JP2001090550A - ガス化複合サイクル発電プラント - Google Patents

ガス化複合サイクル発電プラント

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JP2001090550A
JP2001090550A JP26816299A JP26816299A JP2001090550A JP 2001090550 A JP2001090550 A JP 2001090550A JP 26816299 A JP26816299 A JP 26816299A JP 26816299 A JP26816299 A JP 26816299A JP 2001090550 A JP2001090550 A JP 2001090550A
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pressure
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Hiroshi Fukuhara
広嗣 福原
Narihisa Sugita
成久 杉田
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  • Solid-Fuel Combustion (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、ガス化発電プラントにおいて
ガス化炉への蒸気注入系統を簡素化するとともに、プラ
ント熱効率の向上を図ることである。 【解決手段】主蒸気タービン２４の主蒸気系統から蒸気
を抽気し、動力回収タービン１６において減圧及び減温
して、ガス化炉内又はガス化炉出口に注入する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス化炉を用いる
ガス化複合サイクル発電プラントに係わり、ガス化炉を
用いて可燃性燃料ガスを発生させ、該燃料ガスによりガ
スタ−ビンを駆動し発電を行うガス化複合サイクル発電
プラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】エネルギー資源の有効利用は発電プラン
トにとって永遠の課題であり、特に化石燃料として最大
規模の埋蔵量を有する石炭を始めとして重質油，オイル
サンド，木材，プラスチック，ごみ等の燃料を、酸素あ
るいは空気または両者を混合した酸化剤によりガス化を
行うガス化発電は、将来型発電として開発が進められて
いる。
【０００３】ガス化炉複合サイクル発電プラントのガス
化炉では、ガス化反応の助長のため水蒸気をガス化炉内
に注入する場合がある。石炭には硫黄分があり、この硫
黄分はガス化後の生成ガス中に硫化水素や硫化カルボニ
ルの形で含まれている。これら硫黄分をプラント系外に
そのまま放出することは環境上好ましくないので、その
大部分をプラント内で除去，固定化する必要がある。こ
のため、ガス化設備の下流側にガス精製設備を設置して
生成ガスを精製する。ガス精製設備の機器，配管の材料
の使用温度の制約から、生成ガスは３００〜６００℃で
精製する必要がある。一方、生成ガスのガス化炉出口部
の温度は８００〜１３００℃であるので、生成ガスを冷
却する必要がある。間接的な冷却方法として、ガス化炉
出口部にガス冷却器を設置して水等を冷却媒体として冷
却する方法があるが、冷却器が大型となり、設置スペー
スや経済性，耐久性の面で難点がある。
【０００４】別の方法としては、冷却媒体としてガス化
炉内やガス化炉出口の生成ガス中に水蒸気を直接注入す
る方法であり、冷却器の設置が不要になり、設置スペー
スや経済性，耐久性で間接冷却の方法より優位である。
【０００５】例えば、特開平5−71362号公報には、石炭
をガス化するガス化炉，ガス化した生成燃料ガスを精製
するガス精製装置を備えた石炭ガス化プラントが記載さ
れている。
【０００６】また、特開昭57−61086 号公報には、排熱
回収ボイラ内の水又は蒸気をガス化炉へ供給するプラン
トが記載されている。
【０００７】また、特開昭60−17602 号公報には、蒸気
