久々の登場：生皮発電所 1 号機が石炭利用者グループの年間最優秀プラントに選ばれる

Aug 15, 2023

長年にわたるアップグレードと改修プロジェクト、そして安全性と継続的改善への熱心な注力を経て、石炭ユーザーグループの理事会は、プラット川電力公社のローハイド発電所 1 号機をグループの 2023 年のプラント・オブ・ザ・イヤーに選びました。

私たちは皆、人生で失望を経験したことがあると思います。 おそらく読者の中には、運動部の一員として懸命に努力してリーグ優勝戦まで勝ち上がったのに、決勝戦で負けてしまったという人もいるだろう。 心が張り裂けるようなことになるかもしれません。 しかし、真の勝者はそのような挫折の後に何をするのでしょうか? ほとんどの人は仕事に戻り、次の機会に備えます。 そして、その時が来ると、彼らは賞品を獲得するためにこれまで以上に準備を整え、意欲を高めます。

コロラド州ラリマー郡にあるプラット・リバー電力公社（プラット・リバー）が所有・運営する280MW石炭火力発電所、ローハイド・エネルギー・ステーション1号機のチームは、それがどのようなものか知っている。 このプラントは 10 年以上前に石炭ユーザーグループ (CUG) の年間最優秀プラント賞にノミネートされました。 当時パウダーリバー流域石炭ユーザーグループ（PRBCUG）として知られていたCUGは、プラントを評価するために検査官のチームを現地に送り、このプラントは多くの点で例外的であると考えていたが、ローハイドには評価を与えなかった。石炭システムにいくつかの問題を抱えていたため、この賞を受賞した。

「当時、感情は傷つきました」とCUGの副会長でローハイド施設の元工場長であるアンディ・コファス氏は語った。 「しかし、彼らは何をしたというのでしょうか？彼らは気を取り直してこう言いました。『ご存知ですか？その種のプラントになるには何をする必要がありますか？私たちは安全性を持っていることを知っています。私たちは信頼性を持っていることを知っています。このグループが何を言ったか見てみましょう。」 そして彼らは計画停止を経て段階的に数百万ドルを投じて数年、数百万ドルをかけてプロジェクトを進め、プラントが再びノミネートされるところまで到達し、この時点で賞を受賞したのです。」コファス氏は説明した。

「私たちは完璧ではありませんが、私たちを改善する多くのことは、このカンファレンスと他のユーザーの意見を聞いたことから得られたものです」と、プラット・リバー社の発電担当ディレクターであるトラビス・ハンター氏は、2016年のCUG年次総会でのプレゼンテーションで述べた。今年初め、フロリダ州オーランド。 「石炭ユーザーグループがこの会議を開催し、みんなの工場や施設をより安全でより良くしたことに拍手を送りましょう。」

Platte River は、コミュニティ所有の非営利の公共発電および送電事業者であり、エステス パーク、ロングモント州フォート コリンズ、およびコロラド州ラブランドにエネルギーとサービスを提供し、電力会社の顧客に供給しています。 Platte River は 1973 年に設立され、フォート コリンズに本社を置いています。 ローハイド エネルギー ステーション (冒頭の画像) のほかに、プラット リバーの設備には 27 の変電所、全額所有および運営される 423 マイルの高圧線、および他の電力会社と共同所有する 522 マイルの高圧線が含まれます。 記録的なピーク需要は 2021 年 7 月 28 日に設定され、そのシステムは 707 MW で最高に達しました。

ローハイド 1 号機は 1984 年の春に就役しました。これは長い間、効率、信頼性、環境性能のモデルとして機能してきました。 「ローハイドは設立以来、世界クラスの施設として運営されており、プラント・オブ・ザ・イヤーに選ばれたことを嬉しく思います」と、プラット・リバーのゼネラルマネージャー兼最高経営責任者（CEO）のジェイソン・フリスビー氏はCUG賞受賞後に発表した声明で述べた。と発表した。 「ローハイド ユニット 1 のこの栄誉ある指定は、ユニットの安全で成功した運営を保証する、過去と現在のプラット リバーの全従業員の献身と献身によって可能になりました。」

