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JP7655873B2 - Equipment Deterioration Monitoring System - Google Patents
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Description

本発明は、データリコンシリエーション技術を用いた設備劣化監視システムに関する。 The present invention relates to a facility deterioration monitoring system using a data reconciliation technique.

発電プラントで用いられるプラント設備・計器は、時間経過とともに劣化する。例えば、弁シートリークが発生したり、熱交換器の伝熱性能が伝熱管汚れによって低下したり、流量計のフローノズル表面への錆の付着によって流量計の指示値がドリフトする等の劣化が発生する。このようなプラント設備・機器の劣化は、火力・原子力発電の発電効率を低下させる要因となる。 The equipment and instruments used in power plants deteriorate over time. For example, valve seat leaks can occur, the heat transfer performance of a heat exchanger can decrease due to fouling of the heat transfer tubes, and rust can build up on the surface of a flow meter's flow nozzle, causing the flow meter's reading to drift. Such deterioration of plant equipment and devices can reduce the power generation efficiency of thermal and nuclear power plants.

運転中に発電効率の低下が起こった際、その要因であるプラント設備・計器の劣化が蒸気リークなのか、機器の劣化なのか、計器ドリフトなのかを、プラント運転中のパラメータから特定する必要がある。これにより発電効率の低下の要因を特定し、適切な保全を行うことが、火力・原子力発電における発電効率を高く維持するために重要である。 When a decrease in power generation efficiency occurs during operation, it is necessary to determine from parameters during plant operation whether the cause is deterioration of the plant facilities and instruments due to a steam leak, deterioration of the equipment, or instrument drift. Identifying the cause of the decrease in power generation efficiency and carrying out appropriate maintenance is important for maintaining high power generation efficiency in thermal and nuclear power plants.

このため、従来から、プラント設備・計器の劣化要因を特定する技術が種々考案されている。例えば、特許文献1には、独自の真値推定モデルを用いて、プラントの各検出器信号の実測値に基づき真値を推定する。そして、各推定真値を精度に関するデータから総合評価する推定真値統合手段と、系として整合性の取れる推定真値を算出する整合性向上手段であるデータリコンシリエーション技術を用いて、最も確からしい推定真値を求めることにより、計器の推定ドリフト量を算出して、性能低下要因を特定することが可能となること、また、機器の経年変化・性能劣化の評価を行うことが示されている。 For this reason, various techniques have been devised to identify the causes of deterioration of plant equipment and instruments. For example, in Patent Document 1, a unique true value estimation model is used to estimate true values based on the actual measured values of each detector signal of the plant. Then, by using an estimated true value integration means that performs a comprehensive evaluation of each estimated true value from data related to accuracy, and a data reconciliation technique that is a consistency improvement means that calculates an estimated true value that is consistent as a system, the most likely estimated true value is found, and an estimated drift amount of the instrument can be calculated to identify the causes of performance deterioration, and it is also shown that aging and performance deterioration of the equipment can be evaluated.

データリコンシリエーション技術を用いることで、プラント運転中の計測データのみを用いてプラント設備・計器の劣化を推定する場合に比べ、より効率的で、信頼性の高い分析が可能となる。これにより、プラント設備・計器の適正な監視、メンテナンス等が可能となり、プラントの発電ロスを抑止することが出来る。 By using data reconciliation technology, it is possible to perform more efficient and reliable analysis compared to estimating the deterioration of plant equipment and instruments using only measurement data during plant operation. This enables proper monitoring and maintenance of plant equipment and instruments, and helps prevent power generation losses at the plant.

特開2005―338049号公報JP 2005-338049 A

特許文献1の技術によれば、プラントの各検出器信号の実測値に基づいて、機器の経年変化・性能劣化の評価を行うことができる。しかし、検出器信号の実測値に基づいて発電ロスとなる弁シートリークを検知する方法が定まっていないこと、高精度データリコンシリエーション評価を行うためのベースライン手法が定まっていないこと、検出器に冗長性が無い場合にはデータリコンシリエーション評価が行えないこと、など、特許文献1の技術を適用できない問題があった。 The technology in Patent Document 1 makes it possible to evaluate equipment aging and performance degradation based on the actual measured values of each detector signal in a plant. However, there are problems that make it impossible to apply the technology in Patent Document 1, such as the fact that a method for detecting valve seat leaks that result in power generation loss based on the actual measured values of detector signals has not been established, that a baseline method for performing high-precision data reconciliation evaluation has not been established, and that data reconciliation evaluation cannot be performed if there is no redundancy in the detector.

本発明の目的は、上記の問題を解決し、適用範囲の広い高精度の設備劣化監視システムを提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above problems and provide a highly accurate facility deterioration monitoring system having a wide range of applications.

前記課題を解決するため、発電プラントで用いられるプラントの設備または計器の状態を求めるプラント計装装置を備えた設備劣化監視システムは、前記プラントに設置された計器の実測値を計測変数の計測値として入力する計測値入力部と、前記プラントに仮想設置された仮想計器の計測情報を仮想変数として設定する仮想変数設定部と、前記計測変数または前記仮想変数に関する制約条件設定する制約条件設定部と、前記計測変数と前記仮想変数と前記制約条件とから、前記計測変数と前記仮想変数の推定真値を、前記計測変数と前記仮想変数の計測値との偏差が最小となるように前記計測変数の不確かさを重みとした最小二乗法によって算出する真値推定部と、を有し、前記仮想変数をプラント設備の想定された箇所の機器設備の劣化状態を示す想定劣化変数とし、前記プラント計装装置が算出した想定劣化変数の推定真値が閾値以上であるか判定し、推定真値が閾値以上の場合に前記想定劣化変数に対応する機器設備に劣化が生じていると判断する機器劣化判断装置を備えるようにした。 In order to achieve the above object, an equipment deterioration monitoring system equipped with a plant instrumentation device for determining the state of plant equipment or instruments used in a power generation plant includes a measurement value input unit for inputting actual measurement values of instruments installed in the plant as measurement values of measurement variables, a virtual variable setting unit for setting measurement information of a virtual instrument virtually installed in the plant as a virtual variable, a constraint condition setting unit for setting constraint conditions related to the measurement variables or the virtual variables, and a true value estimation unit for calculating estimated true values of the measurement variables and the virtual variables from the measurement variables, the virtual variables, and the constraint conditions by a least squares method using the uncertainty of the measurement variables as a weight so that the deviation between the measurement values of the measurement variables and the virtual variables is minimized, and the virtual variables are set as assumed deterioration variables indicating the deterioration state of equipment at assumed locations of the plant equipment, and the system is equipped with an equipment deterioration determination device for determining whether the estimated true value of the assumed deterioration variable calculated by the plant instrumentation device is equal to or greater than a threshold value, and determining that deterioration has occurred in the equipment corresponding to the assumed deterioration variable if the estimated true value is equal to or greater than the threshold value.

本発明によれば、適用範囲の広い高精度の設備劣化監視システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a highly accurate facility deterioration monitoring system with a wide range of applications.

