JP2016176219A - Extracted gas compression system and device and method for detecting abnormality thereof - Google Patents

Extracted gas compression system and device and method for detecting abnormality thereof Download PDF

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中庭 彰宏
Teruhiro Nakaniwa
彰宏 中庭
松尾 実
Minoru Matsuo
実 松尾
貝漕 高明
Takaaki Kaikogi
高明 貝漕
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an extracted gas compression system and a device and a method for detecting abnormality thereof capable of detecting abnormality even when an operation range of a compressor is uncertain.SOLUTION: An abnormality detection device 20 for an extracted gas compression system comprises: a sensor 21 to detect a state quantity of extracted gas flowing into a compressor 4; a reference correlation acquisition section 23 to acquire a known reference correlation between supply power to a motor 5 and output of the compressor 4 with respect to sample gas having a known reference state quantity; an output correction section 24 to correct actual output of the compressor 4 on the basis of the state quantity of extracted gas detected by the sensor 21 and to calculate an output correction value for the compressor 4 corresponding to the supply power to the motor 5 when extracted gas has the reference state quantity; and an abnormality detection section 25 to detect abnormality of the extracted gas compression system on the basis of a comparison result between a relation of the supply power to the motor 5 with the output correction value and the reference correlation.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、採掘ガス圧縮システム並びにその異常検知装置及び方法に関する。   The present disclosure relates to a mining gas compression system and an abnormality detection apparatus and method thereof.

石油や天然ガス等の海底資源の採掘において、採掘された資源に含まれる気体成分を昇圧させて陸上設備や海上の浮体式設備に圧送するために圧縮機が用いられる。
例えば、非特許文献1には、海底のガス井から気液混合状態で採掘される天然ガスを海底にて気液分離して気体成分と液体成分に分離した後、気体成分を圧縮機で昇圧させて、陸上設備に送ることが記載されている。
In the mining of submarine resources such as oil and natural gas, a compressor is used to pressurize gas components contained in the mined resources and pump them to land facilities or floating facilities on the sea.
For example, Non-Patent Document 1 discloses that a natural gas mined in a gas-liquid mixed state from a gas well on the sea floor is separated into a gas component and a liquid component by gas-liquid separation on the sea floor, and then the gas component is pressurized by a compressor. It is described that it is sent to land equipment.

Turbomachinery International, September/October 2014, p.18−24Turbomachinery International, September / October 2014, p. 18-24

ところで、圧縮機の仕様は、圧縮機の運転範囲(使用条件)を考慮して決定されている。具体的には、圧縮機に流入するガスの種類、流速、圧縮機回転数等に関する所定の使用条件を想定し、設計寿命に応じて圧縮機の仕様が決定される。   By the way, the specification of the compressor is determined in consideration of the operating range (use conditions) of the compressor. Specifically, the specifications of the compressor are determined according to the design life, assuming predetermined use conditions relating to the type of gas flowing into the compressor, the flow velocity, the rotational speed of the compressor, and the like.

しかしながら、採掘ガス圧縮システムの場合、採掘ガスの特性が変化し得るため、圧縮機の運転範囲が不確定である。このため、採掘ガス圧縮システムの場合、圧縮機の寿命が設計寿命よりも短くなってしまう可能性がある。   However, in the case of a mining gas compression system, the operating range of the compressor is uncertain because the characteristics of the mining gas can change. For this reason, in the case of a mining gas compression system, the life of the compressor may be shorter than the design life.

採掘ガス圧縮システムは、海洋向けプラントに適用されることが多い。海洋向けプラントでは圧縮機が故障すると、代替機の準備に時間を要し、その間プラントの運転停止を余儀なくされる。特に、採掘現場が海底に存在する場合、圧縮機の取外し、据付け作業に多大な時間を要するため、プラントの運転停止期間がさらに延びてしまう。   Mining gas compression systems are often applied to marine plants. In a marine plant, if a compressor breaks down, it takes time to prepare an alternative machine, and during that time, the plant must be shut down. In particular, when the mining site is on the seabed, it takes a lot of time to remove and install the compressor, which further extends the plant shutdown period.

したがって、採掘ガス圧縮システムの突然の故障を回避してガス採掘事業者の採算を改善するために、採掘ガス圧縮システムの故障の前兆としての異常を検知する手法の開発が望まれる。
この点、非特許文献1には、採掘ガス圧縮システムにおける異常検知方法について記載がない。
Therefore, in order to improve the profitability of the gas mining company by avoiding the sudden failure of the mining gas compression system, it is desired to develop a method for detecting an abnormality as a precursor of the failure of the mining gas compression system.
In this regard, Non-Patent Document 1 does not describe an abnormality detection method in the mining gas compression system.

本発明の少なくとも幾つかの実施形態の目的は、圧縮機の運転範囲が不確定であっても異常を検知可能な採掘ガス圧縮システム並びにその異常検知装置及び方法を提供することである。   An object of at least some embodiments of the present invention is to provide a mining gas compression system capable of detecting an abnormality even if the operating range of the compressor is uncertain, and an abnormality detection apparatus and method thereof.

(1)本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る採掘ガス圧縮システムの異常検知装置は、
採掘ガスを昇圧する圧縮機と、該圧縮機を駆動するモータと、を有する採掘ガス圧縮システムの異常検知装置であって、
前記圧縮機に流入する前記採掘ガスの状態量を検出するためのセンサと、
既知の基準状態量を有するサンプルガスに関する前記モータへの供給電力(モータ入力)と前記圧縮機の出力との既知の基準相関関係を取得するための基準相関関係取得部と、
前記センサによって検出された前記採掘ガスの前記状態量に基づいて前記圧縮機の実際出力を補正し、前記採掘ガスが前記基準状態量を有する場合における前記モータへの供給電力に対応する前記圧縮機の出力補正値を算出するための出力補正部と、
前記モータへの供給電力と前記出力補正値との関係と前記基準相関関係との比較結果に基づいて、前記採掘ガス圧縮システムの異常を検出するための異常検出部と、
を備える。
(1) An abnormality detection device for a mining gas compression system according to at least some embodiments of the present invention,
An abnormality detection device for a mining gas compression system having a compressor for boosting a mining gas and a motor for driving the compressor,
A sensor for detecting a state quantity of the mining gas flowing into the compressor;
A reference correlation acquisition unit for acquiring a known reference correlation between power supplied to the motor (motor input) and output of the compressor with respect to a sample gas having a known reference state quantity;
The compressor that corrects the actual output of the compressor based on the state quantity of the mining gas detected by the sensor, and that corresponds to the power supplied to the motor when the mining gas has the reference state quantity. An output correction unit for calculating the output correction value of
Based on the comparison result between the relationship between the power supplied to the motor and the output correction value and the reference correlation, an abnormality detection unit for detecting an abnormality of the mining gas compression system;
Is provided.

上記(1)の構成では、採掘ガスの状態量の検出結果に基づいて圧縮機の実際出力を補正することで、採掘ガスが基準状態量(サンプルガスの既知の状態量)を有する場合におけるモータ供給電力に対応する圧縮機の出力補正値を算出するようになっている。こうして得られた圧縮機の出力補正値は、サンプルガスと同一の状態量(基準状態量)を前提としているため、採掘ガスの状態量の変動の影響を受けずに、モータ供給電力と出力補正値との関係を基準相関関係と適切に比較することができる。よって、採掘ガスの状態量の変動によって圧縮機の運転範囲が不確定であっても、採掘ガス圧縮システムの故障の前兆としての異常を検知することができる。   In the configuration of (1) above, the motor when the mining gas has the reference state quantity (known state quantity of the sample gas) by correcting the actual output of the compressor based on the detection result of the mining gas state quantity. The compressor output correction value corresponding to the supplied power is calculated. The output correction value of the compressor obtained in this way is based on the same state quantity (reference state quantity) as the sample gas, so the motor supply power and output correction are not affected by fluctuations in the state quantity of the mining gas. The relationship between values can be compared appropriately with the reference correlation. Therefore, even if the operating range of the compressor is uncertain due to fluctuations in the state quantity of the mining gas, it is possible to detect an abnormality as a sign of a failure of the mining gas compression system.

(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、
前記採掘ガス圧縮システムの異常検知装置は、
前記異常検出部により前記採掘ガス圧縮システムの異常が検出されたとき、前記モータへの供給電力(モータ入力)に対応する前記モータの実際出力および設計出力値の比較結果に基づいて、前記異常の発生箇所が前記圧縮機又は前記モータの何れであるかを特定するように構成された異常箇所特定部をさらに備える。
(2) In some embodiments, in the configuration of (1) above,
The abnormality detection device of the mining gas compression system is:
When an abnormality of the mining gas compression system is detected by the abnormality detection unit, based on the comparison result of the actual output and the design output value of the motor corresponding to the power supplied to the motor (motor input), the abnormality The apparatus further includes an abnormal point specifying unit configured to specify whether the generation point is the compressor or the motor.

上記(1)の構成において、異常検出部により採掘ガス圧縮システムの異常が検出されると、異常発生箇所として主に考えられるのはモータ又は圧縮機の何れかである。
そこで、上記(2)の構成では、モータ供給電力に対応するモータ実際出力および設計出力値の比較結果に基づいて、異常の発生箇所が圧縮機又はモータの何れであるかを特定するようになっている。
例えば、モータ供給電力に対応するモータ実際出力および設計出力値の差が許容範囲内である場合、異常発生箇所はモータではなく圧縮機であると考えられる。一方、モータ供給電力に対応するモータ実際出力および設計出力値の差が許容範囲を超えている場合、異常発生箇所は圧縮機ではなくモータであると考えられる。こうして、モータ供給電力に対応するモータ実際出力および設計出力値の比較結果に基づき、異常発生箇所を特定することができる。
In the configuration of (1) above, when an abnormality of the mining gas compression system is detected by the abnormality detection unit, it is either a motor or a compressor that can be considered as an abnormality occurrence location.
Therefore, in the configuration of (2) above, it is specified whether the location where the abnormality has occurred is the compressor or the motor based on the comparison result of the actual motor output and the design output value corresponding to the motor supply power. ing.
For example, when the difference between the actual motor output corresponding to the motor supply power and the design output value is within an allowable range, it is considered that the abnormality occurrence location is not the motor but the compressor. On the other hand, when the difference between the motor actual output corresponding to the motor supply power and the design output value exceeds the allowable range, it is considered that the abnormality occurrence place is not the compressor but the motor. In this way, an abnormality occurrence location can be specified based on the comparison result between the motor actual output and the design output value corresponding to the motor supply power.

