JP2003030284A - 動力回収装置の経済性予測方法 - Google Patents
動力回収装置の経済性予測方法Info
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- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 現実に即した正確な経済的利益の評価を可能
とする動力回収装置の経済性予測方法を提供する。 【解決手段】 膨張タービン１１とここから吐出された
流体を通過させる熱交換器１３と膨張タービン１１によ
り駆動される発電機１２とを備えた動力回収装置１の経
済性に関する演算のために、少なくとも膨張タービン１
１における流体についてのタービン吸込圧力、タービン
吸込温度、タービン吐出圧力、上記熱交換器における流
体についての出口流体圧力、出口流体温度、上記熱交換
器における熱交換媒体についての入口媒体温度、出口媒
体温度に加えて、電力単価、電力基本料金、冷・温熱単
価および上記膨張タービンを通過する上記流体の月毎、
１日の内の時刻毎の単位時間当たりの流量を予め求め、
これらの値を前提条件とし採用し、これらに基づき経済
性予測のための評価基準を算出するようにしてある。
とする動力回収装置の経済性予測方法を提供する。 【解決手段】 膨張タービン１１とここから吐出された
流体を通過させる熱交換器１３と膨張タービン１１によ
り駆動される発電機１２とを備えた動力回収装置１の経
済性に関する演算のために、少なくとも膨張タービン１
１における流体についてのタービン吸込圧力、タービン
吸込温度、タービン吐出圧力、上記熱交換器における流
体についての出口流体圧力、出口流体温度、上記熱交換
器における熱交換媒体についての入口媒体温度、出口媒
体温度に加えて、電力単価、電力基本料金、冷・温熱単
価および上記膨張タービンを通過する上記流体の月毎、
１日の内の時刻毎の単位時間当たりの流量を予め求め、
これらの値を前提条件とし採用し、これらに基づき経済
性予測のための評価基準を算出するようにしてある。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、膨張タービンおよ
びこれにより駆動される発電機を用いた動力回収装置の
経済性予測方法に関するものである。
びこれにより駆動される発電機を用いた動力回収装置の
経済性予測方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、都市ガスの生成用原料、或いは火
力発電所における原料として広く採用されている液化天
然ガス（ＬＮＧ）の供給設備の付帯設備として、資源の
有効活用の観点から、上記ＬＮＧが保有する冷熱エネル
ギーを利用して発電し、電力として回収する膨張タービ
ン、発電機を用いた種々の動力回収装置が提案されてい
る。また、一般に、工場などで使用される高圧蒸気の利
用後の副産物として中低圧蒸気が発生し、余剰となるこ
とが多い。一方、二酸化炭素排出量の削減の要請は、近
年強まりつつあり、この余剰となった中低圧蒸気のエネ
ルギーは無視できない。このため、この中低圧蒸気の保
有する温熱エネルギーを有効に利用するための動力回収
装置も種々提案されている。
力発電所における原料として広く採用されている液化天
然ガス（ＬＮＧ）の供給設備の付帯設備として、資源の
有効活用の観点から、上記ＬＮＧが保有する冷熱エネル
ギーを利用して発電し、電力として回収する膨張タービ
ン、発電機を用いた種々の動力回収装置が提案されてい
る。また、一般に、工場などで使用される高圧蒸気の利
用後の副産物として中低圧蒸気が発生し、余剰となるこ
とが多い。一方、二酸化炭素排出量の削減の要請は、近
年強まりつつあり、この余剰となった中低圧蒸気のエネ
ルギーは無視できない。このため、この中低圧蒸気の保
有する温熱エネルギーを有効に利用するための動力回収
装置も種々提案されている。
【０００３】ところで、これらの動力回収装置を設置す
るに当っては、それにより冷熱若しくは温熱をどの程度
効率よく回収でき、その回収により得られる経済的利益
はどの程度かという点についての評価が重要となる。こ
の評価については、例えば、吐出側に水冷媒による熱交
換器を備えた膨張タービンを用いた動力回収装置の場
合、この膨張タービンに供給される流体（例：蒸気、天
然ガス等）の圧力、温度、膨張タービン通過直後のター
ビン吐出圧力、膨張タービンを通過する流体の単位時間
当りの流量、上記流体の上記熱交換器通過直後の出口圧
力、出口温度、上記熱交換器の水冷媒の入口温度、出口
温度、上記動力回収装置の設置場所、この設置地域等に
より決められる供給される電力の単価、基本料金、およ
び冷熱の単価等が考慮される。即ち、これらの値から、
動力回収に要する費用、動力回収の結果得られる電力量
等が算出され、それらの数値に基づき上記経済的利益の
大小を評価するという方法が採用されている。
るに当っては、それにより冷熱若しくは温熱をどの程度
効率よく回収でき、その回収により得られる経済的利益
はどの程度かという点についての評価が重要となる。こ
の評価については、例えば、吐出側に水冷媒による熱交
換器を備えた膨張タービンを用いた動力回収装置の場
合、この膨張タービンに供給される流体（例：蒸気、天
然ガス等）の圧力、温度、膨張タービン通過直後のター
ビン吐出圧力、膨張タービンを通過する流体の単位時間
当りの流量、上記流体の上記熱交換器通過直後の出口圧
