JP2011225685A

JP2011225685A - ガス化発電システム

Info

Publication number: JP2011225685A
Application number: JP2010095463A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Wakizaka; 裕昭脇坂; Futoshi Akasaka; 太司赤坂
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2010-04-16
Publication date: 2011-11-10

Abstract

【課題】余剰ガス燃焼装置でのパイロットバーナーの燃料消費量を低減して燃料コストを低減することができるガス化発電システムを提供する。
【解決手段】誘引ブロワ１１のガス出口部におけるバイオガスの圧力Ｐを検出する圧力センサ４０を設けて、ガス化炉コントローラ３７に、エンジン発電装置１３への供給に適したバイオガスの供給圧力Ｐ０を設定し、ガス化炉コントローラ３７が、圧力センサ４０で検出されたバイオガスの吐出圧力Ｐが供給圧力Ｐ０以下である場合に、誘引ブロワ１１の回転数を上昇させるようにした。
【選択図】図４

Description

本発明は、可燃性ガスを生成して発電するガス化発電システムに関し、特に、可燃性ガスの余剰分を燃焼する余剰ガス燃焼装置を備えるガス化発電システムに関する。

従来より、バイオマス等の固体炭素質材料をガス化炉で加熱してバイオガス等の可燃性ガスを生成し、該バイオガスをエンジン発電装置で燃焼して発電する一方、前記ガス化炉で生成したバイオガスのうち、このエンジン発電装置に供給しなかった余剰分を余剰ガス燃焼装置で燃焼するガス化発電システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

前記ガス化発電システムでは、前記ガス化炉からのバイオガスが誘引ブロワで前記エンジン発電装置側及び前記余剰ガス燃焼装置側に誘引される。この誘引ブロワからのバイオガスは、前記エンジン発電装置に第一ガス通路で導入される一方、余剰分のバイオガスは、この第一ガス通路から分岐する第二ガス通路で前記余剰ガス燃焼装置に導入される。該余剰ガス燃焼装置では、余剰分のバイオガスが液化石油ガス（ＬＰガス）等を燃料とするパイロットバーナーで点火されて燃焼される。

また、前記第二ガス通路には、バタフライバルブやリリーフバルブ等のバルブが設けられる。そして、余剰ガス燃焼装置に供給される余剰分のバイオガスの量が、このバルブで制御されることにより、前記第一ガス通路内のバイオガスが、エンジン発電装置への供給に適した圧力に制御される。

特開２００９−２４９６００号公報

しかしながら、前記ガス化発電システムでは、前記誘引ブロワからのバイオガスの量が少なくなると、該誘引ブロワからのバイオガスの全てを前記エンジン発電装置に供給することにより、前記エンジン発電装置への供給に適したバイオガスの圧力を維持しようとするため、余剰分のバイオガスが発生しない場合がある。そして、余剰分のバイオガスが発生しない場合、余剰ガス燃焼装置では、バイオガスが持続して燃焼（以下「自燃」という。）できないため、前記パイロットバーナーを常時点火させることになり、該パイロットバーナーの燃料消費量が増加して燃料コストが増加する、という問題があった。

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、余剰ガス燃焼装置でのパイロットバーナーの燃料消費量を低減して燃料コストを低減することができるガス化発電システムを提供する。

本発明の解決しようとする課題は以上のとおりであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

すなわち、請求項１においては、固体炭素質材料を加熱して可燃性ガスを生成するガス化炉と、該可燃性ガスを燃焼して発電するエンジン発電装置と、前記ガス化炉で生成された可燃性ガスのうち該エンジン発電装置に供給されなかった余剰分を、パイロットバーナーで点火して燃焼する余剰ガス燃焼装置と、前記ガス化炉からの可燃性ガスを前記エンジン発電装置側及び前記余剰ガス燃焼装置側に誘引する誘引ブロワと、前記誘引ブロワの回転数を制御する制御装置と、を備えるガス化発電システムにおいて、前記誘引ブロワのガス出口部における可燃性ガスの圧力を検出する圧力検出手段が設けられ、前記制御装置には、前記エンジン発電装置への供給に適した可燃性ガスの供給圧力が設定され、前記制御装置は、前記圧力検出手段で検出された可燃性ガスの圧力が前記供給圧力以下であると判断した場合に、前記誘引ブロワの回転数を上昇させるものである。

