KR102568453B1 - 플랜트 운전 방법, 제어 장치 및 프로그램 - Google Patents

플랜트 운전 방법, 제어 장치 및 프로그램 Download PDF

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Abstract

플랜트 운전 방법은, 플랜트에 마련되는 제1 부품을, 상기 제1 부품보다 높은 성능으로 상기 플랜트를 가동 가능한 제2 부품으로 교환하는 교환 스텝, 상기 제2 부품을 이용하여 상기 제1 부품 사용 시와 동등 이상의 성능인 제1 성능으로 상기 플랜트를 운전시키는 제1 프로그램과, 상기 제1 성능 이상의 성능인 제2 성능으로 상기 플랜트를 운전시키는 제2 프로그램을 도입하는 도입 스텝, 상기 제1 프로그램과 상기 제2 프로그램을 전환하는 전환 스텝을 갖는다.

Description

플랜트 운전 방법, 제어 장치 및 프로그램
본 발명은, 플랜트 운전 방법, 제어 장치 및 프로그램에 관한 것이다.
본원은, 2018년 7월 9일에 일본에 출원된 특원 2018-129861호에 대하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
가스 터빈 등을 구비하는 플랜트에서는, 플랜트의 성능을 향상시키기 위하여, 업그레이드된 부품으로 교환되는 경우가 있다.
특허문헌 1에는, 관련되는 기술로서 업그레이드된 부품으로 교환한 후에 적절한 제어 장치의 설정값으로 변경하는 기술이 기재되어 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2017-096155호
그런데, 일반적으로 업그레이드된 부품은, 업그레이드 전에 사용하고 있는 부품에 비하여 고가이다. 그 때문에, 업그레이드된 부품을 플랜트에 도입하는 것을 검토하는 경우에, 고객은, 도입 후의 성능 향상에 의한 저비용화 및 수입 증가는 이해하고 있어도, 도입 시의 초기 비용의 관점에서 도입을 단념하는 경우가 있다
본 발명은, 상기의 과제를 해결할 수 있는 플랜트 운전 방법, 제어 장치 및 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 제1 양태에 의하면, 플랜트 운전 방법은, 플랜트에 마련되는 제1 부품을, 상기 제1 부품보다 높은 성능으로 상기 플랜트를 가동 가능한 제2 부품으로 교환하는 교환 스텝, 상기 제2 부품을 이용하여 상기 제1 부품 사용 시와 동등 이상의 성능인 제1 성능으로 상기 플랜트를 운전시키는 제1 프로그램과, 상기 제1 성능을 초과하는 성능인 제2 성능으로 상기 플랜트를 운전시키는 제2 프로그램을 도입하는 도입 스텝, 상기 제1 프로그램과 상기 제2 프로그램을 전환하는 제1 전환 스텝을 갖는다.
본 발명의 제2 양태에 의하면, 제1 양태에 의한 플랜트 운전 방법은, 상기 제1 프로그램과 상기 제2 프로그램의 전환에 근거하여 과금액을 산출하는 산출 스텝을 갖는 것이어도 된다.
본 발명의 제3 양태에 의하면, 제2 양태에 의한 플랜트 운전 방법은, 상기 제2 프로그램이 실행된 실행 시간을 특정하는 특정 스텝을 갖고, 상기 산출 스텝에 있어서, 상기 실행 시간에 따른 상기 과금액을 산출하는 것이어도 된다.
본 발명의 제4 양태에 의하면, 제2 양태 또는 제3 양태에 있어서의 플랜트 운전 방법에 있어서, 상기 제1 전환 스텝은, 과금되는 고객에 의하여 실행되고, 상기 산출 스텝에 있어서, 당해 고객에 의하여 실행된 상기 제1 전환 스텝에 있어서의 상기 제1 프로그램과 상기 제2 프로그램의 전환에 근거하여 과금액을 산출하는 것이어도 된다.
본 발명의 제5 양태에 의하면, 제4 양태에 있어서의 플랜트 운전 방법은, 상기 과금되는 고객에 의하여 실행되는지 여부에 관계 없이, 상기 제2 프로그램을 상기 제1 프로그램으로 전환하는 제2 전환 스텝을 더 갖는 것이어도 된다.
본 발명의 제6 양태에 의하면, 제2 양태 또는 제3 양태에 있어서의 플랜트 운전 방법에 있어서, 상기 제1 전환 스텝은, 과금하는 관리자에 의하여 실행되고, 상기 산출 스텝에 있어서, 당해 관리자에 의하여 실행된 상기 제1 전환 스텝에 있어서의 상기 제1 프로그램과 상기 제2 프로그램의 전환에 근거하여 과금액을 산출하는 것이어도 된다.
본 발명의 제7 양태에 의하면, 제1 양태 내지 제6 양태 중 어느 하나의 플랜트 운전 방법에 있어서, 상기 제2 부품은, 상기 제1 부품보다 고온에 견딜 수 있는 부품이며, 상기 제1 전환 스텝에 있어서, 상기 제2 프로그램으로 전환하고, 당해 제2 프로그램은, 당해 제2 부품의 온도가 당해 제2 부품이 견딜 수 있는 고온이 되도록 상기 플랜트를 운전하는 것이어도 된다.
본 발명의 제8 양태에 의하면, 제어 장치는, 플랜트에 마련되는 제1 부품보다 높은 성능으로 상기 플랜트를 가동 가능한 제2 부품을 이용하여 상기 제1 부품 사용 시와 동등 이상의 성능인 제1 성능으로 상기 플랜트를 운전시키는 제1 프로그램과, 상기 제1 성능을 초과하는 성능인 제2 성능으로 상기 플랜트를 운전시키는 제2 프로그램을 기억하는 기억부와, 상기 제1 프로그램과 상기 제2 프로그램을 전환하는 전환부를 구비한다.
본 발명의 제9 양태에 의하면, 프로그램은, 컴퓨터에, 플랜트에 마련되는 제1 부품보다 높은 성능으로 상기 플랜트를 가동 가능한 제2 부품을 이용하여 상기 제1 부품 사용 시와 동등 이상의 성능인 제1 성능으로 상기 플랜트를 운전시키는 제1 로직과, 상기 제1 성능을 초과하는 성능인 제2 성능으로 상기 플랜트를 운전시키는 제2 로직과, 상기 제1 로직과 상기 제2 로직을 전환하는 전환 로직을 실행시킨다.
본 발명의 실시형태에 의한 플랜트 운전 방법, 제어 장치 및 프로그램에 의하면, 업그레이드된 부품을 플랜트에 도입하기 쉬운 기회를 고객에게 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 의한 플랜트 운전 시스템의 구성을 나타내는 도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 의한 터빈의 일부의 구성을 모식적으로 나타내는 도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 의한 제어 장치의 구성을 나타내는 도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 의한 제어부의 구성을 나타내는 도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 의한 온도 리밋 제어부의 구성을 나타내는 도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 의한 관리 장치의 구성을 나타내는 도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 제1 데이터 테이블을 나타내는 도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 압력비와 배기 가스 온도 상한값의 관계를 나타내는 도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 정격 온조 라인의 배기 가스 설정 온도와 압력비의 관계를 나타내는 도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 제2 데이터 테이블을 나타내는 도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시형태에 의한 IGV 제어부의 구성을 나타내는 도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 가스 터빈 출력과 IGV 개도(開度) 설정값과의 관계를 나타내는 도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 제3 데이터 테이블을 나타내는 도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시형태에 의한 제어 변수 생성부의 구성을 나타내는 도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 흡기 온도와 가스 터빈 출력의 관계를 나타내는 도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 제4 데이터 테이블을 나타내는 도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시형태에 의한 플랜트 운전 시스템의 처리 플로를 나타내는 도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 제2 데이터 테이블을 나타내는 도이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 제5 데이터 테이블을 나타내는 도이다.
도 20은 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 관리 장치의 구성을 나타내는 도이다.
도 21은 적어도 하나의 실시형태에 관한 컴퓨터의 구성을 나타내는 개략 블록도이다.
<실시형태>
이하, 도면을 참조하면서 실시형태에 대하여 자세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시형태에 의한 플랜트 운전 시스템(1)의 구성에 대하여 설명한다.
플랜트 운전 시스템(1)은, 가스 터빈(2)을 구성하는 일부의 부품을 업그레이드한 부품으로 교환한 경우에, 교환 전의 제1 소프트웨어와, 제1 소프트웨어와는 달리 교환 후의 부품의 성능을 끌어낼 수 있는 제2 소프트웨어를 도입하여, 고객의 니즈에 따라 제1 소프트웨어와 제2 소프트웨어를 전환하는 가스 터빈이다. 또, 플랜트 운전 시스템(1)은, 제1 소프트웨어와 제2 소프트웨어의 전환을 기록하고, 그 전환에 따른 고객으로의 과금을 산출하는 가스 터빈이다. 플랜트 운전 시스템(1)은, 가스 터빈(2), 제어 시스템(3)을 구비한다.
가스 터빈(2)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 압축기(10), 연소기(20), 터빈(30), 발전기(50), 로터(60)를 구비한다.
압축기(10), 연소기(20) 및 터빈(30)의 중심부에는, 로터(60)가 관통하여 마련된다. 압축기(10), 터빈(30) 및 발전기(50)는, 로터(60)에 의하여 연결되고, 일체가 되어 회전한다. 발전기(50)는, 이 회전에 의하여 발전할 수 있다. 가스 터빈(2)의 동작은, 제어 시스템(3)에 의하여 제어된다.
가스 터빈(2)은, 압축기(10)로부터 터빈(30)에 냉각용 공기를 공급하는 냉각용 공기 공급 라인(70)을 갖는다. 냉각용 공기 공급 라인(70)에는, 냉각용 공기 제어 밸브(80)가 마련된다.
압축기(10)는, 공기 취입구로부터 취입한 공기(A)를 압축하여 압축 공기(A1)를 생성한다. 압축기(10)에는, 공기 취입구로부터 취입하는 공기(A)의 흡기량을 조정하는 입구 안내 날개(IGV(Inlet Guide Vane), 흡기 밸브)(90)가 마련된다.