DR技術の適用前の具体的な例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a specific example before the application of DR technology. DR技術の適用後の具体的な例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a specific example after application of DR technology. プラント計装装置を備えた設備劣化監視システムの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an equipment deterioration monitoring system equipped with a plant instrumentation device. 原子炉プラントの2次冷却系の模式図である。1 is a schematic diagram of a secondary cooling system of a nuclear reactor plant. プラント計装装置を備えた設備劣化監視システムの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an equipment deterioration monitoring system equipped with a plant instrumentation device. プラント計装装置を備えた設備劣化監視システムの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an equipment deterioration monitoring system equipped with a plant instrumentation device. プラント計装装置を備えた設備劣化監視システムの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an equipment deterioration monitoring system equipped with a plant instrumentation device. プラント計装装置を備えた設備劣化監視システムの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an equipment deterioration monitoring system equipped with a plant instrumentation device. プラント計装装置を備えた設備劣化監視システムの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an equipment deterioration monitoring system equipped with a plant instrumentation device. プラント保全最適化システムの動作を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the plant maintenance optimization system. プラント計装装置を備えたプラント保全最適化システムの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a plant maintenance optimization system equipped with a plant instrumentation device.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、実施形態のプラント計装装置で使用するデータリコンシリエーション技術(DR技術と記す)について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, a data reconciliation technique (hereinafter referred to as DR technique) used in the plant instrumentation device of the embodiment will be described.

DR技術は、冗長性がある、つまり同一のパラメータを検知するために複数設置されている既設センサの情報を用いて計器の不確かさを低減し、計器間で保存則を満足させることで、信頼性の高い真値を推定する真値推定手法である。 DR technology is a true value estimation method that reduces the uncertainty of instruments by using information from existing sensors that are redundant, i.e., multiple sensors that are installed to detect the same parameters, and estimates highly reliable true values by satisfying conservation laws between instruments.

詳しくは、DR技術は、プラント内の各計器をi、各計器の計測値(実測値)をxi、推定真値をyi、各計測値の不確かさをσi、目的関数をJ(yi)、制約条件をf(yi)としたときに、数式1の2式の連立方程式の解となる最良のプロセスの推定真値yiを、計測値xiと推定真値yiの偏差が最小になるように計測値の不確かさを重みとした最小二乗法によって算出する。 In more detail, DR technology calculates the estimated true value yi of the best process that is the solution to the two simultaneous equations in Equation 1 using the least squares method, weighted by the uncertainty of the measurement value, so that the deviation between the measurement value xi and the estimated true value yi is minimized, where i is each instrument in the plant, xi is the measurement value (actual value) of each instrument, yi is the estimated true value, σi is the uncertainty of each measurement value, J(yi) is the objective function, and f(yi) is the constraint.

Figure 0007655873000001
Figure 0007655873000001

図1Aと図1Bは、DR技術の適用前後の具体的な例を示す図である。なお、図1Aと図1Bの(t/h)は、質量流量(トン/時)を示す。 Figures 1A and 1B show specific examples before and after the application of DR technology. Note that (t/h) in Figures 1A and 1B indicates mass flow rate (tons/hour).

図1Aに示すDR技術の適用前の計器A、B、Cの流量計測値は、容器の入口側、出口側で一致していない。これは、容器からリークが起こっていない場合、それぞれの計器が計測誤差を有しているため生じているものである。 As shown in Figure 1A, the flow rate measurement values of meters A, B, and C before the application of DR technology do not match at the inlet and outlet of the container. This occurs because each meter has a measurement error when there is no leakage from the container.

図1Aの計器A、B、Cの計器誤差と計測値xiに基づいて、DR技術を適用すると、計器A、B、Cの設置箇所の流量の推定真値yi、推定誤差範囲σi (不確かさ)を求めることができる。図1Bに示すように、流量の推定真値yiは、容器の出入口側で流量が一致しており、また各計器A、B、Cの計測誤差も低減される。 By applying DR technology based on the instrument errors and measurement values xi of meters A, B, and C in Figure 1A, it is possible to obtain the estimated true value yi of the flow rate at the installation locations of meters A, B, and C, and the estimated error range σi (uncertainty). As shown in Figure 1B, the estimated true value yi of the flow rate is consistent at the inlet and outlet sides of the container, and the measurement errors of each meter A, B, and C are also reduced.

実施形態のプラント計装装置は、DR技術が計器の冗長性、つまり同一のパラメータを検知するために複数設置されている既設計器の情報を使用し、計器間の保存則を満足させることで、計器の推定真値yiを算出できる原理に着目し、蒸気リーク等の検出できない情報またはプラント想定劣化に係る計測値を仮想変数としてDR技術に取り込むと共に、仮想変数の保存則または収支則を拘束条件としてDR技術に取り込み、真値を推定する。 The plant instrumentation device of the embodiment focuses on the principle that DR technology can calculate the estimated true value yi of an instrument by using instrument redundancy, i.e., information from multiple previously designed instruments installed to detect the same parameter, and satisfying the conservation laws between the instruments. Undetectable information such as steam leaks or measurement values related to expected deterioration of the plant are incorporated into the DR technology as virtual variables, and the conservation laws or balance laws of the virtual variables are incorporated into the DR technology as constraints to estimate the true value.

また、実施形態のプラント計装装置は、DR技術の仮想変数の計測値にプラント熱バランス計算のアウトプットを用い、高精度評価のベースラインとする。 In addition, the plant instrumentation device of the embodiment uses the output of the plant heat balance calculation as the measurement value of the virtual variables of the DR technology, and serves as a baseline for high-precision evaluation.

さらに、実施形態のプラント計装装置は、プラントのタービン内圧力特性、配管・機器の圧損等の圧力バランス計算、過去の正常な運転データを基に求まった計器間の関係性を組込んだモデル等の統計モデル、プラント挙動を模擬するシミュレータの内部計算式を制約条件としてDR技術に適用、もしくは、これらのアウトプットを計測値xiとしてDR技術に適用することで冗長性を増加して、DR技術の適用範囲を向上する。
以後、実施形態のプラント計装装置の構成をより詳細に説明する。
Furthermore, the plant instrumentation device of the embodiment applies, as constraint conditions to the DR technology, statistical models such as pressure characteristics inside the turbine of the plant, pressure balance calculations of pressure losses in piping and equipment, and models incorporating relationships between instruments determined based on past normal operating data, and internal calculation formulas of a simulator that simulates plant behavior, or applies the outputs of these to the DR technology as measurement values xi, thereby increasing redundancy and improving the application range of the DR technology.
Hereinafter, the configuration of the plant instrumentation device of the embodiment will be described in more detail.

図2は、実施形態のプラント計装装置1を備えた設備劣化監視システムの構成図である。 Figure 2 is a configuration diagram of an equipment deterioration monitoring system equipped with a plant instrumentation device 1 according to an embodiment.