タービン内の蒸気をガス化炉へ供給するプラントが記載
されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ガス化炉内やガス化炉
出口の生成ガス中に水蒸気を直接注入する場合、蒸気を
ガス化炉内に注入するにはガス化炉内圧力に見合った蒸
気圧力にて供給する必要がある。
【０００９】上記従来技術では、独立した蒸気系統，排
熱回収ボイラ内、又は蒸気タービン内のいずれかから所
要圧力を確保できる蒸気を抽出して供給している。
【００１０】独立系統からの蒸気供給は、蒸気発生装置
を別に設置する必要となり独立に蒸気発生用の燃料が必
要になりプラント熱効率の点で不利となり、また設置ス
ペースの点でも利点がない。
【００１１】一方で供給蒸気を自プラントから供給する
方法としては、複合発電設備の蒸気系統から供給する方
法がある。蒸気系統としては、プラント熱効率を向上さ
せるために再熱蒸気サイクルが採用される場合が多い。
再熱蒸気サイクルでは、排熱回収ボイラで発生した主蒸
気は、高圧蒸気タービンに供給されタービンを駆動して
電気出力を得た後、高圧タービンの排気蒸気は、低温再
熱蒸気として排熱回収ボイラに戻され再過熱後、中低圧
タービンに供給されタービンを駆動して電気出力を得
る。排熱回収ボイラの発生蒸気圧力は、蒸気タービンへ
の主蒸気として供給するために選定され、通常１００〜
１５０kg／cm2 程度である。一方、高圧タービンの排気
蒸気は、システム熱効率，機器設計の適正化により選定
されるが、主蒸気圧力が１００〜１５０kg／cm2 程度の
場合、２０〜３０kg／cm2 程度の範囲で選定される。高
圧タービンの排気蒸気つまり低温再熱蒸気からガス化炉
供給用蒸気を考えた場合、プラントの部分負荷時に高圧
タービンの排気蒸気圧力は１０〜２０kg／cm2 程度まで
低下する。このため、低温再熱蒸気の系統からガス化炉
への所要蒸気圧力である２３kg／cm2 以上は確保できな
くなり、この系統からのガス化炉への蒸気供給は困難と
なる。
【００１２】他方、排熱回収ボイラの主蒸気を蒸気源と
して考えると、主蒸気圧力は蒸気タービンの供給条件か
ら１００〜１５０kg／cm2 程度に選定されるので、ガス
化炉への供給圧力条件である２３kg／cm2 程度まで圧力
を減じる必要がある。
【００１３】また、ガス化炉内の生成ガスの冷却用とし
ては蒸気温度はできるだけ低い方が良いので蒸気温度を
低下させることが必要である。このため、主蒸気からガ
ス化炉内へ蒸気供給するには、減圧，減温の蒸気の調節
操作が必要で、主蒸気が持つ熱エネルギーを有効に活用
ができないと共に系統構成が複雑になる。
【００１４】また、特開昭60−17602 号公報のように、
ガス化炉内又はガス化炉出口へ注入する蒸気として、蒸
気タービン内から抽気した蒸気を用いた場合は、蒸気タ
ービンの特性に依存するため、プラントの負荷が変動し
た場合に、蒸気タービン内から抽気した蒸気の変動が大
きくなる。
【００１５】本発明の目的は、ガス化炉への蒸気注入系
統のシステム構成の簡素化を図れ、構成部品点数の減少
により、信頼性を向上することである。
【００１６】また、本発明の目的は、熱損失の低減によ
りプラント熱効率を向上することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のガス化複合サイクル発電プラントは、燃料
をガス化するガス化炉と、前記ガス化炉でガス化された
燃料を燃焼して得た燃焼ガスにより駆動するガスタービ
ンと、前記ガスタービンの排ガスを熱源として蒸気を発
生する排熱回収ボイラと、前記排熱回収ボイラで発生し
た蒸気により駆動する第一の蒸気タービンと、前記第一
の蒸気タービンに導入する前の蒸気により駆動する第二
の蒸気タービンとを備え、前記第二の蒸気タービンから
排出された蒸気を前記ガス化炉内又は前記ガス化炉出口
の少なくとも一方へ供給する。
【００１８】そして、好ましくは、前記第二の蒸気ター
ビンから前記ガス化炉内又は前記ガス化炉出口の少なく
とも一方へ供給する蒸気の圧力を所定値に制御する制御
装置を備える。
【００１９】また、好ましくは、前記第二の蒸気タービ
