JP6792939B2

JP6792939B2 - タービン分析装置、タービン分析方法およびプログラム

Info

Publication number: JP6792939B2
Application number: JP2015211899A
Authority: JP
Inventors: 田中　徹; 徹田中; 彰久遠藤; 祐介筈井; 野村　真澄; 真澄野村
Original assignee: Mitsubishi Power Ltd
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2015-10-28
Filing date: 2015-10-28
Publication date: 2020-12-02
Anticipated expiration: 2035-10-28
Also published as: WO2017073554A1; US20180328290A1; CN108350752B; KR20180059875A; CN108350752A; JP2017082681A; US10883427B2; MX2018005094A; DE112016004953T5

Description

本発明は、タービン分析装置、タービン分析方法およびプログラムに関する。

特許文献１には、ガスタービン高温部品のローテーション計画において、高温部品の余寿命が次回予定運転期間に満たない場合に、自主点検タイミングの時期を変更することで、高温部品の廃却時における余寿命を最小化する技術が開示されている。

特開２００２−１９５０５６号公報

しかしながら、プラントの運転計画における負荷と実際にプラントにかかる負荷とが一致するとは限らない。例えば、プラントの運転計画では部分負荷での運転を計画した一方で、急な電力需要の増加により一時的にプラントをベースロードで運転させることがある。この場合、特許文献１に開示された技術によっては、定期点検のタイミングより前に高温部品が寿命に至る可能性がある。そのため、タービンの寿命を負荷に応じて適切に管理することが望まれている。
本発明の目的は、タービンの寿命を負荷に応じて適切に管理するタービン分析装置、タービン分析方法およびプログラムを提供することにある。

本発明の第１の態様によれば、タービン分析装置は、タービンの温度を含む前記タービンの状態量を取得する状態量取得部と、前記状態量に基づいて、前記タービンに係る温度履歴を示す第１のＬＭＰ値を算出する負荷特定部と、前記負荷特定部が算出した前記第１のＬＭＰ値と前記タービンの温度とに基づいて消費寿命を算出し、前記タービンの設計寿命から前記消費寿命を減算して前記タービンの余寿命を算出する余寿命算出部と、前記余寿命から算出された前記タービンの第２のＬＭＰ値に基づいて、前記タービンの負荷と、前記タービンを当該負荷で運転した場合の運転可能時間との関係を導出する負荷・時間算出部と、を備える。

本発明の第２の態様によれば、第１の態様に係るタービン分析装置における前記第１のＬＭＰ値は、前記タービンの温度と運転時間とから特定される、または温度とサイクル数との関係から特定される。

本発明の第３の態様によれば、第１または第２の態様に係るタービン分析装置は、前記タービンの運転を継続すべき時間を算出する時間特定部をさらに備え、前記負荷・時間算出部が、前記時間特定部が算出した時間の間、前記タービンの運転を継続することができる負荷を算出する。

本発明の第４の態様によれば、第３の態様に係るタービン分析装置は、前記タービンが所定の負荷で運転する場合に、所定の検査時期まで運転を継続できるか否かを判定する運転可否判定部をさらに備え、前記時間特定部が、現在から前記検査時期までの時間を前記タービンの運転を継続すべき時間として算出し、前記運転可否判定部が運転を継続できないと判定した場合に、前記負荷・時間算出部が、前記時間特定部が算出した時間の間、前記タービンの運転を継続することができる負荷を算出する。

本発明の第５の態様によれば、第３または第４の態様に係るタービン分析装置は、複数の前記タービンが発電すべき電力量を予測する発電電力量予測部と、前記負荷・時間算出部が算出した前記負荷と、前記発電電力量予測部が予測した電力量とに基づいて、前記複数のタービンの運転計画を生成する運転計画生成部とをさらに備える。

本発明の第６の態様によれば、第１または第２の態様に係るタービン分析装置は、前記タービンを運転させる負荷の入力を受け付ける負荷入力部をさらに備え、前記負荷・時間算出部が、入力された前記負荷による前記タービンの運転可能時間を算出する。