(3)幾つかの実施形態では、上記(1)又は(2)の構成において、
前記異常検出部は、前記基準相関関係における前記モータへの供給電力に対応した前記圧縮機の基準出力と、前記出力補正部によって算出された前記出力補正値との差が第1閾値を超えたとき、前記採掘ガス圧縮システムに異常が発生したと判定するように構成される。
(3) In some embodiments, in the above configuration (1) or (2),
The abnormality detection unit has a difference between a reference output of the compressor corresponding to power supplied to the motor in the reference correlation and the output correction value calculated by the output correction unit exceeds a first threshold. Is configured to determine that an abnormality has occurred in the mining gas compression system.

上記(3)の構成によれば、基準相関関係に基づいて定まるモータ供給電力に対応した圧縮機の基準出力と、出力補正部によって算出された出力補正値との差を第1閾値と比較することで、採掘ガスの状態量の変動によって圧縮機の運転範囲が不確定であっても、採掘ガス圧縮システムの異常の有無を高精度に判定することができる。   According to the configuration of (3) above, the difference between the reference output of the compressor corresponding to the motor supply power determined based on the reference correlation and the output correction value calculated by the output correction unit is compared with the first threshold value. Thus, even if the operating range of the compressor is uncertain due to fluctuations in the state quantity of the mining gas, it is possible to determine whether there is an abnormality in the mining gas compression system with high accuracy.

(4)幾つかの実施形態では、上記(1)又は(2)の構成において、
前記異常検出部は、前記基準相関関係における前記モータへの供給電力に対応した前記圧縮機の基準出力に対する、前記出力補正部によって算出された前記出力補正値の乖離率が第2閾値を超えたとき、前記採掘ガス圧縮システムに異常が発生したと判定するように構成される。
(4) In some embodiments, in the above configuration (1) or (2),
The abnormality detection unit has a deviation rate of the output correction value calculated by the output correction unit with respect to a reference output of the compressor corresponding to power supplied to the motor in the reference correlation exceeds a second threshold value. Is configured to determine that an abnormality has occurred in the mining gas compression system.

上記(4)の構成によれば、基準相関関係に基づいて定まるモータ供給電力に対応した圧縮機の基準出力に対する、出力補正部によって算出された出力補正値の乖離率を第2閾値と比較することで、採掘ガスの状態量の変動によって圧縮機の運転範囲が不確定であっても、採掘ガス圧縮システムの異常の有無を高精度に判定することができる。   According to the configuration of (4) above, the deviation rate of the output correction value calculated by the output correction unit with respect to the reference output of the compressor corresponding to the motor supply power determined based on the reference correlation is compared with the second threshold value. Thus, even if the operating range of the compressor is uncertain due to fluctuations in the state quantity of the mining gas, it is possible to determine whether there is an abnormality in the mining gas compression system with high accuracy.

(5)幾つかの実施形態では、上記(1)又は(2)の構成において、
前記異常検出部は、前記基準相関関係における前記モータへの供給電力に対応した前記圧縮機の基準出力と、前記出力補正部によって算出された前記出力補正値との差、または、前記基準出力に対する前記出力補正値の乖離率が第3閾値を超える期間が規定時間以上継続したとき、前記採掘ガス圧縮システムに異常が発生したと判定するように構成される。
(5) In some embodiments, in the above configuration (1) or (2),
The abnormality detection unit is a difference between a reference output of the compressor corresponding to power supplied to the motor in the reference correlation and the output correction value calculated by the output correction unit, or for the reference output It is configured to determine that an abnormality has occurred in the mining gas compression system when a period in which the deviation rate of the output correction value exceeds a third threshold continues for a specified time or longer.

上記(5)の構成によれば、圧縮機の基準出力と出力補正値との差、または、基準出力に対する出力補正値の乖離率が第3閾値を超えた期間が規定時間以上であるか否かに基づいて、採掘ガスの状態量の変動によって圧縮機の運転範囲が不確定であっても、採掘ガス圧縮システムの異常の有無を高精度に判定することができる。   According to the configuration of (5) above, whether or not the difference between the reference output of the compressor and the output correction value, or the period during which the deviation rate of the output correction value with respect to the reference output exceeds the third threshold is equal to or longer than the specified time. Therefore, even if the operating range of the compressor is uncertain due to fluctuations in the state quantity of the mining gas, it is possible to determine whether there is an abnormality in the mining gas compression system with high accuracy.

(6)幾つかの実施形態では、上記(1)又は(2)の構成において、
前記異常検出部は、前記基準相関関係における前記モータへの供給電力に対応した前記圧縮機の基準出力と、前記出力補正部によって算出された前記出力補正値との差、または、前記基準出力に対する前記出力補正値の乖離率の増大速度が第4閾値を超えたとき、前記採掘ガス圧縮システムに異常が発生したと判定するように構成される。
(6) In some embodiments, in the above configuration (1) or (2),
The abnormality detection unit is a difference between a reference output of the compressor corresponding to power supplied to the motor in the reference correlation and the output correction value calculated by the output correction unit, or for the reference output When the increase rate of the deviation rate of the output correction value exceeds a fourth threshold, it is configured to determine that an abnormality has occurred in the mining gas compression system.

上記(6)の構成によれば、圧縮機の基準出力と出力補正値との差、または、基準出力に対する出力補正値の乖離率の増大速度を第4閾値と比較することで、採掘ガスの状態量の変動によって圧縮機の運転範囲が不確定であっても、採掘ガス圧縮システムの異常の有無を高精度に判定することができる。   According to the configuration of (6) above, the difference between the reference output of the compressor and the output correction value, or the rate of increase in the deviation rate of the output correction value with respect to the reference output is compared with the fourth threshold value. Even if the operating range of the compressor is uncertain due to fluctuations in the state quantity, it is possible to determine whether there is an abnormality in the mining gas compression system with high accuracy.

(7)本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る採掘ガス圧縮システムは、
採掘ガスを昇圧するための圧縮機と、
前記圧縮機を駆動するためもモータと、
上記(1)乃至(6)の何れかの構成の異常検知装置と、を備える。
(7) A mining gas compression system according to at least some embodiments of the present invention includes:
A compressor for boosting the mining gas;
A motor for driving the compressor; and
An abnormality detection device having any one of the configurations (1) to (6).

上記(7)の構成によれば、上記(1)〜(6)の異常検知装置を備えることで、採掘ガスの状態量の変動によって圧縮機の運転範囲が不確定であっても、採掘ガス圧縮システムの故障の前兆としての異常を検知することができる。よって、採掘ガス圧縮システムの突然の故障に起因した長期にわたる運転停止を回避することができ、ガス採掘事業者の採算を改善することができる。   According to the structure of said (7), even if the operating range of a compressor is indefinite by the fluctuation | variation of the state quantity of mining gas by providing the abnormality detection apparatus of said (1)-(6), it is mining gas. An abnormality as a precursor of a failure of the compression system can be detected. Therefore, it is possible to avoid a long-term shutdown due to a sudden failure of the mining gas compression system and improve the profitability of the gas mining company.

(8)本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る採掘ガス圧縮システムの異常検知方法は、
採掘ガスを昇圧する圧縮機と、該圧縮機を駆動するモータと、を有する採掘ガス圧縮システムの異常検知方法であって、
前記圧縮機に流入する前記採掘ガスの状態量を検出する状態量検出ステップと、
既知の基準状態量を有するサンプルガスに関する前記モータへの供給電力と前記圧縮機の出力との既知の基準相関関係を取得する基準相関関係取得ステップと、
前記センサによって検出された前記採掘ガスの前記状態量に基づいて前記圧縮機の実際出力を補正し、前記採掘ガスが前記基準状態量を有する場合における前記モータへの供給電力に対応する前記圧縮機の出力補正値を算出する出力補正ステップと、
前記モータへの供給電力と前記出力補正値との関係と前記基準相関関係との比較結果に基づいて、前記採掘ガス圧縮システムの異常を検出する異常検出ステップと、
を備える。
(8) An abnormality detection method for a mining gas compression system according to at least some embodiments of the present invention includes:
A method for detecting an abnormality in a mining gas compression system having a compressor for boosting a mining gas and a motor for driving the compressor,
A state quantity detection step of detecting a state quantity of the mining gas flowing into the compressor;
A reference correlation obtaining step for obtaining a known reference correlation between power supplied to the motor and output of the compressor with respect to a sample gas having a known reference state quantity;
The compressor that corrects the actual output of the compressor based on the state quantity of the mining gas detected by the sensor, and that corresponds to the power supplied to the motor when the mining gas has the reference state quantity. An output correction step for calculating an output correction value of
An abnormality detection step for detecting an abnormality of the mining gas compression system based on a comparison result between the relationship between the power supplied to the motor and the output correction value and the reference correlation;
Is provided.

上記(8)の方法では、採掘ガスの状態量の検出結果に基づいて圧縮機の実際出力を補正することで、採掘ガスが基準状態量(サンプルガスの既知の状態量)を有する場合におけるモータ供給電力に対応する圧縮機の出力補正値を算出するようになっている。こうして得られた圧縮機の出力補正値は、サンプルガスと同一の状態量(基準状態量)を前提としているため、採掘ガスの状態量の変動の影響を受けずに、モータ供給電力と出力補正値との関係を基準相関関係と適切に比較することができる。よって、採掘ガスの状態量の変動によって圧縮機の運転範囲が不確定であっても、採掘ガス圧縮システムの故障の前兆としての異常を検知することができる。   In the above method (8), the motor in the case where the mining gas has the reference state quantity (known state quantity of the sample gas) by correcting the actual output of the compressor based on the detection result of the mining gas state quantity. The compressor output correction value corresponding to the supplied power is calculated. The output correction value of the compressor obtained in this way is based on the same state quantity (reference state quantity) as the sample gas, so the motor supply power and output correction are not affected by fluctuations in the state quantity of the mining gas. The relationship between values can be compared appropriately with the reference correlation. Therefore, even if the operating range of the compressor is uncertain due to fluctuations in the state quantity of the mining gas, it is possible to detect an abnormality as a sign of a failure of the mining gas compression system.