ンから前記ガス化炉内若しくは前記ガス化炉出口の少な
くとも一方へ供給する蒸気の圧力、又は前記ガス化炉内
の圧力、又は前記ガス化炉出口内の圧力の少なくとも一
つに基づいて、前記第二の蒸気タービンを駆動する蒸気
の流量を制御する制御装置を備える。
【００２０】又は、上記目的を達成するため、本発明の
ガス化複合サイクル発電プラントは、燃料をガス化する
ガス化炉と、前記ガス化炉でガス化された燃料を燃焼し
て得た燃焼ガスにより駆動するガスタービンと、前記ガ
スタービンの排ガスを熱源として蒸気を発生する排熱回
収ボイラと、前記排熱回収ボイラで発生した蒸気により
駆動する第一の蒸気タービンと、前記排熱回収ボイラと
第一の蒸気タービンとを連通し前記排熱回収ボイラで発
生した蒸気が流通する第一の蒸気配管と、前記排熱回収
ボイラで発生した蒸気により駆動する第二の蒸気タービ
ンと、前記第一の蒸気配管と前記第二の蒸気タービンと
を連通する第二の蒸気配管と、前記第二の蒸気タービン
と前記ガス化炉とを連通する第三の蒸気配管とを備え
る。
【００２１】又は、上記目的を達成するため、本発明の
ガス化複合サイクル発電プラントは、燃料をガス化する
ガス化炉と、前記ガス化炉でガス化された燃料を燃焼し
て得た燃焼ガスにより駆動するガスタービンと、前記ガ
ス化炉と前記ガスタービンとを連通するガス配管と、前
記ガスタービンの排ガスを熱源として蒸気を発生する排
熱回収ボイラと、前記排熱回収ボイラで発生した蒸気に
より駆動する第一の蒸気タービンと、前記排熱回収ボイ
ラと第一の蒸気タービンとを連通し前記排熱回収ボイラ
で発生した蒸気が流通する第一の蒸気配管と、前記排熱
回収ボイラで発生した蒸気により駆動する第二の蒸気タ
ービンと、前記第一の蒸気配管と前記第二の蒸気タービ
ンとを連通する第二の蒸気配管と、前記第二の蒸気ター
ビンと前記ガス配管とを連通する第三の蒸気配管とを備
える。
【００２２】又は、上記目的を達成するため、本発明の
ガス化複合サイクル発電プラントは、燃料をガス化する
ガス化炉と、前記ガス化炉でガス化された燃料を燃焼し
て得た燃焼ガスにより駆動するガスタービンと、前記ガ
スタービンの排ガスを熱源として蒸気を発生する排熱回
収ボイラと、前記排熱回収ボイラで発生した蒸気により
駆動する第一の蒸気タービンと、前記第一の蒸気タービ
ンに導入する前の蒸気を抽気し、その抽気された蒸気の
圧力を調節して前記ガス化炉内又は前記ガス化炉出口の
少なくとも一方へ供給する第二の蒸気タービンを備え
る。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明では、第一の蒸気タービン
（以下、単に「主蒸気タービン」という。）の主蒸気系
統から主蒸気を抽気して、新たに設けた第二の蒸気ター
ビン（以下、「動力回収タービン」という。）を駆動し
て発電をさせた後に、この動力回収タービンの排気蒸気
をガス化炉内又はガス化炉出口配管に供給する。
【００２４】主蒸気タービンへ導入する前の主蒸気を抽
気するため、主蒸気タービン内の主蒸気を抽気する場合
に比較して、その主蒸気からの抽気蒸気の圧力変動が小
さい。これにより、ガス化炉内又はガス化炉出口へ供給
する蒸気の圧力変動が小さくなり、ガス化炉内の圧力変
動又はガス化炉出口のガスの圧力変動が小さくなり、ガ
スタービンの燃料の圧力変動が小さくなり、プラントの
出力や制御が安定する。また、ガス化炉内又はガス化炉
出口へ供給する蒸気の圧力を所定値に制御する場合に
も、その制御が安定する。
【００２５】また、ガス化炉内又はガス化炉出口へ供給
する蒸気を減圧する手段として動力回収タービンを用い
て機械動力として回収することにより、減圧器及び減温
器を用いて減圧及び減温する場合に比較して、蒸気が保
有する熱の損失が小さくなりプラント熱効率が向上す
る。また、減圧器及び減温器及び蒸気を抽気するための
ヘッダが不要となり、プラントのシステム系統構成を簡
素化する。
【００２６】以下、本発明の第一の実施例を図１により
説明する。
【００２７】図１中、１は燃料（例えば、石炭，重質
油，オイルサンド，木材，プラスチック，ごみ等）が流
通する燃料配管、２は燃料を酸化する酸化剤（例えば、
