JP2008032011A - 複合サイクル発電プラントに対する圧縮機汚損の影響を推定するための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複合サイクル発電ブロック（１００）における圧縮機汚損の影響を推定するためのシステム及び方法を提供する。
【解決手段】複合サイクル発電ブロック（１００）の現在性能が測定され、かつ１つ又はそれ以上の基準条件に正規化される。複合サイクル発電ブロック（１００）のガスタービン（１０５）のベースライン性能もまた、求められる。次に、複合サイクル発電ブロック（１００）の予測性能が、ガスタービン（１０５）の現在性能からガスタービン（１０５）のベースライン性能を減算することによって求められる。次に、圧縮機汚損による複合サイクル発電ブロック（１００）に対する回復可能な影響が、予測性能から正規化現在性能を減算することによって求められ、この回復可能な影響から、複合サイクル発電ブロック（１００）の燃料消費量に対する回復可能な影響が判定される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、総括的には発電プラントにおける圧縮機汚損の影響を推定するための方法及びシステムに関する。

ガスタービンの運転時に、圧縮機汚損により、タービン能力及び効率の損失が生じる可能性がある。圧縮機汚損は、空気中の塩分、埃又はその他の粒子類がガスタービンのブレード上に堆積することによって引き起こされる可能性がある。タービンブレード上へのそのような汚損物質の付着は、深刻な性能低下をもたらすおそれがある。圧縮機汚損の影響は、ガスタービンの空気流量、圧力比及び圧縮機効率を低下させて、出力及び熱効率の低下を引き起こすおそれがある。性能低下はさらに、燃料消費量の増大及び運転コストの上昇を招くおそれがある。

ガスタービン能力及び効率の損失は、ガスタービンを停止させてタービンブレードを洗浄するオフライン圧縮機洗浄によって回復させることができる。オフライン圧縮機洗浄は一般的に、それを正しく行なった場合には、圧縮機汚損に起因した損失出力及び効率の実質的に１００％を回復させることができる。従って、圧縮機汚損によって生じた利益損失は、効果的なオフライン圧縮機洗浄によって最小化することができる。

しかしながら、オフライン圧縮機洗浄を行うためには、ガスタービンは、停止させなくてはならない。従って、オフライン圧縮機洗浄を行なうのに要する時間の間には、そのガスタービンを発電のために使用することができない。ガスタービンがオフラインになっている間、発電施設は、そのガスタービンによって発電される電力を販売することによって得られた筈の潜在的収入及び利益を失う。圧縮機汚損によって、またオフライン圧縮機洗浄を行なうために必要となる時間及び出費によって生じる利益損失を考えると、オフライン圧縮機洗浄計画を最適化して利益損失を最小化することが望ましい。

現在のところ、ガスタービンのオフライン圧縮機洗浄は、そのガスタービンの製造者又は販売者によって作成された計画に従って設定することができる。しかしながら、これらの事前設定した計画は一般的に、異なるガスタービンにおいて存在する可能性がある異なる運転条件を考慮していない。例えば、特定のガスタービンは、それが空気中に塩分を含んだ環境内で運転されて、タービンブレード上に多量の塩分堆積物が形成されるので、より頻繁に洗浄する必要がある場合がある。さらに、ガスタービンに対してオンライン圧縮機洗浄が行なわれる場合には、オフライン圧縮機洗浄は、それほど頻繁には必要とされない場合がある。オンライン圧縮機洗浄は、ガスタービンを停止せずに行うことができ、オフライン圧縮機洗浄のための停止と停止の間のガスタービン運転期間をさらに延長することができる。従って、ガスタービンに対してオンライン圧縮機洗浄を行う場合には、オフライン圧縮機洗浄を必要とする頻度を減らすことができる。

現在では、ガスタービンのオフライン圧縮機洗浄を行うための最適な時点を判定するために、圧縮機汚損によるガスタービンの劣化を推定する先行技術によるシステムが、利用可能である。しかしながら、これらの先行技術によるシステムは、複合サイクル発電プラントの複雑さについては考慮していない。複合サイクル発電プラントは一般的に、ガスタービンの排気からの熱を回収し、その熱を使用して熱回収蒸気発生器内で蒸気を発生させ、次にその蒸気を使用して蒸気タービン内において発電する。複合サイクル発電プラントにおいては、ガスタービン圧縮機汚損がシステム性能全体に対して有する影響は一般的に、ガスタービンの排気エネルギーも考慮しなくてはならないので、圧縮機汚損がガスタービンのみに対して有する影響と同じではない。圧縮機汚損による影響も受ける排気エネルギーは、熱回収蒸気発生器によって回収することができ、この熱回収蒸気発生器は、蒸気を発生させて蒸気タービンを駆動する。さらに、複合サイクル発電プラントにおける圧縮機汚損の影響を判定することの複雑さは、複合サイクル発電プラント内に１つよりも多いガスタービンが存在することによって倍化される可能性がある。オフライン圧縮機洗浄を行うのに最適な時点を判定する先行技術によるシステム及び方法は、複合サイクル発電プラントにおける使用には適さない。

従って、当技術分野においては、複合サイクル発電プラント内のガスタービンのオフライン圧縮機洗浄を最適化するために複合サイクル発電プラントに対する圧縮機汚損の影響を推定するための方法及びシステムに対する必要性が存在する。

本発明の１つの実施形態によると、複合サイクル発電プラントにおける圧縮機汚損の影響を推定する方法を開示している。複合サイクル発電プラントの現在性能が測定され、かつ１つ又はそれ以上の基準条件に正規化される。複合サイクル発電プラントのガスタービンのベースライン性能が求められ、複合サイクル発電プラントの予測性能を求めるために使用される。複合サイクル発電プラントの予測性能は、ガスタービンのベースライン性能がガスタービンの現在性能と置き換った状態での複合サイクル発電プラントの正規化現在性能（正規化された現在性能）である。次に、複合サイクル発電プラントの性能に対する回復可能な影響が、予測性能から複合サイクル発電ブロックの正規化現在性能を減算することによって計算され、この性能に対する回復可能な影響は、燃料消費量に対する回復可能な影響を判定するために使用される。

またここでは、複合サイクル発電プラントにおける圧縮機汚損の影響を推定するためのシステムを開示している。複合サイクル発電プラントに結合された１つ又はそれ以上のモニタ装置が、複合サイクル発電プラントに関連した現在性能データを収集する。１つ又はそれ以上のモニタ装置と通信する制御ユニットが、現在性能データを受信し、それをメモリ内に記憶する。メモリはまた、複合サイクル発電ブロックに関連した予測性能データを記憶するためにも使用される。制御ユニットはさらに、現在性能データを１つ又はそれ以上の基準条件に正規化するステップと、圧縮機汚損による複合サイクル発電プラントの性能に対する回復可能な影響を計算するステップと、性能に対する回復可能な影響に基づいて、複合サイクル発電プラントの燃料消費量に対する回復可能な影響を計算するステップとを実行するプログラム化論理を含む。プログラム化論理は、複合サイクル発電プラントの予測性能から複合サイクル発電プラントの正規化現在性能を減算することによって、性能に対する回復可能な影響を計算する。

以下に記述する本発明の態様は、複合サイクル発電プラントにおける圧縮機汚損を推定するための方法及びシステムの両方に当てはまる。本発明の１つの態様によると、ガスタービンの予測性能又はベースライン性能は、複合サイクル発電プラントの予測性能を求めるために使用される。ガスタービンの予測性能又はベースライン性能は、先ず始めにガスタービンの最新のメインテナンス後の該最新のメインテナンスに近い時点においてガスタービンの性能を測定し、次にガスタービンの性能を１つ又はそれ以上の基準条件に正規化することによって求められる。本発明の別の態様によると、ガスタービンのベースライン性能は、回復変数に従って調整することができる。

