JP2011225686A - Gasification power generation system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gasification power generation system easily and exactly performing combustion continuity decision of a combustible gas and reducing the cost for combustion continuity decision of the combustible gas.SOLUTION: A first flame sensor 41 detecting both of a flame from a burner part 302B and a flame from a discharge pipe 36, and a second flame sensor 42 detecting the flame from only the discharge pipe 36 are provided in an excessive gas combustion device 15 and when a gasification furnace controller 37 and an engine power generator controller 38 determine that flames are detected by the first flame sensor 41 and the second flame sensor 42, an engine power generator 13 is started.

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、可燃性ガスを燃焼して発電するエンジン発電装置を備えるガス化発電システムに関する。   The present invention relates to a gasification power generation system that generates power by generating a combustible gas, and more particularly, to a gasification power generation system including an engine power generation apparatus that generates power by burning a combustible gas.

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。)。   Conventionally, a solid carbonaceous material such as biomass is heated in a gasification furnace to generate a combustible gas such as biogas, and the biogas is burned with an engine power generator to generate power, while being generated in the gasification furnace. There is known a gasification power generation system in which surplus gas that has not been supplied to the engine power generation apparatus is burned by the surplus gas combustion apparatus among the biogas produced (see, for example, Patent Document 1).

ところで、バイオガスの材料としてのバイオマスは、不均質であるため、バイオガスの発熱量は、液化石油ガス(LPガス)に比べて変動し易い。そこで、従来より、前記ガス化炉で生成されたバイオガスが、前記エンジン発電装置に供給可能なものであるか否か、つまり、前記エンジン発電装置で持続して燃焼(以下「自燃」という。)可能なものであるか否かを判断(以下「自燃性判断」という。)する手段として、「人的判断」、「ガス分析計による判断」、「タイマー制御による判断」が知られている。   By the way, since biomass as a material of biogas is heterogeneous, the calorific value of biogas is likely to fluctuate as compared with liquefied petroleum gas (LP gas). Therefore, conventionally, whether or not the biogas generated in the gasification furnace can be supplied to the engine power generator, that is, continuously burns in the engine power generator (hereinafter referred to as “self-combustion”). ) "Human judgment", "Judgment by gas analyzer", and "Judgment by timer control" are known as means for judging whether or not it is possible (hereinafter referred to as "self-burning judgment"). .

前記「人的判断」は、オペレーターがバイオガスに着火して火炎の状態を確認することにより、バイオガスの自燃性判断をするものである。   The “human judgment” is to determine the self-combustibility of biogas by the operator igniting the biogas and checking the state of the flame.

前記「ガス分析装置による判断」は、ガスクロマトグラフ等のガス分析装置でバイオガスの成分を分析することにより、バイオガスの自燃性判断をするものである。   The “determination by the gas analyzer” is to determine biogas self-combustibility by analyzing the components of the biogas with a gas analyzer such as a gas chromatograph.

前記「タイマー制御による判断」は、前記ガス化炉が起動してから自燃可能なバイオガスが発生するまでに要する時間を予測し、タイマーで設定した予測時間が経過すれば、バイオガスが自燃可能なものであるとみなすものである。   The “determination based on timer control” predicts the time required from the start of the gasifier to the generation of self-combustible biogas, and the biogas can self-combust when the estimated time set by the timer elapses It is what is regarded as something.

そして、これらの自燃性判断手段によって自燃可能なバイオガスであると判断できた場合に、前記エンジン発電装置を始動するようにしている。   And when it can be judged that it is biogas which can be self-combusted by these self-flammability judgment means, the engine power generator is started.

特開2009−249600号公報JP 2009-249600 A

しかしながら、前記「人的判断」、「ガス分析装置による判断」及び「タイマー制御による判断」には、それぞれ以下に示す問題点があった。   However, the “human judgment”, “judgment by gas analyzer”, and “judgment by timer control” have the following problems.

すなわち、前記「人的判断」は、自燃性判断を自動化することができないため、オペレーターの作業が繁雑であり、バイオガスの自燃性判断を簡単にすることができないと共に、オペレーターによる判断誤差が生じ易く、バイオガスの自燃性判断を正確にすることが困難である、という問題があった。また、前記「ガス分析装置による判断」は、ガスクロマトログラフ等のガス分析装置は、一般的に高価であるため、バイオガスの自燃性判断に係るコストが増大する、という問題があった。また、前記「タイマー制御による判断」は、バイオマスが不均質であるため、自燃可能なバイオガスが発生する時間の予測精度が低いことから、バイオガスの自燃性判断を正確にすることが困難である、という問題点があった。   In other words, since the “human judgment” cannot automate the determination of self-flammability, the operator's work is complicated, the determination of self-flammability of biogas cannot be simplified, and an error in judgment by the operator occurs. There is a problem that it is easy and it is difficult to accurately determine the self-flammability of biogas. Further, the “judgment by the gas analyzer” has a problem that the cost for determining the self-flammability of biogas increases because gas analyzers such as gas chromatographs are generally expensive. In addition, the “judgment based on timer control” is difficult to accurately determine the biogas flammability because the biomass is inhomogeneous and the prediction accuracy of the time when self-burnable biogas is generated is low. There was a problem that there was.

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、可燃性ガスの自燃性判断を簡単かつ正確にすることができ、可燃性ガスの自燃性判断に係る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。   The present invention has been made in view of the situation as described above, and can easily and accurately determine the flammability of the flammable gas, and can reduce the cost for determining the flammability of the flammable gas. Provide power generation system.