酸素，空気等）が流通する酸化剤配管、３は燃料をガス
化するガス化炉、４はガス化炉内の熱を回収する熱回収
装置、５，６はガス化炉内の熱を回収する熱回収媒体が
流通する熱回収媒体配管(即ち、冷却媒体、例えば、
水，蒸気，酸素，窒素等)、７はガス化炉内へ注入する
蒸気が流通する蒸気配管、８はガス化炉出口へ注入する
蒸気が流通する蒸気配管、９は生成ガス（ガス化炉でガ
ス化された燃料）が流通する生成ガス配管、１０は生成
ガスを精製するガス精製装置、１１は精製ガス（ガス精
製装置で精製された生成ガス）が流通する精製ガス配
管、１２は燃料（精製ガス）と圧縮空気とを混合して燃
焼し燃焼ガスを発生する燃焼器、１３はガスタービン燃
焼器へ供給する空気を圧縮する圧縮機、１４は燃焼器で
発生した燃焼ガスにより駆動するガスタービン、１５は
ガスタービンに連結され機械エネルギーを電気エネルギ
ーに変換して電気を発生する発電機、１６は蒸気により
駆動する動力回収タービン、１７は動力回収タービンに
連結され機械エネルギーを電気エネルギーに変換して電
気を発生する発電機、１８は圧縮機に吸引される空気
（例えば、大気等）が流通する吸気ダクト、１９はガス
タービン排ガス（ガスタービンから排出された燃焼ガ
ス）が流通する排気ダクト、２０はガスタービン排ガス
を熱源として給水を加熱し蒸気を発生する排熱回収ボイ
ラ、２１はボイラ排ガス（排熱回収ボイラから排出され
たガス）が流通する排気ダクト、２２は主蒸気（排熱回
収ボイラで発生した蒸気）が流通する主蒸気配管、２３
は主蒸気配管から分岐して主蒸気の一部又は全部が流通
する蒸気配管、２４は主蒸気により駆動する主蒸気ター
ビン、２５は主蒸気タービンに連結され機械エネルギー
を電気エネルギーに変換して電気を発生する発電機、２
６は蒸気タービンから排出された蒸気等が流通する蒸気
配管、２７は主蒸気タービンから排出された蒸気等を海
水等と熱交換し冷却し凝縮する復水器、２８は復水(復
水器で凝縮して得た水)が流通する復水配管、２９は復
水を昇圧する給水ポンプ、３０は給水（給水ポンプで昇
圧された復水）が流通する給水配管、３１は動力回収タ
ービンへ供給する主蒸気の流量を制御してガス化炉内又
はガス化炉出口内へ注入する蒸気の圧力を制御する制御
装置、３２はガス化炉内又はガス化炉出口内へ注入する
蒸気（動力回収タービンから排出された蒸気）の圧力を
検出する圧力検出器、３３はガス化炉内の圧力を検出す
る圧力検出器、３４はガス化炉出口内の圧力を検出する
圧力検出器、３５は動力回収タービンへ供給する蒸気の
流量を制御する蒸気加減弁を示す。
【００２８】ガス化炉３には、燃料配管１及び酸素剤配
管２が接続される。生成ガス配管９は、ガス精製装置１
０に接続される。ガス精製装置１０を出た精製ガスは、
精製ガス配管１１を通って燃焼器１２に接続される。圧
縮機１３の入口には吸気ダクト１８が接続され、圧縮機
１３の出口には燃焼器１２への空気配管が接続される。
ガスタービン１４には、燃焼器１２からの燃焼ガス配
管，排気ダクト１９が接続される。排気ダクト１９は、
排熱回収ボイラ２０に接続される。排熱回収ボイラ２０
の出口には、主蒸気配管２２が接続され、排熱回収ボイ
ラ２０の入口には、給水配管３０が接続される。主蒸気
タービン２４の入口には、主蒸気配管２２が接続され、
主蒸気タービン２４の出口には、蒸気配管２６が接続さ
れる。復水器２７には、蒸気配管２８が接続される、復
水器２７には、復水配管２８が接続される。復水配管２
８は、給水ポンプ２９に接続され、給水ポンプ２９は給
水配管３０が接続される。発電機１５には、タービンロ
ータを介して、圧縮機１３及びガスタービン１４が機械
的，動力的に連結される。発電機２５には、タービンロ
ータを介して、主蒸気タービン２４が機械的，動力的に
連結される。発電機１７には、タービンロータを介し
て、動力回収ガスタービン１６が機械的，動力的に連結
される。
【００２９】ガス化炉３で、窒素ガスを使って燃料配管
１を通って供給される燃料は、酸化剤配管２を通って供
給された酸化剤によってガス化され生成ガスとなる。ガ
ス化炉３で発生した生成ガスは、生成ガス配管９を通っ
