CN108368440B - 气化装置、气化装置的控制装置及方法、气化复合发电设备 - Google Patents

Abstract

在气化装置、气化装置的控制装置及方法、气化复合发电设备中设置有：气化炉(101)；压力容器(102)；在气化炉(101)与压力容器(102)之问被填充惰性气体的环形部(104)；向环形部(104)供给惰性气体的加压用气体供给装置(119)；将气化炉(101)的内部与环形部(104)连通的均压管(127)；对减压部(111)中的第一压力差(APl)进行检测的压力差检测装置(131)；对均压管(127)中的第二压力差(AP2)进行检测的压力差检测装置(131)；以及基于压力差检测装置(131)的检测结果，使用第一压力差(APl)或第二压力差(AP2)来控制加压用气体供给装置(119)以抑制生成气体通过均压管(127)向环形部(104)的流出的控制装置(132)。

Description

气化装置、气化装置的控制装置及方法、气化复合发电设备

技术领域

本发明涉及通过使煤或生物物质等含碳固体燃料部分燃烧并气化而生成气体燃料的气化装置、该气化装置的控制装置及方法、具备气化装置的气化复合发电设备。

背景技术

气化复合发电设备(煤气化复合发电设备)由供煤装置、煤气化装置、气体精制装置、燃气轮机设备、蒸汽轮机设备、废热回收锅炉、气体净化装置等构成。该煤气化复合发电设备中的煤气化装置构成为，在压力容器内配置有气化炉，在该气化炉的铅垂下方配置有燃烧装置，另一方面，在该气化炉的铅垂上方配置有热交换器(气体冷却器)。另外，煤气化装置通过向压力容器与气化炉之间的环形部(压力保持部)填充氮等非活性气体而将气化炉内维持为高压状态。而且，通过使气化炉内与环形部由均压管连通，从而抑制与气化炉内的压力变动相伴的气化炉内与环形部的差压的上升。作为这样的煤气化装置，例如存在下述专利文献1、2所记载的装置。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平07-278574号公报

专利文献2：日本特开2013-163760号公报

发明内容

发明要解决的课题

在煤气化装置中，若在负荷上升时燃料的供给量变动而使气化炉内的压力上升，则气化炉内的生成气体通过均压管向环形部流动，从而抑制气化炉内与环形部之间的差压的上升。为了维持环形部的压力，向环形部供给由氮等非活性气体构成的加压用气体，由此，从气化炉流出到环形部的生成气体返回到气化炉内，环形部能够维持非活性气体环境气。另一方面，该生成气体包括未反应成分及灰分(以下称作煤焦。)，存在该煤焦与生成气体一起向环形部流入的情况。煤气化装置在下端部设置有贮存水的渣斗，流入到环形部的煤焦有可能污染环形部。

本发明用于解决上述的课题，其目的在于，提供一种能够抑制相对于气化炉内的压力变动的生成气体通过均压管向环形部(压力保持部)流入的气化装置、气化装置的控制装置及方法、气化复合发电设备。

用于解决课题的方案

用于达成上述目的的本发明的气化装置的特征在于，所述气化装置具备：气化炉，其进行含碳燃料的气化；压力容器，其收容所述气化炉；压力保持部，其在所述气化炉与所述压力容器之间且被填充加压用气体；加压用气体供给装置，其向所述压力保持部供给加压用气体；均压管，其将所述气化炉的内部与所述压力保持部连通；压力差检测推断装置，其对所述气化炉侧的第一压力与所述压力保持部侧的第二压力之间的第一压力差进行检测或推断；以及控制装置，其基于所述压力差检测推断装置的检测结果或推断结果，以使所述第二压力高于所述第一压力的方式对所述加压用气体供给装置进行控制。

因此，在压力容器内收容气化炉，在两者之间划分有压力保持部，气化炉的内部与压力保持部由均压管连通，加压用气体供给装置向压力保持部供给加压用气体，由此，能够抑制生成气体从气化炉向压力保持部的的流入。然而，因气化炉内的压力变动而气化炉内的压力上升，有时会高于压力保持部的压力。压力差检测推断装置对气化炉侧的第一压力与压力保持部侧的第二压力之间的第一压力差进行检测或推断。控制装置基于压力差检测推断装置的检测结果或推断结果，以使第二压力高于第一压力的方式对加压用气体供给装置进行控制。因此，即便气化炉内的压力上升，通过使压力保持部的压力进一步上升，也能够抑制气化炉内的生成气体通过均压管向压力保持部流入。

在本发明的气化装置中，特征在于，所述压力差检测推断装置具有：与所述均压管在气体流动方向上分离且对所述气化炉的第一压力进行检测的第一压力传感器；与所述均压管在气体流动方向上分离且对所述压力保持部的第二压力进行检测的第二压力传感器；以及根据所述第一压力传感器的检测值和所述第二压力传感器的检测值来算出所述第一压力差的算出部。

因此，通过使用与均压管分离的第一压力传感器和第二压力传感器，能够容易地算出第一压力差。而且，在气化炉内的生成气体的密度与压力保持部中的加压用气体的密度不同的情况下，越靠下方则其压力差越大，因此，为了确保气化炉的炉壁强度，使用与均压管分离的第一压力传感器和第二压力传感器来监视气化炉内与压力保持部的差压。通过使用该第一压力传感器与第二压力传感器来检测气化炉内与压力保持部的差压，能够容易地算出第一压力差。

在本发明的气化装置中，特征在于，所述压力差检测推断装置对所述均压管中的所述气化炉侧的开口部的第三压力与所述压力保持部侧的开口部的第四压力之间的第二压力差进行检测或推断，所述控制装置基于所述压力差检测推断装置的检测结果或推断结果，以使所述第四压力高于所述第三压力的方式对所述加压用气体供给装置进行控制。

因此，由于使用气化炉侧的均压管的开口部的第三压力和压力保持部侧的均压管的开口部的第四压力，所以能够高精度地检测或推断第二压力差，能够抑制气化炉内的生成气体通过均压管向压力保持部流入。

在本发明的气化装置中，特征在于，在所述气化炉的铅垂方向上部配置有热交换器，所述均压管配置在比所述热交换器靠铅垂方向的上方的位置，所述压力差检测推断装置具有：对所述第三压力进行检测的第三压力传感器；对所述第四压力进行检测的第四压力传感器；以及根据所述第三压力传感器的检测值与所述第四压力传感器的检测值来算出所述第二压力差的算出部，所述控制装置以使所述第二压力差成为预先设定的加入了富余量的下限值以上的方式对所述加压用气体供给装置进行控制。

因此，算出部根据第三压力传感器的检测值与第四压力传感器的检测值来算出第二压力差，控制装置以使第二压力差成为下限值以上的方式对加压用气体供给装置向压力保持部供给的加压用气体的供给量进行调整。因此，通过利用传感器直接对处于气化炉的上部的均压管的附近的压力进行检测而求出第一压力差，从而能够高精度地调整向压力保持部供给的加压用气体的供给量。

在本发明的气化装置中，特征在于，加压用气体的供给量被控制为基准供给量与变动供给量的合计量，基准供给量以使第一压力差成为得到通常的额定运转时的标准时的压力差的规定的压力差以上的方式被设定，所述控制装置根据所述压力保持部的由第二压力传感器计测的第二压力的压力上升速度来算出追加供给的变动供给量。

因此，通过使加压用气体的供给量成为额定运转时的基准供给量与追加供给的变动供给量的合计量，从而能够容易将压力保持部的压力维持得比气化炉内的压力高。另外，通过利用均压管附近的第二压力的上升速度来算出追加供给的变动供给量，能够更高精度地将压力保持部的压力维持得比气化炉内的压力高，能够适当地防止从炉内向压力保持部的气体流动，因此，能够防止压力保持部的污染。

在本发明的气化装置中，特征在于，所述第一压力传感器与所述第二压力传感器配置在相同的高度位置。

因此，即便在气化炉内的生成气体的密度与压力保持部中的加压用气体的密度不同的情况下，通过配置在相同的高度位置的第一压力传感器与第二压力传感器分别对气化炉内的压力与压力保持部的压力进行检测，从而也能够抑制检测误差而高精度地调整向压力保持部供给的加压用气体的供给量。

在本发明的气化装置中，特征在于，由所述加压用气体供给装置向所述压力保持部供给加压用气体的供给位置设置在从所述均压管向铅垂方向的下方离开了规定距离的位置。

因此，通过将向压力保持部供给的加压用气体的供给位置设置在从均压管向下方分离了的位置，从而加压用气体成为在压力保持部内向均压管侧上升的流动，即便气化炉侧的异物通过均压管向压力保持部移动，也能够利用加压用气体的上方流动来使异物悬浮排出。

