JP2020056753A - Powder measurement device, powder supply hopper, gasification furnace facility, gasification combined cycle facility, and powder measurement method - Google Patents

Powder measurement device, powder supply hopper, gasification furnace facility, gasification combined cycle facility, and powder measurement method Download PDF

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幸治 西村
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悠一郎 浦方
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Abstract

To provide a powder measurement device capable of measuring powder even when the powder reaches the uppermost part of a container.SOLUTION: A powder measurement device 50 includes: a cylindrical part radiation source 57 for applying a γ-ray inside a container in which char CH is stored; a ceiling part detector 59 which is provided at a ceiling part 52d of the container, and which detects the γ-ray emitted from the cylindrical part radiation source 57; and a controller 80 for obtaining a measurement value obtained at the ceiling part detector 59, so as to calculate a physical amount of the char CH. A powder supply hopper 52 includes the powder measurement device 50, a cone part radiation source 55, and a cone part detector 56.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、粉体計測装置、粉体供給ホッパ、ガス化炉設備及びガス化複合発電設備並びに粉体計測方法に関するものである。   The present invention relates to a powder measuring device, a powder supply hopper, a gasification furnace facility, a combined gasification combined cycle facility, and a powder measurement method.

容器内に貯留された粉体の物理量(例えば粉体の体積、粉体の質量、粉体のかさ密度、貯留高さ等)を計測する方法として、γ線を用いた計測手段が知られている(下記特許文献1及び2)。特許文献1には、粉体を収容した容器の外側にγ線照射装置とγ線検出器とを設け、粉体の密度や粉体の貯留高さを計測することが開示されている。特許文献2には、ガス化炉設備に設けられたチャー(石炭の未反応分と灰分)回収設備のチャー供給ホッパに貯留されたチャー(粉体)の計量を行う際に、γ線を照射する線源部とγ線検出器とを用いることが開示されている。   As a method for measuring the physical quantity of powder stored in a container (for example, powder volume, powder mass, powder bulk density, storage height, etc.), a measuring means using γ-ray is known. (Patent Documents 1 and 2 below). Patent Literature 1 discloses that a γ-ray irradiation device and a γ-ray detector are provided outside a container containing powder to measure the density of powder and the storage height of powder. Patent Literature 2 discloses that when measuring char (powder) stored in a char supply hopper of a char (unreacted portion and ash) of a charcoal provided in a gasification furnace, a gamma ray is irradiated. The use of a gamma ray detector and a gamma ray detector is disclosed.

ガス化炉設備としては、石炭等の炭素含有固体燃料をガス化炉内に供給し、炭素含有固体燃料を部分燃焼させてガス化することで、可燃性ガスを生成する炭素含有燃料ガス化設備(石炭ガス化設備)が知られている。   Gasification furnace equipment is a carbon-containing fuel gasification facility that supplies combustible solid fuel such as coal into the gasifier and partially combusts and gasifies the carbon-containing solid fuel to produce flammable gas. (Coal gasification equipment) is known.

特開平10−221274号公報JP-A-10-222274 特許第5859339号公報Japanese Patent No. 5859339

しかし、特許文献1及び2に記載のγ線検出器は、容器の上方に設置されているものの、容器の最上部までの計測はできない構成となっている。これでは、容器の最上部にまで到達した粉体については計測することができず、粉体を貯留できる容積が限定されてしまい、ホッパが大型化してしまうという問題がある。   However, the gamma ray detectors described in Patent Documents 1 and 2 are arranged above the container, but cannot measure up to the top of the container. In this case, the powder that has reached the uppermost part of the container cannot be measured, and the volume in which the powder can be stored is limited, and there is a problem that the hopper becomes large.

特許文献1は、容器内が加圧された状態での計測を想定していない。一方、ガス化炉設備では、内部が高圧とされるため圧力容器が使用され、容器の壁厚が厚くなる。このため、引用文献1のように容器の外側にγ線源とγ線検出器を配置すると、強力なγ線源を必要とするため、安全上の対策を別途必要とする課題がある。   Patent Document 1 does not assume measurement in a state where the inside of the container is pressurized. On the other hand, in the gasification furnace equipment, a pressure vessel is used because the pressure is high inside, and the wall thickness of the vessel becomes thick. For this reason, when the γ-ray source and the γ-ray detector are arranged outside the container as in Patent Document 1, a strong γ-ray source is required, and there is a problem that a safety measure is separately required.

粉体の性状変化(例えば石炭等の炭素含有固体燃料の炭種の変更や運転条件の変更によるかさ密度などの性状変化)に対しては、予想される性状変化に対してγ線検出器の信号との各検量線を事前に保有しておかないと、計測精度が低下するおそれがある。
また、粉体を容器から払い出すときに、粉体の貯留状態が容器下部からの流動化ガスにより変動して安定しない。このため、粉体の計測時に粉体が流動化していると計測精度が低下するという問題がある。
With respect to powder property changes (for example, property changes such as bulk density due to changes in the coal type of carbon-containing solid fuel such as coal and changes in operating conditions), the gamma-ray detector If each calibration curve with the signal is not stored in advance, the measurement accuracy may be reduced.
In addition, when the powder is dispensed from the container, the stored state of the powder fluctuates due to the fluidizing gas from the lower part of the container and is not stable. For this reason, there is a problem that the measurement accuracy is reduced if the powder is fluidized during the measurement of the powder.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、容器の最上部まで粉体燃料が到達しても計測することができる粉体計測装置、粉体供給ホッパ、ガス化炉設備及びガス化複合発電設備並びに粉体計測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 powder measuring device, a powder supply hopper, and a gasification furnace facility capable of measuring even if powdered fuel reaches the top of a container. And a combined gasification combined cycle facility and a powder measuring method.

また、本発明は、粉体の性状変化に対しても補正が可能で、粉体燃料を安定した状態で精度良く計測することができる粉体計測装置、粉体供給ホッパ、ガス化炉設備及びガス化複合発電設備並びに粉体計測方法を提供することを目的とする。   Further, the present invention is capable of correcting a change in the property of the powder, and a powder measuring device, a powder supply hopper, a gasification furnace facility and a powder measuring device capable of accurately measuring the powder fuel in a stable state. It is an object of the present invention to provide an integrated gasification combined cycle facility and a powder measuring method.

本発明の一態様に係る粉体計測装置は、内部に粉体燃料が貯留された容器内にγ線を照射する線源部と、前記容器の天井部に設けられて前記線源部から照射されたγ線を検出する天井部用検出部と、前記天井部用検出部にて得られた計測値を得て前記粉体燃料の物理量を演算する制御部と、を備えている。   The powder measurement device according to one aspect of the present invention includes a radiation source unit that irradiates γ-rays into a container in which powdered fuel is stored, and a radiation source unit that is provided on a ceiling of the container and radiates from the radiation source unit. And a control unit that obtains a measurement value obtained by the ceiling detection unit and calculates a physical quantity of the powdered fuel.

粉体燃料としては、例えば、炭素含有燃料成分を含む粉体状のものであり、より具体例としてはチャー、微粉炭、バイオマス燃料を粉砕した微粉粒などを含む粉体状のものである。なお、以降は「粉体燃料」を「粉体」と略して記載する場合もある。
線源部から照射されたγ線を検出部で検出することによって、粉体によるγ線の減衰に関する情報を得ることができる。この情報に基づいて制御部にて演算を行い、粉体の物理量を得る。粉体の物理量としては、例えば、粉体の体積、粉体の質量、粉体のかさ密度、貯留高さ等である。
検出部が容器の天井部に設けられ、線源部から照射されたγ線を検出するので、容器内に貯留された粉体の貯留高さが最上部(天井部付近)に達しても粉体を計測することができる。これにより、容器内の容積を粉体の貯留のために無駄なく使うことができるので、容器を大型化する必要がない。
The powder fuel is, for example, a powder containing a carbon-containing fuel component, and more specifically, a powder containing char, pulverized coal, fine powder obtained by pulverizing biomass fuel, and the like. Hereinafter, "powder fuel" may be abbreviated as "powder".
By detecting the γ-rays emitted from the radiation source by the detection unit, it is possible to obtain information on attenuation of the γ-rays due to the powder. The control unit performs a calculation based on this information to obtain a physical quantity of the powder. The physical quantity of the powder includes, for example, the volume of the powder, the mass of the powder, the bulk density of the powder, the storage height, and the like.
The detector is provided on the ceiling of the container and detects γ-rays emitted from the radiation source. Even if the storage height of the powder stored in the container reaches the top (near the ceiling), You can measure your body. As a result, the volume in the container can be used without waste for storing the powder, and there is no need to increase the size of the container.

また、本発明の一態様に係る粉体供給ホッパは、上記の粉体計測装置と、前記粉体計測装置が設けられた前記容器と、前記容器の鉛直下方側に設けられ、鉛直下方側に向かって縮径する形状とされたコーン部と、前記コーン部の下端に設けられ、粉体を容器の外部へ供給する粉体出口部と、前記コーン部に設けられてγ線を照射するコーン部用線源部と、前記コーン部用線源部から照射されたγ線を検出するコーン部用検出部と、を備え、前記制御部は、前記コーン部用検出部にて得られた計測値を用いて、前記検出部にて得られた計測値を補正する。   Further, the powder supply hopper according to one embodiment of the present invention is provided with the above-described powder measuring device, the container provided with the powder measuring device, and a vertically lower side of the container, and a vertically lower side. A cone portion having a shape reduced in diameter toward the front, a powder outlet portion provided at a lower end of the cone portion and supplying powder to the outside of the container, and a cone provided in the cone portion to irradiate gamma rays And a cone section detector for detecting γ-rays emitted from the cone section source section, wherein the control section performs measurement performed by the cone section detector. The measured value obtained by the detection unit is corrected using the value.

粉体供給ホッパの容器の鉛直下方側にコーン部が設けられている。コーン部の下端には粉体出口部が設けられており、ガス化炉など粉体供給ホッパより他機器へと粉体を供給する。コーン部には、コーン部用線源部とコーン部用検出部が設けられている。すなわち、コーン部用線源部とコーン部用検出部は、粉体出口部の直上に設けられており、この領域は高い確率で常に粉体が存在している領域である。したがって、コーン部用線源部とコーン部用検出部によって、常に粉体を検出することができる。そこで、制御部は、粉体の物理量を補正する計測値としてコーン部用検出部の計測値を用いることとした。これにより、粉体の物理量の計測精度を向上させることができる。
コーン部用線源部とコーン部用検出部とは、水平方向に略同じ高さ位置に設けることが好ましい。
A cone portion is provided vertically below the container of the powder supply hopper. A powder outlet is provided at the lower end of the cone, and powder is supplied from a powder supply hopper such as a gasifier to other equipment. The cone section is provided with a cone section source section and a cone section detection section. That is, the cone source and the cone detector are provided immediately above the powder outlet, and this region is a region where the powder always exists with a high probability. Therefore, the powder can always be detected by the cone part radiation source part and the cone part detection part. Therefore, the control section uses the measurement value of the cone section detection section as the measurement value for correcting the physical quantity of the powder. Thereby, the measurement accuracy of the physical quantity of the powder can be improved.
It is preferable that the cone source and the cone detector are provided at substantially the same height in the horizontal direction.

さらに、本発明の一態様に係る粉体供給ホッパでは、前記容器内へ粉体燃料を受け入れる粉体入口部と、前記粉体出口部を通過する前記粉体燃料の流出及び停止を行う出口弁を備え、前記制御部は、前記出口弁が閉状態とされかつ前記粉体入口部から前記容器内への前記粉体燃料の受け入れ開始から、前記出口弁を開状態とする前までの間に前記コーン部用検出部にて得られた計測値を用いて、他の前記検出部にて得られた計測値を補正する。   Further, in the powder supply hopper according to one aspect of the present invention, a powder inlet for receiving the powder fuel into the container, and an outlet valve for flowing out and stopping the powder fuel passing through the powder outlet. The control unit, the outlet valve is in a closed state and from the start of receiving the powder fuel from the powder inlet into the container from the powder inlet, before the outlet valve is in the open state The measurement values obtained by the other detection units are corrected using the measurement values obtained by the cone detection unit.

出口弁が閉とされた状態で粉体を受け入れている間は、粉体出口部において粉体が乱れることがないので、計測精度を保つことができる。一方、出口弁が開とされる状態となると粉体出口部で粉体の乱れ(流れ)が生じ、計測精度が低下するおそれがある。そこで、出口弁が閉とされた状態でかつ粉体入口部から容器への粉体の受け入れを開始した時点から、出口弁が開とされる前までの間に計測することとした。   While receiving the powder with the outlet valve closed, the powder is not disturbed at the powder outlet, so that the measurement accuracy can be maintained. On the other hand, when the outlet valve is opened, turbulence (flow) of the powder occurs at the powder outlet, and there is a possibility that the measurement accuracy is reduced. Thus, the measurement was performed from the time when the powder was started to be received from the powder inlet to the container with the outlet valve closed and before the outlet valve was opened.

さらに、本発明の一態様に係る粉体供給ホッパでは、前記制御部は、前記容器内へ粉体燃料を受け入れる粉体入口部から前記容器内への粉体の受け入れが完了した後に前記コーン部用検出部にて得られた計測値を用いて,前記検出部にて得られた計測値を補正する。   Further, in the powder supply hopper according to one aspect of the present invention, the control unit may further include: the cone unit after the reception of the powder into the container from the powder inlet that receives the powder fuel into the container is completed. The measurement value obtained by the detection unit is corrected using the measurement value obtained by the detection unit.

