WO2019082275A1 - プラントの状態表示装置及びプラントの状態表示方法 - Google Patents

Abstract

状態表示装置１００は、火力発電施設１０の運転状態を表す第１パラメータの経時変化、及び、第１パラメータと火力発電施設１０の運転状態を表す第２パラメータとの相関を表示するための表示装置３０と、第１パラメータの経時変化において、第１期間ｔ１及び第１期間ｔ２とは異なる第２期間ｔ２をそれぞれ選択して入力するための入力装置７０と、演算装置５０と、を備え、演算装置５０は、第１パラメータの経時変化を表示装置３０に表示するとともに、入力装置７０を介して入力された第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２の各期間における第１パラメータと第２パラメータとの相関を表示装置３０に表示するように構成されている。

Description

プラントの状態表示装置及びプラントの状態表示方法

　本発明は、火力発電施設、圧縮機を備える施設等のプラントの状態を適切に評価可能な情報を表示するプラントの状態表示装置及びプラントの状態表示方法に関する。

　火力発電施設、圧縮機を備える施設等のプラントでは、長期間の運転に伴い、経時劣化が生じる。従って、プラントの安定的な運転においては、経時劣化の程度を把握し、プラントの状態を適切に評価することが望まれる。プラントの性能を適切に評価可能に表示する技術に関連して、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１の図４には、発電効率の時系列グラフが記載されている。

特開２００７－２６７３号公報

　しかしながら、プラントの運転状態を示す一つのパラメータの経時変化を分析しても、プラントの運転状態を示す他の多種多様なパラメータも複雑に変化しているから、異なる時刻間で上記一つのパラメータを単純に比較することはできない。
　例えば特許文献１に記載の発電効率の時系列グラフを用いても、ガスタービンの性能を異なる時刻間での差を把握することは難しい。

　本発明の少なくとも一実施形態は、プラントの運転状態の変動を考慮して、プラントの状態についての経時的な変化を適切に評価可能な情報を表示するプラントの状態表示装置及びプラントの状態表示方法を提供することを目的とする。

　（１）本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係るプラントの状態表示装置は、運転中のプラントの状態を表示するための装置であって、前記プラントの運転状態を表す第１パラメータの経時変化、及び、前記第１パラメータと前記プラントの運転状態を表す第２パラメータとの相関を表示するための表示装置と、前記第１パラメータの前記経時変化において、第１期間及び当該第１期間とは異なる第２期間をそれぞれ選択して入力するための入力装置と、演算装置と、を備え、当該演算装置は、前記第１パラメータの前記経時変化を前記表示装置に表示するとともに、前記入力装置を介して入力された前記第１期間及び前記第２期間の各期間における前記第１パラメータと前記第２パラメータとの前記相関を前記表示装置に表示するための描写部を備えたことを特徴とする。

　上記（１）の構成によれば、選択された第１期間及び第２期間について、第１パラメータ及び第２パラメータによって規定されるプラントの状態を比較することで、プラントの状態についての経時変化を適切に評価可能な情報を表示することができる。

　（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記演算装置は、前記第１期間における、前記第１パラメータと前記第２パラメータとの相関についての近似関数を表す第１近似関数を算出するための第１近似関数算出部と、前記第２期間における、前記第１パラメータと前記第２パラメータとの相関についての近似関数を表す第２近似関数を算出するための第２近似関数算出部と、を備え、前記描写部は、前記第１近似関数算出部によって算出された前記第１近似関数のグラフと、前記第２近似関数算出部によって算出された前記第２近似関数のグラフとを前記表示装置に表示するように構成されたことを特徴とする。

　上記（２）の構成によれば、選択された第１期間及び第２期間毎に、近似関数を表示装置に表示することができる。このため、表示装置において２つの近似関数同士を比較することができる。これにより、視覚を通じて、直感的にプラントの状態を適切に評価可能な情報を表示することができる。

　（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、前記演算装置は、前記入力装置を介して第２パラメータの指定範囲が入力された場合に、前記第２パラメータの前記指定範囲における前記第１期間と前記第２期間との前記第１パラメータの差分を算出するための差分算出部を備え、前記描写部は、算出された差分を前記表示装置に表示するように構成されたことを特徴とする。

　上記（３）の構成によれば、第２パラメータの指定範囲における第１パラメータの差分を表示装置に表示させることができる。このため、第１期間及び第２期間の間でどの程度第１パラメータが変化したのかを、客観的に評価することができる。これにより、客観的にプラントの状態を適切に評価可能な情報を表示することができる。

