JP2002155708A

JP2002155708A - 発電プラントのガイダンス提供システムおよび方法

Info

Publication number: JP2002155708A
Application number: JP2000351874A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Hiyama; 和夫桧山; Akira Takahashi; 晃高橋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-11-17
Filing date: 2000-11-17
Publication date: 2002-05-31

Abstract

(57)【要約】【課題】構成機器の異常に起因するプロセス制御異常が
発生する前に、この構成機器の異常兆候または異常を捉
えて対処する。【解決手段】発電プラントの構成機器からのプロセス情
報に基づいて診断された構成機器の異常予兆情報を受け
て異常進行の状態を評価する異常進行評価手段１６と、
この異常進行状態の評価結果に基づいて発電プラントの
運転および保守のガイダンスを出力するガイダンス出力
手段２０とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば蒸気タービ
ンやガスタービンと蒸気タービンとのコンバインドサイ
クルシステムを用いた発電プラントのガイダンス提供シ
ステムおよび方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、発電プラントにおいては蒸気、
水、油などの各種プロセス機器の圧力、温度、流量など
を制御するプロセス制御システムが多数使用されてい
る。これらのプロセス制御システムは、プロセスの状態
量を計測する検出端と、プロセスの状態量を操作するた
めの操作端と、プロセス制御を実行する制御演算部とか
ら構成されている。

【０００３】実際のプロセス制御システムの構成として
は、検出端から操作端までが一体となっている自力式制
御方式、検出端から操作端までを空気信号を介して処理
する空気式制御方式、上記空気信号の代りに電気信号を
用いた電気式制御方式などがある。

【０００４】このようなプロセス制御システムについ
て、「点検、調整」、「異常検知」、「異常時対応」の
観点で以下に順次説明する。

【０００５】［プロセス制御システムの点検、調整］発
電プラントのプロセス制御システムの各構成機器は、定
期検査などの機会を利用して点検、再調整が実施され
る。この点検、調整は、「構成機器単体の点検、調
整」、「構成機器を組み合わせた制御ループとしての点
検、調整」の順で実施される。

【０００６】この調整の基準となる設計値と許容値は、
発電プラント建設時のプラント運用計画（例えば、週末
のみ停止するＷＳＳ（ＷｅｅｋｌｙＳｔａｒｔＳｔ
ｏｐ）運用や起動・停止を毎日繰り返すＤＳＳ（Ｄａｉ
ｒｙＳｔａｒｔＳｔｏｐ）運用、ベース負荷やピー
ク負荷運用など）やプラント構成機器の機器設計値（圧
力損失、熱交換率、機器の効率や保護の観点からのプロ
セス量運用範囲など）に対して最適制御となるように設
定されている。

【０００７】このため、プロセス制御システムの点検、
調整においては、よほど制御性などに問題が生じていな
い限り、その調整は点検前の各構成機器の単体調整デー
タに基づいて再調整し、ここで調整された各機器を組み
合わせた状態において、制御ループとして制御定数を再
調整するのが一般的である。

【０００８】この点検、調整について、「機器単体」と
「制御ループ演算部」に分けて以下に説明する。

【０００９】機器単体の調整は、プロセス制御システム
が適正な制御性を満足させるため、各構成機器に要求す
る直線性や応答性などに代表される制御性に関する諸元
として規定される設計値およびその設計値に対する機器
単体としての許容値を踏まえて調整される。

【００１０】圧力伝送器のように一般的な点検、再調整
において機器の分解点検や部品交換を伴わない機器の場
合には、機器内の検出素子や回路素子などの構成部品の
経年的な劣化などによって、入出力信号特性における直
線性の低下、スパンのずれ、零点のドリフトなどに代表
される機器特性の変化が生じる。これらの変化に対して
調整用ダイヤルなどの調整手段を用い、内部回路素子の
定数変更などによって、この特性変化を補正することで
機器としての調整を行っている。

【００１１】また、空気式調節弁、同ポジショナー、空
気式調節計のように一般的な点検、再調整において機器
の分解点検あるいは部品交換を伴う機器の場合には、構
成部品の経年的な劣化、摩耗などによって生じる機器と
しての特性変化に加え、劣化、摩耗などによって交換す
るような消耗部品、定期交換部品などの部品の個々の特
性差、さらには分解後の復旧組立時の芯ずれやボルト締
付力のアンバランスなどの組立誤差も機器としての特性
変化要因として存在しており、これらの要因により入出
力信号特性における直線性低下、スパンのずれ、零点の
ドリフトなどに代表される機器特性の変化が生じる。こ
れらの変化に対しても調整用ねじでの調整あるいは弁の
グランドパッキン締付力の調整などによって、この特性
変化を補正することで機器としての調整を行っている。

【００１２】なお、各構成機器単体の点検、調整作業の
過程で機器一式の交換あるいは内部部品の交換や修理が
必要となる場合がある。このように交換や修理が必要と
なる場合には、例えば、機器単体として保証している性
能を満足することができず、かつ修理困難な機器故障の
場合、機器の内部部品がその部品の許容値を逸脱するほ
ど摩耗劣化している場合、これまでの調整の繰り返しに
よりこれ以上の調整しろがなくなり調整ダイヤルが振り
切れてしまう場合などである。

【００１３】このようなプロセス制御システムの構成機
器単体の異常は、予定していた点検、調整期間の長期化
の要因となり、プラント全体の定期点検工程に影響を及
ぼす場合が発生する。

【００１４】しかしながら、これらのプロセス制御シス
テムにおける構成機器単体の異常に対しては、インテリ
ジェント計器に代表されるような機器内部情報や自己診
断情報などを外部へ出力可能な検出端や操作端を、これ
らの機器情報を受信して対象機器の分析が可能な機器分
析装置とともに採用することにより、点検、調整作業に
先立つ機器単体の異常検知と点検ないし部品交換のガイ
ダンス情報の入手が可能となっている。

【００１５】制御ループの調整は、そのプロセス制御を
構成する各構成機器が持つ直線性や応答性などの制御性
に関する諸元として規定される設計値およびその設計値
に対する機器単体としての許容値を踏まえて調整され
る。したがって、制御ループとしての調整においては、
各構成機器の設計値と調整値との偏差分を補正する形態
で制御定数を変更して調整するようにしている。

【００１６】また、熱交換器の効率低下などのようにプ
ラント機器の劣化やプラント運用の変化などにより、制
御対象プロセス量が制御ループ設計時から変化してきて
いるの場合にも、プロセス制御システムの制御性低下の
要因となる。これらの偏差分も制御ループの制御定数を
調整することにより補正している。

【００１７】［プロセス制御システムの異常検知］発電
プラントのプロセス制御システムにおいては、各構成機
器に異常が発生すると適正な自動制御を行うことが困難
となり、プラント構成機器の損傷にも至ることになるた
め、プラントを停止させることが必要となり、これは電
力の安定供給の点から大きな悪影響を与えることにな
る。したがって、この悪影響を最小限に抑えるために
は、異常の発生をいち早く検知し、その対策を講じるこ
とが必要である。

【００１８】この異常検知について、制御方式別に「自
力式制御方式および空気式制御方式」、「電気式制御方
式」を、また構成機器別に「検出端」、「制御演算
部」、「操作端」を以下に説明する。

【００１９】自力式制御方式および空気式制御方式の場
合には、制御システム内での各構成機器の異常検知に対
して効率的かつ効果的な解決方法がないため、この制御
系に関係するプラントのプロセス状態量を監視し、その
異常を検知することによって間接的に制御システムの各
構成機器の異常を検知する方法を採用している。

