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RLB100015
コージェネレーション設計・施行マニュアル
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69,300
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■体裁:B5版396ページ
■発刊:1991/06/28
■ISBNコード:4-947655-43-7
【執筆者】
執筆者/ 井上 宇一 早稲田大学/ 石福 昭 早稲田大学/
斉藤 満 大林組/ 千葉 孝男 新日本空調/
森田 貞夫 明電エンジニアリング/
金子 彰一 リン酸型燃料電池発電技術研究組合/
森 光良 ヤンマーディーゼル/ 高田 秋一 荏原製作所/
荒尾 正二 東邦ガス/ 中村 正 東京ガス/
高間 三郎 科学応用冷暖研究所/ 船津 正義 日本設計/
森田貞夫 明電エンジニアリング/ 古澤 岑生 高砂熱学工業/
岡田 和彦 ヤンマーディーゼル/ 藤野 耕一 大阪ガス/
水野 宏道 工学院大学
※所属、肩書き等は本書発刊当時のものです。
【目次】
第1章 コージェネレーション概論
1. その沿革と定義
2. その現状
3. 運転方式
3.1 単独運転と並列運転
3.2 電主熱従運転と熱主電従運転
4. 日本におけるコージェネレーションの特長と問題点
4.1 特長
4.2 問題点
5. エンジンヒートポンプとの比較
6. コージェネレーションの将来性
第2章 基本計画と注意点
1. 導入の意義
1.1 電力需要の平準化への寄与
1.2 防災性の高い建物への導入
1.3 地域冷暖房との適切な融合
1.4 環境保全効果
2. 各種利用システムの分類
2.1熱機関による分類
2.2排熱回収熱媒体による分類
2.3商用電力との関係による分類
3熱と電力の負荷特性と採用の条件
3.1熱と電力の需要比率
3.2熱負荷の需要パターンとその採用条件
3.3電力負荷の需要パターンとその採用条件
4. CGSの運転方式
4.1電力負荷追従運転と熱負荷追従運転
4.2電力負荷追従運転の三つの方式
4.3熱負荷追従運転と過剰排熱
4.4独立運転方式と並列運転方式
5. 基本計画とその評価
5.1基本計画の手順
5.2経済性の評価
6. 設置上の注意点
6.1機械室計画
6.2耐震計画
6.3水害防止計画
6.4防火計画
第3章 電力負荷とその予測
1. CGSと電力負荷
2. CGSの方式と予測対象電力負荷
3. 系列連系方式の場合の電力負荷予測
4. 系統分離方式の場合の電力負荷予測
5. CGS発電機補機の電力負荷予測
第4章 空調・給湯負荷とその予測
1. 空調・給湯負荷変動の実態
2. 負荷予測のための各種手法
2.1実績値による方法
2.2積上げ法
2.3シミュレーション法
3. パターン化手法による負荷予測
3.1熱源機器容量決定用単位熱負荷
3.2時刻別負荷変動パターン
3.3月別熱需要パターン
4.熱負荷予測の難しさ
第5章 発電機
1. CGS原動機別発電出力と熱出力
1.1CGS原動機の性能を表す諸元
1.2ディーゼルエンジン, ガスエンジンの熱積算図
1.3各種原動機別の諸元値の比較
2. CGS周波数変動と電圧変動
3. 最適CGS原動機および容量の選定方法
3.1各季節・曜日別電力・熱需要量の計画
3.2CGSの原動機の種別・容量の選定
3.3逆潮流回避電力量の設定
4. 非常用防災兼用CGS設備の条件
5. 同期発電機と誘導発電機の比較
5.1同期発電機
5.2誘導発電機
5.3誘導発電機と同期発電機の比較
第6章燃料電池
1. 原理
2. 種類
3. 特性・特徴
4. エンジンおよびタービンコージュネとの比較
5. 構造
6. 開発状況および設置例
6.1 リン酸型燃焼電池
6.2 溶融炭酸塩型燃料電池
6.3 固体電解質型燃料電池
7. 関係法令とトピックス
7.1燃料電池発電に関する制度・技術基準
7.2燃料電池発電の系統連系
8. 将来展望
第7章 エンジン・ガスタービン
1. コージェジェネレーション用エンジンの種類と概要
1.1 エンジンの種類
1.2 ガスエンジンの概要と種類
1.3 ディーゼルエンジンの概要と種類
1.4 ガスタービンの概要と種類
2. ガスエンジン
2.1出力範囲
2.2基本特性
2.3冷却水熱
2.4排気熱
2.5ガスエンジンの熱回収システム
2.6ガスエンジンの特性に関する計算式
