中小容量ガスタービン技術：MF-111ガスタービン出力回復プログラムの開発

摘要

三菱重工業が開発したMF-111形ガスタービンは，主にコージェネレーションプラントの主機として国内で40台以上の納入実績を有しており，その排ガスのエネルギーを熱回収することで蒸気を発生させ，プロセス蒸気や蒸気タービンの駆動源として活躍している。 MF-111形ガスタービンの組立断面図を図1に，性能表を表1に示す。 一方で，その初号機が1986年に運用開始してからこの2006年8月で20年を迎え，長期間の運転による経年的な劣化の影響で多くのユーザが出力低下を経験している。 図2に圧縮機汚れによる最大出力低下のトレンドを示す。 容量の小さなガスタービンほどその影響は顕著となり，この対策として圧縮機吸込部からオンラインナッツシェルクリーニング（乾式洗浄）を実施することで効果が得られることも確認されているが，完全に出力を回復する事はできない。圧縮機汚れのように，洗浄すればある程度の出力回復が見込めるものと異なり，出力低下の回復が難しい経年劣化の要因として，圧縮機翼及びロータの表面粗度増加や，経年的な翼環·車室の変形等に起因する隙間拡大による洩れ空気量の増大及びクリアランスの増大等が考えられる。