JP4760823B2 - ガスタービンの監視・診断装置 - Google Patents
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Description
本発明は、発電設備の遠隔運用支援方法及び発電設備の遠隔運用支援システムに関する
。
。
プラントの運転支援については、特開２００１−２４９７１６号公報等に記載されてい
る。また、本発明に関わる先行出願として特願２０００−１９２６５１号がある。対象発
電設備の異常のレベルを判断し、レベルに応じた運転支援情報の配信、または直接復旧対
策の実施に関するものである。
る。また、本発明に関わる先行出願として特願２０００−１９２６５１号がある。対象発
電設備の異常のレベルを判断し、レベルに応じた運転支援情報の配信、または直接復旧対
策の実施に関するものである。
前述の従来技術では、情報処理フローにおいて、具体的な監視情報項目および発電所に
適用する場合に必要とされる原因究明ロジック・制御変更手段等を考慮されていない。
適用する場合に必要とされる原因究明ロジック・制御変更手段等を考慮されていない。
遠隔で発電設備を監視・診断するためには、異常が発生する予兆現象を捉える必要があ
る。また、異常現象の予兆放置により、計画外停止を予防する必要がある。さらに、仮に
計画外停止した場合の停止時間を短縮し、原因究明の短時間究明、および恒久対策立案の
時間短縮が課題として残る。
る。また、異常現象の予兆放置により、計画外停止を予防する必要がある。さらに、仮に
計画外停止した場合の停止時間を短縮し、原因究明の短時間究明、および恒久対策立案の
時間短縮が課題として残る。
複数の電力供給設備の運用を支援するサービスを実施するに適した監視／診断システム
とその運用方法に関し、特に、電力系統に連系される複数個の発電設備群、および自家発
電設備／ＩＰＰ／燃料電池等の分散型電源設備群からなる電力供給システムに有効な技術
が望まれる。
とその運用方法に関し、特に、電力系統に連系される複数個の発電設備群、および自家発
電設備／ＩＰＰ／燃料電池等の分散型電源設備群からなる電力供給システムに有効な技術
が望まれる。
本発明の目的は、発電設備に異常又は異常予兆が発生した際、早期に最適な運転支援が
可能な発電設備の遠隔運用支援方法及び発電設備の遠隔運用支援システムを提供すること
にある。
可能な発電設備の遠隔運用支援方法及び発電設備の遠隔運用支援システムを提供すること
にある。
複数の燃焼器を有するガスタービンについての前記複数の燃焼器のそれぞれの温度を表示する手段と、前記燃焼器の温度及び前記燃焼器の燃空比の変化傾向に基づいて、前記燃焼器の燃焼状態の評価として燃焼器の温度及び燃空比の計画値と実測値の偏差と、圧縮機空気量，燃料流量および燃料指令値の変化のいずれかの状態判断基準の許容値を逸脱して異常と診断する判定手段と、前記判定手段で異常と診断した場合には、前記ガスタービンである実機の特性を模擬できるように調整されたガスタービン・ダイナミックシミュレーターと前記ガスタービンに実装する制御ロジックとが組み合わされた運転特性評価ツールを内包した負荷変動運転解析機能を作動させて得られた前記ガスタービンの運転結果が計画値の許容範囲となったガスタービンの調整項目を、前記異常と診断された燃焼器を制御するための推奨制御設定値として送信する手段を有することを特徴とするガスタービンの監視・診断装置。
本発明によると、発電設備に異常又は異常予兆が発生した際、早期に最適な運転支援が
可能な発電設備の遠隔運用支援方法及び発電設備の遠隔運用支援システムを提供すること
ができるという効果を奏する。
可能な発電設備の遠隔運用支援方法及び発電設備の遠隔運用支援システムを提供すること
ができるという効果を奏する。
本発明の実施の形態では、複数の分散した場所に設置された発電設備からの運転状態や
機器の経時的特性等の情報、あるいは直接対象とする発電設備運転員からの情報を前記シ
ステムに伝達する手段と、該手段によって得られる情報を処理・診断する手段と、該手段
からの情報をもとに設備に異常が発生したと判断した場合には、異常の程度を段階的に重
み付けする手段と、前記重み毎に準備された異常時対応情報（例えば、異常または異常予
兆発生部位の特定，損傷部分および状況の推定，制御設定値の妥当性検証，復旧時の必要
部品とその在庫状況等）を自動的、あるいは本システムの運用者の指示により診断する手
段と、得られた情報を前記発電設備の運転担当部署及び運転支援部署に伝達する手段を備
えている。
機器の経時的特性等の情報、あるいは直接対象とする発電設備運転員からの情報を前記シ
ステムに伝達する手段と、該手段によって得られる情報を処理・診断する手段と、該手段
からの情報をもとに設備に異常が発生したと判断した場合には、異常の程度を段階的に重
み付けする手段と、前記重み毎に準備された異常時対応情報（例えば、異常または異常予
兆発生部位の特定，損傷部分および状況の推定，制御設定値の妥当性検証，復旧時の必要