在本发明的气化装置中，特征在于，所述压力差检测推断装置具有：与所述均压管在气体流动方向上分离且对所述气化炉的第一压力进行检测的第一压力传感器；与所述均压管在气体流动方向上分离且对所述压力保持部的第二压力进行检测的第二压力传感器；以及根据所述第一压力传感器的检测值和所述第二压力传感器的检测值来算出第二压力差的算出部，所述控制装置以使所述第二压力差成为基于所述气化炉的炉壁强度而设定的上限值以下的方式对所述加压用气体供给装置进行控制。

因此，算出部根据由第一压力传感器检测到的第一压力和由第二压力传感器检测到的第二压力来算出第二压力差，控制装置以使第二压力差成为上限值以下的方式对加压用气体供给装置向压力保持部供给的加压用气体的供给量进行调整。在气化炉内的生成气体的密度与压力保持部中的加压用气体的密度不同的情况下，越靠下方则其压力差越大，因此，基于气化炉的炉壁强度来设定上限值。因此，通过与气化炉的下部的第二压力差相应地调整向压力保持部供给的加压用气体的供给量，从而能够抑制生成气体向压力保持部的流入，并且，能够确保气化炉的较高的稳定性。

在本发明的气化装置中，特征在于，所述压力差检测推断装置具有：对第一压力进行检测的第一压力传感器；对所述压力保持部的下部的第二压力进行检测的第二压力传感器；以及根据所述第一压力传感器的检测值、所述第二压力传感器的检测值及所述均压管的高度位置来推断所述第二压力差的推断部，所述控制装置以使所述第二压力差维持在预先设定的规定的范围内的方式对所述加压用气体供给装置进行控制。

因此，推断部根据由第一压力传感器检测到的第一压力、由第二压力传感器检测到的第二压力、以及均压管的高度位置，来推断第二压力差，控制装置以使第二压力差维持在规定的范围内的方式对由加压用气体供给装置向压力保持部供给的加压用气体的供给量进行调整。因此，无需另外设置用于对处于气化炉的上部的均压管的附近的压力进行检测的传感器，通过使用用于维持气化炉的强度的传感器来求出第一压力差，能够适当地调整向压力保持部供给的加压用气体的供给量，并且，能够防止部件成本的增加。

在本发明的气化装置中，特征在于，所述压力差检测推断装置具有：对向所述气化炉供给的燃料流量进行检测的燃料流量传感器；以及基于所述燃料流量传感器的检测值来推断所述气化炉的压力从而推断所述第一压力差的推断部，所述控制装置以使所述第一压力差维持在预先设定的规定的范围内的方式对所述加压用气体供给装置进行控制。

因此，推断部基于由燃料流量传感器检测到的向气化炉供给的燃料流量来推断第一压力差，控制装置以使第一压力差维持在规定的范围内的方式对由加压用气体供给装置向压力保持部供给的加压用气体的供给量进行调整。因此，无需另外设置用于对处于气化炉的上部的均压管的附近的压力进行检测的传感器，通过使用用于对向气化炉供给的燃料流量进行检测的传感器来求出第一压力差，能够适当地调整向压力保持部供给的加压用气体的供给量，并且，能够防止部件成本的增加。

在本发明的气化装置中，特征在于，所述压力差检测推断装置具有：对所述气化炉的压力进行检测的压力传感器；以及基于所述压力传感器的检测值来算出所述气化炉的炉内压力上升速度从而推断所述第一压力差的推断部，所述控制装置以使所述第一压力差维持在预先设定的规定的范围内的方式对所述加压用气体供给装置进行控制。

因此，推断部基于由压力传感器检测到的气化炉的压力来推断第一压力差，控制装置以使第一压力差维持在规定的范围内的方式对由加压用气体供给装置向压力保持部供给的加压用气体的供给量进行调整。因此，无需另外设置用于对处于气化炉的上部的均压管的附近的压力进行检测的传感器，通过使用用于对气化炉的压力进行检测的传感器来求出第一压力差，能够适当地调整向压力保持部供给的加压用气体的供给量，并且，能够防止部件成本的增加。

在本发明的气化装置中，特征在于，所述压力差检测推断装置具有与预先设定的起动时的所述气化炉的负荷变化相应地算出所述第一压力差的算出部，所述控制装置以使所述第一压力差维持在预先设定的规定的范围内的方式对所述加压用气体供给装置进行控制。

因此，算出部与起动时的气化炉的负荷上升相应地算出第一压力差，控制装置以使第一压力差维持在规定的范围内的方式对由加压用气体供给装置向压力保持部供给的加压用气体的供给量进行调整。因此，能够不使用压力传感器而设定加压用气体的供给量，能够抑制因检测误差、检测延迟等而引起的加压用气体的供给量的偏差，从而能够高精度地调整向压力保持部供给的加压用气体的供给量。

本发明的气化装置的控制装置的特征在于，所述气化装置具备：气化炉，其进行含碳燃料的气化；压力容器，其收容所述气化炉；压力保持部，其在所述气化炉与所述压力容器之间被填充有加压用气体；加压用气体供给装置，其向所述压力保持部供给加压用气体；以及均压管，其将所述气化炉的内部与所述压力保持部连通，所述气化装置的控制装置以使所述压力保持部侧的第二压力高于所述气化炉侧的第一压力的方式对所述加压用气体供给装置进行控制。

因此，基于压力差检测推断装置的检测结果或推断结果，以使第二压力高于第一压力的方式对加压用气体供给装置进行控制，因此，即便气化炉内的压力上升，通过使压力保持部的压力进一步上升，也能够抑制气化炉内的生成气体通过均压管向压力保持部流入。

本发明的气化装置的控制方法的特征在于，所述气化装置具备：气化炉，其进行含碳燃料的气化；压力容器，其收容所述气化炉；压力保持部，其在所述气化炉与所述压力容器之间被填充有加压用气体；加压用气体供给装置，其向所述压力保持部供给加压用气体；以及均压管，其将所述气化炉的内部与所述压力保持部连通，所述气化装置的控制方法具有如下工序：对所述气化炉侧的第一压力与所述压力保持部侧的第二压力之间的第一压力差进行检测或推断的工序；以及以使所述第二压力高于所述第一压力的方式对所述加压用气体供给装置进行控制的工序。

因此，即便气化炉内的压力上升，通过使压力保持部的压力进一步上升，也能够抑制气化炉内的生成气体通过均压管向压力保持部流入。

本发明的气化复合发电设备的特征在于，具备：气化装置，其使含碳固体燃料气化而生成可燃性气体；气体精制装置，其通过从由所述气化装置生成的可燃性气体中去除杂质而进行气体精制；燃气轮机设备，其使由所述气体精制装置进行了气体精制的可燃性气体的至少一部分与压缩空气的混合气体燃烧而对涡轮进行驱动；废热回收锅炉，其利用来自述燃气轮机设备的废气而生成蒸汽；以及蒸汽轮机设备，其利用由所述废热回收锅炉生成的蒸汽而对涡轮进行驱动。

因此，在气化装置中，基于压力差检测推断装置的检测结果或推断结果，以使第二压力高于第一压力的方式对加压用气体供给装置进行控制，因此，即便气化炉内的压力上升，通过使压力保持部的压力进一步上升，也能够抑制气化炉内的生成气体通过均压管向压力保持部流入。其结果是，能够防止煤焦在压力保持部内落下，从而能够防止环形部受到污染。

发明效果

根据本发明的气化装置、气化装置的控制装置及方法、气化复合发电设备，以相对于气化炉内的压力变动而使压力保持部侧的开口部的第二压力高于均压管中的气化炉侧的开口部的第一压力的方式对加压用气体供给装置进行控制，因此，能够抑制气化炉内的生成气体通过均压管向压力保持部流入。

附图说明

图1是表示第一实施方式的气化装置的概要图。

图2是应用了第一实施方式的气化装置的煤气化复合发电设备的概要结构图。

图3是表示第二实施方式的气化装置的概要图。

图4是表示第三实施方式的气化装置的概要图。

图5是表示第四实施方式的气化装置的概要图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的气化装置、气化装置的控制装置及方法、气化复合发电设备的优选实施方式详细进行说明。需要说明的是，并不通过该实施方式来限定本发明，另外，在存在多个实施方式的情况下，也包括组合各实施方式而构成的实施方式。

[第一实施方式]

