JP6037954B2 - Boiler tube leak detection device, boiler tube leak detection method, data monitoring center using these, information providing service, and boiler plant. - Google Patents

Boiler tube leak detection device, boiler tube leak detection method, data monitoring center using these, information providing service, and boiler plant. Download PDF

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Description

本発明は、ボイラチューブリークの検出装置、及びボイラチューブリークの検出方法に関する。また、これらを用いたデータ監視センタ、情報提供サービス、ボイラプラントに関する。
The present invention relates to a boiler tube leak detection device and a boiler tube leak detection method. The present invention also relates to a data monitoring center, an information providing service, and a boiler plant using these.

ボイラプラントでは、石炭の燃焼によって生成した高温のガスを用いて、給水を複数の熱交換器にて加熱して蒸気を生成する。熱交換器は高温・高腐食性のガスと接触するため、クリープ、熱疲労、腐食などが原因で、金属材料が損傷する場合がある。金属材料が損傷すると、その損傷個所から蒸気が漏れる。この事象をチューブリークと呼ぶ。   In a boiler plant, steam is generated by heating feed water with a plurality of heat exchangers using high-temperature gas generated by coal combustion. Since heat exchangers come into contact with high-temperature, highly corrosive gases, metal materials may be damaged due to creep, thermal fatigue, or corrosion. When the metal material is damaged, steam leaks from the damaged part. This phenomenon is called tube leak.

ボイラ内を循環する蒸気量が一定になるように給水流量が制御されるため、チューブリークが発生すると給水流量が増加する。給水流量の増加は、発電コストの増加を招く。   Since the feed water flow rate is controlled so that the amount of steam circulating in the boiler is constant, the feed water flow rate increases when a tube leak occurs. An increase in the water supply flow rate causes an increase in power generation cost.

チューブリークが発生して給水流量が増加した際は、現場パトロールによりリーク発生個所を目視にて確認する。プラントを停止するとリーク発生箇所を確認できなくなるため、リーク発生箇所の目視確認はプラント運転中に実施する必要がある。   When the tube leak occurs and the feed water flow rate increases, the site where the leak occurs is visually confirmed by on-site patrol. When the plant is stopped, it is not possible to confirm the location where the leak has occurred, so it is necessary to visually check the location where the leak has occurred during plant operation.

一方、リークした蒸気が周囲のチューブに衝突すると、そのチューブも損傷する2次被害が発生する。そのため、リーク発生から時間が経過するに従って損傷範囲が拡大する。被害が拡大すると、補修期間が長くなるため、コスト損失が大きくなる。   On the other hand, when the leaked vapor collides with a surrounding tube, secondary damage that damages the tube occurs. For this reason, the damage range expands as time elapses from the occurrence of the leak. As damage increases, the repair period becomes longer, which increases cost loss.

従って、チューブリーク発生の早期検知、リーク発生位置の早期特定はプラントの保守コスト低減に寄与する。   Therefore, early detection of tube leak occurrence and early identification of the leak occurrence position contribute to a reduction in plant maintenance costs.

チューブリーク発生の早期検知、あるいはリーク発生位置の特定を実現する技術として、特許文献1〜3で公開されている技術がある。   As a technique for realizing early detection of tube leak occurrence or specifying a leak occurrence position, there are techniques disclosed in Patent Documents 1 to 3.

特許文献1は、ボイラプラントの熱交換器ではないが、補給水流量の計測値とリーク検出箇所の一つの配管上に設けた温度センサの計測値を用い、補給水流量の増加と温度変化からチューブリーク発生を検知する。特許文献2では、液体を収容するためのドレンポットを備え、ドレンポットにて液体を収容した際にチューブリーク発生を検知する。特許文献3では、音センサをボイラ建屋内に設置し、リーク音を検出した際にリーク発生を検知する。さらにリーク音の発生源を音響データの相互相関処理で求め、リーク位置を特定する。
Although patent document 1 is not a heat exchanger of a boiler plant, it uses the measured value of the make-up water flow rate and the measured value of the temperature sensor provided on one pipe of the leak detection point, from the increase in make-up water flow rate and the temperature change. Detects tube leaks. In patent document 2, the drain pot for accommodating a liquid is provided, and tube leak generation | occurrence | production is detected when a liquid is accommodated in a drain pot. In Patent Document 3, a sound sensor is installed in a boiler building, and when a leak sound is detected, the occurrence of leak is detected. Further, a leak sound source is obtained by cross-correlation processing of acoustic data, and the leak position is specified.

特開2008−144995号公報JP 2008-144959A 特開2011−141085号公報JP 2011-11085A 特開平9−229811号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-229811

特許文献1の技術は、給水流量の増加、温度の変化幅が閾値を超えた時にリーク発生を検知する。しかし、ボイラプラントでは負荷、バーナパターン、炭種を変更するなど、多種多様な運転パターンがある。運転パターン毎に温度の基準となる値が異なるため、チューブリーク発生検知のための閾値も異なる。従って、本技術を適用するには、閾値を運転パターン毎に設定する必要がある。   The technique of Patent Document 1 detects the occurrence of a leak when the increase in the feed water flow rate and the temperature change width exceed a threshold value. However, there are various operation patterns in boiler plants, such as changing the load, burner pattern, and coal type. Since the temperature reference value is different for each operation pattern, the threshold value for detecting tube leak occurrence is also different. Therefore, in order to apply this technique, it is necessary to set a threshold value for every driving pattern.

特許文献2、特許文献3の技術では、ドレンポットの設置、音センサの設置など、チューブリークを検知するために新たなハードウェアが必要であり、これはコスト増加の要因となる。   In the techniques of Patent Document 2 and Patent Document 3, new hardware is required to detect tube leaks such as the installation of a drain pot and the installation of a sound sensor, which causes an increase in cost.

本発明の目的は、ボイラチューブリークの早期検知とリーク位置の早期特定を実現する、誤検知が抑制されたボイラチューブリーク検出装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a boiler tube leak detection device that realizes early detection of a boiler tube leak and early specification of a leak position and that suppresses erroneous detection.

上記課題を解決するための手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、本発明のボイラチューブリーク検出装置は以下の構成とする。   A plurality of means for solving the above-described problems are included, and as an example, the boiler tube leak detection device of the present invention has the following configuration.

ボイラプラントの状態量を計測した計測信号がデータ項目別に保存される計測信号データベースと、前記ボイラプラントの運転状態の変化を検知する状態変化検知部と、前記状態変化検知部で検知した変化をリークか評価する検知内容評価部を備えたボイラチューブリーク検出装置において、前記状態変化検知部には、前記計測信号データベースから第一の計測信号データが入力され、前記データ項目の一部を監視グループとしてグループ化する監視データ抽出部と、前記ボイラプラントの運転パターンを識別する運転パターン評価部と、前記識別された運転パターン毎にかつ前記監視グループ毎に、前記グループ化されたデータ項目に属する第一の計測信号データを分類して診断モデルを構築する分類部と、前記診断モデルと第二の計測信号を比較することで運転状態が変化したことを検知する検知部が備えられ、前記監視データ抽出部がグループ化するデータ項目に前記ボイラプラントの複数ある熱交換器のメタル温度が含まれることを特徴としたボイラチューブリーク検出装置。
A measurement signal database in which measurement signals obtained by measuring the state quantity of the boiler plant are stored for each data item, a state change detection unit for detecting a change in the operation state of the boiler plant, and a change detected by the state change detection unit are leaked. In the boiler tube leak detection device including a detection content evaluation unit for evaluating, the state change detection unit receives first measurement signal data from the measurement signal database, and a part of the data items is set as a monitoring group. A monitoring data extraction unit for grouping, an operation pattern evaluation unit for identifying an operation pattern of the boiler plant, a first belonging to the grouped data item for each identified operation pattern and for each monitoring group A classifying unit that classifies the measurement signal data of each of them to construct a diagnostic model; and A detection unit that detects that the operating state has changed by comparing the two is included, and the data item grouped by the monitoring data extraction unit includes the metal temperature of a plurality of heat exchangers in the boiler plant. Boiler tube leak detection device.

ボイラチューブリークの早期検知とリーク位置の早期特定を実現する、誤検知が抑制されたボイラチューブリーク検出装置を提供する。   Provided is a boiler tube leak detection device that realizes early detection of a boiler tube leak and early identification of a leak position, in which erroneous detection is suppressed.

上記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.

本発明の第1の実施例であるボイラチューブリーク検出装置を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the boiler tube leak detection apparatus which is 1st Example of this invention. ボイラチューブリーク検出装置の動作を説明する動作フローチャート図である。It is an operation | movement flowchart figure explaining operation | movement of a boiler tube leak detection apparatus. ボイラプラントの実施形態を示した図である。It is the figure which showed embodiment of the boiler plant. 計測信号データベースに保存されるデータの態様、及び監視データ抽出部の動作を説明する図である。It is a figure explaining the mode of the data preserve | saved at a measurement signal database, and the operation | movement of a monitoring data extraction part. 運転パターン評価部の動作を説明するフローチャート図である。It is a flowchart figure explaining operation | movement of a driving | running pattern evaluation part. 分類部、及び検知部にて計測信号を分類する機能を説明する図である。It is a figure explaining the function which classifies a measurement signal in a classification part and a detection part. 分類部で分類用データ信号を分類した結果、及び検知部にて検知用信号を分類した結果を説明する図である。It is a figure explaining the result of having classified the data signal for classification in a classification part, and the result of having classified the signal for detection in a detection part. チューブリーク発生時、灰脱落発生時の給水流量、メタル温度、及び分類結果であるカテゴリー番号の経時変化を説明する図である。It is a figure explaining the time-dependent change of the category number which is the feed water flow volume at the time of tube leak generation | occurrence | production, the time of ash fall | offset | occurrence | production, metal temperature, and a classification result. 検知内容推定部の動作を説明するフローチャート図である。It is a flowchart figure explaining operation | movement of the detection content estimation part. 検知内容推定部のステップの動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the step of a detection content estimation part. 過去事例データベースに保存されるデータの態様を説明する図である。It is a figure explaining the aspect of the data preserve | saved in the past example database. 画像表示装置に表示される画面の実施例を説明する図である。It is a figure explaining the Example of the screen displayed on an image display apparatus. 本発明の第2の実施例であるボイラチューブリーク検出装置を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the boiler tube leak detection apparatus which is the 2nd Example of this invention. ボイラ特性計算部の計算結果を説明する図である。It is a figure explaining the calculation result of a boiler characteristic calculation part. 本発明の第3の実施例を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the 3rd Example of the present invention. 送信情報決定部の動作フローチャート図である。It is an operation | movement flowchart figure of a transmission information determination part.

次に、本発明の実施例であるボイラチューブリーク検出装置について、図面を参照して以下に説明する。
Next, a boiler tube leak detection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の第1の実施例であるボイラチューブリーク検出装置400を説明するブロック図である。ボイラチューブリーク検出装置400を用いてボイラプラント100を監視する。ボイラプラント100の構成については、図3を用いて後述する。 ボイラチューブリーク検出装置400は、演算装置として状態変化検知部700を構成する監視データ抽出部710、運転パターン評価部720、分類部730、検知部750と、検知内容評価部800を構成する検知内容推定部810を備えている。また、ボイラチューブリーク検出装置400はデータベースとして計測信号データベース510、診断モデルデータベース740、過去事例データベース820を備えている。なお図1においては、データベースをDBと略記している。   FIG. 1 is a block diagram for explaining a boiler tube leak detection apparatus 400 according to the first embodiment of the present invention. Boiler plant 100 is monitored using boiler tube leak detection device 400. The configuration of the boiler plant 100 will be described later with reference to FIG. The boiler tube leak detection device 400 includes a monitoring data extraction unit 710, an operation pattern evaluation unit 720, a classification unit 730, a detection unit 750, and a detection content that constitutes a detection content evaluation unit 800, which constitute a state change detection unit 700 as an arithmetic device. An estimation unit 810 is provided. The boiler tube leak detection apparatus 400 includes a measurement signal database 510, a diagnostic model database 740, and a past case database 820 as databases. In FIG. 1, the database is abbreviated as DB.

計測信号データベース510、診断モデルデータベース740、過去事例データベース820には、電子化された情報が保存されており、通常電子ファイル(電子データ)と呼ばれる形態で情報が保存される。   The measurement signal database 510, the diagnostic model database 740, and the past case database 820 store computerized information, and the information is stored in a form called a normal electronic file (electronic data).

また、ボイラチューブリーク検出装置400は、外部とのインターフェイスとして外部入力インターフェイス410及び外部出力インターフェイス420を備えている。   The boiler tube leak detection apparatus 400 includes an external input interface 410 and an external output interface 420 as interfaces with the outside.

そして、外部入力インターフェイス410を介してボイラプラント100の運転状態である各種状態量を計測した計測信号1と、運転管理室900に備えられている、例えばキーボード920及びマウス930で構成される外部入力装置910の操作で作成する外部入力信号2がボイラチューブリーク検出装置400に取り込まれる。また、外部出力インターフェイス420を介して、画像表示情報7を運転管理室900に備えられている画像表示装置940に出力する。   And the measurement signal 1 which measured the various state quantities which are the operating states of the boiler plant 100 via the external input interface 410, and the external input comprised by the operation management room 900, for example, comprised with the keyboard 920 and the mouse 930, for example. The external input signal 2 created by the operation of the device 910 is taken into the boiler tube leak detection device 400. Further, the image display information 7 is output to the image display device 940 provided in the operation management room 900 via the external output interface 420.

図1に示したボイラチューブリーク検出装置400において、ボイラプラント100の各種状態量を計測した計測信号1は外部入力インターフェイス410を介して取り込まれる。計測信号3は、計測信号データベース510に保存する。   In the boiler tube leak detection apparatus 400 shown in FIG. 1, the measurement signal 1 obtained by measuring various state quantities of the boiler plant 100 is taken in via the external input interface 410. The measurement signal 3 is stored in the measurement signal database 510.

