【ガスタービン】

ポーランドTurowへの最新鋭褐炭焚き高効率USCプラントの適用⑩

 Turow 発電所に適用した褐炭焚き USC 高効率技術について紹介したでつ。

ポーランドを中心とした東欧地域では,褐炭が豊富に産出され,褐炭焚き火力発電所への期 待は高いでつ。

だけど同時に,近年の環境意識の高まりから,一段の高効率技術が求められる状況。

長年,USC 高効率技術の開発に取り組んできたでつが引き続き,技術の開発に努め,エ ネルギー資源の活用と地球環境保全に貢献していくでつ。

ポーランドTurowへの最新鋭褐炭焚き高効率USCプラントの適用⑨

(1) 高圧熱回収系統 高圧熱回収加熱器通水流量は,プラント負荷に依存した関数で制御目標値を設定し,ボイ ラ給水ポンプ出口に設置した3方流量調節弁で制御。

(2) 低圧熱回収系統 低圧熱回収加熱器通水流量は,低圧熱回収加熱器通水温度が制御目標値になるように制御。

熱回収後,ボイラ排ガスは温度が低下。

酸露点以下になると排ガス中の SO2 が 析出して,下流のダクト,電気集塵機に腐食を発生させるおそれがあるため,a)低圧熱回収加 熱器下流(誘引通風機(IDファン)出口)の排ガス中 SO2濃度を計測,b)SO2濃度に依存した関 数で低圧熱回収加熱器通水温度の目標値を設定,c)通水温度が目標値になるように流量調 節弁で制御することで,熱回収加熱器出口排ガス温度を適切なレンジ内に保つでつ。

また,低圧熱回収加熱器通水量は,プラント負荷に依存した制御目標値を持ち,ボイラ火炉 汚損度や石炭性状,大気条件による排ガス熱量変化等により,低圧熱回収加熱器通水量と目 標値に偏差が生じた場合は,高圧熱回収加熱器通水量を補正して,ボイラ排ガス熱回収設備 全体(高圧/低圧)の熱回収量を調節できるようにしているでつ。

ポーランドTurowへの最新鋭褐炭焚き高効率USCプラントの適用⑧

(1) 高圧熱回収系統(水側) 高圧熱回収加熱器は,高圧給水加熱器及びドライヒータと並列に設置。

3方流量調節 弁でボイラ給水ポンプ出口給水の一部を分岐し,高圧熱回収加熱器を経て給水系統へ戻す 構成。

(2) 低圧熱回収系統(水側) 低圧熱回収加熱器は,最終低圧給水加熱器後の復水系統と並列に設置。

最終低圧 給水加熱器出口復水の一部を分岐後,昇圧ポンプ(低圧熱回収加熱器出口復水のフラッシュ を防止),低圧熱回収加熱器,流量調節弁を経て脱気器へ戻す構成。

また,ボイラ 排ガスとの熱交換で温められた低圧熱回収加熱器出口復水の一部を入口に戻す循環ポンプ を設置することで,ボイラ排ガス温度の低下に伴う SO2析出を防止。

(3) 高圧/低圧熱回収系統(ガス側) 高圧/低圧熱回収加熱器は,節炭器下流の排ガス系統に空気予熱器と並列に設置。

ボイラ排ガスの一部を分岐し,高圧熱回収加熱器,低圧熱回収加熱器の順にタービン給水・ 復水と熱交換。

熱交換後,空気予熱器を通過した排ガスと合流させ,電気集塵機へと導 く構成。 

インドネシア国営電力会社のJawa-2天然ガス焚き2号発電設備が運転開始6月稼働の1号設備に続き予定より早く引き渡し

インドネシアの国営電力会社であるPT. PLN(Persero)(PLN社)がジャワ島のタンジュンプリオク(Tanjung Priok)発電所内で“Jawa-2プロジェクト”として建設している天然ガス焚きガスタービン・コンバインドサイクル(GTCC)発電施設の2号設備について予定より早く工事を完了、同設備は7月18日に運転を開始。

総出力88万kWのうち、本年6月から稼働している1号設備と同じく出力約30万kWのガスタービンが単独(シンプルサイクル)で稼働したもの。1号設備に続いて納期前倒しでの引き渡しを実現。

Jawa-2プロジェクトは、GTCC発電施設をジャカルタの中心部から北東約10kmに位置する港湾都市タンジュンプリオクに建設するプロジェクト。

三菱商事株式会社および現地の建設・エンジニアリング会社PT・Wasa Mitra Engineeringとフルターンキー契約で受注

M701F形ガスタービン2基のほか、排熱回収ボイラー2基、蒸気タービン1基、ならびに付帯設備一式を供給。

発電機は三菱電機株式会社製を採用。

2019年には、回収した排熱を利用して蒸気タービンでも発電するGTCC方式での運転を開始する予定。

大型ガスタービンで同国内トップシェアを誇っており、今回の運転開始で同国内における発電事業者向けの当社納入設備の総発電能力は12GWとなったでつ。

これまでおよそ50年にわたり同国の電力供給を支えてきた実績のもと、Jawa-2プロジェクトについても顧客満足の向上に全力を挙げて取り組んでいるでつ。

今後もより一層インドネシア電力市場におけるプレゼンスの向上を目指すとともに、高効率発電設備の普及を通じ、エネルギーの低炭素化を促進し、地球環境の保全に貢献するでつ。

ポーランドTurowへの最新鋭褐炭焚き高効率USCプラントの適用⑦

図3に,Turow 発電所で採用したボイラ排ガス熱回収設備の概略系統構成を示すでつ。

ボイラ排ガ ス熱回収設備は,

1) 高圧熱回収系統:ボイラ給水ポンプ出口給水の一部を分岐してボイラ排ガスと熱交換

2) 低圧熱回収系統:最終低圧給水加熱器出口復水の一部を分岐してボイラ排ガスと熱交換 の2つの熱回収系統から成り立っているでつ。

 ボイラ排ガス熱量を給水・復水加熱サイクルに回収することで,プラント効率を向上させるでつ。

(1) 高圧熱回収系統(水側) 高圧熱回収加熱器は,高圧給水加熱器及びドライヒータと並列に設置されるでつ。

3方流量調節 弁でボイラ給水ポンプ出口給水の一部を分岐し,高圧熱回収加熱器を経て給水系統へ戻す 構成。

(2) 低圧熱回収系統(水側) 低圧熱回収加熱器は,最終低圧給水加熱器後の復水系統と並列に設置。

最終低圧 給水加熱器出口復水の一部を分岐後,昇圧ポンプ(低圧熱回収加熱器出口復水のフラッシュ を防止),低圧熱回収加熱器,流量調節弁を経て脱気器へ戻す構成。

また,ボイラ 排ガスとの熱交換で温められた低圧熱回収加熱器出口復水の一部を入口に戻す循環ポンプ を設置することで,ボイラ排ガス温度の低下に伴う SO2析出を防止。

(3) 高圧/低圧熱回収系統(ガス側) 高圧/低圧熱回収加熱器は,節炭器下流の排ガス系統に空気予熱器と並列に設置。

ボイラ排ガスの一部を分岐し,高圧熱回収加熱器,低圧熱回収加熱器の順にタービン給水・ 復水と熱交換させる。熱交換後,空気予熱器を通過した排ガスと合流させ,電気集塵機へと導 く構成。

ポーランドTurowへの最新鋭褐炭焚き高効率USCプラントの適用⑥

褐炭は発熱量が低く,水分量が多い石炭。

そのため褐炭焚きボイラは同出力帯の瀝青 炭焚きボイラと比べ,燃焼ガス流量及び排ガス流量が多く,その体格も大きい。

通常,排ガス熱量 は燃焼用空気に熱回収してプラント効率向上に利用。

しかし,褐炭焚きボイラの場合,排ガス 熱量が燃焼用空気加熱に必要な熱量を上回るため,燃焼空気で回収しきれない余剰排ガス熱は煙道から大気へ放出されるでつ。

Turow 発電所では,従来の褐炭焚きボイラで利用できな かったこの余剰排ガス熱量をタービンプラント給水・復水で回収するボイラ排ガス熱回収設備を 設置し,発電サイクル内に取り込むことで,プラント効率の向上を図っているでつ。