力、出口温度、上記熱交換器の水冷媒の入口温度、出口
温度、上記動力回収装置の設置場所、この設置地域等に
より決められる供給される電力の単価、基本料金、およ
び冷熱の単価等が考慮される。即ち、これらの値から、
動力回収に要する費用、動力回収の結果得られる電力量
等が算出され、それらの数値に基づき上記経済的利益の
大小を評価するという方法が採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した経済的利益の
評価では、膨張タービンを通過する流体の単位時間当り
の流量は、各月における日が異なっても、或いは季節が
異なっても一定と見なされていた。しかしながら、現実
には、上記動力回収装置に供給される流体の単位時間当
りの流量は、日毎、季節毎に大きく変動している。この
ため、上述した方法では、現実に即した経済的利益の正
確な評価ができないという問題があった。本発明は、斯
る従来の問題をなくすことを課題としてなされたもの
で、現実に即した正確な経済的利益の評価を可能とする
動力回収装置の経済性予測方法を提供しようとするもの
である。
評価では、膨張タービンを通過する流体の単位時間当り
の流量は、各月における日が異なっても、或いは季節が
異なっても一定と見なされていた。しかしながら、現実
には、上記動力回収装置に供給される流体の単位時間当
りの流量は、日毎、季節毎に大きく変動している。この
ため、上述した方法では、現実に即した経済的利益の正
確な評価ができないという問題があった。本発明は、斯
る従来の問題をなくすことを課題としてなされたもの
で、現実に即した正確な経済的利益の評価を可能とする
動力回収装置の経済性予測方法を提供しようとするもの
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、膨張タービンとここから吐出された流体
を通過させる熱交換器と上記膨張タービンにより駆動さ
れる発電機とを備えた動力回収装置の経済性に関する演
算のために、少なくとも上記膨張タービンにおける流体
についてのタービン吸込圧力、タービン吸込温度、ター
ビン吐出圧力、上記熱交換器における流体についての出
口流体圧力、出口流体温度、上記熱交換器における熱交
換媒体についての入口媒体温度、出口媒体温度に加え
て、電力単価、電力基本料金、冷・温熱単価および上記
膨張タービンを通過する上記流体の月毎、１日の内の時
刻毎の単位時間当たりの流量を予め求め、これらの値を
前提条件とし採用し、これらに基づき、経済性予測のた
めの評価基準を算出するようにした。
に、本発明は、膨張タービンとここから吐出された流体
を通過させる熱交換器と上記膨張タービンにより駆動さ
れる発電機とを備えた動力回収装置の経済性に関する演
算のために、少なくとも上記膨張タービンにおける流体
についてのタービン吸込圧力、タービン吸込温度、ター
ビン吐出圧力、上記熱交換器における流体についての出
口流体圧力、出口流体温度、上記熱交換器における熱交
換媒体についての入口媒体温度、出口媒体温度に加え
て、電力単価、電力基本料金、冷・温熱単価および上記
膨張タービンを通過する上記流体の月毎、１日の内の時
刻毎の単位時間当たりの流量を予め求め、これらの値を
前提条件とし採用し、これらに基づき、経済性予測のた
めの評価基準を算出するようにした。
【０００６】さらに、本発明は、膨張タービンとこの膨
張タービンから吐出された流体を通過させる熱交換器と
上記膨張タービンにより駆動される発電機とを備えた動
力回収装置の経済性に関する演算のために、少なくとも
上記膨張タービンにおける流体についてのタービン吸込
圧力、タービン吸込温度、タービン吐出圧力、上記熱交
換器における流体についての出口流体圧力、出口流体温
度、上記熱交換器における熱交換媒体についての入口媒
体温度、出口媒体温度に加えて、電力単価、電力基本料
金、冷・温熱単価および上記膨張タービンを通過する上
記流体の月毎、１日の内の時刻毎の単位時間当たりの流
量を予め求め、これらの値を前提条件とし、上記タービ
ン吸込温度と上記膨張タービンの仕様から定まるタービ
ン効率に基づき、上記膨張タービン通過直後の上記流体
のタービン吐出温度を算出し、このタービン吐出温度お
よび上記タービン吸込圧力、上記タービン吸込温度、上
記タービン吐出圧力に基づき算出された上記膨張タービ
ンで生じる流体のエンタルピー差と上記タービン効率と
上記単位時間当りの流量とに基づき、月毎、時刻毎の電
力量を算出し、上記タービン吐出温度、上記出口媒体温
度および上記単位時間当りの流量に基づき月毎、時刻毎
の冷・温熱量を算出し、算出された上記電力量と上記冷
・温熱量に基づき、月毎、日毎の電力量と冷・温熱量を
算出し、これらに基づき月毎の電力量と冷・温熱量を算
出し、この月毎の電力量と冷・温熱量に基づき、月毎の
電力による回収金額、冷・温熱による回収金額を算出
し、これらに基づき年間のそれぞれによる回収金額およ
びその両者を加えた年間総回収金額を算出する一方、上
記膨張タービンの定格出力、発電機力率および電力単価
に基づき、契約電力についての削減費用を算出し、上記
年間総回収金額、上記削減費用および上記膨張タービン
の購入費用に基づき、経済性評価基準として、上記膨張
タービンを購入した場合における償却年数を算出するよ
うにした。
張タービンから吐出された流体を通過させる熱交換器と
上記膨張タービンにより駆動される発電機とを備えた動
力回収装置の経済性に関する演算のために、少なくとも