本発明の別の態様によると、複合サイクル発電プラントの現在性能は、少なくとも１つのガスタービンの現在性能と少なくとも１つの蒸気タービンの現在性能とを含む。少なくとも１つのガスタービンの現在性能は、少なくとも１つのガスタービンの現在出力、少なくとも１つのガスタービンの現在熱消費率、少なくとも１つのガスタービンの現在排気温度、及び少なくとも１つのガスタービンの現在排気流量の少なくとも１つによって求められる。少なくとも１つの蒸気タービンの現在性能は、少なくとも１つの蒸気タービンの現在出力、少なくとも１つのガスタービンの排気温度に関して生成した蒸気出力の導関数、及び少なくとも１つのガスタービンの排気流量に関して生成した蒸気出力の導関数の少なくとも１つによって求められる。

本発明のさらに別の態様によると、１つ又はそれ以上の基準条件は、本発明のユーザによって定義される。本発明の別の態様によると、ガスタービンに対してメインテナンスを行う必要がある時点が判定される。本発明の別の態様によると、メインテナンスが必要であると判定した時に、警報を発すること、警報信号を送信すること、ガスタービンを停止させること、又はガスタービンのメインテナンスを計画することの１つを含む是正措置が取られる。

本発明のさらに別の態様によると、複合サイクル発電プラントの燃料消費量に対する回復可能な影響を計算するステップは、ガスタービンに対する提案メインテナンス後における該ガスタービンの性能を求めるステップと、提案メインテナンス後におけるガスタービンの燃料消費量を計算するステップと、ガスタービンの現在燃料消費量からガスタービンの計算燃料消費量を減算するステップとを含む。

以上において本発明を概説したが、次に添付図面を参照して説明する。なお、図面は、必ずしも縮尺通りに描いたものではない。

次に本発明の全ての実施形態ではないが、幾つかの実施形態を示している添付図面を参照しながら、以下において本発明を一層詳しく説明する。事実、これらの発明は、多くの異なる形態で具体化することができ、本明細書に記載した実施形態に限定されると解釈すべきではなく、むしろこれらの実施形態は、この開示が該当する法的要件を満たすために示している。図面全体を通して、同じ参照符号は、同様の要素を表している。

以下において、本発明の実施形態によるシステム、方法、装置及びコンピュータプログラム製品のブロック図を参照しながら、本発明を説明する。ブロック図の各ブロック及びブロック図内の幾つかのブロックの組合せはそれぞれ、コンピュータプログラム命令によって実行することができることが分かるであろう。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、又はその他のプログラム可能データ処理装置上にロードして機械を作り出して、コンピュータ又はその他のプログラム可能データ処理装置上で実行される命令が、以下の記載において詳しく説明するブロック図の各ブロック及びブロック図内の幾つかのブロックの組合せの機能を実行するための手段を形成するようにすることができる。

これらのコンピュータプログラム命令はまた、特定の方式で機能するようにコンピュータ又はその他のプログラム可能データ処理装置に命令することができるコンピュータ読取可能メモリ内に記憶して、コンピュータ読取可能メモリ内に記憶した命令が、１つ又は複数のブロック内に指定された機能を実行する命令手段を含む製品を作り出すようにすることができる。コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ又はその他のプログラム可能データ処理装置上にロードして、コンピュータ又はその他のプログラム可能な装置上で一連の演算ステップを実行させ、コンピュータ又はその他のプログラム可能な装置上で実行される命令が、１つ又は複数のブロック内に指定された機能を実行するためのステップを構成するようにコンピュータ実行プロセスを作り出すこともできる。

従って、ブロック図の幾つかのブロックは、指定された機能を実行するための手段の組合せ、指定された機能を実行するためのステップの組合せ、及び指定された機能を実行するためのプログラム命令手段を支持する。ブロック図の各ブロック及びブロック図内の幾つかのブロックの組合せは、指定された機能又はステップを実行する専用ハードウエアベースコンピュータシステムによって、或いは専用ハードウエア及びコンピュータ命令の組合せによって実行することができることも分かるであろう。

本発明は、コンピュータのオペレーティングシステム上で動作するアプリケーションプログラムによって実行することができる。本発明はまた、ハンドヘルド装置、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースの又はプログラム可能な消費者電子装置、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、等々を含むその他のコンピュータシステム構成を用いて実施することもできる。

本発明の構成要素であるアプリケーションプログラムは、特定の抽象データ型を実行するル−チン、プログラム、構成要素、データ構造、等々を含み、一定のタスク、動作、仕事を行うことができる。分散コンピューティング環境においては、アプリケーションプログラム（全体としての又は一部分としての）は、ローカルメモリ又はその他の記憶装置内に置くことができる。それに加えて、又はそれに代えて、アプリケーションプログラム（全体としての又は一部分としての）は、タスクが通信ネットワークを介してリンクされた遠隔処理装置によって実行されるような本発明の実施を可能にするために、遠隔メモリ又は記憶装置内に置くことができる。以下において、図面を参照しながら本発明の例示的な実施形態を説明するが、図面においては幾つかの図を通して同じ参照符号は同様な要素を表している。

本発明の態様によると、複合サイクル発電プラントにおける圧縮機汚損の影響が判定される。本発明は、圧縮機汚損によるガスタービン及び複合サイクル発電ブロックの能力損失を判定することができる。さらに、清浄なガスタービンと同じ出力を発生させるために、より大量のガスタービン能力が必要とされる場合には、本発明は、圧縮機汚損に起因したシステム燃料コストにおける増大を判定することができる。従って、ガスタービンのオフライン圧縮機洗浄を行うための最適な計画は、本発明によって作成することができる。

図１は、本発明の例示的な実施形態による、圧縮機汚損の影響を判定するための方法及びシステムを実装した複合サイクル発電ブロック１００の概略図である。複合サイクル発電ブロック１００は、１つ又はそれ以上のガスタービン１０５、１１０を含むことができる。複合サイクル発電ブロック１００は、あらゆる数のガスタービンを含むことができることが、当業者には分かるであろう。ガスタービン１０５、１１０が動力を発生する時、ガスタービン１０５、１１０からの排気は、熱回収システム発生器（ＨＲＳＧ）１１５、１２０内に収集することができる。図１によると、第１のガスタービン１０５からの排気は、第１のＨＲＳＧ１１５内に収集することができ、また第２のガスタービン１１０からの排気は、第２のＨＲＳＧ１２０内に収集することができる。ＨＲＳＧ１１５、１２０は、排気から熱を回収し、その熱を使用して蒸気を発生することができる。この蒸気は次に、蒸気タービン１２５を駆動するために使用して、複合サイクル発電ブロック１００内で付加的動力を発生させることができる。図１には２つのＨＲＳＧ１１５、１２０と１つの蒸気タービン１２５とを示しているが、複合サイクル発電ブロック１００は、あらゆる数のＨＲＳＧと蒸気タービンとを含むことができることは、当業者には分かるであろう。

さらに図１を参照すると、制御ユニット１３０は、複合サイクル発電ブロック１００の作動を制御することができる。本発明の態様によると、また図３〜図９を参照しながら以下に一層詳しく述べるように、制御ユニット１３０は、複合サイクル発電ブロック１００の性能に対するガスタービン１０５、１１０における圧縮機汚損の現在の影響を判定することができる。さらに、制御ユニット１３０は、複合サイクル発電ブロック１００の性能に対する圧縮機汚損の全影響を判定することができる。１つ又はそれ以上のガスタービン１０５、１１０における圧縮機汚損の全影響に基づいて、制御ユニット１３０は、１つ又はそれ以上のガスタービン１０５、１１０のためにオフライン圧縮機洗浄を計画するべき最適な時点を判定することができる。

