CN1209522A - 煤气化复合发电设备及其运转方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的煤气化复合发电设备及其运转方法,具有选择性地可将煤气化燃料和液体燃料进行燃烧的燃烧器,在将燃料向燃烧器喷出的燃料喷嘴上设置液体燃料流路、微粒化用空气流路、煤气化燃料流路,并在微粒化用空气流路的出口部上设置向煤气化燃料流路的出口部喷出微粒化用空气的分支出口部。该设备可在液体燃料运转时阻止燃烧气体倒流到煤气化燃料流路内,从而消除造成损伤燃料喷嘴的原因,获得燃气涡轮的稳定运转和燃烧器的长寿命化。

Description

煤气化复合发电设备及其运转方法
本发明涉及选择性地使煤气化燃料与液体燃料燃烧而获得动力的煤气化复合发电设备及其运转方法，尤其涉及，在使用液体燃料时适当防止燃烧气体在煤气化燃料的燃料流路中发生倒流从而提高燃烧器部的安全性的煤气化复合发电设备及其运转方法。
近年来，从有效利用自然资源的观点出发，在燃气涡轮发电设备或复合发电设备等方面，作为热源而使用煤气化燃料的煤气化发电设备的研究正在不断发展。
煤气化发电设备是以如下方法发电的：用由燃气涡轮压缩器升压后的空气或将该空气导入空气分离装置而生成的氧气，通过煤气化炉而使煤炭生成煤气化燃料，然后供给到燃气涡轮燃烧器而使该生成后的煤气化燃料燃烧，以由此所产生的燃烧气体来驱动燃气涡轮进行发电。
然而，煤气化燃料与液体燃料或天然气燃料相比燃烧性差，发热量小。另外，当燃烧器中的燃烧气体温度变得较低时，就排出多量的一氧化碳等，在低负荷的运转性方面也有问题。因此，最好做成在起动时或低负荷时燃烧其它燃料来弥补煤气化燃料缺点的复合方式，作为用于该复合式的其它燃料，从燃料的广泛适用面来看，液体燃料引人注目。
于是，在选择性地使用煤气化燃料与液体燃料的煤气化复合发电设备的场合，具有选择性地可将煤炭气体化后的煤气化燃料和经微粒化用空气微粒化后的液体燃料进行燃烧的燃烧器，将用该燃烧器产生的燃烧气体供给到燃气涡轮，并由燃气涡轮的动力来驱动发电机。
例如，先通过将液体燃料供给到燃烧器进行燃烧，起动燃气涡轮。与该燃气涡轮起动的同时，开始在煤气化炉生成煤气化燃料。在起动时的煤气化炉的运转中，使用来自辅助压缩机的压缩空气或将该压缩空气用空气分离装置分离后的氧气，而起动后，使用经燃气涡轮压缩器升压后的空气或将该升压后的空气用空气分离装置分离后的氧气。
在从起动运转到燃气涡轮的大约1/4负荷的运转阶段，在煤气化炉中只生成低发热量的未形成的煤气化燃料，由于该煤气化燃料不能用于燃气涡轮运转，故现有技术的这种燃料不供给到燃烧器。
随着其后的负荷上升，在煤气化炉中就生成了能由燃烧器燃烧的已形成的煤气化燃料，在该阶段，从使用液体燃料的燃烧运转，切换到使用煤气化燃料的燃烧运转，仅以该煤气化燃料运转运转到燃气涡轮额定点。
另外，如前所述，由于煤气化燃料与液体燃料或天然气燃料相比发热量小，且当燃烧器中的燃烧气体温度变得较低时，排出多量的一氧化碳等，在低负荷的运转性方面存在问题，因此，在燃气涡轮为卸负荷状态的场合，或在燃气涡轮停止时，从煤气化燃料运转再次切换到仅液体燃料的运转。
图10是大致表示这种煤气化燃料复合发电设备燃烧器的整体结构图，图11是表示其燃烧器的燃料喷嘴部的放大剖视图。
如图10所示，燃烧器1的结构是，在外筒2的内部使燃烧用空气流路3介于中间而插入作为内筒的燃烧器套筒4，在该燃烧器套筒4的上游侧端部设置燃料喷嘴5，并在燃烧器套筒4的下游侧连接转换构件6。在外筒2的内周部，设有作为遮住燃烧用空气流路3的空气导向件的气流套筒7。
燃料喷嘴5是固定在设置于外筒2端部的盖板8上的多层筒状的构件，在位于外筒2外侧的外端部，具有：供给液体燃料的液体燃料供给口9；为使液体燃料微粒化而供给微粒化用空气的微粒化用空气供给口10；供给煤气化燃料的煤气化燃料供给口11。
