横河電機株式会社
横河ソリューションサービス株式会社

タービン発電機 水素冷却装置からの水素リークの無線検知ソリューション

無線活用による安全性と作業効率向上の実現

 

タービン発電機の水素冷却装置

タービン発電機は大規模な商業発電所のみならず、各種産業における自家発電設備などで利用されています。タービン発電機は物質の運動エネルギーを回転運動に変換し、さらに電力に変換する役割を担いますが、高速な回転運動を伴うこと、大電力を取り扱うことから、摩擦や電磁エネルギーによりタービン発電機そのものが発熱します。タービン発電機を健全な運転温度に保つために水素による冷却装置が設置されます。水素の特徴の一つとして、高い熱伝導率が挙げられ、水素を用いることでタービン発電機の効率的な冷却が可能となります。しかし、水素の爆発限界は空気中濃度にして 4 ~ 75 % と幅広く、ガスのリークが発生すると爆発事故の危険性が高まります。このため、商業発電所などではタービン発電機内の水素濃度を 98 % 以上に保つ運用を行っています。YOKOGAWA 製のガス密度計 GD420□ / GD320S がこの運用を支えています。

 

操業上の課題

タービン発電機の冷却用途への水素の活用は従来より行われていますが、その漏れに対する検出には以下の課題があります。

  • リークの発生が操業上の安全リスクに直結する
  • 水素は分子構造が小さく、他の物質と比較して漏れやすい
  • 拡散性が高いことから、定置式のガス検知器の設置箇所決定やトライアンドエラーが難しい
  • 危険とわかりながらもポータブルタイプのガス検知器を用いてリーク箇所の特定を行わざるを得ない場合がある
  • リーク発生箇所の特定に時間を要する

安全性の維持を効率的に実現できる水素リーク検知の手法が求められています。

水素冷却装置概略
水素冷却装置概略
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YOKOGAWA のソリューション

高信頼・高速更新を実現できるフィールド無線システムとパートナー各社の無線式ガス検知器を組み合わせることで、高信頼且つ柔軟な水素ガスリーク検知システムを構築可能です。
無線ガス検知器は電源線及び信号線が不要であるため、配管や設備の繋ぎ目等、リークが発生しやすいと想定される箇所や過去にリークを発生した箇所など、試行錯誤を伴う検知ポイントの追加や設置場所変更に配線や移設に悩まされることなく柔軟に対応できます。

生産制御装置による監視のみならず、SMARTDAC+ シリーズのデータ収集ソフトウェア GA10 やデータロガー GM10 を活用した、シンプルな構成での監視や各種アラーム発報のシステム構築が可能です。
取り扱う無線ガス検知器の種類によっては、安全計装システム ProSafe-RS と組み合わせた SIL2 無線ガス検知システムを構築することも可能です。
タービン発電機の水素冷却システム向けの水素リーク無線検知ソリューションを、安全計装システムの既存の Fire & Gas アプリケーションに統合することで、プラントの統合的な Fire & Gas システムのカバー範囲をさらに拡大することが可能です。

水素ガスリーク検知システム
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業種

  • 電力

    石炭、石油、ガスを燃料とする火力発電は電力発電の大半を占めています。横河電機は火力発電所向けの1,000以上の納入実績を持ち、その経験と知識からお客様へ最適オペレーションと安全性へ貢献して参ります。

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