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。   The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems will be described.

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燃焼する余剰ガス燃焼装置と、該余剰ガス燃焼装置に可燃性ガスを導入するガス通路と、前記ガス化炉及び前記エンジン発電装置の運転状態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、前記余剰ガス燃焼装置内で前記ガス通路のガス出口部からの火炎を検出する火炎検出手段が設けられ、前記制御装置は、前記火炎検出手段で火炎が検出されたと判断した場合に、前記エンジン発電装置を始動させるものである。   That is, in Claim 1, the gasification furnace which heats solid carbonaceous material and produces | generates a combustible gas, The engine electric power generator which burns this combustible gas, and generates electric power, It produced | generated with the said gasification furnace A surplus gas combustion device that combusts surplus gas that has not been supplied to the engine power generation device among combustible gases, a gas passage for introducing a combustible gas into the surplus gas combustion device, the gasification furnace, and the engine power generation device In the gasification power generation system provided with a control device that controls the operating state of the above, a flame detection means for detecting a flame from a gas outlet portion of the gas passage is provided in the surplus gas combustion device, and the control device comprises: When it is determined that a flame is detected by the flame detection means, the engine power generator is started.

請求項2においては、前記余剰ガス燃焼装置には、前記ガス通路と、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、前記火炎検出手段は、前記ガス通路のガス出口部からの火炎及び前記バイパス通路のガス出口部からの火炎の両方を検出可能な位置に配置されるものである。   According to a second aspect of the present invention, the surplus gas combustion device can introduce a combustible gas through the gas passage and a bypass passage branched from the gas passage. Both the flame from the outlet portion and the flame from the gas outlet portion of the bypass passage are arranged at positions where they can be detected.

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。   As effects of the present invention, the following effects can be obtained.

請求項1においては、余剰ガス燃焼装置内で火炎が検出されたか否かを基準に、可燃性ガスの自燃性を自動的に判断することにより、可燃性ガスの自燃性判断を簡単かつ正確にすることができる。また、高価なガス分析装置を必要としないため、可燃性ガスの自燃性判断に係るコストを低減することができる。   In claim 1, the determination of the flammability of the flammable gas is simple and accurate by automatically determining the flammability of the flammable gas based on whether or not a flame is detected in the surplus gas combustion device. can do. Moreover, since an expensive gas analyzer is not required, the cost for determining the flammability of the combustible gas can be reduced.

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ため、可燃性ガスを余剰ガス燃焼装置に確実に導入して、可燃性ガスの自燃性判断を確実にすることができると共に、ガス通路用とバイパス通路用とを兼用する火炎検出手段により、可燃性ガスの自燃性判断に係るコストを低減することができる。   In claim 2, even when the combustible gas is not introduced into the surplus gas combustion device through the gas passage, the combustible gas is reliably introduced into the surplus gas combustion device because the combustible gas is introduced into the surplus gas combustion device through the bypass passage. In addition to ensuring the determination of the flammability of the flammable gas, the flame detection means for both the gas passage and the bypass passage reduces the cost of determining the flammability of the flammable gas. be able to.

本発明の第一実施形態に係るガス化発電システムを示す図。The figure which shows the gasification electric power generation system which concerns on 1st embodiment of this invention. 水封槽を示す側面断面図。Side surface sectional drawing which shows a water-sealed tank. 水位調整槽を示す側面断面図。Side surface sectional drawing which shows a water level adjustment tank. 本発明の第一実施形態に係る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。The figure which shows the control block of the gasifier controller and engine generator controller which concern on 1st embodiment of this invention. 同じく制御フローを示す図。The figure which similarly shows a control flow. 同じく制御タイムチャートを示す図。The figure which similarly shows a control time chart. 本発明の第二実施形態に係る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。The figure which shows the control block of the gasifier controller and engine generator controller which concern on 2nd embodiment of this invention. 同じく制御フローを示す図。The figure which similarly shows a control flow. 同じく制御タイムチャートを示す図。The figure which similarly shows a control time chart.

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。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

先ず、本発明の第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。   First, the whole structure of the gasification power generation system 1 which concerns on 1st embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIG.

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。   The gasification power generation system 1 includes an input hopper 2, an input conveyor 3, a gasification furnace 4, a cyclone 5, a heat exchanger 6, a cooling tower 7, a water tank 8, a scrubber 9, a filter 10, an induction blower 11, and a pretreatment unit 12. , The engine power generation device 13, the water sealing tank 14, the surplus gas combustion device 15 and the like. The biogas as the combustible gas generated in the gasification furnace 4 flows in the order of the cyclone 5, the heat exchanger 6, the scrubber 9, the filter 10, and the induction blower 11, and the engine power generation device 13 side downstream of the induction blower 11. And flow to the surplus gas combustion device 15 side.

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。   Biomass as a solid carbonaceous material is stored in the input hopper 2, and the biomass in the input hopper 2 is input into the gasification furnace 4 by the input conveyor 3. Examples of the solid carbonaceous material include fossil fuels such as coal, in addition to biomass such as livestock excrement, food waste, paper, black liquor, sewage sludge, wood-based waste / unused material, agricultural non-edible parts, and resource crops. Is also used.

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。   In the gasification furnace 4, the biomass is incompletely burned to generate biogas. The generated biogas is introduced into the cyclone 5 through the gas pipe 16. This biogas is a combustible gas mainly composed of carbon monoxide, and the biogas contains impurities such as soot, tar, and dust.