請求項２においては、前記余剰ガス燃焼装置には、ガス通路と、該ガス通路から分岐するバイパス通路とで、可燃性ガスが導入可能とされるものである。

請求項３においては、前記バイパス通路のガス出口部は、前記ガス通路のガス出口部の近傍に配置されるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、誘引ブロワの回転数が上昇することにより、誘引ブロワからの可燃性ガスの量が増加して、余剰分の可燃性ガスが余剰ガス燃焼装置に安定的に供給される。従って、余剰ガス燃焼装置で可燃性ガスを自燃させ、余剰ガス燃焼装置でのパイロットバーナーの燃料消費量を低減して燃料コストを低減することができる。

請求項２においては、ガス通路で可燃性ガスが余剰ガス燃焼装置に導入されない場合でも、バイパス通路で可燃性ガスが余剰ガス燃焼装置に導入される。従って、可燃性ガスを余剰ガス燃焼装置に確実に導入して余剰ガス燃焼装置で可燃性ガスを自燃させ、余剰ガス燃焼装置でのパイロットバーナーの燃料消費量を低減して燃料コストを低減することができる。

請求項３においては、第二ガス通路のガス出口部からの火炎が消えていても、バイパス通路のガス出口部からの火炎が点いていれば、第二ガス通路による可燃性ガスの導入が再開された場合に、パイロットバーナーに代わってバイパス通路のガス出口部からの火炎で、第二ガス通路のガス出口部からの可燃性ガスが点火される。従って、余剰ガス燃焼装置でのパイロットバーナーの燃料消費量を低減して燃料コストを低減することができる。

本発明の一実施形態に係るガス化発電システムを示す図。水封槽を示す側面断面図。水位調整槽を示す側面断面図。ガス化炉コントローラ及びエンジン発電装置コントローラの制御ブロックを示す図。ガス化炉コントローラの制御フローを示す図。

以下、本発明を実施するための形態について図面に基づき説明する。

先ず、本発明の一実施形態に係るガス化発電システム１の全体構成について、図１により説明する。

ガス化発電システム１は、投入ホッパ２、投入コンベア３、ガス化炉４、サイクロン５、熱交換器６、冷却塔７、貯水槽８、スクラバー９、フィルター１０、誘引ブロワ１１、前処理ユニット１２、エンジン発電装置１３、水封槽１４、余剰ガス燃焼装置１５等で構成される。ガス化炉４で生成された可燃性ガスとしてのバイオガスは、サイクロン５、熱交換器６、スクラバー９、フィルター１０、誘引ブロワ１１の順に流れ、誘引ブロワ１１の下流側でエンジン発電装置１３側と余剰ガス燃焼装置１５側とに分岐して流れる。

投入ホッパ２には、固体炭素質材料としてのバイオマスが貯溜されており、投入ホッパ２内のバイオマスが投入コンベア３でガス化炉４内に投入される。前記固体炭素質材料としては、家畜排泄物、食品廃棄物、紙、黒液、下水汚泥、木質系廃材・未利用材、農作物非食用部、資源作物等のバイオマス以外に、石炭等の化石燃料も用いられる。

ガス化炉４では、バイオマスが不完全燃焼されて、バイオガスが生成される。生成されたバイオガスは、ガス管１６でサイクロン５に導入される。このバイオガスは、一酸化炭素を主成分とする可燃性ガスであり、該バイオガスには、ススやタール、塵等の不純物が含まれる。

サイクロン５では、バイオガスに含まれる比較的大きな塵等が、遠心分離によって除去される。サイクロン５で大きな塵等が除去されたバイオガスは、ガス管１７で熱交換器６に導入される。

