JPH09506945A - 始動過程中のタービンの作動状態を表示する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 始動過程中のタービン（２）の作動状態を表示するための方法において、本発明によれぼ、タービン回転数（ｎ）の時間的経過（ＡＶ）が、タービン特有の特性量（ｍ、ｗ、ｂ）および作動上重要なパラメータ（ｋZ、ｋT、ｋP）から求められる参照経過（ＲＶ）とならんで模擬され、その際に参照経過（ＲＶ）として、タービン特有の特性量（ｍ、ｗ、ｂ）から導き出され作動上重要なパラメータ（ｋZ、ｋT、ｋP）を用いて複数個の記憶された始動特性曲線（Ａn）から求められる始動特性曲線（Ａn）が決定される。

Description

【発明の詳細な説明】 始動過程中のタービンの作動状態を表示する方法および装置 本発明は、始動過程中のタービンの作動状態を表示する方法に関する。さらに 本発明はこの方法を実施例する装置に関する。 タービン、たとえば蒸気タービンの停止状態から無負荷運転または作動回転数 までの始動過程は一般にさまざまな回転数上昇および待ち時間から成っている。 その際に作動回転数に到達するまでの時間的な回転数上昇は特にタービン特有の 特性量およびタービンの熱的状態に関係する。 これまで一般に行われていた方法によれば、始動過程は、タービンメーカーに より予め定められた回転数上昇および待ち時間がオペレータによりクロノロジッ クに監視されることによって、手動で設定される。しかしながらその際に、たと えば予め定められた待ち時間が短縮または延長され、またそれによってタービン が不必要な負荷に曝され、または始動過程が不必要に長くされるという危険が存 在する。 本発明の課題は、始動過程中にタービンの作動状態の適当な表示を可能にする 方法を提供することにある。これは簡単な手段を有する適当な装置により達成さ れるべきである。 方法に関するこの課題は、本発明によれば、タービン回転数の時間的経過が、 タービン特有の特性量および作動上重要なパラメータから求められる参照経過と ならんで模擬され、その際に参照経過として、タービン特有の特性量から導き出 され作動上重要なパラメータを用いて複数個の記憶された始動特性曲線から求め られる始動特性曲線が求められることにより解決される。 その際参照経過はタービン回転数の時間的変化とタービン特有の特性量および 測定値から導き出された作動上重要なパラメータとの機能的関係を示す。 各始動特性曲線がタービンの停止時間に対する値およびタービン温度に対する 値により特徴付けられていると好適である。従って、作動上重要なパラメータと してタービン温度およびタービンの停止時間が検出されると有利である。その際 に停止時間は、タービンの停止以後または近似的停止以後に経過した時間が検出 されることによって、タービン回転数から導き出される。 参照経過として始動特性曲線を求めるための別の手段として、プロセスまたは プラントにより条件付けられるパラメータが手動で、または論理回路により予め 与えられる。それによりタービンにより駆動される設備、たとえば空気圧縮機の 臨界値の超過が確実に避けられる。 タービンの各始動過程をいつでも後から知り得るように、タービン回転数の模 擬された時間的経過が同時に記憶されると好適である。その際に記憶過程は始動 信号とタービンの無負荷または作動回転数の到達の際に発せられる停止信号との 間に位置する。 装置に関する課題は、本発明によれば、タービン特有の特性量および作動上重 要なパラメータから求められたタービン回転数の時間的参照経過を発生するため の第１のメモリならびにタービン回転数の現在の時間的経過を発生するための第 ２のメモリと接続されている指示装置により解決される。 有利な実施態様によれば、タービン特有の特性量を特徴付ける複数個の始動特 性曲線に対するメモリが設けられ、始動特性曲線のいずれも特定の停止時間およ び特定のタービン温度に対する識別を有する。 本発明の実施例を図面により一層詳細に説明する。