ボイラチューブリーク検出装置400は、モデル構築処理と診断処理の二つの処理モードを持つ。モデル構築処理では、計測信号データベースの正常状態と判断された期間の計測信号を用いて、診断モデルを構築する。診断モデルはクラスタリング技術により構築され、正常状態の計測信号がいくつかのデータグループに分類される。次に、診断処理では、診断する時刻の計測信号を処理する。計測信号が正常状態の時と同じ特性であれば、診断モデルのデータグループのいずれか1つに分類される。特性が異なる場合は、診断モデルのデータグループには属さないことになる。尚、データグループの構築方法は、図6、7を用いて後述する。   The boiler tube leak detection apparatus 400 has two processing modes: model construction processing and diagnostic processing. In the model construction process, a diagnostic model is constructed using a measurement signal in a period determined to be normal in the measurement signal database. The diagnostic model is constructed by clustering technology, and the measurement signals in the normal state are classified into several data groups. Next, in the diagnosis process, the measurement signal at the time to be diagnosed is processed. If the measurement signal has the same characteristics as in the normal state, it is classified into one of the data groups of the diagnostic model. If the characteristics are different, they do not belong to the diagnostic model data group. A data group construction method will be described later with reference to FIGS.

ボイラにてチューブリークが発生すると計測信号の特性が正常状態とは異なる。そこで、本実施例のボイラチューブリーク検出装置400では、診断する計測信号が診断モデルのデータグループに分類されなかった場合に、チューブリークの発生を検知する。   When tube leak occurs in the boiler, the characteristics of the measurement signal are different from the normal state. Therefore, the boiler tube leak detection apparatus 400 according to the present embodiment detects the occurrence of tube leak when the measurement signal to be diagnosed is not classified into the data group of the diagnosis model.

しかし、ボイラの特性は、負荷、炭種、バーナパターンなどの運転パターンに応じて変化する。また、熱交換器に付着している灰の脱落などの外乱によっても変化する。   However, the characteristics of the boiler vary depending on the operation pattern such as the load, the coal type, and the burner pattern. Moreover, it changes also by disturbances, such as omission of the ash adhering to a heat exchanger.

本実施例のボイラチューブリーク検出装置400は、運転パターン変化、外乱とボイラチューブリークを区別して検出する。これは、状態変化検知部700と検知内容評価部800にて実現している。   The boiler tube leak detection apparatus 400 of this embodiment distinguishes and detects operation pattern changes, disturbances, and boiler tube leaks. This is realized by the state change detection unit 700 and the detection content evaluation unit 800.

状態変化検知部700は、計測信号データベース510に保存されている計測信号4を用いてボイラプラント100を診断し、ボイラプラント100の状態が変化したかどうかを評価する。状態変化検知部700の動作により得られる検知結果5は、検知内容評価部800、及び外部出力インターフェイス420に出力する。   The state change detection unit 700 diagnoses the boiler plant 100 using the measurement signal 4 stored in the measurement signal database 510 and evaluates whether the state of the boiler plant 100 has changed. The detection result 5 obtained by the operation of the state change detection unit 700 is output to the detection content evaluation unit 800 and the external output interface 420.

まず、モデル構築処理モードの状態変化検知部700の動作を述べる。モデル構築処理モードでは、監視データ抽出部710、運転パターン評価部720、分類部730、診断モデルデータベース740を動作させる。   First, the operation of the state change detection unit 700 in the model construction processing mode will be described. In the model construction processing mode, the monitoring data extraction unit 710, the driving pattern evaluation unit 720, the classification unit 730, and the diagnostic model database 740 are operated.

監視データ抽出部710では、予め定められたデータ項目、及び正常と定義された期間のデータを計測信号データベース510から抽出する。この正常と定義された期間のデータをここでは第一の計測信号データと呼称する。監視データ抽出部710でデータ項目単位で抽出しグループ化した監視データグループ信号701は、運転パターン評価部720に出力する。   The monitoring data extraction unit 710 extracts a predetermined data item and data for a period defined as normal from the measurement signal database 510. The data for the period defined as normal is referred to herein as first measurement signal data. The monitoring data group signal 701 extracted and grouped in units of data items by the monitoring data extraction unit 710 is output to the operation pattern evaluation unit 720.

運転パターン評価部720では、運転パターンを識別し、監視データグループ信号701のデータを運転パターン毎に区別する。ここで運転パターンとは、負荷、炭種、バーナパターンなどであり、例えば監視グループとして抽出したデータの中に含まれた石炭流量のデータ等から読み取ったデータに基づき評価する。運転パターン評価結果と監視データグループ信号で構成される分類用データ信号702は、分類部730に送信する。   The driving pattern evaluation unit 720 identifies driving patterns and distinguishes the data of the monitoring data group signal 701 for each driving pattern. Here, the operation pattern is a load, a coal type, a burner pattern, and the like, and is evaluated based on data read from, for example, coal flow rate data included in data extracted as a monitoring group. A classification data signal 702 composed of the operation pattern evaluation result and the monitoring data group signal is transmitted to the classification unit 730.

分類部730では、クラスタリング技術を用いて分類用データ信号702に含まれる監視データグループ信号を分類し、診断モデルを構築する。尚、診断モデル703は監視パターン毎かつ運転パターン毎に生成する。分類部730で構築した診断モデル703は、診断モデルデータベース740に保存する。   The classification unit 730 classifies the monitoring data group signal included in the classification data signal 702 using a clustering technique, and constructs a diagnostic model. The diagnostic model 703 is generated for each monitoring pattern and each driving pattern. The diagnostic model 703 constructed by the classification unit 730 is stored in the diagnostic model database 740.

次に、診断処理モードの状態変化検知部700の動作を説明する。診断処理モードでは、監視データ抽出部710、運転パターン評価部720、検知部750を動作させる。   Next, the operation of the state change detection unit 700 in the diagnostic processing mode will be described. In the diagnosis processing mode, the monitoring data extraction unit 710, the operation pattern evaluation unit 720, and the detection unit 750 are operated.

監視データ抽出部710では、予め定められたデータ項目、及び診断する期間のデータを計測信号データベース510から抽出する。この診断する期間のデータをここでは第二の計測信号データと呼称する。監視データ抽出部710で抽出した監視データグループ信号701は、運転パターン評価部720に出力する。   The monitoring data extraction unit 710 extracts predetermined data items and data for a diagnosis period from the measurement signal database 510. Here, the data of the period to be diagnosed is referred to as second measurement signal data. The monitoring data group signal 701 extracted by the monitoring data extraction unit 710 is output to the operation pattern evaluation unit 720.

運転パターン評価部720では、監視データグループ信号701のデータを運転パターン毎に区別する。運転パターン評価結果と監視データグループ信号で構成される検知用データ信号706は、検知部750に送信する。   The driving pattern evaluation unit 720 distinguishes the data of the monitoring data group signal 701 for each driving pattern. A detection data signal 706 including the operation pattern evaluation result and the monitoring data group signal is transmitted to the detection unit 750.

検知部750では、現在の運転パターンに対応した診断モデルを診断モデルデータベース740から診断モデルデータベース情報704として抽出する。また、検知用データ信号706と抽出した診断モデルを用い、ボイラプラント100の状態が変化したかどうかを診断する。   The detection unit 750 extracts a diagnostic model corresponding to the current driving pattern from the diagnostic model database 740 as diagnostic model database information 704. Moreover, it is diagnosed whether the state of the boiler plant 100 changed using the detection data signal 706 and the extracted diagnostic model.

このように、本実施例のボイラチューブリーク検出装置400では、負荷、炭種、バーナパターンなどの運転パターンに応じて診断モデルを切り替えて診断するため、運転パターン変化によるプラント特性の変化を考慮した診断が可能となる。尚、状態変化検知部700の詳細及び診断方法については、図4〜図7を用いて後述する。   Thus, in the boiler tube leak detection apparatus 400 of the present embodiment, the diagnosis model is switched according to the operation pattern such as the load, the coal type, the burner pattern, etc., so that the change in the plant characteristics due to the operation pattern change is considered. Diagnosis is possible. Details of the state change detection unit 700 and a diagnosis method will be described later with reference to FIGS.

検知内容評価部800は、診断処理モードにおいて動作させる。検知内容評価部800では、計測信号4及び検知結果5を用いて、検知内容を評価する。検知内容の例として、チューブリークの発生位置を特定する内容が挙げられる。検知内容評価部800の動作により得られる検知内容推定結果6は、外部出力インターフェイス420に出力する。以下、検知内容評価部800の概略を述べる。   The detection content evaluation unit 800 is operated in the diagnosis processing mode. The detection content evaluation unit 800 evaluates the detection content using the measurement signal 4 and the detection result 5. As an example of the detected content, there is content that specifies the occurrence position of the tube leak. The detection content estimation result 6 obtained by the operation of the detection content evaluation unit 800 is output to the external output interface 420. The outline of the detection content evaluation unit 800 will be described below.

検知内容推定部810では、過去事例データベース820に保存されている過去事例データベース情報802、計測信号4、診断結果5に基づいて検知内容を推定する。検知内容推定結果6は外部出力インターフェイス420に出力する。検知内容にはボイラチューブリークの発生有無、及びチューブリーク発生時にはその発生位置に関する情報が含まれる。尚、検知内容評価部800の詳細は、図8〜図9を用いて後述する。   The detection content estimation unit 810 estimates the detection content based on the past case database information 802, the measurement signal 4, and the diagnosis result 5 stored in the past case database 820. The detection content estimation result 6 is output to the external output interface 420. The contents of detection include information on the occurrence / non-occurrence of boiler tube leak and information on the occurrence position when tube leak occurs. Details of the detection content evaluation unit 800 will be described later with reference to FIGS.

診断結果5と検知内容推定結果6は、外部出力インターフェイス420にて画像表示情報7に変換し、画像表示装置940に送信される。   The diagnosis result 5 and the detection content estimation result 6 are converted into image display information 7 by the external output interface 420 and transmitted to the image display device 940.

このようにして、本実施例のボイラチューブリーク検出装置400では、ボイラプラント100でチューブリークが発生した場合、リーク発生の検知結果とリークの発生位置を画像表示装置940に表示し、オペレータに情報を提供する。   Thus, in the boiler tube leak detection apparatus 400 of the present embodiment, when a tube leak occurs in the boiler plant 100, the detection result of the leak occurrence and the leak occurrence position are displayed on the image display device 940, and information is provided to the operator. I will provide a.

なお、本実施例のボイラチューブリーク検出装置400においては、状態変化検知部700、検知内容評価部800、計測信号データベース510がボイラチューブリーク検出装置400の内部に備えられているが、これらの一部の装置をボイラチューブリーク検出装置400の外部に配置し、データのみを装置間で通信するようにしてもよい。   In the boiler tube leak detection device 400 of this embodiment, the state change detection unit 700, the detection content evaluation unit 800, and the measurement signal database 510 are provided in the boiler tube leak detection device 400. May be arranged outside the boiler tube leak detection device 400 so that only data is communicated between the devices.

また、図1はそれぞれの機能の関係性を表した図であり、その実装や装置の態様は、図に示される区分や包含関係に限られるものではない。例えば図1のように状態検知部700に診断モデルDB740が含まれていてもよいし、例えば他のDBと併用されていても本実施例効果は得られる。   Further, FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the functions, and the implementation and the mode of the apparatus are not limited to the divisions and inclusion relationships shown in the figure. For example, the diagnostic model DB 740 may be included in the state detection unit 700 as shown in FIG. 1, or the effects of this embodiment can be obtained even when used in combination with other DBs.

また、ボイラチューブリーク検出装置400に設置された計測信号データベース510、診断モデル740、過去事例データベース820に保存されている情報は、任意に運転管理室900の画像表示装置940に表示できるようになっている。また、これらの情報は、キーボード920とマウス930で構成する外部入力装置910を操作して生成する外部入力信号2で、修正できる。   In addition, information stored in the measurement signal database 510, the diagnostic model 740, and the past case database 820 installed in the boiler tube leak detection device 400 can be arbitrarily displayed on the image display device 940 of the operation management room 900. ing. These pieces of information can be corrected by an external input signal 2 generated by operating an external input device 910 including a keyboard 920 and a mouse 930.

また、図示していないが、本実施例の実施形態として、チューブリーク検出装置400を動作させて得られた情報を運転員に提供する情報提供サービス、チューブリーク検出装置400を搭載した運転制御装置、ボイラ装置、ボイラプラントなども含まれる。   Although not shown, as an embodiment of the present embodiment, an information providing service for providing information obtained by operating the tube leak detection device 400 to the operator, and an operation control device equipped with the tube leak detection device 400 Boiler equipment, boiler plant, etc. are also included.

図2はボイラチューブリーク検出装置400の動作を説明する動作フローチャート図である。   FIG. 2 is an operation flowchart illustrating the operation of the boiler tube leak detection apparatus 400.

まず、ステップ1000では、以下の条件を満足する時にモデル構築モードで動作すると判定し、診断モデルを構築する。それ以外の時は診断モードで動作すると判定する。   First, in step 1000, it is determined that the model construction mode is operated when the following conditions are satisfied, and a diagnostic model is constructed. In other cases, it is determined to operate in the diagnosis mode.

・ボイラチューブリーク検出装置400を最初に使用する時、すなわち、診断モデルが存在しない時。   When the boiler tube leak detection device 400 is used for the first time, that is, when there is no diagnostic model.

・運転パターン評価部720にて新しい運転パターンを検出し、診断モデルを追加する必要が生じた時。   -When the driving pattern evaluation unit 720 detects a new driving pattern and needs to add a diagnostic model.

・外部入力装置910からの入力で、モデル構築のリクエストがあった時。   -When there is a request for model construction by input from the external input device 910.

モデル構築モードの場合はステップ1010に進み、診断モードの場合はステップ1020に進む。   If it is in the model construction mode, the process proceeds to step 1010. If it is in the diagnosis mode, the process proceeds to step 1020.

