이산화탄소 작동 감소가있는 라이브 배팅 사이트
가스 터빈 결합 사이클 라이브 배팅 사이트 천연 가스 및 수소에 의해 연료가 공급
IHI Principal Engine Co., Ltd.
IHI Principal Motor Co., Ltd. (IPS)는 Niihama Kita 열전 라이브 배팅 사이트를 Sumitomo Kyodo Electric Power Co., Ltd.에 전달했습니다.
우리는 발전 효율성과 부하 추적 능력이 높은 발전 장비의 구조와이를 실현하는 기술을 소개합니다.
소개
2022 년 11 월, Sumitomo Kyodo Electric Power Co., Ltd.에 배달 된 Niihama Kita Thermal Power Plant는 Ehime 현의 Niihama City에서 운영을 시작했습니다.
이 라이브 배팅 사이트는 증기 터빈이 항공 엔진 기반 가스 터빈과 결합되는 결합 된 사이클입니다.이 가스 터빈은 천연 가스를 연료로 사용하고 발전 효율성과 하중 추적을 사용합니다. 또한, 수소를 연료 보조 연료로 사용할 수있는 배기 열 회수 보일러로부터 생성 된 증기는 공정 증기로 공급 될 수있는 방화 기능을 갖는다. 우리는 이러한 특성을 가진 가스 터빈 라이브 배팅 사이트의 개요를 소개 할 것입니다.
NIIHAMA KITA 열 라이브 배팅 사이트 구성
Sumitomo Joint Electric Power Company의 Niihama kita 화력 라이브 배팅 사이트 (이하 "시설"이라고 함)는 Sumitomo Chemical Co., Ltd.의 Niihama 지구에 건설되었습니다. 석탄보다 (CO2). 이 시설을 구성하는 3 개의 가스 터빈과 2 개의 증기 터빈의 총 전력 출력은 147,800kW이며, 발전 출력은 2019 년에 제공되는 인접한 특수 전압 변전소를 통해 공장 내 소비자에게 공급되며 상업용 전력 시스템으로 전송할 수 있습니다.
가스 터빈은 3 개의 Aero 엔진 감소 가스 터빈 LM6000PF를 사용합니다. LM6000 시리즈는 현재 실용적으로 사용중인 40MW 클래스 가스 터빈 중 세계 최고 성능을 제공하는 고효율 가스 터빈으로, B747과 같은 대규모 승객 항공기에 발전을 위해 설치된 GE의 제트 엔진 CF6-80C2를 사용하여 현재 사용 중입니다. 또한, 가스 터빈의 배기 열에 의해 생성 된 증기를 사용하여 전기를 생성하는 증기 터빈을 설치함으로써, 이는 우수한 발전 효율을 갖는 결합 된 사이클 발전 시스템이되었습니다. 증기 터빈은 저압 증기로 작동하도록 설계 되었으며이 시설에서 생성 된 증기뿐만 아니라 공장 내의 화학 플랜트에서 생성 된 증기 증기도 사용될 수 있으므로 공장 전체에 걸쳐 효과적인 에너지 사용에 기여할 수있는 시설입니다.
가스 터빈 배기 시스템에 설치된 배기 열 회수 보일러에서 생성 된 고압 증기는 또한 증기 터빈에서 발전을 사용하면서 공장의 소비자에게 공정 증기로 공급 되며이 장비는 조제 기능을 갖습니다. 배기 열 회수 보일러에는 또한 추가 가열 고온 가스 터빈 배기 가스를 추가로 가열하기위한 연소 보조 버너가 장착되어 증기 수요에 따라 생성 된 증기의 양이 증가 할 수 있습니다. 또한, 별도의 강제 환기 팬을 작동시킴으로써 가스 터빈을 정지하더라도 보일러로 증기를 공급할 수 있습니다.
가스 터빈의 연료는 공장에 새로 설치된 액화 천연 가스 (LNG)베이스에서 공급 된 천연 가스로 만들어졌으며, 천연 가스, 수소, 공장의 화학 플랜트에서 생성 된 부산물 가스는 보조자로 연료에 사용될 수 있습니다. 또한 산업용 물은 냉각에 사용되며 냉각탑을 통해 순환됩니다. 해수는 냉각수로 사용될 때, 사용 후 해안 해수 온도가 상승하는 따뜻한 배수로 바다로 배출되어야하지만, 산업용 물을 사용 함으로써이 시설은 따뜻한 배수를 방출하지 않으며 사용 된 연료에서 CO2를 줄이면 환경에 영향을 미치는 시설입니다.
수요의 고속 변화에 대응할 수있는 건물 장비
이 시설에서 사용되는 Aero-Engine 기반 가스 터빈은 고속으로 시작하고 멈출 수 있다는 특징이 있습니다. 또한 LM6000 시리즈는 부분 하중에서 높은 발전 효율을 갖는 2 축 구조를 가지고 있으며,이 장비는 가스 터빈의 특징 인 온도가 상승 할 때 전력 감소를 억제하는 흡입 냉각 시스템을 갖추고 있습니다. 3 개의 가스 터빈의 작동 장치 수와 출력을 제어함으로써 광범위한 출력 대역 및 환경에서 전기 수요의 변화를 신속하게 따르는 고효율 작동이 가능합니다.