【００２０】電気式制御方式の場合には、空気式に比べ
て複雑な論理回路の構成により異常を検知することが可
能なため、自力式制御方式および空気式制御方式の場合
で説明したプラントのプロセス状態量の異常検知の手段
の他に、次のような異常検知が可能となっている。

【００２１】すなわち、検出端の異常検知の方法として
は、検出端の信号を受信する制御演算部の入力部での設
定レンジを逸脱した場合の検知がある。これは上記制御
演算部の入力部において、予め設定されている検出端の
出力信号レンジを上または下方向に逸脱した信号が入力
したかを検知するものである。この検出端の出力信号レ
ンジは、プラントのあらゆる運転モードにおけるプロセ
ス量も計測することができる数値に設計されている。し
たがって、このレンジを逸脱する状態としては、検出端
の異常かあるいは想定されないプラント運転状態となっ
たかのいずれかである。

【００２２】また、制御演算部の異常検知の方法として
は、演算部の各構成部品（ＣＰＵ、入出力装置など）の
異常検知がある。これらの異常は制御演算部の電気的な
処理によって検知されている。

【００２３】さらに、操作端の異常検知の方法として
は、偏差量大の検知と供給空気圧低の検知がある。検知
する偏差量としては、目標値と設定値との偏差、プロセ
ス量と目標値との偏差、操作端の動作位置と目標値の偏
差がある。プロセス制御においては、これらの偏差は少
なからず存在するものであり、これを踏まえて対象プロ
セス量および制御目的に基づく各制御系毎に追従の遅れ
という時間的な要素も含めた許容偏差量が設定されてい
る。この許容偏差量は、プラントのあらゆる運転モード
におけるプロセス状態量および変化量を考慮した数値で
ある。したがって、この偏差量を逸脱する状態は、制御
ループの調整過程での調整不良を除くと、操作の異常か
想定されないプラント運転状態となったかのいずれかで
ある。

【００２４】［プロセス制御システムの異常時対応］プ
ラントの運転方法において、プラントのプロセス状態量
の異常検知あるいは前述のようなプロセス制御システム
における異常検知がなされた場合には、次のような手順
で対応することが一般的である。

【００２５】まず、第１に警報発令などにより、運転員
が何らかの異常が発生したことを認知する。

【００２６】第２に運転員は、その警報内容を確認し、
併せて関連するプラント状態量の異常の有無を確認す
る。

【００２７】第３に運転員は、これらの情報からプラン
ト運転上の問題点を特定し、プラントを停止させるか、
あるいは異常発生を想定して予め定められている特殊運
転モードでの運転方法によるプラント運転継続かのいず
れかを判断する。

【００２８】プラントを停止する場合には、機器に対す
る定期的または不定期の点検、保守を行うための計画停
止、予定外の異常発生による計画外停止がある。プロセ
ス制御システムにおける異常のようにプラントの運転継
続が困難な異常の場合には、異常検知により計画外停止
の操作を行うことが一般的であるが、緊急にプラントを
停止する必要がないような影響範囲の小さい異常事象の
場合には、当面はプラントの運転を継続しつつ、電力供
給への影響が少ない週末などに計画的な停止期間を設定
するとともに、電力供給指令所へ連絡し、停止当日の必
要な電力供給量を確保した上で、当該プラントを停止さ
せるようにしている。このようなプラントの停止は、計
画停止として扱われる。

【００２９】第４に運転員は、復旧に向けての対応とし
て警報の要因特定に向けての調査を行う。一般的には、
まず警報内容を確認すると同時に、関連するプラント状
態量の挙動および異常の有無を確認し、その要因を推定
する。推定される要因が複数存在する場合あるいは推定
した要因が真の要因である確率が低い場合には、信号の
確認など現場調査も実施し、真の要因を特定する。ま
た、異常のモードによっては警報発令などによる異常発
生報を検知することができない異常が二次的に発生して
いることもあり得るので、これらの二次的な異常の有無
の調査を実施する場合もある。

【００３０】第５に運転員は、異常要因の除去、修理、
部品交換、再調整などの対策を決定する。この決定に際
しては、交換部品の在庫および納期、修理および調整の
要領、これに基づく復旧作業工期などの総合的な判断が
必要である。

【００３１】なお、以上説明したこのような要因特定、
二次的な異常の有無の調査、異常要因の除去、修理、部
品交換、再調整などの対策などの一連の作業は、一般的
にプラントユーザーにて実施されているものの、技術的
な判断が不可能な場合には、プラントメーカーへの技術
支援を依頼することも少なからずある。

【００３２】このような場合には、技術支援要請を受け
たプラントメーカーはユーザーからのプラント情報や要
望事項（要因特定、代替部品調達などの依頼範囲）情報
の提供を受け、これらの情報とプラントメーカーのノウ
ハウに基づいてユーザーのニーズに対応している。

【００３３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発電プ
ラントのプロセス制御システムは、前述のような運用、
保守がなされているが、これにはいくつかの課題があ
る。

【００３４】まず第１に点検、調整において、プラント
全体としてみたときの制御ループとしての最適制御が維
持されているかという課題がある。すなわち、プロセス
制御システムを設計、導入時と現在とのプラント条件の
変化に対応した最適制御が維持されているかである。

【００３５】具体的なプラント条件の変化としては、プ
ラント運用（例えば、ＷＳＳ運用やＤＳＳ運用、ベース
負荷やピーク負荷運用など）方法の変更、プラント構成
機器の劣化などに起因する機器能力値（圧力損失、熱交
換率、機器の効率や保護の観点からのプロセス量運用範
囲など）の低下がある。

【００３６】長期間運転、運用されたプラントにおいて
は、これらのプラント条件の変化によって制御対象プロ
セス量が制御ループ設計時から変化してくる。したがっ
て、制御ループとしての調整においては、プロセス制御
システムの各構成機器の設計値と調整値との偏差分だけ
ではなく、これらのプラント側から発生する制御対象プ
ロセス量の偏差分も併せて補正する形態で制御定数を変
更して調整することが必要となる。

【００３７】しかしながら、この制御ループの動調整
は、プラント全体の定期検査完了確認の目的で実施され
る短期間のプラント試運転中に行われる、このプラント
試運転は、代表的ないくつかの運転モードのみでの運転
であるため、定期検査と定期検査との間の通常運用期間
に行われる全ての運転モードでの運転を網羅したもので
はなく、このような意味からすると、調整された制御ル
ープの状態が、プラント全体としてみたときに最適制御
の状態にあるか否かの確認は行われていないのが現状で
ある。

【００３８】なお、近年見られる電力需要の伸びの鈍
化、新規高効率プラントの完成および既設プラントの老
朽化による電力系統管内の各発電プラントにおける能力
構成の変化を受けて、各発電事業者は管内の各発電プラ
ントにおける効率運用の見直しを始めており、老朽化し
た既設プラントに対してはプラントの除廃却や電力系統
全体の運用効率の向上を目的として各プラントの運用計
画（ＷＳＳ運用、ＤＳＳ運用、ベース負荷運用、ピーク
負荷運用など）の変更を実施してきている。

【００３９】したがって、このようなプラント運用方法
の変化に対応して、また、その目的である発電事業とし
ての効率化に貢献するためのプロセス制御システムの最
適制御化が必要となってきている。

【００４０】そのためには、プロセス制御システムの各
構成機器の点検、再調整において、その時々のプラント
運用方法において最適な調整状態か否かの評価と、必要
に応じての変更を行うことが必要である。