2.7ガス燃料とガスエンジンの性能
2.8排気ガス対策
3. ディーゼルエンジン
3.1基本特性
3.2ディーゼルエンジンの特性に関する計算式
3.3排気ガス対策
4. ガスタービン
4.1基本特性
4.2排気熱利用
4.3排気ガス対策
4.4チェーンサイクルコージェネレーションシステム
5. 燃料, 潤滑油
5.1ディーゼル用燃料
5.2ガスタービン用燃料
5.3ディーゼルエンジン用潤滑油
5.4ガスエンジン用潤滑油
5.5ガスタービンの潤滑油
6. 振動・騒音
7. 計測制御
7.1エンジン制御
7.2遠隔監視システム
8. 設置施工時の留意事項
8.1システムの設置場所
8.2燃料装置
8.3冷却水装置
8.4排気管
第8章排熱回収利用機器
1.排熱形態ならびに排熱温度と排熱回収利用機器
2.温水熱交換器
2.1プレート式熱交換器
3.排ガス熱交換器
3.1ガスエンジン用多管円筒形熱交換器
3.2ガスエンジン用多管円筒形熱交換器の設計例
3.3部分負荷時の性能計算例
3.4ディーゼルエンジン用排ガス熱交換器
4. 蒸気回収ユニット
4.1ジャケット形蒸気回収ユニット
4.2フィンチューブ形蒸気回収ユニット
4.3トータル蒸気回収ユニット
5. 廃ガスボイラー
6. 吸収冷凍機
6.1 単効用吸収冷凍機
6.2 二重効用吸収冷凍機
6.3 その他の吸収冷凍機
6.4 吸収冷凍機の立ち上がり特性
7. ラジエーターと冷却塔
第9章 パッケージ型コージェネレーションの選定と施工上の注意
1. コージェネレーションのパッケージ化
1.1 パッケージ型コージェネレーションの開発の経緯
1.2 ガスエンジンコージェネレーションのパッケージ化
1.3 都市ガスのないところでのパッケージ型コージェネレーション
2. パッケージ型ガスコージェネレーション導入上の主要留意点
2.1 計画から設計, 施工, 引渡しまでの業務
2.2 業務の要点
3. パッケージ型ガスコージェネレーションの機種選定
3.1パッケージ型ガスコージェネレーションの機種選定について
3.2熱と電力の負荷特性による機種選定
3.3熱と電力の負荷特性に時間的な差が大きいときの処置
3.4熱の利用形態による選定
3.5運転形態が単独運転方式である場合の選定
3.6運転形態が商用電源と同期並列運転する方式である場合の選定
3.7運転方法の選定
3.8発電割合ごとの発電量と用途別排熱利用量との対応関係の概略推定
4. 60kW以下の小型パッケージ型ガスコージェネレーション
4.1 特長
4.2 ガス3社で開発した60kW以下の小型パッケージ『コージェネカプセル』
4.3 設置上の留意点
5. 100kWクラス以上, 500kW未満のパッケージ型ガスエンジンコージェ
ネレーション
5.1 ガス3社で開発した100kWクラス-450kWクラスの主要仕様
5.2 100kWクラスのパッケージ型ガスエンジンコージェネレーション
5.3 200kWクラス-450kWクラスの豊富なバリエーション
5.4 200kWクラス-450kWクラスの特性, 設置スペース
第10章 発電システムの計画
1. 発電機の容量選定
1.1 業種別負荷密度による全負荷推定
1.2 自治省消防庁による算定方法
1.3 発電量の目安
1.4 電力会社の電気供給規程(1989年4月1日)による需要算定
2. 系統連系と系統分離
2.1 系統連系方式
2.2 系統分離方式
3. パッケージ型コージェネの電気設備
4. 主回路構成の例
5. 独立運転の必要性と負荷選択遮断
6. 制御方式と電気設計・施工のフロー
7. 3相の不平衡
8. 電圧変動
8.1 電圧降下
8.2 機器に及ぼす影響
8.3 電圧, 周波数, 速度の許容範囲と, 許容される瞬時電圧低下
9. 誘導発電機を使用する場合について注意すべき事項
9.1 限流リアトクルの必要性
9.2 受電設備
9.3 接地方式
9.4 誘導発電機連系運転系統図
10. 瞬停対策
10.1 瞬停による影響
10.2 瞬停と電磁開閉器
11. 負荷突入対策と負荷選定(系統分離方式)
11.1 単機容量の小さい動力負荷を選定し順次起動する
11.2 運転時間の長い負荷を選定する
11.3 発停の少ない負荷を選定する
11.4 照明負荷を選定する場合は相間バランスを考慮する
11.5 瞬停が問題となる負荷は選定しないかまたはCVCFを設ける
11.6 負荷選定基本手順
11.7 切替方式
11.8 起動方式
11.9 スコットトランス
11.10 電気負荷選定の詳細