ローハイド 1 号機の生涯設備利用率は 84.31% です。 2019 年には、このユニットは 436 日間の連続稼働という記録を達成し、200 日以上中断することなくオンライン状態が続くこともよくあります。 ローハイド 1 号機は、ワイオミング州のパウダー川流域からの低硫黄石炭を燃焼するように設計されており、石炭の燃焼によって生成されるガスから二酸化硫黄 (SO2) を除去する噴霧乾燥機吸収装置 (SDA) を備えた米国初のユニットの 1 つです。 。 SDA は、ローハイドを国内で最も SO2 排出量の少ない石炭火力発電所の 1 つにすることに貢献しました。

この工場では、Combustion Engineering によって設計された接線方向燃焼ボイラーが稼働しています。 シーメンス・ウェスチングハウス製のタービン発電機と粒子状物質の排出を削減するバグハウスを備えています。 「私たちが水をどこから調達しているかは、ある意味独特です」とハンター氏は説明した。 「当社には 2 つの異なるパイプラインがあります。1 つはフォート コリンズのすぐ西にあるホーストゥース貯水池から供給される飲料水タイプのサービス用です。つまり、それは水を工場まで運ぶ 10 インチのパイプラインです。そして冷却です」 「この池はフォートコリンズ市からの流出水です。それで、それは市から24インチのパイプラインで私たちの貯水池に汲み上げられ、それが蒸気を冷却する方法です。」

石炭ユニットは、ローハイド エネルギー ステーションにあるいくつかの発電源のうちの 1 つにすぎません。 このサイトには、4 台の GE 7EA ユニットと 1 台の GE 7FA ユニットの形で 388 MW のガスタービン容量も含まれています。 この敷地には52MWの太陽光発電容量も設置されているが、プラッテ・リバー社は太陽電池アレイを所有しておらず、契約を通じて電力を購入している。 敷地内には 2 MW のテスラ バッテリー貯蔵容量もあります。 最後に、ローハイドの変電所を介して相互接続されている 225 MW の風力発電所があります。 風力タービンはワイオミング州の発電所から約16マイル北に位置している。

インターンとして働き始め、同発電所で 16 年以上働いているローハイド 1 号機の運用マネージャー、タイラー・ミッチー氏は、安全はこの工場の文化の大きな部分を占めていると説明しました。 「安全はプラット・リバー社の中核となる価値観です」と彼は言いました。 「私が在籍していた頃は、無災害で100万工時を3回超えました。現在は180万工数程度ですが、今後もこのまま進めていきたいと思っています。そのため、安全性は確かに私たちが肝に銘じていることです。」

このプラントは、効率の指標となる発熱率も優れています。 POWER 読者の多くがご存知のとおり、熱量とは、火力発電所が 1 キロワット時 (kWh) の電力を生成するために使用するエネルギー量であり、一般に生成される正味 kWh あたりの英国熱量単位 (Btu) で表されます。 エネルギー情報局によると、2021 年の米国の石炭火力発電所の平均熱利用率は 10,583 Btu/kWh でした。 非常に高い温度と圧力で動作するシステムを備えた超臨界装置および超超臨界装置の方が効率的ですが、ローハイド社は亜臨界ボイラー (1,800 psi ドラム型装置) を使用しているため、稼働中と同様に 10,000 Btu/kWh 未満で動作します。最高の月、印象的です。

1 号機が建設されたとき、その銘板容量は 250 MW でした。 前述したように、長年にわたる改修により、その出力は 280 MW まで増加しました。 「そのかなりの部分はタービンのアップグレードによるものです」とミッチー氏は説明した。 この装置の高圧/中圧 (HP/IP) タービンは 1998 年にアップグレードされ、2008 年にも再度アップグレードされました。低圧 (LP) タービンは 2005 年にアップグレードされました (図 1)。

1. ローハイド 1 号機の蒸気タービンは長年にわたってアップグレードされ、ユニットの容量が約 30 MW 追加されました。 提供: プラット・リバー

新しい低窒素酸化物 (NOx) バーナーも 2005 年に設置されました。ミッチー氏によると、この変更により NOx 排出量は約 0.3 ポンド/MMBtu から約 0.18 ポンド/MMBtu まで減少しました。 同工場は 2012 年に操業をさらに改良し、NOx 排出量を約 0.14 ポンド/MMBtu まで削減しました。 ミッチー氏によると、現在プラントは約 0.12 ポンド/MMBtu で稼働しており、これは選択接触還元 (SCR) を利用していないプラントとしては非常に優れたパフォーマンスです。