입구 안내 날개(90)는, 복수의 날개 본체(90a)와, 복수의 날개 본체(90a)의 날개 각도를 변경하기 위한 IGV 작동부(90b)를 구비한다. 입구 안내 날개(90)는, 그 개도가 조정됨으로써, 공기(A)의 흡기량이 조정된다. 구체적으로, IGV 작동부(90b)에 의하여 날개 본체(90a)의 날개 각도가 조정됨으로써, 입구 안내 날개(90)의 개도가 조정되어, 공기(A)의 흡기량을 조정한다. 입구 안내 날개(90)는, 그 개도가 커지는 경우, 공기(A)의 흡기량이 많아져, 압축기(10)의 압력비가 증가한다. 또, 입구 안내 날개(90)는, 그 개도가 작아지는 경우, 공기(A)의 흡기량이 적어져, 압축기(10)의 압력비가 저하된다.
연소기(20)는, 압축기(10)로 압축된 압축 공기(A1)에 대하여 연료(F)를 공급한다. 연소기(20)는, 압축 공기(A1)와 연료(F)를 혼합하여 연소함으로써, 연소 가스를 생성한다. 터빈(30)은, 연소기(20)에서 생성된 연소 가스에 의하여 회전한다. 도 2는, 가스 터빈(2) 중 터빈(30)의 일부의 구성을 모식적으로 나타내는 도이다. 터빈(30)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 로터(60), 복수 단의 정익(100), 복수 단의 동익(110)을 구비한다. 각 단의 정익(100)은, 케이싱(130)에 장착되어 있다. 각 단의 동익(110)은, 로터(60)의 외주(外周)에 고정된다. 복수 단의 정익(100)과 복수 단의 동익(110)은, 로터(60)의 축방향에 교대로 마련된다. 또, 케이싱(130)에는, 분할환(分割環)(120)이 마련된다. 분할환(120)은, 동익(110)에 대하여 직경 방향의 외측에 이간하여 마련된다. 정익(100) 및 분할환(120)은, 로터(60)의 축방향으로 이간하여 배치되어 있다.
로터(60)는, 축방향의 양 단부가 도시하지 않은 베어링부에 의하여 회전 가능하게 지지되고, 축심을 중심으로 하여 자유롭게 회전할 수 있도록 마련된다. 그리고, 로터(60)의 압축기(10) 측의 단부에는, 발전기(50)의 구동축이 연결된다. 발전기(50)는, 터빈(30)과 동축 상에 마련되고, 터빈(30)이 회전함으로써 발전한다.
따라서, 압축기(10)의 공기 취입구로부터 취입된 공기(A)는, 입구 안내 날개(90)를 거쳐 압축기(10)의 내부를 통과하여 압축됨으로써 고온·고압의 압축 공기(A1)가 된다. 이 압축 공기(A1)에 대하여 연소기(20)로부터 연료(F)가 공급되고, 압축 공기(A1)와 연료(F)가 혼합되어 연소함으로써, 고온·고압의 연소 가스가 생성된다. 그리고, 연소기(20)에서 생성된 고온·고압의 연소 가스가 터빈(30)의 내부를 통과함으로써, 터빈(30)은 작동(회전)하고, 로터(60)를 회전시켜, 로터(60)에 연결된 발전기(50)를 구동시킨다. 이로써, 발전기(50)는, 발전을 행한다. 이때 터빈(30)을 구동한 연소 가스는, 배기 가스로서 열을 회수하여, 대기에 방출된다.
이 가스 터빈(2)에 있어서는, 성능(예를 들면, 출력 전력량, 발전 효율, Nox 등의 기체 배출의 저감 등)을 향상시키기 위하여, 터빈(30)에 공급되는 냉각용 공기의 공급량을 저감시켜, 연소기(20)에 공급하는 압축 공기의 공급량을 증가시키는 업그레이드가 행해지는 경우가 있다. 이 업그레이드를 행하는 경우, 터빈(30)에 마련되는 동익이나 정익 등의 부품을 고온에 견딜 수 있는 부품(이하, "고온 부품"이라고 기재)으로 하고, 공급량이 감소한 냉각용 공기여도 냉각 가능한 것으로 교환하는 것이 행해진다.
상기의 가스 터빈(2)의 업그레이드에서는, 예를 들면 정익(100), 동익(110) 및 분할환(120) 등, 터빈(30)을 구성하는 부품을 교환하는 경우가 있다. 본 실시형태에서는, 가스 터빈(2)의 업그레이드를 행하는 경우, 터빈(30)을 구성하는 부품 중, 제1단 및 제2단의 정익(100)과, 제1단 및 제2단의 동익(110)을 새로운 부품으로 교환하는 경우를 예로 들어 설명한다. 또한, 부품의 교환 대상에 대해서는, 이것에 한정하는 것은 아니고, 다른 조합으로 부품을 교환해도 된다.
또, 도 1에 나타내는 바와 같이, 상기 가스 터빈(2)에는, 차실 압력계(160), 흡기 상태 검출기(170), 블레이드 패스 온도계(180), 배기 가스 온도계(190) 및 유량계(200)가 마련된다. 차실 압력계(160)는, 압축기(10)로부터 연소기(20)를 향하여 압축 공기(A1)가 유통되는 라인에 마련된다. 구체적으로, 차실 압력계(160)는, 연소기(20)의 차실 내부에 마련되고, 압축 공기(A1)의 압력(차실 압력)을 계측한다. 흡기 상태 검출기(170)는, 압축기(10)에 도입되는 공기(A)의 흡기 온도와 흡기 압력을 검출한다. 블레이드 패스 온도계(180)는, 터빈(30)으로부터 배출되는 배기 가스가 유통되는 라인에 마련된다. 블레이드 패스 온도계(180)는, 터빈(30)의 배기 가스가 흐르는 방향의 하류 측에 마련되는 최종단의 블레이드를 통과한 배기 가스의 온도를 계측한다. 배기 가스 온도계(190)는, 블레이드 패스 온도계(180)의 하류 측에 마련되고, 배기 가스의 온도를 계측한다. 유량계(200)는, 냉각용 공기 공급 라인(70)을 흐르는 냉각용 공기의 유량을 계측한다. 또한, 가스 터빈(2)에는, 가스 터빈(2)의 출력(부하)을 검출하기 위한 출력계(210)가 마련된다. 그리고, 차실 압력계(160), 흡기 상태 검출기(170), 블레이드 패스 온도계(180), 배기 가스 온도계(190), 유량계(200) 및 출력계(210)에 의하여 계측된 신호가, 제어 시스템(3)에 입력된다.
제어 시스템(3)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(40), 관리 장치(41)를 구비한다.
제어 장치(40)는, 가스 터빈(2)의 동작을 제어하는 장치이다. 제어 장치(40)는, 예를 들면 고객이 소유하는 장치이며, 부품의 업그레이드를 행한 이후, 고객이 도입 가능한 복수의 프로그램 중에서 하나를 도입함으로써, 그 도입한 프로그램에 따른 성능으로 플랜트가 운전된다. 제어 장치(40)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제어부(220), 기억부(230), 변경부(240)(전환부의 일례)를 구비한다. 제어부(220)는, 차실 압력계(160), 흡기 상태 검출기(170), 블레이드 패스 온도계(180), 배기 가스 온도계(190) 및 유량계(20) 등의 계측 결과에 근거하여, 입구 안내 날개(90) 및 연료 조정 밸브(150) 등을 제어함으로써, 가스 터빈(2)의 운전을 제어한다. 또, 제어부(220)는, 가스 터빈(2)의 출력(발전기(50)의 출력)에 따라, 가스 터빈(2)의 운전을 제어한다. 또, 제어부(220)는, 가스 터빈(2)에 대하여 부분 부하 운전과, 전체 부하 운전을 행하게 한다. 전체 부하 운전은, 가스 터빈(2)의 출력이 정격 출력이 되는 운전이다. 부분 부하 운전은, 가스 터빈(2)의 출력이 정격 출력보다 작은 출력이 되는 운전이다.
또, 제어부(220)는, 연료(F)의 공급량을 조정하기 위하여, 연소기(20)를 향하여 연료(F)를 공급하는 연료 공급 라인(140)에 마련되는 연료 조정 밸브(150)를 제어하는 연료 제어를 실행하고 있다. 연료 공급 라인(140)은, 예를 들면 메인 연료 공급 라인, 파일럿 연료 공급 라인, 톱 햇 연료 공급 라인 등의 복수의 공급 라인을 갖고 있다. 연료 조정 밸브(150)는, 복수의 공급 라인의 각각에 마련된다. 연료 조정 밸브(150)는, 개별적으로 개도를 제어 가능하다. 제어부(220)는, 연료 조정 밸브(150)를 제어함으로써, 압축 공기(A1)에 대하여 공급(분사)하는 연료(F)의 공급량 및 그 배분을 조정한다.
도 4는, 제어부(220)의 구성을 나타내는 도이다. 제어부(220)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 배기 가스 온도 제어부(260), 연소 제어부(270), IGV 제어부(280), 연소 부하 제어부(340)를 구비한다.
배기 가스 온도 제어부(260)는, 터빈 입구 온도가, 소정 온도를 유지하도록 배기 가스 온도와 압력비의 관계를 설정한다. 배기 가스 온도 제어부(260)는, 블레이드 패스 온도 제어부(350), 온도 리밋 제어부(360)를 구비한다. 블레이드 패스 온도 제어부(350)에는, 블레이드 패스 온도계(180)에 의하여 계측된 블레이드 패스 온도가 입력된다. 블레이드 패스 온도 제어부(350)는, 블레이드 패스 온도에 근거하여 블레이드 패스 온도 설정값을 생성하여, 후술하는 저가(低價) 선택부(250)에 출력한다.
온도 리밋 제어부(360)에는, 차실 압력계(160)에 의하여 계측된 압축기(10)의 차실 내부의 압력(차실 압력), 흡기 상태 검출기(170)에 의하여 계측된 흡기 압력, 배기 가스 온도계(190)에 의하여 측정된 배기 가스 온도의 측정값이 입력된다. 온도 리밋 제어부(360)는, 입력값에 근거하여, 배기 가스 온도 설정값을 출력한다.
도 5는, 온도 리밋 제어부(360)의 구성을 나타내는 도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 온도 리밋 제어부(360)는, 제어기(290d), 감산기(320b), PI 제어기(330b)를 구비한다. 제어기(290d)에는, 배기 가스 온도 설정값을 산출하기 위한 압력비가 입력된다. 압력비는, 차실 압력과 흡기 압력의 비(차실 압력/흡기 압력)이다. 제어기(290d)에 입력되는 압력비의 값은, 배기 가스 온도 설정값을 산출하기 위하여 목푯값으로서 설정된 값이다. 제어기(290d)는, 입력된 압력비와, 설정 온도 산출 함수(제2 함수)에 근거하여, 입력된 압력비에 대한 배기 가스의 설정 온도(이하, "배기 가스 설정 온도"라고 기재)를 산출하여, 감산기(320b)에 출력한다. 또한, 설정 온도 산출 함수에 대해서는, 후술한다. 또, 제어기(290d)는, 산출한 배기 가스 설정 온도를, 후술하는 IGV 제어부(280)에 마련되는 감산기(320a)에 출력한다.