図２は、本発明の例示的な実施形態による、複合サイクル発電プラント１００内で使用するガスタービン１０５の部分断面図である。当業者には分かるように、ガスタービン１０５は、圧縮機２０５を含み、また圧縮機は、圧縮機ブレード２１０を含む。ガスタービン１０５はまた、ガス取入口２１５を含む。ガスタービン１０５の通常運転時に、ガスは、ガス取入口２１５を介してガスタービン１０５に流入し、圧縮機２０５内で加圧される。ガスは、空気中の塩分、埃又はその他の粒子類のような不純物又は汚損物質を含む可能性がある。汚損物質堆積物がガスタービン１０５の圧縮機ブレード２１０上で成長して、ガスタービン１０５のオフライン圧縮機洗浄を行うことを必要にさせる。

図３は、本発明の例示的な実施形態による、圧縮機汚損の影響を判定するための方法及びシステムで使用する制御ユニット１３０のブロック図である。制御ユニット１３０は、本発明によるプログラム化論理３１５（例えば、ソフトウエア）を記憶するメモリ３０５を含むことができる。メモリ３０５はまた、本発明の演算において利用する測定データ３２０とオペレーティングシステム３２５とを含むことができる。プロセッサ３２７は、オペレーティングシステム３２５を利用してプログラム化論理３１５を実行することができ、またそうする際に測定データ３２０を利用することもできる。データバス３３０は、メモリ３０５とプロセッサ３２７との間で通信することができるようにする。ユーザは、キーボード、マウス、コントロールパネル、又は制御ユニット１３０に対してデータを通信するのを可能にするあらゆるその他の装置のような１つ又は複数のユーザインタフェース装置３３５を介して制御ユニット１３０とインタフェースすることができる。制御ユニット１３０は、Ｉ／Ｏインタフェース３４０を介して複合サイクル発電ブロック１００と、またおそらくその他の外部装置と通信状態になっている。この図示した実施形態では、制御ユニット１３０は、複合サイクル発電ブロック１００に対して遠隔位置に設置されているが、制御ユニット１３０は、複合サイクル発電ブロック１００と同じ位置に或いは複合サイクル発電ブロック１００と一体形にさえ設置することができる。さらに、制御ユニット１３０及びそれによって実行されるプログラム化論理３１５は、ソフトウエア、ハードウエア、ファームウエア、又はそのあらゆる組合せを含むことができる。

図４〜図９は、本発明の実施形態による、制御ユニット１３０によって使用することができる制御論理の例示的なフロー図である。図４は、本発明の態様による、制御ユニット１３０の基本的動作の例示的なフロー図である。説明を容易にするために、本発明の制御ユニット１３０の動作は、複合サイクル発電プラントのガスタービンのただ１つにおける圧縮機汚損に関して説明することにするが、制御ユニット１３０は、複合サイクル発電ブロック１００内に存在するあらゆる数のガスタービンにおける圧縮機汚損による影響を判定することができることは、当業者には分かるであろう。制御ユニット１３０が起動されると、制御ユニット１３０は、基本演算ループに入ることができる。ステップ４０５において、制御ユニット１３０は、ガスタービンの１つ１０５における圧縮機汚損による複合サイクル発電ブロック１００内における現在の回復可能な影響を求める。圧縮機汚損による現在の回復可能な影響は、複合サイクル発電ブロック１００の能力及び燃料消費量に対する回復可能な影響を考慮に入れることができる。ステップ４１０において、制御ユニット１３０は、求めた現在の回復可能な影響を、圧縮機汚損による複合サイクル発電ブロック１００のこれ迄に求めた回復可能な影響に加算することができる。これらこれ迄に求めた回復可能な影響は、制御ユニット１３０のメモリ３０５内に記憶することができ、またガスタービン１０５の最新オフライン圧縮機洗浄又はその他の主要メインテナンスからこれまでに制御ユニット１３０によって求めた回復可能な影響とすることができる。これ迄に求めた回復可能な影響に現在の回復可能な影響を加算した後に、得られた値は、制御ユニット１３０のメモリ３０５内に記憶することができる。

次にステップ４１５において、制御ユニット１３０は、ガスタービン１０５における圧縮機汚損による全システム損失が、ガスタービン１０５のオフライン圧縮機洗浄を妥当なものと認めるか否かを判定する。ステップ４１５における判定は、ガスタービン１０５内の圧縮機汚損による複合サイクル発電ブロック１００における全ての回復可能な影響を、本発明のオペレータが設定した目標値と比較することができる。目標値は、オフライン圧縮機洗浄がガスタービン１０５に対して行われるべき適正な時点を指示することができる。目標値は、複合サイクル発電ブロック１００における圧縮機汚損によるあらゆる回復可能な影響とすることができることが分かるであろう。また、圧縮機汚損による回復可能な影響がオフライン圧縮機洗浄を妥当なものと認めるか否かの判定は、回復可能な影響の加算値を目標値と比較するのではなく、複合サイクル発電ブロック１００の現在の回復可能な影響を目標値と比較することによって行なうことができることも、当業者には分かるであろう。

ステップ４１５において、圧縮機汚損による全システム損失がオフライン圧縮機洗浄を妥当なものと認めないと判定した場合には、制御ユニット１３０は、ステップ４０５に戻ることができる。１分、５分又はあらゆるその他の時間遅延のような時間遅延を、ステップ４０５のその後の実行前に組み込むことができるということも、当業者には分かるであろう。言い換えると、制御ユニット１３０は、全回復可能な影響がオフライン圧縮機洗浄を妥当なものと認めるまで、圧縮機汚損による回復可能な影響を反復的に判定することができる。例えば、制御ユニット１３０は、オフライン圧縮機洗浄が必要となるまで５分毎に、ガスタービン１０５における圧縮機汚損による回復可能な影響を判定することができる。この反復的方法によって、制御ユニット１３０は、ガスタービン１０５のオフライン圧縮機洗浄が必要となる時点を判定することができる。

ステップ４１５において、圧縮機汚損による全システム損失がオフライン圧縮機洗浄を妥当なものと認めることが制御ユニット１３０によって判定された場合には、制御ユニット１３０は、ステップ４２０において制御措置を取ることができる。言い換えると、制御ユニット１３０は、ガスタービン１０５に対してオフライン圧縮機洗浄又はその他のメインテナンスを行う必要がある時点を判定することができる。可能な制御措置には、それに限定されないが、警報を発すること、警報信号を発信すること、オフライン圧縮機洗浄を計画すること、ガスタービン１０５を停止させること、又は複合サイクル発電ブロック１００を停止させることが含まれる。これに加えて、オフライン圧縮機洗浄が必要となるというあらゆる判定並びに制御ユニット１３０によって発せられたあらゆる警報は、制御ユニット１３０のメモリ３０５内に記録することができる。

制御ユニット１３０は、オンライン圧縮機洗浄が必要となることになる将来の時点を予測するために、ガスタービン１０５の圧縮機汚損における傾向をモニタするように構成することができることもまた分かるであろう。言い換えると、制御ユニット１３０は、ガスタービン１０５における圧縮機汚損の全影響が設定した目標値に到達することになる将来の時点を予測することができる。制御ユニット１３０はさらに、その予測に基づいて、将来の時点におけるオフライン圧縮機洗浄を計画することができる。言い換えると、ステップ４１５において、制御ユニット１３０は、ガスタービンの圧縮機洗浄が必要となる時点を判定することができ、またステップ４２０において、制御ユニット１３０は、その時点における圧縮機洗浄を計画することができる。

