JP2002250206A - Coal gasification power generation system - Google Patents
Coal gasification power generation systemInfo
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Abstract
Description
【0001】本発明は、石炭から生成される可燃性ガス
をタービンで燃焼させて発電を行う石炭ガス化発電シス
テムに関するものである。[0001] The present invention relates to a coal gasification power generation system for generating electric power by burning a combustible gas generated from coal by a turbine.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、石炭ガス化発電システムにおい
ては、微粉炭とガス化剤を反応させて可燃性ガスを生成
する石炭ガス化炉と、可燃性ガス生成時に発生するチャ
ーを捕集回収するサイクロン、チャーフィルタおよび水
洗浄塔などからなる脱塩装置と、可燃性ガス中の硫黄分
を脱硫するガス精製装置と、脱硫後の精製ガスを燃焼さ
せて回転駆動力を得るガスタービンと、該ガスタービン
により駆動され発電を行う発電機とを備えている。2. Description of the Related Art In general, in a coal gasification power generation system, a coal gasification furnace that generates flammable gas by reacting pulverized coal with a gasifying agent, and collects and collects char generated when flammable gas is generated. A desalination device including a cyclone, a char filter, a water washing tower, and the like; a gas purification device for desulfurizing sulfur in combustible gas; a gas turbine for obtaining a rotational driving force by burning the purified gas after desulfurization; A generator driven by the gas turbine to generate power.
【0003】また、上記石炭ガス化発電システムには、
ガスタービンのトリップや負荷変動時に精製ガスを焼却
処理するためのガス焼却装置が設置されている。ガス焼
却装置には、ガスタービンへ供給される精製ガスの一部
が導入され、その導入ラインの途中に圧力調節弁が設け
られている。この圧力調節弁は、石炭ガス化炉内の圧力
が一定となるように開度が制御されている。また、圧力
調節弁には、ガス焼却炉の最小燃料を確保するために下
限リミッタが取り付けられ、全閉にならぬよう考慮され
ている。[0003] The above coal gasification power generation system includes:
A gas incinerator is provided for incinerating purified gas when a gas turbine trips or changes in load. A part of the purified gas supplied to the gas turbine is introduced into the gas incinerator, and a pressure control valve is provided in the middle of the introduction line. The opening of the pressure control valve is controlled so that the pressure in the coal gasifier becomes constant. In addition, a lower limiter is attached to the pressure regulating valve in order to secure the minimum fuel of the gas incinerator, and the pressure regulating valve is considered not to be fully closed.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術では、石炭ガス化炉からガス焼却炉まで至る機
器容積が大きいため、圧力制御に遅れが発生する。ま
た、ガスタービンの出力変化時に圧力調節弁にハンチン
グがおきる可能性がある。さらに、石炭ガス化炉の圧力
が変動し圧力が低下した場合、圧力調整弁は、圧力を一
定に制御しようとするため、弁の開度を絞る。それに伴
いガス焼却炉に導入される精製ガス量が低下するが、所
定の圧力以下に降下した場合は、圧力調節弁の一次側圧
力低下のため流量が減少し、ガス焼却装置に必要な最小
ガス量が確保できず、ガス焼却装置が失火してしまう恐
れがある。However, according to the above-mentioned conventional technology, since the equipment volume from the coal gasifier to the gas incinerator is large, the pressure control is delayed. Further, when the output of the gas turbine changes, hunting may occur in the pressure control valve. Further, when the pressure of the coal gasifier fluctuates and the pressure drops, the pressure regulating valve narrows the opening of the valve in order to control the pressure to be constant. As a result, the amount of purified gas introduced into the gas incinerator decreases, but when the pressure drops below a predetermined pressure, the flow rate decreases due to a decrease in the primary pressure of the pressure control valve, and the minimum gas required for the gas incinerator is reduced. The amount cannot be secured, and the gas incinerator may misfire.
【0005】なお、圧力が極度に低下した場合に流量を
確保しようとして、最小開度(下限リミッタ)を大きく
設定する方法も考えられるが、この方法では圧力調整弁
の制御範囲が狭くなるという問題が発生する。[0005] A method of setting the minimum opening (lower limiter) large in order to secure a flow rate when the pressure is extremely reduced may be considered, but this method has a problem that the control range of the pressure regulating valve is narrowed. Occurs.