本発明の第７の態様によれば、タービン分析方法は、タービンの温度を含む前記タービンの状態量を取得するステップと、前記状態量に基づいて、前記タービンに係る温度履歴を示す第１のＬＭＰ値を算出するステップと、算出した前記第１のＬＭＰ値と前記タービンの温度とに基づいて消費寿命を算出するステップと、前記タービンの設計寿命から前記消費寿命を減算して前記タービンの余寿命を算出するステップと、前記余寿命から算出された前記タービンの第２のＬＭＰ値に基づいて、前記タービンの負荷と、前記タービンを当該負荷で運転した場合の運転可能時間との関係を導出するステップと、を有する。

本発明の第８の態様によれば、プログラムは、コンピュータを、タービンの温度を含む前記タービンの状態量を取得する状態量取得部、前記状態量に基づいて、前記タービンに係る温度履歴を示す第１のＬＭＰ値を算出する負荷特定部、前記負荷特定部が算出した前記第１のＬＭＰ値と前記タービンの温度とに基づいて消費寿命を算出し、前記タービンの設計寿命から前記消費寿命を減算して前記タービンの余寿命を算出する余寿命算出部、前記余寿命から算出された前記タービンの第２のＬＭＰ値に基づいて、前記タービンの負荷と、前記タービンを当該負荷で運転した場合の運転可能時間との関係を導出する負荷・時間算出部として機能させる。

上記態様のうち少なくとも１つの態様によれば、タービン分析装置は、タービンの負荷の履歴に基づいて、タービンの負荷と運転可能時間の関係を算出する。これにより、タービン分析装置は、タービンの寿命を負荷に応じて適切に管理することができる。

第１の実施形態に係る計画装置の構成を示す概略ブロック図である。第１の実施形態に係るタービン分析装置の収集周期ごとの動作を示すフローチャートである。第１の実施形態に係るタービン分析装置による運転計画の生成処理を示すフローチャートである。第２の実施形態に係るタービン分析装置の構成を示す概略ブロック図である。第２の実施形態に係るタービン分析装置による運転可能時間の提示処理を示すフローチャートである。第２の実施形態に係るタービン分析装置が出力する運転可能時間の提示画面の第１の例を示す図である。第２の実施形態に係るタービン分析装置が出力する運転可能時間の提示画面の第２の例を示す図である。少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。

《第１の実施形態》
以下、図面を参照しながら第１の実施形態について詳しく説明する。
図１は、第１の実施形態に係る計画装置の構成を示す概略ブロック図である。
第１の実施形態に係るタービン分析装置１は、複数のタービンの運転計画を生成する。第１の実施形態に係るタービンの運転計画は、各タービンの運転に係る負荷を示す情報である。
第１の実施形態に係るタービン分析装置１は、データ収集部１０１、ヒートバランス算出部１０２、負荷特定部１０３、余寿命記憶部１０４、余寿命算出部１０５、点検時期記憶部１０６、時間特定部１０７、運転可能時間算出部１０８、運転可否判定部１０９、負荷算出部１１０、発電電力量予測部１１１、運転計画生成部１１２、出力部１１３を備える。

データ収集部１０１は、顧客が所有する発電プラントからリアルタイムにタービンの運転データを収集する。具体的には、データ収集部１０１は、タービンに設けられたセンサから所定の収集周期（例えば、５分）ごとに、運転データを収集する。収集周期は、監視の即時性が失われない程度に短い周期である。運転データの例としては、流量、圧力、温度、振動、およびその他の状態量が挙げられる。データ収集部１０１は、タービンの状態量を取得する状態量取得部の一例である。

ヒートバランス算出部１０２は、データ収集部１０１が収集した運転データに基づいて、タービンのヒートバランスを算出する。ヒートバランスとは、タービンに取り付けられた各部品それぞれにおける温度、圧力、エンタルピ、流量、およびその他の状態量である。ヒートバランス算出部１０２は、運転データに基づくシミュレーションによりヒートバランスを算出する。ヒートバランス算出のためのシミュレーションの手法の例としては、ＦＥＭ（Finite Element Method）およびＣＦＤ（Computational Fluid Dynamics）が挙げられる。ヒートバランス算出部１０２は、タービンの状態量を取得する状態量取得部の一例である。

