Sand Lake複合発電所、2026年初め2か月の運転は6日

米国フロリダ州オーランドのSand Lake Energy Center(サンドレイク・エネルギーセンター)は、1993年に商業運転を始めた天然ガス複合発電所です。長年連続運転していましたが、現在は電力プールによる給電指令で運転し、稼働日数が大幅に減っています。『Power Engineering』は2026年10月27日に同発電所の保守マネージャーへのインタビューを掲載し、『Combined Cycle Journal』(以下CCJ)は2026年8月12日により詳しい技術記事を掲載しました。本稿は、この2本の記事と公的文書から確認できる内容をまとめたものです。

1993年に商業運転を開始、2024年にフロリダ市営電力機関が取得

発電所の旧名はOrlando Cogen(オーランド・コージェネレーション)で、Air Products and Chemicals(エア・プロダクツ・アンド・ケミカルズ)が自社の空気分離プラントの隣に建設しました。発電に加え、蒸気を吸収式冷凍機に送り、同社の敷地に冷水を供給していました。

長期の電力購入契約(Power Purchase Agreement)は2023年12月に満了しました。Florida Municipal Power Agency(フロリダ市営電力機関、FMPA)は2024年2月16日に所有権の取得を発表し、名称をSand Lake Energy Centerに改めました。FMPAはフロリダ州の33の市営電気事業者が共同で所有する卸電力機関です。FMPAのプレスリリースによると、この発電所は120 MWを供給し、13のフロリダの地域に電力を送っています。

フロリダ州公益事業委員会(Florida Public Service Commission)に提出されたFMPAの2026〜2035年10か年サイト計画には、夏季定格120 MW、Alstom製GT11NMCガスタービン1基と蒸気タービン1基という構成が記載されています。『Power Engineering』は、従来のベースロード出力が114.5 MW、ピーク時は最大125 MWだったと伝えています。

2026年最初の2か月で運転は6日間

保守マネージャーのDanny Slade(ダニー・スレード)氏は、同発電所に30年以上勤務し、建設にも関わりました。以前は年間約8,000時間運転していましたが、現在は運転時間が減り、起動回数が増えたと述べています。同氏によると、2026年最初の2か月の運転は6日間でした。

この発電所はFMPAの電力プールの一部です。プールには給電指令の対象となる多くの発電所があり、地点ごとに価格と需要が異なり、送電線の事業者が料金を徴収し、発電所ごとに効率も違います。Slade氏は、効率の高い新型タービンはSand Lakeのような古い複合発電所より安くなる場合があり、給電指令の担当者はこうした要素を総合してどの発電所を運転するか決めると説明しています。発電所が故障で停止したときは、プール内の別の発電機で補います。

2025年第1四半期末時点で、Sand Lakeの累計は約24万等価運転時間(Equivalent Operating Hours、EOH)、起動回数は600回を超えています。Slade氏は、短時間の急速起動のあと数週間停止するという運用に設備がどう耐えるかは分からないとも述べています。限られた運転時間と繰り返しの起動停止にかかるコストが見合うかは、時間がたたないと分かりません。

クラッチによりガスタービンが20分で10 MWを出力

Sand Lakeは一軸型の複合発電設備で、ガスタービン、蒸気タービン、発電機が1本の軸につながっています。蒸気タービンの低圧部と発電機の間にSSS Clutch(Synchro-Self-Shifting Clutch、同期自己切替式クラッチ)が取り付けられています。CCJがSSS Clutch社の担当者の話として伝えたところでは、このクラッチを使う、100 MWを超える一軸型複合発電所としては米国初です。クラッチはAir Productsの当初の仕様要件でした。

クラッチの目的は起動時間の短縮です。2本の記事とも、発電所はこれを回転予備力や同期調相機などの補助サービスの切り替えには使っておらず、起動を速めることだけが目的だと伝えています。クラッチで蒸気タービンを切り離すと、ガスタービンは単独で起動し、20分で10 MWを出力できます。その間に蒸気タービンの準備を進めます。Slade氏によると、温間再起動では45分で全負荷に達し、クラッチがなければ冷機状態から全負荷まで約3時間かかります。蒸気タービンがトリップしても、ガスタービンが連動してトリップしないという効果もあります。