て、ガス精製装置１０に入る。ガス精製装置１０では、
生成ガス中のチャー等の固形物と硫黄分が除去され、生
成ガスは精製ガスとなり精製ガス配管１１を通って、燃
焼器１２に供給される。吸気ダクト１８を通った空気
は、圧縮機１３で圧縮され（例えば、１５kg／cm2)、燃
焼器１２に送られ、精製ガス配管１１から供給される精
製ガスを燃焼させる。燃焼して発生した高温（例えば、
１２００℃）の燃焼ガスは、ガスタービン１４を回転
し、発電機１５を駆動し電力を発生する。ガスタービン
１４を通過した燃焼ガスは排気ダクト１９を通って、排
熱回収ボイラ２０に供給され、主蒸気を発生する。排熱
回収ボイラ２０を出て低温になった排ガスは、排気ダク
ト２１を通り、煙突を介して、大気に放出される。排熱
回収ボイラ２０で発生した高圧（例えば、１００〜１５
０kg／cm2）かつ高温（例えば、６００℃)の主蒸気は、
主蒸気タービン２４を回転させ、発電機２５を駆動して
電力を発生させる。主蒸気タービン２４の排気蒸気は、
蒸気配管２６を通って、復水器２７で冷却され水にな
り、復水配管２８を通って、給水ポンプ２９で昇圧さ
れ、給水配管３０を通って、排熱回収ボイラ２０へ供給
される。
【００３０】主蒸気配管２２より分流させた蒸気は、蒸
気配管２３を通って、動力回収タービン１６に供給さ
れ、動力回収タービン１６を回転することで発電機１７
を駆動して発電する。動力回収タービン１６より排出さ
れた蒸気は、蒸気配管７を通ってガス化炉内、又は／及
び蒸気配管８を通ってガス化炉出口へ注入される。つま
り、動力回収タービン１６では、主蒸気配管２２より分
流させた蒸気が膨張、かつ減温される。その蒸気の圧力
エネルギー及び熱エネルギーを機械エネルギーとして回
収し、さらに電気エネルギーに変換する。
【００３１】一方、ガス化炉内又はガス化炉出口へ注入
する蒸気の圧力は所定値にする必要がある。ガス化炉内
又はガス化炉出口へ注入する蒸気の圧力が、ガス化炉内
又はガス化炉出口内の圧力よりも低いと、蒸気をガス化
炉内又はガス化炉出口へ注入できないし、ガス化炉内又
はガス化炉出口へ注入する蒸気の圧力が、ガス化炉内又
はガス化炉出口内の圧力よりも高すぎると、ガス化炉内
の圧力又はガス化炉出口部内の圧力の変動が大きくな
る。そこで、ガス化炉内又はガス化炉出口へ注入する蒸
気の圧力は、注入先であるガス化炉内の圧力又はガス化
炉出口部内の圧力より、若干高い（例えば、２〜５kg／
cm2 ）のが好ましい。燃焼器１２への燃料ガス供給圧力
は、ガスタービン１４の運転条件から２０kg／cm2 以上
が必要であることから、ガス化炉内圧力は２３kg／cm2
程度とする必要がある。また、ガス化炉３の運転圧力
は、プラントの運転負荷、即ち発電機１５の出力に関わ
らず一定に運転することが好ましい。このため注入する
蒸気圧力も、プラント負荷に関わらず２３kg／cm2 以上
（例えば、２５〜２７kg／cm2 ）とし、蒸気を供給する
のが好ましい。
【００３２】そこで、制御装置３１では、例えば、以下
の制御をする。図２に、制御装置３１の第一の制御ロジ
ックを示す。図２中、ＳＧは予め定めた信号を出力する
信号設定器、ＰＩは入力信号を比例・積分演算して出力
する比例積分演算器を示す。信号設定器ＳＧでは、ガス
化炉内又はガス化炉出口へ注入する蒸気の圧力の所定値
として、例えば、２５kg／cm2 を設定する。一方、圧力
検出器３２において、ガス化炉内又はガス化炉出口へ注
入する蒸気の圧力を検出する。そして、信号設定器ＳＧ
からの信号と、圧力検出器３２からの信号とを比較し、
信号設定器ＳＧからの信号と圧力検出器３２からの信号
との偏差を、比例積分演算器ＰＩで比例積分演算して、
蒸気加減弁３５へ出力する。例えば、ガス化炉内又はガ
ス化炉出口へ注入する蒸気の圧力が、信号設定器ＳＧよ
りも高い（例えば、３０kg／cm2)場合は、比例積分演算
器ＰＩに負の信号が入力し、蒸気加減弁３５が閉方向へ
制御され、動力回収タービン１６へ供給される主蒸気の
流量が減少し、動力回収タービン１６の排出蒸気の圧力
が低くなる。逆に、ガス化炉内又はガス化炉出口へ注入
する蒸気の圧力が、信号設定器ＳＧよりも低い（例え
ば、２０kg／cm2)場合は、比例積分演算器ＰＩに正の信