粉体入口部から容器内への粉体の受け入れが完了した後は、容器内の粉体の状態が比較的落ち着く。このタイミングで計測することにより、より計測精度を上げることができる。   After the reception of the powder from the powder inlet into the container is completed, the state of the powder in the container is relatively settled. By measuring at this timing, the measurement accuracy can be further increased.

さらに、本発明の一態様に係る粉体供給ホッパでは、ガスを前記容器内に供給して加圧する加圧ガス供給部を備え、前記制御部は、前記加圧ガス供給部からガスが供給される前に得られた前記コーン部用検出部にて得られた計測値を用いて,前記検出部の計測値を補正する。   Furthermore, the powder supply hopper according to one aspect of the present invention includes a pressurized gas supply unit that supplies a gas into the container and pressurizes the gas, and the control unit is supplied with the gas from the pressurized gas supply unit. The measurement value of the detection unit is corrected using the measurement value obtained by the detection unit for the cone unit obtained before the detection.

容器にはガスを供給して容器内を加圧する加圧ガス供給部が設けられている。加圧ガス供給部からガスを供給することによって容器内に貯留した粉体が流動化することにより、コーン部用検出部の計測値が不安定化するおそれがある。そこで、加圧ガス供給部からガスが供給される前に計測することとした。これにより、粉体が流動化して計測精度が低下するタイミングでの計測を回避することができる。   The container is provided with a pressurized gas supply unit for supplying gas to pressurize the inside of the container. When the powder stored in the container is fluidized by supplying the gas from the pressurized gas supply unit, the measurement value of the cone unit detection unit may become unstable. Therefore, measurement was performed before gas was supplied from the pressurized gas supply unit. Thereby, it is possible to avoid the measurement at the timing when the powder is fluidized and the measurement accuracy is reduced.

さらに、本発明の一態様に係る粉体供給ホッパでは、前記制御部は、所定時間をおいて複数回計測した複数の計測値を用いて演算する。   Furthermore, in the powder supply hopper according to one aspect of the present invention, the control unit performs the calculation using a plurality of measurement values measured a plurality of times at predetermined time intervals.

複数の計測値を用いて演算することで、運転条件が変更されて複数回分のいずれかの計測値に誤差が含まれた場合にも対応することができる。例えば、所定回数分の計測値の平均値を用いることによって、計測値のバラつきによる影響を抑え,粉体の種類の変更による影響をより正確にとらえることが可能となる、粉体の種類の変更としては、例えば、石炭の炭種の変更などが挙げられる。   By calculating using a plurality of measured values, it is possible to cope with a case where an error is included in any of the measured values for a plurality of times due to a change in operating conditions. For example, by using the average value of the measured values for a predetermined number of times, it is possible to suppress the influence of the variation in the measured values and to more accurately capture the influence of the change in the type of powder. For example, a change in coal type of coal may be mentioned.

さらに、本発明の一態様に係る粉体供給ホッパでは、前記粉体計測装置を備えた前記容器が複数設けられ、前記制御部は、複数の前記容器のぞれぞれの前記検出部の計測値を用いて演算する。   Further, in the powder supply hopper according to one aspect of the present invention, a plurality of the containers provided with the powder measuring device are provided, and the control unit performs measurement of the detection unit in each of the plurality of containers. Calculate using values.

複数の容器のそれぞれの計測値を用いることとしたので、複数の容器を用いる際に例えば、粉体の種類が変化した場合にも大きな誤差を生じさせずに対応することができる。例えば、複数の容器の計測値の平均値を用いることによって、粉体の種類の変更による影響を抑えることができる。粉体の種類の変更としては、例えば、石炭の炭種の変更などが挙げられる。   Since the measured values of the plurality of containers are used, when a plurality of containers are used, for example, it is possible to cope with a case where the type of powder changes without causing a large error. For example, by using the average value of the measured values of a plurality of containers, the influence of the change in the type of powder can be suppressed. Examples of the change in the type of the powder include a change in the coal type of coal.

さらに、本発明の一態様に係る粉体供給ホッパでは、前記制御部は、前記粉体燃料の前記物理量と記憶した過去の前記物理量との差異が所定値以上となった場合に警報を出力する。   Further, in the powder supply hopper according to one aspect of the present invention, the control unit outputs an alarm when a difference between the physical quantity of the powder fuel and the stored physical quantity in the past is equal to or greater than a predetermined value. .

粉体の物理量と記憶した過去の物理量との差異が所定値以上となった場合は、機器の異常を推定して警報を出力することとした。   When the difference between the physical quantity of the powder and the stored past physical quantity is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that an abnormality of the device is estimated and an alarm is output.

さらに、本発明の一態様に係る粉体供給ホッパでは、前記制御部は、前記粉体の前記物理量および/または前記物理量の変化速度が所定範囲から外れた場合に警報を出力する。   Further, in the powder supply hopper according to one aspect of the present invention, the control unit outputs an alarm when the physical quantity of the powder and / or the changing speed of the physical quantity is out of a predetermined range.

粉体の物理量が所定範囲を逸脱した場合は、機器の異常と推定して警報を出力することとした。例えば、物理量が粉体の貯留高さの変化速度とした場合、粉体の受入系統や粉体の供給系統に異常が生じたと推定して警報を出力することとした。   When the physical quantity of the powder deviates from the predetermined range, it is determined that the device is abnormal and an alarm is output. For example, when the physical quantity is the change rate of the powder storage height, it is assumed that an abnormality has occurred in the powder receiving system or the powder supply system, and an alarm is output.

また、本発明の一態様に係るガス化炉設備は、上記のいずれかに記載された粉体供給ホッパと、前記粉体供給ホッパから導かれた粉体をガス化するガス化炉と、を備えている。   In addition, the gasification furnace equipment according to one embodiment of the present invention includes a powder supply hopper described in any of the above, and a gasification furnace that gasifies powder guided from the powder supply hopper. Have.

また、本発明の一態様に係るガス化複合発電設備は、上記のガス化炉設備と、記ガス化炉設備で生成した生成ガスの少なくとも一部を燃焼させることで回転駆動するガスタービンと、前記ガスタービンから排出されたタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラで生成した蒸気により回転駆動する蒸気タービンと、前記ガスタービンおよび/または前記蒸気タービンと回転連結された発電機と、を備えている。   In addition, the integrated gasification combined cycle power plant according to one aspect of the present invention, the gasification furnace equipment described above, and a gas turbine that is rotationally driven by burning at least a part of the generated gas generated in the gasification furnace equipment, A steam turbine that is driven to rotate by steam generated by an exhaust heat recovery boiler that introduces turbine exhaust gas discharged from the gas turbine; and a generator that is rotationally connected to the gas turbine and / or the steam turbine. .

また、本発明の一態様に係る粉体計測方法は、内部に粉体燃料が貯留された容器内にγ線を照射し、照射されたγ線を前記容器の天井部で検出し、検出した計測値を得て前記粉体燃料の物理量を演算する。   Further, the powder measuring method according to one embodiment of the present invention, irradiating the container with powder fuel stored therein with γ-rays, detecting the irradiated γ-rays at the ceiling of the container, and detecting Obtain the measured value and calculate the physical quantity of the powder fuel.

また、本発明の一態様に係る粉体計測方法は、内部に粉体燃料が貯留された容器内にγ線を照射し、照射されたγ線を検出した計測値を得て前記粉体燃料の物理量を演算する粉体計測方法であって、前記粉体燃料の流出及び停止を行う出口弁が閉状態とされ、かつ前記容器内へ粉体燃料を受け入れる粉体入口部から前記容器内への前記粉体燃料の受け入れ開始から、前記出口弁を開状態とする前までの間に得られた前記計測値を用いて演算を行う。   Further, the powder measuring method according to one aspect of the present invention includes irradiating a container in which the powder fuel is stored with γ-rays, obtaining a measurement value obtained by detecting the irradiated γ-rays, A powder measuring method for calculating the physical quantity of the powder fuel, wherein an outlet valve for flowing and stopping the powder fuel is closed, and a powder inlet port for receiving the powder fuel into the container and into the container. The calculation is performed using the measured value obtained from the start of receiving the powdered fuel before the outlet valve is opened.

さらに、本発明の一態様に係る粉体計測方法は、所定時間をおいて複数回計測した複数の計測値を用いて演算する。   Further, in the powder measurement method according to one embodiment of the present invention, calculation is performed using a plurality of measurement values measured a plurality of times at predetermined time intervals.

検出部を容器の天井部に設けることとしたので、容器内に貯留された粉体燃料の貯留高さが最上部まで達しても粉体計測することができる。   Since the detection unit is provided on the ceiling of the container, the powder can be measured even when the storage height of the powder fuel stored in the container reaches the uppermost part.

粉体燃料の性状変化に対しても補正が可能で、粉体をガス化炉など粉体供給ホッパより他機器へ供給するための出口弁が閉とされた状態の間に粉体を計測することとしたので、粉体燃料を精度良く計測することができる。   Correction can also be made for powder fuel property changes, and measure powder while the outlet valve for supplying powder from a powder supply hopper such as a gasifier to other equipment is closed. Therefore, the powder fuel can be measured with high accuracy.

本発明の第1実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備を示した概略構成図である。It is a schematic structure figure showing the integrated coal gasification combined cycle equipment concerning a 1st embodiment of the present invention. 図1のガス化炉の概略構成を示した縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the gasification furnace of FIG. 1. 図1の供給ホッパの概略構成を示した縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view illustrating a schematic configuration of a supply hopper of FIG. 1. 図3の検出部が出力する電気信号を示した模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an electric signal output by a detection unit in FIG. 3. 図3の検出部を用いた検出工程を示したフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a detection process using the detection unit in FIG. 3. 本発明の第2実施形態に係る検出部を用いた検出工程を示したフローチャートである。It is a flow chart which showed a detection process using a detection part concerning a 2nd embodiment of the present invention.

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described.

[石炭ガス化複合発電設備]
図1には、ガス化複合発電設備の一例として、ガス化炉設備14を適用した石炭ガス化複合発電設備(IGCC:Integrated Coal Gasification Combined Cycle)10の概略構成が示されている。石炭ガス化複合発電設備10は、空気を主とする酸化剤として用いており、ガス化炉設備14において、燃料から可燃性ガス(生成ガス)を生成する空気燃焼方式を採用している。そして、石炭ガス化複合発電設備10は、ガス化炉設備14で生成した生成ガスを、ガス精製設備16で精製して燃料ガスとした後、ガスタービン17に供給して発電を行っている。すなわち、石炭ガス化複合発電設備10は、空気燃焼方式(空気吹き)の発電設備となっている。ガス化炉設備14に供給する燃料としては、例えば、石炭等の炭素含有固体燃料が用いられる。
なお、本実施形態では、上側とは鉛直方向の上方向を示し、下側とは鉛直方向の下方向を示している。また、高さは鉛直方向の高さの位置を示している。
[Coal gasification combined cycle power plant]
FIG. 1 shows a schematic configuration of an integrated coal gasification combined cycle (IGCC) 10 to which a gasifier facility 14 is applied, as an example of a combined gasification facility. The integrated coal gasification combined cycle system 10 uses air as an oxidant mainly, and employs an air combustion system that generates a combustible gas (product gas) from fuel in the gasification furnace facility 14. Then, the integrated coal gasification combined cycle facility 10 purifies the generated gas generated in the gasification furnace facility 14 by the gas purification facility 16 to obtain a fuel gas, and then supplies the fuel gas to the gas turbine 17 to generate power. That is, the integrated coal gasification combined cycle power plant 10 is a power plant of an air combustion system (air blowing). As the fuel to be supplied to the gasification furnace equipment 14, for example, a carbon-containing solid fuel such as coal is used.
In the present embodiment, the upper side indicates the upward direction in the vertical direction, and the lower side indicates the downward direction in the vertical direction. The height indicates the position of the height in the vertical direction.

石炭ガス化複合発電設備10は、給炭設備11と、ガス化炉設備14と、チャー回収設備15と、ガス精製設備16と、ガスタービン17と、蒸気タービン18と、発電機19と、排熱回収ボイラ(HRSG:Heat Recovery Steam Generator)20とを備えている。   The integrated coal gasification combined cycle power plant 10 includes a coal feed facility 11, a gasifier facility 14, a char recovery facility 15, a gas purification facility 16, a gas turbine 17, a steam turbine 18, a generator 19, A heat recovery steam generator (HRSG) 20 is provided.

給炭設備11は、原炭として炭素含有固体燃料である石炭が供給され、石炭を石炭ミル(図示略)などで粉砕することで、細かい粒子状に粉砕した微粉炭を製造する。給炭設備11で製造された微粉炭は、給炭ライン11a出口で後述する空気分離設備(ASU)42から供給される搬送用イナートガスとしての窒素ガスによって加圧されて、ガス化炉設備14へ向けて供給される。イナートガスとは、酸素含有率が約5体積%以下の不活性ガスであり、窒素ガスや二酸化炭素ガスやアルゴンガスなどが代表例であるが、必ずしも約5体積%以下に制限されるものではない。   The coal supply equipment 11 is supplied with coal as a carbon-containing solid fuel as raw coal, and pulverizes the coal with a coal mill (not shown) or the like to produce pulverized coal pulverized into fine particles. The pulverized coal produced by the coal supply facility 11 is pressurized at the outlet of the coal supply line 11a by nitrogen gas as an inert gas for conveyance supplied from an air separation facility (ASU) 42, which will be described later, to the gasifier facility 14. Supplied to. The inert gas is an inert gas having an oxygen content of about 5% by volume or less, and typical examples include nitrogen gas, carbon dioxide gas, and argon gas, but are not necessarily limited to about 5% by volume or less. .

