事例紹介

タウンズビル

Application
ピーキングタービン発電所(尖頭負荷発電所), 改修, 同期調相機
Country
Australia
Year
2024
Power
180MW
Type
280Tケース入り
Article lead image
Photo courtesy of RATCH-Australia

SSSクラッチがこのシーメンス・エナジーのハイブリッドRGS設備にレトロフィット(後付け改造)されており、ガスタービンや発電機を移動させることなく同期調相機として運転し、系統の強度を改善できるようにしています。

タウンズビル発電所は、オーストラリア・クイーンズランド州タウンズビルに位置するガス火力発電所です。2つの発電ユニットを持ち、合計出力は242メガワットで、RATCHオーストラリアが所有・運営しています。タウンズビル発電所は、シーメンス・エナジーのコンバインドサイクル設備を備えており、1基のガスタービンと1基の蒸気タービンで構成されています。

シーメンス・エナジーのSGT5-2000Eガスタービン/発電機は1990年代後半に設置され、2005年にアップグレードされました。オーストラリアエネルギーマーケットオペレーター(AEMO)は、系統運用者であるPowerlinkに対して、最低故障レベルと系統強度の改善を要求しました。Powerlinkは8つの異なる選択肢を検討した結果、ガスタービンと発電機の間にSSSクラッチを追加することが不足分を解決する最も低コストの方法であると判断しました。

SSSクラッチを用いたシーメンス・エナジーのハイブリッドRGS改修は、必要とされるグリッドサービスを提供し、系統強度を改善するための最も低コストな選択肢でした。RATCHオーストラリアは、グリッドサービスを提供することで新たな収益源を得るとともに、発電モードと系統安定化モードの柔軟な切り替え機能を獲得しました。さらに、系統安定化機能は新たな同期調相機を導入するよりも最大で50%コストを削減でき、しかも完了までの期間も3年ではなく18か月で済みます。

シーメンス・エナジーは2025年に、既存のシステムをハイブリッド・ロータリー系統安定装置(Hybrid Rotating Grid Stabilizer)へと転用(再活用)する予定であり、その際にSSSクラッチが使用されます。これにより、発電機は発電モードと同期調相機モードを素早く切り替えることができるようになります。同期調相機モードでは、発電機が回転慣性と短絡電流を供給し、電力系統の強度を支える役割を果たします。

画像提供:シーメンス・エナジー

このSSSクラッチのレトロフィット(後付け改造)はシーメンス・エナジーによって設計され、ガスタービンや発電機の回転部を動かしたり変更したりすることなく実現されました。
油圧システムは、ガスタービンと発電機の間の軸ライン(シャフトライン)の下に設置されていましたが、現在は片側に移設されており、そのスペースにSSSクラッチを支えるコンクリート基礎(プランス)が設置されます。サイズ280TのSSSクラッチは、2つのチルティングパッドジャーナルベアリングによって支えられたケーシング内に搭載されており、ガスタービンや発電機に余分なラジアル荷重をかけない構造になっています。

シーメンス・エナジーはSSS社と協力して回転体の動的挙動(ローターダイナミクス)に関する解析を行い、適切な軸受特性を選定しました。SSS社はケーシング、シャフト、軸受を提供し、シーメンス・エナジーはSSSクラッチの設置スペースを確保するためにガスタービンの吸気装置(エアインテーク)を改造しています。