以下,系統構成及び,運用方法の概要を説明するでつ。 

H-100形ガスタービンの換装工事で24日間の工期短縮を実現東京電力グループ富津火力発電所2号系列第4軸が対象

東京電力グループで火力発電・燃料事業を担う東京電力フュエル&パワー株式会社(東電FP、本社:東京都千代田区)が千葉県富津市の湾岸部で運営する富津火力発電所2号系列の発電設備換装工事で、このほど当初計画比で約15%となる24日間の工期短縮を実現。

定格出力12万kW級の高効率ガスタービンH-100形の入れ替えに際して、重量物の運搬効率化や試運転の段取り改善を推進。

通常180日間の設定期間を24日減らして、156日で完了したもの。

今回の成果を、H-100形の新規拡販、ならびに既存発電設備の稼働率向上ソリューション強化につなげていくでつ。

2号系列の換装工事は、7軸からなる定格出力112万kW(16万kW×7基)のLNG(液化天然ガス)焚きガスタービン・コンバインドサイクル(GTCC)発電施設について、2016年2月からガスタービンならびに蒸気タービンの更新を順次実施しているもの。

24日の工期短縮は、このほど完工した最新の第4軸換装工事で達成。

これにより全7軸のうち5軸の換装が完了。

今回の換装により、第4軸の発電効率は47.2%から54.3%へ飛躍的に向上し、年間で燃料費を約13億円低減するとともにCO2排出量を約6万t削減できる見込み。

初軸の換装着手以来、東電FPの協力も仰ぎながら、工程短縮に向けてさまざまな工夫を採用。

特に、天井クレーン2基連結(改造)による重量物の一体吊り、試運転時の試験項目見直しなどが奏功し、新たな試みに対する熟練も手伝って、今回最大の効果を上げたもの。

初軸の換装着工から2年半が経過した現在、完工後の初軸は運転時間1万2,000時間、起動発停回数250回を突破しており、安定した運転を実現。

この高い安定・信頼性を踏まえ、今後は定期点検の間隔をさらに延伸することで、一層の保守コスト低減を実現するとともに、残り2軸の換装工事についても短期での完遂を目指でつ。

ヘビーデューティ型(注)の12万kW級2軸形ガスタービンであるH-100形は、2軸形のなかでは世界最大容量で、柔軟かつ機動的な運用で力を発揮。

加えて、起動時間が短く設置面積が少ない利点も、顧客から支持されています。今回、換装工期の短縮効果が加わったことにより、さらに高い市場競争力が見込。

高効率の大容量発電システムから中小型ガスタービンを活用した省エネシステムまで、火力発電向けフルレンジの製品群を有しており、発電のトータルソリューションを提供できることが強み。

今後も、市場の多種多様なニーズを的確に捉え対応しながら、電力の安定供給に寄与するとともに、エネルギーの低炭素化を促進し、地球環境の保全に貢献するでつ。

一定の出力を維持して長時間連続運転することを前提として設計されたガスタービンで、手入れしやすく低い保守頻度で済むことが特徴。

2018年上半期を通じてガスタービンの世界市場でシェア1位を獲得市場調査レポート(米国マッコイ・パワー・レポート)により明らかに

ガスタービンの世界市場で1位となるシェア40%を獲得
F形から最新J形までの大型ガスタービン市場ではシェア56%に

2018年の上半期(1月~6月)を通じて、ガスタービンの世界市場において最大シェアとなる40%を獲得。

有力市場調査レポートにより明らかとなったもの。

競争が激しいF形ガスタービンから最新モデルであるJ形までの大型ガスタービン市場では、56%のシェアを獲得。

ガスタービン入口温度が1,350℃級のF形、1,500℃級のG形、1,600℃級のJ形と大型ガスタービンで多くの実績を持ち、99.3%の信頼性と64%以上の高い発電効率で世界の火力発電業界をリードする世界最高クラスのガスタービンを保有。

高い市場シェアは、こうした長年にわたる実績が評価されたもの。

ガスタービン業界の見通しによれば、ガスタービンの2018年における年間総発注量(出力ベース)は3,000万kW程度になると予測。

すでに780万kWの受注を確保。

この数値は2018年末までの年間発注予測の25%以上に達するもの。

この高い市場シェアを獲得するに至った顧客からの強い支持を励みに、北米をはじめ世界各地で最新鋭機であるJ形ガスタービンを中核とする発電・コージェネレーション(熱電併給)設備の普及に一層力を注ぎ、世界各地の経済発展に不可欠な電力の安定供給に寄与するとともに、エネルギーの低炭素化を促進し地球環境の保全に貢献するでつ。

世界の発電事業に関する詳細な市場調査資料を提供している米国のマッコイ・パワー・レポート(McCoy Power Report)に基づいているでつ。

ポーランドTurowへの最新鋭褐炭焚き高効率USCプラントの適用⑤

(1) 石炭乾燥方式 高温の乾燥熱源が必要となることから,火炉出口から排ガスの一部を循環させて石炭乾燥 熱源としているでつ。

一方で,褐炭は揮発分が高く発火しやすいという特性を持つことから,火炉よ り抜き出した排ガスを電気集塵機(ESP)出口ガス及び熱空気と混合し,酸素濃度及び温度を 適切に調節することによって,乾燥及び安全性を確保しているでつ

(2) ファンミル ファンミルは,搬送と粉砕という一次通風機とミルの機能を兼ね備えた機器であり,NV(Nasskohlen Ventilator)ミルと DGS(Distributor Gebläse Schläger)の2つの型式を有してい るでつ。NV ミルがビータホイール(翼板)のみで石炭を粉砕するのに対し,DGS ミルではビータホイ ールに加えてビータヘッド(槌)により石炭を粉砕することを特徴。

使用する石炭の性状 によってどちらの型式を採用するか決定。

Turow 発電所で使用される石炭は,褐炭の中 では比較的,難粉砕性に分類されるため,DGS ミルを採用。

(3) バーナ 褐炭用バーナとして開発された RS(Rund Strahl)バーナを採用し,高燃焼性及び低 NOx を 実現した。バーナは火炉壁の全周に設置。1台のミルからバーナ3本を火炉壁の垂直方向に 直線状に配置。

(4) バーンアウトグレート 炉底にバーンアウトグレートと呼ばれる設備を設置し,灰中未燃分を燃焼させて,ボイラ効率 の向上を図っているでつ

ポーランドTurowへの最新鋭褐炭焚き高効率USCプラントの適用④

Turow 発電所では主燃料として褐炭を用いるでつが,褐炭の一般的な特徴として,水分含有量が 高く高温の石炭乾燥熱源が必要であること,揮発分が高く燃焼性が良好である一方で発火しや すいことが挙げられるでつ。

これら褐炭の特徴に対応して Turow 発電所では,瀝青炭,亜瀝青炭とは 異なった燃焼システムを採用。

図2にボイラ概略燃焼システム構成,表2にボイラ主要諸元を示すでつ。 

ポーランドTurowへの最新鋭褐炭焚き高効率USCプラントの適用③

Turow新ユニット建設プロジェクトは,PGE社がトゥ-ルフ炭鉱群近郊の自社発電プラントで建設 する超々臨界圧褐炭焚き火力発電所。

EPC(Engineering, Procurement and Construction)業者として MHPS を幹事会社とするコンソー シ ア ム ( MHPS Group ( MHPS , Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH(以下, MHPS-EDE)(コンソーシアムリーダー)),Technicas Reunidas(スペイン),Budimex SA(ポーラン ド)の3社構成)が 2014 年7月に受注し,2014 年 12 月1日に工事を着工。