上記膨張タービンにおける流体についてのタービン吸込
圧力、タービン吸込温度、タービン吐出圧力、上記熱交
換器における流体についての出口流体圧力、出口流体温
度、上記熱交換器における熱交換媒体についての入口媒
体温度、出口媒体温度に加えて、電力単価、電力基本料
金、冷・温熱単価および上記膨張タービンを通過する上
記流体の月毎、１日の内の時刻毎の単位時間当たりの流
量を予め求め、これらの値を前提条件とし、上記タービ
ン吸込温度と上記膨張タービンの仕様から定まるタービ
ン効率に基づき、上記膨張タービン通過直後の上記流体
のタービン吐出温度を算出し、このタービン吐出温度お
よび上記タービン吸込圧力、上記タービン吸込温度、上
記タービン吐出圧力に基づき算出された上記膨張タービ
ンで生じる流体のエンタルピー差と上記タービン効率と
上記単位時間当りの流量とに基づき、月毎、時刻毎の電
力量を算出し、上記タービン吐出温度、上記出口媒体温
度および上記単位時間当りの流量に基づき月毎、時刻毎
の冷・温熱量を算出し、算出された上記電力量と上記冷
・温熱量に基づき、月毎、日毎の電力量と冷・温熱量を
算出し、これらに基づき月毎の電力量と冷・温熱量を算
出し、この月毎の電力量と冷・温熱量に基づき、月毎の
電力による回収金額、冷・温熱による回収金額を算出
し、これらに基づき年間のそれぞれによる回収金額およ
びその両者を加えた年間総回収金額を算出する一方、上
記膨張タービンの定格出力、発電機力率および電力単価
に基づき、契約電力についての削減費用を算出し、上記
年間総回収金額、上記削減費用および上記膨張タービン
の購入費用に基づき、経済性評価基準として、上記膨張
タービンを購入した場合における償却年数を算出するよ
うにした。
【０００７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面に
したがって説明する。図１は、本発明に係る経済性予測
方法が適用される動力回収装置１を示し、この動力回収
装置１は、膨張タービン１１、発電機１２および熱交換
器１３を備えている。膨張タービン１１の吸込流路２１
には、吸込圧力検出器２２および吸込温度検出器２３が
設けられている。また、膨張タービン１１の吐出流路２
４には、吐出圧力検出器２５および吸込温度検出器２６
が設けられている。そして、吸込流路２１から、例えば
低音、高圧の天然ガスが吸込まれ、その膨張によるエネ
ルギにより膨張タービン１１内のロータが回転させら
れ、膨張した天然ガスは吐出流路２４に送り出される。
したがって説明する。図１は、本発明に係る経済性予測
方法が適用される動力回収装置１を示し、この動力回収
装置１は、膨張タービン１１、発電機１２および熱交換
器１３を備えている。膨張タービン１１の吸込流路２１
には、吸込圧力検出器２２および吸込温度検出器２３が
設けられている。また、膨張タービン１１の吐出流路２
４には、吐出圧力検出器２５および吸込温度検出器２６
が設けられている。そして、吸込流路２１から、例えば
低音、高圧の天然ガスが吸込まれ、その膨張によるエネ
ルギにより膨張タービン１１内のロータが回転させら
れ、膨張した天然ガスは吐出流路２４に送り出される。
【０００８】発電機１２は、その入力軸が膨張タービン
１１の上記ロータと共に回転する出力軸に結合され、膨
張タービン１１により駆動されるようになっている。そ
して、この発電機１２により発電された電力が出力さ
れ、その有効活用がなされる。熱交換器１３は、吐出流
路２４に介在するとともに、熱交換媒体用流路２７を貫
通させ、膨張タービン１１から吐出された膨張した低温
の天然ガスと熱交換媒体、例えば被冷却水との間で熱交
換を行わせ、冷却された熱交換媒体、例えば冷水を送り
出すものである。この熱交換媒体用流路２７の熱交換器
１３への流入側には、熱交換媒体の温度を検出する入口
媒体温度検出器２８が設けられ、熱交換媒体用流路２７
の熱交換器１３からの流出側には、熱交換媒体の温度を
検出する出口媒体温度検出器２９が設けられている。
１１の上記ロータと共に回転する出力軸に結合され、膨
張タービン１１により駆動されるようになっている。そ
して、この発電機１２により発電された電力が出力さ
れ、その有効活用がなされる。熱交換器１３は、吐出流
路２４に介在するとともに、熱交換媒体用流路２７を貫
通させ、膨張タービン１１から吐出された膨張した低温
の天然ガスと熱交換媒体、例えば被冷却水との間で熱交
換を行わせ、冷却された熱交換媒体、例えば冷水を送り
出すものである。この熱交換媒体用流路２７の熱交換器
１３への流入側には、熱交換媒体の温度を検出する入口
媒体温度検出器２８が設けられ、熱交換媒体用流路２７
の熱交換器１３からの流出側には、熱交換媒体の温度を
検出する出口媒体温度検出器２９が設けられている。
【０００９】次に、上記構成からなる動力回収装置１に
適用される本発明に係る経済性予測方法について説明す
る。動力回収装置１を導入した場合における経済性予測
のための評価基準をコンピュータにより算出するための
入力パラメータとして、膨張タービン１１に供給される
流体の圧力、即ちタービン吸込圧力Ｐin(単位atg)、膨
張タービン１１に供給される流体の温度、即ちタービン
吸込温度Ｔin(単位℃)、膨張タービン１１通過直後の流
体の圧力、即ちタービン吐出圧力Ｐout(単位atg)、熱交
換器１３通過直後の上記流体の圧力、即ち出口流体圧力
Ｐuser(単位atg)、熱交換器１３通過直後の上記流体の
温度、即ち出口流体温度Ｔuser(単位℃)、電力単価Ｋ
