JP2011225686A - Gasification power generation system - Google Patents
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Abstract
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.
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
次に、水封槽14について、図2により説明する。
Next, the
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
次に、水位調整槽31について、図3により説明する。
Next, the water
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
ステップ40において、ガス化炉4が起動される。
In
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
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
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
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
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
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
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
33 Bypass pipe (bypass passage)
36 Discharge pipe (gas outlet of bypass passage)
37
42 Second flame sensor (second flame detection means)
302B Burner part (gas outlet part of gas passage)
Claims (2)
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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