コンプレッサーとドライヤーシステム選定の重要因子：信頼性の高いパフォーマンスのために

以下は、アトラスコプコのオイルフリースクリューおよび遠心式コンプレッサー製品マーケティングマネージャー、ディーパック・ヴェタル氏による記事「コンプレッサーとドライヤーシステム選定時の考慮事項」からの抜粋です。全文はオンラインでお読みいただけます。

圧縮空気は、従来の石炭から原子力、ガス火力、新世代の太陽光、地熱発電所まで、あらゆるタイプの発電所における製造プロセスの必須ユーティリティです。フライアッシュ、石灰石、ミルリジェクトの気力搬送や、石炭取扱プラントの粉塵抑制などのアプリケーションを動かします。その重要な機能から、水、ガス、電気に次ぐ「第4のユーティリティ」と呼ばれることもあります。

システム選定時に考慮すべき要因

最新テクノロジーの革新により、今日のコンプレッサーとドライヤーシステムはますます効率的になっています。発電所の需要を満たすシステムを見つけ、更なる省エネを実現することが重要です。選択肢を検討する際、考慮すべき要因をいくつか紹介します：

計装用エアの品質

ANSI/ISA-7.0.01-1996は、米国計器学会が定義する計装用エアの世界的に認知された標準です。この標準では、圧縮空気中の潤滑油含有量は可能な限りゼロに近いことが推奨されています。システムにオイルが混入すると、発電所アプリケーションでオイルキャリーオーバーなどの深刻な問題を引き起こす可能性があるためです。

流量と温度の上昇は、下流フィルターを通じたオイルキャリーオーバーを増加させます。105°F（約40.6℃）近くでは、オイルインジェクション式コンプレッサーと高効率フィルターからのオイルキャリーオーバーが0.05ppmからほぼ0.3ppmに増加します。この高いオイルキャリーオーバーは、下流ドライヤーの乾燥剤を汚染し、ドライヤー性能を低下させます。水とオイルが圧縮空気システムに入り、ソレノイドパイロットバルブやI/Pコンバーターが固着し、発電所全体をトリップさせる可能性があります。

効率

圧縮空気システムにオイルが導入されると、機械運転効率が大幅に影響を受けます。オイルにより、発電所がコンプレッサーシステムの起動・停止を余儀なくされ、ダウンタイム、エネルギー消費増、ペナルティ、利益損失が発生します。最悪の場合、オイル汚染によりプラント全体の停止を招くこともあります。

ガス火力発電所では、ガスタービンが機械の起動・停止に特に敏感で、各起動・停止がガスタービンの寿命を縮めます。機械劣化だけでなく、システムの各トリップと停止は、潜在的なペナルティと利益損失をもたらします。これらのペナルティは、送電会社による不発電に対して課され、1MWあたり最大250ドルに達することもあります。さらに、故障特定とガスプラント再起動に2〜4時間かかることもあります。

平均的なペナルティとプラント利益への影響の例を見てみましょう。

750MWガス火力発電所が4時間トリップ、ペナルティ250ドル/MWの場合：

250ドル × 750 × 4 = 1回の停止あたり750,000ドルのペナルティ

750MWガス火力発電所、電力販売利益率20%、平均電力コスト10セント/MW、4時間停止の場合：

0.1ドル × 0.2 × 750 × 1,000 × 4 = 600,000ドルの利益損失

石炭火力発電所では、機械再起動に最大16時間かかり、粉砕石炭の自然着火温度までボイラーを加熱するために大量の重油とアトマイジングエアが必要なため、コストとペナルティはさらに高くなります。石炭火力発電所では、残油とアトマイジングエアの追加コストを、コンプレッサーシステムのオイル汚染リスク計算に考慮することが重要です。

計装用エア品質と効率に加え、電力コストと圧力露点も、コンプレッサーとドライヤーシステム選定時に考慮すべきです。詳細は全文記事をお読みください。

圧縮空気システム選定時にこれらの要因を考慮していますか？ 下記コメント欄でお知らせください。