JP2723316B2 - 発電プラント性能診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、発電プラント運用時の性能劣化原因を診断
する発電プラント性能診断装置に関する。

（従来の技術） 一般に、発電プラントの性能診断は、ユニット監視制
御用計算機により計算される実運用時のプラント効率
を、プラント設計時の理想効率或はプラント運開、保修
直後の実測データより計算された効率を基準効率として
比較することにより行われる。この結果、もし現在の効
率が基準効率に対し差異が生じた場合、効率計算に使用
された計測値、プラント補機、操作端の状態、プラント
構成機器の保修履歴などのデータを調査し要因を推定す
ることとなる。

ここで、プラント効率はプラントに運用状態即ち補
機、操作端状態により左右され、ユニット監視制御用計
算機に対し性能計算を行わせる際はこれらの状態が正し
いか否かを判断する必要がある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、数百点に及ぶ操作端、補機の状態を個
々に判断することは容易なことではなく、また運用上幾
通りかの選択パターンもあるため、一意に正否を判定す
ることは困難である。従って、従来の効率計算は必ずし
も毎回信頼できる結果を得られるとは限らず、運転状態
が異常であったためプラント機器の性能に関しては誤診
断を行う場合があった。

そこで、本発明では運転状態が正常であった場合に計
算された効率に異常が認められた時だけのみ、性能劣化
要因判定を行うことにより、誤診断を防止し、信頼性の
高い性能診断を実現することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明では、まず第一に、効率計算毎に性能が正常で
あった時のみの運転状態、即ちバルブ・ダンパポジショ
ン、開度、ポンプ・モータON.OFF等の運転データを基準
履歴運転データとして運時保持しておき、次に、これら
の運転データと性能劣化要因判定が実行される前に、今
回の効率計算時に収集された運転データとを個々に比較
し、全ての運転データが基準履歴運転データと一致した
ときのみ性能劣化要因判定を行わせるようにしたもので
ある。

（作 用） これにより、性能劣化要因判定を行う際、運転状態は
正常であったことが保証され、プラント構成機器自体の
性能劣化診断を行うことができる。

（実施例） 以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施例を詳
細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例である発電プラント性能
診断装置を示している。同図において、ユニット制御用
計算機１はプラントからの計測データを収集する手段と
して用いられ、センサにより計測される発電機出力、主
蒸気温度等のアナログ信号や、バルブ全開・全閉、ポン
プ起動・停止等の接点信号を取り込み制御シーケンスの
起動や中央操作盤メータ、ランプ等にそれら計測値を表
示する処理を行っている。

一般に、性能診断はプラントが十分整定しているとき
の計測データを一定期間収集し、それらデータの平均値
を使用して計算される効率値を用いる。そのため、性能
診断実行制御手段２では、前記ユニット制御用計算機１
よりプラント整定判定のために発電機出力、蒸気温度等
の代表プロセスデータ及びバルブ全開・全閉、ポンプ起
動・停止等の接点信号d1を取り込み、これらの状態が過
渡的に安定している、即ち現在の状態が変化せず継続さ
れている間のみ性能診断計測データを収集し、一定期間
の収集が完了した時性能診断を実施させる様、性能診断
様計測データの収集開始・中止及び性能診断開始タイミ
ングを判定する。

性能診断用計測データ収集手段３では、前記性能診断
実行制御手段２より性能診断用計測データ収集指令d2を
受け、前記ユニット制御用計算機１より性能診断用計測
データd3を収集する。

性能計算手段４では、前記性能診断実行制御手段２よ
りの性能診断開始指令d4を受け、前記性能診断用計測デ
ータ収集手段３にて収集された性能計算用計測データd5
を用い、プラント各部の効率を計算する。

性能劣化判定手段５では、前記性能計算手段４により
計算されたプラント実績効率d6を各々の基準値と比較
し、全ての実績効率が基準効率に対して許容範囲内であ
る場合のみ、前記性能診断用計測データ収集手段３によ
り収集されるバルブ・ダンパポジション、開度、ポンプ
・モータON・OFF等の運転データd7を運転するデータ履
歴ファイル６に保存する。