熱交換器６内には、バイオガスが流れる図示せぬガス管が設けられており、該ガス管内のバイオガスが、洗浄水で洗浄、冷却されると共に、該ガス管の周囲を流れる冷却水で冷却される。熱交換器６で洗浄、冷却されたバイオガスは、ガス管１８でスクラバー９に導入される。

スクラバー９内には、洗浄水が貯溜されており、バイオガスがスクラバー９内の洗浄水中を潜ることにより、洗浄、冷却される。スクラバー９で洗浄、冷却されたバイオガスは、ガス管２５でフィルター１０に導入される。

フィルター１０では、バイオガスに含まれる比較的小さな塵等が、濾過によって除去される。フィルター１０で塵等が除去されたバイオガスは、ガス管２８で誘引ブロワ１１に導入される。

ここで、熱交換器６に供給される冷却水は、冷却塔７に貯溜されており、冷却塔７内の冷却水は、配水管１９で熱交換器６に導入される。そして、配水管１９内の冷却水は、ポンプ２０で熱交換器６側に圧送され、熱交換器６でバイオガスを冷却した冷却水は、配水管２１で冷却塔７に導出される。

また、熱交換器６及びスクラバー９に供給される洗浄水は、貯水槽８に貯溜されており、貯水槽８内の洗浄水は、配水管２２で熱交換器６に導入されると共に、配水管２２から分岐する配水管２６でスクラバー９に導入される。そして、配水管２２内の洗浄水は、ポンプ２３で熱交換器６側及びスクラバー９側に圧送され、熱交換器６でバイオガスを洗浄、冷却した洗浄水は、配水管２４で貯水槽８に導出される一方、スクラバー９でバイオガスを洗浄、冷却した洗浄水は、配水管２７で貯水槽８に導出される。

さて、誘引ブロワ１１では、誘引ブロワ１１上流側のバイオガスが吸入されて下流側に吐出される。つまり、誘引ブロワ１１の上流側は負圧となる一方、誘引ブロワ１１の下流側は正圧となるため、誘引ブロワ１１上流側のバイオガスが誘引ブロワ１１で下流側に誘引される。

そして、誘引ブロワ１１で誘引されたバイオガスは、第一ガス管２９でエンジン発電装置１３に導入される。一方、余剰分のバイオガス（ガス化炉４で生成されたバイオガスのうちエンジン発電装置１３に供給されなかった余剰分）は、第一ガス管２９から分岐する第二ガス管３０で余剰ガス燃焼装置１５に導入される。

エンジン発電装置１３は、バイオガスを燃料とするガスエンジン、該ガスエンジンで駆動される発電装置等で構成される。本実施形態に係るエンジン発電装置１３は、前記発電装置で発電すると共に、前記ガスエンジンの排熱を給湯や空調等に利用するコージェネレーションシステムとされる。エンジン発電装置１３には、前処理ユニット１２で不純物が除去されたバイオガスが供給される。

余剰ガス燃焼装置１５では、余剰分のバイオガスが燃焼される。そして、余剰ガス燃焼装置１５の上流側で第二ガス管３０の途中には、水封槽１４が設けられる。

次に、水封槽１４について、図２により説明する。

図２に示すように、水封槽１４内には、所定の水位まで水が封入されている。水封槽１４内の水位は、水位調整槽３１（図３参照）によって、最低水位Ｈｍｉｎから最高水位Ｈｍａｘまで（水位調整範囲ΔＨ＝Ｈｍａｘ−Ｈｍｉｎ）調整可能とされる。水封槽１４の側面には、最高水位Ｈｍａｘを超えた余分な水を排出するオーバーフロー管３４が設けられる。つまり、オーバーフロー管３４の上端部の高さが、水封槽１４の最高水位Ｈｍａｘとなる。

そして、水封槽１４の上流側には、上流側ガス管３０１が配置される一方、水封槽１４の下流側には、下流側ガス管３０２が配置される。つまり、上流側ガス管３０１と下流側ガス管３０２とで、第二ガス管３０が構成される。