m(単位円／kw・hour)、基本料金Ｐbas(単位円／kw・mon
th)、冷熱単価Ｒm(単位円／Ｍcal)、熱交換器１３での
入口媒体温度Ｔhin(単位℃)、熱交換器１３での出口媒
体温度Ｔhout(単位℃)が採用されている。なお、ここで
は、熱交換媒体は、その一例である天然ガスとしてい
る。
適用される本発明に係る経済性予測方法について説明す
る。動力回収装置１を導入した場合における経済性予測
のための評価基準をコンピュータにより算出するための
入力パラメータとして、膨張タービン１１に供給される
流体の圧力、即ちタービン吸込圧力Ｐin(単位atg)、膨
張タービン１１に供給される流体の温度、即ちタービン
吸込温度Ｔin(単位℃)、膨張タービン１１通過直後の流
体の圧力、即ちタービン吐出圧力Ｐout(単位atg)、熱交
換器１３通過直後の上記流体の圧力、即ち出口流体圧力
Ｐuser(単位atg)、熱交換器１３通過直後の上記流体の
温度、即ち出口流体温度Ｔuser(単位℃)、電力単価Ｋ
m(単位円／kw・hour)、基本料金Ｐbas(単位円／kw・mon
th)、冷熱単価Ｒm(単位円／Ｍcal)、熱交換器１３での
入口媒体温度Ｔhin(単位℃)、熱交換器１３での出口媒
体温度Ｔhout(単位℃)が採用されている。なお、ここで
は、熱交換媒体は、その一例である天然ガスとしてい
る。
【００１０】なお、これらに加えて、入力パラメータと
して、１月から１２月までの１年間の各月(m)毎に、か
つ１日の２４時間の時間帯毎に、即ち午前０時(0:00)か
ら午後１２時(24:00)までの各時刻(t)毎に、膨張タービ
ン１１を通過する流体の単位時間当りの流量Ｑt,m(t＝
１〜２４、m＝１〜１２、単位Ｎm３／hour)、即ち１年
間の膨張タービン１１の流量パターンも採用される。こ
の場合、同一の月であれば、日が異なっても上記流量Ｑ
t,mは変わらず、同一であるとしている。したがって、
この月毎および時刻毎の流量Ｑt,mで決まる流量パター
ンは、２４行１２列のマトリックスで表され、行は時刻
(t)に、列は月(m)に対応する。
して、１月から１２月までの１年間の各月(m)毎に、か
つ１日の２４時間の時間帯毎に、即ち午前０時(0:00)か
ら午後１２時(24:00)までの各時刻(t)毎に、膨張タービ
ン１１を通過する流体の単位時間当りの流量Ｑt,m(t＝
１〜２４、m＝１〜１２、単位Ｎm３／hour)、即ち１年
間の膨張タービン１１の流量パターンも採用される。こ
の場合、同一の月であれば、日が異なっても上記流量Ｑ
t,mは変わらず、同一であるとしている。したがって、
この月毎および時刻毎の流量Ｑt,mで決まる流量パター
ンは、２４行１２列のマトリックスで表され、行は時刻
(t)に、列は月(m)に対応する。
【００１１】この流量パターンを形成するデータの数は
２８８個(＝２４×１２)と多く、このデータをコンピュ
ータに手作業に入力すると、入力ミスが生じ易い。そこ
で、図２に一例としてある月における１日の流量パター
ン(横軸：時刻(t)、縦軸：流量(Ｑt,m：単位Ｎm３／hou
r))を示すように、上記データを月毎に１日の流量パタ
ーンをグラフ化してディスプレイ装置で画面表示可能と
なっている。このようにすることにより、各データを個
別的に見るのではなく、各月毎の１日の流量パターン、
即ち１２通りの流量パターンの全体を視覚的に認識で
き、上述した入力ミスが生じた場合に発見し易くなる。
また、入力されたデータをファイルとしてまとめて保存
可能となっており、保存されたファイルを選択して、ロ
ードすることも可能で、過去に入力したデータを参照
し、改めて上述した経済性予測のための評価基準を算出
する場合にこれらのデータを有効に利用できるようにな
っている。
２８８個(＝２４×１２)と多く、このデータをコンピュ
ータに手作業に入力すると、入力ミスが生じ易い。そこ
で、図２に一例としてある月における１日の流量パター
ン(横軸：時刻(t)、縦軸：流量(Ｑt,m：単位Ｎm３／hou
r))を示すように、上記データを月毎に１日の流量パタ
ーンをグラフ化してディスプレイ装置で画面表示可能と
なっている。このようにすることにより、各データを個
別的に見るのではなく、各月毎の１日の流量パターン、
即ち１２通りの流量パターンの全体を視覚的に認識で
き、上述した入力ミスが生じた場合に発見し易くなる。
また、入力されたデータをファイルとしてまとめて保存
可能となっており、保存されたファイルを選択して、ロ
ードすることも可能で、過去に入力したデータを参照
し、改めて上述した経済性予測のための評価基準を算出
する場合にこれらのデータを有効に利用できるようにな
っている。
【００１２】そして、上記入力パラメータに基き、以下
の手順で上記評価基準が算出される。まず、タービン吸
込温度Ｔinおよび膨張タービン１１のタービン効率ηの
関数である膨張タービン１１通過直後の流体の温度、即
ちタービン吐出温度Ｔout(単位℃)が次式により算出さ
れる。
の手順で上記評価基準が算出される。まず、タービン吸
込温度Ｔinおよび膨張タービン１１のタービン効率ηの
関数である膨張タービン１１通過直後の流体の温度、即
ちタービン吐出温度Ｔout(単位℃)が次式により算出さ
れる。
【数１】
上述の“数１”の式の通り、タービン吐出温度Ｔoutは
タービン効率η及びタービン吸込温度Ｔinから一義的に
定められる関数となっている。なお、タービン効率η
