JP2006090287A - Composite power generation system and fuel gas calorific value control method - Google Patents

Composite power generation system and fuel gas calorific value control method Download PDF

Info

Publication number
JP2006090287A
JP2006090287A JP2004280466A JP2004280466A JP2006090287A JP 2006090287 A JP2006090287 A JP 2006090287A JP 2004280466 A JP2004280466 A JP 2004280466A JP 2004280466 A JP2004280466 A JP 2004280466A JP 2006090287 A JP2006090287 A JP 2006090287A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
fuel
power generation
generation system
amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2004280466A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takanori Tsutsumi
孝則 堤
Katsuhiko Yokohama
克彦 横濱
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2004280466A priority Critical patent/JP2006090287A/en
Publication of JP2006090287A publication Critical patent/JP2006090287A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y02E20/18Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize stable power generation by keeping a calorific value of fuel gas at an inlet of a combustor of a gas turbine at a fixed value irrespective of a reaction condition in fuel cell facility and fluctuation of load over the whole composite power generation system. <P>SOLUTION: This composite power generation system is provided with the fuel cell facility 1, gas turbine facility 2 for supplying fuel gas outputted from the fuel cell facility 1 to the combustor 21 through a fuel gas flow passage 4, a flammable gas bypass flow passage G3 for supplying flammable gas purified in the system into the fuel gas flow passage G4, and a controller 50 for controlling amount of flammable gas supplied from the flammable gas bypass flow passage G3 to keep a calorific value at the inlet of the combustor 21 of the gas turbine 22 at the fixed value. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、燃料電池設備を備えた複合発電システムに関する。   The present invention relates to a combined power generation system including a fuel cell facility.

近年では、燃料電池設備をガスタービン設備や蒸気タービン設備などと組み合わせたガス化複合発電プラント(IGCC;Integrated Gasification Combined Cycle)が、その高い発電効率、環境適合性などの面から注目を集めており、開発・研究が進められている。
このようなIGCCとして、例えば、特開2003−36872号公報(特許文献1)には、既存の発電プラントをそのまま利用して、燃料電池との複合発電を構成することが可能な複合発電システムが開示されている。
特開2003−36872号公報(図1)
In recent years, an integrated gasification combined cycle (IGCC) that combines fuel cell equipment with gas turbine equipment, steam turbine equipment, etc. has attracted attention in terms of its high power generation efficiency and environmental compatibility. Development and research are underway.
As such an IGCC, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-36872 (Patent Document 1) discloses a combined power generation system capable of configuring a combined power generation with a fuel cell by using an existing power generation plant as it is. It is disclosed.
Japanese Patent Laying-Open No. 2003-36872 (FIG. 1)

特許文献1にも示されるように、一般的に、燃料電池設備を組み込んだIGCCでは、燃料電池設備が、ガスタービン設備や蒸気タービン設備の燃料ガス流路の上流側に設置される。この燃料電池設備から出力される未反応燃料ガスや未反応空気などは、下流側に設置されているガスタービン設備などへ供給され、ここで燃焼される。このように、燃料電池設備を組み込んだIGCCでは、燃料ガスを余すことなく効果的に利用して、高い発電効率を得ることができる。   As shown in Patent Document 1, generally, in an IGCC incorporating a fuel cell facility, the fuel cell facility is installed on the upstream side of the fuel gas flow path of the gas turbine facility or the steam turbine facility. The unreacted fuel gas, unreacted air, and the like output from the fuel cell facility are supplied to a gas turbine facility installed on the downstream side, where they are burned. Thus, in IGCC incorporating a fuel cell facility, it is possible to obtain high power generation efficiency by effectively using fuel gas without leaving it.

ところで、このような構成からなるIGCCでは、システム全体に対して負荷変動を与えると、ガスタービンの燃焼器入口における燃料ガスの発熱量変動を発生させる外乱となり、ガスタービン設備にて、安定した発電量を得ることができないという問題があった。
また、ガスタービンに供給される燃料ガスの発熱量は、上流のガス化炉運転状態はもとより、燃料電池の発電(反応)状態にも依存するため、燃料電池の反応状態の変動がガスタービンの運転に対して外乱になるおそれがあり、ガスタービンによる発電の安定性を妨げるという問題も生じていた。
By the way, in the IGCC having such a configuration, when a load fluctuation is given to the entire system, a disturbance that generates a heat generation fluctuation of the fuel gas at the combustor inlet of the gas turbine is generated, and stable power generation is performed in the gas turbine equipment. There was a problem that the amount could not be obtained.
In addition, the calorific value of the fuel gas supplied to the gas turbine depends not only on the upstream gasifier operating state but also on the power generation (reaction) state of the fuel cell. There is a risk of disturbance to the operation, and there is a problem that the stability of power generation by the gas turbine is hindered.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ガスタービンの燃焼器入口における燃料ガスの発熱量を一定に保つことにより、安定した発電を実現できる複合発電システム及び燃料ガス発熱量制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and a combined power generation system and a fuel gas heating value control method capable of realizing stable power generation by keeping the heating value of fuel gas at a combustor inlet of a gas turbine constant. The purpose is to provide.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
燃料電池設備又は燃料併産装置と、前記燃料電池設備又は前記燃料併産装置から出力された燃料ガスが燃料ガス流路を介してその燃焼器へと供給されるガスタービンとを備える複合発電システムであって、当該システム内にて精製された可燃性ガスを前記燃料ガス流路に供給する可燃性ガス供給手段と、前記ガスタービンの燃焼器入口における発熱量を一定にするように、前記可燃性ガス供給手段から供給される前記可燃性ガス量を制御する制御手段とを具備する複合発電システムを提供する。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
A combined power generation system comprising a fuel cell facility or a fuel co-production device, and a gas turbine in which fuel gas output from the fuel cell facility or the fuel co-production device is supplied to the combustor via a fuel gas flow path The combustible gas supply means for supplying the combustible gas purified in the system to the fuel gas flow path, and the combustible gas so as to make the calorific value at the combustor inlet of the gas turbine constant. There is provided a combined power generation system comprising control means for controlling the amount of combustible gas supplied from a property gas supply means.

燃料電池の反応後における燃料ガスは、燃料ガス流路を経由して、ガスタービンの燃焼器へ導かれる。このとき、例えば、燃料電池における反応量が多ければ、燃料電池から出力される燃料ガスのカロリーは比較的低いものとなり、ガスタービンの燃料器に供給される発熱量は低くなる。
本発明によれば、燃料電池から出力される燃料ガスカロリーが低下しても、可燃性ガス供給手段が可燃性ガスを燃料ガス流路に供給するので、燃料電池から出力された燃料ガスのガスカロリーを増加させることが可能となる。これにより、ガスタービンの燃焼器入口における発熱量を一定に保つことができる。
可燃性ガス供給手段は、外部からではなく、当該システム内にて精製された可燃性ガスを供給するので、1つの独立したシステムとして運用することが可能となる。
前記燃料併産装置は、例えば、メタンを取り出す装置である。
上記可燃性ガスは、燃料電池から出力される燃料ガスのガスカロリーより高いガスカロリーを有している。
The fuel gas after the reaction of the fuel cell is guided to the combustor of the gas turbine via the fuel gas flow path. At this time, for example, if the reaction amount in the fuel cell is large, the calorie of the fuel gas output from the fuel cell is relatively low, and the calorific value supplied to the fuel device of the gas turbine is low.
According to the present invention, even if the fuel gas calorie output from the fuel cell decreases, the combustible gas supply means supplies the combustible gas to the fuel gas flow path, so the gas of the fuel gas output from the fuel cell. It becomes possible to increase calories. Thereby, the emitted-heat amount in the combustor inlet of a gas turbine can be kept constant.
The combustible gas supply means supplies the combustible gas purified within the system, not from the outside, so that it can be operated as one independent system.
The fuel co-production device is, for example, a device that extracts methane.
The combustible gas has a higher gas calorie than that of the fuel gas output from the fuel cell.

本発明の複合発電システムにおいて、前記可燃性ガス供給手段は、前記燃料電池設備又は前記燃料併産装置に対して供給する燃料ガスを精製する脱硫設備又は脱塵設備から出力される燃料ガスの一部を前記燃料ガス流路に供給することが好ましい。
特に、燃料ガス流路において、脱硫設備の上流側に設けられる脱塵装置から出力される燃料ガスの一部を燃料ガス流路に供給することにすれば、脱硫設備において処理されるガス量を低減させることができ、脱硫に使用される触媒などの低減によりコスト削減を図ることが可能となる。
In the combined power generation system of the present invention, the combustible gas supply means is a fuel gas output from a desulfurization facility or a dust removal facility that purifies the fuel gas supplied to the fuel cell facility or the fuel co-production device. It is preferable to supply the portion to the fuel gas flow path.
In particular, if a part of the fuel gas output from the dedusting device provided upstream of the desulfurization equipment is supplied to the fuel gas flow path in the fuel gas flow path, the amount of gas processed in the desulfurization equipment is reduced. The cost can be reduced by reducing the number of catalysts used for desulfurization.

本発明は、燃料電池設備又は燃料併産装置と、前記燃料電池設備又は前記燃料併産装置から出力された燃料ガスが燃料ガス流路を介してその燃焼器へと供給されるガスタービンとを備える複合発電システムであって、当該システム内にて精製された窒素ガスを前記燃料ガス流路に供給する窒素ガス供給手段と、前記ガスタービンの燃焼器入口における発熱量を一定にするように、前記窒素ガス供給手段から供給される前記窒素ガス量を制御する制御手段とを具備する複合発電システムを提供する。   The present invention includes a fuel cell facility or a fuel co-production device, and a gas turbine in which fuel gas output from the fuel cell facility or the fuel co-production device is supplied to the combustor via a fuel gas flow path. A combined power generation system comprising a nitrogen gas supply means for supplying nitrogen gas purified in the system to the fuel gas flow path, and a calorific value at a combustor inlet of the gas turbine, There is provided a combined power generation system comprising control means for controlling the amount of nitrogen gas supplied from the nitrogen gas supply means.