【0006】本発明の課題は、ガス焼却装置の燃焼保持
に必要な最小ガス流量を確保することにより、ガス焼却
装置の失火を防止して、システム全体の安全性および信
頼性を向上させることのできる石炭ガス化発電システム
を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to improve the safety and reliability of the entire system by preventing a gas incinerator from misfiring by securing a minimum gas flow rate necessary for holding the combustion of the gas incinerator. It is to provide a coal gasification power generation system that can be used.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、微粉炭とガス化剤を反応させて可燃性ガ
スを生成する石炭ガス化炉と、前記可燃性ガスを燃焼さ
せて回転駆動力を得るガスタービンと、該ガスタービン
により駆動され発電を行う発電機と、前記ガスタービン
のトリップや負荷変動時に前記可燃性ガスを焼却処理す
るガス焼却装置と、該ガス焼却装置に前記可燃性ガスを
導入するラインの途中に設けられ、前記石炭ガス化炉内
の圧力が一定となるように開度が制御される圧力調節弁
と、を備えた石炭ガス化発電システムにおいて、前記ガ
ス焼却装置での燃焼保持に必要な最小流量の可燃性ガス
を該ガス焼却装置に流す流量調節弁を、前記圧力調節弁
に並列に設けたことを特徴としている。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a coal gasifier for producing a combustible gas by reacting pulverized coal with a gasifying agent, and burning the combustible gas. A gas turbine that obtains rotational driving force, a generator that is driven by the gas turbine to generate power, a gas incinerator that incinerates the combustible gas when the gas turbine trips or changes in load, and a gas incinerator that A pressure control valve, which is provided in the middle of the line for introducing the combustible gas and whose opening is controlled so that the pressure in the coal gasifier becomes constant, the coal gasification power generation system comprising: The gas incinerator is characterized in that a flow control valve for supplying a minimum flow of flammable gas required for holding the combustion to the gas incinerator is provided in parallel with the pressure control valve.
【0008】上記構成によれば、圧力調節弁の開度が小
さくなって、ガス焼却装置への導入ガス流量が低下した
場合でも、流量調節弁により、必要な最小流量の可燃性
ガスが常に一定にガス焼却装置へ導入されるため、ガス
焼却装置の失火を防止することができる。According to the above configuration, even when the opening degree of the pressure control valve is reduced and the flow rate of the gas introduced into the gas incinerator decreases, the required minimum flow rate of the flammable gas is always kept constant by the flow control valve. Since it is introduced into the gas incinerator, misfire of the gas incinerator can be prevented.
【0009】また、本発明では、ガス焼却装置への可燃
性ガスの流量を計測する流量計が設けられている。そし
て流量調節弁は、流量計での計測結果に基づいて、可燃
性ガスの最小流量が一定となるよう開度が制御される。Further, in the present invention, a flow meter for measuring the flow rate of the combustible gas to the gas incinerator is provided. The opening of the flow control valve is controlled based on the measurement result of the flow meter so that the minimum flow rate of the combustible gas is constant.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図1は本発明に係る石炭ガス
化発電システムの全体構成を示している。図に示すよう
に、石炭1は粉砕機2で粉砕されて微粉炭となり、熱風
発生炉3に導入され、熱風発生炉3で発生する高温の加
熱ガスにより乾燥される。乾燥後の石炭1は、一旦、ホ
ッパ4に貯められた後、ロックホッパシステム5により
加圧され、さらに圧縮機6で加圧された搬送ガス7で搬
送されて石炭ガス化炉8に供給される。また、空気10
が精留塔12で窒素と酸素に分離され、窒素の一部は上
記乾燥後の石炭1搬送用の搬送ガス7として、残りはチ
ャー13搬送用の搬送ガス7aとして使用される。酸素
はガス化剤として圧縮機14で加圧され石炭ガス化炉8
へ送られる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the overall configuration of a coal gasification power generation system according to the present invention. As shown in the drawing, coal 1 is pulverized by a pulverizer 2 into pulverized coal, introduced into a hot-air generating furnace 3, and dried by a high-temperature heating gas generated in the hot-air generating furnace 3. The dried coal 1 is temporarily stored in a hopper 4, then pressurized by a lock hopper system 5, further conveyed by a carrier gas 7 pressurized by a compressor 6, and supplied to a coal gasifier 8. You. In addition, air 10
Is separated into nitrogen and oxygen in the rectification column 12, a part of the nitrogen is used as the carrier gas 7 for transporting the coal 1 after the above-mentioned drying, and the remainder is used as the carrier gas 7a for transporting the char 13. Oxygen is pressurized by the compressor 14 as a gasifying agent and is supplied to the coal gasifier 8.