は、圧力比λ(＝Ｐout(タービン吐出圧力)／Ｐin(ター
ビン吸込圧力))に関して図３に示すような関係にあり、
圧力比λより一義的に決まる。また、この圧力比λは膨
張タービン１１の仕様として予め求められ、上記関係に
ついても予めコンピュータに入力されており、タービン
吸込圧力Ｐin、タービン吐出圧力Ｐoutに基づき、ター
ビン効率ηが決定される。そして、上記の式よりタービ
ン吐出温度Ｔoutが算出される。
タービン効率η及びタービン吸込温度Ｔinから一義的に
定められる関数となっている。なお、タービン効率η
は、圧力比λ(＝Ｐout(タービン吐出圧力)／Ｐin(ター
ビン吸込圧力))に関して図３に示すような関係にあり、
圧力比λより一義的に決まる。また、この圧力比λは膨
張タービン１１の仕様として予め求められ、上記関係に
ついても予めコンピュータに入力されており、タービン
吸込圧力Ｐin、タービン吐出圧力Ｐoutに基づき、ター
ビン効率ηが決定される。そして、上記の式よりタービ
ン吐出温度Ｔoutが算出される。
【００１３】さらに、周知の式を使い、タービン吸込圧
力Ｐin、タービン吐出圧力Ｐout、タービン吸込温度Ｔi
nおよびタービン吐出温度Ｔoutに基づき膨張タービン１
１の吸込口と吐出口の各々での流体のエンタルピー差Δ
Ｈを算出する。そして、このエンタルピー差ΔＨ、ター
ビン効率ηおよび月(m)毎、時刻(t)毎の流量Ｑt,mに基
づき、月(m)毎、時刻(t)毎の電力量Ｅt,mを次式により
算出する。
力Ｐin、タービン吐出圧力Ｐout、タービン吸込温度Ｔi
nおよびタービン吐出温度Ｔoutに基づき膨張タービン１
１の吸込口と吐出口の各々での流体のエンタルピー差Δ
Ｈを算出する。そして、このエンタルピー差ΔＨ、ター
ビン効率ηおよび月(m)毎、時刻(t)毎の流量Ｑt,mに基
づき、月(m)毎、時刻(t)毎の電力量Ｅt,mを次式により
算出する。
【数２】
図４は、月毎、時刻毎の電力量Ｅt,mを視覚的に認識し
易いように、三次元的にグラフ化して示したもので、画
面表示可能になっている。
易いように、三次元的にグラフ化して示したもので、画
面表示可能になっている。
【００１４】続いて、タービン吐出温度Ｔout、冷媒出
口温度Ｔhoutおよび月(m)毎、時刻(t)毎の流量Ｑt,mに
基づき、月(m)毎、時刻(t)毎の冷熱量ＱＣt,mを次式に
より算出する。
口温度Ｔhoutおよび月(m)毎、時刻(t)毎の流量Ｑt,mに
基づき、月(m)毎、時刻(t)毎の冷熱量ＱＣt,mを次式に
より算出する。
【数３】
この月(m)毎、時刻(t)毎の冷熱量ＱＣt,mについても、
図４に示す月毎、時刻毎の電力量Ｅt,mと同様に、画面
表示できるようにしてもよい。
図４に示す月毎、時刻毎の電力量Ｅt,mと同様に、画面
表示できるようにしてもよい。
【００１５】このようにして月毎、時刻毎の電力量Ｅ
t,mおよび冷熱量ＱＣt,mが求められると、これらに基づ
き、次式により月毎、日毎の電力量Ｅ'mおよび冷熱量Ｑ
Ｃ'mを算出する。
t,mおよび冷熱量ＱＣt,mが求められると、これらに基づ
き、次式により月毎、日毎の電力量Ｅ'mおよび冷熱量Ｑ
Ｃ'mを算出する。
【数４】
【００１６】コンピュータには、予め各月(m)の日数Ｄm
(Ｄ１＝３１、Ｄ２＝２８、Ｄ３＝３１、……)が入力さ
れており、上述したようにして求められた月毎、日毎の
電力量Ｅ'mおよび冷熱量ＱＣ'mに基づき、次式により月
毎の電力量Ｅmおよび冷熱量ＱＣmを算出する。
(Ｄ１＝３１、Ｄ２＝２８、Ｄ３＝３１、……)が入力さ
れており、上述したようにして求められた月毎、日毎の
電力量Ｅ'mおよび冷熱量ＱＣ'mに基づき、次式により月
毎の電力量Ｅmおよび冷熱量ＱＣmを算出する。
【数５】
ここで、月毎、日毎の電力量Ｅ'mおよび冷熱量ＱＣ'
mは、上述したように、同一月においては、日が異なっ
ても変動しないものとして、同一の値が用いられてい
る。
mは、上述したように、同一月においては、日が異なっ
ても変動しないものとして、同一の値が用いられてい
る。
【００１７】月毎の電力量Ｅmおよび冷熱量ＱＣmが求め
られると、これらに基づき、次式により月毎の電力によ
る回収金額ＭＥm、冷熱による回収金額ＭＱmを算出す
る。
られると、これらに基づき、次式により月毎の電力によ
る回収金額ＭＥm、冷熱による回収金額ＭＱmを算出す
る。
【数６】
さらに、月毎の電力量Ｅm、冷熱量ＱＣm、月毎の電力に
よる回収金額ＭＥmおよび月毎の冷熱による回収金額Ｍ
Ｑmに基づき、次式により年間の電力量Ｅy、冷熱量ＱＣ
y、電力による回収金額ＭＥyおよび冷熱による回収金額
ＭＱyを算出する。
よる回収金額ＭＥmおよび月毎の冷熱による回収金額Ｍ
Ｑmに基づき、次式により年間の電力量Ｅy、冷熱量ＱＣ
y、電力による回収金額ＭＥyおよび冷熱による回収金額
ＭＱyを算出する。
【００１８】
【数７】
【００１９】したがって、年間総回収金額Ｍtotalは次
式により求められる。
式により求められる。
【数８】
さらに、膨張タービン１１および発電機１２のそれぞれ
の仕様から定まる膨張タービン定格出力Ｗdおよび発電
機力率Ｐaveおよび電力単価Ｋmに基づき、次式により契
約電力に関する削減費用Ｍbasedを算出する。
の仕様から定まる膨張タービン定格出力Ｗdおよび発電
機力率Ｐaveおよび電力単価Ｋmに基づき、次式により契
約電力に関する削減費用Ｍbasedを算出する。
【数９】
【００２０】ここで、膨張タービン１１の購入費用をＭ
