JP4468282B2 - ガスタービンの性能診断方法及び診断システム - Google Patents
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We = f_We(Tci, Pci)
として同定する手段と、同定した該関数f_Weを使って、前記診断対象期間の運転データの吸気温度Tciと吸気圧力Pciに応じた発電出力の値Wecalcを計算し、この計算値Wecalcに対する実測値Weactの比
A = Weact/Wecalc
を負荷率として計算する手段と、或いは、更に前記Aについての診断対象期間中の各時点での値を、該時点を含む或る期間の移動平均値Amavで除した値
B = A/Amav
を負荷率として計算する手段と、負荷率についての前記Aの値、あるいは、さらに前記Bを計算している場合には該Bの値が、一定の範囲内にあるデータを抽出する手段とを備える。
Tto = f_Tex (Tci)
の関数関係を用いて、評価対象期間中の各運転データに対して、吸気温度Tciのデータを入力して排気温度の値Ttocalcを計算し、計算された排気温度の該計算値Ttocalcとその実測値Ttoactの偏差
ΔTto = Ttoact − Ttocalc
が一定の範囲内にあるデータを抽出する手段を備える。
Y = a1×(Tci−Tci0) + a2×(Pci−Pci0) + α×t + Y00
(ここで、Tci0は予め定めた一定の標準吸気条件における吸気温度の値、Pci0は予め定めた一定の標準吸気条件における吸気圧力の値、tは診断対象期間中の累積稼働時間あるいは等価運転時間、a1,a2は性能特性を表すモデル定数、αは劣化を表す定数係数、Y00は標準吸気温度・圧力における対象診断期間初期の性能値である)
の定数a1,a2,α、Y00の値を、前記或る範囲の運転データに基づいて決定する手段と、
前記基準化手段として、前記決定したモデル定数a1,a2を使った次式
Y0 = Y − a1×(Tci−Tci0) − a2×(Pci−Pci0)
によって、前記性能指標の値Yを、標準の吸気温度Tci0、吸気圧力Pci0における値Y0に換算する手段を備える。
We = f_We(Tci, Pci) …(1−1)
この関数f_Weは具体的には例えば次のようにすると好適である。
We = ae×(Tci−Tci0) + be×(Pci−Pci0) +αe×t + We0…(1−2)
ここで、tは稼働時間を表し、Tci0、Pci0は吸気温度と吸気圧力の標準条件値である。稼動時間tは時間経過を表すものであればよく、例えば等価運転時間など、劣化に影響する要因を加味して補正した時間を使ってもよい。以下の説明においても稼働時間tはこのような換算時間を含むものとする。この稼働時間tの項は、利用する実機運転データのセットにおいて、経時劣化の影響が無視できるほど小さいと考えられる場合は省略可能であるが、前述したようにデータ収集期間中に経時的に性能劣化していることが無視できない場合は、この項を含めておくことが望ましい。経時劣化の影響がこの項とその係数αeに分離されることにより、出力の運転条件特性の項ae,beに経時劣化によるバイアスが含まれることを避けることができ、出力特性を高精度にモデル化できる効果がある。
A = Weact / Wecalc …(2−1)
続く工程7では、下記の式(2−2)に示すように、ある時点での比Aの値を、その時点を含む或る期間の移動平均値Amavで除した値Bを計算(これを負荷率計算値Bと呼ぶ)する。このように移動平均との比をとることにより、上記負荷率計算値Aの変動が大きいような場合に計算負荷率の誤差変動幅を十分小さくし、かつ、プラント性能の経時劣化と季節的な性能変動の影響をほどよくバランスさせることが可能になる。
B = A / Amav …(2−2)