ローハイド 1 号機は 2008 年に水銀除去システムを設置しましたが、これには多少の苦労が伴いました。SDA との相性は良くありませんでした。 「私たちはなんとかそれを乗り越えることができました」とミッチー氏は言い、システムは現在も順調に稼働しています。

この発電所のオリジナルの分散制御システムは 2005 年に設置されましたが、2015 年に Emerson Ovation プラットフォームにアップグレードされました。また、発電所ではガス タービン ユニットの制御システムも Ovation に変更され、これにより計装および制御 (I&C) の作業が容易になりました。チーム。 「もう 3 つや 4 つの異なるシステムを知る必要はありません。莫大な投資が必要ですが、それは本当に価値がありました」とミッチー氏は言います。

前述したように、ローハイド 1 号機の生涯稼働率は 84% を超えており、信じられないほど高いですが、より多くの再生可能資源がプラット リバーのシステムに追加されるにつれて、この号機のニーズも進化しています。 現在、柔軟性が非常に重要になっており、オンラインを維持するには幅広いターンダウン機能が不可欠であることを意味します。 「つまり、280 MW の装置では、定期的に 80 まで下げています。これは、2 つの工場がある私たちの『幸せな場所』のようなもので、状況は安定しています」とミッチー氏は語った。 「単一の石炭ミル構成で、55 までのテストをいくつか行いました。幸いなことに、ディスパッチではそれほど頻繁には要求されませんが、概念実証なので、必要に応じて実行できます。」

最近のプロジェクトの中では、ローハイド社は石炭燃焼残留物 (CCR) 要件を満たすために、2020 年に湿式石炭灰システムと閉鎖貯留施設を置き換えました。 翌年、ボイラー給水ポンプと誘引通風 (ID) ファン流体ドライブを取り除き、代わりにモーターに可変周波数ドライブを設置しました。 「これは非常に大きかったです。制御が改善され、住宅負荷がほぼ 4 メガワット節約されました」とミッチー氏は言いました。 もちろん、5,000馬力のモーターとファンの間で12フィートの延長シャフトのバランスを取る方法を見つけるなど、独自の試練もあったが、ミッチー氏はこれを「本当に良いプロジェクト」と呼んだ。

しかし、CUGがローハイド社の当初のプラント・オブ・ザ・イヤーのノミネートに欠けていると認識したのは石炭システムであり、実際の改善が必要なのはそこだった。 このステーションは、新しいロータリー カー ダンパー (RCD) 集塵機を追加することから始まりました (図 2)。 「おそらくそれが最も大きな影響を及ぼしたでしょう」とミッチーさんは語った。

2. ロータリーカーダンパー集塵機の採用により、石炭受け入れ後の清掃が必要な粉塵の量を削減しました。 提供: プラット・リバー

改修前は、80両編成のユニット列車が3本ごとに投棄された後、作業員はグリズリーの底にある厚さ1フィート以上の粉塵を掃除しなければならなかった。グリズリーは石炭を適切に粒度調整するのに役立つ供給装置である。 労働者は、それは「事業を行うためのコスト」、言い換えれば、ある程度避けられないと考えていました。 新しい集塵システムにアップグレードすると大きな変化があり、集塵後に粉塵を処理する新しい方法が追加されました。

以前は、粉塵は単にコンベアベルトに捨てられていたため、同じ粉塵が将来、粉塵が蓄積している他の複数の場所で再び処理される可能性がありました。 新しいシステムでは、RCD から収集された粉塵はすべて空気圧でトリッパーデッキまで運ばれます。 その後、工場を通過してボイラーに送られるため、再処理の可能性が排除されます。

