ガスの温度を、所定の出力範囲毎に分類し、当該出力範囲毎に最大値及び最小値を算出するとともに、当該最大値及び最小値と教師データとを比較し、その差が所定値以上である場合に、前記燃焼器に異常が発生していると判定するステップと
を備えているガスタービンの燃焼監視方法。
A combustor, a turbine blade rotated by combustion gas supplied from the combustor, an exhaust part into which combustion gas after working on the turbine blade is introduced, and the combustion gas provided in the exhaust part A combustion monitoring method for a gas turbine comprising a measuring means for measuring the temperature of
Storing the temperature of the combustion gas detected by the measuring means every predetermined time in association with the output of the gas turbine at that time;
The temperature of the combustion gas stored in the storage means over a predetermined period is classified for each predetermined output range, the maximum value and the minimum value are calculated for each output range, and the maximum value, the minimum value, and the teacher are calculated. A combustion monitoring method for a gas turbine comprising: comparing data and determining that an abnormality has occurred in the combustor when the difference is equal to or greater than a predetermined value.
環状に配置された複数の燃焼器と、当該燃焼器から供給される燃焼ガスによって回転するタービン翼と、当該タービン翼に対して仕事をした後の燃焼ガスが導入される排気部と、前記複数の燃焼器と対向するように前記排気部内に環状に配置され前記燃焼ガスの温度を測定する複数の測定手段とを備えたガスタービンの燃焼監視方法であって、
所定時間毎に前記測定手段によって検出された燃焼ガスの温度を、そのときのガスタービンの出力と対応付けて記憶するステップと、
所定期間に亘って前記記憶手段に記憶された燃焼ガスの温度を所定の出力範囲毎に分類して各測定手段毎の最大値及び最小値を求め、これら最大値及び最小値の平均値をそれぞれ算出した後、この平均値と教師データと比較し、その差が所定値以上である場合に、いずれかの前記燃焼器に異常が発生していると判定するステップと、
いずれかの燃焼器に異常が発生していると判定された場合に、測定された出力における燃焼ガスの温度の最大値又は最小値を検出した前記測定手段を特定した後、前記出力範囲毎に、当該特定された各測定手段が前記燃焼ガスの温度の最大値又は最小値を検出した確率に応じた重み値を決定するステップと、
前記複数の測定手段が配置された円周に対応し各測定手段の位置が特定された演算線を規定するステップと、
所定の旋回特性に基づいて前記出力範囲に応じた旋回角を導出し、前記出力範囲毎に、前記特定された各測定手段の位置から旋回方向とは逆方向に前記旋回角だけ戻った前記演算線上の特定位置に前記重み値を付すステップと、
前記重み値が付された前記出力範囲毎の演算線を重ね合わせ、前記重み値の合計が最も高い位置に対応する燃焼器で異常が発生していると判定するステップとを備えているガスタービンの燃焼監視方法。
A plurality of combustors arranged in an annular shape, a turbine blade rotated by combustion gas supplied from the combustor, an exhaust section into which combustion gas after working on the turbine blade is introduced, and the plurality A gas turbine combustion monitoring method comprising: a plurality of measuring means arranged in a ring shape in the exhaust portion so as to face the combustor of the gas generator, and measuring the temperature of the combustion gas;
Storing the temperature of the combustion gas detected by the measuring means every predetermined time in association with the output of the gas turbine at that time;
The temperature of the combustion gas stored in the storage means over a predetermined period is classified for each predetermined output range to obtain a maximum value and a minimum value for each measurement means, and an average value of these maximum values and minimum values is obtained respectively. After calculating, comparing the average value with the teacher data, and determining that an abnormality has occurred in any of the combustors when the difference is equal to or greater than a predetermined value;
When it is determined that an abnormality has occurred in any of the combustors, the measurement means that detects the maximum or minimum value of the temperature of the combustion gas in the measured output is identified, and then the output range is determined for each output range. Determining a weight value corresponding to the probability that each of the specified measuring means has detected the maximum value or the minimum value of the temperature of the combustion gas;
Defining a calculation line in which the position of each measuring means is specified corresponding to the circumference where the plurality of measuring means are arranged;
Deriving a turning angle in accordance with the output range based on a predetermined turning characteristic, and calculating for each output range a return of the turning angle from the position of each specified measuring means in a direction opposite to the turning direction. Attaching the weight value to a specific position on the line;
A gas turbine comprising: superimposing calculation lines for each of the output ranges to which the weight values are attached, and determining that an abnormality has occurred in a combustor corresponding to a position having the highest sum of the weight values. Combustion monitoring method.