負荷特定部１０３は、ヒートバランス算出部１０２が算出したヒートバランスに基づいて、直近の収集周期における各部品の劣化量を示すＬＭＰ（Larson-Miller Parameter）値Ｌ_ｃを算出する。ＬＭＰ値Ｌ_ｃは、以下に示す式（１）により求められるパラメータである。

Ｔ_ｃは、部品の熱力学温度を示す。熱力学温度は、セルシウス温度に２７３．１５を加算した値と等価である。部品の温度は、ヒートバランス算出部１０２が算出したヒートバランスによって特定される。ｔ_ｃは、温度Ｔ_ｃでのタービンの運転時間を示す。つまり、時間ｔ_ｃは、データ収集部１０１による収集周期に等しい。Ｃは、部品の材料により定められる定数である。例えば部品の材料が低炭素鋼またはクロムモリブデン鋼である場合、定数Ｃは２０であってよい。また例えば部品の材料がステンレス鋼である場合、定数Ｃは１５であってよい。
このように、ＬＭＰ値は、部品の温度と運転時間とから特定されるパラメータである。つまり、ＬＭＰ値は、部品に掛かる温度履歴に関する温度履歴変数の一例である。ＬＭＰ値により、クリープ変形の程度を状態を表すことができる。また、ＬＭＰ値は、部品に掛かる負荷の履歴の一例である。

余寿命記憶部１０４は、タービンの各部品の余寿命を記憶する。余寿命記憶部１０４が記憶する部品の余寿命は、タービンが定格温度で運転する場合にその部品が寿命に至るまでの時間によって表される。余寿命記憶部１０４は、部品の余寿命の初期値として、その部品の設計寿命を記憶する。
余寿命算出部１０５は、負荷特定部１０３が算出したＬＭＰ値と、余寿命記憶部１０４が記憶する部品の余寿命および定格温度とに基づいて、タービンの各部品の余寿命を算出する。
具体的には、余寿命算出部１０５は、以下の式（２）に、負荷特定部１０３が算出したＬＭＰ値Ｌ_ｃと定格温度Ｔ_ｓとを代入することで、定格温度での運転に換算した消費寿命ｔ_ｓを算出する。そして、余寿命算出部１０５は、算出された消費寿命を余寿命記憶部１０４が記憶する余寿命から減算することで、余寿命を算出する。

点検時期記憶部１０６は、タービンの点検時期を記憶する。
時間特定部１０７は、点検時期記憶部が記憶する点検時期に基づいて、現在から点検時期までの時間を特定する。現在から点検時期までの時間は、タービンの運転を継続べき時間の一例である。

運転可能時間算出部１０８は、余寿命記憶部１０４が記憶する余寿命に基づいて、現在の運転計画に従った運転での、タービンの運転可能時間を算出する。運転可能時間算出部１０８は、タービンの負荷とタービンを当該負荷で運転した場合の運転可能時間との関係を算出する負荷・時間算出部の一例である。具体的には運転可能時間算出部１０８は、以下に示す式（３）に、余寿命記憶部１０４が記憶する余寿命ｔ_ｌと定格温度Ｔ_ｓとを代入することで各部品のＬＭＰ値Ｌ_ｌを算出する。

次に、運転可能時間算出部１０８は、以下に示す式（４）に、算出したＬＭＰ値Ｌ_ｌと運転計画が示す負荷に対応する温度Ｔ_ｐとを代入することで、運転可能時間ｔ_ｐを算出する。

運転可否判定部１０９は、運転可能時間算出部１０８が算出した運転可能時間と、時間特定部１０７が特定した時間とに基づいて、タービンが運転計画が示す負荷での運転を、時間特定部１０７が特定した時間の間、継続することができるか否かを判定する。

