火力発電所は、数時間フル稼働すると壊れるのですか？

質問

火力発電所は、数時間フル稼働（設備容量の数字）すると、壊れるのですか？
壊れるならば、どんな理由で壊れるのですか？

回答No.4

jkpawapuro · ベストアンサー

機械の場合だいたい定格出力と過負荷全力があります。
定格出力はだいたい連続運転が可能な出力、過負荷全力は短時間のみ可能な出力です。
（余談ですが過負荷で壊れる部分はだいたいタービン、特にタービンブレードです。）
火力発電所の場合、設備容量は長期で連続運転可能な定格出力を示します。
よって質問の答えは、壊れないとなるでしょう。

ただし非常用発電機の場合もともと長時間の連続運転を前提としていないため、数十時間の定格連続運転で危ないものもあるでしょう。逆に考えると定格容量に過負荷全力に近い能力を定めているケースがあると言えるかもしれません。

お礼

ありがとうございます。
はい。「フル稼働すると」は、
「設備容量に記載されている数字で」という意味で書きました。
設備容量＝定格出力なのですね。

回答No.14

ohkinu1972

前後の文脈がわかりませんが、
設備容量とは、届け出出力で、すなわちここまで出してもよいとされている、
出力のことかと思われます。
この届け出出力は、発電機や原動機の能力を勘案して決めます。

この原動機の能力ですが、ガスタービン発電所は気温が低いほど出力が高く、
気温が高いほど出力が低いという特性を持っており、
0℃と30℃では10～15%程度違います。
したがって届け出出力は低い気温の時を基準に高い出力で届け出られています。

東電の発表でもそのようなことが記載されています。
http://www.tepco.co.jp/forecast/images/file0805.pdf

このため、夏場に設備容量で運転をすると、
エンジンにとっては過負荷になってしまい、
物によっては数時間で壊れてしまう可能性もあるでしょう。

お礼

ありがとうございます。
東京電力の発電機は、吸気冷却も助燃システムも無いものばかりなのでしょうか？

回答No.13

DDRSDRAM

No6 No10 No11です。

　定格出力超過は基本的にしません。負荷(電力需要)が急激に上昇したとき一時的に定格超過するだけです。超過したときは、揚水発電所などを急いで稼動し定格以下の運転に戻します。それでも足らなければ計画停電です。

　電力は各社間で結構融通できますが、トータルでそれを超えれば計画停電となります。中国電力に余裕があれば余裕の無い関西や九州へ融通します。トータルで見る必要があります。ただし、西日本(60Hz)と東日本(50Hz)では100万kw程度が融通の限界になります。

　昨日から、東北電力の水力発電の破損(大雨のため)余力がなくなっています。足らなければ東京電力からの融通になるでしょう。

回答No.12

DDRSDRAM

No6 No10 です。

　関東の最高記録は２００１年７月２４日で６４３０万kwです。当日の供給力は６６２５万kwありました。
　供給余力といってもそれは需要予測に対してです。実際の供給量は気温次第なのでなんともいえません。東京で36℃とかになれば予測を超える可能性はあります。

　電力はお互いの地域で融通できるので、ある程度は融通してそれでダメなら計画停電でしょう。超過運転は長時間はやらないと思います。

参考URL：

http://www.tokyo-sports.co.jp/writer.php?itemid=14779

お礼

ありがとうございます。
2001年7月24日の、東電への東北電からの融通は613万kWでした。
2001年の電気料金値下げ以降でも最大需要が6000万kWを超えた年は、
2002年 6320万kW、2004年 6149.9万kW、2005年 6011.8万kW、
2007年 6147.1万kW、2008年 6089.1万kW、ですので、
去年よりは涼しい今年は余裕であると思います。

超過運転はどのようなときにするのでしょうか。
当日の供給予想が思いのほか外れたときですか？

回答No.11

makaikish

壊れやすいのは回転しているところ、熱を交換するところ、かな？火力は温度が高いので金属に対する負荷も大きいし。
石炭火力は灰がつまったりするととまるだろーし。
でも止めて直せばいいんだから別に問題ないでしょう。
放射能がでてるでもないし。
原発だって不具合で停まったりするけど、たいてい隠すもんね、発表するとめんどくさいから。浜岡5号なんてすぐとまったし、設計ミスで。

