ガスタービンの異常診断装置
【課題】少ないデータ収集によって簡単かつ早期に異常診断を行うことができ、既存のガスタービンにおいても容易に異常診断を行うことができるガスタービンの異常診断装置を提供すること。
【解決手段】異常診断装置６は、ガスタービン１を所定の出力で運転を行った後、その運転を停止する直前に形成された無負荷運転状態において、タービン３の出口温度ＴＯＴ、コンプレッサ２の入口温度ＣＩＴ及びタービン３の入口温度ＴＩＴを測定する計測手段６１と、第１の温度差（ＴＯＴ−ＣＩＴ）、第２の温度差（ＴＩＴ−ＣＩＴ）及び第３の温度差（ＴＩＴ−ＴＯＴ）を求める算出手段６２と、第１〜第３の温度差のいずれかが、所定の正常範囲を超えて増加したときには、ガスタービン１に異常が発生したことを検出する異常検出手段６３とを有している。
【解決手段】異常診断装置６は、ガスタービン１を所定の出力で運転を行った後、その運転を停止する直前に形成された無負荷運転状態において、タービン３の出口温度ＴＯＴ、コンプレッサ２の入口温度ＣＩＴ及びタービン３の入口温度ＴＩＴを測定する計測手段６１と、第１の温度差（ＴＯＴ−ＣＩＴ）、第２の温度差（ＴＩＴ−ＣＩＴ）及び第３の温度差（ＴＩＴ−ＴＯＴ）を求める算出手段６２と、第１〜第３の温度差のいずれかが、所定の正常範囲を超えて増加したときには、ガスタービン１に異常が発生したことを検出する異常検出手段６３とを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンの異常診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンの出力（発電機の出力）は、コンプレッサの入口温度、燃焼器における噴射蒸気量、タービンの入口温度、タービンの出口温度、圧力比、圧縮効率等の多くの因子の影響を受けて変化する。また、これらの因子が相互に影響し合っているため、通常の運転状態では出力低下や性能劣化等の異常がわかり難く、異常の発見が遅れがちとなる。
例えば、特許文献１のガスタービン性能の分析予測方法においては、運転中のガスタービンから取得した複数の原データからガスタービン性能の分析又は予測を行う方法が開示されている。この分析予測方法においては、複数の原データからガスタービン性能の指標となる１つのデータ（例えばガスタービン出口温度）を目的変数として選択し、この目的変数に影響が大きい複数のデータ（ガスタービン入口ガス温度、ガスタービン吸気温度等）を説明変数として選択する。そして、目的変数と複数の説明変数との関係を回帰分析し、時系列の変化から過去の性能変化を分析することにより、将来の性能を予測している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の方法によると、コンプレッサ、タービン、燃焼器等の個々の詳細な運転データを収集する必要があり、これらの運転データの収集が容易ではない。そのため、ガスタービンに生じた異常を簡単な方法で早期に発見するためには用いることができない。また、特に、特許文献１の方法によると収集するデータが多く、既存のガスタービンには採用することが困難である。
従って、既存のタービン設備に対しても容易に適用することができる異常診断装置の開発が望まれていた。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、少ないデータ収集によって簡単かつ早期に異常診断を行うことができ、既存のガスタービンにおいても容易に異常診断を行うことができるガスタービンの異常診断装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、空気を吸気し圧縮して吐き出すコンプレッサと、
該コンプレッサから供給される圧縮空気と燃料とを燃焼させる燃焼器と、
上記コンプレッサと同一軸上に配設し、上記燃焼器において生成した燃焼ガスによって回転するタービンとを備えたガスタービンにおいて、何らかの異常が発生したか否かを診断する装置であって、
上記ガスタービンを所定の出力で運転を行った後、その運転を停止する直前に形成された無負荷運転状態において、上記タービンの出口温度、上記コンプレッサの入口温度、及び上記タービンの入口温度のうちの少なくとも２つを測定する計測手段と、
上記タービンの出口温度から上記コンプレッサの入口温度を差し引いた第１の温度差、上記タービンの入口温度から上記コンプレッサの入口温度を差し引いた第２の温度差、及び上記タービンの入口温度から上記タービンの出口温度を差し引いた第３の温度差のうちの少なくとも１つを求める算出手段と、
上記第１〜第３の温度差のうちの少なくとも１つが、所定の正常範囲を超えて増加したときには、上記ガスタービンに異常が発生したことを検出する異常検出手段とを有することを特徴とするガスタービンの異常診断装置にある（請求項１）。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のガスタービンの異常診断装置は、ガスタービンに形成される無負荷運転状態においては、タービンにおける膨張仕事が、コンプレッサにおける圧縮仕事と所定の摩擦損失との和になり、ガスタービンが正常であるときには、上記第１〜第３の温度差は大きく変化しないことに着目して、異常診断を行うものである。
ガスタービンの無負荷運転状態においては、燃焼器における燃料の燃焼量が少なく、実質的には、コンプレッサによって圧縮された空気がタービンにおいて膨張するサイクルを形成しているとみなせる。
【０００８】
そして、本発明の異常診断装置は、上記計測手段、算出手段及び異常検出手段により、上記無負荷運転状態において測定したタービンの出口温度、コンプレッサの入口温度、及びタービンの入口温度のうちの少なくとも２つを用いて、上記第１〜第３の温度差のうちの少なくとも１つを求め、第１〜第３の温度差のうちの少なくとも１つが、所定の正常範囲を超えて増加したときに、ガスタービンに異常が発生したことを検出する。これにより、本発明においては、ガスタービンにおける各部位の温度を測定することにより異常診断を行うことができ、少ないデータ収集によって簡単かつ早期に異常診断を行うことができる。
【０００９】