プラント建設期間は 65 ヶ月,運開は 2020 年4月末の予定。

EPC コンソーシアム内では,MHPS-EDE が,褐炭焚きタワーボイラを中心とするボイラ設備一 式及び環境設備(脱硝装置と電気集塵機を含む)を納入し,MHPS は,タービン・発電機プラント一式及び脱硫設備を納入する。電気設備,冷却塔手配,土建及び据付工事は Technicas Reunidas と Budimex SA の所掌。

図1にプラント外観,表1に Turow 発電所の主要諸元をそれぞれ示すでつ。

ポーランドTurowへの最新鋭褐炭焚き高効率USCプラントの適用②

ポーランドでは,豊富な褐炭産出を背景に褐炭焚き火力発電所が多く建設されるでつ。

 2014 年に,ポーランド エネルギー会社最大手の PGE 社(Polska Grupa Energetyczna)から Turow 発電所を受注し,2020 年4月の運開を目指して建設を進めているでつ。

同プラントには,独自の褐炭焚きタワーボイラ技術,褐炭用ミル・バーナ技術, USC 技術及びボイラ排ガス熱回収装置を適用。

褐炭焚き発電所としては,世界最高効率レベル の発電所となる予定。

以下,Turow 発電所に適用した高効率技術について紹介するでつ。 

ポーランドTurowへの最新鋭褐炭焚き高効率USCプラントの適用①

褐炭焚きプラントとして世界最高効率レベルの発電所を目指し,ポーランド Turow(トゥ-ルフ) (450MW(Net),262bar(a)/597℃/609℃)の建設が進んでいるでつ(2020 年4月運転開始(運開)予 定)。

独自の褐炭焚きタワーボイラ技術と褐炭用ミル・ バーナの技術を有しており,これに USC(超々臨界圧)技術,ボイラ排ガス熱回収装置を適用す ることにより,高効率の褐炭焚きプラントを提供するでつ。

石炭ガス化は…

J型も1650℃で空気冷却のバージョンアップでつなぁ~

だけど50℃上げるより排ガス循環をなんとか早くというとこでつなぁ~

石炭ガス化は税金の無駄使いな気がしますなぁ~

石炭火力と比べて全くメリットは無。

でもこの技術をバイオマスへ活かしてほしでつなぁ~

世界最高水準のガスタービン製造工場

兵庫県高砂市にある山陽電鉄本線荒井駅。多くの有名企業が製品開発の拠点を置く、瀬戸内海に面した工業地域。

駅こそ無人駅で寂しい表情を浮かべているでつが、周囲には巨大な工場や倉庫が立ち並び、方々には周辺企業の施設に、同社の社員寮や社宅。

駅前からは、太い道路が南北へとのびているでつ。

幅広の道路を5分ほど南下すると見えてきたのが、火力発電事業で世界第3位の売上実績を誇る高砂工場。

茨城県日立市や長崎県長崎市など国内5カ所、国外4カ所の拠点工場を持つ中で、液化天然ガス(LNG)によるコンバインドサイクル発電用ガスタービン製造の主力として稼働しているでつ。
コンバインドサイクル発電という聞き慣れない言葉。

これは、燃料を燃やして発生させた高温ガスの圧力でガスタービンを回し、さらにその排ガスで別の蒸気タービンを回すという二重発電方式。

蒸気タービンのみの火力発電と比べて、同量の燃料でより多くの電力が発電できる上、同じ発電量で排出される二酸化炭素(CO2)量が少ないというメリットがあり、また、LNGを用いることで起動時間が短く、安定した発電が行えるため、季節や時間などによる電力の需要変動への応答性が他の発電方式よりも優れているでつ。
ちなみに、この技術は経済産業省が低炭素社会実現を担う21の技術を選定したCool Earth(クールアース) -エネルギー革新技術計画2008年3月5日発表)で、重点的に取り組むべき革新技術の筆頭に挙げられているでつ。
高性能化は現在も国家プロジェクトの一つとして推進されており、1700℃級と呼ばれる熱効率の高い新たなガスタービンの技術開発を担っているでつ。

工場内は、とにかく広く、天井が高い。

この組立専用工場では、高砂工場内で製造されたガスタービンのパーツを組み立て、製品として出荷するまでの工程を担っているでつ。

多種多様な工作機器が並ぶような一般的に思い浮かべる工場とは違い、とにかくスッキリとした印象があるでつなぁ~

とはいえ、そこかしこに並べられた巨大な部品。

外装用など一部を除き、全てのパーツを高砂工場内の各所で製造しているそう。これらを組み合わせてできるのが……

ほぼ完成形というガスタービン。外装などを含めて、ここまで組み立てるのに、専門職5~6人体制でおよそ1カ月かかる。

この中に組み込まれているのが…

ガスタービンの本体。横にいる人と比べれば、そのサイズは一目瞭然だろう。全長約16m、総重量約500t。

「M701F」と呼ばれる1400℃級のこれ1台で、385MW(38.5万kW)を発電するパワーを持つ。
ガスタービンは主に圧縮機、燃焼器、タービンで構成。

圧縮機が空気を吸い込み、圧縮して燃焼器へ送ると、燃焼器が圧縮された空気で燃料を燃やし、1600℃や1650℃といった超高温の高圧ガスを作るでつ。

その圧力によってタービンを駆動させ、発電する仕組み。
先ほどから出てくる1600℃や1650℃という温度は、タービンの入口の温度。

入口温度とはつまり、タービンの耐久温度。温度をより高めれば高圧ガスの出力が上がり、タービンを回転させるエネルギーも上がるでつ。

すると燃費が良くなり、発電効率、いわゆる熱効率が上がるでつ。
1700℃級という高性能マシンを実現するためには、圧縮機、燃焼器などの性能向上はもちろんだが、タービンの翼をいかに頑強にできるかがカギ。

そのため、耐熱材料の開発、冷却技術、遮熱コーティング技術といった要素技術の研究は重要視。

総合研究所ではガスタービンをはじめ、原子力発電プラントやジェット機用エンジン、ロケット用エンジンなどの製造技術開発を担う30の研究棟が集まっているでつ。
まず見せてもらったのは、タービン翼の違い。

右から普通鋳造、中央が一方向凝固、左が単結晶という技術で鋳造したタービン翼。これを円形に並べてタービンを形成。
普通鋳造したタービン翼は、金属の結晶同士が接合して形成されており、接合面の強度が比較的もろいデメリット。

これを解決したのが一方向凝固という技術。

金属を縦方向に引き伸ばすように鋳造していくため、普通鋳造の翼より高強度になったでつ。
さらに単結晶のタービン翼は、普通鋳造のものにあるまだら模様の一つの結晶だけで翼を丸々形成しており、金属の接合面がないためどの鋳造方法よりも耐久性に優れたもの。

だけど、製造すると金よりも高価になるため、実用化はまだまだ先。
その巨大さに目が行きがちだが、ガスタービン製造においての最重要技術がこの「鋳造」。

金属を溶かして鋳型に流し入れ器物を造るという昔ながらの技術をこの規模で手掛けられる企業は、同社を含め世界に3社しかないでつ。

翼の部位によっては空気の流れが変わってしまうため、穴は整然と並べられているわけではなく、角度も形状もわずかに変えて形成されている。
また、フィルム冷却の性能をさらに向上させるためには、ますます穴の形状が複雑化していくるでつ。

そのため近年では3Dプリンターでの開発実験も行っているでつ。
その他にも、検証実験は多数。
続いては、1600℃級ガスタービンの実用化に大きく貢献したフィルム冷却技術。

