(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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であって、
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）が表示され、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）が決定されるものにおいて、
参照経過（ＲＶ）と並んで、タービン回転数（ｎ）の時間的経過（ＡＶ）が表示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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項４】
タービン特有の特性量（ｍ、ｗ、ｂ）および作動状態に関連したパラメータ（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）と接続された指示装置（３６）を含んでおり、この際
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）から特定の停止時間（ｔn）および特定のタービン温度（Ｔn）に対する識別（ｔn、Ｔn）を表す装置において、
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）を備え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ための装置。
【発明の詳細な説明】
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、１８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ｋT＝０．１とｋT＝１との間に位置する。
他のプロセスに関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Ａn-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Ａn-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を経て指示装置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ｋs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ＲＶ、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。
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