また、通常は、タービンの出口温度、コンプレッサの入口温度、及びタービンの入口温度は、ガスタービンの運転データとして監視を行っており、本発明の異常診断装置は、既存のガスタービンにおいても容易に採用することができる。
また、無負荷運転状態は、ガスタービンを所定の出力で運転を行った後の状態としている。そのため、ガスタービンにおける各部位の温度が安定しており、異常検出に誤差が生じることを抑制することができる。
【００１０】
それ故、本発明のガスタービンの異常診断装置によれば、少ないデータ収集によって簡単かつ早期に異常診断を行うことができ、既存のガスタービンにおいても容易に異常診断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例における、ガスタービンの異常診断装置を模式的に示す説明図。
【図２】実施例における、ガスタービンの異常診断装置によって異常診断を行う流れを示すスローチャート。
【図３】確認試験における、失火が発生した場合のガスタービンの各部位の温度差及び補正後流量の変化の状態を示すグラフ。
【図４】確認試験における、タービン汚れが発生した場合のガスタービンの各部位の温度差及び補正後流量の変化の状態を示すグラフ。
【図５】確認試験における、圧縮空気の漏れが発生した場合のガスタービンの各部位の温度差及び補正後流量の変化の状態を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
上述した本発明のガスタービンの異常診断装置における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記ガスタービンは、タービンの回転によって発電する発電機を有する構成とすることができる。また、上記燃焼器は、水蒸気を噴射させる構成又は水蒸気を噴射させない構成のいずれの構成とすることもできる。
上記無負荷運転状態は、発電機の回転速度が定格回転速度であり、発電機の出力がゼロであり、燃焼器における水蒸気噴射量がゼロであり、ガスタービンを１時間以上連続運転した後に運転を停止したことのすべての条件を満たす状態とすることができる。
【００１３】
また、上記計測手段は、上記無負荷運転状態において、上記燃料の流量も測定し、上記異常検出手段は、上記第１〜第３の温度差のうちの少なくとも１つが、所定の正常範囲を超えて増加すると共に、上記流量も、所定の正常範囲を超えて増加したときには、上記ガスタービンに異常が発生したことを検出することができる（請求項２）。
この場合には、燃料の流量変化の度合いも考慮して異常診断を行うことができ、異常診断をさらに正確にすることができる。
【実施例】
【００１４】
以下に、本発明のガスタービンの異常診断装置にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
本例のガスタービン１は、図１に示すごとく、空気Ａ１を吸気し圧縮して吐き出すコンプレッサ２と、コンプレッサ２から供給される圧縮空気Ａ２と燃料Ｆとを燃焼させる燃焼器４と、コンプレッサ２と同一軸上に配設し、燃焼器４において生成した燃焼ガスG１によって回転するタービン３と、タービン３の回転によって発電する発電機５とを備えている。本例のガスタービン１の異常診断装置６は、ガスタービン１を制御する制御装置から運転データを受け取り、ガスタービン１に何らかの異常が発生したか否かを診断するよう構成してある。
【００１５】
異常診断装置６は、以下の計測手段６１、算出手段６２及び異常検出手段６３をコンピュータを用いて構成している。
計測手段６１は、ガスタービン１を所定の出力で運転を行った後、その運転を停止する直前に形成された無負荷運転状態において、タービン３の出口温度ＴＯＴ、コンプレッサ２の入口温度ＣＩＴ、及びタービン３の入口温度ＴＩＴのうちの少なくとも２つを測定する。また、算出手段６２は、タービン３の出口温度ＴＯＴからコンプレッサ２の入口温度ＣＩＴを差し引いた第１の温度差、タービン３の入口温度ＴＩＴからコンプレッサ２の入口温度ＣＩＴを差し引いた第２の温度差、及びタービン３の入口温度ＴＩＴからタービン３の出口温度ＴＯＴを差し引いた第３の温度差のうちの少なくとも１つを求める。また、異常検出手段６３は、第１〜第３の温度差のうちの少なくとも１つが、所定の正常範囲を超えて増加したときには、ガスタービン１に異常が発生したことを検出する。
【００１６】
以下に、本例のガスタービン１の異常診断装置６につき、図１、図２を参照して詳説する。
図１に示すごとく、本例のガスタービン１は、蒸気噴射式のガスタービンであり、燃焼器４において燃料Ｆ、圧縮空気Ａ２及び水蒸気Ｓを用いて燃焼を行い、この燃焼ガスG１によってタービン３を回転させて発電機５による発電を行うと共に、タービン３からの排気ガスＧ２を用いて排ガス蒸気ボイラ（図示略）によって水蒸気Ｓを発生させるよう構成されている。燃焼器４へは、排ガス蒸気ボイラから水蒸気Ｓが供給される。
【００１７】
本例のガスタービン１は、発電機５を所定の定格回転速度（例えば１４０００ｒｐｍ）で回転させて発電を行うよう構成されている。
ガスタービン１の制御装置は、燃焼器４における燃料Ｆの噴射量、水蒸気Ｓの噴射量を調整して、発電機５の出力が所定の出力になるよう制御する。
ガスタービン１においては、タービン３の出口温度ＴＯＴ、コンプレッサ２の入口温度ＣＩＴ、タービン３の入口温度ＴＩＴ及び燃料Ｆの流量を測定するよう構成されている。そして、これらの温度及び流量は、いずれも制御装置に取り込まれ、異常診断装置６は、制御装置からこれらの温度及び流量のデータを受け取るよう構成してある。
【００１８】
本例の異常診断装置６は、第１〜第３の温度差のすべてを求め、第１〜第３の温度差のいずれかと燃料Ｆの流量とが、所定の正常範囲を超えて増加したときに、ガスタービン１に異常が発生したことを検出するよう構成されている。
燃料Ｆの流量の値は、コンプレッサ２における入口温度（吸気温度）ＣＩＴの変化を考慮して補正することができる。具体的には、補正後の燃料Ｆの流量Ｑ’は、実測値をＱ（Ｎｍ3／ｈｒ）としたとき、Ｑ’＝Ｑ×｛（２７３＋Ｔｇ）／（２７３＋ＣＩＴ）｝1/2から求めることができる。ここで、Ｔｇはコンプレッサ２への吸込空気の基準温度を示し、Ｔｇ＝１５（℃）とする。