图2是应用了第一实施方式的气化装置的煤气化复合发电设备的概要结构图。

第一实施方式的煤气化复合发电设备(IGCC：Integrated Coal GasificationCombined Cycle)采用将空气作为氧化剂并利用气化装置生成煤气的空气燃烧方式，将由气体精制装置精制后的煤气作为燃料气体供给至燃气轮机设备来进行发电。即，第一实施方式的煤气化复合发电设备是空气燃烧方式(空气吹送)的发电设备。作为向气化装置供给的燃料，例如使用煤等含碳固体燃料。

在第一实施方式中，如图2所示，煤气化复合发电设备(气化复合发电设备)10具备煤粉供给设备11、煤气化装置12、煤焦回收装置13、气体精制装置14、复合发电设备15以及废热回收锅炉(HRSG：Heat Recovery Steam Generator)16。

煤粉供给设备11是将煤粉碎成细小的颗粒状来制造煤粉的设备。由煤粉供给设备制造出的煤粉向煤气化装置12供给。煤气化装置12为能够利用煤粉且能够利用由煤焦回收装置13回收到的煤焦(煤的未反应成分及灰分)的装置。煤气化装置12利用氧化剂(空气、氧)使供给至内部的作为含碳燃料的煤(煤粉)部分燃烧而使其气化，生成可燃性气体。该煤气化装置12朝向煤焦回收装置13地设置有可燃性气体的气体生成管线31，能够排出包含煤焦的可燃性气体。

煤焦回收装置13具有集尘装置和供给料斗。在该情况下，集尘装置由一个或多个多孔过滤器、旋风分离器构成，能够对由煤气化装置12生成的可燃性气体所含的煤焦进行分离。然后，被分离出煤焦后的可燃性气体通过气体排出管线32向气体精制装置14输送。

气体精制装置14通过对由煤焦回收装置13分离出煤焦后的可燃性气体去除硫化合物、氮化合物等杂质而进行气体精制。而且，气体精制装置14对可燃性气体进行精制而制造燃料气体，并将该燃料气体向复合发电设备15供给。

复合发电设备15由燃气轮机设备、蒸汽轮机设备以及发电机构成。废热回收锅炉16利用在复合发电设备15的蒸汽轮机设备中使用后的废气的热生成蒸汽并送至蒸汽轮机设备。然后，被废热回收锅炉16回收了热量的废气通过气体净化装置33被去除有害物质，净化后的废气从烟囱34释放到大气中。

在这样构成的煤气化复合发电设备10中，将由煤粉供给设备11生成的煤粉向煤气化装置12供给。另外，由煤焦回收装置13回收到的煤焦向煤气化装置12供给。煤气化装置12利用压缩空气(氧)使供给来的煤粉及煤焦燃烧而使煤粉及煤焦气化，由此生成可燃性气体(煤气)。然后，该可燃性气体从煤气化装置12通过气体生成管线31排出而送至煤焦回收装置13。在煤焦回收装置13中，对于可燃性气体，利用集尘装置从可燃性气体中分离出煤焦，被分离出煤焦后的可燃性气体通过气体排出管线32而送至气体精制装置14。另一方面，从可燃性气体分离出的微粒煤焦返回至煤气化装置12而被再利用。

被分离出煤焦后的可燃性气体由气体精制装置14去除硫化合物、氮化合物等杂质而被进行气体精制，制造出燃料气体。然后，在复合发电设备15中，使从燃气轮机设备供给的压缩空气与从气体精制装置14供给的燃料气体混合并进行燃烧，从而生成燃烧气体来驱动涡轮，利用发电机进行发电。然后，从燃气轮机设备排出的废气在废热回收锅炉16中与供水进行热交换，由此生成蒸汽，将该生成的蒸汽供给至蒸汽轮机设备，驱动涡轮进行旋转，从而利用发电机进行发电。气体净化装置33将从废热回收锅炉16排出的废气的有害物质去除，净化后的废气被从烟囱34释放到大气中。

以下，对上述的煤气化复合发电设备10中的煤气化装置12详细进行说明。图1是表示第一实施方式的气化装置的概要图。

在本实施方式中，如图1所示，煤气化装置12具有：进行作为含碳燃料的煤(煤粉)的气化的气化炉101；在气化炉101的上方配置的热交换器102；以及收容气化炉101的压力容器103，在气化炉101与压力容器103之间划分有环形部(压力保持部)104。

气化炉101呈中空形状，从铅垂方向的上部起设置有减压部111、扩散部112、燃烧部113。另外，该气化炉101在减压部111的铅垂方向的上方设置有收容热交换器102的热交换器收容部114，在热交换器收容部114的上方形成有气体排出口115。该气化炉101的炉壁面的至少一部分的炉壁由沿铅垂方向延伸且在周向上并排设置的多个传热管(未图示)构成。

压力容器103呈中空形状，铅垂方向的上端部与气化炉101的外周部接合，在下端部设置有贮存水的渣斗116。气化炉101的下端部浸渍在渣斗116的贮存水中而被水封。通过在该压力容器103的内部配置气化炉101，从而在气化炉101与压力容器103之间的空间部划分出环形部104。

燃烧部113成为使煤粉及煤焦与空气一部分燃烧的空间，在燃烧部113中使煤粉及煤焦的一部分燃烧而得到的高温的燃烧气体通过扩散部112向减压部111流入。减压部111成为如下的空间：维持气化反应所需的高温状态并向来自燃烧部113的燃烧气体供给煤粉，使煤粉热分解成挥发成分(一氧化碳、氢、低级烃等)而气化，从而生成可燃性气体，气化后的可燃性气体(生成气体)从铅垂方向的下方侧朝向上方侧流通。

另外，压力容器103设置有向在该压力容器103与气化炉101之间形成的环形部104供给作为加压用气体的惰性气体(例如，作为非活性气体的惰性气体、二氧化碳气体、天然气等)的加压用气体供给装置119。即，气体喷嘴120在压力容器103沿周向设置有多个，且以前端部贯穿该压力容器103而位于环形部104的方式被固定。该气体喷嘴120设置在压力容器103中的减压部111的外侧，与作为加压用气体的惰性气体供给管线121连接。惰性气体供给管线121中设置有流量调整阀122。在通过气体喷嘴120向环形部104的下部供给惰性气体时，该惰性气体在环形部104内上升而充满整个区域。

热交换器102设置在气化炉101的壁面的内部，并且设置在减压部111的铅垂上方侧。另外，热交换器102沿着铅垂上下方向设置有多个，通过与在减压部111中生成的生成气体进行热交换而将生成气体冷却。需要说明的是，不限定热交换器102的数量。

气化炉101在周向上以规定间隔设置有多个将气化炉101内的上部与环形部104的上部连通的均压管127。均压管127例如呈L字形状，一端部与比热交换器102靠铅垂方向的上方的气化炉101的壁面连通，另一端部朝向环形部104的下方而开口。需要说明的是，由加压用气体供给装置119的气体喷嘴120向环形部104供给惰性气体的供给位置设定在从均压管127向铅垂方向下方离开了规定距离的位置。在此，“规定距离”是指，通过惰性气体的上方流动而能够使异物悬浮排出的距离。

煤气化装置12通过向气化炉101与压力容器103之间的环形部104填充惰性气体，从而利用环形部104来维持气化炉101内的高压状态。而且，通过利用均压管127来将气化炉101内与环形部104连通，从而使气化炉101的内部与外部(环形部104)成为均压。利用均压管127，能够抑制与气化炉101内的压力变动相伴的气化炉101内与环形部104的差压的上升。

然而，在煤气化装置12的负荷上升时的燃料的供给量的变动、即便在额定运转中燃料供给量也发生了变动的情况下，气化炉101内的压力上升，因此，若环形部104的压力不改变而保持低于气化炉101内的压力的状态，则气化炉101内的生成气体通过均压管127向环形部104流动。该生成气体包含煤焦，该煤焦流入环形部104，可能会污染环形部104。

因此，本实施方式的煤气化装置12以始终使环形部104侧的压力高于气化炉101的压力的方式对从气体喷嘴120向环形部104供给的惰性气体的供给量进行控制。

即，煤气化装置12设置有：压力差检测装置131，其对减压部111的气化炉101的内侧的第一压力P1与环形部104侧的第二压力P2之间的第一压力差ΔP1进行检测；以及控制装置132，其基于压力差检测装置131的检测结果，以使第二压力P2高于第一压力P1的方式对加压用气体供给装置119进行控制。