【００４１】このような評価および変更を実施するため
には、プロセス制御システムの各構成機器単体の持つ固
有の性能と、当初計画時の使用条件において要求される
性能とをそれぞれ把握し、かつ計画変更後の使用条件に
おいて要求される性能と構成機器単体の持つ固有の性能
との差を把握した上で、どのように対処すべきかを検討
するためのプラントエンジニアリング能力が必要不可欠
となる。

【００４２】しかしながら、発電プラントの運用、保守
を行う一般のユーザーでは、このプラントエンジニアリ
ングを行うことは現実的には困難であり、その結果とし
て、ＷＳＳ運用からＤＳＳ運用への変更や、ベース運用
から部分負荷運用への変更などのプラント運用に変化が
あったとしても、プロセス制御システムの各構成機器の
点検、再調整への反映までは実施されていないことが多
く、運用の変更があったプラントでは、調整データが現
在のプラント運用における最適調整値ではなくなってい
る場合も少なからず見受けられる。

【００４３】第２には、異常発生時における異常検知の
限界の課題である。

【００４４】上述した従来の技術にて説明したように、
これらのプロセス制御システムにおいては、各構成機器
の異常発生に起因するプラント停止と、これによる電力
の安定供給への悪影響を最小限に抑えるため、各種方法
による異常発生の検知を行っているものの、いずれの検
知も適正なプロセス制御の継続が不可能となってからの
検知である。

【００４５】換言すると、異常の検知は、既に適正なプ
ロセス制御が維持することができなくなっているプラン
トをいかに安全に停止させて、一刻も早くプラントを再
起動させて電力供給を再開するための手段とはなり得る
が、どのように対処すれば、プラントを計画外停止させ
ずに電力の安定供給を維持することができるかの手段と
はなり得ていない。

【００４６】なお、調節弁用ポジショナーや圧力伝送器
のように一部の計装機器においてはインテリジェント型
といわれるような自己診断機能を具備する機器も市場に
出回り始めており、「調節弁ポジショナーＡの劣化が進
行しています。」や「圧力伝送器Ｂが異常です。」など
の機器単体の異常や劣化の診断も可能となってきている
が、これはあくまでも機器単体の異常や劣化の検知であ
る。

【００４７】したがって、電力の安定供給を第一義とす
る発電事業者が真に欲しているところの、予定外のプラ
ント停止やプラント起動時間の遅延の防止といったプラ
ント運用の観点からの検知ではない。

【００４８】第３には、異常部位の特定から復旧までを
対応する担当者の能力の問題がある。

【００４９】異常発生時に必要な対応として異常部位の
特定とその復旧があり、この特定作業において、プラン
ト監視システムから出力される警報だけで異常部位を特
定することができることは極めて希であり、異常情報お
よびプラントの各種情報を総合的に判断した結果として
初めて異常部位の特定が可能となる。したがって、この
特定作業に際しては、真の異常部位を特定する判断材料
として必要な情報の範囲と質を見極めることが重要であ
る。

【００５０】また、異常のモードによっては、警報発令
などによる異常発生報を検知することができない異常が
二次的に発生している場合もあり得るので、これらの二
次的な異常の有無の調査を実施する必要がある。

【００５１】さらに、要因特定後は、異常要因の除去、
修理、部品交換、再調整などの対策決定が必要であり、
この決定に際しては、交換部品の在庫および納期、修理
および調整の要領、これに基づく復旧作業工期などの総
合的な判断が必要である。

【００５２】したがって、プラントシステムおよびトラ
ブルシューティングの手法や過去の異常事例とその対応
方法のような経験知識、洞察力や想像力といったものを
兼ね備え、さらに思い込みや先入観を排除した判断を実
行することができる熟練者でないと、正確かつ迅速に対
応することができない。

【００５３】第４には、プラントメーカーの技術支援要
請時のタイミング、情報伝達量および伝達時間の問題が
ある。

【００５４】プラントユーザーが対応不可能な場合に
は、プラントユーザーがプラント情報や要望事項（要因
特定、代替部品調達などの依頼範囲）情報をプラントメ
ーカーへ提供して技術支援の要請をすることとなるが、
このプラントメーカーへの依頼のタイミング、情報伝達
量と伝達時間がその後のプラントメーカー側の対応の成
果を大きく左右することとなる。

【００５５】まず、依頼のタイミングの問題では、異常
発生から大幅に遅れた場合、異常発生後のプラント運転
の過程で要因特定のために重要なプラント状態量が消滅
して要因特定に支障をきたすことや、プラントユーザー
側での調査過程で不用意な分解調査を行って要因特定の
ために重要な異常現象が消滅したり、その存在の有無を
確認していなかったりして要因特定に支障をきたすこと
もある。

【００５６】また、プラントメーカーへの情報伝達量と
伝達時間の問題としては、プラントユーザー側の提供す
る情報量をプラントメーカー側が対応するために必要と
する情報量を満足せず、そのままでは対応することがで
きないため、不足分情報の追加要求と提供のやり取りを
繰り返し、結果として対応までに時間が掛かり過ぎるこ
ともある。

【００５７】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、プラント運用の変更に対しても、その変更後の運
用に最適な調整を可能とするとともに、構成機器の異常
に起因するプロセス制御異常が発生する前に、この構成
機器の異常兆候を捉えて対処することにより、プロセス
制御システムの異常を未然に防止する発電プラントのガ
イダンス提供システムおよび方法を提供することを目的
とする。

【００５８】また、本発明の他の目的とするところは、
異常発生時における対応を迅速かつ正確に実行するため
の情報を提供することにより、電力の効率的かつ安定供
給を図ることができる発電プラントのガイダンス提供シ
ステムおよび方法を提供することにある。

【００５９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、発電プラントの構成機器
からのプロセス情報に基づいて診断された前記構成機器
の異常予兆情報を受けて異常進行の状態を評価する異常
進行評価手段と、この異常進行状態の評価結果に基づい
て前記発電プラントの運転および保守のガイダンスを出
力するガイダンス出力手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００６０】請求項１記載の発明によれば、構成機器か
らのプロセス情報に基づいて診断された構成機器の異常
予兆情報を受けて異常進行の状態を評価することによ
り、プラント運用の変更に対しても、その変更後の運用
に最適な調整を可能とするとともに、構成機器の異常に
起因するプロセス制御異常が発生する前に、この構成機
器の異常兆候を捉えて対処することが可能となり、プロ
セス制御システムの異常を未然に防止することができ
る。

【００６１】また、異常進行状態の評価結果に基づいて
発電プラントの運転および保守のガイダンスを出力する
ことにより、異常発生時における対応を迅速かつ正確に
実行するための情報を提供することができ、電力の効率
的かつ安定供給を図ることができる。

【００６２】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発電プラントのガイダンス提供システムにおいて、前記
異常進行評価手段は、前記異常予兆情報に基づいてプラ
ント運転継続の余裕度および異常対応方法を演算処理す
ることを特徴とする。

【００６３】請求項２記載の発明によれば、異常進行評
価手段は、異常予兆情報に基づいてプラント運転継続の
余裕度および異常対応方法を演算処理することにより、
電力の安定供給というプラント運用上の観点で判断する
場合、プラントの運転を即座に停止すべきか、運転を継
続させるべきかの判断用データとして提供することがで
き、運転を継続する必要がある場合には、その制限条件
を判断するための判断用データとして提供することがで
きる。

【００６４】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
発電プラントのガイダンス提供システムにおいて、前記
ガイダンス出力手段は、プラントエンジニアリングコン
サルティング装置を有し、この装置が予め保持している
プラントエンジニアリングデータおよび復旧対策に関す
るデータと前記異常進行評価手段の異常進行評価結果と
に基づいてガイダンスを出力することを特徴とする。

