監視装置及び方法並びにプログラム、それを備えたガスタービン設備、及びガスタービン監視システム
【課題】流量計や特殊な計測なしにタービン冷却空気量の変化量を計測すること。
【解決手段】圧縮機の入口側から供給される吸気空気が圧縮機において圧縮され圧縮空気となり燃焼器を介してタービンへ供給され、圧縮機から抽気されたタービンを冷却する冷却空気がタービンへ供給されるガスタービンに適用される監視装置１０であって、所定期間の吸気空気の流量変化量である圧縮機入口流量変化量を算出する第１算出部１１と、圧縮機出口圧力に基づいて所定期間の圧縮機出口圧力変化量を算出し、圧縮機出口圧力変化量に基づいて圧縮空気のタービン入口流量変化量を算出する第２算出部１２と、圧縮機入口流量変化量とタービン入口流量変化量との差に基づいて、冷却空気の流量変化量であるタービン冷却空気量変化量を算出する第３算出部１３とを具備する。
【解決手段】圧縮機の入口側から供給される吸気空気が圧縮機において圧縮され圧縮空気となり燃焼器を介してタービンへ供給され、圧縮機から抽気されたタービンを冷却する冷却空気がタービンへ供給されるガスタービンに適用される監視装置１０であって、所定期間の吸気空気の流量変化量である圧縮機入口流量変化量を算出する第１算出部１１と、圧縮機出口圧力に基づいて所定期間の圧縮機出口圧力変化量を算出し、圧縮機出口圧力変化量に基づいて圧縮空気のタービン入口流量変化量を算出する第２算出部１２と、圧縮機入口流量変化量とタービン入口流量変化量との差に基づいて、冷却空気の流量変化量であるタービン冷却空気量変化量を算出する第３算出部１３とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視装置及び方法並びにプログラム、それを備えたガスタービン設備、及びガスタービン監視システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的なガスタービン発電プラントでは、ガスタービンは圧縮機、燃焼器、タービン及び発電機を有しており、圧縮機において高圧にされた空気と、熱交換器により高温となった燃料ガスとが燃焼器に送られて燃焼し、その燃焼ガスによりタービンを駆動して発電機を運転している。また、圧縮機から冷却空気を抽気し、抽気された冷却空気によりタービン側を冷却している（例えば、特許文献１）。従来、こうしたガスタービンは、圧縮機へ流入される空気流量、圧縮機の効率、及びタービンを冷却する冷却空気の流量等によってガスタービン性能が判断されている。
また、特許文献２では、圧縮機の入口温度、圧縮機の入口圧力、圧縮機の出口温度、圧縮機の出口圧力に基づいて圧縮機効率を算出し、算出された圧縮機の効率を定格状態と比較することにより、圧縮機の損傷を判断し、圧縮機の効率を監視する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−３８０７１号公報
【特許文献２】特開平１１−２５７２４０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２の方法では、タービン冷却空気の流量が把握できないため、ガスタービン性能が正しく判断できないという問題があった。また、冷却空気の流路にオリフィス流量計等の流量計を取り付けることにより、冷却空気の流量を把握することもできるが、コストが増大するという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、流量計や特殊な計測なしにタービン冷却空気量の変化量を計測できる監視装置及び方法並びにプログラム、それを備えたガスタービン設備、及びガスタービン監視システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、圧縮機の入口側から供給される吸気空気が、前記圧縮機において圧縮され圧縮空気となり燃焼器を介してタービンへ供給され、前記圧縮機から抽気されたタービンを冷却する冷却空気がタービンへ供給されるガスタービンに適用される監視装置であって、所定期間の前記吸気空気の流量変化量である圧縮機入口流量変化量を算出する第１算出手段と、圧縮機出口圧力に基づいて前記所定期間の圧縮機出口圧力変化量を算出し、該圧縮機出口圧力変化量に基づいて前記圧縮空気のタービン入口流量変化量を算出する第２算出手段と、前記圧縮機入口流量変化量と前記タービン入口流量変化量との差に基づいて、前記冷却空気の流量変化量であるタービン冷却空気量変化量を算出する第３算出手段とを備える監視装置を提供する。
【０００７】
このような構成によれば、圧縮機の入口側から供給される所定期間の吸気空気の流量の変化量が圧縮機入口流量変化量として算出され、所定期間の圧縮機出口圧力変化量に基づいて圧縮空気のタービン入口流量変化量が算出され、これら圧縮機入口流量変化量とタービン入口流量変化量との差を算出することにより、タービンに流入される冷却空気の変化量が算出される。
このように、タービンに供給される冷却空気の変化量を計測するための流量計や特殊な計測なしに、簡易的にタービンの冷却空気量を算出できる。また、タービン冷却空気量はガスタービンの性能を判断する１つのパラメータであるため、タービン冷却空気量を監視することによりガスタービンの性能の具合いを判断することができる。また、圧縮空気のタービン入口流量変化量とは、タービン入口に導入される圧縮空気の流量変化量のことである。タービン入口流量という場合には、タービン入口空気と燃料とが燃焼した燃料ガスを示すこともあるが、本発明においては異なる意味を有し、燃料を含まない空気の流量を示す。
【０００８】
上記監視装置の前記第１算出手段は、ガスタービン吸気に取り付けられたインデックス差圧計から計測されるインデックス差圧に基づいて、前記圧縮機の前記吸気空気の入口流量である圧縮機入口流量及び前記圧縮機入口流量変化量を算出することとしてもよい。
インデックス差圧計から計測されるインデックス差圧によって圧縮機入口流量及び圧縮機入口流量変化量を簡便に計測することができる。
【０００９】
上記監視装置において、前記タービン冷却空気量変化量が所定の閾値を上回った場合には、タービン内のシールが劣化したこととして判定する劣化判定手段を備えることとしてもよい。
このように、タービン冷却空気量変化量に基づいてタービン内の所定部品（シール）の劣化が判定され、タービン性能を左右する情報を簡便に得ることができる。また、タービン冷却空気量変化量に基づいて劣化箇所を推定することができるので、顧客に対して推定される劣化箇所の部品交換等、より具体的な提案ができる。
【００１０】
本発明は、上記のいずれかに記載の監視装置とガスタービンとを備えたガスタービン設備を提供する。
【００１１】
本発明は、上記のいずれかに記載の監視装置とガスタービンとを備えたガスタービン監視システムであって、前記監視装置は、前記ガスタービンとネットワークを介して接続されており、前記ガスタービンが設けられる位置から遠隔地に備えられるガスタービン監視システムを提供する。
ガスタービンが発電所に設けられ、上記記載の監視装置がガスタービンの状態を監視する、発電所から遠隔の地にある管理会社に設けられる場合であっても、管理会社はネットワークを介してガスタービンの性能を判断できる情報を得ることができる。これにより、監視装置が備えられた管理会社は、ガスタービンを遠隔監視することができる。
【００１２】