お礼

なるほど。どうもありがとうございます。

回答No.10

DDRSDRAM

No6です。

　日本全体で間に合うかという質問だったのですね。

　まず、発電所についてですが普通は数ヶ月～１年程度は連続で運転できます。まあ、これも定期点検のためなので、技術的には１年以上の連続運転が可能です。

　実際には、昼と夜とで２倍ほどの差があるので、夜は約半分の発電所を止めます。電力が足らないといっても、それは夏の昼間だけの話です。そのため１日数時間しか動かさない発電所も出てきます。

　電力不足といっても、いつも不足しているわけではなく、夏の昼、気温が上がったときだけの問題です。そのときフル稼働して足らない分が不足分ということになります。

　もともと電力消費が急激に増えたときのことも考えて電力供給力には２～３割余裕があります。今回、原子力発電所が止まって余力が無い状態になっています。間に合うかどうかは気温次第、東京で３６℃とかになれば計画停電が必要かも知れません。
（電力消費は気温が上がると増える。冷房の使用が増えるためです。）

　それから、太平洋岸の火力発電所も軒並み津波の被害を受けました。東京電力の茨城、福島の発電所は７月までに順次復旧し、春の想定より発電能力が上がっています。

お礼

たびたびありがとうございます。
「日本全体で間に合うかという質問」ではなく、
「各電力会社毎に、定格出力で間に合うかという質問」でした。
わかりにくくてすみません。
予想需要に対し、九州電力が原発を抜いた数字で2.5%の余力、
中国電力に20.8%の余力があるのですが、
九州電力が、定格出力超過で稼動しなければならない事態なのですか？
電力供給が急に、２～３割増える年もありますか？
東京は昨年並みの猛暑でも（ピーク需要5999万kW）心配ないようです。
東電プレスリリースによると4月20日時点で6000万kWありました。

回答No.9

mekuriya

>リンクにある、三隅発電所1号機は、運転開始1998年ですが、老朽化した火力発電所なのですか？
「老朽化すると故障が発生する確率が高まる」といったのです。「故障した火力発電所は老朽化した火力発電所だけだ」とはいっていませんし、そうした命題も成立しません。老朽化しなくても故障する場合があります。

>猛暑であった昨年の東京電力の火力発電の稼動率は88％であり、今年の予想最大需要は昨年より低く（東京電力で500万kW低い）、実際の稼動率もまだ去年以下ですが、
去年の時点でも火力の老朽化は致命的な問題とされていたのですか？

そのような事実はありません。誰も火力の老朽化が致命的な問題だとはいっていません。
故障の発生を考えに入れずに単純足し算で電力が足りると考えるのは間違いだと指摘しているまで。

>火力は深夜も稼動しており、ピーク需要時の原発の割合は2割程ですので、「火力発電所を応援として稼>動させている」という表現はおかしいと思います。

割合は関係ありません。電力会社は原子力発電をベース電源とし、需要の変動部分を火力発電所の調整で対応しているという事実を「応援として稼動させている」と表現しているまで。

お礼

ありがとうございます。

>故障の発生を考えに入れずに単純足し算で電力が足りると考えるのは間違いだと指摘しているまで。

供給予備率が数％なのはコストのため普段からなので、急な事故での供給力減少を、今回特別に考慮することは、比較としておかしいのではありませんか？
火力発電では1基大きくて100万kW程ですが、日本が滅びる程の電力不足の心配について、どのような事故を想定していますか？

>原子力発電所で足りないほど需要が増える時間帯だけ火力発電所を応援として稼動させるのが、
>電力会社は原子力発電をベース電源とし、需要の変動部分を火力発電所の調整で対応しているという事実を「応援として稼動させている」と表現しているまで。