この場合の移動平均期間の取り方としては、例えば対象時点までの直前の1週間、あるいは100〜200点程度のデータ期間をとると好適である。これには以下の理由がある。例えば、典型的な計測記録として1時間間隔の運転データを保存しているような場合、1日〜2日(24〜48点)の期間で移動平均化すると、例えば週末休日の土曜日・日曜日のように電力需要が低下して負荷率が下がるような場合に、移動平均期間の大半がこの間に含まれることになり、式(2−2)での負荷率の計算結果が過大評価になる危険性がある。このようになると、実際には週末に負荷率が低下しているのに、計算上は負荷率が低下していないことになり、負荷率を正確に評価できなくなる。反対に、1ヶ月以上の期間で移動平均化すると、期間が長すぎるために一週間単位での性能の低下を捉えられなくなる危険性がある。これらを考えると、1時間間隔のデータに基づいて処理をする場合は、上述のような期間あるいはデータ点数で移動平均化すると、種々の運転条件変動や経時劣化の影響をほどよく反映することができ、好適である。
Tto = f_Tex (Tci) …(3−1)
タービン排気温度Ttoは、タービン最終段のガス温度、タービン中間段のガス温度、又は、タービン制御用の燃焼温度管理指標の上限値ガス温度塔が挙げられる。
Tto = ato × (Tci−Tci0) + bto × (Gs−Gs0) +Tto …(3−2)
ここで、Gsは燃焼器への冷媒噴射量で、Gs0は標準条件でのその値であるが、ガスタービンが冷媒噴射しない型式の場合は、この右辺第2項は省略する。また、吸気温度以外の運転操作条件として、排気温度への影響が強いものがあれば、Gsの代わりに使うか、あるいはその項を第1、第2項と同様の形でさらに追加するとよい。このような条件の例としては、圧縮機出口温度、タービン中間段のガス温度などがある。タービン中間段のガス温度とは、タービンの入口と出口の間にある複数の翼列段の間のガス温度を指す。また、上式のato、bto、Ttoはモデル定数であり、特にTtoは標準条件での排気温度である。これらのモデル定数は、複数の実機運転データ、あるいは計画値、試験運転データなどに基づいて、フィッティングして決定できる。すなわち、吸気温度と冷媒噴射量に応じた排気温度の複数組のデータを使って、右辺に吸気温度と冷媒噴射量を代入して計算した排気温度の値と、実際のデータの排気温度の値との誤差の二乗和が最小になるように、これらのモデル定数の値を決めるとよい。これには最小二乗法などの公知の方法を使うことができる。本方法によれば、排気温度制御ロジックの情報がなくても、吸気温度と冷媒噴射量、排気温度の組についての、運転データや計画値の情報があれば簡単にモデル化が可能である。
Tto = ato × (Tci−Tci0) + Tto …(3−3)
工程10(以下、抽出工程と呼ぶ)では、前述の式(3−1)あるいは式(3−2)、(3−3)で排気温度の予測値を計算し、これに対する実測値の偏差が予め定めた一定値以下に収まっているデータを抽出する。抽出条件としては、例えば偏差が±1〜2℃以内であることを基準に判定するとよい。特に実測値が予測値よりも低い場合は、さらに偏差の許容範囲を狭くすると好適である。このような場合は、運転状態が出力低下や燃料発熱量の減少などにより部分負荷状態の側にあるためである。このようにして部分負荷側のデータを極力除くと、負荷率100%近傍でより高精度に運転データを抽出でき、最終的により高精度に劣化を診断できる。
Y = ΔY + Y0 …(4−1)
ΔY = f_opr(xi) …(4−2)
Y0 = f_dgr(t) …(4−3)
これらの式(4)の特徴は、劣化による性能特性の変化の影響を、標準条件での性能を示す基準値経時低下項(式(4−1)の右辺第2項、式(4−3))に集約したことである。厳密には、劣化による性能特性の変化は、補正項ΔY(式(4−1)の右辺第1項)の運転条件補正関数f_opr(式(4−2))にも及ぶ。しかし、発明者らはガスタービンの性能特性を分析した結果、補正項ΔYへの影響は、標準条件換算性能Y0の経時変化への影響に比べて、相対的に小さいことを見出した。そこで、性能の経時劣化を、このように標準条件での性能値Y0の値を劣化に応じて変化させる基準値経時低下関数f_dgrのようにしてモデル化し、一方で、標準条件からのずれによって性能を補正する運転条件補正関数f_oprは劣化によらず一定とするモデル化方法を考案した。この方式は、ガスタービンの性能劣化の複雑な影響を、上のように標準条件での出力値の経時低下だけに着目してモデル化し、運転条件の違いによる性能補正への影響を省略している。この単純化によって、本方式では省力的かつ効率的に、ガスタービン性能の経時劣化と、運転条件による性能変化の複雑な特性を分離して評価できるようになっている。