空気が通る穴を開け、タービン翼自体の温度を下げるでつ。

穴の形状は翼を冷やすための表面積を広げるため、円ではなくアヒルの足のような形。

大型の低速回転試験装置を使い、フィルム冷却技術による空気の流れなどを検証する空力実験場(写真上)や、燃焼器の故障の原因となる振動現象を抑えるための燃焼振動実験(写真下)でつなぁ~
燃焼振動や動翼回転時の気流は、シミュレーションしたとしても実証実験をすると予測できない結果が必ず出ててくるでつ。

そのため担当する研究者たちは、愚直に実験を繰り返し、何度も点検して、万全の状態するでつ。

研究室から生まれた技術は、実際に部品として製造され、ガスタービンとして組み立てるでつ。

だが、製品として世に出るのはまだ先だ。最後に訪れた実験設備で試験運転をクリアしてからになるでつ。

敷地の東南に位置するガスタービン複合サイクル発電プラント実証設備。通称「T地点」と呼ばれ、自動車の走行テストのように、プロトタイプの長期的な実験運転行っているでつ。

T地点に入るととにかくすさまじい大音響。

空気の圧縮音やマッハ1で回るタービンの回転音、燃料が燃え盛る音が混じり合い、隣の人の声も、全く聞き取れないでつ。

タービン内はおよそ1500℃の高温。断熱材で周囲を保護していなければ、そばに立つことなど不可能。

建屋の外へ出ると、ガスタービンからつながる排熱回収蒸気発生器が高くそびえているでつ。

ガスタービンからの排ガスがここに送られ、蒸気を作り、別のタービンを回す。

まさにコンバインドサイクル発電システムを擁した火力発電所そのもの。
試験は2年間。

半年ごとに一度運転を停止して、状態を確認するでつ。

製品を販売する前の検査は当然だろうと思うかもしれないが、実は海外企業は、この試験運転を実施していないでつ。
製造は販売に直結し、故障したら対応するという考え方が一般的で、需要も限られている上、莫大なコストがかかるため、いちいちプロトタイプを造って実証実験を行っていては採算が合わないことが原因。
その中で、実証実験設備を保有。

つまり世界で唯一の施設がT地点dでつなぁ~。
事実、世界各地で26台商用運転中というMHPS製の1600℃級ガスタービンは、そのうちの21台が8000時間以上稼働し、事故停止率が0.5%と驚異的な数値をたたき出しているでつ。

長期稼働への信頼性を高める実験が功を奏しているでつ。
T地点のガスタービン単体で、姫路市の世帯数の電力に相当するポテンシャルがあるでつ。

試運転で発電された電力は、電力会社に供給しているでつ。

1700℃級ガスタービンを実現する過程で実用化のめどがついた技術を活用し、次世代機である1650℃級ガスタービンを開発中。

2019年に着工し、2023年稼働を目指しているでつ。

それと同時に現在のT地点を廃止し、2020年の稼働に向けて新たな実験設備の建設も始めているでつ。
納得する成果が得られるまで商品を売らない姿勢を貫くエンジニアたちのプライドは、着実に自らを鍛え続け、世界トップレベルに押し上げたでつ。

さらに価値を高めようとたゆまず邁進し続けるでつ。

1700℃級ガスタービンの革新的技術の開発、実用化ももはや時間の問題かなぁ~

H3 ロケット1段用 LE-9 エンジンの 燃焼安定性予測技術及び対策技術開発⑩

LE-9 設計技術の事前検証を目的とした技術実証エンジン LE-X の開発にて,燃焼安定性向 上の技術開発を行ったでつ。

安定性解析により燃焼振動が発生する周波数帯域を予測する手法を確 立。

噴射エレメントの音響特性をチューニングすることで燃焼振動レベルを低減する設計技 術を開発。

レゾネータの音響特性を高精度に予測する手法を確立。

またそれらの技術を 実機エンジンに適用し,その有効性を検証。

本技術により,世界で初めて大推力エンジンにエキスパンダーブリードサイクルを適用する LE-9 の実用化に目途付けができ,2020 年の初号機打ち上げに向けて,順調に開発中でつ。

H3 ロケット1段用 LE-9 エンジンの 燃焼安定性予測技術及び対策技術開発⑨

図 11 に燃焼振動予測技術の検証結果を示すでつ。

共鳴倍率は減衰比の逆数であり,値が高いほど 不安定。

解析では modeA,modeB とも振動レベル(共鳴倍率)が大きくなる傾向が計測と一致 。

解析の共鳴倍率のピークの大小関係は試験の変動圧のピークの傾向と一致。

LE-9 エンジンでは,LE-X で開発したこれら燃焼振動予測技術と燃焼振動対策技術を適用し て開発を行った結果,実機エンジン試験において燃焼振動の発生しないことが確かめられ,燃焼 安定性を大幅に向上することができたでつ 

H3 ロケット1段用 LE-9 エンジンの 燃焼安定性予測技術及び対策技術開発⑧

技術実証エンジン LE-X の燃焼器単体試験を当社の田代試験場にて実施(図9)。

図 10 に燃焼試験における燃焼室圧力変動スぺクトル計測結果を示すでつ。

対策なしのコンフィグレーショ ンでは modeA,modeB にて大きな圧力変動(燃焼振動)が発生したでつが,噴射エレメントおよびレゾ ネータによる対策を施したコンフィグレーションでは modeA,modeB とも燃焼振動は完全に消失 し,振動レベルを 1/100 に抑制。

H3 ロケット1段用 LE-9 エンジンの 燃焼安定性予測技術及び対策技術開発⑦

燃焼室の圧力変動を吸収する装置として、燃焼室の噴射面近傍に取り付けるレゾネータを開 発。

レゾネータ入口には多孔板が取り付けられており,音響共鳴現象により流体が多孔穴を 出入りする際に発生する渦により、圧力変動を吸収。

流体が多孔穴を出入りする際に発生する渦が大きくなるほど,音響減衰が大きくなるが,実機エンジンは高圧であり,大気圧条件下よりも,圧力変動振幅が大きいため発生する渦・音響減衰も大きくなるでつ。

従って、大気圧条件の要素試験で計測される音響減衰を実機の評価値として用いることはできないでつ

そこで、JAXA 角田宇宙センターにて実機相当の圧力変動条件下におけるレゾネータの音 響減衰を計測。

図6にレゾネータの音響減衰計測装置および計測結果を示すでつ

高圧条件下 で窒素を流しサイレンホイールにて加振を行うことで、大音圧加振を行ったでつ

レゾネータの入口と 内部に圧力変動センサを取り付け,入口の圧力変動振幅に対する内部の圧力変動振幅の増幅 率を計測し音響減衰を評価。

また別途,Guess による音響減衰評価式(半理論、半実験)(5)に よる結果をあわせて示すでつ

評価式と計測結果は概ね一致しており,音響減衰は多孔穴を通過す る流体の流速変動のマッハ数に比例していることを確認。

そこで,実機のレゾネータの音響減衰を評価する際には、実機で想定される圧力変動と音速, 密度および多孔板開口率より多孔穴部のマッハ数を概算し,図6を用いて音響減衰を評価。

LE-9 の設計においては,本評価手法を用いてレゾネータの多孔板の開口率を調整することで音 響減衰の最適化を図ったでつ

また実機エンジンでは,複数の周波数の燃焼振動が発生する可能性があり,各々の周波数を 抑制するため複数種類のレゾネータを同時に使用することが想定。

このとき,異なるレゾネ ータ同士が音響的に干渉し性能が悪化する可能性があったため,要素試験にて複数種類のレゾ ネータを同時に使用した際の音響特性(吸音率)を評価。