ステップ1010では、状態変化検知部700の監視データ抽出部710、運転パターン評価部720、分類部730を動作させ、診断モデルを構築する。   In step 1010, the monitoring data extraction unit 710, the operation pattern evaluation unit 720, and the classification unit 730 of the state change detection unit 700 are operated to construct a diagnostic model.

ステップ1020では、1サイクル前の診断終了後から予め定められた診断周期の時間が経過したかどうかを判定し、時間が経過する前であればステップ1020に戻り、時間が経過している場合はステップ1030に進む。   In Step 1020, it is determined whether or not a predetermined diagnosis cycle time has elapsed since the end of the diagnosis one cycle before. If the time has elapsed, the process returns to Step 1020. Proceed to step 1030.

ステップ1030では、状態変化検知部700の監視データ抽出部710、運転パターン評価部720、検知部750を動作させて、ボイラプラント100を診断する。   In step 1030, the monitoring data extraction unit 710, the operation pattern evaluation unit 720, and the detection unit 750 of the state change detection unit 700 are operated to diagnose the boiler plant 100.

ステップ1040では、ステップ1030にて動作させた検知部750でプラントの異常を検知したかどうかを評価する。検知した場合はステップ1050に進み、検知しなかった場合はステップ1060に進む。   In Step 1040, it is evaluated whether or not a plant abnormality is detected by the detection unit 750 operated in Step 1030. If detected, the process proceeds to step 1050, and if not detected, the process proceeds to step 1060.

ステップ1050では、検知内容評価部800を動作させて、検知内容を評価する。   In step 1050, the detected content evaluation unit 800 is operated to evaluate the detected content.

ステップ1060では、外部入力装置910からの外部入力信号2により、ボイラチューブリーク検出装置400を終了させるリクエストがあった時は終了へ進み、それ以外の時はステップ1000に戻る。   In step 1060, when there is a request to end the boiler tube leak detection device 400 by the external input signal 2 from the external input device 910, the process proceeds to the end, and otherwise returns to step 1000.

図3はボイラプラント100の実施形態を示した図である。   FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the boiler plant 100.

本実施例はボイラ200、ボイラ200で発生させた蒸気により駆動する蒸気タービン300を主構成要素とする火力発電プラントである(発電機は図示していない)。ボイラプラント100は、負荷要求指令に基づいて、指定された負荷(発電出力)に制御する。蒸気加減弁290の弁開度を調節することで、タービン300へ導かれる蒸気流量261が変化し発電出力が変化する。   The present embodiment is a thermal power plant having a boiler 200 and a steam turbine 300 driven by steam generated by the boiler 200 as main components (a generator is not shown). The boiler plant 100 controls the specified load (power generation output) based on the load request command. By adjusting the valve opening degree of the steam control valve 290, the steam flow rate 261 guided to the turbine 300 changes and the power generation output changes.

その他にも水・蒸気系統には、蒸気タービン300から出た蒸気を冷却して液体にする復水器310、復水器310で冷却された水をボイラ給水として再びボイラ200へ送り込む給水ポンプ320がある。また、図示していないが、実際のプラントには蒸気タービン300の途中段から抜き出した一部の蒸気を加熱源としてボイラ給水を予熱する給水加熱器もある。   In addition, the water / steam system includes a condenser 310 that cools the steam emitted from the steam turbine 300 into a liquid, and a water supply pump 320 that feeds water cooled by the condenser 310 back to the boiler 200 as boiler feed water. There is. Although not shown in the drawings, an actual plant also includes a feed water heater that preheats boiler feed water using a part of steam extracted from the middle stage of the steam turbine 300 as a heating source.

一方、ボイラから排出される燃焼ガス201の系統には、排ガスを浄化するための排ガス処理装置330、浄化したガス331を放出する煙突340がある。   On the other hand, in the system of the combustion gas 201 discharged from the boiler, there are an exhaust gas treatment device 330 for purifying exhaust gas and a chimney 340 for discharging the purified gas 331.

燃料である石炭381は燃料供給量調整弁380を介して、石炭粉砕機(ミル)350に送られる。また、石炭搬送と燃焼調整にもちいる空気382は空気量調整弁370を介して、石炭粉砕機350とバーナ210に供給される。石炭粉砕機350で粉末(微粉炭)となった石炭は、空気で搬送されてバーナ210に供給される。バーナ210の上部にはアフタエアポート220が配置され、アフタエアポート220には空気383が空気量調整弁360を介して供給される。   Coal 381 as fuel is sent to a coal pulverizer (mill) 350 via a fuel supply amount adjustment valve 380. In addition, air 382 used for coal conveyance and combustion adjustment is supplied to the coal pulverizer 350 and the burner 210 via an air amount adjustment valve 370. Coal that has been powdered (pulverized coal) by the coal pulverizer 350 is conveyed by air and supplied to the burner 210. An after air port 220 is disposed on the upper portion of the burner 210, and air 383 is supplied to the after air port 220 via an air amount adjustment valve 360.

次にボイラ200の構成について説明する。   Next, the configuration of the boiler 200 will be described.

燃料を燃焼させるバーナ210がある火炉は炉内が高温になるため、壁面全体を冷却すると共に燃焼ガスの熱を回収する水壁230と呼ばれる冷却壁がある。ボイラ200内には他にも節炭器280、1次過熱器270、2次過熱器240、3次過熱器250、4次過熱器260からなる熱交換器があり、これらによって燃焼ガスの熱を回収して高温蒸気を生成する。   A furnace having a burner 210 for burning fuel has a cooling wall called a water wall 230 that cools the entire wall surface and collects the heat of the combustion gas because the inside of the furnace becomes hot. In the boiler 200, there are other heat exchangers including a economizer 280, a primary superheater 270, a secondary superheater 240, a tertiary superheater 250, and a fourth superheater 260. Is recovered to produce high-temperature steam.

尚、図中には記載していないが、プラントには、ガスの組成、温度、圧力や、蒸気の温度、圧力、熱交換器のメタル温度などを計測するためのセンサーが多数配置されており、この計測結果はデータ送信装置390から計測情報1としてボイラチューブリーク検出装置400に送信される。また、図示していないが、ボイラのバーナ210は火炉前後に水平方向に複数本、高さ方向に複数段設置し、アフタエアポートは、火炉前後に水平方向に複数本配置するのが一般的である。   Although not shown in the figure, the plant has many sensors for measuring gas composition, temperature, pressure, steam temperature, pressure, heat exchanger metal temperature, etc. The measurement result is transmitted as measurement information 1 from the data transmission device 390 to the boiler tube leak detection device 400. Although not shown, it is common to install a plurality of boiler burners 210 in the horizontal direction before and after the furnace and a plurality of stages in the height direction, and a plurality of after airports in the horizontal direction before and after the furnace. is there.

図3(b)は給水からタービンに供給されるまでの蒸気の経路を示す図である。図3(b)に示すように、ボイラ給水はまず節炭器280に導かれ、その後水壁230、1次過熱器270、2次過熱器240、3次過熱器250、4次過熱器260の順に通って昇温され、主蒸気261となって蒸気タービン300へ流入する。高圧蒸気タービン300で仕事をした蒸気は復水器310で液体となり、給水ポンプ320で再びボイラへ送られる。   FIG. 3 (b) is a diagram showing a steam path from the feed water to the turbine. As shown in FIG. 3 (b), the boiler feed water is first guided to the economizer 280, and then the water wall 230, the primary superheater 270, the secondary superheater 240, the tertiary superheater 250, and the fourth superheater 260. In this order, the main steam 261 flows into the steam turbine 300. The steam that has worked in the high-pressure steam turbine 300 becomes liquid in the condenser 310 and is sent again to the boiler by the feed water pump 320.

図3(c)は、3次過熱器250の上面図である。過熱器を構成するチューブ251(細線)は、ボイラの幅方向および奥行き方向に複数本配置される。チューブの形状として例えば、図3(c)の奥行き方向にUの字型をしており、その片側から入った蒸気は反対側の出口から戻ってくる。また、過熱器にはチューブメタル温度の計測器252が(例えば図の太線箇所蒸気出口部に)取り付けられている。一般に、メタル温度計測器は数本〜数十本おきに取り付けられている。   FIG. 3C is a top view of the tertiary superheater 250. A plurality of tubes 251 (thin lines) constituting the superheater are arranged in the width direction and the depth direction of the boiler. As a shape of the tube, for example, it is U-shaped in the depth direction of FIG. 3 (c), and the steam entering from one side returns from the outlet on the opposite side. Further, a tube metal temperature measuring device 252 is attached to the superheater (for example, at a thick line portion steam outlet portion in the figure). In general, every several to several tens of metal temperature measuring instruments are attached.

図4は、計測信号データベース510に保存されるデータの態様、及び監視データ抽出部710の動作を説明する図である。   FIG. 4 is a diagram for explaining the mode of data stored in the measurement signal database 510 and the operation of the monitoring data extraction unit 710.

図4(a)は、計測信号データベース510に保存されるデータの態様を示す図である。図4(a)に示すように、計測信号データベース510には、プラント100に対して計測した運転データである計測信号1(図では、データ項目A、B、Cを記載)の値が、サンプリング周期(縦軸の時刻)毎に保存される。   FIG. 4A is a diagram illustrating a mode of data stored in the measurement signal database 510. As shown in FIG. 4A, in the measurement signal database 510, the value of the measurement signal 1 (data items A, B, and C are shown in the figure) that is operation data measured for the plant 100 is sampled. Stored for each period (time on the vertical axis).

表示画面511において縦横に移動可能なスクロールボックス512及び513を用いることにより、広範囲のデータをスクロール表示することができる。   By using scroll boxes 512 and 513 that can move vertically and horizontally on the display screen 511, a wide range of data can be scroll-displayed.

図4(b)は、監視データ抽出部710のブロック図である。診断箇所、及び範囲に応じて、データ項目を複数のグループに分割する。例えば、運転パターンを評価する監視グループ1、主給水流量を監視する監視グループ2、1次過熱器(1SH)出口メタル温度を監視する監視グループ3に分割しいる。   FIG. 4B is a block diagram of the monitoring data extraction unit 710. Data items are divided into a plurality of groups according to the diagnosis location and range. For example, it is divided into a monitoring group 1 for evaluating the operation pattern, a monitoring group 2 for monitoring the main feed water flow rate, and a monitoring group 3 for monitoring the primary superheater (1SH) outlet metal temperature.

図4(c)はそれぞれのグループのデータ項目を示す図である。このような監視グループは、外部入力装置910を用いて、任意に追加・削除できる。本実施例では、熱交換器毎にメタル温度計測値をグループ化したが、ガスの流れに沿ってメタル温度計測値をグループ化してもよい。   FIG. 4C shows the data items of each group. Such a monitoring group can be arbitrarily added / deleted using the external input device 910. In this embodiment, the metal temperature measurement values are grouped for each heat exchanger, but the metal temperature measurement values may be grouped along the gas flow.

グループ化の仕方により異なる効果を得ることができる。例えば、各熱交換器がそれぞれ有する多数のチューブで計測されるメタル温度計測値に対応するデータ項目を、熱交換器ごとにグループ化する。それらチューブの位置関係と温度相関性を見ることで、特定の熱交換器の中のどのチューブでリークが起きたか早期にミス少なく検知できる効果が得られる。また、例えばボイラ缶の同じ幅方向の位置にある、複数の熱交換器それぞれのチューブであって、同じガス流れの上流と下流の位置関係にあるチューブのメタル温度計測値に対応するデータ項目で、ガスの流れ方向等の規則性に沿ってグループ化する。それら異なる熱交換器に位置するチューブの位置関係と温度相関性をガスの流れの観点で評価することで、正確なリーク判定を行い(例えば灰脱落、特定温度計の異常等他の事故による誤検出を抑制し)、リーク箇所発生熱交換機、チューブを早期に特定できる。また、後述するが、検知結果やデータは画像表示装置で表示され、運転員がデータ及びそのグラフの表示から視覚的に判断するケースもあるため、複数の観点でグループ化しておくことで多角的判断が可能となり判定精度が向上する効果も見込める。   Different effects can be obtained depending on the grouping method. For example, data items corresponding to metal temperature measurement values measured by a large number of tubes included in each heat exchanger are grouped for each heat exchanger. By looking at the positional relationship and temperature correlation between these tubes, it is possible to quickly detect which tube in the specific heat exchanger has leaked with less errors. In addition, for example, a data item corresponding to a metal temperature measurement value of a tube of each of a plurality of heat exchangers in the same width direction position of the boiler can and having the same gas flow upstream and downstream positional relationship. , Group according to regularity such as gas flow direction. By evaluating the positional relationship and temperature correlation of the tubes located in these different heat exchangers from the viewpoint of gas flow, accurate leak judgment is performed (for example, errors due to other accidents such as ash dropping, abnormalities in specific thermometers, etc.). Detection can be suppressed), and the leak location heat exchanger and tube can be identified early. As will be described later, detection results and data are displayed on the image display device, and there are cases where the operator visually judges from the display of the data and its graph. Judgment is possible and the effect of improving the judgment accuracy can be expected.

図5は、運転パターン評価部720の動作を説明するフローチャート図である。   FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the driving pattern evaluation unit 720.

まず、運転パターン評価部720の目的について説明する。ボイラプラント100の運転状態が過渡状態である場合、計測信号は不規則に変化する。また、バーナパターン、炭種、負荷などの運転パターンに応じて、プラントの特性が変化する。そのため、過渡状態、及び過去に経験したことのない運転パターンで運転した場合、プラントに異常が発生していなくても状態変化検知部700にて異常を検知する誤報が発生する可能性がある。   First, the purpose of the driving pattern evaluation unit 720 will be described. When the operation state of the boiler plant 100 is a transient state, the measurement signal changes irregularly. Moreover, the characteristics of the plant change according to the operation pattern such as the burner pattern, the coal type, and the load. Therefore, when operating in a transient state and an operation pattern that has not been experienced in the past, there is a possibility that a false alarm for detecting an abnormality in the state change detection unit 700 may occur even if no abnormality has occurred in the plant.