号が入力し、蒸気加減弁３５が開方向へ制御され、動力
回収タービン１６へ供給される主蒸気の流量が増加し、
動力回収タービン１６の排出蒸気の圧力が高くなる。
【００３３】上記第一の実施例によれば、主蒸気配管２
２からの蒸気をガス化炉３に注入できるため、ガス化炉
３への蒸気注入の系統構成が簡素化できる。これは、
弁，蒸気ヘッダ等の部品点数を従来技術より減らすこと
ができる。このため、システムの信頼性を向上させるこ
とができることになる。
【００３４】また、動力回収タービン１６によりガス化
炉供給の所要の圧力，温度まで電力として蒸気の熱量を
変換しながら蒸気圧力，温度が低下するため、熱損失を
小さく抑えることができる。図３に示す通り動力回収タ
ービンの出口圧力を制御すれば、プラント負荷が変化し
て主蒸気圧力が変わっても常にガス化炉内又はガス化炉
出口へ注入する蒸気の圧力が２３kg／cm2 以上を確保す
ることができる。この場合、主蒸気タービンの抽気蒸気
を使用する場合に比べ相対値で１.０％ のプラント熱効
率の向上を図ることができる。
【００３５】減圧器及び減温器を用いて、ガス化炉内又
はガス化炉出口へ注入する蒸気の圧力及び温度を調節す
る場合は、抽気した主蒸気に対して、一定の比率でしか
減圧及び減温できないため、プラントの負荷を一定の場
合、例えば定格負荷の場合には、ガス化炉内又はガス化
炉出口へ注入する蒸気の圧力及び温度が一定となるが、
プラントの負荷が変動する場合、例えば、プラント起動
時やプラント停止時等には、主蒸気の圧力及び温度が変
動するため、ガス化炉内又はガス化炉出口へ注入する蒸
気の圧力及び温度を一定に保持することができない。し
かし、上記第一の実施例によれば、制御装置３１により
動力回収タービン１６の排出蒸気の圧力を一定になるよ
うに制御しているため、プラントの負荷が一定である場
合だけでなく、プラントの負荷が変動する場合にも、ガ
ス化炉内又はガス化炉出口へ注入する蒸気の圧力をほぼ
一定に保持できる。
【００３６】従来例のタービン抽気を用いる場合は、ガ
ス化炉の所要蒸気圧力に対し減圧操作が必要になり、こ
れにより特に定格点での熱効率が悪化する。広い負荷範
囲で熱効率の低下を抑えるには負荷に応じて抽気源を切
り替える方法があるが、系統構成がより複雑になる。
【００３７】いずれの場合も減圧，減温操作による熱損
失により本発明より熱効率は低くなり、また蒸気供給系
統（減圧弁，減温器等が設置されるので）が複雑にな
る。
【００３８】本発明では、膨張タービンの出口圧力を制
御し、ガス化炉の所要蒸気圧力を得る（減圧）とともに
蒸気の保有エネルギーを動力として回収することで系統
の簡素化と熱効率の向上が図れる。
【００３９】また、ガス化炉内又はガス化炉出口へ注入
する蒸気として、蒸気タービン内から抽気した蒸気を用
いた場合は、主蒸気タービンの特性に依存するため、プ
ラントの負荷が変動した場合に、主蒸気タービン内から
抽気した蒸気の変動が大きい。しかし、上記第一の実施
例によれば、ガス化炉内又はガス化炉出口へ注入する蒸
気として、主蒸気タービン２４に導入される前の主蒸気
を用いているため、プラントの負荷が変動した場合に、
主蒸気タービン２４に導入される前の主蒸気の変動が比
較的小さい。これにより、プラントのプロセス量や制御
量を安定にすることができる。
【００４０】次に、制御装置３１の他の制御方法を説明
する。図４に、制御装置３１の第二の制御ロジックを示
す。図４中、ＳＧは予め定めた信号を出力する信号設定
器、ＰＩは入力信号を比例・積分演算して出力する比例
積分演算器を示す。信号設定器ＳＧでは、所定値とし
て、例えば、２kg／cm2 を設定する。そして、ガス化炉
内に蒸気を注入する場合は、圧力検出器３３において、
ガス化炉内の圧力を検出する。そして、圧力検出器３３
からの信号と、信号設定器ＳＧからの信号を加算し、加
算された信号と圧力検出器３２からの信号とを比較し、
その偏差を、比例積分演算器ＰＩで比例積分演算して、
蒸気加減弁３５へ出力する。例えば、ガス化炉内へ注入
する蒸気の圧力（例えば、３０kg／cm2 ）が、ガス化炉
内の圧力（例えば、２３kg／cm2 ）よりも著しく高い場
