火力発電所のタービンを更新、燃料費を1基で10億円削減：蓄電・発電機器

東京電力が運転開始から20年も経たない火力発電設備の更新を進めている。コンバインドサイクル方式で高効率を発揮する発電設備だが、ガスタービンと蒸気タービンを交換して1基あたりの発電能力を2万7000kW引き上げる。合計8基の更新工事を2018年1月までに完了する予定だ。

[石田雅也，スマートジャパン]

　東京湾岸に立地する「横浜火力発電所」はLNG（液化天然ガス）を燃料に使う火力発電所で、10基の発電設備で構成する（図1）。発電能力を合計すると335万kW（キロワット）に達する。10基のうち1998年に運転を開始した8基の発電設備のタービンを新機種に交換する工事を実施中だ。

図1　「横浜火力発電所」の全景。出典：東京電力

　対象の発電設備はLNG火力で主流のコンバインドサイクル（複合発電）方式を採用している。コンバインドサイクルはガスタービンと蒸気タービンを組み合わせて2段階で発電する方式で、発電効率が高いことが特徴である。

　横浜火力発電所のコンバインドサイクルを構成するタービンは3種類ある。そのうち出力が大きいガスタービンと高中圧の蒸気タービンを最新の機種と交換する（図2）。出力が小さい低圧の蒸気タービンだけは既存の設備を使い続ける。

図2　更新工事の対象範囲。出典：東京電力

　ガスタービンは米国のGE（ゼネラルエレクトリック）製で、高中圧の蒸気タービンは東芝製を採用した（図3）。すでに8基のうち1基は交換工事が完了して、7月30日に営業運転を開始している。8基すべての工事が完了して全面運転を再開するのは2018年1月の予定だ。

図3　新しい高中圧の蒸気タービン。出典：東芝

　更新前の設備は1基の発電能力が35万kWだったが、更新後は37万7000kWに引き上げられる（図4）。8基の合計で21万6000kWも増える。発電効率は54.1％から55.8％に向上する。これに伴って1基あたりの燃料費が年間に10億円、8基で80億円も削減できる見込みだ。

図4　横浜火力発電所の設備更新計画。出典：東京電力

　東京電力は1990年代から火力発電所にコンバインドサイクル方式を導入してきた。横浜火力発電所の設備はガスの燃焼温度が1300度クラスのACC（Advanced Combined Cycle）を採用している（図5）。現時点で運転中のコンバインドサイクルは1500度クラスのMACC（More Advanced Combined Cycle）が最高水準だ。さらに1600度クラスの設備を2016年1月に運転開始する予定で、発電効率は61％に達する。

図5　LNG火力発電所に導入したコンバインドサイクル方式の発電効率。出典：東京電力

　新たに建設する火力発電所には最高効率の設備を導入する一方で、既存の火力発電所でも古い設備を更新して効率の改善を図る。電力会社にとって最重要の課題になっている燃料費とCO2排出量を削減するための取り組みである。