図５は、本発明の態様による、圧縮機汚損による現在の回復可能な影響の判定に際して制御ユニット１３０が行うことができるステップの例示的なフロー図である。先ず始めに、ステップ５０５において、制御ユニット１３０は、ガスタービン１０５のためのベースライン性能を求めることができる。図６に関して以下に一層詳しく説明するように、ガスタービン１０５の求めたベースライン性能は、ガスタービン１０５に対する最新のオフライン圧縮機洗浄又はその他の主要メインテナンスの完了直後におけるガスタービン１０５の性能に近似したものとすることができる。ガスタービン１０５のベースライン性能が求められると、制御ユニット１３０は、ステップ５１０において、複合サイクル発電ブロック１００の全負荷出力に対する回復可能な影響を判定する。図７に関して以下に一層詳しく説明するように、複合サイクル発電ブロック１００の全負荷出力に対する回復可能な影響は、ガスタービン１０５がそのベースライン性能に設定された状態での複合サイクル発電ブロック１００の全負荷出力から、複合サイクル発電ブロック１００の現在の全負荷出力を減算することによって求めることができる。ステップ５１０における判定により、ガスタービン１０５に対してオフライン圧縮機洗浄を行うことによって複合サイクル発電ブロック１００で得ることができる能力ゲインが得られる。

次にステップ５１５において、制御ユニット１３０は、複合サイクル発電ブロック１００におけるシステム燃料消費量に対する回復可能な影響を求める。図８及び図９に関して以下に一層詳しく説明するように、システム燃料消費量に対する回復可能な影響は、ガスタービン１０５がそのベースライン性能に設定された状態での現在の作動条件下で同一のシステム出力を生成するために必要な燃料消費量から、複合サイクル発電ブロック１００の現在燃料消費量を減算することによって求めることができる。例えば、複合サイクル発電ブロック１００が現在その能力の６０％で運転されている場合には、ステップ５１５における判定は、ガスタービン１０５に対してオフライン圧縮機洗浄が行われた後に複合サイクル発電ブロック１００がその能力の６０％で運転されるために必要な燃料の量を求めることになる。求めた必要な燃料の量は、ガスタービン１０５における圧縮機汚損による燃料消費量に対する回復可能な影響を計算するために、現在燃料消費量から減算することができる。ステップ５１５において燃料消費量に対する回復可能な影響が求められると、制御ユニットは、燃料消費量に対する回復可能な影響に現在の燃料価格を乗算することによって、燃料コストに対する回復可能な影響を求めることができる。

図６は、ガスタービン１０５のベースライン性能の判定に際して制御ユニット１３０が行うことができるステップの例示的なフロー図である。ステップ６０５において、制御ユニット１３０は、ガスタービン１０５及び複合サイクル発電ブロック１００の現在のシステム作動パラメータを測定する。現在のシステム作動パラメータは、制御ユニット１３０のプログラム化論理３１５によってデータ変数として使用することができる。ガスタービン１０５の現在の作動パラメータの幾つかのみが、ガスタービン１０５のベースライン性能を判定するために必要とされるに過ぎないが、説明を容易にするために、以下においては測定した現在のシステム作動パラメータの全てについて説明する。

ガスタービン１０５の判定した現在のシステム作動パラメータには、それに限定されないが、ガスタービンの現在出力（ＧＴ＿ＰＷＲ＿ＨＢ）、ガスタービンの現在熱消費率（ＧＴ＿ＨＲ＿ＨＢ）、ガスタービンの現在排気温度（ＧＴ＿ＥＸＨ＿Ｔ＿ＨＢ）、ガスタービンの現在排気流量（ＧＴ＿ＥＸＨ＿Ｆ＿ＨＢ）、ガスタービンの現在ベース負荷率（ＧＴ＿ＢＬＦ）、オフライン圧縮機洗浄によるガスタービンの回復率（Ｒｅｃｏｖｅｒ）、ガスタービン出力に対する排気エネルギーを除外したガスタービンの補助動力及び熱損失の比（ＧＴ＿ＡＵＸ＿Ｒａｔｉｏ）、並びに基準条件下におけるガスタービンのベース負荷熱消費率に対する現在ベース負荷率におけるガスタービン熱消費率の比（ｆ（ＢＬＦ））を含むことができる。当業者には分かるように、ＧＴ＿ＢＬＦは、ガスタービン１０５が現在作動しているベース負荷のパーセンテージを表すことができる。Ｒｅｃｏｖｅｒは、オフライン圧縮機洗浄によって回復することができる圧縮機汚損によるガスタービン１０５における劣化の量を表す。Ｒｅｃｏｖｅｒは、含まれる特定のシステム、そのシステムの作動環境、及びオフライン圧縮機洗浄の有効度によって変化する可能性がある。従って、本発明の態様によると、Ｒｅｃｏｖｅｒは、本発明のユーザが変更することができるデフォルト設定値を有することができる。Ｒｅｃｏｖｅｒのデフォルト設定値は、ガスタービン１０５における劣化の９５％又はあらゆるその他の率とすることができる。

ＧＴ＿ＡＵＸ＿Ｒａｔｉｏは、ＧＴ＿ＰＷＲ＿ＨＢに対するガスタービン１０５の補助動力＋ガスタービン１０５の熱損失の比である。ガスタービンの補助動力は、当業者には分かるように、ガスタービン１０５のガスポンプを駆動するために必要な動力のような、通常運転時にガスタービン１０５を作動させるために必要な動力である。ガスタービン１０５の熱損失は、大気中へのガスタービン１０５の熱エネルギーの損失が含むが、図９に関して以下に説明するガスタービンの排気エネルギー（ＧＴ＿ＥＸＨ＿Ｅｎｅｒｇｙ）は含まない。一般的に、ＧＴ＿ＡＵＸ＿Ｒａｔｉｏは、ガスタービン１０５の設計に応じて決まり、ガスタービン１０５の仕様書から決定することができる。ＧＴ＿ＡＵＸ＿Ｒａｔｉｏを決定するために、ＧＴ＿ＰＷＲ＿ＨＢに対するガスタービン１０５の補助動力の比は、ＧＴ＿ＰＷＲ＿ＨＢに対するガスタービン１０５の熱損失の比に加算することができる。例えば、ＧＴ＿ＰＷＲ＿ＨＢに対するガスタービン１０５の補助動力の比は、約３．０〜４．０％とすることができる。ＧＴ＿ＰＷＲ＿ＨＢに対するガスタービン１０５の熱損失の比は、約０．５〜１．０％とすることができる。従って、ＧＴ＿ＡＵＸ＿Ｒａｔｉｏは、約３．５〜５．０％であることになる。

ｆ（ＢＬＦ）は、基準条件下におけるベース負荷熱消費率に対する現在ベース負荷率におけるガスタービン１０５熱消費率の比を与える関数である。基準条件は、以下に一層詳しく説明するような発電プラントのための国際標準化機構（ＩＳＯ）によって設定された基準条件とすることができ、或いは本発明のユーザ又はオペレータによって設定されたその他の基準条件とすることができる。一般的に、ｆ（ＢＬＦ）は、ガスタービン１０５の製造者又は販売者によって作成されたガスタービン１０５の性能曲線から決定することができる。