(9)幾つかの実施形態では、
前記採掘ガス圧縮システムの異常検知方法は、
前記異常検出ステップにおいて前記採掘ガス圧縮システムの異常が検出されたとき、前記モータへの供給電力に対応する前記モータの実際出力および設計出力値の比較結果に基づいて、前記異常の発生箇所が前記圧縮機又は前記モータの何れであるかを特定する異常箇所特定ステップをさらに備える。
(9) In some embodiments,
The abnormality detection method of the mining gas compression system is:
When an abnormality of the mining gas compression system is detected in the abnormality detection step, the occurrence location of the abnormality is determined based on the comparison result of the actual output and the design output value of the motor corresponding to the power supplied to the motor. The method further includes an abnormal point specifying step of specifying whether the compressor or the motor.

上記(9)の方法では、モータ供給電力に対応するモータ実際出力および設計出力値の比較結果に基づいて、異常の発生箇所が圧縮機又はモータの何れであるかを特定するようになっている。
例えば、モータ供給電力に対応するモータ実際出力および設計出力値の差が許容範囲内である場合、異常発生箇所はモータではなく圧縮機であると考えられる。一方、モータ供給電力に対応するモータ実際出力および設計出力値の差が許容範囲を超えている場合、異常発生箇所は圧縮機ではなくモータであると考えられる。こうして、モータ供給電力に対応するモータ実際出力および設計出力値の比較結果に基づき、異常発生箇所を特定することができる。
In the method of (9) above, based on the comparison result of the motor actual output and the design output value corresponding to the motor supply power, it is specified whether the abnormality occurrence location is the compressor or the motor. .
For example, when the difference between the actual motor output corresponding to the motor supply power and the design output value is within an allowable range, it is considered that the abnormality occurrence location is not the motor but the compressor. On the other hand, when the difference between the motor actual output corresponding to the motor supply power and the design output value exceeds the allowable range, it is considered that the abnormality occurrence place is not the compressor but the motor. In this way, an abnormality occurrence location can be specified based on the comparison result between the motor actual output and the design output value corresponding to the motor supply power.

本発明の少なくとも一実施形態によれば、採掘ガスの状態量の変動によって圧縮機の運転範囲が不確定であっても、採掘ガス圧縮システムの故障の前兆としての異常を検知することができる。   According to at least one embodiment of the present invention, even if the operating range of the compressor is uncertain due to fluctuations in the state quantity of the mining gas, it is possible to detect an abnormality as a precursor of a failure of the mining gas compression system.

一実施形態に係る採掘ガス圧縮システムの概略構成を示す図である。It is a figure showing a schematic structure of a mining gas compression system concerning one embodiment. 一実施形態に係るモータ及び圧縮機の入出力を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the input-output of the motor and compressor which concern on one Embodiment. 基準相関関係に対する実測値及び補正値の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the actual measurement value and correction value with respect to reference | standard correlation. 基準出力と出力補正値との差の時系列変化の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the time-sequential change of the difference of a reference output and an output correction value. 基準出力に対する出力補正値の乖離率の時系列変化の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the time-sequential change of the deviation rate of the output correction value with respect to a reference | standard output. 他の実施形態に係るモータ及び圧縮機の入出力を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the input / output of the motor and compressor which concern on other embodiment. モータ入力とモータ出力の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a motor input and a motor output. 一実施形態に係る採掘ガス圧縮システムの異常検出方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the abnormality detection method of the mining gas compression system which concerns on one Embodiment.

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。   Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples. Absent.

最初に、図1を参照して、一実施形態に係る採掘ガス圧縮システム1の概略構成について説明する。
図1に示すように、採掘ガス圧縮システム1は、主として、地下や海底に存在するガス田又は油田で採掘された資源に含まれる採掘ガス54を圧縮(昇圧)して、例えば外部の処理設備や貯蔵設備等に圧送するためのシステムである。図1に示す構成例では、採掘ガス圧縮システム1は海洋向けプラントに適用され、海底51のガス田52から採掘された採掘ガス54を圧縮対象としており、海底51に圧縮機5が設置された構成を例示している。
なお、図示しないが他の構成例では、採掘ガス圧縮システム1は、湖底や川底等の他の水底から採掘されたガスを圧縮対象としてもよいし、圧縮機5が海上や湖上等の水上、または陸上に設置された構成としてもよい。あるいは、採掘ガス圧縮システム1は、地下から採掘されたガスを圧縮対象としてもよい。
Initially, with reference to FIG. 1, schematic structure of the mining gas compression system 1 which concerns on one Embodiment is demonstrated.
As shown in FIG. 1, the mining gas compression system 1 mainly compresses (pressurizes) the mining gas 54 contained in resources mined in a gas field or oil field existing underground or on the seabed, for example, an external processing facility. It is a system for pumping to a storage facility. In the configuration example shown in FIG. 1, the mining gas compression system 1 is applied to a marine plant, the mining gas 54 mined from the gas field 52 on the seabed 51 is a target for compression, and the compressor 5 is installed on the seabed 51. The structure is illustrated.
Although not shown in the drawings, in another configuration example, the mining gas compression system 1 may compress gas mined from other water bottoms such as a lake bottom and a river bottom. Or it is good also as a structure installed on land. Or the mining gas compression system 1 is good also considering the gas mined from the underground as a compression object.

一実施形態において、採掘ガス圧縮システム1は、気液分離器8と、気液分離器8に接続された圧縮機5と、圧縮機5を駆動するためのモータ4と、を備える。   In one embodiment, the mining gas compression system 1 includes a gas-liquid separator 8, a compressor 5 connected to the gas-liquid separator 8, and a motor 4 for driving the compressor 5.

気液分離器8は、海底51に存在するガス田52から採掘された液分含有ガス(採掘ガス)53から、液状成分を分離する構成となっている。通常、海底51に埋蔵されたガスは、液状成分を含有した状態で採掘されることが多く、その場合、気液分離器8において液分含有ガス53から液状成分を分離し、気体成分のみを含む液分分離ガス(採掘ガス)54を圧縮機5に送るようになっている。なお、液分含有ガス53の性状によっては、気液分離器8を設置しない構成としてもよい。   The gas-liquid separator 8 is configured to separate a liquid component from a liquid-containing gas (mining gas) 53 mined from a gas field 52 existing on the seabed 51. In general, the gas buried in the seabed 51 is often mined in a state containing a liquid component. In that case, the gas-liquid separator 8 separates the liquid component from the liquid-containing gas 53 and removes only the gas component. The liquid separation gas (mining gas) 54 that is contained is sent to the compressor 5. Depending on the properties of the liquid-containing gas 53, the gas-liquid separator 8 may not be installed.

圧縮機5は、モータ4の出力軸6に接続され、モータ4によって駆動されて流体を昇圧させるように構成される。圧縮機5とモータ4とは、単一のケーシング3の内部に圧縮機5及びモータ4が収容されたモータ一体型圧縮機2を構成していてもよい。図示されるように海底51に圧縮機5が設置される場合、モータ一体型圧縮機2を採用すれば、ケーシング3を気密構造とすることで圧縮機5およびモータ4を海水による腐食から容易に保護できる。あるいは図示しないが、洋上のプラットフォーム11上に圧縮機5が設置される場合、モータ一体型圧縮機2を採用すれば、圧縮機5およびモータ4の小型化が可能であるため、スペースの限られたプラットフォーム11における省スペース化が図れる。   The compressor 5 is connected to the output shaft 6 of the motor 4 and is configured to be driven by the motor 4 to boost the fluid. The compressor 5 and the motor 4 may constitute the motor-integrated compressor 2 in which the compressor 5 and the motor 4 are accommodated in the single casing 3. As shown in the figure, when the compressor 5 is installed on the seabed 51, if the motor-integrated compressor 2 is adopted, the compressor 5 and the motor 4 can be easily corroded by seawater by forming the casing 3 in an airtight structure. Can protect. Alternatively, although not shown, when the compressor 5 is installed on the offshore platform 11, if the motor-integrated compressor 2 is employed, the compressor 5 and the motor 4 can be reduced in size, so that the space is limited. Space saving in the platform 11 can be achieved.

上述の採掘ガス圧縮システム1では、海底51のガス田52から採掘された液分含有ガス(採掘ガス)53は気液分離器8に導入され、気液分離器8において気体成分と液状成分とに分離される。
気液分離器8により液状成分が分離された液分分離ガス(採掘ガス)54は、気液分離器8に接続された圧縮機5に導入されて、圧縮機5によって昇圧される。なお、気液分離器8により分離された採掘ガス53の液状成分は、他の処理ラインに送られるため図示を省略している。
圧縮機5から排出された圧縮ガス55は、採掘ガス圧縮システム1の外部に送られる。例えば、図示されるように、圧縮ガス55は、海面50に浮かぶプラットフォーム11上に載置されたタンクに一旦貯留された後、タンカー12によって輸送される。
In the mining gas compression system 1 described above, the liquid-containing gas (mining gas) 53 mined from the gas field 52 on the seabed 51 is introduced into the gas-liquid separator 8, where the gas component and the liquid component are separated. Separated.
A liquid separation gas (mining gas) 54 from which the liquid component has been separated by the gas-liquid separator 8 is introduced into the compressor 5 connected to the gas-liquid separator 8 and is pressurized by the compressor 5. In addition, since the liquid component of the mining gas 53 separated by the gas-liquid separator 8 is sent to another processing line, the illustration is omitted.
The compressed gas 55 discharged from the compressor 5 is sent to the outside of the mining gas compression system 1. For example, as illustrated, the compressed gas 55 is temporarily stored in a tank placed on the platform 11 floating on the sea surface 50 and then transported by the tanker 12.