図7に2種類のレゾネータを円周状 に配置した要素試験装置を示すでつ

円周状にA種レゾネータとB種レゾネータを交互に配置し,上 面からスピーカーで加振を行ったでつ

2列に配置した圧力センサで計測した圧力変動データを用い て,円盤中心から外側に伝搬する音波に対する吸音率を評価。

また,要素試験を対象として 音響 FEM による解析を行ったでつ

図8に計測結果および解析結果を示すでつ

試験と解析で概ね吸音 率は一致している。複数種類のレゾネータを配置した場合は,レゾネータを単体で使用する際の 吸音率の谷が埋まることが確認でき,レゾネータを単体で使用するよりも広い範囲で高い吸音率 を得られることが分かったでつ

また,本要素試験と解析にて圧力変動振幅の空間分布や周波数に 対して必要なレゾネータの数と配置について知見を得て,LE-9 では,効率よく圧力変動を吸収 できるようレゾネータの数・配置を設計できたでつ

H3 ロケット1段用 LE-9 エンジンの 燃焼安定性予測技術及び対策技術開発⑥

現象①において,噴射エレメント内で圧力変動が共振により酸素の流量変動を増幅させるとい うことに着目。

即ち,噴射エレメント内における共振による流量変動増幅を抑制することができ れば燃焼振動を抑制できると考えたでつ。

そこで,異なる噴射エレメント長さの組み合わせにより,流 量変動の波長を分散させ,多数の噴射エレメントを組み合わせたときに,全体としての流量変動 を抑制する技術を開発。

図5に噴射エレメントに対する燃焼振動対策効果を示すでつ

対策なしの噴射エレメントでは多数 の同じ長さの噴射エレメントを用いるため,燃焼室から圧力変動が加わり噴射エレメント内で共振 したときに,同一の波長の流量変動が同じタイミングで噴射エレメントから流出するでつ

その結果,多 数の噴射エレメントから流出される流量変動が互いに強め合い全体として過大な流量変動を生じ るため,大きな発熱量変動,圧力変動が発生。

対策ありの噴射エレメントは,音響的な検討に より噴射エレメントの長さに適切なバラつきを持たせているでつ

短い噴射エレメントでは短い波長の 波が,長い噴射エレメントでは長い波長の波が発生するため,長い波長と短い波長の波を組み合 わせることで噴射エレメント全体としての流量変動を抑制する。その結果,大きな発熱量変動が発 生しにくくなり,燃焼振動を抑制することができる。LE-9 の設計においては,本技術を用いて噴射 エレメントの長さの最適化を図ったでつ

火力発電所の稼働率を向上させる遠隔監視サービスの提供を開始~ 電力会社とプラントメーカーの協業による高精度な異常予兆検知を実現 ~

2016年9月に国内外火力発電所の効率化に向けた業務提携に関する基本合意書を締結して以来、火力発電分野におけるO&M(注1)ソリューション・サービスの事業化を目指して検討を続けてきたでつ。

パグビラオ発電所(注2)向けに、遠隔監視サービスの提供を開始。

異常予兆検知モデルを同発電所に適用し、IoT(注3)プラットフォーム上でデータを共有することにより、東電FPが持つO&MのノウハウとMHPSが持つ設計・製造・建設・アフターサービスのノウハウを融合し、遠隔監視によるボイラーなどの異常兆候の早期発見から、原因分析、対策まで一貫した支援。

これまでの両社の取り組みが評価され、受注の第一弾として遠隔監視サービスの提供に至ったもの。

今後、パグビラオ発電所の稼働率向上とO&Mコストの削減に繋がっていくもの。

お互いの事業基盤が活かせる東南アジアの石炭火力発電所を対象に、O&Mソリューション・サービスの提供を本格化し、共同での事業確立を目指すでつ。

また、本取り組みを国内外のさまざまな発電事業者に開かれたものとすることで、チーム日本として、火力発電所の資産価値向上に取り組んでいき、化石燃料の使用量やCO2排出量を削減し、地球環境の保全に寄与していくでつ。

 

 

  1. Operation and Maintenanceの略で、発電所の運転管理業務、維持管理業務を行うこと。
  2. 世界の発電事業に関する詳細な市場調査資料を提供している米国のマッコイ・パワー・レポート(McCoy Power Report)に基づいています。
  3. Internet of Thingsの略で、コンピュータなどの情報・通信機器だけでなく、世の中に存在するさまざまな「モノ(物)」をインターネットに接続したり相互に通信したりすることにより、自動認識や自動制御、遠隔監視などを行うこと。

 

省エネルギー型二酸化炭素分離・回収システムの実用化試験を関西電力舞鶴発電所で実施

経済産業省の「CO分離回収技術の研究開発事業」に参画し、省エネルギー型二酸化炭素分離・回収システムの実用化試験を関西電力舞鶴発電所内で実施します。

  火力発電所などから排出される排ガス中の二酸化炭素の分離・回収は、これからの低炭素社会を実現する上で非常に重要な技術であると期待されていますが、分離・回収時のエネルギー消費量低減が課題となっています。
 RITEおよび川崎重工はこの課題を解決するために、これまで「省エネルギー型二酸化炭素分離・回収システム」の研究開発に取り組んでおり※1、CO用固体吸収材やKCC(Kawasaki CO Capture)移動層システムを新たに開発しました。これにより、未利用エネルギーである低温排熱を用いたCOの分離・回収が可能になったことで、従来の方式と比べて、大幅な省エネルギー化を実現しました。
 関西電力は平成28年度から本事業へ参画し、試験地点の検討を行ってきましたが、このたび、関西電力舞鶴発電所内に、国内初となる固体吸収材を用いた40トン―CO/日規模の実用化試験設備を設置することとなり、平成31年度以降に実用化試験を実施する予定です。

  本事業を通じて確立される二酸化炭素の分離・回収技術は、地球温暖化防止に関するパリ協定※2が目指す温室効果ガスの削減を、従来活用していた技術よりも省エネルギーで実現できるため、CO削減に係るエネルギー負担およびCO分離・回収コストの低減※3に繋がり、経済性と環境保全の両立に寄与するものです。
 RITE、川崎重工および関西電力は、「省エネルギー型二酸化炭素分離・回収システム」の技術開発を通じて、温室効果ガス排出量削減による低炭素社会の実現に貢献してまいります。

 

 

※1: 

経済産業省の「二酸化炭素回収技術実用化研究事業」(平成27~28年度)の採択を受け実施

 

※2: 

パリ協定の長期目標(平成28年11月発効)
・世界の平均気温上昇を産業革命以前に比べて2℃より十分低く保つとともに、1.5℃に抑える努力を追求
・出来る限り早期に世界の温室効果ガスの排出量をピークアウトし、今世紀後半に人為的な温室効果ガスの排出と吸収源による除去の均衡を達成

H3 ロケット1段用 LE-9 エンジンの 燃焼安定性予測技術及び対策技術開発⑤

図4に噴射連成燃焼振動に対する燃焼振動対策技術の概要を示すでつ。

異なる噴射エレメント長 さの組み合わせによる流量変動の分散化技術とレゾネータによる圧力変動の吸収技術の2つの 技術を新たに開発。

H3 ロケット1段用 LE-9 エンジンの 燃焼安定性予測技術及び対策技術開発④

燃焼振動対策を施す上で,発生周波数を予測することが重要。

対策を全周波数に対し て行うことは現実的でなく,ターゲット周波数を定める必要があるため。

そこで LE-X の開発において,噴射連成燃焼振動を対象に発生周波数を予測するための手法 を開発。

図3に燃焼安定性予測技術の概要でつ。

2章の噴射連成燃焼振動の現象①から③をそれぞれ適切に予測することで,燃焼安定性を評 価することができるでつ

だけど,特に現象②は複雑な燃焼の動的な挙動に関連しており,解析 や理論で正確に予測することが困難。

そこで,現象①②については,JAXA 角田宇宙センターにて噴射エレメント1本の高圧燃焼試 験を実施し直接計測評価。

サブスケール燃焼器に噴射エレメントを供試し,燃焼試験中に燃 焼室を別途,音響的に加振し圧力変動を与えたでつ

燃焼室内部の圧力変動を圧力センサにて計 測するとともに,可視化窓を通じて火炎を高速度カメラで撮影することで,圧力加振時における発 熱量変動(発光強度※3)を計測。