本例の異常診断装置６によって異常診断を行う無負荷運転状態は、発電機５の回転速度が定格回転速度であり、発電機５の出力がゼロであり、燃焼器４における水蒸気Ｓの噴射量がゼロであり、ガスタービン１を１時間以上連続運転した後に運転を停止したことのすべての条件を満たす状態とする。
【００１９】
次に、本例の異常診断装置６により異常診断を行うことができることを具体的に説明し、その作用効果を説明する。
ガスタービン１を停止する直前において、発電機５の回転速度が一定（定格回転速度）である無負荷運転状態においては、燃焼器４において水蒸気Ｓの噴射がなく、燃料Ｆの噴射量も空気Ａ１の吸気量に比べて極少量となる。
そして、ガスタービン１に形成される無負荷運転状態においては、タービン３における膨張仕事をＷｔ、コンプレッサ２における圧縮仕事をＷｃ、所定の摩擦損失をＬとしたとき、Ｗｔ＝Ｗｃ＋Ｌの関係が成り立つ。ここで、Ｗｔは、Ｗｔ＝Ｅ×Ｃｐｅ×（ＴＩＴ−ＴＯＴ）となり、Ｗｃは、Ｗｃ＝Ａ×Ｃｐａ×（ＣＤＴ−ＣＩＴ）となる。また、ＣＩＴはコンプレッサ２の入口温度、ＣＤＴはコンプレッサ２の出口温度、ＴＩＴはタービン３の入口温度、ＴＯＴはタービン３の出口温度を示し、Ａはコンプレッサ２の吸気量、Ｃｐａは空気Ａ１の定圧比熱、Ｅはタービン３の排気量、Ｃｐｅは排気ガスＧ２の定圧比熱を示す。
【００２０】
以下に、上記第１〜第３の温度差を求める際に生じる誤差について検討する。
無負荷運転状態のガスタービン１においては、燃焼器４における燃焼量が少ないため、コンプレッサ２の吸気量Ａとタービン３の排気量Ｅとがほぼ同じになる。そして、無負荷運転状態は、コンプレッサ２によって圧縮された空気Ａ１がタービン３において膨張するサイクルとみなすことができ、排気ガスＧ２の定圧比熱Ｃｐｅは、空気Ａ１の定圧比熱Ｃｐａとほぼ同じとみなすことができる。
空気Ａ１の温度により、コンプレッサ２の吸気量が若干変化し、圧縮仕事Ｗｃも増減するが、排気ガスＧ２の排気量も同じように変化し、膨張仕事Ｗｔが増減する。そのため、ガスタービン１における作動ガスの流量が変化するに留まり、単位吸気量が行う仕事は同じになり、熱サイクルとしての変化は生じない。
【００２１】
無負荷運転状態のガスタービン１においては、ガスタービン１における摩擦損失Ｌは、ほぼ一定である。そのため、コンプレッサ２の吸気量が少なくなると、タービン３における膨張仕事Ｗｔに対する摩擦損失Ｌの割合が増加し、タービン３の入口温度ＴＩＴを高くする必要が生じる。しかし、摩擦損失Ｌがもともと微小であるため、第１〜第３の温度差を求める際に与える影響は少ない。
コンプレッサ２の吸気量の変化により、圧力比（膨張比）、コンプレッサ２の圧縮効率、タービン３の膨張効率が変化し、その結果、コンプレッサ２の出口温度ＣＤＴ、タービン３の出口温度ＴＯＴ等も変化するが、無負荷運転状態においては、その変化の程度が微小であり、第１〜第３の温度差を求める際に与える影響は少ない。
【００２２】
以上の検討より、無負荷運転状態における熱サイクルは、各部位の温度変化だけで考えることができ、コンプレッサ２の入口温度ＣＩＴを基準に、ほぼ同じ温度サイクルを描く。すなわち、ガスタービン１が正常な状態においては、温度差（ＣＤＴ−ＣＩＴ）、第１の温度差（ＴＯＴ−ＣＩＴ）、第２の温度差（ＴＩＴ−ＣＩＴ）がほぼ一定になり、これらの関係から第３の温度差（ＴＩＴ−ＴＯＴ）もほぼ一定になる。なお、コンプレッサ２の出口温度ＣＤＴは、一般には計測されていないため、温度差（ＣＤＴ−ＣＩＴ）以外の温度差（第１〜第３の温度差）を異常診断を行う際の指標とする。
【００２３】
また、温度サイクルが一定であるため、コンプレッサ２の入口温度（吸気温度）ＣＩＴの変化による吸気量の変化を補正した燃料Ｆの流量Ｑ’を、実測値をＱ（Ｎｍ3／ｈｒ）として、Ｑ’＝Ｑ×｛（２７３＋Ｔｇ）／（２７３＋ＣＩＴ）｝1/2から求めることができる。ただし、補正が必ずしも正確ではないため、Ｑ’の値は、異常診断を行う際に補足的に使用することができる。
【００２４】
コンプレッサ２やタービン３の効率低下、摩擦損失Ｌの増加等の異常が発生すると、（ＴＩＴ−ＴＯＴ）≒（ＣＤＴ−ＣＩＴ）＋Ｌの関係から、燃焼器４における燃焼量を増加させ、タービン３の入口温度ＴＩＴを高める運転となり、第１の温度差（ＴＯＴ−ＣＩＴ）、第２の温度差（ＴＩＴ−ＣＩＴ）、第３の温度差（ＴＩＴ−ＴＯＴ）、及び燃料Ｆの補正後流量Ｑ’は、正常なときに比べ大きくなる。
一方、ガスタービン１が正常であるときには、第１〜第３の温度差及び燃料Ｆの補正後流量Ｑ’は、ほとんど変化しない。
【００２５】
なお、第２の温度差（ＴＩＴ−ＣＩＴ）と第３の温度差（ＴＩＴ−ＴＯＴ）とは、メンテナンスを行うごとに若干変化することがある。従って、第１の温度差（ＴＯＴ−ＣＩＴ）をメインにして、異常診断を行うことにより、異常診断の診断精度を高くすることができる。
また、ガスタービン１を始動したときの無負荷運転状態においても、同様の異常診断を行うことができると考えられる。しかし、ガスタービン１の本体、配管の熱容量が大きいために、短時間では各部位の温度が安定せず、ガスタービン１の始動時に測定して求めた各部位の温度差は、異常診断を行うための指標としては用いることができない。
【００２６】
本例の異常診断装置６により異常診断を行う流れを示すと、図２のようになる。
異常診断装置６は、発電機５の出力がゼロになると共に燃焼器４における水蒸気Ｓの噴射量がゼロになり、かつガスタービン１を１時間以上連続運転したか否かを検出する（図のステップＳ１）。これらの条件が満たされたときには、運転後１時間以上経過して、ガスタービン１の各部位の温度が安定していることを条件に、計測手段６１は、運転停止直前の無負荷運転状態において、タービン３の出口温度ＴＯＴ、コンプレッサ２の入口温度ＣＩＴ、タービン３の入口温度ＴＩＴ、燃料Ｆの流量を測定する（Ｓ２）。
次いで、算出手段６２は、第１の温度差（ＴＯＴ−ＣＩＴ）、第２の温度差（ＴＩＴ−ＣＩＴ）、第３の温度差（ＴＩＴ−ＴＯＴ）、及び燃料Ｆの補正後流量Ｑ’を求める（Ｓ３）。
【００２７】
その後、異常検出手段６３は、第１〜第３の温度差のいずれか及び補正後流量Ｑ’が、所定の正常範囲を超えて増加したときには（Ｓ４）、ガスタービン１に異常が発生したことを検出する（Ｓ５）。一方、異常検出手段６３は、第１〜第３の温度差のすべてが所定の正常範囲内にあるときには（Ｓ４）、ガスタービン１に異常が発生していないことを検出する（Ｓ６）。