図2の設備劣化監視システムは、火力・原子力発電プラントの運転管理に適用され、プラント内の各計器信号に基づく計測変数と、弁シートリーク量、熱交換チューブリーク量、熱交換器の伝熱性能低下量、熱交換器チューブリーク量、ポンプの性能低下量等を仮想変数(以下、想定劣化変数と呼ぶ)としてDR技術に適用し、DR技術で推定した想定劣化変数の値によりプラント機器の設備劣化を判定する。 The equipment deterioration monitoring system in Figure 2 is applied to the operation management of thermal and nuclear power plants, and applies measurement variables based on the instrument signals within the plant, valve seat leakage amount, heat exchanger tube leakage amount, heat exchanger heat transfer performance degradation amount, heat exchanger tube leakage amount, pump performance degradation amount, etc. to DR technology as hypothetical variables (hereinafter referred to as assumed deterioration variables), and judges the equipment deterioration of the plant equipment based on the values of the assumed deterioration variables estimated by DR technology.

ここで、実施例1における想定劣化変数(仮想変数)についてより詳細に説明する。
想定劣化変数は、実際には計器が設営されていない、プラントの仮想計器で測定される計測値で、設備の劣化状態を想定したDR技術の仮想変数である。例えば、発電プラント内各箇所の弁シートリーク量、熱交換器の伝熱性能低下量、熱交換器チューブリーク量、ポンプ揚程の低下量等を、想定されるプラント機器の劣化の種類に応じた定量的な仮想変数とする。
Here, the assumed degradation variables (virtual variables) in the first embodiment will be described in more detail.
The assumed deterioration variables are measured values using virtual instruments in a plant where no actual instruments are installed, and are virtual variables of the DR technology that assume the deterioration state of the equipment. For example, the amount of valve seat leakage at each location in a power plant, the amount of deterioration in the heat transfer performance of a heat exchanger, the amount of heat exchanger tube leakage, the amount of reduction in pump head, etc. are quantitative virtual variables corresponding to the assumed type of deterioration of the plant equipment.

プラント計装装置1は、プラントの各計器の実測値に加えて、予めプラント内の劣化が起こりうると想定される箇所に仮想計器の計測値として想定劣化変数を設定し、DR技術を適用して、想定劣化変数の真値を推定する。そして、機器劣化判断装置31は、プラント計装装置1が推定した想定劣化変数の変動から機器設備の劣化を判断する。また、プラント計装装置1は、計器のドリフト量を想定劣化変数としてもよい。さらに、加熱器の伝熱性能であれば、非加熱側流体の出口側温度の低下分もしくは加熱側流体のドレン温度の上昇分等を、定量的な想定劣化変数としてもよい。 In addition to the actual measured values of each instrument in the plant, the plant instrumentation device 1 sets expected degradation variables as measured values of virtual instruments at locations in the plant where degradation is expected to occur, and applies DR technology to estimate the true value of the expected degradation variables. The equipment degradation judgment device 31 then judges the degradation of equipment and facilities from the fluctuation of the expected degradation variables estimated by the plant instrumentation device 1. The plant instrumentation device 1 may also use the drift amount of the instrument as the expected degradation variable. Furthermore, in the case of the heat transfer performance of a heater, the decrease in the outlet temperature of the non-heated side fluid or the increase in the drain temperature of the heated side fluid may be used as a quantitative expected degradation variable.

具体例を、図3の原子炉プラントの2次冷却系の模式図により説明する。図3の2次冷却系では、原子炉からタービンまでの蒸気の流路における蒸気のリーク量を想定劣化変数X1 と定義し、復水器で凝縮された冷却水の給水ポンプの揚程低下分に相当する流量を想定劣化変数X2 と定義し、熱交換器の伝熱性能低下量に相当する流量を想定劣化変数X3 と定義する。 A specific example will be explained using the schematic diagram of the secondary cooling system of a nuclear reactor plant in Figure 3. In the secondary cooling system of Figure 3, the amount of steam leakage in the steam flow path from the reactor to the turbine is defined as the assumed degradation variable X1, the flow rate corresponding to the reduction in the head of the feedwater pump for cooling water condensed in the condenser is defined as the assumed degradation variable X2, and the flow rate corresponding to the reduction in the heat transfer performance of the heat exchanger is defined as the assumed degradation variable X3.

想定劣化変数X1 、X2 、X3 は、健全状態であれば、全体の保存則計算にDR技術を適用した場合に、想定劣化変数X1 =0、X2 =0、X3 =0 (t/h)となる。発電量が低下した場合に、想定劣化変数X1 =20、X2 =0、X3 =0 (t/h)の結果であれば、想定劣化変数X1 を設定した原子炉からタービンまでの流路において20(t/h)の蒸気リークが発生し、発電量の低下が生じたと推定できる。 When the assumed degradation variables X1, X2, and X3 are in a healthy state, and DR technology is applied to the overall conservation calculation, the assumed degradation variables X1 = 0, X2 = 0, and X3 = 0 (t/h). If the assumed degradation variables X1 = 20, X2 = 0, and X3 = 0 (t/h) result when the amount of power generation decreases, it can be estimated that a steam leak of 20 (t/h) has occurred in the flow path from the reactor to the turbine, where assumed degradation variable X1 is set, causing the decrease in power generation.

図2に戻り、設備劣化監視システムの構成を説明する。
設備劣化監視システムは、プラント計器の情報に基づいて想定劣化変数を算出するプラント計装装置1と、想定劣化変数から機器の劣化を判断する機器劣化判断装置31と、から構成する。
Returning to FIG. 2, the configuration of the facility deterioration monitoring system will be described.
The equipment deterioration monitoring system comprises a plant instrumentation device 1 that calculates an assumed deterioration variable based on information from plant instruments, and an equipment deterioration determination device 31 that determines the deterioration of equipment from the assumed deterioration variable.

プラント計装装置1は、計測値入力部21と仮想変数設定部22と制約条件設定部23と真値推定部10とから構成する。 The plant instrumentation device 1 is composed of a measurement value input section 21, a virtual variable setting section 22, a constraint condition setting section 23, and a true value estimation section 10.

計測値入力部21は、プラントの各計器の実測値を取得し、計測変数の計測値として真値推定部10に通知する。 The measurement value input unit 21 acquires the actual measurement values of each instrument in the plant and notifies the true value estimation unit 10 of the measurement values of the measurement variables.

仮想変数設定部22は、真値推定部10に組み込む仮想変数(想定劣化変数)を設定する。 The virtual variable setting unit 22 sets virtual variables (assumed degradation variables) to be incorporated into the true value estimation unit 10.

制約条件設定部23は、真値推定部10で推定真値を算出する際の、変数(計測変数と仮想変数)の保存則または収支則をDR技術における制約条件として設定する。 The constraint condition setting unit 23 sets the conservation law or balance law of variables (measured variables and virtual variables) as constraint conditions in DR technology when the true value estimation unit 10 calculates the estimated true value.

