豊洲三丁目エネルギー供給施設

豊洲再開発 関連その3
豊洲三丁目エネルギー供給施設
高
橋
章
AKIRA TAKAHASHI
(新菱冷熱工業㈱ 企画部設計一課 課長)
長谷川
有二
前 田 孝 次
YUUJI HASEGAWA
(新菱冷熱工業㈱ 電装部電装二課 課長)
KOJI MAEDA
(新菱冷熱工業㈱ 技術一部技術五課 専任課長)
建設されたものである。このほかに豊洲センター
はじめに
ビルの隣にTAビル(仮称)が,また,北端には
豊洲三丁目エネルギー供給施設の位置する豊洲
豊洲IHIビルと並び芝浦工大のキャンパスが建設
地区は,都心への近接性と良好な眺望という優れ
され,さらに,中央部分には巨大なオフィス区画
た環境を活かしながら,職住近接の実現に向けて, と住宅区画が準備され,そこに集う住民のための
多彩なライフスタイルに対応できる質の高い居住
公園(豊洲三丁目公園)
,学校(第2豊洲小学校),
空間を創出すると共に,地元IT企業と共に「人
ショッピングセンター(トステムビバ)などが南
材交流」
,
「共同研究」や「ベンチャー企業の育成」
東部に建設中である。
などを積極的に行ない,これまでにないオリジナ
リティに溢れる多彩な21世紀型新産業拠点の実現
1.施設概要
施設名称 豊洲三丁目エネルギー供給施設
を目指している。
プラント設置建物は,IHIの本社機能および関
所 在 地
連会社などが集積する豊洲IHIビル(写真−1)
江東区豊洲三丁目一番地
豊洲IHIビル地下2階
で,先端的で高機能なオフィスであると共に,豊
建築延床面積
約99,990m2
洲地区全体のランドマークになることが期待され
プラント面積
約3,115m2
写真−1 豊洲IHIビル
2006・5・建築設備士 19
図−1 豊洲地区全体図
供給区域
豊洲三丁目 豊洲IHIビルおよび芝浦
で構成される。ガスタービンで発電した電力は,
工業大学(約4.8ha)
豊洲IHIビルの受変電設備と6.6kVで系統連系し,
冷熱源容量
5,100RT
発電した電力をすべて豊洲IHIビルに売電する。
温熱源容量
23.85t/h
吸気系統には吸気冷却器を設置し,夏期において
発電機容量
2,500kW
も2,000kWの発電を可能としている。また蒸気タ
事 業 主
設計・施工
工 期
豊洲エネルギーサービス㈱
平成16年1月∼平成18年1月31日
ン設備の補機用電力として使用している(写真−
2,写真−3)。
2.地域供給概要
供給需要家は,プラント設置建物である豊洲
IHIビルと隣接する芝浦工業大学となっている。
・供給条件
4.熱源設備
表−1に主要熱源機器表,図−2に熱源系統図
を示す。
冷水標準温度 往 6.5℃ 還13.5℃
蒸気 0.73∼0.83MPa(飽和蒸気)
発電電力 3φ3W 50Hz
ービン発電機は,ガスタービンで発生した蒸気を
利用して発電し,その電力をコージェネレーショ
新菱冷熱工業㈱
6,600V
3.コージェネレーション設備
4.1
冷熱源設備
冷熱源は,コージェネレーションの発生蒸気を
主体に利用する蒸気吸収冷凍機と氷蓄熱システム
および水蓄熱システムから構成される。
¸
蒸気吸収冷凍機
最大出力2,500kWの熱電可変型のガスタービン
蒸気吸収冷凍機(写真−4)は,蒸気消費率
発電機,背圧式蒸気タービン発電機85kWと
3.5kg/h・RTの高効率機を採用するとともに,
2.0MPa蒸気5,950kg/hを発生させる排熱ボイラ
水蓄熱専用機を1台(蒸気消費率4.3kg/h・RT)
20
建築設備士・2006・5
写真−2 コージェネレーション設備
写真−3 コージェネレーション設備
図−2 熱源系統図
表−1 主要熱源機器表
¸冷熱源設備
機器名称
吸収冷凍機
スクリュー冷凍機