ガス化炉設備14は、給炭設備11で製造された微粉炭が供給されると共に、チャー回収設備15で回収されたチャー(石炭の未反応分と灰分)が再利用を目的として供給されている。   The gasification furnace equipment 14 is supplied with the pulverized coal produced in the coal supply equipment 11 and the char (unreacted portion and ash content) recovered in the char recovery equipment 15 for reuse. I have.

また、ガス化炉設備14には、ガスタービン17(圧縮機61)からの圧縮空気供給ライン41が接続されており、ガスタービン17で圧縮された圧縮空気の一部が昇圧機68で所定圧力に昇圧されてガス化炉設備14に供給可能となっている。空気分離設備42は、大気中の空気から窒素と酸素を分離生成するものであり、第1窒素供給ライン43によって空気分離設備42とガス化炉設備14とが接続されている。そして、この第1窒素供給ライン43には、給炭設備11からの給炭ライン11aが接続されている。また、第1窒素供給ライン43から分岐する第2窒素供給ライン45もガス化炉設備14に接続されており、この第2窒素供給ライン45には、チャー回収設備15からのチャー戻しライン46が接続されている。さらに、空気分離設備42は、酸素供給ライン47によって、圧縮空気供給ライン41と接続されている。そして、空気分離設備42によって分離された窒素は、第1窒素供給ライン43及び第2窒素供給ライン45を流通することで、石炭やチャーの搬送用ガスとして利用される。また、空気分離設備42によって分離された酸素は、酸素供給ライン47及び圧縮空気供給ライン41を流通することで、ガス化炉設備14において酸化剤として利用される。   Further, a compressed air supply line 41 from the gas turbine 17 (compressor 61) is connected to the gasification furnace equipment 14, and a part of the compressed air compressed by the gas turbine 17 is compressed by the booster 68 to a predetermined pressure. , And can be supplied to the gasification furnace equipment 14. The air separation equipment 42 separates and generates nitrogen and oxygen from air in the atmosphere, and the air separation equipment 42 and the gasification furnace equipment 14 are connected by a first nitrogen supply line 43. The first nitrogen supply line 43 is connected to a coal supply line 11a from the coal supply facility 11. Further, a second nitrogen supply line 45 branched from the first nitrogen supply line 43 is also connected to the gasification furnace equipment 14, and a char return line 46 from the char recovery equipment 15 is connected to the second nitrogen supply line 45. It is connected. Further, the air separation equipment 42 is connected to the compressed air supply line 41 by an oxygen supply line 47. The nitrogen separated by the air separation equipment 42 flows through the first nitrogen supply line 43 and the second nitrogen supply line 45, and is used as a carrier gas for coal or char. The oxygen separated by the air separation facility 42 flows through the oxygen supply line 47 and the compressed air supply line 41 to be used as an oxidant in the gasification furnace facility 14.

ガス化炉設備14は、例えば、2段噴流床形式のガス化炉101(図2参照)を備えている。ガス化炉設備14は、内部に供給された石炭(微粉炭)及びチャーを酸化剤(空気、酸素)により部分燃焼させることでガス化させ生成ガスとする。なお、ガス化炉設備14は、微粉炭に混入した異物(スラグ)を除去する異物除去設備48が設けられている。そして、このガス化炉設備14には、チャー回収設備15に向けて生成ガスを供給するガス生成ライン49が接続されており、チャーを含む生成ガスが排出可能となっている。この場合、図2に示すように、ガス生成ライン49にシンガスクーラ102(熱交換器)を設けることで、生成ガスを所定温度まで冷却してからチャー回収設備15に供給してもよい。   The gasification furnace equipment 14 includes, for example, a two-stage spouted bed type gasification furnace 101 (see FIG. 2). The gasification furnace equipment 14 gasifies by partially burning coal (pulverized coal) and char supplied therein with an oxidizing agent (air, oxygen) to produce gas. The gasification furnace equipment 14 is provided with a foreign matter removal equipment 48 for removing foreign matter (slag) mixed in the pulverized coal. The gasification furnace equipment 14 is connected to a gas generation line 49 for supplying a generated gas to the char recovery equipment 15 so that the generated gas including the char can be discharged. In this case, as shown in FIG. 2, by providing a syngas cooler 102 (heat exchanger) in the gas generation line 49, the generated gas may be cooled to a predetermined temperature and then supplied to the char recovery facility 15.

チャー回収設備15は、集塵設備51と供給ホッパ(粉体供給ホッパ)52とを備えている。この場合、集塵設備51は、1つ又は複数のサイクロンやポーラスフィルタにより構成され、ガス化炉設備14で生成された生成ガスに含有するチャーを分離することができる。そして、チャーが分離された生成ガスは、ガス排出ライン53を通してガス精製設備16に送られる。供給ホッパ52は、集塵設備51で生成ガスから分離されたチャーを貯留するものである。なお、集塵設備51と供給ホッパ52との間にビン(粉体供給ホッパ)を配置し、このビンに複数の供給ホッパ52を接続するように構成してもよい。そして、供給ホッパ52からのチャー戻しライン46が第2窒素供給ライン45に接続されている。   The char collection facility 15 includes a dust collection facility 51 and a supply hopper (powder supply hopper) 52. In this case, the dust collection equipment 51 is configured by one or more cyclones or porous filters, and can separate the char contained in the generated gas generated by the gasification furnace equipment 14. Then, the generated gas from which the char has been separated is sent to the gas purification facility 16 through the gas discharge line 53. The supply hopper 52 stores the char separated from the generated gas in the dust collecting facility 51. A bin (powder supply hopper) may be arranged between the dust collecting facility 51 and the supply hopper 52, and a plurality of supply hoppers 52 may be connected to the bin. The char return line 46 from the supply hopper 52 is connected to the second nitrogen supply line 45.

ガス精製設備16は、チャー回収設備15によりチャーが分離された生成ガスに対して、硫黄化合物や窒素化合物などの不純物を取り除くことで、ガス精製を行うものである。そして、ガス精製設備16は、生成ガスを精製して燃料ガスを製造し、これをガスタービン17に供給する。なお、チャーが分離された生成ガス中にはまだ硫黄分(HSなど)が含まれているため、このガス精製設備16では、アミン吸収液などによって硫黄分を除去回収して、有効利用する。 The gas purification equipment 16 performs gas purification by removing impurities such as sulfur compounds and nitrogen compounds from the product gas from which the char has been separated by the char recovery equipment 15. Then, the gas purification equipment 16 purifies the produced gas to produce a fuel gas, and supplies the gas to the gas turbine 17. Since the product gas from which the char has been separated still contains sulfur (H 2 S, etc.), the gas purification equipment 16 removes and recovers the sulfur using an amine absorbing solution or the like, thereby effectively utilizing the sulfur. I do.

ガスタービン17は、圧縮機61、燃焼器62、タービン63を備えており、圧縮機61とタービン63とは、回転軸64により連結されている。燃焼器62には、圧縮機61からの圧縮空気供給ライン65が接続されると共に、ガス精製設備16からの燃料ガス供給ライン66が接続され、また、タービン63に向かって延びる燃焼ガス供給ライン67が接続されている。また、ガスタービン17は、圧縮機61からガス化炉設備14に延びる圧縮空気供給ライン41が設けられており、中途部に昇圧機68が設けられている。したがって、燃焼器62では、圧縮機61から供給された圧縮空気の一部とガス精製設備16から供給された燃料ガスの少なくとも一部とを混合して燃焼させることで燃焼ガスを発生させ、発生させた燃焼ガスをタービン63へ向けて供給する。そして、タービン63は、供給された燃焼ガスにより回転軸64を回転駆動させることで発電機19を回転駆動させる。   The gas turbine 17 includes a compressor 61, a combustor 62, and a turbine 63. The compressor 61 and the turbine 63 are connected by a rotating shaft 64. The combustor 62 is connected to a compressed air supply line 65 from the compressor 61, a fuel gas supply line 66 from the gas purification facility 16, and a combustion gas supply line 67 extending toward the turbine 63. Is connected. Further, the gas turbine 17 is provided with a compressed air supply line 41 extending from the compressor 61 to the gasification furnace equipment 14, and a booster 68 is provided in the middle. Therefore, the combustor 62 generates a combustion gas by mixing and burning a part of the compressed air supplied from the compressor 61 and at least a part of the fuel gas supplied from the gas purification facility 16, and The generated combustion gas is supplied to the turbine 63. Then, the turbine 63 drives the generator 19 to rotate by rotating the rotating shaft 64 with the supplied combustion gas.

蒸気タービン18は、ガスタービン17の回転軸64に連結されるタービン69を備えており、発電機19は、この回転軸64の基端部に連結されている。排熱回収ボイラ20は、ガスタービン17(タービン63)からの排ガスライン70が接続されており、排熱回収ボイラ20への給水とタービン63の排ガスとの間で熱交換を行うことで、蒸気を生成するものである。そして、排熱回収ボイラ20は、蒸気タービン18のタービン69との間に蒸気供給ライン71が設けられると共に蒸気回収ライン72が設けられ、蒸気回収ライン72に復水器73が設けられている。また、排熱回収ボイラ20で生成する蒸気には、ガス化炉101のシンガスクーラ102で生成ガスと熱交換して生成された蒸気を含んでもよい。したがって、蒸気タービン18では、排熱回収ボイラ20から供給された蒸気によりタービン69が回転駆動し、回転軸64を回転させることで発電機19を回転駆動させる。   The steam turbine 18 includes a turbine 69 connected to a rotation shaft 64 of the gas turbine 17, and the generator 19 is connected to a base end of the rotation shaft 64. The exhaust heat recovery boiler 20 is connected to an exhaust gas line 70 from the gas turbine 17 (turbine 63), and performs heat exchange between water supplied to the exhaust heat recovery boiler 20 and exhaust gas from the turbine 63 to generate steam. Is generated. The exhaust heat recovery boiler 20 is provided with a steam supply line 71 and a steam recovery line 72 between the turbine 69 of the steam turbine 18 and a condenser 73 in the steam recovery line 72. Further, the steam generated by the exhaust heat recovery boiler 20 may include steam generated by performing heat exchange with the generated gas in the syngas cooler 102 of the gasification furnace 101. Therefore, in the steam turbine 18, the turbine 69 is rotationally driven by the steam supplied from the exhaust heat recovery boiler 20, and the generator 19 is rotationally driven by rotating the rotating shaft 64.

そして、排熱回収ボイラ20の出口から煙突75までには、ガス浄化設備74を備えている。   Further, a gas purification facility 74 is provided from the outlet of the exhaust heat recovery boiler 20 to the chimney 75.

次に、上述した石炭ガス化複合発電設備10の動作について説明する。   Next, the operation of the integrated coal gasification combined cycle facility 10 will be described.

石炭ガス化複合発電設備10において、給炭設備11に原炭(石炭)が供給されると、石炭は、給炭設備11において細かい粒子状に粉砕されることで微粉炭となる。給炭設備11で製造された微粉炭は、空気分離設備42から供給される窒素により第1窒素供給ライン43を流通してガス化炉設備14に供給される。また、後述するチャー回収設備15で回収されたチャーが、空気分離設備42から供給される窒素により第2窒素供給ライン45を流通してガス化炉設備14に供給される。さらに、後述するガスタービン17から抽気された圧縮空気が昇圧機68で昇圧された後、空気分離設備42から供給される酸素と共に圧縮空気供給ライン41を通してガス化炉設備14に供給される。   In the integrated coal gasification combined cycle facility 10, when raw coal (coal) is supplied to the coal supply facility 11, the coal is pulverized into fine particles in the coal supply facility 11 to be pulverized coal. The pulverized coal produced in the coal supply facility 11 is supplied to the gasification furnace facility 14 through the first nitrogen supply line 43 by the nitrogen supplied from the air separation facility 42. In addition, the char recovered by the char recovery facility 15 described later is supplied to the gasification furnace facility 14 by flowing through the second nitrogen supply line 45 with nitrogen supplied from the air separation facility 42. Further, after the compressed air extracted from the gas turbine 17 to be described later is pressurized by the booster 68, the compressed air is supplied to the gasification furnace facility 14 through the compressed air supply line 41 together with the oxygen supplied from the air separation facility 42.

ガス化炉設備14では、供給された微粉炭及びチャーが圧縮空気(酸素)により燃焼し、微粉炭及びチャーがガス化することで、生成ガスを生成する。そして、この生成ガスは、ガス化炉設備14からガス生成ライン49を通って排出され、チャー回収設備15に送られる。   In the gasification furnace equipment 14, the supplied pulverized coal and char are burned by compressed air (oxygen), and the pulverized coal and char are gasified to generate a product gas. Then, the generated gas is discharged from the gasification furnace equipment 14 through the gas generation line 49 and sent to the char recovery equipment 15.

このチャー回収設備15にて、生成ガスは、まず、集塵設備51に供給されることで、生成ガスに含有する微粒のチャーが分離される。そして、チャーが分離された生成ガスは、ガス排出ライン53を通してガス精製設備16に送られる。一方、生成ガスから分離した微粒のチャーは、供給ホッパ52に堆積され、チャー戻しライン46を通ってガス化炉設備14に戻されてリサイクルされる。   In the char recovery facility 15, the generated gas is first supplied to the dust collection facility 51, whereby fine char contained in the generated gas is separated. Then, the generated gas from which the char has been separated is sent to the gas purification facility 16 through the gas discharge line 53. On the other hand, fine char separated from the product gas is deposited on the supply hopper 52, returned to the gasification furnace facility 14 through the char return line 46, and recycled.