ところで、通常、圧縮機5の仕様は、圧縮機5の運転範囲(使用条件)を考慮して決定されている。具体的には、圧縮機5に流入するガスの種類、流速、圧縮機回転数等に関する所定の使用条件を想定し、設計寿命に応じて圧縮機5の仕様が決定される。
しかしながら、上記構成を有する採掘ガス圧縮システム1の場合、採掘ガス54の特性が変化し得るため、圧縮機5の運転範囲(使用条件)が不確定であり、圧縮機5の寿命が設計寿命よりも短くなってしまう可能性がある。特に、図1に示すような海洋向けプラントに適用される場合、圧縮機5が故障しても、代替機の準備に時間を要し、その間プラントの運転停止を余儀なくされる。
By the way, normally, the specification of the compressor 5 is determined in consideration of the operating range (use conditions) of the compressor 5. Specifically, the specifications of the compressor 5 are determined according to the design life, assuming predetermined use conditions regarding the type of gas flowing into the compressor 5, the flow velocity, the compressor rotation speed, and the like.
However, in the case of the mining gas compression system 1 having the above configuration, since the characteristics of the mining gas 54 can change, the operating range (use conditions) of the compressor 5 is uncertain, and the life of the compressor 5 is longer than the design life. May be shortened. In particular, when applied to a marine plant as shown in FIG. 1, even if the compressor 5 breaks down, it takes time to prepare an alternative machine, during which the plant operation is forced to stop.

そこで、本実施形態では、圧縮機5の運転範囲が不確定であっても、採掘ガス圧縮システム1の異常を精度よく検知可能な異常検知装置20を備えている。   Therefore, in the present embodiment, the abnormality detection device 20 capable of detecting an abnormality of the mining gas compression system 1 with high accuracy even when the operation range of the compressor 5 is uncertain is provided.

幾つかの実施形態に係る異常検知装置20は、採掘ガス54の状態量を検出するためのセンサ21と、センサ21の検出値を用いて、圧縮機5の異常を検出するための演算を行うように構成された演算処理装置22と、を備えている。   The abnormality detection device 20 according to some embodiments performs a calculation for detecting an abnormality of the compressor 5 using the sensor 21 for detecting the state quantity of the mining gas 54 and the detection value of the sensor 21. And an arithmetic processing unit 22 configured as described above.

以下、異常検知装置20の各部位の具体的な構成例について説明する。
センサ21は、圧縮機5に流入する採掘ガス54の状態量を検出するように構成されている。具体的には、センサ21は、気液分離器8と圧縮機5との間を接続するガスラインに設けられ、液状成分分離後の採掘ガス54の状態量を検出するようになっている。
ここで、採掘ガス54の状態量は、採掘ガス54の密度、温度、圧力の少なくとも一つを含んでいてもよい。
Hereinafter, a specific configuration example of each part of the abnormality detection device 20 will be described.
The sensor 21 is configured to detect a state quantity of the mined gas 54 flowing into the compressor 5. Specifically, the sensor 21 is provided in a gas line connecting the gas-liquid separator 8 and the compressor 5 and detects the state quantity of the mined gas 54 after the liquid component separation.
Here, the state quantity of the mining gas 54 may include at least one of the density, temperature, and pressure of the mining gas 54.

演算処理装置22は、基準相関関係取得部23と、出力補正部24と、異常検出部25と、記憶部27と、を含む。
なお、演算処理装置22は、例えば、図示しないCPU(中央演算装置)、RAM(Random Access Memory)、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体等から構成されている。後述の各種機能を実現するための一連の処理の過程は、プログラムの形式で記録媒体等に記録されており、このプログラムをCPUがRAM等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、後述の各種機能が実現される。この演算処理装置22は、採掘ガス圧縮システム1から離れた遠隔地に配置されてもよい。
The arithmetic processing device 22 includes a reference correlation acquisition unit 23, an output correction unit 24, an abnormality detection unit 25, and a storage unit 27.
The arithmetic processing unit 22 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) (not shown), a RAM (Random Access Memory), a computer-readable recording medium, and the like. A series of processing steps for realizing various functions to be described later are recorded in a recording medium or the like in the form of a program, and the CPU reads the program into a RAM or the like to execute information processing / arithmetic processing. Thus, various functions described later are realized. The arithmetic processing unit 22 may be disposed in a remote place away from the mining gas compression system 1.

基準相関関係取得部23は、サンプルガスに関するモータ4への供給電力と圧縮機5の出力との既知の基準相関関係を取得するように構成される。上述したように、サンプルガスは、既知の基準状態量を有するものである。基準相関関係取得部23において、既知の基準相関関係は、記憶部27から取得してもよいし、不図示の入力部より入力されてもよい。   The reference correlation acquisition unit 23 is configured to acquire a known reference correlation between the power supplied to the motor 4 and the output of the compressor 5 regarding the sample gas. As described above, the sample gas has a known reference state quantity. In the reference correlation acquisition unit 23, the known reference correlation may be acquired from the storage unit 27 or may be input from an input unit (not shown).

出力補正部24は、センサ21によって検出された採掘ガス54の状態量に基づいて圧縮機5の実際出力を補正し、採掘ガス54が基準状態量を有する場合におけるモータ4への供給電力に対応する圧縮機5の出力補正値を算出するように構成される。   The output correction unit 24 corrects the actual output of the compressor 5 based on the state quantity of the mining gas 54 detected by the sensor 21, and corresponds to the power supplied to the motor 4 when the mining gas 54 has the reference state quantity. It is comprised so that the output correction value of the compressor 5 to calculate may be calculated.

異常検出部25は、モータ4への供給電力と出力補正値との関係と基準相関関係との比較結果に基づいて、採掘ガス圧縮システム1の異常を検出する。   The abnormality detection unit 25 detects an abnormality in the mining gas compression system 1 based on the comparison result between the relationship between the power supplied to the motor 4 and the output correction value and the reference correlation.

記憶部27は、例えば、サンプルガスに関するモータ4への供給電力と圧縮機5の出力との既知の基準相関関係を記憶している。記憶部27では、予め取得した既知の基準相関関係を記憶するようになっている。この既知の基準相関関係は、例えば、サンプルガスを用いた実験によって取得してもよいし、シミュレーション等により取得してもよいし、経験的な過去のデータから取得してもよい。こうして取得された既知の基準相関関係は、通信回線又は記憶媒体を介して記憶部27に記憶されてもよいし、演算処理装置22の入力部からの入力によって記憶部27に記憶されてもよい。   The storage unit 27 stores, for example, a known reference correlation between the power supplied to the motor 4 and the output of the compressor 5 regarding the sample gas. The storage unit 27 stores a known reference correlation acquired in advance. This known reference correlation may be acquired, for example, by an experiment using a sample gas, may be acquired by simulation, or may be acquired from empirical past data. The known reference correlation acquired in this way may be stored in the storage unit 27 via a communication line or a storage medium, or may be stored in the storage unit 27 by an input from the input unit of the arithmetic processing device 22. .

記憶部27には、一種類の状態量に関して一つの基準相関関係が記憶されている。後述するように、異常検知を行う際には、基準相関関係に対応した状態量に基づいて圧縮機5の出力を補正した後、基準相関関係と圧縮機5の出力補正値とを比較するため、記憶部27には原則として一つの基準相関関係さえ記憶されていればよい。
但し、記憶部27には、一種類の状態量に関して複数の基準相関関係が記憶されていてもよい。例えば、状態量が密度である場合、記憶部27には、異なる密度の基準相関関係が複数記憶される。また、記憶部27には、複数種類の状態量に関する基準相関関係が記憶されていてもよい。例えば、記憶部27には、状態量が密度である基準相関関係と、状態量が圧力である基準相関関係とが記憶される。
The storage unit 27 stores one reference correlation for one type of state quantity. As will be described later, when an abnormality is detected, the output of the compressor 5 is corrected based on the state quantity corresponding to the reference correlation, and then the reference correlation and the output correction value of the compressor 5 are compared. In principle, the storage unit 27 only needs to store one reference correlation.
However, the storage unit 27 may store a plurality of reference correlations for one type of state quantity. For example, when the state quantity is density, the storage unit 27 stores a plurality of reference correlations having different densities. The storage unit 27 may store reference correlations regarding a plurality of types of state quantities. For example, the storage unit 27 stores a reference correlation in which the state quantity is density and a reference correlation in which the state quantity is pressure.

ここで、既知の基準相関関係について具体的に説明する。
図2は、一実施形態に係るモータ4及び圧縮機5の入出力を説明するための図である。図3は、基準相関関係100に対する実測値及び補正値の一例を示すグラフである。
図2に示すように、モータ4は、電力(モータ入力X)が供給されることによって、圧縮機5を出力Yで駆動する。
図3に示すように、一例として、既知の基準状態量を有するサンプルガスに関するモータ4への供給電力(モータ入力X)と圧縮機5の出力Yとの既知の基準相関関係は、直線100で表される。
Here, the known reference correlation will be specifically described.
FIG. 2 is a diagram for explaining input / output of the motor 4 and the compressor 5 according to the embodiment. FIG. 3 is a graph showing an example of actual measurement values and correction values for the reference correlation 100.
As shown in FIG. 2, the motor 4 drives the compressor 5 with the output Y when electric power (motor input X) is supplied.
As shown in FIG. 3, as an example, the known reference correlation between the power supplied to the motor 4 (motor input X) and the output Y of the compressor 5 with respect to the sample gas having a known reference state quantity is a straight line 100. expressed.

図3には、既知の基準相関関係100とは別に、圧縮機5の実測値及び補正値もプロットしている。
圧縮機5の実測値は、モータ4への実際の供給電力(モータ入力X)に対する圧縮機5の実際の出力Yである。なお、圧縮機5の出力Yは、以下の式(1)によって取得できる。

Figure 2016176219
ここで、Yは圧縮機5の出力(kW)、Qは圧縮前の気体体積(m/s)、Pは圧縮前の圧力(N/m)、Pは圧縮後の圧力(N/m)、K,mは定数である。
圧縮機5の実際の出力Yを取得する場合には、各種センサ等によって、圧縮前の気体体積、圧縮前の圧力、圧縮後の圧力を検出する。 In FIG. 3, in addition to the known reference correlation 100, the actual measurement value and the correction value of the compressor 5 are also plotted.
Measured value of the compressor 5 is an actual output Y 1 of the compressor 5 to the actual power supplied to the motor 4 (motor input X). The output Y of the compressor 5 can be obtained by the following equation (1).
Figure 2016176219
Here, Y is the output of the compressor 5 (kW), Q is the gas volume before compression (m 3 / s), P 1 is the pressure before compression (N / m 2 ), and P 2 is the pressure after compression (N N / m 2 ), K and m are constants.
When acquiring the actual output Y 1 of the compressor 5, various sensors, and the like, the gas volume before compression, the pressure before compression, to detect the pressure after compression.