負荷算出部１１０は、余寿命記憶部１０４が記憶する余寿命に基づいて、時間特定部１０７が特定した時間までタービンの運転が可能となる負荷を算出する。負荷算出部１１０は、タービンの負荷とタービンを当該負荷で運転した場合の運転可能時間との関係を算出する負荷・時間算出部の一例である。具体的には負荷算出部１１０は、上記式（３）により算出されたＬＭＰ値Ｌ_ｌと、時間特定部１０７が特定した時間ｔ_ｉとを、以下に示す式（５）に代入することで、温度Ｔ_ｉを算出する。次に負荷算出部１１０は、算出した温度Ｔ_ｉに基づいてタービンの運転負荷を特定する。

発電電力量予測部１１１は、ネットワークを介して市場電力需要情報を取得し、管理対象の発電プラントが全体として発電すべき電力量を予測する。
運転計画生成部１１２は、負荷算出部１１０が算出した負荷および発電電力量予測部１１１の予測結果に基づいて、タービンの負荷を示す運転計画を生成する。具体的には、運転計画生成部１１２は、運転可否判定部１０９によって、現在の運転計画が示す負荷での運転を継続することができないと判定されたタービンの点検時期までの運転計画を、負荷算出部１１０が算出した負荷での運転に決定する。そして、運転計画生成部１１２は、発電電力量予測部１１１が予測した発電電力量を満たすように、運転可否判定部１０９によって現在の運転計画が示す負荷での運転を継続することができると判定されたタービンの運転計画を生成する。
出力部１１３は、運転計画生成部１１２が生成した運転計画を出力する。運転計画の出力形式の例としては、ディスプレイへの表示、記憶媒体への記録、およびシートへの印刷が挙げられる。

ここで、本実施形態に係るタービン分析装置１の動作について説明する。
図２は、第１の実施形態に係るタービン分析装置の収集周期ごとの動作を示すフローチャートである。
タービン分析装置１は、収集周期ごとに、以下に示す処理を実行する。
まずデータ収集部１０１は、タービンに設けられたセンサからタービンの運転データを収集する（ステップＳ１）。次に、ヒートバランス算出部１０２は、収集された運転データを入力としてタービンのヒートバランスを算出する（ステップＳ２）。

次に、タービン分析装置１は、タービンに組み込まれた部品を１つずつ選択し、選択された部品について、それぞれ以下に示すステップＳ４からステップＳ６の処理を実行する（ステップＳ３）。
まず、負荷特定部１０３は、ヒートバランス算出部１０２が算出したヒートバランスを用いて、選択された部品の負荷の履歴を示すＬＭＰ値を算出する（ステップＳ４）。次に、余寿命算出部１０５は、負荷特定部１０３が算出したＬＭＰ値に基づいて、定格温度での運転に換算した消費寿命を算出する（ステップＳ５）。次に、余寿命算出部１０５は、余寿命記憶部１０４が記憶する余寿命から、算出された消費寿命を減算する（ステップＳ６）。これにより、余寿命算出部１０５は、余寿命記憶部１０４が記憶する余寿命を更新する。

タービン分析装置１は、上記ステップＳ１からステップＳ６の処理を収集周期ごとに実行することで、余寿命記憶部１０４が記憶する各部品の余寿命を最新の状態に保つことができる。

ここで、本実施形態に係るタービン分析装置１による運転計画の見直し処理について説明する。タービン分析装置１は、利用者が指定するタイミングで、または定期的に、各発電プラントの運転計画の見直しを行う。つまり、タービン分析装置１は、現在使用されている運転計画に従ってタービンを運転させることでタービンの部品が点検時期までに寿命に至ることが予測される場合に、全てのタービンの部品が点検時期までに寿命に至らないように、運転計画を変更する。