Y = Σai×(xi−xi0) + (α×t + Y00 ) …(5−1)
Y = Σai×(xi−xi0) + Y00 …(5−2)
式(5−1)において、係数ai(i=1,2,…)と定数項Y00は図4のモデル定数12に相当し、αは劣化係数13に相当する。これらai、α、Y00の値の決定方法としては、工程1で抽出したベースロードの実機時系列運転データを使って、公知の重回帰分析の最小二乗法や最尤推定法などの方法で計算するとよい。
Y = a1×(Tci−Tci0) + a2×(Pci−Pci0) + α×t + Y00 …(5−3)
なお、表1の○印の変数の使い方としては、上述のようにモデル化の式に組み込むのではなく、前述のベースロード運転データ抽出工程1のデータ抽出条件として組み合わせてもよい。すなわち、前述したベースロード運転データ抽出工程1において抽出データを判定する工程8や工程10の判定条件は、これら○印の変数の値の上下限許容範囲の条件がさらに付け加えられたものであってもよい。このようにすると、性能指標の特性モデルに影響は及ぼすものの、中心的に影響するわけではない、これらの変数の変動の影響を、特性モデルを構築前のデータ抽出の段階(工程1)で予め除外することができる。したがって、工程2で性能特性をモデル化する際に、主要な影響を及ぼす運転条件に絞って、高精度にモデル化できる。
Y0 = Y − f_opr(Xi) …(6−1)
Y0 = Y − Σai×(xi−xi0) …(6−2)
Y0 = Y − a1×(Tci−Tci0) − a2×(Pci−Pci0) …(6−3)
なお、以上で述べた工程2でのモデル定数決定に使う実機時系列データの期間と、工程3で実機データを基準化する実機時系列データの期間は異なっていてもよい。例えば、工程2では実機時系列データのうちの或る一定の期間で性能特性モデルのモデル定数を決定し、工程3ではこのモデル定数を性能劣化や保守による性能回復の傾向を評価したい期間全体に適用することができる。このようにすると、劣化評価の対象期間の全データを使うことなく、少ないデータで効率的にモデル定数を決定できる。これは、特に保守によって性能が復帰しているときを含むような期間を評価するときに有用な方法である。例えば、性能が経時的に低下している設備で保守を実施して、その直後から性能が一度に大幅に回復したような場合、このような性能の不連続期間を含む実機運転データに基づいて性能特性モデルのモデル定数を決定するとモデルの精度が悪くなる。このような場合、例えば、保守実施の前(あるいは後)の期間で性能特性モデルのモデル定数を決定(工程2)し、性能を基準化(工程3)する際には、このモデル定数を保守実施の前後に値を変えず、同じ値を使って性能の基準化データを計算するとよい。
Claims (22)
- ガスタービンの診断対象期間中の或る範囲の運転データに基づいて、ガスタービンの性能指標の少なくとも1つを、少なくとも吸気温度と吸気圧力を入力に含む関数として特性モデル化し、
特性モデルの関数関係に基づいて、前記性能指標を予め定めた吸気温度と吸気圧力における値である基準化データに換算する基準化モデルを、少なくとも前記性能指標と吸気温度と吸気圧力を含む変数を入力として、前記基準化データを出力する関数としてモデル化し、
前記基準化モデルを使って、前記診断対象期間中の或る範囲の運転データに含まれる前記性能指標の値を基準化データに換算して出力し、出力された該基準化データの時系列的な減少または増加によって性能の劣化または回復を判定するガスタービンの性能診断方法であって、