上流側ガス管３０１は、第一ガス管２９（図１参照）側から水封槽１４側に略水平に延出されて水封槽１４内に挿入される。第一ガス管２９と水封槽１４とは、上流側ガス管３０１を介して連通される。水封槽１４内では、上流側ガス管３０１が下方に折り曲げられて略垂直に延出され、上流側ガス管３０１のガス出口部３０１Ａは、水中で開口（下向きに開口）される。ガス出口部３０１Ａは、水封槽１４内の水面よりも低い位置（水深Ｈ１）に配置される。

そして、ガス出口部３０１Ａ近傍における上流側ガス管３０１の管壁には、ガス出口部３０１Ａから近い順に、下ガス孔３０１Ｂ・３０１Ｂ・・・、上ガス孔３０１Ｃ・３０１Ｃ・・・が形成される。上ガス孔３０１Ｃ・３０１Ｃ・・・及び下ガス孔３０１Ｂ・３０１Ｂ・・・は、いずれも上流側ガス管３０１の円周方向に沿って配置される。上ガス孔３０１Ｃ・３０１Ｃ・・・の高さは、最低水位Ｈｍｉｎの高さと一致する。

また、水封槽１４の上部側面には、下流側ガス管３０２のガス入口部３０２Ａが接続される。水封槽１４（水封槽１４内の水面上の空間）と余剰ガス燃焼装置１５とは、下流側ガス管３０２を介して連通される。下流側ガス管３０２は、水封槽１４の上部側面から余剰ガス燃焼装置１５側に略水平に延出され、下方に折れ曲げられて略垂直に延出される。該略垂直に延出された下流側ガス管３０２は、余剰ガス燃焼装置１５側に折り曲げられて略水平に延出され、余剰ガス燃焼装置１５の下部側面から内部に挿入されて上方に折り曲げられる。

そして、余剰ガス燃焼装置１５内の下流側ガス管３０２の端部には、バーナー部３０２Ｂが設けられる。また、余剰ガス燃焼装置１５の側面には、バーナー部３０２Ｂから吐出されるバイオガスに点火するパイロットバーナー３５が設けられる。

一方、上流側ガス管３０１の水平部分には、バイパス管３３の一端部が接続される。バイパス管３３は、第二ガス管３０の上流側ガス管３０１から分岐し、上流側ガス管３０１の水平部分から下方に略垂直に延出され、余剰ガス燃焼装置１５側に折り曲げられて略水平に延出される。該略水平に延出されたバイパス管３３は、余剰ガス燃焼装置１５の下側で上方に折り曲げられる。

そして、バイパス管３３の他端部には、吐出管３６の一端部が接続され、吐出管３６の他端部は、余剰ガス燃焼装置１５の下側から内部に挿入される。吐出管３６の他端部は、第二ガス管３０（下流側ガス管３０２）のバーナー部３０２Ｂ近傍に配置される。

このような構成により、水封槽１４には、上流側ガス管３０１でバイオガスが導入される。上流側ガス管３０１内のバイオガスは、ガス出口部３０１Ａ、下ガス孔３０１Ｂ・３０１Ｂ・・・及び上ガス孔３０１Ｃ・３０１Ｃ・・・から、水封槽１４内の水中に吐出される。

ここで、上流側ガス管３０１から吐出されるバイオガスには、水封槽１４内の水圧が作用する。つまり、水封槽１４内の水の単位体積重量をγｗ、ガス出口部３０１Ａ位置での水深をＨ１、下ガス孔３０１Ｂ・３０１Ｂ・・・位置での水深をＨ２、上ガス孔３０１Ｃ・３０１Ｃ・・・位置での水深をＨ３とすると、ガス出口部３０１Ａから吐出されるバイオガスには、水圧Ｐ１（＝γｗ×Ｈ１）、下ガス孔３０１Ｂ・３０１Ｂ・・・から吐出されるバイオガスには、水圧Ｐ２（＝γｗ×Ｈ２）、上ガス孔３０１Ｃ・３０１Ｃ・・・から吐出されるバイオガスには、水圧Ｐ３（＝γｗ×Ｈ３）が作用する。