onとすると、膨張タービン１１を導入した場合における
その償却年数Ｙeは次式により算出される。
onとすると、膨張タービン１１を導入した場合における
その償却年数Ｙeは次式により算出される。
【数１０】
そして、この償却年数Ｙeが、動力回収装置１を導入す
るに際して、その経済性を予測するための評価基準とな
り、その導入の適否が判断される。上述した算出過程に
おいて求められた各種ファクター、例えば、月毎の電力
量Ｅm、月毎の冷熱量ＱＣm、月毎の電力による回収金額
ＭＥm、月毎の冷熱による回収金額ＭＱm、年間の電力量
Ｅy、年間の冷熱量ＱＣy、年間の電力による回収金額Ｍ
Ｅy、年間の冷熱による回収金額ＭＱyおよび年間総回収
金額Ｍtotalは画面表示可能となっており、適宜これら
を画面表示させ、確認できる。なかでも、図５および６
に示すように、月毎の電力量Ｅm、月毎の冷熱量ＱＣmに
ついては、グラフ化して画面表示され、１月から１２月
までの推移の様子を視覚的に認識可能となっている。
るに際して、その経済性を予測するための評価基準とな
り、その導入の適否が判断される。上述した算出過程に
おいて求められた各種ファクター、例えば、月毎の電力
量Ｅm、月毎の冷熱量ＱＣm、月毎の電力による回収金額
ＭＥm、月毎の冷熱による回収金額ＭＱm、年間の電力量
Ｅy、年間の冷熱量ＱＣy、年間の電力による回収金額Ｍ
Ｅy、年間の冷熱による回収金額ＭＱyおよび年間総回収
金額Ｍtotalは画面表示可能となっており、適宜これら
を画面表示させ、確認できる。なかでも、図５および６
に示すように、月毎の電力量Ｅm、月毎の冷熱量ＱＣmに
ついては、グラフ化して画面表示され、１月から１２月
までの推移の様子を視覚的に認識可能となっている。
【００２１】なお、本発明は、動力回収装置１の構成に
限定するものでなく、膨張タービン１１に導く流体は液
化天然ガスに限らず、この他、例えば蒸気でもよく、こ
の場合、上記冷熱に代えて温熱が利用されることにな
る。したがって、この場合には、上記説明中“冷熱”と
あるのを、これに代えて“温熱”とする。そして、上記
流体が蒸気の場合、熱交換器では、上記熱交換媒体は上
記流体から熱を奪うことになる。また、上述した各種単
位は例示であり、理解を容易にするために示されたもの
であって、他の単位系を採用してもよいことは言うまで
もない。
限定するものでなく、膨張タービン１１に導く流体は液
化天然ガスに限らず、この他、例えば蒸気でもよく、こ
の場合、上記冷熱に代えて温熱が利用されることにな
る。したがって、この場合には、上記説明中“冷熱”と
あるのを、これに代えて“温熱”とする。そして、上記
流体が蒸気の場合、熱交換器では、上記熱交換媒体は上
記流体から熱を奪うことになる。また、上述した各種単
位は例示であり、理解を容易にするために示されたもの
であって、他の単位系を採用してもよいことは言うまで
もない。
【００２２】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
によれば、膨張タービンとここから吐出された流体を通
過させる熱交換器と上記膨張タービンにより駆動される
発電機とを備えた動力回収装置の経済性に関する演算の
ために、少なくとも上記膨張タービンにおける流体につ
いてのタービン吸込圧力、タービン吸込温度、タービン
吐出圧力、上記熱交換器における流体についての出口流
体圧力、出口流体温度、上記熱交換器における熱交換媒
体についての入口媒体温度、出口媒体温度に加えて、電
力単価、電力基本料金、冷・温熱単価および上記膨張タ
ービンを通過する上記流体の月毎、１日の内の時刻毎の
単位時間当たりの流量を予め求め、これらの値を前提条
件とし採用し、これに基づき経済性予測のための評価基
準を算出するようにしてある。
によれば、膨張タービンとここから吐出された流体を通
過させる熱交換器と上記膨張タービンにより駆動される
発電機とを備えた動力回収装置の経済性に関する演算の
ために、少なくとも上記膨張タービンにおける流体につ
いてのタービン吸込圧力、タービン吸込温度、タービン
吐出圧力、上記熱交換器における流体についての出口流
体圧力、出口流体温度、上記熱交換器における熱交換媒
体についての入口媒体温度、出口媒体温度に加えて、電
力単価、電力基本料金、冷・温熱単価および上記膨張タ
ービンを通過する上記流体の月毎、１日の内の時刻毎の
単位時間当たりの流量を予め求め、これらの値を前提条
件とし採用し、これに基づき経済性予測のための評価基
準を算出するようにしてある。
【００２３】さらに、本発明は、膨張タービンとこの膨
張タービンから吐出された流体を通過させる熱交換器と
上記膨張タービンにより駆動される発電機とを備えた動
力回収装置の経済性に関する演算のために、少なくとも
上記膨張タービンにおける流体についてのタービン吸込
圧力、タービン吸込温度、タービン吐出圧力、上記熱交
換器における流体についての出口流体圧力、出口流体温
度、上記熱交換器における熱交換媒体についての入口媒
体温度、出口媒体温度に加えて、電力単価、電力基本料
金、冷・温熱単価および上記膨張タービンを通過する上
記流体の月毎、１日の内の時刻毎の単位時間当たりの流
量を予め求め、これらの値を前提条件とし、上記タービ
ン吸込温度と上記膨張タービンの仕様から定まるタービ
ン効率に基づき、上記膨張タービン通過直後の上記流体
のタービン吐出温度を算出し、このタービン吐出温度お
よび上記タービン吸込圧力、上記タービン吸込温度、上
記タービン吐出圧力に基づき算出された上記膨張タービ
