KR20060114169A

KR20060114169A - Apparatus and method for remote monitoring the gas turbine combustion oscillation

Info

Publication number: KR20060114169A
Application number: KR1020050036173A
Authority: KR
Inventors: 서석빈; 정재화; 안달홍; 김종진
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2005-04-29
Filing date: 2005-04-29
Publication date: 2006-11-06

Abstract

An apparatus for remotely-monitoring the combustion oscillation of a gas turbine and a method of the same are provided to improve the monitoring and analyzing performance by checking the combustion oscillation condition in real time according to the formation of the main control room computer. A method of remotely-monitoring the combustion oscillation of a gas turbine is composed of a step(S20) of sampling a continuous vibration signal at a high speed if the operating is started; a step(S40) of calculating a peak value of the combustion vibration and judging whether or not the calculated value is an original sound frequency band; a step(S60) of judging whether or not the peak value is over the finite value if the calculated peak value is the original sound frequency band; a step(S90) of storing the value at the buffer, calculating the representative value, and displaying the value at the monitor of the worker if the calculated peak value is the original sound frequency band and is smaller than the finite value; a step(S110) of giving warning to the monitor of the worker if the calculated peak value is the original sound frequency band and is greater than the finite value; and a step(S130) of displaying the specific analyzed data to the monitor of the worker.

Description

Apparatus and method for remote monitoring the gas turbine combustion oscillation

도 1은 이 발명의 일실시예에 따른 가스터빈의 연소진동을 원거리에서 감시하기 위한 장치의 연결 구성도이다.1 is a connection diagram of an apparatus for remotely monitoring combustion vibration of a gas turbine according to an embodiment of the present invention.

도 2는 이 발명의 일실시예에 따른 가스터빈의 연소진동을 원거리에서 감시하기 위한 방법의 동작 흐름도이다.2 is an operational flowchart of a method for remotely monitoring combustion vibrations of a gas turbine according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100 : 가스터빈 101 : 연소기100 gas turbine 101 burner

103 : 센서 105 : 증폭기103 sensor 105 amplifier

106 : A/D 컨버터 107 : 모니터106: A / D converter 107: monitor

108, 110 : 광컨버터 109 : 전용 광케이블108, 110: optical converter 109: dedicated optical cable

111 : 주제어실 컴퓨터 112 : LAN 망 111: main control room 112: LAN network

113, 114, 115 : 클라이언트 컴퓨터113, 114, 115: client computer

이 발명은 산업용 또는 발전용 가스터빈 분야에 관한 것으로서, 좀더 세부적 으로 말하자면 산업용 또는 발전용 가스터빈의 연소기내에서 발생하는 연소진동 상태를 원거리에 있는 주제어실의 운전원과 유지보수요원들이 실시간으로 감시할 수 있도록 함으로써 연소 진동을 효율적으로 모니터링 및 분석할 수 있는, 가스터빈의 연소진동을 원거리에서 감시하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The invention relates to the field of industrial or power gas turbines, and more specifically, to the real-time monitoring of the combustion vibrations occurring in the combustors of industrial or power gas turbines by operators and maintenance personnel in remote control rooms. The present invention relates to an apparatus and a method for remotely monitoring combustion vibrations of a gas turbine, by which combustion vibrations can be efficiently monitored and analyzed.

산업용 또는 발전용 가스터빈은 압축기로 공기를 압축하고, 이와같이 압축된 공기를 연소기로 입력시켜 여기서 연료를 분산해서 연소시키고, 이때 생긴 고온고압의 가스를 터빈에 내뿜으면서 팽창시킴으로써 터빈을 회전시키는 구조로 이루어진다.The gas turbine for industrial or power generation uses a compressor to compress air, and inputs the compressed air into the combustor, disperses and combusts fuel therein, and expands the turbine by expanding the high temperature and high pressure gas generated in the turbine. Is done.

상기한 바와 같은 산업용 또는 발전용 가스터빈의 연소기에서 연소 중에 발생하는 연소열의 파동 주기와 이 때 발생하는 연소음향이 연소기 라이너에 의해 반향(反響)되어 돌아올 때의 음향주기가 결합될 때 연소진동이 발생하는 것으로 알려져 있다. Combustion vibration is generated when the wave period of combustion heat generated during combustion in the combustor of the industrial or power generation gas turbine as described above and the acoustic period when the combustion sound generated at this time is reflected back by the combustor liner are combined. It is known to occur.