チャー回収設備15によりチャーが分離された生成ガスは、ガス精製設備16にて、硫黄化合物や窒素化合物などの不純物が取り除かれてガス精製され、燃料ガスが製造される。圧縮機61が圧縮空気を生成して燃焼器62に供給する。この燃焼器62は、圧縮機61から供給される圧縮空気と、ガス精製設備16から供給される燃料ガスとを混合し、燃焼することで燃焼ガスを生成する。この燃焼ガスによりタービン63を回転駆動することで、回転軸64を介して圧縮機61及び発電機19を回転駆動する。このようにして、ガスタービン17は発電を行うことができる。   The product gas from which the char has been separated by the char recovery facility 15 is subjected to gas purification in a gas purification facility 16 by removing impurities such as sulfur compounds and nitrogen compounds, thereby producing a fuel gas. A compressor 61 generates compressed air and supplies it to a combustor 62. The combustor 62 mixes the compressed air supplied from the compressor 61 and the fuel gas supplied from the gas purification facility 16 and generates combustion gas by burning. By rotating the turbine 63 with the combustion gas, the compressor 61 and the generator 19 are rotationally driven via the rotary shaft 64. Thus, the gas turbine 17 can generate electric power.

そして、排熱回収ボイラ20は、ガスタービン17におけるタービン63から排出された排ガスと給水とで熱交換を行うことにより蒸気を生成し、この生成した蒸気を蒸気タービン18に供給する。蒸気タービン18では、排熱回収ボイラ20から供給された蒸気によりタービン69を回転駆動することで、回転軸64を介して発電機19を回転駆動し、発電を行うことができる。
なお、ガスタービン17と蒸気タービン18は同一軸として1つの発電機19を回転駆動しなくてもよく、別の軸として複数の発電機を回転駆動しても良い。
Then, the exhaust heat recovery boiler 20 generates steam by performing heat exchange between the exhaust gas discharged from the turbine 63 in the gas turbine 17 and the feedwater, and supplies the generated steam to the steam turbine 18. In the steam turbine 18, by rotating the turbine 69 with the steam supplied from the exhaust heat recovery boiler 20, the generator 19 can be rotationally driven via the rotating shaft 64 to generate power.
The gas turbine 17 and the steam turbine 18 do not have to rotate one generator 19 on the same shaft, and may rotate a plurality of generators on another shaft.

その後、ガス浄化設備74では排熱回収ボイラ20から排出された排気ガスの有害物質が除去され、浄化された排気ガスが煙突75から大気へ放出される。   Thereafter, in the gas purification equipment 74, harmful substances of the exhaust gas discharged from the exhaust heat recovery boiler 20 are removed, and the purified exhaust gas is released from the chimney 75 to the atmosphere.

次に、図1及び図2を参照して、上述した石炭ガス化複合発電設備10におけるガス化炉設備14について詳細に説明する。図2は、図1のガス化炉設備を示した概略構成図である。   Next, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the gasification furnace equipment 14 in the integrated coal gasification combined cycle power generation equipment 10 will be described in detail. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the gasification furnace equipment of FIG.

ガス化炉設備14は、図2に示すように、ガス化炉101と、シンガスクーラ102と、を備えている。   The gasification furnace equipment 14 includes a gasification furnace 101 and a syngas cooler 102, as shown in FIG.

ガス化炉101は、鉛直方向に延びて形成されており、鉛直方向の下方側に微粉炭及び酸素が供給され、部分燃焼させてガス化した生成ガスが鉛直方向の下方側から上方側に向かって流通している。ガス化炉101は、圧力容器110と、圧力容器110の内部に設けられるガス化炉壁(炉壁)111とを有している。そして、ガス化炉101は、圧力容器110とガス化炉壁111との間の空間にアニュラス部115を形成している。また、ガス化炉101は、ガス化炉壁111の内部の空間において、鉛直方向の下方側(つまり、生成ガスの流通方向の上流側)から順に、コンバスタ部116、ディフューザ部117、リダクタ部118を形成している。   The gasification furnace 101 is formed to extend in the vertical direction, and pulverized coal and oxygen are supplied to the lower side in the vertical direction, and the product gas partially burned and gasified flows upward from the lower side in the vertical direction. It is distributed. The gasification furnace 101 has a pressure vessel 110 and a gasification furnace wall (furnace wall) 111 provided inside the pressure vessel 110. The gasification furnace 101 forms an annulus 115 in a space between the pressure vessel 110 and the gasification furnace wall 111. Further, in the space inside the gasification furnace wall 111, the gasification furnace 101 includes, in order from the lower side in the vertical direction (that is, the upstream side in the flow direction of the generated gas), the combustor section 116, the diffuser section 117, and the reducer section 118. Is formed.

圧力容器110は、内部が中空空間となる筒形状に形成され、上端部にガス排出口121が形成される一方、下端部(底部)にスラグホッパ122が形成されている。ガス化炉壁111は、内部が中空空間となる筒形状に形成され、その壁面が圧力容器110の内面と対向して設けられている。本実施形態では圧力容器110は円筒形状で、ガス化炉壁111のディフューザ部117も円筒形状に形成されている。そして、ガス化炉壁111は、図示しない支持部材により圧力容器110内面に連結されている。   The pressure vessel 110 is formed in a cylindrical shape having a hollow space inside, and has a gas discharge port 121 formed at an upper end, and a slag hopper 122 formed at a lower end (bottom). The gasification furnace wall 111 is formed in a cylindrical shape having a hollow space inside, and the wall surface is provided to face the inner surface of the pressure vessel 110. In this embodiment, the pressure vessel 110 has a cylindrical shape, and the diffuser portion 117 of the gasification furnace wall 111 is also formed in a cylindrical shape. The gasification furnace wall 111 is connected to the inner surface of the pressure vessel 110 by a support member (not shown).

ガス化炉壁111は、圧力容器110の内部を内部空間154と外部空間156に分離する。ガス化炉壁111は、後述するが、横断面形状がコンバスタ部116とリダクタ部118との間のディフューザ部117で変化する形状とされている。ガス化炉壁111は、鉛直上方側となるその上端部が、圧力容器110のガス排出口121に接続され、鉛直下方側となるその下端部が圧力容器110の底部と隙間を空けて設けられている。そして、圧力容器110の底部に形成されるスラグホッパ122には、貯留水が溜められており、ガス化炉壁111の下端部が貯留水に浸水することで、ガス化炉壁111の内外を封止している。ガス化炉壁111には、バーナ126、127が挿入され、内部空間154にシンガスクーラ102が配置されている。ガス化炉壁111の構造については後述する。   The gasification furnace wall 111 separates the inside of the pressure vessel 110 into an internal space 154 and an external space 156. As will be described later, the gasification furnace wall 111 has such a shape that the cross-sectional shape changes at the diffuser 117 between the combustor 116 and the reducer 118. The gasification furnace wall 111 has a vertically upper side upper end connected to the gas discharge port 121 of the pressure vessel 110, and a vertically lower side lower end provided with a gap from the bottom of the pressure vessel 110. ing. In the slag hopper 122 formed at the bottom of the pressure vessel 110, stored water is stored, and the lower end of the gasification furnace wall 111 is submerged in the storage water to seal the inside and outside of the gasification furnace wall 111. Stopped. Burners 126 and 127 are inserted into the gasification furnace wall 111, and the syngas cooler 102 is disposed in the internal space 154. The structure of the gasification furnace wall 111 will be described later.

アニュラス部115は、圧力容器110の内側とガス化炉壁111の外側に形成された空間、つまり外部空間156であり、空気分離設備42で分離された不活性ガスである窒素が、図示しない窒素供給ラインを通って供給される。このため、アニュラス部115は、窒素が充満する空間となる。なお、このアニュラス部115の鉛直方向の上部付近には、ガス化炉101内を均圧にするための図示しない炉内均圧管が設けられている。炉内均圧管は、ガス化炉壁111の内外を連通して設けられ、ガス化炉壁111の内部(コンバスタ部116、ディフューザ部117及びリダクタ部118)と外部(アニュラス部115)との圧力差を所定圧力以内となるよう略均圧にしている。   The annulus portion 115 is a space formed inside the pressure vessel 110 and outside the gasification furnace wall 111, that is, an external space 156. Nitrogen, which is an inert gas separated by the air separation facility 42, is not shown. It is supplied through a supply line. Therefore, the annulus portion 115 is a space filled with nitrogen. A pressure equalizing pipe (not shown) for equalizing the inside of the gasification furnace 101 is provided near the upper portion of the annulus 115 in the vertical direction. The in-furnace equalizing tube is provided so as to communicate between the inside and outside of the gasification furnace wall 111, and the pressure between the inside (combustor unit 116, diffuser unit 117, and reducer unit 118) of the gasification furnace wall 111 and the outside (annulus unit 115) The pressure is substantially equalized so that the difference is within a predetermined pressure.

コンバスタ部116は、微粉炭及びチャーと空気とを一部燃焼させる空間となっており、コンバスタ部116におけるガス化炉壁111には、複数のバーナ126からなる燃焼装置が配置されている。コンバスタ部116で微粉炭及びチャーの一部を燃焼した高温の燃焼ガスは、ディフューザ部117を通過してリダクタ部118に流入する。   The combustor unit 116 is a space for partially burning pulverized coal, char, and air, and a combustion device including a plurality of burners 126 is disposed on the gasification furnace wall 111 of the combustor unit 116. The high-temperature combustion gas obtained by burning the pulverized coal and part of the char in the combustor unit 116 passes through the diffuser unit 117 and flows into the reducer unit 118.

リダクタ部118は、ガス化反応に必要な高温状態に維持されコンバスタ部116からの燃焼ガスに微粉炭を供給し部分燃焼させて、微粉炭を揮発分(一酸化炭素、水素、低級炭化水素等)へと分解してガス化されて生成ガスを生成する空間となっており、リダクタ部118におけるガス化炉壁111には、複数のバーナ127からなる燃焼装置が配置されている。   The reductor unit 118 is maintained at a high temperature required for the gasification reaction, supplies pulverized coal to the combustion gas from the combustor unit 116 and partially burns the pulverized coal to remove volatile matter (carbon monoxide, hydrogen, lower hydrocarbons, etc.). ) Is gasified and gasified to generate product gas, and a combustion device including a plurality of burners 127 is disposed on the gasification furnace wall 111 in the reducer section 118.

シンガスクーラ102は、ガス化炉壁111の内部に設けられると共に、リダクタ部118のバーナ127の鉛直方向の上方側に設けられている。シンガスクーラ102は熱交換器であり、ガス化炉壁111の鉛直方向の下方側(生成ガスの流通方向の上流側)から順に、蒸発器(エバポレータ)131、過熱器(スーパーヒータ)132、節炭器(エコノマイザ)134が配置されている。これらのシンガスクーラ102は、リダクタ部118において生成された生成ガスと熱交換を行うことで、生成ガスを冷却する。また、蒸発器(エバポレータ)131、過熱器(スーパーヒータ)132、節炭器(エコノマイザ)134は、図に記載されたその数量を限定するものではない。   The syngas cooler 102 is provided inside the gasification furnace wall 111 and is provided above the burner 127 of the reducer section 118 in the vertical direction. The syngas cooler 102 is a heat exchanger. The evaporator (evaporator) 131, the superheater (super heater) 132, and the nodes are arranged in this order from the lower side in the vertical direction of the gasification furnace wall 111 (upstream in the flow direction of the generated gas). A charcoal (economizer) 134 is provided. These syngas coolers 102 cool the generated gas by performing heat exchange with the generated gas generated in the reducer section 118. Further, the numbers of the evaporators (evaporators) 131, the superheaters (super heaters) 132, and the economizers (economizers) 134 are not limited to those shown in the drawings.

次に、上述のガス化炉設備14の動作について説明する。
ガス化炉設備14のガス化炉101において、リダクタ部118のバーナ127により窒素と微粉炭が投入されて点火されると共に、コンバスタ部116のバーナ126により微粉炭及びチャーと圧縮空気(酸素)が投入されて点火される。すると、コンバスタ部116では、微粉炭とチャーの燃焼により高温燃焼ガスが発生する。また、コンバスタ部116では、微粉炭とチャーの燃焼により高温ガス中で溶融スラグが生成され、この溶融スラグがガス化炉壁111へ付着すると共に、炉底へ落下し、最終的にスラグホッパ122内の貯水へ排出される。そして、コンバスタ部116で発生した高温燃焼ガスは、ディフューザ部117を通ってリダクタ部118に上昇する。このリダクタ部118では、ガス化反応に必要な高温状態に維持されて、微粉炭が高温燃焼ガスと混合し、高温の還元雰囲気において微粉炭を部分燃焼させてガス化反応が行われ、生成ガスが生成される。ガス化した生成ガスが鉛直方向の下方側から上方側に向かって流通する。
Next, the operation of the gasification furnace equipment 14 will be described.
In the gasification furnace 101 of the gasification furnace equipment 14, nitrogen and pulverized coal are injected and ignited by the burner 127 of the reducer unit 118, and pulverized coal, char and compressed air (oxygen) are converted by the burner 126 of the combustor unit 116. It is turned on and ignited. Then, in the combustor section 116, high-temperature combustion gas is generated by the combustion of the pulverized coal and the char. Further, in the combustor section 116, molten slag is generated in the high-temperature gas by the combustion of the pulverized coal and the char, and the molten slag adheres to the gasification furnace wall 111, falls to the furnace bottom, and finally enters the slag hopper 122. Discharged into the reservoir. Then, the high-temperature combustion gas generated in the combustor section 116 rises to the reducer section 118 through the diffuser section 117. In the reducer section 118, the high temperature state required for the gasification reaction is maintained, the pulverized coal is mixed with the high-temperature combustion gas, and the pulverized coal is partially burned in a high-temperature reducing atmosphere to perform the gasification reaction. Is generated. The gasified product gas flows from the lower side in the vertical direction to the upper side.