ンで生じる流体のエンタルピー差と上記タービン効率と
上記単位時間当りの流量とに基づき、月毎、時刻毎の電
力量を算出し、上記タービン吐出温度、上記出口媒体温
度および上記単位時間当りの流量に基づき月毎、時刻毎
の冷・温熱量を算出し、算出された上記電力量と上記冷
・温熱量に基づき、月毎、日毎の電力量と冷・温熱量を
算出し、これらに基づき月毎の電力量と冷・温熱量を算
出し、この月毎の電力量と冷・温熱量に基づき、月毎の
電力による回収金額、冷・温熱による回収金額を算出
し、これらに基づき年間のそれぞれによる回収金額およ
びその両者を加えた年間総回収金額を算出する一方、上
記膨張タービンの定格出力、発電機力率および電力単価
に基づき、契約電力についての削減費用を算出し、上記
年間総回収金額、上記削減費用および上記膨張タービン
の購入費用に基づき、経済性評価基準として、上記膨張
タービンを購入した場合における償却年数を算出するよ
うにしてある。
張タービンから吐出された流体を通過させる熱交換器と
上記膨張タービンにより駆動される発電機とを備えた動
力回収装置の経済性に関する演算のために、少なくとも
上記膨張タービンにおける流体についてのタービン吸込
圧力、タービン吸込温度、タービン吐出圧力、上記熱交
換器における流体についての出口流体圧力、出口流体温
度、上記熱交換器における熱交換媒体についての入口媒
体温度、出口媒体温度に加えて、電力単価、電力基本料
金、冷・温熱単価および上記膨張タービンを通過する上
記流体の月毎、１日の内の時刻毎の単位時間当たりの流
量を予め求め、これらの値を前提条件とし、上記タービ
ン吸込温度と上記膨張タービンの仕様から定まるタービ
ン効率に基づき、上記膨張タービン通過直後の上記流体
のタービン吐出温度を算出し、このタービン吐出温度お
よび上記タービン吸込圧力、上記タービン吸込温度、上
記タービン吐出圧力に基づき算出された上記膨張タービ
ンで生じる流体のエンタルピー差と上記タービン効率と
上記単位時間当りの流量とに基づき、月毎、時刻毎の電
力量を算出し、上記タービン吐出温度、上記出口媒体温
度および上記単位時間当りの流量に基づき月毎、時刻毎
の冷・温熱量を算出し、算出された上記電力量と上記冷
・温熱量に基づき、月毎、日毎の電力量と冷・温熱量を
算出し、これらに基づき月毎の電力量と冷・温熱量を算
出し、この月毎の電力量と冷・温熱量に基づき、月毎の
電力による回収金額、冷・温熱による回収金額を算出
し、これらに基づき年間のそれぞれによる回収金額およ
びその両者を加えた年間総回収金額を算出する一方、上
記膨張タービンの定格出力、発電機力率および電力単価
に基づき、契約電力についての削減費用を算出し、上記
年間総回収金額、上記削減費用および上記膨張タービン
の購入費用に基づき、経済性評価基準として、上記膨張
タービンを購入した場合における償却年数を算出するよ
うにしてある。
【００２４】このため、動力回収装置の導入に際して、
その導入に関して、現実に即した正確な経済的利益の評
価が可能になるという効果を奏する。
その導入に関して、現実に即した正確な経済的利益の評
価が可能になるという効果を奏する。
【図１】 本発明に係る方法が適用される動力回収装置
の全体構成の概略を示す図である。
の全体構成の概略を示す図である。
【図２】 本発明に係る方法における前提条件として採
用される流量パターンの一例を示す図である。
用される流量パターンの一例を示す図である。
【図３】 膨張タービンの吸込側と吐出側における圧力
比とタービン効率との関係を示す図である。
比とタービン効率との関係を示す図である。
【図４】 本発明に係る方法において算出される月毎、
時刻毎の電力量の一例を三次元化して示す図である。
時刻毎の電力量の一例を三次元化して示す図である。
【図５】 本発明に係る方法において算出される月毎の
電力量の一例をグラフ化して示す図である。
電力量の一例をグラフ化して示す図である。
【図６】 本発明に係る方法において算出される月毎の
冷熱量の一例をグラフ化して示す図である。
冷熱量の一例をグラフ化して示す図である。
１ 動力回収装置 １１ 膨張タービン
１２ 発電機 １３ 熱交換器
２１ 吸込流路 ２２ 吸込圧力検出器
２３ 吸込温度検出器 ２４ 吐出流路
２５ 吐出圧力検出器 ２６ 吸込温度検出器
２７ 熱交換媒体用流路 ２８ 入口媒体温度検
出器 ２９ 出口媒体温度検出器
出器 ２９ 出口媒体温度検出器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０２Ｐ 9/04 Ｈ０２Ｐ 9/04 Ｐ
Claims (2)
- 【請求項１】 膨張タービンとここから吐出された流体
を通過させる熱交換器と上記膨張タービンにより駆動さ
れる発電機とを備えた動力回収装置の経済性に関する演
算のために、少なくとも上記膨張タービンにおける流体
についてのタービン吸込圧力、タービン吸込温度、ター
ビン吐出圧力、上記熱交換器における流体についての出
口流体圧力、出口流体温度、上記熱交換器における熱交
換媒体についての入口媒体温度、出口媒体温度に加え
て、電力単価、電力基本料金、冷・温熱単価および上記
膨張タービンを通過する上記流体の月毎、１日の内の時
刻毎の単位時間当たりの流量を予め求め、これらの値を
前提条件とし採用し、これに基づき経済性予測のための
評価基準を算出することを特徴とする動力回収装置の経
済性予測方法。 - 【請求項２】 膨張タービンとこの膨張タービンから吐
