JPH07133900A - Operation monitor method for compressor unit of gas pipeline - Google Patents
Operation monitor method for compressor unit of gas pipelineInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はガスパイプライン・コン
プレッサーユニットの運転監視方法、特に運転効率の監
視に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for monitoring the operation of a gas pipeline / compressor unit, and more particularly to monitoring the operation efficiency.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に長距離の天然ガスパイプラインに
おいては、その途中にコンプレッサーステーションを設
け、それによりパイプライン中を流れてきたガスを昇圧
し下流側へ送出することが行われている。このガスパイ
プライン用コンプレッサーユニットとしては、パイプラ
イン中を流れる天然ガスの一部を燃料とするガスタービ
ン・エンジンを駆動源とした遠心式タイプのものが多
い。コンプレッサーのような回転機器は、何らかの異常
があると運転効率が初期の値からずれてしまうこがあ
り、また同様に長期間運転されるとその摺動部等の経年
変化により運転効率が初期の値を下回ってしまう場合が
ある。運転効率の低下は燃料ガス消費の増加となり運転
費の増加につながるため、適切なメインテナンスが必要
である。2. Description of the Related Art Generally, in a long-distance natural gas pipeline, a compressor station is provided in the middle of the pipeline to pressurize the gas flowing in the pipeline and send it to the downstream side. As the compressor unit for gas pipeline, there are many centrifugal type compressor units driven by a gas turbine engine that uses a part of natural gas flowing in the pipeline as fuel. For rotating equipment such as compressors, if there is any abnormality, the operating efficiency may deviate from the initial value, and similarly, if it is operated for a long period of time, the operating efficiency of the rotating equipment may change to the initial value due to aging of sliding parts. It may fall below the value. Appropriate maintenance is necessary because a decrease in operating efficiency leads to an increase in fuel gas consumption and an increase in operating costs.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来この種のメインテ
ナンスとしては、例えばコンプレッサー・メーカーの用
意した性能線図上に、その時点でのコンプレッサー諸運
転データ計測値（圧力、流量、回転数）を当てはめ、計
算上の燃料消費量を求め、それと実際に測定した燃料消
費量との差により、その差がある予め決められた値を越
えれば警報を出力する方法が考えられる。但し、この監
視方法では据え付けられた状態での実際のコンプレッサ
ーの性能線図と、工場試験等に基づくメーカーの用意し
た性能線図との間に最初から相違があることも考えられ
る。このため、コンプレッサーの運転効率が実際の運用
期間の間に低下していくことを正しく評価できない。Conventionally, as this type of maintenance, for example, the measured values (pressure, flow rate, rotational speed) of compressor operation data at that time were applied to the performance diagram prepared by the compressor manufacturer. A method is conceivable in which a calculated fuel consumption amount is obtained, and an alarm is output when the difference exceeds a predetermined value due to the difference between the calculated fuel consumption amount and the actually measured fuel consumption amount. However, in this monitoring method, it is possible that there is a difference from the beginning between the actual compressor performance diagram in the installed state and the performance diagram prepared by the manufacturer based on factory tests and the like. For this reason, it cannot be correctly evaluated that the operating efficiency of the compressor decreases during the actual operation period.
【０００４】また、これを避けるためメーカーの提示し
た性能線図を、或る期間ごとに（バッチ処理して）実際
の運転データに合わせて変更していく方法もあるが、こ
の方法では、線図を変更するタイミングに依存する部分
が大きく、同様に運転効率の変化を正しく評価できな
い。即ち、バッチ処理のタイミングによって、メインテ
ナンスが必要な時期であっても、性能線図を実際の性能
線図に合わせてしまい正常な運転をしていると評価して
しまうことが考えられるからである。In order to avoid this, there is also a method of changing the performance diagram presented by the manufacturer in accordance with the actual operation data every certain period (by batch processing). Since the part that depends on the timing to change the diagram is large, the change in operating efficiency cannot be correctly evaluated. That is, depending on the timing of the batch processing, it is possible that the performance diagram is matched with the actual performance diagram and evaluated as normal operation even when maintenance is required. .