前記診断対象期間中の或る範囲の運転データとして、前記診断対象期間中の複数時点の運転データから、少なくとも発電出力と吸気温度と吸気圧力を入力に含む関数によって負荷率を計算し、予め定めた方法で分割された複数の負荷率範囲のうち、計算された負荷率の出現割合が最も多い負荷率範囲にある運転データであるベースロードデータを抽出し、これを前記或る範囲の運転データとすることを特徴とするガスタービンの性能診断方法。 - 請求項1において、前記性能指標が発電出力、発電効率、圧縮機圧力比、燃料流量、圧縮機効率、タービン効率、吸気流量のうちから選ばれた少なくとも1つよりなることを特徴とするガスタービンの性能診断方法。
- 請求項1において、前記ベースロードデータを抽出する方法が、発電出力と吸気温度、吸気圧力の関係を、前記診断対象期間中の複数時点での運転データに基づいて、吸気温度Tci、吸気圧力Pciを入力に含み、発電出力Weを出力する関数
We = f_We(Tci, Pci)
として同定し、
同定した関数f_Weを使って、前記診断対象期間の運転データの吸気温度Tciと吸気圧力Pciに応じた発電出力の値Wecalcを計算し、この計算値Wecalcに対する実測値Weactの比
A = Weact/Wecalc
を負荷率として計算し、あるいは、さらに前記Aについての診断対象期間中の各時点での値を、該時点を含む或る期間の移動平均値Amavで除した値
B = A/Amav
を負荷率として計算し、
負荷率についての前記Aの値、あるいは、さらに前記Bを計算している場合は該Bの値が、所定の範囲内にあるデータを抽出する方法であることを特徴とするガスタービンの性能診断方法。 - ガスタービンの診断対象期間中の或る範囲の運転データに基づいて、ガスタービンの性能指標の少なくとも1つを、少なくとも吸気温度と吸気圧力を入力に含む関数として特性モデル化し、
特性モデルの関数関係に基づいて、前記性能指標を予め定めた吸気温度と吸気圧力における値である基準化データに換算する基準化モデルを、少なくとも前記性能指標と吸気温度と吸気圧力を含む変数を入力として、前記基準化データを出力する関数としてモデル化し、
前記基準化モデルを使って、前記診断対象期間中の或る範囲の運転データに含まれる前記性能指標の値を基準化データに換算して出力し、出力された該基準化データの時系列的な減少または増加によって性能の劣化または回復を判定するガスタービンの性能診断方法であって、
前記診断対象期間中の或る範囲の運転データとは、該ガスタービンの運用上の最大負荷率における吸気温度Tciと、排気温度またはタービンの中間段のガス温度または制御用の燃焼温度管理指標の上限値Ttoとの関係を示す特性モデル
Tto = f_Tex (Tci)
の関数関係を用いて、診断対象期間中の複数時点の運転データである元データについて、吸気温度Tciのデータを入力して排気温度の値Ttocalcを計算し、排気温度の計算値Ttocalcとその実測値Ttoactの偏差
ΔTto = Ttoact − Ttocalc
が所定の範囲内にあるデータを抽出したものであることを特徴とするガスタービンの性能診断方法。 - 請求項1において、前記特性モデル化の方法が、性能指標Yを、少なくとも1つ以上の運転条件xi(i=1,2,…,n)の予め定めた標準運転条件値xi0からのずれによる影響を補正する運転条件補正関数f_opr(xi)と、標準条件値における性能値の累積稼働時間あるいは等価運転時間tに応じた経時的低下を表す基準値経時低下関数f_dgr(t)の和として、次の特性モデル式で表し、
Y = f_opr(xi) + f_dgr(t)
該特性モデル式における運転条件補正関数f_opr(xi)と、基準値経時低下関数f_dgr(t)を、前記或る範囲の運転データに基づいて同定する方法であることを特徴とするガスタービンの性能診断方法。 - 請求項5において、前記特性モデルの関数関係に基づいて、前記性能指標を予め定めた吸気温度と吸気圧力における値である基準化データに換算する基準化モデルを、少なくとも前記性能指標と吸気温度と吸気圧力を含む変数を入力として、前記基準化データを出力する関数としてモデル化する方法とは、
前記性能指標の値Yを、同定された前記運転条件補正関数f_opr(xi)を使った次式
Y0 = Y − f_opr(xi)
の計算によって標準条件での値に換算して出力する方法であることを特徴とするガスタービンの性能診断方法。 - 請求項1において、前記特性モデル化の方法が、性能指標Yと吸気温度Tci、吸気圧力Pciの関係を次の特性モデル式で表し、