部品とその在庫状況等）を自動的、あるいは本システムの運用者の指示により診断する手
段と、得られた情報を前記発電設備の運転担当部署及び運転支援部署に伝達する手段を備
えている。
さらに、対処とする発電設備での故障要因を予め蓄積された知識群の中から確度の大き
い順に複数個の要因候補と現状の異常状態を継続する場合に進行または波及する事象内容
を選択し、選択された項目情報を提供する手段と、対象とする発電設備との通信回線には
、複数個の対侵入・妨害対策手段が設けられており、さらに、前記通信回線内の信号は全
て暗号化する手段とを備えている。
い順に複数個の要因候補と現状の異常状態を継続する場合に進行または波及する事象内容
を選択し、選択された項目情報を提供する手段と、対象とする発電設備との通信回線には
、複数個の対侵入・妨害対策手段が設けられており、さらに、前記通信回線内の信号は全
て暗号化する手段とを備えている。
以下、本発明の実施の形態をガスタービン発電設備を例にして説明する。図１に、本発
明を適用した一実施例であるガスタービン発電設備の遠隔運用支援システムを示す構成図
を示す。
明を適用した一実施例であるガスタービン発電設備の遠隔運用支援システムを示す構成図
を示す。
ガスタービン発電設備１には、ガスタービン発電設備１の運転を制御する運転制御装置
２と、ガスタービン内の種々のプロセス値を計測する計測センサー（ガスタービン入口空
気性状センサー１１，燃焼空気性状センサー１２，燃料性状センサー１３，燃料弁動作セ
ンサー１４，排気ガス性状センサー１５，発電状態センサー１６）が設けられている。
２と、ガスタービン内の種々のプロセス値を計測する計測センサー（ガスタービン入口空
気性状センサー１１，燃焼空気性状センサー１２，燃料性状センサー１３，燃料弁動作セ
ンサー１４，排気ガス性状センサー１５，発電状態センサー１６）が設けられている。
データの通信手段である公衆通信回線６から発電設備側には、データの収録やデータの
発信を行うデータ収録・通信装置３，データ収録・通信装置３に具備され、必要とするデ
ータを記憶媒体に記憶し蓄積するデータ蓄積装置４，通信セキュリティ装置５が設けられ
ている。運転制御装置２および計測センサーの情報は、データ収録・通信装置３に送られ
、このデータ収録・通信装置３から、通信セキュリティ装置５を経由し、公衆通信回線６
介して、監視及び診断側に送られる。
発信を行うデータ収録・通信装置３，データ収録・通信装置３に具備され、必要とするデ
ータを記憶媒体に記憶し蓄積するデータ蓄積装置４，通信セキュリティ装置５が設けられ
ている。運転制御装置２および計測センサーの情報は、データ収録・通信装置３に送られ
、このデータ収録・通信装置３から、通信セキュリティ装置５を経由し、公衆通信回線６
介して、監視及び診断側に送られる。
データの通信手段である公衆通信回線６から監視及び診断側（監視者側）には、通信セ
キュリティ装置７，データの受信を行うデータ受信装置８、このデータ受信装置８に具備
され、必要とするデータを記憶媒体に記憶し蓄積するデータ蓄積装置９、が設けられてい
る。前述した公衆通信回線６介して監視及び診断側に送られる運転制御装置２および計測
センサーの情報は、通信セキュリティ装置７を経由して、データ受信装置８に送られ、デ
ータ受信装置８から運転状態監視・診断機能１０へ入力される。
キュリティ装置７，データの受信を行うデータ受信装置８、このデータ受信装置８に具備
され、必要とするデータを記憶媒体に記憶し蓄積するデータ蓄積装置９、が設けられてい
る。前述した公衆通信回線６介して監視及び診断側に送られる運転制御装置２および計測
センサーの情報は、通信セキュリティ装置７を経由して、データ受信装置８に送られ、デ
ータ受信装置８から運転状態監視・診断機能１０へ入力される。
ここで、通信情報の内容例を説明する。運転制御装置２の情報とは、例えば、制御操作
端操作信号，発電出力要求信号，保護動作信号等である。センサー情報とは、ガスタービ
ン入口空気性状センサー１１，燃焼空気性状センサー１２，燃料性状センサー１３，燃料
弁動作センサー１４，排気ガス性状センサー１５、および発電状態センサー１６である。
端操作信号，発電出力要求信号，保護動作信号等である。センサー情報とは、ガスタービ
ン入口空気性状センサー１１，燃焼空気性状センサー１２，燃料性状センサー１３，燃料
弁動作センサー１４，排気ガス性状センサー１５、および発電状態センサー１６である。
また、公衆通信回線６の入側及び出側に配置された通信セキュリティ装置５及び通信セ
キュリティ装置７との間での通信情報は、暗号化処理されている。更に、通信セキュリテ
ィ装置５および通信セキュリティ装置７は、外部からの本システム通信回線へのアクセス
権認証機能を有している。
キュリティ装置７との間での通信情報は、暗号化処理されている。更に、通信セキュリテ
ィ装置５および通信セキュリティ装置７は、外部からの本システム通信回線へのアクセス
権認証機能を有している。
次に、本システムの監視・診断機能１０の内容を、図２を用いて説明する。図２は、本