そこで、本実施例の状態変化検知部700では、過渡状態である場合には診断を実施しない。また、運転パターン毎に診断モデルを構築して診断することで、誤報の発生を抑制する。本機能を実現するには、プラントの運転状態が過渡状態であるか、定常状態であるかを判定する機能と、運転パターンを判別する機能が必要であり、本実施例の運転パターン評価部720にはこれらの機能が搭載されている。以下、フローチャートの各ステップの動作内容を述べる。   Therefore, the state change detection unit 700 according to the present embodiment does not perform diagnosis in a transient state. In addition, by constructing and diagnosing a diagnostic model for each driving pattern, the occurrence of false alarms is suppressed. In order to realize this function, a function for determining whether the operation state of the plant is a transient state or a steady state and a function for determining the operation pattern are required. The operation pattern evaluation unit 720 of this embodiment is required. Is equipped with these functions. Hereinafter, the operation content of each step of the flowchart will be described.

ステップ1100では、監視データ抽出部710で抽出した運転パターン監視のための計測信号を用いて、プラントの運転状態が定常状態であるか、過渡状態であるかを判定する。過渡状態とは、以下のいずれかの所定期間内の状態であり、それ以外は定常状態である。   In step 1100, using the measurement signal for operation pattern monitoring extracted by the monitoring data extraction unit 710, it is determined whether the operation state of the plant is a steady state or a transient state. The transient state is a state within one of the following predetermined periods, and the rest is a steady state.

・スートブロワ噴射開始からの所定期間。 ボイラプラント100では熱交換器に付着した灰を除去するために、チューブに蒸気を噴射するスートブロワ設備がある。スートブロワにより、熱交換器のメタル温度が変動する。   -A predetermined period from the start of soot blower injection. In the boiler plant 100, there is a soot blower facility that injects steam into a tube in order to remove ash adhering to the heat exchanger. The metal temperature of the heat exchanger varies due to the soot blower.

・バーナ点火・消火開始からの所定期間。 ボイラプラント100では、所望の負荷を得るために、負荷要求信号に合わせてバーナを点火・消火する。また、バーナ保守のためにバーナパターン変更を実施する。バーナ点火・消火時にはバーナに流れる石炭流量が大きく変化するため、石炭燃焼により発生するガスの温度も変動する。ガス温度の変動に伴い、メタル温度も変動する。   ・ Predetermined period from the start of burner ignition / extinguishing. In the boiler plant 100, the burner is ignited and extinguished in accordance with a load request signal in order to obtain a desired load. Also, the burner pattern is changed for burner maintenance. When the burner is ignited and extinguished, the flow rate of coal flowing through the burner changes greatly, so the temperature of the gas generated by coal combustion also varies. As the gas temperature varies, the metal temperature also varies.

・負荷変化時、及び負荷変化終了後の所定期間。 ボイラプラント100では、中央給電指令所からの指令に基づいた負荷要求信号を用いて、プラントの発電出力を変化させる。負荷変化中は、石炭流量、給水流量、空気流量を変化させる。その結果、ガス温度、蒸気温度が変動するため、メタル温度も変動する。   -A predetermined period after the load change and after the load change ends. In the boiler plant 100, the power generation output of the plant is changed using a load request signal based on a command from the central power supply command station. During the load change, the coal flow rate, feed water flow rate, and air flow rate are changed. As a result, since the gas temperature and the steam temperature fluctuate, the metal temperature also fluctuates.

ステップ1110では、各バーナに供給される石炭流量に基づいて、各バーナが点火状態であるか、消火状態であるかを評価し、バーナパターンを判別する。ステップ1120では、バーナに供給されている石炭の種類を判別する。石炭の種類は、例えば石炭の種類毎に割りつけられている炭種コードから判別する。ステップ1130では、発電機出力の計測値に基づいて負荷を判別する。本実施例では、これら運転パターンにより各値が変動することに対応したリーク検知方法を可能とする。   In step 1110, based on the coal flow rate supplied to each burner, it is evaluated whether each burner is in an ignition state or a fire extinguishing state, and a burner pattern is determined. In step 1120, the type of coal supplied to the burner is determined. The type of coal is determined from, for example, a coal type code assigned to each type of coal. In step 1130, the load is determined based on the measured value of the generator output. In the present embodiment, a leak detection method corresponding to fluctuation of each value depending on these operation patterns is made possible.

図6は、分類部730、及び検知部750にて分類用データ信号702、及び検知用データ信号706を分類する機能を説明する図である。分類部730が動作するか、検知部750が動作するかは、前述の通り状態変化検知部700の動作モードに依存する。   FIG. 6 is a diagram illustrating a function of classifying the classification data signal 702 and the detection data signal 706 by the classification unit 730 and the detection unit 750. Whether the classification unit 730 operates or the detection unit 750 operates depends on the operation mode of the state change detection unit 700 as described above.

本実施例では、信号を分類する技術として、適応共鳴理論(Adaptive Resonance Theory:ART)を適用した場合について述べる。尚、ベクトル量子化、サポートベクターマシン等、他のクラスタリング手法を用いることもできる。   In the present embodiment, a case where adaptive resonance theory (ART) is applied as a technique for classifying signals will be described. It should be noted that other clustering methods such as vector quantization and support vector machine can be used.

図6(a)に示すように、データ分類機能はデータ前処理装置610とARTモジュール620で構成する。データ前処理装置610は、運転データをARTモジュール620の入力データに変換する。   As shown in FIG. 6A, the data classification function includes a data preprocessing device 610 and an ART module 620. The data preprocessing device 610 converts the operation data into input data for the ART module 620.

以下に、前記データ前処理装置610及びARTモジュール620によるそれらの手順について説明する。   Hereinafter, those procedures performed by the data preprocessing device 610 and the ART module 620 will be described.

まず、データ前処理装置610において、計測項目毎にデータを正規化する。計測信号を正規化したデータNxi(n)及び正規化したデータの補数CNxi(n)(=1−Nxi(n))を含むデータを入力データIi(n)とする。この入力データIi(n)が、ARTモジュール620に入力される。   First, the data preprocessing device 610 normalizes data for each measurement item. Data including normalized data Nxi (n) of the measurement signal and the complement of the normalized data CNxi (n) (= 1−Nxi (n)) is defined as input data Ii (n). This input data Ii (n) is input to the ART module 620.

ARTモジュール620においては、入力データである分類用データ信号702、もしくは検知用データ信号706を複数のカテゴリーに分類する。   In the ART module 620, the classification data signal 702 or the detection data signal 706 that is input data is classified into a plurality of categories.

ARTモジュール620は、F0レイヤー621、F1レイヤー622、F2レイヤー623、メモリ624及び選択サブシステム625を備え、これらは相互に結合している。F1レイヤー622及びF2レイヤー623は、重み係数を介して結合している。重み係数は、入力データが分類されるカテゴリーのプロトタイプ(原型)を表している。ここで、プロトタイプとは、カテゴリーの代表値を表すものである。   The ART module 620 includes an F0 layer 621, an F1 layer 622, an F2 layer 623, a memory 624, and a selection subsystem 625, which are coupled to each other. The F1 layer 622 and the F2 layer 623 are connected via a weighting factor. The weighting factor represents the prototype (prototype) of the category into which the input data is classified. Here, the prototype represents a representative value of the category.

次に、ARTモジュール620のアルゴリズムについて説明する。   Next, the algorithm of the ART module 620 will be described.

ARTモジュール620に入力データが入力された場合のアルゴリズムの概要は、下記の処理1〜処理5のようになる。   The outline of the algorithm when input data is input to the ART module 620 is as shown in the following processing 1 to processing 5.

処理1:F0レイヤー621により入力ベクトルを正規化し、ノイズを除去する。   Process 1: The input vector is normalized by the F0 layer 621, and noise is removed.

処理2:F1レイヤー622に入力された入力データと重み係数との比較により、ふさわしいカテゴリーの候補を選択する。   Process 2: A suitable category candidate is selected by comparing the input data input to the F1 layer 622 with a weighting factor.

処理3:選択サブシステム625で選択したカテゴリーの妥当性がパラメータρとの比により評価される。妥当と判断されれば、入力データはそのカテゴリーに分類され、処理4に進む。一方、妥当と判断されなければ、そのカテゴリーはリセットされ、他のカテゴリーからふさわしいカテゴリーの候補を選択する(処理2を繰り返す)。パラメータρの値を大きくするとカテゴリーの分類が細かくなり、ρの値を小さくすると分類が粗くなる。このパラメータρをビジランス(vigilance)パラメータと呼ぶ。   Process 3: The validity of the category selected by the selection subsystem 625 is evaluated by the ratio with the parameter ρ. If it is determined to be valid, the input data is classified into the category, and the process proceeds to process 4. On the other hand, if it is not judged to be valid, the category is reset, and an appropriate category candidate is selected from the other categories (repeat processing 2). Increasing the value of parameter ρ makes the category classification finer, and decreasing the value of ρ makes the classification coarse. This parameter ρ is referred to as a vigilance parameter.

処理4:処理2において全ての既存のカテゴリーがリセットされると、入力データが新規カテゴリーに属すると判断され、新規カテゴリーのプロトタイプを表す新しい重み係数を生成する。   Process 4: When all the existing categories are reset in Process 2, it is determined that the input data belongs to the new category, and a new weighting factor representing the prototype of the new category is generated.

処理5:入力データがカテゴリーJに分類されると、カテゴリーJに対応する重み係数WJ(new)は、過去の重み係数WJ(old)及び入力データp(又は入力データから派生したデータ)を用いて下記式(1)により更新される。   Process 5: When input data is classified into category J, weight coefficient WJ (new) corresponding to category J uses past weight coefficient WJ (old) and input data p (or data derived from input data). And updated by the following equation (1).

ここで、Kwは、学習率パラメータ(0<Kw<1)であり、入力ベクトルを新しい重み係数に反映させる度合いを決定する値である。   Here, Kw is a learning rate parameter (0 <Kw <1), and is a value that determines the degree to which the input vector is reflected in the new weighting factor.

尚、式(1)及び後述する式(2)乃至式(12)の各演算式は前記ARTモジュール620に組み込まれている。   It should be noted that equations (1) and equations (2) to (12) described later are incorporated in the ART module 620.

ARTモジュール620のデータ分類アルゴリズムの特徴は、上記の処理4にある。   The feature of the data classification algorithm of the ART module 620 is the processing 4 described above.

処理4においては、学習した時のパターンと異なる入力データが入力された場合、記録されているパターンを変更せずに新しいパターンを記録することができる。このため、過去に学習したパターンを記録しながら、新たなパターンを記録することが可能となる。   In process 4, when input data different from the learned pattern is input, a new pattern can be recorded without changing the recorded pattern. Therefore, it is possible to record a new pattern while recording a pattern learned in the past.

このように、入力データとして予め与えた運転データを与えると、ARTモジュール620は与えられたパターンを学習する。したがって、学習済みのARTモジュール620に新たな入力データが入力されると、上記アルゴリズムにより、過去におけるどのパターンに近いかを判定することができる。また、過去に経験したことのないパターンであれば、新規カテゴリーに分類される。   As described above, when the operation data given in advance is given as input data, the ART module 620 learns the given pattern. Therefore, when new input data is input to the learned ART module 620, it is possible to determine which pattern in the past is close by the above algorithm. If the pattern has never been experienced before, it is classified into a new category.

図6(b)は、F0レイヤー621の構成を示すブロック図である。F0レイヤー621では、入力データIiを各時刻で再度正規化し、F1レイヤー621、及び選択サブシステム625に入力する正規化入力ベクトルui 0を作成する。 FIG. 6B is a block diagram showing the configuration of the F0 layer 621. In the F0 layer 621, the input data I i is normalized again at each time, and a normalized input vector u i 0 to be input to the F1 layer 621 and the selection subsystem 625 is created.

始めに、入力データIiから、式(2)に従ってwi 0を計算する。ここで、αは定数である。 First, w i 0 is calculated from the input data I i according to the equation (2). Here, α is a constant.

次に、wi 0を正規化したxi 0を、式(3)を用いて計算する。ここで、|| ||はノルムを表す記号である。 Next, x i 0 obtained by normalizing w i 0 is calculated using equation (3). Here, || || is a symbol representing a norm.

そして、式(4)を用いて、xi 0からノイズを除去したvi 0を計算する。ただし、θはノイズを除去するための定数である。式(4)の計算により、微小な値は0となるため、入力データのノイズが除去される。 Then, using equation (4), calculates the v i 0 obtained by removing noise from x i 0. However, θ is a constant for removing noise. Since the minute value becomes 0 by the calculation of the equation (4), noise of the input data is removed.

最後に、式(5)を用いて正規化入力ベクトルui 0を求める。ui 0はF1レイヤーの入力となる。 Finally, a normalized input vector u i 0 is obtained using Equation (5). u i 0 is input to the F1 layer.

図6(c)は、F1レイヤー622の構成を示すブロック図である。F1レイヤー622では、式(5)で求めたui 0を短期記憶として保持し、F2レイヤー722に入力するpiを計算する。F2レイヤーの計算式をまとめて式(6)〜式(12)に示す。ただし、a、bは定数、f()は式(4)で示した関数、TjはF2レイヤー722で計算する適合度である。 FIG. 6C is a block diagram showing the configuration of the F1 layer 622. In the F1 layer 622, u i 0 obtained by the equation (5) is held as a short-term memory, and p i input to the F2 layer 722 is calculated. The formulas for calculating the F2 layer are collectively shown in formulas (6) to (12). Here, a and b are constants, f () is a function shown in Equation (4), and T j is a fitness calculated by the F2 layer 722.

