特許 7379241 回転機の診断監視装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-06

(45)【発行日】2023-11-14

(54)【発明の名称】回転機の診断監視装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   G01M 99/00 20110101AFI20231107BHJP

   G01H 17/00 20060101ALI20231107BHJP

【ＦＩ】

G01M99/00 A

G01H17/00 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020053906

(22)【出願日】2020-03-25

(65)【公開番号】P2021156592

(43)【公開日】2021-10-07

【審査請求日】2022-02-16

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】栗原 瑶実

(72)【発明者】

【氏名】岩重 健五

(72)【発明者】

【氏名】柿本 忠昭

(72)【発明者】

【氏名】森田 哲史

【審査官】瓦井 秀憲

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－１６９６２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１２－５０５３４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－２９８８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１６７６２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－２９６８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０３８２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５６－０９２４２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１６６９０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１７００８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１９４３７５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１４２８７２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｍ ９９／００

Ｇ０１Ｍ １３／００－１３／０４５

Ｇ０１Ｈ １／００－１７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転機の運転データとして振動値と回転数を入力する入力部と、入力した運転データを用いた演算を実行する演算部と、出力部を備える計算機とから構成された回転機の診断監視装置であって、
前記演算部が、時間軸方向の前記振動値のピーク値を特定して、前記ピーク値の大きさと前記ピーク値における回転数をそれぞれ評価し、振動値と回転数を座標軸とする座標系に前記ピーク値とこの時の回転数で定まる点をプロットした二次元平面を作成し、前記二次元平面が複数の領域に区分され、前記領域は少なくとも前記回転機の危険速度域の近傍の第１の領域と前記第１の領域から離散した位置に存在する第２の領域に区分され、前記ピーク値とこの時の回転数で定まる点が前記第２の領域にプロットされた場合の方が、前記第１の領域にプロットされた場合よりも、異常度を高く評価するよう構成されており、かつ前記領域にプロットされた前記振動値のピーク値にピーク値毎に点数を付与するとともに、前記第２の領域にプロットされた前記振動値のピーク値の点数は、前記第１の領域にプロットされた前記振動値のピーク値の点数よりも高い点数を付与し、付与された点数に基づいて異常の段階を診断し、
前記出力部が、前記演算部による評価の結果、前記演算部の作成した前記二次元平面、前記演算部によって診断された異常の段階を外部提示するよう構成されていることを特徴とする回転機の診断監視装置。

【請求項2】

請求項１に記載の回転機の診断監視装置であって、
前記演算部が、前記ピーク値における回転数の評価を、危険速度を基準とする指標によっておこなうよう構成されていることを特徴とする回転機の診断監視装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の回転機の診断監視装置であって、
前記回転機には複数の振動計が備えられており、個々の振動計で検知した振動値ごとに、前記二次元平面が作成され、複数の振動計毎に求められた複数の前記二次元平面の各領域における回転機の異常度を評価するための点数が合算された総合評価結果表が前記出力部から外部提示されるよう構成されていることを特徴とする回転機の診断監視装置。

【請求項4】

請求項１又は２に記載の回転機の診断監視装置であって、
前記二次元平面は、回転数の危険速度域ごとに複数作成され、複数の二次元平面に置ける領域ごとの回転機の異常度を評価するための点数が合算されて１つの総合評価結果表として前記出力部から外部提示されることを特徴とする回転機の診断監視装置。

【請求項5】

請求項１又は２に記載の回転機の診断監視装置であって、
前記回転機は駆動側と反駆動側の軸受部の振動を検知する複数の振動計を備え、前記演算部は各振動計からの振動に対する二次元平面の作成と、複数の振動計からの差分の振動に対する二次元平面の作成を行ない、二次元平面が前記出力部から外部提示されることを特徴とする回転機の診断監視装置。