관리 장치(41)는, 업그레이드된 부품을 고객에게 판매하는 판매원(販賣元), 또는 판매원으로부터의 의뢰에 의하여 플랜트를 관리하는 관리 회사가 구비하는 장치이다. 제어 장치(40)에 의하여 도입되는 프로그램을 특정하고, 판매원과 고객의 사이의 계약 내용과, 특정한 프로그램에 근거하여, 고객에 대하여 과금하는 과금액을 산출한다. 관리 장치(41)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 프로그램 판정부(440), 시간 특정부(450), 기억부(460), 과금액 산출부(470)를 구비한다. 프로그램 판정부(440)는, 부품이 업그레이드된 이후, 제어 장치(40)가 도입한 프로그램의 종류를 판정한다. 시간 특정부(450)는, 프로그램 판정부(440)가 판정한 프로그램이 도입되는 시간을 특정한다. 기억부(460)는, 데이터 테이블(TBL1)을 기억한다. 데이터 테이블(TBL1)은, 예를 들면 도 7에 나타내는 데이터 테이블이다. 데이터 테이블(TBL1)은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 고객명, 판매원과 고객의 사이의 계약 내용, 적용되고 있는 부품의 종류, 도입 가능한 프로그램의 종류, 도입이 완료된 프로그램, 프로그램이 도입된 도입 시간, 및 과금액을 산출하기 위한 과금액 산출식을 관련지은 데이터 테이블이다. 도입 시간은, 도입 가능한 프로그램마다 특정된다. 과금액 산출식은, 계약 내용마다 다른 식이며, 도입이 완료된 프로그램과 그 프로그램의 도입 시간이 정해지면 하나의 과금액이 정해지는 식이다.
여기에서, 설정 온도 산출 함수에 대하여 설명한다. 도 8은, 압력비와 배기 가스 설정 온도의 관계를 나타내는 도이다. 도 8에 있어서, 가로축은 압력비를 나타낸다. 또, 도 8에 있어서, 세로축은 배기 가스 온도를 나타낸다. 설정 온도 산출 함수는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 압력비와 배기 가스 설정 온도의 관계를 규정하는 것이다. 도 8에 나타내는 예에서는, 설정 온도 산출 함수는, 정격 온조 라인(T1, T2)으로서 나타난다. 정격 온조 라인(T1, T2)은, 소정의 압력비에 대하여, 터빈 입구 온도가 정격값에 도달한 경우에, 가스 터빈(2)의 정격 성능이 얻어지도록 설정된 배기 가스의 온도를 나타낸다. 또한, 정격 성능이란, 발전기(50)로부터 가스 터빈(2)에 소정의 부하가 부여되었을 때에, 가스 터빈(2)의 일효율이 최적이 되는 성능이다. 또, 정격 온조 라인(T1, T2)은, 터빈 입구 온도가 미리 설정된 상한 온도를 초과하지 않도록 설정된다. 배기 가스 설정 온도는, 도 8에 나타나는 정격 온조 라인(T1, T2)과 같이, 압력비가 커짐에 따라 저하되고 있다.
또, 도 8에 있어서의 점 A부터 점 E는, 가스 터빈(2)의 운전 라인 상의 점을 나타내고 있다. 점 A는, 가스 터빈(2)에 부하를 투입할 때의 압력비 및 배기 가스 온도를 나타내고 있다. 점 B는, 입구 안내 날개(90)를 개방하기 시작할 때의 압력비 및 배기 가스 온도를 나타내고 있다. 점 B부터 점 C까지의 사이는, 입구 안내 날개(90)의 개도가 증가하는 과정에서, 압력비의 증가에 대하여 배기 가스 온도가 일정해지는 제어 구간이다. 점 C부터 점 D까지의 사이는, 입구 안내 날개(90)의 개도를 증가시키는 구간이며, 점 D에서 입구 안내 날개(90)가 완전 개방이 된다. 점 E는, 점 D부터 가스 터빈(2)의 부하를 100％를 향하여 높임으로써, 운전 라인이 정격 온조 라인에 도달한 경우의 압력비 및 배기 가스 온도이다. 가스 터빈(2)이 전체 부하 운전을 행하는 경우, 터빈 입구 온도가 상한 온도 부근에 도달하도록, 배기 가스 온도가 정격 온조 라인 부근이 되도록, 가스 터빈(2)의 운전은 제어된다. 또, 가스 터빈(2)이 부분 부하 운전을 행하는 경우, 부하 변동에 대한 가스 터빈 출력의 응답성을 확보하기 위하여, 예를 들면 배기 가스 온도가 정격 온조 라인의 상한 온도에 의하여 제한되지 않도록, 정격 온조 라인보다 낮은 배기 가스 온도가 되도록, 가스 터빈(2)의 운전은 제어된다. 이 때문에, 가스 터빈(2)이 부분 부하 운전을 행하는 경우의 터빈 입구 온도는, 가스 터빈(2)이 전체 부하 운전을 행하는 경우의 터빈 입구 온도에 비하여 낮다.
또한, 도 8에 있어서 파선(破線)으로 나타나는 정격 온조 라인(T1)은, 가스 터빈(2)의 부품의 업그레이드를 행하기 전의 구성에 대하여 이용되는 설정 온도 산출 함수의 예를 나타내고 있다. 또, 도 8에 있어서 실선으로 나타나는 정격 온조 라인(T2)은, 가스 터빈(2)의 부품의 업그레이드를 행한 후의 구성에 대하여 이용되는 설정 온도 산출 함수의 예를 나타내고 있다. 가스 터빈(2)의 부품의 업그레이드에 의하여, 냉각용 공기의 공급량이 감소하여, 차실(29) 내의 압력비가 증가한다. 이 때문에, 부품의 업그레이드 후의 정격 온조 라인(T2)은, 부품의 업그레이드 전의 정격 온조 라인(T1)에 비하여, 점 E에 있어서의 압력비 및 배기 가스 설정 온도가 상승되어 있다. 이 배기 가스 설정 온도의 상승분은, 정격 온조 라인(T1)에 대하여 압력비를 상승시킨 경우에 있어서, 냉각용 공기의 공급량 감소에 의한 배기 가스 설정 온도의 상승분과, 압력비의 상승에 의한 배기 가스 설정 온도의 저하분의 합(온조 바이어스 변화량)으로서 구할 수 있다.
여기에서, 온조 바이어스 변화량의 구체적인 산출 방법에 대하여, 도 9를 이용하여 이하에 설명한다. 도 9는, 정격 온조 라인의 배기 가스 설정 온도와 압력비의 관계를 나타내는 도이다. 도 9는, 가스 터빈(2)의 부품의 업그레이드 전의 정격 온조 라인(T1)과 부품의 업그레이드 후의 정격 온조 라인(T2)의 비교를 나타내고 있다. 도 9에 있어서, 가로축은 압력비를 나타낸다. 또, 도 9에 있어서, 세로축은 배기 가스 설정 온도를 나타낸다. 여기에서, 온조 바이어스 변화량이란, 가스 터빈(2)의 부품을 업그레이드한 결과, 부품의 업그레이드 전의 정격 온조 라인(T1)이 정격 온조 라인(T2)으로 변화한 경우, 동일한 압력비에 대한 배기 가스 온도의 변화량 X을 의미한다. 도 9에 있어서, 부품의 업그레이드 전의 정격 온조 라인(T1) 상의 운전점을 P1로 하고, 부품의 업그레이드 후의 운전점이 P2로 이동한 것으로 한다. 또, 운전점 P1에 있어서의 압력비를 PR1, 배기 가스 설정 온도를 t1로 하고, 운전점 P2에 있어서의 압력비를 PR2로 한다. 또, 압력비 PR2에 있어서의 정격 온조 라인(T1) 상의 점을 P4로 하고, 배기 가스 설정 온도를 t3으로 한다. 압력비 PR2 및 배기 가스 설정 온도 t1로 정해지는 점을 P3으로 한다.
정격 온조 라인은, 터빈 입구 온도가 일정한 것을 조건으로 하여, 배기 가스 설정 온도와 압력비의 관계를 표시하는 라인이며, 배기 가스 온도를 감시함으로써, 터빈 입구 온도를 관리하는 것을 목적으로 하고 있다. 일반적으로, 가스 터빈(2)에서는, 터빈(30)에 있어서 연소 가스가 차실압으로부터 대기압까지 열팽창하는 과정에서, 그 열팽창에 의하여 연소 가스 온도는 저하된다. 즉, 정격 온조 라인은, 터빈 입구 온도가 일정한 조건하에서, 압력비의 증가와 함께 배기 가스 설정 온도가 오른쪽 하측으로 저하되는 라인이 된다.
상술하는 바와 같이, 가스 터빈(2)의 부품을 업그레이드한 경우, 냉각용 공기의 공급량이 감소함으로써, 차실(29) 내의 압력비가 상승한다. 따라서, 차실(29) 내의 압력비가 높으면, 열팽창에 의한 배기 가스 온도가 저하되는 비율은 커진다. 도 9에 있어서, 가스 터빈(2)의 부품의 업그레이드에 의하여, 가스 터빈(2)의 운전점은, 부품의 업그레이드 전의 정격 온조 라인(T1) 상의 운전점 P1(압력비 PR1)로부터, 부품의 업그레이드 후의 정격 온조 라인(T2) 상의 운전점 P2(압력비 PR2)로 이동한다고 생각할 수 있다. 상술한 점 P2, P3, P4는, 모두 압력비 PR2 상의 점이다. 점 P3은, 선분 P2P4 상에 존재한다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 가스 터빈(2)의 부품의 업그레이드에 의하여, 편의상, 부품의 업그레이드 전의 운전점 P1은, 부품의 업그레이드에 의하여 압력비가 증가하여, 점 P4로 이동하고, 점 P4로부터 운전점 P2로 이동하는 과정에서, 온조 바이어스 변화량 X에 상당하는 배기 가스 온도의 증가가 있어, 운전점 P2에 도달한다고 생각할 수 있다.