こうして取得された圧縮機5の実測値(モータ入力Xと圧縮機の実際の出力Yとの関係)は、図示されるように既知の基準相関関係100から離間していることが多い。この要因の一つとして、圧縮機5を通過する採掘ガス54の状態量が変化することが考えられる。そのため、単に既知の基準相関関係100と圧縮機5の実測値との比較によって異常を検知することは異常検知の精度低下に繋がってしまう。
そこで、幾つかの実施形態では、出力補正部24において、採掘ガス54の状態量に基づいて圧縮機5の実際の出力Yを補正した出力補正値Y’を算出するようになっている。
Thus obtained measured value of the compressor 5 (the relationship between the actual output Y 1 of the motor input X and the compressor) are often separated from the known reference correlation 100 as shown. As one of the factors, it can be considered that the state quantity of the mined gas 54 passing through the compressor 5 changes. Therefore, detecting an abnormality simply by comparing the known reference correlation 100 with the actual measurement value of the compressor 5 leads to a decrease in the accuracy of abnormality detection.
Therefore, in some embodiments, the output correction unit 24, and calculates the actual output Y 1 output correction value Y obtained by correcting the 'compressor 5 based on the state quantity of mining gas 54.

圧縮機5の出力補正値Y’は、例えば状態量が密度である場合、以下の式(2)によって得られる。

Figure 2016176219
ここで、Y’は圧縮機5の出力補正値(kW)、Yは圧縮機5の実際の出力(kW)、ρはサンプルガスの密度、ρはセンサ21によって検出された採掘ガス54の密度である。 The output correction value Y ′ of the compressor 5 is obtained by the following equation (2) when the state quantity is density, for example.
Figure 2016176219
Here, Y ′ is the output correction value (kW) of the compressor 5, Y 1 is the actual output (kW) of the compressor 5, ρ 0 is the density of the sample gas, and ρ is the mining gas 54 detected by the sensor 21. Density.

こうして取得された圧縮機5の出力補正値Y’と、モータ4の入力Xとに基づいて図中にプロットされた補正値は、モータ4又は圧縮機5に異常が存在しなければ、採掘ガス54の状態量の変化に関わらず既知の基準相関関係100に概ね沿った形態となる。
一方、圧縮機5の出力補正値Y’のうち既知の基準相関関係100から大きく乖離したものに関しては、異常と判定することができる。
そこで、幾つかの実施形態では、異常検出部25において、モータ4への供給電力(モータ入力X)と圧縮機5の出力補正値Y’との関係と、基準相関関係100との比較結果に基づいて、採掘ガス圧縮システム1の異常を検出するようになっている。
The correction value plotted in the figure based on the output correction value Y ′ of the compressor 5 and the input X of the motor 4 obtained in this way is the mining gas if there is no abnormality in the motor 4 or the compressor 5. Regardless of the change in the state quantity of 54, the form generally follows the known reference correlation 100.
On the other hand, the output correction value Y ′ of the compressor 5 that is greatly deviated from the known reference correlation 100 can be determined to be abnormal.
Therefore, in some embodiments, the abnormality detection unit 25 uses a comparison result between the relationship between the power supplied to the motor 4 (motor input X) and the output correction value Y ′ of the compressor 5 and the reference correlation 100. Based on this, the abnormality of the mining gas compression system 1 is detected.

上記構成を有する異常検知装置20によれば、採掘ガス54の状態量の検出結果に基づいて圧縮機5の実際出力Yを補正することで、採掘ガス54が基準状態量(サンプルガスの既知の状態量)を有する場合におけるモータ供給電力(モータ入力X)に対応する圧縮機5の出力補正値Y’を算出するようになっている。こうして得られた圧縮機5の出力補正値Y’は、サンプルガスと同一の状態量(基準状態量)を前提としているため、採掘ガス54の状態量の変動の影響を受けずに、モータ供給電力と出力補正値Y’との関係を基準相関関係100と適切に比較することができる。よって、採掘ガス54の状態量の変動によって圧縮機5の運転範囲が不確定であっても、採掘ガス圧縮システム1の故障の前兆としての異常を検知することができる。 According to the abnormality detection apparatus 20 having the above structure, mining based on the detection result of the state of the gas 54 by correcting the actual output Y 1 of the compressor 5, a known mining gas 54 is the reference state amount (the sample gas The output correction value Y ′ of the compressor 5 corresponding to the motor supply power (motor input X) is calculated. Since the output correction value Y ′ of the compressor 5 obtained in this way is based on the same state quantity (reference state quantity) as the sample gas, the motor supply is not affected by the fluctuation of the state quantity of the mining gas 54. The relationship between the power and the output correction value Y ′ can be appropriately compared with the reference correlation 100. Therefore, even if the operating range of the compressor 5 is uncertain due to fluctuations in the state quantity of the mining gas 54, it is possible to detect an abnormality as a precursor to the failure of the mining gas compression system 1.

以下、異常検出部25における異常検出について具体的に説明する。
図4は、基準出力Yと出力補正値Y’との差Dの時系列変化の一例を示すグラフである。図5は、基準出力Yに対する出力補正値Y’の乖離率の時系列変化の一例を示すグラフである。なお、以下の説明では、適宜、図1及び図2に示した符号を用いている。また、図4及び図5に示すグラフにおいて、基準出力Yと出力補正値Y’との差の時系列変化、または、基準出力Yに対する出力補正値Y’の乖離率の時系列変化は、それぞれ、断続的に算出したものを模式的に曲線によって示している。
Hereinafter, the abnormality detection in the abnormality detection unit 25 will be specifically described.
Figure 4 is a graph showing an example of a time series change of the difference D between the reference output Y 0 and the output correction value Y '. Figure 5 is a graph showing an example of a time-series change in the rate of deviation output correction value Y 'with respect to the reference output Y 0. In the following description, the reference numerals shown in FIGS. 1 and 2 are used as appropriate. Further, in the graph shown in FIGS. 4 and 5, the reference output Y 0 output correction value Y 'time series change of the difference between, or the output correction value Y with respect to the reference output Y 0' time series change in the rate of deviation is Each of the values calculated intermittently is schematically shown by a curve.

図4に示すように、一実施形態において異常検出部25は、基準相関関係100(図3参照)におけるモータ4への供給電力(モータ入力X)に対応した圧縮機5の基準出力Yと、出力補正部24によって算出された出力補正値Y’との差Dが第1閾値を超えた時刻tにおいて、採掘ガス圧縮システム1に異常が発生したと判定するように構成される。例えば、圧縮機5の基準出力Yと出力補正値Y’との差Dの絶対値が第1閾値を超えたとき、採掘ガス圧縮システム1に異常が発生したと判定してもよい。あるいは、絶対量が同一である正の第1閾値と負の第1閾値とを設けておき、圧縮機5の基準出力Yと出力補正値Y’との差Dが正の第1閾値を上回ったとき、又は圧縮機5の基準出力Yと出力補正値Y’との差Dが負の第1閾値を下回ったときに、採掘ガス圧縮システム1に異常が発生したと判定してもよい。 As shown in FIG. 4, in one embodiment, the abnormality detection unit 25 includes the reference output Y 0 of the compressor 5 corresponding to the power (motor input X) supplied to the motor 4 in the reference correlation 100 (see FIG. 3). Then, it is configured to determine that an abnormality has occurred in the mining gas compression system 1 at time t 1 when the difference D from the output correction value Y ′ calculated by the output correction unit 24 exceeds the first threshold value. For example, when the absolute value of the difference D between the reference output Y 0 of the compressor 5 and the output correction value Y 'exceeds the first threshold value, it may be determined that an abnormality has occurred in the mining gas compression system 1. Alternatively, the absolute amount may be provided a positive first threshold value and a negative first threshold value is the same, the difference D of the reference output Y 0 of the compressor 5 and the output correction value Y 'is a positive first threshold value when exceeded, or when the difference D between the reference output Y 0 and the output correction value Y 'of the compressor 5 is below a negative first threshold value, be judged that an abnormality has occurred in the mining gas compression system 1 Good.

このように、基準相関関係100(図3参照)に基づいて定まるモータ供給電力(モータ入力X)に対応した圧縮機5の基準出力Yと、出力補正部24によって算出された出力補正値Y’との差Dを第1閾値と比較することで、採掘ガス54の状態量の変動によって圧縮機5の運転範囲が不確定であっても、採掘ガス圧縮システム1の異常の有無を高精度に判定することができる。 Thus, the reference correlation relationship 100 reference output Y 0 of the compressor 5 that corresponds to the motor supply power (motor input X) determined based on (see FIG. 3), the output correction value Y calculated by the output correction unit 24 By comparing the difference D with the first threshold value, even if the operating range of the compressor 5 is uncertain due to fluctuations in the state quantity of the mining gas 54, it is possible to determine whether there is an abnormality in the mining gas compression system 1 with high accuracy. Can be determined.

図5に示すように、他の実施形態において異常検出部25は、基準相関関係100(図3参照)におけるモータ4への供給電力(モータ入力X)に対応した圧縮機5の基準出力Yに対する、出力補正部24によって算出された出力補正値Y’の乖離率が第2閾値を超えた時刻tにおいて、採掘ガス圧縮システム1に異常が発生したと判定するように構成される。なお、出力補正値Y’の乖離率とは、基準出力Yと出力補正値Y’との差Dを基準出力Yで除した値であってもよい。例えば、圧縮機5の基準出力Yに対する出力補正値Y’との乖離率の絶対値が第2閾値を超えたとき、採掘ガス圧縮システム1に異常が発生したと判定してもよい。あるいは、絶対量が同一である正の第2閾値と負の第2閾値とを設けておき、圧縮機5の基準出力Yに対する出力補正値Y’との乖離率が正の第2閾値を上回ったとき、又は圧縮機5の基準出力Yに対する出力補正値Y’との乖離率が負の第2閾値を下回ったときに、採掘ガス圧縮システム1に異常が発生したと判定してもよい。 As shown in FIG. 5, in another embodiment, the abnormality detection unit 25 uses the reference output Y 0 of the compressor 5 corresponding to the power supplied to the motor 4 (motor input X) in the reference correlation 100 (see FIG. 3). On the other hand, at time t 2 when the deviation rate of the output correction value Y ′ calculated by the output correction unit 24 exceeds the second threshold, it is determined that an abnormality has occurred in the mining gas compression system 1. The deviation rate of the output correction value Y ′ may be a value obtained by dividing the difference D between the reference output Y 0 and the output correction value Y ′ by the reference output Y 0 . For example, when the absolute value of the deviation rate from the output correction value Y ′ with respect to the reference output Y 0 of the compressor 5 exceeds the second threshold value, it may be determined that an abnormality has occurred in the mining gas compression system 1. Alternatively, a positive second threshold value and a negative second threshold value having the same absolute amount are provided, and a second threshold value having a positive deviation rate from the output correction value Y ′ with respect to the reference output Y 0 of the compressor 5 is set. when exceeded, or when the output correction value Y 'with the deviation rate with respect to a reference output Y 0 of the compressor 5 is below a negative second threshold value, be determined that abnormality has occurred in the mining gas compression system 1 Good.