【００６５】請求項３記載の発明によれば、プラントエ
ンジニアリングコンサルティング装置が予め保持してい
るプラントエンジニアリングデータおよび復旧対策に関
するデータと異常進行評価手段の異常進行評価結果とに
基づいてガイダンスを出力することにより、総合的かつ
高度なプラントエンジニアリング情報を提供することが
できる。

【００６６】請求項４記載の発明では、請求項１または
３記載の発電プラントのガイダンス提供システムにおい
て、前記ガイダンス出力手段はシミュレータ部を有し、
このシミュレータ部は、前記プラントエンジニアリング
コンサルティング装置のプラントエンジニアリングデー
タに入力されているプラント運転条件をシミュレーショ
ンすることを特徴とする。

【００６７】請求項４記載の発明によれば、シミュレー
タ部は、プラントエンジニアリングコンサルティング装
置のプラントエンジニアリングデータに入力されている
プラント運転条件をシミュレーションすることにより、
一段と高度なプラントエンジニアリング情報を提供する
ことができる。

【００６８】請求項５記載の発明では、請求項１ないし
４のいずれかに記載の発電プラントのガイダンス提供シ
ステムにおいて、前記ガイダンス出力手段から端末装置
に出力されるガイダンスの料金を前記端末装置のユーザ
ーに課金する課金手段を備えたことを特徴とする。

【００６９】請求項５記載の発明によれば、ガイダンス
出力手段から端末装置に出力されるガイダンスの料金を
端末装置のユーザーに課金する課金手段を備えたことに
より、ユーザーはガイダンスの課金情報を容易に得るこ
とが可能となる。

【００７０】請求項６記載の発明では、発電プラントの
構成機器からのプロセス情報に基づいて診断された前記
構成機器の異常予兆情報から異常進行の状態を評価し、
この異常進行状態の評価結果に基づいて前記発電プラン
トの運転および保守のガイダンスを出力することを特徴
とする。

【００７１】請求項６記載の発明によれば、請求項１と
同様の作用および効果が得られる。

【００７２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る発電プラント
のガイダンス提供システムの一実施形態を図面に基づい
て説明する。

【００７３】図１は本発明の一実施形態をガスタービン
と蒸気タービンとのコンバインドサイクルを用いた発電
プラントに適用した例を示す構成図である。

【００７４】図１に示すように、ガスタービンと蒸気タ
ービンとのコンバインドサイクルを用いた発電プラント
の基本機器としては、蒸気タービン１、発電機２、ボイ
ラないし排熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ：ＨｅａｔＲｅ
ｃｏｖｅｒｙＳｔｅａｍＧｅｎｅｒａｔｏｒ）または
炉３、およびガスタービン４から構成されている。

【００７５】そして、ガスタービン４は、高圧空気を燃
料とともに燃焼ガスを生成し、その燃焼ガスを膨張さ
せ、その際に発生する動力で発電機２を駆動するように
なっている。また、ガスタービン４は、その排ガスを熱
源として排熱回収蒸気発生器３に供給して蒸気を発生さ
せている。この排熱回収蒸気発生器３は、蒸気を蒸気タ
ービン１に供給し、ここで区分けされている高圧タービ
ン１ａで膨張させ、膨張後のタービン排気を再熱させ、
その再熱蒸気を中圧タービン１ｂに順次供給している。

【００７６】このように一般的なガスタービン４と蒸気
タービン１とのコンバインドサイクルを用いた発電プラ
ントのプロセス制御系の代表例には、以下に示すような
ものがある。

【００７７】すなわち、給水加熱器ドレン系としては、
給水加熱器ドレンレベル制御、低圧ドレンタンクレベル
制御などが挙げられる。また、給水系としては、タービ
ン駆動ボイラ給水ポンプ（Ｔ−ＢＦＰ）給水流量制御、
タービン駆動ボイラ給水ポンプ（Ｍ−ＢＦＰ）給水流量
制御、ボイラ給水ポンプ再循環流量制御、ドラムレベル
制御、節炭器入口温度制御、ガス給水過熱器給水流量制
御、ガス給水過熱器給水温度制御などが挙げられる。

【００７８】また、復水系としては、脱気器レベル制
御、復水器レベル制御、復水再循環制流量御、復水回収
タンクレベル制御、低圧ケーシングスプレー制御、復水
器ウォーターカーテンスプレー制御、復水器危急スプレ
ー制御、ボイラ給水ポンプブースターポンプ（ＢＦＰ・
ＢＰ）封水差圧制御、ボイラー給水ポンプ（ＢＦＰ）封
水温度制御などが挙げられる。

【００７９】さらに、軸受冷却水系としては、軸受冷却
水圧力制御、軸受冷却水温度制御、主タービン軸受油温
度制御、ＢＦＰ−Ｔ軸受油温度制御、電子油圧式タービ
ン制御装置（ＥＨＣ）油温度制御、発電機水素ガス温度
制御、スタンドパイプレベル制御などが挙げられる。

【００８０】補給水系としては、補給水タンクレベル制
御、補給水タンク温度制御などが挙げられ、蒸気系とし
ては、脱気器器内圧力制御、補助蒸気ヘッダ圧力制御、
ＢＦＰ−Ｔ補助蒸気圧力制御、起動用空気抽出器蒸気圧
力制御、空気抽出器蒸気圧力制御、グランド蒸気圧力制
御、高圧タービンウォーミング蒸気圧力制御、タービン
バイパス圧力制御、タービンバイパススプレー制御、タ
ービン冷却蒸気流量制御、過熱器スプレー制御、再熱器
スプレー制御などが挙げられる。

【００８１】また、排ガス系としては、脱硝アンモニア
ガス流量制御、脱硝アンモニア希釈空気流量制御などが
挙げられる。

【００８２】ガスタービンプラント４と蒸気タービンプ
ラント１とのコンバインドサイクルを用いた発電プラン
トにおいて、これらのプロセス制御を実現するに際し、
一般的な構成機器としては、図１に示すようにプロセス
の状態量を計測する検出端１１と、状態量を操作するた
めの操作端１２と、プロセス制御を実行するプロセス制
御演算部１３とを備えている。

【００８３】これらのプロセス制御を目的とする現場設
置の各構成機器からのプロセス情報および機器情報（イ
ンテリジェント計器に代表される機器の持つ機器内部情
報や自己診断情報など）は、現場信号ネットワーク１４
を介してプロセス制御演算部１３に入力されて通常のプ
ロセス制御を行うとともに、異常予兆検出手段としての
データ収集・解析部１５に入力される。

【００８４】このデータ収集・解析部１５では、各構成
機器からのプロセス情報および機器情報を連続的、定期
的または必要に応じて不定期的に収集、記録するととも
に、検出端１１や操作端１２単体の各種特性曲線を演算
し、構成機器単体としての異常の検知および要因の解析
も行う。

【００８５】すなわち、データ収集・解析部１５は、発
電プラントにおいて自己診断機能を有する各構成機器か
らのプロセス情報および診断情報を収集し、これらの情
報に基づいて各構成機器を診断してその異常予兆を検出
する。

【００８６】このデータ収集・解析部１５のデータとプ
ロセス制御演算部１３のプロセスデータおよび演算デー
タは、異常進行評価手段としてのデータ解析・評価演算
部１６に入力される。そして、このデータ解析・評価演
算部１６は、データ収集・解析部１５の異常予兆情報か
らプラント運転継続の余裕度および異常対応方法を演算
処理し異常進行の状態を評価する。