複合サイクル発電ブロック１００のその他の現在作動パラメータもまた、制御ユニット１３０によって測定することができる。これらの作動パラメータには、それに限定されないが、複合サイクル発電ブロック１００の現在出力（ＢＬ＿ＰＷＲ＿ＨＢ）、複合サイクル発電ブロック１００の現在熱消費率（ＢＬ＿ＨＲ＿ＨＢ）、複合サイクル発電ブロック１００内の１つ又はそれ以上の蒸気タービン１２５の現在出力（ＳＴ＿ＰＷＲ＿ＨＢ）、全負荷及び基準条件におけるガスタービン１０５排気温度に対する蒸気タービン１２５出力の導関数（ＳＴＰＷＲ＿ＥＸＨ＿Ｔ＿Ｄｅｒｉ）、並びに全負荷及び基準条件におけるガスタービン１０５排気流量に対する蒸気タービン１２５出力の導関数（ＳＴＰＷＲ＿ＥＸＨ＿Ｆ＿Ｄｅｒｉ）を含むことができる。複合サイクル発電ブロック１００が１つよりも多くのガスタービン１０５を有する場合には、ＳＴＰＷＲ＿ＥＸＨ＿Ｔ＿Ｄｅｒｉ及びＳＴＰＷＲ＿ＥＸＨ＿Ｆ＿Ｄｅｒｉは、複合サイクル発電ブロック１００内の特定のガスタービン１０５に関連するものとすることができる。ＳＴＰＷＲ＿ＥＸＨ＿Ｔ＿Ｄｅｒｉ及びＳＴＰＷＲ＿ＥＸＨ＿Ｆ＿Ｄｅｒｉの値はまた、比較的一定とすることができる。

現在作動パラメータは、複合サイクル発電ブロック１００に接続されたモニタ装置（図示せず）によって測定することができる。現在作動パラメータは、測定されると、直接又はネットワーク接続を介して制御ユニット１３０に対して電子的に送信するか、ディスケット、ＣＤ−ＲＯＭ又はその他の記憶媒体を介して制御ユニット１３０に対して手動的に伝達するか、或いは制御ユニット１３０のメモリ３０５内に手動的に入力することができる。

当技術分野では知られているように、発電プラント性能は一般的に、全負荷又は基準条件に合せて補正した出力パラメータである補正パラメータによって測定される。従って、ステップ６０５において現在作動パラメータが測定されると、その現在作動パラメータは、ステップ６１０において全負荷及び基準条件に合せて補正することができる。現在作動パラメータはさらに、ＩＳＯ基準規格に合せてさらに補正することができ、或いはその他のあらゆる基準規格に合せて補正することができる。ＩＳＯによって設定する場合、発電プラント工業で使用する現在基準規格及び周辺条件は、５９°Ｆ／１５℃、１４．７ｐｓｉａ／１．０１３ｂａｒ、及び相対湿度６０％である。本発明で一貫して使用する限り、あらゆる基準規格が現在作動パラメータを補正するために使用することができることが、当業者には分かるであろう。

ステップ６１０において、基準条件に合せて、ガスタービン１０５の現在の作動条件の一部分又は全てを補正することができる。得られた補正作動条件は次に、制御ユニット１３０のプログラム化論理３１５によりデータ変数として使用することができる。本発明の態様によると、ＧＴ＿ＰＷＲ＿ＨＢは、ガスタービン１０５の現在補正出力（ＧＴ＿ＰＷＲ＿ＣＯＲ）を得るために補正することができ、ＧＴ＿ＨＲ＿ＨＢは、ガスタービン１０５の現在補正熱消費率（ＧＴ＿ＨＲ＿ＣＯＲ）を得るために補正することができ、ＧＴ＿ＥＸＨ＿Ｔ＿ＨＢは、ガスタービン１０５の現在補正排気温度（ＧＴ＿ＥＸＨ＿Ｔ＿ＣＯＲ）を得るために補正することができ、またＧＴ＿ＥＸＨ＿Ｆ＿ＨＢは、ガスタービン１０５の現在補正排気流量（ＧＴ＿ＥＸＨ＿Ｆ＿ＣＯＲ）を得るために補正することができる。

ステップ６１５において、制御ユニット１３０は、最新のオフライン圧縮機洗浄又はその他の主要メインテナンス直後のガスタービン１０５の補正作動パラメータを測定する。これらの補正最新作動パラメータは、制御ユニット１３０のメモリ３０５内に記憶するか、制御ユニット１３０に伝達又は送信するか、或いは制御ユニット１３０内に手動的に入力することができる。本発明の１つの態様によると、ガスタービン１０５の補正最新作動パラメータには、それに限定されないが、最新オフライン圧縮機洗浄又は主要メインテナンス直後のガスタービン１０５の補正出力（ＧＴ＿ＰＷＲ＿ＣＯＲ＿Ｌａｓｔ）、最新オフライン圧縮機洗浄又は主要メインテナンス直後のガスタービン１０５の補正熱消費率（ＧＴ＿ＨＲ＿ＣＯＲ＿Ｌａｓｔ）、最新オフライン圧縮機洗浄又は主要メインテナンス直後のガスタービン１０５の補正排気温度（ＧＴ＿ＥＸ＿Ｔ＿ＣＯＲ＿Ｌａｓｔ）、或いは最新オフライン圧縮機洗浄又は主要メインテナンス直後のガスタービン１０５の補正排気流量（ＧＴ＿ＥＸ＿Ｔ＿ＣＯＲ＿Ｌａｓｔ）を含むことができる。

制御ユニット１３０が、ステップ６１０において現在補正作動パラメータを、またステップ６１５において補正最新作動パラメータを測定すると、制御ユニット１３０は、ステップ６２０においてガスタービン１０５ベースライン性能を決定することができる。ガスタービン１０５のベースライン性能は、ガスタービン１０５に対してオフライン圧縮機洗浄を行うことによって得られることになるガスタービン１０５の性能を表すことができる。オフライン圧縮機洗浄は、圧縮機汚損によるガスタービン１０５における劣化をほとんど完全に排除するので、ガスタービン１０５のベースライン性能は、ガスタービン１０５に対する最新オフライン圧縮機洗浄又は主要メインテナンス直後の性能に近似するものとすることができる。制御ユニット１３０は、次式に従ってガスタービン１０５のベースライン出力つまりＧＴ＿ＰＷＲ＿ＢＡＳを計算することができる。
ＧＴ＿ＰＷＲ＿ＢＡＳ＝ＧＴ＿ＰＷＲ＿ＣＯＲ＋
（ＧＴ＿ＰＷＲ＿ＣＯＲ＿Ｌａｓｔ−ＧＴ＿ＰＷＲ＿ＣＯＲ）＊Ｒｅｃｏｖｅｒ
この式において、得られたＧＴ＿ＰＷＲ＿ＢＡＳは、ガスタービン１０５が該ガスタービン１０５のオフライン圧縮機洗浄後に作動することができる補正出力を表すことができる。同様に、制御ユニット１３０は、次式に従ってガスタービン１０５のベースライン熱消費率つまりＧＴ＿ＨＲ＿ＢＡＳを計算することができる。
ＧＴ＿ＨＲ＿ＢＡＳ＝ＧＴ＿ＨＲ＿ＣＯＲ＋
（ＧＴ＿ＨＲ＿ＣＯＲ＿Ｌａｓｔ−ＧＴ＿ＨＲ＿ＣＯＲ）＊Ｒｅｃｏｖｅｒ
この式において、得られたＧＴ＿ＨＲ＿ＢＡＳは、ガスタービン１０５が該ガスタービン１０５のオフライン圧縮機洗浄後に作動することができる補正熱消費率を表すことができる。制御ユニット１３０はまた、次式に従ってガスタービン１０５のベースライン排気温度つまりＧＴ＿ＥＸＴ＿Ｔ＿ＢＡＳを計算することができる。
ＧＴ＿ＥＸＨ＿Ｔ＿ＢＡＳ＝ＧＴ＿ＥＸＨ＿Ｔ＿ＣＯＲ＋
（ＧＴ＿ＥＸＨ＿Ｔ＿ＣＯＲ＿Ｌａｓｔ−ＧＴ＿ＥＸＨ＿Ｔ＿ＣＯＲ）＊Ｒｅｃｏｖｅｒ
この式において、得られたＧＴ＿ＥＸＴ＿Ｔ＿ＢＡＳは、ガスタービン１０５が該ガスタービン１０５のオフライン圧縮機洗浄後に作動することができる補正排気温度を表すことができる。制御ユニット１３０はまた、次式に従ってガスタービン１０５のベースライン排気流量つまりＧＴ＿ＥＸＴ＿Ｆ＿ＢＡＳを計算することができる。
ＧＴ＿ＥＸＨ＿Ｆ＿ＢＡＳ＝ＧＴ＿ＥＸＨ＿Ｆ＿ＣＯＲ＋
（ＧＴ＿ＥＸＨ＿Ｆ＿ＣＯＲ＿Ｌａｓｔ−ＧＴ＿ＥＸＨ＿Ｆ＿ＣＯＲ）＊Ｒｅｃｏｖｅｒ
この式において、得られたＧＴ＿ＥＸＴ＿Ｆ＿ＢＡＳは、ガスタービン１０５が該ガスタービン１０５のオフライン圧縮機洗浄後に作動することができる補正排気流量を表すことができる。