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。   In the cyclone 5, relatively large dust contained in the biogas is removed by centrifugation. The biogas from which large dust and the like have been removed by the cyclone 5 is introduced into the heat exchanger 6 through the gas pipe 17.

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。   A gas pipe (not shown) through which biogas flows is provided in the heat exchanger 6, and the biogas in the gas pipe is washed and cooled with washing water, and cooling water that flows around the gas pipe Cooled by. The biogas cleaned and cooled by the heat exchanger 6 is introduced into the scrubber 9 through the gas pipe 18.

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。   Washing water is stored in the scrubber 9, and the biogas is washed and cooled by diving in the washing water in the scrubber 9. The biogas cleaned and cooled by the scrubber 9 is introduced into the filter 10 through the gas pipe 25.

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。   In the filter 10, relatively small dust contained in the biogas is removed by filtration. The biogas from which dust and the like have been removed by the filter 10 is introduced into the attracting blower 11 through the gas pipe 28.

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。   Here, the cooling water supplied to the heat exchanger 6 is stored in the cooling tower 7, and the cooling water in the cooling tower 7 is introduced into the heat exchanger 6 through the water distribution pipe 19. Then, the cooling water in the water distribution pipe 19 is pumped to the heat exchanger 6 side by the pump 20, and the cooling water that has cooled the biogas by the heat exchanger 6 is led out to the cooling tower 7 by the water distribution pipe 21.

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。   The washing water supplied to the heat exchanger 6 and the scrubber 9 is stored in the water storage tank 8, and the washing water in the water storage tank 8 is introduced into the heat exchanger 6 through the water distribution pipe 22 and distributed. It is introduced into the scrubber 9 through a water distribution pipe 26 branched from the water pipe 22. The washing water in the water distribution pipe 22 is pumped to the heat exchanger 6 side and the scrubber 9 side by the pump 23, and the washing water washed and cooled by the heat exchanger 6 is stored in the water storage tank 8 through the water distribution pipe 24. On the other hand, the cleaning water that has been cleaned and cooled with the scrubber 9 is guided to the water storage tank 8 through the water distribution pipe 27.

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。   Now, in the attracting blower 11, the biogas upstream of the attracting blower 11 is sucked and discharged downstream. That is, while the upstream side of the attracting blower 11 has a negative pressure, the downstream side of the attracting blower 11 has a positive pressure. Therefore, the biogas upstream of the attracting blower 11 is attracted to the downstream side by the attracting blower 11.

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。   The biogas attracted by the attracting blower 11 is introduced into the engine power generator 13 through the first gas pipe 29. On the other hand, surplus biogas (the surplus that was not supplied to the engine power generation device 13 among the biogas generated in the gasification furnace 4) is surplus gas in the second gas pipe 30 branched from the first gas pipe 29. It is introduced into the combustion device 15.

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。   The engine power generator 13 includes a gas engine using biogas as a fuel, a power generator driven by the gas engine, and the like. The engine power generation device 13 according to the present embodiment is a cogeneration system that generates power with the power generation device and uses exhaust heat of the gas engine for hot water supply, air conditioning, or the like. Biogas from which impurities have been removed by the pretreatment unit 12 is supplied to the engine power generation device 13.

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。   In the surplus gas combustion device 15, surplus biogas is combusted. A water-sealed tank 14 is provided in the middle of the second gas pipe 30 on the upstream side of the surplus gas combustion device 15.

次に、水封槽14について、図2により説明する。   Next, the water sealing tank 14 will be described with reference to FIG.

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。   As shown in FIG. 2, the water sealing tank 14 is filled with water up to a predetermined water level. The water level in the water sealing tank 14 can be adjusted from the lowest water level Hmin to the highest water level Hmax (water level adjustment range ΔH = Hmax−Hmin) by the water level adjusting tank 31 (see FIG. 3). An overflow pipe 34 for discharging excess water exceeding the maximum water level Hmax is provided on the side surface of the water sealing tank 14. That is, the height of the upper end portion of the overflow pipe 34 becomes the maximum water level Hmax of the water sealing tank 14.

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。   An upstream gas pipe 301 is disposed on the upstream side of the water sealing tank 14, while a downstream gas pipe 302 is disposed on the downstream side of the water sealing tank 14. That is, the upstream gas pipe 301 and the downstream gas pipe 302 constitute the second gas pipe 30.

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。   The upstream gas pipe 301 extends substantially horizontally from the first gas pipe 29 (see FIG. 1) side to the water sealing tank 14 side and is inserted into the water sealing tank 14. The first gas pipe 29 and the water sealing tank 14 are communicated with each other via an upstream gas pipe 301. In the water sealing tank 14, the upstream gas pipe 301 is bent downward and extends substantially vertically, and the gas outlet portion 301 </ b> A of the upstream gas pipe 301 is opened (opened downward) in water. The gas outlet 301A is disposed at a position (water depth H1) lower than the water surface in the water sealing tank 14.

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。   And lower gas hole 301B * 301B ... and upper gas hole 301C * 301C ... are formed in the tube wall of the upstream side gas pipe 301 in the gas outlet part 301A vicinity in order from gas outlet part 301A. . .. And the lower gas holes 301B, 301B,... Are arranged along the circumferential direction of the upstream gas pipe 301. The heights of the upper gas holes 301C, 301C,... Coincide with the height of the lowest water level Hmin.