発明を適用した一実施例である異常監視／診断機能のアルゴリズムを示す。図１中のデー
タ受信装置８からの情報が監視・診断機能１０に送られると、監視・診断機能１０内のプ
ロセス値トレンド監視画面１７上に表示され、ガスタービン発電設備１の経時的な動的特
性を監視する。このプロセス値トレンド監視画面１７は、燃焼監視画面１８の一部として
同時に表示することもできる。この燃焼監視画面１８上に表示された情報およびデータ受
信装置８からの情報は、異常検知機能１９内の信号処理により、対象設備１の正常運転状
態からの偏倚または各プロセス値の動的傾向を演算し、予め設定されたしきい値を超えた
場合には、異常または異常予兆発生と判断し、その異常レベルを以下の方法で判定する。
発明を適用した一実施例である異常監視／診断機能のアルゴリズムを示す。図１中のデー
タ受信装置８からの情報が監視・診断機能１０に送られると、監視・診断機能１０内のプ
ロセス値トレンド監視画面１７上に表示され、ガスタービン発電設備１の経時的な動的特
性を監視する。このプロセス値トレンド監視画面１７は、燃焼監視画面１８の一部として
同時に表示することもできる。この燃焼監視画面１８上に表示された情報およびデータ受
信装置８からの情報は、異常検知機能１９内の信号処理により、対象設備１の正常運転状
態からの偏倚または各プロセス値の動的傾向を演算し、予め設定されたしきい値を超えた
場合には、異常または異常予兆発生と判断し、その異常レベルを以下の方法で判定する。
重故障判定器２０では、異常検知機能１９の出力信号をトリガーとし、前記プロセス値
トレンド監視画面１７の入力値をもとに、発電設備１の運転状態を現状のまま放置すると
、ハードウェア自体に重大な損傷が発生するため、直ちに発電設備を停止する必要がある
と判断した場合には、異常対策タスク２１へトリガー信号を出力する。発生しないと判断
した場合は、第一の軽故障判定器２２へと、判定を移行する。
トレンド監視画面１７の入力値をもとに、発電設備１の運転状態を現状のまま放置すると
、ハードウェア自体に重大な損傷が発生するため、直ちに発電設備を停止する必要がある
と判断した場合には、異常対策タスク２１へトリガー信号を出力する。発生しないと判断
した場合は、第一の軽故障判定器２２へと、判定を移行する。
第一の軽故障判定器２２では、以下の情報処理を実施する。第一の軽故障判定器２２からの情報は、異常重大度レベル評価機能２３により、異常放置時間の長さによって機器損傷発生の可能性を評価し、復旧可能評価判断器２５へ情報を伝達する。同様に、第二の軽故障判定器２４にて“軽故障レベル２”と判断された情報は、前記復旧可能評価判断器２５へ伝達される。復旧可能評価判断器２５では、制御設定値調整による状態回復が可能であるかどうかを判定し、可能である場合は、制御設定値チューニング支援機能２６へ伝達し、制御操作量を調整する。不可能の場合は、復旧可能評価判断器２５の情報を、送信情報整理機能２７へと伝達する。
一方、制御設定値チューニング支援機能２６からの情報は、推奨更新設定値送信機能２８へ伝達される。推奨更新設定値送信機能２８および送信情報整理機能２７では、診断結果，推奨運転方法，放置した場合に発生する波及効果等の情報を、顧客提示機能２９へ伝達し、異常発生要因／運転支援情報等の情報を運転管理者に提供する。このように、発電設備に関する複数の異常又は異常予兆データに対応する異常時の対応が設定される。つまり、これら機能が、発電設備に関する複数の異常又は異常予兆データに対応する異常時対応データが記憶されたデータベースに相当する。
次に、図３を用いて異常対策タスク２１の内容について、説明する。図３は、本発明を適用した一実施例である異常対策タスクのアルゴリズムを示す。
図２中の重故障判定器２０からのトリガー信号により、原因究明／復旧タスク３０が作
動し、設備復旧タスク３１，不具合再現タスク３２および恒久対策タスク３３へトリガー
信号および前記データ受信装置８からの情報を伝達する。
動し、設備復旧タスク３１，不具合再現タスク３２および恒久対策タスク３３へトリガー
信号および前記データ受信装置８からの情報を伝達する。
設備復旧タスク３１では、得られた情報、および予め劣化または損傷の発生しやすい高
温部材の解析・定期点検情報をもとに、情報送信機能３４から、劣化／損傷状態の推測お
よび特定された部位の定期点検等の情報３７が、分解検査／交換手順送信機能３８へ送ら
れる。分解検査／交換手順送信機能３８には、予め複数部位の検査方法および交換手順の
情報が設定されており、交換に必要な部材の情報３９を選択後、予備品データベース４０
を介して、部品選択・在庫部品点数情報等を、サイト復旧作業者４７へ送信する。同時に
、前記検査方法および交換手順情報４１を、サイト復旧作業者４７へ送信する。
温部材の解析・定期点検情報をもとに、情報送信機能３４から、劣化／損傷状態の推測お
よび特定された部位の定期点検等の情報３７が、分解検査／交換手順送信機能３８へ送ら
れる。分解検査／交換手順送信機能３８には、予め複数部位の検査方法および交換手順の