こうして、上流側ガス管３０１から吐出されるバイオガスに、水封槽１４内の水圧が作用することにより、余剰ガス燃焼装置１５へのバイオガスの供給量が減少することになる。そうすると、エンジン発電装置１３へのバイオガスの供給量が増加するため、第一ガス管２９内のバイオガスの圧力が上昇する。

そして、前記上流側ガス管３０１から吐出されたバイオガスは、水封槽１４内の水面上に浮上して、ガス入口部３０２Ａから下流側ガス管３０２内に流れ込む。そして、下流側ガス管３０２内のバイオガスは、バーナー部３０２Ｂから吐出されて、余剰ガス燃焼装置１５に導入される。

こうして、バーナー部３０２Ｂから吐出されたバイオガスは、パイロットバーナー３５で点火されて余剰ガス燃焼装置１５で燃焼される。

また、上流側ガス管３０１内のバイオガスの一部は、バイパス管３３内に流れ込む。バイパス管３３内のバイオガスは、吐出管３６から吐出されて、余剰ガス燃焼装置１５に導入される。つまり、第二ガス管３０（上流側ガス管３０１）内のバイオガスが、バイパス管３３で水封槽１４を経由せずに（水封槽１４を迂回して）余剰ガス燃焼装置１５に導入される。

こうして、吐出管３６から吐出されたバイオガスは、パイロットバーナー３５で点火されて余剰ガス燃焼装置１５で燃焼される。

次に、水位調整槽３１について、図３により説明する。

図３に示すように、水位調整槽３１には、水封槽１４に供給される水が貯溜されている。水位調整槽３１と水封槽１４とは、弁３２１付きの連通管３２を介して連通される。水位調整槽３１内の水位と水封槽１４内の水位とは、弁３２１が開いた連通管３２を介して平衡する。

そして、水位調整槽３１には、水位調整槽３１内に水を供給する給水管３１１、及び水位調整槽３１内の水を排出する排水管３１２が設けられる。給水管３１１には、ボールタップ付きの弁（図示省略）が設けられており、水位調整槽３１内の水位が設定水位よりも低くなると、該弁が開いて給水管３１１からの水が水位調整槽３１内に供給される。その後、水位調整槽３１内の水位が設定水位になると、該弁が閉じて給水管３１１からの水の供給が停止する。

このような構成により、給水管３１１で水位調整槽３１内に水が供給されると、水位調整槽３１内の水位が上昇すると共に、弁３２１が開いた連通管３２で水位調整槽３１内の水が水封槽１４に導入されて、水封槽１４内の水位も上昇する。そうすると、第二ガス管３０では、バイオガスが余剰ガス燃焼装置１５側に流れ難く（上流側ガス管３０１内のバイオガスが水封槽１４内に吐出され難く）なって、余剰ガス燃焼装置１５へのバイオガスの供給量が減少する一方、エンジン発電装置１３へのバイオガスの供給量が増加して、第一ガス管２９内のバイオガスの圧力が上昇する。

一方、排水管３１２で水位調整槽３１内の水が排出されると、水位調整槽３１内の水位が低下すると共に、弁３２１が開いた連通管３２で水封槽１４内の水が水位調整槽３１に導出されて、水封槽１４内の水位も低下する。そうすると、第二ガス管３０では、バイオガスが余剰ガス燃焼装置１５側に流れ易く（上流側ガス管３０１内のバイオガスが水封槽１４内に吐出され易く）なって、余剰ガス燃焼装置１５へのバイオガスの供給量が増加する一方、エンジン発電装置１３へのバイオガスの供給量が減少して、第一ガス管２９内のバイオガスの圧力が低下する。

なお、オーバーフロー管３４の上端面の高さを変更可能に構成して、水封槽１４内の水位を低下させることもできる。

次に、ガス化炉コントローラ３７及びエンジン発電装置コントローラ３８について、図４により説明する。

図４に示すように、ガス化発電システム１には、ガス化炉コントローラ３７及びエンジン発電装置コントローラ３８が設けられる。ガス化炉コントローラ３７とエンジン発電装置コントローラ３８とは、通信可能に接続される。