本発明は、圧縮機の入口側から供給される吸気空気が、前記圧縮機において圧縮され圧縮空気となり燃焼器を介してタービンへ供給され、前記圧縮機から抽気されたタービンを冷却する冷却空気がタービンへ供給されるガスタービンに適用される監視方法であって、所定期間の前記吸気空気の流量変化量である圧縮機入口流量変化量を算出する第１算出過程と、圧縮機出口圧力に基づいて前記所定期間の圧縮機出口圧力変化量を算出し、該圧縮機出口圧力変化量に基づいて前記圧縮空気のタービン入口流量変化量を算出する第２算出過程と、前記圧縮機入口流量変化量と前記タービン入口流量変化量との差に基づいて、前記冷却空気の流量変化量であるタービン冷却空気量変化量を算出する第３算出過程とを有する監視方法を提供する。
【００１３】
本発明は、圧縮機の入口側から供給される吸気空気が、前記圧縮機において圧縮され圧縮空気となり燃焼器を介してタービンへ供給され、前記圧縮機から抽気されたタービンを冷却する冷却空気がタービンへ供給されるガスタービンに適用される監視プログラムであって、所定期間の前記吸気空気の流量変化量である圧縮機入口流量変化量を算出する第１算出処理と、圧縮機出口圧力に基づいて前記所定期間の圧縮機出口圧力変化量を算出し、該圧縮機出口圧力変化量に基づいて前記圧縮空気のタービン入口流量変化量を算出する第２算出処理と、前記圧縮機入口流量変化量と前記タービン入口流量変化量との差に基づいて、前記冷却空気の流量変化量であるタービン冷却空気量変化量を算出する第３算出処理とをコンピュータに実行させるための監視プログラムを提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、流量計や特殊な計測なしにタービン冷却空気量の変化量を計測できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るガスタービン設備の概略構成を示した図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る監視装置の概略構成を示した図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る監視装置の機能ブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るインデックス差圧を説明するための図である。
【図５】時間の経過に伴う流量変化の様子を説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るガスタービン監視システムの概略構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明に係る監視装置及び方法並びにプログラム、それを備えたガスタービン設備、及びガスタービン監視システムの実施形態について、図面を参照して説明する。
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態について、図１を用いて説明する。
図１に示されるように、本実施形態に係るガスタービン設備３０は、ガスタービン２０及び監視装置１０を備えている。ガスタービン２０は、圧縮機１、燃焼器２、タービン３、冷却空気配管５、回転軸６、発電機７、圧縮機出口圧力計８、及びインデックス差圧計ＤＰを備えている。
圧縮機１の下流側は２つの経路に分岐されており、一方は燃焼器２を介してタービン３と接続され、他方はタービン３を冷却する冷却空気が流通する経路である冷却空気配管５によってタービン３と接続されている。タービン３は、内部で高温高圧ガスを膨張させることにより駆動され、発電機７を回して発電するように構成されている。
【００１７】
圧縮機１は、入口側から供給される吸気空気を圧縮して圧縮空気を生成し、圧縮空気を燃焼器２に供給する。圧縮機１は、タービン３とともに回転軸６に設けられ、タービン３により回転駆動される。また、圧縮機１は、タービン３を冷却する冷却空気が抽気され、冷却空気配管５を流通させて冷却空気をタービン３へ供給する。
なお、図１では冷却空気配管５は圧縮機１の出口部分から抽気される１系統として記載されているが、圧縮機１の中間段部分から抽気する系統など設けてもよく、特に限定されない。
圧縮機出口圧力計８は、圧縮機１の出口圧力を計測する。圧縮機１の吸入空気量が同じであっても、タービン３の冷却空気量が増加すればタービン３へ導入される圧縮空気量は減少し、その結果、圧縮機１の出口圧力は低下する。すわなち、圧縮機出口圧力である圧縮機出口圧力値を計測することにより、タービン３に導入される圧縮空気量の所定期間の変化量を把握することができる。なお、圧縮機出口圧力は、燃焼器２が収容される車室（図示せず）内の圧力として計測しても良い。
【００１８】
燃焼器２は、圧縮機１から供給された圧縮空気と燃料ガスとを混合させ、高温の燃焼排ガスを生成し、タービン３に供給する。
タービン３は、燃焼器２から供給された燃焼排ガスから回転駆動力を取り出し、駆動力を出力する。出力された回転駆動力は、同軸上に接続されている発電機７に伝達され、発電機７を発電させたり、タービン３と同軸に接続されている圧縮機１に伝達され、圧縮機１を駆動させる。
【００１９】
図２は、本実施形態に係る監視装置１０の概略構成を示したブロック図である。
図２に示すように、本実施形態に係る監視装置１０は、コンピュータシステム（計算機システム）であり、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の主記憶装置１０２、補助記憶装置１０３、キーボードやマウスなどの入力装置１０４、及びディスプレイやプリンタなどの出力装置１０５、外部の機器と通信を行うことにより情報の授受を行う通信装置１０６などを備えている。
補助記憶装置１０３は、コンピュータ読取可能な記録媒体であり、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。この補助記憶装置１０３には、各種プログラム（例えば、監視プログラム）が格納されており、ＣＰＵ１０１が補助記憶装置１０３から主記憶装置１０２にプログラムを読み出し、実行することにより種々の処理を実現させる。
【００２０】
次に、監視装置１０が備える各部において実行される処理内容について図３を参照して説明する。図３は、監視装置１０が備える機能を展開して示した機能ブロック図である。図３に示されるように、監視装置１０は、第１算出部（第１算出手段）１１、第２算出部（第２算出手段）１２、第３算出部（第３算出手段）１３、劣化判定部（劣化判定手段）１４を備えている。
【００２１】
第１算出部１１は、所定期間の吸気空気の流量変化量である圧縮機入口流量変化量Ｄａを算出する。具体的には、第１算出部１１は、ガスタービン吸気に取り付けられたインデックス差圧計から計測されるインデックス差圧に基づいて、圧縮機の吸気空気の入口流量である圧縮機入口流量及び所定期間の圧縮機入口流量である圧縮機入口流量変化量Ｄａを算出する。より具体的には、第１算出部１１は、インデックス差圧に対して入口流量を算出する第１対応情報（例えば、関係式）を有しており、インデックス差圧の情報が入力されると、第１対応情報に基づいて圧縮機１の入口流量（圧縮機入口流量）を算出する。また、第１算出部１１は、第１対応情報に基づいて、所定期間における圧縮機入口流量の変化量を圧縮機入口流量変化量Ｄａとして算出する。
【００２２】