ガスタービン１０５のベースライン性能により、ガスタービン１０５がオフライン圧縮機洗浄後にどのように作動するかを予測することができることは、当業者には分かるであろう。ガスタービン１０５のベースライン性能を計算するための上記の方法又はそれと同様な方法を使用しないで、ガスタービン１０５のベースライン性能は、システムモデルによって予測することができる。そのようなシステムモデルの一例は、Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙによって提供されるＧａｔｅＣｙｃｌｅ（商標）であるが、その他のシステムモデルでも、ガスタービン１０５のベースライン性能を予測することができる。

制御ユニット１３０によりガスタービン１０５のベースライン性能を決定した後、制御ユニット１３０は、ガスタービン１０５内における圧縮機汚損に起因する、複合サイクル発電ブロック１００の全負荷出力に対する回復可能な影響を判定することができる。図７は、複合サイクル発電ブロック１００の全負荷出力に対する回復可能な影響の判定に際して制御ユニット１３０が行なうことのできるステップの例示的なフロー図である。制御ユニット１３０は、先ず始めにガスタービン１０５の全負荷出力に対する回復可能な影響を判定し、次にガスタービン１０５に対する回復可能な影響が、複合サイクル発電ブロック１００の残りの部分にどのように影響しているかを判定する。ステップ７０５において、制御ユニット１３０は、ガスタービン１０５の現在ベース負荷出力を判定することができる。制御ユニット１３０は、次式に従って、ガスタービン１０５の現在ベース負荷出力を求めることができる。

この式において、ＧＴ＿ＰＷＲ＿ＨＢは、ガスタービン１０５の現在出力であり、またＧＴ＿ＢＬＦは、ガスタービン１０５の現在ベース負荷率である。次に、ステップ７１０において、制御ユニット１３０は、オフライン圧縮機洗浄後にガスタービン１０５のベース負荷出力がどのようになるかを判定することができる。言い換えると、制御ユニット１３０は、ガスタービン１０５がそのベースライン条件に設定された状態での該ガスタービン１０５のベース負荷出力を求めることができる。これを行なう際に、制御ユニット１３０は、次式を使用することができる。

この式において、ＧＴ＿ＰＷＲ＿ＢＡＳは、ガスタービン１０５のベースライン出力であり、ＧＴ＿ＰＷＲ＿ＣＯＲは、ガスタービン１０５の現在補正出力である。

現在ベース負荷出力及びオフライン圧縮機洗浄後のベース負荷出力が制御ユニット１３０によって求められると、圧縮機汚損によるガスタービン１０５の回復可能な影響は、ステップ７１５において、次式に従って判定することができる。

これは、次のように書き換えることができる。

ステップ７１５におけるガスタービン１０５の回復可能な影響の判定に引き続いて、制御ユニット１３０は、ステップ７２０及び７２５において、複合サイクル発電ブロック１００内の蒸気タービン１２５に対する回復可能な影響を判定することができる。ステップ７２０において、制御ユニット１３０は、設定した基準条件下における蒸気タービン１２５に対する回復可能な影響を判定することができる。本発明の態様によると、制御ユニット１３０は、次式を利用して、基準条件下における蒸気タービン１２５に対する回復可能な影響つまりＳＴ＿ＰＷＲ＿ＩＭＰ＿ＢＡＳを判定することができる。
ＳＴ＿ＰＷＲ＿ＩＭＰ＿ＢＡＳ＝ＳＴＰＷＲ＿ＥＸＨ＿Ｔ＿Ｄｅｒｉ＊
（ＧＴ＿ＥＸＨ＿Ｔ＿ＢＡＳ−ＧＴ＿ＥＸＨ＿Ｔ＿ＣＯＲ）＋ＳＴＰＷＲ＿ＥＸＨ＿Ｆ＿Ｄｅｒｉ＊（ＧＴ＿ＥＸＨ＿Ｆ＿ＢＡＳ−ＧＴ＿ＥＸＨ＿Ｆ＿ＣＯＲ）
この式において、ＳＴ＿ＰＷＲ＿ＥＸＨ＿Ｔ＿Ｄｅｒｉは、ガスタービン１０５排気温度に対する蒸気タービン１２５出力の導関数であり、またＳＴ＿ＰＷＲ＿ＥＸＨ＿Ｆ＿Ｄｅｒｉは、ガスタービン１０５排気流量に対する蒸気タービン１２５出力の導関数である。ＳＴ＿ＰＷＲ＿ＥＸＨ＿Ｔ＿Ｄｅｒｉ及びＳＴ＿ＰＷＲ＿ＥＸＨ＿Ｆ＿Ｄｅｒｉは両方とも、複合サイクル発電ブロック１００の全負荷及び基準条件を考慮に入れることができる。ステップ７２５において、制御ユニット１３０は、次式に従って、現在の作動条件におけるシステム全負荷の下での蒸気タービン１２５に対する回復可能な影響つまりＳＴ＿ＰＷＲ＿Ｉｍｐａｃｔを判定することができる。

ガスタービン１０５のベースライン性能に基づいた蒸気タービン１２５性能の予測は、上記のアルゴリズムに代わるものとして、Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙによって提供されるＧａｔｅＣｙｃｌｅ（商標）のようなシステムモデルを用いて達成することができることは、当業者には分かるであろう。

引き続き図７を参照すると、ガスタービン１０５及び蒸気タービン１２５に対する回復可能な影響が判定されると、制御ユニット１３０は、ステップ７３０において、複合サイクル発電ブロック１００の全負荷出力に対する回復可能な影響を判定することができる。複合サイクル発電ブロック１００の全出力に対する回復可能な影響つまりＢＬ＿ＰＷＲ＿Ｉｍｐａｃｔは、ガスタービン１０５に対してオフライン圧縮機洗浄を行うことによって得ることができる複合サイクル発電ブロック１００における性能増大を表し、それは次式に従って求めることができる。

図８は、複合サイクル発電ブロック１００の燃料消費量に対する回復可能な影響の判定に際して制御ユニット１３０が行うことができるステップの例示的なフロー図である。ガスタービン１０５に対してオフライン圧縮機洗浄を行った後、ガスタービン１０５は、出力をより効率的に発生することができる。しかしながら、オフライン圧縮機洗浄後に複合サイクル発電ブロック１００の全出力を比較的一定レベルに維持することが望ましいといえる。従って、ステップ８０５において、制御ユニット１３０は、複合サイクル発電ブロック１００内で同一の現在出力を生成するために、ガスタービン１０５に対してオフライン圧縮機洗浄を行った後に必要となるガスタービン１０５の出力及び熱消費率を求めることができる。ステップ８０５における判定は、図９に関して以下に説明するステップに従って、制御ユニット１３０によって行うことができるか、或いはＧｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙによって提供されるＧａｔｅＣｙｃｌｅ（商標）のようなシステムモデルを使用することによって行うことができる。