压力差检测装置131在比热交换器102靠铅垂方向的下方的气化炉101的减压部111中对压力进行计测。压力差检测装置131具有：检测第一压力P1的第一压力传感器136；检测第二压力P2的第二压力传感器137；根据第一压力传感器136的检测值和第二压力传感器137的检测值来算出第一压力差ΔP1的算出部138。在该情况下，第一压力传感器136与第二压力传感器137配置在相同的高度位置。即，第一压力传感器136配置在气化炉101的炉壁内部。另一方面，第二压力传感器137配置在环形部104且与第一压力传感器136在径向上对置的位置。需要说明的是，相同的高度并不局限于完全相同的高度，考虑到包含安装位置、安装误差等在内而在高度方向上存在的气体的压头差，配置于计测压力不产生实质的差异的规定的高度范围内即可。

算出部138被输入由第一压力传感器136检测到的第一压力P1与由第二压力传感器137检测到的第二压力P2。算出部138算出从第二压力P2减去第一压力P1而得到的第一压力差ΔP1。

控制装置132对算出部138算出的第一压力差ΔP1与预先设定的下限值PL进行比较，判定第一压力差ΔP1是否为下限值PL以上。该下限值PL是基于设计值、预先通过实验等求出的变动值而设定的富余量(富余值)。并且，控制装置132以使第一压力差ΔP1成为下限值PL以上的方式对加压用气体供给装置119进行控制。

由加压用气体供给装置119供给的惰性气体的供给量始终通过控制进行供给。由加压用气体供给装置119供给的惰性气体的供给量被控制为基准供给量与变动供给量的合计量。基准供给量以使第一压力差ΔP1成为得到通常的额定运转时的标准时的压力差的规定的压力差以上的方式来设定。基准供给量根据下限值PL(基于设计值、预先通过实验等求出的变动值而设定的富余量)来设定。

即，基于环形部104的压力、环形部104的容积、环形部104中的保有惰性气体量、环形部104的惰性气体温度而设定。在该情况下，环形部104的压力和环形部104的惰性气体温度由未图示的传感器进行计测，环形部104的容积和环形部104中的保有惰性气体量由设计值决定。对于惰性气体的基准供给量而言，通过控制装置132供给该惰性气体的基准供给量的惰性气体，导入到环形部104的惰性气体从环形部104通过均压管127向气化炉101内流动而与生成气体发生混流，但与生成气体流量相比，惰性气体流量非常少，不会产生障碍。

接着，在因压力变动而存在第一压力差ΔP1的变化时，算出由加压用气体供给装置119供给的惰性气体的追加供给量。即，算出环形部104的由第二压力传感器137计测的第二压力P2的压力上升速度，由于其他的形状和状态不改变，因此，控制装置132算出追加供给的变动供给量。控制装置132将该惰性气体的基准供给量、即基于下限值PL算出的惰性气体的标准供给量与因压力变动而追加供给的变动供给量相加，作为基准供给量与变动供给量的合计量而通过加压用气体供给装置119来供给合适的供给量的惰性气体。

另外，控制装置132对算出部138算出的第一压力差ΔP1与预先设定的上限值PU进行比较，判定第一压力差ΔP1是否为上限值PU以下。该上限值PU是考虑气化炉101的炉壁的强度而设定的。即，气化炉101的炉壁在设计时设定有气化炉101内的压力与环形部104的压力差的上限值，压力差的上限值为上限值PU。并且，控制装置132以使第一压力差ΔP1成为上限值PU以下的方式对加压用气体供给装置119进行控制。

上限值PU与气化炉101的炉壁的强度相应地被设定，为了保护减压部111的炉壁，对气化炉内的压力与气化炉外(环形部)的第一压力差ΔP1进行监视。控制装置132在第一压力差ΔP1成为上限值PU以下的范围内增加由加压用气体供给装置119供给的惰性气体的供给量。另外，若向环形部104供给必要以上的惰性气体，则惰性气体的制造成本增加，因此，期望向环形部104供给适量的惰性气体。

以下，对第一实施方式的变形方式进行说明。

[第一变形方式]

另外，对基于精度更高的压力差的控制方法进行说明。煤气化装置12还设置有：压力差检测装置131，其对均压管127中的气化炉101侧的开口部127a的第三压力P3与环形部104侧的开口部127b的第四压力P4之间的第二压力差ΔP2进行检测；以及控制装置132，其基于压力差检测装置131的检测结果，以使第四压力P4高于第三压力P3的方式对加压用气体供给装置119进行控制。

即，压力差检测装置131还对均压管127中的环形部104与气化炉101内的压力进行计测。压力差检测装置131具有：对气化炉101的第三压力P3进行检测的第三压力传感器133；对环形部104的第四压力P4进行检测的第四压力传感器134；以及根据第三压力传感器133的检测值与第四压力传感器134的检测值来算出第二压力差ΔP2的算出部135。在该情况下，第三压力传感器133与第四压力传感器134配置在相同的高度位置。即，第三压力传感器133配置在比均压管127中的气化炉101侧的开口部127a靠铅垂方向下方且通过气化炉101的炉壁而与第四压力传感器134在径向上对置的位置。另一方面，第四压力传感器134配置在与均压管127中的环形部104侧的开口部127b对置的铅垂方向的下方位置。需要说明的是，相同的高度不局限于完全相同的高度，考虑到包含安装位置、安装误差等在内而在高度方向上存在的气体的压头差，配置于计测压力不产生实质的差异的规定的高度范围内即可。

算出部135被输入由第三压力传感器133检测到的第三压力P3与由第四压力传感器134检测到的第四压力P4。算出部135算出从第四压力P4减去第三压力P3而得到的第二压力差ΔP2。

在此，在气化炉101内朝铅垂方向上方上升的生成气体的密度与在环形部104上升的惰性气体的密度不同。由于这些原因，第一压力传感器136、第二压力传感器137的配置位置处的第一压力差ΔP1和第三压力传感器133、第四压力传感器134的配置位置处的第二压力差ΔP2的气体的压头差与其高度相应地不同，因此，实际上第一压力差ΔP1大于第二压力差ΔP2。即，与第一压力差ΔP1的值相比，第二压力差ΔP2的值更小，产生气化炉101内的生成气体通过均压管127而向环形部104流动的情况。因此，在对生成气体通过均压管127而向环形部104的流出进行监视并抑制时，进一步优选对第二压力差ΔP2进行监视。

另一方面，在增大第二压力差ΔP2以抑制生成气体通过均压管127而向环形部104的流出时，第一压力差ΔP1进一步变大，气化炉101的炉壁的耐久性可能会变得不够。因此，与气化炉101的炉壁的强度相应地设定上限值PU。控制装置132在第一压力差ΔP1成为上限值PU以下的范围内，以成为将基于下限值PL算出的惰性气体的标准供给量与因压力变动而追加供给的变动供给量相加后的合计量的方式来增加由加压用气体供给装置119供给的惰性气体的供给量，从而供给适当的供给量的惰性气体。另外，对于该惰性气体的供给量而言，一边控制上限流量一边向下限流量进行控制，因此，能够抑制向环形部104供给必要以上的惰性气体，能够抑制惰性气体的制造成本增加，因此，期望向环形部104供给适量的惰性气体。

[第二变形方式]

另外，煤气化装置12自起动时较多进行使气化炉101的负荷上升而维持为预先设定的稳态负荷、并且使气化炉101的负荷降低而维持预先设定的负荷的运转。在该情况下，煤气化装置12使向气化炉101内供给的燃料流量增加，但该起动时的负荷上升比例、即燃料流量的增加程度是预先设定的。也存在相反地负荷降低比例、即燃料流量的减少程度是预先设定的情况。因此，压力差检测装置131(算出部135、138)与预先设定的起动时的气化炉101的负荷变化相应地来推断并设定第一压力差ΔP1的预想值或第二压力差ΔP2的预想值，由此，控制装置132以成为将基于下限值PL算出的惰性气体的标准供给量与预先设想压力变动而追加供给的变动供给量相加后的合计量的方式，使由加压用气体供给装置119供给的惰性气体的供给量事先变化，从而供给预想为适当的供给量的惰性气体。由此，控制装置以使第一压力差ΔP1或第二压力差ΔP2维持在预先设定的规定的范围内、即下限值PL与上限值PU之间的方式对加压用气体供给装置119进行控制。

在此，对上述的第一实施方式以及第一变形方式、第二变形方式的煤气化装置12的工作进行说明。

在煤气化装置12中，向气化炉101投入氮与煤粉并点火，并且投入煤焦与压缩空气(氧)并点火。这样，在燃烧部113中，通过煤粉与煤焦的燃烧而产生高温燃烧气体。由燃烧部113产生的高温燃烧气体通过扩散部112而向减压部111上升。在该减压部111中，煤粉与高温燃烧气体混合，在高温的还原环境气氛中进行气化反应，生成可燃性气体(煤气)。