ただし、   However,

図7は分類部730で分類用データ信号702を分類した結果、及び検知部750にて検知用信号706を分類した結果を説明する図である。前述の通り、状態変化検知部700がモデル構築モードで動作する場合、分類部730が動作し、診断モードで動作する場合は検知部750が動作する。   FIG. 7 is a diagram for explaining the result of classifying the classification data signal 702 by the classification unit 730 and the result of classifying the detection signal 706 by the detection unit 750. As described above, the classification unit 730 operates when the state change detection unit 700 operates in the model construction mode, and the detection unit 750 operates when it operates in the diagnosis mode.

図7(a)は、ボイラプラント100から取得した計測信号1を、カテゴリーに分類した結果を説明する図である。横軸は、時間、縦軸は計測信号、カテゴリー番号である。図7(a)では、正常期間と診断期間が時間軸で連続するように示されているが、正常期間と診断機関が時間的に連続である必要はない。例えば、前日の正常状態と判断された一定時間帯をモデル構築モードで用いて診断モデルを作成し、別の日の一定時間帯を診断してもよい。図7(a)は、モデル構築モードで利用する正常状態と判断された期間(図左側)の計測信号データと、診断する期間(図右側)の計測信号データを比較したときのデータ例として示したものである。前者の計測信号データを第一の計測信号データ、後者の計測信号データを第二の計測信号データとして区別してもよい。   FIG. 7A is a diagram for explaining the result of classifying the measurement signal 1 acquired from the boiler plant 100 into categories. The horizontal axis is time, and the vertical axis is measurement signal and category number. In FIG. 7A, the normal period and the diagnostic period are shown to be continuous on the time axis, but the normal period and the diagnostic institution do not have to be continuous in time. For example, a certain time period determined to be in the normal state on the previous day may be used in the model construction mode to create a diagnostic model, and a certain time period on another day may be diagnosed. Fig. 7 (a) shows an example of the data when comparing the measured signal data of the period (left side of the figure) measured in the model construction mode and the measured signal data of the diagnosis period (right side of the figure). It is a thing. The former measurement signal data may be distinguished as first measurement signal data, and the latter measurement signal data may be distinguished as second measurement signal data.

図7(b)は、プラント100の計測信号1を、カテゴリーに分類した分類結果の一例を示す図である。図7(b)は、一例として、計測信号のうちの2項目を表示したものであり、2次元のグラフで表記した。また、縦軸及び横軸は、それぞれの項目の計測信号を規格化して示した。   FIG. 7B is a diagram illustrating an example of a classification result obtained by classifying the measurement signal 1 of the plant 100 into a category. FIG. 7B shows, as an example, two items of the measurement signal, which are represented by a two-dimensional graph. In addition, the vertical axis and the horizontal axis indicate the measurement signals of the respective items normalized.

計測信号は、図6(a)のARTモジュール620によって複数のカテゴリー630(図7(b)に示す円)に分割される。1つの円が、1つのカテゴリーに相当する。   The measurement signal is divided into a plurality of categories 630 (circles shown in FIG. 7B) by the ART module 620 in FIG. One circle corresponds to one category.

本実施例では、計測信号は4つのカテゴリーに分類されている。カテゴリー番号1は、項目Aの値が大きく、項目Bの値が小さいグループ、カテゴリー番号2は、項目A、項目Bの値が共に小さいグループ、カテゴリー番号3は項目Aの値が小さく、項目Bの値が大きいグループ、カテゴリー番号4は項目A、項目Bの値が共に大きいグループである。   In this embodiment, measurement signals are classified into four categories. Category number 1 is a group in which item A has a large value and item B has a small value, category number 2 is a group in which both items A and B have small values, category number 3 has a small value in item A, and item B A group with a large value of, category number 4 is a group with a large value for both items A and B.

図7(a)に示すように、正常期間のデータは、カテゴリー1〜3に分類された。診断モードで監視開始後の前半のデータはカテゴリー2に分類されており、モデルデータと同じカテゴリーである。この場合、データの傾向が同じであることから、状態は変化していないと判断する。一方、監視開始後の後半のデータはカテゴリー4に分類されており、診断モデルデータと異なるカテゴリーに分類されている。データの傾向が異なることから、プラントの状態が変化したと判断する。   As shown to Fig.7 (a), the data of the normal period were classified into the categories 1-3. The first half of the data after the start of monitoring in the diagnosis mode is classified into category 2, which is the same category as the model data. In this case, since the data trends are the same, it is determined that the state has not changed. On the other hand, data in the latter half after the start of monitoring is classified into category 4, and is classified into a category different from the diagnostic model data. Since the data trends are different, it is determined that the state of the plant has changed.

尚、本実施例においては、2項目の計測信号をカテゴリーに分類する例を述べたが、3項目以上の計測信号について多次元の座標を用いてカテゴリーに分類することもできる。その場合はメタル温度、給水流量、燃焼ガス流量等、プラントの状態量が依存するこれら傾向の異なる多数のデータ項目の相関関係を同時に見ることで、より細かく判定分けが可能となる。   In this embodiment, an example in which two items of measurement signals are classified into categories has been described. However, three or more items of measurement signals can be classified into categories using multidimensional coordinates. In that case, the determination can be made more finely by looking at the correlation of a large number of data items having different tendency depending on the state quantity of the plant, such as the metal temperature, the feed water flow rate, and the combustion gas flow rate.

診断モデルデータベース740には、図7(c)に示すように、カテゴリー番号と重み係数の関係が保存されている。ここで、重み係数とは、カテゴリーの中心座標のことである。   In the diagnostic model database 740, as shown in FIG. 7C, the relationship between the category number and the weighting coefficient is stored. Here, the weighting factor is the center coordinate of the category.

図8は、チューブリーク発生時及び灰脱落発生時の、給水流量、メタル温度、及び分類結果であるカテゴリー番号の経時変化を説明する図である。   FIG. 8 is a diagram for explaining the temporal change of the feed water flow rate, the metal temperature, and the category number as the classification result when the tube leak occurs and the ash drop occurs.

図8(a)はチューブリーク発生時の経時変化を説明する図である。チューブリーク発生時に蒸気が漏洩すると、発電出力を維持するために給水流量がわずかに増加し始める。その後、リークした蒸気により周囲のチューブに損傷が波及する。その結果、漏洩する蒸気の量が増加し、給水流量も増加する。   FIG. 8A is a diagram for explaining a change with time when a tube leak occurs. If steam leaks when a tube leak occurs, the feedwater flow rate will begin to increase slightly to maintain the power output. Thereafter, the leaked steam causes damage to the surrounding tubes. As a result, the amount of leaking steam increases and the feed water flow rate also increases.

破損が発生した箇所周囲のチューブのメタル温度は、リークした蒸気によって冷却されるため低下する。一方、破損した個所と離れているチューブのメタル温度は上昇する。これは、リーク発生によりチューブ内を流れる蒸気が少なくなる影響で冷却効果が弱くなるためである。   The metal temperature of the tube around the location where the breakage occurs is lowered because it is cooled by the leaked steam. On the other hand, the metal temperature of the tube apart from the damaged part rises. This is because the cooling effect is weakened due to the influence of less steam flowing in the tube due to leakage.

給水流量を監視する監視グループ2では、リーク発生直後の給水流量の増加が少ないと、状態変化を検知できない場合がある。一方、メタル温度を監視する監視グループ3では、リーク発生後に上述のように計測値が変化するため、新規カテゴリーが発生し状態変化を検知する。その後、損傷範囲が広くなると、給水流量が大幅に増加するため、監視グループ2でも状態変化を検知する。   In the monitoring group 2 that monitors the feed water flow rate, if the increase in the feed water flow rate immediately after the occurrence of the leak is small, a change in state may not be detected. On the other hand, in the monitoring group 3 that monitors the metal temperature, since the measurement value changes as described above after the occurrence of the leak, a new category is generated and a state change is detected. Thereafter, when the damage range is widened, the feed water flow rate is greatly increased, so that the monitoring group 2 also detects a change in state.

図8(b)は、灰脱落時の経時変化を説明する図である。   FIG. 8 (b) is a diagram for explaining the change over time when the ash is dropped.

熱交換器に付着していた灰が脱落することで、ガスからの伝熱量が増加し、メタル温度は上昇する。その後、除々にメタルに灰が再び付着するため、メタル温度は低下する。その結果、監視グループ3では、灰脱落のタイミングで異常を検知し、その後メタル温度が基の状態に戻ると正常時のカテゴリーの範囲になる。   As the ash adhering to the heat exchanger falls off, the amount of heat transferred from the gas increases, and the metal temperature rises. Thereafter, as the ash gradually reattaches to the metal, the metal temperature decreases. As a result, in the monitoring group 3, when an abnormality is detected at the timing of ash dropping, and then the metal temperature returns to the base state, the normal category is reached.

また、灰の脱落は給水流量にはほぼ影響しない。そのため、監視グループ2では新規カテゴリーは発生しない。   Moreover, the ash drop has almost no effect on the feed water flow rate. Therefore, a new category does not occur in the monitoring group 2.

以上より、メタル温度監視でメタル温度の変化から(箇所により上昇又は低下)チューブリークの発生を早期に検知し、給水流量監視でチューブリークの発生検知の精度を向上できる。一方、外乱の代表例である灰脱落時にもメタル温度は変化するため異常を検知するが、メタル温度と給水流量の両方を監視することで、チューブリークとは図8についての説明で述べたような違いがある。それにより本実施例の検知内容評価部800では、灰脱落に代表される外乱と、チューブリークを区別する機能を有する。以下、検知内容評価部800の動作を説明する。   As described above, the occurrence of tube leak can be detected at an early stage from the change in metal temperature (up or down depending on the location) by monitoring the metal temperature, and the accuracy of detecting the occurrence of tube leak can be improved by monitoring the feed water flow rate. On the other hand, an abnormality is detected because the metal temperature changes even when the ash is dropped, which is a typical example of disturbance, but by monitoring both the metal temperature and the feed water flow rate, the tube leak is as described in the explanation of FIG. There is a difference. Thereby, the detection content evaluation unit 800 of the present embodiment has a function of distinguishing a disturbance represented by ash drop and a tube leak. Hereinafter, the operation of the detection content evaluation unit 800 will be described.

図9は、検知内容評価部800における検知内容推定部810の動作を説明するフローチャート図である。   FIG. 9 is a flowchart for explaining the operation of the detection content estimation unit 810 in the detection content evaluation unit 800.

ステップ1200では、診断周期を確認する。1サイクル前の診断終了後から予め定められた診断周期の時間が経過したかどうかを判定し、時間が経過する前であればステップ1200に戻り、時間が経過している場合はステップ1210に進む。   In step 1200, the diagnostic cycle is confirmed. It is determined whether or not a predetermined diagnosis cycle time has elapsed since the end of the diagnosis one cycle before. If the time has elapsed, the process returns to step 1200. If the time has elapsed, the process proceeds to step 1210. .

ステップ1210では、検知部750で状態変化を検知したかを評価し、検知している場合はステップ1220に進み、していない時はステップ1200に戻る。   In step 1210, it is evaluated whether the detection unit 750 has detected a state change. If it has been detected, the process proceeds to step 1220. If not, the process returns to step 1200.

ステップ1220はチューブリークと外乱を区別する。チューブリークの場合はステップ1230に進み、外乱の場合はステップ1240に進む。   Step 1220 distinguishes between tube leaks and disturbances. In the case of tube leak, the process proceeds to step 1230, and in the case of disturbance, the process proceeds to step 1240.

ステップ1230では、チューブリークの発生位置およびその規模を推定する。また、ボイラプラント100の運転ガイダンスを決定する。   In step 1230, the occurrence position and the size of the tube leak are estimated. Moreover, the operation guidance of the boiler plant 100 is determined.

ステップ1220とステップ1230の詳細は、図10を用いて説明する。   Details of step 1220 and step 1230 will be described with reference to FIG.

ステップ1240では、検知内容推定結果6を外部出力インターフェイス420に出力する。   In step 1240, the detection content estimation result 6 is output to the external output interface 420.

ステップ1250では、外部入力装置910からの外部入力信号2により、ボイラチューブリーク検出装置400を終了させるリクエストがあった時は終了へ進み、それ以外の時はステップ1200に戻る。   In step 1250, when there is a request to end the boiler tube leak detection device 400 by the external input signal 2 from the external input device 910, the process proceeds to the end, and otherwise returns to step 1200.

図10は、検知内容推定部810のステップ1220とステップ1230の動作を説明する図である。ステップ1220では、検知直前の正常状態と検知後のメタル温度の変化幅に基づいて、チューブリークと灰脱落を区別する。図10(a)(b)(c)はチューブリークが缶の中央部で発生した時のメタル温度変化幅であり、時間の経過とともに(a)(b)(c)の順で変化する。   FIG. 10 is a diagram for explaining the operations of Step 1220 and Step 1230 of the detection content estimation unit 810. In step 1220, tube leak and ash drop are distinguished based on the normal state immediately before detection and the change width of the metal temperature after detection. FIGS. 10A, 10B, and 10C show the metal temperature change width when the tube leak occurs in the central portion of the can, and changes in the order of (a), (b), and (c) as time passes.

図10(a)に示すように、事象発生の熱交換器ではメタル温度が上昇する部位と降下する部位がある(図10(a)の丸)。この理由は、図8にて説明した通りである。   As shown in FIG. 10 (a), the event heat exchanger has a part where the metal temperature rises and a part where it falls (circle in FIG. 10 (a)). The reason for this is as described in FIG.