该燃料喷嘴5如图11所示，在内侧中心部具有使液体燃料流通的液体燃料流路12，并在其外周侧具有使液体燃料的微粒化用空气流通的微粒化用空气流路13，再在其外周侧具有使煤气化燃料流通的煤气化燃料流路14。所述各流路12、13、14做成由筒状壁15、16分隔的相邻配置结构，且分别与液体燃料供给口9、微粒化用空气供给口10及煤气化燃料供给口11连通。
另外，在面向燃烧器套筒4内的燃料喷嘴5的内端部，设有：用于使液体燃料a从液体燃料流路12喷出的液体燃料喷出口17；将微粒化用空气b从微粒化用空气流路13向液体燃料喷出口17的周围喷出并以液体燃料a为喷雾状态的微粒化用空气喷出口18；以及将煤气化燃料c从煤气化燃料流路14以回转状态喷出的具有旋流器19的煤气化燃料喷出口20。
并且，在燃气涡轮运转时，通过使煤气化燃料c或空气喷雾状态的液体燃料a有选择性地从燃料喷嘴5喷出到燃烧器1内，并从未图示的燃气涡轮压缩机通过燃烧用空气流路3而将燃烧用空气d供给到燃烧器套筒4内来进行燃烧，然后将产生的燃烧气体21通过转换构件6而供给到未图示的燃气涡轮。
然而，如前所述，在现有技术中，在燃气涡轮起动时、停止或卸负荷时等，进行仅使用液体燃料a的燃烧运转，此时停止煤气化燃料c的供给。因此，用于供给煤气化燃料c的煤气化燃料流路14的内压，低于充满因液体燃料a的燃烧而产生的燃烧气体21的燃烧器套筒4的内压，如图11中箭头e所示，因该压力差，产生了燃烧气体21从燃烧器套筒4一侧倒流到煤气化燃料流路14内的现象。
另外，即使不产生压力差，因仅仅燃烧气体21的动压力的变动或燃烧器1内的压力变动等，也会有燃烧气体21倒流到煤气化燃料流路14内的情况。
这种燃烧气体21的倒流现象，成为损伤燃料喷嘴5的原因，给燃气涡轮运转带来故障，或缩短燃烧器寿命等，从使用上及经济性等方面看，产生种种问题。
本发明的目的在于解决上述那种缺点，提供一种可在液体燃料运转时阻止燃烧气体向煤气化燃料流路内倒流、由此消除损伤燃料喷嘴的原因而获得燃气涡轮运转稳定化及燃烧器寿命长期化等的煤气化燃料复合发电设备及其运转方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案1，提供一种煤气化复合发电设备，具有选择性地可将煤炭气体化后的煤气化燃料和经微粒化用空气微粒化后的液体燃料进行燃烧的燃烧器，在将用该燃烧器产生的燃烧气体供给到燃气涡轮并由所述燃气涡轮的动力来驱动发电机的煤气化复合发电设备中，在将燃料向燃烧器喷出的燃料喷嘴上，以互相相邻的配置状态设置液体燃料流路、微粒化用空气流路、煤气化燃料流路，其特点在于，还在所述微粒化用空气流路的出口部上，设置向所述煤气化燃料流路的出口部而喷出微粒化用空气的分支出口部。
本发明的技术方案2，提供一种煤气化复合发电设备，具有选择性地可将煤炭气体化后的煤气化燃料和经微粒化用空气微粒化后的液体燃料进行燃烧的燃烧器，在将用该燃烧器产生的燃烧气体供给到燃气涡轮并由所述燃气涡轮的动力来驱动发电机的煤气化复合发电设备中，在将燃料向燃烧器喷出的燃料喷嘴上，以互相相邻的配置状态设置液体燃料流路、微粒化用空气流路、煤气化燃料流路，其特点在于，还在所述微粒化用空气流路的出口部附近的流路壁上，设置将微粒化用空气吹入所述煤气化燃料流路内的喷出孔。
本发明的技术方案3，提供一种煤气化复合发电设备，具有选择性地可将煤炭气体化后的煤气化燃料和经微粒化用空气微粒化后的液体燃料进行燃烧的燃烧器，在将用该燃烧器产生的燃烧气体供给到燃气涡轮并由所述燃气涡轮的动力来驱动发电机的煤气化复合发电设备中，其特点在于，在将来自压缩器的燃烧用空气吹入所述燃烧器的套筒内的燃烧用空气流路的出口部上，设置向煤气化燃料流路的出口部喷出燃烧用空气的燃烧用空气喷出部。
本发明的技术方案4，提供一种煤气化复合发电设备，具有选择性地可将煤炭气体化后的煤气化燃料和经微粒化用空气微粒化后的液体燃料进行燃烧的燃烧器，在将用该燃烧器产生的燃烧气体供给到燃气涡轮并由所述燃气涡轮的动力来驱动发电机的煤气化复合发电设备中，其特点在于，使将来自压缩器的燃烧用空气吹入所述燃烧器的套筒内的燃烧用空气流路和煤气化燃料流路予以连通，在该煤气化燃料流路，做成可流通燃烧用空气，并设置对该煤气化燃料流路内的空气流量予以控制的流量控制用装置。