【０００５】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、常に運転効率を監視し、短期
間における急激な劣化を検知することにより何等かの異
常が起こった旨の情報を出力し、また、運転効率の比較
的長期間における低下傾向の出現を検知することにより
運転効率が著しく低下する以前にメインテナンスが必要
である旨の情報を出力することを可能にしたガスパイプ
ライン・コンプレッサーユニットの運転監視方法を提供
することを目的とする。The present invention has been made in order to solve such a problem, and constantly monitors the operating efficiency and detects a sudden deterioration in a short period of time, thereby indicating that some abnormality has occurred. It is possible to output information, and also by detecting the appearance of a decreasing tendency in operating efficiency over a relatively long period of time, it is possible to output information indicating that maintenance is required before the operating efficiency drops significantly. -The purpose is to provide a method for monitoring the operation of the compressor unit.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の一つの態様によ
るガスパイプライン・コンプレッサーユニットの運転監
視方法は、コンプレッサーユニットの効率をコンプレッ
サー流量及び回転数を変数とする回帰式の形で設定し、
初期状態の係数を決定する工程と、前記回帰式の係数を
或る一定期間ごとに修正する工程と、任意の時点におい
て、前記の或る一定期間毎に修正された回帰式から導か
れる効率値と、コンプレッサーの入口及び出口における
圧力及び温度の実測値から導かれる理論的効率とを比較
し、その差の絶対値が或るしきい値を越えれば異常があ
ると判断する工程とを有する。A method for monitoring the operation of a gas pipeline / compressor unit according to one aspect of the present invention sets the efficiency of the compressor unit in the form of a regression equation in which the compressor flow rate and the rotation speed are variables.
Determining the coefficient in the initial state, modifying the coefficient of the regression equation at regular intervals, and at any point in time, an efficiency value derived from the regression equation modified at the regular interval. And a theoretical efficiency derived from measured values of pressure and temperature at the inlet and outlet of the compressor, and determining that there is an abnormality if the absolute value of the difference exceeds a certain threshold value.
【０００７】本発明の他の態様によるガスパイプライン
・コンプレッサーユニットの運転監視方法は、コンプレ
ッサーユニットの効率をコンプレッサー流量及び回転数
を変数とする回帰式の形で設定し、初期状態の係数を決
定する工程と、前記回帰式の係数を或る一定期間ごとに
修正する工程と、前記の初期設定された回帰式と、前記
の或る一定期間毎に修正された回帰式とを比較し、その
差の絶対値の流量に関する積分値が或るしきい値を越え
ればメインテナンスが必要であると判断する工程とを有
する。In a method for monitoring the operation of a gas pipeline / compressor unit according to another aspect of the present invention, the efficiency of the compressor unit is set in the form of a regression equation with the compressor flow rate and the number of revolutions as variables, and the coefficient in the initial state is determined. Comparing the step, the step of correcting the coefficient of the regression equation every certain period of time, the regression equation initialized above, and the regression equation corrected every certain period of time, and the difference If the integrated value of the absolute value of the flow rate exceeds a threshold value, it is determined that maintenance is necessary.
【０００８】[0008]
【作用】本発明の一つの態様によるガスパイプライン・
コンプレッサーユニットの運転監視方法においては、回
帰式の係数を或る一定期間毎に実際の運転データに合わ
せるべくチューニングする。そして、チューニングされ
た回帰式に基づいた効率と、実測値（コンプレッサー入
口及び出口の圧力及び温度）に基づく理論的効率とを比
較し、その差が或るしきい値を越えれば事故警報を出
す。Operation: A gas pipeline according to one embodiment of the present invention
In the operation monitoring method for the compressor unit, the coefficient of the regression equation is tuned to match the actual operation data at regular intervals. Then, the efficiency based on the tuned regression equation is compared with the theoretical efficiency based on the measured value (pressure and temperature at the compressor inlet and outlet), and if the difference exceeds a certain threshold, an accident warning is issued. .
【０００９】また、本発明の他の態様によるガスパイプ
ライン・コンプレッサーユニットの運転監視方法におい
ては、回帰式の係数を或る一定期間毎に実際の運転デー
タに合わせるべく修正する。そして、初期設定された回
帰式と修正を重ねた結果導かれた回帰式とを比較し、そ
の差の絶対値の流量に関する積分値が或るしきい値をこ
えれば保守警報を出す。Further, in the operation monitoring method of the gas pipeline / compressor unit according to another aspect of the present invention, the coefficient of the regression equation is corrected so as to match the actual operation data every certain period. Then, the initialized regression equation is compared with the regression equation derived as a result of repeated corrections, and if the integrated value of the absolute value of the difference with respect to the flow rate exceeds a certain threshold value, a maintenance alarm is issued.