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。   A gas inlet 302 </ b> A of the downstream gas pipe 302 is connected to the upper side surface of the water sealing tank 14. The water sealing tank 14 (the space on the water surface in the water sealing tank 14) and the surplus gas combustion device 15 are communicated with each other via the downstream gas pipe 302. The downstream gas pipe 302 extends substantially horizontally from the upper side surface of the water-sealed tank 14 toward the surplus gas combustion device 15, bends downward, and extends substantially vertically. The downstream gas pipe 302 that extends substantially vertically is bent toward the surplus gas combustion device 15 and extends substantially horizontally, and is inserted into the inside from the lower side surface of the surplus gas combustion device 15 and is bent upward. .

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。   A burner portion 302B is provided at the end of the downstream gas pipe 302 in the surplus gas combustion device 15. Further, a pilot burner 35 for igniting the biogas discharged from the burner unit 302B is provided on the side surface of the surplus gas combustion device 15.

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。   On the other hand, one end portion of the bypass pipe 33 is connected to the horizontal portion of the upstream gas pipe 301. The bypass pipe 33 branches from the upstream gas pipe 301 of the second gas pipe 30, extends substantially vertically downward from the horizontal portion of the upstream gas pipe 301, is bent toward the surplus gas combustion device 15, and is substantially horizontal. It is extended to. The bypass pipe 33 extending substantially horizontally is bent upward on the lower side of the surplus gas combustion device 15.

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。   One end portion of the discharge pipe 36 is connected to the other end portion of the bypass pipe 33, and the other end portion of the discharge pipe 36 is inserted into the inside from the lower side of the surplus gas combustion device 15. The other end of the discharge pipe 36 is disposed in the vicinity of the burner portion 302B of the second gas pipe 30 (downstream gas pipe 302).

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。   With such a configuration, biogas is introduced into the water sealing tank 14 through the upstream gas pipe 301. The biogas in the upstream gas pipe 301 is discharged into the water in the water sealing tank 14 from the gas outlet 301A, the lower gas holes 301B, 301B,... And the upper gas holes 301C, 301C,.

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。   Here, the water pressure in the water sealing tank 14 acts on the biogas discharged from the upstream gas pipe 301. That is, the unit volume weight of water in the water sealing tank 14 is γw, the water depth at the gas outlet 301A position is H1, the water depth at the lower gas holes 301B, 301B,... H2, and the upper gas holes 301C, 301C,.・ ・ Assuming that the water depth at the position is H3, the biogas discharged from the gas outlet 301A includes the water pressure P1 (= γw × H1), the biogas discharged from the lower gas holes 301B, 301B,. , Water pressure P2 (= γw × H2), water pressure P3 (= γw × H3) acts on the biogas discharged from the upper gas holes 301C, 301C,.

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。   In this way, the amount of biogas supplied to the surplus gas combustion device 15 is reduced by the water pressure in the water sealing tank 14 acting on the biogas discharged from the upstream gas pipe 301. As a result, the amount of biogas supplied to the engine power generation device 13 increases, and the pressure of the biogas in the first gas pipe 29 increases.

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。   Then, the biogas discharged from the upstream gas pipe 301 floats on the water surface in the water sealing tank 14 and flows into the downstream gas pipe 302 from the gas inlet portion 302A. Then, the biogas in the downstream gas pipe 302 is discharged from the burner unit 302 </ b> B and introduced into the surplus gas combustion device 15.

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。   In this way, the biogas discharged from the burner unit 302B is ignited by the pilot burner 35 and burned by the surplus gas combustion device 15.

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。   A part of the biogas in the upstream gas pipe 301 flows into the bypass pipe 33. The biogas in the bypass pipe 33 is discharged from the discharge pipe 36 and introduced into the surplus gas combustion device 15. In other words, the biogas in the second gas pipe 30 (upstream gas pipe 301) is introduced into the surplus gas combustion device 15 by the bypass pipe 33 without passing through the water sealed tank 14 (bypassing the water sealed tank 14). Is done.

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。   Thus, the biogas discharged from the discharge pipe 36 is ignited by the pilot burner 35 and burned by the surplus gas combustion device 15.

次に、水位調整槽31について、図3により説明する。   Next, the water level adjustment tank 31 will be described with reference to FIG.

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。   As shown in FIG. 3, water supplied to the water sealing tank 14 is stored in the water level adjustment tank 31. The water level adjustment tank 31 and the water sealing tank 14 are communicated with each other via a communication pipe 32 with a valve 321. The water level in the water level adjustment tank 31 and the water level in the water seal tank 14 are balanced via the communication pipe 32 in which the valve 321 is opened.

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、前記弁が開いて給水管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、前記弁が閉じて給水管311からの水の供給が停止する。   The water level adjustment tank 31 is provided with a water supply pipe 311 for supplying water into the water level adjustment tank 31 and a drain pipe 312 for discharging water in the water level adjustment tank 31. The water supply pipe 311 is provided with a valve (not shown) with a ball tap. When the water level in the water level adjustment tank 31 becomes lower than the set water level, the valve opens and water from the water supply pipe 311 is supplied to the water level adjustment tank. 31 is supplied. Thereafter, when the water level in the water level adjusting tank 31 reaches the set water level, the valve is closed and the supply of water from the water supply pipe 311 is stopped.