図３は、第１の実施形態に係るタービン分析装置による運転計画の生成処理を示すフローチャートである。
タービン分析装置１は、運転計画の見直し処理を開始すると、運転計画の見直しの対象となるタービンを１つずつ選択し、選択されたタービンについて、以下に示すステップＳ１０２からステップＳ１０６の処理を実行する（ステップＳ１０１）。
まず、運転可能時間算出部１０８は、選択されたタービンに組み込まれた各部品に関連付けられた余寿命を余寿命記憶部１０４から読み出す（ステップＳ１０２）。次に、運転可能時間算出部１０８は、各部品について、現在の運転計画に従った運転での運転可能時間を算出する（ステップＳ１０３）。次に、時間特定部１０７は、選択されたタービンに関連付けられた点検時期を、点検時期記憶部１０６から読み出し、現在から点検時期までの時間を特定する（ステップＳ１０４）。次に、運転可否判定部１０９は、運転可能時間算出部１０８が算出した各部品の運転可能時間のうち最も短いものと、時間特定部１０７が特定した時間とを比較し、次回の点検時期まで現在の運転計画に従った運転ができるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。

運転可否判定部１０９が、選択されたタービンについて、次回の点検時期まで現在の運転計画に従った運転ができると判定した場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、タービン分析装置１は、ステップＳ１０１に戻り、次のタービンを選択する。他方、運転可否判定部１０９が、選択されたタービンについて、次回の点検時期まで現在の運転計画に従った運転ができないと判定した場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、負荷算出部１１０は、各部品について、時間特定部１０７が特定した時間の間、選択されたタービンを運転することができる最大の負荷を算出する（ステップＳ１０６）。

タービン分析装置１が、すべてのタービンについて、ステップＳ１０２からステップＳ１０６の処理を実行すると、運転計画生成部１１２は、全てのタービンについて、次回の点検時期まで現在の運転計画に従った運転ができるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。つまり、運転計画生成部１１２は、ステップＳ１０５における運転可否判定部１０９による判定結果がすべてＹＥＳであるか否かを判定する。全てのタービンについて、次回の点検時期まで現在の運転計画に従った運転ができる場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、運転計画を変更する必要がないため、タービン分析装置１は、新たな運転計画を生成せずに処理を終了する。

他方、次回の点検時期まで現在の運転計画に従った運転ができないタービンが存在する場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、運転計画生成部１１２は、運転計画に従った運転ができないタービンについて、点検期間までの間、負荷算出部１１０が算出した負荷で運転させる運転計画を生成する（ステップＳ１０８）。発電電力量予測部１１１は、ネットワークを介して市場電力需要情報を取得し、管理対象の発電プラントが発電すべき電力量を予測する（ステップＳ１０９）。次に、運転計画生成部１１２は、予測した電力量を満たすように、点検対象のタービンの運転計画を生成する（ステップＳ１１０）。具体的には、運転計画生成部１１２は、発電電力量予測部１１１が予測した発電電力量を満たすように、ステップＳ１０５で運転計画に従った運転ができると判定されたタービンの発電電力量分担を算出する。
そして、出力部１１３は、運転計画生成部１１２が生成した運転計画を出力する（ステップＳ１１１）。

このように、本実施形態に係るタービン分析装置１は、タービンの負荷の履歴とタービンの設計寿命とに基づいて、タービンの負荷と、タービンを当該負荷で運転した場合の運転可能時間との関係を算出する。具体的には、運転可能時間算出部１０８は、現在の運転計画が示す負荷によるタービンの運転可能時間を算出する。また負荷算出部１１０は、時間特定部１０７が特定した時間の間、タービンの運転を継続することができる負荷を算出する。
これにより、タービン分析装置１は、タービンの寿命を負荷に応じて適切に管理することができる。

また、本実施形態に係るタービン分析装置１は、タービンが現在の運転計画が示す負荷で検査時期まで運転を継続できない場合に、検査時期までの間、タービンの運転を継続することができる負荷を算出する。これにより、タービン分析装置１は、点検時期より前に高温部品が寿命に至る可能性がある場合に、点検時期より前に部品が寿命に至らないように運転計画を変更することができる。

また、本実施形態に係るタービン分析装置１は、複数のタービンが発電すべき電力量の予測に基づいて、複数のタービンの運転計画を生成する。これにより、タービン分析装置１は、一部のタービンの運転計画が寿命に至らないように変更されたとしても、全体の発電電力量が予測される電力量を満足するように、残りのタービンの運転計画を変更することができる。