Sent to
【0011】石炭ガス化炉8のガス化部では、上記酸素
により石炭1がガス化され、同時にガス化炉底部からス
ラグ15が流下する。石炭ガス化炉8で生成された生成
ガスは、シンガスクーラ16で冷却された後、サイクロ
ン17およびフィルタ18に導入され、ここでチャー1
3が回収される。回収されたチャー13は、ホッパ19
〜20により加圧され、さらに上述したように精留塔1
2からの窒素ガス等による搬送ガス7aで石炭ガス化炉
8に送られてリサイクルされる。In the gasification section of the coal gasifier 8, the coal 1 is gasified by the oxygen, and at the same time, the slag 15 flows down from the bottom of the gasifier. The product gas generated in the coal gasifier 8 is cooled by the syngas cooler 16 and then introduced into the cyclone 17 and the filter 18 where the char 1
3 is collected. The collected char 13 is a hopper 19
-20, and as described above, the rectification column 1
The gas is sent to the coal gasifier 8 by the carrier gas 7a such as nitrogen gas from the fuel cell 2 and recycled.
【0012】一方、サイクロン17およびフィルタ18
を通った生成ガスは、水洗浄塔24で冷却された後に、
吸収塔26に導入される。そして生成ガスは、吸収塔2
6で脱硫され、硫化水素、硫化カルボニル等の硫黄化合
物が除去されて、精製ガス29となる。On the other hand, the cyclone 17 and the filter 18
The product gas passed through is cooled in the water washing tower 24,
It is introduced into the absorption tower 26. The generated gas is supplied to the absorption tower 2
At 6, sulfur compounds such as hydrogen sulfide and carbonyl sulfide are removed to produce purified gas 29.
【0013】精製ガス29はガスタービン31に導入さ
れる。ガスタービン31では精製ガス29を燃焼させて
回転し、その回転力によって発電機32が回転駆動され
る。ガスタービン31駆動後の燃焼排ガスは廃熱回収ボ
イラ33へ送られ、廃熱回収後に煙突34から大気中に
放出される。The purified gas 29 is introduced into a gas turbine 31. In the gas turbine 31, the purified gas 29 is burned and rotated, and the rotating force drives the generator 32 to rotate. The combustion exhaust gas after driving the gas turbine 31 is sent to the waste heat recovery boiler 33, and is discharged into the atmosphere from the chimney 34 after the waste heat recovery.
【0014】シンガスクーラ16および廃熱回収ボイラ
33では熱交換によって蒸気が発生するが、シンガスク
ーラ16からの発生蒸気35と廃熱回収ボイラ33から
の発生蒸気36は蒸気タービン37へ送られ、蒸気ター
ビン37を回転させる。この蒸気タービン37も発電機
32を回転駆動する。In the syngas cooler 16 and the waste heat recovery boiler 33, steam is generated by heat exchange. The generated steam 35 from the syngas cooler 16 and the generated steam 36 from the waste heat recovery boiler 33 are sent to a steam turbine 37, The turbine 37 is rotated. The steam turbine 37 also drives the generator 32 to rotate.
【0015】ところで、石炭ガス化発電システムにはガ
ス焼却装置38が設けられている。精製ガス29は、通
常、その大部分がガスタービン31に導入され、一部が
ガス焼却装置38に送られているが、発電システム運転
中に、ガスタービン31がトリップしたり、または負荷
が急変したりした場合には、ガスタービン31への精製
ガス29はガス焼却装置38に導入されて焼却処理され
る。そして、ガス焼却装置38では、ガスタービン31
のトリップや負荷の急変に備えて常時待機運転を行って
いる。待機運転では、軽油を燃焼させる場合も考えられ
るが、発電コストの低減のため、通常は精製ガス29を
分岐させ、ガス焼却装置38に精製ガス29の一部を導
入することにより、待機運転が行われる。The coal gasification power generation system is provided with a gas incinerator 38. Usually, most of the purified gas 29 is introduced into the gas turbine 31 and a part of the purified gas 29 is sent to the gas incinerator 38. However, during operation of the power generation system, the gas turbine 31 trips or the load suddenly changes. In this case, the purified gas 29 to the gas turbine 31 is introduced into the gas incinerator 38 and incinerated. In the gas incinerator 38, the gas turbine 31
The standby operation is always performed in preparation for a trip or sudden change in load. In the stand-by operation, light oil may be burned. However, in order to reduce the power generation cost, the purified gas 29 is normally branched and a part of the purified gas 29 is introduced into the gas incinerator 38, whereby the standby operation is performed. Done.