これにより,圧力変動に対する発熱量変動の応答特性(圧 力変動振幅に対する発熱量変動振幅の大きさ,および圧力変動に対する発熱量変動の応答時 間の遅れ)を計測し,安定性評価に必要な現象①②の評価を行ったでつ

現象③については,波動方程式を用いた音響 FEM※4により評価。

燃焼室の燃焼ガス物性 (音速,密度)には別途実施する燃焼 CFD※5の結果を用いたでつ

以上のように計測,解析を組み合わせた安定性評価手法を開発し,LE-X の燃焼器単体試験 にてその予測精度の検証を行ったでつ

※3 発光強度:燃焼反応により放出される特定の波長の光の強度は発熱量の大きさと相関がある。この特定の波長のみを 通過させるフィルタを用いて高速度カメラ撮影することで発熱量分布の計測ができる。

※4 音響 FEM:音響波動方程式を解くための有限要素法(Finite Element Method)。コンピュータを用いて音(圧力変動)の 伝搬現象を計算する。

※5 燃焼 CFD:燃焼反応を含む流動場を解くための数値流体力学(Computational Fluid Dynamics)。コンピュータを用いて 流動、燃焼反応を計算

H3 ロケット1段用 LE-9 エンジンの 燃焼安定性予測技術及び対策技術開発③

燃焼振動を発生させない安定燃焼を実現するエンジンを開発するためには,燃焼振動の発生 原因を明らかにしてその原因を取り除き,燃焼室に音響減衰を付加する技術が必要。

ま た,これらの対策を行うために燃焼振動の発生周波数帯域を予測する技術が必要。

これら の技術を開発するためには,まずロケットエンジンの燃焼振動の発生メカニズムを明らかにする必 要。

そこで,従来機種を含めエンジン燃焼試験データの分析を行い,燃焼振動発生メカニズムの 分析を行ったでつ。

図1に代表的な燃焼振動発生例として,LE-X の燃焼試験(燃焼振動対策なし)の 燃焼室圧力変動計測結果を示す。燃焼室内部の圧力変動の大きさ(カラーコンター)を各時間毎 (横軸),各周波数毎(縦軸)に表したものでつ。

また,燃焼室の音響共鳴周波数を白の実線 で,噴射エレメントの音響共鳴周波数を白の破線で示しているでつ

燃焼室の音響共鳴周波数が噴 射エレメントの音響共鳴周波数に近づくと,燃焼振動が発生し圧力変動が増加する傾向が確認 。

これは,燃焼室内の圧力変動が噴射エレメントと音響的に連成することが燃焼振動の発 生のトリガになっていることを示唆(以下,噴射連成燃焼振動)。

図2に示すように,噴射 連成燃焼振動のメカニズムは以下の通りと考えられるでつ。

① 燃焼室内の圧力変動が噴射エレメントに伝搬し,噴射エレメント内で共振することで噴射 エレメント内を流れる酸素の流量変動を増幅。

② 流量変動を伴う酸素と燃料が燃焼領域まで伝搬し燃焼すると,発熱量が変動。

③ 発熱量変動により燃焼室が音響的に加振され圧力変動が発生。

現象①から③のフィードバックループにより,圧力変動と流量変動,発熱量変動が互いに増幅 し合う関係を形成することで圧力変動が成長し燃焼振動に至るでつ。

エンジン燃焼試験の分析の結果,噴射連成燃焼振動は発生例が多く防止する必要性が高い と考えられたでつ

そこで,LE-9 の開発においては,噴射連成燃焼振動をターゲットに燃焼振動予測 技術,燃焼振動対策技術の開発を進めたでつ。

H3 ロケット1段用 LE-9 エンジンの 燃焼安定性予測技術及び対策技術開発②

ロケットエンジンの開発において発生し得る不具合の一つに燃焼振動が挙げられるでつ。焼振動 とは,燃焼の不安定化により燃焼室内で大きな圧力変動が生じる現象である。燃焼振動が発生 すると,圧力変動の影響で燃焼室壁面へ伝達される熱量が大きくなり,燃焼室壁面や噴射エレメ ント壁面を溶損させ,最悪の場合エンジンの破損に至るでつ

本事象が実機エンジン燃焼試験で発 生すると,設計手戻りや追加試験等のため開発コスト・開発期間に大きなインパクトを与えるでつ

従 って,開発初期の段階から,燃焼振動を発生させない安定燃焼を確保したエンジンを設計するこ とが重要。

しかしながら,本事象は,数百本の噴射エレメントの形状,燃焼室サイズの影響を受けるため, エンジン開発初期の段階で実施可能なサブスケール燃焼試験(噴射エレメント1本~複数本の燃 焼試験)で直接検証することが困難。

また,燃焼振動は燃焼,流体,音響現象が相互作用 する複雑な現象であることに加え,影響因子が多いこと,発生し得る燃焼振動周波数・モードが 多様であることから事前予測,対策には高い技術が必要。

そこで,LE-9 の設計技術の事前検証を目的とした技術実証エンジン LE-X を対象に,下記に 示す燃焼安定性向上の技術開発を行ってきたでつ

1. 燃焼振動発生メカニズムの分析

2. 燃焼振動予測技術の開発

3. 燃焼振動対策技術の開発

これら燃焼振動に対する技術開発について説明するでつ。

石炭ガス化の実用化は100%ありえないけど、ごみガス化は…

今、電力自由化でコストの低い石炭火力の建設が多くなったてきたけど、神鋼の発電所はストップがかかったでつなぁ~

温暖化ガスを排出する石炭火力の建設は、さらに温暖化を進めていくことになってCOPの宣言倒れになってしまうでつ!

そりを日本の企業が率先してやっちゃ~いけないでつなぁ~

石炭だと温暖化ガスが出るということで今、石炭ガス化の実用化に向けて、大崎クールジョンプロジェクトと福島復興事業で実証施設を建設中でつなぁ~

国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の助成事業等、国家をあげてのプロジェクトになってるけど…

はっきり言って、こり事業として成り立たないでつなぁ~

まずは、コストが石炭火力の桁二つくらい高くなるでつ!

特に動力、酸素製造装置つまり空気分離装置に使用する圧縮機は、何万キロワットという出力で、特高モータになるでつ。

そりが発電してる間、動いてるわけだら、電気代が超ビックリだし、エンジンで回すにしろ燃料費も超ビックリになるでつ!