インデックス差圧計ＤＰは、図４に示されるように、圧縮機１に流入されるガスタービン吸気の流通する経路と圧縮機１の入口側とにおける圧力差を測定し、その測定値をインデックス差圧とし、インデックス差圧の情報を監視装置１０に送信する。また、インデックス差圧は、増大すると圧縮機１の入口流量が大きくなる傾向があり、所定期間の変化量（経年変化）が把握できる。
【００２３】
第２算出部１２は、圧縮機出口圧力に基づいて所定期間の圧縮機出口圧力変化量を算出し、圧縮機出口圧力変化量に基づいて圧縮空気のタービン入口流量変化量Ｄｂを算出する。具体的には、第２算出部１２は、圧縮機出口圧力計８によって計測された圧縮機出口圧力の情報が入力されると、圧縮機出口圧力の変化量に対してタービン入口流量変化量を算出する第２対応情報（例えば、関係式）を有しており、第２対応情報に基づいて所定期間における圧縮機出口圧力の変化量をタービン入口流量変化量Ｄｂとして算出する。
第３算出部１３は、圧縮機入口流量変化量Ｄａとタービン入口流量変化量Ｄｂとの差に基づいて、冷却空気の流量変化量であるタービン冷却空気量変化量Ｄｃを算出する。また第３算出部１３は、算出されたタービン冷却空気量変化量Ｄｃを出力装置１０５等に出力する。
タービン冷却空気量変化量Ｄｃ＝圧縮機入口流量変化量Ｄａ―タービン入口流量変化量Ｄｂ・・・（１）
【００２４】
劣化判定部１４は、タービン冷却空気量変化量Ｄｃが所定の閾値Ｔｈを上回った場合に、タービン内のシールが劣化したこととして判定する。また、劣化判定部１４は、判定結果を出力装置１０５等に出力させ、監視装置１０を操作する操作員に対し、出力装置１０５等を介して劣化の有無を通知する。また、劣化判定部１３は、シールの変化量と冷却空気の流量変化量との相関関係を設計或いは実験に基づいて求めておくことにより、閾値Ｔｈを設定することが好ましい。
ここで、上記所定期間とは、例えば、ガスタービン２０が設置され運転開始した時点、ガスタービン２０の部品交換や定期点検を行った時点等を運転基準点とし、その運転基準点からの所定の間隔（例えば、２年）である。
【００２５】
次に、上述したガスタービン設備３０が備える各部において実行される処理内容について図１から図５を参照して説明する。なお、図３に示した各部により実現される後述の各種処理は、ＣＰＵ１０１が補助記憶装置１０３に記憶されている監視プログラムを主記憶装置１０２に読み出して実行することにより実現されるものである。
ガスタービン２０の運転が開始されると、吸気空気が、圧縮機１の入口側から供給され、圧縮機１において圧縮されて圧縮空気となる。圧縮空気は、燃焼器２に供給されると、燃焼器２において燃料ガスと混合され、高温の燃焼排ガスが生成されてタービン３に供給される。タービン３においては、燃焼器２から供給された燃焼排ガスから回転駆動力が生じ、この駆動力が同軸上に接続されている発電機７側へ出力される。一方、圧縮機１から抽気された冷却空気は、冷却空気配管５を流通しタービン３を冷却する。
【００２６】
このように、ガスタービン２０の運転が開始され、吸気空気がタービン３に流通される場合における監視装置１０の作用について説明する。
ガスタービン設備３０の運転が開始され、圧縮機１の入口側から吸気空気が供給されると、インデックス差圧計ＤＰによって圧縮機１の入口側のインデックス差圧が計測され、計測されたインデックス差圧の計測値が、監視装置１０に送信される。圧縮機１から排出される圧縮空気は、燃焼器２に供給されると、圧縮機出口圧力計８において圧縮機出口圧力が計測され、計測された圧縮機出口圧力値の情報が監視装置１０に送信される。
【００２７】
第１算出部１１において、第１対応情報に基づいて、取得したインデックス差圧の計測値に対応する圧縮機１の吸気空気の入口流量が算出される（図５時刻ｔ１）。また、第２算出部１２において、第２対応情報に基づいて、圧縮機出口圧力値に対応するタービン３の圧縮空気の入口流量が算出される（図５時刻ｔ１）。
【００２８】
時刻ｔ１から所定期間経過後の時刻ｔ２において、第１算出部１１の第１対応情報に基づいて、時刻ｔ２におけるインデックス差圧の計測値に対応する圧縮機１の吸気空気の入口流量が算出され（図５時刻ｔ２の点Ａ´）、所定期間ｔ１−ｔ２間における圧縮機入口流量変化量Ｄａが算出される。また、第２算出部１２の第２対応情報に基づいて、時刻ｔ２における圧縮機出口圧力値に対応するタービン３の圧縮空気の入口流量が算出され（図５時刻ｔ２の点Ｂ´）、所定期間ｔ１−ｔ２間におけるタービン入口流量変化量Ｄｂが算出される。図５に示されるように、ラインＡは圧縮機入口流量の推移を示し、ラインＢはタービン入口流量の推移を示す。
【００２９】
続いて、第３算出部１３において、上記（１）式に基づいて冷却空気の流量変化量であるタービン冷却空気量変化量Ｄｃが算出され、タービン冷却空気量変化量Ｄｃが出力装置１０５に出力される。また、圧縮機１の吸気空気は、燃焼器２に供給される圧縮空気と冷却空気配管５を流通する冷却空気とに分配されるので、例えば、図５のように、所定期間経過（経年変化）により圧縮機入口流量が低下している場合に、圧縮機入口流量変化量Ｄａよりタービン入口流量変化量Ｄｂが大きくなる（タービン入口流量の低減量が、圧縮機入口流量の低減量より大きく低減する）と、所定期間で冷却空気量が増大していることがわかる。
このように、本実施形態においては、冷却空気配管５に流量計を配置したり、特殊な計測をしたりすることなく、タービン冷却空気量変化量Ｄｃを算出するので、流量計等の配置によるコスト増大を抑え、簡便にガスタービンの性能を把握することができる。
【００３０】
さらに、タービン冷却空気量変化量Ｄｃが、所定の閾値Ｔｈより大きく（図５のラインＡとラインＢとの差が所定の閾値Ｔｈより大きく）なった場合には、劣化判定部１４によって、シールの劣化があると判定され、その判定結果が出力装置１０５に出力される。
監視装置１０を操作する操作員は、出力装置１０５を確認することにより、タービン冷却空気量変化量Ｄｃの状況、及びシール劣化が生じている状況を把握することができる。これにより、操作員は簡便にガスタービンの性能の低下を把握できるとともに、ガスタービン２０を保有する顧客に対し、シール劣化が推定される場合には対応策（例えば、シール交換等）を提案する等、具体的な提案ができる。
【００３１】
以上説明してきたように、本実施形態に係る監視装置１０及び方法並びにプログラム、ガスタービン設備３０によれば、圧縮機１の入口側から供給される所定期間の吸気空気の流量の変化量が圧縮機入口流量変化量Ｄａとして算出され、所定期間の圧縮機出口圧力変化量Ｄｂに基づいて圧縮空気のタービン入口流量変化量Ｄｂが算出され、圧縮機入口流量変化量Ｄａとタービン入口流量変化量Ｄｂとの差を算出することにより、タービン３に流入される冷却空気の変化量であるタービン冷却空気量変化量Ｄｃが算出される。
このように、タービン３に供給される冷却空気の変化量を計測するための流量計や特殊な計測なしに、簡便にタービン冷却空気量変化量Ｄｃを算出できる。また、タービン冷却空気量はガスタービンの性能を判断する１つのパラメータであるため、タービン冷却空気量を監視することにより、ガスタービンの性能の具合いを判断することができる。
【００３２】
また、圧縮機入口流量及び圧縮機入口流量変化量Ｄａは、圧縮機１の入口側に設けられたインデックス差圧計ＤＰから計測されるインデックス差圧に基づいて、簡便に計測することができる。さらに、劣化判定部１４においては、タービン冷却空気量変化量Ｄｂに基づいてタービン内の所定部品（シール）の劣化の有無が判定されるので、顧客に対して推定される劣化箇所の部品交換の提案等、より具体的な提案ができる。