【請求項6】

請求項１に記載の回転機の診断監視装置であって、
前記振動値と前記回転数で定まる二次元平面は、前記第１の領域と他の領域との境として回転数の第１の上限と第１の下限が設定され、さらに前記回転数の第１の上限と第１の下限よりも前記第１の領域から離れた回転数位置に前記回転数の第２の上限と第２の下限が設定され、
危険速度における振動値として最も正常な領域を規定する振動値の第１の上限と第１の下限が設定され、さらに前記振動値の第１の上限と第１の下限よりも離れた振動値位置に前記振動値の第２の上限と第２の下限が設定されて、前記領域が設定されていることを特徴とする回転機の診断監視装置。

【請求項7】

計算機による、回転機の運転データである振動値と回転数を用いた回転機の診断監視方法であって、
前記計算機は、時間軸方向の前記振動値のピーク値を特定して、前記ピーク値の大きさと前記ピーク値における回転数をそれぞれ評価し、振動値と回転数を座標軸とする座標系に前記ピーク値とこの時の回転数で定まる点をプロットした二次元平面を作成し、前記二次元平面が複数の領域に区分され、前記領域は少なくとも前記回転機の危険速度域の近傍の第１の領域と前記第１の領域から離散した位置に存在する第２の領域に区分され、前記ピーク値とこの時の回転数で定まる点が前記第２の領域にプロットされた場合の方が、前記第１の領域にプロットされた場合よりも、異常度を高く評価するよう構成されており、かつ前記領域にプロットされた前記振動値のピーク値にピーク値毎に点数を付与するとともに、前記第２の領域にプロットされた前記振動値のピーク値の点数は、前記第１の領域にプロットされた前記振動値のピーク値の点数よりも高い点数を付与し、付与された点数に基づいて異常の段階を診断するよう構成されていることを特徴とする回転機の診断監視方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は回転機の診断監視装置及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

プラントなどには多くの回転機が使用されている。これらの回転機は、回転子が軸受部で支持されて回転する構造であることから、異常音を発生し、あるいは振動を発生することがある。

【0003】

これらの異常に対して多くの診断監視技術が提案されており、このうち例えば特許文献１によれば、軸受異常診断システム２０を構成する設備保全コンピュータ１７は、加速度ピックアップ１５によって測定された軸受１３の振動データが与えられると当該振動データの代表値を算出し、軸受１３の型式データ及びＰＬＣ３より取得した回転速度情報に基づいて、データベース１９より対応する診断しきい値を読み出して、前記代表値と診断しきい値とを比較することで軸受１３の異常診断を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００７－１０４１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の診断監視技術によれば、振動発生時の異常診断を行うことが可能である。しかしながら、予め定めた振動値の閾値との関係で異常を判定することから、振動の予兆的な傾向や進展具合を含めて判断するには適していないという問題があった。

【0006】

このことから本発明においては、回転子の昇速時及び降速時における振動の予兆的な傾向を把握し、かつ進展具合の判断が可能な信頼性の高い回転機の診断監視装置及び方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

以上のことから本発明においては、「回転機の運転データとして振動値と回転数を入力する入力部と、入力した運転データを用いた演算を実行する演算部と、出力部を備える計算機とから構成された回転機の診断監視装置であって、前記演算部が、前記振動値のピーク値を特定して、前記ピーク値の大きさと前記ピーク値における回転数とをそれぞれ評価するよう構成され、前記出力部が前記演算部による評価の結果を外部提示するよう構成されていることを特徴とする回転機の診断監視装置」としたものである。

【0008】

また本発明においては、「回転機の運転データである振動値と回転数を用いた回転機の診断監視方法であって、前記振動値のピーク値を特定し、前記ピーク値の大きさと前記ピーク値における回転数とをそれぞれ評価することを特徴とする回転機の診断監視方法」としたものである。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、回転子の昇速時及び降速時における振動の予兆的な傾向を把握し、かつ進展具合の判断が可能な信頼性の高い回転機の診断監視装置及び方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に係るプラント運転データ処理装置の具体的な適用対象の一例である火力プラントの機器構成例を示す図。