【0016】精製ガス29をガス焼却装置38へ導入す
るためのラインの途中には、圧力調節弁39が設けられ
ている。圧力調節弁39の開度を調節することにより、
石炭ガス化炉8内の圧力が一定となるように制御され
る。この圧力調節弁39には、ガス焼却装置38の最小
ガス流量を確保するため、下限リミッタが取り付けられ
全閉にならぬようなっている。A pressure regulating valve 39 is provided in the middle of the line for introducing the purified gas 29 into the gas incinerator 38. By adjusting the opening of the pressure control valve 39,
The pressure in the coal gasifier 8 is controlled to be constant. In order to ensure the minimum gas flow rate of the gas incinerator 38, a lower limiter is attached to the pressure control valve 39 so that the pressure control valve 39 cannot be fully closed.
【0017】また、精製ガス29をガス焼却装置38へ
導入するためのラインの途中には、圧力調節弁39に並
列に流量計40および流量調節弁42が設けられてい
る。流量計40は流量調節弁41を通ってガス焼却装置
38へ導入される精製ガス29の流量を計測し、流量調
節弁41は、流量計40での計測結果に基づいて、その
開度が制御される。In the middle of the line for introducing the purified gas 29 into the gas incinerator 38, a flow meter 40 and a flow control valve 42 are provided in parallel with the pressure control valve 39. The flow meter 40 measures the flow rate of the purified gas 29 introduced into the gas incinerator 38 through the flow control valve 41, and the opening of the flow control valve 41 is controlled based on the measurement result of the flow meter 40. Is done.
【0018】上記構成によれば、圧力調節弁39の開度
が小さくなって、ガス焼却装置38への精製ガス29の
流量が低下した場合には、流量調節弁41の開度が変化
して、必要な最小流量の精製ガス29が常に一定にガス
焼却装置38へ導入される。これによって、ガス焼却装
置38の失火を防止することが可能となる。According to the above configuration, when the opening of the pressure control valve 39 decreases and the flow rate of the purified gas 29 to the gas incinerator 38 decreases, the opening of the flow control valve 41 changes. The required minimum flow rate of the purified gas 29 is always constantly introduced into the gas incinerator 38. This makes it possible to prevent misfire of the gas incinerator 38.
【0019】なお、図中、11,22,25は熱交換
器、23はタンク、27は再生器、28は再生廃ガス処
理部、30は燃料遮断弁である。In the figure, 11, 22, 25 are heat exchangers, 23 is a tank, 27 is a regenerator, 28 is a regeneration waste gas processing section, and 30 is a fuel cutoff valve.
【0020】[0020]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ガス焼却装置への可燃性ガスの最小ガス流量が確保され
るので、ガス焼却装置での失火を防止することができ
る。その結果、発電システム全体の安全性および信頼性
を向上させることが可能となる。As described above, according to the present invention,
Since the minimum gas flow rate of the combustible gas to the gas incinerator is ensured, misfire in the gas incinerator can be prevented. As a result, the safety and reliability of the entire power generation system can be improved.
【図1】本発明に係る石炭ガス化発電システムの全体構
成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a coal gasification power generation system according to the present invention.