특히, 최근의 산업용 또는 발전용 가스터빈은 열적 NOx(Thermal NOx)를 저감하고자 당량비가 낮은 희박예혼합연소를 하는 저 NOx 형 연소기가 채용되고 있는데, 이와 같은 저 NOx 형 연소기는 기존의 확산화염을 채용하는 연소기에서 연소음향을 흡수하는 역할을 하는 냉각 공기홀이 없거나 축소되어 있기 때문에 연소진동이 더욱 잘 발생되는 특성이 있다. In particular, in recent industrial or power generation gas turbines, a low NOx type combustor with lean premixed combustion having a low equivalent ratio is employed to reduce thermal NOx. Such a low NOx type combustor uses a conventional diffusion flame. Combustion vibration is more likely to occur because there is no or reduced cooling air hole that absorbs combustion sound in the combustor employed.

산업용 또는 발전용 가스터빈의 연소기에서 연소진동이 제한값 이상으로 발생하면 가스터빈의 안정 운전을 저해할 뿐만 아니라 기계적인 손상을 가져올 수 있으므로, 가스터빈에 있어서 연소기 내부에서 발생하는 연소진동을 실시간으로 감시 하는 것은 매우 중요하다. If the combustion vibration in the combustor of industrial or power generation gas turbine exceeds the limit value, it may not only stably operate the gas turbine but also cause mechanical damage. Therefore, the combustion vibration generated inside the combustor in the gas turbine is monitored in real time. It is very important to do.

그러나 종래에는 가스터빈의 연소진동을 원거리에서 감시하는 시스템이 구축되어 있지 않은 관계로 연소 진동을 효율적으로 모니터링 및 분석하기가 힘든 문제점이 있다.However, in the related art, there is a problem that it is difficult to efficiently monitor and analyze the combustion vibration because a system for monitoring the combustion vibration of the gas turbine at a distance is not established.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 산업용 또는 발전용 가스터빈의 연소기내에서 발생하는 연소진동 상태를 원거리에 있는 주제어실의 운전원과 유지보수요원들이 실시간으로 감시할 수 있도록 함으로써 연소 진동을 효율적으로 모니터링 및 분석할 수 있는, 가스터빈의 연소진동을 원거리에서 감시하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, the operator and maintenance personnel in the main control room remotely monitor the combustion vibration state occurring in the combustor of the industrial or power generation gas turbine in real time. The present invention provides an apparatus and a method for remotely monitoring the combustion vibration of a gas turbine, which can efficiently monitor and analyze the combustion vibration.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 가스터빈의 연소기의 연소진동을 측정하기 위한 센서와, 상기한 센서에서 나온 신호값을 증폭하기 위한 증폭하고 디지털 신호로 변환하는 DAS(Data Acquisition System)와, 상기한 DAS의 신호를 현장에서 모니터링하기 위한 모니터와, 상기한 DAS에서 나온 데이터를 원거리로 전송하기 위해 디지털 신호를 광신호로 변환하는 제1 광컨버터와, 상기한 광신호를 원거리의 주제어실까지 빠른 속도로 송신하기 위한 전용 광케이블과, 상기한 전용 광케이블을 통하여 원거리에서 수신된 광신호를 다시 디지털 신호로 변환하기 위한 제2 광컨버터와, 상기한 디시털 신호를 수신하여 고속 푸리에 변환하고 연소진동의 피크값을 계산하여, 계산된 피크값이 고유음향 주파수 대역이지 만 제한값보다 크지 않은 경우에 대표값을 계산하여 운전원의 모니터에 표시하고, 계산된 피크값이 고유음향 주파수 대역이고 제한값보다도 크고 일정시간 유지되는 경우에 운전원 및 유지보수요원의 모니터에 경보를 발생시킴과 동시에 운전원의 모니터에 상세분석자료를 표시하는 주제어실 컴퓨터와, 상기한 주제어실 컴퓨터와 LAN(Local Area Network) 망으로 묶여있는 다수의 클라이언트 컴퓨터를 포함하여 이루어진다.As a means for achieving the above object, the configuration of the present invention includes a sensor for measuring the combustion vibration of the combustor of the gas turbine, and a DAS (Data) for amplifying and converting the signal value from the sensor into a digital signal. Acquisition System), a monitor for monitoring the signal of the DAS in the field, a first optical converter for converting a digital signal into an optical signal for transmitting data from the DAS at a long distance, and the optical signal. A dedicated optical cable for transmitting at a high speed to a remote main control room, a second optical converter for converting an optical signal received at a long distance through the dedicated optical cable back into a digital signal, and receiving the digital signal at a high speed Fourier transform and calculate the peak value of the combustion vibration, so that the calculated peak value is in the natural sound frequency band but not greater than the limit value. Representative values are calculated on the operator's monitor, and when the calculated peak value is the natural sound frequency band and is larger than the limit value and is maintained for a certain time, an alarm is generated to the operator's and maintenance personnel's monitor and the operator's monitor It includes a main control room computer for displaying detailed analysis data, and a plurality of client computers connected to the main control room computer and the LAN (Local Area Network) network.