なお、異常診断においては（Ｓ４）、第１の温度差（ＴＯＴ−ＣＩＴ）をメインの診断指標とし、その他を補足的な診断指標として用いることができる。これは、例えば、第１の温度差については、正常範囲を狭く設定する（異常であると判定する温度差を正常範囲に近い温度差に設定する）一方、その他については、正常範囲を広く設定する（異常であると判定する温度差を正常範囲から大きく外れた温度差に設定する）ことによって、実現することができる。
【００２８】
このように、本例においては、ガスタービン１における各部位の温度を測定することにより異常診断を行うことができ、少ないデータ収集によって簡単かつ早期に異常診断を行うことができる。また、通常は、タービン３の出口温度ＴＯＴ、コンプレッサ２の入口温度ＣＩＴ、タービン３の入口温度ＴＩＴ、及び燃料Ｆの流量は、ガスタービン１の運転データとして監視を行っており、本例の異常診断装置６は、既存のガスタービン１においても容易に採用することができる。
また、無負荷運転状態は、ガスタービン１を所定の出力で運転を行った後の状態としている。そのため、ガスタービン１における各部位の温度が安定しており、異常検出に誤差が生じることを抑制することができる。
【００２９】
それ故、本例のガスタービン１の異常診断装置６によれば、少ないデータ収集によって簡単かつ早期に異常診断を行うことができ、既存のガスタービン１においても容易に異常診断を行うことができる。また、ガスタービン１の運転を停止する際に異常の有無を検出することができ、何らかの異常があったときには、運転を再開するまでに修復することができる。また、ガスタービン１に異常が生じる可能性を予測することができ、異常が発生する前にメンテナンスを行って、ガスタービン１の予防保全を行うこともできる。
【００３０】
（確認試験）
本確認試験においては、１週間程度の間隔でガスタービン１を停止するごとに、異常診断装置６を用いてガスタービン１に異常が発生したか否かを診断した。
異常診断を行う際には、第１の温度差（ＴＯＴ−ＣＩＴ）、第２の温度差（ＴＩＴ−ＣＩＴ）、第３の温度差（ＴＩＴ−ＴＯＴ）、及び燃料Ｆの補正後流量Ｑ’を用いた。
図３は、ガスタービン１において、複数の燃焼器４のうちの１つに失火が発生したときの状況を、横軸に時間（日）をとり、縦軸に温度差（℃）及び流量（Ｎｍ3／ｈｒ）をとって、各温度差及び補正後流量Ｑ’の変化の状態を示す。同図において、１８０日を経過した付近及び２１０日を経過した付近において、各温度差及び補正後流量Ｑ’が増加していることがわかる。また、第３の温度差の変化量は、他の温度差の変化量に比べて小さいことがわかる。
このことより、ガスタービン１において失火が発生したときには、各温度差及び補正後流量Ｑ’が、所定の正常範囲を超えて増加するため、異常診断装置６によってガスタービン１に何らかの異常が発生したことを安定して検出できることがわかる。
【００３１】
図４は、ガスタービン１においてタービン３の汚れが発生したときの状況を、横軸に時間（日）をとり、縦軸に温度差（℃）及び流量（Ｎｍ3／ｈｒ）をとって、各温度差及び補正後流量Ｑ’の変化の状態を示す。同図において、６０日を経過した付近から、各温度差及び補正後流量Ｑ’が徐々に増加を繰り返していることがわかる。また、第２の温度差及び第３の温度差は、メンテナンス後には値が若干変わっていることがわかる。
このことより、ガスタービン１においてタービン汚れが発生したときには、各温度差及び補正後流量Ｑ’が、所定の正常範囲を超えて増加するため、特に第１の温度差をメインにして異常診断を行うことにより、ガスタービン１に何らかの異常が発生したことを安定して検出できることがわかる。
【００３２】
図５は、ガスタービン１において圧縮空気Ａ２の漏れが発生したときの状況を、横軸に時間（日）をとり、縦軸に温度差（℃）及び流量（Ｎｍ3／ｈｒ）をとって、各温度差及び補正後流量Ｑ’の変化の状態を示す。同図において、６０日を経過した付近において、第１〜第３の温度差及び補正後流量Ｑ’が増加していることがわかる。
このことより、ガスタービン１において圧縮空気Ａ２の漏れが発生したときには、各温度差及び補正後流量Ｑ’が、所定の正常範囲を超えて増加するため、ガスタービン１に何らかの異常が発生したことを安定して検出できることがわかる。なお、図５の場合は、図３、図４の場合とガスタービン１の機種が異なるものについて確認試験を行った結果である。
【符号の説明】
【００３３】
１ ガスタービン
２ コンプレッサ
３ タービン
４ 燃焼器
５ 発電機
６ 異常診断装置
６１ 計測手段
６２ 算出手段
６３ 異常検出手段
Ａ１ 空気
Ａ２ 圧縮空気
Ｆ 燃料
Ｇ１ 燃焼ガス
Ｇ２ 排気ガス
ＣＩＴ コンプレッサの入口温度
ＣＤＴ コンプレッサの出口温度
ＴＩＴ タービンの入口温度
ＴＯＴ タービンの出口温度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンの異常診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンの出力（発電機の出力）は、コンプレッサの入口温度、燃焼器における噴射蒸気量、タービンの入口温度、タービンの出口温度、圧力比、圧縮効率等の多くの因子の影響を受けて変化する。また、これらの因子が相互に影響し合っているため、通常の運転状態では出力低下や性能劣化等の異常がわかり難く、異常の発見が遅れがちとなる。
例えば、特許文献１のガスタービン性能の分析予測方法においては、運転中のガスタービンから取得した複数の原データからガスタービン性能の分析又は予測を行う方法が開示されている。この分析予測方法においては、複数の原データからガスタービン性能の指標となる１つのデータ（例えばガスタービン出口温度）を目的変数として選択し、この目的変数に影響が大きい複数のデータ（ガスタービン入口ガス温度、ガスタービン吸気温度等）を説明変数として選択する。そして、目的変数と複数の説明変数との関係を回帰分析し、時系列の変化から過去の性能変化を分析することにより、将来の性能を予測している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の方法によると、コンプレッサ、タービン、燃焼器等の個々の詳細な運転データを収集する必要があり、これらの運転データの収集が容易ではない。そのため、ガスタービンに生じた異常を簡単な方法で早期に発見するためには用いることができない。また、特に、特許文献１の方法によると収集するデータが多く、既存のガスタービンには採用することが困難である。