合は、比例積分演算器ＰＩに負の信号が入力し、蒸気加
減弁３５が閉方向へ制御され、動力回収タービン１６へ
供給される主蒸気の流量が減少し、動力回収タービン１
６の排出蒸気の圧力が低くなる。逆に、ガス化炉内へ注
入する蒸気の圧力（例えば、２０kg／cm2 ）が、ガス化
炉内の圧力（例えば、２３kg／cm2 ）よりも低い場合
は、比例積分演算器ＰＩに正の信号が入力し、蒸気加減
弁３５が開方向へ制御され、動力回収タービン１６へ供
給される主蒸気の流量が増加し、動力回収タービン１６
の排出蒸気の圧力が高くなる。尚、ガス化炉出口に蒸気
を注入する場合は、圧力検出器３４において、ガス化炉
出口内の圧力を検出すればよい。
【００４１】かかる制御装置３１によれば、ガス化炉内
の圧力又はガス化炉出口内の圧力が変動する場合にも、
ガス化炉内の圧力又はガス化炉出口内の圧力に見合った
蒸気を注入することができ、プラントのプロセス量や制
御量を安定にすることができる。
【００４２】尚、圧力検出器３３からの信号又は圧力検
出器３４からの信号の代わりに、ガス化炉３の圧力設定
値を用いてもよい。
【００４３】次に、本発明の第二の実施例を図５に示
す。本第二の実施例では、タービンロータを介して、動
力回収タービン１６と圧縮機１３とガスタービン１４と
発電機１５とを機械的に連結する。図１と同様に、主蒸
気配管２２より分流した蒸気は、蒸気配管２３により動
力回収タービン１６に供給され、これを回転すること
で、動力回収タービン１６と連結された圧縮機１３，ガ
スタービン１４とともに、発電機１５を駆動して発電す
る。動力回収タービン１６より排出された蒸気は、蒸気
配管７又は／及び蒸気配管８を通って、ガス化炉内又は
／及びガス化炉出口に注入される。
【００４４】
【発明の効果】本発明によれば、ガス化炉への蒸気注入
系統のシステム構成の簡素化を図れ、構成部品点数の減
少により、信頼性を向上するという効果を奏する。
【００４５】また、本発明によれば、熱損失の低減によ
りプラント熱効率を向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例のプラントの機械系統
図。
【図２】本発明の第一の実施例の制御装置の第一の制御
ロジック図。
【図３】本発明の第一の実施例のプラント負荷と蒸気圧
力との関係。
【図４】本発明の第一の実施例の制御装置の第二の制御
ロジック図。
【図５】本発明の第二の実施例のプラントの機械系統
図。
【符号の説明】
１…燃料配管、２…酸化剤配管、３…ガス化炉、４…熱
回収装置、５，６…熱回収媒体配管、７，８，２３，２
６…蒸気配管、９…生成ガス配管、１０…ガス精製装
置、１１…精製ガス配管、１２…燃焼器、１３…圧縮
機、１４…ガスタービン、１５，１７，２５…発電機、
１６…動力回収タービン、１８…吸気ダクト、１９，２
１…排気ダクト、２０…排熱回収ボイラ、２２…主蒸気
配管、２４…主蒸気タービン、２７…復水器、２８…復
水配管、２９…給水ポンプ、３０…給水配管、３１…制
御装置、３２，３３，３４…圧力検出器、３５…蒸気加
減弁、ＳＧ…信号設定器、ＰＩ…比例積分演算器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２３Ｇ 5/027 ＺＡＢ Ｆ２３Ｇ 5/027 ＺＡＢＺ 5/16 ＺＡＢ 5/16 ＺＡＢＺ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】燃料をガス化するガス化炉と、前記ガス化
    炉でガス化された燃料を燃焼して得た燃焼ガスにより駆
    動するガスタービンと、前記ガスタービンの排ガスを熱
    源として蒸気を発生する排熱回収ボイラと、前記排熱回
    収ボイラで発生した蒸気により駆動する第一の蒸気ター
    ビンとを備えたガス化複合サイクル発電プラントにおい
    て、 前記第一の蒸気タービンに導入する前の蒸気により駆動
    する第二の蒸気タービンを備え、前記第二の蒸気タービ
    ンから排出された蒸気を前記ガス化炉内又は前記ガス化
    炉出口の少なくとも一方へ供給することを特徴とするガ