水蓄熱用プレート熱交換器
氷蓄熱放熱運転用プレート熱交換器
氷蓄熱追掛運転用プレート熱交換器
氷蓄熱槽
水蓄熱槽
冷却塔
冷却塔
容量
1,000RT
200RT
500RT
350RT
200RT
137m3
3
600m
7,172kW
1,052kW
台数
4基
2基
2基
2基
2基
2基
1基
4基
2基
¹温熱源設備
機器名称
炉筒煙管ボイラ
貫流ボイラ
ºコージェネレーション設備
機器名称
ガスタービン発電機
蒸気タービン発電機
排熱ボイラ
容量
6,700kg/h(換算)
1,600kg/h(換算)
台数
2基
3基
容量
2,500kW
85kW
5,650kg/h(175℃)
台数
1基
1基
1基
写真−4 蒸気吸収冷凍機
2006・5・建築設備士 21
写真−5 電動スクリュー冷凍機
写真−7 炉筒煙管式蒸気ボイラ
中央監視からの選択を可能としている。
①供給差圧一定制御
「冷水供給差圧」を一定とするように冷水ポンプ
のインバータ制御を行う。インバータ制御の下限
値以下においては,冷水差圧調整弁のバイパス制
御を行う。
②供給差圧可変制御
「冷水供給差圧設定値」は,冷水供給流量の変化
に伴い差圧曲線に基づき設定された設定値になる
写真−6 冷却塔
ように冷水ポンプのインバータ制御を行う。イン
バータ制御の下限値以下においては,冷水差圧調
設置している。また,冷水・冷却水流量とも50∼
100%変流量対応型としている。
整弁のバイパス制御を行う。
»
冷却水システム
コージェネレーション設備は,豊洲IHIビルの
冷却水系統は,吸収冷凍機系とスクリュー冷凍
電力負荷による電主熱従運転となるため,コージ
機系の2系統とし,それぞれの下限温度まで冷却
ェネレーション発生蒸気を利用する吸収冷凍機運
水温度を下げることで冷凍機の高効率運転に寄与
転が優先となる。
する。
¹
蓄熱システム
蓄熱システムは,電動スクリュー冷凍機(写
冷却水ポンプは,冷水ポンプと同様インバータ
ー制御を採用し,動力削減を図る。
真−5)によるダイナミック型氷蓄熱システムお
冷却塔(写真−6)は,低層棟屋上に設置され,
よび水蓄熱用蒸気吸収冷凍機と氷核融解時の熱回
高層棟からの眺望に配慮し白煙対策を施すと共に,
収による水蓄熱システムからなる。
冷却塔上部はルーバーによる目隠し構造となって
氷蓄熱システムは,過冷却解除式ダイナミック
いる。
型で過冷却器,過冷却解除装置を併せ持つ冷凍機
4.2
ユニットで,シャーベット状の氷を生成する。ま
温熱源設備は,0.78MPaの蒸気を製造する炉筒
たブライン等の不凍液を使用しないため,保守が
煙管式蒸気ボイラと貫流ボイラ,および2.0MPa
容易で環境にもやさしい蓄熱システムである。
のコージェネレーション排熱ボイラ,蒸気タービ
水蓄熱システムでは,コージェネレーションの
発生蒸気を利用し,吸収冷凍機で蓄熱し,夜間負
温熱源設備
ン発電装置(出口0.83MPa)から構成される。
¸
蒸気供給システム
荷用に供給する。また製氷運転時の氷核融解用ロ
コージェネレーション排熱ボイラをベースに,
ス分も水蓄熱槽の冷水熱源として利用している。
負荷に応じ炉筒煙管式蒸気ボイラ(写真−7)と
º
冷水供給システム
冷水供給は,低負荷時に冷水ポンプのインバー
タ制御で動力削減を図るため,以下の機能を持ち
22
建築設備士・2006・5
貫流ボイラ(写真−8)により蒸気を製造し供給
する。夜間は可能な限り人員を省力化するために
貫流ボイラ優先の自動運転としている。
図−3 受変電設備結線図
写真−8 貫流ボイラ
4.3
プラント補給水システム
プラント補給水は,ボイラ,冷水,冷却水とも
工水を使用し,運転費を削減するシステムとして
いる。工水槽に工水を引込んだ後,二層ろ過装置