福島は空気炊きだから不要だと思ってる人もいるかもだけど、空気だと窒素があるからカロリーが上がらないし、二段式旋回炉にしてても

結局必要なカロリーが得られないので、酸素濃度を上げるため、空気分離装置が必要になるでつ。

しかも空気昇圧タービンも必要になるし、NOx対策も必要だから酸素炊きより複雑でライフサイクルサイクルも倍近くなりますなぁ~

温暖化ガスが削減できると言われてるけど石炭火力と比べて2%しか削減できないというデータもあるでつ。

電力自由化でコスト下げたい電力会社や海外のクライアントさんもまず商談にすらならないでつなぁ~

こんな事業に莫大な税金使ってるのもどうかと思うでつなぁ~

太陽光にしろ、バイオガスにしろ、結局先を見据えず視野が狭いから無駄使いが多くなるでつなぁ~

そんな無駄使いするなら、福祉とかに回すべきだし、福島の復興事業ならこの費用を住宅とかに回せるのになぁ~とか思ってしまうでつなぁ~

安部さんの無駄使いにも困りものというか国家にかけてとか思ってると世界に恥さらすことになるでつなぁ~

さて石炭は厳しいけど、ごみのガス化はどうなのかなぁ~

ごみのコンバインドサイクル版、スーパーごみ発電に応用できないのかなぁ~

サーモセレクトは石炭ガス化の応用技術であったけど、こりも冷却するのに使う水の量とガス化するためのガス化に必要な酸化剤の酸素製造のための

出力が大きいというのがあったでつなぁ~

ガス化には、酸化剤が必要で酸素が必要になるけど、こりを作るのにドデカイ圧縮機がいるでつなぁ~

例えば、ターボチャージャーの原理を上手く使って、空気を圧縮すれば、動力はかなり抑えられると思うでつなぁ~

そいと空気を分離するには、極低温にしないといけないでつなぁ~

酸素、窒素、アルゴンと沸点の差で分離するからだけど、こりはタービンを使って冷凍するけど、こりでも動力は大きいでつなぁ~

冷えたものをまた熱するわけだから効率が悪いでつなぁ~

でもよく考えると生ごみは、メタンガスが出るんだよねぇ~

最終処分場はこのメタンガスを燃やしていたし、RDFもメタンガスがこもって爆発したし、自然にガス化出来るわけだし、

そりを上手く使えば、余計な動力が必要ない分、実用化高いと思うでつなぁ~

木屑も限りある資源であるわけだし、サトウキビ同様燃料としてはいろいろと考えないといけないこと考えると

ごみと下水汚泥とか廃棄物をもっと活用していくのが本当の再生可能エネルギーになると思うけど…

ともかく無駄な開発に税金使うのだけは、やめてほしいし、使うならもっと吟味してからにしてほしいでつなぁ~

でも、ごみや太陽光もだけど、こりはと思うところに参入するけど、結局残るのは、専門メーカなんだよねぇ~

LED照明がいい例でつなぁ~

H3 ロケット1段用 LE-9 エンジンの 燃焼安定性予測技術及び対策技術開発①

現在,宇宙航空研究開発機構(JAXA)のもとで H3 ロケットの 1段用エンジン LE-9 を開発中。

LE-9 は従来エンジンに比べて燃焼器が大型化することか ら,燃焼の不安定化による大きな圧力変動(燃焼振動)の抑制が課題。

このため,異なる 噴射エレメント長さの組み合わせによる流量変動の分散化技術と,レゾネータ※1 による圧力変動 の吸収技術を新たに開発し,燃焼安定性を大幅に向上。

これらキー技術の適用により,世 界で初めて大推力エンジンにエキスパンダーブリードサイクル※2 を適用する LE-9 の実用化に目 途付けができ,2020 年の初号機打ち上げに向けて,順調に開発中。

※1 レゾネータ:共鳴による圧力変動の増幅を抑制する装置

※2 エキスパンダーブリードサイクル:エキスパンダーブリードサイクル:液体ロケットエンジンのサイクルのひとつで燃焼室の 冷却に用いた水素をターボポンプ駆動に用いる。簡素で本質的安定性と低コストを両立するという特徴を持つ

電力自由化で高まる電源ニーズに対応する

新エネルギーに関するさまざまな製品や技術などを扱う展示会「スマートエネルギーWeek 2018」において、工場の自家発電設備などで活用される、30MW級の高効率ガスタービン「L30A」や、「グリーンガスエンジン(KG-18-V)」などを展示。

40%以上の発電効率を達成することに加え、同機を用いたコージェネレーション(熱電併給)システムにおいて、83%以上の総合効率を実現。

 さらに、ガスタービンで発生した熱を用い、蒸気タービンと組み合わせることで、50%以上の発電効率を達成することが可能。

また、環境性能においても、窒素酸化物(NOx)の排出量を15ppm(O2)以下に抑えているのも特徴

GEが…

発電事業を売却みたいなニュースがあったでつが、ガスエンジンを売るみたいでつなぁ~

まぁ~ちょっとは安心だけど、中核事業を売却ってのは、かつてのGEからするとちょっと…

ABBのようにはならないでほしいとか思ったでつが、火力の逆風は今だけだと思うでつなぁ~

EVと同じで…

この時期を大手は頑張って乗り切ってほしいでつ!

JAC形ガスタービンが高砂・T地点で運転8,000時間を突破信頼性を示す一つの指標に到達

商業運転設備として受注に向けての強い追い風に
強制空冷システムの採用により冷却性能を向上、GTCC全体の起動時間も短縮

主力ガスタービンJ形の最新機種である強制空冷式のJAC(J-series Air-Cooled)形が、当社高砂工場内の実証設備複合サイクル発電所(通称T地点)におけるガスタービン・コンバインドサイクル(GTCC)発電で、このほど運転時間8,000時間を突破。

運転8,000時間という実績は、ガスタービンの機種について、その信頼性を示す一つの指標となるもので、商業運転設備としての普及面でも受注に向けての強い追い風となることが期待。

T地点では2015年春に中核技術となる強制空冷技術を含めたシステム全体の検証試験を完了。

2015年から運転を続けてきたものです。国家プロジェクトで1,700℃級の超高温ガスタービン要素開発に取り組み、その成果を活用することで世界初のタービン入口温度1,600℃を達成し高効率を実現。

さらなる高効率化と運用性改善に向け、蒸気による燃焼器冷却に代えて新たに東北電力株式会社との共同研究により開発した強制空冷燃焼器を採用した強制空冷システムを開発・搭載したもの。

強制空冷システムは、燃焼器車室から抽出した空気を外部クーラーで冷却し、強制冷却空気圧縮機で昇圧、その後、燃焼器の冷却に用いたのち再び車室に戻す系統。

外部クーラーの排熱を排熱回収ボイラーや蒸気タービンなどのボトミングサイクル(注1)側で回収させ高効率を実現、燃焼器冷却構造を最適化することで蒸気冷却以上の冷却性能を発揮。

また、蒸気冷却に比べGTCC全体の起動時間を短縮。

コメントが「JAC形ガスタービンは2016年12月の市場投入以来、業界の新標準を確立しています。排熱利用による蒸気タービン発電との複合サイクルで57万5,000kW(60Hz)の発電能力を備え、発電効率64%、信頼性99.5%に到達します。当社の主力機種として世界中で受注活動を優位に進めており、市場調査レポート(注2)によれば、2018年1月から3月のガスタービン受注実績(出力ベース)では、世界シェア1位を獲得することができました。当社は今後も高い技術力に基づく、環境に優しいGTCC発電で業界をリードしていきます。」

J形ガスタービンシリーズは、2009年の市場投入以来、国内外で順調に受注を拡大しており、その受注累計は55基に達したでつ。

うち28基が商業運転中で、累計運転時間はJ形全体で約60万時間に達しているでつ。

T地点における運転8,000時間突破を弾みに、北米をはじめ世界各地で最新鋭機であるJ形ガスタービンを中核とする発電・コージェネレーション(熱電併給)設備の普及に一層力を注ぎ、世界各地の経済発展に不可欠な電力の安定供給に寄与するとともに、エネルギーの低炭素化を促進し、地球環境の保全に貢献するでつ。

ガスタービンサイクルの排熱を利用して、エネルギーを発生させるサイクル。

世界の発電事業に関する詳細な市場調査資料を提供している米国のマッコイ・パワー・レポート(McCoy Power Report)に基づいているでつ

1,000kWと450kWの高効率コージェネレーションシステムで日本ガス協会の「2018年度技術大賞・技術賞」で技術賞を2件受賞

一般社団法人 日本ガス協会の主催による「2018年度技術大賞・技術賞」で、技術賞を2件受賞。

受賞テーマは「1000kW 高効率ガスエンジンコージェネレーションシステム『GS16R2』の開発」ならびに「450kW 高効率ガスコージェネレーションシステム(SGP M450)の開発」で、いずれもエネルギー利用効率および経済性の高さが評価されたもの。

