JP4812469B2

JP4812469B2 - Thermal power plant performance diagnosis method, thermal power plant performance data calculation program, and recording medium recording thermal power plant performance data calculation program

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Publication number: JP4812469B2
Application number: JP2006062554A
Authority: JP
Inventors: 和人岩本; 章彦門崎
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2006-03-08
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2026-03-08
Also published as: JP2007239580A

Description

本発明は、蒸気タービンに供給した蒸気の一部を抜出し他のプラントへ蒸気を供給する火力発電プラントの性能診断方法、これに用いる火力発電プラント性能データ算出プログラム及びこれを記録した記録媒体に関する。 The present invention relates to a performance diagnosis method for a thermal power plant that extracts a part of the steam supplied to a steam turbine and supplies the steam to another plant, a thermal power plant performance data calculation program used therefor, and a recording medium on which this is recorded.

火力発電プラントでは、ボイラで蒸気を作り、これを蒸気タービンに送り、蒸気タービンを駆動することで、蒸気タービンに連結された発電機を駆動し発電を行っている。蒸気タービンで仕事を行い、温度、圧力を低下させた蒸気は、復水器で冷却凝縮され復水となる。この復水は、復水ポンプを通じて給水加熱器に送られ、加熱された給水は、脱気器で給水中の不凝縮性ガスが除去され、ボイラ給水ポンプ等を介してボイラに返送される。このように火力発電プラントは、多くの機器で構成されており、各機器の性能は、プラント全体に大きな影響を与える。このため各機器、設備には、プロセスデータを取得するための計測器が配設されている。計測されたプロセスデータは、プラント性能監視装置に送られ、所定の演算を行った後データ出力装置に必要なデータが出力される。これらデータからプラント又は各機器、設備の性能を診断することができる。 In a thermal power plant, steam is generated by a boiler, is sent to a steam turbine, and the steam turbine is driven to drive a generator connected to the steam turbine to generate power. The steam, which has been reduced in temperature and pressure by working in a steam turbine, is cooled and condensed in a condenser to become condensate. This condensate is sent to a feed water heater through a condensate pump, and the heated feed water is returned to the boiler via a boiler feed water pump or the like after the non-condensable gas in the feed water is removed by the deaerator. Thus, the thermal power plant is composed of many devices, and the performance of each device greatly affects the whole plant. For this reason, measuring instruments for acquiring process data are arranged in each device and facility. The measured process data is sent to the plant performance monitoring device, and after performing a predetermined calculation, necessary data is output to the data output device. From these data, the performance of the plant or each device and facility can be diagnosed.

従来から、発電プラント、ボイラ、及びタービンの性能の診断には、発電効率、ボイラ効率、及びタービン効率が使用されている。図３は、従来の一般的な火力発電プラント１の概略的構成を示す図である。図中のＡは、ボイラ２に供給される燃料の有するエネルギＱ_ＦＬであり、燃料の流量と単位重量当たりの燃料の発熱量を乗算することで得られる。図中のＢは、ボイラ２で吸収された有効出熱Ｑ_ＢＯＵＴであって、蒸気流量と蒸気入出口熱量差とを乗算することで求めることができる。さらに図中Ｄは、発電機４の出力Ｌである。発電効率η_Ｐ、ボイラ効率η_Ｂ、及びタービン効率η_Ｔは、各々式（１）〜式（３）で示され、発電効率η_Ｐ、ボイラ効率η_Ｂ、タービン効率η_Ｔには、式（４）に示す関係が成立する。このため、図３に示す火力発電プラント１の性能データ算出には、発電効率及び算出が容易なタービン効率を求めた後、式（４）の関係からボイラ効率が求められる。 Conventionally, power generation efficiency, boiler efficiency, and turbine efficiency are used to diagnose the performance of a power plant, a boiler, and a turbine. FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional general thermal power plant 1. A in the figure is energy Q _FL which the fuel supplied to the boiler 2 has, and is obtained by multiplying the flow rate of fuel and the calorific value of fuel per unit weight. B in the figure is an effective heat output Q _BOUT absorbed by the boiler 2 and can be obtained by multiplying the steam flow rate and the steam inlet / outlet heat amount difference. Further, D in the figure is the output L of the generator 4. The power generation efficiency η _P , the boiler efficiency η _B , and the turbine efficiency η _T are respectively expressed by the equations (1) to (3). The power generation efficiency η _P , the boiler efficiency η _B , and the turbine efficiency η _T are expressed by the formula ( The relationship shown in 4) is established. For this reason, in calculating the performance data of the thermal power plant 1 shown in FIG. 3, after obtaining the power generation efficiency and the turbine efficiency that is easy to calculate, the boiler efficiency is obtained from the relationship of the equation (4).

