JPS63251895A - 蒸気タ−ビンプラントのモニタリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は蒸気タービンプラントの複数の状態量の計測値
に基づいて蒸気タービンプラントの運転監視を行う蒸気
タービンプラントのモニタリング装置に関する。

（従来の技術） 発電プラント用蒸気タービンの円滑な運用、即ち給電の
スケジュールに沿って遅滞なく回転上昇や負荷上昇・下
降を行なうためには、主蒸気温度・圧力の設定、加減弁
の制御および各プラント補機類の適切な制御が必要であ
り、同時に機器の安金な運用を確認するためには、軸振
動を初めとする数多くの状態量を監視する必要がある。

このため、蒸気タービンの中央操作盤は各種制御装置に
加え、計算機に支援された自動起動のための装置、また
機械の構造強度並びに性能解析上設定される運転制限値
に達した際、警報やトリップ（自動停止）信号を出力す
る機能を有したタービン監視装置（ＴＳＩ）等で構成さ
れている。

さらに最近では、蒸気タービンの数多くの状態量の監視
を効率的に行ない、異常が発生し運転制限値に達して何
らかの操作を必要とする以前に異常兆候を検出するモニ
タリング装置とその異常原因を分析する各種異常診断装
置が提案されている。

例えば、特公昭６１−２２８９２号公報に記載された「
軸振動を対象とする異常診断方法」においては、振動信
号を周波数成分に分けて分析し、運転の各モードである
レベルを設定し、事前に異常を検出するものである。

このように運転支援を行なうモニタリング装置において
は異常と認識され運転を制限される従来の警報値以前に
、定常運転領域として運転状態の偏差と考えられるある
裕度を持った新しいチェックポイトン、即ち、注意値を
設け、この注意値と現状の状態量を比較することにより
異常兆候を検出するものである。

（発明が解決しようとする問題点） ここで蒸気タービンの監視には温度、圧力、流ｍ１振動
等多種の物理量を各タービン出入口や、各軸受部という
ように多数の計測点での状態量を同時に評価することが
必要であり、理論的な解析の外、プラントシミュレータ
での異常モードの解析が行われている。しかしながら事
前に全てのモードを推定することは事実上困難であり、
ここであえて注意値を設定しても注意値の設定があいま
いになって、異常兆候の見損じ、あるいは警報過多の恐
れがある。

本発明は異常兆候を効果的に検出する蒸気タービンプラ
ントのモニタリング装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は蒸気タービンプラントの複数の状態量の計測値
に基づいて蒸気タービンプラントの運転監視を行う蒸気
タービンプラントのモニタリング装置において、状態量
の基準値を設定する基準値設定演算手段と、複数の状態
量を監視目的および監視レベルに応じて分類し、基準値
設定演算手段によって設定された基準値の中から分類さ
れた状態量に応じた最適な基準値を選定してこれを注意
値とし、この注意値と分類された状態量の計測値とを比
較することにより異常兆候の有無を検出する比較演算手
段と、この比較演算手段によって検出された異常兆候の
を無を表示する表示手段と、複数の状態量の計測値を記
憶する記憶手段とを備えてなり、基準値設定演算手段は
状態量の解析的許容値および記憶手段によって記憶され
た状態量の過去から現在までの計測値に基づいて状態量
の基準値を設定することを特徴とする。

（作　用） このようにして構成された本発明による蒸気タービンプ
ラントのモニタリング装置において、蒸気タービンプラ
ントの複数の状態量の計測値を記憶手段によって記憶し
ておく。そして状態量の解析的許容値および記憶手段に
よって記憶された状態量の過去から現在までの計測値に
基づいて基準値設定演算手段によって状態量の基準値を
設定する。

一方、状態量を監視目的および監視レベルに応じて比較
演算手段によって分類し、さらに基準値設定演算手段に
よって設定された基準値の中から分類された状態量に応
じた最適な基準値を選定してこれを注意値とする。そし
てこの注意値と分類された状態量の計測値とを比較演算
手段によって比較し、異常兆候の有無を検出する。この
比較演算手段によって検出される異常兆候の有無を表示
手段によって表示する。