本发明的技术方案5，提供一种煤气化复合发电设备的运转方法，它是一种有选择性地使煤炭气体化后的煤气化燃料和经微粒化用空气微粒化后的液体燃料用燃烧器燃烧、将用该燃烧器产生的燃烧气体供给到燃气涡轮并由所述燃气涡轮的动力来驱动发电机的煤气化复合发电设备的运转方法，在当燃气涡轮起动时利用液体燃料的燃烧进行运转、经过规定时间后利用煤气化燃料的燃烧进行运转的方法中，其特点在于，在从燃气涡轮起动到煤气化燃料运转的期间，将未形成的煤气化燃料从煤气化燃料流路通过燃料喷嘴而供给到燃烧器。
本发明的技术方案6，提供一种煤气化复合发电设备的运转方法，它是一种有选择性地使煤炭气体化后的煤气化燃料和经微粒化用空气微粒化后的液体燃料用燃烧器燃烧、将用该燃烧器产生的燃烧气体供给到燃气涡轮并由所述燃气涡轮的动力来驱动发电机的煤气化复合发电设备的运转方法，在当燃气涡轮起动时利用液体燃料的燃烧进行运转、经过规定时间后利用煤气化燃料的燃烧进行运转、当燃气涡轮负荷处于一定以下时切换到利用液体燃料燃烧的运转方法中，其特点在于，在从煤气化燃料的燃烧运转切换到液体燃料的燃烧运转后，也将一定量的煤气化燃料从煤气化燃料流路通过燃料喷嘴而供给到燃烧器内。
本发明的技术方案7，提供一种煤气化复合发电设备的运转方法，它是一种有选择性地使煤炭气体化后的煤气化燃料和经微粒化用空气微粒化后的液体燃料用燃烧器燃烧、将用该燃烧器产生的燃烧气体供给到燃气涡轮并由所述燃气涡轮的动力来驱动发电机的煤气化复合发电设备的运转方法，在当燃气涡轮起动时利用液体燃料的燃烧进行运转、经过规定时间后利用煤气化燃料的燃烧进行运转、再在卸负荷时与卸负荷的同时切换到利用液体燃料燃烧的运转方法中，其特点在于，在从煤气化燃料的燃烧运转切换到液体燃料的燃烧运转后，也将一定量的煤气化燃料从煤气化燃料流路通过燃料喷嘴而供给到燃烧器内。
本发明的技术方案8，提供一种煤气化复合发电设备，是一种使用技术方案5至7所述的运转方法的煤气化复合发电设备，其特点在于，在煤气化燃料流路上，设置当使用煤气化燃料时予以流量控制的通常运转用流量控制装置、当使用液体燃料时对供给少量的煤气化燃料予以流量控制的辅助流量控制装置。
本发明的技术方案9，提供一种技术方案8所述的煤气化复合发电设备，其特点在于，在将煤气化燃料向燃烧器喷出的燃料喷嘴上或在其附近设置温度检测器，并设置当由所述温度检测器测出温度超过一定时对辅助流量控制装置进行控制的控制装置，该控制装置设定成确保可对在所述燃料喷嘴内的煤气化燃料的倒流予以阻止的最小流量。
附图的简单说明
图1是表示本发明的第1实施例，是煤气化复合发电设备的系统图。
图2是表示图1实施例的燃气涡轮燃烧器结构的剖视图。
图3是图2所示的燃气涡轮燃烧器的部分放大图。
图4是表示本发明的第2实施例，是燃气涡轮燃烧器的剖视图。
图5是表示本发明的第3实施例，是燃气涡轮燃烧器的剖视图。
图6是表示本发明的第4实施例，是燃气涡轮燃烧器的剖视图。
图7是说明本发明的第5实施例，是表示燃料流量特性的曲线图。
图8是说明本发明的第6实施例，是表示燃料流量特性的曲线图。
图9是表示本发明的第7实施例，是煤气化复合发电设备的系统图。
图10是表示现有燃气涡轮燃烧器的剖视图。
图11是图10所示的燃气涡轮燃烧器的部分剖视图。
实施例
下面就本发明的实施例结合附图进行说明。
第1实施例(图1～图3)
图1是表示本发明实施例的煤气化复合发电设备的整体结构的系统图。
如图1所示，本实施例的煤气化复合发电设备，大致包括：燃气涡轮系统31；燃料供给系统32；空气供给系统33；排气系统34等。
燃气涡轮系统31具有：有选择性地可将煤气化燃料c和液体燃料a燃烧的燃烧器35；由用该燃烧器35产生的燃烧气体驱动的燃气涡轮36；与该燃气涡轮36同轴设置的燃气涡轮压缩机37及发电机38。
燃料供给系统32由煤气化燃料供给系统32a与液体燃料供给系统32b的2个系统组成。煤气化燃料供给系统32a具有将煤炭气体化的气化炉39和对经气化炉39气体化的煤气予以精制的气体精制设备40，将精制后的煤气化燃料c通过煤气化燃料配管41而供给到燃烧器35。另外，在煤气化燃料配管41上设有作为流量控制装置的流量控制阀42。