《第２の実施形態》
以下、図面を参照しながら第２の実施形態について詳しく説明する。
第１の実施形態では、タービン分析装置１が各タービンの運転負荷を決定する。これに対し、第２の実施形態では、タービンの所有者が各タービンの運転負荷を設定する。第２の実施形態に係るタービン分析装置１は、所有者によって入力された運転負荷でのタービンの運転可能時間を算出し、提示する。

図４は、第２の実施形態に係るタービン分析装置の構成を示す概略ブロック図である。
第２の実施形態に係るタービン分析装置１は、第１の実施形態の構成のうち、点検時期記憶部１０６、時間特定部１０７、運転可否判定部１０９、負荷算出部１１０、発電電力量予測部１１１、および運転計画生成部１１２を備えない。他方、第２の実施形態に係るタービン分析装置１は、第１の実施形態の構成に加え、さらに負荷入力部１１４を備える。

負荷入力部１１４は、所有者からタービンの運転負荷の入力を受け付ける。
運転可能時間算出部１０８は、余寿命記憶部１０４が記憶する余寿命に基づいて、負荷入力部１１４に入力された運転負荷でタービンを運転する場合の運転可能時間を算出する。
出力部１１３は、運転可能時間算出部１０８が算出した運転可能時間を出力する。

図５は、第２の実施形態に係るタービン分析装置による運転可能時間の提示処理を示すフローチャートである。
図６は、第２の実施形態に係るタービン分析装置が出力する運転可能時間の提示画面の第１の例を示す図である。
タービン分析装置１は、タービンの所有者から運転可能時間の提示の要求を受け付けると、運転可能時間の提示処理を開始する。運転可能時間算出部１０８は、運転可能時間の提示対象のタービンの余寿命を余寿命記憶部１０４から読み出す（ステップＳ２０１）。次に、出力部１１３は、初期画面として、図６に示すように、運転可能時間算出部１０８が読み出した余寿命に基づいて、負荷１００％のときの運転可能時間を提示する提示画面Ｄ１をディスプレイに出力する（ステップＳ２０２）。提示画面Ｄ１は、運転可能時間バーＤ１１０と負荷バーＤ１２０とを含む画面である。運転可能時間バーＤ１１０は、その長さによって運転可能時間を示すインジケータである。タービンの運転可能時間が長いほど、運転可能時間バーＤ１１０の長さが長くなる。他方、タービンの運転可能時間が短いほど、運転可能時間バーＤ１１０の長さが短くなる。負荷バーＤ１２０は、タービンの運転負荷の入力を受け付けるスライダーである。負荷バーＤ１２０は、ハンドルＤ１２１とトラックＤ１２２とを含む。ハンドルＤ１２１は、トラックＤ１２２上でドラッグアンドドロップされることにより、任意の負荷を選択することができる。トラックＤ１２２は、ハンドルＤ１２１の可動範囲を表す。

負荷入力部１１４は、所有者から負荷バーＤ１２０のハンドルＤ１２１の操作を受け付けることで、負荷の入力を受け付ける（ステップＳ２０３）。次に、運転可能時間算出部１０８は、ステップＳ２０１で読み出した余寿命に基づいて、負荷入力部１１４に入力された負荷でタービンを運転させる場合の運転可能時間を算出する（ステップＳ２０４）。具体的には、上述した式（３）に、ステップＳ２０１で読み出された余寿命ｔ_ｌと定格温度Ｔ_ｓとを代入することでＬＭＰ値Ｌ_ｌを算出し、上述した式（４）に、算出されたＬＭＰ値Ｌ_ｌと負荷入力部１１４に入力された負荷に対応する温度Ｔ_ｐとを代入することで、運転可能時間ｔ_ｐを算出する。