これにより本発明によれば各状態量の変化に対して、最
適な注意値の設定を行い、異常兆候を効果的に検出する
ことができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明による蒸気タービンプラントのモニタリ
ング装置の一実施例を示すブロック図である。この実施
例のモニタリング装置３はスキャナ４ａ、４ｂと、比較
演算器５と、基準値演算器６と、表示装置７と、記憶装
置８とを備えている。

高圧タービンＨＩＰ、低圧タービンＬＰ−Ａ。

ＬＰ−Ｂおよび発電機ＧＥＮを有する蒸気タービンプラ
ント１からの各状態量の計測値は電気信号に変換され、
監視装置（ＴＳＩ）２ならびに本発明によるモニタリン
グ装置３に入力される。軸振動計、ラブチェックセンサ
等からの周波数分析等の前処理が必要な電気信号はスキ
ャナ４ａを介して比較演算器５に送信される。また、負
荷・温度等の計測信号および警報等、監視装置（ＴＳＩ
）２によって出力される信号はスキャナ４ｂを介して比
較演算器５に送信される。一方、比較演算器５はセレク
タ５１と選定テーブル５２とを備えている。そして比較
演算器５に入力された各状態量はセレクタ５１によって
監視目的に応じたグループに分けられ、このグループに
分けられた状態量に応じた基準値演算器６によって設定
される基準値の中から注意値を選定テーブル５２によっ
て自動的に選定する。ここで注意値というのは第２図に
示すような設定値、すなわち、構造的な強度限界からあ
るマージンをもって決定されるトリップ値や警報値等に
状態量の計測値が達する以前に異常兆候を検出するしき
い値のことを意味する。したがって、この注意値は運転
上の目標値（基準値）（Ｘ）と、その偏差（ΔＸ）との
和によって構成される。そしてこの偏差（ΔＸ）は正常
運転が可能となる状態量の目標値（Ｘ）からのずれを示
す。

注意値が選定テーブル５２によって自動的に選定される
と、比較演算器５に人力された状態量の計測値とこれに
対応する注意値とを比較演算器５によって比較し、異常
兆候の有無を検出する。すなわち注意値によって定まる
ある領域に状態量の計測値が入っていない場合は異常兆
候有りと判断し、そうでない場合は異常兆候が無いと判
断する。

そしてこの異常兆候の有無は表示装置７によって表示さ
れ、運転操作員に伝達される。また、各データ（計測等
）は記憶装置８によって記憶されるとともに、この各デ
ータに基づいて基準値演算器６によって必要に応じて基
準値の修正が行なわれる。

また、比較演算器５のセレクタ５１の監視目的別のグル
ープ分けは例えば第３図に示すフローチャートに沿って
行なわれる。すなわち、ステップＦ３１で選定手段が自
動（Ｙ）であるか手動（Ｎ）であるかが判断され、手動
（Ｎ）である場合は注意値コードが入力され（Ｆ３２）
、続いて注意値が入力される（Ｆ　３３）。自動（Ｙ）
の場合はステップＦ３４で制御管理事象であるかどうか
判断され、制御管理事象であれば（Ｙ）、状態量はグル
ープＩに所属する。制御管理事象でない場合（Ｎ）は次
のステップＦ３５で傾向監視事象であるかどうか判断さ
れ、傾向監視＝ｔｓ象と判断された場合（Ｙ）、状態量
はグループＨに所属する。そして、傾向監視事象でない
場合（Ｎ）は次のステップＦ３６で単独診断事象かどう
か判断される。