全部の時間原子力だけでは足りてないです。
ピーク時供給の７割が火力でも応援と呼ぶのですか？

回答No.8

RKwarawara

原発推進派の方がおられますが、日本に原発は危険だということを理解していない人が多すぎます。

我が国の領土では一連の事件のようなことが起きれば手の施しが無いのを見てて理解できないのだろうか？

そして、原発が無くなれば節電をしなくてはならない、という嘘。

http://chikyuza.net/n/archives/10505

http://mikke.g-search.jp/QTKW/2011/20110611/QTKW20110611TKW020.html

これは自民党が核兵器を製造するために手放したくない戯言です。

この国に核兵器は入りません。

むしろ、対核兵器を製造するべきだ。

日本が進むべき道は新しいエネルギーです。

原発の時代は終わりました。

お礼

ありがとうございます。
故障中の火発と原発分をひいた東京電力の設備容量は現在約6300万kWあるのに、
停電すると騒いでいるので、何かと思いました。

回答No.7

mekuriya

故障という意味なら、火力発電所の故障は決して珍しくない。

中国電力、100万kWの三隅火力発電所が故障で停止 - 家電Watch
http://kaden.watch.impress.co.jp/docs/news/20110719_461548.html
【放射能漏れ】関電、安定供給に黄信号　火力発電所故障停止で - MSN産経ニュース
http://sankei.jp.msn.com/economy/news/110704/biz11070422290027-n1.htm
東京電力、60万kWの鹿島火力発電所4号機が故障 - 家電Watch
http://kaden.watch.impress.co.jp/docs/news/20110727_463436.html

火力発電所は老朽化すると経年劣化によって様々な不具合が発生しやすくなります。電力会社は異常が発見された場合は、大事になる前に緊急停止させて修理にあたります。今までも、こうした故障は起きていました。ただ従来はその都度、報道されることも無かっただけなのです。反原発派は、「電力は足りる」とデマ宣伝に躍起になり、原子力発電所の稼動を妨害していますが、これは日本を滅ぼすための大嘘です。電力会社各社は電力不足の対応のために、
強引に老朽化して長期運転休止中の火力発電所を戦列復帰させたり、無理に定期点検を短縮化して再稼動させたりするハメに追い込まれましたが、無理は無理なのであって当然にして故障の確率は高くなります。プロ野球に例えれば、たまにワンポイントリリーフが務まればよいと考えてベンチ入りさせていたロートル投手に、先発完投を要求するようなことなのです。実際、従来はベース電源として原子力発電が担っていて、ピーク電源を火力発電所が担っていました。電力需要は季節変動と時間変動で大きく変動します。原子力発電所で足りないほど需要が増える時間帯だけ火力発電所を応援として稼動させるのが、運用の基本パターンです。ところが反原発派の日本壊滅工作によって、この運用パターンができなくなっている。当然にして故障が起きる確率は高くなります。ニュースを注意深く読んでください。くれぐれも反原発派の大嘘回答に惑わされませんように。

お礼

ありがとうございます。
リンクにある、三隅発電所1号機は、運転開始1998年ですが、老朽化した火力発電所なのですか？
猛暑であった昨年の東京電力の火力発電の稼動率は88％であり、今年の予想最大需要は昨年より低く（東京電力で500万kW低い）、実際の稼動率もまだ去年以下ですが、
去年の時点でも火力の老朽化は致命的な問題とされていたのですか？
火力は深夜も稼動しており、ピーク需要時の原発の割合は2割程ですので、「火力発電所を応援として稼動させている」という表現はおかしいと思います。

回答No.6

DDRSDRAM

火力発電所には定格出力というのがあります。連続して安定して運転できる範囲です。ところが、今回の電力不足で、これを超えて壊れない寸前の能力一杯の運転をするという話になりました。あなたの言う「フル稼働」というのはそのことだと思います。

　次に、火力発電所が「フル稼働」している場合、安定して発電していれば問題ないのですが、負荷（電力需要量）は日々刻々と変化します。このなかの瞬間的変動によって発電量が上がったり下がったりすることがあります。このとき「フル稼働」を超えることがあって壊れる可能性があるということです。一瞬なら問題ありませんが長時間は無理です。その場合は、壊れる前にどこかへの送電を止めて計画停電にせざる終えなくなります。
　元々瞬間的変動に耐えるためにあった余裕分まで目一杯発電するという危険な運転が「フル稼働」ということになります。
（参考に九州電力の例を挙げておきました）