【００１０】[0010]
【実施例】本発明の一実施例に係るガスパイプライン・
コンプレッサーユニットの運転監視方法においては、コ
ンプレッサーの運転効率を流量及び回転数を変数とした
次の回帰式で表す。[Embodiment] A gas pipeline according to an embodiment of the present invention
In the operation monitoring method of the compressor unit, the operation efficiency of the compressor is expressed by the following regression equation in which the flow rate and the rotation speed are variables.
【００１１】[0011]
【数１】 [Equation 1]
【００１２】ηcal ：回帰式により計算される効率 Ｎ ：コンプレッサー回転数 Ｑ ：流量 αi ：チューニング係数（即ち、回帰式の係数） ｇi （Ｎ* ）：回転数依存の関数（初期設定の段階で経
験的に求める） （→回転数が変化したときに、効率カーブを補正するも
の） 添字ｎ，＊は次の意味をもっている。 ｎ：回帰式の次数 ＊：定格値による無次元化Η cal : Efficiency calculated by regression equation N: Compressor rotation speed Q: Flow rate α i : Tuning coefficient (that is, coefficient of regression equation) g i (N * ): Rotation speed-dependent function (initial setting) Obtained empirically in stages) (→ Corrects the efficiency curve when the rotation speed changes) The subscripts n and * have the following meanings. n: Order of regression equation *: Dimensionless by rated value
【００１３】次に監視方法について説明する。以下の説
明において、添字ｊ，ｋは以下の意味を持っているもの
とする。 ｊ：チューニングのステップ数 ｋ：チューニング間のデータ採取のステップ なお、上記の添字ｊはチューニングの時間間隔について
の例を示しており、この時間間隔は個別の設備の運転条
件に応じて設定する。上記の添字ｋはデータ採取のステ
ップ数の例を示しており、この実施例においてはｎ＝５
とし、チューニングを１週間毎に、データ採取を１時間
（＝Ｔs ）毎に行うものとする。Next, the monitoring method will be described. In the following description, the subscripts j and k have the following meanings. j: number of steps for tuning k: step for collecting data during tuning Note that the above subscript j indicates an example of the time interval for tuning, and this time interval is set according to the operating conditions of individual equipment. The above subscript k indicates an example of the number of steps of data collection, and in this embodiment, n = 5.
The tuning is performed every one week, and the data is collected every one hour (= T s ).
【００１４】（１）初期状態の回帰式ηcal,0 を設定す
る。 （２）経時変化による初期効率関数とのずれを一定時間
間隔ごとにチューニングする。 （３）警報 チューニングした回帰式と測定値にもとづく理論的効
率との差に従って事故警報を出す。即ち、ηcal,j と、
コンプレッサー入口、出口の圧力、温度の実測値から導
かれる理論的効率ηthとを比較して、その差が所定のし
きい値を越えると事故警報を出す。 チューニングを重ねた回帰式と初期状態の回帰式を比
較し、その差が所定のしきい値を越えれば、保守警報を
出す。即ち、ηcal,0 とηcal,j とを比較して、その差
がのしきい値を越えると保守警報を出す。(1) The regression equation η cal, 0 in the initial state is set. (2) Tuning the deviation from the initial efficiency function due to changes over time at regular time intervals. (3) Warning Issue an accident warning according to the difference between the tuned regression equation and the theoretical efficiency based on the measured values. That is, η cal, j ,
The theoretical efficiency η th derived from the measured values of the compressor inlet and outlet pressures and temperatures is compared, and an accident alarm is issued when the difference exceeds a predetermined threshold value. The regression equation after repeated tuning and the regression equation in the initial state are compared, and if the difference exceeds a predetermined threshold value, a maintenance alarm is issued. That is, η cal, 0 and η cal, j are compared, and when the difference exceeds the threshold value of, a maintenance alarm is issued.