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。   With such a configuration, when water is supplied into the water level adjustment tank 31 through the water supply pipe 311, the water level in the water level adjustment tank 31 rises and the communication pipe 32 in which the valve 321 is opened opens the water level adjustment tank 31. Water is introduced into the water sealing tank 14 and the water level in the water sealing tank 14 also rises. Then, in the second gas pipe 30, it becomes difficult for the biogas to flow to the surplus gas combustion apparatus 15 side (the biogas in the upstream gas pipe 301 is difficult to be discharged into the water seal tank 14), and the surplus gas combustion apparatus 15 The biogas supply amount to the engine power generation device 13 increases while the biogas supply amount to the engine power generation device 13 increases, and the biogas pressure in the first gas pipe 29 increases.

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。   On the other hand, when the water in the water level adjustment tank 31 is discharged through the drain pipe 312, the water level in the water level adjustment tank 31 is lowered, and the water in the water sealing tank 14 is adjusted in the water level through the communication pipe 32 in which the valve 321 is opened. The water level in the water sealing tank 14 is also lowered by being led to the tank 31. Then, in the second gas pipe 30, it becomes easy for the biogas to flow to the surplus gas combustion device 15 side (the biogas in the upstream gas pipe 301 is easily discharged into the water sealing tank 14), and the surplus gas combustion device 15 The biogas supply amount to the engine power generation device 13 decreases and the biogas pressure in the first gas pipe 29 decreases.

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。   It should be noted that the height of the upper end surface of the overflow pipe 34 can be changed so that the water level in the water sealing tank 14 can be lowered.

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。   Next, the gasifier controller 37 and the engine generator controller 38 will be described with reference to FIG.

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。   As shown in FIG. 4, the gasification power generation system 1 is provided with a gasification furnace controller 37 and an engine power generation device controller 38. The gasifier controller 37 and the engine generator controller 38 are connected to be communicable.

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。   The engine power generator controller 38 includes a central processing unit, a storage device, and the like. The engine power generator controller 38 is connected to the engine power generator 13 and a gas control valve 46 and shut-off valves 47 and 47 provided in the first gas pipe 29.

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。   The operating state of the engine power generator 13 is controlled by the engine power generator controller 38. Various detection signals from the engine power generator 13 are transmitted to the engine power generator controller 38.

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。   A control signal from the engine power generator controller 38 is transmitted to the gas control valve 46. Based on the control signal, the opening amount of the gas control valve 46 is changed, whereby the amount of biogas supplied to the engine power generator 13 is controlled.

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。   A control signal from the engine power generator controller 38 is transmitted to the shutoff valves 47 and 47. Biogas is supplied to the gas control valve 46 by opening the shut-off valves 47 and 47 based on the control signal.

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。   The gasifier controller 37 includes a central processing unit, a storage device, and the like. In the gasification furnace controller 37, the supply pressure of biogas suitable for supply to the engine power generator 13 (hereinafter simply referred to as “supply pressure”) P0 and the frequency of power supplied to the induction blower 11 from a power source (not shown). (The rotational speed of the attracting blower 11) is set. The gasifier controller 37 includes a gasifier 4, an inverter 39, a pressure sensor 40, a first flame sensor 41, a second flame sensor 42, shut-off valves 43 and 43, an ignition transformer 44 of a pilot burner 35, and an excess gas combustion device. Blower 45 is connected.

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。   The operating state of the gasifier 4 is controlled by the gasifier controller 37. A control signal from the gasification furnace controller 37 is transmitted to the gasification furnace 4, and various detection signals from the gasification furnace 4 are transmitted to the gasification furnace controller 37.

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。   A control signal from the gasifier controller 37 is transmitted to the inverter 39. Based on the control signal, the frequency of the electric power supplied to the induction blower 11 is increased or decreased by the inverter 39, whereby the rotation speed of the induction blower 11 is controlled.

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。   The pressure sensor 40 detects the biogas pressure (hereinafter referred to as “discharge pressure”) P at the gas outlet of the attracting blower 11. That is, the pressure sensor 40 detects the pressure of the biogas before branching to the engine power generation device 13 side and the surplus gas combustion device 15 side. A detection signal of the pressure sensor 40 is transmitted to the gasifier controller 37.

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。   The 1st flame sensor 41 is arrange | positioned in the position which can detect both the flame from the burner part 302B, and the flame from the discharge pipe 36. FIG. When either one of the two flames is detected by the first flame sensor 41, a detection signal of the first flame sensor 41 is transmitted to the gasifier controller 37. As the first flame sensor 41, a temperature sensor, an ultraviolet (UV) sensor, or a rectifying sensor is used.

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42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。   The second flame sensor 42 is disposed at a position where only the flame from the discharge pipe 36 can be detected. That is, the second flame sensor 42 is disposed at a position where the flame from the discharge pipe 36 can be detected and the flame from the burner unit 302B cannot be detected. When the flame from the discharge pipe 36 is detected by the second flame sensor 42, a detection signal from the second flame sensor 42 is transmitted to the gasifier controller 37. As the second flame sensor 42, a temperature sensor, an ultraviolet (UV) sensor, or a rectifying sensor is used.

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。   The shut-off valves 43 and 43 are provided in a gas pipe 48 that introduces LP gas as fuel to the pilot burner 35. A control signal from the gasifier controller 37 is transmitted to the shut-off valves 43 and 43. LP gas is supplied to the pilot burner 35 by opening the shutoff valves 43 and 43 based on the control signal.

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。   A control signal from the gasifier controller 37 is transmitted to the ignition transformer 44. Based on the control signal, a voltage from a power source (not shown) is boosted by the ignition transformer 44 and discharged, whereby the LP gas from the pilot burner 35 is ignited.