このように、基準相関関係100(図3参照)に基づいて定まるモータ4への供給電力(モータ入力X)に対応した圧縮機5の基準出力Yに対する、出力補正部24によって算出された出力補正値Y’の乖離率を第2閾値と比較することで、採掘ガス54の状態量の変動によって圧縮機5の運転範囲が不確定であっても、採掘ガス圧縮システム1の異常の有無を高精度に判定することができる。 Thus, the reference output Y 0 of the compressor 5 that corresponds to the power supply (motor input X) to the motor 4 determined based on the reference correlation 100 (see FIG. 3), which is calculated by the output correction unit 24 outputs By comparing the deviation rate of the correction value Y ′ with the second threshold value, it is possible to determine whether or not the mining gas compression system 1 is abnormal even if the operating range of the compressor 5 is uncertain due to fluctuations in the state quantity of the mining gas 54. It can be determined with high accuracy.

さらに他の実施形態では、図4及び図5に示すように、異常検出部25は、基準相関関係100(図3参照)におけるモータ4への供給電力(モータ入力X)に対応した圧縮機5の基準出力Yと、出力補正部24によって算出された出力補正値Y’との差、または、基準出力Yに対する出力補正値Y’の乖離率が第3閾値を超える期間が規定時間treg以上継続したとき、採掘ガス圧縮システム1に異常が発生したと判定するように構成される。すなわち、異常検出部25は、圧縮機5の基準出力Yと出力補正値Y’との差、または、基準出力Yに対する出力補正値Y’の乖離率が、第3閾値を超えた時刻tからの経過時間をカウントし、経過時間が規定時間tregに到達した時刻tにおいて異常が発生したと判定する。
なお、図4に示す第1閾値と第3閾値、または、図5に示す第2閾値と第3閾値のように、2つの閾値を設けてもよい。その場合、第3閾値は、第1閾値又は第2閾値よりも小さい値とする。
In still another embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, the abnormality detection unit 25 includes the compressor 5 corresponding to the power supplied to the motor 4 (motor input X) in the reference correlation 100 (see FIG. 3). a reference output Y 0, the output correction unit output correction value calculated by the 24 Y 'difference between or reference output Y 0 output correction value Y for,' the deviation rate period that exceeds a third threshold value specified time t of It is configured to determine that an abnormality has occurred in the mining gas compression system 1 when continuing for more than reg . That is, the abnormality detecting unit 25, a reference output Y 0 of the compressor 5 and the output correction value Y 'difference between or a reference output Y output correction value for 0 Y' of deviation rate is, the time exceeds the third threshold value counting the elapsed time from t 3, it determines that an abnormality has occurred at time t 4 when the elapsed time reaches the specified time t reg.
In addition, you may provide two threshold values like the 1st threshold value and 3rd threshold value which are shown in FIG. 4, or the 2nd threshold value and 3rd threshold value which are shown in FIG. In this case, the third threshold value is smaller than the first threshold value or the second threshold value.

このように、圧縮機5の基準出力Yと出力補正値Y’との差、または、基準出力Yに対する出力補正値Y’の乖離率が第3閾値を超えた期間が規定時間treg以上であるか否かに基づいて、採掘ガス54の状態量の変動によって圧縮機5の運転範囲が不確定であっても、採掘ガス圧縮システム1の異常の有無を高精度に判定することができる。 Thus, the reference output Y 0 of the compressor 5 and the output correction value Y 'the difference between, or the reference output Y 0 to the output correction value Y' period deviation rate exceeds a third threshold value of the specified time t reg Based on whether or not the above is true, whether or not the mining gas compression system 1 is abnormal can be determined with high accuracy even if the operating range of the compressor 5 is uncertain due to fluctuations in the state quantity of the mining gas 54. it can.

また、異常検出部25は、基準相関関係100におけるモータ4への供給電力(モータ入力X)に対応した圧縮機5の基準出力Yと、出力補正部24によって算出された出力補正値Y’との差、または、基準出力Yに対する出力補正値Y’の乖離率の増大速度が第4閾値(図示略)を超えたとき、採掘ガス圧縮システム1に異常が発生したと判定するように構成されてもよい。すなわち、異常検出部25は、圧縮機5の基準出力Yと出力補正値Y’との差(図4参照)の微分値の時系列変化、または、基準出力Yに対する出力補正値Y’の乖離率(図5参照)の微分値の時系列変化が第4閾値を超えたとき、採掘ガス圧縮システム1に異常が発生したと判定する。
これによれば、圧縮機5の基準出力Yと出力補正値Y’との差、または、基準出力Yに対する出力補正値Y’の乖離率の増大速度を第4閾値と比較することで、採掘ガス54の状態量の変動によって圧縮機5の運転範囲が不確定であっても、採掘ガス圧縮システム1の異常の有無を高精度に判定することができる。
Further, the abnormality detecting unit 25, the electric power supplied to the motor 4 at the reference correlation 100 with the reference output Y 0 of the compressor 5 that corresponds to the (motor input X), it is calculated by the output correction unit 24 output correction value Y ' Or the increase rate of the deviation rate of the output correction value Y ′ with respect to the reference output Y 0 exceeds a fourth threshold (not shown), it is determined that an abnormality has occurred in the mining gas compression system 1. It may be configured. That is, the abnormality detecting unit 25, a reference output Y 0 of the compressor 5 and the output correction value Y 'time series change in the differential value of the difference between (see FIG. 4), or, the output correction value for the reference output Y 0 Y' When the time-series change of the differential value of the deviation rate (see FIG. 5) exceeds the fourth threshold, it is determined that an abnormality has occurred in the mining gas compression system 1.
According to this, the reference output Y 0 of the compressor 5 and the output correction value Y 'the difference between, or the output correction value Y with respect to the reference output Y 0' the rate of increase in the rate of deviation is compared with a fourth threshold value Even if the operating range of the compressor 5 is uncertain due to fluctuations in the state quantity of the mining gas 54, the presence or absence of an abnormality in the mining gas compression system 1 can be determined with high accuracy.

また、上述した異常検知装置20は、さらに以下の構成を備えていてもよい。
他の実施形態において、異常検知装置20の演算処理装置22は、異常箇所特定部26(図1参照)をさらに含んでいる。
異常箇所特定部26は、異常検出部25により採掘ガス圧縮システム1の異常が検出されたとき、モータ4への供給電力(モータ入力X)に対応するモータ4の実際出力Zおよび設計出力値Zの比較結果に基づいて、異常の発生箇所が圧縮機5又はモータ4の何れであるかを特定するように構成される。
Moreover, the abnormality detection device 20 described above may further include the following configuration.
In another embodiment, the arithmetic processing device 22 of the abnormality detection device 20 further includes an abnormality location specifying unit 26 (see FIG. 1).
When the abnormality detection unit 25 detects an abnormality in the mining gas compression system 1, the abnormal part specifying unit 26 detects the actual output Z 1 and the design output value of the motor 4 corresponding to the power supplied to the motor 4 (motor input X). Based on the comparison result of Z 0 , it is configured to specify whether the abnormality occurrence location is the compressor 5 or the motor 4.

図6は、他の実施形態に係るモータ4及び圧縮機5の入出力を説明するための図である。図7は、モータ入力Xとモータ出力Zの関係を示すグラフである。
図6に示すように、モータ4は、電力(モータ入力X)が供給されることによって出力(モータ出力)Zで駆動する。モータ出力Zは、トルクT及び回転速度Nの回転エネルギとして圧縮機5に入力され、圧縮機5は出力Yで駆動される。
モータ出力Zは、例えば以下の式(3)によって算出される。

Figure 2016176219
ここで、Zはモータ出力(kW)、Tはトルク[kg・m(N/m/9.8)]、Nは回転速度(min−1)である。この場合、モータ4の実際出力Zを取得する場合、センサ等によって、モータ4のトルク及び回転速度を検出する。 FIG. 6 is a diagram for explaining input / output of the motor 4 and the compressor 5 according to another embodiment. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the motor input X and the motor output Z.
As shown in FIG. 6, the motor 4 is driven by an output (motor output) Z by being supplied with electric power (motor input X). The motor output Z is input to the compressor 5 as rotational energy having a torque T and a rotational speed N, and the compressor 5 is driven with an output Y.
The motor output Z is calculated by the following equation (3), for example.
Figure 2016176219
Here, Z is the motor output (kW), T is the torque [kg · m (N / m / 9.8)], and N is the rotational speed (min −1 ). In this case, the case of obtaining the actual output Z 1 of the motor 4, by a sensor or the like, for detecting the torque and rotational speed of the motor 4.