【図2】代表的な回転機である発電機における回転子部分を示す図。

【図3】プラント運転データ処理装置の構成例を示す図。

【図4】軸振動Ｄｃ（Ｄｃ１１、Ｄｃ１２，Ｄｃ１３）と回転数Ｄａ間の関係を示す図。

【図5】軸受振動Ｄｂ（Ｄｂ１１、Ｄｂ１２，Ｄｂ１３）と回転数Ｄａ間の関係を示す図。

【図6】軸振動Ｄｃ（Ｄｃ１１、Ｄｃ１２，Ｄｃ１３）と軸受振動Ｄｂ（Ｄｂ１１、Ｄｂ１２，Ｄｂ１３）の差分と回転数Ｄａ間の関係を示す図。

【図7】危険速度及び振動値特定工程の処理プログラムＰｇ１を示す図。

【図8】昇速時の軸振動ピーク時における回転数と軸振動値の一覧を示す図。

【図9】降速時の軸振動ピーク時における回転数と軸振動値の一覧を示す図。

【図10】処理解析工程の処理プログラムＰｇ２の一例を示す図。

【図11】軸振動ピーク時における回転数と軸振動値の一覧の中の典型的な１例を、回転数と軸振動値の関係から整理して示す図。

【図12】回転数と軸振動の領域分けを示すデータを付与したデータベースＤＢＢ２の構成例を示す図。

【図13】回転数の評価用点数一覧の一例を示す図。

【図14】軸振動の評価用点数一覧の一例を示す図。

【図15】回転数と軸振動値の閾値との関係を縦横の１枚の表形式にして整理した評価用点数一覧の一例を示す図。

【図16】総合評価結果を見やすい表形式にした図。

【図17】総合点数が示す異常の程度段階を点数ごとに示した図。

【図18】想定しえる差分判定の組み合わせを例示した図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下，本発明の実施例について、図面を用いて説明する。

【実施例】

【0012】

図１は、本実施例に係るプラント運転データ処理装置の具体的な適用対象である火力プラントの機器構成例を示している。

【0013】

火力プラントは、この構成機器を大別すると発電機Ｇ、タービンＴ、ボイラＢから構成されたものということができる。これらはいわゆる主機と呼ばれるものである。これに対しこれら主機の機能を維持する目的で設置される機器、機器群が補機と呼ばれるものであり、図の例では発電機補器ＧＡ、タービン補器ＴＡ、ボイラ補機ＢＡ以外に復水器Ｃや発電機励磁回路Ｇ１も補機とすることがある。

【0014】

これらの主機、補機類の多くは回転機であり、例えば発電機Ｇは電気的回転機、タービンＴは機械的回転機である。その他復水系統の給水ポンプやその駆動用電動機なども大型の回転機であり、その他にも多くの電動機が設置されている。これらの回転機は、少なくとも２か所の軸受部で支持されていることから、軸受部を含む複数個所での振動を計測し、監視することで回転機の異常の早期検知に努める必要がある。

【0015】

図２は、代表的な回転機である発電機における回転子部分を主として示した図である。図２の発電機軸（回転子）１０は、右側に発電機回転子・タービン軸間のカップリングＣ１、左側に第３軸軸受・回転子間のカップリングＣ２が形成されており、また左右の軸受部１１，１２，１３により支承されている。１１，１２，１３はそれぞれ駆動側軸受部、反駆動側軸受部、第３軸受部であり、軸受１１ａ，１２ａ，１３ａが軸受箱１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ内に設けられている。また軸受１１ａ，１２ａ，１３ａには軸振動計１１ｃ，１２ｃ，１３ｃが、軸受箱１１ｂ，１２ｂ，１３ｂには軸受振動計１１ｄ，１２ｄ，１３ｄが設けられて、軸振動Ｄｃ（Ｄｃ１１、Ｄｃ１２，Ｄｃ１３）、軸受振動Ｄｂ（Ｄｂ１１、Ｄｂ１２，Ｄｂ１３）を検知している。