ここで、運転データd7は、前記性能診断実行制御手段
２に取り込まれているプラント整定判定用計測データd1
中の運転データと同一である。

運転データ評価手段７では、前記性能劣化判定手段５
により判定される結果d9が性能劣化と判定された場合の
み、その時の運転データd7と前記運転データ履歴ファイ
ル内の全データd8と比較評価し、結果d10を運転データ
表記結果ファイル８に保存する。

性能劣化要因判定手段９では、前記性能劣化判定手段
５により判定される結果d9が性能劣化であり、かつ前記
運転データ評価手段７により評価された結果d10の全て
が正常である時のみ性能劣化に対する要因判定を行い、
結果d11を診断結果ファイル10に保存する。

データ表示手段11では前記運転データ評価ファイル８
と診断結果ファイル10に保存されている各々のデータを
データ表示端末12よりの表示要求に従い編集する。

データ表示端末12では、前記データ表示手段11に対し
データ表示要求信号d12を送ると共に、前記データ開示
手段11で編集されたデータd13を受け画面開示する。

（実施例の作用） 以上の構成で、性能診断実行制御手段２は、まず、プ
ラント整定判定用計測データd1を常時定期的に取り込
み、代表データとして例えば発電機出力、主蒸気温度、
再熱蒸気温度の過渡的整定状態判定を行うために、第２
図に示す様にこれら各々のデータの時間変化率を計算す
る。次に、これらの値が揃って許容変化率内に収まった
To時点よりこの安定状態で一定期間が経過した時、即ち
第２図、T1時点に到達した時に性能診断用計測データ収
集指令d2を性能診断用計測データ収集手段３に送る。さ
らに、T1時点以降も前記安定状態が継続している間、前
記プラント整定判定用計測データd1の内、補機、操作端
状態の周期的な状態変化の有無を判定する。T1以降前回
の状態と今回の状態が変化しない状態が継続すれば運転
状態は安定状態と判定し、T1時点より一定時間経過後の
T2時点に、前記性能診断用計測データ収集指令d2をoff
し、性能計算手段４に対し、性能診断開始指令d4を出力
する。

ここで、T1＜Ｔ＜T2の間、前記整定条件の内どれか一
つでも満足されなければ、前記性能診断用計測データ収
集指令d2をoffし、再度前記整定判定を同様な手順で繰
り返す。（本手段については既にNO.65886055で出願
中） 性能診断用計測データ収集手段３は、前記性能診断用
計測データ収集指令d2が出力され、offされるまでの
間、前記性能診断用計測データd3を一定周期で収集す
る。

第３図は、本発明の主要部分である性能診断用計測デ
ータ収集手段３、性能計算手段４、性能劣化判定手段
５、運転データ評価手段７、性能劣化要因判定手段９の
処理の流れを表すフローチャートである。以下、本図を
参照しながら説明する。

性能計算手段４では、前記性能診断実行制御手段２よ
りの性能診断開始指令d4に従い、前記性能診断用計測デ
ータ収集手段３にて収集された性能計算用計測データd3
の内、性能計算用プラントプロセスデータd5を取り込
み、それら個々の時間平均値を求め、これに器差補正処
理を行った後（20）、ボイラ、タービンを初めとするプ
ラント各部の効率を計算する（21）。

性能劣化判定手段５では、まず前記性能計算手段４に
より計算されたプラント実績効率d6を各々の基準値と比
較する（22）。次に、全ての実績効率が基準効率に対し
て許容範囲内である場合のみ、今回の効率計算のために
収集された性能診断用計測データd3の内、バルブ・ダン
パポジション、ポンプ・モータON・OFF等の接点データ
であれば、任意の一回分のデータを、バルブ開度等のア
ナログデータであれば、収集期間中の時間平均値を運転
データd7として、運転データ履歴ファイル６に保存する
（23）。これは、性能計算時に収集された運転データが
一定期間同一の状態を保っていることが保証されている
ためである。