液体燃料供给系统32b，将来自未图示的液体燃料供给源及微粒化用空气供给源的液体燃料a及微粒化用空气b有选择性地与煤气化燃料c一起通过燃料配管43及空气配管44而供给到燃烧器35。
空气供给系统33是供给在气化炉39中的煤气化作用所需氧气的系统，具有：由燃气涡轮压缩机37对压缩空气的一部分进行抽气的抽气配管45；与该抽气配管45连接并生成氧气的空气分离装置46；通过氧气配管47而与该空气分离装置46连接的氧气压缩机48。另外，具有在燃气涡轮压缩机37运转前用于生成气化炉39所使用的氧气的辅助压缩机49。
排气系统34具有：与燃气涡轮36连接的排气配管50；与该排气配管50连接的排气锅炉51及烟囱52等。
当如此结构的煤气化复合发电设备进行运转时，先将液体燃料a及微粒化用空气b供给到燃烧器35进行燃烧，从而起动燃气涡轮36。与起动该燃气涡轮36的同时，用气化炉39开始生成煤气化燃料。此时，起动时当初，在气化炉39内，使用来自辅助压缩机49的压缩空气或用空气分离装置46对该压缩空气进行分离后的氧气，并且，在燃气涡轮36起动后，使用经燃气涡轮压缩机37升压后的空气或用空气分离装置46对该升压后的空气进行分离后的氧气。
在从起动运转到燃气涡轮36的大约1/4负荷的运转阶段，由于在气化炉39中只生成低发热量的未形成的煤气化燃料，故继续进行液体燃料运转。随着负荷上升，在气化炉39中已形成的煤气化燃料生成后，从液体燃料燃烧运转切换到煤气化燃料运转，仅以该煤气化燃料运转，一直运转到燃气涡轮的额定点。然后，当燃气涡轮36为卸负荷状态时，或燃气涡轮36的运转为停止时，从煤气化燃料运转再次切换到液体燃料运转。
下面，结合图2及图3来说明这种煤气化复合发电设备所适用的燃烧器35的结构。图2是大致表示燃烧器35的整体结构图，图3是表示该燃烧器35的燃料喷嘴部的放大剖视图。
如图2所示，燃烧器35的结构是，在外筒62的内部使燃烧用空气流路63介于中间而插入作为内筒的燃烧器套筒64，在该燃烧器套筒64的上游侧端部设置燃料喷嘴65，并在燃烧器套筒64的下游侧连接转换构件66。在外筒62的内周部，设有作为遮住燃烧用空气流路63的空气导向件的气流套筒67。
燃料喷嘴65是固定在设置于外筒62端部的盖板68上的多层筒状，在外筒62的外端位置，具有：供给液体燃料a的液体燃料供给口69；为使液体燃料a微粒化而供给微粒化用空气的微粒化用空气供给口70；供给煤气化燃料c的煤气化燃料供给口71。
该燃料喷嘴65如图3所示，在内侧中心部具有使液体燃料a流通的液体燃料流路72，并在其外周侧具有使液体燃料的微粒化用空气b流通的微粒化用空气流路73，再在其外周侧具有使煤气化燃料c流通的煤气化燃料流路74。所述各流路72、73、74做成由筒状壁75、76分隔的相邻配置结构，且分别与液体燃料供给口69、微粒化用空气供给口70及煤气化燃料供给口71连通。
另外，在面向燃烧器套筒64内的燃料喷嘴65的内端部，设有：用于使液体燃料a从液体燃料流路72喷出的液体燃料喷出口77；将微粒化用空气b从微粒化用空气流路73向液体燃料喷出口77的周围喷出并以液体燃料a为喷雾状态的微粒化用空气喷出口78；以及将煤气化燃料c从煤气化燃料流路74以回转状态喷出的具有旋流器79的煤气化燃料喷出口80。
这样，对于在将燃料向燃烧器35喷出的燃料喷嘴65上以互相相邻配置状态设置液体燃料流路72、微粒化用空气流路73及煤气化燃料流路74的结构，在本实施例中，在作为微粒化用空气流路73的出口部的喷出口78位置，设有向其外周侧的煤气化燃料喷出口80而喷出微粒化用空气b的分支出口部81。该微粒化用空气的分支出口部81沿燃料喷嘴65的周向而形成多个，从而分别向煤气化燃料喷出口80的旋流器79的外面连续喷射微粒化用空气b，就可在煤气化燃料喷出口80上形成空气膜。
