再生サイクル型高湿分空気利用ガスタービンシステムの起動特性解析に関する検討

摘要

太陽光発電や風力発電のような出力変動の大きい再生可能エネルギーの大量導入への対応として，火力発電システムには従来のような熱効率の向上だけでなく，起動時間や負荷変化率等の運用性のさらなる向上が求められている．これらへの対応が期待できる次世代の火力発電システムとして，アドバンスト高湿分空気利用ガスタービン（Advanced Humid Air Gas Turbine，AHAT）システムの研究開発が進められている．本研究開発においては，これまでに小型のガスタービン（GT）で構成される3MW級検証機によりシステムの成立性や，起動·部分負荷特性，大気温度変化に対する各種特性を確認している．また，大型の重構造GTを適用した40MW級総合試験装置により，重構造GTでAHATシステムが成立することも実証されている．AHATシステムの運用性に関する検討は，これまでに加湿装置の過渡応答性や加湿切替時の運転特性評価，負荷追従性評価に関して実施されているが，起動特性に関しては検証機による特性確認のみであり，十分に解析されているとはいえない．そこで本研究では、AHATシステムの起動特性解析モデルを構築し、3MW級検証機の試験データとの比較によりモデルの妥当性を検証した結果とともに、動特性シミュレーションによりAHATの起動特性について検討した結果について示す．