図面はタービンの始動過程 を表示するための装置の概要を示す。 図面には機械６、たとえば発電機または空気圧縮機を介して駆動される軸４上 のタービン２が示されている。そのためにタービン２に弁８を経て作動媒体ＡＭ が供給され、この作動媒体はタービン内で完全にまたは部分的に膨張させられ、 またその際にタービン２を駆動する。作動媒体ＡＭは排出管１０を経てタービン ２から流れ出る。タービン２は蒸気またはガスタービンである。 タービン２の作動上重要なパラメータを検出するため、タービン回転数ｎを測 定するための第１のセンサ１２およびタービン温度Ｔを測定するための第２のセ ンサ１４が設けられている。センサ１２および１４からそれぞれ信号線１６、１ ８が出ており、それらを経てタービン回転数ｎおよびタービン温度Ｔに相応する 信号が破線で示されている測定値前処理および処理のための装置２０に供給され る。温度Ｔはタービンハウジング内で測定されると好適である。 装置２０は信号線１６に接続されている変換器２２および信号線１８に接続さ れている変換器２４を含んでいる。変換器２２でタービン回転数の限界値監視に よりタービンの回転状態に対して特徴的な信号ｋSが形成される。この信号は、 タービン２が停止状態または近似的に停止状態にあるかどうかを指示する。信号 ｋSは変換器２２の後置に接続されている時間モジュール２６に伝達される。信 号ｋSの到来の際に時間モジュール２６が始動される。これは信号ｋSから、第１ の計算ユニット２８に停止状態信号ｋSの到来以後に経過した時間に関する情報 を与える時間ファクタｋZを形成する。 時間単位あたり数回転の低い回転数におけるタービン停止状態は測定技術的に 不正確にしか求められないので、追加的に帰還報知信号ｓの形態で操作弁８の急 速閉止弁の位置に関する質問が行われる。操作弁８が閉じられているならば、計 算ユニット２８への相応の帰還報知ｓが行われる。同時に変換器２２によりター ビン回転数ｎが限界値を下廻ったことが確認され、また信号ｋSが発生されるな らば、時間ファクタｋZによりタービン回転数ｎが零に等しい停止状態時間の開 始が決定される。 たとえば特性曲線による変換器２４でのタービン２の温度Ｔの測定から、ター ビン２の熱的状態を示す温度ファクタｋTが形成される。温度ファクタｋTは計算 ユニット２８に伝達される。こうしてタービン温度Ｔの可能な範囲に相応する温 度ファクタｋTの範囲はたとえばｋ_T＝０．１とｋ_T＝１との間に位置する。 他のプロセスに閏係するパラメータまたはプロセス規準、たとえばタービン２ により駆動される機械６の臨界的な値または重要な限界値を考慮に入れるため、 計算ユニット２８に操作要素３０を介してプロセス規準から導き出された設定可 能なプロセスファクタｋPが供給される。 計算ユニット２８はファクタｋT、ｋZおよびｋPならびにメモリ３２に記憶さ れているタービン特有の特性量からタービン２の始動過程に対する参照経過ＲＶ を求める。そのためにメモリ３２は複数個の始動特性曲線Ａnを含んでおり、ど の始動特性曲線Ａnも停止時間ｔnおよびタービン温度Ｔnに対する標識を付され ている。時間に関係する目標または参照回転数経過を有するいくつかの典型 的な始動特性曲線Ａnがダイアグラム３３に示されている。各始動特性曲線Ａnに たとえば回転数上昇勾配ｍ、待ち時間ｗおよび特に急速に通り抜けられなければ ならない臨界的回転数範囲ｂのようなタービン特有の特性量が対応付けられてい る。 計算ユニット２８で求められたファクタｋZおよびｋTが２つの隣接する始動特 性曲線Ａ_n-1およびＡnと直接に対応付けるべきでないならば、より長い待ち時間 ｗおよび／またはより平らな回転数上昇勾配ｍを有する始動特性曲線Ａnが参照 符号経過ＲＶとして求められると好適である。同じくプロセスファクタｋPによ り、タービン２により駆動される機械６がタービン２にくらべて長い待ち時間ｗ または平らな回転数上昇勾配ｍを必要とする場合が顧慮される。