因此，在燃气涡轮36起动时、卸负荷时或燃气涡轮停止时等，当进行仅利用液体燃料a的燃烧运转时，即使煤气化燃料c不供给到煤气化燃料流路74中而使得煤气化燃料流路74的内压低于燃烧器35内的燃烧气体压力，因由从微粒化用空气b的分支出口部81喷出的微粒化用空气b的一部分所形成的空气膜而从燃烧器套筒64的内部使煤气化燃料流路74成为遮蔽状态，故燃烧气体不会倒流到煤气化燃料流路中。
另外，在使用煤气化燃料c的运转时，由于停止供给液体燃料a及微粒化用空气b，故不会有任何妨碍煤气化燃料c的喷出及其燃烧作用。
采用如上的第1实施例，由于能可靠地防止在液体燃料运转时燃烧气体向煤气化燃料流路74的倒流，故消除了造成损伤燃料喷嘴65的原因，从而获得燃气涡轮运转的稳定化及燃烧器寿命的长期化，与现有设备相比，在使用上及经济性等两个方面可获得很大的优点。
第2实施例(图4)
图4是表示本实施例的煤气化燃料复合发电设备中的燃烧器35的燃料喷嘴65部的放大剖视图。
本实施例如图4所示，在将燃料向燃烧器35喷出的燃料喷嘴65上，以互相相邻的配置状态设置液体燃料流路72、微粒化用空气流路73、煤气化燃料流路74，并在微粒化用空气流路73的出口部附近的流路壁76上，设有把微粒化用空气吹入煤气化燃料流路的喷出孔82。该微粒化用空气的喷出孔82沿燃料喷嘴65的周向形成多个，且分别开设在煤气化燃料流路74的喷出口80附近，例如，向旋流器79的内面连续喷出微粒化用空气b，然后将微粒化用空气b从煤气化燃料喷出口80向燃烧器套筒64内喷出。关于其它结构，因大致与所述第1实施例相同，故在对应部分标上与图3相同的符号而省略说明。
根据本实施例，在燃气涡轮36起动时、卸负荷时或燃气涡轮停止时等，当进行仅利用液体燃料a的燃烧运转时，即使煤气化燃料c不供给到煤气化燃料流路74中而使得煤气化燃料流路74的内压低于燃烧器35内的燃烧气体压力，因微粒化用空气从空气喷出孔向煤气化燃料流路74喷出，而使煤气化燃料流路74成为加压状态，故燃烧气体不会倒流到煤气化燃料流路74中。
另外，即使在本实施例中，在使用煤气化燃料的运转时，由于停止供给液体燃料及微粒化用空气，故不会有任何妨碍煤气化燃料的喷出及其燃烧作用。
根据如上的第2实施例，由于能可靠地防止在液体燃料运转时燃烧气体向煤气化燃料流路74的倒流，故消除了造成损伤燃料喷嘴65的原因，从而获得燃气涡轮运转的稳定化及燃烧器寿命的长期化，与所述第1实施例相同，在发电设备的使用上及经济性等两个方面可获得很大的优点。
第3实施例(图5)
图5是表示本实施例的煤气化复合发电设备中的燃烧器35的燃烧喷嘴65部的放大剖视图。
本实施例如图5所示，在将来自燃气涡轮压缩机37(参照图1)的燃烧用空气d吹入燃烧器套筒64内的燃烧用空气流路63的出口部，设有向煤气化燃料流路74的出口部喷出燃烧用空气的燃烧用空气喷出部83。该燃烧用空气喷出部83包括：例如在燃烧器套筒64的燃烧喷嘴65侧端壁64a上穿设的孔84；位于该孔84的外周侧而向燃烧器套筒64的端壁64a内面突出的导向构件85，从而向煤气化燃料喷出口80的旋流器79外面连续喷射燃烧用空气d，可在煤气化燃料喷出口80上形成空气膜。
因此，根据本实施例，在燃气涡轮36起动时、卸负荷时或燃气涡轮停止时等，当进行仅利用液体燃料a的燃烧运转时，即使煤气化燃料c不供给到煤气化燃料流路74中而使得煤气化燃料流路74的内压低于燃烧器35内的燃烧气体压力，因由燃烧用空气d所形成的空气膜而从燃烧器套筒64的内部使煤气化燃料流路74成为遮蔽状态，故燃烧气体不会倒流到煤气化燃料流路74中。
根据本实施例，由于能可靠地防止在液体燃料运转时燃烧气体向煤气化燃料流路74的倒流，故消除了造成损伤燃料喷嘴65的原因，从而获得燃气涡轮运转的稳定化及燃烧器寿命的长期化等，与所述第1实施例相同，在发电设备的使用上及经济性等两个方面可获得很大的优点。
第4实施例(图6)
图6是表示本实施例的煤气化燃料复合发电设备中的燃烧器35的局部剖视图。