12. 3相短絡容量
12.1 短絡電流の計算
12.2 発電機短絡容量計算例
12.3 連系前後の受電点短絡容量計算例
12.4 短絡容量計算例
13. 高調波対策
13.1 管理基準の概要
13.2 高調波低減対策
13.3 高調波の低減対策
第11章 空調・給湯システムの計画
1. コージェネレーションと空調・給湯システム
1.1排熱利用のいろいろ
1.2燃料電池と吸着冷凍機
2. 電力負荷と熱負荷
3. 給湯, 空調システムの計画
4. システムのパターン(実例)
第12章 経済性評価
1. はじめに
2. 検討フロー
2.1電力負荷の推定
2.2熱負荷の推定
2.3CGSの設定
2.4発電ならびに排熱利用範囲の決定
2.5CGSのエネルギー量
2.6運転費
2.7建設費
2.8経済評価
2.9総合評価
3. ケーススタディ
3.1適用建物概要
3.2CGSの容量案
3.3比較例
4. ランニングコスト
4.1ガス料金(66,140〔千円/年〕)の内訳
4.2電気料金の一般料金(170,335〔千円/年〕)および補給料金(1,06
3〔千円/年〕)の内訳
4.3用水費(106〔千円/年〕)の内訳
4.4維持費(6,656〔千円/年〕)の内訳
4.5ランニングコスト集計
5. イニシャルコスト
5.1CGS関連設備
5.2建設費(イニシャルコスト)の設備費(690,800〔千円〕)および機械室
建築費(1,080〔千円〕)
5.3 建設費集計
6. 経済性評価
6.1 稼働時間
6.2 CGS容量設定
6.3 エネルギー単価
6.4 単純償却年数と年間経費
6.5 維持費
6.6 諸効率
7. エネルギー単価
第13章 計装と運転制御
1. CGS原動機別計装装置
2. 発電出力制御
2.1 ベース負荷運転・ピークカット運転
2.2 CGSの受電電力一定運転と発電機一定運転制御
3. CVVF定電圧可変周波数発電方式
4. CGS系統連系に伴う運転制御
4.1 系統連系するCGS発電機の有効電力の負担制御
4.2 系統連系するCGS発電機の無効電力制御
4.3 需要電力量の変動に伴う逆潮流防止策
5. CGS発電所運転記録例
第14章 関連設備の設計・施工
1.関連設備
2.燃料供給設備
2.1各種燃料の種類と性質
2.2ガス供給設備
2.3燃料油供給設備
3.換気設備
3.1換気の目的
3.2必要換気量
3.3換気設備の一般的注意事項
4.配管設備
4.1配管の種類と使用材料
4.2配管の計画にあたっての注意事項
5.排気管設備
5.1原動機の背圧と排気管
5.2原動機の排ガス量
5.3排気管のサイズ
5.4使用材料
5.5排気管の設計, 施工にあたっての注意事項
6. 搬入据付け
6.1 発電機の設置場所(機械室の配置)
6.2 必要据付スペース, 保有距離
6.3 搬入据付けにあたっての注意事項
6.4 搬入準備
6.5 据付工事
7. 防音, 防振
7.1 防音
7.2 防振
第15章 検査と試運転調整
1. 受入検査
1.1 工場検査
1.2 現地受入検収
2. 現地試験
2.1 試運転前チェック
第16章 保守と管理
1. ディーゼルエンジンが原動機のもの
2. ガスエンジンが原動機のもの
3. ガスタービンが原動機のもの
4. 保守費用
5. 管理
第17章 関連法規と諸手続
1. 関連法規
1.1 関連法規の概要
1.2 電気事業法
1.3 消防法
1.4 労働安全衛生法
1.5 大気汚染防止法および地方自治体の指導基準
1.6 その他関連法規
2. 関連法規の整備状況
2.1 コージェネレーション運営基準検討委員会の報告
2.2 コージェネレーション問題検討委員会の報告
2.3 その他の制度面の整備
3. 設置手続(許認可, 申請手続等)
3.1 関連法規と手続の概要
3.2 電気事業法の手続
3.3 消防法の手続
3.4 手続フロー
3.5 手続スケジュール
4. 融資・税制助成措置
4.1 融資上の助成措置
4.2 税制上の助成措置
第18章 実施例
1. ホテル
1.1 建物とシステムの概要
1.2 電力量の構成と負荷率
1.3 システムの熱収支と熱効率
1.4 給湯負荷の特性と給湯, 給水温度レベル
2. スポーツプラザ
2.1 建物とシステムの概要
2.2 電力量の構成と負荷率
2.3 システムの熱収支と熱効率
2.4 負荷側の消費熱量
3. 総合病院
3.1 建物とシステムの概要
3.2 電力の構成と負荷率
3.3 常用発電機の熱収支
3.4 システム熱効率と運転状