従って、既存のタービン設備に対しても容易に適用することができる異常診断装置の開発が望まれていた。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、少ないデータ収集によって簡単かつ早期に異常診断を行うことができ、既存のガスタービンにおいても容易に異常診断を行うことができるガスタービンの異常診断装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、空気を吸気し圧縮して吐き出すコンプレッサと、
該コンプレッサから供給される圧縮空気と燃料とを燃焼させる燃焼器と、
上記コンプレッサと同一軸上に配設し、上記燃焼器において生成した燃焼ガスによって回転するタービンとを備えたガスタービンにおいて、何らかの異常が発生したか否かを診断する装置であって、
上記ガスタービンを所定の出力で運転を行った後、その運転を停止する直前に形成された無負荷運転状態において、上記タービンの出口温度、上記コンプレッサの入口温度、及び上記タービンの入口温度のうちの少なくとも２つを測定する計測手段と、
上記タービンの出口温度から上記コンプレッサの入口温度を差し引いた第１の温度差、上記タービンの入口温度から上記コンプレッサの入口温度を差し引いた第２の温度差、及び上記タービンの入口温度から上記タービンの出口温度を差し引いた第３の温度差のうちの少なくとも１つを求める算出手段と、
上記第１〜第３の温度差のうちの少なくとも１つが、所定の正常範囲を超えて増加したときには、上記ガスタービンに異常が発生したことを検出する異常検出手段とを有することを特徴とするガスタービンの異常診断装置にある（請求項１）。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のガスタービンの異常診断装置は、ガスタービンに形成される無負荷運転状態においては、タービンにおける膨張仕事が、コンプレッサにおける圧縮仕事と所定の摩擦損失との和になり、ガスタービンが正常であるときには、上記第１〜第３の温度差は大きく変化しないことに着目して、異常診断を行うものである。
ガスタービンの無負荷運転状態においては、燃焼器における燃料の燃焼量が少なく、実質的には、コンプレッサによって圧縮された空気がタービンにおいて膨張するサイクルを形成しているとみなせる。
【０００８】
そして、本発明の異常診断装置は、上記計測手段、算出手段及び異常検出手段により、上記無負荷運転状態において測定したタービンの出口温度、コンプレッサの入口温度、及びタービンの入口温度のうちの少なくとも２つを用いて、上記第１〜第３の温度差のうちの少なくとも１つを求め、第１〜第３の温度差のうちの少なくとも１つが、所定の正常範囲を超えて増加したときに、ガスタービンに異常が発生したことを検出する。これにより、本発明においては、ガスタービンにおける各部位の温度を測定することにより異常診断を行うことができ、少ないデータ収集によって簡単かつ早期に異常診断を行うことができる。
【０００９】
また、通常は、タービンの出口温度、コンプレッサの入口温度、及びタービンの入口温度は、ガスタービンの運転データとして監視を行っており、本発明の異常診断装置は、既存のガスタービンにおいても容易に採用することができる。
また、無負荷運転状態は、ガスタービンを所定の出力で運転を行った後の状態としている。そのため、ガスタービンにおける各部位の温度が安定しており、異常検出に誤差が生じることを抑制することができる。
【００１０】
それ故、本発明のガスタービンの異常診断装置によれば、少ないデータ収集によって簡単かつ早期に異常診断を行うことができ、既存のガスタービンにおいても容易に異常診断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例における、ガスタービンの異常診断装置を模式的に示す説明図。
【図２】実施例における、ガスタービンの異常診断装置によって異常診断を行う流れを示すスローチャート。
【図３】確認試験における、失火が発生した場合のガスタービンの各部位の温度差及び補正後流量の変化の状態を示すグラフ。
【図４】確認試験における、タービン汚れが発生した場合のガスタービンの各部位の温度差及び補正後流量の変化の状態を示すグラフ。
【図５】確認試験における、圧縮空気の漏れが発生した場合のガスタービンの各部位の温度差及び補正後流量の変化の状態を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
上述した本発明のガスタービンの異常診断装置における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記ガスタービンは、タービンの回転によって発電する発電機を有する構成とすることができる。また、上記燃焼器は、水蒸気を噴射させる構成又は水蒸気を噴射させない構成のいずれの構成とすることもできる。
上記無負荷運転状態は、発電機の回転速度が定格回転速度であり、発電機の出力がゼロであり、燃焼器における水蒸気噴射量がゼロであり、ガスタービンを１時間以上連続運転した後に運転を停止したことのすべての条件を満たす状態とすることができる。
【００１３】
また、上記計測手段は、上記無負荷運転状態において、上記燃料の流量も測定し、上記異常検出手段は、上記第１〜第３の温度差のうちの少なくとも１つが、所定の正常範囲を超えて増加すると共に、上記流量も、所定の正常範囲を超えて増加したときには、上記ガスタービンに異常が発生したことを検出することができる（請求項２）。
この場合には、燃料の流量変化の度合いも考慮して異常診断を行うことができ、異常診断をさらに正確にすることができる。
【実施例】
【００１４】
以下に、本発明のガスタービンの異常診断装置にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