상기한 DAS는, 상기한 센서에서 나온 신호값을 증폭하기 위한 증폭기와, 상기한 증폭기에서 나온 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기를 포함하여 이루어지면 바람직하다. Preferably, the DAS includes an amplifier for amplifying the signal value from the sensor and an A / D converter for converting the analog signal from the amplifier into a digital signal.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 다른 구성은, 동작이 시작되면 연속 진동신호를 고속으로 샘플링하고 아날로그 디지털 변환하여 고속 푸리에 변환하는 단계와, 연소진동의 피크값을 계산하여 계산된 피크값이 고유음향 주파수 대역인지를 판단하는 단계와, 계산된 피크값이 고유음향 주파수 대역인 경우에 피크값이 제한값보다 큰지를 판단하는 단계와, 계산된 피크값이 고유음향 주파수 대역이지만 제한값보다 크지 않은 경우에 이를 버퍼에 저장하고 그중에서 대표값을 계산하여 운전원의 모니터에 표시하는 단계와, 계산된 피크값이 고유음향 주파수 대역보다 크고 제한값보다 큰 경우에 일정시간 유지되는 경우에 운전원의 모니터 및 LAN망으로 연결되어 있는 유지보수요원의 모니터에 경보를 발생시키는 단계와, 운전원의 모니터에 상세분석자료를 표시하는 단계를 포함하여 이루어진다.As a means for achieving the above object, another configuration of the present invention comprises the steps of: sampling the continuous vibration signal at high speed, and performing analog Fourier transform to fast Fourier transform when the operation starts; Determining whether the value is an eigenfrequency band, if the calculated peak value is an eigenfrequency band, determining whether the peak value is greater than the limit value, and if the calculated peak value is the eigenfrequency band but greater than the limit value, If not, store it in a buffer and calculate a representative value therefrom, and display it on the operator's monitor.If the calculated peak value is larger than the natural sound frequency band and is larger than the limit value, the operator's monitor and Generating an alarm on the monitor of the maintenance personnel connected to the LAN network, and It comprises the step of displaying the detailed analysis on the emitter.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to describe in detail enough to enable those skilled in the art to easily carry out the present invention. . Other objects, features, and operational advantages, including the object, operation, and effect of the present invention will become more apparent from the description of the preferred embodiment.