【００８７】また、データ解析・評価演算部１６は、プ
ロセス制御演算部１３、プラント制御装置１７、プラン
ト監視装置１８、課金手段としての課金システム１９、
ガイダンス出力手段としてのガイダンス出力部２０を構
成するシミュレータ部２１およびプラントエンジニアリ
ングコンサルティング装置２２、複数の端末装置２３に
対し、ネットワーク２４を介して接続されている。

【００８８】ここで、データ解析・評価演算部１６は、
プロセス制御の制御性を解析、評価し、その結果をネッ
トワーク２４を介してプロセス制御演算部１３、課金シ
ステム１９、ガイダンス出力部２０のシミュレータ部２
１およびプラントエンジニアリングコンサルティング装
置２２、端末装置２３へそれぞれ配信する。

【００８９】また、プラントエンジニアリングコンサル
ティング装置２２は、ネットワーク２４を介して端末装
置２３との双方向の通信を行うことができ、予め保持し
ているプラントエンジニアリングデータおよび構成機器
の復旧対策に関するデータとデータ解析・評価演算部１
６の異常進行評価結果とに基づいてガイダンスを出力す
る。

【００９０】すなわち、プラントエンジニアリングコン
サルティング装置２２は、プラントエンジニアリングデ
ータおよびプラント機器の各種情報を収録しており、デ
ータ解析・評価演算部１６からの結果にこれらの情報に
基づく追加、補正の情報を付加したデータ解析・評価を
各端末装置２３へ配信する。

【００９１】さらに、シミュレータ部２１は、プラント
エンジニアリングコンサルティング装置２２のプラント
エンジニアリングデータに入力されているプラント運転
条件をシミュレーションする。

【００９２】課金システム１９は、プラントエンジニア
リングコンサルティング装置２２から各端末装置２３に
出力される発電プラントの運転および保守のガイダンス
料金を各端末装置２３のユーザーに課金する。

【００９３】次に、本実施形態における発電プラントの
ガイダンス提供システムにおける各構成部材の作用につ
いて詳細に説明する。

【００９４】まず、データ収集・解析部１５の作用につ
いて説明する。

【００９５】データ収集・解析部１５に入力するプロセ
ス制御を目的とする現場設置の構成機器としては、検出
端１１および操作端１２であり、代表例として操作端１
２であるインテリジェントポジショナー付の調節弁を例
に挙げて説明する。

【００９６】この調節弁のインテリジェントポジショナ
ー部には、プロセス制御演算部１３からの弁開度指令信
号を、弁開度を変化させるための弁駆動用空気圧力に変
換する電気／空気変換部、弁駆動用空気圧力と弁の実開
度との偏差をなくす調節弁として従来から備えているメ
カニカルフィードバック機能の他に、プロセス制御演算
部１３からの弁開度指令信号を検知する電気センサ、弁
開度を検知する位置センサ、弁駆動用空気圧を検知する
圧力センサなどが設置されている。

【００９７】そして、上記インテリジェントポジショナ
ー部には、これらの状態量を連続して出力することが可
能に構成されており、これらのデータがデータ収集・解
析部１５に入力される。また、データ収集・解析部１５
には、弁単体の流量特性や型式などの弁仕様データが予
め入力されている。これらの入力された状態量がデータ
収集・解析部１５において演算処理される。

【００９８】この演算処理手順の例を図２に示すフロー
チャートに基づいて説明する。

【００９９】図２において、ステップＳ１ではインテリ
ジェントポジショナー部に設置された各センサの出力値
から、開度指令信号値変化に対する弁駆動用空気圧力
値、弁開度値の応答性から電気／空気変換部やメカニカ
ルフィードバック機能部の各々の部分での入出力信号特
性（静特性）および応答遅れの無駄時間（時定数）など
の動特性を把握し、また弁開閉のストローク値の積算値
や予め設定する弁開度範囲をしきい値とした弁開閉サイ
クルの積算値も演算する。

【０１００】次いで、ステップＳ２では、このような演
算の結果として得られる静特性や動特性と予め入力され
ている各特性の設計値や使用開始初期値とを比較するこ
とにより、時系列的な変化（経年劣化や故障など）も把
握することができる。また、電気／空気変換部、メカニ
カルフィードバック機能部などの構成部単位での個別の
特性変化を把握することができることから、この特性が
どのように変化するときはどのような要因に基づく可能
性が高いかを瞬時に分析することができる（ステップＳ
３）。

【０１０１】さらに、図３に示すような過去の調節弁異
常事象に対する各特性毎の変化パターンの組合せと要因
との関係を示すデータベースを備えているので、構成部
単位の各特性変化とデータベースとの比較分析により、
調節弁として何らかの異常が発生した場合の異常部位を
瞬時に特定することもできる。

【０１０２】例えば、電気センサで弁開度指令信号がラ
ンプ状に増加していることを検知し、これに連動して弁
駆動用空気圧力もランプ状に変化していることを圧力セ
ンサで検知しているにも関わらず、位置センサで検知す
る弁開度はある部分で圧力信号に追従しないようなデッ
ドバンドが大きくなっていることが検知されるような場
合（換言すると、入出力特性の直線性が良くない）は、
データベース内のこのような特性変化パターンと比較・
照合することにより、事象としては、「調節弁ポジショ
ナーの電気／空気変換部から弁棒までの機械系部分のガ
タの増加」であり、その要因としては「弁ポジショナー
内の機械部品の摩耗」や「弁の位置センサ取付部のガタ
の可能性が高い。」というような分析結果が得られる。

【０１０３】また、電気センサで弁開度指令信号がラン
プ状に増加していることを検知しているにも関わらず、
圧力センサで検知する弁駆動用空気圧力および位置セン
サで検知する弁開度の信号がドリフトしているような場
合は、データベース内のこのような特性変化パターンと
比較・照合することにより、事象としては、「調節弁入
出力特性のドリフト量の増加」であり、その要因として
は「調節弁ポジショナーの電気／空気変換部部分におけ
る入出力特性のドリフトの可能性が高い。」というよう
な分析結果が得られる（ステップＳ４）。

【０１０４】以上のように、データ収集・解析部１５で
は、電気（弁開度指令値）、圧力（弁駆動力）、位置
（弁開度）などの各センサの信号だけではなく、演算し
た調節弁単体としての各種特性データ、分析した調節弁
単体としての異常特定およびその分析結果を任意に出力
することができる（ステップＳ５）。

【０１０５】また、各データに異常予兆診断を目的とし
たしきい値を設定することにより、データ値がこのしき
い値を超えた場合に、異常予兆検知として自動的に出力
させることできる（ステップＳ６，Ｓ７）。この出力項
目の例を図４に示す。

【０１０６】次に、データ解析・評価演算部１６の構成
および作用について詳述する。

【０１０７】上述したデータ収集・解析部１５は、イン
テリジェントポジショナー付調節弁に代表されるインテ
リジェント検出器、インテリジェント操作端の単体の変
化および異常検知について演算するものの、この処理で
検知される範囲はあくまでも機器単体としての特性デー
タおよび異常データだけである。

【０１０８】ここで検知される異常は、当然のことなが
らプラントのプロセス制御の運用としてみても異常であ
り、プラントを停止して何らかの対策を講じる必要があ
ることは事実である。

【０１０９】しかしながら、電力の安定供給を第一義と
するプラント運用においては、安易にプラントを停止さ
せることは困難で、即座に停止して対処すべきか、中央
給電指令所に事前に停止申請して電力の安定供給の措置
を講じてから停止させても間に合うものか、という電力
の安定供給という上位の観点での判断が必要となる。