[粉体供給ホッパ]
次に、本実施形態では粉体燃料として、チャーCHを貯留する供給ホッパ52について説明する。
図3には、供給ホッパ52が示されている。供給ホッパ52は、内部が加圧される圧力容器とされており、例えば内圧が大気圧から0.1MPa〜5MPa(ゲージ圧)まで変化する。供給ホッパ52は、鉛直下方側に位置する出口部52aが下端に接続されたコーン部52bと、コーン部52bの上端に接続された円筒部52cと、円筒部52cの上端に接続された天井部52dとを備えている。
[Powder supply hopper]
Next, in this embodiment, the supply hopper 52 that stores the char CH as the powder fuel will be described.
FIG. 3 shows the supply hopper 52. The supply hopper 52 is a pressure vessel whose inside is pressurized. For example, the internal pressure changes from atmospheric pressure to 0.1 MPa to 5 MPa (gauge pressure). The supply hopper 52 includes a cone portion 52b having an outlet portion 52a positioned vertically below connected to a lower end, a cylindrical portion 52c connected to an upper end of the cone portion 52b, and a ceiling portion connected to an upper end of the cylindrical portion 52c. 52d.

出口部52aは、鉛直方向の下端部が閉塞され、コーン部52bの鉛直方向の下方にあり鉛直方向に沿って水平断面の面積が一定である円筒形状をなし、供給ホッパ52内のチャーCHをチャー戻しライン46を介してガス化炉設備14に搬送する。出口部52aを介して供給ホッパ52内のチャーCHがガス化炉設備14へと払い出される。出口部62aの下流側には出口弁54(例えば開閉弁)が設けられており、粉体計測装置50としての制御部80によって制御される。   The outlet portion 52a has a cylindrical shape in which the lower end portion in the vertical direction is closed, is vertically lower than the cone portion 52b, and has a constant horizontal cross-sectional area along the vertical direction. It is conveyed to the gasification furnace equipment 14 via the char return line 46. The char CH in the supply hopper 52 is discharged to the gasification furnace equipment 14 through the outlet 52a. An outlet valve 54 (for example, an on-off valve) is provided downstream of the outlet 62a, and is controlled by a control unit 80 as the powder measuring device 50.

コーン部52bは、鉛直下方側へ行くに従い縮径された略円錐形状を有している。コーン部52bには、粉体計測装置50としてのコーン部用線源部55と、コーン部用検出部56とが設けられている。   The cone portion 52b has a substantially conical shape whose diameter decreases as it goes vertically downward. The cone section 52b is provided with a cone section source section 55 as the powder measuring device 50 and a cone section detection section 56.

コーン部用線源部55は、γ線を照射する線源部であり、主として水平方向にγ線を照射するように設けられている。具体的には、コーン部52b内に先端が水平方向に向けて供給ホッパ52内側に挿入された鞘管内に線源が設置されている。コーン部用線源部55は、水平方向に加えて鉛直上方向を含めた複数方向へγ線を照射するようにして、後述する円筒部用検出部58にて鉛直上下方向の計測を行えるようにしてもよい。   The cone source 55 is a source for irradiating γ rays, and is provided so as to irradiate γ rays mainly in the horizontal direction. Specifically, the radiation source is installed in a sheath tube inserted into the supply hopper 52 with the tip directed horizontally in the cone portion 52b. The cone part source 55 irradiates γ-rays in a plurality of directions including the vertical direction in addition to the horizontal direction, so that the cylindrical detector part 58 described later can measure the vertical direction. It may be.

コーン部用検出部56は、γ線を検出する検出部であり、主として水平方向から照射されるγ線を検出するように設けられている。具体的には、コーン部52b内に先端が水平方向に向けて供給ホッパ52内側に挿入された鞘管内に検出器が設置されている。コーン部用検出部56からは出力された電気信号が制御部80へと送信される。   The cone section detecting section 56 is a detecting section that detects γ-rays, and is provided so as to mainly detect γ-rays emitted from the horizontal direction. Specifically, the detector is installed in a sheath tube inserted into the supply hopper 52 with the tip directed horizontally in the cone portion 52b. The electric signal output from the cone detecting section 56 is transmitted to the control section 80.

コーン部用線源部55とコーン部用検出部56とは、互いに略対向するように、かつ、略同じ高さ位置に設けられている。コーン部用線源部55とコーン部用検出部56との距離L1は、既知の値として制御部80に格納されている。コーン部用線源部55及びコーン部用検出部56の高さ位置は、常にチャーCHが貯留されている高さ位置に設定される。具体的には、出口部52aが下流側と連通したときに下流側(図3において鉛直下方側)からガスがチャーCHの層を吹き抜けない程度に常に堆積されている高さ以上の高さ(例えば図3のようにコーン部52bに設定された最低チャー貯留高さH1’よりも低い高さ)とされている。したがって、コーン部用線源部55及びコーン部用検出部56の高さ位置は、チャーを払い出しているとき又は払い出しが終了した時点であってもチャーCHが貯留されている位置となっている。これにより、コーン部用検出部56の出力は、後述する補正用かさ密度として用いることができるようになっている。   The cone portion source 55 and the cone detector 56 are provided so as to substantially oppose each other and at substantially the same height. The distance L1 between the cone portion source 55 and the cone detector 56 is stored in the control unit 80 as a known value. The height positions of the cone part source 55 and the cone detector 56 are always set to the height positions where the char CH is stored. Specifically, when the outlet portion 52a communicates with the downstream side, a height equal to or higher than the height at which gas is constantly deposited from the downstream side (vertically below in FIG. 3) so as not to blow through the layer of the char CH ( For example, as shown in FIG. 3, the height is lower than the minimum char storage height H1 ′ set in the cone portion 52b). Therefore, the height position of the cone part source 55 and the cone part detection part 56 is a position where the char CH is stored even when the char is paid out or even when the payout is completed. . Thus, the output of the cone detecting unit 56 can be used as a correction bulk density described later.

コーン部52bには、供給ホッパ52内を加圧するための加圧ガス供給部82が設けられている。加圧ガスは、本実施形態では窒素ガスが用いられる。   A pressurized gas supply section 82 for pressurizing the inside of the supply hopper 52 is provided in the cone section 52b. As the pressurized gas, nitrogen gas is used in the present embodiment.

コーン部52bには、コーン部52b内に貯留されたチャーCHを流動化するための流動化ガス供給部83が設けられている。流動化ガスとしては、例えば窒素ガスが用いられる。流動化ガスによって、コーン部52b内に搬送用のガスを追加供給して貯留されたチャーCHの流動化が促進されて円滑に払い出すことができるようになっている。   The cone portion 52b is provided with a fluidizing gas supply portion 83 for fluidizing the char CH stored in the cone portion 52b. As the fluidizing gas, for example, nitrogen gas is used. With the fluidizing gas, a gas for transport is additionally supplied into the cone portion 52b to promote fluidization of the stored char CH so that the char CH can be smoothly dispensed.

円筒部52cは、鉛直方向に延在する中心軸線を有する円筒形状とされている。円筒部52cによって形成される内容積が、供給ホッパ52の内容積のうちで最も大きい部分を占める。円筒部52cの側部には、粉体計測装置50としての円筒部用線源部57と円筒部用検出部58とが設けられている。円筒部用線源部57は、円筒部用検出部58よりも鉛直上方側で、かつ、鉛直方向に略一致する位置に設けられている。   The cylindrical portion 52c has a cylindrical shape having a central axis extending in the vertical direction. The inner volume formed by the cylindrical portion 52c occupies the largest portion of the inner volume of the supply hopper 52. On the side of the cylindrical portion 52c, a cylindrical portion radiation source portion 57 and a cylindrical portion detecting portion 58 as the powder measuring device 50 are provided. The cylindrical section radiation source section 57 is provided vertically above the cylindrical section detection section 58 and at a position substantially coincident with the vertical direction.

円筒部用線源部57は、γ線を照射する線源部であり、主として鉛直方向の上下の2方向にγ線を照射するように設けられている。具体的には、円筒部52c内に先端が水平方向に向けて供給ホッパ52内側に挿入された鞘管内に線源が設置されている。
円筒部用検出部58は、γ線を検出する検出部であり、主として鉛直上方側から照射されるγ線を検出するように設けられている。具体的には、円筒部52c内に先端が水平方向に向けて供給ホッパ52内側に挿入された鞘管内に検出器が設置されている。円筒部用検出部58の出力は、制御部80へと送信される。
円筒部用線源部57と円筒部用検出部58との距離L2は、既知の値として制御部80に格納されている。
なお、円筒部用検出部58は、異なる高さ位置に複数設けるようにしても良い。この場合には、それぞれの円筒部用検出部58にて計測を行い、これらを総合(例えば積算)してチャー貯留高さ等の計測結果を出力する。
The cylindrical portion source 57 is a source for irradiating γ-rays, and is provided so as to irradiate γ-rays mainly in two vertical directions. Specifically, the radiation source is installed in a sheath tube inserted into the supply hopper 52 with the tip directed horizontally in the cylindrical portion 52c.
The detection part 58 for a cylindrical part is a detection part which detects γ-rays, and is provided so as to mainly detect γ-rays irradiated from the vertically upper side. Specifically, the detector is installed in a sheath tube inserted into the supply hopper 52 with the tip directed horizontally in the cylindrical portion 52c. The output of the detection part 58 for a cylindrical part is transmitted to the control part 80.
The distance L2 between the cylindrical part source 57 and the cylindrical part detector 58 is stored in the controller 80 as a known value.
In addition, you may make it provide the several detection part 58 for cylindrical parts in a different height position. In this case, the measurement is performed by each of the detection sections 58 for the cylindrical portion, and these are integrated (for example, integrated) to output a measurement result such as the char storage height.

天井部52dは、円筒部52cの上端を覆うように設けられた鏡板とされている。天井部52dには、天井部用検出部59が設けられている。天井部用検出部59は、γ線を検出する検出部であり、主として鉛直下方側から照射されるγ線を検出するように設けられている。具体的には、天井部52d内に先端が鉛直下方側に供給ホッパ52内側に向けて挿入された鞘管内に検出器が設置されている。天井部用検出部59の出力は、制御部80へと送信される。
円筒部用線源部57と天井部用検出部59との距離L3は、既知の値として制御部80に格納されている。
The ceiling 52d is a head plate provided so as to cover the upper end of the cylindrical portion 52c. The ceiling detecting section 59 is provided on the ceiling 52d. The ceiling detection unit 59 is a detection unit that detects γ-rays, and is provided so as to mainly detect γ-rays emitted from below vertically. Specifically, the detector is installed in a sheath tube whose tip is inserted vertically downward into the supply hopper 52 in the ceiling 52d. The output of the ceiling detector 59 is transmitted to the controller 80.
The distance L3 between the cylindrical section source section 57 and the ceiling section detection section 59 is stored in the control section 80 as a known value.

天井部52dには、チャーCHを受け入れる入口部52eが設けられている。入口部52eを介して、チャーCHが供給ホッパ52内へと導かれる。   An entrance 52e for receiving the char CH is provided in the ceiling 52d. The char CH is guided into the supply hopper 52 through the inlet 52e.

なお、コーン部用線源部55は、水平方向に加えて鉛直上方向を含めた2方向へγ線を照射するようにして、円筒部用検出部58にて鉛直上下方向の計測を行えるようにしてもよい。また、略90°向きを変えて鉛直上方側に向けてγ線を水平方向と鉛直上方向の2方向へ照射できるようにしても良い。コーン部用線源部55と円筒部用検出部58との距離L4は、既知の値として制御部80に格納されている。これにより、コーン部用線源部55から照射されたγ線を用いて、円筒部用検出部58及び/又は天井部用検出部59にて計測を行うことができる。そして、コーン部用検出部56によって補正用かさ密度を計測するために必要なチャーの充填高さを小さくでき、結果としてコーン部52bの容積を有効に利用でき、補正用かさ密度を計測するためのコーン部用線源部55を別途追加する必要がなくなる。   In addition, the cone part source 55 irradiates γ-rays in two directions including the vertical direction in addition to the horizontal direction, so that the cylindrical detector part 58 can measure the vertical direction. It may be. Further, the gamma ray may be irradiated in two directions, that is, the horizontal direction and the vertically upward direction, by changing the direction by approximately 90 ° and vertically upward. The distance L4 between the cone source 55 and the cylindrical detector 58 is stored in the controller 80 as a known value. Thereby, the measurement can be performed by the detection unit 58 for the cylindrical portion and / or the detection unit 59 for the ceiling portion using the γ-rays radiated from the cone source 55. In addition, the filling height of the char necessary for measuring the correction bulk density by the cone portion detection unit 56 can be reduced, and as a result, the volume of the cone portion 52b can be effectively used, and the correction bulk density can be measured. It is not necessary to separately add the cone source 55.