第４図は、前記運転データ履歴ファイル６の構成を示
すものである。F1−Fn＋２は本ファイルに保存されるデ
ータの領域を表すものである。本ファイルの領域F1には
運転データ名称（接点）として、バルブ・ダンパポジシ
ョン、ポンプ・モータON・OFF等の運転データ固有の名
称が、領域F2には運転データ名称（アナログ）として、
弁、ダンパ開度、ポンプ回転数等の運転データ固有の名
称が各々保存される。

領域F3には、前記性能診断実行制御手段２により今回
の性能診断開始指令d4が出力された時の年．月．日．時
刻が保存される。

領域F4、F5には、前記性能劣化判定手段５により、各
々前記運転データ（接点）、（アナログ）が保存され
る。

同様に、領域F6−Fn＋２には、性能診断開始指令d4が
出力され、性能劣化判定手段５により、効率正常と判定
される毎に、性能診断開始指令d4が出力された時の年．
月．日．時刻、及び各々運転データ（接点）、（アナロ
グ）が順次保存される。尚、保存データが本ファイルの
規定サイズである領域Fn＋２に達した時、即ち保存回数
がｉ、2i、…回に到達すると、再度F3に戻り、繰り返し
て保存される。

第５図は、運転データ評価手段７による運転評価結果
データを保存する運転評価データ結果ファイルの構成を
示す図である。図において、領域G1には前記運転データ
評価手段７により、比較評価された時の年．月．日．時
刻が保存される。領域G2には比較評価結果として、運転
データ（接点）NO.iの値、即ち１または０と、正常で
１、異常で０の評価結果が保存される。

領域G3には同様に、運転データ（アナログ）NO.1の
値、即ちアナログ値と、正常で１、異常で０の評価結果
が保存される。

領域G4−Gn＋２には、以降性能劣化結果d9が異常によ
り、運転データ評価手段７による判定がなされる度に、
領域G1−G3と同様に、各々のデータが順次保存される。

ここで、保存データが、本ファイルの規定サイズであ
るGn＋２に達した場合、即ち判定がi,2i,…回に到達す
ると、再び領域G1に戻り繰り返して保存される。

運転データ評価手段７では、前記性能劣化判定手段５
により判定される結果d9が性能劣化と判定され、かつ運
転データ履歴ファイル６内の保存回数が規定回数max1に
達していれば（24）、今回の運転データと前記運転デー
タ履歴ファイル６内に保存されている全データd8とを個
々に比較評価し、結果d10を次の手順により運転データ
転評価結果ファイル８に保存する。

まず、接点データの場合は、運転データd7の接点デー
タ値を、運転データ履歴ファイル６中の運転データ（接
点）NO.i毎に全履歴について比較し（25）、履歴データ
の全てと一致している場合は運転データ評価結果フィイ
ル８内の対応する運転データ（接点）NO.i毎に今回の状
態（1,0）と結果“1"（正常）をセットする。但し、運
転データによっては、ON/OFF両状態をとるものもあるの
で、この場合は正常とする（26）。

履歴データの全てと一致しないデータがある場合は、
運転データ評価結果ファイル８内の対応する運転データ
（接点）NO.i毎に今回の状態（１、０）と結果“0"（異
常）をセットする（27）。

次に、運転データ履歴ファイル中の運転データ（アナ
ログ）NO.i毎に全履歴について平均値計算を行い、これ
と対応する運転データd7のアナログデータ値と比較し
（28）、今回のデータが平均値に対し許容内にあれば、
今回計測された運転データ値と判定結果“1"（正常）を
運転データ評価結果ファイル８内の対応する運転データ
（アナログ）NO.i毎にセットする（29）。

今回の運転データが前記平均値に対し許容内に無けれ
ば、今回計測された運転データ値と判定結果“0"（異
常）を運転データ評価結果ファイル８内の対応する運転
データ（アナログ）NO.i毎にセットする（30）。

性能劣化要因判定手段９では、前記性能劣化判定手段
５により判定される結果d8が性能劣化であり、かつ前記
運転データ評価手段７により評価されたd10の全てが正
常である時のみ（31）、性能劣化に対する要因判定を行
い、結果d11を診断結果ファイル10に保存する（32）。

データ表示手段11では前記運転データ転評価ファイル
８と診断結果ファイル11に保存されている各々のデータ
をデータ表示端末12よりの表示要求d12に従い編集す
る。

