ソフトウェアを活用した 石炭ボイラの省エネ 環境改善技術 2012 年 8 月 6 日 出光興産株式会社 出光能源諮詢 ( 北京 ) 有限公司
目次 2 1. 出光グループの事業活動 2. 中国での事業展開 3. 出光の石炭事業 技術 4. ソフトウェア技術を活用した省エネ 環境改善 5. 省エネ 環境改善のための技術メニュー 6. ビジネスモデル
1. 出光グループの事業活動 3 石炭鉱山開発 外航輸送 石油精製 産業エネルギー 燃料油 石油開発 Idemitsu Kosan Co.,Ltd. LP ガス 潤滑油研究開発石油化学
2. 中国での事業展開 4 石炭貿易 販売 石油貿易 販売 潤滑油製造 販売 石油化学製品販売 天津出光潤滑油 大連出光中聨石油 出光能源諮詢 ( 北京 ) 出光清潔能源 ( 煙台 ) 上海出光潤滑油貿易 香港出光石油化学 ( 上海 ) 天津出光潤滑油 ( 上海 ) 出光中華 天津出光潤滑油 ( 広州 ) 出光ケミカルズ香港
3-1. 出光の石炭事業 5 鉱山開発 輸入基地 石炭販売 買炭 出光バルクターミナル 豪州 Boggabri 鉱山 自家使用 Ensham 愛知製油所石炭ボイラ Boggabri Muswellbrook Brisbane Sydney Melbourne 石炭 環境研究所 技術支援 開発
3-2. 石炭 環境研究所の活動 6 石炭の特性把握 一般性状分析 石炭の実用特性評価 各種プラント試験 特殊分析 試験 灰溶融温度分析 微粉炭燃焼炉 ハンドリングプラント 微細組織分析 トラブル対策 実機ボイラの性能予測指標 最適運転条件の提案
4. ソフトウェア技術を活用した省エネ 環境改善 7 中国の 1 次エネルギー構成 低効率の原因と対策 2008 年実績石炭消費 :32.5 億トン 設備 欠陥 据付不良 運用 不適切な燃焼条件 石炭品質の変動 保守点検の不備 設備の改造 交換 運転条件の最適化 出典 :IEA Energy Balances of non-oecd Countries 2010 第 12 次五カ年計画 エネルギー消費原単位 :16% 削減 CO2 排出量 :17% 削減 ソフトウェアを活用し 設備改造を伴わない運転条件最適化や運用高度化を推進 低コストで即効性のある省エネと環境改善を実現!
5-1. 省エネ 環境改善のための技術メニュー 8 対象設備技術アウトプット期待効果 石炭評価システム 炭種ごとのボイラ性能予測 石炭品質に適した運転パラメータの最適化 効率向上 0.5% (CO2:1586 万トン / 年 ) 発電用微粉炭ボイラ 燃焼シミュレーション 運転最適化による燃焼改善 NOx 排出 灰付着の低減 効率向上 0.5% (CO2:1586 万トン / 年 ) 蒸気安定化システム 負荷や石炭性状変動時の蒸気圧力 温度制御安定化 効率向上 1.0% (CO2:3172 万トン / 年 ) 産業用ストーカーボイラ 最適運転支援システム (IBOSS/ACCS) 石炭品質に適した運転条件の自動制御 効率向上 5.0% (CO2:1175 万トン / 年 )
5-2. 石炭評価システム 9 出光の石炭品質評価技術を結集したシステムにより 発電所の運用管理を高度化! プラント性能を予測し 最適な混炭方法や運転条件を提案 石炭性状 石炭評価システム 石炭性状 運転管理の高度化 混炭条件ごとの効率 経済性を試算 最適運転のアドバイス 省エネ 環境負荷低減 トラブル防止
5-3. 燃焼シミュレーション 10 出光独自の石炭燃焼モデルを組み込んだ熱流体解析ソフトを活用し 省エネ運転を提案! ボイラ構造温度分布粒子軌跡 酸素濃度分布 高酸素濃度の領域が増加 現状 改善 運転方法の最適化 最適空気配分 ( ダンパ開度等 ) を提案 スラッギング トラブルの解決 省エネ 環境負荷低減 トラブル防止
T O S H IB A 5-4. ボイラ蒸気安定化システム 11 東芝三菱電機産業システムの先進制御アルゴリズム MD-PID を用いて 主蒸気圧力と温度を安定化させ 効率向上に寄与! 従来の PID 制御 MD-PID 制御 制御 PC 圧力 圧力 制御性能 58% 向上 Operator Interface Station Ethernet OPC Server 主蒸気圧力 標準偏差 :0.188MPa 時間 制御目標 :0.080MPa 時間 制御 LAN 分散型コントロールステーション (DCS) ボイラ 主蒸気温度 温度温度制御上限 4 制御温度 4 上昇時間時間制御目標 :556 制御目標 :560 ボイラ制御の安定化 制御性能改善によりボイラ性能を向上 省エネ 環境負荷低減 METI 中国設備診断事業における特定技術の一つとして JCOAL が普及を支援
5-5. 小型ボイラ最適運転支援システム 12 ストーカーボイラの石炭使用量を約 5% 節約し 省エネと燃料費の削減に寄与! ストーカーボイラ (10T/H) 監視システム IBOSS( 運転支援システム ) 最適運転条件 ボイラ制御信号 ボイラ運転データ ACCS( 自動制御システム ) 現在のボイラ状態 炭質に適した自動制御システム 省エネ状況の 見える化 も監視可能 省エネ 環境負荷低減
5-6. ソフトウェア技術の適用効果 13 中国の発電所 工場で実施した実証試験に基づき 適用効果を試算 発電用ボイラ 産業用ボイラ 石炭評価システム 燃焼シミュレーション 蒸気安定化システム 最適運転支援システム 石炭削減率 0.34% 0.49% 1.06% 5.0% 石炭削減量 51 万トン / 年 74 万トン / 年 159 万トン / 年 123 万トン / 年 燃料費低減 54 億円 / 年 77 億円 / 年 167 億円 / 年 104 億円 / 年 投資回収年 0.41 年 0.29 年 0.62 年 0.75 年 CO 2 削減量 120 万トン / 年 173 万トン / 年 374 万トン / 年 290 万トン / 年 ( 試算条件 ) 発電用ボイラ向け技術 : 産業用ボイラ向け技術 : 沿海地区のボイラ ( 約 300 基 ) の 50% に普及 華北 華東のボイラ ( 約 37,000 基 ) の 5% に普及
6. 省エネ 環境ビジネスの展開 14 中国現地企業と提携し 共同で発電所向け技術サービスを提供 出光の技術ツール + 提携企業の技術 人脈 石炭火力発電所向け技術サービスの提供 運転最適化 効率改善 トラブルシューティング 中国企業が有する顧客情報 人脈 発電所へのコンサルティング 実績 技術力と人材に期待
ご清聴ありがとうございました 出光興産株式会社販売部石炭事業室石炭 環境研究所 千葉県袖ケ浦市中袖 3-1 TEL:0438-62-9511, http://www.idemitsu.co.jp FAX:0438-60-1177 出光能源咨询 ( 北京 ) 有限公司 北京市朝阳区亮马桥路 50 号燕莎中心办公楼 C602 电话 :010-6465-1061, 传真 :010-6465-1064 http://www.idemitsu.com.cn