また、この影響はガス流れの下流側の熱交換器のメタル温度に波及する(図10(a)の四角)。この理由は以下の通りである。事象発生の熱交換器でメタル温度が上昇したチューブ部位を通過するガス温度が上昇するため、下流側に位置する熱交換器のチューブの内、事象発生チューブのすぐ下流に位置するチューブのメタル温度も上昇する。また、事象発生の熱交換器でメタル温度が低下した部位を通過するガス温度は低下するため、下流側のメタル温度も低下する。   This effect also affects the metal temperature of the heat exchanger downstream of the gas flow (square in FIG. 10 (a)). The reason is as follows. Because the gas temperature that passes through the tube part where the metal temperature has increased in the event-generating heat exchanger increases, the metal temperature of the tube located immediately downstream of the event-generating tube among the tubes of the heat exchanger located downstream Also rises. Moreover, since the gas temperature which passes the site | part where the metal temperature fell with the heat exchanger of event generation | occurrence | production falls, the downstream metal temperature also falls.

さらに、漏洩した蒸気がガス流れに逆流して噴出した場合は、ガス流れの上流側のメタルが冷却されるため、メタル温度が低下する(図10(a)の三角)。   Further, when the leaked steam flows back into the gas flow and is ejected, the metal on the upstream side of the gas flow is cooled, so that the metal temperature decreases (triangle in FIG. 10 (a)).

メタル温度の低下幅は、リークが発生した部位周辺で大きくなり、リークが発生した熱交換器で大きくなり、多くの場合低下幅は最大となる。この傾向に基づき、検知内容推定部810が、メタル温度低下幅が大きく算出された、多くの場合は低下幅が最大の、熱交換器のメタル温度計測チューブ個所の周辺を、チューブリーク発生箇所として抽出する。   The decrease width of the metal temperature increases around the site where the leak occurs, increases in the heat exchanger where the leak occurs, and in many cases, the decrease width becomes the maximum. Based on this tendency, the detection content estimation unit 810 calculates the metal temperature decrease width as the tube leak occurrence location around the metal temperature measurement tube portion of the heat exchanger in which the decrease width is the maximum in many cases. Extract.

リーク発生後、時間が経過するに従い、2次被害によりリークの規模が大きくなるため、図10(b)(c)に示すようにメタル温度の変化幅が大きくなり、メタル温度の変化する領域も広くなる。   Since the scale of the leak increases due to secondary damage as time passes after the occurrence of the leak, as shown in FIGS. 10 (b) and 10 (c), the range of change in the metal temperature increases, and the region where the metal temperature changes Become wider.

図10(d)(e)(f)は、灰脱落が発生したときのメタル温度変化幅であり、時間の経過と共に(d)(e)(f)の順に変化する。   FIGS. 10D, 10E, and 10F show the metal temperature change width when ash dropping occurs, and change in the order of (d), (e), and (f) with the passage of time.

図10(d)に示すように、灰が脱落した部位のメタル温度は上昇する(図10(d)の丸)。また、この影響は下流の熱交換器にも波及する(図10(d)の四角)。これは、事象発生の熱交換器でメタル温度が上昇した部位を通過するガス温度が上昇するため、下流側のメタル温度も上昇するためである。一方、ガス流れ上流の熱交換器には影響しない(図10(d)の三角)。   As shown in FIG. 10 (d), the metal temperature at the site where the ash has fallen rises (circle in FIG. 10 (d)). This effect also affects the downstream heat exchanger (square in FIG. 10 (d)). This is because the gas temperature passing through the portion where the metal temperature has risen in the eventual heat exchanger rises, so that the downstream metal temperature also rises. On the other hand, the heat exchanger upstream of the gas flow is not affected (triangle in FIG. 10 (d)).

その後、時間の経過と共に灰が付着するので、図10(e)(f)のように元の状態に戻る。   Thereafter, as the ash adheres with the passage of time, the state returns to the original state as shown in FIGS.

ステップ1220では、チューブリーク発生時と外乱の代表例である灰脱落では、メタル温度変化幅に上述した特徴的な違いがあることを利用して、チューブリークと外乱を区別する。   In step 1220, the tube leak and the disturbance are distinguished from each other by utilizing the above-described characteristic difference in the metal temperature change width in the ash dropping that is a typical example of the disturbance when the tube leak occurs.

事象発生直後、メタル温度が上昇する部位と降下する部位の両方が含まれる場合はチューブリーク発生と診断する。また、メタル温度変化幅が最大となる熱交換器に対してガスの上流側に配置されている熱交換器のメタル温度が変化している場合は、チューブリーク発生と診断する。   Immediately after the event occurs, if both the part where the metal temperature rises and the part where it falls are diagnosed, the tube leak is diagnosed. Moreover, when the metal temperature of the heat exchanger arrange | positioned in the upstream of gas is changing with respect to the heat exchanger with the largest metal temperature change width | variety, it diagnoses that tube leak generate | occur | produces.

異常検知から時間が経過するに従ってメタル温度の変化幅が大きくなれば、チューブリークと診断する。以上のような診断基準を採用することにより、灰脱落等の外乱を区別し、チューブリークを検知出来る。   If the change width of the metal temperature increases as time elapses from the abnormality detection, a tube leak is diagnosed. By adopting the above diagnostic criteria, it is possible to distinguish disturbances such as ash drop and to detect tube leaks.

また、このような事例は過去事例データベース820に保存されている。   Such cases are stored in the past case database 820.

ステップ1220では、過去事例データベース820に保存されている情報と比較し、類似の事例からチューブリークと外乱を区別するようにしてもよい。運転員に過去事例に係る情報が表示、提示されることで、リーク判定に過去の知見を利用でき、リーク判断をする手間、時間等が低減できる。ここで類似事例とは、式(13)が最小となる事例である。
Σ(対象事例のメタル温度変化幅 − 過去事例データベースのメタル温度変化幅)2
・・・(13)
In step 1220, tube leak and disturbance may be distinguished from similar cases by comparing with information stored in the past case database 820. By displaying and presenting information related to past cases to the operator, it is possible to use past knowledge for leak determination, and it is possible to reduce time and labor for making a leak determination. Here, the similar case is a case where Equation (13) is minimized.
Σ (Metal temperature change width of target case-metal temperature change width of past case database) 2
(13)

また、ステップ1230では、メタル温度の変化幅が最大となる個所を、リーク発生位置として抽出する。また、メタル温度の最大変化幅に応じて、チューブリークの規模を推定する。さらに、予めメタル温度の最大変化幅毎に推奨する運転ガイダンス(プラント停止、出力を下げて運転するなど)を対応付けしておき、その対応付けした運転ガイダンスを決定する。ボイラチューブリーク検出装置が判定する機能及び、ガイダンスを決定する機能を有することにより、ヒューマンエラーが抑制された正確なチューブリーク判定が可能となる。   In step 1230, a portion where the change width of the metal temperature is maximum is extracted as a leak occurrence position. Further, the size of the tube leak is estimated according to the maximum change width of the metal temperature. Furthermore, an operation guidance recommended for each maximum change width of the metal temperature (plant stop, operation with reduced output, etc.) is associated in advance, and the associated operation guidance is determined. By having the function of determining the boiler tube leak detection device and the function of determining the guidance, accurate tube leak determination in which human error is suppressed becomes possible.

図11は、過去事例データベース820に保存されるデータの態様を説明する図である。   FIG. 11 is a diagram for explaining a mode of data stored in the past case database 820.

図11(a)に示すように、過去事例データベース820には、チューブリーク発生や灰脱落などの事象とメタル温度最大変化幅、各メタル温度の変化幅が対応付けられて保存されている。   As shown in FIG. 11A, the past case database 820 stores events such as tube leaks and ash drop, the maximum metal temperature change width, and the change width of each metal temperature in association with each other.

また、図11(b)に示すように、構造と計測位置の関係が保存されており、チューブリークが発生した位置を設計図面上でどこにあるかを探索することができる。   Further, as shown in FIG. 11B, the relationship between the structure and the measurement position is stored, and it is possible to search where the position where the tube leak has occurred is on the design drawing.

さらに、図示していないが、過去事例データベース820には、ボイラプラント100の3D−CADデータが保存されている。   Further, although not shown, the past case database 820 stores 3D-CAD data of the boiler plant 100.

図12は、画像表示装置940に表示される画面の実施例を説明する図である。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a screen displayed on the image display device 940.

図10で示したような検知前の現時刻におけるメタル温度変化幅を表示し、プラントの状態を確認できる。また、3D−CAD上にメタル温度降下幅が最大となった計測器の位置を表示し、チューブリークが発生している可能性の高い場所を確認できる。CAD図として表示されることでチューブリークの位置の認識を容易にし、それ以降連鎖的に起こる可能性のあるリークの波及等を予測するために有用な情報となる。   The metal temperature change width at the current time before detection as shown in FIG. 10 can be displayed, and the state of the plant can be confirmed. In addition, the position of the measuring instrument where the metal temperature drop width is maximized is displayed on the 3D-CAD, and a place where there is a high possibility that a tube leak has occurred can be confirmed. By being displayed as a CAD diagram, it becomes information useful for facilitating the recognition of the position of the tube leak and for predicting the spread of leaks that may occur in a chain.

また、過去の類似事例、最大メタル温度変化幅に応じた運転ガイダンスを表示し、運転の判断材料を運転員に提供する。これら本実施例による有効な判断材料となるデータを、視認しやすくインターフェースで提供することにより、運転員が早期にリーク検知を視認し、早期に対処を取ることができる。   In addition, operation guidance corresponding to past similar cases and the maximum metal temperature change width is displayed, and operation determination materials are provided to the operator. By providing data that is effective judgment material according to the present embodiment through an interface that is easy to visually recognize, the operator can visually recognize leak detection at an early stage and can take an early action.

以上に述べたボイラチューブリーク検出装置400を用いることで、運転パターン毎の閾値の設定や、新たなハードウェアを設置を要することなく、チューブリークの早期検知とチューブリーク発生位置の早期特定を実現し、2次被害の拡大を抑制できる。   By using the boiler tube leak detection device 400 described above, early detection of tube leaks and early identification of tube leak occurrence positions are realized without the need to set threshold values for each operation pattern or install new hardware. And the expansion of secondary damage can be suppressed.

また、ボイラチューブリーク検出装置400を用いた発電プラントに対して、得られた情報をプラント運用会社に提供するサービスも事業形態として想定される。その場合、プラント運用会社にとっては判定に要する知識を持つ人員を抱える必要はなくなる経済的効果や、情報提供をする会社にとってはノウハウの集約、囲い込みを可能とする効果が得られる点で双方に利点が生じる。   In addition, a service for providing the obtained information to a plant operating company for a power plant using the boiler tube leak detection apparatus 400 is also assumed as a business form. In that case, the plant operation company has the advantage of being able to obtain the economic effect that it is not necessary to have personnel with the knowledge necessary for judgment, and that the company that provides information can gather and know-how. Occurs.

本実施例で説明したボイラチューブリーク検出装置とは、ボイラのチューブリークを検出する機能を有する装置のことであり、例えば本実施例の構成を有するボイラ制御装置や、ボイラで計測されたデータを元に本実施例の構成を持って処理しリークを判定し検知する遠隔地に位置する装置もこれに該当する。
The boiler tube leak detection device described in the present embodiment is a device having a function of detecting boiler tube leak, for example, a boiler control device having the configuration of the present embodiment, and data measured by the boiler. A device located at a remote place that originally has the configuration of the present embodiment and processes to determine and detect a leak also corresponds to this.

図13は、本発明の第2の実施例であるボイラチューブリーク検出装置400を説明するブロック図である。本発明の第1の実施例(図1)とは、ボイラ特性計算部450が備えられている点で異なる。   FIG. 13 is a block diagram illustrating a boiler tube leak detection apparatus 400 according to the second embodiment of the present invention. It differs from the first embodiment of the present invention (FIG. 1) in that a boiler characteristic calculation unit 450 is provided.

ボイラ特性計算部450は、ボイラプラント100の特性を模擬するモデルであり、その燃焼(反応)、ガス流動、伝熱のプロセスを差分法、有限体積法、有限要素法等の数値解析手法を用いて計算する。数値解析の解析精度が高い方が望ましいが、本実施例は解析手法に特徴があるのでは無いため数値解析方法に関する説明は省略するが、一般に計算対象であるボイラの形状を計算格子(メッシュ)に分割し、格子内の物理量を計算する。計測信号データベース510に保存されている燃料流量、又は空気流量、又は給水流量のいずれか一つ以上の条件を入力として、数値解析によりガス温度、ガス成分の濃度、ガスの流速と流れの方向、各熱交換器のメタル温度等が計算結果として出力される。数値解析により、様々な操作条件における現象を計算する。   The boiler characteristic calculation unit 450 is a model that simulates the characteristics of the boiler plant 100, and uses a numerical analysis method such as a difference method, a finite volume method, and a finite element method for the combustion (reaction), gas flow, and heat transfer processes. To calculate. Although it is desirable that the analysis accuracy of the numerical analysis is high, this embodiment is not characterized by the analysis method, so the description of the numerical analysis method is omitted, but generally the shape of the boiler to be calculated is a calculation grid (mesh). And calculate the physical quantity in the lattice. Using at least one of the fuel flow rate, air flow rate, or feed water flow rate stored in the measurement signal database 510 as an input, the gas temperature, gas component concentration, gas flow rate and flow direction by numerical analysis, The metal temperature etc. of each heat exchanger is output as a calculation result. Calculate the phenomena under various operating conditions by numerical analysis.

ボイラ特性計算部450は、熱交換器の全てのチューブのメタル温度を計算することが可能であり、この計算結果が計算結果9として出力される。計算結果9は状態変化検知部700、又は検知内容評価部800のいずれか一つ以上に出力され、そこで計測信号データベースからの計測信号4を補足するように、若しくは計測信号4の代わりに利用される。状態変化検知部700では、監視データ抽出部710が計測信号データベースと前記ボイラ特性計算部の計算結果から監視に用いるデータ項目を抽出してグループ化する。それ以降の状態変化検知部700及び検知内容評価部800の動作は実施例1と同様である。   The boiler characteristic calculation unit 450 can calculate the metal temperatures of all the tubes of the heat exchanger, and the calculation result is output as the calculation result 9. The calculation result 9 is output to one or more of the state change detection unit 700 and the detection content evaluation unit 800, where it is used to supplement the measurement signal 4 from the measurement signal database or instead of the measurement signal 4. The In the state change detection unit 700, the monitoring data extraction unit 710 extracts and groups data items used for monitoring from the measurement signal database and the calculation results of the boiler characteristic calculation unit. The subsequent operations of the state change detection unit 700 and the detection content evaluation unit 800 are the same as those in the first embodiment.