【００３３】
なお、本実施形態においては、インデックス差圧計ＤＰが計測した計測値をインデックス差圧計ＤＰが監視装置１０に出力することとして説明していたが、これに限定されない。例えば、監視装置１０側から、インデックス差圧計ＤＰに対して、インデックス差圧の計測値の情報を取得するような通信が開始されることにより、監視装置１０がインデックス差圧の計測値を得ることとしてもよい。
また、本実施形態においては、圧縮機出口圧力値を圧縮機出口圧力計８が監視装置１０に出力することとして説明していたが、これに限定されない。例えば、監視装置１０側から、圧縮機出口圧力計８に対して、圧縮機出口圧力値を取得するような通信が開始されることにより、監視装置１０が圧縮機出口圧力値を得ることとしてもよい。
【００３４】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係る監視装置について、図６を用いて説明する。本実施形態の監視装置が第１の実施形態と異なる点は、ガスタービン２０と監視装置１０とがネットワーク９を介して接続されており、監視装置１０は、ガスタービン２０が設けられる位置から遠隔地に備えられ、ガスタービン監視システム４０を構成している点である。以下、本実施形態のガスタービン監視システム４０について、第１の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
【００３５】
本実施形態においては、図６に示されるように、発電所にガスタービン２０が設けられ、ネットワーク９を介して発電所から遠隔に位置する管理会社の監視室に監視装置１０が備えられている。
ネットワーク９は、ガスタービン管理用に標準規格化された通信プロトコル（例えば、ＴＣＰ／ＩＰ）を使用したネットワークであり、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）であってもよいし、光回線やＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の公衆回線或いは専用回線を利用したＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）であってもよく、特に限定されない。
【００３６】
インデックス差圧計ＤＰは、ネットワーク９を介してインデックス差圧の計測値の情報を監視装置１０に出力する。
圧縮機出口圧力計８は、ネットワーク９を介して圧縮機出口圧力の測定値の情報を監視装置１０に出力する。
監視装置１０は、インデックス差圧計ＤＰから取得したインデックス差圧の計測値に基づいて圧縮機入口流量変化量Ｄａを算出し、圧縮機出口圧力計８から取得した圧縮機出口圧力の計測値（車室圧力値）に基づいてタービン入口流量変化量Ｄｂを算出する。
【００３７】
第１算出部１１は、監視装置１０とは遠隔の発電所内のガスタービン２０に備えられたインデックス差圧計ＤＰから出力されたインデックス差圧の計測値に基づいて、圧縮機入口流量変化量Ｄａを算出する。
第２算出部１２は、監視装置１０とは遠隔の発電所内のガスタービン２０に備えられた圧縮機出口圧力計８から出力された圧縮機出口圧力値に基づいて、タービン入口流量変化量Ｄｂを算出する。
第３算出部１３は、圧縮機入口流量変化量Ｄａとタービン入口流量変化量Ｄｂとに基づいて、タービン冷却空気量変化量Ｄｃを算出し、算出結果を出力装置１０５等に出力する。
【００３８】
このように、本発明におけるガスタービン監視システム４０によれば、ガスタービン２０が発電所に設けられ、監視装置１０がガスタービン２０が発電所から遠隔の地にある管理会社に設けられる場合であっても、管理会社はネットワーク９を介してガスタービン２０の性能を判断する情報を得ることができる。これにより、操作員は管理会社に居ながら、管理会社とは遠隔の発電所に備えられるガスタービン２０を遠隔監視することができる。さらに、シールの劣化等、所定箇所の損耗も情報として得られるので、ガスタービン２０を有する顧客に対し、遠隔にいながらシール交換等の具体的な提案を行うことができる。
【符号の説明】
【００３９】
１ 圧縮機
２ 燃焼器
３ タービン
５ 冷却空気配管
８ 圧縮機出口圧力計
１０ 監視装置
１１ 第１算出部（第１算出手段）
１２ 第２算出部（第２算出手段）
１３ 第３算出部（第３算出手段）
１４ 劣化判定部（劣化判定手段）
２０ ガスタービン
３０ ガスタービン設備
４０ ガスタービン監視システム
ＤＰ インデックス差圧計
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視装置及び方法並びにプログラム、それを備えたガスタービン設備、及びガスタービン監視システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的なガスタービン発電プラントでは、ガスタービンは圧縮機、燃焼器、タービン及び発電機を有しており、圧縮機において高圧にされた空気と、熱交換器により高温となった燃料ガスとが燃焼器に送られて燃焼し、その燃焼ガスによりタービンを駆動して発電機を運転している。また、圧縮機から冷却空気を抽気し、抽気された冷却空気によりタービン側を冷却している（例えば、特許文献１）。従来、こうしたガスタービンは、圧縮機へ流入される空気流量、圧縮機の効率、及びタービンを冷却する冷却空気の流量等によってガスタービン性能が判断されている。
また、特許文献２では、圧縮機の入口温度、圧縮機の入口圧力、圧縮機の出口温度、圧縮機の出口圧力に基づいて圧縮機効率を算出し、算出された圧縮機の効率を定格状態と比較することにより、圧縮機の損傷を判断し、圧縮機の効率を監視する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−３８０７１号公報
【特許文献２】特開平１１−２５７２４０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２の方法では、タービン冷却空気の流量が把握できないため、ガスタービン性能が正しく判断できないという問題があった。また、冷却空気の流路にオリフィス流量計等の流量計を取り付けることにより、冷却空気の流量を把握することもできるが、コストが増大するという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、流量計や特殊な計測なしにタービン冷却空気量の変化量を計測できる監視装置及び方法並びにプログラム、それを備えたガスタービン設備、及びガスタービン監視システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、圧縮機の入口側から供給される吸気空気が、前記圧縮機において圧縮され圧縮空気となり燃焼器を介してタービンへ供給され、前記圧縮機から抽気されたタービンを冷却する冷却空気がタービンへ供給されるガスタービンに適用される監視装置であって、所定期間の前記吸気空気の流量変化量である圧縮機入口流量変化量を算出する第１算出手段と、圧縮機出口圧力に基づいて前記所定期間の圧縮機出口圧力変化量を算出し、該圧縮機出口圧力変化量に基づいて前記圧縮空気のタービン入口流量変化量を算出する第２算出手段と、前記圧縮機入口流量変化量と前記タービン入口流量変化量との差に基づいて、前記冷却空気の流量変化量であるタービン冷却空気量変化量を算出する第３算出手段とを備える監視装置を提供する。