一般的な火力発電プラントの性能診断の方法としては、計測データの中で高精度と認められるデータに基づいて、火力発電プラントを構成する機器のヒートバランス計算を行い、高精度と認められるデータとヒートバランス計算を基準として低精度と認められる計測データの収束計算を行うことでプラント全体のヒートバランスを決定し、機器の性能が熱効率に与える寄与度とヒートバンラスとから熱効率劣化要因機器を特定する技術も開示されている（例えば特許文献１参照）。
特開平１１−２２９８２０号公報 As a general method for performance diagnosis of thermal power plants, the heat balance calculation of the equipment constituting the thermal power plant is performed based on the data that is recognized as highly accurate in the measurement data, and the data that is recognized as highly accurate Technology that determines the heat balance of the entire plant by performing convergence calculation of measurement data that is recognized as low accuracy based on heat balance calculation, and identifies the equipment that causes thermal efficiency degradation from the contribution that the performance of the equipment has to the thermal efficiency and the heat banras Is also disclosed (for example, see Patent Document 1).
JP 11-229820 A

図３に示す火力発電プラント１では、系が閉じているため、タービン効率の算出も比較的容易である。ところで、火力発電プラントには、図４に示すような、タービンで仕事をした蒸気の一部を他のプラント又は設備へ供給する火力発電プラント５がある。この火力発電プラント５では、タービン３で仕事をした蒸気の一部（図４中のＥ）を系外に取出すため、当然ながら図３に示す従来の一般的な火力発電プラントと同様の方法でタービン効率を算出することはできない。タービン効率は、理論断熱熱落差に対する有効熱落差の比であるから、有効熱落差を求めて算出することも可能ではあるが、多数のプロセスデータが必要となり、簡単にタービン効率を求めることができない。 In the thermal power plant 1 shown in FIG. 3, since the system is closed, the calculation of the turbine efficiency is relatively easy. By the way, in the thermal power plant, there is a thermal power plant 5 as shown in FIG. 4 for supplying a part of the steam worked by the turbine to another plant or equipment. In this thermal power plant 5, in order to take out a part of the steam (E in FIG. 4) worked in the turbine 3, it is naturally the same method as the conventional general thermal power plant shown in FIG. Turbine efficiency cannot be calculated. Turbine efficiency is the ratio of the effective heat drop to the theoretical adiabatic heat drop, so it can be calculated by calculating the effective heat drop, but a large amount of process data is required and the turbine efficiency cannot be obtained easily. .

このように、タービンで仕事をした蒸気の一部を他のプラント等へ供給する火力発電プラントのタービン効率を簡単に算出する方法は確立されておらず、これら火力発電プラントの性能診断は、必ずしも十分に行われているとは言えない。このため、タービンで仕事をした蒸気の一部を他のプラント等へ供給する火力発電プラントの性能診断方法の確立が求められている。蒸気を系外へ供給する火力発電プラントのタービン効率をはじめ、発電効率、ボイラ効率の算出を、式（１）〜式（４）で示した方法に近似の方法で算出することができれば、従来のプラントのデータも活かし、火力発電プラントの性能診断を行うことが可能となり好ましい。さらに系外への蒸気の供給の有無に係わらず、同一の方法でタービン効率など性能データを算出することができれば、より好ましい。 As described above, there is no established method for easily calculating the turbine efficiency of a thermal power plant that supplies a part of the steam that has worked on the turbine to other plants. It's not well done. For this reason, establishment of the performance diagnostic method of the thermal power plant which supplies a part of steam which worked with the turbine to other plants etc. is calculated | required. If calculation of power generation efficiency and boiler efficiency, including the turbine efficiency of a thermal power plant that supplies steam outside the system, can be calculated by a method approximate to the methods shown in Equations (1) to (4), It is also possible to make use of the plant data and to perform performance diagnosis of thermal power plants. Furthermore, it is more preferable if performance data such as turbine efficiency can be calculated by the same method regardless of whether steam is supplied outside the system.

本発明の目的は、簡単に性能診断を行うことが可能な蒸気タービンに供給した蒸気の一部を抜出し他のプラントへ蒸気を供給する火力発電プラントの性能診断方法、これに用いる火力発電プラント性能データ算出プログラム及びこれを記録した記録媒体を提供することである。 An object of the present invention is to provide a performance diagnosis method for a thermal power plant that extracts a part of steam supplied to a steam turbine that can easily perform performance diagnosis and supplies the steam to another plant, and the performance of the thermal power plant used therefor A data calculation program and a recording medium on which the data calculation program is recorded are provided.