オフライン圧縮機洗浄後の必要なガスタービン１０５の出力及び熱消費率は、それぞれ変数ＧＴ＿ＰＷＲ＿Ｃｌｅａｎ及びＧＴ＿ＨＲ＿Ｃｌｅａｎによって表されることになる。ＧＴ＿ＰＷＲ＿Ｃｌｅａｎ及びＧＴ＿ＨＲ＿Ｃｌｅａｎを求めた後に、制御ユニット１３０は、ステップ８１０において、システム燃料消費量に対する回復可能な影響を判定することができる。システム燃料消費量に対する回復可能な影響は、ガスタービン１０５のオフライン圧縮機洗浄によって得ることができる燃料節約を表し、次式を用いて求めることができる。
ＢＬ＿Ｆｕｅｌ＿Ｉｍｐａｃｔ＝（（ＧＴ＿ＰＷＲ＿ＨＢ）＊（ＧＴ＿ＨＲ＿ＨＢ）−（ＧＴ＿ＰＷＲ＿Ｃｌｅａｎ＊ＧＴ＿ＨＲ＿Ｃｌｅａｎ））
システム燃料消費量に対する回復可能な影響が制御ユニット１３０によって求められると、オフライン圧縮機洗浄を行うことによって得ることができる燃料コスト節約は、システム燃料消費量に対する回復可能な影響に燃料の現在価格を乗算することによって求めることができる。次に、制御ユニット１３０は、ガスタービン１０５のオフライン圧縮機洗浄が望ましいか否かに関するその後の判定に際して、システム燃料消費量に対する求めた回復可能な影響又は求めた燃料コスト節約のいずれかを使用することができる。

図９は、ガスタービン１０５に対してオフライン圧縮機洗浄又はその他の主要メインテナンスを行った後に複合サイクル発電ブロック１００内で同一の出力を生成するために必要となるガスタービン１０５の出力及び熱消費率の判定に際して制御ユニット１３０が行うことができるステップの例示的なフロー図である。ステップ９０５において、制御ユニットは、ガスタービン１０５の現在排気エンタルピー及びボトミングサイクル効率を求めることができる。ガスタービン１０５の現在排気エンタルピー（ＧＴ＿ＥＸＨ＿Ｅｎｅｒｇｙ＿ＨＢ）は、次式を利用することによって求めることができる。

ガスタービン１０５のボトミングサイクル効率（η_{ｂｏｔｔｏｍ}）は、ガスタービン１０５の排気を付加的動力に変換する際の複合サイクル発電ブロック１００の残りの部分の効率を表す。η_bottomは、次式に従って求めることができる。

この式において、ＧＴ＿ＨＲ＿ＨＢは、複合サイクル発電ブロック１００内の各ガスタービン１０５、１１０の現在熱消費率を表し、複合サイクル発電ブロック１００内のガスタービン１０５、１１０の全てについて合計される。ＧＴ＿ＨＲ＿ＨＢは、モニタ装置から受信したデータに基づいて、制御ユニット１３０によって求めることができ、或いはそれに代えてＧｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙによって提供されるＧａｔｅＣｙｃｌｅ（商標）のようなシステムモデルによって求めることができる。η_{ｂｏｔｔｏｍ}は、複合サイクル発電ブロック１００の構成要素の設計データから推定することができることも、当業者には分かるであろう。現在排気エンタルピーのための等式及びボトミングサイクル効率のための等式の両方において、変換係数を使用して、ＧＴ＿ＨＲ＿ＨＢの単位をＢｔｕ／ｋＷ・時から無次元単位に変更することができる。変換係数は、１．０５４／３６００とすることができる。ＧＴ＿ＨＲ＿ＨＢを求める際に異なる単位が含まれている場合には、異なる変換係数を使用することができることが、分かるであろう。

ＧＴ＿ＥＸＨ＿Ｅｎｅｒｇｙ及びη_{ｂｏｔｔｏｍ}を求めた後に、ステップ９１０において、制御ユニット１３０は、オフライン圧縮機洗浄又はその他の主要メインテナンス後におけるガスタービン１０５に予測熱消費率を求める。求めた予測熱消費率（ＧＴ＿ＨＲ＿ＥＸＨ）により、ガスタービン１０５が現在作動しているのと同一のベース負荷率でオフライン圧縮機洗浄後に該ガスタービン１０５が作動すると推定することができる。ステップ９１０において、ＧＴ＿ＨＲ＿ＥＸＨは、次式を利用して判定することができる。

ステップ９１０の後に、制御ユニット１３０は、反復過程を実行することができ、この過程において制御ユニット１３０は、オフライン圧縮機洗浄後におけるガスタービン１０５の出力のための初期値（ＧＴ＿ＰＷＲ＿Ｃｌｅａｎ）を推定し、次にその後その推定値が設定許容範囲内にあるかどうかを確かめるためにチェックする。この許容範囲は、本発明のユーザが設定した許容範囲とすることができ、或いはこの許容範囲は、制御ユニット１３０のメモリ３０５内に記憶された０．１％のようなデフォルト値とすることができる。ステップ９１５において、制御ユニット１３０は、ＧＴ＿ＰＷＲ＿Ｃｌｅａｎの初期値を推定することができる。次に、ステップ９２０において、制御ユニット１３０は、次式に従って、新たなガスタービン１０５出力（ＧＴ＿ＢＬＦ＿Ｎｅｗ）におけるガスタービン１０５のベース負荷率を求めることができる。

出力が既知である場合には熱消費率は推定することができるので、ガスタービンの対応する熱消費率（ＧＴ＿ＨＲ＿Ｃｌｅａｎ）は次に、ステップ９２５において、制御ユニット１３０によって次式に従って求めることができる。

この式において、関数ｆ（ＢＬＦ）は、基準条件下におけるガスタービン１０５のベース負荷熱消費率に対するベース負荷率におけるガスタービン１０５の熱消費率の比を与える。制御ユニット１３０はまた、次式に従って、ガスタービンの対応する排気エンタルピー（ＧＴ＿ＥＸＨ＿Ｅｎｅｒｇｙ＿Ｃｌｅａｎ）を求めることができる。

この式において、１．０５４／３６００は、ＧＴ＿ＨＲ＿Ｃｌｅａｎの単位をＢｔｕ／ｋＷ・時から無次元単位に変更するために使用する変換係数である。ＧＴ＿ＨＲ＿Ｃｌｅａｎを求める際に異なる単位が含まれている場合には、異なる変換係数を使用することができることが、分かるであろう。

ガスタービン１０５についてオフライン圧縮機洗浄後の様々な作動パラメータを求めた後に、制御ユニット１３０は、ガスタービン１０５からの排気によって動力供給さる蒸気タービン１２５に対して清浄なガスタービン１０５が有することになる作用を判定することができる。ステップ９３０において、制御ユニット１３０は、次式に従って蒸気タービン１２５出力における変化（ＳＴ＿ＰＷＲ＿Ｃｈａｎｇｅ）を求めることができる。

次にステップ９３５において、制御ユニット１３０は、ガスタービン１０５に対してオフライン圧縮機洗浄を行った後に複合サイクル発電ブロック１００において同一の出力を維持するために必要となるガスタービン１０５の出力を再計算することができる。再計算したガスタービン１０５の出力（ＧＴ＿ＰＷＲ＿Ｉｔｅｒ）は、次式に従って求めることができる。