図7に示すグラフにおいて、モータ4の供給電力(モータ入力X)に対するモータ4の設計出力Zを直線102で示している。異常箇所特定部26では、モータ4への供給電力(モータ入力)に対応するモータ4の実際出力Zおよび設計出力値Zの比較結果に基づいて、異常の発生箇所が圧縮機5又はモータ4の何れであるかを特定する。
例えば、モータ供給電力に対応するモータ実際出力Zおよび設計出力値Zの差が許容範囲内である場合、異常発生箇所はモータ4ではなく圧縮機5であると考えられる。一方、モータ供給電力に対応するモータ実際出力Zおよび設計出力値Zの差が許容範囲を超えている場合、異常発生箇所は圧縮機5ではなくモータ4であると考えられる。こうして、モータ供給電力に対応するモータ実際出力Zおよび設計出力値Zの比較結果に基づき、異常発生箇所を特定することができる。
In the graph shown in FIG. 7, the design output Z 0 of the motor 4 with respect to the power supplied to the motor 4 (motor input X) is indicated by a straight line 102. In abnormal point identifying section 26, the actual output based on Z 1 and comparative design output value Z 0 result, abnormality occurrence location is the compressor 5 or the motor of the motor 4 corresponding to the power supplied to the motor 4 (motor input) 4 is specified.
For example, when the difference between the motor actual output Z 1 corresponding to the motor supply power and the design output value Z 0 is within the allowable range, it is considered that the abnormality occurrence location is not the motor 4 but the compressor 5. On the other hand, when the difference between the motor actual output Z 1 and the design output value Z 0 corresponding to the motor supply electric power exceeds the allowable range, the abnormality occurrence location is considered to be the motor 4 instead compressor 5. Thus, based on the comparison result of the motor actual output Z 1 and the design output value Z 0 corresponding to the motor supply electric power, it is possible to identify the abnormal location.

また、異常箇所特定部26では、モータ4の実際出力Zとして、この実際出力Zを状態量によって補正した出力補正値Z’を用いてもよい。その場合、異常箇所特定部26は、実際出力Zを状態量によって補正した出力補正値Z’と、設計出力値Zとの比較結果に基づいて、異常の発生箇所が圧縮機5又はモータ4の何れであるかを特定する。
例えば、状態量が密度である場合、モータ4の出力補正値Z’は以下の式(4)によって算出される。

Figure 2016176219
ここで、Z’はモータ出力補正値(kW)、Zはモータの実際出力(kW)、ρはサンプルガスの密度、ρはセンサ21によって検出された採掘ガス54の密度である。
このように、モータ4の実際出力Zを状態量によって補正した出力補正値Z’と、設計出力値Zとの比較結果に基づいて異常の発生箇所を特定することによって、採掘ガス54の状態量の変動に関わらず、異常箇所を高精度に特定することができる。 Further, the abnormal location specifying unit 26 may use, as the actual output Z 1 of the motor 4, an output correction value Z ′ obtained by correcting the actual output Z 1 with the state quantity. In that case, the abnormality location specifying unit 26 determines whether the location where the abnormality occurs is the compressor 5 or the motor based on the comparison result between the output correction value Z ′ obtained by correcting the actual output Z 1 by the state quantity and the design output value Z 0. 4 is specified.
For example, when the state quantity is density, the output correction value Z ′ of the motor 4 is calculated by the following equation (4).
Figure 2016176219
Here, Z ′ is the motor output correction value (kW), Z 1 is the actual output (kW) of the motor, ρ 0 is the density of the sample gas, and ρ is the density of the mining gas 54 detected by the sensor 21.
Thus, by specifying the location where the abnormality occurs based on the comparison result between the output correction value Z ′ obtained by correcting the actual output Z 1 of the motor 4 by the state quantity and the design output value Z 0 , Regardless of the variation of the state quantity, it is possible to identify the abnormal part with high accuracy.

次に、図8を参照して、採掘ガス圧縮システム1の異常検知方法について説明する。なお、以下の説明では、適宜、図1乃至図7に示した符号を用いている。
図8に示すように、ステップS1にてモータ4及び圧縮機5が定格運転状態で稼働しているとき、ステップS2(状態量検出ステップ)において、圧縮機5に流入する採掘ガス54の状態量(例えば密度)をセンサ21により検出する。また、ステップS3(基準相関関係取得ステップ)において、既知の基準状態量を有するサンプルガスに関するモータ4への供給電力(モータ入力X)と圧縮機5の基準出力Yとの既知の基準相関関係100を取得しておく。
Next, with reference to FIG. 8, the abnormality detection method of the mining gas compression system 1 is demonstrated. In the following description, the reference numerals shown in FIGS. 1 to 7 are used as appropriate.
As shown in FIG. 8, when the motor 4 and the compressor 5 are operating in the rated operation state in step S1, the state quantity of the mining gas 54 flowing into the compressor 5 in step S2 (state quantity detection step). The sensor 21 detects (for example, density). In step S3 (reference correlation acquisition step), a known reference correlation 100 between the power supplied to the motor 4 (motor input X) and the reference output Y of the compressor 5 with respect to the sample gas having a known reference state quantity. Keep getting.

次いで、ステップS4(出力補正ステップ)において、センサ21によって検出された採掘ガス54の状態量に基づいて圧縮機5の実際出力Yを補正し、採掘ガス54が基準状態量を有する場合におけるモータ4への供給電力(モータ入力X)に対応する圧縮機5の出力補正値Y’を算出する。例えば、上記式(1)によって得られた圧縮機5の実際出力Yを、上記式(2)によって補正し、圧縮機5の出力補正値Y’を算出する。 Then, the motor in the case in In step S4 (output correction step), the actual output Y 1 of the compressor 5 is corrected based on the state quantity of mining gas 54 is detected by the sensor 21, mining gas 54 has a reference state amount The output correction value Y ′ of the compressor 5 corresponding to the power supplied to the motor 4 (motor input X) is calculated. For example, the actual output Y 1 of the compressor 5 obtained by the above equation (1) is corrected by the above equation (2), and the output correction value Y ′ of the compressor 5 is calculated.

そして、ステップS5〜ステップS7(異常検出ステップ)において、モータ4への供給電力(モータ入力X)と圧縮機5の出力補正値Y’との関係と基準相関関係100との比較結果に基づいて、採掘ガス圧縮システム1の異常を検出する.
例えば、ステップS5において、基準相関関係100におけるモータ4への供給電力に対応した圧縮機5の基準出力Yと、出力補正値Y’との差Dが第1閾値を超えたか否かを判定し、圧縮機5の基準出力Yと出力補正値Y’との差Dが第1閾値を超えていない場合にはステップS6において採掘ガス圧縮システム1の異常なしと判定して、ステップS1に戻り定格運転状態を継続する。一方、圧縮機5の基準出力Yと出力補正値Y’との差Dが第1閾値を超えた場合には、ステップS7において、採掘ガス圧縮システム1の異常ありと判定する。
In step S5 to step S7 (abnormality detection step), based on the comparison result between the relationship between the power supplied to the motor 4 (motor input X) and the output correction value Y ′ of the compressor 5 and the reference correlation 100. Detecting abnormalities in the mining gas compression system 1.
For example, the determination in step S5, the reference output Y 0 of the compressor 5 that corresponds to the power supplied to the motor 4 at the reference correlation 100, whether or not the difference D between the output correction value Y 'exceeds the first threshold value and the difference D between the reference output Y 0 and the output correction value Y 'of the compressor 5 is in the case does not exceed the first threshold value it is determined that no abnormality mining gas compression system 1 in step S6, the step S1 Return to continue rated operation. On the other hand, determines the difference D of the reference output Y 0 of the compressor 5 and the output correction value Y 'is a case of exceeding the first threshold value, in step S7, a malfunction occurs in the mining gas compression system 1.

続いて、以下のステップを実施してもよい。
採掘ガス圧縮システム1の異常ありと判定された場合、ステップS8〜ステップS10(異常箇所特定ステップ)において、モータへ4の供給電力(モータ入力X)に対応するモータ4の実際出力Zおよび設計出力値Zの比較結果に基づいて、異常の発生箇所が圧縮機5又はモータ4の何れであるかを特定する。
Subsequently, the following steps may be performed.
If it is determined that there is abnormality in the mining gas compression system 1, in step S8~ step S10 (abnormal point identifying step), the actual output Z 1 and design of the motor 4 corresponding to the fourth power supply to the motor (motor input X) Based on the comparison result of the output value Z 0 , it is specified which of the compressor 5 and the motor 4 is where the abnormality has occurred.

例えば、ステップS8において、モータ4の実際出力Zと設計出力値Zとの差を第5閾値と比較し、モータ4の実際出力Zと設計出力値Zとの差が第5閾値より小さい場合には、ステップS9において圧縮機5に異常ありと判定する。一方、モータ4の実際出力Zと設計出力値Zとの差が第5閾値を超える場合には、ステップS10においてモータ4に異常ありと判定する。あるいは、異常箇所特定ステップでは、モータ4の実際出力Zに対する設計出力値Zの乖離率と第6閾値とを比較してもよい。 For example, in step S8, the difference between the actual output Z 1 and the design output value Z 0 of the motor 4 as compared to the fifth threshold value, the difference is a fifth threshold value and the actual output Z 1 and the design output value Z 0 of the motor 4 If it is smaller, it is determined in step S9 that the compressor 5 is abnormal. On the other hand, it determines the difference between the actual output Z 1 and the design output value Z 0 of the motor 4 is to exceed the fifth threshold value, that there is abnormality in the motor 4 at step S10. Alternatively, the abnormal point identifying step may compare the deviation rate and the sixth threshold value of the design output value Z 0 to the actual output Z 1 of the motor 4.

上述したように、本発明の実施形態によれば、採掘ガス54の状態量の変動によって圧縮機5の運転範囲が不確定であっても、採掘ガス圧縮システム1の故障の前兆としての異常を検知することができる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, even if the operating range of the compressor 5 is uncertain due to fluctuations in the state quantity of the mining gas 54, an abnormality as a precursor of a failure of the mining gas compression system 1 is detected. Can be detected.

また、一実施形態では、図1に示した採掘ガス圧縮システム1が、上述した異常検知装置20を備えている。すなわち、採掘ガス圧縮システム1は、採掘ガス54を昇圧するための圧縮機5と、圧縮機5を駆動するためもモータ4と、上述した異常検知装置20と、を備える。
これにより、採掘ガス54の状態量の変動によって圧縮機5の運転範囲が不確定であっても、採掘ガス圧縮システム1の故障の前兆としての異常を検知することができる。よって、採掘ガス圧縮システム1の突然の故障に起因した長期にわたる運転停止を回避することができ、ガス採掘事業者の採算を改善することができる。
Moreover, in one Embodiment, the mining gas compression system 1 shown in FIG. 1 is provided with the abnormality detection apparatus 20 mentioned above. That is, the mining gas compression system 1 includes the compressor 5 for boosting the mining gas 54, the motor 4 for driving the compressor 5, and the abnormality detection device 20 described above.
Thereby, even if the operating range of the compressor 5 is uncertain due to fluctuations in the state quantity of the mining gas 54, it is possible to detect an abnormality as a precursor of a failure of the mining gas compression system 1. Therefore, it is possible to avoid long-term shutdown due to a sudden failure of the mining gas compression system 1, and improve the profitability of the gas mining company.