エンジン発電装置コントローラ３８は、中央処理装置、記憶装置等で構成される。エンジン発電装置コントローラ３８には、エンジン発電装置１３、並びに第一ガス管２９に設けられるガスコントロールバルブ４６及び遮断弁４７・４７が接続される。

エンジン発電装置１３の運転状態は、エンジン発電装置コントローラ３８で制御される。エンジン発電装置コントローラ３８には、エンジン発電装置１３からの各種検出信号が送信される。

ガスコントロールバルブ４６には、エンジン発電装置コントローラ３８からの制御信号が送信される。該制御信号に基づいて、ガスコントロールバルブ４６の開度が変更されることにより、エンジン発電装置１３へのバイオガスの供給量が制御される。

遮断弁４７・４７には、エンジン発電装置コントローラ３８からの制御信号が送信される。該制御信号に基づいて、遮断弁４７・４７が開かれることにより、ガスコントロールバルブ４６にバイオガスが供給される。

ガス化炉コントローラ３７は、中央処理装置、記憶装置等で構成される。ガス化炉コントローラ３７では、エンジン発電装置１３への供給に適したバイオガスの供給圧力（以下単に「供給圧力」という。）Ｐ０、及び図示せぬ電源から誘引ブロワ１１に供給される電力の周波数（誘引ブロワ１１の回転数）が設定される。ガス化炉コントローラ３７には、ガス化炉４、インバータ３９、圧力センサ４０、第一火炎センサ４１、第二火炎センサ４２、遮断弁４３・４３、パイロットバーナー３５の点火トランス４４、及び余剰ガス燃焼装置用ブロワ４５が接続される。

ガス化炉４の運転状態は、ガス化炉コントローラ３７で制御される。ガス化炉４には、ガス化炉コントローラ３７からの制御信号が送信されると共に、ガス化炉４からの各種検出信号がガス化炉コントローラ３７に送信される。

インバータ３９には、ガス化炉コントローラ３７からの制御信号が送信される。該制御信号に基づいて、誘引ブロワ１１に供給される電力の周波数がインバータ３９で増減されることにより、誘引ブロワ１１の回転数が制御される。

圧力センサ４０では、誘引ブロワ１１のガス出口部におけるバイオガスの圧力（以下「吐出圧力」という。）Ｐが検出される。つまり、圧力センサ４０では、エンジン発電装置１３側と余剰ガス燃焼装置１５側とに分岐する前のバイオガスの圧力が検出される。圧力センサ４０の検出信号は、ガス化炉コントローラ３７に送信される。

第一火炎センサ４１は、バーナー部３０２Ｂからの火炎及び吐出管３６からの火炎の両方を検出可能な位置に配置される。第一火炎センサ４１で該両火炎のうち何れか一方が検出されると、第一火炎センサ４１の検出信号がガス化炉コントローラ３７に送信される。第一火炎センサ４１としては、温度センサ、紫外線（ＵＶ）センサ、整流式センサが用いられる。

第二火炎センサ４２は、吐出管３６からの火炎のみ検出可能な位置に配置される。つまり、第二火炎センサ４２は、吐出管３６からの火炎を検出可能、かつバーナー部３０２Ｂからの火炎を検出不可能な位置に配置される。第二火炎センサ４２で吐出管３６からの火炎が検出されると、第二火炎センサ４２からの検出信号がガス化炉コントローラ３７に送信される。第二火炎センサ４１としては、温度センサ、紫外線（ＵＶ）センサ、整流式センサが用いられる。

遮断弁４３・４３は、パイロットバーナー３５に燃料としてのＬＰガスを導入するガス管４８に設けられる。遮断弁４３・４３には、ガス化炉コントローラ３７からの制御信号が送信される。該制御信号に基づいて、遮断弁４３・４３が開かれることにより、パイロットバーナー３５にＬＰガスが供給される。

点火トランス４４には、ガス化炉コントローラ３７からの制御信号が送信される。該制御信号に基づいて、図示せぬ電源からの電圧が点火トランス４４で昇圧されて放電されることにより、パイロットバーナー３５からのＬＰガスに点火される。