【０００７】
このような構成によれば、圧縮機の入口側から供給される所定期間の吸気空気の流量の変化量が圧縮機入口流量変化量として算出され、所定期間の圧縮機出口圧力変化量に基づいて圧縮空気のタービン入口流量変化量が算出され、これら圧縮機入口流量変化量とタービン入口流量変化量との差を算出することにより、タービンに流入される冷却空気の変化量が算出される。
このように、タービンに供給される冷却空気の変化量を計測するための流量計や特殊な計測なしに、簡易的にタービンの冷却空気量を算出できる。また、タービン冷却空気量はガスタービンの性能を判断する１つのパラメータであるため、タービン冷却空気量を監視することによりガスタービンの性能の具合いを判断することができる。また、圧縮空気のタービン入口流量変化量とは、タービン入口に導入される圧縮空気の流量変化量のことである。タービン入口流量という場合には、タービン入口空気と燃料とが燃焼した燃料ガスを示すこともあるが、本発明においては異なる意味を有し、燃料を含まない空気の流量を示す。
【０００８】
上記監視装置の前記第１算出手段は、ガスタービン吸気に取り付けられたインデックス差圧計から計測されるインデックス差圧に基づいて、前記圧縮機の前記吸気空気の入口流量である圧縮機入口流量及び前記圧縮機入口流量変化量を算出することとしてもよい。
インデックス差圧計から計測されるインデックス差圧によって圧縮機入口流量及び圧縮機入口流量変化量を簡便に計測することができる。
【０００９】
上記監視装置において、前記タービン冷却空気量変化量が所定の閾値を上回った場合には、タービン内のシールが劣化したこととして判定する劣化判定手段を備えることとしてもよい。
このように、タービン冷却空気量変化量に基づいてタービン内の所定部品（シール）の劣化が判定され、タービン性能を左右する情報を簡便に得ることができる。また、タービン冷却空気量変化量に基づいて劣化箇所を推定することができるので、顧客に対して推定される劣化箇所の部品交換等、より具体的な提案ができる。
【００１０】
本発明は、上記のいずれかに記載の監視装置とガスタービンとを備えたガスタービン設備を提供する。
【００１１】
本発明は、上記のいずれかに記載の監視装置とガスタービンとを備えたガスタービン監視システムであって、前記監視装置は、前記ガスタービンとネットワークを介して接続されており、前記ガスタービンが設けられる位置から遠隔地に備えられるガスタービン監視システムを提供する。
ガスタービンが発電所に設けられ、上記記載の監視装置がガスタービンの状態を監視する、発電所から遠隔の地にある管理会社に設けられる場合であっても、管理会社はネットワークを介してガスタービンの性能を判断できる情報を得ることができる。これにより、監視装置が備えられた管理会社は、ガスタービンを遠隔監視することができる。
【００１２】
本発明は、圧縮機の入口側から供給される吸気空気が、前記圧縮機において圧縮され圧縮空気となり燃焼器を介してタービンへ供給され、前記圧縮機から抽気されたタービンを冷却する冷却空気がタービンへ供給されるガスタービンに適用される監視方法であって、所定期間の前記吸気空気の流量変化量である圧縮機入口流量変化量を算出する第１算出過程と、圧縮機出口圧力に基づいて前記所定期間の圧縮機出口圧力変化量を算出し、該圧縮機出口圧力変化量に基づいて前記圧縮空気のタービン入口流量変化量を算出する第２算出過程と、前記圧縮機入口流量変化量と前記タービン入口流量変化量との差に基づいて、前記冷却空気の流量変化量であるタービン冷却空気量変化量を算出する第３算出過程とを有する監視方法を提供する。
【００１３】
本発明は、圧縮機の入口側から供給される吸気空気が、前記圧縮機において圧縮され圧縮空気となり燃焼器を介してタービンへ供給され、前記圧縮機から抽気されたタービンを冷却する冷却空気がタービンへ供給されるガスタービンに適用される監視プログラムであって、所定期間の前記吸気空気の流量変化量である圧縮機入口流量変化量を算出する第１算出処理と、圧縮機出口圧力に基づいて前記所定期間の圧縮機出口圧力変化量を算出し、該圧縮機出口圧力変化量に基づいて前記圧縮空気のタービン入口流量変化量を算出する第２算出処理と、前記圧縮機入口流量変化量と前記タービン入口流量変化量との差に基づいて、前記冷却空気の流量変化量であるタービン冷却空気量変化量を算出する第３算出処理とをコンピュータに実行させるための監視プログラムを提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、流量計や特殊な計測なしにタービン冷却空気量の変化量を計測できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るガスタービン設備の概略構成を示した図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る監視装置の概略構成を示した図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る監視装置の機能ブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るインデックス差圧を説明するための図である。
【図５】時間の経過に伴う流量変化の様子を説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るガスタービン監視システムの概略構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明に係る監視装置及び方法並びにプログラム、それを備えたガスタービン設備、及びガスタービン監視システムの実施形態について、図面を参照して説明する。
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態について、図１を用いて説明する。
図１に示されるように、本実施形態に係るガスタービン設備３０は、ガスタービン２０及び監視装置１０を備えている。ガスタービン２０は、圧縮機１、燃焼器２、タービン３、冷却空気配管５、回転軸６、発電機７、圧縮機出口圧力計８、及びインデックス差圧計ＤＰを備えている。
圧縮機１の下流側は２つの経路に分岐されており、一方は燃焼器２を介してタービン３と接続され、他方はタービン３を冷却する冷却空気が流通する経路である冷却空気配管５によってタービン３と接続されている。タービン３は、内部で高温高圧ガスを膨張させることにより駆動され、発電機７を回して発電するように構成されている。
【００１７】
圧縮機１は、入口側から供給される吸気空気を圧縮して圧縮空気を生成し、圧縮空気を燃焼器２に供給する。圧縮機１は、タービン３とともに回転軸６に設けられ、タービン３により回転駆動される。また、圧縮機１は、タービン３を冷却する冷却空気が抽気され、冷却空気配管５を流通させて冷却空気をタービン３へ供給する。
なお、図１では冷却空気配管５は圧縮機１の出口部分から抽気される１系統として記載されているが、圧縮機１の中間段部分から抽気する系統など設けてもよく、特に限定されない。
圧縮機出口圧力計８は、圧縮機１の出口圧力を計測する。圧縮機１の吸入空気量が同じであっても、タービン３の冷却空気量が増加すればタービン３へ導入される圧縮空気量は減少し、その結果、圧縮機１の出口圧力は低下する。すわなち、圧縮機出口圧力である圧縮機出口圧力値を計測することにより、タービン３に導入される圧縮空気量の所定期間の変化量を把握することができる。なお、圧縮機出口圧力は、燃焼器２が収容される車室（図示せず）内の圧力として計測しても良い。