    ス化複合サイクル発電プラント。
  2. 【請求項２】前記第二の蒸気タービンから前記ガス化炉
    内又は前記ガス化炉出口の少なくとも一方へ供給する蒸
    気の圧力を所定値に制御する制御装置を備えたことを特
    徴とする請求項１に記載のガス化複合サイクル発電プラ
    ント。
  3. 【請求項３】前記第二の蒸気タービンから前記ガス化炉
    内若しくは前記ガス化炉出口の少なくとも一方へ供給す
    る蒸気の圧力、又は前記ガス化炉内の圧力、又は前記ガ
    ス化炉出口内の圧力の少なくとも一つに基づいて、前記
    第二の蒸気タービンを駆動する蒸気の流量を制御する制
    御装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載のガス
    化複合サイクル発電プラント。
  4. 【請求項４】燃料をガス化するガス化炉と、前記ガス化
    炉でガス化された燃料を燃焼して得た燃焼ガスにより駆
    動するガスタービンと、前記ガスタービンの排ガスを熱
    源として蒸気を発生する排熱回収ボイラと、前記排熱回
    収ボイラで発生した蒸気により駆動する第一の蒸気ター
    ビンと、前記排熱回収ボイラと第一の蒸気タービンとを
    連通し前記排熱回収ボイラで発生した蒸気が流通する第
    一の蒸気配管とを備えたガス化複合サイクル発電プラン
    トにおいて、 前記排熱回収ボイラで発生した蒸気により駆動する第二
    の蒸気タービンと、前記第一の蒸気配管と前記第二の蒸
    気タービンとを連通する第二の蒸気配管と、前記第二の
    蒸気タービンと前記ガス化炉とを連通する第三の蒸気配
    管とを備えたことを特徴とするガス化複合サイクル発電
    プラント。
  5. 【請求項５】燃料をガス化するガス化炉と、前記ガス化
    炉でガス化された燃料を燃焼して得た燃焼ガスにより駆
    動するガスタービンと、前記ガス化炉と前記ガスタービ
    ンとを連通するガス配管と、前記ガスタービンの排ガス
    を熱源として蒸気を発生する排熱回収ボイラと、前記排
    熱回収ボイラで発生した蒸気により駆動する第一の蒸気
    タービンと、前記排熱回収ボイラと第一の蒸気タービン
    とを連通し前記排熱回収ボイラで発生した蒸気が流通す
    る第一の蒸気配管とを備えたガス化複合サイクル発電プ
    ラントにおいて、 前記排熱回収ボイラで発生した蒸気により駆動する第二
    の蒸気タービンと、前記第一の蒸気配管と前記第二の蒸
    気タービンとを連通する第二の蒸気配管と、前記第二の
    蒸気タービンと前記ガス配管とを連通する第三の蒸気配
    管とを備えたことを特徴とするガス化複合サイクル発電
    プラント。
  6. 【請求項６】燃料をガス化するガス化炉と、前記ガス化
    炉でガス化された燃料を燃焼して得た燃焼ガスにより駆
    動するガスタービンと、前記ガスタービンの排ガスを熱
    源として蒸気を発生する排熱回収ボイラと、前記排熱回
    収ボイラで発生した蒸気により駆動する第一の蒸気ター
    ビンとを備えたガス化複合サイクル発電プラントにおい
    て、 前記第一の蒸気タービンに導入する前の蒸気を抽気し、
    その抽気された蒸気の圧力を調節して前記ガス化炉内又
    は前記ガス化炉出口の少なくとも一方へ供給する第二の
    蒸気タービンを備えたことを特徴とするガス化複合サイ
    クル発電プラント。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011202520A (ja) * 2010-03-24 2011-10-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 石炭ガス化複合発電プラント
CN102353138A (zh) * 2011-08-15 2012-02-15 柳州市京阳节能器具有限责任公司 多功能高效节能锅炉

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