압력비가 PR2인 경우, 온조 바이어스 변화량 X는, 선분 P2P4로 나타난다. 여기에서, 선분 P2P4를, 선분 P3P4와 선분 P2P3으로 구분하여, 각각의 선분을 변수 X1, X2라고 정한다. 이 경우, 온조 바이어스 변화량 X는, 식 〔X=X1+X2〕에 의하여 산출할 수 있다. 즉, 가스 터빈(2)의 부품의 업그레이드에 의하여, 운전점이 P1로부터 P2로 바뀌는 과정에 있어서의 온조 바이어스 변화량 X는, 편의상, 연소 가스의 압력비가 증가하여, 배기 가스 온도가 저하되는 과정에서 발생하는 온도 저하의 증가분에 상당하는 변수 X1과, 냉각용 공기의 공급량의 감소에 따라 배기 가스 온도가 저하되는 과정에 발생하는 온도 저하의 증가분에 상당하는 변수 X2로 구분하여 설명할 수 있다.
가스 터빈(2)의 부품의 업그레이드에 의하여, 차실(29) 내의 압력비가 PR1로부터 PR2로 증가한 경우, 터빈(30)에서의 열팽창에 의하여, 배기 가스의 온도 저하가 부품의 업그레이드 전보다 커진다. 변수 X1은, 압력비의 증가에 따른 배기 가스 온도의 저하의 증가분에 상당한다. 즉, 도 9에 있어서, 차실(29) 내의 압력비가 부품의 업그레이드 전의 PR1로부터 부품의 업그레이드 후의 PR2로 증가한 경우, 터빈(30)에서의 연소 가스의 열팽창에 의하여, 배기 가스 온도는, 부품의 업그레이드 전의 배기 가스 설정 온도 t1로부터 t3으로 저하된다. 변수 X1은, 배기 가스 온도가 저하되는 온도 저하의 증가량이며, 배기 가스 온도 t3을 부품의 업그레이드 전의 배기 가스 온도 t1로 되돌리기 위한 보정량에 상당한다. 점 P3과 점 P4의 온도차 X1은, 식 〔X1=t1-t3〕으로 산출된다.
다음으로, 냉각용 공기의 공급량의 감소에 대응하는 변수 X2에 대하여 설명한다. 가스 터빈(2)의 부품의 업그레이드에 의하여, 터빈(30)을 구성하는 부품에 공급되는 냉각 공기의 공급량이 저하된다. 그 때문에, 각 부품으로부터 연소 가스 유로에 배출되는 냉각 공기량이 감소되어, 연소 가스 유로를 흐르는 연소 가스의 온도는, 부품의 업그레이드 전의 연소 가스 온도보다 상승한다. 또한, 그 하류 측의 부품이 업그레이드된 경우, 이 업그레이드된 부품으로부터 배출되는 냉각 공기량이 저하되어, 그 하류 측의 부품의 하류 측의 연소 가스 온도가 부품의 업그레이드 전보다 더 상승한다. 이와 같은 수순을 반복하여, 최종적으로 터빈(30)으로부터 배출되는 배기 가스 온도가, 부품의 업그레이드 전보다 상승한다. 부품의 업그레이드에 의한 냉각용 공기의 공급량의 저감에 따라 연소 가스 온도가 상승하는 과정은, 도 9에 있어서 선분 P2P3으로 나타나, 변수 X2에 상당하는 보정량으로 파악할 수 있다.
운전점이, 점 P1로부터 점 P4를 거쳐 점 P3으로 이동할 때의 압력비의 증가에 따른 열팽창에 의한 배기 가스 온도가 저하되는 과정과, 점 P3으로부터 점 P2로 이동할 때의 냉각용 공기의 공급량의 저감에 따른 배기 가스 온도가 증가하는 과정은, 동시 병행으로 진행한다. 그 때문에, 실제의 운전점의 변화는, 점 P1로부터 점 P2로의 변화로서 파악할 수 있다. 따라서, 가스 터빈(2)의 부품의 업그레이드에 의하여, 운전점이 P1로부터 P2로 이동했을 때에, 정격 온조 라인(T1)을 정격 온조 라인(T2)에 수정하는 보정량은, 온조 바이어스 변화량 X, 즉, 변수 X1에 상당하는 압력비의 증가에 따른 배기 가스 온도의 저하의 증가량인 보정량(제1 보정값)과, 변수 X2에 상당하는 냉각용 공기의 공급량의 저하에 따른 배기 가스 온도의 상승의 증가량인 보정량(제2 보정값)을 가산한 양으로 생각할 수 있다.
따라서, 정격 온조 라인(T2)은, 정격 온조 라인(T1)에 있어서 압력비를 상승시켜, 온조 바이어스 변화량을 가산한 상태의 라인이 되어 있고, 도 9에 있어서, 정격 온조 라인(T1)을 오른쪽 상측 방향으로 평행 이동시킨 라인이 되어 있다. 또한, 설정 온도 산출 함수에 대해서는, 도 8에 나타난 정격 온조 라인(T1, T2) 외에, 부품의 업그레이드 후의 냉각용 공기의 공급량에 따라, 또 부품의 업그레이드에 있어서 교환되는 정익(100), 동익(110) 및 분할환(120)의 부위 및 종류에 따라, 복수 패턴의 함수가 설정된다. 이들 복수 패턴의 함수는, 터빈 입구 온도가 일정한 것을 조건을 이용하여 설정되는 함수이며, 부품의 업그레이드를 행한 경우에 플랜트에 있어서의 냉각용 공기의 공급량을 가장 억제했을 때의 성능, 즉, 부품의 업그레이드를 행한 경우에 허가되는 가장 고온에서 운전했을 때의 플랜트의 성능으로 설정하기 위한 함수이다. 이들 복수 패턴의 함수는, 부품의 업그레이드를 행하기 전에 사용하고 있던 함수와 함께, 예를 들면 데이터 테이블(TBL2)로서 기억부(230)가 기억한다. 데이터 테이블(TBL2)은, 예를 들면 도 10에 나타내는 데이터 테이블이다. 데이터 테이블(TBL2)은, 도 10에 나타내는 바와 같이, 각 플랜트에 대하여, 업그레이드의 전후 각각에 있어서, 사용되고 있는 부품의 종류, 도입 가능한 프로그램, 도입 가능한 프로그램을 도입한 경우의 설정되는 함수 FX의 각각이 관련지어진 정보를 포함한다. 도입 가능한 프로그램은, 미리 준비되어 있고, 부품의 업그레이드에 따라 프로그램을 갱신한 경우에 함수 FX도 갱신된다. 예를 들면, 플랜트 A에 대하여, 업그레이드 후에 도입 가능한 프로그램은, 프로그램 2 또는 3이다. 프로그램 2를 도입한 경우에는, 업그레이드 전에 사용되고 있던 함수 FX2가 적용되고, 프로그램 3을 도입한 경우에는, 부품의 업그레이드를 행한 경우에 허가되는 가장 고온에서 운전했을 때의 플랜트의 성능으로 설정하기 위한 함수 FX3이 적용된다. 단, 플랜트마다 미세 조정이 행해져, 필요에 따라서 함수 FX도 조정된다. 또한, 데이터 테이블(TBL2)은, 외부의 기억 장치가 기억하는 것이어도 된다. 제어기(290d)는, 판매원과 고객의 사이의 계약 내용에 근거하여, 도 10에 나타내는 데이터 테이블(TBL2) 중 함수의 하나를 이용한다.
또, 도 5에 나타내는 바와 같이, 감산기(320b)에는, 배기 가스 온도의 측정값과, 배기 가스 설정 온도가 입력된다. 감산기(320b)는, 배기 가스 온도와 배기 가스 설정 온도의 편차(△)를 생성하여, PI 제어기(330b)에 출력한다. PI 제어기(330b)에는, 편차(△)가 입력된다. PI 제어기(330b)는, 편차(△)가 제로가 되는 배기 가스 온도 설정값을 출력한다. 따라서, 온도 리밋 제어부(360)는, 부분 부하 운전 또는 전체 부하 운전의 정정 시에 있어서, 배기 가스 온도계(190)에 의하여 계측된 배기 가스 온도(배기 가스 계측 온도)가, 정격 온조 라인(T1, T2)으로 나타나는 설정 온도가 되도록, 가스 터빈(2)의 운전을 피드백 제어한다.
또, 도 4에 나타내는 바와 같이, 연소 제어부(270)는, 로드 리밋 제어부(370), 거버너 제어부(380), 연료 리밋 제어부(390), 저가 선택부(250)를 구비한다. 로드 리밋 제어부(370)에는, 가스 터빈(2)의 실출력값으로서 가스 터빈(2)의 가스 터빈 출력이 입력된다. 로드 리밋 제어부(370)는, 가스 터빈 출력이 소정의 값이 되도록, 연소기(20)에 공급되는 연료(F)의 공급량(연료 유량)을 지령하는 연료 지령값을 생성한다. 로드 리밋 제어부(370)는, 생성한 연료 지령값을 저가 선택부(250)에 출력한다.
거버너 제어부(380)에는, 가스 터빈 출력과, 로터(60)의 회전 속도가 입력된다. 거버너 제어부(380)는, 로터(60)의 회전 속도가 미리 설정된 설정 회전 속도가 되도록, 가스 터빈 출력 및 로터(60)의 회전 속도에 근거하여, 연료 지령값을 생성한다. 거버너 제어부(380)는, 생성한 연료 지령값을 저가 선택부(250)에 출력한다.
연료 리밋 제어부(390)에는, 가스 터빈 출력과, 로터(60)의 회전 속도와, 차실 압력이 입력된다. 연료 리밋 제어부(390)는, 연소기(20)로의 연료(F)의 공급량이 미리 설정된 제한 공급량을 초과하지 않도록, 가스 터빈 출력, 로터(60)의 회전 속도 및 차실 압력에 근거하여, 연료 지령값을 생성한다. 연료 리밋 제어부(390)는, 생성한 연료 지령값을 저가 선택부(250)에 출력한다.
저가 선택부(250)는, 상기의 블레이드 패스 온도 제어부(350), 온도 리밋 제어부(360), 로드 리밋 제어부(370), 거버너 제어부(380) 및 연료 리밋 제어부(390)로부터 입력된 연료 지령값 중, 가장 낮은 값이 되는 연료 지령값을 선택한다. 저가 선택부(250)는, 선택한 연료 지령값을, 후술하는 연료 배분 제어부(430)에 출력한다.