　（４）幾つかの実施形態では、上記（１）～（３）の何れか１の構成において、前記演算装置は、少なくとも前記第２パラメータを基準値に揃えるように前記第１パラメータを補正するための第１補正部を備え、前記描写部は、補正された前記第１パラメータの経時変化を前記表示装置に表示するように構成され、前記演算装置は、前記表示装置に表示された補正後の前記第１パラメータの前記経時変化において、前記入力装置を介した前記第１期間及び前記第２期間の選択入力を受け付けるように構成されたことを特徴とする。

　上記（４）の構成によれば、表示装置において、選択すべき第１期間及び第２期間の選択を容易に行うことができる。

　（５）幾つかの実施形態では、上記（１）～（４）の何れか１の構成において、前記演算装置は、前記第２パラメータを除く少なくとも一つのパラメータを基準値に揃えるように前記第１パラメータを補正するための第２補正部を備え、前記描写部は、補正された前記第１パラメータと、前記第２パラメータとの前記相関を前記表示装置に表示するように構成されたことを特徴とする。

　上記（５）の構成によれば、表示画面に表示された第１期間及び第２期間のそれぞれにおける第１パラメータと第２パラメータとの相関同士を比較し易くすることができる。

　（６）幾つかの実施形態では、上記（１）～（５）の何れか１の構成において、前記描写部は、前記入力装置により入力された表示指示に応じて、補正前の前記第１パラメータの前記経時変化と、補正後の前記第１パラメータの前記経時変化と、又は、補正前の前記第１パラメータ及び補正後の前記第１パラメータの両方の前記経時変化と、の間で切替可能に前記表示装置に表示するように構成されたことを特徴とする。

　上記（６）の構成によれば、使用者の入力に応じて、第１パラメータの経時変化の種別（補正前、補正後、補正前及び補正後の双方）を任意に切り替えて表示することができる。

　（７）幾つかの実施形態では、上記（１）～（６）の何れか１の構成において、前記第２パラメータは前記プラントの負荷を含むことを特徴とする。

　上記（７）の構成によれば、プラントの負荷の大きさを指定し、一部の負荷で運転しているとき（部分負荷状態）における第１期間及び第２期間同士の第１パラメータの変化を評価可能な情報を表示することができる。このため、指定した第１期間及び第２期間において、定格負荷で運転されるときに加え、プラントが部分負荷で運転されるときの第１パラメータの変化を適切に評価可能な情報を表示することができ、プラントの状態を適切に評価可能な情報を表示することができる。

　（８）幾つかの実施形態では、上記（１）～（７）の何れか１の構成において、前記プラントは火力発電施設を含み、前記第１パラメータは前記火力発電施設の熱効率を含み、前記第２パラメータは前記火力発電施設の発電出力を含むことを特徴とする。

　上記（８）の構成によれば、火力発電施設が定格出力に満たない発電出力で運転されているときに、第１期間及び第２期間における熱効率同士を比較し、熱効率の経時変化を適切に評価可能な情報を表示することができる。これにより、火力発電施設の状態を適切に評価可能な情報を表示することができる。

　（９）幾つかの実施形態では、上記（１）～（７）の何れか１の構成において、前記プラントは圧縮機を含み、前記第１パラメータ及び前記第２パラメータは、それぞれ、前記圧縮機に吸い込まれる空気の温度、前記圧縮機の吸込側と吐出側との圧力比、前記圧縮機のインレットガイドベーンの角度、前記圧縮機の回転数、又は、前記圧縮機の圧縮効率のうちのいずれかであることを特徴とする。

　上記（９）の構成によれば、第１期間及び第２期間における圧縮機の状態同士を比較して、圧縮機の経時変化を適切に評価可能な情報を表示することができる。これにより、圧縮機の状態を適切に評価可能な情報を表示することができる。

　（１０）本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係るプラントの状態表示方法は、運転中のプラントの状態を表示するための方法であって、前記プラントの運転状態を表す第１パラメータの経時変化を表示装置に表示する経時変化表示ステップと、入力装置によりそれぞれ選択して入力された、前記第１パラメータの前記経時変化における第１期間及び当該第１期間とは異なる第２期間の各期間において、前記第１パラメータと前記第２パラメータとの相関を前記表示装置に表示する相関表示ステップと、を含むことを特徴とする。

　上記（１０）の構成によれば、選択された第１期間及び第２期間について、第１パラメータ及び第２パラメータによって規定されるプラントの状態を比較することで、プラントの状態についての経時変化を適切に評価可能な情報を表示することができる。