情報が設定されており、交換に必要な部材の情報３９を選択後、予備品データベース４０
を介して、部品選択・在庫部品点数情報等を、サイト復旧作業者４７へ送信する。同時に
、前記検査方法および交換手順情報４１を、サイト復旧作業者４７へ送信する。
不具合再現タスク３２では、得られた情報をもとに、予め対象設備１の特性を模擬出来
るように調整された静的特性および動的特性評価シミュレータを内包した推定原因シュー
ティング機能３５によって、図１に示した各プロセス値計測センサー１１〜１６以外の場
所での異常または異常予兆の発生情報４２を、例えば対策会議４４に提示する。
るように調整された静的特性および動的特性評価シミュレータを内包した推定原因シュー
ティング機能３５によって、図１に示した各プロセス値計測センサー１１〜１６以外の場
所での異常または異常予兆の発生情報４２を、例えば対策会議４４に提示する。
恒久対策タスク３３では、対象設備１および同型のガスタービン設備での過去異常事例
データを比較する過去／異常データ比較グラフ自動作成機能３６により、対策検討に必要
な情報４３、例えば正常時のプロセスデータと異常時データとの比較グラフ，燃料と空気
の質量比グラフ等を、前記対策会議４４に提示する。
データを比較する過去／異常データ比較グラフ自動作成機能３６により、対策検討に必要
な情報４３、例えば正常時のプロセスデータと異常時データとの比較グラフ，燃料と空気
の質量比グラフ等を、前記対策会議４４に提示する。
対策会議４４で検討された方針または知見は、対策品試験担当部署４５へ指示し、効果
大であれば対象設備１へ物品を発送する。同時に、サイトの顧客への説明情報４６、例え
ば原因説明，応急／恒久対策案説明および判断の用いたバックデータ等の情報を、前記サ
イト復旧作業者４７へ送信する。
大であれば対象設備１へ物品を発送する。同時に、サイトの顧客への説明情報４６、例え
ば原因説明，応急／恒久対策案説明および判断の用いたバックデータ等の情報を、前記サ
イト復旧作業者４７へ送信する。
このようにタスクの種類によってサービス形態を設定することができる。つまり、これ
ら機能が、異常時対応データに対応するサービス形態が記憶されたデータベースに相当す
る。
ら機能が、異常時対応データに対応するサービス形態が記憶されたデータベースに相当す
る。
次に、図４を用いて燃焼監視画面１８の基本仕様について、説明する。図４は、本発明
を適用した一実施例である燃焼監視画面を示す。ここでは、例として燃焼器形式は予混合
燃焼を用いた低窒素酸化物発生の燃焼器に適用した場合を記述する。
を適用した一実施例である燃焼監視画面を示す。ここでは、例として燃焼器形式は予混合
燃焼を用いた低窒素酸化物発生の燃焼器に適用した場合を記述する。
燃焼監視画面１８には、少なくとも以下の監視情報および診断機能等の起動トリガーが表示される。
プラントの運転状態表示４８では、発電指令値，ガスタービン発電設備１の発電出力，燃料指令値および燃焼状態等の情報が表示される。ここでは、ＭＷＤ値（ＭＷ），軸負荷値（ＭＷ），燃料指令値（ＦＦＤ）及び燃料モードを表示可能としている。
排気温度および燃焼器内圧分布表示４９では、対象発電設備名（プラント名）、複数台
のガスタービンが設置されている場合にはその番号、および設備の型式を表示可能として
いる。また、同心円状に配置された複数の燃焼器（例えば、＃１〜＃１０）での圧力分布
と、排気部分に複数個設置された図１中の排気ガス性状センサー１５の温度分布とを表示
可能としている。この温度分布情報は、ガスタービン発電設備１の負荷に対応する燃焼ガ
スの旋回角に応じた表示がなされる。
のガスタービンが設置されている場合にはその番号、および設備の型式を表示可能として
いる。また、同心円状に配置された複数の燃焼器（例えば、＃１〜＃１０）での圧力分布
と、排気部分に複数個設置された図１中の排気ガス性状センサー１５の温度分布とを表示
可能としている。この温度分布情報は、ガスタービン発電設備１の負荷に対応する燃焼ガ
スの旋回角に応じた表示がなされる。
イベント情報表示部５０では、異常または異常予兆の発生項目を表示することができる
。本実施例では「高温部材温度上昇中」と表示される。また、異常発生の場合に実施する
第一の軽故障判定器２２および前記原因究明・復旧タスクである異常対策タスク２１のト
リガーボタン（要因分析ボタン，対策ボタン）が表示される。このトリガーボタンの設置
により第一の軽故障判定器２２および異常対策タスク２１にトリガー信号を送ることがで
きる。
。本実施例では「高温部材温度上昇中」と表示される。また、異常発生の場合に実施する
第一の軽故障判定器２２および前記原因究明・復旧タスクである異常対策タスク２１のト
リガーボタン（要因分析ボタン，対策ボタン）が表示される。このトリガーボタンの設置
により第一の軽故障判定器２２および異常対策タスク２１にトリガー信号を送ることがで
きる。
表示メニュー５１には、燃焼監視画面１８右側欄に表示されるトレンド画面の時間軸設
定ボタンおよび印刷ボタンが表示される。トレンド画面とは、燃焼器内圧情報表示５２，