【0016】

なお、上記軸受１１ａ，１２ａ，１３ａと軸受箱１１ｂ，１２ｂ，１３ｂの支持構成関係、ならびに軸振動計１１ｃ，１２ｃ，１３ｃと軸受振動計１１ｄ，１２ｄ，１３ｄの取り付け関係によれば、軸振動Ｄｃ（Ｄｃ１１、Ｄｃ１２，Ｄｃ１３）は軸受振動Ｄｂ（Ｄｂ１１、Ｄｂ１２，Ｄｂ１３）の要因を含むものということができる。

【0017】

本発明では、プラント現場におけるこれら回転機に設置された軸振動計１１ｃ，１２ｃ，１３ｃおよび、軸受振動計１１ｄ，１２ｄ，１３ｄからの軸振動Ｄｃ、軸受振動Ｄｂの運転データに着目して、センサ、通信部、入力部などを適宜介して回転数Ｄａの運転データとともに計算機内に取り込んでくる。このための構成は、通常よく知られた構成のものでよい。

【0018】

図３は、診断監視装置の構成例を示す図であり、計算機で構成される診断監視装置１は、プラント内の回転機２内の図示せぬセンサから通信部、入力部などを適宜介して計算機１内にプラントの運転データＤを取り込んでいる。この場合の運転データＤは、軸振動計１１ｃ，１２ｃ，１３ｃからの軸振動Ｄｃ（Ｄｃ１１、Ｄｃ１２，Ｄｃ１３）、軸受振動計１１ｄ，１２ｄ，１３ｄからの軸受振動Ｄｂ（Ｄｂ１１、Ｄｂ１２，Ｄｂ１３）並びに回転機２の回転数Ｄａである。

【0019】

計算機１内では、内部のデータベースＤＢに運転データとして回転数Ｄａ，軸受振動Ｄｂ，軸振動Ｄｃが時系列記憶される。この場合に初期段階での記憶形式は、データベースＤＢＡに例示するように、少なくともデータ採取時刻と運転データの名称、値が関連付けて時系列的に記憶されたものである。

【0020】

また計算機１内には、入力した運転データＤａ，Ｄｂ，Ｄｃを取り扱う処理手順である処理プログラムＰｇが格納されており、取り込まれた運転データは、演算部において処理プログラムＰｇに従って逐次処理実行される。

【0021】

最終的に、演算部における演算結果はモニタなどの出力部を介して、適宜見やすい形式にされた加工情報が外部提示される。

【0022】

次に診断監視装置１内での処理内容を説明する前に、その前提となる軸振動Ｄｃ（Ｄｃ１１、Ｄｃ１２，Ｄｃ１３）と軸受振動Ｄｂ（Ｄｂ１１、Ｄｂ１２，Ｄｂ１３）と回転数Ｄａ間の関係について、正常時と異常発生時に分けて説明しておく。診断監視装置１内での処理内容は、これらの応動解析結果を盛り込んだものとされる。

【0023】

これらの振動と回転数の関係についての説明は、図４、図５、図６を用いて行う。図４は軸振動Ｄｃ（Ｄｃ１１、Ｄｃ１２，Ｄｃ１３）と回転数Ｄａ間の関係、図５は軸受振動Ｄｂ（Ｄｂ１１、Ｄｂ１２，Ｄｂ１３）と回転数Ｄａ間の関係、図６は軸振動Ｄｃ（Ｄｃ１１、Ｄｃ１２，Ｄｃ１３）と軸受振動Ｄｂ（Ｄｂ１１、Ｄｂ１２，Ｄｂ１３）の差分と回転数Ｄａ間の関係を、横軸に示す時間経緯の観点から整理したものである。