燃料電池の反応後における燃料ガスは、燃料ガス流路を経由して、ガスタービンの燃焼器へ導かれる。このとき、燃料電池における反応量が少なければ、燃料電池から出力される燃料ガスのカロリーは比較的高いものとなり、ガスタービンの燃料器における発熱量は高くなる。
本発明によれば、燃料電池から出力される燃料ガスカロリーが上昇しても、窒素ガス供給手段が窒素ガスを燃料ガス流路に供給するので、燃料電池から出力された燃料ガスのガスカロリーを低下させることが可能となる。これにより、ガスタービンの燃焼器入口における発熱量を一定に保つことができる。
The fuel gas after the reaction of the fuel cell is guided to the combustor of the gas turbine via the fuel gas flow path. At this time, if the reaction amount in the fuel cell is small, the calorie of the fuel gas output from the fuel cell becomes relatively high, and the heat generation amount in the fuel device of the gas turbine increases.
According to the present invention, even if the fuel gas calorie output from the fuel cell rises, the nitrogen gas supply means supplies the nitrogen gas to the fuel gas flow path, so the gas calorie of the fuel gas output from the fuel cell can be reduced. It can be reduced. Thereby, the emitted-heat amount in the combustor inlet of a gas turbine can be kept constant.

このような複合発電システムにおいて、前記窒素ガス供給手段は、前記燃料電池設備又は前記燃料併産装置へ供給される窒素ガスの一部を前記燃料ガス流路に供給することが好ましい。
例えば、窒素ガス供給手段は、空気から酸素と窒素とを分離する空気分離設備から出力される窒素ガスを上記燃料ガス流路に供給する。
In such a combined power generation system, it is preferable that the nitrogen gas supply means supplies a part of the nitrogen gas supplied to the fuel cell facility or the fuel co-production device to the fuel gas flow path.
For example, the nitrogen gas supply means supplies nitrogen gas output from an air separation facility that separates oxygen and nitrogen from air to the fuel gas flow path.

本発明は、燃料電池設備又は燃料併産装置と、前記燃料電池設備又は前記燃料併産装置から出力された燃料ガスが燃料ガス流路を介してその燃焼器へと供給されるガスタービンとを備える複合発電システムであって、当該システム内にて精製された可燃性ガスを前記燃料ガス流路に供給する可燃性ガス供給手段と、当該システム内にて精製された窒素ガスを前記燃料ガス流路に供給する窒素ガス供給手段と、前記ガスタービンの燃焼器における発熱量を一定にするように、前記可燃性ガス供給手段から供給される前記可燃性ガス量及び前記窒素ガス供給手段から供給される前記窒素ガス量を制御する制御手段とを具備する複合発電システムを提供する。   The present invention includes a fuel cell facility or a fuel co-production device, and a gas turbine in which fuel gas output from the fuel cell facility or the fuel co-production device is supplied to the combustor via a fuel gas flow path. A combined power generation system comprising: a combustible gas supply means for supplying a combustible gas purified in the system to the fuel gas flow path; and a nitrogen gas purified in the system in the fuel gas flow. Nitrogen gas supply means for supplying to the road, and the amount of combustible gas supplied from the combustible gas supply means and the nitrogen gas supply means so as to make the calorific value in the combustor of the gas turbine constant. And a control means for controlling the amount of nitrogen gas.

本発明によれば、燃料電池から出力される燃料ガスに可燃性ガスを供給する可燃性ガス供給手段と、燃料電池から出力される燃料ガスに窒素ガスを供給する窒素ガス供給手段とを備えるので、燃料電池による反応量の増減に応じて、燃料電池から出力される燃料ガスに、可燃性ガス或いは窒素ガスを混合させることが可能となる。
これにより、ガスタービンの燃焼器に供給される燃料ガスのガスカロリーを一定に保つことができ、燃焼器における発熱量を一定にすることができる。
According to the present invention, the apparatus includes the combustible gas supply means for supplying the combustible gas to the fuel gas output from the fuel cell, and the nitrogen gas supply means for supplying the nitrogen gas to the fuel gas output from the fuel cell. The combustible gas or nitrogen gas can be mixed with the fuel gas output from the fuel cell according to the increase or decrease of the reaction amount by the fuel cell.
Thereby, the gas calorie of the fuel gas supplied to the combustor of the gas turbine can be kept constant, and the calorific value in the combustor can be made constant.

このような複合発電システムにおいて、前記可燃性ガス供給手段及び前記窒素ガス供給手段は、三方弁を介して前記燃料ガス流路に接続されていることが好ましい。
このように、可燃性ガス供給手段及び燃料ガス流路は、三方弁により燃料ガス配管に接続されているので、燃料電池から出力される燃料ガスのガスカロリーに応じて、燃料電池から出力される燃料ガスに、可燃性ガス又は窒素ガスを連続的に混合させることが可能となる。
例えば、燃料電池から出力される燃料ガスのガスカロリーが高い場合には、可燃性ガス供給側の弁を閉じ、窒素ガス供給側の弁を開けることにより、窒素ガスが燃料ガス流路に供給されるように三方弁が制御される。そして、ガスカロリーが除々に低くなるにつれ、窒素ガス供給側の弁を除々に絞ることにより、窒素ガス供給量を除々に低減させる。そして、燃料電池から出力される燃料ガスのガスカロリーが下限値以下となった場合には、窒素ガス供給側の弁を閉じ、可燃性ガス供給側の弁を開けることにより、可燃性ガスが燃料ガス流路に供給されるように三方弁が制御される。そして、ガスカロリーが低くなるほど、可燃性ガス供給側の弁の開度が大きくなるよう制御される。
In such a combined power generation system, the combustible gas supply means and the nitrogen gas supply means are preferably connected to the fuel gas flow path via a three-way valve.
Thus, since the combustible gas supply means and the fuel gas flow path are connected to the fuel gas pipe by the three-way valve, the fuel gas is output from the fuel cell according to the gas calorie of the fuel gas output from the fuel cell. It becomes possible to continuously mix the combustible gas or the nitrogen gas with the fuel gas.
For example, when the gas calorie of the fuel gas output from the fuel cell is high, nitrogen gas is supplied to the fuel gas flow path by closing the valve on the combustible gas supply side and opening the valve on the nitrogen gas supply side. The three-way valve is controlled as follows. Then, as the gas calorie gradually decreases, the nitrogen gas supply amount is gradually reduced by gradually narrowing the valve on the nitrogen gas supply side. When the gas calorie of the fuel gas output from the fuel cell is lower than the lower limit value, the combustible gas is supplied to the fuel by closing the valve on the nitrogen gas supply side and opening the valve on the combustible gas supply side. The three-way valve is controlled so as to be supplied to the gas flow path. And it is controlled so that the opening degree of the valve on the combustible gas supply side becomes larger as the gas calorie becomes lower.

上記複合発電システムにおいて、前記制御手段は、ガスタービンの燃焼器入口における目標発熱量から前記燃焼器入口における実際の発熱量を減算した値に基づいて、前記可燃性ガスの供給量及び前記窒素ガスの供給量を決定し、その供給量に応じて前記三方弁の開度を調節することが好ましい。
更に、前記制御手段は、前記燃料電池設備における発電量を外乱として、前記可燃性ガスの供給量及び前記窒素ガスの供給量の算出過程に反映させることが好ましい。
燃料電池設備の発電量を外乱として考慮して、前記可燃性ガスの供給量及び前記窒素ガスの供給量を決定するので、制御の精度を更に向上させることが可能となる。
In the above combined power generation system, the control means is configured to reduce the supply amount of the combustible gas and the nitrogen gas based on a value obtained by subtracting an actual heat generation amount at the combustor inlet from a target heat generation amount at the combustor inlet of the gas turbine. Is preferably determined, and the opening of the three-way valve is adjusted according to the supply amount.
Further, it is preferable that the control means reflects the amount of power generation in the fuel cell facility as a disturbance in the calculation process of the supply amount of the combustible gas and the supply amount of the nitrogen gas.
Considering the power generation amount of the fuel cell facility as a disturbance, the supply amount of the combustible gas and the supply amount of the nitrogen gas are determined, so that the control accuracy can be further improved.

本発明は、燃料電池設備又は燃料併産装置と、前記燃料電池設備又は前記燃料併産装置から出力された燃料ガスが燃料ガス流路を介してその燃焼器へと供給されるガスタービンとを備える複合発電システムの燃料ガス発熱量制御方法であって、前記ガスタービンの燃焼器入口における発熱量を一定にするように、前記複合発電システム内にて精製された可燃性ガス及び/又は前記複合発電システム内にて精製された窒素ガスを前記燃料ガス流路に供給する燃料ガス発熱量制御方法を提供する。
燃料電池から出力される燃料ガスに、可燃性ガス及び/又は窒素ガスを混合させるので、ガスタービンの燃焼器入口における発熱量を一定に保つことが可能となる。
The present invention includes a fuel cell facility or a fuel co-production device, and a gas turbine in which fuel gas output from the fuel cell facility or the fuel co-production device is supplied to the combustor via a fuel gas flow path. A method for controlling a fuel gas calorific value of a combined power generation system comprising: a combustible gas purified in the combined power generation system and / or the composite so as to make a calorific value at a combustor inlet of the gas turbine constant. Provided is a fuel gas heating value control method for supplying purified nitrogen gas in a power generation system to the fuel gas flow path.
Since the combustible gas and / or nitrogen gas is mixed with the fuel gas output from the fuel cell, the heat generation amount at the combustor inlet of the gas turbine can be kept constant.