【００１５】次に、上記の事故警報、チューニング及び
保守警報を出力する際の処理方法を更に詳細に説明す
る。 ＜事故警報＞ （１）コンプレッサーの入口及び出口のそれぞれの圧力
及び温度の測定値をテレメーターから読み込む。 （２）上記測定値より、ポリトロピックモデルに基づく
理論的効率を次式により計算する。Next, the processing method for outputting the accident alarm, tuning and maintenance alarm will be described in more detail. <Accident warning> (1) Read the measured pressure and temperature at the compressor inlet and outlet from the telemeter. (2) From the above measured values, the theoretical efficiency based on the polytropic model is calculated by the following formula.
【００１６】[0016]
【数２】 [Equation 2]
【００１７】Ｐ：圧力 Ｔ：温度 κ：断熱指数 なお、添字ｓ，ｄはそれぞれ次の意味をもっている。 ｓ：コンプレッサー入口 ｄ：コンプレッサー出口P: pressure T: temperature κ: adiabatic index The subscripts s and d have the following meanings. s: Compressor inlet d: Compressor outlet
【００１８】（３）コンプレッサーの回転数及び流量か
ら式（１）よりその時点での回帰式に基づく効率ηcal
を求める。 （４）次式が成立する場合に、事故警報を出す。図１は
この時の概念を示した図である。(3) From the rotational speed and the flow rate of the compressor, from equation (1), the efficiency η cal based on the regression equation at that time
Ask for. (4) An accident warning is issued when the following equation is established. FIG. 1 is a diagram showing the concept at this time.
【００１９】[0019]
【数３】 [Equation 3]
【００２０】＜チューニング＞（２）式で計算される理
論的効率の値をある一定期間ｔs 収集し、その収集され
た、理論的効率のデータを基に最小自乗法を用いて、
（３）式で表される回帰式をチューニングする。<Tuning> The theoretical efficiency value calculated by the formula (2) is collected for a certain period of time t s , and the least squares method is used based on the collected theoretical efficiency data.
Tuning the regression equation represented by equation (3).
【００２１】[0021]
【数４】 [Equation 4]
【００２２】ｗk ：重み関数 ｙk ：測定された結果に基づく理論的効率（（２）式で
計算された効率）W k : weighting function y k : theoretical efficiency based on the measured result (efficiency calculated by the equation (2))
【００２３】＜保守警報＞図２に示されるように次式が
成立するときに保守警報を出す。<Maintenance alarm> As shown in FIG. 2, a maintenance alarm is issued when the following equation is satisfied.
【００２４】[0024]
【数５】 [Equation 5]
【００２５】ここで、Ｑmin 及びＱmax は実績値あるい
は推定される実績値に基づいて任意に設定される。ま
た、図３に示すように回転数に応じて効率曲線は変化す
るので、ηcal,0 とηcal,j とを比較する際には、回転
数は定格値に固定する。Here, Q min and Q max are arbitrarily set based on the actual value or the estimated actual value. Further, as shown in FIG. 3, the efficiency curve changes according to the number of revolutions, so when comparing η cal, 0 and η cal, j , the number of revolutions is fixed to the rated value.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上のように本発明の一つの態様によれ
ば、コンプレッサーユニットの運転効率を表す回帰式の
係数を或る一定期間毎に実際の運転データに合わせるべ
くチューニングし、チューニングされた回帰式による効
率と、実測値（コンプレッサー入口及び出口の圧力及び
温度）に基づく理論的効率との差が或るしきい値を越え
れば事故警報を出すようにしたので、運転効率を適切に
監視することができ、特に短期間における急激な劣化即
ち異常を検知することができる。また、本発明の他の態
様によれば、チューニングを重ねた結果導かれる回帰式
と初期設定の回帰式との差の絶対値の流量に関する積分
値が或るしきい値を越えれば保守警報を出すようにした
ので、運転効率の相対的な変化を適切に監視することが
でき、特に運転効率の比較的長期間における低下傾向を
検知することができ、運転効率が著しく低下する以前に
メインテナンスが必要である旨の情報を出力するができ
る。As described above, according to one aspect of the present invention, the coefficient of the regression equation representing the operating efficiency of the compressor unit is tuned and tuned to match the actual operating data at regular intervals. If the difference between the efficiency by the regression equation and the theoretical efficiency based on the actual measurement values (pressure and temperature at the compressor inlet and outlet) exceeds a certain threshold value, an accident warning is issued, so the operating efficiency is properly monitored. It is possible to detect sudden deterioration, that is, abnormality, especially in a short period of time. Further, according to another aspect of the present invention, a maintenance alarm is issued if the integrated value regarding the flow rate of the absolute value of the difference between the regression equation derived as a result of repeated tuning and the default regression equation exceeds a certain threshold value. By doing so, it is possible to properly monitor the relative change in the driving efficiency, especially to detect the decreasing tendency of the driving efficiency in a relatively long period of time, and to maintain the maintenance before the driving efficiency drops significantly. It is possible to output information indicating that it is necessary.