【0024】

これらの図は、取り扱う振動の種類が相違するのみで、いずれも上段に正常時の振動、中段に起動停止過程における通常の回転数推移、下段に異常時の振動を示している。例えば図４を用いて代表的に説明すると、中段の回転数Ｄａは停止状態から、第１段昇速状態Ｔ１、第１段停止状態Ｔ２、第２段昇速状態Ｔ３、定格速度運転状態Ｔ４，第１段降速状態Ｔ５、第２段停止状態Ｔ６、第２段降速状態Ｔ７を経て、再度停止状態に移行するようにパターン昇速、パターン降速される。

【0025】

係る回転機の昇速、降速過程には、回転機が振動する危険速度域Ｇが存在しており、このため危険速度域では停止することなく、一気に通過するように昇速、降速のパターンが定められている。本実施例における危険速度域Ｇは、Ｇ１，Ｇ２である。このため、回転機の昇速、降速過程において、危険速度域Ｇでは振動計は大きめの振動（ピーク）を検知する。

【0026】

この振動は、回転機の設計段階において事前に把握することが可能であり、さらには回転機設置後の試運転段階において実検証が可能なものである。このように予見可能であることから、これらの振動はいわば正常な振動ということができるものであり、予見された危険速度域における正常な振動を図示しているのが、これらの図の上段に表示した振動波形である。このことは、振動を検知したとしても危険速度域の回転数との関係で、正常振動であることが区別できることを意味している。

【0027】

これに対し、予見された危険速度域Ｇではないにも関わらず、振動を検知した時の波形を示したものがこれらの図の下段に示されている。ここに例示された振動のピーク値である図４のＰｃ１，Ｐｃ２、Ｐｃ３、図５のＰｂ１，Ｐｂ２，Ｐｂ３は、回転数が予見された危険速度域Ｇの時に生じたものではないことから、異常を示す振動ということができる。なお、ピーク値Ｐｃ１、Ｐｂ１は昇速時の異常振動，Ｐｃ２、Ｐｂ２とＰｃ３、Ｐｂ３は降速時の異常振動である。これらのピーク値は、その時の回転数とともに把握されることになり、ピーク値（振動値）自体の大きさとその時の回転数がそれぞれ評価され、ピーク値における振動値の大きさの評価結果と回転数の評価結果とに基づいて、この振動のピークが異常を示すピークであるか評価される。

【0028】

なお図６は、軸振動Ｄｃ（Ｄｃ１１、Ｄｃ１２，Ｄｃ１３）と軸受振動Ｄｂ（Ｄｂ１１、Ｄｂ１２，Ｄｂ１３）の差分を図４、図５と同様に表記したものである。図４、図５は単体の検出器からの信号を解析したものであるが、取り付け方などにより、相互に影響しあう場面もある。適宜差分に着目し、評価すべきであることから、差分の場合も図示したものである。同様の差分判定は適宜、軸受部分の設置位置が相違するもの通しとの関係で適宜選択して幅広い組み合わせでの解析を行うことが望ましい。図１８は想定しえる差分判定の組み合わせを例示したものである。これらの幅広い組み合わせを含めて監視することで、単体の検出器では検知できない事象も検知可能となる。また、異常の要因を推定／特定するような要因分析においても有用な場合がある。

【0029】

図４、図５、図６の振動と回転数の関係を用いて、本発明のプラント運転データ処理装置は図３の処理プログラムＰｇを実行する。図３の処理プログラムＰｇは、複数の処理プログラムを含んでいるが、図７は、このうちの危険速度及び振動値特定工程の処理プログラムＰｇ１を示している。