　本発明の少なくとも一実施形態によれば、プラントの運転状態の変動を考慮して、プラントの状態についての経時的な変化を適切に評価可能な情報を表示するプラントの状態表示装置及びプラントの状態表示方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る状態表示装置と、当該状態表示装置により状態を表示する火力発電施設とを示す図である。 表示装置に表示される第１パラメータの経時変化を示すグラフである。 表示装置に表示される第１パラメータと第２パラメータとの相関を示すグラフである。 演算装置の具体的なハードウェア資源を示すブロック図である。 表示装置に表示される表示画面を示す図である。 図５に示す表示画面において、ポインタを移動させることで９週目の熱効率と２２週目の熱効率との差分を表示させた様子を示す図である。 本発明の一実施形態に係る状態表示装置において行われるフローである。 本発明の一実施形態に係る状態表示装置を圧縮機に適用したときの、表示装置における表示画面を示す図である。

　以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、以下に実施形態として記載されている内容又は図面に記載されている内容は、あくまでも例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、任意に変更することができる。また、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
　例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
　例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
　例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
　一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

　図１は、本発明の一実施形態に係る状態表示装置１００と、状態表示装置１００により状態を表示する火力発電施設１０とを示す図である。火力発電施設１０は、圧縮機１と、燃焼室２と、ガスタービン３と、発電機４と、蒸気タービン５と、ボイラ６と、復水器７とを備えて構成される。火力発電施設１０は所謂コンバインドサイクル発電施設である。

　圧縮機１の吸込み側にはインレットガイドベーン１ａを備え、インレットガイドベーン１ａの角度を変更することで、吸込み流量が制御される。インレットガイドベーン１ａの角度はアクチュエータ２５の駆動により変更される。また、圧縮機１の上流側には通風路８が設けられ、通風路８の中には空気中の塵埃を除去するフィルタ９が設けられる。

　さらに、火力発電施設１０には、圧縮機１に吸い込まれる空気の温度、湿度及び圧力を測定するセンサ２０と、フィルタ９の上流側と下流側との差圧を測定するセンサ２１と、圧縮機１の吐出側の圧力を測定するセンサ２２と、ガスタービン３の回転出力を測定するためのセンサ２３と、燃料消費量を測定するセンサ２４と、を備える。なお、本明細書では、説明の簡略化のために、蒸気タービン５による発電量は考慮していないが、蒸気タービン５の発電量を測定するセンサを設けてもよい。

　外部から取り込まれた空気は、フィルタ９により塵埃を除去した後、圧縮機１に吸い込まれる。圧縮機１では空気が圧縮され、圧縮された空気は燃焼室２に送られる。燃焼室２では圧縮された空気と燃料とが混合され燃焼されることで、高温の燃焼ガスが得られる。そして、この燃焼ガスによってガスタービン３が回転駆動する。これにより、ガスタービン３に接続された発電機４により発電が行われ、電力が得られる。

　ガスタービン３から排出された燃焼ガスは依然として熱を有している。そこで、排出された燃焼ガスはボイラ６に送られ、燃焼ガスの熱により、水蒸気が得られる。ボイラ６に送られ、水蒸気を得た後の燃焼ガスは排ガスとして外部に排気される。一方で、ボイラ６において得られた水蒸気は、蒸気タービン５に供給され、蒸気タービン５が回転駆動される。これにより、蒸気タービン５に接続された発電機４により発電が行われ、電力が得られる。蒸気タービン５から排出された水蒸気は、復水器７により液体の水に変換された後、ボイラ６に供給される。

　状態表示装置１００は、運転中の火力発電施設１０（プラントの一例）の状態を表示するための装置である。状態表示装置１００は、表示装置３０と、演算装置５０と、入力装置７０とを備える。これらのうち、表示装置３０は、火力発電施設１０の運転状態を表す第１パラメータ（例えば熱効率。後記する）の経時変化、及び、第１パラメータと火力発電施設１０の運転状態を表す第２パラメータ（例えば発電出力。後記する）との相関を表示するためのものである。表示装置３０は、例えばディスプレイ（７セグメント方式を含む）、モニタ、ランプ等である。

　入力装置７０は、第１パラメータの経時変化において、第１期間ｔ１（後記する）及び第１期間ｔ１とは異なる第２期間ｔ２（後記する）をそれぞれ選択して入力するためのものである。第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２は、それぞれ、使用者が入力装置７０を介することで、選択して入力される。入力装置７０は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネルである。

　演算装置５０は、データ取得部５１と、描写部５２と、第１補正部５３と、第２補正部５４と、第１近似関数算出部５５と、第２近似関数算出部５６と、差分算出部５７とを備える。データ取得部５１は、上記のセンサ２０，２１，２２，２３からの測定値を取得するとともに、入力装置７０を介して入力された第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２を受け付けるものである。