高温部材温度表示５３，排気温度表示５４，排気性状表示５５，運転状態表示５６を示す
。ここでは、時間軸設定ボタンとして、１時間トレンド，１０分間トレンド，１分間トレ
ンド，時間指定、等の複数のボタンが準備されている。また、印刷ボタンとして、ハード
コピー，ディジタル値印刷等の複数のボタンが準備されている。
定ボタンおよび印刷ボタンが表示される。トレンド画面とは、燃焼器内圧情報表示５２，
高温部材温度表示５３，排気温度表示５４，排気性状表示５５，運転状態表示５６を示す
。ここでは、時間軸設定ボタンとして、１時間トレンド，１０分間トレンド，１分間トレ
ンド，時間指定、等の複数のボタンが準備されている。また、印刷ボタンとして、ハード
コピー，ディジタル値印刷等の複数のボタンが準備されている。
燃焼器内圧情報表示５２には、圧力変動特性として振幅（ＭＰａ），周波数（Ｈｚ），
最大変動燃焼器場所Ｍａｘ缶Ｎｏ．等が表示され、警報を発するレベルと燃焼器内圧の時
系列データとのグラフが表示される。
最大変動燃焼器場所Ｍａｘ缶Ｎｏ．等が表示され、警報を発するレベルと燃焼器内圧の時
系列データとのグラフが表示される。
高温部材温度表示５３では、温度最大となる燃焼器内の部材温度が表示される。缶Ｎo.
が表示され、警報を発する上限レベルと部材温度変化のデータとのグラフが表示される。
が表示され、警報を発する上限レベルと部材温度変化のデータとのグラフが表示される。
排気温度表示５４では、ガスタービン発電設備１の排気部分に分散して設置されたセン
サー１５情報より、最大・最小値および最大最小値との差を示す排気温度スプレッド値情
報が表示される。また、Ｍａｘ缶Ｎｏ．およびＭｉｎ缶Ｎｏ．が表示され、且つ警報を発
する上限レベルと排気温度スプレッド値変化のデータとのグラフが表示される。
サー１５情報より、最大・最小値および最大最小値との差を示す排気温度スプレッド値情
報が表示される。また、Ｍａｘ缶Ｎｏ．およびＭｉｎ缶Ｎｏ．が表示され、且つ警報を発
する上限レベルと排気温度スプレッド値変化のデータとのグラフが表示される。
排気性状表示５５では、排気ガス性状センサー１５情報より、排気ガス中の窒素酸化物
発生情報が表示される。ここでは、排気ＮＯｘ値が表示され、警報を発するレベルと排気
ＮＯｘ値の時系列データとのグラフが表示される。
発生情報が表示される。ここでは、排気ＮＯｘ値が表示され、警報を発するレベルと排気
ＮＯｘ値の時系列データとのグラフが表示される。
燃焼器の運転状態表示５６には、燃焼状態を支配する燃空比（燃料と空気の質量比率で
定義，Ｆ／Ａ）情報が表示される。また、警報を発する上限及び下限レベルと燃空比の時
系列データとのグラフが表示される。
定義，Ｆ／Ａ）情報が表示される。また、警報を発する上限及び下限レベルと燃空比の時
系列データとのグラフが表示される。
次に、図５を用いて第一の軽故障判定器２２のアルゴリズムを、説明する。図５は、本
発明を適用した一実施例である軽故障判定器のアルゴリズムを示す。データ受信装置８か
らの情報をもとに、高温ガス通路部，燃料ノズルおよび燃焼状態について、制御装置２及
び各計測センサーの情報の傾向を、あらかじめ任意値に設定した監視周期時間にもとづい
て評価する。例えば、高温ガス通路部位については、対象ガスタービン発電設備１の軸出
力，排気温度，圧縮機吐出圧力・空気流量，高温部位メタル温度および燃空比等の変化傾
向を監視する。各監視項目について、予め構成されたＡＮＤ／ＯＲロジックにより、異常
と診断した場合には、“軽故障１”発生と判断し、該情報と例えば“運転負荷を下げる”等の運転支援情報を出力する。つまり、故障程度と、各種データの傾向に応じて異常時の
対応である運転支援情報を出力が可能である。なお、このアルゴリズムは予めデータベー
ス化され、システム内に記憶されている。
発明を適用した一実施例である軽故障判定器のアルゴリズムを示す。データ受信装置８か
らの情報をもとに、高温ガス通路部，燃料ノズルおよび燃焼状態について、制御装置２及
び各計測センサーの情報の傾向を、あらかじめ任意値に設定した監視周期時間にもとづい
て評価する。例えば、高温ガス通路部位については、対象ガスタービン発電設備１の軸出
力，排気温度，圧縮機吐出圧力・空気流量，高温部位メタル温度および燃空比等の変化傾
向を監視する。各監視項目について、予め構成されたＡＮＤ／ＯＲロジックにより、異常
と診断した場合には、“軽故障１”発生と判断し、該情報と例えば“運転負荷を下げる”等の運転支援情報を出力する。つまり、故障程度と、各種データの傾向に応じて異常時の
対応である運転支援情報を出力が可能である。なお、このアルゴリズムは予めデータベー
ス化され、システム内に記憶されている。
次に、図６を用いて制御変更診断自動起動機能である復旧可能評価判断器２５のアルゴ
リズムを説明する。図６は、本発明を適用した一実施例である制御変更診断自動起動のア
ルゴリズムを示す。予め構成されたＡＮＤ／ＯＲロジックにより、状態判断基準１，２，