本発明の複合発電システム及び燃料ガス発熱量制御方法によれば、ガスタービンの燃焼器入口における燃料ガスの発熱量を一定に保つことが可能となるので、安定した発電を実現することができる。   According to the combined power generation system and the fuel gas heat generation amount control method of the present invention, the heat generation amount of the fuel gas at the inlet of the combustor of the gas turbine can be kept constant, so that stable power generation can be realized.

以下、本発明の複合発電システムの実施形態について、〔第1の実施形態〕、〔第2の実施形態〕、〔第3の実施形態〕の順に図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of a combined power generation system of the present invention will be described in detail in the order of [First Embodiment], [Second Embodiment], and [Third Embodiment] with reference to the drawings.

〔第1の実施形態〕
図1は、本発明の第1の本実施形態に係る複合発電システムの全体構成を示す図である。
図1に示すように、本実施形態に係る複合発電システムは、燃料電池設備1と、ガスタービン設備2と、蒸気タービン設備3とを備えたトリプルコンバインド型の複合発電システムとして構成される。この複合発電システムは、周辺設備として、燃料供給設備4、空気分離設備5、ガス化炉6、脱塵設備7、脱硫設備8、及び廃熱回収ボイラ設備9などを備えている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a combined power generation system according to the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the combined power generation system according to the present embodiment is configured as a triple combined type combined power generation system including a fuel cell facility 1, a gas turbine facility 2, and a steam turbine facility 3. This combined power generation system includes a fuel supply facility 4, an air separation facility 5, a gasification furnace 6, a dust removal facility 7, a desulfurization facility 8, a waste heat recovery boiler facility 9, and the like as peripheral facilities.

このような構成からなる複合発電システムにおいて、ガス化炉6は、燃料供給設備4から供給されるガス化燃料と、空気分離設備5から供給される酸化剤である酸素ガスとを反応させ、可燃性ガスであるCO、Hを含む高温の粗ガスを生成する。
この場合において、ガス化燃料及び酸素ガスは、ガス化燃料流路G1及び酸素ガス流路Q1に設けられた図示しない流量調節弁によりそれぞれ適切な量に調節されて、ガス化炉6に供給される。
ガス化炉6にて生成された粗ガスは、ガス冷却器10を経由して脱塵設備7へ供給される。脱塵設備7は、スクラバーなどで構成されており、粗ガス中に含まれる灰などの微粒子を取り除く。
脱塵設備7にて処理された粗ガスは、脱硫設備8へ供給される。脱硫設備8は、脱塵設備7にて処理された粗ガスから硫黄分を脱硫し、燃料ガスを生成する。脱硫設備8において生成された燃料ガスは、燃料ガス流路G2を経由して、燃料電池設備1へ供給されるとともに、可燃性ガスバイパス流路(可燃性ガス供給手段)G3を経由して、後続するガス流路G4へ導かれる。
In the combined power generation system configured as described above, the gasification furnace 6 reacts the gasified fuel supplied from the fuel supply facility 4 with the oxygen gas that is the oxidant supplied from the air separation facility 5, and is combustible. A high-temperature crude gas containing CO and H 2 that are sexual gases is generated.
In this case, the gasified fuel and the oxygen gas are respectively adjusted to appropriate amounts by flow rate control valves (not shown) provided in the gasified fuel flow path G1 and the oxygen gas flow path Q1, and supplied to the gasification furnace 6. The
The crude gas generated in the gasification furnace 6 is supplied to the dust removal equipment 7 via the gas cooler 10. The dust removal equipment 7 is composed of a scrubber or the like, and removes fine particles such as ash contained in the crude gas.
The crude gas processed in the dedusting facility 7 is supplied to the desulfurization facility 8. The desulfurization facility 8 desulfurizes sulfur from the crude gas treated in the dust removal facility 7 to generate fuel gas. The fuel gas generated in the desulfurization facility 8 is supplied to the fuel cell facility 1 via the fuel gas flow path G2, and via the combustible gas bypass flow path (flammable gas supply means) G3, It is guided to the subsequent gas flow path G4.

燃料電池設備1は、燃料電池本体としての固体酸化物型燃料電池(以下「SOFC(Solid Oxide Fuel
Cell)」という。)11と、燃料再生熱交換器12と、空気再生熱交換器13とを備えて構成される。
燃料再生熱交換器12は、脱硫設備8から供給される燃料ガスをSOFC11へ供給するとともに、SOFC11における未反応燃料ガスを回収して、燃料ガス流路G4へ出力し、更に、SOFC11内の発熱反応により高温となった未反応燃料ガスの熱を脱硫設備8から供給される燃料ガスに与え、SOFC11内における発電(反応)条件を整える機能を果たす。燃料再生熱交換器12を出た未反応燃料ガスは、後述するガスタービン設備2において再利用されることとなる。
空気再生熱交換器13は、後述の空気流路Q2から供給される空気をSOFC11へ供給するとともに、SOFC11における未反応空気を回収し、空気流路Q3へ出力し、更に、SOFC11内の発熱反応により高温となった未反応空気の熱を空気流路Q2から供給される空気に与え、SOFC11内における発電(反応)条件を整える機能を果たす。空気再生熱交換器13を出た未反応空気は、後述するガスタービン設備2において、再利用されることとなる。
SOFC11は、燃料再生熱交換器12から供給される燃料ガスと、空気再生熱交換器13から供給される高温空気とを電気化学反応させることにより、発電する。
The fuel cell facility 1 is a solid oxide fuel cell (hereinafter referred to as “SOFC (Solid Oxide Fuel)”.
Cell) ". ) 11, a fuel regeneration heat exchanger 12, and an air regeneration heat exchanger 13.
The fuel regeneration heat exchanger 12 supplies the fuel gas supplied from the desulfurization facility 8 to the SOFC 11, collects unreacted fuel gas in the SOFC 11, outputs it to the fuel gas flow path G 4, and further generates heat in the SOFC 11. The heat of the unreacted fuel gas that has become a high temperature due to the reaction is given to the fuel gas supplied from the desulfurization facility 8 to fulfill the function of adjusting the power generation (reaction) conditions in the SOFC 11. The unreacted fuel gas that has exited the fuel regeneration heat exchanger 12 is reused in the gas turbine facility 2 described later.
The air regeneration heat exchanger 13 supplies air supplied from an air flow path Q2 described later to the SOFC 11, collects unreacted air in the SOFC 11, outputs it to the air flow path Q3, and further generates an exothermic reaction in the SOFC 11. Thus, the heat of the unreacted air that has reached a high temperature is given to the air supplied from the air flow path Q2, and the power generation (reaction) conditions in the SOFC 11 are adjusted. The unreacted air that has exited the air regeneration heat exchanger 13 is reused in the gas turbine equipment 2 described later.
The SOFC 11 generates electricity by causing an electrochemical reaction between the fuel gas supplied from the fuel regeneration heat exchanger 12 and the high-temperature air supplied from the air regeneration heat exchanger 13.

燃料再生熱交換器12からガスタービン設備2へ未反応燃料ガスを供給するための燃料ガス流路G4には、可燃性ガス供給手段としての可燃性ガスバイパス流路G3が接続されている。この可燃性ガスバイパス流路G3は、脱硫設備8から出力された高カロリーの可燃性ガスを燃料ガス流路G4に直接的に供給するためのものである。
可燃性ガスバイパス流路G3と燃料ガス流路G4との接続点付近において、SOFC11による反応後の燃料ガスと、脱硫設備8から出力された高カロリーの可燃性ガスとが混合され、混合された燃料ガス(以下「混合燃料ガス」という。)が後述のガスタービン設備2の燃焼器21に供給される。
この場合において、可燃性ガスバイパス流路G3には、燃料ガス流路G4へ供給する燃料ガス流量を制御するための流量調節弁100が設けられている。この流量調節弁100の開度は、後述の制御装置50により制御され、混合燃料ガスのガスカロリーが一定に保たれることとなる。
A flammable gas bypass passage G3 as a flammable gas supply means is connected to the fuel gas passage G4 for supplying unreacted fuel gas from the fuel regeneration heat exchanger 12 to the gas turbine equipment 2. This combustible gas bypass flow path G3 is for supplying the high-calorie combustible gas output from the desulfurization facility 8 directly to the fuel gas flow path G4.
In the vicinity of the connection point between the combustible gas bypass flow path G3 and the fuel gas flow path G4, the fuel gas after the reaction by the SOFC 11 and the high calorie combustible gas output from the desulfurization facility 8 are mixed and mixed. Fuel gas (hereinafter referred to as “mixed fuel gas”) is supplied to a combustor 21 of a gas turbine facility 2 described later.
In this case, the combustible gas bypass channel G3 is provided with a flow rate adjusting valve 100 for controlling the flow rate of the fuel gas supplied to the fuel gas channel G4. The opening degree of the flow control valve 100 is controlled by a control device 50 described later, and the gas calorie of the mixed fuel gas is kept constant.

燃料ガス流路G4と可燃性ガスバイパス流路G3との接続点の下流側(ガスタービン設備側)には、燃料ガス流量調節弁としてのガバナ14が設けられている。このガバナ14の開度が調節されることにより、ガスタービン設備2へ送られる混合燃料ガスの圧力又は流量が制御される。   A governor 14 as a fuel gas flow control valve is provided on the downstream side (gas turbine equipment side) of the connection point between the fuel gas passage G4 and the combustible gas bypass passage G3. By adjusting the opening of the governor 14, the pressure or flow rate of the mixed fuel gas sent to the gas turbine equipment 2 is controlled.

