実証試験

実証試験

実証試験内容と試験結果(概要)

 IGCC実証試験は、ガス化炉に点火した2007(H19)年9月から2011(H23)年3月までの約3年7ヶ月にわたり、下表のスケジュールで実施し、当初目標としていた指標を概ね達成することができました。

 また今後は、2011(H23)年度から2012(H24)年度末までの2年間、新たな課題への対応とIGCC技術の成熟化に向けて、主として信頼性、経済性、炭種適合性に関する検証試験をさらに進め、円滑な商用化へつなげていく計画です。

実証試験スケジュール

実証試験スケジュール

実証試験の検証項目と内容(平成22年度まで)

検証項目 内 容
1) システムの安定性 プラント異常時において安全に停止できること、また石炭ガスを安全にハンドリングできることを検証する。
2) 設備の信頼性 信頼性確認のため最低2000時間の連続運転(夏季3ヶ月間相当)を行う。
3) 炭種適合性 設計炭以外にも複数の炭種を用いて運転を行い、将来の商用機設計に資する特性データを取得する。
4) 高効率性 目標熱効率の達成により、IGCCの最大の特徴である高効率性を検証する。
5) 耐久性 長時間運転と開放点検により、設備の耐久性を検証する。
6) 経済性 運転実績に基づいて、商用機における建設費・運転費・保守費等を総合的に評価し、経済性を評価する。

1) システムの安定性

検証内容(概要) 実証試験結果(概要) 評 価
  • ・プラント異常時における安全停止
  • ・プラント異常を模擬して安全に停止することをインターロック試験により確認
システムの安定性を確認目標達成
  • ・石炭ガスの安全なハンドリング
  • ・各種試験や調整を行うことで石炭ガスの安全なハンドリングと運転状態に異常が無いことを確認
  • ・定格負荷250MWにおける継続的な安定運転によるシステムの安定性を確認

2) 設備の信頼性

検証内容(概要) 実証試験結果(概要) 評 価
  • ・2000時間の連続運転
    (夏季3ヶ月間相当)
  • ・累積連続運転2039時間を確認
連続運転の目標は達成したが、今後も継続して中長期的な耐久性等の検証をしていく目標達成

3) 炭種適合性

検証内容(概要) 実証試験結果(概要) 評 価
  • ・設計炭以外の複数の炭種を用いた運転とデータ取得
  • ・亜瀝青炭3炭種を用いプラント運転を実施し運転データを取得
  • ・炭種性状によりガス化炉後流にある熱交換器伝熱管に詰まりが発生する場合有り
設計炭以外の3炭種の運転状況を分析し、商用機設計に資するデータを取得
ガス化炉後流熱交換器(SGC)伝熱管に詰まりが発生する場合がある
炭種性状に応じてトラブルの発生防止など様々な対応が必要なことが判明目標達成

4) 高効率性

検証内容(概要) 実証試験結果(概要) 評 価
  • ・目標熱効率
    (送電端効率:LHV42%)の達成
  • ・送電端効率42.9%(LHV)を確認
高効率性を確認目標達成

5) 耐久性

検証内容(概要) 実証試験結果(概要) 評 価
  • ・長時間運転とその後の開放点検による評価
  • ・年間で延べ5000時間運転到達
  • ・5000時間運転後の開放点検を行い致命的な機器損傷なし
実証設備のIGCC構成が妥当であることを確認したが、今後も継続して中長期的な耐久性等の検証をしていく目標達成

6) 経済性

検証内容(概要) 実証試験結果(概要) 評 価
  • ・運転実績に基づく経済性の評価
  • ・建設費や修繕費は微粉炭火力よりも高いと想定されるが、熱効率の向上や燃料調達費の低減が見込まれる
発電原価として微粉炭火力と同等以下となる見通しは得られる可能性あり。但し修繕費については、コスト低減に向けて今後の精度向上が望まれる目標達成

詳しい試験結果は、実証試験の詳細へ

実証試験の新たな検証項目と内容

1) 信頼性

検証内容(概要) 実証試験結果(概要) 評 価
  • ・試験中に実施した対策についての中長期的な耐久性などの検証プラント異常時における安全停止
  • ・初期トラブルについては運転試験や工事中に対策箇所の確認を実施。SGC差圧上昇やHRSG発錆以外は現在まで大きな問題なし
  • ・中長期的に発生したトラブルとして平成23年度は2件の対策を実施。今度対策箇所の検証を実施予定
  • ・初期トラブル対策について、中長期的な耐久性などの検証を行い、ほぼ問題ないことを確認
  • ・新たに発生したトラブルについても、設備トラブル対策の検証を実施

目標達成

  • ・初期トラブルについてはさらに運転試験や休転工事を通じて中長期的な耐久性の検証を実施。ほぼ問題ないことを確認した
  • ・中長期的に発生した新たなトラブルとして平成24年度は2件の対策を実施。年度末点検にて対策箇所の検証を実施

2) 炭種適合性

検証内容(概要) 実証試験結果(概要) 評 価
  • ・炭種性状に応じたトラブル発生防止方策の確立
  • ・瀝青炭(コロンビア炭、ロシア炭、インドネシア炭)を用いたプラント運転状態を確認
  • ・炭種性状によりガス化炉後流にある熱交換器伝熱管に詰まりが発生する場合有り
  • ・設計炭以外の5炭種について、運転パラメータ調整による運転状態を確認し、炭種ごとの運転最適化を図った
  • ・熱交換器伝熱管詰まりについては設備面や運用面での対応により対策の効果を確認した

目標達成

  • ・亜瀝青炭(米国炭)、瀝青炭(カナダ炭)を用いたプラント運転状態を確認
  • ・ガス化炉後流にある熱交換器伝熱管詰まりについては、設備面や運用面での対応により対策の効果を確認した

3) 経済性

検証内容(概要) 実証試験結果(概要) 評 価
  • ・設備点検のサンプル数を増加させつつ、微粉炭火力並みのコスト実現に向けての検討
  • ・ガス化炉後流にある熱交換器の容積低減を図る方策を検討
  • ・点検周期の延伸化について見直しを検討
  • ・熱交換器容積低減方策が問題ないことを確認し、設備の容積低減が可能となる見通しを得た
  • ・設備点検、運転試験、設備トラブルを通じて、点検周期や点検範囲の精度向上を図った

目標達成

  • ・ガス化炉後流にある熱交換器の容積低減方策を一部実施し、問題ないことを確認
  • ・点検周期の延伸化について見直しを検討