コージェネ更改により発電出力を大幅に増加させ、省エネ性向上と BCP 強化を実現

工事に活かされる

建物概要

日比谷のディ・エイチ・シー・東京 CGS 更改

技術

コージェネ大賞2020 民生用部門特別賞を受賞

PICK UP NO.1

ディ・エイチ・シー・東京（以下、DHC 東京）は当社が入居する東京都港区芝浦のグランパークへ冷温熱と電力を供給する地域冷暖房会社である。
DHC 東京は1996 年に田町駅東口地区として地域冷暖房の区域指定を受けオフィス棟や、住居のハイツ棟、会議室および商業施設があるプラザ棟などからなるグランパークへの熱供給を開始した。その後 2003 年10月からガスタービンコージェネレーションシステム（以下、ガスタービン CGS）を導入し熱供給と同様にグランパークに対して電力供給を開始した。コージェネレーションシステム（以下、CGS）導入後、外部環境の変化から熱需要が低下し効率低下等の課題が顕在化した。一方、需要家側のグランパークは、競合する最新大規模ビルに比べ自立電源確保など BCP 機能が劣り事業上の課題があった。
そこで、地域冷暖房会社がビルオーナーと緊密に連携し、ガスタービン CGS からガスエンジンコージェネレーションシステム（以下、ガスエンジンCGS）へ更改を行い、発電出力の大幅な向上、平常時におけるビル電力のピークカットの拡大、非常時におけるビルと熱供給設備への電力供給によるBCP 機能の強化により、大幅な省エネと地産地消を実現した。

写真１

1.1 設備概要
1.1.1 熱源設備

排熱回収ボイラを縮小した。併せて、蒸気だけでなく温水も利図１、表１に示すシステム概要図の通り設備更改を実施した。
表１

熱源設備の更改
更改前

更改後

排熱回収ボイラ

2.05ton/h ×2 台

0.58ton/h ×2 台

蒸気吸収式冷凍機

500Rt ×1 台

700Rt ×1 台

非発用燃料タンク

15ton

95ton

ル側との熱負荷調整を行い、プラントの省エネ化を実現してきた。

ントロールが必要となった。このため、ビル側との連携を密に運用改善に取り組んできたが、本則基準の 0.85 達成には一層用し、温水を高効率最新機器である蒸気ジェネリンクで有効活してビルの電力ピークカット、コスト低減化に貢献している。の省エネ改善を要した。

用し、省エネ性向上を図った。また、CGS 更改に伴い排熱蒸気また熱のマネジメントについても省エネ会議にて緊密な調整を量を 70％低減し、熱需要に対する余剰蒸気量を削減、排熱蒸行い、従来以上のプラントの効率化を推進している。

オフィス棟のグランパークタワーは２系統受電で１系、２系幅に向上した。

更改前は、CGS からの発電電力量の調整によりグランパーク電力デマンドコントロールを行い、コスト低減に寄与してきた。

設備構成範囲への更改で CGS 発電量を増強し、建物の電力需要に応じた運グランパークガスエンジン

排熱回収ボイラ
0.58t/h×2

炉筒煙管ボイラ

中圧ガス

蒸気

小型貫流ボイラ

BCP 対応を強化した。
③運用効率向上
前述の建物の２系統並列運用ではトランスの無負荷損など効図1

蒸気GL-1

蒸気吸収式冷凍機

蒸気1450荷を１系統に集約することで電力の運用効率の向上を図った。

ディ・エイチ・シー・東京

RTインバータターボ冷凍機
600
電気

中圧ガス

更改後熱源設備

従来方式

更改後は、CGS からの電力融通量は従前の1.5 倍以上に増加し、従前の通り排熱とともに街区内で面的融通され、CGS 活用の電力・排熱の街区内有効利用システムとなっている。

電気

一時滞在施設（１Ｆエントランス等）

変電所
蒸気ジェネリンク電気ボイラー

図2

更改後熱源設備更改後 ボイラ

2 省エネルギー性能・BCP 機能の向上

×
停電

×
停電

GE-2 1,000kW

RT

一次エネルギー使用量（実績 + 計画）
商用電力（コージェネ有効発電量）【kL】

GE-1 1,000kW

電気

一時滞在施設・Wi-Fi・照明・コンセント
地域冷暖房施設・CGS補機・ジェネリンク・ボイラ、ポンプ

コージェネ

1450

蒸気
蒸気

専有部
・換気
・照明、コンセント

RT

RT

図１

共用部・防災設備
・ELV、ポンプ
・照明

非常発電機
3,000kVA
燃料タンク:A重油
72時間分

冷水 7℃
蒸気ジェネリンク700

2.0t/h×２率の低下を招く懸念があった。これを低減するため建物電力負非常用発電機

蒸気 0.78MPa

7.2t/h 12t/h

料タンクを増強し運転時間を約 10 時間から約 72 時間としてグランパークグランパーク

電気 6,600V

排温水90℃
1000kW×２ 蒸気

蒸気ヘッダーにし、その後自立して起動できるようにした。また、非発用燃タービン CGS 排熱、発電電力は街区内建物間面的活用を実施の向上を図るとともに、電力系統の見直しから、BCP 機能も大エネルギーマネジメントによる省エネ推進