另外，加压用气体供给装置119通过气体喷嘴120向气化炉101与压力容器103之间的环形部104供给惰性气体供给，该惰性气体在环形部104朝铅垂方向上方上升。在气化炉101与环形部104的上部设置有将两者连通的均压管127，因此，即便因煤气化装置12的负荷变动等而使气化炉101内的压力变动，也能够利用均压管127来抑制气化炉101与环形部104的差压的增大。

即，煤气化装置12在运转时，加压用气体供给装置119向环形部104供给规定的惰性气体，因此，环形部104的压力被维持为高于气化炉101内的压力。在此，存在因气化炉101内的压力变动等而使在该气化炉101内上升的生成气体的压力高于环形部104的压力的情况。这样，若环形部104的压力不改变而保持比气化炉101内的压力低的状态，则气化炉101内的生成气体的一部分通过均压管127向环形部104流出，从而存在该生成气体所含的煤焦也向环形部104流出的情况。

因此，在压力差检测装置131中，第一压力传感器136对第一压力P1进行检测，第二压力传感器137对第二压力P2进行检测，算出部138算出第一压力P1与第二压力P2的第一压力差ΔP1。控制装置132利用算出部138算出的第一压力差ΔP1，以供给将维持下限值PL所需的基准供给量与根据第二压力P2的上升速度而算出的变动供给量相加后的合计量的惰性气体量的方式来控制加压用气体供给装置119。即，若因气化炉101的压力变动等而使生成气体的压力上升，则通过加压用气体供给装置119来增加向环形部104供给的惰性气体的供给量。因此，即便气化炉101内的压力增加，环形部104的压力也会增加，气化炉101内的压力不会高于环形部104的压力，能够抑制气化炉101内的生成气体通过均压管127向环形部104流动。

在该情况下，控制装置132在第一压力差ΔP1低于下限值PL时，增加向环形部104供给的惰性气体的供给量，但无需使第一压力差ΔP1上升至上限值PU的近前，若第一压力差ΔP1相比下限值PL超过规定值，则也可以停止向环形部104供给的惰性气体的供给量的增加而维持该供给量。

然后，当煤气化装置12返回到额定运转时，气化炉101的压力降低。这样，环形部104的压力相对于气化炉101的压力大幅提高，环形部104的惰性气体通过均压管127向气化炉101内流动，惰性气体可能会被浪费地消耗。因此，存在第二变形方式所示的进一步高精度地对压力差进行监视的方法。即，在压力差检测装置131中，第三压力传感器133对气化炉101的第三压力P3进行检测，第四压力传感器134对环形部104的第四压力P4进行检测，算出部135算出第三压力P3与第四压力P4的第二压力差ΔP2。控制装置132利用算出部135算出的第二压力差ΔP2，以成为将维持下限值PL所需的基准供给量与根据第四压力P4的上升速度算出的变动供给量相加后的合计量的惰性气体量的方式对加压用气体供给装置119进行控制。第二压力差ΔP2的气体的压头差与第一压力差ΔP1的气体的压头差不同，与第一压力差ΔP1的值相比，第二压力差ΔP2能够实现高精度地监视均压管127前后的压力差，因此，能够抑制气化炉101内的生成气体通过均压管127向环形部104流动，因此，进一步优选对第二压力差ΔP2进行监视。

另外，如第二变形方式所示，存在对压力差的上限与下限进行监视的方法。即，上限与气化炉101的炉壁的强度相应地设定为使第一压力差ΔP1成为上限值PU以下。另外，下限被设定为，利用第二压力差ΔP2，以成为将基于下限值PL算出的惰性气体的标准供给量与因压力变化而追加供给的变动供给量相加后的合计量的方式来增加由加压用气体供给装置119供给的惰性气体的供给量，从而供给适当的供给量的惰性气体，以抑制生成气体通过均压管127而向环形部104的流出。由于在惰性气体供给量的上限与下限的范围内进行设定并适当地管理，因此，能够抑制惰性气体的制造成本增加，期望向环形部104供给适量的惰性气体。

这样，在第一实施方式的气化装置中设置有：气化炉101；压力容器103；在气化炉101与压力容器103之间被填充惰性气体的环形部104；向环形部104供给惰性气体的加压用气体供给装置119；将气化炉101的内部与环形部104连通的均压管127；对减压部111中的第一压力差ΔP1进行检测的压力差检测装置131；对均压管127中的第二压力差ΔP2进行检测的压力差检测装置131；以及基于压力差检测装置131的检测结果并利用第一压力差ΔP1或第二压力差ΔP2来控制加压用气体供给装置119以抑制生成气体通过均压管127而向环形部104流出的控制装置132。

因此，在压力容器103内收容气化炉101，在两者之间划分出环形部104，气化炉101的内部与环形部104由均压管127连通，加压用气体供给装置119向环形部104供给惰性气体，由此，抑制生成气体从气化炉101向环形部104流入。而且，压力差检测装置131始终对减压部111中的气化炉101内的第一压力P1与环形部104的第二压力P2之间的第一压力差ΔP1进行检测，控制装置132基于压力差检测装置131的检测结果，以使第二压力P2高于第一压力P1的方式对加压用气体供给装置119进行控制。更优选的是，压力差检测装置131始终对均压管127中的气化炉101内的第三压力P3与环形部104的第四压力P4之间的第二压力差ΔP2进行检测，控制装置132基于压力差检测装置131的检测结果，以使第四压力P4高于第三压力P3的方式对加压用气体供给装置119进行控制。

而且，加压用气体供给装置119从气体喷嘴120以成为将标准供给量与因压力上升速度而追加供给的变动供给量相加后的合计量以上的方式供给惰性气体。因此，即便气化炉101内的第一压力P1或第三压力P3上升，通过使环形部104的第二压力P2或第四压力P4进一步适当上升，也能够抑制气化炉101内的生成气体通过均压管127向环形部104流入。

在第一实施方式的气化装置中，将均压管127配置在比热交换器102(例如，节煤器、过热器、蒸发器)靠铅垂方向的上方的位置，作为压力差检测装置131，设置有对减压部111中的第一压力P1进行检测的第一压力传感器136、对第二压力P2进行检测的第二压力传感器137、以及算出第一压力P1与第二压力P2之间的第一压力差ΔP1的算出部138，控制装置132以使第一压力差ΔP1成为将根据加入了富余量的下限值PL设定的标准供给量与根据第二压力P2的压力上升速度而算出的要追加供给的变动供给量相加后的合计量的方式对加压用气体供给装置119进行控制。因此，通过求出第一压力差ΔP1，从而即便因煤气化装置12的负荷变化等而存在气化炉101的压力变动，也能够高精度地调整向环形部104供给的惰性气体的供给量。

在第一实施方式的气化装置中，将第一压力传感器136与第二压力传感器137配置在相同的高度位置，并且，在使用第三压力传感器133与第四压力传感器134的情况下，也将第三压力传感器133与第四压力传感器134配置在相同的高度位置。因此，即便在气化炉101内的生成气体的密度与环形部104中的惰性气体的密度不同的情况下，配置在相同的高度位置的第一压力传感器136与第二压力传感器137分别对气化炉101内的第一压力P1与环形部104的第二压力P2进行检测，另外，在使用第三压力传感器133与第四压力传感器134的情况下，第三压力传感器133与第四压力传感器134也分别对气化炉101内的第三压力P3与环形部104的第四压力P4进行检测，从而能够抑制检测误差而高精度地调整向环形部104供给的惰性气体的供给量。

在第一实施方式的气化装置中，作为压力差检测装置131而设置有：比热交换器102(例如节煤器、过热器、蒸发器)靠铅垂方向的下方的、对气化炉101的第一压力P1进行检测的第一压力传感器136；比热交换器102靠下方的、对环形部104的第二压力P2进行检测的第二压力传感器137；以及算出第一压力P1与第二压力P2之间的第一压力差ΔP1的算出部138，控制装置132以使第一压力差ΔP1成为基于气化炉101的炉壁强度而设定的上限值PU以下的方式对加压用气体供给装置119进行控制。因此，在气化炉101内的生成气体的密度与环形部104中的惰性气体的密度不同的情况下，越靠下方则其压力差越大，因此，基于用于防止气化炉101的炉壁损伤的炉壁强度来设定上限值PU。因此，与气化炉101的下部的温度高的区域的第一压力差ΔP1相应地将向环形部104供给的惰性气体的供给量调整为上限值以下，由此能够抑制生成气体向环形部104的流入，并且能够确保气化炉101的高稳定性。