この場合にも、 タービン２のみを顧慮する始動特性曲線Ａ_n-1に比較してすぐ次に平らな始動特 性曲線が求められる。それによりタービン２および／または機械６の不必要な負 荷が避けられる。 ファクタｋT、ｋZおよびｋPにより求められる参照経過ＲＶは信号線３４を経 て指示装買３６に伝達され、またそこで座標領域３８に表示される。その際に横 軸はｔを付されている時間軸を形成し、また縦軸はｎを付されている回転数軸を 形成する。 タービン２が停止状態から起動されると、信号ｋsおよび回転数ｎにより変換 器３９で始動信号ｋaが発生される。この信号は第２の計算ユニット４０に伝達 される。信号ｋ_sの質問の代わりに（図示されていない）タービン調節器からの 信号も始動信号ｋaを形成するために利用され得る。始動信号ｋaにより計算ユニ ット４０でタービン２の始動過程中のタービン回転数ｎの時間的経過の開始時点 ｔ＝０が求められる。この開始時点ｔ＝０以降、タービン回転数ｎの時間的経過 が計算ユニット４０にタービン２の始動過程中に記憶される。同時に回転数ｎの 瞬時実際値が計算ユニット４０から信号線４２を経て指示装置３６に伝達される 。そこで瞬時実際値Ｉまでの現在の時間的経過ＡＶが表示される。オペレータに 迅速な展望を可能にするため、瞬時実際値Ｉおよび等しい時点で与えられている 参照経過ＲＶの目標値Ｓが棒グラフ４４に表示される。変換器３９での回転数ｎ の限界値質問によりタービン２の無負荷または作動回転数の到達が認められる と、変換器３９から停止信号ｋbが計算ユニット４０に伝達される。次いで記憶 過程が終了される。 指示装置３６を介して計算ユニット２８および４０のメモリ内容が曲線形態Ｒ Ｖ、ＡＶで呼び出し可能である。こうしていつでもタービン２の任意の始動過程 が参照経過ＲＶおよび現在の時間的経過ＡＶの表示により呼び出され得る。こう して現在の始動過程の間にもその後のチェックの際にもタービン２の始動過程中 の実際の回転数経過と参照経過ＲＶとの間の直接的な比較が可能となる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．始動過程申のタービン（２）の作動状態を表示するための方法において、タ ービン回転数（ｎ）の時間的経過（ＡＶ）が、タービン特有の特性量（ｍ、ｗ、 ｂ）および作動上重要なパラメータ（ｋZ、ｋT、ｋP）から求められる参照経過 （ＲＶ）とならんで模擬され、その際に参照経過（ＲＶ）として、タービン特有 の特性量（ｍ、ｗ、ｂ）から導き出され作動上重要なパラメータ（ｋZ、ｋT、ｋ P）を用いて複数個の記憶された始動特性曲線（Ａn）から求められる始動特性曲 線（Ａn）が決定されることを特徴とする始動過程中のタービンの作動状態を表 示する方法。 ２．作動上重要なパラメータ（ｋZ、ｋT）としてタービン（２）のタービン温度 （Ｔ）および停止時間（ｋZ）が求められ、その際に停止時間（ｋZ）がタービン 回転数（ｎ）から導き出されることを特徴とする請求項１記載の方法。 ３．タービン回転数（ｎ）の模擬された時間的経過（ＡＶ）が同時に記憶され、 その際に記憶過程が開始信号（ｋa）により開始され、またタービン（２）の作 動回転数の到達の際に発せられる停止信号（ｋb）により終了させられることを 特徴とする請求項１または２記載の方法。 ４．タービン特有の特性量（ｍ、ｗ、ｂ）および作動上重要なパラメータ（ｋZ 、ｋT、ｋP）から求められたタービン回転数（ｎ）の時間的参照経過（ＲＶ）を 発生するための第１の計算ユニット（２８）ならびにタービン回転数（ｎ）の現 在の時間的経過（ＡＶ）を発生するための第２の計算ユニット（４０）と接続さ れている指示装置（３６）を含んでおり、その際にタービン特有の特性量（ｍ、 ｗ、ｂ）を特徴付ける複数個の始動特性曲線（Ａn）に対するメモリ（３２）が 設けられ、始動特性曲線（Ａn）のいずれも特定の停止時間（ｔn）および特定の タービン温度（Ｔn）に対する識別（ｔn、Ｔn）を有することを特徴とする請求 項１ないし３の１つによる方法を実施する装置。