【０１１０】また、この上位の判断の中には、単に運転
継続かまたは停止かという２者択一のケースだけではな
く、即座に停止させたいが、同一電力系統内の他の発電
プラントの運転状況との兼ね合いから、何らかのプラン
ト運転条件制限を付けてでも何とか発電を継続しなけれ
ばならないような状況での判断も必要となる場合もあ
る。

【０１１１】データ解析・評価演算部１６は、このよう
な上位の観点で、各々のプラント固有のプラント特性や
運転方法の中で、データ収集・解析部１５で検知した異
常予兆情報について、今後どれくらいのプラント運転継
続の余地（余裕度）があるかの判断および異常対応方法
を演算処理し、異常内容と、異常程度の進行予測と異常
のプロセス制御の制御性への影響度に基づく「異常の復
旧日限の裕度」（電力安定供給に影響を与えるプラント
緊急停止などのプラント異常にまで発展させないために
はいつまでに復旧させなければならないか）に関する評
価データとを出力する。

【０１１２】このような出力に至るための構成および演
算処理の内容を図５および図６に示す。図５はデータ解
析・評価演算部１６の内部を示すブロック図、図６はデ
ータ解析・評価演算部１６の演算処理手順を示すフロー
チャートである。

【０１１３】まず、図６に示すように、ステップＰ１で
データ収集・解析部１５から異常予兆情報の出力があっ
たかを判断し、この異常予兆情報が出力が出力された場
合には、ステップＰ２に進む。

【０１１４】このステップＰ２においては、図５に示す
異常モード別進行要因評価部３１で異常がどのような要
因で進行するかを評価する。この進行要因評価部３１に
は、図７および図８に示すような異常モード毎にその異
常の程度がさらに進行する要因を入力したデータベース
を備えている。このデータベースとデータ収集・解析部
１５からのデータを比較分析することにより、どのよう
な要因が異常の進行を促進するかを瞬時に分析出力する
ことができる。

【０１１５】例えば、「ポジショナー内の摩耗によるガ
タ」や「位置センサ取付部のガタ」の場合には、弁の動
きが多いか少ないかという弁動作量がガタの進行に対し
て大きな要因となる。また、ガタが弁開度範囲全域に亘
って発生しているのではなく、ある弁開度領域でのみ発
生しているような場合には、動作量だけではなく、運用
する弁開度領域がガタが大きい弁開度領域と一致するか
否かもガタの進行に対して大きな要因となる。

【０１１６】異常モード別進行要因評価部３１で、異常
モード毎にどのような弁動作量が異常の進行に影響を与
えるかを演算することができたので、次にプラントの運
転状態のデータと検出端・操作端の状態量との相関関係
を把握する。

【０１１７】そのために、図５に示すプラント運転デー
タ収集部３２では、プラント制御装置１７、プラント監
視装置１８、プロセス制御演算部１３およびデータ収集
・解析部１５での収集・解析データを入力して、プラン
トとしてのデータと検出端・操作端側の状態量のデータ
をリンクさせた図９に示すような形のデータベースに保
存する（ステップＰ３，Ｐ４）。

【０１１８】次に、プラント運転モード別影響度評価部
３３では、異常モード別進行要因評価部３１の結果とプ
ラント運転データ収集部３２のデータとから異常進行要
因がプラント運転モード別に見たときにどのような運転
モードにおいてその要因の影響度が大きいかを評価す
る。

【０１１９】このプラント運転モード別影響度評価部３
３では、まず図９に示したようなプラント運転データ収
集部３２のデータを、異常モード別進行要因評価部３１
で得られた要因およびデータ収集・解析部１５で検知さ
れた異常項目をパラメータとした相関関係を統計学的に
処理し、図１０に示すような評価データベースに変換し
て評価する（ステップＰ５）。

【０１２０】また、データ収集・解析部１５で検知され
た異常項目の時系列の変化データから時系列の変化率を
算出することができるので、この変化率から異常進行の
予想線が演算される。但し、単なる時系列の変化率の場
合には、種々のプラント運転状況の平均値となってしま
い、プラント運転条件が一定でない場合には、前述の上
位の観点での判断に使用可能なグレードではないケース
が発生する。

【０１２１】したがって、図９に示したようなプラント
運転データ収集部３２のデータの中から、異常進行要因
と異常項目に対して強い相関度を示すプラント条件のみ
を抽出し、この抽出したプラント条件のデータにおける
異常項目データの時系列の変化率を算出し、異常進行の
予想線を演算して出力する（ステップＰ６〜Ｐ８）。図
１０に示す例では、相関性の強い発電出力２５→３０％
の負荷上昇中のデータと給水ポンプ（Ｂ）回転数が５０
００ｒｐｍのときのデータを抽出して予想線を演算して
出力する。

【０１２２】また、この相関性の強い運プラント条件で
のデータを除外したデータでの異常進行予想線も演算し
て出力する。したがって、図１１に示すような、これら
の３種類の異常進行予想線を得ることは、異常の進行に
関して一番厳しいプラント条件で運転した場合と、一番
優しい場合と、その平均的な場合との３種類の予想線を
提供することができる。

【０１２３】これは、上述した電力の安定供給というプ
ラント運用上の上位の観点での判断をする場合に、プラ
ントを即座に停止させるべきか、またはしばらく運転を
継続させるべきかの判断データを提供することとなる。

【０１２４】また、プラント運転制限を付けてでも運転
を継続しなければならない状況の場合においては、判断
用データとして、その制限条件を瞬時に提供することが
できる。

【０１２５】次に、プラントエンジニアリングコンサル
ティング装置２２の作用について説明する。

【０１２６】このプラントエンジニアリングコンサルテ
ィング装置２２には、プラントエンジニアリングデータ
および検出端・操作端の復旧対策に関するデータベース
を備えている。そして、このプラントエンジニアリング
コンサルティング装置２２は、この装置２２が予め保持
しているプラントエンジニアリングデータおよび復旧対
策に関するデータとデータ解析・評価演算部１６の評価
結果とに基づいて端末装置２３に発電プラントの運転お
よび保守のガイダンスを出力する。

【０１２７】ここでいうプラントエンジニアリングデー
タとは、「プラントのヒートバランス、機器圧力損失
値、冷却／加熱効率値などの系統設計値、さらにこれら
のプラントデータに基づいて設計されたプロセス制御の
演算定数や操作端１２の流量特性データ（以下、設計プ
ラントデータと称する。）」、「これらの設計値に対す
るプラント完成時の実際の各種数値（以下、実機プラン
トデータと称する。）」および「プラント完成時の実際
の各種数値（以下、実機経年プラントデータと称す
る。）」である。

【０１２８】実機経年プラントデータは、プラント制御
装置１７、プラント監視装置１８からのプラントデータ
を継続的に収集し、データの経年変化状況を把握するこ
とができるようになっている。

【０１２９】プロセス制御の構成機器およびプロセス制
御の演算定数は、これを設計するための設計プラントデ
ータに基づいて設計されるものの、これらの設計プラン
トデータには、各構成機器性能や配管系統の圧力損失条
件などのバラツキを予めマージンとして持っているた
め、プラントの実運転結果から得られる実機プラントデ
ータは、これとの差異が発生する。その結果、実機プラ
ントデータにおいて最適な制御を行うことができるよう
にするため、試運転中にプロセス制御の演算定数の再調
整が行われ、プラントが完成する。