참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.For reference, the embodiments disclosed herein are only presented by selecting the most preferred embodiment in order to help those skilled in the art from the various possible examples, the technical spirit of the present invention is not necessarily limited or limited only by this embodiment Rather, various changes, additions, and changes are possible within the scope without departing from the spirit of the present invention, as well as other equivalent embodiments.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 가스터빈의 연소진동을 원거리에서 감시하기 위한 장치의 구성은, 가스터빈(100)의 연소기(101)의 연소진동을 측정하기 위한 센서(103)와, 상기한 센서(103)에서 나온 신호값을 증폭하기 위한 증폭기(105)와, 상기한 증폭기(105)에서 나온 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기(106)와, 상기한 증폭기(105)와 A/D 변환기(106)로 구성된 DAS 장치(104)의 신호를 현장에서 모니터링하기 위한 모니터(107)와, 상기한 DAS 장치(104)에서 나온 데이터를 원거리로 전송하기 위해 디지털 신호를 광신호로 변환하는 제1 광컨버터(108)와, 상기한 광신호를 원거리의 주제어실까지 빠른 속도로 송신하기 위한 전용 광케이블(109)과, 상기한 광신호를 다시 디지털 신호로 변환하기 위한 제2 광컨버터(110)와, 상기한 디시털 신호를 수신하여 고속 푸리에 변환하고 연소진동의 피크값을 계산하여, 계산된 피크값이 고유음향 주파수 대역이지만 제한값보다 크지 않은 경우에 대표값을 계산하여 운전원의 모니터에 표시하고, 계산된 피크값이 고유음향 주파수 대역이고 제한값보다도 크고 일정시간 유지되는 경우에 운전원 및 유지보수요원의 모니터에 경보를 발생시킴과 동시에 운전원의 모니터에 상세분석자료를 표시하는 주제어실 컴퓨터(111)와, 상기한 주제어실 컴퓨터(111)와 LAN 망(112)으로 묶여있는 다수의 클라이언트 컴퓨터(113～115)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 1, the configuration of the apparatus for monitoring the combustion vibration of the gas turbine at a long distance according to an embodiment of the present invention is for measuring the combustion vibration of the combustor 101 of the gas turbine 100. A sensor 103, an amplifier 105 for amplifying the signal value from the sensor 103, an A / D converter 106 for converting the analog signal from the amplifier 105 into a digital signal, and In addition, the monitor 107 for monitoring the signal of the DAS device 104 composed of the amplifier 105 and the A / D converter 106 in the field and the data from the DAS device 104 are transmitted at a long distance. A first optical converter 108 for converting a digital signal into an optical signal, a dedicated optical cable 109 for transmitting the optical signal at a high speed to a remote main control room, and the optical signal again. To the second optical converter 110, Receives a citadel signal, performs fast Fourier transform, calculates the peak value of combustion vibration, calculates the representative value when the peak value is the natural sound frequency band but is not greater than the limit value, displays it on the operator's monitor, and calculates the peak value. The main control room computer 111 for generating an alarm on the monitor of the operator and maintenance personnel and displaying detailed analysis data on the monitor of the operator when the frequency is higher than the limit and maintained for a predetermined time. It comprises a plurality of client computers 113 to 115 tied to the real computer 111 and the LAN network 112.

도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 가스터빈의 연소진동을 원거리에서 감시하기 위한 방법의 구성은, 동작이 시작되는 단계(S10)와, 연속 진동신호를 고속으로 샘플링하고 아날로그 디지털 변환하는 단계(S20)와, 상기한 디시털 신호를 고속 푸리에 변환하는 단계(S30)와, 연소진동의 피크값을 계산하는 단계(S40)와, 계산된 피크값이 고유음향 주파수 대역인지를 판단하는 단계(S50)와, 계산된 피크값이 고유음향 주파수 대역인 경우에 피크값이 제한값보다 큰지를 판단하는 단계(S60)와, 계산된 피크값이 제한값보다 크지 않은 경우에 이를 버퍼에 저장하는 단계(S70)와, 그중에서 대표값을 계산하는 단계(S80)와, 계산된 대표값을 운전원의 모니터에 표시하는 단계(S90)와, 계산된 피크값이 고유음향 주파수 대역이고 제한값보다 큰 경우에 일정시간 경과되었는지를 판단하는 단계 (S100)와, 일정시간 경과된 경우에 운전원의 모니터에 경보를 발생시키는 단계(S110)와, LAN망으로 연결되어 있는 유지보수요원의 모니터에도 경보를 발생시키는 단계(S120)와, 운전원의 모니터에 상세분석자료를 표시하는 단계(S130)와, 동작을 종료하는 단계(S140)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 2, the configuration of the method for remotely monitoring the combustion vibration of the gas turbine according to an embodiment of the present invention includes a step (S10) at which the operation is started, and sampling the continuous vibration signal at high speed. Analog-to-digital conversion (S20), fast Fourier transforming the digital signal (S30), calculating a peak value of combustion vibration (S40), and the calculated peak value is an intrinsic acoustic frequency band Step S50 of determining whether the peak value is greater than the limit value when the calculated peak value is the natural sound frequency band, and buffering the calculated peak value when the calculated peak value is not greater than the limit value. Storing at S70, calculating the representative value therein (S80), displaying the calculated representative value at the operator's monitor (S90), and the calculated peak value is the intrinsic acoustic frequency band and the limit value. Is greater than Determining whether a predetermined time has elapsed (S100), and when a predetermined time has elapsed, generating an alarm on the operator's monitor (S110), and generating an alarm on the monitor of the maintenance personnel connected to the LAN network. (S120), displaying detailed analysis data on the operator's monitor (S130), and terminating the operation (S140).