Y = a1×(Tci−Tci0) + a2×(Pci−Pci0) + α×t + Y00
(ここで、Tci0は予め定めた所定の標準吸気条件における吸気温度、Pci0は予め定めた所定の標準吸気条件における吸気圧力、tは診断対象期間中の累積稼働時間あるいは等価運転時間、a1,a2は性能特性を表すモデル定数、αは劣化を表す定数係数、Y00は標準吸気温度・圧力における対象診断期間初期の性能値である)
該特性モデル式における定数a1,a2,α、Y00の値を、前記或る範囲の運転データに基づいて決定する方法であることを特徴とするガスタービンの性能診断方法。 - 請求項7において、前記特性モデルの関数関係に基づいて、前記性能指標を予め定めた吸気温度と吸気圧力における値である基準化データに換算する基準化モデルを、少なくとも前記性能指標と吸気温度と吸気圧力を含む変数を入力として、前記基準化データを出力する関数としてモデル化する方法とは、
前記性能指標の値Yを、前記決定したモデル定数a1,a2を使った次式
Y0 = Y − a1×(Tci−Tci0) − a2×(Pci−Pci0)
の計算によって標準の吸気温度Tci0、吸気圧力Pci0における値Y0に変換して、出力する方法であることを特徴とするガスタービンの性能診断方法。 - 請求項4において、前記特性モデル化の方法が、性能指標Yを、少なくとも1つ以上の運転条件xi(i=1,2,…,n)の予め定めた標準運転条件値xi0からのずれによる影響を補正する運転条件補正関数f_opr(xi)と、標準条件値における性能値の累積稼働時間あるいは等価運転時間tに応じた経時的低下を表す基準値経時低下関数f_dgr(t)の和として、次の特性モデル式で表し、
Y = f_opr(xi) + f_dgr(t)
該特性モデル式における運転条件補正関数f_opr(xi)と、基準値経時低下関数f_dgr(t)を、前記或る範囲の運転データに基づいて同定する方法であり、
前記特性モデルの関数関係に基づいて、前記性能指標を予め定めた吸気温度と吸気圧力における値である基準化データに換算する基準化モデルを、少なくとも前記性能指標と吸気温度と吸気圧力を含む変数を入力として、前記基準化データを出力する関数としてモデル化する方法が、前記性能指標の値Yを、同定された前記運転条件補正関数f_opr(xi)を使った次式
Y0 = Y − f_opr(xi)
の計算によって標準条件での値に換算して出力する方法であることを特徴とするガスタービンの性能診断方法。 - 請求項4において、前記特性モデル化の方法が、性能指標Yと吸気温度Tci、吸気圧力Pciの関係を次の特性モデル式で表し、
Y = a1×(Tci−Tci0) + a2×(Pci−Pci0) + α×t + Y00
(ここで、Tci0は予め定めた所定の標準吸気条件における吸気温度、Pci0は予め定めた所定の標準吸気条件における吸気圧力、tは診断対象期間中の累積稼働時間あるいは等価運転時間、a1,a2は性能特性を表すモデル定数、αは劣化を表す定数係数、Y00は前記標準吸気温度・圧力における対象診断期間初期の性能値である)
該特性モデル式における定数a1,a2,α、Y00の値を、前記或る範囲の運転データに基づいて決定する方法であり、
前記特性モデルの関数関係に基づいて、前記性能指標を予め定めた吸気温度と吸気圧力における値である基準化データに換算する基準化モデルを、少なくとも前記性能指標と吸気温度と吸気圧力を含む変数を入力として、前記基準化データを出力する関数としてモデル化する方法が、前記性能指標の値Yを、決定したモデル定数a1,a2を使った次式
Y0 = Y − a1×(Tci−Tci0) − a2×(Pci−Pci0)
の計算によって標準の吸気温度Tci0、吸気圧力Pci0における値Y0に変換して、出力する方法であることを特徴とするガスタービンの性能診断方法。 - ガスタービンの診断対象期間中の或る範囲の運転データを入力として、ガスタービンの性能指標の少なくとも1つを、少なくとも吸気温度と吸気圧力を入力に含む関数としてモデル化する特性モデル化手段と、