【０１３０】但し、調節弁の流量特性のように変更に際
して大掛かりな機器改造・交換を伴うような設計データ
については、制御性が妥当な範囲を逸脱する場合、調節
弁の特性変更により制御性を改善する一方、妥当な制御
性が得られていれば、調節弁は設計プラントデータのま
まとし、制御の演算定数の再調整で対応している。調節
弁の流量特性としては、開度指令に対する流れ易さの数
値（Ｃｖ）で表され、この特性はプラントデータの最大
流量、最小流量および常用流量の条件に対して最適な特
性を選定する。

【０１３１】したがって、設計プラントデータと実機プ
ラントデータに差異が生じた場合には、調節弁の流量特
性は変えないで、流量特性カーブ上の最大、最小、常用
のＣｖ値を移動し、この分をプロセス制御の演算値の変
更でカバーしている。このような調整が完了したプラン
ト完成時のデータが実機プラントデータである。

【０１３２】さらに、プラントの長期間の運転によるプ
ラント機器の経年劣化やプラント系統の改造、またはプ
ラント運用方法の変更により最大、最小、常用などの運
転条件値そのものが変化することなどにより、実機プラ
ントデータはさらに設計プラントデータから離れてい
く。この状態のデータが、実機経年プラントデータであ
る。これらのデータは、後述するシミュレータ部２１に
て使用される。

【０１３３】また、検出端・操作端の復旧対策に関する
データベースとは、異常予兆情報を検知した検出端・操
作端とその異常内容毎に、その復旧に必要な用品名、型
式、価格、納期、復旧作業に必要な工期、用品調達先の
連絡先などを入力したデータベースである。

【０１３４】したがって、プラントエンジニアリングコ
ンサルティング装置２２は、その装置２２が予め保持し
ているプラントエンジニアリングデータおよび復旧対策
に関するデータと、データ解析・評価演算部１６を経由
して入力されるデータ収集・解析部１５からの異常予兆
検知信号および異常進行評価結果とに基づいて該当する
ガイダンスデータを検索して出力することにより、総合
的かつ高度なプラントエンジニアリング情報を提供する
ことができる。

【０１３５】次に、シミュレータ部２１の作用について
説明する。

【０１３６】このシミュレータ部２１は、データ収集・
解析部１５の収集・解析データをデータ解析・評価演算
部１６を経由して入力するとともに、プラント制御装置
１７、プラント監視装置１８、プロセス制御演算部１３
からのプラント運転データおよびプラントエンジニアリ
ングコンサルティング装置２２からのプラントエンジニ
アリングデータに基づいてプロセス制御演算部１３の制
御性をシミュレートする機能を備えている。

【０１３７】シミュレータ部２１は、データ収集・解析
部１５での異常予兆検知信号により、次のようなシミュ
レーションを開始する。

【０１３８】まず、シミュレータ部２１内の検出端・操
作端の単体の特性条件（時定数など）のデータを、デー
タ収集・解析部１５からの収集・解析データ内における
同様のデータに置き換える。この置き換えたデータを使
用して、プラントエンジニアリングコンサルティング装
置２２に入力されているプラントの全ての運転条件での
シミュレーションを実行する。このシミュレーションに
おいて、プラント運転上、許容することができない制御
性の悪化が検知された場合には、そのプラント運転条
件、シミュレーション結果を出力する。

【０１３９】異常予兆検知信号のしきい値は、設計プラ
ントデータまたは実機プラントデータの全ての運転条件
において予兆検知となる数値、すなわちプロセス制御性
についても問題がない数値に設定しているので、原則的
には異常予兆を検知した時点でプロセス制御の制御性が
悪化することはない。

【０１４０】しかしながら、前述のようにプラントの経
年劣化などにより、実機におけるそのデータ値は変化し
ていくため、その変化が大きい場合には、異常予兆検知
のしきい値ではプロセス制御の制御性が許容値を超えて
しまう運転条件が発生する可能性もあり得るため、この
シミュレーションを実行する。

【０１４１】制御性の悪化が検知された場合は、次に制
御定数を自動的に変更して再度シミュレーションを実行
し、制御定数の変更で制御性の悪化が解消されるか否か
を評価し、解消される場合には、その解消される制御定
数を出力する。

【０１４２】この制御定数変更でのシミュレーション
も、プラントエンジニアリングコンサルティング装置２
２に入力されているプラントの全ての運転条件でのシミ
ュレーションを実行する。

【０１４３】したがって、シミュレータ部２１は、プラ
ントエンジニアリングコンサルティング装置２２のプラ
ントエンジニアリングデータに入力されているプラント
運転条件をシミュレーションすることにより、一段と高
度なプラントエンジニアリング情報を提供することがで
きる。

【０１４４】また、ガイダンス出力部２０から端末装置
２３に出力されるガイダンスの料金を端末装置２３のユ
ーザーに課金する課金システム１９を備えたことによ
り、ユーザーはガイダンスの課金情報を容易に得ること
が可能となる。

【０１４５】このように本実施形態によれば、発電プラ
ントの複数の機器・装置からのプロセス情報および機器
情報（インテリジェント計器に代表される機器の持つ機
器内部情報や自己診断情報など）からの情報をネットワ
ーク２４を介して連続的、定期的、必要に応じて不定期
的に収集し、プロセス制御の制御性を解析、評価し、そ
の結果をネットワーク２４を介して自動的に配信するシ
ステムであることから、検出端１１、プロセス制御演算
部１３、操作端１２などの構成機器の異常に起因するプ
ロセス制御異常が発生する前に、これらの構成機器の異
常兆候または異常を捉えて解析評価し、その結果を自動
的に端末装置３５へ配信し、運転員へ情報を提供するこ
とができるので、プロセス制御の異常を未然に防止し、
ひいては電力の安定供給を実現可能となる。

【０１４６】また、異常発生時における対応方法の情報
が自動的かつ迅速に運転員に提供されることにより、迅
速かつ正確な復旧処置を実行することができる。さら
に、プラント運用の変更に対応した最適調整に関する情
報も提供されることにより、電力の効率的供給も図るこ
とができる。

【０１４７】さらにまた、このネットワーク２４にはプ
ラントエンジニアリングコンサルティング装置２２も接
続されているので、ネットワーク２４を介して選択され
るデータ解析・評価演算部１６の結果と他プラントも含
めた各種プラントエンジニアリングデータの両者に基づ
いて総合的かつより高度なプラントエンジニアリング情
報をも発電プラントのユーザーに自動的に配信すること
ができる。

【０１４８】端末装置２３のユーザーへの具体的な配信
情報の例としては、図１２に示す例１および例２のよう
に、電力の安定供給を第一義とする発電事業者が真に欲
しているところの、予定外のプラント停止やプラント起
動時間の遅延防止といったプラント運用の観点からの情
報を提供することができる。

【０１４９】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ことなく、種々の変更が可能である。例えば、データ解
析・評価演算部１６においては、データ収集・解析部１
５からの収集データから過去の運転データ、運転履歴デ
ータと現状の運転データの流量・圧力・レベル・温度な
どの検出端出力、操作端出力とを比較・演算し、演算定
数の妥当性、変更／調整の要否、変更値／調整値および
その方法、時期、機器の健全性、ガイダンス（運転管理
・保守管理・価格・納期・工期、連絡先など）を提供す
るようにしてもよい。

【０１５０】また、上記過去の運転データ、運転履歴デ
ータに代えて、過去のプラント特性（動的・静的）およ
び機器特性（動的・静的）、過去の起動〜定格〜停止の
運転サイクルの検出端出力、過去の起動〜定格〜停止の
特定運転状態（負荷など）の検出端出力、他のプロセス
量から演算される検出端１１の出力信号、プラント特
性、機器特性から演算される検出端１１の出力信号、操
作端１２の過去の運転データ・運転履歴データ、操作端
の過去の起動〜定格〜停止の運転サイクル、操作端１２
の過去の起動〜定格〜停止の特定運転状態（負荷な
ど）、操作端１２の過去の他のプロセス量から演算され
る操作端１２の出力信号、操作端１２のプラント特性、
機器特性から演算される操作端１２の出力信号を用いる
ようようにしてもよい。