상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 가스터빈의 연소진동을 원거리에서 감시하기 위한 장치 및 방법의 작용은 다음과 같다.With the above configuration, the operation of the apparatus and method for remotely monitoring the combustion vibration of the gas turbine according to the embodiment of the present invention is as follows.

동작이 시작되면(S10), 가스터빈(100)의 연소기(101)의 주변에 설치되어 있는 센서(103)는 연소기(101)에서 발생되는 연소진동을 측정하여 출력하고, 증폭기(105)는 상기한 센서(103)에서 나온 신호값을 증폭하여 출력하고, A/D 변환기(106)는 상기한 증폭기(105)에서 나온 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환함으로써 연속 진동신호를 고속으로 샘플링하고 아날로그 디지털 변환한다(S20).When the operation is started (S10), the sensor 103 installed in the vicinity of the combustor 101 of the gas turbine 100 measures and outputs combustion vibration generated in the combustor 101, and the amplifier 105 The signal value from one sensor 103 is amplified and output, and the A / D converter 106 converts the analog signal from the amplifier 105 into a digital signal, thereby sampling the continuous vibration signal at high speed and converting the analog to digital signal. (S20).

상기한 증폭기(105)와 A/D 변환기(106)로 구성된 DAS 장치(104)의 신호는 현장에 설치되어 있는 모니터(107)에 출력됨으로써 현장에서 모니터링이 가능하도록 한다.The signal of the DAS device 104 composed of the amplifier 105 and the A / D converter 106 is output to the monitor 107 installed in the field to enable monitoring in the field.

이와 동시에 상기한 DAS 장치(104)에서 나온 디지털 데이터는 원거리로 전송되기 위해 제1 광컨버터(108)에서 광신호로 변환되며, 상기한 광신호는 전용 광케이블(109)를 통해 원거리의 주제어실까지 전송되는데, 원거리까지 전송 속도를 빠르게 하기 위하여 동축 케이블 대신에 광케이블을 사용하며, 그것도 전용으로 구성을 한다. At the same time, the digital data from the DAS device 104 is converted into an optical signal in the first optical converter 108 to be transmitted at a long distance, and the optical signal is transmitted to a remote main control room through a dedicated optical cable 109. It uses optical cables instead of coaxial cables to speed up transmissions over long distances.

상기한 전용 광케이블을 통하여 수신된 광신호는 제2 광컨버터(110)에서 다 시 디지털 신호로 변환되어 주제어실 컴퓨터(111)로 전송된다.The optical signal received through the dedicated optical cable is converted into a digital signal by the second optical converter 110 and transmitted to the main control room computer 111.

주제어실 컴퓨터(111)는 상기한 디시털 신호를 고속 푸리에 변환한 뒤에(S30), 연소진동의 최대 피크값 및 주파수를 찾고, 시간 대 동압크기, 주파수 대 동압 크기 및 일정기간의 평균 등을 계산한다(S40).The main control room computer 111 converts the digital signal into high-speed Fourier transforms (S30), finds the maximum peak value and frequency of the combustion vibration, calculates time-to-dynamic pressure magnitude, frequency-to-dynamic pressure magnitude, and the average of a predetermined period. (S40).

이어서 주제어실 컴퓨터(111)는 계산된 피크값이 고유음향 주파수 대역인지를 판단하여(S50), 계산된 피크값이 고유음향 주파수 대역인 경우에는 다시 피크값이 제한값보다 큰지를 판단한다(S60).Subsequently, the main control room computer 111 determines whether the calculated peak value is the natural sound frequency band (S50), and if the calculated peak value is the natural sound frequency band, it is again determined whether the peak value is larger than the limit value (S60). .