本实施例如图6所示，在将来自压缩机37的燃烧用空气d吹入燃烧器套筒64内的燃烧用空气流路63的出口部，设有向煤气化燃料流路74的出口部喷出燃烧用空气d的燃烧用空气喷出部86。该燃烧用空气喷出部86的结构是，例如利用贯通盖板68的管路87而将燃烧用空气流路63与煤气化燃料流路74连通，并在该管路87中设置控制用阀88。
采用如此结构，由于通过在盖板68上设置的管路87而可将燃烧用空气d供给到煤气化燃料流路74内，故当煤气化燃料c未供给到煤气化燃料流路74时，通过打开控制用阀88，使燃烧用空气d从煤气化燃料流路74通过旋流器79而流入燃烧器套筒64内，就可与前述的各实施例相同，防止燃烧气体向煤气化燃料流路74倒流。
另外，在本实施例结构中，在开始供给煤气化燃料c的时刻，当燃烧用空气d侧的压力较高时，在煤气化燃料流路74内，燃烧用空气d与煤气化燃料c混合而成为预混合稀薄燃料状态，在煤气化燃料流路74内具有产生燃烧的可能性。而相反，当煤气化燃料c的压力高于燃烧用空气d的压力时，煤气化燃料c具有从煤气化燃料流路74侧流入燃烧用空气流路63侧的可能性。
因此，在本实施例中，在煤气化燃料运转时关闭在管路87上设置的控制用阀88，成为关闭状态。另外，也可使用单向阀来谋求防止向燃烧用空气流路63侧的倒流(未图示)。
采用如上的本实施例，能可靠地阻止在液体燃料运转时燃烧气体向煤气化燃料流路74的倒流，从而达到与前述各实施例相同的作用效果。
第5实施例(图1、图7)
本实施例是本发明的煤气化复合发电设备的运转方法，尤其是一种利用将未形成的煤气化燃料供给于煤气化燃料流路来阻止在从燃气涡轮起动到煤气化燃料运转的液体燃料运转时燃烧气体向煤气化燃料流路的倒流的方法。
即，在使例如图1所示的煤气化复合发电设备进行运转的场合，从燃气涡轮36的起动时到燃气涡轮负荷大约为1/4时，进行仅利用液体燃料a的燃烧运转，然后，切换到已形成的煤气化燃料c进行运转。在如此程度的一直到负荷运转的时间中，在气化炉39中生成的煤气化燃料是不完全的，所以不能用于燃烧。
在现有技术中，在从该燃气涡轮起动到大约1/4负荷的液体燃料运转中是停止供给未形成的煤气化燃料的，而在本实施例中，在该液体燃料运转中，是将未形成的煤气化燃料c从煤气化燃料流路通过燃料喷嘴而供给到燃烧器35的。
图7是表示用于说明该方法的燃料流量的曲线图，纵轴表示液体燃料及煤气化燃料的流量，横轴表示燃气涡轮负荷。
如图7所示，在本实施例中，起动时供给量逐渐增加的液体燃料流量与在气化炉39中生成的未形成的煤气化燃料一起慢慢开始供给到燃烧器。即，随着液体燃料流量的增加燃烧气体也增多，并与燃烧器套筒内成为高压化相一致，而使未形成的煤气化燃料的供给量也增加，煤气化燃料流路的内压也变大。利用该作用，来防止燃烧气体倒流到煤气化燃料流路内。
并且，在生成气化炉39中形成的煤气化燃料c的时刻，切换到煤气化燃料运转，从该时刻，使液体燃料的流量逐渐降低，以后到额定负荷使煤气化燃料的流量增大，然后，以一定流量进行运转。
采用这种本实施例的运转方法，不必特意将燃料喷嘴等的结构改变，与前述各实施例相同，仅利用燃料供给控制就能可靠地阻止燃烧气体向煤气化燃料流路的倒流，获得运转的稳定化及燃烧器寿命的长期化等，在发电设备的使用上及经济性等两个方面可获得很大的优点。
第6实施例(图1)
本实施例也是本发明的煤气化复合发电设备的运转方法，且是一种如下的方法：在如燃气涡轮停止时等那样当负荷处于一定以下时的液体燃料运转时，通过将煤气化燃料供给到煤气化燃料流路来阻止燃烧气体向煤气化燃料流路74的倒流。
即，在使图1所示的煤气化燃料复合发电设备进行运转的场合，如前述第5实施例说明的那样，燃气涡轮负荷在成为大约1/4负荷以后，进行使用已形成的煤气化燃料c的运转，以后到额定负荷使煤气化燃料c的流量增大，然后以一定流量进行运转。并且，如然后到燃气涡轮停止时的场合那样，当燃气涡轮负荷处于一定以下时，因煤气化燃料c的使用变得困难而切换到利用液体燃料a的燃烧运转，但现有技术在该切换后停止了煤气化燃料c的供给。
在本实施例中，在该液体燃料运转中，也将煤气化燃料从煤气化燃料流路通过燃料喷嘴而供给到燃烧器。