真値推定部10は、計測変数11と仮想変数12と制約条件13との情報の記憶部と、DR処理部14とから構成する。 The true value estimation unit 10 is composed of a storage unit for information on measurement variables 11, virtual variables 12, and constraint conditions 13, and a DR processing unit 14.

計測変数11は、計測値入力部21から通知されたプラントの各計器の実測値をDR処理部14における処理の計測値として記憶すると共に、DR処理部14で算出した推定真値を示す。 The measurement variables 11 store the actual measured values of each instrument in the plant notified by the measurement value input unit 21 as measured values for processing in the DR processing unit 14, and also indicate the estimated true values calculated by the DR processing unit 14.

仮想変数12は、仮想変数設定部22により設定され、DR処理部14における仮想変数の仮想の計測値を記憶すると共に、DR処理部14で算出した推定真値を示す。 The virtual variable 12 is set by the virtual variable setting unit 22, stores the virtual measurement value of the virtual variable in the DR processing unit 14, and indicates the estimated true value calculated by the DR processing unit 14.

制約条件13は、制約条件設定部23により設定されたDR技術における制約条件を記憶する。 Constraint conditions 13 stores the constraint conditions for DR technology set by the constraint condition setting unit 23.

DR処理部14は、上記の数式1に従って、計測変数11と仮想変数12の推定真値yiを算出する処理部である。なお、DR処理部14は、プラントの各計器の精度を不確かさσiとして設定する。 The DR processing unit 14 is a processing unit that calculates the estimated true values yi of the measurement variables 11 and the virtual variables 12 according to the above formula 1. The DR processing unit 14 sets the accuracy of each instrument in the plant as the uncertainty σi.

具体的には、プラント計装装置1は、演算処理を行うCPUとメモリと通信部と操作部と表示部と不揮発性記憶媒体とから成るコンピュータが、不揮発性記憶媒体に記憶するプログラムをCPUが実行することにより、DR処理部14と計測値入力部21と仮想変数設定部22と制約条件設定部23として機能し、構成する。計測変数11と仮想変数12と制約条件13は、メモリに構成する。 Specifically, the plant instrumentation device 1 is configured by a computer consisting of a CPU that performs calculation processing, a memory, a communication unit, an operation unit, a display unit, and a non-volatile storage medium, and functions as a DR processing unit 14, a measurement value input unit 21, a virtual variable setting unit 22, and a constraint condition setting unit 23 by the CPU executing a program stored in the non-volatile storage medium. The measurement variables 11, virtual variables 12, and constraint conditions 13 are configured in the memory.

機器劣化判断装置31は、プラント計装装置1において仮想変数の推定真値として算出した想定劣化変数X1 、X2 、X3 が、所定の閾値以上であるか否かを判定する。閾値以上の想定劣化変数X1 、X2 、X3 については、想定された箇所の機器設備に劣化が生じていると判断する。 The equipment deterioration judgment device 31 judges whether the assumed deterioration variables X1, X2, and X3 calculated as estimated true values of virtual variables in the plant instrumentation device 1 are equal to or greater than a predetermined threshold. If the assumed deterioration variables X1, X2, and X3 are equal to or greater than the threshold, it is judged that deterioration has occurred in the equipment at the assumed location.

以上により、実施形態の設備劣化監視システムは、実際に計器が設営されていない箇所の劣化を、プラント計装装置1により推定した想定劣化変数により把握することができる。 As a result, the equipment deterioration monitoring system of the embodiment can grasp the deterioration of locations where instruments are not actually installed by using the assumed deterioration variables estimated by the plant instrumentation device 1.

つぎに、機器の劣化と計器のドリフトの両方を検知・判定する実施形態の設備劣化監視システムの構成を説明する。 Next, we will explain the configuration of an embodiment of an equipment deterioration monitoring system that detects and determines both equipment deterioration and instrument drift.

図4は、実施形態のプラント計装装置1を備えた設備劣化監視システムのシステム構成図である。
図4のプラント計装装置1は、図2のプラント計装装置1とは、ペナルティ値算出部15を備える点が異なる。他の構成は、図2と同様であるためここでは説明を省略する。
FIG. 4 is a system configuration diagram of an equipment deterioration monitoring system including the plant instrumentation device 1 of the embodiment.
The plant instrumentation device 1 in Fig. 4 differs from the plant instrumentation device 1 in Fig. 2 in that it includes a penalty value calculation unit 15. The other configurations are the same as those in Fig. 2, and therefore will not be described here.

ペナルティ値算出部15は、プラントの各計器毎に、計測値入力部21が取得した計器の計測値(実測値xi )と、DR処理部14で推定した当該計器の計測値の推定真値yi とから、数式2で定めるペナルティ値を算出する。ここで、不確かさσi は、計器精度もしくは実測値のばらつきから定める。
ペナルティ値 = {(yi -xi)/σi }^2 …数式2
The penalty value calculation unit 15 calculates a penalty value defined by Equation 2 for each instrument in the plant from the measurement value (actual measurement value xi) of the instrument acquired by the measurement value input unit 21 and the estimated true value yi of the measurement value of the instrument estimated by the DR processing unit 14. Here, the uncertainty σi is determined from the instrument accuracy or the variation of the actual measurement value.
Penalty value = {(yi - xi)/σi}^2 ... Equation 2

ペナルティ値は、計器の測定値(実測値)と推定真値の偏差の程度を示す。そのため、発電量または対象計器周辺の機器が健全であるのにも関わらず、ペナルティ値が大きくなる、すなわち確からしい推定真値に対する対象計器の実測値の偏差が大きくなることは、計器ドリフトが発生している可能性が高いことを示す。 The penalty value indicates the degree of deviation between the instrument's measurement (actual value) and the estimated true value. Therefore, even if the power generation or the equipment around the target instrument is healthy, if the penalty value becomes large, that is, the deviation of the target instrument's actual measurement value from the likely estimated true value becomes large, this indicates a high possibility that instrument drift is occurring.

機器劣化・計器ドリフト判断装置32は、プラント計装装置1の想定劣化変数が変化した場合は機器の劣化を検知・判断し、ペナルティ値が変動した場合には計器のドリフトを検知・判断する。
これにより、設備劣化監視システムは、プラントの劣化状態を詳細に把握することができる。
The equipment deterioration/instrument drift determination device 32 detects and determines equipment deterioration when the assumed deterioration variable of the plant instrumentation device 1 changes, and detects and determines instrument drift when the penalty value fluctuates.
This enables the equipment deterioration monitoring system to grasp the deterioration state of the plant in detail.

つぎに、推定真値yi を高精度化するプラント計装装置1の構成について説明する。
図5は、実施形態のプラント計装装置1を備えた設備劣化監視システムの構成図である。
Next, the configuration of the plant instrumentation device 1 that improves the accuracy of the estimated true value yi will be described.
FIG. 5 is a configuration diagram of an equipment deterioration monitoring system including a plant instrumentation device 1 according to an embodiment.