在第一实施方式的气化装置中，压力差检测装置131的算出部135与预先设定的起动时、负荷变化时的气化炉101的负荷变化相应地算出第一压力差ΔP1的预想值，控制装置132以将第一压力差ΔP1维持在预先设定的规定的范围内的方式对加压用气体供给装置119进行控制。在起动时、负荷变化时，向气化炉101供给的燃料流量是预先设定的，因此，与该燃料流量相应地来推断气化炉101的第一压力P1或第三压力P3，推断并设定第一压力差ΔP1的预想值或第二压力差ΔP2的预想值，从而能够设定该预想值成为下限值PL以上的惰性气体的供给量。因此，能够不使用压力传感器133、134而设定惰性气体的供给量，能够抑制因检测误差、检测延迟等而引起的惰性气体的供给量的偏差，能够高精度地调整向环形部104供给的惰性气体的供给量。

另外，在第一实施方式的气化装置的控制装置及方法中，对减压部111中的气化炉101侧的第一压力P1与环形部104侧的第二压力P2之间的第一压力差ΔP1进行检测，以使第二压力P2高于第一压力P1的方式对加压用气体供给装置119进行控制。或者，对均压管127中的气化炉101侧的开口部127a的第三压力P3与环形部104侧的开口部127b的第四压力P4之间的第二压力差ΔP2进行检测，以使第四压力P4高于第三压力P3的方式对加压用气体供给装置119进行控制。因此，即便气化炉101内的第一压力P1或第三压力P3上升，通过使环形部104的第二压力P2或第四压力P4进一步上升，也能够抑制气化炉101内的生成气体通过均压管127而向环形部104流入。

另外，在第一实施方式的煤气化复合发电设备10中具备：使煤气化而生成可燃性气体的煤气化装置12；通过从由煤气化装置12生成的可燃性气体中去除杂质而进行气体精制的气体精制装置14；使由气体精制装置14进行了气体精制的可燃性气体与压缩空气的混合气体燃烧而对涡轮进行驱动的复合发电设备15；利用来自复合发电设备15的废气而生成蒸汽的废热回收锅炉19；以及利用由废热回收锅炉19生成的蒸汽来驱动涡轮进行旋转的蒸汽轮机设备17。因此，能够抑制气化炉101内的生成气体通过均压管127而向环形部104流入，能够实现设备的效率化。

[第二实施方式]

图3是表示第二实施方式的气化装置的概要图。需要说明的是，针对具有与上述实施方式同样的功能的构件，标注相同的附图标记并省略详细的说明。

在第二实施方式中，如图3所示，煤气化装置12始终以使环形部104的压力高于气化炉101的压力的方式对由加压用气体供给装置119向环形部104供给的惰性气体的供给量进行控制。即，煤气化装置12设置有：根据气化炉101的第一压力P1与环形部104的第二压力P2之间的第一压力差ΔP1来推断均压管127附近处的第二压力差ΔP2的压力差推断装置141；以及基于压力差推断装置141的推断结果，以使第二压力P2高于第一压力P1的方式对加压用气体供给装置119进行控制的控制装置142。

压力差推断装置141具有：在比热交换器102靠铅垂方向的下方对气化炉101的减压部111的第一压力P1进行检测的第一压力传感器136；在比热交换器102靠铅垂方向的下方对环形部104的第二压力P2进行检测的第二压力传感器137；以及根据第一压力传感器的检测值、第二压力传感器的检测值及均压管127的高度位置来推断均压管127附近处的第二压力差ΔP2的推断部143。在该情况下，第一压力传感器136与第二压力传感器137配置于计测压力不产生实质的差异的范围的相同的高度位置。

推断部143被输入由第一压力传感器136检测到的第一压力P1和由第二压力传感器137检测到的第二压力P2。推断部143算出从第二压力P2减去第一压力P1而得到的第一压力差ΔP1，根据第一压力差ΔP1和均压管127的高度位置来推断第二压力差ΔP2。在气化炉101内上升的生成气体的密度与在环形部104上升的惰性气体的密度不同。因此，气化炉101与环形部104的压力差的气体的压头差与其高度位置相应地不同。生成气体的密度及惰性气体的密度以及均压管127中的开口部与压力传感器136、137的高度之差预先通过设计值或实验值来掌握。因此，压力差推断装置141能够根据气化炉101的第三压力P3、环形部104的第四压力P4、均压管127与压力传感器136、137的高度差，来推断能够控制均压管127附近处的精度高的压力差的第二压力差ΔP2。

控制装置142对推断部143推断出的第二压力差ΔP2与预先设定的下限值PL及上限值PU进行比较，判定第二压力差ΔP2是否为下限值PL以上且为上限值PU以下。并且，控制装置142以使第二压力差ΔP2成为下限值PL以上且上限值PU以下的方式对加压用气体供给装置119进行控制。与第一实施方式同样地，利用第二压力差ΔP2，以成为将根据加入了富余量的下限值PU而设定的标准供给量与根据第四压力P4的压力上升速度而算出并追加供给的变动供给量相加后的合计量的方式对加压用气体供给装置119进行控制。

因此，在煤气化装置12中，由于气化炉101内的负荷变化等所引起的压力变动等，有时在该气化炉101内上升的生成气体的压力高于环形部104的压力。此时，在压力差推断装置141中，第一压力传感器136对第一压力P1进行检测，第二压力传感器137对第二压力P2进行检测，推断部143根据第一压力P1、第二压力P2以及均压管127的高度，来推断均压管127附近处的第二压力差ΔP2。控制装置142对推断部143推断出的第二压力差ΔP2与下限值PL进行比较，以使第二压力差ΔP2成为下限值PL以上的方式增加由加压用气体供给装置119向环形部104供给的惰性气体的供给量。因此，即便气化炉101内的压力增加，环形部104的压力也会增加，气化炉101内的压力不会高于环形部104的压力。

并且，当煤气化装置12返回额定运转时，气化炉101的压力降低，以减小根据第四压力P4的压力上升速度算出并追加供给的变动供给量的方式对加压用气体供给装置119进行控制。但是，在气化炉101的压力降低快的情况下，环形部104的压力相对于气化炉101的压力可能会大幅变高。此时，控制装置142对实际计测到的第一压力差ΔP1与上限值PU进行比较，以使第一压力差ΔP1成为上限值PU以下的方式减少由加压用气体供给装置119向环形部104供给的惰性气体的供给量。因此，即便气化炉101内的压力迅速地降低，环形部104的压力也会降低，气化炉101内的压力与环形部104的压力的差压不会大幅增大。

这样，在第二实施方式的气化装置中设置有：根据气化炉101的铅垂方向的下方的第一压力P1与环形部104的下方的第二压力P2之间的第一压力差ΔP1来推断均压管127附近的第二压力差ΔP2的压力差推断装置141；以及基于压力差推断装置141的推断结果，以使第四压力P4高于第三压力P3的方式对加压用气体供给装置119进行控制的控制装置142。而且，作为压力差推断装置141而设置有：对第一压力P1进行检测的第一压力传感器136；对第二压力P2进行检测的第二压力传感器137；根据第一压力P1、第二压力P2以及均压管127的高度位置来推断第二压力差ΔP2的推断部143。

因此，即便气化炉101内的第三压力P3上升，通过使环形部104的第四压力P4进一步上升，也能够抑制气化炉101内的生成气体通过均压管127而向环形部104流入。另外，为了确保气化炉101的稳定性，已设置有压力传感器136、137。因此，无需另外设置用于对处于气化炉101的上部的均压管127的附近的压力进行检测的传感器，通过使用用于维持气化炉101的强度的压力传感器136、137来求出第一压力差ΔP1和第二压力差ΔP2的推断值，从而能够适当地调整向环形部104供给的惰性气体的供给量，并且，能够防止部件成本的增加。

[第三实施方式]

图4是表示第三实施方式的气化装置的概要图。需要说明的是，针对具有与上述实施方式同样的功能的构件，标注相同的附图标记并省略详细的说明。

在第三实施方式中，如图4所示，煤气化装置12始终以使环形部104的压力高于气化炉101的压力的方式对由加压用气体供给装置119向环形部104供给的惰性气体的供给量进行控制。即，煤气化装置12设置有：基于根据向气化炉101供给的燃料流量而算出的气化炉101的第一压力P1来推断第一压力差ΔP1的压力差推断装置151；以及基于压力差推断装置151的推断结果，以使第二压力P2高于第一压力P1的方式对加压用气体供给装置119进行控制的控制装置152。