出された流体を通過させる熱交換器と上記膨張タービン
により駆動される発電機とを備えた動力回収装置の経済
性に関する演算のために、少なくとも上記膨張タービン
における流体についてのタービン吸込圧力、タービン吸
込温度、タービン吐出圧力、上記熱交換器における流体
についての出口流体圧力、出口流体温度、上記熱交換器
における熱交換媒体についての入口媒体温度、出口媒体
温度に加えて、電力単価、電力基本料金、冷・温熱単価
および上記膨張タービンを通過する上記流体の月毎、１
日の内の時刻毎の単位時間当たりの流量を予め求め、こ
れらの値を前提条件とし、上記タービン吸込温度と上記
膨張タービンの仕様から定まるタービン効率に基づき、
上記膨張タービン通過直後の上記流体のタービン吐出温
度を算出し、このタービン吐出温度および上記タービン
吸込圧力、上記タービン吸込温度、上記タービン吐出圧
力に基づき算出された上記膨張タービンで生じる流体の
エンタルピー差と上記タービン効率と上記単位時間当り
の流量とに基づき、月毎、時刻毎の電力量を算出し、上
記タービン吐出温度、上記出口媒体温度および上記単位
時間当りの流量に基づき月毎、時刻毎の冷・温熱量を算
出し、算出された上記電力量と上記冷・温熱量に基づ
き、月毎、日毎の電力量と冷・温熱量を算出し、これら
に基づき月毎の電力量と冷・温熱量を算出し、この月毎
の電力量と冷・温熱量に基づき、月毎の電力による回収
金額、冷・温熱による回収金額を算出し、これらに基づ
き年間のそれぞれによる回収金額およびその両者を加え
た年間総回収金額を算出する一方、上記膨張タービンの
定格出力、発電機力率および電力単価に基づき、契約電
力についての削減費用を算出し、上記年間総回収金額、
上記削減費用および上記膨張タービンの購入費用に基づ
き、経済性評価基準として、上記膨張タービンを購入し
た場合における償却年数を算出することを特徴とする動
力回収装置の経済性予測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001216588A JP2003030284A (ja) | 2001-07-17 | 2001-07-17 | 動力回収装置の経済性予測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001216588A JP2003030284A (ja) | 2001-07-17 | 2001-07-17 | 動力回収装置の経済性予測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003030284A true JP2003030284A (ja) | 2003-01-31 |
Family
ID=19051049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001216588A Pending JP2003030284A (ja) | 2001-07-17 | 2001-07-17 | 動力回収装置の経済性予測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003030284A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005045900A (ja) * | 2003-07-28 | 2005-02-17 | Hitachi Ltd | 発電設備の改造案支援方法および装置、発電設備改造による性能向上評価方法および装置 |
| KR100772839B1 (ko) * | 2007-04-13 | 2007-11-02 | 주식회사 엘스콤 | 수배전반용 저압케이블 지지구 |
| KR100832670B1 (ko) * | 2004-04-28 | 2008-05-27 | 쇼와 덴코 가부시키가이샤 | 화합물 반도체 발광 소자 |
| CN109190141A (zh) * | 2018-07-11 | 2019-01-11 | 杭州电子科技大学 | 一种多股流换热器的换热效率计算方法 |
-
2001
- 2001-07-17 JP JP2001216588A patent/JP2003030284A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005045900A (ja) * | 2003-07-28 | 2005-02-17 | Hitachi Ltd | 発電設備の改造案支援方法および装置、発電設備改造による性能向上評価方法および装置 |
| KR100832670B1 (ko) * | 2004-04-28 | 2008-05-27 | 쇼와 덴코 가부시키가이샤 | 화합물 반도체 발광 소자 |
| KR100772839B1 (ko) * | 2007-04-13 | 2007-11-02 | 주식회사 엘스콤 | 수배전반용 저압케이블 지지구 |
| CN109190141A (zh) * | 2018-07-11 | 2019-01-11 | 杭州电子科技大学 | 一种多股流换热器的换热效率计算方法 |
| CN109190141B (zh) * | 2018-07-11 | 2023-04-07 | 杭州电子科技大学 | 一种多股流换热器的换热效率计算方法 |
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