本発明は、蒸気タービンに供給した蒸気の一部を抜出し他のプラントへ該蒸気を供給する火力発電プラントの性能診断方法であって、
該火力発電プラントのプロセスデータに基づき、入出熱法を用いてボイラ効率を算出するとともに、式（ａ）を用いて他のプラントへ供給する蒸気熱量を補正した蒸気供給補正発電効率を算出し、
算出した該ボイラ効率及び該蒸気供給補正発電効率と、ボイラ効率、蒸気供給補正発電効率及びタービン効率との関係から蒸気供給時のタービン効率を算出し、
該ボイラ効率、該蒸気供給補正発電効率、及び該タービン効率に基づき該火力発電プラントの性能を診断することを特徴とする火力発電プラントの性能診断方法である。

The present invention is a performance diagnostic method for a thermal power plant that extracts a part of the steam supplied to the steam turbine and supplies the steam to another plant,
Based on the process data of the thermal power plant, the boiler efficiency is calculated using an input / output heat method, and the steam supply corrected power generation efficiency is calculated by correcting the amount of steam heat supplied to another plant using the equation (a).
Calculate the turbine efficiency at the time of steam supply from the relationship between the calculated boiler efficiency and the steam supply corrected power generation efficiency and the boiler efficiency, the steam supply corrected power generation efficiency and the turbine efficiency,
A performance diagnosis method for a thermal power plant characterized by diagnosing the performance of the thermal power plant based on the boiler efficiency, the steam supply correction power generation efficiency, and the turbine efficiency.

また本発明で、前記蒸気タービンは、高圧タービン、中圧タービン及び低圧タービンを含み、
さらに前記ボイラは、再熱器を備え、
前記他のプラントへ供給する蒸気は、該高圧タービンから排気され、該再熱器で加熱され、該中圧タービンに供給される蒸気の一部であることを特徴とする請求項１に記載の火力発電プラントの性能診断方法である。 In the present invention, the steam turbine includes a high pressure turbine, an intermediate pressure turbine, and a low pressure turbine,
The boiler further comprises a reheater,
The steam supplied to the other plant is exhausted from the high-pressure turbine, heated by the reheater, and part of the steam supplied to the intermediate-pressure turbine. This is a performance diagnosis method for a thermal power plant.

また本発明は、蒸気タービンに供給した蒸気の一部を抜出し他のプラントへ該蒸気を供給する火力発電プラントの性能診断に用いる該火力発電プラント性能データ算出プログラムであって、コンピュータに、
該火力発電プラントのプロセスデータに基づき、入出熱法を用いてボイラ効率を算出するステップと、
式（ａ）を用いて他のプラントへ供給する蒸気熱量を補正した蒸気供給補正発電効率を算出するステップと、
式（ｂ）を用いて蒸気供給時のタービン効率を算出するステップと、
を実行させるための火力発電プラント性能データ算出プログラムである。

The present invention also provides a該火power plant performance data calculation program used performance diagnosis of the thermal power plant supplies steam to other plants withdrawing a portion of the steam supplied to the steam turbine, the computer,
Calculating boiler efficiency based on the process data of the thermal power plant using an input / output heat method;
Calculating a steam supply corrected power generation efficiency by correcting the amount of steam heat supplied to another plant using the formula (a);
Calculating the turbine efficiency at the time of steam supply using equation (b) ;
It is a thermal power plant performance data calculation program for executing.

また本発明は、請求項３に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。 The present invention is also a computer-readable recording medium on which the program according to claim 3 is recorded.