【００１８】
燃焼器２は、圧縮機１から供給された圧縮空気と燃料ガスとを混合させ、高温の燃焼排ガスを生成し、タービン３に供給する。
タービン３は、燃焼器２から供給された燃焼排ガスから回転駆動力を取り出し、駆動力を出力する。出力された回転駆動力は、同軸上に接続されている発電機７に伝達され、発電機７を発電させたり、タービン３と同軸に接続されている圧縮機１に伝達され、圧縮機１を駆動させる。
【００１９】
図２は、本実施形態に係る監視装置１０の概略構成を示したブロック図である。
図２に示すように、本実施形態に係る監視装置１０は、コンピュータシステム（計算機システム）であり、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の主記憶装置１０２、補助記憶装置１０３、キーボードやマウスなどの入力装置１０４、及びディスプレイやプリンタなどの出力装置１０５、外部の機器と通信を行うことにより情報の授受を行う通信装置１０６などを備えている。
補助記憶装置１０３は、コンピュータ読取可能な記録媒体であり、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。この補助記憶装置１０３には、各種プログラム（例えば、監視プログラム）が格納されており、ＣＰＵ１０１が補助記憶装置１０３から主記憶装置１０２にプログラムを読み出し、実行することにより種々の処理を実現させる。
【００２０】
次に、監視装置１０が備える各部において実行される処理内容について図３を参照して説明する。図３は、監視装置１０が備える機能を展開して示した機能ブロック図である。図３に示されるように、監視装置１０は、第１算出部（第１算出手段）１１、第２算出部（第２算出手段）１２、第３算出部（第３算出手段）１３、劣化判定部（劣化判定手段）１４を備えている。
【００２１】
第１算出部１１は、所定期間の吸気空気の流量変化量である圧縮機入口流量変化量Ｄａを算出する。具体的には、第１算出部１１は、ガスタービン吸気に取り付けられたインデックス差圧計から計測されるインデックス差圧に基づいて、圧縮機の吸気空気の入口流量である圧縮機入口流量及び所定期間の圧縮機入口流量である圧縮機入口流量変化量Ｄａを算出する。より具体的には、第１算出部１１は、インデックス差圧に対して入口流量を算出する第１対応情報（例えば、関係式）を有しており、インデックス差圧の情報が入力されると、第１対応情報に基づいて圧縮機１の入口流量（圧縮機入口流量）を算出する。また、第１算出部１１は、第１対応情報に基づいて、所定期間における圧縮機入口流量の変化量を圧縮機入口流量変化量Ｄａとして算出する。
【００２２】
インデックス差圧計ＤＰは、図４に示されるように、圧縮機１に流入されるガスタービン吸気の流通する経路と圧縮機１の入口側とにおける圧力差を測定し、その測定値をインデックス差圧とし、インデックス差圧の情報を監視装置１０に送信する。また、インデックス差圧は、増大すると圧縮機１の入口流量が大きくなる傾向があり、所定期間の変化量（経年変化）が把握できる。
【００２３】
第２算出部１２は、圧縮機出口圧力に基づいて所定期間の圧縮機出口圧力変化量を算出し、圧縮機出口圧力変化量に基づいて圧縮空気のタービン入口流量変化量Ｄｂを算出する。具体的には、第２算出部１２は、圧縮機出口圧力計８によって計測された圧縮機出口圧力の情報が入力されると、圧縮機出口圧力の変化量に対してタービン入口流量変化量を算出する第２対応情報（例えば、関係式）を有しており、第２対応情報に基づいて所定期間における圧縮機出口圧力の変化量をタービン入口流量変化量Ｄｂとして算出する。
第３算出部１３は、圧縮機入口流量変化量Ｄａとタービン入口流量変化量Ｄｂとの差に基づいて、冷却空気の流量変化量であるタービン冷却空気量変化量Ｄｃを算出する。また第３算出部１３は、算出されたタービン冷却空気量変化量Ｄｃを出力装置１０５等に出力する。
タービン冷却空気量変化量Ｄｃ＝圧縮機入口流量変化量Ｄａ―タービン入口流量変化量Ｄｂ・・・（１）
【００２４】
劣化判定部１４は、タービン冷却空気量変化量Ｄｃが所定の閾値Ｔｈを上回った場合に、タービン内のシールが劣化したこととして判定する。また、劣化判定部１４は、判定結果を出力装置１０５等に出力させ、監視装置１０を操作する操作員に対し、出力装置１０５等を介して劣化の有無を通知する。また、劣化判定部１３は、シールの変化量と冷却空気の流量変化量との相関関係を設計或いは実験に基づいて求めておくことにより、閾値Ｔｈを設定することが好ましい。
ここで、上記所定期間とは、例えば、ガスタービン２０が設置され運転開始した時点、ガスタービン２０の部品交換や定期点検を行った時点等を運転基準点とし、その運転基準点からの所定の間隔（例えば、２年）である。
【００２５】
次に、上述したガスタービン設備３０が備える各部において実行される処理内容について図１から図５を参照して説明する。なお、図３に示した各部により実現される後述の各種処理は、ＣＰＵ１０１が補助記憶装置１０３に記憶されている監視プログラムを主記憶装置１０２に読み出して実行することにより実現されるものである。
ガスタービン２０の運転が開始されると、吸気空気が、圧縮機１の入口側から供給され、圧縮機１において圧縮されて圧縮空気となる。圧縮空気は、燃焼器２に供給されると、燃焼器２において燃料ガスと混合され、高温の燃焼排ガスが生成されてタービン３に供給される。タービン３においては、燃焼器２から供給された燃焼排ガスから回転駆動力が生じ、この駆動力が同軸上に接続されている発電機７側へ出力される。一方、圧縮機１から抽気された冷却空気は、冷却空気配管５を流通しタービン３を冷却する。
【００２６】
このように、ガスタービン２０の運転が開始され、吸気空気がタービン３に流通される場合における監視装置１０の作用について説明する。
ガスタービン設備３０の運転が開始され、圧縮機１の入口側から吸気空気が供給されると、インデックス差圧計ＤＰによって圧縮機１の入口側のインデックス差圧が計測され、計測されたインデックス差圧の計測値が、監視装置１０に送信される。圧縮機１から排出される圧縮空気は、燃焼器２に供給されると、圧縮機出口圧力計８において圧縮機出口圧力が計測され、計測された圧縮機出口圧力値の情報が監視装置１０に送信される。
【００２７】
第１算出部１１において、第１対応情報に基づいて、取得したインデックス差圧の計測値に対応する圧縮機１の吸気空気の入口流量が算出される（図５時刻ｔ１）。また、第２算出部１２において、第２対応情報に基づいて、圧縮機出口圧力値に対応するタービン３の圧縮空気の入口流量が算出される（図５時刻ｔ１）。
【００２８】
時刻ｔ１から所定期間経過後の時刻ｔ２において、第１算出部１１の第１対応情報に基づいて、時刻ｔ２におけるインデックス差圧の計測値に対応する圧縮機１の吸気空気の入口流量が算出され（図５時刻ｔ２の点Ａ´）、所定期間ｔ１−ｔ２間における圧縮機入口流量変化量Ｄａが算出される。また、第２算出部１２の第２対応情報に基づいて、時刻ｔ２における圧縮機出口圧力値に対応するタービン３の圧縮空気の入口流量が算出され（図５時刻ｔ２の点Ｂ´）、所定期間ｔ１−ｔ２間におけるタービン入口流量変化量Ｄｂが算出される。図５に示されるように、ラインＡは圧縮機入口流量の推移を示し、ラインＢはタービン入口流量の推移を示す。