余剰ガス燃焼装置用ブロワ４５には、ガス化炉コントローラ３７からの制御信号が送信される。該制御信号に基づいて、余剰ガス燃焼装置用ブロワ４５で余剰ガス燃焼装置１５内に空気が導入されることにより、余剰ガス燃焼装置１５内に残留する可燃性のガスが追放（プレパージ）される。

次に、ガス化炉コントローラ３７の制御内容について、図５により説明する。

ステップ１において、誘引ブロワ１１の運転開始前の準備として、供給圧力Ｐ０、及び運転開始時の誘引ブロワ１１に供給される電力の周波数（以下「初期周波数」という。）Ｆ０が設定される。

ステップ２において、ステップ１で設定された初期周波数Ｆ０に係る制御信号がインバータ３９に送信されることにより、該制御信号に基づいて、誘引ブロワ１１に供給される電力がインバータ３９で初期周波数Ｆ０に変更されて、初期周波数Ｆ０に応じた回転数で誘引ブロワ１１が起動される。

ステップ３において、運転開始後の誘引ブロワに供給される電力の周波数（以下単に「運転周波数」という。）がＦｎに設定される。

ステップ４において、ステップ３で設定された運転周波数Ｆｎに係る制御信号がインバータ３９に送信されることにより、該制御信号に基づいて、インバータ３９で運転周波数がＦｎに変更されて、一定の運転周波数Ｆｎに応じた回転数Ｎｎで誘引ブロワ１１が運転される。

ステップ５において、圧力センサ４０からの検出信号によって、吐出圧力Ｐがガス化炉コントローラ３７で把握される。

ステップ６において、ステップ５で検出された吐出圧力Ｐが供給圧力Ｐ０以下であるか否かが、ガス化炉コントローラ３７で判断される。そして、吐出圧力Ｐが供給圧力Ｐ０よりも大きいと判断された場合は、ステップ４に移行して、一定の運転周波数Ｆｎに応じた回転数Ｎｎによる誘引ブロワ１１の運転が継続される。一方、吐出圧力Ｐが供給圧力Ｐ０以下であると判断された場合は、ステップ７へ移行する。

ステップ７において、運転周波数Ｆｎが増加されることになってステップ３に移行する。

ステップ３において、運転周波数Ｆが増加されて、運転周波数がＦｎ＋１に設定される。この運転周波数Ｆから運転周波数Ｆｎ＋１への増加は、運転周波数Ｆに一定の増加量を加える、又は運転周波数Ｆに供給圧力Ｐ０と吐出圧力Ｐとの差（Ｐ０−Ｐ）に比例して定められる増加量を加えること以外に、運転周波数Ｆに増加率を掛けることにより行われる。

その後、ステップ４において、ステップ３で設定された運転周波数Ｆｎ＋１に係る制御信号がインバータ３９に送信されることにより、該制御信号に基づいて、インバータ３９で運転周波数がＦｎ＋１に変更されて、一定の運転周波数Ｆｎ＋１に応じた回転数Ｎｎ＋１で誘引ブロワ１１が運転される。つまり、誘引ブロワ１１の回転数がＮｎからＮｎ＋１に上昇する。その後、ステップ５以降が繰り返される。

以上のように、本発明の一実施形態に係るガス化発電システム１は、バイオマスを加熱してバイオガスを生成するガス化炉４と、該バイオガスを燃焼して発電するエンジン発電装置１３と、ガス化炉４で生成されたバイオガスのうちエンジン発電装置１３に供給されなかった余剰分を、パイロットバーナー３５で点火して燃焼する余剰ガス燃焼装置１５と、ガス化炉４からのバイオガスをエンジン発電装置１３側及び余剰ガス燃焼装置１５側に誘引する誘引ブロワ１１と、誘引ブロワ１１の回転数を制御する制御装置としてのガス化炉コントローラ３７と、を備えるガス化発電システム１において、誘引ブロワ１１のガス出口部におけるバイオガスの圧力Ｐを検出する圧力検出手段としての圧力センサ４０が設けられ、ガス化炉コントローラ３７には、エンジン発電装置１３への供給に適したバイオガスの供給圧力Ｐ０が設定され、ガス化炉コントローラ３７は、圧力センサ４０で検出されたバイオガスの吐出圧力Ｐが供給圧力Ｐ０以下であると判断した場合に、誘引ブロワ１１の回転数を上昇させる。