制御部80は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをCPUがRAM等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ROMやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等である。   The control unit 80 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and a computer-readable storage medium. For example, a series of processes for realizing various functions are stored in a storage medium or the like in the form of a program as an example, and the CPU reads the program into a RAM or the like, and executes information processing and arithmetic processing. Thereby, various functions are realized. The program may be installed in advance in a ROM or other storage medium, provided in a state stored in a computer-readable storage medium, or delivered via a wired or wireless communication unit. Etc. may be applied. The computer-readable storage medium is a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like.

制御部80には、各検出部56,58,59から得られた出力(電気信号)を用いてチャーCHのかさ密度を得る検量線が格納されている。図4には、検量線の一例が示されている。検量線は事前に検証して作成することができる。同図に示すように、線源部55,57と検出部56,58,59との間に存在するチャーCHの密度によってγ線が減衰し、各検出部56,58,59から得られる電気信号が変化する。例えば、チャーCHの存在密度が高ければ電気信号は減衰して小さくなり、チャーCHの存在密度が小さければ電気信号は大きくなる。
各検出部56,58,59から得られた出力(電気信号)は、検出部56,58,59にかさ密度を得る検量線を内蔵し、かさ密度の値を直接制御部80へ送信しても良い。
The control unit 80 stores a calibration curve for obtaining the bulk density of the char CH using the output (electric signal) obtained from each of the detection units 56, 58, and 59. FIG. 4 shows an example of the calibration curve. The calibration curve can be verified and prepared in advance. As shown in the figure, the γ-rays are attenuated by the density of the char CH existing between the radiation source units 55 and 57 and the detection units 56, 58 and 59, and the electric power obtained from each of the detection units 56, 58 and 59 is obtained. The signal changes. For example, when the presence density of the char CH is high, the electric signal is attenuated and becomes small, and when the presence density of the char CH is low, the electric signal becomes large.
The output (electric signal) obtained from each of the detection units 56, 58, and 59 includes a calibration curve for obtaining the bulk density in the detection units 56, 58, and 59, and transmits the value of the bulk density directly to the control unit 80. Is also good.

<チャー貯留高さH1>
チャー貯留高さH1は、以下のように算出される。
検出部56,58,59から得られた電気信号が同じ強度であっても(すなわち同じ見かけ上の密度であっても)、チャーCHの実際のかさ密度が異なっていればチャー貯留高さH1は異なってくる。このかさ密度に起因する誤差を低減するために、コーン部用線源部55から照射されたγ線を検出するコーン部用検出部56の出力を、補正用かさ密度として用いる。かさ密度は、線源部55,57と検出部56,58,59との間の高さ方向の距離L1,L2,L3,L4を用いて算出される容積から得ることができる。
したがって、チャー貯留高さH1は、下式から得られる。
[チャー貯留高さH1(m)]
=[検出部58,59から得られたかさ密度(kg/m3)]
×[線源と検出部との高さの差(m)]÷[補正用かさ密度(kg/m3)]
<Char storage height H1>
The char storage height H1 is calculated as follows.
Even if the electric signals obtained from the detection units 56, 58, and 59 have the same intensity (that is, the same apparent density), if the actual bulk density of the char CH is different, the char storage height H1 Will be different. In order to reduce the error caused by the bulk density, the output of the cone detection unit 56 that detects the γ-ray emitted from the cone source 55 is used as the correction bulk density. The bulk density can be obtained from the volume calculated using the distances L1, L2, L3, and L4 in the height direction between the radiation sources 55 and 57 and the detectors 56, 58 and 59.
Therefore, the char storage height H1 is obtained from the following equation.
[Char storage height H1 (m)]
= [Bulk density obtained from detection units 58 and 59 (kg / m 3 )]
× [Difference in height between source and detector (m)] ÷ [Bulk density for correction (kg / m 3 )]

なお、補正用かさ密度は、チャーCHが充填されている領域を用いればよく、コーン部52bではなく円筒部52cを用いてもよい。コーン部用線源部55とコーン部用検出部56は、供給ホッパ52内の高圧ガスがチャーCHの層を吹き抜けない程度にチャーCHが常に堆積されている高さに設けてあるので、補正用かさ密度の算出には好ましい。   Note that the correction bulk density may use the region filled with the char CH, and may use the cylindrical portion 52c instead of the cone portion 52b. The cone section source section 55 and the cone section detection section 56 are provided at such a height that the char CH is always deposited to such an extent that the high pressure gas in the supply hopper 52 does not blow through the layer of the char CH. It is preferable for calculating bulk density.

<チャー体積>
供給ホッパ52内のチャー貯留高さH1に対応するチャー体積(m3)の検量線を事前に作成して制御部80内に格納しておくことで、チャー貯留高さH1をチャー体積へと換算することが可能となる。例えば、供給ホッパ52の円筒部52cではチャー貯留高さH1に対してチャー体積は1次の相関があり、検量線は直線となる。一方、供給ホッパ52のコーン部52bではチャー貯留高さH1に対してチャー体積は3次の相関があり、検量線は3次曲線となる。
[天井部のチャー体積(m3)]=[天井部のチャー貯留高さに対する容器容積(m3)]
[円筒部のチャー体積(m3)]=[円筒部のチャー貯留高さに対する容器容積(m3)]
[コーン部のチャー体積(m3)]=[コーン部のチャー貯留高さに対する容器容積(m3)]
但し、
[チャー貯留高さH1(m)]=[天井部のチャー貯留高さ]+[円筒部のチャー貯留高さ]+[コーン部のチャー貯留高さ]
なお、天井部52dと円筒部52cとコーン部52bの各チャー貯留高さとの関係を事前に入力しておき関係式から算出しても良い。
<Char volume>
By preparing a calibration curve of the char volume (m 3 ) corresponding to the char storage height H1 in the supply hopper 52 in advance and storing it in the control unit 80, the char storage height H1 is converted into the char volume. It becomes possible to convert. For example, in the cylindrical portion 52c of the supply hopper 52, the char volume has a first-order correlation with the char storage height H1, and the calibration curve is a straight line. On the other hand, in the cone portion 52b of the supply hopper 52, the char volume has a third-order correlation with the char storage height H1, and the calibration curve becomes a cubic curve.
[Charge volume of ceiling part (m 3 )] = [Container volume for char storage height of ceiling part (m 3 )]
[Char volume of cylindrical part (m 3 )] = [Volume of container (m 3 ) against char storage height of cylindrical part]
[Char volume of cone part (m 3 )] = [Container volume (m 3 ) for char storage height of cone part]
However,
[Char storage height H1 (m)] = [Char storage height of ceiling] + [Char storage height of cylindrical portion] + [Char storage height of cone]
Note that the relationship between the respective char storage heights of the ceiling portion 52d, the cylindrical portion 52c, and the cone portion 52b may be input in advance and calculated from the relational expression.

<チャー質量>
チャーCHが充填された天井部52d、円筒部52c及びコーン部52bのそれぞれの領域にある検出部56,58,59から得られたかさ密度と、上記のように算出されたホッパ内の各々の領域のチャー体積(m3)と、補正用かさ密度とから、各々の領域のチャー質量を下式のように算出する。なお、ここでいうチャー質量とは、チャー粒子の質量ではなく、供給ホッパ52ホッパ内に貯留しているチャー全体の質量をいう。
[チャー質量(kg)]=[天井部のチャー体積(m3)]×[補正用かさ密度(kg/m3)]
+[円筒部のチャー体積(m3)]×[補正用かさ密度(kg/m3)]
+[コーン部のチャー体積 (m3)]×[補正用かさ密度(kg/ m3)]
<Char mass>
The bulk densities obtained from the detectors 56, 58, and 59 in the respective areas of the ceiling 52d, the cylindrical portion 52c, and the cone 52b filled with the char CH, and each of the insides of the hopper calculated as described above. From the char volume (m 3 ) of the region and the correction bulk density, the char mass of each region is calculated as in the following equation. The char mass referred to here is not the mass of the char particles but the mass of the entire char stored in the supply hopper 52 hopper.
[Char Weight (kg)] = [Char volume (m 3) of the ceiling portion] × [correcting bulk density (kg / m 3)]
+ [Char volume (m 3) of the cylindrical portion] × [correcting bulk density (kg / m 3)]
+ [Char volume (m 3) of the cone portion] × [correcting bulk density (kg / m 3)]

<計測タイミング>
次に、検出部56,58,59を用いた計測タイミングについて説明する。
供給ホッパ52は、出口部52aの下流側の出口弁54を閉とした状態で入口部52eからチャーを受け入れ始める。そして、所定量のチャー貯留高さH1となった後に、供給ホッパ52内のチャーを外部へ払い出す。
<Measurement timing>
Next, measurement timing using the detection units 56, 58, and 59 will be described.
The supply hopper 52 starts receiving the char from the inlet 52e with the outlet valve 54 on the downstream side of the outlet 52a closed. Then, after the char storage height H1 reaches a predetermined amount, the char in the supply hopper 52 is discharged to the outside.

チャーCHを外部へ払い出す前に、供給ホッパ52内に加圧ガス供給部82から加圧ガスを供給して加圧する。また、コーン部52b下部を流動化させるために流動化ガス供給部83から流動化ガスを供給する。このときに、供給ホッパ52内に貯留されたチャーCHが流動化して乱れ、検出部56,58,59の出力が変動して計測精度が乱れる。そこで、検出部56,58,59による計測は、チャーCHの受け入れ開始から、受け入れを完了して出口弁54が開とされる前までの間、さらに好ましくは、加圧ガスや流動化ガスを供給する前に行う。   Before discharging the char CH to the outside, a pressurized gas is supplied from the pressurized gas supply unit 82 into the supply hopper 52 and pressurized. In addition, a fluidizing gas is supplied from the fluidizing gas supply unit 83 to fluidize the lower part of the cone part 52b. At this time, the char CH stored in the supply hopper 52 is fluidized and disturbed, and the outputs of the detection units 56, 58, and 59 fluctuate, and the measurement accuracy is disturbed. Therefore, the measurement by the detection units 56, 58, and 59 is more preferably performed from the start of the reception of the char CH to the completion of the reception of the char CH and before the outlet valve 54 is opened. Perform before supply.

図5には、検出部56,58,59による計測工程についてのフローチャートが示されている。
供給ホッパ52内にチャーCHの受け入れを完了した(ステップS1)後に、検出部56,58,59によるチャーCHの密度計測を行う(ステップS2)。
FIG. 5 shows a flowchart of the measurement process by the detection units 56, 58, and 59.
After the reception of the char CH into the supply hopper 52 is completed (step S1), the density of the char CH is measured by the detection units 56, 58, and 59 (step S2).

そして、得られた計測値の計測回数がN回以上か否かを判断する(ステップS3)。ここで、Nは2以上の整数であり、制御部80に固定値としてユーザが任意に設定できるようになっている。計測回数がN回に満たない場合(NO)は、検出部56,58,59による密度計測を繰り返す。計装回数がN回以上となった場合(YES)は、ステップS4へと進み、直近N回分の密度計測データを選定し、チャーCHのかさ密度平均値を算出する。   Then, it is determined whether or not the number of times of measurement of the obtained measurement value is N or more (step S3). Here, N is an integer of 2 or more, and can be arbitrarily set by the user as a fixed value in the control unit 80. If the number of measurements is less than N (NO), the density measurement by the detection units 56, 58, and 59 is repeated. If the number of times of instrumentation is N or more (YES), the process proceeds to step S4, where the density measurement data for the latest N times are selected, and the bulk density average value of the char CH is calculated.

そして、このかさ密度平均値を用いて、コーン部用検出部56によって得られた上述の補正用かさ密度によってかさ密度の補正を行う(ステップS5)。   Then, by using the average bulk density value, the bulk density is corrected by the above-described correction bulk density obtained by the cone portion detecting section 56 (step S5).

ステップS5において補正されたかさ密度は、ステップS6においてチャーCHの質量算出に用いられ、またチャー貯留高さH1の算出に用いられる。さらに、ステップS5において補正されたかさ密度は、ステップS7において計測データとして制御部80に記憶される。制御部80には、ステップS6にて算出したチャー質量やチャー貯留高さH1も記憶される。   The bulk density corrected in step S5 is used for calculating the mass of the char CH in step S6, and is used for calculating the char storage height H1. Further, the bulk density corrected in step S5 is stored in the control unit 80 as measurement data in step S7. The controller 80 also stores the char mass and the char storage height H1 calculated in step S6.

制御部80は、チャー質量などをGUI(Graphical User Interface)表示する(ステップS9)。表示部は、例えばオペレータの近くに設置される。   The control unit 80 displays a GUI (Graphical User Interface) such as the mass of the char (step S9). The display unit is installed, for example, near the operator.