本発明の火力発電プラントの性能診断方法は、火力発電プラントのプロセスデータに基づき、入出熱法を用いてボイラ効率を算出するとともに、他のプラントへ供給する蒸気熱量を補正した蒸気供給補正発電効率を算出し、算出したボイラ効率及び蒸気供給補正発電効率と、ボイラ効率、蒸気供給補正発電効率及びタービン効率との関係から蒸気供給時のタービン効率を算出し、ボイラ効率、蒸気供給補正発電効率、及びタービン効率に基づき火力発電プラントの性能を診断するので、簡単に蒸気タービンに供給した蒸気の一部を抜出し他のプラントへ蒸気を供給する火力発電プラントの性能を診断することができる。また、タービン効率の算出に必要なプロセスデータも蒸気を系外に排出しない火力発電プラントとほぼ同じであり、簡単にタービン効率などを求めることができる。さらに発電効率、ボイラ効率、タービン効率の算出方法が従来の算出方法と近似の方法であるので、従来のプラントのデータも活かし、火力発電プラントの性能診断を行うことができる。さらに系外への蒸気の供給の有無に係わらず、同一の方法でタービン効率などを算出することができるので、本方法を多くの火力発電プラントの性能診断に適用することができる。 The thermal power plant performance diagnosis method according to the present invention calculates the boiler efficiency using the heat input / output method based on the process data of the thermal power plant, and corrects the steam supply corrected power generation efficiency by correcting the amount of steam heat supplied to other plants. And calculating the turbine efficiency at the time of steam supply from the relationship between the calculated boiler efficiency and steam supply corrected power generation efficiency and the boiler efficiency, steam supply corrected power generation efficiency and turbine efficiency, and the boiler efficiency, steam supply corrected power generation efficiency, Since the performance of the thermal power plant is diagnosed based on the turbine efficiency, it is possible to diagnose the performance of the thermal power plant that simply extracts a part of the steam supplied to the steam turbine and supplies the steam to another plant. Moreover, process data required for calculating the turbine efficiency is substantially the same as the thermal power plants that do not emit steam out of the system can be obtained such as easy turbine efficiency. Furthermore, since the power generation efficiency, boiler efficiency, and turbine efficiency calculation methods are similar to the conventional calculation methods, it is possible to perform performance diagnosis of a thermal power plant by utilizing conventional plant data. Furthermore, since the turbine efficiency and the like can be calculated by the same method regardless of whether steam is supplied outside the system, this method can be applied to performance diagnosis of many thermal power plants.

また本発明によれば、蒸気タービンは、高圧タービン、中圧タービン及び低圧タービンを含み、さらにボイラは、再熱器を備え、他のプラントへ供給する蒸気は、高圧タービンから排気され、再熱器で加熱され、中圧タービンに供給される蒸気の一部であるので、これら火力発電プラントの性能診断に本発明を適用することができる。 According to the present invention, the steam turbine includes a high-pressure turbine, an intermediate-pressure turbine, and a low-pressure turbine, and the boiler is provided with a reheater, and steam supplied to another plant is exhausted from the high-pressure turbine and reheated. Therefore, the present invention is applicable to performance diagnosis of these thermal power plants.

また、本発明の火力発電プラント性能データ算出プログラムは、コンピュータに、火力発電プラントのプロセスデータに基づき、入出熱法を用いてボイラ効率を算出するステップと、他のプラントへ供給する蒸気熱量を補正した蒸気供給補正発電効率を算出するステップと、算出したボイラ効率及び蒸気供給補正発電効率と、ボイラ効率、蒸気供給補正発電効率及びタービン効率との関係から蒸気供給時のタービン効率を算出するステップと、を実行させるためのプログラムであるので、本プログラムを用いて簡単にタービン効率など火力発電プラントの性能データを算出することができる。よってこれを使用することで、簡単に蒸気タービンに供給した蒸気の一部を抜出し他のプラントへ蒸気を供給する火力発電プラントの性能を診断することができる。 The thermal power plant performance data calculation program of the present invention corrects the step of calculating the boiler efficiency using an input / output heat method based on the process data of the thermal power plant, and the amount of steam heat supplied to another plant in a computer. Calculating the steam supply corrected power generation efficiency, calculating the boiler efficiency and steam supply corrected power generation efficiency, and calculating the turbine efficiency at the time of steam supply from the relationship between the boiler efficiency, the steam supply corrected power generation efficiency, and the turbine efficiency; Therefore, it is possible to easily calculate the performance data of the thermal power plant such as the turbine efficiency by using this program. Therefore, by using this, it is possible to diagnose the performance of a thermal power plant that easily extracts a part of the steam supplied to the steam turbine and supplies the steam to another plant.

また本発明は、火力発電プラントの性能データ算出プログラムを記録した記録媒体であるので、記録媒体を介することによって、プログラムをコンピュータに簡単に供給することができる。 Moreover, since this invention is a recording medium which recorded the performance data calculation program of the thermal power plant, a program can be easily supplied to a computer via a recording medium.

図１は、本発明の性能診断の対象であるタービンで仕事した蒸気を系外に送出する火力発電プラント１０の概略的な構成を示す系統図である。図２は、図１の火力発電プラント１０の性能診断に用いる火力発電プラント１０の性能データを算出する性能データ算出装置５０の電気的構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a system diagram showing a schematic configuration of a thermal power plant 10 that sends steam worked in a turbine that is a target of performance diagnosis of the present invention out of the system. FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of a performance data calculation device 50 that calculates performance data of the thermal power plant 10 used for performance diagnosis of the thermal power plant 10 of FIG.