ここで単独診断事象と判断された場合（Ｙ）、状態量は
グループ■に所属し、そうでない場合（Ｎ）、状態量は
グループ■に所属する。したがってセレクタ５１による
グループ分けは監視目的毎に設定することが特徴であっ
て、同一現象であっても複数の比較を行なう際は異なる
基準値が選定できることになる。そして第３図に示すフ
ローチャートによるグループ分けの後で第４図に示すよ
うな選定テーブルが引き当てられる。この選定テーブル
はグループ名と基準値（Ｘ）種別、偏差（ΔＸ）種別で
構成されることを特徴とし、例えばグループｌの給油温
度のように直接制御する項目は目標値ａ　と、この目標
値ａ１と過去の正常時の最大・最小値との偏差Ｃｉ　＋
　　Ｃ２を適用し、グループ■の軸振動振幅では平均値
ｄ１と正規分布における標準偏差値ｅ１値が適用される
。

次に基準値演算器６においては第５図に示すフローチャ
ートに沿って基準データの作成を行なう。

即ち運転モード毎に設定値や解析データによって定まる
目標値ａ　１許容値ａ２を設定した後、過去のデータフ
ァイルを分析し、統計的に特定データｂ１最大・最小デ
ータＣ１平均値データｄ、および正規分布データｅの各
データを作成する。ここで注意値の各データは新たなデ
ータが記憶装置８に記憶されるとその度毎に更新される
が、解析・による許容値ａ２が設定されている場合、そ
れを上回る値を設定することは出来ない。

このように本実施例によれば、各状態量はそのレベルに
応じ注意値が設定されるため、リアルタイムに現在の状
態量を注意値と比較することにより異常兆候の検出が正
確にかつ容易になる。

なお、第４図の選定テーブルはある一運転モードでの一
例であるが、複数個の選定テーブルを用意するこにより
起動モードから負荷モードへの移行時においても注意値
を変えて診断することが出来る。第６図はこのような事
例を模擬した図であり、モードが切り替る時刻Ｔ。で注
意値の偏差種別をＣからｅｌへ変えたことを意味する。

〔発明の効果〕

本発明によれば各監視目的毎に最適な設定値すなわち注
意値を設定することができ、この注意値と状態量の計測
値とを比較することにより蒸気タービンプラントの運転
中に発生する異常兆候を早期にかつ正確に検出すること
ができる。これにより蒸気タービンプラントの安全な運
転に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による蒸気タービンプラントのモニタリ
ング装置の一実施例を示すブロック図、第２図は注意値
を説明する説明図、第３図は本発明にかかる比較演算器
による状態量の監視目的に応じたグループ分けの一例を
示すフローチャート、第４図は状態量の選定テーブルを
示す図表、第５図は本発明にかかる基準値演算器による
基準値の作成方法を示すフローチャート、第６図は本発
明を蒸気タービンの起動モードから負荷モードへの移行
状態に適用した場合の説明図である。 １・・・蒸気タービンプラント、２・・・監視装置、３
・・・モニタリング装置、４ａ、４ｂ・・・スキャナ、
５・・・比較演算器、６・・・基準値演算器、７・・・
表示装置、８・・・記憶装置、５１・・・セレクタ、５
２・・・選定テーブル。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第１図 第３図 選定テーブル 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 蒸気タービンプラントの複数の状態量の計測値に基づい
   て前記蒸気タービンプラントの運転監視を行う蒸気ター
   ビンプラントのモニタリング装置において、 前記状態量の基準値を設定する基準値設定演算手段と、
   前記複数の状態量を監視目的および監視レベルに応じて
   分類し、前記基準値設定演算手段によって設定された基
   準値の中から前記分類された状態量に応じた最適な基準
   値を選定してこれを注意値とし、この注意値と前記分類
   された状態量の計測値とを比較することにより異常兆候
   の有無を検出する比較演算手段と、この比較演算手段に
   よって検出された異常兆候の有無を表示する表示手段と
   、前記複数の状態量の計測値を記憶する記憶手段とを備
   えてなり、前記基準値設定演算手段は前記状態量の解析
   的許容値および前記記憶手段によって記憶された前記状
   態量の過去から現在までの計測値に基づいて前記状態量
   の基準値を設定することを特徴とする蒸気タービンプラ
   ントのモニタリング装置。