IGV 제어부(280)에는, 온도 리밋 제어부(360)로 생성되는 배기 가스 설정 온도가 입력된다. 또, IGV 제어부(280)에는, 차실 압력과, 블레이드 패스 온도와, 배기 가스 온도와, 가스 터빈 출력과, 흡기 온도가 입력된다. IGV 제어부(280)는, 이들 입력값에 근거하여, 입구 안내 날개(90)의 개도를 제어하는 IGV 개도 지령값을 생성한다. IGV 제어부(280)는, 생성한 IGV 개도 지령값을 IGV 작동부(90b)에 출력한다.
도 11은, IGV 제어부(280)의 구성을 나타내는 도이다. 도 11에 나타내는 바와 같이, IGV 제어부(280)는, 제어기(290a), 가산기(300a), 제어기(290b), 제어기(290c), 가산기(300b), 고가 선택부(310), 감산기(320a), PI 제어기(330a), 가산기(300c)를 구비한다.
제어기(290a)에는, 흡기 온도가 입력된다. 제어기(290a)는, 흡기 온도에 근거하여 가스 터빈 출력을 보정하기 위한 보정값을 생성하여, 가산기(300a)에 출력한다. 가산기(300a)에는, 가스 터빈 출력과, 제어기(290a)로부터 출력된 보정값이 입력된다. 가산기(300a)는, 가스 터빈 출력과 보정값을 가산하여 보정 후의 가스 터빈 출력을 산출하고, 제어기(290b)에 출력한다.
제어기(290b)에는, 가산기(300a)로부터 출력된 가스 터빈 출력이 입력된다. 제어기(290b)는, 가스 터빈 출력과, IGV 개도 산출 함수(제1 함수)에 근거하여, 입력된 가스 터빈 출력에 대한 IGV 개도 설정값을 산출하고, 가산기(300c)에 출력한다.
여기에서, IGV 개도 산출 함수에 대하여 설명한다. 도 12는, 가스 터빈 출력과 IGV 개도 설정값의 관계를 나타내는 도이다. 도 12에 있어서, 가로축은 가스 터빈 출력을 나타낸다. 또, 도 12에 있어서, 세로축은 IGV 개도 설정값을 나타낸다. IGV 개도 산출 함수는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 가스 터빈 출력과 IGV 개도 설정값과의 관계를 규정하는 함수이며, 곡선 L1, L2에 의하여 나타난다. 곡선 L1, L2가 나타내는 바와 같이, IGV 개도는, 가스 터빈 출력이 출력 P1, P2보다 커짐에 따라 증가하여, 출력 P3, P4에 도달한 후, 일정해진다. 또한, 곡선 L1, L2는, 도 12에 나타내는 양태에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 가스 터빈 출력이 커지는 과정에서 IGV 개도 설정값이 감소하는 기간을 포함해도 된다.
또한, 도 12에 있어서 파선으로 나타나는 곡선 L1은, 가스 터빈(2)의 부품의 업그레이드를 행하기 전의 구성에 대하여 이용되는 IGV 개도 산출 함수의 예를 나타내고 있다. 또, 도 12에 있어서 실선으로 나타나는 곡선 L2는, 가스 터빈(2)에 대하여 소정의 부품의 업그레이드를 행한 후의 구성에 대하여 이용되는 IGV 개도 산출 함수의 예를 나타내고 있다. 부품의 업그레이드 후의 곡선 L2는, 가스 터빈 출력이 출력 P1부터 출력 P4의 사이에서는, 부품의 업그레이드 전의 곡선 L1에 비하여, 동일한 가스 터빈 출력에 대한 IGV 개도가 작다. 또한, IGV 개도 산출 함수에 대해서는, 도 12에 나타내는 곡선 L1, L2 외에, 부품의 업그레이드 후의 냉각용 공기의 공급량에 따라, 또 부품의 업그레이드에 있어서 교환되는 정익(100), 동익(110) 및 분할환(120)의 부위 및 종류에 따라, 복수 패턴의 함수가 설정된다. 이들 복수 패턴의 함수는, 예를 들면 데이터 테이블(TBL3)로서 기억부(230)가 기억한다. 데이터 테이블(TBL3)은, 예를 들면 도 13에 나타내는 데이터 테이블이다. 데이터 테이블(TBL3)은, 도 13에 나타내는 바와 같이, 데이터 테이블(TBL2)과 동일하게, 각 플랜트에 대하여, 업그레이드의 전후 각각에 있어서, 사용되고 있는 부품의 종류, 도입 가능한 프로그램, 도입 가능한 프로그램을 도입한 경우의 설정되는 함수 FX의 각각이 관련지어진 정보를 포함한다. 도입 가능한 프로그램은, 미리 준비되어 있고, 부품의 업그레이드에 따라 프로그램을 갱신한 경우에 함수 FX도 갱신된다. 또한, 데이터 테이블(TBL3)은, 외부의 기억 장치가 기억하는 것이어도 된다. 제어기(290b)는, 판매원과 고객의 사이의 계약 내용에 근거하여, 도 13에 나타내는 데이터 테이블(TBL3) 중 함수의 하나를 이용한다.
또, 도 11에 나타내는 바와 같이, 제어기(290c)에는, 차실 압력이 입력된다. 제어기(290c)는, 입력된 차실 압력에 근거하여 블레이드 패스 온도의 바이어스값을 산출하고, 가산기(300b)에 출력한다. 이 바이어스값은, 블레이드 패스 온도계(180)에 의하여 측정된 블레이드 패스 온도의 측정값을 보정하는 값이다.
가산기(300b)에는, 블레이드 패스 온도계(180)에 의하여 측정된 블레이드 패스 온도의 측정값과, 제어기(290c)로부터 출력된 바이어스값이 입력된다. 가산기(300b)는, 블레이드 패스 온도의 측정값과 바이어스값을 가산하여 블레이드 패스 온도를 산출하고, 고가 선택부(310)에 출력한다.
고가 선택부(310)에는, 배기 가스 온도계(190)에 의하여 측정된 배기 가스 온도와, 가산기(300b)로부터 출력된 블레이드 패스 온도가 입력된다. 고가 선택부(310)는, 입력된 배기 가스 온도 및 블레이드 패스 온도 중 높은 쪽의 값(온도)을 선택하고, 감산기(320a)에 출력한다.
감산기(320a)에는, 온도 리밋 제어부(360)의 제어기(290d)로부터 출력된 배기 가스 설정 온도와, 고가 선택부(310)로부터 출력된 온도가 입력된다. 감산기(320a)는, 고가 선택부(310)로부터 출력된 온도와 배기 가스 설정 온도의 편차(△)를 생성하여, PI 제어기(330a)에 출력한다. PI 제어기(330a)에는, 편차(△)가 입력된다. PI 제어기(330a)는, 편차(△)가 제로가 되는 IGV 개도 설정값의 보정값을 산출하고, 가산기(300c)에 출력한다.
가산기(300c)에는, 제어기(290b)로부터 출력된 IGV 개도 설정값과, PI 제어기(330a)로부터 출력된 IGV 개도 설정값의 보정값이 입력된다. 가산기(300c)는, 입력된 IGV 개도 설정값과 보정값을 가산하여 보정 후의 IGV 개도 설정값을 산출하고, IGV 작동부(90b)로 후술하는 제어 변수 생성부(400)에 출력한다.
연소 부하 제어부(340)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 복수의 연료 공급 라인(140)에 공급하는 연료의 비율을 제어한다. 연소 부하 제어부(340)는, 제어 변수 생성부(400), 연료 배분 제어부(430)를 구비한다.
제어 변수 생성부(400)에는, 가스 터빈 출력과, 흡기 온도와, IGV 개도 설정값과, 흡기 압력이 입력된다. 제어 변수 생성부(400)는, 입력값에 근거하여 터빈 입구 온도에 상당하는 제어 변수를 생성하여, 연료 배분 제어부(430)에 출력한다. 당해 제어 변수는, 복수의 연료 공급 라인(140)의 각각에 마련된 연소 제어 밸브(150)의 개도 지령값을 산출하기 위한 값이다. 제어 변수는, 연소기(20)로부터 터빈(30)에 유입하는 연소 가스의 온도(터빈 입구 온도: T1T)를 무차원화한 값이며, 터빈 입구 온도에 대응한 값이다.
여기에서, 제어 변수를 산출하는 수순을 설명한다. 이하의 설명에서는, 터빈 입구 온도가, 무부하 운전의 경우의 제1 기준 온도(Ta)인 경우에 대응하는 제어 변수를 0％로 하고, 터빈 입구 온도가 제1 기준 온도(Ta)보다 고온의 제2 기준 온도(Tb)인 경우의 제어 변수를 100％로 한다. 또한, 제1 기준 온도(Ta)로서는, 700℃ 정도로 설정되어 있는 것으로 한다. 또, 제2 기준 온도(Tb)로서는, 1500℃ 정도로 설정되어 있는 것으로 한다. 또한, 제1 기준 온도(Ta) 및 제2 기준 온도(Tb)의 설정값에 대해서는, 상기에 한정하는 것은 아니고, 예를 들면 가스 터빈(2)마다 다른 값으로 설정할 수 있다.
제어 변수(CLCSO라고 표기)는, 이하의 식 1으로 나타낼 수 있다.
CLCSO=100×(가스 터빈 출력-Pa)/(Pb-Pa)…(식 1)
단, Pa는 제1 기준 온도(Ta)에 있어서의 가스 터빈 출력이며, Pb는 제2 기준 온도(Tb)에 있어서의 가스 터빈 출력이다.
도 14는, 제어 변수 생성부(400)의 구성을 나타내는 도이다. 제어 변수 생성부(400)는, 도 14에 나타내는 바와 같이, 제어기(290e), 제어기(290f), 제산기(410a), 승산기(420a), 승산기(420b), 감산기(320c), 감산기(320d), 제산기(410b)를 구비한다.
제어기(290e 및 290f)에는, 흡기 온도와 IGV 개도 설정값이 입력된다. 제어기(290e)는, 흡기 온도 및 IGV 개도 설정값과 출력 산출 함수에 근거하여 Pa의 값을 산출하고, 승산기(420a)에 출력한다. 또, 제어기(290f)는, 흡기 온도 및 IGV 개도 설정값과, 출력 산출 함수에 근거하여 Pb의 값을 산출하고, 승산기(420b)에 출력한다.