このような構成により、誘引ブロワ１１の回転数が上昇することにより、誘引ブロワ１１からのバイオガスの量が増加して、余剰分のバイオガスが余剰ガス燃焼装置１５に安定的に供給される。従って、余剰ガス燃焼装置１５でバイオガスを自燃させ、余剰ガス燃焼装置１５でのパイロットバーナー３５の燃料消費量を低減して燃料コストを低減することができる。

そして、余剰ガス燃焼装置１５には、ガス通路としての第二ガス管３０と、第二ガス管３０から分岐するバイパス通路としてのバイパス管３３とで、バイオガスが導入可能とされる。

このような構成により、第二ガス管３０でバイオガスが余剰ガス燃焼装置１５に導入されない場合でも、バイパス管３３でバイオガスが余剰ガス燃焼装置１５に導入される。従って、バイオガスを余剰ガス燃焼装置１５に確実に導入して余剰ガス燃焼装置１５でバイオガスを自燃させ、余剰ガス燃焼装置１５でのパイロットバーナー３５の燃料消費量を低減して燃料コストを低減することができる。

また、バイパス管３３のガス出口部としての吐出管３６は、第二ガス管３０のガス出口部としてのバーナー部３０２Ｂの近傍に配置される。

このような構成により、第二ガス管３０のバーナー部３０２Ｂからの火炎が消えていても、バイパス管３３の吐出管３６からの火炎が点いていれば、第二ガス管３０によるバイオガスの導入が再開された場合に、パイロットバーナー３５に代わってバイパス管３３の吐出管３６からの火炎で、第二ガス管３０のバーナー部３０２Ｂからのバイオガスが点火される。従って、余剰ガス燃焼装置１５でのパイロットバーナー３５の燃料消費量を低減して燃料コストを低減することができる。

１ガス化発電システム
４ガス化炉
１１誘引ブロワ
１３エンジン発電装置
１５余剰ガス燃焼装置
３０第二ガス管（ガス通路）
３３バイパス管（バイパス通路）
３５パイロットバーナー
３６吐出管（バイパス通路のガス出口部）
３７ガス化炉コントローラ（制御装置）
４０圧力センサ（圧力検出手段）
３０２Ｂバーナー部（ガス通路のガス出口部）
Ｐ圧力（誘引ブロワのガス出口部における可燃性ガスの圧力）
Ｐ０供給圧力

Claims

固体炭素質材料を加熱して可燃性ガスを生成するガス化炉と、
該可燃性ガスを燃焼して発電するエンジン発電装置と、
前記ガス化炉で生成された可燃性ガスのうち該エンジン発電装置に供給されなかった余剰分を、パイロットバーナーで点火して燃焼する余剰ガス燃焼装置と、
前記ガス化炉からの可燃性ガスを前記エンジン発電装置側及び前記余剰ガス燃焼装置側に誘引する誘引ブロワと、
前記誘引ブロワの回転数を制御する制御装置と、を備えるガス化発電システムにおいて、
前記誘引ブロワのガス出口部における可燃性ガスの圧力を検出する圧力検出手段が設けられ、
前記制御装置には、前記エンジン発電装置への供給に適した可燃性ガスの供給圧力が設定され、
前記制御装置は、前記圧力検出手段で検出された可燃性ガスの圧力が前記供給圧力以下であると判断した場合に、前記誘引ブロワの回転数を上昇させることを特徴とするガス化発電システム。
前記余剰ガス燃焼装置には、ガス通路と、該ガス通路から分岐するバイパス通路とで、可燃性ガスが導入可能とされることを特徴とする請求項１に記載のガス化発電システム。
前記バイパス通路のガス出口部は、前記ガス通路のガス出口部の近傍に配置されることを特徴とする請求項２に記載のガス化発電システム。