ステップS7において、チャー貯留高さH1とチャーを受け入れした時間から、チャー貯留高さH1の変化速度が算出され、制御部80に記憶される。ステップS7にて制御部80に記憶された計測データは、ステップS10において、過去に蓄積された計測データと比較され、かさ密度やチャー貯留高さH1の変化速度が所定範囲を超えていないか否かを判断する。このかさ密度や,高さH1の変化速度が所定範囲を超えていた場合(NO)には、異常警報を発する(ステップS11)。かさ密度や高さH1の変化速度が所定範囲を超えていない場合(YES)には、ステップS2へ戻り計測を続行する。ここで、かさ密度の所定範囲やチャー貯留高さH1の変化速度の所定範囲は、設計値や実際の運用値から適宜設定することができる。   In step S7, the change speed of the char storage height H1 is calculated from the char storage height H1 and the time at which the char is received, and stored in the control unit 80. The measurement data stored in the control unit 80 in step S7 is compared with the measurement data accumulated in the past in step S10, and whether the change speed of the bulk density or the char storage height H1 does not exceed a predetermined range. Judge. If the change rate of the bulk density or the height H1 exceeds a predetermined range (NO), an abnormal alarm is issued (step S11). If the change speed of the bulk density or the height H1 does not exceed the predetermined range (YES), the process returns to step S2 to continue the measurement. Here, the predetermined range of the bulk density and the predetermined range of the changing speed of the char storage height H1 can be appropriately set based on design values and actual operation values.

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
供給ホッパ52の天井部52dに天井部用検出部59を設け、円筒部用線源部57から照射されたγ線を検出することとした。これにより、供給ホッパ52内に貯留されたチャーCHのチャー貯留高さH1が最上部(天井部52d付近)に達してもチャーCHを計測することができる。したがって、供給ホッパ52内の容積をチャーCHの貯留のために無駄なく使うことができるので、供給ホッパ52を大型化する必要がない。
According to the present embodiment, the following operation and effect can be obtained.
A ceiling detection unit 59 is provided on the ceiling 52d of the supply hopper 52 to detect γ-rays emitted from the cylindrical radiation source unit 57. Thereby, even if the char storage height H1 of the char CH stored in the supply hopper 52 reaches the uppermost portion (near the ceiling 52d), the char CH can be measured. Therefore, the volume in the supply hopper 52 can be used without waste for storing the char CH, and there is no need to increase the size of the supply hopper 52.

コーン部52bに、コーン部用線源部55とコーン部用検出部56を設けることとした。コーン部用線源部55とコーン部用検出部56は、出口部52aの直上に設けられており、供給ホッパ52内の高圧ガスがチャーCHの層を吹き抜けない程度に常に堆積されている高さの領域を設けてあり、この領域は高い確率で常にチャーCHが存在している領域である。したがって、例えば微粉炭の炭種の変更や運転条件が変更されてチャーCHの性状が変化した場合などでも、コーン部用線源部55とコーン部用検出部56によって、常に実際のチャーCHを検出してかさ密度などを計測することができる。そこで、制御部80は、チャーCHの物理量を補正する計測値としてコーン部用検出部56の計測値を用いることとした。これにより、チャーCHの物理量の計測精度を向上させることができる。   The cone section 52b is provided with a cone section source section 55 and a cone section detection section 56. The cone section source section 55 and the cone section detection section 56 are provided directly above the outlet section 52a, and are constantly deposited to such an extent that the high-pressure gas in the supply hopper 52 does not blow through the layer of the char CH. Area is provided, and this area is an area where the char CH always exists with a high probability. Therefore, for example, even when the charcoal type of pulverized coal is changed or the operating conditions are changed to change the properties of the char CH, the actual char CH is always detected by the cone source unit 55 and the cone detecting unit 56. It is possible to detect and measure the bulk density and the like. Therefore, the control unit 80 uses the measurement value of the cone unit detection unit 56 as the measurement value for correcting the physical quantity of the char CH. Thereby, the measurement accuracy of the physical quantity of the char CH can be improved.

入口部52eから供給ホッパ52へのチャーCHの受け入れが開始されたときから、出口部52aの下流側の図示しない出口弁54が開とされる前までの間に検出部56,58,59で計測することとした。これにより、出口弁54が閉とされた状態でチャーCHを受け入れている間は、コーン部52bにおいてチャーCHが乱れることがないので、計測精度を保つことができる。   The detection units 56, 58, and 59 detect the time between when the reception of the char CH from the inlet 52 e to the supply hopper 52 and before the outlet valve 54 (not shown) on the downstream side of the outlet 52 a is opened. It was decided to measure. As a result, while receiving the char CH with the outlet valve 54 closed, the char CH is not disturbed in the cone portion 52b, so that the measurement accuracy can be maintained.

供給ホッパ52内に加圧ガス供給部82からガスを供給することによって供給ホッパ52内に貯留したチャーCHを流動化させるおそれがある。そこで、加圧ガス供給部82から加圧ガスが供給される前に検出部56,58,59によって計測することとした。これにより、チャーCHが流動化して計測精度が低下するタイミングでの計測を回避することができる。   Supplying gas from the pressurized gas supply unit 82 into the supply hopper 52 may cause fluidization of the char CH stored in the supply hopper 52. Therefore, before the pressurized gas is supplied from the pressurized gas supply unit 82, the measurement is performed by the detection units 56, 58, and 59. This makes it possible to avoid the measurement at the timing when the measurement accuracy decreases due to the fluidization of the char CH.

所定時間をおいて複数回計測し、N回以上の計測値を用いて補正用かさ密度を算出することとした。これにより、計測中に例えば運転条件が変更されてN回分のいずれかの計測値に誤差が含まれた場合にも補正用かさ密度に大きな誤差を生じさせずに算出することができる。複数回計測にあたっての所定時間は、チャーCHの受け入れ開始から、受け入れを完了してチャーCHの払い出しを開始する前までの間にN回計測できるよう設定されてもよいし、N回分の受け入れ開始から受け入れを完了してチャーCHの払い出しを開始する前までの計測で設定されてもよい。   The measurement was performed a plurality of times at a predetermined time interval, and the correction bulk density was calculated using the measured values N times or more. Accordingly, even when the operating conditions are changed during the measurement and an error is included in any of the N measured values, the correction bulk density can be calculated without causing a large error. The predetermined time for a plurality of measurements may be set so that the measurement can be performed N times from the start of the reception of the char CH to the completion of the reception and before the payout of the char CH is started. May be set by the measurement from before the completion of the acceptance and before the start of the payout of the char CH.

チャー質量などをGUI(Graphical User Interface)表示することにより、オペレータは従来からの運転で見慣れたチャー質量表示を従来どおりに確認が出来るので、運転監視のモニタリング精度や異常への予知が向上する。   By displaying the char mass and the like on a GUI (Graphical User Interface), the operator can confirm the char mass display that is familiar in the conventional operation as before, so that the monitoring accuracy of operation monitoring and the prediction of abnormalities are improved.

[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について、図6を用いて説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して、供給ホッパ52が複数ある場合の計測に特徴があり、その他は第1実施形態と同様である。したがって、以下では、第1実施形態に対して相違する事項についてのみ説明する。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is characterized in the measurement in the case where there are a plurality of supply hoppers 52 as compared with the first embodiment, and the other is the same as the first embodiment. Therefore, only the differences from the first embodiment will be described below.

本実施形態では、供給ホッパ52がホッパA,B,Cのように複数設けられている。これら3つのホッパA,B,Cは、例えば30分から60分で1周期となるよう順次切り替えながら連続してチャーCHを供給できるように運用されている。なお、ホッパの数は2つ以上であれば良い。   In the present embodiment, a plurality of supply hoppers 52 are provided like hoppers A, B, and C. These three hoppers A, B, and C are operated so as to continuously supply the char CH while sequentially switching, for example, one cycle from 30 minutes to 60 minutes. The number of hoppers may be two or more.

図6に示すように、各供給ホッパ52(ホッパA,B,C)にてチャーCHの受け入れを完了した(ステップS1’)後に、各ホッパA,B,Cにてかさ密度計測を行う(ステップS2’)は、第1実施形態と同様である。
そして、ステップS3’にて、得られた計測値の計測回数がN回以上か否かを判断する(ステップS3’)。ここで、Nは2以上の整数であり、制御部80に固定値として設定できるようになっている。計測回数がN回に満たない場合(NO)は、予め設定した密度(固定値)を制御部80から得て(ステップS20)、ステップS21にて密度計測値の代替値として用いる。計測回数がN回以上の場合(YES)は、ステップS21へと進み、直近N回分のかさ密度計測値を用いて平均値を算出する。
As shown in FIG. 6, after the supply hoppers 52 (hoppers A, B, and C) have completed receiving the char CH (step S1 '), the bulk density is measured in each of the hoppers A, B, and C (see FIG. 6). Step S2 ') is the same as in the first embodiment.
Then, in step S3 ', it is determined whether the number of times of measurement of the obtained measurement value is N or more (step S3'). Here, N is an integer of 2 or more, and can be set as a fixed value in the control unit 80. If the number of measurements is less than N (NO), a preset density (fixed value) is obtained from the control unit 80 (step S20), and is used as a substitute value of the density measurement value in step S21. If the number of times of measurement is N or more (YES), the process proceeds to step S21, and an average value is calculated using the bulk density measured values of the latest N times.

ステップS21で得られた平均のかさ密度計測値を用いて、各ホッパA,B,Cにおいて補正用かさ密度によるかさ密度補正を行い(ステップS5’)、ステップS22にてホッパA,B,Cの補正後のかさ密度の平均値を算出する。このかさ密度平均値は、図5のステップS7に示したように(符号I参照)、制御部80にデータが蓄積され、またステップS6に示したようにチャー質量やチャー貯留高さH1の算出に用いられる。また、かさ密度平均値は、制御部80に蓄積されたデータから得て(符号II参照)、ステップS10’にて用いられる。   Using the average bulk density measurement value obtained in step S21, the hoppers A, B, and C perform bulk density correction using the correction bulk density (step S5 '), and in step S22, hoppers A, B, and C. The average value of the bulk density after correction is calculated. The bulk density average value is stored in the control unit 80 as shown in step S7 of FIG. 5 (see reference numeral I), and the calculation of the char mass and the char storage height H1 as shown in step S6. Used for The bulk density average value is obtained from the data stored in the control unit 80 (see reference numeral II), and is used in step S10 '.

ステップ10’において、ホッパA,B,Cの各チャー貯留高さH1と各チャーCHを受け入れした時間から、各チャー貯留高さH1の変化速度を算出して制御部80に記憶される。ステップS10’では、過去に蓄積された計測データと比較され、ホッパA,B,Cの各かさ密度や各チャー貯留高さH1の変化速度が所定範囲を超えていないか否かを判断する。この各かさ密度や各チャー貯留高さH1の変化速度が所定範囲を超えていた場合(NO)には、異常警報を発する(S11’)。各かさ密度や各高さH1の変化速度が所定範囲を超えていない場合(YES)には、ステップS2’へ戻り計測を続行する。ここで、各かさ密度の所定範囲や各チャー貯留高さH1の変化速度の所定範囲は、設計値や実際の運用値から適宜設定することができる。   In step 10 ′, the change rate of each char storage height H1 is calculated from the char storage height H1 of the hoppers A, B, and C and the time when each char CH is received, and stored in the control unit 80. In step S10 ', it is compared with the measurement data accumulated in the past, and it is determined whether or not the change rates of the bulk densities of the hoppers A, B, and C and the storage heights H1 of the chars do not exceed predetermined ranges. If the changing speed of each bulk density or each char storage height H1 exceeds a predetermined range (NO), an abnormal alarm is issued (S11 '). If the changing speed of each bulk density and each height H1 does not exceed the predetermined range (YES), the process returns to step S2 'and continues the measurement. Here, the predetermined range of each bulk density and the predetermined range of the changing speed of each char storage height H1 can be appropriately set from design values and actual operation values.

本実施形態によれば、複数の供給ホッパ52(ホッパA,B,C)のそれぞれの計測値を用いることとしたので、複数のホッパA,B,Cを順次用いる際に例えば微粉炭の炭種や運転条件などが変化した場合にも大きな誤差を生じさせずに対応することができる。具体的には、3つのホッパA,B,Cに例えば30分から60分毎にチャーCHを受け入れて切替えるので、ホッパA,B,Cへのチャー受入完了3回分の平均値でかさ密度を演算することで、微粉炭の炭種変更やガス化炉の運転状態が変更されてチャーCHの性状の変化があった場合であっても、かさ密度が時間平均されるので、微粉炭の炭種変更やガス化炉の運転状態の変更が経時的に進むことに伴いチャーCHが入れ替わるまでの間にかさ密度の補正が追従することができ、一方では短時間の外乱によるかさ密度の変動を抑制することができる。   According to the present embodiment, the measured values of the plurality of supply hoppers 52 (hoppers A, B, and C) are used. Therefore, when the plurality of hoppers A, B, and C are sequentially used, for example, pulverized coal is used. It is possible to cope with a change in species or operating conditions without causing a large error. More specifically, since the char CH is received and switched to the three hoppers A, B, and C, for example, every 30 to 60 minutes, the bulk density is calculated by the average value of the three times of completion of the char reception to the hoppers A, B, and C. Therefore, even when the coal type of pulverized coal is changed or the operating state of the gasifier is changed, and the properties of the char CH are changed, the bulk density is averaged over time. And the change of the operating state of the gasifier progresses with time, the correction of the bulk density can be followed until the char CH is replaced, while suppressing the fluctuation of the bulk density due to short-time disturbance be able to.