　また、描写部５２は、第１パラメータの経時変化を表示装置３０に表示するとともに、入力装置７０を介して入力された第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２の各期間における第１パラメータと第２パラメータとの相関を表示装置３０に表示するためのものである。描写部５２は、入力装置７０により入力された表示指示に応じて、補正前の第１パラメータの経時変化と、補正後の第１パラメータの経時変化と、又は、補正前の第１パラメータ及び補正後の第１パラメータの両方の経時変化との間で切替可能に表示装置３０に表示するように構成されている。このようにすることで、使用者の入力に応じて、第１パラメータの経時変化の種別（補正前、補正後、補正前及び補正後の双方）を任意に切り替えて表示することができる。なお、これらの点についての詳細は、図５を参照しながら後記する。

　第１補正部５３は、少なくとも前記第２パラメータを基準値に揃えるように第１パラメータを補正するためのものである。そして、補正された第１パラメータの経時変化が、上記の描写部５２により、表示装置３０に表示されるように構成されている。第１パラメータの経時変化について、図２を参照しながら説明する。

　図２は、表示装置３０に表示される第１パラメータの経時変化を示すグラフである。なお、図２に示すグラフは本発明の一実施形態を説明するために使用する模式的なグラフであり、実際のグラフは図２に示すグラフと必ずしも同じではないし、図２に示すグラフに限定されるものでもない。

　このグラフは、少なくとも第２パラメータ（例えば発電出力（負荷））を基準値に揃えるように補正された第１パラメータ（例えば熱効率）についての経時変化を示すものである。従って、このグラフは、少なくとも第２パラメータが同じ状態と仮定したときに、第１パラメータが時間とともにどのように変化したのかを示すものである。基準値に揃えるパラメータとしては、上記の第２パラメータのほか、例えば、センサ２０により測定される空気の温度、圧力及び湿度、センサ２１により測定されるフィルタ９の圧力損失等である。なお、少なくとも第２パラメータを基準値に揃える方法としては、例えば多変量解析により算出した回帰式を用いて行うことができる。

　使用者（例えば火力発電施設１０の管理者）は、図２に示すグラフを見て、入力装置７０により、表示装置３０に表示された補正後の第１パラメータの経時変化において、入力装置７０を介した第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２の選択入力を行う。従って、演算装置５０は、入力装置７０を介した第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２の選択入力を受け付けるように構成されている。このようにすることで、表示装置３０において、選択すべき第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２の選択を容易に行うことができる。なお、使用者が選択入力する第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２は、使用者が第１パラメータの比較を行いたい２つの期間である。

　図１に戻って、第２補正部５４は、第２パラメータを除く少なくとも一つのパラメータを基準値に揃えるように前記第１パラメータを補正するためのものである。そして、補正された第１パラメータと、第２パラメータとの相関が、上記の描写部５２により、表示装置３０に表示されるように構成されている。このようにすることで、表示装置３０に表示された第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２のそれぞれにおける第１パラメータと第２パラメータとの相関同士を比較し易くすることができる。ここで、第１パラメータと、第２パラメータとの相関について、図３を参照しながら説明する。

　図３は、表示装置３０に表示される第１パラメータと第２パラメータとの相関を示すグラフである。なお、図３に示すグラフは本発明の一実施形態を説明するために使用する模式的なグラフであり、実際のグラフは図３に示すグラフと必ずしも同じではないし、図３に示すグラフに限定されるものでもない。

　このグラフに示すｔ１及びｔ２は、上記の第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２に相当する。図３に示すように、第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２のそれぞれにおいて、第１パラメータが変化すると第２パラメータがどのように変化するのかが示されている。

　第１期間ｔ１と第２期間ｔ２とでは、第１パラメータ及び第２パラメータ以外の少なくとも一つのパラメータが基準値に揃えられている。そのため、このグラフは、「第１パラメータ及び第２パラメータ」を除く少なくとも１つのパラメータが同じ状態と仮定したときに、第２パラメータが第１パラメータの変化とともにどのように変化したのかを示すものである。基準値に揃えるパラメータとしては、第１パラメータ及び第２パラメータ以外のパラメータであり、具体的には例えば、センサ２０により測定される空気の温度、圧力及び湿度、センサ２１により測定されるフィルタ９の圧力損失等である。なお、第１パラメータ及び第２パラメータ以外の少なくとも一つのパラメータを基準値に揃える方法としては、例えば多変量解析により算出した回帰式を用いて行うことができる。