ガスタービン設備2は、ガス化燃料を燃焼する燃焼器21、燃焼器21から供給された燃焼ガスを膨張させて回転するガスタービン22、及び空気を圧縮するコンプレッサ23を備えて構成される。
燃焼器21は、空気流路Q3から供給される空気を用いて、燃料ガス流路G4から供給される混合燃料ガスを燃焼させ、生成した高温高圧の燃焼ガスをガスタービン22へ供給する。
ガスタービン22は、燃焼ガスが膨張する際のエネルギーで回転し、この動力が発電機40に伝えられることにより発電する。
ガスタービン設備2から排出される排ガスは、排熱回収ボイラ設備9に導かれ、給水を加熱して蒸気を発生し、煙突から大気中に排出される。
一方、排熱回収ボイラ設備9から発生した蒸気は、蒸気タービン設備3における各蒸気タービン31を駆動し、この回転力により発電機40を駆動する。
なお、上記構成において、ガスタービン22、蒸気タービン31及び発電機40は、同軸(一軸)で構成されているが、これに限らず多軸で構成されていてもよい。
The gas turbine facility 2 includes a combustor 21 that combusts gasified fuel, a gas turbine 22 that rotates by expanding the combustion gas supplied from the combustor 21, and a compressor 23 that compresses air.
The combustor 21 burns the mixed fuel gas supplied from the fuel gas flow path G4 using the air supplied from the air flow path Q3, and supplies the generated high-temperature and high-pressure combustion gas to the gas turbine 22.
The gas turbine 22 rotates with the energy generated when the combustion gas expands, and the power is transmitted to the generator 40 to generate electric power.
The exhaust gas discharged from the gas turbine facility 2 is guided to the exhaust heat recovery boiler facility 9, where the feed water is heated to generate steam, and is discharged from the chimney to the atmosphere.
On the other hand, the steam generated from the exhaust heat recovery boiler facility 9 drives each steam turbine 31 in the steam turbine facility 3 and drives the generator 40 by this rotational force.
In addition, in the said structure, although the gas turbine 22, the steam turbine 31, and the generator 40 are comprised coaxially (one axis | shaft), it may be comprised not only in this but in multiple axes.

蒸気タービン設備3で発生した蒸気は、蒸気タービン31で仕事をした後、復水供給設備における復水器32で飽和水に復水され、給水ポンプで加圧されて排熱回収ボイラ設備9へ供給され、再利用される。
空気分離設備5は、空気を酸素と窒素に分離し、高濃度の酸素を製造する。空気分離設備5により製造された酸素は、酸素ガス流路Q1を介してガス化炉3へ供給される。この場合において、酸素ガス流路Q1には、酸素の流量を調整する流量調節弁(図示略)が設けられている。
The steam generated in the steam turbine equipment 3 works in the steam turbine 31, is then condensed into saturated water by the condenser 32 in the condensate supply equipment, and is pressurized by the feed water pump to the exhaust heat recovery boiler equipment 9. Supplied and reused.
The air separation facility 5 separates air into oxygen and nitrogen to produce high concentration oxygen. Oxygen produced by the air separation facility 5 is supplied to the gasification furnace 3 through the oxygen gas flow path Q1. In this case, the oxygen gas flow path Q1 is provided with a flow rate adjusting valve (not shown) for adjusting the flow rate of oxygen.

次に、上述のように構成された複合発電システムの制御系について説明する。
まず、発電機40の出力制御、並びに、ガスタービン設備2へ供給される燃料ガスの圧力制御について説明する。
ここで、発電機40の出力制御は、燃料ガス流路G4に設けられているガバナ14の開度を制御することにより行われる。一方、燃料ガスの圧力制御は、ガス化炉3へ供給するガス化燃料の流量を調節するための流量調節弁(図示略)及びガス化炉3へ供給する酸素及び空気流量を調節するための流量調節弁(図示略)の開度をそれぞれ制御することにより行われる。
Next, a control system of the combined power generation system configured as described above will be described.
First, output control of the generator 40 and pressure control of fuel gas supplied to the gas turbine equipment 2 will be described.
Here, the output control of the generator 40 is performed by controlling the opening degree of the governor 14 provided in the fuel gas flow path G4. On the other hand, the pressure control of the fuel gas is performed by adjusting a flow rate adjusting valve (not shown) for adjusting the flow rate of the gasified fuel supplied to the gasification furnace 3 and the flow rate of oxygen and air supplied to the gasification furnace 3. This is performed by controlling the opening degree of a flow control valve (not shown).

図2は、発電機40の出力制御を行う発電制御部60及び燃料ガスの圧力制御を行う圧力制御部70の構成の一例を示したブロック線図である。
図2に示すように、発電制御部60は、複合発電システム全体の目標発電量である発電機出力指令MWDからガスタービン設備2以外の発電設備による発電量を減算することにより、ガスタービン設備自身の出力指令を演算するガスタービン出力指令算出部61と、ガスタービン出力指令算出部61により求められた出力指令をガバナ14(図1参照)の開度指令に変換するガバナ開度指令算出部62とを備えている。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the power generation control unit 60 that performs output control of the generator 40 and the pressure control unit 70 that performs pressure control of the fuel gas.
As shown in FIG. 2, the power generation control unit 60 subtracts the power generation amount by the power generation facility other than the gas turbine facility 2 from the generator output command MWD that is the target power generation amount of the entire combined power generation system. The gas turbine output command calculation unit 61 that calculates the output command of the gas turbine, and the governor opening command calculation unit 62 that converts the output command obtained by the gas turbine output command calculation unit 61 into the opening command of the governor 14 (see FIG. 1). And.

上記ガスタービン出力指令算出部61は、発電機出力指令MWDと燃料電池設備1の実際の発電量とを入力情報として得、これらの差分を算出する第1の減算器63と、第1の減算器63の出力と実際の蒸気タービンの発電量とを入力情報として得、これらの差分を算出する第2の減算器64とを備える。
このような構成からなるガスタービン出力指令算出部61によって算出されたガスタービン出力指令は、ガバナ開度指令算出部62へ与えられる。そして、ガバナ開度指令算出部62により、ガスタービン出力指令に基づくガバナ14(図1参照)の開度指令が算出される。そして、この開度指令に基づいて、ガバナ14の開度が実際に制御されることにより、ガスタービン設備2の発電量をガスタービン出力指令に近づけることが可能となり、複合発電システム全体としての発電量を発電機出力指令MWDに近づけるような制御を実現させることができる。
The gas turbine output command calculation unit 61 obtains the generator output command MWD and the actual power generation amount of the fuel cell facility 1 as input information, and calculates a difference between the first subtracter 63 and the first subtraction. And a second subtractor 64 that obtains the output of the generator 63 and the actual power generation amount of the steam turbine as input information and calculates a difference between them.
The gas turbine output command calculated by the gas turbine output command calculation unit 61 having such a configuration is given to the governor opening command calculation unit 62. Then, the governor opening command calculation unit 62 calculates the opening command of the governor 14 (see FIG. 1) based on the gas turbine output command. Then, by actually controlling the opening degree of the governor 14 based on this opening degree command, the power generation amount of the gas turbine equipment 2 can be brought close to the gas turbine output command, and the power generation as the entire combined power generation system Control that brings the amount close to the generator output command MWD can be realized.

なお、蒸気タービン設備3が一軸により構成されていた場合には、蒸気流量と蒸気温度とを乗算することにより、蒸気タービン31の発電量を推定し、この推定した発電量を蒸気タービン31の発電量として、第2の減算器62に入力するような構成としても良い。   When the steam turbine equipment 3 is configured with a single shaft, the power generation amount of the steam turbine 31 is estimated by multiplying the steam flow rate and the steam temperature, and the estimated power generation amount is used as the power generation of the steam turbine 31. The amount may be input to the second subtractor 62.

次に、圧力制御部70は、複合発電システム全体の目標発電量である発電機出力指令MWDが入力され、これに基づいてガス化炉入力指令GIDを算出する第1の演算器71と、同発電機出力指令MWDが入力され、これに基づいてガス圧力設定を算出する第2の演算器72と、第2の演算器72の出力であるガス圧力設定と燃料ガスの実際のガス圧力とを入力情報として得、これらの差分を算出する減算器73と、減算器73の出力をPI又はPID制御することにより、適切なGID補正分を算出する制御器74と、制御器74の出力であるGID補正分と第1の演算器71の出力とを加算して、最終的なガス化炉入力指令GIDを算出する加算器75とを備えている。
加算器75から出力される最終的なガス化炉入力指令GIDは、第3の演算器76、第4の演算器77、及び第5の演算器78に入力される。第3の演算器76は、このガス化炉入力指令GIDに基づいて、ガス化燃料流路G1(図1参照)に設けられた流量調節弁(図示略)の開度を制御するための開度指令を演算する。第4の演算器77は、このガス化炉入力指令GIDに基づいて、酸素ガス流路Q1(図1参照)に設けられた流量調節弁(図示略)の開度を制御するための開度指令を演算する。第5の演算器78は、このガス化炉入力指令GIDに基づいて、空気供給路Q5(図1参照)に設けられた流量調節弁(図示略)の開度を制御するための開度指令を演算する。
Next, the pressure control unit 70 is input with a generator output command MWD that is a target power generation amount of the entire combined power generation system, and the first calculator 71 that calculates the gasifier input command GID based on the generator output command MWD. The generator output command MWD is input, and based on this, the second calculator 72 that calculates the gas pressure setting, the gas pressure setting that is the output of the second calculator 72, and the actual gas pressure of the fuel gas are obtained. These are the subtractor 73 that is obtained as input information, calculates the difference between them, the controller 74 that calculates an appropriate GID correction amount by PI or PID control of the output of the subtractor 73, and the output of the controller 74. An adder 75 that adds the GID correction amount and the output of the first calculator 71 to calculate a final gasifier input command GID is provided.
The final gasifier input command GID output from the adder 75 is input to the third calculator 76, the fourth calculator 77, and the fifth calculator 78. Based on the gasifier input command GID, the third calculator 76 opens an opening for controlling the opening of a flow rate control valve (not shown) provided in the gasification fuel flow path G1 (see FIG. 1). Calculate the degree command. Based on this gasifier input command GID, the fourth arithmetic unit 77 controls the opening degree of the flow rate control valve (not shown) provided in the oxygen gas flow path Q1 (see FIG. 1). Calculate the command. The fifth computing unit 78 is based on the gasifier input command GID, and an opening degree command for controlling the opening degree of a flow rate control valve (not shown) provided in the air supply path Q5 (see FIG. 1). Is calculated.