本例のガスタービン１は、図１に示すごとく、空気Ａ１を吸気し圧縮して吐き出すコンプレッサ２と、コンプレッサ２から供給される圧縮空気Ａ２と燃料Ｆとを燃焼させる燃焼器４と、コンプレッサ２と同一軸上に配設し、燃焼器４において生成した燃焼ガスG１によって回転するタービン３と、タービン３の回転によって発電する発電機５とを備えている。本例のガスタービン１の異常診断装置６は、ガスタービン１を制御する制御装置から運転データを受け取り、ガスタービン１に何らかの異常が発生したか否かを診断するよう構成してある。
【００１５】
異常診断装置６は、以下の計測手段６１、算出手段６２及び異常検出手段６３をコンピュータを用いて構成している。
計測手段６１は、ガスタービン１を所定の出力で運転を行った後、その運転を停止する直前に形成された無負荷運転状態において、タービン３の出口温度ＴＯＴ、コンプレッサ２の入口温度ＣＩＴ、及びタービン３の入口温度ＴＩＴのうちの少なくとも２つを測定する。また、算出手段６２は、タービン３の出口温度ＴＯＴからコンプレッサ２の入口温度ＣＩＴを差し引いた第１の温度差、タービン３の入口温度ＴＩＴからコンプレッサ２の入口温度ＣＩＴを差し引いた第２の温度差、及びタービン３の入口温度ＴＩＴからタービン３の出口温度ＴＯＴを差し引いた第３の温度差のうちの少なくとも１つを求める。また、異常検出手段６３は、第１〜第３の温度差のうちの少なくとも１つが、所定の正常範囲を超えて増加したときには、ガスタービン１に異常が発生したことを検出する。
【００１６】
以下に、本例のガスタービン１の異常診断装置６につき、図１、図２を参照して詳説する。
図１に示すごとく、本例のガスタービン１は、蒸気噴射式のガスタービンであり、燃焼器４において燃料Ｆ、圧縮空気Ａ２及び水蒸気Ｓを用いて燃焼を行い、この燃焼ガスG１によってタービン３を回転させて発電機５による発電を行うと共に、タービン３からの排気ガスＧ２を用いて排ガス蒸気ボイラ（図示略）によって水蒸気Ｓを発生させるよう構成されている。燃焼器４へは、排ガス蒸気ボイラから水蒸気Ｓが供給される。
【００１７】
本例のガスタービン１は、発電機５を所定の定格回転速度（例えば１４０００ｒｐｍ）で回転させて発電を行うよう構成されている。
ガスタービン１の制御装置は、燃焼器４における燃料Ｆの噴射量、水蒸気Ｓの噴射量を調整して、発電機５の出力が所定の出力になるよう制御する。
ガスタービン１においては、タービン３の出口温度ＴＯＴ、コンプレッサ２の入口温度ＣＩＴ、タービン３の入口温度ＴＩＴ及び燃料Ｆの流量を測定するよう構成されている。そして、これらの温度及び流量は、いずれも制御装置に取り込まれ、異常診断装置６は、制御装置からこれらの温度及び流量のデータを受け取るよう構成してある。
【００１８】
本例の異常診断装置６は、第１〜第３の温度差のすべてを求め、第１〜第３の温度差のいずれかと燃料Ｆの流量とが、所定の正常範囲を超えて増加したときに、ガスタービン１に異常が発生したことを検出するよう構成されている。
燃料Ｆの流量の値は、コンプレッサ２における入口温度（吸気温度）ＣＩＴの変化を考慮して補正することができる。具体的には、補正後の燃料Ｆの流量Ｑ’は、実測値をＱ（Ｎｍ3／ｈｒ）としたとき、Ｑ’＝Ｑ×｛（２７３＋Ｔｇ）／（２７３＋ＣＩＴ）｝1/2から求めることができる。ここで、Ｔｇはコンプレッサ２への吸込空気の基準温度を示し、Ｔｇ＝１５（℃）とする。
本例の異常診断装置６によって異常診断を行う無負荷運転状態は、発電機５の回転速度が定格回転速度であり、発電機５の出力がゼロであり、燃焼器４における水蒸気Ｓの噴射量がゼロであり、ガスタービン１を１時間以上連続運転した後に運転を停止したことのすべての条件を満たす状態とする。
【００１９】
次に、本例の異常診断装置６により異常診断を行うことができることを具体的に説明し、その作用効果を説明する。
ガスタービン１を停止する直前において、発電機５の回転速度が一定（定格回転速度）である無負荷運転状態においては、燃焼器４において水蒸気Ｓの噴射がなく、燃料Ｆの噴射量も空気Ａ１の吸気量に比べて極少量となる。
そして、ガスタービン１に形成される無負荷運転状態においては、タービン３における膨張仕事をＷｔ、コンプレッサ２における圧縮仕事をＷｃ、所定の摩擦損失をＬとしたとき、Ｗｔ＝Ｗｃ＋Ｌの関係が成り立つ。ここで、Ｗｔは、Ｗｔ＝Ｅ×Ｃｐｅ×（ＴＩＴ−ＴＯＴ）となり、Ｗｃは、Ｗｃ＝Ａ×Ｃｐａ×（ＣＤＴ−ＣＩＴ）となる。また、ＣＩＴはコンプレッサ２の入口温度、ＣＤＴはコンプレッサ２の出口温度、ＴＩＴはタービン３の入口温度、ＴＯＴはタービン３の出口温度を示し、Ａはコンプレッサ２の吸気量、Ｃｐａは空気Ａ１の定圧比熱、Ｅはタービン３の排気量、Ｃｐｅは排気ガスＧ２の定圧比熱を示す。
【００２０】
以下に、上記第１〜第３の温度差を求める際に生じる誤差について検討する。
無負荷運転状態のガスタービン１においては、燃焼器４における燃焼量が少ないため、コンプレッサ２の吸気量Ａとタービン３の排気量Ｅとがほぼ同じになる。そして、無負荷運転状態は、コンプレッサ２によって圧縮された空気Ａ１がタービン３において膨張するサイクルとみなすことができ、排気ガスＧ２の定圧比熱Ｃｐｅは、空気Ａ１の定圧比熱Ｃｐａとほぼ同じとみなすことができる。
空気Ａ１の温度により、コンプレッサ２の吸気量が若干変化し、圧縮仕事Ｗｃも増減するが、排気ガスＧ２の排気量も同じように変化し、膨張仕事Ｗｔが増減する。そのため、ガスタービン１における作動ガスの流量が変化するに留まり、単位吸気量が行う仕事は同じになり、熱サイクルとしての変化は生じない。
【００２１】
無負荷運転状態のガスタービン１においては、ガスタービン１における摩擦損失Ｌは、ほぼ一定である。そのため、コンプレッサ２の吸気量が少なくなると、タービン３における膨張仕事Ｗｔに対する摩擦損失Ｌの割合が増加し、タービン３の入口温度ＴＩＴを高くする必要が生じる。しかし、摩擦損失Ｌがもともと微小であるため、第１〜第３の温度差を求める際に与える影響は少ない。
コンプレッサ２の吸気量の変化により、圧力比（膨張比）、コンプレッサ２の圧縮効率、タービン３の膨張効率が変化し、その結果、コンプレッサ２の出口温度ＣＤＴ、タービン３の出口温度ＴＯＴ等も変化するが、無負荷運転状態においては、その変化の程度が微小であり、第１〜第３の温度差を求める際に与える影響は少ない。
