電験3種「電力」のポイント その10 コンバインドサイクル発電

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電験3種「電力」のお勉強10回目のテーマは「コンバインドサイクル発電」です。

 

コンバインドサイクル発電

コンバインドサイクル発電は、ガスタービン発電と汽力発電を組み合わせたもので、熱効率が高いのが特徴です。

コンバインドサイクル発電の熱効率は、最新の発電所では60%程度にも達しています。燃焼ガスの温度が高いほど、熱効率も高くなります。

 

コンバインドサイクル発電の部分負荷

コンバインドサイクル発電は、部分負荷による熱効率の低下が少ないのが特徴です。

コンバインドサイクル発電では、複数台の小容量の発電機を組み合わせて使用するので、部分負荷に対応しやすく、負荷の変動による熱効率低下が小さくなります。

 

コンバインドサイクル発電の最大出力

コンバインドサイクル発電の最大出力は、外気温度の影響を受けて変動します。

外気温度が高いと、空気の密度が低くなりますが、圧縮機から吸い込まれる空気の容量は同じなので、その分だけ出力が低下します。

 

火力発電における環境負荷

火力発電に使用される燃料の中ではLNGが、環境に与える負荷が最も小さくなります。

火力発電所では、石炭・石油LNGなどの化石燃料を燃焼させることにより、その燃焼ガスの熱を利用したのちに大気中へ排出します。そのため、排ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)や硫黄酸化物(SOx)、ばいじんなどの大気汚染物質をできる限り減らすように努める必要があります。

地球温暖化の主な原因ともいわれる二酸化炭素の排出削減も課題の一つです。

LNGは、窒素酸化物や二酸化炭素の排出が、比較的少なくて硫黄酸化物の排出はありません。よって燃料としてLNGを
使用することは、硫黄酸化物による大気汚染防止策として有効となります。

火力発電所における環境対策としては、以下のような取り組みも行われています。

  1. 燃焼ガスが通る煙道の中に集じん装置を設けることで、電気集じん器は気体の中に浮遊する微粒子を負電荷に帯電させ、正電極の集じん板に吸引させて環境負荷物質の排出を抑制します。
  2. 排煙脱硫装置の設置により、硫黄酸化物を粉上の石灰と水の混合液に吸収させて除去します。
  3. 排煙脱硝装置により、窒素酸化物をアンモニアと反応させて除去します。
  4. 燃焼域での酸素濃度を低くすることによって窒素酸化物の発生を抑制します。
  5. 燃焼温度を低くすることで、窒素酸化物の発生を抑制します。

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