図5のプラント計装装置1は、図2で説明したプラント計装装置1に、プラント熱バランス計算部24を追加して構成される。他の構成は、図2と同様であるためここでは説明を省略する。なお、図4のプラント計装装置1にプラント熱バランス計算部24を追加して構成してもよい。 The plant instrumentation device 1 in FIG. 5 is configured by adding a plant heat balance calculation unit 24 to the plant instrumentation device 1 described in FIG. 2. The rest of the configuration is the same as in FIG. 2, so the description is omitted here. Note that the plant instrumentation device 1 in FIG. 4 may also be configured by adding a plant heat balance calculation unit 24.

プラント計装装置1は、計器が設営されていない各箇所のエンタルピ、タービン抽気管の流量等を仮想変数とし、プラントに設営された計器の計測値に基づいて解析して各箇所のエンタルピ、タービン抽気管の流量等を求めるプラント熱バランス計算部24を設ける。 The plant instrumentation device 1 is provided with a plant heat balance calculation unit 24 that uses the enthalpy at each location where no instruments are installed, the flow rate of the turbine extraction pipe, etc. as virtual variables and performs analysis based on the measured values of the instruments installed in the plant to determine the enthalpy at each location, the flow rate of the turbine extraction pipe, etc.

プラント熱バランス計算部24は、計測値入力部21で取得した計測値に基づいてプラントの熱バランスを解析して仮想変数に割当てる各箇所のエンタルピ、タービン抽気管の流量等を求め、これを真値推定部10の仮想変数12の計測値とする。 The plant heat balance calculation unit 24 analyzes the heat balance of the plant based on the measurement values acquired by the measurement value input unit 21, and calculates the enthalpy of each location to be assigned to the virtual variables, the flow rate of the turbine extraction pipe, etc., and sets these as the measurement values of the virtual variables 12 of the true value estimation unit 10.

以上により、プラント計装装置1の推定真値yi の精度が向上するので、想定劣化変数の精度も向上し、機器劣化判断装置31のプラントの劣化状態の判断精度を向上できる。 As a result, the accuracy of the estimated true value yi of the plant instrumentation device 1 is improved, which in turn improves the accuracy of the expected degradation variables, thereby improving the accuracy of the equipment degradation judgment device 31 in judging the degradation state of the plant.

つぎに、推定真値yi を高精度化するプラント計装装置1の他の構成について説明する。
図6は、実施形態のプラント計装装置1を備えた設備劣化監視システムの構成図である。
Next, another configuration of the plant instrumentation device 1 for improving the accuracy of the estimated true value yi will be described.
FIG. 6 is a configuration diagram of an equipment deterioration monitoring system including a plant instrumentation device 1 according to an embodiment.

図6のプラント計装装置1は、図2で説明したプラント計装装置1に、圧力バランスモデル設定部25を追加して構成される。他の構成は、図2と同様であるためここでは説明を省略する。なお、図4のプラント計装装置1に圧力バランスモデル設定部25を追加して構成してもよい。 The plant instrumentation device 1 in FIG. 6 is configured by adding a pressure balance model setting unit 25 to the plant instrumentation device 1 described in FIG. 2. The rest of the configuration is the same as in FIG. 2, so the description is omitted here. Note that the plant instrumentation device 1 in FIG. 4 may also be configured by adding a pressure balance model setting unit 25.

圧力バランスモデル設定部25は、計測変数に係るタービン内の圧力特性、配管・機器の圧損計算式、加減弁の開度に伴う圧損計算式等の圧力モデルを制約条件13として真値推定部10に組み込む。これにより、真値推定部10のDR処理部14の算出精度を向上する。 The pressure balance model setting unit 25 incorporates pressure models such as the pressure characteristics inside the turbine related to the measurement variables, the pressure loss calculation formula for the piping and equipment, and the pressure loss calculation formula associated with the opening degree of the control valve into the true value estimation unit 10 as constraint conditions 13. This improves the calculation accuracy of the DR processing unit 14 of the true value estimation unit 10.

また、圧力バランスモデル設定部25は、計測値入力部21で取得した計測値に基づいて、タービン内の圧力特性、配管・機器の圧損計算式、加減弁の開度に伴う圧損計算式を解析して、計測変数11に対応する値を算出し、これを計測変数11の新たな計測値とする。これにより、冗長性のない計測変数11に冗長性を持たせる、または、冗長性を増すことが可能となり、真値推定部10のDR処理部14の算出精度を向上する。 Based on the measurement values acquired by the measurement value input unit 21, the pressure balance model setting unit 25 analyzes the pressure characteristics inside the turbine, the pressure loss calculation formula for the piping and equipment, and the pressure loss calculation formula associated with the opening degree of the regulator valve, to calculate a value corresponding to the measurement variable 11, and sets this as the new measurement value of the measurement variable 11. This makes it possible to give redundancy to the measurement variable 11 that does not have redundancy, or to increase the redundancy, thereby improving the calculation accuracy of the DR processing unit 14 of the true value estimation unit 10.

つぎに、推定真値yi を高精度化するプラント計装装置1の別の構成について説明する。
図7は、実施形態のプラント計装装置1を備えた設備劣化監視システムの構成図である。
Next, another configuration of the plant instrumentation system 1 for improving the accuracy of the estimated true value yi will be described.
FIG. 7 is a configuration diagram of an equipment deterioration monitoring system including a plant instrumentation device 1 according to an embodiment.

図7のプラント計装装置1は、図2で説明したプラント計装装置1に、統計モデル設定部26を追加して構成される。他の構成は、図2と同様であるためここでは説明を省略する。なお、図4のプラント計装装置1に統計モデル設定部26を追加して構成してもよい。 The plant instrumentation device 1 in FIG. 7 is configured by adding a statistical model setting unit 26 to the plant instrumentation device 1 described in FIG. 2. The rest of the configuration is the same as in FIG. 2, so the description is omitted here. Note that the plant instrumentation device 1 in FIG. 4 may also be configured by adding a statistical model setting unit 26.

統計モデル設定部26は、プラントの正常運転データの計測値を基に求めた計器の計測変数の関係式により示される統計モデルを設定し、統計モデルの関係式を制約条件13として真値推定部10に組み込む。これにより、真値推定部10のDR処理部14の算出精度を向上する。 The statistical model setting unit 26 sets a statistical model represented by a relational equation of the measurement variables of the instruments obtained based on the measurement values of the normal operation data of the plant, and incorporates the relational equation of the statistical model into the true value estimation unit 10 as a constraint condition 13. This improves the calculation accuracy of the DR processing unit 14 of the true value estimation unit 10.

また、統計モデル設定部26は、プラントの正常運転データの計測値を基に求めた計器の計測変数の関係式により示される統計モデルを求め、統計モデルにより計測変数11に対応する値を算出し、これを計測変数11の新たな計測値とする。これにより、冗長性のない計測変数11に冗長性を持たせる、または、冗長性を増すことが可能となり、真値推定部10のDR処理部14の算出精度を向上する。 The statistical model setting unit 26 also finds a statistical model represented by a relational equation of the measurement variables of the instruments calculated based on the measurement values of the normal operation data of the plant, calculates a value corresponding to the measurement variable 11 using the statistical model, and sets this as a new measurement value of the measurement variable 11. This makes it possible to give redundancy to the measurement variable 11 that does not have redundancy, or to increase the redundancy, thereby improving the calculation accuracy of the DR processing unit 14 of the true value estimation unit 10.