【００２２】
以上の検討より、無負荷運転状態における熱サイクルは、各部位の温度変化だけで考えることができ、コンプレッサ２の入口温度ＣＩＴを基準に、ほぼ同じ温度サイクルを描く。すなわち、ガスタービン１が正常な状態においては、温度差（ＣＤＴ−ＣＩＴ）、第１の温度差（ＴＯＴ−ＣＩＴ）、第２の温度差（ＴＩＴ−ＣＩＴ）がほぼ一定になり、これらの関係から第３の温度差（ＴＩＴ−ＴＯＴ）もほぼ一定になる。なお、コンプレッサ２の出口温度ＣＤＴは、一般には計測されていないため、温度差（ＣＤＴ−ＣＩＴ）以外の温度差（第１〜第３の温度差）を異常診断を行う際の指標とする。
【００２３】
また、温度サイクルが一定であるため、コンプレッサ２の入口温度（吸気温度）ＣＩＴの変化による吸気量の変化を補正した燃料Ｆの流量Ｑ’を、実測値をＱ（Ｎｍ3／ｈｒ）として、Ｑ’＝Ｑ×｛（２７３＋Ｔｇ）／（２７３＋ＣＩＴ）｝1/2から求めることができる。ただし、補正が必ずしも正確ではないため、Ｑ’の値は、異常診断を行う際に補足的に使用することができる。
【００２４】
コンプレッサ２やタービン３の効率低下、摩擦損失Ｌの増加等の異常が発生すると、（ＴＩＴ−ＴＯＴ）≒（ＣＤＴ−ＣＩＴ）＋Ｌの関係から、燃焼器４における燃焼量を増加させ、タービン３の入口温度ＴＩＴを高める運転となり、第１の温度差（ＴＯＴ−ＣＩＴ）、第２の温度差（ＴＩＴ−ＣＩＴ）、第３の温度差（ＴＩＴ−ＴＯＴ）、及び燃料Ｆの補正後流量Ｑ’は、正常なときに比べ大きくなる。
一方、ガスタービン１が正常であるときには、第１〜第３の温度差及び燃料Ｆの補正後流量Ｑ’は、ほとんど変化しない。
【００２５】
なお、第２の温度差（ＴＩＴ−ＣＩＴ）と第３の温度差（ＴＩＴ−ＴＯＴ）とは、メンテナンスを行うごとに若干変化することがある。従って、第１の温度差（ＴＯＴ−ＣＩＴ）をメインにして、異常診断を行うことにより、異常診断の診断精度を高くすることができる。
また、ガスタービン１を始動したときの無負荷運転状態においても、同様の異常診断を行うことができると考えられる。しかし、ガスタービン１の本体、配管の熱容量が大きいために、短時間では各部位の温度が安定せず、ガスタービン１の始動時に測定して求めた各部位の温度差は、異常診断を行うための指標としては用いることができない。
【００２６】
本例の異常診断装置６により異常診断を行う流れを示すと、図２のようになる。
異常診断装置６は、発電機５の出力がゼロになると共に燃焼器４における水蒸気Ｓの噴射量がゼロになり、かつガスタービン１を１時間以上連続運転したか否かを検出する（図のステップＳ１）。これらの条件が満たされたときには、運転後１時間以上経過して、ガスタービン１の各部位の温度が安定していることを条件に、計測手段６１は、運転停止直前の無負荷運転状態において、タービン３の出口温度ＴＯＴ、コンプレッサ２の入口温度ＣＩＴ、タービン３の入口温度ＴＩＴ、燃料Ｆの流量を測定する（Ｓ２）。
次いで、算出手段６２は、第１の温度差（ＴＯＴ−ＣＩＴ）、第２の温度差（ＴＩＴ−ＣＩＴ）、第３の温度差（ＴＩＴ−ＴＯＴ）、及び燃料Ｆの補正後流量Ｑ’を求める（Ｓ３）。
【００２７】
その後、異常検出手段６３は、第１〜第３の温度差のいずれか及び補正後流量Ｑ’が、所定の正常範囲を超えて増加したときには（Ｓ４）、ガスタービン１に異常が発生したことを検出する（Ｓ５）。一方、異常検出手段６３は、第１〜第３の温度差のすべてが所定の正常範囲内にあるときには（Ｓ４）、ガスタービン１に異常が発生していないことを検出する（Ｓ６）。
なお、異常診断においては（Ｓ４）、第１の温度差（ＴＯＴ−ＣＩＴ）をメインの診断指標とし、その他を補足的な診断指標として用いることができる。これは、例えば、第１の温度差については、正常範囲を狭く設定する（異常であると判定する温度差を正常範囲に近い温度差に設定する）一方、その他については、正常範囲を広く設定する（異常であると判定する温度差を正常範囲から大きく外れた温度差に設定する）ことによって、実現することができる。
【００２８】
このように、本例においては、ガスタービン１における各部位の温度を測定することにより異常診断を行うことができ、少ないデータ収集によって簡単かつ早期に異常診断を行うことができる。また、通常は、タービン３の出口温度ＴＯＴ、コンプレッサ２の入口温度ＣＩＴ、タービン３の入口温度ＴＩＴ、及び燃料Ｆの流量は、ガスタービン１の運転データとして監視を行っており、本例の異常診断装置６は、既存のガスタービン１においても容易に採用することができる。
また、無負荷運転状態は、ガスタービン１を所定の出力で運転を行った後の状態としている。そのため、ガスタービン１における各部位の温度が安定しており、異常検出に誤差が生じることを抑制することができる。
【００２９】
それ故、本例のガスタービン１の異常診断装置６によれば、少ないデータ収集によって簡単かつ早期に異常診断を行うことができ、既存のガスタービン１においても容易に異常診断を行うことができる。また、ガスタービン１の運転を停止する際に異常の有無を検出することができ、何らかの異常があったときには、運転を再開するまでに修復することができる。また、ガスタービン１に異常が生じる可能性を予測することができ、異常が発生する前にメンテナンスを行って、ガスタービン１の予防保全を行うこともできる。
【００３０】
（確認試験）
本確認試験においては、１週間程度の間隔でガスタービン１を停止するごとに、異常診断装置６を用いてガスタービン１に異常が発生したか否かを診断した。
異常診断を行う際には、第１の温度差（ＴＯＴ−ＣＩＴ）、第２の温度差（ＴＩＴ−ＣＩＴ）、第３の温度差（ＴＩＴ−ＴＯＴ）、及び燃料Ｆの補正後流量Ｑ’を用いた。
図３は、ガスタービン１において、複数の燃焼器４のうちの１つに失火が発生したときの状況を、横軸に時間（日）をとり、縦軸に温度差（℃）及び流量（Ｎｍ3／ｈｒ）をとって、各温度差及び補正後流量Ｑ’の変化の状態を示す。同図において、１８０日を経過した付近及び２１０日を経過した付近において、各温度差及び補正後流量Ｑ’が増加していることがわかる。また、第３の温度差の変化量は、他の温度差の変化量に比べて小さいことがわかる。