環状に配置された複数の燃焼器と、当該燃焼器から供給される燃焼ガスによって回転するタービン翼と、当該タービン翼に対して仕事をした後の燃焼ガスが導入される排気部と、前記複数の燃焼器と対向するように前記排気部内に環状に配置され前記燃焼ガスの温度を測定する複数の測定手段とを備えたガスタービンの燃焼監視方法であって、
所定時間毎に前記測定手段によって検出された燃焼ガスの温度を、そのときのガスタービンの出力と対応付けて記憶するステップと、
所定期間に亘って前記記憶手段に記憶された燃焼ガスの温度を、各測定手段毎に所定の出力範囲毎に分類して平均値を算出し、前記出力範囲毎に平均値の最大値及び最小値を導出するとともに、当該平均値の最大値及び最小値を教師データと比較し、その差が所定値以上である場合に、いずれかの前記燃焼器に異常が発生していると判定するステップと、
いずれかの燃焼器に異常が発生していると判定された場合に、測定された出力における燃焼ガスの温度の最大値又は最小値を検出した前記測定手段を特定した後、前記出力範囲毎に、当該特定された各測定手段が前記燃焼ガスの温度の最大値又は最小値を検出した確率に応じた重み値を決定するステップと、
前記複数の測定手段が配置された円周に対応し各測定手段の位置が特定された演算線を規定するステップと、
所定の旋回特性に基づいて前記出力範囲に応じた旋回角を導出し、前記出力範囲毎に、前記特定された各測定手段の位置から旋回方向とは逆方向に前記旋回角だけ戻った前記演算線上の特定位置に前記重み値を付すステップと、
前記重み値が付された前記出力範囲毎の演算線を重ね合わせ、前記重み値の合計が最も高い位置に対応する燃焼器で異常が発生していると判定するステップとを備えているガスタービンの燃焼監視方法。
A plurality of combustors arranged in an annular shape, a turbine blade rotated by combustion gas supplied from the combustor, an exhaust section into which combustion gas after working on the turbine blade is introduced, and the plurality A gas turbine combustion monitoring method comprising: a plurality of measuring means arranged in a ring shape in the exhaust portion so as to face the combustor of the gas generator, and measuring the temperature of the combustion gas;
Storing the temperature of the combustion gas detected by the measuring means every predetermined time in association with the output of the gas turbine at that time;
The temperature of the combustion gas stored in the storage means over a predetermined period is classified for each predetermined output range for each measurement means, and an average value is calculated. The maximum value and the minimum value of the average value are calculated for each output range. A step of deriving a value and comparing the maximum value and the minimum value of the average value with teacher data, and determining that an abnormality has occurred in any of the combustors when the difference is equal to or greater than a predetermined value When,
When it is determined that an abnormality has occurred in any of the combustors, the measurement means that detects the maximum or minimum value of the temperature of the combustion gas in the measured output is identified, and then the output range is determined for each output range. Determining a weight value corresponding to the probability that each of the specified measuring means has detected the maximum value or the minimum value of the temperature of the combustion gas;
Defining a calculation line in which the position of each measuring means is specified corresponding to the circumference where the plurality of measuring means are arranged;
Deriving a turning angle in accordance with the output range based on a predetermined turning characteristic, and calculating for each output range a return of the turning angle from the position of each specified measuring means in a direction opposite to the turning direction. Attaching the weight value to a specific position on the line;
A gas turbine comprising: superimposing calculation lines for each of the output ranges to which the weight values are attached, and determining that an abnormality has occurred in a combustor corresponding to a position having the highest sum of the weight values. Combustion monitoring method.
前記演算線上に前記重み値を付すにあたって、前記特定された各測定手段に対応する重み値は、前記特定位置を中心に所定の範囲に渡って前記演算線上に付される請求項6または7に記載のガスタービンの燃焼監視方法。
The weight value corresponding to each of the specified measurement means is attached to the calculation line over a predetermined range centering on the specific position when the weight value is attached to the calculation line. The gas turbine combustion monitoring method described.
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