また、統計モデル設定部26は、真値推定部10で求めた計測変数または仮想変数の推定真値を取り込み、統計モデルの入力としてもよい。 The statistical model setting unit 26 may also import the estimated true values of the measured variables or virtual variables obtained by the true value estimation unit 10 and use them as inputs to the statistical model.

機器劣化判断装置31が、統計モデル設定部26が設定する統計モデルと同様のモデルを有し、想定劣化変数によりモデルを解析して、設備の劣化評価を行うようにしてもよい。 The equipment deterioration determination device 31 may have a model similar to the statistical model set by the statistical model setting unit 26, and may analyze the model using expected deterioration variables to perform an equipment deterioration assessment.

つぎに、推定真値yi を高精度化するプラント計装装置1の別の構成について説明する。
図8は、実施形態のプラント計装装置1を備えた設備劣化監視システムの構成図である。
Next, another configuration of the plant instrumentation system 1 for improving the accuracy of the estimated true value yi will be described.
FIG. 8 is a configuration diagram of an equipment deterioration monitoring system including a plant instrumentation device 1 according to an embodiment.

図8のプラント計装装置1は、図2で説明したプラント計装装置1に、シミュレータ設定部27を追加して構成される。他の構成は、図2と同様であるためここでは説明を省略する。なお、図4のプラント計装装置1にシミュレータ設定部27を追加して構成してもよい。 The plant instrumentation device 1 in FIG. 8 is configured by adding a simulator setting unit 27 to the plant instrumentation device 1 described in FIG. 2. The rest of the configuration is the same as in FIG. 2, so the description is omitted here. Note that the plant instrumentation device 1 in FIG. 4 may also be configured by adding a simulator setting unit 27.

シミュレータ設定部27は、プラント挙動を模擬する解析シミュレータを設定し、解析シミュレータの計算式を、制約条件13として真値推定部10に組み込む。これにより、真値推定部10のDR処理部14の算出精度を向上する。 The simulator setting unit 27 sets an analysis simulator that simulates the plant behavior, and incorporates the calculation formula of the analysis simulator into the true value estimation unit 10 as a constraint condition 13. This improves the calculation accuracy of the DR processing unit 14 of the true value estimation unit 10.

また、シミュレータ設定部27は、計測値入力部21で取得した計測値によりシミュレーションして、計測変数11に対応する値を算出し、これを計測変数11の新たな計測値とする。これにより、冗長性のない計測変数11に冗長性を持たせる、または、冗長性を増すことが可能となり、真値推定部10のDR処理部14の算出精度を向上する。 The simulator setting unit 27 also performs a simulation using the measurement values acquired by the measurement value input unit 21 to calculate a value corresponding to the measurement variable 11, and sets this as a new measurement value of the measurement variable 11. This makes it possible to give redundancy to the measurement variable 11 that does not have redundancy, or to increase the redundancy, thereby improving the calculation accuracy of the DR processing unit 14 of the true value estimation unit 10.

また、シミュレータ設定部27は、真値推定部10で求めた計測変数または仮想変数の推定真値を取り込み、解析シミュレータの入力としてもよい。 The simulator setting unit 27 may also import the estimated true values of the measured variables or virtual variables obtained by the true value estimation unit 10 and use them as input to the analysis simulator.

機器劣化判断装置31が、シミュレータ設定部27が設定する解析シミュレータと同様のシミュレータを有し、想定劣化変数によりシミュレーションして、設備の劣化評価を行うようにしてもよい。 The equipment deterioration judgment device 31 may have a simulator similar to the analysis simulator set by the simulator setting unit 27, and may perform a simulation using expected deterioration variables to evaluate the deterioration of the equipment.

つぎに、実施形態のプラント計装装置1を備えたプラント保全最適化システムについて説明する。
プラント保全最適化システムは、定期点検における計器の点検作業量を平準化するシステムである。
Next, a plant maintenance optimization system including the plant instrumentation device 1 of the embodiment will be described.
The plant maintenance optimization system is a system that levels out the amount of inspection work for instruments during regular inspections.

詳細には、プラント保全最適化システムは、個別計器のペナルティ値の増加傾向から点検を行う閾値に到達する時間を予測して、次回以降の定期検査における計器の点検物量を評価し、各定期検査における点検物量を平準化するように、各計器の点検時期を提供する。この保全物量の最適化により、ある定期検査時に計器点検が集中して作業量増加によるコスト増の発生を防ぐ。 In detail, the plant maintenance optimization system predicts the time when the inspection threshold will be reached based on the increasing trend of the penalty value of each instrument, evaluates the inspection volume of the instrument in the next and subsequent regular inspections, and provides the inspection timing of each instrument so as to level out the inspection volume in each regular inspection. This optimization of the maintenance volume prevents the concentration of instrument inspections at a certain regular inspection, which leads to increased costs due to an increase in the workload.

図9に示すように、計器Aと計器Bのペナルティ値が、同時期に閾値に到達することが予測された場合に、例えば、計器Bを早期点検することで、計器Aと計器Bのペナルティ値が、異なる時期に閾値に到達するようにして、計器Aと計器Bの点検作業の集中を防止する。 As shown in FIG. 9, if the penalty values of instruments A and B are predicted to reach the threshold value at the same time, for example, by inspecting instrument B early, the penalty values of instruments A and B will reach the threshold value at different times, thereby preventing the concentration of inspection work on instruments A and B.

図10は、実施形態のプラント計装装置1を備えたプラント保全最適化システムの構成図である。 Figure 10 is a configuration diagram of a plant maintenance optimization system equipped with a plant instrumentation device 1 according to an embodiment.

図10のプラント計装装置1は、図4で説明したプラント計装装置1に、図5で説明したプラント熱バランス計算部24と図6で説明した圧力バランスモデル設定部25と、図7で説明した統計モデル設定部26と図8で説明したシミュレータ設定部27を追加して構成する。それぞれの構成は、先の説明と同様のため、ここでは説明を省略する。 The plant instrumentation device 1 in FIG. 10 is configured by adding the plant heat balance calculation unit 24 described in FIG. 5, the pressure balance model setting unit 25 described in FIG. 6, the statistical model setting unit 26 described in FIG. 7, and the simulator setting unit 27 described in FIG. 8 to the plant instrumentation device 1 described in FIG. 4. Each configuration is similar to that described above, so the description will be omitted here.

なお、実施形態のプラント保全最適化システムでは、プラント熱バランス計算部24と圧力バランスモデル設定部25と統計モデル設定部26とシミュレータ設定部27は、無くてもよく、または、いずれかの構成を有するようにしてもよい。 In addition, in the plant maintenance optimization system of the embodiment, the plant heat balance calculation unit 24, the pressure balance model setting unit 25, the statistical model setting unit 26, and the simulator setting unit 27 may be omitted, or any of the configurations may be included.