1 石炭 2 粉砕機 3 熱風発生炉 5 ロックホッパシステム 6,14 圧縮機 7,7a 搬送ガス 8 石炭ガス化炉 10 空気 12 精留塔 13 チャー 15 スラグ 16 シンガスクーラ 17 サイクロン 18 フィルタ 24 水洗浄塔 26 吸収塔 29 精製ガス 31 ガスタービン 32 発電機 33 廃熱回収ボイラ 34 煙突 35,36 発生蒸気 37 蒸気タービン 38 ガス焼却装置 39 圧力調整弁 40 流量計 41 流量調節弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coal 2 Crusher 3 Hot air generator 5 Lock hopper system 6,14 Compressor 7,7a Carrier gas 8 Coal gasifier 10 Air 12 Rectification tower 13 Char 15 Slag 16 Syngas cooler 17 Cyclone 18 Filter 24 Water washing tower 26 Absorption tower 29 Purified gas 31 Gas turbine 32 Generator 33 Waste heat recovery boiler 34 Chimney 35, 36 Generated steam 37 Steam turbine 38 Gas incinerator 39 Pressure control valve 40 Flow meter 41 Flow control valve
───────────────────────────────────────────────────── 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) F01D 17/00 F01D 17/00 J Q N (72)発明者 ▲広▼野 雄一郎 広島県呉市宝町6番9号 バブコック日立 株式会社呉事業所内 (72)発明者 渡部 芳樹 広島県呉市宝町6番9号 バブコック日立 株式会社呉事業所内 Fターム(参考) 3G071 AB01 BA09 BA22 CA03 CA09 DA11 FA05 GA06 HA04 JA04 3G081 BA02 BA13 BB00 BC07 BD00 DA21 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F01D 17/00 F01D 17/00 J Q N (72) Inventor ▲ Hiro ▼ Yuichiro No. 6 Takaracho, Kure City, Hiroshima Prefecture No. 9 Babcock Hitachi Co., Ltd. Kure Plant (72) Inventor Yoshiki Watanabe 6-9 Takaramachi, Kure City, Hiroshima Prefecture Bubcock Hitachi Co., Ltd. Kure Plant F-term (reference) 3G071 AB01 BA09 BA22 CA03 CA09 DA11 FA05 GA06 HA04 JA04 3G081 BA02 BA13 BB00 BC07 BD00 DA21
Claims (2)
スを生成する石炭ガス化炉と、前記可燃性ガスを燃焼さ
せて回転駆動力を得るガスタービンと、該ガスタービン
により駆動され発電を行う発電機と、前記ガスタービン
のトリップや負荷変動時に前記可燃性ガスを焼却処理す
るガス焼却装置と、該ガス焼却装置に前記可燃性ガスを
導入するラインの途中に設けられ、前記石炭ガス化炉内
の圧力が一定となるように開度が制御される圧力調節弁
と、を備えた石炭ガス化発電システムにおいて、 前記ガス焼却装置での燃焼保持に必要な最小流量の可燃
性ガスを該ガス焼却装置に流す流量調節弁を、前記圧力
調節弁に並列に設けたことを特徴とする石炭ガス化発電
システム。1. A coal gasifier for producing a combustible gas by reacting pulverized coal with a gasifying agent, a gas turbine for burning the combustible gas to obtain a rotational driving force, and a gas turbine driven by the gas turbine. A generator for generating electricity, a gas incinerator for incinerating the combustible gas when the gas turbine trips or changes in load, and a gas incinerator provided in the middle of a line for introducing the combustible gas into the gas incinerator, A pressure regulating valve whose opening is controlled so that the pressure in the gasification furnace is constant, and a coal gasification power generation system comprising: a combustible gas having a minimum flow rate required for maintaining combustion in the gas incinerator. A coal gasification power generation system, wherein a flow control valve for flowing gas into the gas incinerator is provided in parallel with the pressure control valve.
ムにおいて、 前記ガス焼却装置への可燃性ガスの流量を計測する流量
計が設けられ、前記流量調節弁は、前記流量計での計測
結果に基づいて、可燃性ガスの最小流量が一定となるよ
う開度が制御されることを特徴とする石炭ガス化発電シ
ステム。2. The coal gasification and power generation system according to claim 1, further comprising a flow meter for measuring a flow rate of the combustible gas to the gas incinerator, wherein the flow control valve measures the flow rate by the flow meter. A coal gasification power generation system characterized in that the opening is controlled based on the result so that the minimum flow rate of combustible gas is constant.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006152081A (en) * | 2004-11-26 | 2006-06-15 | Clean Coal Power R&D Co Ltd | Coal gasification plant and method for operating the same |
-
2001
- 2001-02-22 JP JP2001045922A patent/JP2002250206A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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