가스 터빈 출력과 CLCSO의 관계는, IGV 개도 및 압축기(10)의 흡기 온도 등에 따라 다르다. 즉, 가스 터빈 출력이 동일한 경우, CLCSO의 값은 IGV 개도가 커짐에 따라 작아진다. 또, 가스 터빈 출력이 동일한 경우, CLCSO의 값은 압축기(10)의 흡기 온도가 높아짐에 따라 커진다. 이 때문에, 제어기(290e, 290f)는, 흡기 온도마다, 및 IGV 개도 설정값마다 Pa 및 Pb의 값을 산출한다.
여기에서, 출력 산출 함수에 대하여 설명한다. 도 15는, 흡기 온도와 가스 터빈 출력의 관계를 나타내는 도이다. 도 15에 있어서, 가로축은 흡기 온도를 나타낸다. 또, 도 15에 있어서, 세로축은 가스 터빈 출력을 나타낸다. 출력 산출 함수는, IGV 개도와, 흡기 온도와, 가스 터빈 출력의 관계를 규정하는 것이다. 따라서, 제어 변수 생성부(400)에서 이용되는 출력 산출 함수의 양태로서는, 예를 들면 흡기 온도와 가스 터빈 출력의 관계를 규정한 함수가 IGV 개도마다 마련된 함수의 집합이어도 되고, IGV 개도와 가스 터빈 출력의 관계를 규정한 함수가 흡기 온도마다 마련된 함수의 집합이어도 된다. 도 15는, 출력 산출 함수의 일부의 예를 나타내는 도이다. 도 15에서는, 소정의 IGV 개도에 대하여, 제1 기준 온도(Ta)에 있어서의 흡기 온도와 가스 터빈 출력과의 관계가 직선 S1, S2로 나타나 있다. 직선 S1, S2가 나타내는 바와 같이, 이 경우의 가스 터빈 출력은, 흡기 온도가 높아짐에 따라 저하된다.
또한, 도 15에 있어서 파선으로 나타나는 직선 S1은, 가스 터빈(2)의 부품의 업그레이드를 행하기 전의 구성에 대하여 이용되는 출력 산출 함수의 예를 나타내고 있다. 또, 도 15에 있어서 실선으로 나타나는 직선 S2는, 가스 터빈(2)에 대하여 소정의 부품의 업그레이드를 행한 후의 구성에 대하여 이용되는 출력 산출 함수의 예를 나타내고 있다. 부품의 업그레이드 후의 직선 S2는, 부품의 업그레이드 전의 직선 S1에 비하여, 동일한 흡기 온도에 대한 가스 터빈 출력이 크다. 또한, 출력 산출 함수에 대해서는, 도 15에 나타내는 직선 S1, S2 외에, 부품의 업그레이드 후의 냉각용 공기의 공급량에 따라, 또 부품의 업그레이드에 있어서 교환되는 정익(100), 동익(110) 및 분할환(120)의 부위 및 종류에 따라, 복수 패턴의 함수가 설정된다. 이들 복수 패턴의 함수는, 예를 들면 데이터 테이블(TBL4)로서 기억부(230)가 기억한다. 데이터 테이블(TBL4)은, 예를 들면 도 16에 나타내는 데이터 테이블이다. 데이터 테이블(TBL4)은, 도 16에 나타내는 바와 같이, 데이터 테이블(TBL2)과 동일하게, 각 플랜트에 대하여, 업그레이드의 전후 각각에 있어서, 사용되고 있는 부품의 종류, 도입 가능한 프로그램, 도입 가능한 프로그램을 도입한 경우의 설정되는 함수 FX의 각각이 관련지어진 정보를 포함한다. 도입 가능한 프로그램은, 미리 준비되어 있고, 부품의 업그레이드에 따라 프로그램을 갱신한 경우에 함수 FX도 갱신된다. 또한, 데이터 테이블(TBL4)은, 외부의 기억 장치가 기억하는 것이어도 된다. 제어기(290e 및 290f)는, 판매원과 고객의 사이의 계약 내용에 근거하여, 도 16에 나타내는 데이터 테이블(TBL4) 중 각각 IGV 개도와 및 흡기 온도에 따른 함수가 이용되도록 설정된다.
제산기(410a)에는, 흡기 압력이 입력된다. 제산기(410a)는, 흡기 압력을 표준 대기압으로 제산하고, 제산 결과인 대기압비(흡기 압력/표준 대기압)를 승산기(420a 및 420b)에 출력한다.
승산기(420a)에는, 제어기(290e)로부터 출력된 Pa의 값과, 제산기(410a)로부터 출력된 대기압비가 입력된다. 승산기(420a)는, 입력된 각 값끼리를 승산하고, 승산 결과인, 대기압비를 고려한 Pa의 값을 감산기(320c 및 320d)에 출력한다. 승산기(81e)에는, 제어기(290f)로부터 출력된 Pb의 값과, 제산기(410a)로부터 출력된 대기압비가 입력된다. 승산기(420b)는, 입력된 값끼리를 승산하고, 승산 결과인, 대기압비를 고려한 Pb의 값을 감산기(320d)에 출력한다.
감산기(320d)에는, 승산기(420a)로부터 출력된 Pa의 값과, 승산기(420b)로부터 출력된 Pb의 값이 입력된다. 감산기(320d)는, Pb의 값으로부터 Pa의 값을 감산한다(Pb-Pa: 식 1 참조). 감산기(320c)에는, 가스 터빈 출력과, 승산기(420a)에서 구한 Pa의 값이 입력된다. 감산기(320c)는, 가스 터빈 출력으로부터 Pa의 값을 감산한다(가스 터빈 출력-Pa: 식 1 참조).
제산기(410b)에는, 감산기(320c)로부터의 출력값과 감산기(320d)로부터의 출력값이 입력된다. 제산기(410b)는, 감산기(320c)로부터의 출력값을 감산기(320d)로부터의 출력값으로 제산하여 제어 변수를 산출하고(식 1 참조), 당해 제어 변수를 연료 배분 제어부(430)에 출력한다.
또, 도 4에 나타내는 바와 같이, 연료 배분 제어부(430)에는, 저가 선택부(250)로부터 출력된 연료 지령값과, 제어 변수 생성부(400)의 제산기(410b)로부터 출력된 제어 변수가 입력된다. 연료 배분 제어부(430)는, 입력된 연료 지령값 및 제어 변수에 근거하여 복수의 연료 공급 라인(140)에 공급하는 연료의 분량 및 비율을 산출한다. 연료 배분 제어부(430)는, 산출 결과에 근거하여 각 연료 공급 라인(140)의 연료 조정 밸브(150)의 개도 설정값을 설정하고, 개도 설정값에 근거하여 각 연료 조정 밸브(150)의 개도를 제어한다.
기억부(230)는, 가스 터빈(2)의 운전에 관한 각종 프로그램이나 데이터 등을 기억한다. 기억부(230)는, 예를 들면 데이터 테이블(TBL2, TBL3, TBL4) 등, 제어부(220)에 있어서 이용되는 데이터를 기억한다. 변경부(240)는, 부품의 업그레이드 후의 냉각용 공기의 공급량 및 교환된 부품의 종류 및 부위에 근거하여 도입된 프로그램에 따라, 가스 터빈(2)의 제어에 이용되는 설정 온도 산출 함수, IGV 개도 산출 함수 및 출력 산출 함수를 변경한다. 변경부(240)는, 각 함수를 변경하는 경우, 도입된 프로그램에 따라 기억부(230)에 기억된 데이터 테이블(TBL2, TBL3, TBL4)에 있어서의 대응하는 함수를 선택하고, 그 선택한 함수로 변경한다.
다음으로, 본 발명의 일 실시형태에 의한 플랜트 운전 시스템(1)의 처리에 대하여 도 17을 이용하여 설명한다.
여기에서는, 플랜트에 있어서 부품을 업그레이드하고, 고객이 도입 프로그램을 전환하는 경우의 플랜트 운전 시스템(1)의 처리에 대하여 설명한다.
고객은, 플랜트에 마련되는 부품을 그 부품보다 높은 성능으로 플랜트를 가동 가능한 고온 부품으로 교환한다(스텝 S1). 고온 부품의 판매원은, 고온 부품으로 교환한 경우에 도입 가능한 복수의 프로그램을 제어 장치(40)의 기억부(230)에 기입한다(스텝 S2). 고객은, 제어 장치(40)를 통하여, 도입 가능한 복수의 프로그램 중 하나를 플랜트를 운전시키는 프로그램으로서 도입한다(스텝 S3). 또한, 고객은, 제어 장치(40)의 변경부(240)를 통하여, 플랜트를 운전시키는 프로그램을 임의로 변경할 수 있다. 이때, 고객이 현재 도입하고 있는 프로그램에 대하여 플랜트의 성능을 향상시키는 프로그램을 도입하는 경우에는, 예를 들면 그 프로그램의 도입 시간에 따라 과금한다. 제어 장치(40)는, 고객에 의하여 결정된 프로그램을 도입하면, 데이터 테이블(TBL2, TBL3 및 TBL4)에 있어서 그 프로그램에 따른 각 함수를 특정하고, 특정한 함수를 설정한다(스텝 S4). 또, 프로그램이 도입되면, 제어 장치(40)는, 고객명, 도입한 프로그램의 종류를 나타내는 정보, 및 도입 개시부터의 적산 시간을 나타내는 정보를, 소정의 타이밍마다(예를 들면, 고객이 제어 장치(40)를 통하여 도입하는 프로그램을 전환할 때마다) 관리 장치(41)에 송신한다.
관리 장치(41)는, 고객명, 도입한 프로그램의 종류를 나타내는 정보, 및 도입 개시부터의 적산 시간을 나타내는 정보를 제어 장치(40)로부터 수신한다. 프로그램 판정부(440)는, 데이터 테이블(TBL1)에 있어서, 제어 장치(40)로부터 수신한 고객명, 및 도입한 프로그램의 종류를 나타내는 정보에 대응하는 프로그램을 특정한다(스텝 S5). 프로그램 판정부(440)는, 특정한 프로그램의 종류를 과금액 산출부(470)에 출력한다. 시간 특정부(450)는, 제어 장치(40)로부터 수신한 도입한 프로그램의 종류를 나타내는 정보, 및 도입 개시부터의 적산 시간을 나타내는 정보에 근거하여, 각 프로그램의 도입된 적산 시간을 나타내는 도입 시간을 특정한다(스텝 S6). 시간 특정부(450)는, 특정한 도입 시간을 과금액 산출부(470)에 출력한다.