【００２９】
続いて、第３算出部１３において、上記（１）式に基づいて冷却空気の流量変化量であるタービン冷却空気量変化量Ｄｃが算出され、タービン冷却空気量変化量Ｄｃが出力装置１０５に出力される。また、圧縮機１の吸気空気は、燃焼器２に供給される圧縮空気と冷却空気配管５を流通する冷却空気とに分配されるので、例えば、図５のように、所定期間経過（経年変化）により圧縮機入口流量が低下している場合に、圧縮機入口流量変化量Ｄａよりタービン入口流量変化量Ｄｂが大きくなる（タービン入口流量の低減量が、圧縮機入口流量の低減量より大きく低減する）と、所定期間で冷却空気量が増大していることがわかる。
このように、本実施形態においては、冷却空気配管５に流量計を配置したり、特殊な計測をしたりすることなく、タービン冷却空気量変化量Ｄｃを算出するので、流量計等の配置によるコスト増大を抑え、簡便にガスタービンの性能を把握することができる。
【００３０】
さらに、タービン冷却空気量変化量Ｄｃが、所定の閾値Ｔｈより大きく（図５のラインＡとラインＢとの差が所定の閾値Ｔｈより大きく）なった場合には、劣化判定部１４によって、シールの劣化があると判定され、その判定結果が出力装置１０５に出力される。
監視装置１０を操作する操作員は、出力装置１０５を確認することにより、タービン冷却空気量変化量Ｄｃの状況、及びシール劣化が生じている状況を把握することができる。これにより、操作員は簡便にガスタービンの性能の低下を把握できるとともに、ガスタービン２０を保有する顧客に対し、シール劣化が推定される場合には対応策（例えば、シール交換等）を提案する等、具体的な提案ができる。
【００３１】
以上説明してきたように、本実施形態に係る監視装置１０及び方法並びにプログラム、ガスタービン設備３０によれば、圧縮機１の入口側から供給される所定期間の吸気空気の流量の変化量が圧縮機入口流量変化量Ｄａとして算出され、所定期間の圧縮機出口圧力変化量Ｄｂに基づいて圧縮空気のタービン入口流量変化量Ｄｂが算出され、圧縮機入口流量変化量Ｄａとタービン入口流量変化量Ｄｂとの差を算出することにより、タービン３に流入される冷却空気の変化量であるタービン冷却空気量変化量Ｄｃが算出される。
このように、タービン３に供給される冷却空気の変化量を計測するための流量計や特殊な計測なしに、簡便にタービン冷却空気量変化量Ｄｃを算出できる。また、タービン冷却空気量はガスタービンの性能を判断する１つのパラメータであるため、タービン冷却空気量を監視することにより、ガスタービンの性能の具合いを判断することができる。
【００３２】
また、圧縮機入口流量及び圧縮機入口流量変化量Ｄａは、圧縮機１の入口側に設けられたインデックス差圧計ＤＰから計測されるインデックス差圧に基づいて、簡便に計測することができる。さらに、劣化判定部１４においては、タービン冷却空気量変化量Ｄｂに基づいてタービン内の所定部品（シール）の劣化の有無が判定されるので、顧客に対して推定される劣化箇所の部品交換の提案等、より具体的な提案ができる。
【００３３】
なお、本実施形態においては、インデックス差圧計ＤＰが計測した計測値をインデックス差圧計ＤＰが監視装置１０に出力することとして説明していたが、これに限定されない。例えば、監視装置１０側から、インデックス差圧計ＤＰに対して、インデックス差圧の計測値の情報を取得するような通信が開始されることにより、監視装置１０がインデックス差圧の計測値を得ることとしてもよい。
また、本実施形態においては、圧縮機出口圧力値を圧縮機出口圧力計８が監視装置１０に出力することとして説明していたが、これに限定されない。例えば、監視装置１０側から、圧縮機出口圧力計８に対して、圧縮機出口圧力値を取得するような通信が開始されることにより、監視装置１０が圧縮機出口圧力値を得ることとしてもよい。
【００３４】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係る監視装置について、図６を用いて説明する。本実施形態の監視装置が第１の実施形態と異なる点は、ガスタービン２０と監視装置１０とがネットワーク９を介して接続されており、監視装置１０は、ガスタービン２０が設けられる位置から遠隔地に備えられ、ガスタービン監視システム４０を構成している点である。以下、本実施形態のガスタービン監視システム４０について、第１の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
【００３５】
本実施形態においては、図６に示されるように、発電所にガスタービン２０が設けられ、ネットワーク９を介して発電所から遠隔に位置する管理会社の監視室に監視装置１０が備えられている。
ネットワーク９は、ガスタービン管理用に標準規格化された通信プロトコル（例えば、ＴＣＰ／ＩＰ）を使用したネットワークであり、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）であってもよいし、光回線やＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の公衆回線或いは専用回線を利用したＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）であってもよく、特に限定されない。
【００３６】
インデックス差圧計ＤＰは、ネットワーク９を介してインデックス差圧の計測値の情報を監視装置１０に出力する。
圧縮機出口圧力計８は、ネットワーク９を介して圧縮機出口圧力の測定値の情報を監視装置１０に出力する。
監視装置１０は、インデックス差圧計ＤＰから取得したインデックス差圧の計測値に基づいて圧縮機入口流量変化量Ｄａを算出し、圧縮機出口圧力計８から取得した圧縮機出口圧力の計測値（車室圧力値）に基づいてタービン入口流量変化量Ｄｂを算出する。
【００３７】
第１算出部１１は、監視装置１０とは遠隔の発電所内のガスタービン２０に備えられたインデックス差圧計ＤＰから出力されたインデックス差圧の計測値に基づいて、圧縮機入口流量変化量Ｄａを算出する。
第２算出部１２は、監視装置１０とは遠隔の発電所内のガスタービン２０に備えられた圧縮機出口圧力計８から出力された圧縮機出口圧力値に基づいて、タービン入口流量変化量Ｄｂを算出する。
第３算出部１３は、圧縮機入口流量変化量Ｄａとタービン入口流量変化量Ｄｂとに基づいて、タービン冷却空気量変化量Ｄｃを算出し、算出結果を出力装置１０５等に出力する。
【００３８】
このように、本発明におけるガスタービン監視システム４０によれば、ガスタービン２０が発電所に設けられ、監視装置１０がガスタービン２０が発電所から遠隔の地にある管理会社に設けられる場合であっても、管理会社はネットワーク９を介してガスタービン２０の性能を判断する情報を得ることができる。これにより、操作員は管理会社に居ながら、管理会社とは遠隔の発電所に備えられるガスタービン２０を遠隔監視することができる。さらに、シールの劣化等、所定箇所の損耗も情報として得られるので、ガスタービン２０を有する顧客に対し、遠隔にいながらシール交換等の具体的な提案を行うことができる。
【符号の説明】
【００３９】
１ 圧縮機
２ 燃焼器
３ タービン
５ 冷却空気配管
８ 圧縮機出口圧力計
１０ 監視装置
１１ 第１算出部（第１算出手段）
１２ 第２算出部（第２算出手段）
１３ 第３算出部（第３算出手段）
１４ 劣化判定部（劣化判定手段）
２０ ガスタービン
３０ ガスタービン設備