　図１に戻って、第１近似関数算出部５５は、第１期間ｔ１における、第１パラメータと第２パラメータとの相関（図３参照）についての近似関数を表す第１近似関数を算出するためのものである。また、第２近似関数算出部５６は、第２期間ｔ２における、第１パラメータと第２パラメータとの相関（図３参照）についての近似関数を表す第２近似関数を算出するためのものである。そして、第１近似関数算出部５５によって算出された第１近似関数のグラフと、第２近似関数算出部５６によって算出された第２近似関数のグラフとが、描写部５２によって表示装置３０に表示されるようになっている。このようにすることで、選択された第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２毎に、近似関数を表示装置３０に表示することができる。このため、表示装置３０において２つの近似関数同士を比較することができる。これにより、視覚を通じて、直感的に火力発電施設１０の状態を適切に評価可能な情報を表示することができる。

　差分算出部５７は、入力装置７０を介して第２パラメータの指定範囲が入力された場合に、第２パラメータの指定範囲における第１期間ｔ１と第２期間ｔ２との第１パラメータの差分を算出するためのものである。具体的には例えば、上記の図３において、使用者が入力装置７０を介して第２パラメータの値を指定したときに、差分算出部５７は、第１期間ｔ１における第１パラメータの値と、第２期間ｔ２における第１パラメータの値との差分を算出するようになっている。なお、第１期間ｔ１における第１パラメータの値は、例えば後記する第１近似関数に基づいて算出される。また、第２期間ｔ２における第１パラメータの値は、例えば後記する第２近似関数に基づいて算出される。そして、ここで算出した差分は、描写部５２により、表示装置３０に表示される。

　このようにすることで、第２パラメータの指定範囲における第１パラメータの差分を表示装置３０に表示させることができる。このため、第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２の間でどの程度第１パラメータが変化したのかを、客観的に評価可能な情報を表示することができる。これにより、客観的に火力発電施設１０の状態を適切に評価可能な情報を表示することができる。

　なお、使用者は、上記の図３において第２パラメータを指定する際、単一の値ではなく、広がりを持った範囲（第２パラメータの指定範囲）を指定してもよい。この場合、第１期間ｔ１と第２期間ｔ２との第１パラメータの差分も、単一の値ではなく、広がりを持った範囲として算出される。

　図４は、演算装置５０の具体的なハードウェア資源を示すブロック図である。演算装置５０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）５０ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）５０ｂ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｄｋ　Ｄｒｉｖｅ）５０ｃ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）５０ｄ、Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）５０ｅを備える。そして、演算装置５０は、ＨＤＤ５０ｃ及びＲＯＭ５０ｄに格納されている所定の制御プログラムがＣＰＵ５０ａによってＲＡＭ５０ｂに展開され、実行されることにより具現化される。また、図１に示したセンサ２０，２１，２２，２３，２４及びアクチュエータ２５は、図示しない電気信号線により、Ｉ／Ｆ５０ｅに接続される。

　図５は、表示装置３０に表示される表示画面を示す図である。なお、図５及び後記する図６に示すグラフは本発明の一実施形態を説明するために使用する模式的なグラフであり、実際のグラフは図５及び図６に示すグラフと必ずしも同じではないし、図５及び図６に示すグラフに限定されるものでもない。

　この図５では、説明の簡略化のために、第１パラメータとして火力発電施設１０の熱効率を、第２パラメータとして火力発電施設１０の発電出力（負荷）を例示している。火力発電施設１０の熱効率は、例えば単位発電量を作り出すために使用される燃料消費量を表し、Ｈｅａｔ　Ｒａｔｅの逆比である。従って、熱効率の値は小さいことが好ましい。また、火力発電施設１０においては、発電出力と負荷とが同義である。

　第１パラメータとして発電出力（負荷）を使用することで、火力発電施設１０の発電出力の大きさを指定し、一部の発電出力で運転しているとき（部分負荷状態）における第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２同士の第１パラメータの変化を評価することができる。このため、指定した第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２において、定格負荷で運転されるときに加え、火力発電施設１０が部分負荷で運転されるときの第１パラメータの変化を適切に評価可能な情報を表示することができ、火力発電施設１０の状態を適切に評価可能な情報を表示することができる。

　また、プラントが火力発電施設１０である場合において、第１パラメータとして発電出力、第２パラメータとして熱効率を使用することで、火力発電施設１０が定格出力に満たない発電出力で運転されているときに、第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２における熱効率同士を比較し、熱効率の経時変化を適切に評価可能な情報を表示することができる。これにより、火力発電施設１０の状態を適切に評価可能な情報を表示することができる。

　表示装置３０においては、入力装置７０によって移動されるポインタ３１と、熱効率（第１パラメータ）の経時変化を示すグラフ３２と、発電出力（第２パラメータ）と熱効率（第２パラメータ）との相関を示すグラフ３３と、第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２を指定するためのスライダ３４と、グラフ３２において表示されるデータを切り替える切り替えボックス３５とが表示される。