과금액 산출부(470)는, 프로그램 판정부(440)로부터 프로그램의 종류의 정보를 받아, 시간 특정부(450)로부터 도입 시간의 정보를 받으면, 데이터 테이블(TBL1)에 있어서 제어 장치(40)로부터 받은 고객명에 관련지어져 있는 과금액 산출식을 특정한다(스텝 S7). 과금액 산출부(470)는, 특정한 과금액 산출식에, 각 프로그램의 도입 시간을 대입하여, 과금액을 산출한다(스텝 S8).
이상, 본 발명의 일 실시형태에 의한 플랜트 운전 시스템(1)에 대하여 설명했다.
플랜트 운전 시스템(1)에 있어서, 터빈(30)에 마련되는 동익이나 정익 등의 부품을 공급량이 감소한 냉각용 공기여도 냉각 가능한 업그레이드한 부품(고온 부품)으로 교환한다. 기억부(230)는, 업그레이드한 부품으로 교환하기 전에 사용하고 있는 플랜트를 운전시키는 제1 프로그램에 더하여, 업그레이드한 부품으로 교환하기 전의 성능 이상의 성능으로 플랜트를 운전시키는 제2 프로그램(예를 들면, 고온 부품으로 교환한 후, 플랜트의 성능이 교환 전보다도 향상되도록 프로그램에 의하여 설정되는 파라미터를 조정한 경우의 프로그램)을 기억한다. 변경부(240)(전환부의 일례)는, 플랜트의 운전에 있어서, 제1 프로그램과 제2 프로그램을 전환한다.
이렇게 함으로써, 부품을 업그레이드한 부품으로 교환하여, 제1 프로그램으로 플랜트를 운전하는 경우에, 플랜트의 성능을 억제할 수 있고, 한편 플랜트의 성능은, 업그레이드한 부품으로 교환하기 전의 성능보다 낮아지지는 않는다.
따라서, 판매원이 업그레이드한 부품을 저가로(예를 들면, 교환 전의 부품과 동등한 가격으로) 고객에게 제공함으로써, 고객은, 초기 비용을 억제할 수 있다. 또, 고객은, 업그레이드한 부품의 도입 후에도, 제1 프로그램을 제2 프로그램으로 전환함으로써, 플랜트의 성능을 용이하게 업시킬 수도 있다. 그 결과, 고객은, 플랜트에 업그레이드한 부품을 도입하기 쉬워진다.
또, 판매원은, 프로그램을 전환함으로써, 플랜트에 있어서 다른 복수의 성능을 실현할 수 있다. 즉, 판매원은, 1종류의 부품으로 다양한 플랜트에 있어서의 부품 교환에 대응할 수 있다. 그 결과, 판매원은, 제조하는 부품의 종류를 저감할 수 있어, 재료비, 가공비, 재고 관리비 등을 삭감할 수 있고, 고객은, 실제로 업그레이드한 부품을 판매원으로부터 저가로(예를 들면, 교환 전의 부품과 동등한 가격으로) 제공받아, 신뢰성이나 성능이 향상된 부품을 도입하기 쉬워진다. 또, 판매원은, 제1 프로그램을 제2 프로그램으로 전환하는 것, 즉, 플랜트의 성능을 향상시키는 것에 대하여 과금함으로써, 이익을 올릴 수 있고, 고객은, 선택적으로 성능을 향상시킬 수 있어, 성능을 향상시킨 실적에 따른 지출로 컨트롤할 수 있다. 또, 고객은 전력 시장의 수요에 따라 많이 운전하는 시기와 운전하지 않는 시기가 있어, 업그레이드한 부품을 구입해 버린 후에 운전 기회가 적으면 초기 투자를 회수할 수 없는 리스크가 있지만, 본 발명의 사용 시간에 따른 과금식을 채용하면 투자 미회수가 되는 리스크도 작게 할 수 있다.
따라서, 고객과 판매원의 사이에 이른바 "WIN-WIN"의 관계를 구축할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 있어서, 데이터 테이블(TBL2)은, 부품의 업그레이드를 행한 경우에 허가되는 가장 고온에서 운전했을 때의 플랜트의 성능으로 설정하기 위한 함수, 및 부품의 업그레이드를 행하기 전에 사용하고 있던 함수를 포함하는 것으로서 설명했다. 그러나, 본 발명의 다른 실시형태에서는, 데이터 테이블(TBL2)은, 부품의 업그레이드를 행한 경우에 허가되는 가장 고온에서 운전했을 때의 플랜트의 성능으로 설정하기 위한 함수, 및 부품의 업그레이드를 행하기 전에 사용하고 있던 함수에 더하여, 부품의 업그레이드를 행한 경우에 허가되는 가장 고온에서 운전했을 때의 플랜트의 성능과 부품의 업그레이드를 행하기 전의 플랜트의 성능의 사이의 성능을 실현하는 함수를 더 포함하는 것이어도 된다.
예를 들면, 도 9에 나타낸 업그레이드 후 정격 온조 라인(T2)과 업그레이드 전 정격 온조 라인(T1)의 사이의 임의의 온조 라인(T3)(도시하지 않음)을 상정하고, 업그레이드 후 정격 온조 라인(T2)과 업그레이드 전 정격 온조 라인(T1)의 관계로부터 부품의 업그레이드를 행한 경우에 허가되는 가장 고온에서 운전했을 때의 플랜트의 성능으로 설정하기 위한 함수를 설정한 방법과 동일한 방법을 이용하여, 업그레이드 전 정격 온조 라인(T1)과 온조 라인(T3)의 관계로부터 함수를 구한다. 그리고, 기억부(230)는, 부품의 업그레이드를 행한 경우에 허가되는 가장 고온에서 운전했을 때의 플랜트의 성능으로 설정하기 위한 함수, 부품의 업그레이드를 행하기 전에 사용하고 있던 함수, 및 업그레이드 전 정격 온조 라인(T1)과 온조 라인(T3)의 관계로부터 구한 함수를 포함하는, 데이터 테이블(TBL2)을 기억하면 된다. 업그레이드 전 정격 온조 라인(T1)과 온조 라인(T3)의 관계로부터 구한 함수를 적용한 경우, 부품의 업그레이드를 행한 경우에 허가되는 가장 고온에서 운전했을 때의 플랜트의 성능으로 설정하기 위한 함수를 적용한 경우에 얻어지는 성능과, 부품의 업그레이드를 행하기 전에 사용하고 있던 함수를 적용한 경우에 얻어지는 성능의 중간의 성능이 얻어진다. 데이터 테이블(TBL2)은, 예를 들면 도 18에 나타내는 데이터 테이블이다. 데이터 테이블(TBL2)은, 도 18에 나타내는 바와 같이, 각 플랜트에 대하여, 업그레이드의 전후 각각에 있어서, 사용되고 있는 부품의 종류, 도입 가능한 프로그램, 도입 가능한 프로그램을 도입한 경우의 설정되는 함수 FX의 각각이 관련지어진 정보를 포함한다. 도입 가능한 프로그램은, 미리 준비되어 있고, 부품의 업그레이드에 따라 프로그램을 갱신한 경우에 함수 FX도 갱신된다. 예를 들면, 플랜트 A에 대하여, 업그레이드 후에 도입 가능한 프로그램은, 프로그램 2, 3 또는 6이며, 프로그램 2를 도입한 경우에는, 업그레이드 전에 사용되고 있던 함수 FX2가 적용되고, 프로그램 3을 도입한 경우에는, 부품의 업그레이드를 행한 경우에 허가되는 가장 고온에서 운전했을 때의 플랜트의 성능으로 설정하기 위한 함수 FX3이 적용되며, 프로그램 6을 도입한 경우에는, 상술한 업그레이드 전 정격 온조 라인(T1)과 온조 라인(T3)의 관계로부터 구한 함수가 적용된다. 단, 플랜트마다 미세 조정이 행해져, 필요에 따라서 함수 FX도 조정된다. 또한, 데이터 테이블(TBL2)은, 외부의 기억 장치가 기억하는 것이어도 된다. 제어기(290d)는, 판매원과 고객의 사이의 계약 내용에 근거하여, 도 18에 나타내는 데이터 테이블(TBL2) 중 함수의 하나를 이용한다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에서는, 데이터 테이블(TBL2, TBL3, TBL4)을 다른 데이터 테이블로서 설명했다. 그러나, 본 발명의 다른 실시형태에서는, 도 19에 나타내는 데이터 테이블(TBL5)과 같이, 데이터 테이블(TBL2, TBL3, TBL4)에 포함되는 데이터를 통합한 하나의 데이터 테이블이어도 된다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에서는, 제어 장치(40)는, 고객이 소유하는 장치이며, 고객이 현재 도입하고 있는 프로그램에 대하여 플랜트의 성능을 향상시키는 프로그램을 도입하는 경우에는, 예를 들면 그 프로그램의 도입 시간에 따라 과금하는 것으로서 설명했다. 그러나, 고객이 플랜트의 성능을 향상시키는 프로그램을 도입했음에도 불구하고, 과금에 동의하지 않는 경우에는, 예를 들면 관리 장치(41)는, 도 20에 나타내는 바와 같이, 제어부(480), 변경부(490)를 더 구비하고, 제어 장치(40)에 의한 제어에 관계 없이, 강제적으로 플랜트의 성능을 억제하는 프로그램으로 변경할 수 있는 것이어도 된다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에서는, 제어 장치(40)는, 고객이 소유하는 장치이며, 고객이 제어 장치(40)를 통하여 도입하는 프로그램을 결정하는 것으로서 설명했다. 그러나, 제어 장치(40)는, 업그레이드된 부품을 고객에게 판매하는 판매원, 또는 판매원으로부터의 의뢰에 따라 플랜트를 관리하는 관리 회사가 구비하는 장치여도 된다. 이 경우, 고객이 그 제어 장치(40)를 구비하는 판매원 또는 관리 회사에 도입하는 프로그램을 지시한다. 그 지시를 받은 판매원 또는 관리 회사는, 제어 장치(40)를 통하여 도입하는 프로그램을 결정하면 된다.
또한, 본 발명의 실시형태에 있어서의 처리는, 적절한 처리가 행해지는 범위에 있어서, 처리의 순번이 바꿔 넣어져도 된다.