压力差推断装置151具有：对向气化炉101供给的煤粉的流量进行检测的第一燃料流量传感器153；对向气化炉101供给的煤焦的流量进行检测的第二燃料流量传感器154；以及根据第一燃料流量传感器153的检测值和第二燃料流量传感器154的检测值来推断第一压力差ΔP1的推断部155。

推断部155被输入由第一燃料流量传感器153检测到的煤粉的流量和由第二燃料流量传感器154检测到的煤焦的流量。推断部155将煤粉的流量与煤焦的流量相加而算出燃料流量，基于燃料流量来推断气化炉101中的生成气体的压力，基于气化炉101中的生成气体的压力来推断第一压力差ΔP1。燃料流量与气化炉101的压力成比例地增加，因此，将燃料流量与气化炉101的压力的关系建立映射。另外，如第一实施方式中说明的那样，向环形部104供给的惰性气体的供给量被唯一地设定。因此，压力差推断装置151能够根据将煤粉的流量与煤焦的流量相加后的燃料流量来推断第一压力差ΔP1。

控制装置152对推断部155推断出的第一压力差ΔP1与预先设定的下限值PL及上限值PU进行比较，判定第一压力差ΔP1是否为下限值PL以上且为上限值PU以下。并且，控制装置152以使第一压力差ΔP1成为下限值PL以上且上限值PU以下的方式对加压用气体供给装置119进行控制。需要说明的是，控制装置152所进行的加压用气体供给装置119的具体的控制与第一、第二实施方式相同，因此省略说明。

这样，在第三实施方式的煤气化装置12中设置有：基于根据向气化炉101供给的燃料流量而算出的气化炉101的第一压力来推断第一压力差ΔP1的压力差推断装置151；以及基于压力差推断装置151的推断结果，以使第二压力P2高于第一压力P1的方式对加压用气体供给装置119进行控制的控制装置152。而且，作为压力差推断装置151而设置有：对向气化炉101供给的煤粉的流量进行检测的第一燃料流量传感器153；对向气化炉101供给的煤焦的流量进行检测的第二燃料流量传感器154；以及根据第一燃料流量传感器153的检测值和第二燃料流量传感器154的检测值来推断第一压力差ΔP1的推断部155。

因此，即便气化炉101内的第一压力P1上升，通过使环形部104的第二压力P2进一步上升，也能够抑制气化炉101内的生成气体通过均压管127而向环形部104流入。另外，为了计测向气化炉101的燃料流量而已设置有燃料流量传感器153、154。因此，无需另外设置用于对处于气化炉101的上部的均压管127的附近的压力进行检测的传感器，通过使用燃料流量传感器153、154来求出第一压力差ΔP1，从而能够适当地调整向环形部104供给的惰性气体的供给量，并且能够防止部件成本的增加。

[第四实施方式]

图5是表示第四实施方式的气化装置的概要图。需要说明的是，针对具有与上述实施方式同样的功能的构件，标注相同的附图标记并省略详细的说明。

在第四实施方式中，如图5所示，煤气化装置12始终以使环形部104的压力高于气化炉101的压力的方式对由加压用气体供给装置119向环形部104供给的惰性气体的供给量进行控制。即，煤气化装置12设置有：基于气化炉101的压力来算出气化炉101的炉内压力上升速度从而推断第一压力差ΔP1的压力差推断装置161；以及基于压力差推断装置161的推断结果，以使第二压力P2高于第一压力P1的方式对加压用气体供给装置119进行控制的控制装置162。

压力差推断装置161具有：对气化炉101内的压力进行检测的压力传感器163；以及根据压力传感器163的检测值来推断第一压力差ΔP1的推断部164。压力传感器163对与均压管127中的环形部104侧的开口部的高度相同的高度的气化炉101的压力进行检测。

推断部164对由压力传感器163检测到的均压管127的附近的气化炉101的压力进行检测，基于气化炉101的压力来算出气化炉101的炉内压力上升速度，基于该炉内压力上升速度来推断第一压力差ΔP1。

即，煤气化装置12自起动时较多进行使气化炉101的负荷上升并维持为预先设定的稳态负荷、并且使气化炉101的负荷降低并维持预先设定的负荷的运转。在该情况下，煤气化装置12使向气化炉101内供给的燃料流量增加，但该起动时的负荷上升比例、即燃料流量的增加程度是预先设定的。也存在相反地负荷降低比例、即燃料流量的减少程度是预先设定的情况，因此，与气化炉101的压力上升速度相伴地来推断气化炉101的运转状况，从而能够推断必要部位的压力状况。因此，能够利用压力传感器163对气化炉101的压力进行检测，推断并设定与预先设定的负荷运转时的气化炉101的负荷变化相应的第一压力差ΔP1的预想值或第二压力差ΔP2的预想值。

控制装置162对推断部164推断出的第一压力差ΔP1与预先设定的下限值PL及上限值PU进行比较，判定第一压力差ΔP1是否为下限值PL以上且为上限值PU以下。然后，控制装置162以使第一压力差ΔP1成为下限值PL以上且上限值PU以下的方式对加压用气体供给装置119进行控制。需要说明的是，由控制装置162进行的加压用气体供给装置119的具体控制与第一、第二实施方式相同，因此省略说明。

这样，在第四实施方式的气化装置中设置有：基于气化炉101的压力来算出气化炉101的炉内压力上升速度从而推断第一压力差ΔP1的压力差推断装置161；基于压力差推断装置161的推断结果，以使第二压力P2高于第一压力P1的方式对加压用气体供给装置119进行控制的控制装置162。而且，作为压力差推断装置161而设置有：对气化炉101的压力进行检测的压力传感器163；以及基于压力传感器163的检测值来算出气化炉101的炉内压力上升速度从而推断第一压力差ΔP1的推断部164。

因此，即便气化炉101内的第一压力P1上升，通过使环形部104的第二压力P2进一步上升，也能够抑制气化炉101内的生成气体通过均压管127而向环形部104流入。另外，设置有对气化炉101的上部的压力进行检测的压力传感器163。因此，用于对处于气化炉101的上部的均压管127的附近的压力进行检测的传感器为一个即可，通过使用压力传感器163来求出第一压力差ΔP1，能够适当地调整向环形部104供给的惰性气体的供给量，并且能够防止部件成本的增加。

需要说明的是，在上述的实施方式中，将压力传感器设置在均压管的附近或热交换器的下方来检测气化炉的压力，但配置的位置不局限于该高度，适当设定即可。

另外，在上述的实施方式中，均压管不局限于呈L字形状的均压管，也可以为圆筒形状的均压管。

另外，在上述的实施方式中，作为燃料而使用了煤，但也可以应用高品位碳或低品位炭，另外，不局限于煤，也可以采用来源于可再生的生物的作为有机性资源而使用的生物物质，例如，也可以使用间伐材、废木材、流木、草类、废弃物、污泥、轮胎及将这些材料作为原料的再利用燃料(颗粒或碎片)等。

另外，通常，利用料斗水将气化炉的下部与环形部的下部密封，当气化炉与环形部的差压变大时，通过使料斗水向气化炉内流入而切断密封，从而能够保证气化炉的炉壁强度。本发明不以这一点为目的，其目的在于，抑制气化炉内的生成气体通过均压管而向压力保持部流入。

另外，本实施方式对塔型气化炉进行了说明，但对气化炉而言，即使是交叉型气化炉，通过以使各设备的铅垂上下方向与生成气体的气体流动方向一致的方式进行置换，从而也能够同样地实施。

附图标记说明

10 煤气化复合发电设备(气化复合发电设备)；

11 煤粉供给设备；

12 煤气化装置；

13 煤焦回收装置；

14 气体精制装置；

15 复合发电设备；

16 废热回收锅炉；

101 气化炉；

102 热交换器；

103 压力容器；

104 环形部(压力保持部)；

119 加压用气体供给装置；

120 气体喷嘴；

121 气体供给管线；

122 流量调整阀；

127 均压管；

131 压力差检测装置(压力差检测推断装置)；

132、142、152、162 控制装置；

133 第三压力传感器；

134 第四压力传感器；

135、138 算出部；

136 第一压力传感器；

137 第二压力传感器；

141、151、161 压力差推断装置(压力差检测推断装置)；

143、155、164 推断部；

153 第一燃料流量传感器；

154 第二燃料流量传感器；

163 压力传感器。

Claims (13)