そして、図1に示されるように、燃料供給設備4からガス化炉3にガス化燃料を供給するガス化燃料流路G1に設けられた図示しない流量調節弁の開度が上記第3の演算器76により算出された開度指令に応じて制御され、また、空気分離設備5からガス化炉3に酸素ガスを供給する酸素ガス流路Q1に設けられた図示しない流量調節弁の開度が上記第4の演算器77により算出された開度指令に基づいて制御される。更に、ガスタービン空気圧縮機より抽気された空気を圧縮機により昇圧された空気を空気供給路Q5に設けられた図示しない流量調節弁の開度が上記第5の演算器78により算出された開度指令に応じて制御されることにより、ガス化炉3に供給されるガス化燃料及び酸素ガスおよび空気は適切な量に調整される。この結果、ガスタービン設備2の燃焼器21の入口におけるガス圧力を安定させることが可能となる。   As shown in FIG. 1, the opening degree of the flow rate control valve (not shown) provided in the gasification fuel flow path G1 for supplying gasification fuel from the fuel supply facility 4 to the gasification furnace 3 is the third calculation. The opening degree of a flow rate control valve (not shown) provided in the oxygen gas flow path Q1 that is controlled according to the opening degree command calculated by the vessel 76 and supplies oxygen gas from the air separation facility 5 to the gasification furnace 3 is determined. Control is performed based on the opening degree command calculated by the fourth arithmetic unit 77. Further, the degree of opening of a flow control valve (not shown) provided in the air supply path Q5 is the air extracted from the gas turbine air compressor and increased by the compressor. By controlling according to the degree command, the gasified fuel, oxygen gas, and air supplied to the gasification furnace 3 are adjusted to appropriate amounts. As a result, the gas pressure at the inlet of the combustor 21 of the gas turbine equipment 2 can be stabilized.

次に、図1に示した可燃性ガスバイパス流路G3から燃料ガス流路G4へ供給される可燃性ガスの流量制御について、図3を参照して説明する。
可燃性ガスの流量制御は、可燃性ガスバイパス流路G3に設けられた流量調節弁100の開度を制御することにより行われる。
図3は、可燃性ガスの流量制御を行う制御装置(制御手段)50の構成の一例を示したブロック線図である。
図3に示すように、制御装置50は、ガスタービンの燃焼器21入口における目標発熱量が予め設定されているアナログメモリ51と、アナログメモリ51の出力である目標発熱量、並びに実際の発熱量を入力情報として得、これらの差分を算出する減算器52と、減算器52の出力から流量調節弁100の開度指令を算出する制御器53とを備えている。
このような構成によれば、減算器52により目標発熱量から実際の発熱量が減算されることにより、差分が求められ、制御器53によりこの差分に基づく流量調節弁100の開度指令が算出される。そして、この開度指令に基づいて流量調節弁100の開度が制御されることにより、燃焼器21の入口における発熱量を目標発熱量に近づけることが可能となり、発熱量を一定に保つことが可能となる。
Next, the flow control of the combustible gas supplied from the combustible gas bypass channel G3 shown in FIG. 1 to the fuel gas channel G4 will be described with reference to FIG.
The flow control of the combustible gas is performed by controlling the opening degree of the flow control valve 100 provided in the combustible gas bypass flow path G3.
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of a control device (control means) 50 that controls the flow rate of the combustible gas.
As shown in FIG. 3, the control device 50 includes an analog memory 51 in which a target heat generation amount at the inlet of the combustor 21 of the gas turbine is set in advance, a target heat generation amount that is an output of the analog memory 51, and an actual heat generation amount. Is obtained as input information, and a subtractor 52 that calculates these differences and a controller 53 that calculates an opening degree command of the flow rate control valve 100 from the output of the subtractor 52 are provided.
According to such a configuration, the subtractor 52 subtracts the actual heat generation amount from the target heat generation amount, thereby obtaining a difference, and the controller 53 calculates the opening degree command of the flow rate control valve 100 based on this difference. Is done. Then, by controlling the opening degree of the flow rate control valve 100 based on this opening degree command, it becomes possible to bring the heat generation amount at the inlet of the combustor 21 close to the target heat generation amount, and to keep the heat generation amount constant. It becomes possible.

次に、上述した構成からなる制御装置50は、図4或は図5に示すようなブロック線図によっても構成することが可能である。
図4は、制御装置50の第1の変形例における構成を示すブロック線図、図5は制御装置50の第2の変形例における構成を示すブロック線図である。これらの図において、図3と同一の構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する。
図4に示した第1の変形例に係る制御装置50では、複合発電システム全体の目標発電量である発電機出力指令MWDに基づいて目標発熱量を演算する演算器54を備え、この演算器54により算出された目標発熱量に実際の発熱量が近づくようにフィードバック制御を行う。
このように、演算器54によって目標発熱量を演算により求めることにより、目標発熱量をより適切な値に設定することが可能となる。
Next, the control device 50 having the above-described configuration can also be configured by a block diagram as shown in FIG. 4 or FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the control device 50 in a first modification, and FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the control device 50 in a second modification. In these drawings, the same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
The control device 50 according to the first modification shown in FIG. 4 includes a calculator 54 that calculates a target heat generation amount based on a generator output command MWD that is a target power generation amount of the entire combined power generation system. The feedback control is performed so that the actual heat generation amount approaches the target heat generation amount calculated by 54.
Thus, by calculating the target heat generation amount by the calculator 54, the target heat generation amount can be set to a more appropriate value.

図5に示した第2の変形例に係る制御装置50は、燃料電池設備1の発電量を外乱として考慮し、この外乱を反映させた形で、流量調節弁100の開度指令を算出するようにしたものである。
具体的には、外乱を演算する外乱算出部80を備え、この外乱算出部80により求められた外乱を制御器53の出力である開度指令(以下「一次的な開度指令」という。)に加算することにより、最終的な開度指令を決定する。
上記外乱算出部80は、例えば、複合発電システム全体の目標発電量である発電機出力指令MWDに基づいて、SOFC11(図1参照)による目標発電量を演算する演算器81と、演算器81により得られたSOFC11の目標発電量から実際のSOFC11の発電量を減算する減算器82と、減算器82の出力であるSOFC出力偏差に応じた修正量を求める補償演算出器83とを備えている。
外乱算出部80の補償演算出器83により求められた外乱は、加算器55に入力され、ここで制御器53により求められた一次的な開度指令に加算され、最終的な開度指令が算出される。
そして、この加算器55の出力である最終的な開度指令に基づいて、流量調節弁100の開度が制御されることにより、燃焼器21の入口における発熱量を目標発熱量に近づけることが可能となり、発熱量を一定に保つことが可能となる。
The control device 50 according to the second modification shown in FIG. 5 considers the power generation amount of the fuel cell facility 1 as a disturbance, and calculates the opening degree command of the flow rate control valve 100 in a form reflecting this disturbance. It is what I did.
Specifically, a disturbance calculation unit 80 that calculates a disturbance is provided, and the disturbance obtained by the disturbance calculation unit 80 is an opening command (hereinafter referred to as a “primary opening command”) that is an output of the controller 53. To determine the final opening command.
The disturbance calculation unit 80 includes, for example, a calculator 81 that calculates a target power generation amount by the SOFC 11 (see FIG. 1) based on a generator output command MWD that is a target power generation amount of the entire combined power generation system, and a calculator 81. A subtractor 82 that subtracts the actual power generation amount of SOFC 11 from the obtained target power generation amount of SOFC 11 and a compensation calculator 83 that calculates a correction amount according to the SOFC output deviation that is the output of subtractor 82 are provided. .
The disturbance obtained by the compensation calculation unit 83 of the disturbance calculation unit 80 is input to the adder 55, where it is added to the primary opening degree command obtained by the controller 53, and the final opening degree instruction is obtained. Calculated.
Then, the amount of heat generated at the inlet of the combustor 21 can be made closer to the target amount of heat by controlling the degree of opening of the flow rate control valve 100 based on the final degree of opening command that is the output of the adder 55. It becomes possible, and it becomes possible to keep calorific value constant.

以上説明してきたように、本実施形態に係る複合発電システムによれば、当該システム内にて精製された可燃性ガスを燃料ガス流路G4に供給するための可燃性ガスバイパス流路G3と、ガスタービン22の燃焼器21の入口における発熱量を一定にするように、燃料ガス流路G4に供給する可燃性ガスの流量を制御する制御装置50とを備えるので、SOFC11における反応量が多く、SOFC11から出力される燃料ガスのカロリーが比較的低いものであったとしても、可燃性ガスバイパス流路G3から可燃性ガスを燃料ガス流路G4に供給することにより、SOFC11から出力された燃料ガスのガスカロリーを増加させることが可能となる。
これにより、ガスタービン22の燃焼器21の入口における発熱量を一定に保つことができる。この結果、ガスタービン設備2における発電を安定させたものとすることができ、複合発電システム全体として、安定した発電量を得ることが可能となる。
更に、可燃性ガスバイパス流路G3により燃料ガス流路G4に供給される可燃性ガスは、当該複合発電システム内にて精製されたものであるので、フルインテグレーション型の独立した発電システムを構築することができる。
As described above, according to the combined power generation system according to the present embodiment, the combustible gas bypass flow path G3 for supplying the combustible gas purified in the system to the fuel gas flow path G4, Since the controller 50 for controlling the flow rate of the combustible gas supplied to the fuel gas flow path G4 so as to make the heat generation amount at the inlet of the combustor 21 of the gas turbine 22 constant, the reaction amount in the SOFC 11 is large, Even if the calorie of the fuel gas output from the SOFC 11 is relatively low, the fuel gas output from the SOFC 11 is supplied by supplying the combustible gas from the combustible gas bypass channel G3 to the fuel gas channel G4. It becomes possible to increase gas calories.
Thereby, the calorific value at the inlet of the combustor 21 of the gas turbine 22 can be kept constant. As a result, power generation in the gas turbine facility 2 can be stabilized, and a stable power generation amount can be obtained as the combined power generation system as a whole.
Further, since the combustible gas supplied to the fuel gas flow path G4 by the combustible gas bypass flow path G3 is purified in the combined power generation system, a full integration type independent power generation system is constructed. be able to.