【0030】

図７の最初の処理ステップでは、運転データとして回転数Ｄａと振動（ここでは軸振動Ｄｃ（Ｄｃ１１、Ｄｃ１２，Ｄｃ１３）を例示する）を入力する。

【0031】

次の処理ステップＳ２では昇速時の軸振動を抽出し、同じく処理ステップＳ５では降速時の軸振動を抽出する。この運転データの抽出は、回転機からオンラインで取り込んだものであっても、計算機内のデータベースＤＢＡに一時的に取り込んだものを対象としてもよい。いずれの場合にも、データ採取時刻と回転数と振動値の組み合わせデータとして対にされて扱われるものである。また昇速、降速の区別は起動停止パターンを用いて判断してもよいし、速度の変化方向から判断してもよい。なお、これらの処理ステップＳ２、処理ステップＳ５に続く後続の処理ステップは基本的に同じ処理を実行しているので、以後の説明は昇速時の軸振動の処理で代表する。

【0032】

処理ステップＳ３では、昇速時の軸振動のピーク値を検出する。ピーク値は軸振動値が増加から減少に転じる、あるいは減少から増加に転じる、いわゆる極大値、極小値として検知することができる。このようにして検出されたピーク値は、図４上段に示す速度危険域Ｇにおける正常なピーク値であり、さらには図４下段に示す速度危険域Ｇ外における異常なピーク値である。ただし、この段階では軸振動のピークとして認知されているのみで、まだ正常、異常の区別はされていない。同様にして処理ステップＳ６では、降速時の軸振動のピーク値を検出する。

【0033】

処理ステップＳ４では、対になって記憶され、取り扱われているデータ採取時刻と回転数と振動値の組み合わせデータから、軸振動ピーク時の回転数を特定する。これにより、正常なピーク値であれば、対応する危険速度域の回転数が特定され、異常なピーク値であればその時の回転数が特定される。同様にして処理ステップＳ８では、降速時のピーク時の回転数を特定する。

【0034】

上記一連の処理が、すべての運転データに対して実施された結果として、プラント運転データ処理装置のデータベースＤＢＢには、図８、図９のようなデータ群が形成される。

【0035】

図８のデータベースＤＢＢ１Ｕには、昇速時の軸振動ピーク時における回転数と軸振動値の一覧が形成記憶され、図９のデータベースＤＢＢ１Ｄには降速時の軸振動ピーク時における回転数と軸振動値の一覧が形成記憶される。一覧には、個々のピークを特定するためのピーク通称と、計測日時と、回転数と、軸振動値を記憶するカラムｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４が形成されており、各ピーク値は図示の形式で新たに保持される。この処理は、最初に入力したデータ採取時刻と回転数と振動値の組み合わせデータにピーク通称を新たに付与したものということができる。さらに昇速時と降速時で、個別にデータベースを形成したものということができる。

【0036】

以上の解析、処理によりデータベースＤＢＢ１には、昇速時と降速時の軸振動ピーク時における回転数と軸振動値の一覧が形成されている。さらにこの一覧は、図２の軸受（駆動側軸受部、反駆動側軸受部、第３軸受部）ごとに形成されており、振動（軸振動Ｄｃ（Ｄｃ１１、Ｄｃ１２，Ｄｃ１３）、軸受振動Ｄｂ（Ｄｂ１１、Ｄｂ１２，Ｄｂ１３）並びにその差振動ごとに形成されており、起動停止の運転モード（昇速時、定格回転数時、降速時）ごとに形成されており、さらには危険速度域ごとに形成されているのが望ましい。

【0037】

上記のような入力され加工されたデータを基にして、図３の計算機１内の処理プログラムＰｇのうち、処理解析プログラムＰｇ２が作動する。処理解析工程の処理プログラムＰｇ２の一例が図１０に例示されている。

【0038】

図１０に示す処理解析工程の処理プログラムＰｇ２の最初の処理ステップＳ１１では、図８、図９の昇速、降速時の軸振動ピーク時における回転数と軸振動値の一覧を参照する。また処理ステップＳ１２では、図４，５，６の上段と中段で述べた昇速、降速時における回転数と軸振動値の関係性を参照する。この参照により、図１１の関係を定める。