　図５においては、切り替えボックス３５に対し、入力装置７０を介して、実データ及び補正データの双方が表示される表示指示が入力されている。そのため、グラフ３２においては、補正前の熱効率の経時変化（「・」で示す関係）と、補正後の熱効率の経時変化（「＊」で示す関係）と、の双方が表示されている。即ち、ここでは、補正前の熱効率の経時変化が実データであり、熱効率以外の運転状態を表すパラメータを基準値（パラメータごとに同じ値）に揃える補正を行ったものが補正データである。ただし、表示指示を変更することで、いずれか一方のみが表示されてもよい。

　なお、グラフ３２には、図示の簡略化のために示していないが、「＊」のプロットの裏には「・」のプロットが隠れている。そのため、「・」のプロットは、小さな熱効率から大きな熱効率まで、その全域にわたって満遍なく存在している。

　また、右下のグラフ３２においては、入力装置７０を介して指定された第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２が表示されている。第１期間ｔ１として、最後にガスタービン３の翼洗浄を行ってからの期間を示す９週目が、第２期間ｔ２として、最後にガスタービン３の翼洗浄を行ってからの期間を示す２２週目が例示されている。第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２は、入力装置７０を介してポインタ３１をボタン３４ａ，３４ｂに乗せ、これらをスライダ３４の上で左右に移動させることで、第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２を指定することができる。そして、スライダ３４において指定された第１期間ｔ１及び第２期間ｔが、グラフ３２の横軸において対応する位置に表示される。

　左側のグラフ３３においては、上記のスライダ３４において指定された第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２の各期間における発電出力と熱効率との関係が示されている。グラフ３３では、「熱効率及び発電出力」以外の運転状態を表すパラメータを基準値（パラメータごとに同じ値）に揃える補正を行ったものが、第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２のそれぞれについて示されている。なお、上記のように、熱効率の値は小さいことが好ましい。そのため、グラフ３３では、９週目から２２週目に時間が経過することで、熱効率が経時的に低下し、熱効率の値が大きくなっている。

　グラフ３３において、第１期間ｔ１（９週目）の相関を「△」で示し、第２期間ｔ２（２２週目）の相関を「×」で示している。また、第１期間のｔ１の相関についての第１近似関数（近似曲線）のグラフ３３ａを破線で、第２期間のｔ２の相関についての第２近似関数（近似曲線）のグラフ３３ｂを実線で示している。このように、グラフ３３ａとグラフ３３ｂとが示されることで、第１期間ｔ１と第２期間ｔ２との比較が行い易くなっている。

　図６は、上記の図５に示す表示画面において、ポインタ３１を移動させることで９週目の熱効率と２２週目の熱効率との差分を表示させた様子を示す図である。使用者が入力装置７０を介してポインタ３１をグラフ３３の上に移動させると、ポインタ３１が指し示す発電出力（６０％を例示）において、第１期間ｔ１のグラフ３３ａと、第２期間ｔ２のグラフ３３ｂとの差分が表示される。ここでは、便宜的に差分として「９％」を示している。従って、発電出力を６０％（即ち６０％の部分負荷運転）では、第１期間ｔ１（９週目）から第２期間ｔ２（２２週目）までの間に、熱効率の値が９増えたことを表している。上記のように、熱効率の値は小さいことが好ましいから、第１期間ｔ１（９週目）から第２期間ｔ２（２２週目）までの間に熱効率が９％低下したといえる。

　図７は、本発明の一実施形態に係る状態表示装置１００において行われるフローである。図７に示すフローは、上記の図１に示した状態表示装置１００によって実行されるため、以下の説明では、図１を適宜参照しながら行う。

　まず、データ取得部５１は、火力発電施設１０におけるデータを取得する（ステップＳ１）。ここで取得されるデータは、ガスタービン３に接続されたセンサ２３による単位時間当たりの発電量（発電出力、タービン出力）、センサ２４により測定されるン円量消費量等である。そして、第１補正部５３は、取得したデータに基づき熱効率を算出し、熱効率の経時変化を補正する（ステップＳ２）。熱効率は、例えば燃料消費量を発電量で除することで算出することができる。また、補正は、例えば上記の図１及び図２等を参照しながら説明した方法で行うことができる。次いで、描写部５２は、補正された熱効率の経時変化を表示装置３０に表示する（ステップＳ３、図５のグラフ３２を参照、経時変化表示ステップ）。