プラント保全最適化システムは、保全物量最適化装置33が備えられ、保全物量最適化装置33が、機器劣化・計器ドリフト判断装置32の出力とペナルティ値とから保全物量の最適化を行う。 The plant maintenance optimization system is equipped with a maintenance quantity optimization device 33, which optimizes the maintenance quantity based on the output of the equipment deterioration/meter drift judgment device 32 and the penalty value.

つぎに、機器劣化判断装置31と機器劣化・計器ドリフト判断装置32と保全物量最適化装置33とにおける、ペナルティ値の取り扱いについて説明する。 Next, we will explain how the penalty values are handled in the equipment deterioration determination device 31, the equipment deterioration/meter drift determination device 32, and the maintenance quantity optimization device 33.

機器劣化判断装置31と機器劣化・計器ドリフト判断装置32の状態監視の用途では、例えばペナルティ値の閾値を1.96^2と設定する。これは、対象計器の測定ばらつきが正規性を有する場合に、計器の実測値と推定真値の偏差が95%信頼区間を逸脱することに相当し、対象計器が統計上、許容できないドリフト誤差を含んでいることを意味する。より早期に計器ドリフトを検知する場合は、ペナルティ値の閾値を1.0^2としても良い。これは計器の実測値と推定真値の偏差が68%信頼区間を逸脱することに相当する。各計器のペナルティ値がこれらの閾値に達した場合、又は閾値に達することが予想された場合、対象計器の点検を促すものとする。 For status monitoring purposes of the equipment deterioration judgment device 31 and the equipment deterioration/instrument drift judgment device 32, for example, the penalty value threshold is set to 1.96^2. This corresponds to the deviation between the actual measurement value and the estimated true value of the instrument deviating from the 95% confidence interval when the measurement variability of the target instrument is normal, meaning that the target instrument contains a drift error that is not statistically acceptable. To detect instrument drift at an earlier stage, the penalty value threshold may be set to 1.0^2. This corresponds to the deviation between the actual measurement value and the estimated true value of the instrument deviating from the 68% confidence interval. When the penalty value of each instrument reaches these thresholds, or is expected to reach the thresholds, an inspection of the target instrument is prompted.

さらに、保全物量最適化装置33の傾向監視の用途では、図9に示すように、ペナルティ値の増加傾向から各計器の点検時期を予め推定することができる。そのため、特に重要な計器においては、ペナルティ値の増加傾向を監視することで、ペナルティ値が閾値に達さずとも、明らかな増加傾向が見られた場合は対象計器の点検を促すものとする。 Furthermore, in trend monitoring applications of the maintenance quantity optimization device 33, as shown in FIG. 9, the timing of inspection of each instrument can be estimated in advance from the increasing trend of the penalty value. Therefore, for particularly important instruments, by monitoring the increasing trend of the penalty value, even if the penalty value does not reach the threshold value, if a clear increasing trend is observed, an inspection of the target instrument is prompted.

また、保全物量最適化装置33の監視結果に基づいて点検時期を予測し、各定検での計器の保全物量を平準化するように、各計装品の点検時期を計画することで、保全コスト増加を抑制し、保全の最適化を図ることができる。 In addition, by predicting the inspection timing based on the monitoring results of the maintenance quantity optimization device 33 and planning the inspection timing of each instrumentation item so as to level out the maintenance quantity of the instruments at each regular inspection, it is possible to suppress increases in maintenance costs and optimize maintenance.

また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施例は本発明で分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。 Furthermore, the present invention is not limited to the above-mentioned examples, but includes various modified examples. The above-mentioned examples have been described in detail to provide an easy-to-understand explanation of the present invention, and are not necessarily limited to those having all of the configurations described. Furthermore, it is possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment.

1 プラント計装装置
10 真値推定部
11 計測変数
12 仮想変数
13 制約条件
14 DR処理部
15 ペナルティ値算出部
21 計測値入力部
22 仮想変数設定部
23 制約条件設定部
24 プラント熱バランス計算部
25 圧力バランスモデル設定部
26 統計モデル設定部
27 シミュレータ設定部
31 機器劣化判断装置
32 機器劣化・計器ドリフト判断装置
33 保全物量最適化装置
REFERENCE SIGNS LIST 1 Plant instrumentation device 10 True value estimation unit 11 Measurement variable 12 Virtual variable 13 Constraint condition 14 DR processing unit 15 Penalty value calculation unit 21 Measurement value input unit 22 Virtual variable setting unit 23 Constraint condition setting unit 24 Plant heat balance calculation unit 25 Pressure balance model setting unit 26 Statistical model setting unit 27 Simulator setting unit 31 Equipment deterioration determination device 32 Equipment deterioration/instrument drift determination device 33 Maintenance quantity optimization device

Claims (8)