図１に示す火力発電プラント１０は、高圧タービン、中圧タービン及び低圧タービンからなる蒸気タービン１１を備える従来の火力発電プラントと基本的構成は同じであるが、タービンで仕事した蒸気の一部を系外に送出するように構成されている点が異なる。ボイラ４０は、過熱器１２と再熱器１３とを備え、過熱器１２には、温度調整用のスプレー１４が配設されている。ボイラ４０で発生した蒸気は、主蒸気管１５を通じて高圧タービン１６に送られる。高圧タービン１６で仕事を行い、温度、圧力を低下させた蒸気は、低温再熱蒸気管１７を通じて再熱器１３へ送られ、再熱器１３で加熱された後、高温再熱蒸気管１８を通じて中圧タービン１９に送られる。高温再熱蒸気管１８の途中には、分岐部２０が設けられ、一部の蒸気は、減温器２１で温度を低下させられた後、他のプラントに送出される。一方、中圧タービン１９に供給された蒸気は、タービンを駆動した後、低圧タービン２２へ送られる。蒸気タービン１１は、発電機４１と連結し、発電機４１を駆動し発電する。 Thermal power plant 10 shown in FIG. 1, a high pressure turbine, but the basic structure of the conventional thermal power plants with a medium-pressure turbine and the low pressure turbines or Ranaru steam turbine 11 is the same, the steam work in the turbine one The difference is that it is configured to send the part out of the system. Boiler 40 is provided with a superheater 12 and reheater 13, the over-heat 12, a spray 14 for temperature adjustment are provided. The steam generated in the boiler 40 is sent to the high-pressure turbine 16 through the main steam pipe 15. The steam that has been reduced in temperature and pressure by working in the high-pressure turbine 16 is sent to the reheater 13 through the low-temperature reheat steam pipe 17, heated by the reheater 13, and then through the high-temperature reheat steam pipe 18. It is sent to the intermediate pressure turbine 19. A branch portion 20 is provided in the middle of the high-temperature reheat steam pipe 18, and a part of the steam is sent to another plant after the temperature is lowered by the temperature reducer 21. On the other hand, the steam supplied to the intermediate pressure turbine 19 is sent to the low pressure turbine 22 after driving the turbine. The steam turbine 11 is connected to the generator 41 and drives the generator 41 to generate power.

低圧タービン２２から排気される蒸気は、復水器２３で冷却され復水となった後、復水ポンプ２４で水素冷却器２５、空気抽出器２６、グランドコンデンサ２７、給水加熱器の順に送られる。空気抽出器２６は、ボイラ出口部の過熱蒸気２８を駆動源とするエゼクタ（図示を省略）で、低圧タービン２２から排気される蒸気に含まれる不凝縮性ガス、復水器２３から漏れこむ空気を排気する。第一、第二、第三給水加熱器２９、３０、３１では、各々低圧タービン２２から抽気される蒸気で加熱される。第三給水加熱器３１を出た給水は、脱気器３２で中圧タービン１９から抽気される蒸気で加熱され、その後給水ポンプ３３を介して第五、第六、第七給水加熱器３４、３５、３６へ送れる。ここでは、中圧タービン１９及び高圧タービン１６から抽気された蒸気で加熱される。第七給水加熱器３６で加熱された給水は、ボイラ４０へ送られる。 The steam exhausted from the low-pressure turbine 22 is cooled by the condenser 23 to become condensate, and then sent by the condensate pump 24 in the order of the hydrogen cooler 25, the air extractor 26, the ground condenser 27, and the feed water heater. . The air extractor 26 is an ejector (not shown) that uses superheated steam 28 at the outlet of the boiler as a drive source, non-condensable gas contained in the steam exhausted from the low-pressure turbine 22, and air leaked from the condenser 23. Exhaust. The first, second, and third feed water heaters 29, 30, and 31 are each heated by steam extracted from the low-pressure turbine 22. The feed water leaving the third feed water heater 31 is heated by the steam extracted from the intermediate pressure turbine 19 by the deaerator 32, and then the fifth, sixth and seventh feed water heaters 34 through the feed water pump 33, 35, 36. Here, the steam extracted from the intermediate pressure turbine 19 and the high pressure turbine 16 is heated. The feed water heated by the seventh feed water heater 36 is sent to the boiler 40.