３について、燃空比の計画値と実測値偏差が大きく、かつ“軽故障１”でなく、アクチュ
エータ異常でなく、負荷変化中でない場合、圧縮機空気量，燃料流量および燃料指令値の
変化が許容値を逸脱したら、トリガー信号を出力する。
リズムを説明する。図６は、本発明を適用した一実施例である制御変更診断自動起動のア
ルゴリズムを示す。予め構成されたＡＮＤ／ＯＲロジックにより、状態判断基準１，２，
３について、燃空比の計画値と実測値偏差が大きく、かつ“軽故障１”でなく、アクチュ
エータ異常でなく、負荷変化中でない場合、圧縮機空気量，燃料流量および燃料指令値の
変化が許容値を逸脱したら、トリガー信号を出力する。
次に、図７を用いて制御設定値調整支援機能２６および復旧支援機能である不具合再現
タスク３２のアルゴリズムについて説明する。本発明を適用した一実施例である制御設定
変更支援機能及び復旧支援機能のアルゴリズムを示す。予め試運転および運転実績データ
により実機特性を模擬できるように調整されたガスタービン・ダイナミックシミュレータ
ーと実装制御ロジックとが組み合わされた運転特性評価ツール５７により、以下の方法で
制御設定値調整支援機能２６および復旧支援機能である不具合再現タスク３２を実施する
。
タスク３２のアルゴリズムについて説明する。本発明を適用した一実施例である制御設定
変更支援機能及び復旧支援機能のアルゴリズムを示す。予め試運転および運転実績データ
により実機特性を模擬できるように調整されたガスタービン・ダイナミックシミュレータ
ーと実装制御ロジックとが組み合わされた運転特性評価ツール５７により、以下の方法で
制御設定値調整支援機能２６および復旧支援機能である不具合再現タスク３２を実施する
。
図７に示すように、軽故障２の場合には、予め感度解析及び先行事例により求められた
調整指標と、実測データにより対象となる調整項目を選択・自動調整する手段を内包する
修正機能６０からの情報により、前記運転特性評価ツール５７を内包した負荷変動運転解
析機能５８を作動させ、得られた結果が計画値の許容範囲となったかを判定器５９で実施
する。
調整指標と、実測データにより対象となる調整項目を選択・自動調整する手段を内包する
修正機能６０からの情報により、前記運転特性評価ツール５７を内包した負荷変動運転解
析機能５８を作動させ、得られた結果が計画値の許容範囲となったかを判定器５９で実施
する。
判定器５９出力がＮＯの場合は、修正機能６０を介し、繰り返し調整する。判定器５９
出力がＯＫの場合は、得られた推奨制御設定値，推奨運転方法および評価のバックデータ
等の送信情報６１を、前記送信機能２８へ出力する。
出力がＯＫの場合は、得られた推奨制御設定値，推奨運転方法および評価のバックデータ
等の送信情報６１を、前記送信機能２８へ出力する。
重故障の場合には、前記不具合再現タスク３２にて、データ収録・通信装置３から自動
または手動で送信される故障前Ｘ時間データ６２を用いて前記運転特性評価ツール５７に
より再現解析し、推定原因および判定に用いたバックデータ６３を送信情報６６へ出力す
る。ここで、前述データ６２のＸ時間は、任意に設定が可能である。
または手動で送信される故障前Ｘ時間データ６２を用いて前記運転特性評価ツール５７に
より再現解析し、推定原因および判定に用いたバックデータ６３を送信情報６６へ出力す
る。ここで、前述データ６２のＸ時間は、任意に設定が可能である。
一方、前記対策会議４４等の検討結果を反映し、かつ前記データ蓄積装置９内の対処設
備１運転実績値を用いて前記運転特性評価ツール５７により解析する機能６４により、対
策効果および評価に用いたバックデータ６５を、送信情報６６へ出力する。送信情報６６
とは、原因，対策効果，推奨運転方法および評価バックデータ等であり、前記サイト復旧
作業者４７および前記発電設備管理者へ提供する。
備１運転実績値を用いて前記運転特性評価ツール５７により解析する機能６４により、対
策効果および評価に用いたバックデータ６５を、送信情報６６へ出力する。送信情報６６
とは、原因，対策効果，推奨運転方法および評価バックデータ等であり、前記サイト復旧
作業者４７および前記発電設備管理者へ提供する。
以下、前記設備管理者との契約形態について記述する。契約料は、サービス内容の技術
的難易度に応じて、以下の順序で決められる。
的難易度に応じて、以下の順序で決められる。
ここで技術的難易度とは、特に複雑な演算や解析計算を実施することではなく、製造メ
ーカーが長期にわたり蓄積したノウハウ・技術力の適用範囲である。
ーカーが長期にわたり蓄積したノウハウ・技術力の適用範囲である。
運転継続するか／次回停止時に点検するかは顧客判断とする契約の場合は、前記図２中
の異常検知機能１９での検知された異常予兆情報のみを、前記運転管理者へ送信するサー
ビス形態となる。
の異常検知機能１９での検知された異常予兆情報のみを、前記運転管理者へ送信するサー
ビス形態となる。
放置により該当設備が計画外停止した場合の復旧・原因究明情報の提供を契約した場合
は、前記図２中の故障判断機能２０〜２４、および図３中の不具合再現タスク３２の出力