【０１５１】また、データ解析・評価演算部１６におい
ては、操作端１２の入力／出力データから直線性、ヒス
テリシス、応答性、駆動部特性などを演算し、操作端１
２の健全性、点検／調整の要否およびガイダンス（運転
管理・保守管理・価格・納期・工期、連絡先、点検／調
整方法など）を提供するようにしてもよい。

【０１５２】このような操作端１２の入力／出力データ
から直線性、ヒステリシス、応答性、駆動部特性などを
演算するのに代えて、収集データおよびオペレーション
データ（自動採取および人間系）から少なくとも１つの
異常・故障および障害の部位（ＣＶが開かない、圧力検
出器（ＰＸ）出力が異常などの単品レベルの部位）を特
定し、対処方法を提供するようにしてもよい。

【０１５３】また、データ解析・評価演算部１６におい
ては、収録データおよびオペレーションデータ（自動採
取および人間系）から少なくとも１つの異常・故障およ
び障害により二次的に発生する異常・故障および障害を
推定し、対処方法を提供するようにしてもよい。

【０１５４】さらに、データ解析・評価演算部１６にお
いては、収集データ内の構成機器の異常・故障信号と予
め準備された機器の異常・故障データベースにより、異
常・故障の候補の推定をし、異常・故障要因の絞り込み
をするための特定手段を提供し、その特定する手段の実
行により選択された結果から、異常・故障の詳細部位を
特定し、保守ガイダンス（運転管理・保守管理・価格・
納期・工期、連絡先、および水平展開の要否と対象機器
など）を提供するようにしてもよい。

【０１５５】そして、データ解析・評価演算部１６にお
いては、ユーザーからの機器データにより、その機器調
整結果が、プラント運用上、妥当であるかを設計データ
および収集データの比較から評価し、その評価結果およ
びガイダンス（運転管理・保守管理・価格・納期・工
期、連絡先など）を提供するようにしてもよい。

【０１５６】また、上記実施形態では、本発明をガスタ
ービンと蒸気タービンとのコンバインドサイクルシステ
ムを用いた発電プラントに適用した例について説明した
が、これに限らず、その他の火力発電プラントや原子力
発電プラントにも適用可能である。

【０１５７】

【発明の効果】以上の説明したように、本発明に係る発
電プラントのガイダンス提供システムによれば、プラン
ト運用の変更に対しても、その変更後の運用に最適な調
整を可能とするとともに、構成機器の異常に起因するプ
ロセス制御異常が発生する前に、この構成機器の異常兆
候を捉えて対処することが可能となり、プロセス制御シ
ステムの異常を未然に防止することができる。

【０１５８】また、異常進行状態の評価結果に基づいて
発電プラントの運転および保守のガイダンスを出力する
ことにより、異常発生時における対応を迅速かつ正確に
実行するための情報を提供することができ、電力の効率
的かつ安定供給を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態をガスタービンプラントと
蒸気タービンプラントとのコンバインドサイクルを用い
た発電プラントに適用した例を示す構成図。

【図２】図１のデータ収集・解析部の演算処理手順を示
すフローチャート。

【図３】弁の各特性変化毎の変化パターンの組合せと要
因との関係のデータベースを示す説明図。

【図４】データ出力項目を示す説明図。

【図５】図１のデータ解析・評価演算部の内部を示すブ
ロック図。

【図６】図１のデータ解析・評価演算部の演算処理手順
を示すフローチャート。

【図７】弁の異常モード別の異常進行要因のデータベー
スを示す説明図。

【図８】弁の異常モード別の異常進行要因のデータベー
スを示す説明図。

【図９】運転モード別の入力データを示す説明図。

【図１０】評価データベースを示す説明図。

【図１１】異常進行予想線を示す図。

【図１２】具体的な配信情報の例を示す説明図。

【符号の説明】

１蒸気タービン２発電機４ガスタービン１１検出端１２操作端１３プロセス制御演算部１４現場信号ネットワーク１５データ収集・解析部（異常予兆検出手段）１６データ解析・評価演算部（異常進行評価手段）１７プラント制御装置１８プラント監視装置１９課金システム（課金手段）２０ガイダンス出力部（ガイダンス出力手段）２１シミュレータ部２２プラントエンジニアリングコンサルティング装置２３端末装置２４ネットワーク３１異常モード別進行要因評価部３２プラント運転データ収集部３３プラント運転モード別影響度評価部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｃ 7/00 Ｆ０２Ｃ 7/00 Ａ 9/00 9/00 ＡＣＧ０５Ｂ 23/02 Ｇ０５Ｂ 23/02 Ｘ３０２３０２Ｔ３０２ＶＧ０６Ｆ 17/60 １１０Ｇ０６Ｆ 17/60 １１０１３８１３８ 19/00 １１０ 19/00 １１０Ｆターム(参考） 3G071 AB01 BA23 BA25 CA03 CA09 EA02 FA01 FA02 FA03 FA05 FA06 FA07 FA08 FA09 GA02 GA04 GA05 GA06 HA01 HA02 HA03 HA04 HA05 JA03 3G081 BA02 BA11 BB00 BC07 BD00 DA01 DA11 DA21 5H223 AA02 BB01 CC01 CC09 DD07 EE06 EE30 FF05 FF06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発電プラントの構成機器からのプロセス
情報に基づいて診断された前記構成機器の異常予兆情報
を受けて異常進行の状態を評価する異常進行評価手段
と、この異常進行状態の評価結果に基づいて前記発電プ
ラントの運転および保守のガイダンスを出力するガイダ
ンス出力手段とを備えたことを特徴とする発電プラント
のガイダンス提供システム。
【請求項２】請求項１記載の発電プラントのガイダン
ス提供システムにおいて、前記異常進行評価手段は、前
記異常予兆情報に基づいてプラント運転継続の余裕度お
よび異常対応方法を演算処理することを特徴とする発電
プラントのガイダンス提供システム。
【請求項３】請求項１記載の発電プラントのガイダン
ス提供システムにおいて、前記ガイダンス出力手段は、
プラントエンジニアリングコンサルティング装置を有
し、この装置が予め保持しているプラントエンジニアリ
ングデータおよび復旧対策に関するデータと前記異常進
行評価手段の異常進行評価結果とに基づいてガイダンス
を出力することを特徴とする発電プラントのガイダンス
提供システム。
【請求項４】請求項１または３記載の発電プラントの
ガイダンス提供システムにおいて、前記ガイダンス出力
手段はシミュレータ部を有し、このシミュレータ部は、
前記プラントエンジニアリングコンサルティング装置の
プラントエンジニアリングデータに入力されているプラ
ント運転条件をシミュレーションすることを特徴とする
発電プラントのガイダンス提供システム。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載の発
電プラントのガイダンス提供システムにおいて、前記ガ
イダンス出力手段から端末装置に出力されるガイダンス
の料金を前記端末装置のユーザーに課金する課金手段を
備えたことを特徴とする発電プラントのガイダンス提供
システム。
【請求項６】発電プラントの構成機器からのプロセス
情報に基づいて診断された前記構成機器の異常予兆情報
から異常進行の状態を評価し、この異常進行状態の評価
結果に基づいて前記発電プラントの運転および保守のガ
イダンスを出力することを特徴とする発電プラントのガ
イダンス提供方法。