【目的】世界的な炭素削減の傾向が深まるとともに、水素エネルギーの大規模な応用が推進されている中、既存のガスタービン装置に対して水素混焼技術改造を行うことは、発電および暖房産業における低炭素エネルギーへの転換を実現する重要な手段である。【方法】Ebsilon熱システムシミュレーションプラットフォームを基に、あるガスタービン熱電併給発電所のSGT800二段圧力無再熱複合サイクルユニットの熱システムモデルを構築し、総入力燃料熱量とタービン入口温度を一定に保った条件下で、水素混合比率（0～50％、質量比）およびガスタービン負荷率の二重要因が複合サイクルシステムの運転パラメータおよび熱性能に与える影響を検討した。【結果】シミュレーション結果は、水素混合比率の増加に伴い燃料の質量流量が徐々に減少し、タービン入口温度を一定に保つためにガスタービン入口の過剰空気係数もそれに応じて減少する必要があることを示した。しかし、タービン排気温度、流量および熱量は水素混合比率の増加に伴い単調に変化せず、これはシステムが一定のタービン入口温度を維持するために冷却空気流量を動的に調整した結果である。100％ガスタービン負荷および最大抽気凝縮条件において、ガスタービン発電効率および複合サイクルシステム効率は水素混合比率約20％付近で最大となり、それぞれ41.05％および80.79％であり、純天然ガス条件と比較してそれぞれ1.38％および1.16％上昇した。さらに負荷変動条件下での水素混焼がシステム運転パラメータに及ぼす影響を検討した結果、水素混合比率がゼロから50％に増加した場合、100％、80％、60％の負荷率においてガスタービン発電効率はそれぞれ1.38％、1.28％、1.12％向上し、複合サイクルシステム効率はそれぞれ1.16％、1.08％、0.92％向上した。【結論】水素混合がユニット性能に及ぼす影響は複雑で二重の負荷依存性を示す。高負荷域では水素混合は燃焼プロセスを最適化し、ユニットの絶対効率利得を最大化し、低負荷域では水素混合がユニットの性能下限を引き上げ、深い負荷変動条件下での経済的実現可能性を保証する。

複合サイクル;水素混焼;EBSILON;熱性能