即使采用如此的本实施例的方法，不必将燃料喷嘴等的结构改变，与前述各实施例相同，仅利用燃料供给控制就能可靠地阻止燃烧气体向煤气化燃料流路的倒流，获得运转的稳定化及燃烧器寿命的长期化等，在发电设备的使用上及经济性等两个方面可获得很大的优点。
第7实施例(图8)
本实施例也是本发明的煤气化复合发电设备的运转方法，且是一种如下的方法：在当燃气涡轮卸负荷时从煤气化燃料切换到液体燃料进行运转的场合，通过将煤气化燃料供给到煤气化燃料流路来阻止燃烧气体向煤气化燃料流路的倒流。
即，在煤气化燃料运转中，当卸掉燃气涡轮负荷时，为防止超速而必须减少燃料供给量。此时，使用煤气化燃料的少量燃烧运转，由于从燃烧性的这点来看是困难的，故切换到利用液体燃料的燃烧运转，但现有技术在该切换后停止了煤气化燃料c的供给。
在本实施例中，在该液体燃料运转中，也将煤气化燃料从煤气化燃料流路通过燃料喷嘴而供给到燃烧器。
图8是表示用于说明该方法的燃料流量的曲线图，纵轴表示液体燃料及煤气化燃料的流量，横轴表示时间。
如图8中实线曲线所示，在本实施例的煤气化燃料运转中，当卸掉负荷时，与卸负荷的同时，在短时间内使煤气化燃料流量减少，并如图8中虚线所示，切换到液体燃料运转。此时，不停止供给煤气化燃料，而继续将少量的煤气化燃料供给到煤气化燃料流路。利用该作用，可防止燃烧气体倒流到煤气化燃料流路内。
即使采用如此的本实施例的方法，不必将燃料喷嘴等的结构改变，与前述各实施例相同，仅利用燃料供给控制就能可靠地阻止燃烧气体向煤气化燃料流路的倒流，获得运转的稳定化及燃烧器寿命的长期化等，在发电设备的使用上及经济性等两个方面可获得很大的优点。
第8实施例(图9)
本实施例是关于当使用第5实施例至第7实施例所述的运转方法时较佳的煤气化复合发电设备的一种结构，是图1所示的第1实施例的煤气化复合发电设备的改进技术方案。
即，对于图1所示的结构，在液体燃料运转时为防止燃烧气体向煤气化燃料流路的倒流而供给煤气化燃料的场合，利用在煤气化燃料配管41上设置的流量控制阀42来控制流量。但是，由于该流量控制阀42是作为通常运转时的煤气化燃料c的流量控制用而设置的，且是一种可将煤气化燃料c的流量控制到100％负荷的流量的结构，因此，作为用于防止倒流的少量的煤气化燃料c的控制用就未必最佳。
因此，本实施例如图9所示，将煤气化燃料配管41上设置的流量控制装置分成2个系统。即，除了作为进行煤气化燃料运转时的进行流量控制的通常运转用流量控制装置的流量控制阀42外，还设置辅助流量控制阀89，作为在液体燃料运转时防止燃烧气体倒流到煤气化燃料流路而少量供给煤气化燃料c的辅助流量控制装置。关于其它结构，因与图1大致相同，故在对应部分标上与图1相同的符号而省略说明。
如此，通过作为少量的煤气化燃料c的控制用而设置辅助流量控制阀89，就可对必需最小限度的煤气化燃料进行严格的流量控制，可进一步提高防止燃烧气体向煤气化燃料流路倒流的功能。
并且，在本实施例中，还在将煤气化燃料向燃烧器35喷出的燃料喷嘴上或在其附近上设置温度检测器90，并设置当由所述温度检测器90测出温度超过一定时对辅助流量控制阀进行控制的控制装置91。该控制装置设定成确保可对在所述燃料喷嘴65内的煤气化燃料的倒流予以阻止的最小流量。
采用这种结构，通过对燃烧气体倒流到燃料喷嘴时的煤气化燃料流路的温度上升进行检测，就可自动地将防止倒流用的最小流量的煤气化燃料c供给到煤气化燃料流路。
如上所述，采用本发明，可在液体燃料运转时阻止燃烧气体倒流到煤气化燃料流路内，从而消除造成损伤燃料喷嘴的原因，达到谋求燃气涡轮运转的稳定化及燃烧器寿命的长期化等效果。

Claims (9)

1．一种煤气化复合发电设备，具有选择性地可将煤炭气体化后的煤气化燃料和经微粒化用空气微粒化后的液体燃料进行燃烧的燃烧器，在将用该燃烧器产生的燃烧气体供给到燃气涡轮并由所述燃气涡轮的动力来驱动发电机的煤气化复合发电设备中，在将燃料向燃烧器喷出的燃料喷嘴上，以互相相邻的配置状态设置液体燃料流路、微粒化用空气流路、煤气化燃料流路，其特征在于，还在所述微粒化用空气流路的出口部上，设置向所述煤气化燃料流路的出口部而喷出微粒化用空气的分支出口部。