情報を、前記運転管理者へ送信するサービス形態となる。
は、前記図２中の故障判断機能２０〜２４、および図３中の不具合再現タスク３２の出力
情報を、前記運転管理者へ送信するサービス形態となる。
制御設定値の調整支援を契約した場合には、前記図２中の設定値チューニング機能２６
の出力情報を、前記運転管理者へ送信するサービス形態となる。
の出力情報を、前記運転管理者へ送信するサービス形態となる。
運転復旧に必要な部材の選択及び手配支援を契約した場合には、前記図３中の設備復旧
タスク３１の出力情報を、前記運転管理者へ送信するサービス形態となる。
タスク３１の出力情報を、前記運転管理者へ送信するサービス形態となる。
恒久対策の立案を契約した場合には、前記図３中の恒久対策タスク３３の出力情報を、
前記運転管理者へ送信するサービス形態となる。
前記運転管理者へ送信するサービス形態となる。
このような、異常時対応データに対応するサービス形態をデータベース化して記憶媒体
に記憶しても良い。
に記憶しても良い。
以上のように、本実施例では、発電設備の運転状態経時的特性等情報を伝達する手段と
、該手段によって得られる情報を処理・診断する手段により、設備の異常予兆を早期に検
知することができる。
、該手段によって得られる情報を処理・診断する手段により、設備の異常予兆を早期に検
知することができる。
異常発生の場合には、異常の程度を段階的に重み付けする手段と、異常時対応情報およ
び手段情報を運転担当部署及び運転支援部署に伝達する手段により、検知された現象の詳
細検討を短時間で実施することができる。
び手段情報を運転担当部署及び運転支援部署に伝達する手段により、検知された現象の詳
細検討を短時間で実施することができる。
故障要因候補と放置による波及効果情報を提供する手段により、運転中の設備の最適運
転を支援することができる。
転を支援することができる。
通信回線への侵入・妨害対策手段、および信号の暗号化手段により、本システムの運用
に対する外部妨害を防ぐことができる。
に対する外部妨害を防ぐことができる。
本発明は、発電設備の遠隔運用支援方法及び発電設備の遠隔運用支援システムに関し、
発電設備に異常又は異常予兆が発生した際、早期に最適な運転支援を可能とする。
発電設備に異常又は異常予兆が発生した際、早期に最適な運転支援を可能とする。
１…ガスタービン発電設備、２…制御装置、３…データ収録・通信装置、４，９…デー
タ蓄積装置、５，７…通信セキュリティ装置、６…公衆通信回線、８…データ受信装置、
１０…運転状態監視・診断機能、１１…ガスタービン入口空気性状センサー、１２…燃焼
空気性状センサー、１３…燃料性状センサー、１４…燃料弁動作センサー、１５…排気ガ
ス性状センサー、１６…発電状態センサー、１７…プロセス値トレンド監視画面、１８…
燃焼監視画面、１９…異常検知機能、２０…重故障判定器、２１…異常対策タスク、２２
…第一の軽故障判定器、２３…異常重大度レベル評価機能、２４…第二の軽故障判定器、
２５…復旧可能評価判断器、２６…制御設定値チューニング支援機能、２７…送信情報整
理機能、２８…推奨更新設定値送信機能、２９…顧客提示機能、３０…原因究明／復旧タ
スク、３１…設備復旧タスク、３２…不具合再現タスク、３３…恒久対策タスク、３４…
情報送信機能、３５…推定原因シューティング機能、３６…過去／異常データ比較グラフ
自動作成機能、３７，３９，４１，４２，４３…情報、３８…分解検査／交換手順送信機
能、４０…予備品データベース、４４…対策会議、４５…対策品試験担当部署、４６…説
明情報、４７…サイト復旧作業者、４８，５６…運転状態表示、４９…排気温度および燃
焼器内圧分布表示、５０…イベント情報表示部、５１…表示メニュー、５２…燃焼器内圧
情報表示、５３…高温部材温度表示、５４…排気温度表示、５５…排気性状表示、５７…
運転特性評価ツール、５８…負荷変動運転解析機能、５９…判定器、６０…修正機能、
６１，６６…送信情報、６２…故障前Ｘ時間データ、６３，６５…バックデータ、６４…
解析機能。
タ蓄積装置、５，７…通信セキュリティ装置、６…公衆通信回線、８…データ受信装置、
１０…運転状態監視・診断機能、１１…ガスタービン入口空気性状センサー、１２…燃焼
空気性状センサー、１３…燃料性状センサー、１４…燃料弁動作センサー、１５…排気ガ
ス性状センサー、１６…発電状態センサー、１７…プロセス値トレンド監視画面、１８…
燃焼監視画面、１９…異常検知機能、２０…重故障判定器、２１…異常対策タスク、２２
…第一の軽故障判定器、２３…異常重大度レベル評価機能、２４…第二の軽故障判定器、
２５…復旧可能評価判断器、２６…制御設定値チューニング支援機能、２７…送信情報整
理機能、２８…推奨更新設定値送信機能、２９…顧客提示機能、３０…原因究明／復旧タ
スク、３１…設備復旧タスク、３２…不具合再現タスク、３３…恒久対策タスク、３４…
情報送信機能、３５…推定原因シューティング機能、３６…過去／異常データ比較グラフ
自動作成機能、３７，３９，４１，４２，４３…情報、３８…分解検査／交換手順送信機