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。   A control signal from the gasifier controller 37 is transmitted to the surplus gas combustion apparatus blower 45. Based on the control signal, air is introduced into the surplus gas combustion device 15 by the surplus gas combustion device blower 45, so that the combustible gas remaining in the surplus gas combustion device 15 is expelled (pre-purge). .

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の制御内容について、図5及び図6により説明する。   Next, the control contents of the gasifier controller 37 and the engine generator controller 38 will be described with reference to FIGS.

ステップ1において、ガス化炉4を起動させる制御信号が、ガス化炉コントローラ37からガス化炉4に送信される。   In step 1, a control signal for starting the gasification furnace 4 is transmitted from the gasification furnace controller 37 to the gasification furnace 4.

ステップ2において、ガス化炉コントローラ37からは、ステップ1でガス化炉4に制御信号が送信されるときに、余剰ガス燃焼装置用ブロワ45にも制御信号が送信され、該制御信号に基づいて、余剰ガス燃焼装置用ブロワ45が起動される。   In step 2, when a control signal is transmitted from the gasifier controller 37 to the gasifier 4 in step 1, a control signal is also transmitted to the blower 45 for the surplus gas combustion apparatus, and based on the control signal. The surplus gas combustion apparatus blower 45 is activated.

ステップ3において、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)された後、ガス化炉コントローラ37から点火トランス44及び遮断弁43・43に制御信号が送信される。そして、遮断弁43・43への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。また、点火トランス44への信号に基づいて、パイロットバーナー35からのLPガスに点火される。   In step 3, after the combustible gas remaining in the surplus gas combustion device 15 is purged (pre-purge), a control signal is transmitted from the gasification furnace controller 37 to the ignition transformer 44 and the shut-off valves 43 and 43. Then, LP gas is supplied to the pilot burner 35 by opening the shut-off valves 43 and 43 based on a control signal to the shut-off valves 43 and 43. Further, the LP gas from the pilot burner 35 is ignited based on the signal to the ignition transformer 44.

ステップ4において、第一火炎センサ41で火炎が検出されたか否かが、ガス化炉コントローラ37で判断される。そして、第一火炎センサ41で火炎が検出された、つまり、バーナー部302Bからの火炎及び吐出管36からの火炎のうち何れか一方が検出されたと判断された場合は、ステップ5に移行し、ステップ5において、ガス化炉4が起動される。一方、第一火炎センサ41で火炎が検出されなかった、つまり、バーナー部302Bからの火炎及び吐出管36からの火炎の何れも検出されなかったと判断された場合は、ステップ6に移行し、ステップ6において、故障が通知される。   In step 4, the gasifier controller 37 determines whether a flame is detected by the first flame sensor 41. If it is determined that a flame is detected by the first flame sensor 41, that is, one of the flame from the burner unit 302B and the flame from the discharge pipe 36 is detected, the process proceeds to step 5. In step 5, the gasification furnace 4 is started. On the other hand, if it is determined that the flame is not detected by the first flame sensor 41, that is, neither the flame from the burner unit 302B nor the flame from the discharge pipe 36 is detected, the process proceeds to step 6, At 6, the failure is notified.

ステップ7において、第二火炎センサ42で火炎が検出されたか否かが、ガス化炉コントローラ37判断される。そして、第二火炎センサ42で火炎が検出された、つまり、吐出管36からの火炎が検出されたと判断された場合は、ステップ8に移行する。一方、第二火炎センサ42で火炎が検出されなかった、つまり、吐出管36からの火炎が検出されなかったと判断された場合は、再度ステップ7が繰り返される。   In step 7, it is judged whether or not a flame is detected by the second flame sensor 42. If it is determined that a flame is detected by the second flame sensor 42, that is, it is determined that a flame from the discharge pipe 36 is detected, the process proceeds to step 8. On the other hand, when it is determined that the flame is not detected by the second flame sensor 42, that is, the flame from the discharge pipe 36 is not detected, Step 7 is repeated again.

ステップ8において、ガス化炉コントローラ37から遮断弁43・43及びエンジン発電装置コントローラ38に制御信号が送信される。そして、遮断弁43・43への制御信号に基づいて、遮断弁43・43が閉じられることにより、パイロットバーナー35へのLPガスの供給が遮断される。また、エンジン発電装置コントローラ38への制御信号に基づいて、エンジン発電装置コントローラ38からエンジン発電装置13に制御信号が送信されることにより、該制御信号に基づいて、エンジン発電装置13が起動される。   In step 8, a control signal is transmitted from the gasifier controller 37 to the shut-off valves 43 and 43 and the engine generator controller 38. Then, the supply of LP gas to the pilot burner 35 is shut off by closing the shut-off valves 43 and 43 based on the control signal to the shut-off valves 43 and 43. Further, when the control signal is transmitted from the engine power generator controller 38 to the engine power generator 13 based on the control signal to the engine power generator controller 38, the engine power generator 13 is started based on the control signal. .