オフライン圧縮機洗浄後におけるガスタービン１０５の出力を再計算すると、オフライン圧縮機洗浄後におけるガスタービン１０５の出力の２つの求めた値、すなわちＧＴ＿ＰＷＲ＿ＣＬＥＡＮ及びＧＴ＿ＰＷＲ＿Ｉｔｅｒは、互いに比較することができる。ステップ９４０において、制御ユニット１３０は、ＧＴ＿ＰＷＲ＿ＣＬＥＡＮ及びＧＴ＿ＰＷＲ＿Ｉｔｅｒ間のあらゆる不一致が設定した許容範囲内にあるか否かを、次式に従って判定することができる。

ＧＴ＿ＰＷＲ＿ＣＬＥＡＮ及びＧＴ＿ＰＷＲ＿Ｉｔｅｒ間のあらゆる不一致が設定した許容範囲内にある場合には、ＧＴ＿ＰＷＲ＿ＣＬＥＡＮの仮設定値は正しく、その値は、ステップ８１０において、複合サイクル発電ブロック１００における燃料消費量に対する回復可能な影響を判定するために使用することができる。しかしながら、ＧＴ＿ＰＷＲ＿ＣＬＥＡＮ及びＧＴ＿ＰＷＲ＿Ｉｔｅｒ間のいずれかの不一致が設定した許容範囲よりも大きい場合には、ＧＴ＿ＰＷＲ＿ＣＬＥＡＮの新たな値は、ステップ９４５において、次式に従って仮設定することができる。

次に、制御ユニット１３０は、ステップ９２０に戻り、ＧＴ＿ＰＷＲ＿ＣＬＥＡＮの新たな仮設定値が正しいか否かを判定するために、ステップ９２０〜ステップ９４０を反復することができる。

本発明に関心のある当業者には、本明細書に記載した本発明の多くの変更及びその他の実施形態が、以上の説明及び関連の図面に示した教示の利点を有するものとして考えられるであろう。従って、本発明は開示した特定の実施形態に限定されるものではなく、またそれら変更及びその他の実施形態は特許請求の範囲の技術的範囲内に含まれることになることを意図していることを理解されたい。本明細書では特殊な用語が使用しているが、それらは単に一般的かつ説明的な意味で使用しているだけであり、限定を目的とするものではない。

本発明の例示的な実施形態による、圧縮機汚損の影響を判定するための方法及びシステムを実装した複合サイクル発電ブロックの概略図。 本発明の例示的な実施形態による、複合サイクル発電プラント内で使用するガスタービンの部分断面図。 本発明の例示的な実施形態による、圧縮機汚損の影響を判定するための方法及びシステムにおいて使用する制御ユニットのブロック図。 本発明の例示的な実施形態による、図３の制御ユニットによって使用する制御論理の例示的なフロー図。 本発明の例示的な実施形態による、図３の制御ユニットによって使用する制御論理の例示的なフロー図。 本発明の例示的な実施形態による、図３の制御ユニットによって使用する制御論理の例示的なフロー図。 本発明の例示的な実施形態による、図３の制御ユニットによって使用する制御論理の例示的なフロー図。 本発明の例示的な実施形態による、図３の制御ユニットによって使用する制御論理の例示的なフロー図。 本発明の例示的な実施形態による、図３の制御ユニットによって使用する制御論理の例示的なフロー図。

符号の説明

１００ 複合サイクル発電ブロック
１０５ ガスタービン
１１０ ガスタービン
１１５ 熱回収システム発生器
１２０ 熱回収システム発生器
１２５ 蒸気タービン
１３０ 制御ユニット
２０５ 圧縮機
２１０ 圧縮機ブレード
２１５ ガス取入口
３０５ メモリ
３１５ プログラム化論理
３２０ 測定データ
３２５ オペレーティングシステム
３２７ プロセッサ
３３０ データバス
３３５ ユーザインタフェース装置
３４０ Ｉ／Ｏインタフェース

Claims (10)

1. 複合サイクル発電ブロック（１００）における圧縮機汚損の影響を推定する方法であって、
   前記複合サイクル発電ブロック（１００）の現在性能を測定するステップと、
   前記複合サイクル発電ブロック（１００）の現在性能を１つ又はそれ以上の基準条件に正規化するステップと、
   前記複合サイクル発電ブロック（１００）のガスタービン（１０５）のベースライン性能を求めるステップと、
   前記複合サイクル発電ブロック（１００）の予測性能を、該複合サイクル発電ブロック（１００）の予測性能が前記ガスタービン（１０５）を該ガスタービン（１０５）のベースライン性能に設定した状態での前記正規化された現在性能を含むように、求めるステップと、
   前記ガスタービン（１０５）における圧縮機汚損による前記複合サイクル発電ブロック（１００）の性能に対する回復可能な影響を、該回復可能な影響が前記複合サイクル発電ブロック（１００）の予測性能から該複合サイクル発電ブロック（１００）の正規化された現在性能を減算することによって計算されるように、計算するステップと、
   前記複合サイクル発電ブロック（１００）の性能に対する回復可能な影響に基づいて、該複合サイクル発電ブロック（１００）の燃料消費量に対する回復可能な影響を計算するステップと、
   を含む方法。
2. 前記複合サイクル発電ブロック（１００）のガスタービン（１０５）のベースライン性能を求めるステップが、
   前記ガスタービン（１０５）の最新メインテナンス後の該最新メインテナンスに近い時点における該ガスタービン（１０５）の性能を測定するステップと、
   前記ガスタービン（１０５）の性能を１つ又はそれ以上の基準条件に正規化するステップと、を含む、
   請求項１記載の方法。
3. 前記ガスタービン（１０５）のベースライン性能が、回復変数に従って調整することができる、請求項２記載の方法。
4. 前記複合サイクル発電ブロック（１００）の現在性能が、少なくとも１つのガスタービン（１０５）の現在性能と少なくとも１つの蒸気タービン（１２５）の現在性能とを含む、請求項１記載の方法。
5. 前記少なくとも１つのガスタービン（１０５）の現在性能が、前記少なくとも１つのガスタービン（１０５）の現在出力、前記少なくとも１つのガスタービン（１０５）の現在熱消費率、前記少なくとも１つのガスタービン（１０５）の現在排気温度、及び前記少なくとも１つのガスタービン（１０５）の現在排気流量の少なくとも１つによって求められる、請求項４記載の方法。
6. 前記少なくとも１つの蒸気タービン（１２５）の現在性能が、前記少なくとも１つの蒸気タービン（１２５）の現在出力、前記少なくとも１つのガスタービン（１０５）の排気温度に関して生成した蒸気出力の導関数、及び前記少なくとも１つのガスタービン（１０５）の排気流量に関して生成した蒸気出力の導関数の少なくとも１つによって求められる、請求項４記載の方法。
7. 前記１つ又はそれ以上の基準条件が、ユーザによって定義される、請求項１記載の方法。
8. 前記ガスタービン（１０５）に対してメインテナンスを行う必要がある時点を判定するステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
9. 警報を発すること、警報信号を送信すること、前記ガスタービン（１０５）を停止させること、及び前記ガスタービン（１０５）のメインテナンスを計画することの１つを含む是正措置を取るステップをさらに含む、請求項８記載の方法。
10. 前記燃料消費量に対する回復可能な影響を計算するステップが、
    前記ガスタービン（１０５）に対する提案メインテナンス後における該ガスタービン（１０５）の性能を測定するステップと、
    前記提案メインテナンス後における前記ガスタービン（１０５）の燃料消費量を計算するステップと、
    前記ガスタービン（１０５）の現在燃料消費量から該ガスタービン（１０５）の計算燃料消費量を減算するステップと、を含む、
    請求項１記載の方法。

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