【0039】

図１１は、多方面からの解析により得られた軸振動ピーク時における回転数と軸振動値の一覧の中の典型的な１例を、回転数と軸振動値の関係から整理して示した図である。ここでは、縦横軸に回転数と軸振動値をとり、ピーク値をプロットしている。つまり回転数-軸振動平面上にピーク値を表示したものである。

【0040】

この例では、軸振動は左下領域に複数個が検知され、さらに右上に複数個が検知されていることを示している。このうち左下領域の各プロットの回転数は危険速度Ｇ近傍に存在し、かつ軸振動値も所定幅の範囲内に存在するといえる。これに対し、右上領域のプロット群は、明らかに左下の正常領域からは離れた位置、領域に存在しており、危険速度Ｇとして認知された速度ではないことから、正常振動ではないといえる。

【0041】

図１１の例では、横軸の回転数に関して、危険速度を基準とする指標として、危険速度Ｇを中心にしてその上下に第１上限、第１下限を設定し、さらにその外側に第２上限、第２下限を設定し、さらに定格回転数までの間に第３から第６までの上限を設定する。同様に縦軸の軸振動値に関して、左下の正常振動のプロットが含まれる領域を第１上限、第１下限として設定し、以降複数の段の上限、下限を設定する。この上限、下限の設定は、回転数と軸振動値で定まる２次元平面を、縦横に設定した複数の上限値、下限値で領域分けしたものということができる。またこの上限、下限の設定は、領域分けするときの閾値を設定したものということができる。

【0042】

図１０に示す処理解析工程の処理プログラムＰｇ２では、処理ステップＳ１１で注目した図８、図９の昇速、降速時の軸振動ピーク時における回転数と軸振動値の一覧、ならびに処理ステップＳ１２で注目した図４，５，６の上段と中段で述べた昇速、降速時における回転数と軸振動値の関係性を用いて、図１１の領域、区分割を設定する。

【0043】

図１０の処理ステップＳ１３では、回転数と軸振動で定まるプロットと閾値を比較して各プロットの位置を示す領域分けを行う。処理ステップＳ１３の処理結果、図１２のデータベースＤＢＢ２を形成する。データベースＤＢＢ２は、回転数と軸振動の領域分けを示すデータを付与したものである。

【0044】

具体的には例えば、振動値と回転数で定まる二次元平面は、危険速度域を境として回転数の第１の上限と第１の下限が設定され、さらに回転数の第１の上限と第１の下限よりも離れた回転数位置に前記回転数の第２の上限と第２の下限が設定され、回転数の第１の上限と第１の下限の範囲内にプロットされたピーク値を境として振動値の第１の上限と第１の下限が設定され、さらに振動値の第１の上限と第１の下限よりも離れた振動値位置に振動値の第２の上限と第２の下限が設定されて、領域が設定されている。

【0045】

図１２のデータベースＤＢＢ２は、図８、図９のデータベースＤＢＢ１Ｕ，ＤＢＢ１Ｄにさらにカラムｄ５、ｄ６を追加したものであり、カラムｄ５では個別のピーク値が存在する回転数を閾値の範囲で定義しており、カラムｄ６では個別のピーク値の軸振動値を閾値の範囲で定義している。これにより、ピークの存在する回転数と、軸振動の二次元平面上での位置がデジタル的な情報としてデータベースＤＢＢ２に定義されたことになる。

【0046】

次に図１０の処理ステップＳ１４では、図１３に例示する回転数の評価用点数一覧を参照し、処理ステップＳ１５では、図１４に例示する軸振動の評価用点数一覧を参照する。これらの評価用点数一覧は、予め準備された表であり、回転数、軸振動が正常領域内にあれば点数は０であるが、この領域から離れるほど異常度が高いものとして高い点数を付与するようにされている。例えば第１上限が閾値とされる場合は２点、第２上限と第１上限の間に位置付けられた場合は５点といった具合である。これにより個々のピークは、回転数と軸振動の観点からそれぞれ点数付与されることになる。なお点数が大きいほど、要監視ということになる。