【図１】本発明の事故警報の概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of an accident warning according to the present invention.
【図２】本発明の保守警報の概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram of a maintenance alarm of the present invention.
【図３】コンプレッサーユニットにおいて回転数の変化
により効率曲線が変化することを示した特性図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing that an efficiency curve changes in a compressor unit due to a change in rotation speed.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山岸 誠 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 吉田 雅裕 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Makoto Yamagishi 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Japan Steel Pipe Co., Ltd. (72) Masahiro Yoshida 1-2-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Date Main Steel Pipe Co., Ltd.
Claims (2)
レッサー流量及び回転数を変数とする回帰式の形で設定
し、初期状態の係数を決定する工程と、 前記回帰式の係数を或る一定期間ごとに修正する工程
と、 任意の時点において、前記の或る一定期間毎に修正され
た回帰式から導かれる効率値と、コンプレッサーの入口
及び出口における圧力及び温度の実測値から導かれる理
論的効率とを比較し、その差の絶対値が或るしきい値を
越えれば異常があると判断する工程とを有することを特
徴とするガスパイプライン・コンプレッサーユニットの
運転監視方法。1. A step of setting the efficiency of a compressor unit in the form of a regression equation in which the compressor flow rate and the number of revolutions are variables, and determining a coefficient in an initial state, and modifying the coefficient of the regression equation at regular intervals. And the theoretical efficiency derived from the measured values of pressure and temperature at the inlet and outlet of the compressor, at any point in time Then, the operation monitoring method of the gas pipeline / compressor unit, comprising the step of judging that there is an abnormality if the absolute value of the difference exceeds a certain threshold value.
レッサー流量及び回転数を変数とする回帰式の形で設定
し、初期状態の係数を決定する工程と、 前記回帰式の係数を或る一定期間ごとに修正する工程
と、 前記の初期設定された回帰式と、前記の或る一定期間毎
に修正された回帰式とを比較し、その差の絶対値の流量
に関する積分値が或るしきい値を越えればメインテナン
スが必要であると判断する工程とを有することを特徴と
するガスパイプライン・コンプレッサーユニットの運転
監視方法。2. A step of setting the efficiency of the compressor unit in the form of a regression equation in which the compressor flow rate and the number of revolutions are variables, and determining a coefficient in an initial state, and modifying the coefficient of the regression equation at regular intervals. And the regression equation that has been initialized and the regression equation that has been modified at certain intervals, and the integrated value of the absolute value of the difference with respect to the flow rate exceeds a certain threshold value. A method of monitoring operation of a gas pipeline / compressor unit, which comprises a step of determining that maintenance is necessary.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28132893A JP3387176B2 (en) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | Operation monitoring method of gas pipeline compressor unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28132893A JP3387176B2 (en) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | Operation monitoring method of gas pipeline compressor unit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07133900A true JPH07133900A (en) | 1995-05-23 |
| JP3387176B2 JP3387176B2 (en) | 2003-03-17 |
Family
ID=17637577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28132893A Expired - Fee Related JP3387176B2 (en) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | Operation monitoring method of gas pipeline compressor unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3387176B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017215832A (en) * | 2016-06-01 | 2017-12-07 | 株式会社神戸製鋼所 | Diagnosis device for diagnosing operational state of rotary machine, and diagnosis method |
-
1993
- 1993-11-10 JP JP28132893A patent/JP3387176B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017215832A (en) * | 2016-06-01 | 2017-12-07 | 株式会社神戸製鋼所 | Diagnosis device for diagnosing operational state of rotary machine, and diagnosis method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3387176B2 (en) | 2003-03-17 |
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