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− 排気温度
5.2.2 性能データを比較基準条件(JIS B 8042-2参照)に換算するために重要な,次の大気条件を監視す
る。
− 大気圧
− 大気温度
− 大気湿度
5.2.3 次に示す運転条件も記録する。
− 軸出力又は電気出力,及び力率(電気出力の場合)
− 吸気圧力損失
− 圧縮機入口空気温度
− 排気圧力損失(下流のプラント構成部品による背圧)
5.2.4 性能監視装置の重要な目的の一つは,プロセスの全効率及びその不確かさを決めることである。時
間の経過に伴うこれらの変化をたどることによって,圧縮機の洗浄,保全などの運転保全作業に関する決
定,及び事業用データ(例えば,燃料費)の作成が容易にできる。
このようにして,ガスタービンは常に最良の状態を維持でき,燃料消費率の最小化を達成できる。
表1に,ガスタービン性能の傾向を求めるための,代表的なガスタービンの直接的及び間接的なパラメ
ータを示す。
表 1 性能監視装置の監視パラメータ
項目 検出点 傾向解析用測定データ 欠陥の検出及び/又は解析
出力 発電機端子 − 出力 − 不完全燃焼
出力タービン軸 − トルク及び/又は速度 − 圧縮機汚れ,翼の腐食
測定 及び/又は浸食
圧縮機軸 − 圧縮機軸速度
燃料消費 燃料流量 − 全燃料流量 − 供給燃料
− 分配燃料流量 − 各燃料ノズルへの一様
な供給
熱効率 出力,発熱量,燃料流 − 熱効率及び/又は電気 − 圧縮機汚れ,翼の腐食
量から算出 効率 及び/又は浸食
− 不完全燃焼
排気温度 タービンディフューザ − 平均排気温度 − 排熱利用の出発点
下流の排気ダクト (個別値,平均値,− 燃焼装置の問題
最大差)
排気流量 算出 − エネルギ及び質量バ − HRSGが附属している
ランスから算出 場合 : 蒸気発生量が少
なければ追だき量が増
大
備考 表5に追加のパラメータを示す。
5.3 燃焼監視装置及び排気排出物監視装置
5.3.1 一般 燃焼及び排気排出物監視では,基本的には次の項目を監視する。
− 燃焼過程の状態(表2)
− 排気排出物(表3)
――――― [JIS B 8045 pdf 11] ―――――
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5.3.2 燃焼監視装置 現時点では燃焼器の中の燃焼状態そのものを監視することは実際的ではないので,
燃焼監視装置では燃焼過程の特徴を示す項目を監視する。
基本的な項目を次に示す。
− 排気温度
− ガスタービン出口又はガス発生機下流の燃焼ガス温度の分布
− 燃焼装置の圧力変動
− 燃焼器のメタル温度
燃料が分割されて噴射される場合,個々の燃料(例えば,メイン燃料,セカンダリ燃料,パイロット燃
料,予混合燃料など)の混合条件も,また非常に重要である。
表 2 燃焼監視装置の監視パラメータ
項目 検出点 傾向解析用測定データ 欠陥の検出及び/又は解析
排気温度 タービン下流排気 − 平均排気温度 − 全バーナでの不完全燃焼
ダクト制御断面 − 最高排気温度 − 全バーナへの均一燃料供給
− 最小排気温度 − 燃焼装置(バーナ,ノズル
− 全測定点での排気温度 など)の機械的健全性
排気温度のば タービン下流排気 − 排気温度のばらつき,及び制− 原因モジュールの認定
らつき ダクト制御断面 御断面の対応箇所
燃焼装置の圧 燃焼器又は燃焼器 − 圧力変動の振幅 − 機械的共振の危険につなが
力変動 尾筒 − 圧力変動の周波数 る過大な応力,及び希薄火
炎などの燃焼不良の危険性
につながる火炎脈動
5.3.3 排気排出物監視装置
排気排出物監視装置は,主として次に示すような排気排出物の濃度を連続的に測定する。
− 窒素酸化物(NOx)
− 硫黄酸化物(SOx)
− 一酸化炭素(CO)
− 全有機化合物
− 酸素濃度(酸素は,定められた濃度の基準値に換算する目的で測定する。)
− 粒子状排出物又はばいじん
備考 排気排出物の測定項目,測定方法及び制限値については,国又は地域の規制によって異なるの
で,適用される規制に従うことが必要である。
参考 現在,日本の規制では,通常は窒素酸化物,硫黄酸化物及びばいじんが測定対象となっている。
湿式で排気排出物を減少させる場合,排気排出物監視装置は,水又は蒸気の注入条件も決定する。
これらの情報を用いてガスタービンの排気排出物を効果的に監視することができる。これによって,ガ
スタービンが環境に与える影響を最小にする運転及び保全の促進ができる。
――――― [JIS B 8045 pdf 12] ―――――
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表 3 排気排出物監視装置の監視パラメータ
項目 検出位置 傾向解析用測定データ 欠陥の検出及び/又は解析
窒素酸化物 排気ダクト及び/又は煙 排気中のNOX濃度 過剰な環境汚染を引き起こ
突の断面の代表的な位 (排気中のNO濃度) す燃焼装置及び/又はNOX
置 (排気中のNO2濃度) 低減装置の欠陥
硫黄酸化物 排気ダクト及び/又は煙 排気中のSOX濃度 環境汚染を引き起こす燃料
突の断面の代表的な位 成分
置
一酸化炭素 排気ダクト及び/又は煙 排気中のCO濃度 環境汚染を引き起こす不完
突の断面の代表的な位 全燃焼
置
酸素濃度 排気ダクト及び/又は煙 排気中のO2濃度
突の断面の代表的な位
置
全有機化合物 排気ダクト及び/又は煙 排気中の全有機化合物 環境汚染を引き起こす不完