以上のように、本発明の第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燃焼する余剰ガス燃焼装置15と、余剰ガス燃焼装置15にバイオガスを導入するガス通路としての第二ガス管30と、ガス化炉4の運転状態を制御するガス化炉コントローラ37及びエンジン発電装置13の運転状態を制御するエンジン発電装置コントローラ38を有する制御装置と、を備えるガス化発電システム1において、余剰ガス燃焼装置15内で、第二ガス管30のガス出口部としてのバーナー部302Bからの火炎及びバイパス管33のガス出口部としての吐出管36からの火炎の両方を検出する第一火炎検出手段としての第一火炎センサ41、並びにバイパス管33の吐出管36からの火炎のみ検出する第二火炎検出手段としての第二火炎センサ42が設けられ、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は、第一火炎センサ41及び第二火炎センサ42で火炎が検出されたと判断した場合に、エンジン発電装置13を始動させる。   As described above, the gasification power generation system 1 according to the first embodiment of the present invention includes a gasification furnace 4 that generates biomass by heating biomass, and an engine generator 13 that generates power by burning the biogas. And surplus gas combustion device 15 that burns the surplus of the biogas generated in gasification furnace 4 that has not been supplied to engine power generation device 13, and a gas passage for introducing biogas into surplus gas combustion device 15 A gasification power generation system comprising a second gas pipe 30, a control device having a gasification furnace controller 37 for controlling the operation state of the gasification furnace 4 and an engine power generation device controller 38 for controlling the operation state of the engine power generation device 13. 1, in the surplus gas combustion device 15, the flame from the burner section 302 </ b> B as the gas outlet section of the second gas pipe 30 and the gas discharge of the bypass pipe 33 A first flame sensor 41 as a first flame detection means for detecting both of the flames from the discharge pipe 36 as a part, and a second flame detection means as a second flame detection means for detecting only the flame from the discharge pipe 36 of the bypass pipe 33. A flame sensor 42 is provided, and the gasifier controller 37 and the engine power generator controller 38 start the engine power generator 13 when it is determined that a flame is detected by the first flame sensor 41 and the second flame sensor 42.

このような構成により、余剰ガス燃焼装置15内で火炎が検出されたか否かを基準に、バイオガスの自燃性を自動的に判断することにより、バイオガスの自燃性判断を簡単かつ正確にすることができる。また、高価なガス分析装置を必要としないため、バイオガスの自燃性判断に係るコストを低減することができる。   With such a configuration, the determination of self-flammability of biogas is made simple and accurate by automatically determining the self-flammability of biogas based on whether or not a flame is detected in surplus gas combustion device 15. be able to. Moreover, since an expensive gas analyzer is not required, the cost for determining the self-combustibility of biogas can be reduced.

なお、本実施形態では、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とで制御装置を構成しているが、ガス化炉4及びエンジン発電装置13の両方の運転状態を制御する一のコントローラで制御装置を構成することもできる。   In this embodiment, the gasifier controller 37 and the engine power generator controller 38 constitute a control device. However, the controller is a single controller that controls the operating states of both the gasifier 4 and the engine power generator 13. A control device can also be configured.

次に、本発明の第二実施形態に係るガス化発電システム1Aについて、図7から図9により説明する。   Next, a gasification power generation system 1A according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図7に示すように、第二実施形態に係るガス化発電システム1Aは、第一火炎センサ41のみ備える点、つまり、第二火炎センサ42を備えない点で第一実施形態に係るガス化発電システム1と相違する。   As shown in FIG. 7, the gasification power generation system 1A according to the second embodiment includes only the first flame sensor 41, that is, the gasification power generation according to the first embodiment in that the second flame sensor 42 is not provided. It is different from the system 1.

図8及び図9に示すように、ステップ10からステップ30までの制御内容は、第一実施形態に係るステップ1からステップ3の制御内容と同様である。   As shown in FIGS. 8 and 9, the control content from step 10 to step 30 is the same as the control content from step 1 to step 3 according to the first embodiment.

ステップ40において、ガス化炉4が起動される。   In step 40, the gasifier 4 is started.

ステップ50において、ステップ30で遮断弁43・43が開かれてから所定時間(図9に示すt1)経過したか否かが、ガス化炉コントローラ37で判断される。そして、遮断弁43・43が開かれてから所定時間t1経過したと判断された場合は、ステップ60に移行する。一方、遮断弁43・43が開かれてから所定時間t1経過していないと判断された場合は、再度ステップ50が繰り返される。   In step 50, the gasifier controller 37 determines whether or not a predetermined time (t1 shown in FIG. 9) has elapsed since the shutoff valves 43 and 43 were opened in step 30. When it is determined that the predetermined time t1 has elapsed since the shutoff valves 43 and 43 were opened, the process proceeds to step 60. On the other hand, if it is determined that the predetermined time t1 has not elapsed since the shut-off valves 43 and 43 were opened, step 50 is repeated again.

ステップ60において、ガス化炉コントローラ37から遮断弁43・43に制御信号が送信されることにより、該制御信号に基づいて、遮断弁43・43が閉じられて、パイロットバーナー35へのLPガスの供給が遮断される。   In step 60, the control signal is transmitted from the gasifier controller 37 to the shut-off valves 43 and 43, so that the shut-off valves 43 and 43 are closed based on the control signal, and the LP gas is supplied to the pilot burner 35. Supply is cut off.