　そして、使用者により入力装置７０を介して第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２の「期間」が指定されると（ステップＳ４）、第２補正部５４は、指定した第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２における発電出力と熱効率との相関を補正する（ステップＳ５）。具体的な補正の方法は、上記の図１及び図３等を参照しながら説明した方法で行うことができる。そして、第１近似関数算出部５５及び第２近似関数算出部５６は、それぞれ、第１期間ｔ１における第１近似関数及び第２期間ｔ２における第２近似関数を算出する（ステップＳ６）。次いで、描写部５２は、算出した第１近似関数及び第２近似関数のそれぞれのグラフ、及び、第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２における発電出力と熱効率との相関を表示装置３０に表示する（ステップＳ７、図５のグラフ３３を参照、相関表示ステップ）。

　表示装置３０を参照した使用者により、入力装置７０を介して「発電出力」が指定されると（ステップＳ８）、差分算出部５７は、第１期間ｔ１における熱効率と、第２期間ｔ２における熱効率との差分を算出する（ステップＳ９）。具体的な算出方法としては、例えば上記の図１及び図６等を参照しながら説明した方法を使用することができる。そして、描写部５２は、差分算出部５７により算出された差分を表示装置３０に表示する（ステップＳ１０、図６参照）。

　以上の図７に示すフローによれば、選択された第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２について、熱効率（第１パラメータ）及び発電出力（第２パラメータ）によって規定される火力発電施設１０の状態を比較することで、火力発電施設１０の状態についての経時変化を適切に評価可能な情報を表示することができる。

　図８は、本発明の一実施形態に係る状態表示装置１００を圧縮機１に適用したときの、表示装置３０における表示画面を示す図である。上記の例では、燃焼室２、ガスタービン３及び発電機４に着目して、第１パラメータとしての熱効率及び第２パラメータとしての発電出力を例示した。しかし、図８に示す実施形態（圧縮機を含むプラント）では、圧縮機１に着目して、第１パラメータとしての圧縮機１の圧縮効率及び第２パラメータとしての圧縮機１の吸込側と吐出側との圧力比を例示している。

　ただし、第１パラメータ及び第２パラメータは上記の例に限られず、それぞれ、前記圧縮機に吸い込まれる空気の温度、圧縮機１の吸込側と吐出側との圧力比、圧縮機１のインレットガイドベーン１ａの角度、圧縮機１の回転数、又は、圧縮機１の圧縮効率のうちのいずれかを任意に選択すればよい。このようにすることで、第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２における圧縮機１の状態同士を比較して、圧縮機１の経時変化を適切に評価可能な情報を表示することができる。これにより、圧縮機１の状態を適切に評価可能な情報を表示することができる。

　図８において、右下のグラフ２３２は、圧縮機１の圧縮効率の経過時間を示している。グラフ２３２においては、上記のグラフ３２と同様に、補正前の圧縮効率の経時変化（「・」で示す関係）と、補正後の圧縮効率の経時変化（「＊」で示す関係）と、の双方が表示されている。また、左側のグラフ２３３は、横軸を圧縮機１の吸込側と吐出側との圧力比、縦軸を圧縮機１の圧縮効率とするものである。そして、上記の図５と同様、第１期間ｔ１として９週目の圧縮効率が実線で示すグラフ２３３ａで、第２期間ｔ２として２２週目の圧縮効率が破線で示すグラフ２３３ｂで示されている。なお、グラフ２３２には、図示の簡略化のために示していないが、「＊」のプロットの裏には「・」のプロットが隠れている。そのため、「・」のプロットは、小さな圧縮効率から大きな圧縮効率まで、その全域にわたって満遍なく存在している。

　圧縮機１においても、上記の熱効率と同様に、時間とともに圧縮効率が低下する。そこで、図８に示すように、例えば圧力比と圧縮効率との関係を第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２ごとにグラフ化することで、圧縮機１の吸込側と吐出側との圧力比が定格状態の一部における圧縮効率の劣化を評価可能な情報を表示することができる。

１　圧縮機
１ａ　インレットガイドベーン
２　燃焼室
３　ガスタービン
４　発電機
５　蒸気タービン
６　ボイラ
７　復水器
８　通風路
９　フィルタ
１０　火力発電施設
２０，２１，２２，２３，２４　センサ
２５　アクチュエータ
３０　表示装置
３１　ポインタ
３２，３３，３３ａ，３３ｂ，２３２，２３３，２３３ａ，２３３ｂ　グラフ
３４　スライダ
３４ａ，３４ｂ　ボタン
３５　切り替えボックス
５０　演算装置
５０ａ　ＣＰＵ
５０ｂ　ＲＡＭ
５０ｃ　ＨＤＤ
５０ｄ　ＲＯＭ
５０ｅ　Ｉ／Ｆ
５１　データ取得部
５２　描写部
５３　第１補正部
５４　第２補正部
５５　第１近似関数算出部
５６　第２近似関数算出部
５７　差分算出部
７０　入力装置
１００　状態表示装置
 