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes forms obtained by modifying the above-described embodiments and forms obtained by appropriately combining these forms.

例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
For example, expressions expressing relative or absolute arrangements such as “in a certain direction”, “along a certain direction”, “parallel”, “orthogonal”, “center”, “concentric” or “coaxial” are strictly In addition to such an arrangement, it is also possible to represent a state of relative displacement with an angle or a distance such that tolerance or the same function can be obtained.
For example, an expression indicating that things such as “identical”, “equal”, and “homogeneous” are in an equal state not only represents an exactly equal state, but also has a tolerance or a difference that can provide the same function. It also represents the existing state.
For example, expressions representing shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes represent not only geometrically strict shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes, but also irregularities and chamfers as long as the same effects can be obtained. A shape including a part or the like is also expressed.
On the other hand, the expression “comprising”, “including”, or “having” one constituent element is not an exclusive expression that excludes the presence of the other constituent elements.

1 採掘ガス圧縮システム
2 モータ一体型圧縮機
3 ケーシング
4 圧縮機
5 モータ
6 出力軸
8 気液分離器
11 プラットフォーム
12 タンカー
20 異常検知装置
21 センサ
22 演算処理装置
23 基準相関関係取得部
24 出力補正部
25 異常検出部
26 異常箇所特定部
27 記憶部
50 海面
51 海底
52 ガス田
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mining gas compression system 2 Motor integrated compressor 3 Casing 4 Compressor 5 Motor 6 Output shaft 8 Gas-liquid separator 11 Platform 12 Tanker 20 Abnormality detector 21 Sensor 22 Arithmetic processor 23 Reference correlation acquisition part 24 Output correction part 25 Anomaly Detection Unit 26 Abnormal Location Identification Unit 27 Storage Unit 50 Sea Surface 51 Sea Bed 52 Gas Field

Claims (9)

採掘ガスを昇圧する圧縮機と、該圧縮機を駆動するモータと、を有する採掘ガス圧縮システムの異常検知装置であって、
前記圧縮機に流入する前記採掘ガスの状態量を検出するためのセンサと、
既知の基準状態量を有するサンプルガスに関する前記モータへの供給電力と前記圧縮機の出力との既知の基準相関関係を取得するための基準相関関係取得部と、
前記センサによって検出された前記採掘ガスの前記状態量に基づいて前記圧縮機の実際出力を補正し、前記採掘ガスが前記基準状態量を有する場合における前記モータへの供給電力に対応する前記圧縮機の出力補正値を算出するための出力補正部と、
前記モータへの供給電力と前記出力補正値との関係と前記基準相関関係との比較結果に基づいて、前記採掘ガス圧縮システムの異常を検出するための異常検出部と、
を備えることを特徴とする採掘ガス圧縮システムの異常検知装置。
An abnormality detection device for a mining gas compression system having a compressor for boosting a mining gas and a motor for driving the compressor,
A sensor for detecting a state quantity of the mining gas flowing into the compressor;
A reference correlation acquisition unit for acquiring a known reference correlation between power supplied to the motor and output of the compressor with respect to a sample gas having a known reference state quantity;
The compressor that corrects the actual output of the compressor based on the state quantity of the mining gas detected by the sensor, and that corresponds to the power supplied to the motor when the mining gas has the reference state quantity. An output correction unit for calculating the output correction value of
Based on the comparison result between the relationship between the power supplied to the motor and the output correction value and the reference correlation, an abnormality detection unit for detecting an abnormality of the mining gas compression system;
An abnormality detection device for a mining gas compression system.
前記異常検出部により前記採掘ガス圧縮システムの異常が検出されたとき、前記モータへの供給電力に対応する前記モータの実際出力および設計出力値の比較結果に基づいて、前記異常の発生箇所が前記圧縮機又は前記モータの何れであるかを特定するように構成された異常箇所特定部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の採掘ガス圧縮システムの異常検知装置。   When an abnormality of the mining gas compression system is detected by the abnormality detection unit, based on a comparison result between the actual output of the motor and the design output value corresponding to the power supplied to the motor, the occurrence location of the abnormality is The abnormality detection device for a mining gas compression system according to claim 1, further comprising an abnormality location identification unit configured to identify whether the compressor or the motor. 前記異常検出部は、前記基準相関関係における前記モータへの供給電力に対応した前記圧縮機の基準出力と、前記出力補正部によって算出された前記出力補正値との差が第1閾値を超えたとき、前記採掘ガス圧縮システムに異常が発生したと判定するように構成されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の採掘ガス圧縮システムの異常検知装置。   The abnormality detection unit has a difference between a reference output of the compressor corresponding to power supplied to the motor in the reference correlation and the output correction value calculated by the output correction unit exceeds a first threshold. The abnormality detection device for a mining gas compression system according to claim 1, wherein the abnormality detection device is configured to determine that an abnormality has occurred in the mining gas compression system. 前記異常検出部は、前記基準相関関係における前記モータへの供給電力に対応した前記圧縮機の基準出力に対する、前記出力補正部によって算出された前記出力補正値の乖離率が第2閾値を超えたとき、前記採掘ガス圧縮システムに異常が発生したと判定するように構成されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の採掘ガス圧縮システムの異常検知装置。   The abnormality detection unit has a deviation rate of the output correction value calculated by the output correction unit with respect to a reference output of the compressor corresponding to power supplied to the motor in the reference correlation exceeds a second threshold value. The abnormality detection device for a mining gas compression system according to claim 1, wherein the abnormality detection device is configured to determine that an abnormality has occurred in the mining gas compression system. 前記異常検出部は、前記基準相関関係における前記モータへの供給電力に対応した前記圧縮機の基準出力と、前記出力補正部によって算出された前記出力補正値との差、または、前記基準出力に対する前記出力補正値の乖離率が第3閾値を超える期間が規定時間以上継続したとき、前記採掘ガス圧縮システムに異常が発生したと判定するように構成されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の採掘ガス圧縮システムの異常検知装置。   The abnormality detection unit is a difference between a reference output of the compressor corresponding to power supplied to the motor in the reference correlation and the output correction value calculated by the output correction unit, or for the reference output 3. The apparatus according to claim 1, wherein when the period in which the deviation rate of the output correction value exceeds a third threshold continues for a specified time or more, it is determined that an abnormality has occurred in the mining gas compression system. An abnormality detection device for a mining gas compression system according to claim 1. 前記異常検出部は、前記基準相関関係における前記モータへの供給電力に対応した前記圧縮機の基準出力と、前記出力補正部によって算出された前記出力補正値との差、または、前記基準出力に対する前記出力補正値の乖離率の増大速度が第4閾値を超えたとき、前記採掘ガス圧縮システムに異常が発生したと判定するように構成されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の採掘ガス圧縮システムの異常検知装置。   The abnormality detection unit is a difference between a reference output of the compressor corresponding to power supplied to the motor in the reference correlation and the output correction value calculated by the output correction unit, or for the reference output 3. The apparatus according to claim 1, wherein when the increase rate of the deviation rate of the output correction value exceeds a fourth threshold, it is determined that an abnormality has occurred in the mining gas compression system. 4. Anomaly detector for mining gas compression system. 採掘ガスを昇圧するための圧縮機と、
前記圧縮機を駆動するためもモータと、
請求項1乃至6の何れか一項に記載の異常検知装置と、を備えることを特徴とする採掘ガス圧縮システム。
A compressor for boosting the mining gas;
A motor for driving the compressor; and
A mining gas compression system comprising the abnormality detection device according to any one of claims 1 to 6.
採掘ガスを昇圧する圧縮機と、該圧縮機を駆動するモータと、を有する採掘ガス圧縮システムの異常検知方法であって、
前記圧縮機に流入する前記採掘ガスの状態量を検出する状態量検出ステップと、
既知の基準状態量を有するサンプルガスに関する前記モータへの供給電力と前記圧縮機の出力との既知の基準相関関係を取得する基準相関関係取得ステップと、
前記センサによって検出された前記採掘ガスの前記状態量に基づいて前記圧縮機の実際出力を補正し、前記採掘ガスが前記基準状態量を有する場合における前記モータへの供給電力に対応する前記圧縮機の出力補正値を算出する出力補正ステップと、
前記モータへの供給電力と前記出力補正値との関係と前記基準相関関係との比較結果に基づいて、前記採掘ガス圧縮システムの異常を検出する異常検出ステップと、
を備えることを特徴とする採掘ガス圧縮システムの異常検知方法。
A method for detecting an abnormality in a mining gas compression system having a compressor for boosting a mining gas and a motor for driving the compressor,
A state quantity detection step of detecting a state quantity of the mining gas flowing into the compressor;
A reference correlation obtaining step for obtaining a known reference correlation between power supplied to the motor and output of the compressor with respect to a sample gas having a known reference state quantity;
The compressor that corrects the actual output of the compressor based on the state quantity of the mining gas detected by the sensor, and that corresponds to the power supplied to the motor when the mining gas has the reference state quantity. An output correction step for calculating an output correction value of
An abnormality detection step for detecting an abnormality of the mining gas compression system based on a comparison result between the relationship between the power supplied to the motor and the output correction value and the reference correlation;
An abnormality detection method for a mining gas compression system.
前記異常検出ステップにおいて前記採掘ガス圧縮システムの異常が検出されたとき、前記モータへの供給電力に対応する前記モータの実際出力および設計出力値の比較結果に基づいて、前記異常の発生箇所が前記圧縮機又は前記モータの何れであるかを特定する異常箇所特定ステップをさらに備えることを特徴とする請求項8に記載の採掘ガス圧縮システムの異常検知方法。   When an abnormality of the mining gas compression system is detected in the abnormality detection step, the occurrence location of the abnormality is determined based on the comparison result of the actual output and the design output value of the motor corresponding to the power supplied to the motor. The abnormality detection method for a mining gas compression system according to claim 8, further comprising an abnormality location identification step for identifying whether the compressor or the motor.
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