能、４０…予備品データベース、４４…対策会議、４５…対策品試験担当部署、４６…説
明情報、４７…サイト復旧作業者、４８，５６…運転状態表示、４９…排気温度および燃
焼器内圧分布表示、５０…イベント情報表示部、５１…表示メニュー、５２…燃焼器内圧
情報表示、５３…高温部材温度表示、５４…排気温度表示、５５…排気性状表示、５７…
運転特性評価ツール、５８…負荷変動運転解析機能、５９…判定器、６０…修正機能、
６１，６６…送信情報、６２…故障前Ｘ時間データ、６３，６５…バックデータ、６４…
解析機能。
Claims (3)
- 複数の燃焼器を有するガスタービンについての前記複数の燃焼器のそれぞれの温度を表示する手段と、
前記燃焼器の温度及び前記燃焼器の燃空比の変化傾向に基づいて、前記燃焼器の燃焼状態の評価として燃焼器の温度及び燃空比の計画値と実測値の偏差と、圧縮機空気量，燃料流量および燃料指令値の変化のいずれかの状態判断基準の許容値を逸脱して異常と診断する判定手段と、
前記判定手段で異常と診断した場合には、前記ガスタービンである実機の特性を模擬できるように調整されたガスタービン・ダイナミックシミュレーターと前記ガスタービンに実装する制御ロジックとが組み合わされた運転特性評価ツールを内包した負荷変動運転解析機能を作動させて得られた前記ガスタービンの運転結果が計画値の許容範囲となったガスタービンの調整項目を、前記異常と診断された燃焼器を制御するための推奨制御設定値として送信する手段を有することを特徴とするガスタービンの監視・診断装置。 - 請求項１に記載のガスタービンの監視・診断装置において、前記複数の燃焼器での圧力
分布を表示することを特徴とするガスタービンの監視・診断装置。 - 請求項１に記載のガスタービンの監視・診断装置において、前記複数の燃焼器での排気
温度分布を表示することを特徴とするガスタービンの監視・診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007324163A JP4760823B2 (ja) | 2007-12-17 | 2007-12-17 | ガスタービンの監視・診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007324163A JP4760823B2 (ja) | 2007-12-17 | 2007-12-17 | ガスタービンの監視・診断装置 |
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|---|---|---|---|
| JP2004350553A Division JP2005135430A (ja) | 2004-12-03 | 2004-12-03 | 発電設備の遠隔運用支援方法及び発電設備の遠隔運用支援システム |
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|---|---|---|---|
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| JPH0533675A (ja) * | 1991-07-29 | 1993-02-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービンの制御方法 |
| JPH05223604A (ja) * | 1992-02-12 | 1993-08-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 異常診断装置 |
| JP2860234B2 (ja) * | 1993-09-20 | 1999-02-24 | 株式会社日立製作所 | ガスタービン燃焼器の燃焼制御方法、及びこの方法を実行するガスタービン燃焼器設備 |
| JP3183053B2 (ja) * | 1994-07-20 | 2001-07-03 | 株式会社日立製作所 | ガスタービン燃焼器及びガスタービン |
| JP3502171B2 (ja) * | 1994-12-05 | 2004-03-02 | 株式会社日立製作所 | ガスタービンの制御方法 |
| JP3772633B2 (ja) * | 2000-03-17 | 2006-05-10 | 株式会社日立製作所 | ガスタービンの制御方法 |
| JP2001265427A (ja) * | 2000-03-17 | 2001-09-28 | Kurita Water Ind Ltd | 情報収集システム |
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- 2007-12-17 JP JP2007324163A patent/JP4760823B2/ja not_active Expired - Fee Related
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