発電プラントで用いられるプラントの設備または計器の状態を求めるプラント計装装置を備えた設備劣化監視システムであって、
前記プラント計装装置は、
前記プラントに設置された計器の実測値を計測変数の計測値として入力する計測値入力部と、
前記プラントに仮想設置された仮想計器の計測情報を仮想変数として設定する仮想変数設定部と、
前記計測変数または前記仮想変数に関する制約条件を設定する制約条件設定部と、
前記計測変数と前記仮想変数と前記制約条件とから、前記計測変数と前記仮想変数の推定真値を、前記計測変数と前記仮想変数の計測値との偏差が最小となるように前記計測変数の不確かさを重みとした最小二乗法によって算出する真値推定部と、を有し、
前記仮想変数をプラント設備の想定された箇所の機器設備の劣化状態を示す想定劣化変数とし、
前記プラント計装装置が算出した想定劣化変数の推定真値が閾値以上であるか判定し、推定真値が閾値以上の場合に前記想定劣化変数に対応する機器設備に劣化が生じていると判断する機器劣化判断装置を備えたことを特徴とする設備劣化監視システム。
An equipment deterioration monitoring system including a plant instrumentation device for determining a state of equipment or an instrument used in a power plant,
The plant instrumentation device includes:
a measurement value input unit that inputs actual measurement values of meters installed in the plant as measurement values of measurement variables;
a virtual variable setting unit that sets measurement information of a virtual instrument virtually installed in the plant as a virtual variable;
a constraint condition setting unit for setting a constraint condition related to the measurement variable or the virtual variable;
a true value estimating unit that calculates estimated true values of the measurement variables and the virtual variables from the measurement variables, the virtual variables, and the constraint conditions by a least squares method using uncertainties of the measurement variables as weights so as to minimize deviations between the measurement values of the measurement variables and the virtual variables;
The virtual variables are assumed to be assumed deterioration variables indicating deterioration states of equipment at assumed locations of the plant equipment ,
An equipment deterioration monitoring system comprising an equipment deterioration judgment device that determines whether an estimated true value of an assumed deterioration variable calculated by the plant instrumentation device is equal to or greater than a threshold value, and judges that deterioration has occurred in the equipment corresponding to the assumed deterioration variable if the estimated true value is equal to or greater than the threshold value.
発電プラントで用いられるプラントの設備または計器の状態を求めるプラント計装装置を備えた設備劣化監視システムであって、
前記プラント計装装置は、
前記プラントに設置された計器の実測値を計測変数の計測値として入力する計測値入力部と、
前記プラントに仮想設置された仮想計器の計測情報を仮想変数として設定する仮想変数設定部と、
前記計測変数または前記仮想変数に関する制約条件を設定する制約条件設定部と、
前記計測変数と前記仮想変数と前記制約条件とから、前記計測変数と前記仮想変数の推定真値を、前記計測変数と前記仮想変数の計測値との偏差が最小となるように前記計測変数の不確かさを重みとした最小二乗法によって算出する真値推定部と、
前記仮想変数をプラント設備の想定された箇所の機器設備の劣化状態を示す想定劣化変数とすると共に、前記計測変数の推定真値と前記計測値入力部が入力した計器の計測値との偏差をペナルティ値として算出するペナルティ値算出部と、を有し、
前記プラント計装装置が算出した想定劣化変数の推定真値と前記ペナルティ値とから計器のドリフトを判断する機器劣化・計器ドリフト判断装置を備えたことを特徴とする設備劣化監視システム。
An equipment deterioration monitoring system including a plant instrumentation device for determining a state of equipment or an instrument used in a power plant,
The plant instrumentation device includes:
a measurement value input unit that inputs actual measurement values of meters installed in the plant as measurement values of measurement variables;
a virtual variable setting unit that sets measurement information of a virtual instrument virtually installed in the plant as a virtual variable;
a constraint condition setting unit for setting a constraint condition related to the measurement variable or the virtual variable;
a true value estimation unit that calculates estimated true values of the measurement variables and the virtual variables from the measurement variables, the virtual variables, and the constraint conditions by a least squares method using uncertainties of the measurement variables as weights so that deviations between the measurement values of the measurement variables and the virtual variables are minimized;
a penalty value calculation unit that sets the virtual variable as an assumed deterioration variable indicating a deterioration state of equipment at an assumed location of the plant equipment, and calculates a deviation between an estimated true value of the measurement variable and a measurement value of an instrument input by the measurement value input unit as a penalty value,
An equipment deterioration monitoring system comprising an equipment deterioration/instrument drift determining device that determines the drift of an instrument based on an estimated true value of an assumed deterioration variable calculated by the plant instrumentation device and the penalty value.
請求項1又は請求項2に記載の設備劣化監視システムにおいて、
前記仮想変数設定部は、前記仮想変数にタービン抽気管の流量を設定し、
プラントの熱バランスを解析して前記仮想変数の計測値を求めるプラント熱バランス計算部
を備えたことを特徴とする設備劣化監視システム
In the facility deterioration monitoring system according to claim 1 or 2 ,
the virtual variable setting unit sets a flow rate of a turbine extraction pipe to the virtual variable;
13. An equipment deterioration monitoring system comprising: a plant heat balance calculation unit that analyzes the heat balance of a plant to obtain measured values of the virtual variables.
請求項1又は請求項2に記載の設備劣化監視システムにおいて、
前記計測変数に係るタービン内の圧力特性、配管・機器の圧損計算式、または加減弁の開度に伴う圧損計算式等の圧力モデルを制約条件に設定するか、または、前記計測変数に係るタービン内の圧力特性、配管・機器の圧損計算式、加減弁の開度に伴う圧損計算式等の圧力モデルを前記計測値入力部が入力した計器の計測値により解析して、その値を新たな前記計測変数の計測値として算出する圧力バランスモデル設定部
を備えたことを特徴とする設備劣化監視システム
In the facility deterioration monitoring system according to claim 1 or 2 ,
An equipment deterioration monitoring system characterized by comprising a pressure balance model setting unit that sets a pressure model such as the pressure characteristics inside the turbine, a pressure loss calculation formula for piping and equipment, or a pressure loss calculation formula associated with the opening of a control valve, related to the measurement variables, as a constraint condition, or analyzes a pressure model such as the pressure characteristics inside the turbine, a pressure loss calculation formula for piping and equipment, or a pressure loss calculation formula associated with the opening of a control valve , related to the measurement variables, using the measurement values of the instruments input by the measurement value input unit, and calculates the value as a new measurement value of the measurement variable.
請求項1又は請求項2に記載の設備劣化監視システムにおいて、
プラントの正常運転データの計測値を基に求めた計器の計測変数の関係式により示される統計モデルを設定し、前記統計モデルの関係式を制約条件に設定するか、または、前記統計モデルにより計測変数に対応する値を算出し、これを新たな前記計測変数の計測値とする統計モデル設定部
を備えたことを特徴とする設備劣化監視システム
In the facility deterioration monitoring system according to claim 1 or 2 ,
An equipment deterioration monitoring system comprising a statistical model setting unit that sets a statistical model represented by a relational equation of measurement variables of an instrument obtained based on measurement values of normal operation data of a plant, and sets the relational equation of the statistical model as a constraint condition, or calculates a value corresponding to the measurement variable using the statistical model and sets this as a new measurement value of the measurement variable.
請求項に記載の設備劣化監視システムにおいて、
前記統計モデル設定部は、前記計測変数または仮想変数の推定真値を前記統計モデルに取り込む
ことを特徴とする設備劣化監視システム
6. The facility deterioration monitoring system according to claim 5 ,
The facility deterioration monitoring system according to the present invention, wherein the statistical model setting unit inputs estimated true values of the measurement variables or virtual variables into the statistical model.
請求項1又は請求項2に記載の設備劣化監視システムにおいて、
プラント挙動を模擬する解析シミュレータを設定し、前記解析シミュレータの計算式を制約条件に設定するか、または、前記解析シミュレータにより前記計測値入力部が入力した計器の計測値に基づいてシミュレーションして、計測変数の値を求め、これを新たな前記計測変数の計測値とするシミュレータ設定部
を備えたことを特徴とする設備劣化監視システム
In the facility deterioration monitoring system according to claim 1 or 2 ,
An equipment deterioration monitoring system comprising a simulator setting unit that sets an analysis simulator that simulates plant behavior, and sets the calculation formula of the analysis simulator as a constraint condition, or performs a simulation using the analysis simulator based on the measurement values of an instrument input by the measurement value input unit to obtain values of measurement variables, and sets these values as new measurement values of the measurement variables.
請求項に記載の設備劣化監視システムにおいて、
前記シミュレータ設定部は、前記計測変数または仮想変数の推定真値を前記解析シミュレータに取り込む
ことを特徴とする設備劣化監視システム
In the facility deterioration monitoring system according to claim 7 ,
The facility deterioration monitoring system is characterized in that the simulator setting unit inputs estimated true values of the measurement variables or virtual variables into the analysis simulator.
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