改善の機会を十分に理解するために、プラット・リバー氏のチームは、ミズーリ州カンザスシティに本社を置き、世界中にオフィスを構えるエンジニアリング会社であるバーンズ・アンド・マクドネルの協力を求め、建物のすべての部分を調べて可燃性粉塵の完全な調査を実施しました。次のステップに優先順位を付けることができるようにシステムを構築します。 他の改善点として、工場ではいくつかの移送シュートをアップグレードし、いくつかの地下石炭コンベヤーに一酸化炭素 (CO) 監視装置を設置しました。 モニタリングにより石炭がくすぶっていることを示すことができるため、問題を迅速に特定して対処することが大幅に向上します。

ただし、グループにはまだ改善の余地があると考えています。 ユニットの次の大規模停止中に、さらにいくつかの集塵機を交換する計画があり、これによりさらなる危険が排除されるはずです。 それでも、お金が問題を解決するのには限界があります。 結局のところ、受賞歴のある施設になるために本当に必要なのは、工場職員の献身的な取り組みです。 ミッチー氏は、ローハイド１号機の燃料取り扱い監督者であるロブ・マーティンがプラントの成功に不可欠であったと指摘した。 マーティンと彼のチームは PRB 石炭とそのすべての危険を管理しています。 これらにより、備蓄が適切に圧縮され、適切にキャップが閉められることが保証されます (図 3)。

3. 亜瀝青質ランクのパウダーリバー流域石炭は、他の石炭ランクと比較して独特の課題を抱えているため、適切な備蓄管理が非常に重要です。 提供: プラット・リバー

しかし、石炭火力発電所では多少の粉塵の発生は避けられないため、清掃が非常に重要です。 「大規模な停電が発生したとき、すべての電気システムに袋を詰めるのにさらに 24 時間かかります。これにより、I&C チームにとって大きな問題が発生します。そして、建物内全体に消火ホースをかけて、建物内に発生した石炭の粉塵をすべて除去します。 「そうしないと実現できない。巨額の投資だが、それだけの価値はある」とミッチー氏は語った。 また、ステーションには、トリッパー ギャラリー、石炭サイロ、コンベア、RCD の洗浄を毎週実施する標準的な清掃ポリシーもあります。 「家事だけでも年間何千時間も費やされます」と彼は言う。

同工場の技術サービスマネージャー、ブロディ・グリフィン氏は「ローハイドの特徴の一つは、魔法の要素を持っているということだ」と語った。 グリフィン氏は施設の外観とその雄大なロケーションについて言及した。 初めて貯水池ダムの道路を横切って施設に近づいたとき、ここで働きたいと思ったと彼は語った。 この植物は絵のように美しいだけでなく、南西側にはロッキー マウンテン国立公園と、標高 4,259 フィートで公園内の他のすべての頂上よりもそびえ立つロングス ピークの景色が見えます。 「そしてご存知のとおり、コロラド州は晴天が 300 日以上あるので、施設に足を踏み入れる前からすっかり魅了されてしまいました」とグリフィンさんは語った。

この感情はローハイド労働者の間で広まっているようで (図 4)、少なくとも数人は工場が賞を受賞したことで感じた誇りについて話すのに感情的に詰まりました。 「私たちは皆、あの施設を本当に心から愛しています。そして、その施設にとって最善のものを本当に望んでいます」とグリフィン氏は語った。 「資産を維持するという当社の取り組み、そして時間をかけてそれらの資産を改善するというわれわれの取り組みが、当社の成功に大きく貢献している」と同氏は語った。

4. 生皮労働者は工場の所有権に誇りを持っており、技術サービス マネージャーのブロディ グリフィン (右側) が率いるこのツアー中など、施設について話すたびにそれが伝わってきます。 提供: プラット・リバー

ハンター氏が冒頭で指摘したように、生皮は完璧ではありませんが、それは問題ありません。 実行委員会メンバーでCUG事務局長のボブ・テイラー氏は、「完璧であることが重要ではない。素晴らしい人々と良い仕事をすることが重要だ」と語った。 ローハイドはその側面をカバーしています。 Platte River、特にローハイド ユニット 1 のチームの皆さん、おめでとうございます。あなたのグループは明らかに CUG の最も栄誉ある賞に値します。 よくやった！

—アーロン・ラーソンはPOWERの編集長です。

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