前記性能指標を、少なくとも該性能指標と吸気温度と吸気圧力を含む変数を入力として、予め定めた吸気温度と吸気圧力における値である基準化データに換算する基準化手段と、
前記診断対象期間中の或る範囲の運転データに含まれる前記性能指標の値を前記基準化手段に入力して出力された、基準化データの時系列的な減少または増加によって性能の劣化または回復を判定する診断手段を備えた性能診断システムであって、
前記特性モデル化手段と前記診断手段に入力される、前記或る範囲の運転データを生成するための手段として、前記診断対象期間中の複数時点の運転データから、少なくとも発電出力と吸気温度と吸気圧力を入力に含む関数によって負荷率を計算し、予め定めた方法で分割された複数の負荷率範囲のうち、計算された負荷率の出現割合が最も多い負荷率範囲にある運転データであるベースロードデータを抽出するベースロード運転データ抽出手段を備えたことを特徴とするガスタービンの性能診断システム。 - 請求項11において、前記ベースロード運転データ抽出手段が、発電出力と吸気温度、吸気圧力の関係を、前記診断対象期間中の複数時点の運転データである元データに基づいて、吸気温度Tci、吸気圧力Pciを入力に含み、発電出力Weを出力する関数
We = f_We(Tci, Pci)
として同定する手段と、
同定した関数f_Weを使って、前記診断対象期間の運転データの吸気温度Tciと吸気圧力Pciに応じた発電出力の値Wecalcを計算し、この計算値Wecalcに対する実測値Weactの比
A = Weact/Wecalc
を負荷率として計算する手段と、
あるいは、さらに前記Aについての、診断対象期間中の各時点での値を、該時点を含む或る期間の移動平均値Amavで除した値
B = A/Amav
を負荷率として計算する手段と、
負荷率についての前記Aの値、あるいは、さらに前記Bを計算している場合は該Bの値が、所定の範囲内にあるデータを抽出する手段とを含むことを特徴とするガスタービンの性能診断システム。 - ガスタービンの診断対象期間中の或る範囲の運転データを入力として、ガスタービンの性能指標の少なくとも1つを、少なくとも吸気温度と吸気圧力を入力に含む関数としてモデル化する特性モデル化手段と、
前記性能指標を、少なくとも該性能指標と吸気温度と吸気圧力を含む変数を入力として、予め定めた吸気温度と吸気圧力における値である基準化データに換算する基準化手段と、
前記診断対象期間中の或る範囲の運転データに含まれる前記性能指標の値を前記基準化手段に入力して出力された、基準化データの時系列的な減少または増加によって性能の劣化または回復を判定する診断手段を備えた性能診断システムであって、
前記特性モデル化手段と前記診断手段に入力される、前記或る範囲の運転データを生成するための手段として、該ガスタービンの運用上の最大負荷率における吸気温度Tciと排気温度Ttoの関係を示す特性モデル
Tto = f_Tex (Tci)
の関数関係を用いて、診断対象期間中の複数時点の運転データである元データに対して、吸気温度Tciのデータを入力して排気温度の値Ttocalcを計算し、排気温度の計算値Ttocalcとその実測値Ttoactの偏差
ΔTto = Ttoact − Ttocalc
が所定の範囲内にあるデータを抽出する手段を備えたことを特徴とするガスタービンの性能診断システム。 - 請求項11において、前記特性モデル化手段とは、性能指標Yを、少なくとも1つ以上の運転条件xi(i=1,2,…,n)の予め定めた標準運転条件値xi0からのずれによる影響を補正する運転条件補正関数f_opr(xi)と、標準条件値における性能値の累積稼働時間tあるいは等価運転時間tに応じた経時的低下を表す基準値経時低下関数f_dgr(t)の和として表した次の特性モデル式における、該運転条件補正関数f_opr(xi)と基準値経時低下関数f_dgr(t)を、前記或る範囲の運転データに基づいて同定する手段であり、
Y = f_opr(xi) + f_dgr(t)
前記基準化手段とは、前記性能指標の値Yを、同定された前記運転条件補正関数f_opr(xi)を使った次式
Y0 = Y − f_opr(xi)