なお、本実施形態に係る複合発電システムでは、燃料ガス流路G4に供給される可燃性ガスとして、脱硫設備8から出力された燃料ガスを供給する構成としたが、この例に限られず、例えば、脱塵装置7から出力される燃料ガスの一部を燃料ガス流路G4に供給するような構成としても良い。このような構成によれば、脱硫設備8において処理されるガス量を低減させることができるので、脱硫に使用される触媒などの低減によりコスト削減を図ることが可能となる。   In the combined power generation system according to the present embodiment, the fuel gas output from the desulfurization facility 8 is supplied as the combustible gas supplied to the fuel gas passage G4. However, the present invention is not limited to this example. The fuel gas output from the dust removing device 7 may be partially supplied to the fuel gas flow path G4. According to such a configuration, since the amount of gas processed in the desulfurization facility 8 can be reduced, it is possible to reduce costs by reducing the number of catalysts used for desulfurization.

〔第2の実施形態〕
次に、本発明の第2の実施形態に係る複合発電システムについて、図面を参照して説明する。
図6は、本発明の第2の本実施形態に係る複合発電システムの全体構成を示す図である。この図において、第1の実施形態と共通の構成要素については、同一の符号を付し、説明を省略する。
本実施形態の複合発電システムが第1の実施形態に係る複合発電システムと異なる点は、脱硫設備8から燃料ガス流路G4に可燃性ガスを供給する可燃性ガスバイパス流路G3の代わりに、空気分離設備5から燃料ガス流路G4に窒素ガスを供給する窒素ガスバイパス流路(窒素ガス供給手段)Q4を備えた点である。
この窒素ガスバイパス流路Q4には、窒素ガスの流量を調節するための流量調節弁101が設けられている。この流量調節弁101は、制御装置(制御手段)90により、その開度が制御される。制御装置90は、燃焼器22の入口における発熱量が一定となるように、流量調節弁101の開度を制御し、燃料ガス流路G4に供給する窒素ガスの流量を調整する。
[Second Embodiment]
Next, a combined power generation system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 6 is a diagram showing an overall configuration of the combined power generation system according to the second embodiment of the present invention. In this figure, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
The difference between the combined power generation system of the present embodiment and the combined power generation system according to the first embodiment is that instead of the flammable gas bypass flow path G3 that supplies the flammable gas from the desulfurization facility 8 to the fuel gas flow path G4, A nitrogen gas bypass channel (nitrogen gas supply means) Q4 for supplying nitrogen gas from the air separation facility 5 to the fuel gas channel G4 is provided.
The nitrogen gas bypass channel Q4 is provided with a flow rate adjustment valve 101 for adjusting the flow rate of nitrogen gas. The flow control valve 101 is controlled in its opening degree by a control device (control means) 90. The control device 90 adjusts the flow rate of nitrogen gas supplied to the fuel gas flow path G4 by controlling the opening degree of the flow rate control valve 101 so that the amount of heat generated at the inlet of the combustor 22 is constant.

制御装置90の構成については、図3から図5に示した第1の実施形態とほぼ同様の構成をとることが可能であり、制御器53の動作を減算器52の出力から窒素ガスを供給する場合における開度指令を演算するような構成とすればよい。
例えば、演算式を変更する、又は、減算器52の出力をパラメータの一つとして利用して、開度指令を得るようなマップを備えており、このマップに基づいて開度指令を得るような制御を行っているのであれば、使用するマップを窒素ガス供給用のマップに変更すれば良い。
The configuration of the control device 90 can be almost the same as that of the first embodiment shown in FIGS. 3 to 5, and the operation of the controller 53 is supplied with nitrogen gas from the output of the subtractor 52. What is necessary is just to set it as the structure which calculates the opening degree instruction | command in the case of doing.
For example, a map for obtaining an opening degree command by changing the arithmetic expression or using the output of the subtractor 52 as one of the parameters is provided, and the opening degree command is obtained based on this map. If control is being performed, the map to be used may be changed to a map for supplying nitrogen gas.

このように、第1の実施形態に係る複合発電システムでは、SOFC11から出力される燃料ガスに可燃性ガスを混合させて、燃料ガスの濃度を高くすることにより、燃焼器21の入口における発熱量の安定を図っていたのに対し、本実施形態に係る複合発電システムでは、SOFC11から出力される燃料ガスに、窒素ガスを混合させることにより、燃料ガスを希釈させ、その濃度を低くすることにより、燃焼器21の入口における発熱量の安定を図る。   Thus, in the combined power generation system according to the first embodiment, the amount of heat generated at the inlet of the combustor 21 is increased by mixing the combustible gas with the fuel gas output from the SOFC 11 and increasing the concentration of the fuel gas. In the combined power generation system according to this embodiment, the fuel gas output from the SOFC 11 is mixed with nitrogen gas to dilute the fuel gas and reduce its concentration. The heat generation amount at the inlet of the combustor 21 is stabilized.

以上説明してきたように、本実施形態に係る複合発電システムによれば、当該システム内にて精製された窒素ガスを燃料ガス流路G4に供給するための窒素ガスバイパス流路Q4と、ガスタービン22の燃焼器21の入口における発熱量を一定にするように、窒素ガスバイパス流路Q4から燃料ガス流路G4に供給する窒素ガスの流量を制御する制御装置90とを備えるので、SOFC11における反応量が少なく、SOFC11から出力される燃料ガスのカロリーが比較的高いものであったとしても、窒素ガスを燃料ガス流路G4に供給することにより、SOFC11から出力された燃料ガスのガスカロリーを低下させることが可能となる。
これにより、ガスタービン22の燃焼器21の入口における発熱量を一定に保つことができる。この結果、ガスタービン設備における発電を安定させたものとすることが可能となり、複合発電システム全体として、安定した発電量を得ることができる。
As described above, according to the combined power generation system according to the present embodiment, the nitrogen gas bypass channel Q4 for supplying the nitrogen gas purified in the system to the fuel gas channel G4, and the gas turbine And a control device 90 for controlling the flow rate of nitrogen gas supplied from the nitrogen gas bypass flow path Q4 to the fuel gas flow path G4 so as to make the heat generation amount at the inlet of the 22 combustors 21 constant, the reaction in the SOFC 11 Even if the amount is low and the calorie of the fuel gas output from the SOFC 11 is relatively high, the gas calorie of the fuel gas output from the SOFC 11 is reduced by supplying nitrogen gas to the fuel gas channel G4. It becomes possible to make it.
Thereby, the calorific value at the inlet of the combustor 21 of the gas turbine 22 can be kept constant. As a result, it is possible to stabilize the power generation in the gas turbine facility, and the combined power generation system as a whole can obtain a stable power generation amount.

〔第3の実施形態〕
次に、本発明の第3の実施形態に係る複合発電システムについて、図面を参照して説明する。
図7は、本発明の第3の本実施形態に係る複合発電システムの全体構成を示した概略図である。この図において、第1及び第2の実施形態と共通の構成要素については、同一の符号を付し、説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, a combined power generation system according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 7 is a schematic diagram showing the overall configuration of the combined power generation system according to the third embodiment of the present invention. In this figure, components common to the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施形態の複合発電システムは、上述した第1の実施形態に係る複合発電システムの特徴と第2の実施形態に係る複合発電システムの特徴とを併せ持つ構成をとる。
つまり、本実施形態に係る複合発電システムは、脱硫設備8の出力である可燃性ガスを燃料ガス流路G4に供給する可燃性ガスバイパス流路(可燃性ガス供給手段)G3と、空気分離設備5から出力される窒素ガスを燃料ガス流路G4に供給する窒素ガスバイパス流路(窒素ガス供給手段)Q4とを備えている。
可燃性ガスバイパス流路G3及び窒素ガスバイパス流路Q4は、三方弁200を介して燃料ガス流路G4に接続されている。この三方弁200は、制御装置(制御手段)120により、その開度が制御される。
制御装置120は、ガスタービン21の燃焼器22の入口における発熱量が一定となるように、三方弁200の開度を制御し、燃料ガス流路G4に供給する可燃性ガス及び窒素ガスの流量を調整する。
The combined power generation system of the present embodiment has a configuration having both the characteristics of the combined power generation system according to the first embodiment and the characteristics of the combined power generation system according to the second embodiment.
That is, the combined power generation system according to the present embodiment includes a combustible gas bypass channel (combustible gas supply means) G3 that supplies a combustible gas that is an output of the desulfurization facility 8 to the fuel gas channel G4, and an air separation facility. And a nitrogen gas bypass passage (nitrogen gas supply means) Q4 for supplying the nitrogen gas output from the fuel gas passage G4 to the fuel gas passage G4.
The combustible gas bypass channel G3 and the nitrogen gas bypass channel Q4 are connected to the fuel gas channel G4 via the three-way valve 200. The opening degree of the three-way valve 200 is controlled by a control device (control means) 120.
The control device 120 controls the opening degree of the three-way valve 200 so that the amount of heat generated at the inlet of the combustor 22 of the gas turbine 21 is constant, and the flow rates of combustible gas and nitrogen gas supplied to the fuel gas flow path G4. Adjust.