Claims (10)

1. 　運転中のプラントの状態を表示するための装置であって、
   　前記プラントの運転状態を表す第１パラメータの経時変化、及び、前記第１パラメータと前記プラントの運転状態を表す第２パラメータとの相関を表示するための表示装置と、
   　前記第１パラメータの前記経時変化において、第１期間及び当該第１期間とは異なる第２期間をそれぞれ選択して入力するための入力装置と、
   　演算装置と、を備え、
   　当該演算装置は、
   　前記第１パラメータの前記経時変化を前記表示装置に表示するとともに、前記入力装置を介して入力された前記第１期間及び前記第２期間の各期間における前記第１パラメータと前記第２パラメータとの前記相関を前記表示装置に表示するための描写部を備えたことを特徴とする、プラントの状態表示装置。
2. 　前記演算装置は、
   　前記第１期間における、前記第１パラメータと前記第２パラメータとの相関についての近似関数を表す第１近似関数を算出するための第１近似関数算出部と、
   　前記第２期間における、前記第１パラメータと前記第２パラメータとの相関についての近似関数を表す第２近似関数を算出するための第２近似関数算出部と、を備え、
   　前記描写部は、前記第１近似関数算出部によって算出された前記第１近似関数のグラフと、前記第２近似関数算出部によって算出された前記第２近似関数のグラフとを前記表示装置に表示するように構成されたことを特徴とする、請求項１に記載のプラントの状態表示装置。
3. 　前記演算装置は、前記入力装置を介して第２パラメータの指定範囲が入力された場合に、前記第２パラメータの前記指定範囲における前記第１期間と前記第２期間との前記第１パラメータの差分を算出するための差分算出部を備え、
   　前記描写部は、算出された差分を前記表示装置に表示するように構成されたことを特徴とする、請求項１又は２に記載のプラントの状態表示装置。
4. 　前記演算装置は、
   　少なくとも前記第２パラメータを基準値に揃えるように前記第１パラメータを補正するための第１補正部を備え、
   　前記描写部は、補正された前記第１パラメータの経時変化を前記表示装置に表示するように構成され、
   　前記演算装置は、前記表示装置に表示された補正後の前記第１パラメータの前記経時変化において、前記入力装置を介した前記第１期間及び前記第２期間の選択入力を受け付けるように構成されたことを特徴とする、請求項１～３の何れか１項に記載のプラントの状態表示装置。
5. 　前記演算装置は、前記第２パラメータを除く少なくとも一つのパラメータを基準値に揃えるように前記第１パラメータを補正するための第２補正部を備え、
   　前記描写部は、補正された前記第１パラメータと、前記第２パラメータとの前記相関を前記表示装置に表示するように構成されたことを特徴とする、請求項１～４の何れか１項に記載のプラントの状態表示装置。
6. 　前記描写部は、前記入力装置により入力された表示指示に応じて、補正前の前記第１パラメータの前記経時変化と、補正後の前記第１パラメータの前記経時変化と、又は、補正前の前記第１パラメータ及び補正後の前記第１パラメータの両方の前記経時変化と、の間で切替可能に前記表示装置に表示するように構成されたことを特徴とする、請求項１～５の何れか１項に記載のプラントの状態表示装置。
7. 　前記第２パラメータは前記プラントの負荷を含むことを特徴とする、請求項１～６の何れか１項に記載のプラントの状態表示装置。
8. 　前記プラントは火力発電施設を含み、
   　前記第１パラメータは前記火力発電施設の熱効率を含み、
   　前記第２パラメータは前記火力発電施設の発電出力を含むことを特徴とする、請求項１～７の何れか１項に記載のプラントの状態表示装置。
9. 　前記プラントは圧縮機を含み、
   　前記第１パラメータ及び前記第２パラメータは、それぞれ、前記圧縮機に吸い込まれる空気の温度、前記圧縮機の吸込側と吐出側との圧力比、前記圧縮機のインレットガイドベーンの角度、前記圧縮機の回転数、又は、前記圧縮機の圧縮効率のうちのいずれかであることを特徴とする、請求項１～７の何れか１項に記載のプラントの状態表示装置。
10. 　運転中のプラントの状態を表示するための方法であって、
    　前記プラントの運転状態を表す第１パラメータの経時変化を表示装置に表示する経時変化表示ステップと、
    　入力装置によりそれぞれ選択して入力された、前記第１パラメータの前記経時変化における第１期間及び当該第１期間とは異なる第２期間の各期間において、前記第１パラメータと前記第２パラメータとの相関を前記表示装置に表示する相関表示ステップと、を含むことを特徴とする、プラントの状態表示方法。

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