上記の構成からなる火力発電プラント１０では、従来の火力発電プラントと同様、図示を省略した計測器で、各所の温度、圧力、流量などのプロセスデータが計測され、火力発電プラントの性能診断に用いる性能データ算出装置５０に送られる。性能データ算出装置５０は、大略的には入力部５１、記憶部５２、演算部５３、及び出力部５４から構成され、入力部５１を介して取り込まれたプロセスデータは、記憶部５２に記憶される。さらに記憶部５２には、予め発電効率、ボイラ効率、タービン効率を計算するためのプログラムが記憶されている。演算部５３は、記憶部に記憶したデータ及びプログラムを読出し所定の計算を行い、出力部５４を介して出力する。この性能データ算出装置５０は、コンピュータを用いて実現することができる。また、発電効率、ボイラ効率、タービン効率を計算するためのプログラムを記録媒体に記録しておくことで、簡単にコンピュータにインストールすることができる。 In the thermal power plant 10 having the above-described configuration, process data such as temperature, pressure, and flow rate at various locations is measured by a measuring instrument (not shown) as in the conventional thermal power plant, and used for performance diagnosis of the thermal power plant. It is sent to the performance data calculation device 50. The performance data calculation device 50 is generally composed of an input unit 51, a storage unit 52, a calculation unit 53, and an output unit 54, and the process data captured via the input unit 51 is stored in the storage unit 52. The Further, the storage unit 52 stores a program for calculating power generation efficiency, boiler efficiency, and turbine efficiency in advance. The calculation unit 53 reads the data and program stored in the storage unit, performs a predetermined calculation, and outputs the calculation via the output unit 54. The performance data calculation device 50 can be realized using a computer. Further, by recording a program for calculating power generation efficiency, boiler efficiency, and turbine efficiency on a recording medium, it can be easily installed on a computer.

発電効率、ボイラ効率、タービン効率は次の手順で算出する。第一にボイラ効率を算出する。ボイラ効率の算出は、入出熱法を用いて行う。入出熱法では、ボイラ効率η_Ｂは、ボイラに与えられた入熱に対するボイラで吸収された有効出熱の比で表されるため、ボイラ効率は、式（５）で表される。ボイラに与えられた入熱は、式（６）に示すようにボイラに供給される燃料の流量と燃料の発熱量とを乗算することで求めることができる。また、ボイラで吸収された有効出熱は、ボイラから出る蒸気の全熱量とボイラへ入る給水及び蒸気の全熱量との差分として、式（７）を用いて算出することができる。よって、式（５）式（６）、式（７）から入出熱法によるボイラ効率を求めることができる。

The power generation efficiency, boiler efficiency, and turbine efficiency are calculated according to the following procedure. First, the boiler efficiency is calculated. The boiler efficiency is calculated using the heat input / output method. In the heat input / output method, the boiler efficiency η _B is expressed by the ratio of the effective heat output absorbed by the boiler with respect to the heat input given to the boiler, so the boiler efficiency is expressed by Equation (5). The heat input given to the boiler can be obtained by multiplying the flow rate of the fuel supplied to the boiler and the calorific value of the fuel as shown in equation (6). In addition, the effective heat output absorbed by the boiler can be calculated using Equation (7) as the difference between the total heat amount of the steam coming out of the boiler and the total heat amount of the feed water and steam entering the boiler. Thus, equation (5) (6), it can be determined boiler efficiency by input fever method from equation (7).

次に、発電効率を求める。従来の発電設備のように、系が閉じている場合は、発電機出力をボイラに与えられた入熱で除算し算出することができる。しかしながら、本実施形態のようにタービンで仕事をしている途中の蒸気の一部を系外に取出すような場合は、ボイラから供給された蒸気が全てタービンの仕事に使用されないので、単純に発電機出力をボイラに与えられた入熱で除算すると、実態とかけ離れた見かけの発電効率となってしまう。これを回避するため、本発明では、式（８）で示すように、ボイラに与えられた入熱から系外に送出された蒸気の熱量を差引き、これに対する発電機出力の割合から蒸気供給補正をした実質的な発電効率η_Ｐ´を算出する。ボイラに与えられた入熱は、前記の式（６）で算出することができる。また、系外に送出された蒸気の熱量は、蒸気の流量とエンタルピの積として表される。

Next, the power generation efficiency is obtained. When the system is closed as in a conventional power generation facility, the generator output can be calculated by dividing by the heat input given to the boiler. However, when a part of the steam that is being worked on the turbine is taken out of the system as in the present embodiment, all the steam supplied from the boiler is not used for the work of the turbine. When the machine output is divided by the heat input given to the boiler, the apparent power generation efficiency is far from the actual situation. In order to avoid this, the present invention subtracts the amount of heat of the steam sent out of the system from the heat input given to the boiler as shown by the equation (8), and supplies steam from the ratio of the generator output to this. The corrected substantial power generation efficiency η _P ′ is calculated. The heat input given to the boiler can be calculated by the above formula (6). The amount of heat of the steam sent out of the system is expressed as the product of the steam flow rate and the enthalpy.