　それから、「数時間フル稼働する」について解説すると、電力消費のピークは昼間にあって夜は半分ぐらいに減ります。電力消費が多いのは午後１時～５時ぐらいまでです。「フル稼働」する必要があるのはこの「数時間」だけということになります。
　幸い、今日(８月３日)まで「フル稼働」に至っていません。今後気温が上がればこの状態になる可能性があります。実際の運用上は発電所の破損が怖いので「フル稼働」の前に計画停電を実行すると思います。

　定格出力と設計最高出力に差があるのは以上の理由によるものです。埋蔵電力などではありません。

以下参考

定格出力とは

(1)(rated output)定められた条件で製造者が保証する使用限度(最大能力)を 出力で表示したもの。
(2)(gross output)定められた条件で連続して発揮しうる 機器の最大能力の毎時間当たりの値。ボイラーなどの出力表示によく使われる。
http://www.weblio.jp/content/%E5%AE%9A%E6%A0%BC%E5%87%BA%E5%8A%9B

定格出力超過（九州電力の事例）

　発電機出力は系統周波数を維持するため，出力設定に対し，ごく僅かではあるが常に変動している状況にある。
　定格（認可）出力（以下「定格出力」という）付近で運転する場合に瞬間的に僅かながら定格出力を超えることがある。
http://ka.kyuden.co.jp/var/rev0/0002/6596/press070330_4.pdf

最大電力発生日における1日の電気の使われ方の推移

http://www.fepc.or.jp/present/jigyou/japan/sw_index_05/index.html

お礼

ありがとうございます。
書き方が悪かったようです。すみません。
「フル稼働」とは、「設計最高出力」のことではなく、
「定格出力」のことを指して言いました。
九州電力は、定格出力内で収まらないのですか？
原子力を除いた、1762万kWでは足りないのですか？
（定格出力で計算しました。）

回答No.5

noname#252929

設備により、連続定格出力と言う物と、短時間出力と言う物が設定されて居ます。

連続定格出力で使用している分には、定期点検までの間はその出力で種運転出来るようになって居ます。
しかし短時間出力の値出の場合は、過負荷運転状態ですので、その時間内までしかその出力は出せません。
またその後のメンテナンス周期なども短くなります。

発電機としては、タービンのブレードなどは、回転する事により遠心力を受けて居ますので、一定以上の回転数で回転させると遠心力が通常以上に加わりますので、金属疲労が発生します。さらに出力を出す為にやるのですから、送り込まれる蒸気の圧力も上がっている状態ですので、遠心力で力が加わって居るブレードに対してされに回転させる為の蒸気を受け止める力も増大する事になります。
また、負荷を中心で受け止めている軸に対しても定格運転以上の回転力が加わります。

さらに発電機側で考えれば、定格容量を超えた運転をするという事はそれだけ発電機の発電コイルに電気が流れる事になります。
電線は電気が流れるとジュール熱が発生し発熱します。
定格以上の電流が流れれば規定の温度を超えますので、電線の周りに作られている絶縁被膜が電線の発生する熱で傷んで行きます。
そしてそのまま過負荷運転を継続すれば、電線の発生する熱で絶縁破壊を起こし、発電機内のコイルがショートを起こし最悪、巻かれているコイルの電線が外れ、発電機の中を破壊します。

こうなれば、修理はできなくなりますので、交換しか無くなります。
その為発電機などは温度管理もされている必要があります。

それらがありますので、定格以上で動かすと言うのは、メーカーが定めている短時間率などを考慮して使わなければなりません。

映画やアニメなどで、出力120％なんてよくやりますが、そんな事やったら、それらのシステムは、メンテナンスの為分解して大がかりな部品交換になりますので、当分使用不能になるんです。
壊れるのを覚悟でと言う事があるのでかっこよく見えるのですが、壊れたらそれを復旧するまでにかかる期間(発電所なら、早くて３～６カ月はかかるでしょう)を考えたらとてもそんな使い方は出来ないのです。

お礼

ありがとうございます。
書き方が悪かったようです。すみません。
「フル稼働」とは、「短時間出力」のことではなく、
「連続定格出力」のことを指して言いました。
短時間出力の数字は、どこかで知ることはできるのでしょうか。
存在自体よく知らなかったので、とても参考になりました。