なお、上記の各実施形態では、燃料として石炭を使用したが、高品位炭や低品位炭であっても適用可能であり、また、石炭に限らず、再生可能な生物由来の有機性資源として使用されるバイオマスであってもよく、例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ及びこれらを原料としたリサイクル燃料(ペレットやチップ)などを使用することも可能である。
また、粉体の一例としてチャーCHを用いて説明したが、微粉炭等の他の粉体燃料を含むものでも適用することができる。
粉体を貯留する容器の一例として供給ホッパ52を用いて説明したが、例えば、集塵設備51と供給ホッパ52との間に設けられるビンであっても良い。
In each of the above embodiments, coal is used as a fuel. However, high-grade coal or low-grade coal can be used. The biomass used may be used. For example, it is also possible to use thinned wood, waste wood, driftwood, grass, waste, sludge, tires, and recycled fuel (pellets and chips) using these as raw materials. is there.
In addition, although the description has been made using the char CH as an example of the powder, a powder containing other powder fuel such as pulverized coal can also be applied.
Although the supply hopper 52 has been described as an example of the container for storing the powder, a bin provided between the dust collection facility 51 and the supply hopper 52 may be used, for example.

10 石炭ガス化複合発電設備
11 給炭設備
11a 給炭ライン
14 ガス化炉設備
15 チャー回収設備
16 ガス精製設備
17 ガスタービン
18 蒸気タービン
19 発電機
20 排熱回収ボイラ(温水供給部)
41 圧縮空気供給ライン
42 空気分離設備(窒素供給部)
43 第1窒素供給ライン
45 第2窒素供給ライン
46 チャー戻しライン
47 酸素供給ライン
48 異物除去設備
49 ガス生成ライン
50 粉体計測装置
51 集塵設備
52 供給ホッパ(粉体供給ホッパ)
52a 出口部(粉体出口部)
52b コーン部
52c 円筒部
52d 天井部
52e 入口部(粉体入口部)
53 ガス排出ライン
54 出口弁
55 コーン部用線源部(線源部)
56 コーン部用検出部
57 円筒部用線源部(線源部)
58 円筒部用検出部(検出部)
59 天井部用検出部(検出部)
61 圧縮機
62 燃焼器
63 タービン
64 回転軸
65 圧縮空気供給ライン
66 燃料ガス供給ライン
67 燃焼ガス供給ライン
68 昇圧機
69 タービン
70 排ガスライン
71 蒸気供給ライン
72 蒸気回収ライン
73 復水器
74 ガス浄化設備
75 煙突
80 制御部
82 加圧ガス供給部
83 流動化ガス供給部
101 ガス化炉
102 シンガスクーラ
110 圧力容器
111 ガス化炉壁
115 アニュラス部
116 コンバスタ部
117 ディフューザ部
118 リダクタ部
121 ガス排出口
122 スラグホッパ
126 バーナ
127 バーナ
131 蒸発器
132 過熱器
134 節炭器
154 内部空間
156 外部空間
CH チャー
H1 チャー貯留高さ
H1’ 最低チャー貯留高さ
Reference Signs List 10 Coal gasification combined cycle power plant 11 Coal supply facility 11a Coal supply line 14 Gasifier facility 15 Char recovery facility 16 Gas purification facility 17 Gas turbine 18 Steam turbine 19 Generator 20 Waste heat recovery boiler (hot water supply unit)
41 compressed air supply line 42 air separation equipment (nitrogen supply unit)
43 First nitrogen supply line 45 Second nitrogen supply line 46 Char return line 47 Oxygen supply line 48 Foreign matter removal equipment 49 Gas generation line 50 Powder measuring device 51 Dust collection equipment 52 Supply hopper (powder supply hopper)
52a outlet (powder outlet)
52b Cone 52c Cylindrical 52d Ceiling 52e Inlet (powder inlet)
53 Gas exhaust line 54 Outlet valve 55 Cone source (source)
56 Detector for cone part 57 Source part for cylindrical part (source part)
58 Detection part for cylindrical part (detection part)
59 Ceiling detector (detector)
61 Compressor 62 Combustor 63 Turbine 64 Rotary shaft 65 Compressed air supply line 66 Fuel gas supply line 67 Combustion gas supply line 68 Booster 69 Turbine 70 Exhaust gas line 71 Steam supply line 72 Steam recovery line 73 Condenser 74 Gas purification equipment 75 Chimney 80 Control unit 82 Pressurized gas supply unit 83 Fluidized gas supply unit 101 Gasification furnace 102 Syngas cooler 110 Pressure vessel 111 Gasification furnace wall 115 Annulus unit 116 Combustor unit 117 Diffuser unit 118 Reductor unit 121 Gas outlet 122 Slag hopper 126 Burner 127 Burner 131 Evaporator 132 Superheater 134 Energy saving device 154 Internal space 156 External space CH Char H1 Char storage height H1 'Minimum char storage height

Claims (16)

内部に粉体燃料が貯留された容器内にγ線を照射する線源部と、
前記容器の天井部に設けられて前記線源部から照射されたγ線を検出する天井部用検出部と、
前記天井部用検出部にて得られた計測値を得て前記粉体燃料の物理量を演算する制御部と、
を備えている粉体計測装置。
A radiation source unit for irradiating gamma rays into a container in which powdered fuel is stored,
A ceiling detection unit that is provided on the ceiling of the container and detects γ-rays emitted from the radiation source unit,
A control unit that calculates a physical quantity of the powder fuel by obtaining a measurement value obtained by the ceiling detection unit,
A powder measuring device comprising:
請求項1に記載の粉体計測装置と、
前記粉体計測装置が設けられた前記容器と、
前記容器内に前記粉体燃料が充填された領域に設けられた前記線源部と、
前記容器内に前記粉体燃料が充填された領域に設けられ、前記線源部から照射されたγ線を検出する検出部と、
を備え、
前記制御部は、前記検出部にて得られた計測値を用いて、前記天井部用検出部にて得られた計測値を補正する粉体供給ホッパ。
A powder measuring device according to claim 1,
The container provided with the powder measuring device,
The radiation source unit provided in an area filled with the powdered fuel in the container,
A detection unit that is provided in an area filled with the powdered fuel in the container and detects γ-rays emitted from the radiation source unit,
With
The control unit is a powder supply hopper that corrects a measurement value obtained by the ceiling detection unit using a measurement value obtained by the detection unit.
前記容器の鉛直下方側に設けられ、鉛直下方側に向かって縮径する形状とされたコーン部と、
前記コーン部の下端に設けられ、前記粉体燃料を前記容器の外部へ供給する粉体出口部と、
を備え、
前記線源部は、前記コーン部に設けられたコーン部用線源部を備え、
前記検出部は、前記コーン部用線源部から照射されたγ線を検出するコーン部用検出部を備え、
前記制御部は、前記コーン部用検出部にて得られた計測値を用いて、他の前記検出部にて得られた計測値を補正する請求項2に記載の粉体供給ホッパ。
A cone portion provided on the vertically lower side of the container, and having a shape reduced in diameter toward the vertically lower side,
A powder outlet provided at a lower end of the cone portion and supplying the powdered fuel to the outside of the container;
With
The source unit includes a cone unit source unit provided in the cone unit,
The detection unit includes a cone unit detection unit that detects γ-rays emitted from the cone unit source unit,
3. The powder supply hopper according to claim 2, wherein the control unit corrects a measurement value obtained by another detection unit using a measurement value obtained by the cone unit detection unit. 4.
前記容器内へ粉体燃料を受け入れる粉体入口部と、
前記粉体出口部を通過する前記粉体燃料の流出及び停止を行う出口弁を備え、
前記制御部は、前記出口弁が閉状態とされかつ前記粉体入口部から前記容器内への前記粉体燃料の受け入れ開始から、前記出口弁を開状態とする前までの間に前記コーン部用検出部にて得られた計測値を用いて、他の前記検出部にて得られた計測値を補正する請求項3に記載の粉体供給ホッパ。
A powder inlet for receiving the powder fuel into the container;
An outlet valve that performs outflow and stop of the powder fuel passing through the powder outlet portion,
The controller is configured such that the outlet valve is in a closed state and the cone portion is formed from the start of receiving the powdered fuel from the powder inlet portion into the container until the outlet valve is opened. The powder supply hopper according to claim 3, wherein the measurement values obtained by the other detection units are corrected using the measurement values obtained by the application detection unit.
前記制御部は、前記容器内へ粉体燃料を受け入れる粉体入口部から前記容器内への前記粉体燃料の受け入れが完了した後に前記コーン部用検出部にて得られた計測値を用いて、他の前記検出部にて得られた計測値を補正する請求項3に記載の粉体供給ホッパ。   The control unit uses a measurement value obtained by the cone unit detection unit after the reception of the powder fuel into the container from the powder inlet portion that receives the powder fuel into the container is completed. 4. The powder supply hopper according to claim 3, wherein the measurement value obtained by the other detection unit is corrected. ガスを前記容器内に供給して加圧する加圧ガス供給部を備え、
前記制御部は、前記加圧ガス供給部から前記ガスが供給される前に得られた前記コーン部用検出部にて得られた計測値を用いて、他の前記検出部の計測値を補正する請求項4又は5に記載の粉体供給ホッパ。
A pressurized gas supply unit that supplies gas into the container and pressurizes the container,
The control unit corrects the measurement values of the other detection units using measurement values obtained by the cone unit detection unit obtained before the gas is supplied from the pressurized gas supply unit. The powder supply hopper according to claim 4 or 5, wherein
前記制御部は、所定時間をおいて複数回計測した複数の計測値を用いて演算する請求項2から6のいずれかに記載の粉体供給ホッパ。   The powder supply hopper according to any one of claims 2 to 6, wherein the control unit performs calculation using a plurality of measurement values measured a plurality of times at predetermined time intervals. 前記粉体計測装置を備えた前記容器が複数設けられ、
前記制御部は、複数の前記容器のぞれぞれの前記検出部の計測値を用いて演算する請求項2から7のいずれかに記載の粉体供給ホッパ。
A plurality of the containers provided with the powder measuring device are provided,
The powder supply hopper according to any one of claims 2 to 7, wherein the control unit calculates using a measurement value of the detection unit for each of the plurality of containers.
前記制御部は、前記粉体燃料の前記物理量と記憶した過去の前記物理量との差異が所定値以上となった場合に警報を出力する請求項2から8のいずれかに記載の粉体供給ホッパ。   The powder supply hopper according to any one of claims 2 to 8, wherein the control unit outputs an alarm when a difference between the physical quantity of the powder fuel and the stored physical quantity in the past is equal to or greater than a predetermined value. . 前記制御部は、前記粉体燃料の前記物理量および/または前記物理量の変化速度が所定範囲から外れた場合に警報を出力する請求項2から9のいずれかに記載の粉体供給ホッパ。   The powder supply hopper according to any one of claims 2 to 9, wherein the control unit outputs an alarm when the physical quantity of the powdered fuel and / or a change rate of the physical quantity is out of a predetermined range. 前記検出部にて得られた計測値を補正して、チャー質量をGUI表示する請求項2から10のいずれかに記載の粉体供給ホッパ。   The powder supply hopper according to any one of claims 2 to 10, wherein the measured value obtained by the detection unit is corrected, and the char mass is displayed on a GUI. 請求項2から11のいずれかに記載された粉体供給ホッパと、
前記粉体供給ホッパから導かれた前記粉体燃料をガス化するガス化炉と、
を備えているガス化炉設備。
A powder supply hopper according to any one of claims 2 to 11,
A gasifier for gasifying the powder fuel guided from the powder supply hopper,
Gasifier facilities equipped with.
請求項12に記載のガス化炉設備と、
前記ガス化炉設備で生成した生成ガスの少なくとも一部を燃焼させることで回転駆動するガスタービンと、
前記ガスタービンから排出されたタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラで生成した蒸気により回転駆動する蒸気タービンと、
前記ガスタービンおよび/または前記蒸気タービンと回転連結された発電機と、
を備えているガス化複合発電設備。
Gasification furnace equipment according to claim 12,
A gas turbine that is rotationally driven by burning at least a part of the generated gas generated by the gasification furnace equipment,
A steam turbine rotationally driven by steam generated by an exhaust heat recovery boiler for introducing turbine exhaust gas discharged from the gas turbine,
A generator rotatably connected to the gas turbine and / or the steam turbine;
Gasification combined cycle power plant equipped with.
内部に粉体燃料が貯留された容器内にγ線を照射し、
照射されたγ線を前記容器の天井部で検出し、
検出した計測値を得て前記粉体燃料の物理量を演算する粉体計測方法。
Irradiate gamma rays inside the container where the powdered fuel is stored,
Detecting the irradiated γ-rays at the ceiling of the container,
A powder measurement method for calculating a physical quantity of the powder fuel by obtaining a detected measurement value.
内部に粉体燃料が貯留された容器内にγ線を照射し、
照射されたγ線を検出した計測値を得て前記粉体燃料の物理量を演算する粉体計測方法であって、
前記粉体燃料の流出及び停止を行う出口弁が閉状態とされ、かつ前記容器内へ粉体燃料を受け入れる粉体入口部から前記容器内への前記粉体燃料の受け入れ開始から、前記出口弁を開状態とする前までの間に得られた前記計測値を用いて演算を行う粉体計測方法。
Irradiate gamma rays inside the container where the powdered fuel is stored,
A powder measurement method for calculating a physical quantity of the powder fuel by obtaining a measurement value of detecting the irradiated γ-ray,
An outlet valve for performing the outflow and stop of the powder fuel is closed, and the outlet valve starts from the start of receiving the powder fuel into the container from the powder inlet port for receiving the powder fuel into the container. A powder measuring method for performing an arithmetic operation using the measured values obtained before the device is opened.
所定時間をおいて複数回計測した複数の計測値を用いて演算する請求項15に記載の粉体計測方法。   16. The powder measuring method according to claim 15, wherein the calculation is performed using a plurality of measurement values measured a plurality of times after a predetermined time.
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