の計算によって標準条件での値に換算する手段であることを特徴とするガスタービンの性能診断システム。 - 請求項11において、前記特性モデル化手段とは、性能指標Yと吸気温度Tci、吸気圧力Pciの関係を示す次の特性モデル式の定数a1,a2,α、Y00の値を、前記或る範囲の運転データに基づいて決定する手段であり、
Y = a1×(Tci−Tci0) + a2×(Pci−Pci0) + α×t + Y00
(ここで、Tci0、Pci0は、予め定めた所定の標準吸気条件における吸気温度、吸気圧力の値、tは診断対象期間中の累積稼働時間あるいは等価運転時間、a1,a2は性能特性を表すモデル定数、αは劣化を表す定数係数、Y00は前期標準吸気温度・圧力における対象診断期間初期の性能値である)
前記基準化手段とは、決定したモデル定数a1,a2を使った次式
Y0 = Y − a1×(Tci−Tci0) − a2×(Pci−Pci0)
によって、前記性能指標の値Yを、標準の吸気温度Tci0、吸気圧力Pci0における値Y0に換算する手段であることを特徴とするガスタービンの性能診断システム。 - 請求項13において、前記特性モデル化手段とは、性能指標Yを、少なくとも1つ以上の運転条件xi(i=1,2,…,n)の予め定めた標準運転条件値xi0からのずれによる影響を補正する運転条件補正関数f_opr(xi)と、標準条件値における性能値の累積稼働時間tあるいは等価運転時間tに応じた経時的低下を表す基準値経時低下関数f_dgr(t)の和として表した次の特性モデル式
Y = f_opr(xi) + f_dgr(t)
における、該運転条件補正関数f_opr(xi)と基準値経時低下関数f_dgr(t)を、前記或る範囲の運転データに基づいて同定する手段であり、
前記基準化手段とは、前記性能指標の値Yを、同定された前記運転条件補正関数f_opr(xi)を使った次式
Y0 = Y − f_opr(xi)
の計算によって標準条件での値に換算する手段であることを特徴とするガスタービンの性能診断システム。 - 請求項13において、前記特性モデル化手段とは、性能指標Yと吸気温度Tci、吸気圧力Pciの関係を示す次の特性モデル式の定数a1,a2,α、Y00の値を、前記或る範囲の運転データに基づいて決定する手段であり、
Y = a1×(Tci−Tci0) + a2×(Pci−Pci0) + α×t + Y00
(ここで、Tci0、Pci0は、予め定めた所定の標準吸気条件における吸気温度、吸気圧力の値、tは診断対象期間中の累積稼働時間あるいは等価運転時間、a1,a2は性能特性を表すモデル定数、αは劣化を表す定数係数、Y00は前期標準吸気温度・圧力における対象診断期間初期の性能値である)
前記基準化手段とは、決定したモデル定数a1,a2を使った次式
Y0 = Y − a1×(Tci−Tci0) − a2×(Pci−Pci0)
によって、前記性能指標の値Yを、標準の吸気温度Tci0、吸気圧力Pci0における値Y0に換算する手段であることを特徴とするガスタービンの性能診断システム。 - ガスタービンの診断対象期間中の或る範囲の運転データに基づいて、ガスタービンの性能指標の少なくとも1つを、少なくとも吸気温度と吸気圧力を入力に含む関数として特性モデル化し、
特性モデルに前記或る範囲の運転データを入力して、運転条件に応じたガスタービンの性能を予測し、この性能の予測結果と実測値の偏差を計算して、偏差の時系列的な推移から劣化を判定するガスタービンの性能診断方法であって、
前記診断対象期間中の或る範囲の運転データとして、前記診断対象期間中の複数時点の運転データから、少なくとも発電出力と吸気温度と吸気圧力を入力に含む関数によって負荷率を計算し、予め定めた基準で分割された複数の負荷率範囲のうち、計算された負荷率の出現割合が最も多い負荷率範囲にある運転データであるベースロードデータを抽出し、これを前記或る範囲の運転データとすることを特徴とするガスタービンの性能診断方法。 - ガスタービンの診断対象期間中の或る範囲の運転データを入力として、ガスタービンの性能指標の少なくとも1つを、少なくとも吸気温度と吸気圧力を入力に含む関数としてモデル化する特性モデル化手段と、