6月14日に都内で表彰式が開催。

GS16R2は、東京ガス株式会社との共同開発により2013年から販売しているもの。

業務用大規模施設から中小規模の産業用途まで幅広いコージェネ(熱電併給)市場向けで、燃焼の最適化や制御システムの高度化により42.3%という高い発電効率を達成する一方、エンジンの回転数を毎分1,000回転と低くすることで部品の交換サイクルを減らして保守費用を従来比約3割引き下げたでつ。

また、熱回収効率の向上により、総合効率78.5%を達成しました。このため、大幅なランニングコストの低減に成功。

一方のSGP M450は、東邦ガス株式会社との共同開発で、2015年に販売を開始したものです。燃焼の最適化や水冷ターボチャージャや、高効率発電機などの採用により高出力化を実現し、出力400kW級で世界最高水準の発電効率42.0%を達成。

やはり熱回収効率の向上により、総合効率は81.5%に達しています。さらに、機器配置のコンパクト化などにより、設置スペースを大幅に削減しました。災害時対応などの事業継続計画(BCP)向けを含め、病院や商業施設、オフィスビル、工場などに広まっているでつ。

日本ガス協会の技術賞は、ガス事業の発展に顕著な功績のあった独創性や発展性に富む画期的な技術を毎年表彰しているもの。

2018年度は、技術大賞2件、技術賞9件が選ばれているでつ。

 MHI今回の受賞を励みに今後も高性能・高効率エンジンの開発に力を注ぎ、世界中の経済発展と暮らしの快適性向上に貢献するでつ。

Daigasグループ・天然ガス焚きGTCC発電所の改造工事を完了発電効率と起動性を向上

ガスタービンをH-100形に換装、発電効率と起動性を向上
高砂工場組み立て初号機を納入

Daigasグループの株式会社ガスアンドパワー(本社:大阪市中央区)が大阪市湾岸部で運営するガスタービン・コンバインドサイクル(GTCC)火力発電所「酉島エネルギーセンター」(此花区酉島)のガスタービン換装工事を完了、このほど定格出力14万500kWの新設備が運転を開始。

酉島エネルギーセンターは、設備納入・建設を担当し、2002年4月に運転を開始した天然ガス焚きGTCC発電所。

今回の改造工事では、既設の蒸気タービンを継続運用しつつ、ガスタービンをM501DA形からH-100形に換装することで発電効率と起動性を向上。

H-100形は、ヘビーデューティ型(注)の10万kW級2軸形ガスタービンで、柔軟かつ機動的な運用で力を発揮します。加えて、起動時間が短く、少ない設置面積で済むなどの強みも顧客から支持される所以の一つ。

また、今回納入したH-100形は、事業統合で発足した進める国内製造拠点再編の一環で、日立工場からの製造移管措置により高砂工場で組み立てた初号機であり、PMI(Post Merger Integration:合併・買収後の統合推進)活動が着実に進捗していることを示す成果。

高効率の大容量発電システムから中小型ガスタービンを活用した省エネシステムまで、火力発電向けフルレンジの製品群を擁しており、発電のトータルソリューションを提供できることが強み。

今後も、市場の多種多様なニーズに的確に対応しながら、電力の安定供給と環境負荷の低減に貢献するでつ。

一定の出力を維持して長時間連続運転することを前提として設計されたガスタービンで、手入れしやすく低い保守頻度で済むことが特徴のガスタービン。

航空転用形タービンと予防保全で信頼性の高い発電プラントを提供するでつなぁ~

新エネルギーに関するさまざまな製品や技術などを扱う展示会「スマートエネルギーWeek 2018」において、信頼性の高い発電プラントの運転を実現するための航空転用形ガスタービン「LM6000PF+」やプラントの運用支援方法などの展示してるでつ。

LM6000PF+は、GEアビスエーションで開発された航空機用ターボファンエンジンを、陸舶用に転用した、高い信頼性と高い発電効率を実現するガスタービンで、出力は52MWで、熱効率は41.6%になるでつ。

同タービンの特徴は、航空機エンジン技術による、急速起動停止(15%/分)が可能な点。

また、ガス燃料、液体燃料、Dual Fuelに対応できるほか、「希薄予混合燃焼方式(LM6000PF NOx15ppm(O2))」を採用してて、低NOx型燃焼器の選択が可能。

プラントの運用においては、同社の予防保全システムでの見守りが行われるでつ。

万が一、重大トラブルが発生した場合には、関係者が直ちに集結し、遠隔監査システム「あいモニタ」を使用し、情報共有することができるため、専門の技術者による迅速な処置方針が決定されるでつ。

これらの各種ソリューションにより、エンジン故障の予兆検出、予防保全などの保守の高度化、早期復旧が可能となり、信頼性の高いプラントを実現。

プラント運転のパラメータを監視し、異常が発生した場合には、アラームが発生。

そのため、専門技術者は過去データなどを参考に、迅速に対応の指示を出すことができるでつ。

ここもダウンサイジングの流れが来てるでつなぁ~

分散化電源社会への布石でつなぁ~

航空機転用技術はやっぱり、GEの天下でつなぁ~

分散型電源の中核を担う航空機転用ガスタービンの特徴

どんな燃料でも対応可だし、排熱を利用できる点とクローズドも可能というのがいいでつなぁ~

インドネシア国営電力会社の天然ガス焚き発電設備が運転開始Jawa-2プロジェクトの1号設備を予定より早く引き渡し

インドネシアの国営電力会社であるPT. PLN(Persero)(PLN社)がジャワ島のタンジュンプリオク(Tanjung Priok)発電所内で“Jawa-2プロジェクト”として建設している天然ガス焚きガスタービン・コンバインドサイクル(GTCC)発電施設の1号設備について工事を予定より早く完了、6月4日に運転を開始。

総出力88万kWのうち、今回は出力約30万kWのガスタービンが単独(シンプルサイクル)で稼働したもので、Jawa-2プロジェクトは円滑に進捗。

現地では運転開始を記念して式典が開催され、PLN社からはJawa-2プロジェクトを含む西ジャワ地域およびスマトラ島南端部地域を統括するハリヤント(Haryanto WS)取締役(Director)らが出席。

同氏は「本プロジェクトに対するMHPSの絶大なる努力に感謝する。今後もPLN社とMHPSの連帯は続いていくことを確信している。これにより、ガスタービン2号機の運転も、コンバインドサイクル運転も、契約納期通り開始されることだろう」と述べたでつ。

Jawa-2プロジェクトは、GTCC発電施設を首都ジャカルタの中心部から北東約10kmに位置する港湾都市タンジュンプリオクに建設するプロジェクト。

フルターンキー契約。

M701F形ガスタービン2基のほか、排熱回収ボイラー2基、蒸気タービン1基、ならびに付帯設備一式を供給。

発電機は三菱電機株式会社製を採用。

今回、1号設備が先行してシンプル運転を開始。2019年にはガスタービンでの発電に加え、回収した排熱で蒸気タービンでも発電するGTCC方式での運転を開始する予定。

同プロジェクトは、経済成長に伴い急増する電力需要を満たすためにインドネシア政府が進める3,500万kWの電源整備計画の一環となるもの。

今回が1号機の早期運転開始に貢献したことは、今後のプロジェクト推進に一層の弾みをつけるもの。

大型ガスタービンで同国内トップシェアを誇っており、これまでおよそ50年にわたり同国の電力供給を支えてきた実績のもと、Jawa-2プロジェクトについても顧客満足の向上に全力を挙げて取り組んでいるでつ。

今後もより一層インドネシア電力市場におけるプレゼンスの向上を目指すとともに、高効率発電設備の普及を通じ、資源の有効利用と環境負荷の低減にグローバル規模ですすめていくでつ。