2．一种煤气化复合发电设备，具有选择性地可将煤炭气体化后的煤气化燃料和经微粒化用空气微粒化后的液体燃料进行燃烧的燃烧器，在将用该燃烧器产生的燃烧气体供给到燃气涡轮并由所述燃气涡轮的动力来驱动发电机的煤气化复合发电设备中，在将燃料向燃烧器喷出的燃料喷嘴上，以互相相邻的配置状态设置液体燃料流路、微粒化用空气流路、煤气化燃料流路，其特征在于，还在所述微粒化用空气流路的出口部附近的流路壁上，设置将微粒化用空气吹入所述煤气化燃料流路内的喷出孔。
3．一种煤气化复合发电设备，具有选择性地可将煤炭气体化后的煤气化燃料和经微粒化用空气微粒化后的液体燃料进行燃烧的燃烧器，在将用该燃烧器产生的燃烧气体供给到燃气涡轮并由所述燃气涡轮的动力来驱动发电机的煤气化复合发电设备中，其特征在于，在将来自压缩器的燃烧用空气吹入所述燃烧器的套筒内的燃烧用空气流路的出口部上，设置向煤气化燃料流路的出口部喷出燃烧用空气的燃烧用空气喷出部。
4．一种煤气化复合发电设备，具有选择性地可将煤炭气体化后的煤气化燃料和经微粒化用空气微粒化后的液体燃料进行燃烧的燃烧器，在将用该燃烧器产生的燃烧气体供给到燃气涡轮并由所述燃气涡轮的动力来驱动发电机的煤气化复合发电设备中，其特征在于，使将来自压缩器的燃烧用空气吹入所述燃烧器的套筒内的燃烧用空气流路和煤气化燃料流路予以连通，在该煤气化燃料流路，做成可流通燃烧用空气，并设置对该煤气化燃料流路内的空气流量予以控制的流量控制用装置。
5．一种煤气化复合发电设备的运转方法，它是一种有选择性地使煤炭气体化后的煤气化燃料和经微粒化用空气微粒化后的液体燃料用燃烧器燃烧、将用该燃烧器产生的燃烧气体供给到燃气涡轮并由所述燃气涡轮的动力来驱动发电机的煤气化复合发电设备的运转方法，在当燃气涡轮起动时利用液体燃料的燃烧进行运转、经过规定时间后利用煤气化燃料的燃烧进行运转的方法中，其特征在于，在从燃气涡轮起动到煤气化燃料运转的期间，将未形成的煤气化燃料从煤气化燃料流路通过燃料喷嘴而供给到燃烧器。
6．一种煤气化复合发电设备的运转方法，它是一种有选择性地使煤炭气体化后的煤气化燃料和经微粒化用空气微粒化后的液体燃料用燃烧器燃烧、将用该燃烧器产生的燃烧气体供给到燃气涡轮并由所述燃气涡轮的动力来驱动发电机的煤气化复合发电设备的运转方法，在当燃气涡轮起动时利用液体燃料的燃烧进行运转、经过规定时间后利用煤气化燃料的燃烧进行运转、当燃气涡轮负荷处于一定以下时切换到利用液体燃料燃烧的运转方法中，其特征在于，在从煤气化燃料的燃烧运转切换到液体燃料的燃烧运转后，也将一定量的煤气化燃料从煤气化燃料流路通过燃料喷嘴而供给到燃烧器内。
7．一种煤气化复合发电设备的运转方法，它是一种有选择性地使煤炭气体化后的煤气化燃料和经微粒化用空气微粒化后的液体燃料用燃烧器燃烧、将用该燃烧器产生的燃烧气体供给到燃气涡轮并由所述燃气涡轮的动力来驱动发电机的煤气化复合发电设备的运转方法，在当燃气涡轮起动时利用液体燃料的燃烧进行运转、经过规定时间后利用煤气化燃料的燃烧进行运转、再在卸负荷时与卸负荷的同时切换到利用液体燃料燃烧的运转方法中，其特征在于，在从煤气化燃料的燃烧运转切换到液体燃料的燃烧运转后，也将一定量的煤气化燃料从煤气化燃料流路通过燃料喷嘴而供给到燃烧器内。
8．一种煤气化复合发电设备，是一种使用权利要求5至7所述的运转方法的煤气化复合发电设备，其特征在于，在煤气化燃料流路上，设置当使用煤气化燃料时予以流量控制的通常运转用流量控制装置、当使用液体燃料时对供给少量的煤气化燃料予以流量控制的辅助流量控制装置。
9．如权利要求8所述的煤气化复合发电设备，其特征在于，在将煤气化燃料向燃烧器喷出的燃料喷嘴上或在其附近设置温度检测器，并设置当由所述温度检测器测出温度超过一定时对辅助流量控制装置进行控制的控制装置，该控制装置设定成确保可对在所述燃料喷嘴内的煤气化燃料的倒流予以阻止的最小流量。
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