図14は、ボイラ特性計算部450の計算結果を説明する図である。メタル温度の計測値と計算値を重ねて表示した図である。各熱交換器が有する多数のチューブの中でメタル温度の計測点数は限られているが、ボイラ特性計算部450により全てのチューブのメタル温度が計算結果として出力され、診断するデータ項目に計算結果を用いることが可能である。その結果、全チューブのメタル温度を考慮した診断が実施でき、より高精度に状態変化を検知できる。また、リーク検知結果を運転員が判断する時に、より滑らかで詳細な視覚情報として表示されるため、その判断精度の向上が得られる。
FIG. 14 is a diagram for explaining a calculation result of the boiler characteristic calculation unit 450. It is the figure which displayed the measured value and calculated value of the metal temperature superimposed. Although the number of metal temperature measurement points is limited among many tubes in each heat exchanger, the metal temperature of all tubes is output as calculation results by the boiler characteristic calculation unit 450, and the calculation results are the data items to be diagnosed. Can be used. As a result, diagnosis in consideration of the metal temperature of all the tubes can be performed, and the state change can be detected with higher accuracy. Further, when the operator determines the leak detection result, it is displayed as smoother and more detailed visual information, so that the determination accuracy can be improved.

図15は、本発明の第3の実施例を説明するブロック図である。   FIG. 15 is a block diagram for explaining a third embodiment of the present invention.

本実施例では、データ監視センタ950、発電所970、負荷調整部署980が、情報通信ネットワーク960で相互に接続している。   In this embodiment, a data monitoring center 950, a power plant 970, and a load adjustment department 980 are connected to each other via an information communication network 960.

発電所970は複数あり、本実施例では2つの発電所を記載したが、実際には3つ以上の発電所と接続するように構成してもよい。   Although there are a plurality of power plants 970 and two power plants are described in this embodiment, the power plants 970 may actually be configured to be connected to three or more power plants.

データ監視センタ950は実施例1もしくは実施例2で述べたボイラチューブリーク検出装置400、送信情報決定部951を備える。送信情報決定部951では、診断結果8と計測信号21を用いてデータを処理し、発電所970と負荷調整部署980に送信情報22を送信する。   The data monitoring center 950 includes the boiler tube leak detection device 400 and the transmission information determination unit 951 described in the first or second embodiment. The transmission information determination unit 951 processes data using the diagnosis result 8 and the measurement signal 21, and transmits the transmission information 22 to the power plant 970 and the load adjustment department 980.

負荷調整部署980では、外部入力装置981を用いて各発電所の負荷要求信号(出力要求信号)を含む信号10を出力する。負荷要求信号を含む信号9は、画像表示装置940に表示され、表示された情報に従って各発電所にて出力を制御する。   The load adjustment department 980 outputs a signal 10 including a load request signal (output request signal) of each power plant using the external input device 981. The signal 9 including the load request signal is displayed on the image display device 940, and the output is controlled at each power plant according to the displayed information.

発電所で計測した計測信号1は、情報通信ネットワーク960を介してデータ監視センタ950に送信される。データ監視センタ950では、受信した計測信号21を用いて各発電所の運転状態を監視し、チューブリークの発生有無を評価する。   The measurement signal 1 measured at the power plant is transmitted to the data monitoring center 950 via the information communication network 960. The data monitoring center 950 monitors the operating state of each power plant using the received measurement signal 21 and evaluates whether tube leak has occurred.

データ監視センタ980にデータを監視する部署を、各発電所とは別に一か所に集めたことで、プラントの計測信号からリークをより精度高く判定するために必要な知識を持つ運転員を、各発電所に配置する必要が無くなり、コスト削減及びノウハウの集約が可能となる。これは、本実施例の発電所970a、bが、実施例1又は実施例2のボイラチューブリーク検出装置400を有することにより、クラスタリング技術を適用し各発電所個別の特徴に依存が少ない表示データから判断が可能となったことや、早期にチューブリークを検知可能にしたため遠隔地から対応するための時間的猶予を作り出せたことによる。また、これらを遠隔地から監視をすることの上記問題が改善された、本実施例のデータ監視センタ及び監視情報提供サービスが実施できる。   By gathering the data monitoring center 980 in one department separately from each power plant, operators with the knowledge necessary to determine leaks from plant measurement signals with higher accuracy can be obtained. This eliminates the need to place them at each power plant, enabling cost reduction and integration of know-how. This is because the power plant 970a, b of the present embodiment has the boiler tube leak detection device 400 of the first embodiment or the second embodiment, so that the display data is less dependent on the individual characteristics of each power plant by applying the clustering technology. This is because it was possible to judge from the above, and because it was possible to detect tube leaks at an early stage, it was possible to create a grace period to respond from a remote location. In addition, the data monitoring center and the monitoring information providing service of this embodiment can be implemented in which the above problem of monitoring these from a remote place is improved.

チューブリークの発生を検知した場合は、チューブリークが発生したプラントの運転可能持続時間、被害の波及度合い、プラント停止による損失コストと、それ以外のプラントの出力増加余裕の有無、起動または負荷上げに要する時間、追加コストなどを考慮し、コストが最小となる運転スケジュールを求め、発電所970と負荷調整部署980に運転スケジュール情報を含む送信情報22を送信する。   When the occurrence of tube leak is detected, the operational duration of the plant where the tube leak occurred, the degree of damage spread, the loss cost due to the plant shutdown, whether there is a margin for increasing the output of other plants, starting or increasing the load Considering the time required, additional cost, etc., an operation schedule that minimizes the cost is obtained, and transmission information 22 including operation schedule information is transmitted to the power plant 970 and the load adjustment department 980.

各発電所では、負荷調整部署から負荷要求信号が届く前に運転スケジュール案を取得できるため、出力増加、出力低下などの運転に対する事前準備が可能となる。
図16は、送信情報決定部951の動作フローチャート図である。
Each power plant can obtain an operation schedule plan before the load request signal arrives from the load adjustment department, so that it is possible to prepare for operation such as output increase and output decrease.
FIG. 16 is an operation flowchart of the transmission information determination unit 951.

まず、ステップ1300では1サイクル前の診断終了後から予め定められた診断周期の時間が経過したかどうかを判定し、時間が経過する前であればステップ1300に戻り、時間が経過している場合はステップ1310に進む。   First, in step 1300, it is determined whether or not a predetermined diagnosis period has elapsed since the end of the diagnosis one cycle before. If the time has elapsed, the process returns to step 1300, and the time has elapsed. Proceeds to step 1310.

ステップ1310ではボイラチューブリーク検出装置400でチューブリーク発生を検知した場合はステップ1320に進み、検知しなかった場合はステップ1300に戻る。   In step 1310, when the tube leak detection is detected by the boiler tube leak detection device 400, the process proceeds to step 1320. Otherwise, the process returns to step 1300.

ステップ1320では式(14)の評価関数が最小となる運用スケジュールを決定する。   In step 1320, an operation schedule that minimizes the evaluation function of equation (14) is determined.

ただし、1≦i≦Pで、Pは発電プラントの総数、αiは重み係数、Ciは各発電プラントで生じる追加コストである。   However, 1 ≦ i ≦ P, P is the total number of power plants, α i is a weighting factor, and Ci is an additional cost generated in each power plant.

ステップ1330ではステップ1320で決定した運用スケジュールを、発電所970、負荷調整部署980に送信する。   In step 1330, the operation schedule determined in step 1320 is transmitted to the power plant 970 and the load adjustment department 980.

ステップ1340ではチューブリーク検出装置400を停止する指令の有無を評価し、停止指令有りの場合は終了へ進み、無しの場合はステップ1300に戻る。   In step 1340, the presence / absence of a command to stop the tube leak detection apparatus 400 is evaluated. If there is a stop command, the process proceeds to the end, and if not, the process returns to step 1300.

チューブリーク発生に伴うコスト損失が最小となるような運用スケジュールを自動的に作成することが可能となり、また本運用スケジュールに従ってプラントを運用することが可能となる。また、各発電所に、各プラントの負荷要求値を含む運転スケジュールの情報を提供するサービスは、プラント運用会社に運転に対する事前準備が可能となる上述のメリットを提供する効果がある。
It is possible to automatically create an operation schedule that minimizes the cost loss associated with tube leak occurrence, and it is possible to operate the plant according to this operation schedule. In addition, a service that provides each power plant with information on an operation schedule including a load requirement value of each plant has an effect of providing the above-described merit that enables a plant operation company to prepare for operation in advance.

1 ・・・ 計測信号
2 ・・・ 外部入力信号
3 ・・・ 計測信号
4 ・・・ 計測信号
5 ・・・ 診断結果
6 ・・・ 検知内容推定結果
7 ・・・ 画像表示情報
100 ・・・ プラント
400 ・・・ ボイラチューブリーク検出装置
410 ・・・ 外部入力インターフェイス
420 ・・・ 外部出力インターフェイス
510 ・・・ 計測信号データベース
700 ・・・ 状態変化検知部
710 ・・・ 監視データ抽出部
720 ・・・ 運転パターン評価部
730 ・・・ 分類部
740 ・・・ 診断モデルデータベース
750 ・・・ 検知部
800 ・・・ 検知内容評価部
810 ・・・ 検知要因推定部
820 ・・・ 過去事例データベース
701 ・・・ 監視データグループ信号
702 ・・・ 分類用データ信号
703 ・・・ 診断モデル
704 ・・・ 診断モデルデータベース情報
705 ・・・ 診断モデルデータベース情報
706 ・・・ 検知用データ信号
801 ・・・ 過去事例データベース情報
802 ・・・ 過去事例データベース情報
900 ・・・ 運転管理室
910 ・・・ 外部入力装置
920 ・・・ キーボード
930 ・・・ マウス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Measurement signal 2 ... External input signal 3 ... Measurement signal 4 ... Measurement signal 5 ... Diagnosis result 6 ... Detection content estimation result 7 ... Image display information 100 ... Plant 400 ... Boiler tube leak detection device 410 ... External input interface 420 ... External output interface 510 ... Measurement signal database 700 ... State change detection unit 710 ... Monitoring data extraction unit 720 Driving pattern evaluation unit 730 Classification unit 740 Diagnosis model database 750 Detection unit 800 Detection content evaluation unit 810 Detection factor estimation unit 820 Past case database 701 Monitoring data group signal 702 ... Classification data signal 703 ... Diagnosis model 704 ... Diagnosis model Database information 705 ... Diagnostic model database information 706 ... Detection data signal 801 ... Past case database information 802 ... Past case database information 900 ... Operation management room 910 ... External input device 920・ ・ ・ Keyboard 930 ・ ・ ・ Mouse

Claims (14)

