JP6066145B2 - ガスタービンプラントの安全動作方法及び安全動作装置 - Google Patents
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Description
ガスタービン装置の動作には、IEC61508などの国際規格として定められた高度な安全性要求が課されている。こうした規格では、安全性に関する電子装置群の機能確実性が定められており、さらに、系統誤差を回避し、装置の故障もしくは障害に安全に対応するための機能確実性検査法の運用が詳細に説明されている。上述した規格を基礎とする付加的規格であるIEC61511は、ガスタービンプラントの動作を含むプロセス産業のための安全技術装置の機能確実性に関連している。
本発明の基礎とする課題は、ガスタービンプラントの安全動作方法及び安全動作装置、すなわち、ガスタービンプラントの動作に関する複数のプロセスを少なくともトリガ及び/又は制御する少なくとも1つのプロセス制御装置によってガスタービンプラントの動作を制御し、並びに、プロセス制御装置に対して別個かつ独立に作動される保護ユニットによって、安全性に関する動作パラメータ(保護に関する動作パラメータ、安全性に関する動作量とも称する)に対する少なくとも1つの第1の限界値とを監視し、少なくとも1つの第1の限界値を上方超過すると直ちにガスタービンプラントを非常遮断する方法及び装置を改善し、規格で要求されているガスタービンプラントの動作時の保護機能をできるだけ技術的に簡単にかつ低コストの手段で実現することである。特に、保護ユニットとプロセス制御装置との完全独立の要求が満足され、かつ、プロセス制御装置が保護ユニットの機能を無効化しないことがつねに保証されるようにすべきである。
・所定の値を取るかもしくは所定の限界値を上回るように適切に選定されたプロセス信号による識別、又は、後述するように、場合により勾配を形成することによる識別。波の振動にとって重要な移行状態は、例えば、論理的複雑性の小さい波速の時間特性を評価することによって識別される。
・「許容不要な」信号(例えばバルブ位置信号)の組み合わせが時間的に制限されたトレランス領域内のみで生じ、再び消えたことによる識別(上の説明を参照)。この場合、保護ユニットは、移行状態が発生しており、所定の時間領域にわたって保護動作のトリガを見送るべきことを識別する。当該「識別」は、こうしたトレランス領域を許可できるよう、頻度の制限などの付加的な論理条件を設けることによって支援される。
Claims (8)
- ガスタービンプラント(1)の安全動作方法であって、
前記ガスタービンプラント(1)の動作に関する複数のプロセスを少なくともトリガ及び/又は制御する少なくとも1つのプロセス制御装置(2)により、前記ガスタービンプラント(1)の動作を制御し、並びに、
前記プロセス制御装置(2)に対して別個かつ独立に作動される保護ユニット(6)により、安全性に関する動作パラメータ(3a)に対する少なくとも1つの第1の限界値に基づいて、前記ガスタービンプラント(1)の動作を監視し、前記少なくとも1つの第1の限界値を上方超過すると直ちに前記ガスタービンプラント(1)を非常遮断する、方法において、
前記ガスタービンプラント(1)の複数の動作状態のうち、前記ガスタービンプラントが第1の動作状態から第2の動作状態へ移行する移行状態が前記保護ユニット(6)によって識別された際に、前記安全性に関する動作パラメータに対する前記少なくとも1つの第1の限界値を第2の限界値へ引き上げ、当該第2の限界値を上方超過すると直ちに前記ガスタービンプラント(1)を非常遮断によって保護する
ことを特徴とする方法。 - 前記第1の限界値及び前記第2の限界値にそれぞれ対応する前記安全性に関する動作パラメータ(3a)を、
・前記ガスタービンプラント(1)のシャフトの回転数、
・前記ガスタービンプラント(1)のシャフトの振動、
・前記ガスタービンプラント(1)の燃焼室脈流の振幅及び/又は頻度、
・前記ガスタービンプラント(1)の各要素が曝される温度、
・相互に組み合わされたバルブ位置、又は、他の動作パラメータと組み合わされたバルブ位置
から選択する、
請求項1記載の方法。 - 前記安全性に関する動作パラメータ(3a)に対する前記第2の限界値を、前記ガスタービンプラントの移行状態が中断なく終了可能となるように設定された時間にわたって適用する、
請求項1又は2記載の方法。 - 前記安全性に関する動作パラメータ(3a)に対する前記第2の限界値を、前記ガスタービンプラント(1)の環境にとって危険であると分類される潜在危険性に到ったときに前記ガスタービンプラント(1)が前記保護ユニット(6)によって非常遮断されることが保証されるように選定する、
請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。 - 前記プロセス制御装置(2)は、前記ガスタービンプラント(1)のセンサで検出された複数の動作パラメータ(3,3a’,3b)に基づいて前記ガスタービンプラント(1)の動作状態を求め、前記ガスタービンプラント(1)が前記移行状態にあるか否かを検出し、
前記プロセス制御装置(2)は、前記保護ユニット(6)に対して独立に、求められた動作状態に依存して、動作限界値が上方超過された場合に前記ガスタービンプラント(1)の保護のための負荷離脱又は非常遮断を行う、
請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。 - 上方超過された場合に前記プロセス制御装置(2)において前記ガスタービンプラント(1)の保護のための負荷離脱又は非常遮断を行うための前記複数の動作パラメータ(3,3a’,3b)の前記動作限界値は、前記保護ユニット(6)の前記限界値よりも、監視される前記複数の動作パラメータ(3,3a’,3b)が前記ガスタービンプラント(1)の通常動作において取る値により近い値である、
請求項5記載の方法。 - 前記ガスタービンプラント(1)の動作中、少なくとも1つの入力手段を介して、前記プロセス制御装置(2)への作用を生じさせるコマンド信号を前記プロセス制御装置(2)へ供給し、
前記保護ユニット(6)を、関連する入力手段なしで、自律的に動作させる、
請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。 - ガスタービンプラント(1)の安全動作装置であって、
前記安全動作装置は、少なくとも1つのプロセス制御装置(2)と、該プロセス制御装置(2)に対して独立した保護ユニット(6)とを備えており、
前記プロセス制御装置(2)は、前記ガスタービンプラント(1)において動作に関係する複数のプロセスを少なくともトリガ及び/又は制御する複数の信号を形成し、
前記保護ユニット(6)はインタフェースを介してセンサユニットに接続されており、前記インタフェースを介して、前記センサユニットで検出された少なくとも1つの安全性に関する動作パラメータ(3a)を、直接に、すなわち、前記プロセス制御装置(2)を介さずに伝送可能であり、
前記安全性に関する動作パラメータ(3a)に対する少なくとも1つの第1の限界値が定められており、前記第1の限界値が上方超過された場合に前記保護ユニット(6)が前記ガスタービンプラント(1)を非常遮断する、装置において、
前記保護ユニット(6)から、安全性及び制御に関する動作パラメータ(3a’)を伝送するための信号線路が前記プロセス制御装置(2)へ接続されており、
前記保護ユニット(6)は、前記安全性に関する動作パラメータ(3a)を評価する論理回路を含んでおり、
前記論理回路は、前記ガスタービンプラント(1)の移行状態を識別可能であり、当該移行状態が識別された際に、前記第1の限界値をこれよりも高い第2の限界値へ引き上げ、当該第2の限界値が上方超過された場合に前記保護ユニット(6)が前記ガスタービンプラント(1)を非常遮断する
ことを特徴とする装置。
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