図７は、第２の実施形態に係るタービン分析装置が出力する運転可能時間の提示画面の第２の例を示す図である。
次に、出力部１１３は、図７に示すように、運転可能時間算出部１０８が算出した運転可能時間を提示する提示画面Ｄ１をディスプレイに出力する（ステップＳ２０５）。図７に示すように、負荷入力部１１４に１００％未満の運転負荷が入力されると、運転可能時間バーＤ１１０の長さは、ステップＳ２０２で提示されたものより長くなる。このとき、運転可能時間バーＤ１１０は、ステップＳ２０２で提示された運転可能時間からの増加分を、異なる態様（例えば、色、模様など）で表示される。例えば、図６に示すように負荷１００％での運転可能時間が１２０００ＥＯＨ（等価運転時間：Equivalent Operating Hours）であり、図７に示すように負荷８０％での運転可能時間が１４０００ＥＯＨである場合、運転可能時間バーＤ１１０のうち増加分である２０００ＥＯＨ相当が、異なる態様で表示される。これにより、所有者は、負荷の変更による運転可能時間の増加量を知ることができる。

次に、負荷入力部１１４は、利用者から更に運転負荷の入力があるか否かを判定する（ステップＳ２０６）。負荷入力部１１４に運転負荷が入力された場合（ステップＳ２０６：ＹＥＳ）、タービン分析装置１は、ステップＳ２０４に処理を戻し、運転可能時間を再計算する。他方、負荷入力部１１４に運転負荷が入力されない場合（ステップＳ２０６：ＮＯ）、タービン分析装置１は、処理を終了する。

このように、本実施形態に係るタービン分析装置１は、タービンの負荷の入力を受け付け、タービンを当該負荷で運転した場合の運転可能時間を算出する。これにより、タービン分析装置１は、所有者にタービンの負荷を変更した場合の運転可能時間を提示することができる。

以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、上述した実施形態では、タービン分析装置１がタービンに掛かる温度履歴を示す温度履歴変数であるＬＭＰを用いることで、クリープ変形により部品が寿命に至るか否かを判定するが、これに限られない。例えば、他の実施形態では、他の温度履歴変数を用いて部品が寿命に至るか否かを判定しても良い。例えば、他の実施形態に係るタービン分析装置１は、温度とサイクル数との関係を示す温度履歴変数を用いることで、低サイクル疲労により部品が寿命に至るか否かを判定してもよい。また他の実施形態に係るタービン分析装置１は、複数の温度履歴変数を用いて、クリープ変形および低サイクル疲労など、複数の劣化事由に基づいてパーツが寿命に至るか否かを判定してもよい。
また他の実施形態に係るタービン分析装置１は、タービンの入口温度（Ｔ１Ｔ）、負荷率、発電量、またはその他の状態量によって特定される負荷の履歴を用いて消費寿命を算出しても良い。

また上述した実施形態では、タービン分析装置１がタービンを構成する各部品についての余寿命に基づいて、タービン全体の運転可能時間を算出するが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係るタービン分析装置１は、部品ごとの余寿命の算出を行わずに、タービン全体の設計寿命に基づいて直接的にタービン全体の余寿命を算出してもよい。

また上述した実施形態では、負荷特定部１０３がヒートバランス算出部１０２が算出したヒートバランスに基づいて計算を行うが、これに限られない。例えば、他の実施形態では、負荷特定部１０３が、データ収集部１０１が収集した運転データに基づいて計算を行ってもよい。この場合、タービン分析装置１は、ヒートバランス算出部１０２を備えなくてもよい。

図８は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、インタフェース９０４を備える。
上述のタービン分析装置１は、コンピュータ９００に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置９０３に記憶されている。ＣＰＵ９０１は、プログラムを補助記憶装置９０３から読み出して主記憶装置９０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域を主記憶装置９０２に確保する。

なお、少なくとも１つの実施形態において、補助記憶装置９０３は、一時的でない有形の媒体の一例である。一時的でない有形の媒体の他の例としては、インタフェース９０４を介して接続される磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等が挙げられる。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムを主記憶装置９０２に展開し、上記処理を実行しても良い。

また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、当該プログラムは、前述した機能を補助記憶装置９０３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