【0047】

なお、図１３、図１４は回転数と軸振動値の閾値との関係をそれぞれ別表に整理した表形式であるが、これは図１５のように回転数と軸振動値の閾値との関係を縦横の１枚の表形式にして整理したものとすることもできる。

【0048】

図１０の処理ステップＳ１６では、着目した回転機についての総合的な点数を求める。図１２の判断および図１３、図１４、あるいは図１５のポイント付与は、実際には着目した回転機の振動計測場所、振動種別、運転条件(昇速時、定格回転時、降速時)、振動領域別ごとに、その一例を示しているが、実際にはこれらの条件種別ごとに、多数の図１２の判断および図１３、図１４、あるいは図１５の点数付与がされ、データとして記憶、蓄積されている。このことから回転機全体としての評価を行うためには、これらの総合評価を行う必要がある。

【0049】

図１６は、総合評価結果を見やすい表形式にしたものであり、縦横に回転数と軸振動の閾値をとり、かつ閾値で区分された領域にその領域に位置するピークの評価点の合算値を記述したものである。

【0050】

図１０の処理ステップＳ１７では、図１６の各領域の総合点数が示す異常の程度段階として、点数ごとに異常段階のコメントを付与する。例えば図１７に例示したように点数が２から４は経過監視段階、５から９は点検推奨段階、１０以上はより強力な点検推奨段階であることをリコメンドする。処理ステップＳ１８では、これらの解析内容を見やすい形式にしてモニタなどに提示する。

【0051】

例えば、モニタには各データベースの内容を図８、図９、図１２から図１７のような表形式で表示して外部提示し、あるいは二次元平面上に図１１のような閾値とプロットの関係として外部提示するのがよい。特に図１６の提示によれば、異常プロットの多い位置が大きさの観点から評価されて提示されるので、運転員が異常診断の判断をしやすいものにすることができる。

【0052】

このように、上記実施例は、回転機の運転データとして振動値と回転数を入力する入力部と、入力した運転データを用いた演算を実行する演算部と、出力部を備える計算機とから構成された診断監視装置であって、演算部が、前記振動値のピーク値を特定して、前記ピーク値の大きさと前記ピーク値における回転数をそれぞれ評価するよう構成され、出力部が、演算部による評価の結果を外部提示するよう構成されていることを特徴としたものである。

【0053】

また回転機には複数の振動計が備えられており、個々の振動計で検知した振動値ごとに、二次元平面が作成され、複数の振動計毎に求められた複数の二次元平面の各領域における点数が合算された総合評価結果表が出力部から外部提示される。

【0054】

また二次元平面は、回転数の危険速度域ごとに複数作成され、複数の二次元平面に置ける領域ごとの点数が合算されて１つの総合評価結果表として前記出力部から外部提示される。

【0055】

そして、このような特徴を備えることにより、回転子の昇速時及び降速時における振動の予兆的な傾向を把握し、かつ進展具合の判断が可能な信頼性の高い回転機の診断監視装置及び方法を提供することができる。

【0056】

より具体的に述べると、発電所内回転機械、及び／又は、回転電機の計測器、及び／又は演算機から伝送される、回転数及び軸振動値から、昇速時／降速時における、危険速度、及び／又は、危険速度時の軸振動値の相関の変化をプロットするにより、信頼性の高い異常予兆、及び／又は、異常の検知を実施することが可能となる。

【符号の説明】

【0057】

１：診断監視装置
２：プラント内回転機
１０：発電機軸
１１，１２，１３：軸受
Ｇ：発電機
Ｔ：タービン
Ｂ：ボイラ
ＧＡ：発電機補器
ＴＡ：タービン補器
ＢＡ：ボイラ補機
Ｃ：復水器
Ｇ１：発電機励磁回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】