2.3

つの系統に集約し１系、２系の切替運用とした。ガスエンジン

CGS に置き換え（温熱生成能力： 10.3GJ ⇒ 2.9GJ：約 0.3 倍）

1 日比谷技報 No. 16 2020

これらの結果、東京都から求められている地冷施設の COP気利用率向上で一層の効率向上を図った。の並列運用のそれぞれに 650kW の CGS を接続していたが、１備、照明・コンセント、空調に保安電源として供給できるようしている。

マンドへの影響が大きくなったことからきめ細かなデマンドコ

更改後は、ガスエンジン CGS 排熱は、蒸気をプラントで利要が小さくなったことからガスタービン CGS をガスエンジン電力・熱の街区内面的利用
更改前から、地域冷暖房施設からの蒸気、冷水の熱媒、ガスまた熱のピーク負荷時等、プラントの急激な負荷変動をできるや温熱負荷に有効に活用した。テナント変更や震災の影響など、

CGS はブラックアウトスタート対応とし非常時自立運転でき

2.1

CGS 更改ならびに周辺設備の更改工事

ビル側の熱需要が大きく減少した後は、中間期 CGS 排熱が十② BCP 機能向上

写真３2018 年９月〜2020 年３月

工事内容

スを考慮した運転方法を採用していた。

る仕様とした。非常時、建物側の非常用発電機から中央監視設

更改後 CGS 発電機

工期

CGS 更改他工事

東京都地域冷暖房施設の COP 基準が 2010 年に制定され、大規模テナントの退去などに伴い、導入当初に比べて温熱需

写真２

ディ・エイチ・シー・東京だけ軽減できるように共用部の空調開始時間の繰り上げ等、ビ約低減によるランニングコスト削減を達成した。

①システム最適化

工事名

更改前は、排熱蒸気をプラント蒸気負荷（蒸気吸収式冷凍機）転台数変更が可能な同期運転方式とした。これより商用電力契1.2 システム更改のポイント
1.2.1 熱源設備

SRC 造・地上 34 階②運転効率向上①システム最適化

切替を行う制御盤

構造・階数：162,122.89m2： 2,137m2

更改後は、CGS 発電量の大幅（1.5 倍）な増加により、グラ1.2.2 電力供給設備

CGS 切替盤新設：自立運転時 CGS 補機及び蒸気ジェネリンク等への電力供給

グランパークタワー
地域冷暖房施設

ンパークの契約電力が 32％小さくなり、電力負荷変動によるデ停電時の電力供給系統を示す。
更改後

延床面積分使えないため、一部を放熱していた。また省エネ性向上を目とした。

更改前

東京都港区芝浦３丁目４- １

的とした、ターボ冷凍機と排熱利用蒸気吸収冷凍機とのバラン表２に示す電力設備（CGS）の更改を行った。また、図２に

CGS
ガスタービン650kW ×2台
ガスエンジン1,000kW ×2台
自立変圧器盤追加 750kVA ×1 台（停電時のみ使用）

所在地

行った。

1.1.2 電力供給設備

電力設備の更改

NTT 都市開発ビルサービス株式会社

用可能である排温水投入型蒸気ジェネリンクへの置き換えを

このため、前述のシステム更改を行い、COP 向上を図ること

表２

グランパークタワー地下 3、4 階 地域冷暖房施設

設計事務所

更改したガスエンジン

CGS 排熱の有効利用による省エネ性の向上

2.2

1 主な導入事例

建物名称

表３ 更改前後の省エネ率
6月
7月
8月
9月
174
169
165
162

図２

停電時の電力供給

停電時の電力供給

4月
157

5月
135

蒸気【kL】

3010221313

冷水【kL】

811174545172

168

165

176

161

180

164

152

172

2,009

24.2% 24.6% 21.6%※ 7 月以降は計画値にて試算

20.4%

17.4%

18.7%

19.0%

19.3%

18.8%

18.6%

CGS 燃料使用量（HHV 基準）【kL】
方式

省エネ率【%】（実績値 + 計画値）

168

148

181

13.9%

5.6%

14.7%

東京本店 NTT 本部第２エンジニアリングサービス部 第３課 粟村 章弘（機械施工）
東海支店 エンジニアリングサービス部 第１課 五島 勇樹（電気施工）

10 月
173

11月
158

12 月
176

1月
161

2月
149

3月
169

13132535

32

30

34271

36

36

1210101010248

本社

技術研究所

計1,947

髙橋 慎一（記）日比谷技報No. 1620202