特性モデルに前記或る範囲の運転データを入力して、運転条件に応じたガスタービンの性能を予測し、この性能の予測結果と実測値の偏差を計算して、偏差の時系列的な推移から劣化を判定する診断手段を備えたガスタービンの性能診断システムであって、
前記特性モデル化手段と前記診断手段に入力される、前記或る範囲の運転データを生成するための手段として、前記診断対象期間中の複数時点の運転データから、少なくとも発電出力と吸気温度と吸気圧力を入力に含む関数によって負荷率を計算し、予め定めた基準で分割された複数の負荷率範囲のうち、計算された負荷率の出現割合が最も多い負荷率範囲にある運転データであるベースロードデータを抽出するベースロード運転データ抽出手段を備えたことを特徴とするガスタービンの性能診断システム。 - ガスタービンの診断対象期間中の或る範囲の運転データに基づいて、ガスタービンの性能指標の少なくとも1つを、少なくとも吸気温度と吸気圧力を入力に含む関数として特性モデル化し、
特性モデルに前記或る範囲の運転データを入力して、運転条件に応じたガスタービンの性能を予測し、この性能の予測結果と実測値の偏差を計算して、偏差の時系列的な推移から劣化を判定するガスタービンの性能診断方法であって、
前記診断対象期間中の或る範囲の運転データとは、該ガスタービンの運用上の最大負荷率における吸気温度Tciと、排気温度またはタービンの中間段のガス温度または制御用の燃焼温度管理指標の上限値Ttoとの関係を示す特性モデル
Tto = f_Tex (Tci)
の関数関係を用いて、診断対象期間中の複数時点の運転データである元データについて、吸気温度Tciのデータを入力して排気温度の値Ttocalcを計算し、排気温度の計算値Ttocalcとその実測値Ttoactの偏差
ΔTto = Ttoact − Ttocalc
が所定の範囲内にあるデータを抽出したものであることを特徴とするガスタービンの性能診断方法。 - ガスタービンの診断対象期間中の或る範囲の運転データを入力として、ガスタービンの性能指標の少なくとも1つを、少なくとも吸気温度と吸気圧力を入力に含む関数としてモデル化する特性モデル化手段と、
特性モデルに前記或る範囲の運転データを入力して、運転条件に応じたガスタービンの性能を予測し、この性能の予測結果と実測値の偏差を計算して、偏差の時系列的な推移から劣化を判定する診断手段を備えたガスタービンの性能診断システムであって、
前記特性モデル化手段と前記診断手段に入力される、前記或る範囲の運転データを生成するための手段として、ガスタービンの運用上の最大負荷率における吸気温度Tciと、排気温度またはタービンの中間段のガス温度または制御用の燃焼温度管理指標の上限値Ttoとの関係を示す特性モデル
Tto = f_Tex (Tci)
の関数関係を用いて、診断対象期間中の複数時点の運転データである元データについて、吸気温度Tciのデータを入力して排気温度の値Ttocalcを計算し、排気温度の計算値Ttocalcとその実測値Ttoactの偏差
ΔTto = Ttoact − Ttocalc
が所定の範囲内にあるデータを抽出する手段を備えたことを特徴とするガスタービンの性能診断システム。 - 請求項11に記載のガスタービン性能診断システムに備えられた表示画面であって、
前記性能指標についての、診断対象期間中の複数時点の運転データである元データの時系列変化を表示する元グラフと、
クリックまたは画面上の選択によって、前記ベースロード運転データ抽出手段で前記元データからベースロード運転データの抽出が開始される、ボタン又は表示メニューなどのオブジェクトと、
前記ベースロード運転データ抽出手段で抽出されたベースロード運転データである抽出データの時系列変化を表示する抽出グラフと、
あるいは、前記元グラフと前記抽出グラフの代わりに、前記元データと前記抽出データを区別できるようにプロットの記号や色を変えて1つのグラフに重ねて表示した該グラフと、あるいは、さらに前記基準化手段から出力された基準化データの時系列変化を表示するグラフを備えたことを特徴とする表示画面。
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