본 발명의 실시형태에 있어서의 기억부(230, 460), 그 외의 기억 장치의 각각은, 적절한 정보의 송수신이 행해지는 범위에 있어서 어디에 구비되어 있어도 된다. 또, 기억부(230, 460), 그 외의 기억 장치의 각각은, 적절한 정보의 송수신이 행해지는 범위에 있어서 복수 존재하고 데이터를 분산하여 기억하고 있어도 된다.
본 발명의 실시형태에 대하여 설명했지만, 상술한 플랜트 운전 시스템(1), 제어 장치(40), 관리 장치(41), 그 외의 제어 장치는 내부에, 컴퓨터 시스템을 갖고 있어도 된다. 그리고, 상술한 처리의 과정은, 프로그램의 형식에서 컴퓨터가 독취 가능한 기록 매체에 기억되어 있고, 이 프로그램을 컴퓨터가 독출하여 실행함으로써, 상기 처리가 행해진다. 컴퓨터의 구체예를 이하에 나타낸다.
도 21은, 적어도 하나의 실시형태에 관한 컴퓨터의 구성을 나타내는 개략 블록도이다.
컴퓨터(5)는, 도 21에 나타내는 바와 같이, CPU(6), 메인 메모리(7), 스토리지(8), 인터페이스(9)를 구비한다.
예를 들면, 상술한 플랜트 운전 시스템(1), 제어 장치(40), 관리 장치(41), 그 외의 제어 장치의 각각은, 컴퓨터(5)에 실장된다. 그리고, 상술한 각 처리부의 동작은, 프로그램의 형식에서 스토리지(8)에 기억되어 있다. CPU(6)는, 프로그램을 스토리지(8)로부터 독출하고 메인 메모리(7)에 완전 개방하여, 당해 프로그램에 따라 상기 처리를 실행한다. 또, CPU(6)는, 프로그램에 따라, 상술한 각 기억부에 대응하는 기억 영역을 메인 메모리(7)에 확보한다.
스토리지(8)의 예로서는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), 자기 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory), DVD-ROM(Digital Versatile Disc Read Only Memory), 반도체 메모리 등을 들 수 있다. 스토리지(8)는, 컴퓨터(5)의 버스에 직접 접속된 내부 미디어여도 되고, 인터페이스(9) 또는 통신 회선을 통하여 컴퓨터(5)에 접속되는 외부 미디어여도 된다. 또, 이 프로그램이 통신 회선에 의하여 컴퓨터(5)에 전달되는 경우, 전달을 받은 컴퓨터(5)가 당해 프로그램을 메인 메모리(7)에 완전 개방하여, 상기 처리를 실행해도 된다. 적어도 하나의 실시형태에 있어서, 스토리지(8)는, 일시적이 아닌 유형의 기억 매체이다.
또, 상기 프로그램은, 상술한 기능의 일부를 실현해도 된다. 또한, 상기 프로그램은, 상술한 기능을 컴퓨터 시스템에 이미 기록되어 있는 프로그램과의 조합으로 실현될 수 있는 파일, 이른바 차분 파일(차분 프로그램)이어도 된다.
본 발명의 몇 개의 실시형태를 설명했지만, 이들 실시형태는 예이며, 발명의 범위를 한정하지 않는다. 이들 실시형태는, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서, 다양한 추가, 생략, 치환, 변경을 행해도 된다.
본 발명의 실시형태에 의한 플랜트 운전 방법, 제어 장치 및 프로그램에 의하면, 업그레이드된 부품을 플랜트에 도입하기 쉬운 기회를 고객에게 제공할 수 있다.
1…플랜트 운전 시스템
2…가스 터빈
3…제어 시스템
5…컴퓨터
6…CPU
7…메인 메모리
8…스토리지
9…인터페이스
10…압축기
20…연소기
30…터빈
40…제어 장치
41…관리 장치
50…발전기
60…로터
70…냉각용 공기 공급 라인
80…냉각용 공기 제어 밸브
90…입구 안내 날개
90a…날개 본체
90b…IGV 작동부
100…정익
110…동익
120…분할환
130…케이싱
140…연료 공급 라인
150…연료 조정 밸브, 연소 제어 밸브
160…차실 압력계
170…흡기 상태 검출기
180…블레이드 패스 온도계
190…배기 가스 온도계
200…유량계
210…출력계
220, 480…제어부
230, 460…기억부
240, 490…변경부
250…저가 선택부
260…배기 가스 온도 제어부
270…연소 제어부
280…IGV 제어부
290a, 290b, 290c, 290d, 290e, 290f…제어기
300a, 300b, 300c…가산기
310…고가 선택부
320a, 320b, 320c, 320d…감산기
330a, 330b…PI 제어기
340…연소 부하 제어부
350…블레이드 패스 온도 제어부
360…온도 리밋 제어부
370…로드 리밋 제어부
380…거버너 제어부
390…연료 리밋 제어부
400…제어 변수 생성부
410a, 410b…제산기
420a, 420b…승산기
430…연료 배분 제어부
440…프로그램 판정부
450…시간 특정부
470…과금액 산출부
A…공기
A1…압축 공기
F…연료
L1, L2…곡선
S1, S2…직선
T1, T2…정격 온조 라인
Pa…가스 터빈 출력
Ta…제1 기준 온도
Tb…제2 기준 온도
TBL1, TBL2, TBL3, TBL4, TBL5…데이터 테이블

Claims (9)

  1. 제어 시스템이 실행하는 플랜트 운전 방법으로서,
    플랜트에 마련되는 제1 부품이, 상기 제1 부품보다 높은 성능으로 상기 플랜트를 가동 가능한 제2 부품으로 교환되는 경우,
    상기 제어 시스템은,
    상기 제2 부품을 이용하여 상기 제1 부품 사용 시와 동등 이상의 성능인 제1 성능으로 상기 플랜트를 운전시키는 제1 프로그램과, 상기 제1 성능을 초과하는 성능인 제2 성능으로 상기 플랜트를 운전시키는 제2 프로그램을 도입하는 도입 스텝, 및
    상기 제1 프로그램과 상기 제2 프로그램을 선택적으로 전환하는 제1 전환 스텝을 수행하며,
    상기 제어 시스템에는, 부품의 교환 전후에 있어서 사용되고 있는 부품의 종류, 당해 부품의 종류에 따라 도입 가능한 프로그램 및 상기 도입 가능한 프로그램을 도입한 경우에 설정되는 하나 이상의 함수의 각각이 관련지어진 데이터 테이블이 기억되어 있고,
    상기 제어 시스템은, 상기 제 1 프로그램과 상기 제 2 프로그램이 선택적으로 전환되는 경우, 상기 데이터 테이블에 따라, 전환된 프로그램과 관련지어진 함수를 상기 플랜트에 적용하는,
    플랜트 운전 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 프로그램과 상기 제2 프로그램의 전환에 근거하여 과금액을 산출하는 산출 스텝을 갖는 플랜트 운전 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 프로그램이 실행된 실행 시간을 특정하는 특정 스텝을 갖고,
    상기 산출 스텝에 있어서,
    상기 실행 시간에 따른 상기 과금액을 산출하는, 플랜트 운전 방법.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 전환 스텝은,
    과금되는 고객에 의하여 실행되고,
    상기 산출 스텝에 있어서,
    당해 고객에 의하여 실행된 상기 제1 전환 스텝에 있어서의 상기 제1 프로그램과 상기 제2 프로그램의 전환에 근거하여 과금액을 산출하는 플랜트 운전 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 과금되는 고객에 의하여 실행되는지 여부에 관계 없이, 상기 제2 프로그램을 상기 제1 프로그램으로 전환하는 제2 전환 스텝을 더 갖는 플랜트 운전 방법.
  6. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 전환 스텝은,
    과금하는 관리자에 의하여 실행되고,
    상기 산출 스텝에 있어서,
    당해 관리자에 의하여 실행된 상기 제1 전환 스텝에 있어서의 상기 제1 프로그램과 상기 제2 프로그램의 전환에 근거하여 과금액을 산출하는 플랜트 운전 방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 부품은,
    상기 제1 부품보다 고온에 견딜 수 있는 부품이며,
    상기 제1 전환 스텝에 있어서,
    상기 제2 프로그램으로 전환하고,
    당해 제2 프로그램은,
    당해 제2 부품의 온도가 당해 제2 부품이 견딜 수 있는 고온이 되도록 상기 플랜트를 운전하는, 플랜트 운전 방법.
  8. 플랜트에 마련되는 제1 부품보다 높은 성능으로 상기 플랜트를 가동 가능한 제2 부품을 이용하여 상기 제1 부품 사용 시와 동등 이상의 성능인 제1 성능으로 상기 플랜트를 운전시키는 제1 프로그램과, 상기 제1 성능을 초과하는 성능인 제2 성능으로 상기 플랜트를 운전시키는 제2 프로그램을 기억하는 기억부와,
    상기 제1 프로그램과 상기 제2 프로그램을 선택적으로 전환하는 전환부를 구비하며,
    상기 기억부는, 부품의 교환 전후에 있어서 사용되고 있는 부품의 종류, 당해 부품의 종류에 따라 도입 가능한 프로그램 및 상기 도입 가능한 프로그램을 도입한 경우에 설정되는 하나 이상의 함수의 각각이 관련지어진 데이터 테이블을 기억하며,
    상기 전환부는, 상기 제1 프로그램과 상기 제2 프로그램이 선택적으로 전환되는 경우, 상기 데이터 테이블에 따라, 전환된 프로그램과 관련지어진 함수를 상기 플랜트에 적용하는,
    제어 장치.
  9. 부품의 교환 전후에 있어서 사용되고 있는 부품의 종류, 당해 부품의 종류에 따라 도입 가능한 프로그램 및 상기 도입 가능한 프로그램을 도입한 경우 설정되는 하나 이상의 함수의 각각이 관련지어진 데이터 테이블이 기억되어 있는 컴퓨터에,
    플랜트에 마련되는 제1 부품보다 높은 성능으로 상기 플랜트를 가동 가능한 제2 부품을 이용하여 상기 제1 부품 사용 시와 동등 이상의 성능인 제1 성능으로 상기 플랜트를 운전시키는 제1 프로그램과, 상기 제1 성능을 초과하는 성능인 제2 성능으로 상기 플랜트를 운전시키는 제2 프로그램을 선택적으로 전환하는 전환 스텝을 실행시키며,
    상기 제1 프로그램과 상기 제2 프로그램이 선택적으로 전환되는 경우, 상기 데이터 테이블에 따라, 전환되는 프로그램과 관련지어진 함수를 상기 플랜트에 적용하는,
    기록매체에 저장된 프로그램.
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