この制御装置120の構成については、図3から図5に示した第1の実施形態とほぼ同様の構成をとることが可能であり、制御器53の動作を本実施形態に係る複合発電システムに適したものにすればよい。
例えば、図8に示すように、SOFC11から出力される燃料ガスのガスカロリーが高い場合(図8において、横軸の発熱量の制御指令値が低い場合)には、可燃性ガス供給側の弁を閉じ、窒素ガス供給側の弁を開けることにより、窒素ガスが燃料ガス流路G4に供給されるように三方弁200が制御される。
そして、ガスカロリーが除々に低くなるにつれ、言い換えれば、図8において、横軸の発熱量の制御指令値が除々に高くなるにつれ、窒素ガス供給側の弁を除々に絞ることにより、窒素ガス供給量を除々に低減させる。そして、SOFC11から出力される燃料ガスのガスカロリーが予め設定されている下限値以下となった場合には、言い換えると、図8において、発熱量の制御指令値が値Xになった場合には、窒素ガス供給側の弁を閉じ、可燃性ガス供給側の弁を開けることにより、可燃性ガスが燃料ガス流路G4に供給されるように三方弁200が制御される。そして、ガスカロリーが低くなるほど、可燃性ガス供給側の弁の開度が大きくなるよう制御される。
About the structure of this control apparatus 120, it can take the structure substantially the same as 1st Embodiment shown in FIGS. 3-5, and the operation | movement of the controller 53 is made into the combined power generation system which concerns on this embodiment. You can make it suitable.
For example, as shown in FIG. 8, when the gas calorie of the fuel gas output from the SOFC 11 is high (in FIG. 8, when the control command value for the calorific value on the horizontal axis is low), the combustible gas supply side valve Is closed and the valve on the nitrogen gas supply side is opened, so that the three-way valve 200 is controlled so that nitrogen gas is supplied to the fuel gas flow path G4.
Then, as the gas calorie gradually decreases, in other words, in FIG. 8, as the calorific value control command value on the horizontal axis gradually increases, the nitrogen gas supply side valve is gradually throttled, thereby supplying nitrogen gas. Reduce the amount gradually. When the gas calorie of the fuel gas output from the SOFC 11 is equal to or lower than a preset lower limit value, in other words, in FIG. 8, when the heat generation amount control command value becomes the value X. The three-way valve 200 is controlled so that the combustible gas is supplied to the fuel gas flow path G4 by closing the valve on the nitrogen gas supply side and opening the valve on the combustible gas supply side. And it is controlled so that the opening degree of the valve on the combustible gas supply side becomes larger as the gas calorie becomes lower.

以上説明してきたように、本実施形態に係る複合発電システムによれば、当該システム内にて精製された可燃性ガスを燃料ガス流路G4に供給するための可燃性ガスバイパス流路G3と、当該システム内にて精製された窒素ガスを燃料ガス流路G4に供給するための窒素ガスバイパス流路Q4と、ガスタービン22の燃焼器21の入口における発熱量を一定にするように、上記可燃性ガスの流量及び窒素ガスの流量を制御する制御装置120とを備えるので、SOFC11による反応量の増減に応じて、SOFC11から出力される燃料ガスに、可燃性ガス或いは窒素ガスを混合させることが可能となる。
これにより、ガスタービン22の燃焼器21に供給される燃料ガスのガスカロリーを一定に保つことができ、燃焼器22における発熱量を一定にすることができる。
この結果、ガスタービン設備2における発電を安定させたものとすることが可能となり、複合発電システム全体として、安定した発電量を得ることができる。
As described above, according to the combined power generation system according to the present embodiment, the combustible gas bypass flow path G3 for supplying the combustible gas purified in the system to the fuel gas flow path G4, The above combustible so that the calorific value at the inlet of the combustor 21 of the gas turbine 22 and the nitrogen gas bypass channel Q4 for supplying the nitrogen gas purified in the system to the fuel gas channel G4 is constant. Since the control device 120 that controls the flow rate of the volatile gas and the flow rate of the nitrogen gas is provided, the flammable gas or the nitrogen gas can be mixed with the fuel gas output from the SOFC 11 in accordance with the increase or decrease of the reaction amount by the SOFC 11. It becomes possible.
Thereby, the gas calorie of the fuel gas supplied to the combustor 21 of the gas turbine 22 can be kept constant, and the calorific value in the combustor 22 can be made constant.
As a result, it is possible to stabilize the power generation in the gas turbine equipment 2, and the combined power generation system as a whole can obtain a stable power generation amount.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、図1、図6、図7における燃料電池設備1に代わって、燃料併産装置を採用しても、同様の効果を得ることができる。燃料併産装置とは、例えば、メタンガスを採取する装置である。
As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the specific structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.
For example, the same effect can be obtained even if a fuel co-production device is employed instead of the fuel cell facility 1 in FIGS. 1, 6, and 7. The fuel co-production device is a device that collects methane gas, for example.

本発明の第1の実施形態に係る複合発電システムの全体構成を示す図である。1 is a diagram illustrating an overall configuration of a combined power generation system according to a first embodiment of the present invention. 図1に示した発電機の出力制御を行う発電制御部及び燃料ガスの圧力制御を行う圧力制御部の構成の一例を示したブロック線図である。It is the block diagram which showed an example of the structure of the power generation control part which performs output control of the generator shown in FIG. 1, and the pressure control part which performs pressure control of fuel gas. 図1に示した制御装置の構成の一例を示したブロック線図である。It is the block diagram which showed an example of the structure of the control apparatus shown in FIG. 図3に示した制御装置の第1の変形例に係る構成を示すブロック線図である。It is a block diagram which shows the structure which concerns on the 1st modification of the control apparatus shown in FIG. 図3に示した制御装置の第2の変形例に係る構成を示すブロック線図である。It is a block diagram which shows the structure which concerns on the 2nd modification of the control apparatus shown in FIG. 本発明の第2の本実施形態に係る複合発電システムの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the combined power generation system which concerns on the 2nd this embodiment of this invention. 本発明の第3の本実施形態に係る複合発電システムの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the combined power generation system which concerns on the 3rd this embodiment of this invention. 図7に示した三方弁の開度制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the opening degree control of the three-way valve shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 燃料電池設備
2 ガスタービン設備
3 蒸気タービン設備
5 空気分離設備
6 ガス化炉
7 脱塵設備
8 脱硫設備
11 SOFC
14 ガバナ
21 燃焼器
22 ガスタービン
50、90、120 制御装置
100、101 流量調節弁
200 三方弁
G3 可燃性ガスバイパス流路
G4 燃料ガス流路
Q4 窒素ガスバイパス流路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell equipment 2 Gas turbine equipment 3 Steam turbine equipment 5 Air separation equipment 6 Gasification furnace 7 Dedusting equipment 8 Desulfurization equipment 11 SOFC
14 Governor 21 Combustor 22 Gas turbine 50, 90, 120 Control device 100, 101 Flow control valve 200 Three-way valve G3 Combustible gas bypass channel G4 Fuel gas channel Q4 Nitrogen gas bypass channel

Claims (9)