１タービン分析装置
１０１データ収集部
１０２ヒートバランス算出部
１０３負荷特定部
１０４余寿命記憶部
１０５余寿命算出部
１０６点検時期記憶部
１０７時間特定部
１０８運転可能時間算出部
１０９運転可否判定部
１１０負荷算出部
１１１発電電力量予測部
１１２運転計画生成部
１１３出力部
１１４負荷入力部
９００コンピュータ
９０１ＣＰＵ
９０２主記憶装置
９０３補助記憶装置
９０４インタフェース

Claims

タービンの温度を含む前記タービンの状態量を取得する状態量取得部と、
前記状態量に基づいて、前記タービンに係る温度履歴を示す第１のＬＭＰ値を算出する負荷特定部と、
前記負荷特定部が算出した前記第１のＬＭＰ値と前記タービンの温度とに基づいて消費寿命を算出し、前記タービンの設計寿命から前記消費寿命を減算して前記タービンの余寿命を算出する余寿命算出部と、
前記余寿命から算出された前記タービンの第２のＬＭＰ値に基づいて、前記タービンの負荷と、前記タービンを当該負荷で運転した場合の運転可能時間との関係を導出する負荷・時間算出部と、
を備えるタービン分析装置。
前記第１のＬＭＰ値は、前記タービンの温度と運転時間とから特定される、または温度とサイクル数との関係から特定される
請求項１に記載のタービン分析装置。
前記タービンの運転を継続すべき時間を算出する時間特定部をさらに備え、
前記負荷・時間算出部が、前記時間特定部が算出した時間の間、前記タービンの運転を継続することができる負荷を算出する
請求項１または請求項２に記載のタービン分析装置。
前記タービンが所定の負荷で運転する場合に、所定の検査時期まで運転を継続できるか否かを判定する運転可否判定部をさらに備え、
前記時間特定部が、現在から前記検査時期までの時間を前記タービンの運転を継続すべき時間として算出し、
前記運転可否判定部が運転を継続できないと判定した場合に、前記負荷・時間算出部が、前記時間特定部が算出した時間の間、前記タービンの運転を継続することができる負荷を算出する
請求項３に記載のタービン分析装置。
複数の前記タービンが発電すべき電力量を予測する発電電力量予測部と、
前記負荷・時間算出部が算出した前記負荷と、前記発電電力量予測部が予測した電力量とに基づいて、前記複数のタービンの運転計画を生成する運転計画生成部と
をさらに備える請求項３または請求項４に記載のタービン分析装置。
前記タービンを運転させる負荷の入力を受け付ける負荷入力部をさらに備え、
前記負荷・時間算出部が、入力された前記負荷による前記タービンの運転可能時間を算出する
請求項１または請求項２に記載のタービン分析装置。
タービンの温度を含む前記タービンの状態量を取得するステップと、
前記状態量に基づいて、前記タービンに係る温度履歴を示す第１のＬＭＰ値を算出するステップと、
算出した前記第１のＬＭＰ値と前記タービンの温度とに基づいて消費寿命を算出するステップと、
前記タービンの設計寿命から前記消費寿命を減算して前記タービンの余寿命を算出するステップと、
前記余寿命から算出された前記タービンの第２のＬＭＰ値に基づいて、前記タービンの負荷と、前記タービンを当該負荷で運転した場合の運転可能時間との関係を導出するステップと、
を有するタービン分析方法。
コンピュータを、
タービンの温度を含む前記タービンの状態量を取得する状態量取得部、
前記状態量に基づいて、前記タービンに係る温度履歴を示す第１のＬＭＰ値を算出する負荷特定部、
前記負荷特定部が算出した前記第１のＬＭＰ値と前記タービンの温度とに基づいて消費寿命を算出し、前記タービンの設計寿命から前記消費寿命を減算して前記タービンの余寿命を算出する余寿命算出部、
前記余寿命から算出された前記タービンの第２のＬＭＰ値に基づいて、前記タービンの負荷と、前記タービンを当該負荷で運転した場合の運転可能時間との関係を導出する負荷・時間算出部
として機能させるためのプログラム。