４０ ガスタービン監視システム
ＤＰ インデックス差圧計
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機の入口側から供給される吸気空気が、前記圧縮機において圧縮され圧縮空気となり燃焼器を介してタービンへ供給され、前記圧縮機から抽気されたタービンを冷却する冷却空気がタービンへ供給されるガスタービンに適用される監視装置であって、
所定期間の前記吸気空気の流量変化量である圧縮機入口流量変化量を算出する第１算出手段と、
圧縮機出口圧力に基づいて前記所定期間の圧縮機出口圧力変化量を算出し、該圧縮機出口圧力変化量に基づいて前記圧縮空気のタービン入口流量変化量を算出する第２算出手段と、
前記圧縮機入口流量変化量と前記タービン入口流量変化量との差に基づいて、前記冷却空気の流量変化量であるタービン冷却空気量変化量を算出する第３算出手段と
を備える監視装置。
【請求項２】
前記第１算出手段は、ガスタービン吸気に取り付けられたインデックス差圧計から計測されるインデックス差圧に基づいて、前記圧縮機の前記吸気空気の入口流量である圧縮機入口流量及び前記圧縮機入口流量変化量を算出する請求項１に記載の監視装置。
【請求項３】
前記タービン冷却空気量変化量が所定の閾値を上回った場合には、タービン内のシールが劣化したこととして判定する劣化判定手段を備える請求項１または請求項２に記載の監視装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の監視装置とガスタービンとを備えたガスタービン設備。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の監視装置とガスタービンとを備えたガスタービン監視システムであって、
前記監視装置は、前記ガスタービンとネットワークを介して接続されており、前記ガスタービンが設けられる位置から遠隔地に備えられるガスタービン監視システム。
【請求項６】
圧縮機の入口側から供給される吸気空気が、前記圧縮機において圧縮され圧縮空気となり燃焼器を介してタービンへ供給され、前記圧縮機から抽気されたタービンを冷却する冷却空気がタービンへ供給されるガスタービンに適用される監視方法であって、
所定期間の前記吸気空気の流量変化量である圧縮機入口流量変化量を算出する第１算出過程と、
圧縮機出口圧力に基づいて前記所定期間の圧縮機出口圧力変化量を算出し、該圧縮機出口圧力変化量に基づいて前記圧縮空気のタービン入口流量変化量を算出する第２算出過程と、
前記圧縮機入口流量変化量と前記タービン入口流量変化量との差に基づいて、前記冷却空気の流量変化量であるタービン冷却空気量変化量を算出する第３算出過程と
を有する監視方法。
【請求項７】
圧縮機の入口側から供給される吸気空気が、前記圧縮機において圧縮され圧縮空気となり燃焼器を介してタービンへ供給され、前記圧縮機から抽気されたタービンを冷却する冷却空気がタービンへ供給されるガスタービンに適用される監視プログラムであって、
所定期間の前記吸気空気の流量変化量である圧縮機入口流量変化量を算出する第１算出処理と、
圧縮機出口圧力に基づいて前記所定期間の圧縮機出口圧力変化量を算出し、該圧縮機出口圧力変化量に基づいて前記圧縮空気のタービン入口流量変化量を算出する第２算出処理と、
前記圧縮機入口流量変化量と前記タービン入口流量変化量との差に基づいて、前記冷却空気の流量変化量であるタービン冷却空気量変化量を算出する第３算出処理と
をコンピュータに実行させるための監視プログラム。
【請求項１】
圧縮機の入口側から供給される吸気空気が、前記圧縮機において圧縮され圧縮空気となり燃焼器を介してタービンへ供給され、前記圧縮機から抽気されたタービンを冷却する冷却空気がタービンへ供給されるガスタービンに適用される監視装置であって、
所定期間の前記吸気空気の流量変化量である圧縮機入口流量変化量を算出する第１算出手段と、
圧縮機出口圧力に基づいて前記所定期間の圧縮機出口圧力変化量を算出し、該圧縮機出口圧力変化量に基づいて前記圧縮空気のタービン入口流量変化量を算出する第２算出手段と、
前記圧縮機入口流量変化量と前記タービン入口流量変化量との差に基づいて、前記冷却空気の流量変化量であるタービン冷却空気量変化量を算出する第３算出手段と
を備える監視装置。
【請求項２】
前記第１算出手段は、ガスタービン吸気に取り付けられたインデックス差圧計から計測されるインデックス差圧に基づいて、前記圧縮機の前記吸気空気の入口流量である圧縮機入口流量及び前記圧縮機入口流量変化量を算出する請求項１に記載の監視装置。
【請求項３】
前記タービン冷却空気量変化量が所定の閾値を上回った場合には、タービン内のシールが劣化したこととして判定する劣化判定手段を備える請求項１または請求項２に記載の監視装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の監視装置とガスタービンとを備えたガスタービン設備。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の監視装置とガスタービンとを備えたガスタービン監視システムであって、
前記監視装置は、前記ガスタービンとネットワークを介して接続されており、前記ガスタービンが設けられる位置から遠隔地に備えられるガスタービン監視システム。
【請求項６】
圧縮機の入口側から供給される吸気空気が、前記圧縮機において圧縮され圧縮空気となり燃焼器を介してタービンへ供給され、前記圧縮機から抽気されたタービンを冷却する冷却空気がタービンへ供給されるガスタービンに適用される監視方法であって、
所定期間の前記吸気空気の流量変化量である圧縮機入口流量変化量を算出する第１算出過程と、
圧縮機出口圧力に基づいて前記所定期間の圧縮機出口圧力変化量を算出し、該圧縮機出口圧力変化量に基づいて前記圧縮空気のタービン入口流量変化量を算出する第２算出過程と、
前記圧縮機入口流量変化量と前記タービン入口流量変化量との差に基づいて、前記冷却空気の流量変化量であるタービン冷却空気量変化量を算出する第３算出過程と
を有する監視方法。
【請求項７】
圧縮機の入口側から供給される吸気空気が、前記圧縮機において圧縮され圧縮空気となり燃焼器を介してタービンへ供給され、前記圧縮機から抽気されたタービンを冷却する冷却空気がタービンへ供給されるガスタービンに適用される監視プログラムであって、
所定期間の前記吸気空気の流量変化量である圧縮機入口流量変化量を算出する第１算出処理と、
圧縮機出口圧力に基づいて前記所定期間の圧縮機出口圧力変化量を算出し、該圧縮機出口圧力変化量に基づいて前記圧縮空気のタービン入口流量変化量を算出する第２算出処理と、
前記圧縮機入口流量変化量と前記タービン入口流量変化量との差に基づいて、前記冷却空気の流量変化量であるタービン冷却空気量変化量を算出する第３算出処理と
をコンピュータに実行させるための監視プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−５３５２２（Ｐ２０１３−５３５２２Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９０００９（Ｐ２０１１−１９０００９）
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
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