증기 수요의 변화에 따라 장비는 연료 보조 버너 및 증기 터빈의 출력을 제어함으로써 고객 수요의 속도를 수용 할 수 있습니다. 증기 수요가 증가하면 연료 보조 버너의 연료 공급이 증가하고 생성 된 증기의 양이 증가 하고이 시설 내에서 증기 터빈에 의해 소비되는 증기의 양이 감소하여 고객에게 공급되는 증기의 양이 증가합니다. 반대로, 증기 수요가 감소하면, 반대 작업을 수행함으로써 공급 된 증기의 양이 줄어 듭니다.
가스 터빈뿐만 아니라 증기 터빈 및 배기 열 회수 보일러를 포함한 전체 플랜트는 IHI의 IPS 제어 시스템 (CSI)을 사용하여 제어됩니다. CSI는 가스 터빈 제어를 위해 사내에서 개발 된 제어 장치이지만, 이후 전체 플랜트의 열 회수 보일러, 보조 장비 및 제어 밸브를 폐기하는 제어 범위를 확장했으며 발전 장비를위한 통합 제어 장치로 개발했습니다. 증기 수요의 변화에 따라이 시설은 배기 열 회수 보일러와 증기 터빈을 밀접하게 조정하여 제어해야합니다. 지금 까지이 회사는 증기 터빈 제조업체가 공급하는 전용 제어 장치를 결합했지만 이번에는 증기 터빈 용으로 설계된 CSI가 개발되어 증기 터빈 제조업체로 가져와 공장 테스트에서 증기 터빈을 조정 했으며이 장비에 사용되었습니다. CSI에 증기 터빈 제어를 적용하면 증기 수요에 대한 빠른 추적 관찰을 허용했을뿐만 아니라 메인 머신 (가스 터빈, 배기 열 복구 보일러, 증기 터빈)의 제어 장치를 설계하고 테스트 실행 기간을 줄임으로써 설계 작업의 효율 및 품질을 줄이는 데 효과적이었습니다.
연료 연료 버너로서 수소 사용
위에서 언급했듯이,이 장비의 배기 열 회수 보일러는 보조 버너의 연료로 수소를 사용할 수 있습니다. 보조 버너로서, 가스 터빈 배출구 (열 배기 회복 보일러 흡입구)의 덕트 내부에 연료를 연소하기 위해 덕트 버너가 설치됩니다. 덕트 버너에서 보조 연료에 사용되는 연료는 일반적으로 가스 터빈으로 사용되지만 처음으로 CO2를 생성하지 않는 수소는 적용되었습니다. 가스 터빈 배기 가스의 고온 및 높은 유속 조건에서 수소 연료를 사용한 이력은 없었습니다. 또한이 장비의 사양에 따라 덕트 버너는 가스 터빈 작동뿐만 아니라 가스 터빈 셧다운 중에도 실온 및 저속 공기 조건에서 연소를 처리 할 수 있어야합니다. 또한, 수소를 연료로 간주 할뿐만 아니라 수소와 천연 가스의 동시 연소를 고려해야했다.
디자인에서, 우리는 연소 덕트의 모양, 덕트 버너의 연소 노즐 배열 및 강제 환기 팬에서 가스 터빈 배출구 덕트 등으로 공기를 주입하기위한 노즐의 배열을 설계했습니다. 설계 타당성은 실제로 연소 시험 시설에서 수소와 천연 가스를 태워서 확인되었습니다. 현장 테스트 작업 중에 조정 작업이 필요했지만, 수소 단독 또는 수소 및 천연 가스의 동시 연소에 의해 특정 성능이 달성 될 수 있음을 확인했다.
결론
이 장비는 상업용 운영이 시작된 이후 원활하게 작동하여 고객과 공장 내에서 에너지 절약 및 CO2 배출에 기여했습니다. 또한 가스 터빈에 대한 장기 유지 보수 계약이 체결되었으며 정기적 인 유지 보수뿐만 아니라 원격 모니터링을 사용한 예방 유지 보수를 포함하여 수명주기를 통해 고객의 운영을 지원했습니다. 앞으로 탄소 중립 사회를 실현하기 위해 우리는 고객의 탈탄 화에 기여하는 우수한 환경 성능을 가진 발전 시설을 계속 제공 할 것이며, 높은 발전 효율성과 신뢰성을 자랑 할 것입니다. 또한 유지 보수 및 운영 지원 서비스를 포함한 수명주기 지원을 통해 CO2 및 재활용 기반 사회의 실현 및 편안하고 안전한 자율 분산 커뮤니티의 실현에 기여할 것입니다.