このクラッチは2011年に蒸気タービンの異常トリップで損傷し、現場で修理して2017年の交換まで使われました。元の部品をメーカーに送って点検したところ、状態は正常でした。Slade氏は、現在のクラッチはさらに20年使えると見込んでいます。

冷凍機とダクトバーナーを撤去し、繊維強化プラスチック製冷却塔に更新

コージェネレーション契約の終了後、構内の1,600トンの吸収式冷凍機は不要になり、廃止されました。ダクトバーナーは建設時から設置されていましたが、2008年の圧縮機アップグレードで質量流量が8〜10%増え、バーナーが担っていた出力を補ったため、その後は使われていませんでした。CCJによると、FMPAは2025年初めにこれを撤去しました。

古い冷却塔は、水分、化学物質、紫外線、温度変化にさらされ続けていました。FMPAはICT Industrialに委託し、4セルの繊維強化プラスチック(Fiber-Reinforced Polymer、FRP)製冷却塔に交換しました。『Power Engineering』の説明では、FRPの繊維は金属のように酸化したり木材のように腐ったりせず、耐食性、高い強度重量比、低い保守負担、紫外線や風雨への耐性が利点とされています。CCJによると、最初の1セルが先に完成し、残る3セルは2025年末に加わりました。

新設を待たず既存機をアップグレード

Slade氏は、新しいガスタービンの納期は最長5年に及ぶ可能性があり、電力需要は増え続けているため、既存設備のアップグレードの重要性が高まっていると述べています。FMPAが進めているのは、GE VernovaのGT11NM XL/XPアップグレードパッケージで、Hughes Technical Servicesが据え付けます。内容は、圧縮機第4段の新しいハードウェア、冷却の改良、制御系の更新です。2つのモードの数値は次のとおりです。

• XLモード:大規模点検の間隔が24,000 EOHから32,000 EOHに延び、出力は9.6 MW増え、効率は2.9%向上します。
• XPモード:大規模点検の間隔は24,000 EOHのままで、出力は13.1 MW増え、効率は3.2%向上します。

FMPAの10か年サイト計画は、容量予測にSand Lakeの2028年の増強を織り込んでいます。

電気設備も検討対象です。Slade氏は、変圧器、変電所、送電線の損失により、8〜10 MWの出力が送り出せない可能性があると見積もっています。対策案は、既存の古い変圧器2台を大型の1台に置き換え、Duke Energy(デューク・エナジー)の変電所への接続を再構成することです。ダクトバーナーの再設置も検討されており、同氏は新しいバーナーで4〜6 MW増えると見ています。CCJが挙げる数値では、バーナーを使うと熱消費率が8,000 Btuから8,800 Btuに上がります(記事は算出の基準を示していません)。それでも電力価格が十分高ければ、燃料の増加は問題にならないと同氏は話しています。

製造中止機種の予備品はオーナー会で融通

Sand LakeのGT11Nシリーズのガスタービンは製造が終了しており、予備品の入手はしだいに難しくなっています。この機種はAsea Brown Boveri(ABB)、Alstom、GE Vernovaの順に所属が移りました。Slade氏は毎年夏にAlstom Owners Group(アルストム機器オーナー会)に参加しています。これは古いABBおよびAlstom製設備の所有者が情報交換し、共通の課題に取り組む組織です。同氏によると、会員は旧式部品の入手を互いに助け合い、再設計したブレードを製造する会社もあります。

FMPAの目標は、この発電所をあと約20年運転することです。Slade氏は、10〜15年後には運転開始から50年になるタービンの部品探しがかなり難しくなりうると指摘しています。蒸気タービンの寿命も現時点では不明で、次回の定期停止で要対応項目を確認する予定です。他の発電所オーナーへの助言の一つは、保守作業を迅速に行えるよう、配置に作業スペースを残しておくことです。

臺灣が参考にできる方向

以下は、この事例から整理した確認項目です。実際に当てはまるかどうかは、各機の設計と電力システムの需要に応じた評価が必要です。