タービン効率η_T´は、発電効率η_Ｐ´及びボイラ効率η_Ｂと式（９）に示す関係が成立するため、式（９）からタービン効率η_T´を求めることができる。

Since the turbine efficiency η _T ′ and the power generation efficiency η _P ′ and the boiler efficiency η _B have the relationship shown in the equation (9), the turbine efficiency η _T ′ can be obtained from the equation (9).

上記の方法で算出した火力発電プラントのボイラ効率、発電効率、タービン効率を、設計値又は過去の値と比較し、又はこれの値の経時変化から簡単に火力発電プラントの性能を診断することができる。表１に実際に算出した結果の一例を示す。表１に示すように、本発明の性能データ算出方法によって算出した発電効率、タービン効率は、系外に送出する蒸気量によらずほぼ一定の値となり、発電設備に異常がないことを確認することができる。これに対し、蒸気補正を行わない発電効率は、系外に送出する蒸気量によって、値が大きく異なっており、この値からでは、発電設備の性能を診断することはできない。 The boiler efficiency, power generation efficiency, and turbine efficiency of the thermal power plant calculated by the above method can be compared with design values or past values, or the performance of a thermal power plant can be easily diagnosed from changes over time in these values. it can. Table 1 shows an example of the results actually calculated. As shown in Table 1, the power generation efficiency and turbine efficiency calculated by the performance data calculation method of the present invention are substantially constant regardless of the amount of steam sent out of the system, and it is confirmed that there is no abnormality in the power generation equipment. be able to. On the other hand, the value of power generation efficiency without steam correction varies greatly depending on the amount of steam sent out of the system, and the performance of the power generation facility cannot be diagnosed from this value.

以上のように本発明の火力発電プラントの性能診断方法は、火力発電プラントのプロセスデータに基づき、ボイラ効率、蒸気供給補正発電効率を算出した後、これらの値からタービン効率を算出し、火力発電プラントの性能を診断するので、蒸気タービンに供給した蒸気の一部を抜出し他のプラントへ蒸気を供給する火力発電プラントであっても簡単に性能を診断することができる。特に性能診断に必要な性能データの算出方法をプログラミングすることで、コンピュータを用いて簡単に性能データを算出することができる。また、性能データ算出に必要なプロセスデータは、蒸気を系外に排出しない一般的な火力発電プラントとほぼ同じであり、性能データ算出のために特別のプロセスデータを必要としないので、容易に火力発電プラントの性能診断に適用することができる。 Performance diagnostic method of the thermal power plant of the present invention, as described above, based on the process data of the thermal power plant, after calculating boiler efficiency, the steam supply correction power generation efficiency, and calculates the turbine efficiency from these values, thermal Since the performance of the power plant is diagnosed, even if it is a thermal power plant that extracts a part of the steam supplied to the steam turbine and supplies the steam to other plants, the performance can be easily diagnosed. In particular, the method of calculating the performance data needed for performance diagnosis by programming, can be calculated easily performance data using a computer. In addition, the process data required for performance data calculation is almost the same as a general thermal power plant that does not discharge steam out of the system , and no special process data is required for performance data calculation. It can be applied to performance diagnosis of power plants.

また本発明の火力発電プラントの性能診断に用いる性能データの算出方法は、式（８）からも分かるように、従来の一般的な火力発電プラントの性能データの算出方法と近似の方法であり、系外に取出す蒸気量がゼロとなると、従来から用いられている発電効率の算出方法と同一となる。つまり、発電プラントから系外に蒸気を取出すか否かに係わらず、同一の計算式で発電効率、タービン効率を求めることができる。このため、従来のプラントのデータも活かし、火力発電プラントの性能診断を行うことができる。なお、実施形態では、ボイラ効率を算出し、その後蒸気供給補正発電効率を算出する例を示したけれども、蒸気供給補正発電効率を算出し後にボイラ効率を算出してもよい。要するに、タービン効率を算出する前にこれらの値が算出されていればよいのである。 Moreover, the calculation method of the performance data used for the performance diagnosis of the thermal power plant of the present invention is a method similar to the calculation method of the performance data of the conventional general thermal power plant, as can be seen from the equation (8), When the amount of steam taken out of the system becomes zero, the power generation efficiency calculation method used conventionally is the same. That is, regardless of whether steam is taken out of the system from the power plant, the power generation efficiency and the turbine efficiency can be obtained by the same calculation formula. For this reason, the performance diagnosis of the thermal power plant can be performed by utilizing the data of the conventional plant. In the embodiment, the boiler efficiency is calculated, and then the steam supply correction power generation efficiency is calculated. However, the steam supply correction power generation efficiency may be calculated and the boiler efficiency may be calculated later. In short, these values only have to be calculated before calculating the turbine efficiency.