にてNaClO,PAC注入処理され,補給水槽に蓄
えられる。また工水断水を考慮し,上水にて完全
にバックアップされている。
5.電気設備
5.1 受変電設備
電力引込は,東京電力より高圧ピラボックス経
写真−9 電気室
・設備形式:屋内キュービクル式,上部引込,高
圧部分は薄型
・設備容量
:動力用 モールド型 自冷式 6.6kV/415V
750kVA×4台
:電灯用 モールド型 自冷式 415V/210‐
105V 50kVA×2台
バンク分けは,熱源種別でA,Bの2系統に分
割し,高圧母線にて接続する。
低圧機器においてもA,Bの2系統に分割し,
低圧母線にて接続し,変圧器1台が故障してもバ
由で地下2階電気室まで単独引込としている。
ックアップ可能なシステムとしている。電気設備
・受電方式:6.6kV高圧2回線受電方式(本線・
の定期点検時においても,AもしくはB系で熱源
予備線)
・想定契約電力:2,000kW未満(産業用夜間蓄熱
機器の約50%の運転を可能としている。図−3に
受変電設備結線図,写真−9に電気室を示す。
契約有)
2006・5・建築設備士 23
5.2
直流電源設備
受変電設備の操作・表示用とし,屋内キュービ
クル式上部引込型で電気室に設置される。
・鉛蓄電池MSE型54セル 最低電圧1.76V/セ
ル 5℃,30分間100Ah
総合的に支援している。
中央監視室には,中央監視装置,運転支援装置,
データ管理装置およびコージェネ監視装置を設け,
中央監視装置は,2セット設置し,監視部分の2
重化を図っている。
5.3 UPS設備
6.2
中央監視制御用とし,薄型屋内キュービクル式
熱源プラントが安定して信頼性のある熱供給が
上部引込型で電気室内に設置される。
・入力3φ415V 出力1φ3W210-105V 容
量30kVA
・鉛蓄電池MSE型 5℃,30分間
5.4
幹線動力設備
配電方式,供給範囲等は以下の通りとなってい
る。
自動制御設備
できるように,ローカルにて自動制御システムを
構築し,調節計も自動制御盤に設置し,ローカル
で完結する設備としている。
冷水受入設備は熱交換器方式のため,冷水差圧
制御などに高速性を必要しないことから電動式制
御弁を採用し,計装用空気源装置の採用を取り止
めている。
・配電方式
:高圧機器(RC-1.2) 3φ3W6,600V
夜間運転の省力化の観点から,システム設計
(機器構成,自動制御,監視機能等)において,
:プラント熱源機器 3φ3W415V
昼間運転,夜間運転とその運用を明確にし,夜間
:電灯コンセント 1φ3W105-210V
運転対象機器の自動運転を可能としている。また,
・供給範囲
:熱源機器用動力盤(CGS室内は別電源)
プラント内空調・衛生設備用動力盤
プラント内電灯コンセント用分電盤(CGS
室内は別電源)
・動力制御盤:地下2階,低層棟屋上に設置。
省エネ運転のための冷水流量可変制御機能を備え,
その運用は負荷状況に応じ選択が可能となってい
る。
おわりに
2006年春の新たな街開きに向けて,さらに21世
・制御方式:手元−遠方または自動
紀の新産業創造拠点の完成に向けて,豊洲は大き
・始動方式:415V 22kW以上はスターデル
く変わりはじめました。この中で豊洲三丁目エネ
タ始動とする。
6.中央監視・自動制御設備
6.1
中央監視設備
中央監視装置は,種々の情報を収集し,熱源プ
ラントの効率的管理と熱供給事業の円滑な運営を
◇ ◇ ◇
24
建築設備士・2006・5
ルギー供給施設も,2006年2月より熱供給を開始
しています。
本エネルギー供給設備の計画から竣工に至るま
で,ご指導と助言を頂きました関係各位の皆様方
に本誌面を借りて心より御礼申し上げます。
(平成18年3月9日 原稿受理)
◇ ◇ ◇