1.一种气化装置，其特征在于，

所述气化装置具备：

气化炉，其进行含碳固体燃料的气化；

压力容器，其收容所述气化炉；

压力保持部，其在所述气化炉与所述压力容器之间且被填充加压用气体；

加压用气体供给装置，其向所述压力保持部供给加压用气体；

均压管，其将所述气化炉的内部与所述压力保持部连通；

压力差检测推断装置，其对所述气化炉侧的第一压力与所述压力保持部侧的第二压力之间的第一压力差进行检测或推断；以及

控制装置，其基于所述压力差检测推断装置的检测结果或推断结果，以使所述第二压力高于所述第一压力的方式对所述加压用气体供给装置进行控制，

所述压力差检测推断装置对所述均压管中的所述气化炉侧的开口部的第三压力与所述压力保持部侧的开口部的第四压力之间的第二压力差进行检测或推断，所述控制装置基于所述压力差检测推断装置的检测结果或推断结果，以使所述第四压力高于所述第三压力的方式对所述加压用气体供给装置进行控制，

所述压力差检测推断装置具有：对第一压力进行检测的第一压力传感器；对所述压力保持部的下部的第二压力进行检测的第二压力传感器；以及根据所述第一压力传感器的检测值、所述第二压力传感器的检测值及所述均压管的高度位置来推断所述第二压力差的推断部，所述控制装置以使所述第二压力差维持在预先设定的规定的范围内的方式对所述加压用气体供给装置进行控制。

2.根据权利要求1所述的气化装置，其特征在于，

在所述气化炉的铅垂方向上部配置有热交换器，所述均压管配置在比所述热交换器靠铅垂方向的上方的位置，所述压力差检测推断装置具有：对所述第三压力进行检测的第三压力传感器；对所述第四压力进行检测的第四压力传感器；以及根据所述第三压力传感器的检测值与所述第四压力传感器的检测值来算出所述第二压力差的算出部，所述控制装置以使所述第二压力差成为预先设定的加入了富余量的下限值以上的方式对所述加压用气体供给装置进行控制。

3.根据权利要求2所述的气化装置，其特征在于，

所述第三压力传感器与所述第四压力传感器配置在相同的高度位置。

4.一种气化装置，其特征在于，

所述气化装置具备：

气化炉，其进行含碳固体燃料的气化；

压力容器，其收容所述气化炉；

压力保持部，其在所述气化炉与所述压力容器之间且被填充加压用气体；

加压用气体供给装置，其向所述压力保持部供给加压用气体；

均压管，其将所述气化炉的内部与所述压力保持部连通；

压力差检测推断装置，其对所述气化炉侧的第一压力与所述压力保持部侧的第二压力之间的第一压力差进行检测或推断；以及

控制装置，其基于所述压力差检测推断装置的检测结果或推断结果，以使所述第二压力高于所述第一压力的方式对所述加压用气体供给装置进行控制，

加压用气体的供给量被控制为基准供给量与变动供给量的合计量，基准供给量以使第一压力差成为得到通常的额定运转时的标准时的压力差的规定的压力差以上的方式被设定，所述控制装置根据所述压力保持部的由第二压力传感器计测的第二压力的压力上升速度来算出追加供给的变动供给量。

5.根据权利要求1或4所述的气化装置，其特征在于，

所述压力差检测推断装置具有：与所述均压管在气体流动方向上分离且对所述气化炉的第一压力进行检测的第一压力传感器；与所述均压管在气体流动方向上分离且对所述压力保持部的第二压力进行检测的第二压力传感器；以及根据所述第一压力传感器的检测值和所述第二压力传感器的检测值来算出所述第一压力差的算出部。

6.根据权利要求1或4所述的气化装置，其特征在于，

由所述加压用气体供给装置向所述压力保持部供给加压用气体的供给位置设置在从所述均压管向铅垂方向的下方离开了规定距离的位置。

7.根据权利要求1或4所述的气化装置，其特征在于，

所述压力差检测推断装置具有：与所述均压管在气体流动方向上分离且对所述气化炉的第一压力进行检测的第一压力传感器；与所述均压管在气体流动方向上分离且对所述压力保持部的第二压力进行检测的第二压力传感器；以及根据所述第一压力传感器的检测值和所述第二压力传感器的检测值来算出第二压力差的算出部，所述控制装置以使所述第二压力差成为基于所述气化炉的炉壁强度而设定的上限值以下的方式对所述加压用气体供给装置进行控制。

8.根据权利要求1或4所述的气化装置，其特征在于，

所述压力差检测推断装置具有：对向所述气化炉供给的燃料流量进行检测的燃料流量传感器；以及基于所述燃料流量传感器的检测值来推断所述气化炉的压力从而推断所述第一压力差的推断部，所述控制装置以使所述第一压力差维持在预先设定的规定的范围内的方式对所述加压用气体供给装置进行控制。

9.根据权利要求1或4所述的气化装置，其特征在于，

所述压力差检测推断装置具有：对所述气化炉的压力进行检测的压力传感器；以及基于所述压力传感器的检测值来算出所述气化炉的炉内压力上升速度从而推断所述第一压力差的推断部，所述控制装置以使所述第一压力差维持在预先设定的规定的范围内的方式对所述加压用气体供给装置进行控制。

10.根据权利要求1或4所述的气化装置，其特征在于，

所述压力差检测推断装置具有与预先设定的起动时的所述气化炉的负荷变化相应地算出所述第一压力差的算出部，所述控制装置以使所述第一压力差维持在预先设定的规定的范围内的方式对所述加压用气体供给装置进行控制。

11.一种气化装置的控制装置，其特征在于，

所述气化装置具备：

气化炉，其进行含碳燃料的气化；

压力容器，其收容所述气化炉；

压力保持部，其在所述气化炉与所述压力容器之间被填充有加压用气体；

加压用气体供给装置，其向所述压力保持部供给加压用气体；以及

均压管，其将所述气化炉的内部与所述压力保持部连通，

所述气化装置的控制装置以使所述压力保持部侧的第二压力高于所述气化炉侧的第一压力的方式对所述加压用气体供给装置进行控制，

对所述均压管中的所述气化炉侧的开口部的第三压力与所述压力保持部侧的开口部的第四压力之间的第二压力差进行检测或推断，基于检测结果或推断结果，以使所述第四压力高于所述第三压力的方式对所述加压用气体供给装置进行控制，

所述气化装置具有：对第一压力进行检测的第一压力传感器；对所述压力保持部的下部的第二压力进行检测的第二压力传感器；以及根据所述第一压力传感器的检测值、所述第二压力传感器的检测值及所述均压管的高度位置来推断所述第二压力差的推断部，所述气化装置的控制装置以使所述第二压力差维持在预先设定的规定的范围内的方式对所述加压用气体供给装置进行控制。

12.一种气化装置的控制方法，其特征在于，

所述气化装置具备：

气化炉，其进行含碳燃料的气化；

压力容器，其收容所述气化炉；

压力保持部，其在所述气化炉与所述压力容器之间被填充有加压用气体；

加压用气体供给装置，其向所述压力保持部供给加压用气体；以及

均压管，其将所述气化炉的内部与所述压力保持部连通，

所述气化装置的控制方法具有如下工序：

对所述气化炉侧的第一压力与所述压力保持部侧的第二压力之间的第一压力差进行检测或推断的工序；以及

以使所述第二压力高于所述第一压力的方式对所述加压用气体供给装置进行控制的工序，

在所述气化装置的控制方法中，对所述均压管中的所述气化炉侧的开口部的第三压力与所述压力保持部侧的开口部的第四压力之间的第二压力差进行检测或推断，基于检测结果或推断结果，以使所述第四压力高于所述第三压力的方式对所述加压用气体供给装置进行控制，

所述气化装置具有：对第一压力进行检测的第一压力传感器；对所述压力保持部的下部的第二压力进行检测的第二压力传感器；以及根据所述第一压力传感器的检测值、所述第二压力传感器的检测值及所述均压管的高度位置来推断所述第二压力差的推断部，在所述气化装置的控制方法中，以使所述第二压力差维持在预先设定的规定的范围内的方式对所述加压用气体供给装置进行控制。

13.一种气化复合发电设备，其特征在于，

所述气化复合发电设备具备：

权利要求1至10中任一项所述的气化装置，其使含碳固体燃料气化而生成可燃性气体；

气体精制装置，其通过从由所述气化装置生成的可燃性气体中去除杂质而进行气体精制；

燃气轮机设备，其使由所述气体精制装置进行了气体精制的可燃性气体的至少一部分与压缩空气的混合气体燃烧而驱动涡轮进行旋转；

废热回收锅炉，其利用来自所述燃气轮机设备的废气而生成蒸汽；以及

蒸汽轮机设备，其利用由所述废热回收锅炉生成的蒸汽来驱动涡轮进行旋转。

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