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用役設備最適化コンサルティング

概要

用役の中で主である電力と蒸気は、プラントの操業に合わせて供給されていますが、発電は各種タービン発電機により行われるため、電力と蒸気の間には密接な関係があります。
例えば、蒸気タービン発電機は蒸気を飲み込み蒸気ヘッダへ送気しながら発電していますので、蒸気の負荷が変れば発電電力も変化するという特長を有しています。また、ガスタービン発電機は、排ガスが高温であるため排熱ボイラで蒸気発生の形で熱を回収しながら運転していますが、発電機出力により排ガス温度が変化することから、出力が変化すれば蒸気の発生量も変化するという特長を有しています。このように電力と蒸気は密接な関係がありますので、電力系−蒸気系をひとつのシステムとして考え効率良く運用する必要があります。
ところが、近年、タービン発電機には様々な種類の設備が導入されており、また、プラントの増強に合わせて用役設備も増強されているため、用役設備は複雑化の一途をたどっています。このため、最適な設備構成になっているか、あるいは最適な運用になっているかの判断が難しくなっています。
そこで、当社は、シミュレーションによる用役の最適性の評価をご提案しています。設備増設時の経済性を単純演算するだけでなく、タービン性能、ボイラ性能をモデル化し、また、既存の設備能力や季節毎の運転パターンまで組み込み、用役設備の全体能力を最大限効率的に引き出せる機種、方式、容量を探索するためのシミュレーションが可能です。

手順

手順

事例

某製油所検討事例

某製油所では、受電電力が多くボイラは余裕を持っておりました。そこで、蒸気タービン発電機を導入検討しましたが、どのような容量、方式が経済性において何がベストかの判断が難しく、シミュレーションを行い検討しました。
某製油所検討事例

(別ウィンドウで開きます)50t/h抽気背圧タービン発電機ケース(拡大図)

(別ウィンドウで開きます)増設前(拡大図)

(別ウィンドウで開きます)45t/h抽気復水タービン発電機ケース(拡大図)

例として、蒸気タービン発電機の方式2ケースを示します。既設蒸気タービンは2段抽気復水タービンで低圧蒸気を排気、もしくは飲み込める混圧タービンでした。増設発電機は抽気背圧タービンとし低圧蒸気ヘッダに排気し既設タービンに飲み込ませて復水段に落すことにしました。これにより、既設タービンの有効活用による最大メリット化と新設タービン発電機の復水が不要となり増設コスト低減も図ることになりました。
シミュレーションは、
機種 蒸気タービン、ディーゼル発電機
蒸気タービンの方式 抽気背圧、抽気復水、背圧、復水
蒸気タービンの容量 30、45、50t/h
のケースで実施し最適な設備としました。
精度を上げるため既設蒸気タービン発電機のモデルは2段抽気復水のほか、混圧まで考慮したモデルにしていることも大きな特長です。

設備検討の際は当社技術をご検討ください

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