コンバインドサイクル発電

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コンバインドサイクル発電(Combined Cycle)（-はつでん）とは、内燃力発電の排熱で汽力発電を行う複合発電である。内燃機関としては主にガスタービンエンジンが使用される。

目次 1 特徴 2 構成要素 3 系統構成 4 ガス化複合発電 5 関連項目

[編集] 特徴

コンバインドサイクル発電には、次のような特徴がある。

始動時間が短い

ガスタービンエンジンの特徴として、同じ出力の蒸気タービンよりも始動時間が短い。

熱効率が高い。

ガスタービンの排気から熱を回収し、2重に発電を行うため、熱効率が高い。

冷却水量・温排水量が少ない。

熱効率が上昇する分、廃棄される熱エネルギーも少なくなる。

発電効率

発電方式	温度条件 (℃)	発電端発熱量基準熱効率 (%)		備考
		高位	低位
排熱回収式コンバインドサイクル	1100	43	50
	1300	50	55	再熱サイクル蒸気タービン
	1450	51	57	蒸気冷却式燃焼器 再熱サイクル蒸気タービン
	1500	53	60	蒸気冷却式燃焼器 再熱サイクル蒸気タービン
	1700	60		水素燃料 蒸気冷却式燃焼器 再熱再生サイクル蒸気タービン
汽力発電	600	40	43	再熱再生サイクル蒸気タービン

[編集] 構成要素

ガスタービン

都市ガス、天然ガス、軽油等を燃料として動力を得る。

空気圧縮機

ガスタービンへ供給する圧縮空気を作る。

減速機

ガスタービンの動力を発電機に適した回転数に減速する。

（事業用発電所では減速機を用いずガスタービンエンジンと発電機を直結する場合が多い）

発電機

ガスタービンと蒸気タービンを動力として発電を行う。

排熱回収ボイラ(HRSG)

ガスタービンからの高温排気を取り入れ、蒸気を発生するボイラ。

蒸気タービン

蒸気から動力を取り出す。

復水器

蒸気タービンから排出された蒸気を冷却し、水に戻す。

[編集] 系統構成

コンバインドサイクル発電の構成と特徴

構成		概要	熱効率		単独運転		整備	備考
			定格負荷	部分負荷	ガスタービン	蒸気タービン
排熱回収	一軸型	それぞれの構成要素を1台ずつ1つの軸に直結したユニットを並列設置	2	1	不可	不可	1つの系統（軸）ごとに行うことがでぎる。	ピークロード用
	多軸型	ガスタービンによる発電部、排熱回収ボイラー、蒸気タービンによる発電部を適宜組み合わせる。（例えばガスタービン発電部2台+排熱回収ボイラー1台+蒸気タービン発電部各1台のように、蒸気タービンよりもガスタービン系の方が多い場合が通例である）	1	2			1つの機器の停止が全体の停止につながる。	ベースロード用
排気助燃		排熱回収ボイラへの配管の途中のバーナーで助燃を行う	4	3				蒸気タービンの出力分担を大きくすることで出力あたりの建設費を低減できる。
排気再燃		ガスタービン排気をボイラーの燃焼用空気として利用	3	4	不可	押込み通風機を別置で可	ガスタービン単独が可	既存の汽力発電所の出力増強
給水加熱		ガスタービン排気で蒸気タービンの給水を加熱	5	5	不可	可
過給ボイラ		圧縮機からの空気でボイラを加圧燃焼させ、その排気の圧力でガスタービンを回してその排熱でボイラ給水を加熱			不可	不可		固体燃料の利用が容易

[編集] ガス化複合発電

燃料のガス化とコンバインドサイクル発電を組み合わせた発電形式をガス化複合発電(Integrated Gasification Combined Cycle)と呼ぶ。低質な石炭や重質油、廃棄物などは硫黄や塩素、重金属を含むことがあり、そのまま燃焼させて発電を行うとその環境負荷物質が大気中に排出されて問題となる。ガス化複合発電では、燃料をガス化したときにそれらの不純物を除去することができ、そうして生成したクリーンなガスを用いて発電を行うことで、環境負荷物質の少ない発電を行うことができる。また、従来の方式に比べて二酸化炭素排出量を削減することができ、石炭を燃料とした発電で石油発電並の二酸化炭素排出量を達成することができる。

[編集] 関連項目

• 熱機関の理論サイクル