本発明の性能診断の対象であるタービンで仕事した蒸気を系外に送出する火力発電プラント１０の概略的な構成を示す系統図である。1 is a system diagram showing a schematic configuration of a thermal power plant 10 that sends out steam generated by a turbine that is a target of performance diagnosis of the present invention to the outside of the system. 図１の火力発電プラント１０の性能診断に用いる火力発電プラント１０の性能データを算出する性能データ算出装置５０の電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electrical constitution of the performance data calculation apparatus 50 which calculates the performance data of the thermal power plant 10 used for the performance diagnosis of the thermal power plant 10 of FIG. 従来の一般的な火力発電プラント１の概略的構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the conventional general thermal power plant. 従来のタービンで仕事をした蒸気の一部を他のプラント等へ供給する火力発電プラント５の概略的構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the thermal power plant 5 which supplies a part of steam | steam which worked with the conventional turbine to another plant etc. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０火力発電プラント
１１蒸気タービン
１３再熱器
１６高圧タービン
１９中圧タービン
２２低圧タービン
４０ボイラ
４１発電機
５０性能データ算出装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Thermal power plant 11 Steam turbine 13 Reheater 16 High pressure turbine 19 Medium pressure turbine 22 Low pressure turbine 40 Boiler 41 Generator 50 Performance data calculation apparatus

Claims

蒸気タービンに供給した蒸気の一部を抜出し他のプラントへ該蒸気を供給する火力発電プラントの性能診断方法であって、
該火力発電プラントのプロセスデータに基づき、入出熱法を用いてボイラ効率を算出するとともに、式（ａ）を用いて他のプラントへ供給する蒸気熱量を補正した蒸気供給補正発電効率を算出し、
算出した該ボイラ効率及び該蒸気供給補正発電効率と、ボイラ効率、蒸気供給補正発電効率及びタービン効率との関係から蒸気供給時のタービン効率を算出し、
該ボイラ効率、該蒸気供給補正発電効率、及び該タービン効率に基づき該火力発電プラントの性能を診断することを特徴とする火力発電プラントの性能診断方法。

A method for diagnosing performance of a thermal power plant that extracts a portion of the steam supplied to a steam turbine and supplies the steam to another plant,
Based on the process data of the thermal power plant, the boiler efficiency is calculated using an input / output heat method, and the steam supply corrected power generation efficiency is calculated by correcting the amount of steam heat supplied to another plant using the equation (a).
Calculate the turbine efficiency at the time of steam supply from the relationship between the calculated boiler efficiency and the steam supply corrected power generation efficiency and the boiler efficiency, the steam supply corrected power generation efficiency and the turbine efficiency,
A performance diagnosis method for a thermal power plant, wherein the performance of the thermal power plant is diagnosed based on the boiler efficiency, the steam supply correction power generation efficiency, and the turbine efficiency.

前記蒸気タービンは、高圧タービン、中圧タービン及び低圧タービンを含み、
さらに前記ボイラは、再熱器を備え、
前記他のプラントへ供給する蒸気は、該高圧タービンから排気され、該再熱器で加熱され、該中圧タービンに供給される蒸気の一部であることを特徴とする請求項１に記載の火力発電プラントの性能診断方法。 The steam turbine includes a high pressure turbine, an intermediate pressure turbine, and a low pressure turbine,
The boiler further comprises a reheater,
The steam supplied to the other plant is exhausted from the high-pressure turbine, heated by the reheater, and part of the steam supplied to the intermediate-pressure turbine. Thermal power plant performance diagnostic method.

蒸気タービンに供給した蒸気の一部を抜出し他のプラントへ該蒸気を供給する火力発電プラントの性能診断に用いる該火力発電プラント性能データ算出プログラムであって、コンピュータに、
該火力発電プラントのプロセスデータに基づき、入出熱法を用いてボイラ効率を算出するステップと、
式（ａ）を用いて他のプラントへ供給する蒸気熱量を補正した蒸気供給補正発電効率を算出するステップと、
式（ｂ）を用いて蒸気供給時のタービン効率を算出するステップと、
を実行させるための火力発電プラント性能データ算出プログラム。

Withdrawing a portion of the steam supplied to the steam turbine a該火power plant performance data calculation program used performance diagnosis of the thermal power plant supplies steam to another plant, the computer,
Calculating boiler efficiency based on the process data of the thermal power plant using an input / output heat method;
Calculating a steam supply corrected power generation efficiency by correcting the amount of steam heat supplied to another plant using the formula (a);
Calculating the turbine efficiency at the time of steam supply using equation (b) ;
Thermal power plant performance data calculation program for executing

請求項３に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 A computer-readable recording medium on which the program according to claim 3 is recorded.