ステップ70において、第一火炎センサ41で火炎が検出されたか否かが判断される。そして、遮断弁43・43が閉じられてから所定時間(図9に示すt2)継続して、第一火炎センサ41で火炎が検出された、つまり、バーナー部302Bからの火炎及び吐出管36からの火炎のうち何れか一方が検出されたと判断された場合は、ステップ80に移行する。一方、遮断弁43・43が閉じられてから所定時間(図9に示すt2)継続して、第一火炎センサ41で火炎が検出されなかった、つまり、バーナー部302Bからの火炎及び吐出管36からの火炎の何れも検出されなかったと判断された場合は、ステップ30に移行し、遮断弁43・43が開かれると共に、パイロットバーナー35でバイオガスに点火される。その後、ステップ40以降が繰り返される。   In step 70, it is determined whether or not a flame is detected by the first flame sensor 41. Then, the flame is detected by the first flame sensor 41 for a predetermined time (t2 shown in FIG. 9) after the shutoff valves 43 and 43 are closed, that is, from the flame from the burner portion 302B and the discharge pipe 36. If it is determined that one of the flames is detected, the process proceeds to step 80. On the other hand, no flame was detected by the first flame sensor 41 for a predetermined time (t2 shown in FIG. 9) after the shut-off valves 43 and 43 were closed, that is, the flame from the burner section 302B and the discharge pipe 36. When it is determined that none of the flames from is detected, the routine proceeds to step 30 where the shut-off valves 43 and 43 are opened and the biogas is ignited by the pilot burner 35. Thereafter, step 40 and subsequent steps are repeated.

ステップ80において、ガス化炉コントローラ37からエンジン発電装置コントローラ38に制御信号が送信される。そして、この制御信号に基づいて、エンジン発電装置コントローラ38からエンジン発電装置13に制御信号が送信されることにより、該制御信号に基づいて、エンジン発電装置13が起動される。   In step 80, a control signal is transmitted from the gasifier controller 37 to the engine power generator controller 38. Based on this control signal, a control signal is transmitted from the engine power generator controller 38 to the engine power generator 13 so that the engine power generator 13 is activated based on the control signal.

以上のように、本発明の第二実施形態に係るガス化発電システム1Aにおいて、余剰ガス燃焼装置15には、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、第一火炎センサ41は、第二ガス管30のバーナー部302Bからの火炎及びバイパス管33の吐出管36からの火炎の両方を検出可能な位置に配置される。   As described above, in the gasification power generation system 1 </ b> A according to the second embodiment of the present invention, the surplus gas combustion device 15 includes the second gas pipe 30 and a bypass pipe as a bypass passage branched from the second gas pipe 30. 33, the biogas can be introduced, and the first flame sensor 41 can detect both the flame from the burner portion 302B of the second gas pipe 30 and the flame from the discharge pipe 36 of the bypass pipe 33. Be placed.

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でバイオガスがバイパス管33に導入されるため、バイオガスをバイパス管33に確実に導入して、バイオガスの自燃性判断を確実にすることができると共に、第二ガス管30用とバイパス管33用とを兼用する第一火炎センサ41により、バイオガスの自燃性判断に係るコストを低減することができる。   With such a configuration, even when biogas is not introduced into the surplus gas combustion device 15 through the second gas pipe 30, biogas is introduced into the bypass pipe 33 through the bypass pipe 33, so It is possible to reliably determine the self-flammability of the biogas, and to determine the self-flammability of the biogas by the first flame sensor 41 that is used for the second gas pipe 30 and the bypass pipe 33. Cost can be reduced.

1 ガス化発電システム
1A ガス化発電システム
4 ガス化炉
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)
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
38 エンジン発電装置コントローラ
41 第一火炎センサ(第一火炎検出手段)
42 第二火炎センサ(第二火炎検出手段)
302B バーナー部(ガス通路のガス出口部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gasification power generation system 1A Gasification power generation system 4 Gasification furnace 13 Engine power generation device 15 Surplus gas combustion device 30 Second gas pipe (gas passage)
33 Bypass pipe (bypass passage)
36 Discharge pipe (gas outlet of bypass passage)
37 Gasifier controller 38 Engine power generator controller 41 First flame sensor (first flame detection means)
42 Second flame sensor (second flame detection means)
302B Burner part (gas outlet part of gas passage)

Claims (2)

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燃焼する余剰ガス燃焼装置と、
該余剰ガス燃焼装置に可燃性ガスを導入するガス通路と、
前記ガス化炉及び前記エンジン発電装置の運転状態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、
前記余剰ガス燃焼装置内で前記ガス通路のガス出口部からの火炎を検出する火炎検出手段が設けられ、
前記制御装置は、前記火炎検出手段で火炎が検出されたと判断した場合に、前記エンジン発電装置を始動させることを特徴とするガス化発電システム。
A gasification furnace for heating the solid carbonaceous material to generate a combustible gas;
An engine power generator that generates power by burning the combustible gas;
Surplus gas combustion device for burning surplus gas that has not been supplied to the engine power generator among combustible gas generated in the gasification furnace;
A gas passage for introducing a combustible gas into the surplus gas combustion device;
In the gasification power generation system comprising the gasification furnace and a control device that controls the operating state of the engine power generation device,
Flame detecting means for detecting a flame from the gas outlet of the gas passage in the surplus gas combustion device is provided,
The said control apparatus starts the said engine electric power generation apparatus, when it is judged that the flame was detected by the said flame detection means, The gasification electric power generation system characterized by the above-mentioned.
前記余剰ガス燃焼装置には、前記ガス通路と、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、
前記火炎検出手段は、前記ガス通路のガス出口部からの火炎及び前記バイパス通路のガス出口部からの火炎の両方を検出可能な位置に配置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。
Combustible gas can be introduced into the surplus gas combustion device through the gas passage and a bypass passage branched from the gas passage.
2. The gas according to claim 1, wherein the flame detection means is disposed at a position where both a flame from a gas outlet of the gas passage and a flame from a gas outlet of the bypass passage can be detected. Power generation system.
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