突の断面の代表的な位 濃度 全燃焼
置
5.4 機械監視装置及び振動監視装置
機械監視装置及び振動監視装置は,ガスタービン装置の多くの機
械的パラメータに基づいて機械的状態を監視する。表5に例を示す。
カップリング,歯車及び補機装置の機械的パラメータの監視が可能であれば,これらの機械的パラメー
タも監視の対象にするのがよい(表4)。
機械監視装置及び振動監視装置は,機械的な問題及び損傷を事前に検出し,その結果として,それらの
発生を大部分減少させることができる。装置の実際の状態に応じて保全作業を実施することもできる(オ
ンコンディションメインテナンス)。
5.5 測定パラメータ
単純サイクルガスタービンの場合の状態監視装置で考え得る測定パラメータを,
表5に示す。契約対象の状態監視装置の測定項目については,契約当事者間の合意によらなければならな
い。
幾つかの重要なパラメータは直接測定できないが,その場合は,他のパラメータから計算で求めること
ができる(例えば,エネルギバランスの関係から空気流量を導き,燃料消費量及び出力から熱効率を求め
る。)。
表5のパラメータは,機能別にグループ化されている。用語及び検出位置は,関連する受渡試験方法(JIS
B 8041)を参照する。
――――― [JIS B 8045 pdf 13] ―――――
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表 4 機械監視装置及び振動監視装置の監視パラメータ
項目 検出位置 傾向解析用測定データ 故障検出/解析
ケーシング及び/ ケーシング及び/又は軸 − 指定された領域の傾向− 軸受不良(球,内輪,
又は軸振動 の振動センサ(加速度, 監視,回転速度情報を 外輪,軸受メタル)
(構造に起因する 速度プローブ)。ケーシン 含む − アンバランス量の変
音響) グ及び/又は軸の代表的 − 規定された周波数範囲 化
な位置に搭載し,センサ 内のレベル,全体レベ− 部品の緩み
の形式は測定目的に従っ ル − 燃焼振動
て決める(耐熱性,振幅− 定められた調和振動次− ブレードのラビング,
及び周波数範囲,共振範 数での振幅(例えば, 損傷
囲)。 ブレード,歯車によっ− 歯面間の間げき(隙)
て励起される振動,こ 変化
ろがり軸受の監視) − 機械装置のトリップ
− 始動時及びコーストダ に使用する制限値付
ウン時の振幅又はスペ きで,選択周波数範囲
クトラムの記録 での加速度信号の超
− 全体スペクトラム(ウ 高速監視(10-3s)は,ブ
オーターフォールダイ レードの損傷防止,又
アグラム : 周波数,振 は損傷軽減を目的と
幅及び時間の三次元記 した付加安全監視装
録) 置として役に立つ。事
− 制限値超過時の時間信 象発生に応じて記録
号の表示(長期保存連 する事象制御データ
続記録) 記録は事後の損傷解
析に有益である。
――――― [JIS B 8045 pdf 14] ―――――
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表 5 状態監視装置での考え得る測定パラメータ
装置区分
測定パラメータ
PMS EMS MMS/VMS
日時 ○ ○ ○
環境
大気圧力 ○ ○ −
大気温度 ○ ○ −
相対湿度 ○ ○ −
圧縮機空気入口
○ ○ ○
PMS,EMS及びMMS/VMS用温度
○ (○) −
吸気加熱及び/又は抽気加熱の作動,故障表示
○ (○) −
吸気フィルタ圧力損失
○ − −
消音器圧力損失
○ (○) −
圧縮機入口静圧(結果的に全入口圧力損失の算出)
圧縮機抽気ダクト
− 静圧
入口案内翼上流 ○ − (○)
軸受シール空気取入位置 − − ○
冷却空気取入位置 (○) − ○
放風位置 (○) − ○
翼列及び/又はディフューザ下流 ○ − ○
− 温度
冷却空気取入位置 ○ − ○
翼列及び/又はディフューザ下流 ○ (○) ○
燃焼器
− 静圧
燃焼器上流 (○) ○ (○)
燃焼器圧力損失 ○ − (○)
圧力振動及び/又は脈動 − (○) ○
冷却空気及び/又は冷却水
冷却空気温度(又は冷却水温度) ○ − ○
冷却空気静圧(又は冷却水温度) ○ − ○
メタル温度(直接的又は間接的)
燃焼器 − − ○
燃焼器尾筒 − − ○
タービン翼 − − ○
排気ディフューザ
ディフューザ内の静圧 ○ − (○)
排気温度 ○ ○ (○)
燃料装置
燃料質量流量 ○ ○ (○)
燃料圧力 (○) ○ −
燃料温度 ○ (○) −
燃料組成(真発熱量の算出) ○ ○ −
制御弁開度 − (○) ○
水噴射(適用する場合)(質量流量,温度,圧力) ○ ○ (○)
蒸気噴射(適用する場合)(質量流量,温度,圧力) ○ ○ −
――――― [JIS B 8045 pdf 15] ―――――
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JIS B 8045:2006の引用国際規格 ISO 一覧
- ISO 19860:2005(MOD)
JIS B 8045:2006の国際規格 ICS 分類一覧
- 27 : エネルギー及び熱伝達工学 > 27.040 : ガス及び蒸気タービン.蒸気機関
JIS B 8045:2006の関連規格と引用規格一覧
- 規格番号
- 規格名称
- JISB8041:2012
- ガスタービン―受渡試験方法
- JISB8042-2:2001
- ガスタービン―調達仕様―第2部:比較基準条件及び定格