汽力発電プラントについて概要(第1回)

汽力発電プラント(英語では「Steam Power Plant」)について基本的な知識を説明していきます。この発電方式は、燃料をボイラで燃やし、発生した蒸気でタービンと発電機を回す方式で、石油、石炭、ガスだけでなく、製紙過程で発生する黒液や製鉄過程で発生する高炉ガス、石油化学プロセスで発生する石油コークスなどの工業プロセスの副生物、家庭からでるゴミ、バイオマスを燃料とするものです。記事を読んでいただけるとこの発電方式について基礎理解が身についていきます。今後、「水・蒸気の流れ」「燃料の流れ」「空気・燃焼ガスの流れ」と3つの基本的なポイントについて説明する全4回のシリーズで解説していきます。まずは今回の概要記事をぜひ最後まで読んでみてください!

また、工場の自家発電設備や工業団地に電気・熱を供給する業種の場合、「コジェネレーション(熱電併給)プラント」などと呼ばれます。単に電気を作るプラントではなく、熱(蒸気)と電気を一緒につくって供給するプラントであることからこう呼ばれたりします。通称「コジェネ」などと表現されたりもしています。

1.汽力発電プラント概要

一般的な汽力発電プラントの概要について解説します。ボイラに燃料を投入し、燃焼させることにより発生する熱を利用して水を蒸気に変えます。つくられた蒸気は、蒸気タービンに供給され、蒸気の力で回転します。タービンの回転する力を利用して発電機が回り、電気が作られるのが一般的な汽力発電プラントの流れです。


出展:三菱重工ホームページ

2.コジェネレーションプラントの特徴

単に電気を作るプラントではなく、熱(蒸気)と電気を一緒につくって供給するプラントであることからこう呼ばれたりします。

ボイラでつくられた蒸気を蒸気タービンに入れてから、途中で蒸気を抜き出し(これを“抽気”と呼びます)、その蒸気を工場のさまざまなプロセスで利用します。上記の図で、蒸気タービンから伸びている“蒸気”の図がまさにこれに該当します。

熱(蒸気)や電気など工場で利用するエネルギーを利用したい形態にあわせて作り出し、供給することで工場全体のエネルギー効率を最適にするようなエネルギーバランスが設計されています。例えば工場の生産プロセスで利用される蒸気は、ボイラから出る高温高圧の蒸気を直接送り込むのではなく、蒸気タービンから抽気することで要求される圧力や温度条件に合致させています。

3.汽力発電プラントの全体像

今後、一つずつの設備について詳しく勉強していくにあたり、全体がどのような構成になっているかを知ることは有意義だと思います。別の記事でもう少し詳しく説明をしていきます。

下の図がプラントの全体像でパッと見るとややこしくて一見難しそうですよね。理解をするときには、全体をいくつかの流れに分けて考えるとスッキリしてきます。

燃料、水・蒸気、空気・燃焼ガスといった大きな流れがありますので今後、一つ一つの流れを説明させていただきます。一つ一つの流れを追いかける時に関連する設備やその役割について少しづつ理解を深めていきましょう。

出展:三菱重工ホームページ

今回の記事は以上です。引き続きプラントの保全・操業のお仕事をしていくためにお役立ち情報を書いていきますのでよろしくお願いいたします!

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