石炭発電

質問

石炭火力発電所は、どの程度のタイミングで、発電量を調整できるのでしょうか？時間単位でできるのでしょうか？日単位でしょうか？週単位でしょうか？

通常の石炭を燃やす発電所と、石炭ガス化発電などと分けてご回答いただけるとありがたいです。

回答No.3

tono-todo · ベストアンサー

＃２　です。

補足に追加回答します。
質問の背景が分かりました。

現在、既に、原発が主負荷を背負い、火力が変動負荷運転のパターンになっています。
これは、原発の負荷追随性が火力ほどスムーズではないためです。
火力発電所は、石油、石炭を問わずこの変動負荷運転（中間負荷火力）として運用されています。
石炭・石油でその運用に差はありません。確かに微粉炭の流量制御は石油ほど簡便ではありませんが、同等の追随性をもたせることは可能です。
石油ショック後の暫くの間は石油燃焼火力発電所の建設をやめて石炭火力発電所が沢山建設されました。
現在では、ＣＯ２発生量の点で石炭が著しく劣るので、新設火力は天然ガス炊きが増加してきました。
日本の電力負荷は昼食時及び夜間に大きな負荷変化があります。これは避けられない・・経済性云々よりもこういう負荷変動に発電所の運転を合わせざるをえませんので、蒸気の空フカシ等で急速な変化に追随できるシステムとしてあります。
一番大きな負荷変動は電力系統の地絡事故等の対応です。これは緊急に負荷遮断しないと大事故となります。

お礼

再度のご回答ありがとうございました。

答えが出ているのに補足も変ですが、一応・・・
別に日本（だけ）を前提に考えているわけではないです。石炭発電が多い国はアメリカ、中国インドあたりですよね？
そしてCO２は無視して発電し続ける国もあるでしょうし、CO2の回収技術もいずれ軌道に乗ると思います。（インドにそれに適した地盤があるかどうか走りませんが、中国アメリカにはあると思います。）
そういう意味も含めていずれ原発が発電の主力になりと書きました。

確かに夜間電力需要を必死に掘り起こす日本は、”原発が主負荷を背負い”という表現を超えるくらいの状態ですね。

回答No.4

masa2211

質問の背景と意図は、わかったつもりです。
こういう図に対する質問ですね？
http://www.tepco.co.jp/custom/LapLearn/teacher/document/chapter_2/29-30-j.html
日負荷変動に対してどうするか、ということなので、分単位の調節のことですよね？

ベース発電----ピーク発電の順は、
流れ込み式水力--原子力--石炭火力--天然ガス火力--石油火力--調整池（貯水池）式水力--揚水

これは、「こういった順位で発電するのが最も安いから。」です。
※流れ込み式水力：川の水を取水して発電するだけで池を持っていない。
　　　したがって、発電量を調整する能力は無い。だから、取水した水を全部
　　　使うのが得なので、ベース発電となる。
　揚水発電：夜中に水をくみ上げて、その水で昼に発電する。明らかに、
　　　くみ上げる電力＞発電電力　なので、揚水発電が最下位なのは確定。
　原子力、各種火力：単に、燃費の差であり、燃費が安いほうをベースに割り当てたほうが安いのでそうしている。

で、原子力、各種火力は、原理的には、
・蒸気でタービンを回す。燃料の種類が違うだけ。
なので、どれでも、時間単位の負荷調整は可能です。
ただ、原子力発電や大規模火力で負荷調整を行うのは損なので、そうする
つもりがない。特に、原子力発電は、ハナから負荷調整する気がないので、
負荷調整するための設備を作っていないから負荷調整できません。

ですので、たとえば、フランスは、原子力発電の割合が約８割
なので、
・そんなに高い割合で原子力発電するには、原子力発電も負荷調整せざるを得ない。
（とてもじゃないけど、揚水発電で吸収できない。）

質問の背景と意図に対する根源的な回答は、
・原子力発電でも負荷調整できる。でも、日本の現状では、
　原子力発電で負荷調整するより、それ以外の火力発電、あるいは揚水発電
　で負荷調整したほうが得。だから、原子力発電で負荷調整するつもりがないので、やらない。

　石炭火力は、関係なくなってしまった....

＞通常の石炭を燃やす発電所と、石炭ガス化発電
これは、蒸気タービンと、コンバインド発電（ガスタービン＋蒸気タービン）
の違いの意味にとります。
ガスタービンは、ディーゼルエンジンのかわりに使えるくらい、負荷変動に対する追従性に優れています。
（証明：米国のＭ1戦車はガスタービン。石炭ガスじゃないし、出力が違いすぎるけど。）
ですので、ガスタービンは、燃料の種類にかかわらず、
負荷変動対策も目的としているので、蒸気タービンより優先的に
負荷変動にまわされます。

http://wwwsoc.nii.ac.jp/gtsj/2004/seminar32_1.html
ここの、6．セミナーの内容（9）を参照。

お礼

ご回答ありがとうございました。

回答No.2

tono-todo

こういう質問が一番厄介です。

この道の人はこんな馬鹿らしい質問はしないし、知的興味からの質問には何に興味を持っているのか分からないと答えがミートしない。

発電所としての制御は＃１の言う通りですが、全負荷遮断などは０．数秒以下のオーダーで対応できます。
ボイラとタービンの組み合わせで、種々の制御が考案されています。
全負荷遮断のような場合は余剰蒸気は大気に開放となりますが、大気に開放しないで、負荷をどの程度の速さで制御できるか、というと、燃料が問題ではなく、ボイラ又はタービンに与える温度変化・・機器の寿命に関わります・・が問題となります。一般的には負荷が下がると温度が下がります。
全負荷遮断は、瞬時の負荷変化ですが、タービン内部に蒸気は流入しませんから、タービンは自然冷却状態に入ります。厚い保温を身にまとっていますから、自然冷却は少しずつ進み温度変化はそれほど大きくありません。
負荷変化の場合はタービン内部を流れる蒸気の温度が下がりますから、強制冷却状態となりますので、熱応力が無視できなくなります。
発電所で変圧運転方式が流行っているのも負荷変化に伴う温度変化が少ないからです。

一般的に固体燃料よりも、液体燃料・気体燃料が流量制御が簡便というだけで、固体燃料では制御が遅いということではありません。

補足

すいません興味を持った理由は、いずれ原発が発電の中心となり火力がピーク時などに穴埋めをするようになると思うのですが、石炭火力もそう言った理由で使えるのか気になったので質問しました。

だから例え瞬時に発電をとめられても、あまりに不経済だと意味ないかもしれません。

ご指摘のとおりまったくその道の人ではないです。

回答No.1

nitto3

秒単位で調節できます、発電をとめるのは、
タービンに蒸気を流すバルブを閉めるだけです。
余った蒸気は蒸気だめの圧力が上がるだけです。
その間に燃焼炉への石炭の投入をやめればいいのです。
ガス化の場合にはガスをためるタンクでも調整できます。

お礼

ご回答ありがとうございました。