ボイラプラントの状態量を計測した計測信号がデータ項目別に保存される計測信号データベースと、
前記ボイラプラントの運転状態の変化を検知する状態変化検知部と、
前記状態変化検知部で検知した変化をリークか否か評価する検知内容評価部を備えたボイラチューブリーク検出装置において、
前記計測信号データベースに保存されている燃料流量、又は空気流量、又は給水流量の少なくとも一つの条件からメタル温度を計算するボイラ特性計算部を備え、
前記状態変化検知部には、
前記計測信号データベースから正常と定義された期間のデータである第一の計測信号データが入力され、前記データ項目の一部を監視グループとしてグループ化する監視データ抽出部と、
前記ボイラプラントの運転パターンを識別する運転パターン評価部と、
前記識別された運転パターン毎にかつ前記監視グループ毎に、前記グループ化されたデータ項目に属する前記第一の計測信号データを分類して診断モデルを構築する分類部と、
前記診断モデルと診断する期間のデータである第二の計測信号データを比較することで運転状態が変化したことを検知する検知部が備えられ、
前記監視データ抽出部がグループ化するデータ項目に前記ボイラプラントの複数ある熱交換器のメタル温度が含まれ
前記監視データ抽出部が、前記計測信号データベースと前記ボイラ特性計算部の計算結果からデータを入力する
ことを特徴としたボイラチューブリーク検出装置。
A measurement signal database in which measurement signals measuring the state quantity of the boiler plant are stored by data item;
A state change detector that detects a change in the operating state of the boiler plant;
In the boiler tube leak detection device provided with the detection content evaluation unit for evaluating whether the change detected by the state change detection unit is a leak,
A boiler characteristic calculator that calculates a metal temperature from at least one condition of a fuel flow rate, an air flow rate, or a feed water flow rate stored in the measurement signal database;
In the state change detection unit,
A monitoring data extraction unit that inputs first measurement signal data that is data of a period defined as normal from the measurement signal database, and groups a part of the data items as a monitoring group;
An operation pattern evaluation unit for identifying an operation pattern of the boiler plant;
Said each identified operation pattern and for each of the monitoring group, the classification unit to construct a diagnostic model to classify the first measurement signal data belonging to the grouped data item,
A detection unit that detects that the driving state has changed by comparing second measurement signal data that is data of a period to be diagnosed with the diagnostic model is provided,
The data item grouped by the monitoring data extraction unit includes the metal temperature of a plurality of heat exchangers in the boiler plant ,
The boiler tube leak detection device, wherein the monitoring data extraction unit inputs data from the measurement signal database and calculation results of the boiler characteristic calculation unit .
請求項1に記載のボイラチューブリーク検出装置において、
前記監視データ抽出部が抽出しグループ化するデータ項目が、給水流量を含むことを特徴とするボイラチューブリーク検出装置。
In the boiler tube leak detection device according to claim 1,
The boiler tube leak detection apparatus characterized in that the data item extracted and grouped by the monitoring data extraction unit includes a feed water flow rate.
請求項1乃至2のいずれかに記載のボイラチューブリーク検出装置において、
前記検知部において前記診断モデルと比較される前記第二の計測信号データは、前記計測信号データベースからデータ項目単位で抽出され、グループ化され、運転パターン評価されるデータであることを特徴とするボイラチューブリーク検出装置。
In the boiler tube leak detection device according to any one of claims 1 to 2,
The boiler is characterized in that the second measurement signal data to be compared with the diagnostic model in the detection unit is data that is extracted from the measurement signal database in units of data items, grouped, and subjected to driving pattern evaluation. Tube leak detection device.
請求項1乃至のいずれかに記載のボイラチューブリーク検出装置において、
プラントの運転状態が過渡状態と前記運転パターン評価部が判断した時は、前記検知部を動作させないこと
を特徴としたボイラチューブリーク検出装置。
In the boiler tube leak detection device according to any one of claims 1 to 3 ,
The boiler tube leak detection device characterized by not operating the detection unit when the operation pattern evaluation unit determines that the operation state of the plant is a transient state.
請求項1乃至のいずれかに記載のボイラチューブリーク検出装置において、
前記監視データ抽出部が行うメタル温度のグループ化が、
熱交換器毎のメタル温度計測値のグループ化、若しくはガスの流れに沿ったメタル温度計測値のグループ化のいずれか一つ以上を含むことを特徴としたボイラチューブリーク検出装置。
In the boiler tube leak detection device according to any one of claims 1 to 4 ,
The metal temperature grouping performed by the monitoring data extraction unit is
A boiler tube leak detection device comprising one or more of grouping of metal temperature measurement values for each heat exchanger or grouping of metal temperature measurement values along a gas flow.
請求項1乃至のいずれかに記載のボイラチューブリーク検出装置において、
前記検知内容評価部には、
前記検知部で状態の変化を検知する前後のメタル温度の変化幅を計算し、メタル温度低下幅が最大と算出された、熱交換器のメタル温度計測チューブ個所を、チューブリーク発生箇所周辺として抽出する検知内容推定部が備えられていること
を特徴としたボイラチューブリーク検出装置。
In the boiler tube leak detection apparatus according to any one of claims 1 to 5 ,
In the detection content evaluation unit,
Calculate the metal temperature change width before and after detecting the change of state in the detector, and extract the metal temperature measurement tube part of the heat exchanger where the metal temperature decrease width is calculated to be the maximum as the vicinity of the tube leak occurrence point A boiler tube leak detection device characterized in that a detection content estimation unit is provided.
請求項1乃至6のいずれかに記載のボイラチューブリーク検出装置において、
前記検知内容評価部では、
メタル温度が上昇する部位と降下する部位の両方が含まれる場合、
もしくはメタル温度変化幅が最大となる熱交換器に対してガスの上流側に配置されている熱交換器のメタル温度が変化している場合、
もしくは異常検知から時間が経過するに従ってメタル温度の変化幅が大きくなった場合に、
チューブリーク発生と判定することを特徴としたボイラチューブリーク検出装置。
In the boiler tube leak detection device according to any one of claims 1 to 6 ,
In the detection content evaluation unit,
If both the part where the metal temperature rises and the part where it falls are included,
Or when the metal temperature of the heat exchanger arranged upstream of the gas is changing with respect to the heat exchanger with the largest metal temperature change width,
Or when the change width of the metal temperature becomes larger as time passes from the abnormality detection,
A boiler tube leak detection apparatus characterized by determining that tube leak has occurred.
請求項1乃至のいずれかに記載のボイラチューブリーク検出装置において、
前記検知内容評価部には、過去に発生した事象と各メタル温度の変化幅が対応付けられて保存されている過去事例データベースと、前記過去事例データベースに保存されている事例からメタル温度変化幅の2乗誤差が最小となる事例を抽出する検知内容推定部が備えられていること
を特徴としたボイラチューブリーク検出装置。
In the boiler tube leak detection device according to any one of claims 1 to 7 ,
In the detection content evaluation unit, a past case database in which events that occurred in the past and a change width of each metal temperature are stored in association with each other, and a metal temperature change width from cases stored in the past case database are stored. A boiler tube leak detection device comprising a detection content estimation unit for extracting a case where a square error is minimized.
請求項1乃至のいずれかに記載のボイラチューブリーク検出装置において、
前記検知内容評価部に、メタル温度の変化幅に基づいてチューブリークの程度を評価し、前記チューブリークの程度に基づいてプラントの運転継続、出力低下、停止を判断する機能が備えられていること
を特徴としたボイラチューブリーク検出装置。
In the boiler tube leak detection device according to any one of claims 1 to 8 ,
The detection content evaluation unit is equipped with a function of evaluating the degree of tube leak based on the change width of the metal temperature, and determining whether the operation of the plant is continued, reduced in output, or stopped based on the degree of tube leak. Boiler tube leak detection device.
請求項1乃至のいずれかに記載のボイラチューブリーク検出装置において、
前記検知内容評価部には、
前記検知部で検知する前後のメタル温度の変化幅を計算し、メタル温度低下幅が最大となる個所をチューブリーク発生箇所として抽出する検知内容推定部が備えられており、
前記検知内容推定部で計算したメタル温度変化幅の情報、若しくは抽出したチューブリーク発生箇所をCAD図面上で確認するための情報、の少なくとも一つを画像表示装置に表示すること
を特徴としたボイラチューブリーク検出装置。
In the boiler tube leak detection apparatus according to any one of claims 1 to 9 ,
In the detection content evaluation unit,
A detection content estimation unit is provided that calculates a change range of the metal temperature before and after detection by the detection unit, and extracts a portion where the metal temperature decrease width is maximum as a tube leak occurrence location,
A boiler characterized by displaying at least one of information on a metal temperature change width calculated by the detection content estimation unit or information for confirming an extracted tube leak occurrence location on a CAD drawing on an image display device. Tube leak detection device.
請求項1乃至10のいずれかに記載のボイラチューブリーク検出装置が備えられているデータ監視センタにおいて、
前記データ監視センタと複数の発電プラントと負荷調整部署とが情報通信ネットワークで相互に接続されており、
前記データ監視センタには、特定の発電プラントでボイラチューブリークが発生した時には、他の発電プラントの出力増加の可能性を評価して各プラントの負荷要求値を決定する送信情報決定部
が備えられていることを特徴としたデータ監視センタ。
In the data monitoring center provided with the boiler tube leak detection device according to any one of claims 1 to 10 ,
The data monitoring center, the plurality of power plants and the load adjustment department are connected to each other by an information communication network,
The data monitoring center includes a transmission information determination unit that evaluates the possibility of an increase in output of another power plant and determines a load demand value of each plant when a boiler tube leak occurs in a specific power plant. A data monitoring center characterized by
請求項1乃至10のいずれかに記載したボイラチューブリーク検出装置を用いた情報提供サービスにおいて、
前記ボイラチューブリーク検出装置から該当するボイラプラントにボイラチューブリーク検出情報、若しくはデータ監視センタから前記検出情報を元に求められた各プラントの負荷要求値を含む運転スケジュールの情報、の少なくとも一つを提供することを特徴とした情報提供サービス。
In the information provision service using the boiler tube leak detection device according to any one of claims 1 to 10 ,
At least one of the boiler tube leak detection information from the boiler tube leak detection device to the corresponding boiler plant, or the operation schedule information including the load request value of each plant obtained based on the detection information from the data monitoring center. Information service characterized by providing.
ボイラプラントの状態量を計測した計測信号を用いて、前記ボイラプラントの運転状態の変化を検知する状態変化検知ステップと、
前記状態変化検知ステップで検知した変化をリークか否か評価する検知内容評価ステップを含むボイラチューブリーク検出方法であって、
前記状態量の計測信号である燃料流量、又は空気流量、又は給水流量の少なくとも一つの条件からメタル温度を計算するボイラ特性計算ステップを含み、
前記状態変化検知ステップは、
過去の前記計測信号から、正常と定義された期間のデータである第一の計測信号データをデータ項目単位で監視グループとしてグループ化する監視データ抽出ステップと、
前記ボイラプラントの運転パターンを識別する運転パターン評価ステップと、
前記監視グループ毎にかつ前記運転パターン毎に、前記グループ化されたデータ項目に属する前記第一の計測信号データを分類して診断モデルを構築する分類ステップと、
前記診断モデルと診断する期間のデータである第二の計測信号データを比較することで運転状態が変化したことを検知する検知ステップを含み、
前記監視グループに用いるデータ項目として複数ある熱交換器のメタル温度を含み、
前記監視データ抽出ステップが、前記状態量の計測信号と前記ボイラ特性計算ステップの計算結果からデータを入力する
を特徴としたボイラチューブリーク検出方法。
Using a measurement signal obtained by measuring the state quantity of the boiler plant, a state change detection step for detecting a change in the operating state of the boiler plant;
A boiler tube leak detection method including a detection content evaluation step for evaluating whether the change detected in the state change detection step is a leak,
A boiler characteristic calculation step of calculating a metal temperature from at least one condition of a fuel flow rate, an air flow rate, or a feed water flow rate that is a measurement signal of the state quantity;
The state change detection step includes:
A monitoring data extraction step of grouping first measurement signal data, which is data in a period defined as normal, from the past measurement signal as a monitoring group in units of data items;
An operation pattern evaluation step for identifying an operation pattern of the boiler plant;
A classification step of the each monitoring group and for each of the operation pattern, to construct a diagnostic model to classify the first measurement signal data belonging to the grouped data item,
A detection step of detecting that the driving state has changed by comparing the second measurement signal data which is data of a period to be diagnosed with the diagnostic model;
Look containing a metal temperature of a plurality of heat exchangers as a data item to be used for the monitoring group,
The boiler tube leak detection method characterized in that the monitoring data extraction step inputs data from the measurement signal of the state quantity and the calculation result of the boiler characteristic calculation step .
複数の熱交換器と、ボイラプラントの状態量を計測する装置と、前記ボイラプラントを制御する運転制御装置を有するボイラプラントにおいて、
前記運転制御装置は、
前記状態量を検出する装置から伝達される計測信号がデータ項目別に保存される計測信号データベースと、
前記計測信号データベースに保存されている燃料流量、又は空気流量、又は給水流量の少なくとも一つの条件からメタル温度を計算するボイラ特性計算部と、
前記計測信号データベースから入力された計測信号に基づき前記ボイラプラントの運転状態の変化を診断結果データとして出力する状態変化検知部と、
前記診断結果データが入力され、運転状態変化がリークか否か評価し、検知内容推定結果データを出力する検知内容評価部と、
記検知内容推定結果データを表示する画像表示装置を備え、
前記状態変化検知部は、
前記計測信号データベースから正常と定義された期間のデータである第一の計測信号データが入力され、前記データ項目の一部を監視グループとしてグループ化した監視グループデータを出力する監視データ抽出部と、
前記監視グループデータが入力され、前記監視グループデータを元に前記ボイラプラントの運転パターンを識別し、運転パターン評価結果データを出力する運転パターン評価部と 、
前記運転パターン評価結果データと前記監視グループデータが入力され、前記運転パターン毎かつ前記監視グループ毎に、前記グループ化されたデータ項目に属する前記第一の計測信号データを分類して診断モデルを出力する分類部と、
前記計測信号データベースに保存され、前記監視データ抽出部でグループ化され、前記運転パターン評価部で識別された診断する期間のデータである第二の計測信号データが入力され、さらに前記診断モデルが入力され、前記診断モデルと前記第二の計測信号データを比較することで運転状態が変化したことを検知し、前記診断結果データを出力する検知部が備えられ、
前記監視データ抽出部がグループ化するデータ項目に前記ボイラプラントの前記複数ある熱交換器のメタル温度が含まれ
前記監視データ抽出部が、前記計測信号データベースと前記ボイラ特性計算部の計算結果からデータを入力する
ことを特徴としたボイラプラント。
In a boiler plant having a plurality of heat exchangers, a device for measuring a state quantity of the boiler plant, and an operation control device for controlling the boiler plant,
The operation control device includes:
A measurement signal database in which measurement signals transmitted from the device for detecting the state quantity are stored for each data item;
A boiler characteristic calculator that calculates a metal temperature from at least one condition of a fuel flow rate, an air flow rate, or a feed water flow rate stored in the measurement signal database;
A state change detection unit that outputs a change in the operating state of the boiler plant as diagnosis result data based on the measurement signal input from the measurement signal database;
The diagnosis result data is input, the detection state evaluation unit that evaluates whether the operating state change is a leak, and outputs the detection content estimation result data; and
An image display device for pre-displaying the dangerous intellectual content estimated data,
The state change detection unit
Monitoring data extraction unit that outputs first measurement signal data that is data of a period defined as normal from the measurement signal database, and outputs monitoring group data obtained by grouping a part of the data items as a monitoring group;
The monitoring group data is input, an operation pattern evaluation unit that identifies the operation pattern of the boiler plant based on the monitoring group data, and outputs operation pattern evaluation result data;
The operation pattern evaluation result data and the monitoring group data is input, for each of the operation pattern for each and the monitoring group, it outputs a diagnostic model to classify the first measurement signal data belonging to the grouped data items A classification unit to
Second measurement signal data that is data stored in the measurement signal database, grouped by the monitoring data extraction unit, and identified by the operation pattern evaluation unit is input, and the diagnosis model is further input. It is, detects that the operation state has changed by comparing said second measurement signal data and the diagnostic model, the detection unit is provided for outputting the diagnosis result data,
The data item grouped by the monitoring data extraction unit includes the metal temperature of the plurality of heat exchangers of the boiler plant ,
The boiler plant characterized in that the monitoring data extraction unit inputs data from calculation results of the measurement signal database and the boiler characteristic calculation unit .
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