第６図は、データ表示手段11により収集され、データ
表示端末12に表示される運転データ評価結果画面の一例
を示すものである。

第６図において、操作端の状態欄には前記運転データ
履歴ファイル６内の領域F1,F2にある運転データ名称
を、性能正常時の状態履歴欄には、接点データであれ
ば、運転データ履歴ファイル６内に保存されている全て
の値について、同種データに対する値１′、０′の回数
を、アナログデータであれば、同ファイル内に保存され
ている同種データの値を平均計算し、その値を、今回診
断時の状態欄には、前記運転データ評価結果ファイル８
内の運転データ（接点）及び（アナログ）NO.iの値を、
判定欄には、前記運転データ評価結果ファイル８内の結
果データが各々編集され、表示される。

データ表示端末12では、前記データ表示手段11に対し
データ表示要求信号d12を送ると共に、前記データ表示
手段11で編集されたデータd13を受け画面表示する。

以上の実施例により、性能計算による効率が劣化した
場合、これに対する要因判定は、現在の運転状態を過去
の性能正常時の運転状態を基準として比較評価され、正
常と判定されたときのみ実施されるので、性能劣化要因
判定の際、運転状態が効率劣化に対して影響を及ぼして
いないことを保証することができる。

本発明では、プラント性能に影響する運用状態につい
て、性能正常時のみの運転データを履歴保存し、これを
基準運転状態として用いることを提案しているが、同様
な手順により、性能計算に使用する計測データについて
も、それらの基準値として性能正常時の計測データを履
歴保存し、センサの計測信頼度を評価できる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、性能劣化時の要因判定
を行う前に、プラント補機、操作端の状態を過去の性能
正常時の状態と一致していることを確認し、これが成立
している時のみ性能劣化要因判定を行うので、要因判定
には、運転状態が正常であったことが保証され、信頼性
の高い診断が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
プロセス量の過渡的整定状態判定の説明図、第３図は本
発明の処理を示すフローチャート、第４図は運転データ
履歴ファイルの説明図、第５図は運転評価データ結果フ
ァイルの説明図、第６図は運転データ評価結果画面の説
明図である。 １……ユニット制御用計算機 ２……性能診断実行制御手段 ３……性能診断用計測データ収集手段 ４……性能計算手段 ５……性能劣化判定手段 ６……運転データ履歴ファイル ７……運転データ評価手段 ８……運転データ評価ファイル ９……性能劣化要因判定手段 10……診断結果ファイル 11……データ表示手段 12……データ表示端末

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発電プラントのセンサより取り込んでいる
   計測データの一部を使い、発電プラントの性能診断用計
   測データ収集と性能診断計算の実行とを制御する性能診
   断実行制御手段と、この性能診断実行制御手段により性
   能診断用計測データの収集指令が出されている間前記ユ
   ニット計算機より性能診断用計測データを収集する性能
   診断用計測データ収集手段と、この性能診断用計測デー
   タ収集手段により計測されるデータを用い前記性能診断
   実行制御手段より性能診断開始指令が出された時性能計
   算を行う性能計算手段と、この性能計算手段により計算
   される性能を基準値と比較し正常に認められたときのみ
   前記性能診断用計測データのうち運転データを保存する
   性能劣化判定手段と、この性能劣化判定手段よりの運転
   データを保存する運転データ履歴ファイルと、前記性能
   劣化判定手段により性能劣化が認められた場合、性能計
   算時に収集された運転データと前記運転データ履歴ファ
   イル内に保存されている過去の性能正常時の運転データ
   を基準データとし、状態の相違を比較評価する運転デー
   タ評価手段と、前記性能劣化判定手段により性能劣化が
   認められた場合その要因を判定する性能劣化要因判定手
   段と、前記運転データ評価手段による結果を保存する運
   転データ評価結果ファイルと、これら運転データ評価結
   果と要因判定結果とを編集し画面表示するためのデータ
   表示手段と、このデータ表示手段により編集されたデー
   タを画面表示するためのデータ表示端末とを備えた発電
   プラント性能診断装置。