계산된 피크값이 고유음향 주파수 대역이기는 하지만 피크값이 제한값보다 크지 않은 경우에, 주제어실 컴퓨터(111)는 이를 별무리가 없는 순간소음정도로 간주하여 그 값을 버퍼에 저장하고(S70), 그중에서 대표값을 계산하여(S80), 계산된 대표값을 운전원의 모니터에 표시한다(S90).If the calculated peak value is an intrinsic acoustic frequency band but the peak value is not larger than the limit value, the main control room computer 111 regards this as the instantaneous noise level without any group and stores the value in the buffer (S70). The representative value is calculated at (S80), and the calculated representative value is displayed on the operator's monitor (S90).

연소기 내부에서 발생하는 연소진동은 연료, 공기 공급의 일시적 교란이나 기타 여러 요인에 의해 순간적으로 발생할 수 있으며 이 때 동압의 크기가 순간적으로 높게 나타날 수 있다. 그러나 이와같이 순간적, 산발적으로 여러 가지 주파수대역에서 발생하는 연소진동은 가스터빈의 정상운전에 문제가 없다. 실제 연소진동으로 인해 문제가 될 수 있는 주파수대역은 연소기의 형상에 따른 고유음향주파수이며 이 주파수대역에서의 연소진동이 일정기간 계속 크게 나타나면 가스터빈에 큰 기계적 손상이나 수명을 단축하게 된다. 띠라서, 계산된 피크값이 고유음향 주파수 대역이기는 하지만 피크값이 제한값보다 크지 않은 경우에, 주제어실 컴퓨터(111)는 이를 별무리가 없는 순간 이상진동정도로 간주하게 된다.Combustion vibrations that occur inside a combustor can be instantaneously caused by transient disturbances in fuel, air supply, or other factors, which can result in momentary high dynamic pressures. However, the combustion vibration occurring in various frequency bands in a momentary and sporadic manner is not a problem in the normal operation of the gas turbine. The frequency band which can be a problem due to the actual combustion vibration is the natural sound frequency according to the shape of the combustor. If the combustion vibration in this frequency band continues to be large for a certain period of time, the mechanical damage or life of the gas turbine is shortened. Therefore, if the calculated peak value is an inherent acoustic frequency band but the peak value is not larger than the limit value, the main control room computer 111 considers it as the degree of abnormal vibration at no moment.

그러나, 계산된 피크값이 고유음향 주파수 대역이고 제한값보다도 큰 경우에, 주제어실 컴퓨터(111)는 일정시간, 예를들어 10초정도, 경과되었는지를 판단한다(S100).However, when the calculated peak value is the natural sound frequency band and is larger than the limit value, the main control room computer 111 determines whether the elapsed time has elapsed for a predetermined time, for example, about 10 seconds (S100).

만약, 계산된 피크값이 고유음향 주파수 대역보다 크고 제한값보다도 크고 일정시간이상 유지되는 경우에, 주제어실 컴퓨터(111)는 이를 이상 진동으로 간주하여, 운전원의 모니터에 알람을 발생시키고 화면에 적색표시를 하는 등 경보를 발생시킴과 동시에(S110), LAN망(112)으로 연결되어 있는 클라이언트 컴퓨터(113~115)의 유지보수요원을 위한 모니터에도 데이터를 송신하여 알람을 발생시키고 화면에 적색표시를 하는 등 경보를 발생시킨다(S120). 이에따라 주제어실의 운전원이 이상진동에 대해 조치할 수 있도록 함과 동시에, 네트워크 LAN 망(112)으로 연결되어 있는 원격지의 사무실에 있는 유지보수요원들이 클라이언트 컴퓨터(113～115)를 통해 연소진동을 감시하면서 이상진동에 대해서 신속한 유지보수가 이루어질 수 있도록 한다.If the calculated peak value is larger than the natural sound frequency band and is larger than the limit value and maintained for a predetermined time, the main control room computer 111 considers it as an abnormal vibration, generates an alarm on the operator's monitor and displays a red color on the screen. At the same time, an alarm is generated (S110) and data is also sent to the monitor for maintenance personnel of the client computers 113 to 115 connected to the LAN network 112 to generate an alarm and display a red display on the screen. To generate an alarm (S120). This allows the operator of the main control room to take action against abnormal vibrations, and at the same time, maintenance personnel in remote offices connected to the network LAN network 112 monitor the combustion vibrations through the client computers 113-115. In order to ensure the rapid maintenance of abnormal vibration.

