成果報告書詳細
管理番号20120000000715
タイトル平成23年度成果報告書 国際エネルギー消費効率化等技術・システム実証事業 基礎事業 石炭高効率利用システム案件等形成調査事業 中国における石炭ボイラ運転管理技術高度化プロジェクトの案件発掘調査
公開日2012/6/20
報告書年度2011 - 2011
委託先名出光興産株式会社
プロジェクト番号P93050
部署名環境部
和文要約中国は著しい経済成長に伴うエネルギー需要の増大に対応するため、2011?2015年の第12次5ヵ年計画において、エネルギー消費原単位の16%削減とCO2排出量の17%削減を拘束性のある目標として掲げ、省エネ・環境改善を推進している。中国の総発電電力量の約70%は石炭が占め、年間約13.5億トンの石炭が使用されているが、熱効率の低い発電所が多く、その改善が重要な課題となっている。中国の発電所の熱効率が低い理由としては、設計・製造上の欠陥といった設備に起因する問題が存在する一方で、石炭品質に適合した燃焼条件が設定されていなかったり、ボイラ内の灰付着トラブル等によって伝熱阻害が発生したり、負荷変動を石炭火力が担う必要から出力が急激に変化するなど、ボイラ運用上の問題も大きく影響している。さらに、工場の熱供給を担う産業用ボイラでは、非効率なストーカーボイラが主流を占め、十分な運転管理がなされていないのが現状である。
ボイラやタービンの改修といった設備面の改造は、効率向上に対するインパクトが大きい反面、多くの発電設備に普及させるためには膨大な費用を要する。一方、設備の大幅改造を伴わない運転改善は、ボイラ効率の向上やNOxなどの環境汚染物質の低減の面で、低コストで即効性のある効果が期待できる。
そこで、本提案では、ソフトウェア技術を活用した省エネ技術の中国への適合性、効果、普及性に関するフィージビリティー・スタディーを実施し、概念設計、ビジネスモデル構築に取り組み、具体的なプロジェクト形成を図ることを目標とする。
ちなみに、本調査で対象となるソフトウェアを活用した省エネ技術は以下の4つである。
石炭火力発電所微粉炭ボイラ向け技術
(1) 石炭評価システム
使用炭種及び混炭条件ごとのボイラ性能予測を行い、石炭品質に適合した運転条件最適化を図る。
(2) 燃焼シミュレーション
燃焼効率の向上、NOxなどの環境負荷低減、スラッギング低減等による稼働率向上などを目的として、コンピューターを用いて最適な運転条件を探索する。
(3) ボイラ蒸気安定化システム
主蒸気圧力・温度制御の安定化により省エネを達成する。
産業用ストーカーボイラ向け技術
(4) 最適運転支援システム(IBOSS/ACCS)
石炭品質に適合したボイラ運転条件の自動制御を行い、運転の最適化を図る。
調査方法
上記(1)(2)の技術については、上海市内にある発電所(100万kw)を対象サイトとし、性能評価試験を実施した。
上記(3)の技術については、(1)(2)と同じ発電所を対象にして運転データの解析を実施し、当該技術を適用した際の効果を推算した。
上記(4)の技術については、これまでに実施した性能試験結果を基づき省エネ効果や経済性を試算した。
英文要約China has driven forward energy saving and environment improvement in order to address increases in demand for energy associated with its remarkable economic growth, declaring that a reduction of 16% in energy consumption rate and a reduction of 17% in CO2 emission are set as binding targets in the twelfth five-year plan for 2011-2015. About 70% of all electricity generation in China is covered by coal fired power generation, and around 1.35 billion tons of coal is annually used for power generation. However, there are a lot of power plants with low thermal efficiency in the country, and therefore, improvements in thermal efficiency present a significant challenge. One of the reasons for low thermal efficiency in Chinese power plants is that there are problems resulting from equipment such as a design mistake and a manufacturing defect. The other reasons for that are problems in boiler operation. They include that combustion conditions suitable for coal quality are not set, that a block in heat transfer is caused by troubles including ash adhesion in a boiler, and that boiler rating outputs change rapidly because load fluctuations have to be covered by coal-fired thermal power, and these problems greatly influence the thermal efficiency. Furthermore, at present, inefficient stocker boilers compose the major portion of industrial boilers serving heat supply in a plant, and there is a worry that sufficient operational controls over the boilers have not been conducted.
Alterations in facility aspect including improvements in a boiler and a turbine have a great impact on more efficient combustion. However, on the other side of the coin, the progress of improvements in many power-generating facilities will be extremely expensive. In contrast, operational improvements without significant changes in facilities can be expected to bring about desirable effects such as being low cost and having an immediate effect in terms of improvements in boiler efficiency and the reduction of environmental pollutants like NOx. Accordingly, this proposal aims to conduct a feasibility study regarding the suitability of energy-saving technologies utilizing software skills for China, their effects, and their growth in the country, to work on concept designs and the establishment of business models, and to plan to formulate concrete projects.
The following four are energy-saving technologies utilizing software that are targeted in this study.
Technologies for a pulverized coal boiler in a coal-fired thermal power station
(1) Coal Assessment System
To facilitate the optimization of operational conditions suitable for coal quality by conducting the prediction of boiler performance depending on coal type to be used and coal blending conditions.
(2) Combustion simulation
To search optimum operational conditions with a computer for the purpose of improvements in operating rate due to improvements in combustion efficiency, the reduction of environmental burdens like NOx, and decreases in slagging.
(3) Boiler-steam stabilization system
To achieve energy saving by the stabilization of main steam pressure and temperature control. Technologies for industrial stoker boilers
(4)Optimized operation support system(IBOSS/ACCS)
To facilitate the optimization of operations by conducting the automatic control of boiler operational conditions suitable for coal quality.
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