燃料電池設備又は燃料併産装置と、前記燃料電池設備又は前記燃料併産装置から出力された燃料ガスが燃料ガス流路を介してその燃焼器へと供給されるガスタービンとを備える複合発電システムであって、
当該システム内にて精製された可燃性ガスを前記燃料ガス流路に供給する可燃性ガス供給手段と、
前記ガスタービンの燃焼器入口における発熱量を一定にするように、前記可燃性ガス供給手段から供給される前記可燃性ガス量を制御する制御手段と
を具備する複合発電システム。
A combined power generation system comprising a fuel cell facility or a fuel co-production device, and a gas turbine in which fuel gas output from the fuel cell facility or the fuel co-production device is supplied to the combustor via a fuel gas flow path Because
Combustible gas supply means for supplying the fuel gas flow path with combustible gas purified in the system;
A combined power generation system comprising: control means for controlling the amount of combustible gas supplied from the combustible gas supply means so that the amount of heat generated at the combustor inlet of the gas turbine is constant.
前記可燃性ガス供給手段は、前記燃料電池設備又は前記燃料併産装置に対して供給する燃料ガスを精製する脱硫設備又は脱塵設備から出力される燃料ガスの一部を前記燃料ガス流路に供給する請求項1に記載の複合発電システム。   The combustible gas supply means supplies a part of the fuel gas output from the desulfurization facility or the dust removal facility for purifying the fuel gas supplied to the fuel cell facility or the fuel co-production device to the fuel gas passage. The combined power generation system according to claim 1 to be supplied. 燃料電池設備又は燃料併産装置と、前記燃料電池設備又は前記燃料併産装置から出力された燃料ガスが燃料ガス流路を介してその燃焼器へと供給されるガスタービンとを備える複合発電システムであって、
当該システム内にて精製された窒素ガスを前記燃料ガス流路に供給する窒素ガス供給手段と、
前記ガスタービンの燃焼器入口における発熱量を一定にするように、前記窒素ガス供給手段から供給される前記窒素ガス量を制御する制御手段と
を具備する複合発電システム。
A combined power generation system comprising a fuel cell facility or a fuel co-production device, and a gas turbine in which fuel gas output from the fuel cell facility or the fuel co-production device is supplied to the combustor via a fuel gas flow path Because
Nitrogen gas supply means for supplying nitrogen gas purified in the system to the fuel gas flow path;
A combined power generation system comprising: control means for controlling the amount of nitrogen gas supplied from the nitrogen gas supply means so that the amount of heat generated at the combustor inlet of the gas turbine is constant.
前記窒素ガス供給手段は、前記燃料電池設備又は前記燃料併産装置へ供給される窒素ガスの一部を前記燃料ガス流路に供給する請求項3に記載の複合発電システム。   The combined power generation system according to claim 3, wherein the nitrogen gas supply means supplies a part of the nitrogen gas supplied to the fuel cell facility or the fuel co-production device to the fuel gas flow path. 燃料電池設備又は燃料併産装置と、前記燃料電池設備又は前記燃料併産装置から出力された燃料ガスが燃料ガス流路を介してその燃焼器へと供給されるガスタービンとを備える複合発電システムであって、
当該システム内にて精製された可燃性ガスを前記燃料ガス流路に供給する可燃性ガス供給手段と、
当該システム内にて精製された窒素ガスを前記燃料ガス流路に供給する窒素ガス供給手段と、
前記ガスタービンの燃焼器における発熱量を一定にするように、前記可燃性ガス供給手段から供給される前記可燃性ガス量及び前記窒素ガス供給手段から供給される前記窒素ガス量を制御する制御手段と
を具備する複合発電システム。
A combined power generation system comprising a fuel cell facility or a fuel co-production device, and a gas turbine in which fuel gas output from the fuel cell facility or the fuel co-production device is supplied to the combustor via a fuel gas flow path Because
Combustible gas supply means for supplying the fuel gas flow path with combustible gas purified in the system;
Nitrogen gas supply means for supplying nitrogen gas purified in the system to the fuel gas flow path;
Control means for controlling the amount of combustible gas supplied from the combustible gas supply means and the amount of nitrogen gas supplied from the nitrogen gas supply means so that the amount of heat generated in the combustor of the gas turbine is constant. And a combined power generation system.
前記可燃性ガス供給手段及び前記窒素ガス供給手段は、三方弁を介して前記燃料ガス流路に接続されている請求項5に記載の複合発電システム。   The combined power generation system according to claim 5, wherein the combustible gas supply means and the nitrogen gas supply means are connected to the fuel gas flow path via a three-way valve. 前記制御手段は、ガスタービンの燃焼器入口における目標発熱量から前記燃焼器入口における実際の発熱量を減算した値に基づいて、前記可燃性ガスの供給量及び前記窒素ガスの供給量を決定し、その供給量に応じて前記三方弁の開度を調節する請求項6に記載の複合発電システム。   The control means determines the supply amount of the combustible gas and the supply amount of the nitrogen gas based on a value obtained by subtracting an actual heat generation amount at the combustor inlet from a target heat generation amount at the combustor inlet of the gas turbine. The combined power generation system according to claim 6, wherein the opening degree of the three-way valve is adjusted according to the supply amount. 前記制御手段は、前記燃料電池設備における発電量を外乱として、前記可燃性ガスの供給量及び前記窒素ガスの供給量の算出過程に反映させる請求項7に記載の複合発電システム。   The combined power generation system according to claim 7, wherein the control unit reflects the amount of power generation in the fuel cell facility as a disturbance in a calculation process of the supply amount of the combustible gas and the supply amount of the nitrogen gas. 燃料電池設備又は燃料併産装置と、前記燃料電池設備又は前記燃料併産装置から出力された燃料ガスが燃料ガス流路を介してその燃焼器へと供給されるガスタービンとを備える複合発電システムの燃料ガス発熱量制御方法であって、
前記ガスタービンの燃焼器入口における発熱量を一定にするように、前記複合発電システム内にて精製された可燃性ガス及び/又は前記複合発電システム内にて精製された窒素ガスを前記燃料ガス流路に供給する燃料ガス発熱量制御方法。
A combined power generation system comprising a fuel cell facility or a fuel co-production device, and a gas turbine in which fuel gas output from the fuel cell facility or the fuel co-production device is supplied to the combustor via a fuel gas flow path The fuel gas heating value control method of
The combustible gas purified in the combined power generation system and / or the nitrogen gas purified in the combined power generation system are used as the fuel gas flow so as to make the calorific value at the combustor inlet of the gas turbine constant. A method for controlling the amount of heat generated from the fuel gas supplied to the road.
JP2004280466A 2004-09-27 2004-09-27 Composite power generation system and fuel gas calorific value control method Withdrawn JP2006090287A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004280466A JP2006090287A (en) 2004-09-27 2004-09-27 Composite power generation system and fuel gas calorific value control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004280466A JP2006090287A (en) 2004-09-27 2004-09-27 Composite power generation system and fuel gas calorific value control method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006090287A true JP2006090287A (en) 2006-04-06

Family

ID=36231500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004280466A Withdrawn JP2006090287A (en) 2004-09-27 2004-09-27 Composite power generation system and fuel gas calorific value control method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006090287A (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008056781A1 (en) * 2006-11-09 2008-05-15 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Goal gasification composite power generating system, and its running control method
JP2010241957A (en) * 2009-04-06 2010-10-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Coal gasification combined power generation facility
JP2012159031A (en) * 2011-01-31 2012-08-23 Electric Power Dev Co Ltd Power generation system utilizing gasification furnace gas
WO2013080894A1 (en) * 2011-11-28 2013-06-06 三菱重工業株式会社 Valve control device, gas turbine, and valve control method
CN103270255A (en) * 2010-12-20 2013-08-28 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 Air separation apparatus and an integrated gasification combined cycle apparatus incorporating the air separation apparatus
WO2014077156A1 (en) * 2012-11-13 2014-05-22 三菱重工業株式会社 Power generation system and method for operating power generation system
JP2015050162A (en) * 2013-09-04 2015-03-16 三菱重工業株式会社 Gasification fuel cell hybrid power generation system and operational method thereof
JP2015103487A (en) * 2013-11-27 2015-06-04 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Gasification fuel cell hybrid power generation system, and method for operating gasification fuel cell hybrid power generation system
US9371740B2 (en) 2011-02-25 2016-06-21 Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation Operation control apparatus and operation control method for steam turbine
CN106438043A (en) * 2016-09-13 2017-02-22 西安热工研究院有限公司 Coal-based fuel chemical-looping combustion power generation system and method based on supercritical carbon dioxide

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008121450A (en) * 2006-11-09 2008-05-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Coal gasification composite power generating system, and its running control method
EP2080881A1 (en) * 2006-11-09 2009-07-22 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Goal gasification composite power generating system, and its running control method
JP4745940B2 (en) * 2006-11-09 2011-08-10 三菱重工業株式会社 Coal gasification combined power generation system and operation control method thereof
US8408007B2 (en) 2006-11-09 2013-04-02 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Integrated gasification combined cycle and operation control method thereof
WO2008056781A1 (en) * 2006-11-09 2008-05-15 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Goal gasification composite power generating system, and its running control method
EP2080881A4 (en) * 2006-11-09 2013-06-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Goal gasification composite power generating system, and its running control method
JP2010241957A (en) * 2009-04-06 2010-10-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Coal gasification combined power generation facility
CN103270255A (en) * 2010-12-20 2013-08-28 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 Air separation apparatus and an integrated gasification combined cycle apparatus incorporating the air separation apparatus
JP2012159031A (en) * 2011-01-31 2012-08-23 Electric Power Dev Co Ltd Power generation system utilizing gasification furnace gas
US9371740B2 (en) 2011-02-25 2016-06-21 Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation Operation control apparatus and operation control method for steam turbine
JP2013113201A (en) * 2011-11-28 2013-06-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Valve control device, gas turbine and valve control method
WO2013080894A1 (en) * 2011-11-28 2013-06-06 三菱重工業株式会社 Valve control device, gas turbine, and valve control method
US9732676B2 (en) 2011-11-28 2017-08-15 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Valve control device, gas turbine, and valve control method
WO2014077156A1 (en) * 2012-11-13 2014-05-22 三菱重工業株式会社 Power generation system and method for operating power generation system
JP2014099297A (en) * 2012-11-13 2014-05-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Power generation system and method for operating power generation system
US9945265B2 (en) 2012-11-13 2018-04-17 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Power generation system and method for operating power generation system
JP2015050162A (en) * 2013-09-04 2015-03-16 三菱重工業株式会社 Gasification fuel cell hybrid power generation system and operational method thereof
JP2015103487A (en) * 2013-11-27 2015-06-04 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Gasification fuel cell hybrid power generation system, and method for operating gasification fuel cell hybrid power generation system
CN106438043A (en) * 2016-09-13 2017-02-22 西安热工研究院有限公司 Coal-based fuel chemical-looping combustion power generation system and method based on supercritical carbon dioxide

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4745940B2 (en) Coal gasification combined power generation system and operation control method thereof
JP4554440B2 (en) Gasification combined power generation facility and control method thereof
US7184875B2 (en) High temperature protection of hybrid fuel cell system combustor and other components VIA water or water vapor injection
JP2006090287A (en) Composite power generation system and fuel gas calorific value control method
EP1798385B1 (en) Integrated gasification combined cycle and method of controlling thereof
WO2013084735A1 (en) Fuel gasification system, control method and control program therefor, and fuel gasification combined power generation system provided with fuel gasification system
JP4117517B2 (en) Coal gasification combined power plant and its operation control device.
KR101735989B1 (en) Gasification power plant control device, gasification power plant, and gasification power plant control method
JP2002129910A (en) Control equipment of integrated coal gasification combined cycle power generation plant
JP3433968B2 (en) Operation control method of integrated coal gasification combined cycle system
JP5151921B2 (en) Combined power generation method and apparatus using two-column gasifier
JP2004039420A (en) Fuel cell power generation system
JP3137147B2 (en) Control method for turbine compressor device for fuel cell facility
JP2000297610A (en) Integrated coal gasification combined cycle power plant and operation control method of the same
JP4485900B2 (en) Gasification combined power generation facility and control method thereof
JPH10274056A (en) Coal gasifying power generating plant and operating method thereof
JP6301118B2 (en) Gasified fuel cell combined power generation system and operation method of gasified fuel cell combined power generation system
JP3707089B2 (en) Plant control system in an exhaust-fired combined cycle plant
JP4167261B2 (en) Fuel gasification combined power generation system
JPH0665708U (en) Boiler equipment
JPH0343609A (en) Control of power generation plant
JP2007024425A (en) Composite boiler system, and its operating method
JP2008196360A (en) Power generation system
JPH03266367A (en) Fuel system control unit of fuel cell system
JP2686356B2 (en) Gasification combustion method

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20071204