이와 더불어 주제어실 컴퓨터(111)는 운전원의 모니터에 실시간 데이터를 FFT 분석, 시간 대 동압차트, 주파수 대 동압차트 등으로 표시할 수 있는 화면으로 표시하여 운전원이 이상진동에 대해 상세하게 분석할 수 있도록 한 후(S130), 동작을 종료한다(S140).In addition, the main control computer 111 displays real-time data on the operator's monitor as a screen that can be displayed as FFT analysis, time vs. dynamic pressure chart, frequency vs. dynamic pressure chart, so that the operator can analyze the abnormal vibration in detail. After (S130), the operation is terminated (S140).

이에따라, 현장에 있는 가스터빈에서 발생하는 연소진동을 원거리에 있는 주제어실에서 운전원이 효과적으로 연소진동을 감시할 수 있게 된다.Accordingly, the operator can effectively monitor the combustion vibration from the main control room in the remote control room.

또한 LAN망으로 연결되어 있는 원거리의 유지보수요원들도 연소진동을 동시 에 감시함으로써 유지보수 조치를 신속히 할 수 있도록 한다. In addition, long-term maintenance personnel connected to the LAN network can monitor the combustion vibration at the same time, so that maintenance measures can be promptly taken.

이상의 실시예에서 살펴 본 바와 같이 이 발명은, 산업용 또는 발전용 가스터빈의 연소기내에서 발생하는 연소진동 상태를 원거리에 있는 주제어실의 운전원과 유지보수요원들이 실시간으로 감시할 수 있도록 함으로써 연소 진동을 효율적으로 모니터링 및 분석할 수 있는, 효과를 갖는다.As described in the above embodiments, the present invention allows the operator and maintenance personnel of the main control room in remote control to monitor combustion vibrations occurring in the combustor of an industrial or power generation gas turbine in real time. It has an effect that can be efficiently monitored and analyzed.

Claims

A sensor for measuring combustion vibration of the combustor of the gas turbine;

A DAS for amplifying and converting the signal value from the sensor into a digital signal;

A monitor for monitoring the signal of the DAS in the field;

A first optical converter converting a digital signal into an optical signal to transmit data from the DAS to a long distance;

A dedicated optical cable for transmitting the optical signal at a high speed to a remote main control room;

A second optical converter for converting an optical signal received from a long distance through the dedicated optical cable back into a digital signal;

Receiving the digital signal described above, fast Fourier transforming and calculating the peak value of the combustion vibration, the representative value is calculated and displayed on the operator's monitor when the calculated peak value is the natural acoustic frequency band but not larger than the limit value. A main control room computer for generating an alarm on the monitor of the operator and maintenance personnel and displaying detailed analysis data on the monitor of the operator when the peak value is the natural sound frequency band and is larger than the limit value and is maintained for a predetermined time; And

Apparatus for remotely monitoring the combustion vibration of the gas turbine, characterized in that it comprises a plurality of client computers that are connected to the main control room computer and the LAN network.

The method of claim 1, wherein the DAS,

An amplifier for amplifying a signal value from the sensor; And

And an A / D converter for converting an analog signal from the amplifier into a digital signal.

The method of claim 1, wherein the detailed analysis data,

A device for monitoring the combustion vibration of a gas turbine at a distance, characterized by FFT analysis, time versus dynamic pressure chart, and frequency versus dynamic pressure chart.

Sampling the continuous vibration signal at high speed, performing analog-digital conversion, and performing fast Fourier transform when the operation is started;

Calculating a peak value of the combustion vibration to determine whether the calculated peak value is an intrinsic acoustic frequency band;

Determining whether the peak value is greater than the limit value when the calculated peak value is an inherent acoustic frequency band;

If the calculated peak value is a natural sound frequency band but not larger than the limit value, storing the peak value in a buffer and calculating a representative value therefrom and displaying the representative value on the operator's monitor;

Generating an alarm to a monitor of an operator and to a monitor of a maintenance worker connected to a LAN network if the calculated peak value is maintained for a predetermined time when the peak value is a natural sound frequency band and larger than a limit value; And

A method for monitoring the combustion vibration of a gas turbine at a distance, comprising the step of displaying detailed analysis data on the operator's monitor.

The method of claim 4, wherein the detailed analysis data,

A method for remotely monitoring combustion vibration of a gas turbine characterized by FFT analysis, time versus dynamic pressure charts, and frequency versus dynamic pressure charts.