このことより、ガスタービン１において失火が発生したときには、各温度差及び補正後流量Ｑ’が、所定の正常範囲を超えて増加するため、異常診断装置６によってガスタービン１に何らかの異常が発生したことを安定して検出できることがわかる。
【００３１】
図４は、ガスタービン１においてタービン３の汚れが発生したときの状況を、横軸に時間（日）をとり、縦軸に温度差（℃）及び流量（Ｎｍ3／ｈｒ）をとって、各温度差及び補正後流量Ｑ’の変化の状態を示す。同図において、６０日を経過した付近から、各温度差及び補正後流量Ｑ’が徐々に増加を繰り返していることがわかる。また、第２の温度差及び第３の温度差は、メンテナンス後には値が若干変わっていることがわかる。
このことより、ガスタービン１においてタービン汚れが発生したときには、各温度差及び補正後流量Ｑ’が、所定の正常範囲を超えて増加するため、特に第１の温度差をメインにして異常診断を行うことにより、ガスタービン１に何らかの異常が発生したことを安定して検出できることがわかる。
【００３２】
図５は、ガスタービン１において圧縮空気Ａ２の漏れが発生したときの状況を、横軸に時間（日）をとり、縦軸に温度差（℃）及び流量（Ｎｍ3／ｈｒ）をとって、各温度差及び補正後流量Ｑ’の変化の状態を示す。同図において、６０日を経過した付近において、第１〜第３の温度差及び補正後流量Ｑ’が増加していることがわかる。
このことより、ガスタービン１において圧縮空気Ａ２の漏れが発生したときには、各温度差及び補正後流量Ｑ’が、所定の正常範囲を超えて増加するため、ガスタービン１に何らかの異常が発生したことを安定して検出できることがわかる。なお、図５の場合は、図３、図４の場合とガスタービン１の機種が異なるものについて確認試験を行った結果である。
【符号の説明】
【００３３】
１ ガスタービン
２ コンプレッサ
３ タービン
４ 燃焼器
５ 発電機
６ 異常診断装置
６１ 計測手段
６２ 算出手段
６３ 異常検出手段
Ａ１ 空気
Ａ２ 圧縮空気
Ｆ 燃料
Ｇ１ 燃焼ガス
Ｇ２ 排気ガス
ＣＩＴ コンプレッサの入口温度
ＣＤＴ コンプレッサの出口温度
ＴＩＴ タービンの入口温度
ＴＯＴ タービンの出口温度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を吸気し圧縮して吐き出すコンプレッサと、
該コンプレッサから供給される圧縮空気と燃料とを燃焼させる燃焼器と、
上記コンプレッサと同一軸上に配設し、上記燃焼器において生成した燃焼ガスによって回転するタービンとを備えたガスタービンにおいて、何らかの異常が発生したか否かを診断する装置であって、
上記ガスタービンを所定の出力で運転を行った後、その運転を停止する直前に形成された無負荷運転状態において、上記タービンの出口温度、上記コンプレッサの入口温度、及び上記タービンの入口温度のうちの少なくとも２つを測定する計測手段と、
上記タービンの出口温度から上記コンプレッサの入口温度を差し引いた第１の温度差、上記タービンの入口温度から上記コンプレッサの入口温度を差し引いた第２の温度差、及び上記タービンの入口温度から上記タービンの出口温度を差し引いた第３の温度差のうちの少なくとも１つを求める算出手段と、
上記第１〜第３の温度差のうちの少なくとも１つが、所定の正常範囲を超えて増加したときには、上記ガスタービンに異常が発生したことを検出する異常検出手段とを有することを特徴とするガスタービンの異常診断装置。
【請求項２】
請求項１において、上記計測手段は、上記無負荷運転状態において、上記燃料の流量も測定し、
上記異常検出手段は、上記第１〜第３の温度差のうちの少なくとも１つが、所定の正常範囲を超えて増加すると共に、上記流量も、所定の正常範囲を超えて増加したときには、上記ガスタービンに異常が発生したことを検出することを特徴とするガスタービンの異常診断装置。
【請求項１】
空気を吸気し圧縮して吐き出すコンプレッサと、
該コンプレッサから供給される圧縮空気と燃料とを燃焼させる燃焼器と、
上記コンプレッサと同一軸上に配設し、上記燃焼器において生成した燃焼ガスによって回転するタービンとを備えたガスタービンにおいて、何らかの異常が発生したか否かを診断する装置であって、
上記ガスタービンを所定の出力で運転を行った後、その運転を停止する直前に形成された無負荷運転状態において、上記タービンの出口温度、上記コンプレッサの入口温度、及び上記タービンの入口温度のうちの少なくとも２つを測定する計測手段と、
上記タービンの出口温度から上記コンプレッサの入口温度を差し引いた第１の温度差、上記タービンの入口温度から上記コンプレッサの入口温度を差し引いた第２の温度差、及び上記タービンの入口温度から上記タービンの出口温度を差し引いた第３の温度差のうちの少なくとも１つを求める算出手段と、
上記第１〜第３の温度差のうちの少なくとも１つが、所定の正常範囲を超えて増加したときには、上記ガスタービンに異常が発生したことを検出する異常検出手段とを有することを特徴とするガスタービンの異常診断装置。
【請求項２】
請求項１において、上記計測手段は、上記無負荷運転状態において、上記燃料の流量も測定し、
上記異常検出手段は、上記第１〜第３の温度差のうちの少なくとも１つが、所定の正常範囲を超えて増加すると共に、上記流量も、所定の正常範囲を超えて増加したときには、上記ガスタービンに異常が発生したことを検出することを特徴とするガスタービンの異常診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２７５９３４（Ｐ２０１０−２７５９３４Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２９４４３（Ｐ２００９−１２９４４３）
【出願日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【出願人】（０００２２１８３４）東邦瓦斯株式会社 (440)
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【出願人】（０００２２１８３４）東邦瓦斯株式会社 (440)
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