JP2020112311A - バーナ、バーナシステム、ガス化複合発電設備、及びバーナの移動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バーナ本体挿入時のバーナ本体の先端位置の誤差変位を少なくすることができるバーナを提供する。【解決手段】バーナ１６１は、バーナ本体１６２と、バーナ本体１６２が移動する軸線方向と平行となるように配置されてバーナ本体１６２の移動を駆動する複数の駆動シリンダ１６３と、バーナ本体１６２と複数の駆動シリンダ１６３とを接続する接続部材と、バーナ本体１６２と接続部材との間に設けられ、軸線Ｘ方向の相対移動を拘束するとともに軸線Ｘ方向に直交する方向の相対移動を許容する嵌合部材１７０と、を備える。【選択図】図３

Description

本開示は、バーナ、バーナシステム、ガス化複合発電設備、及びバーナの移動方法に関するものである。

ガス化炉設備として、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。

ガス化炉に設けられるバーナのうち、ガス化炉内のスラグを溶融するスラグ溶融バーナは、一般にガス化炉のリダクタ部の下部に設けたコンバスタ部に設置される。スラグ溶融バーナは、外筒と内筒（スラグ溶融バーナ本体）とを有する多重管構造となっている。スラグ溶融バーナを点火して使用する時には、スラグ溶融バーナの先端位置はガス化炉壁内側の所定位置に誤差が少なくなるよう配置されるとともに、炉内側に挿入される長さ部分が長尺となる。スラグ溶融バーナは、使用しない時には、ガス化炉壁内側に挿入されている部分をガス化炉壁内の高温雰囲気による損傷を抑制できるようガス化炉壁付近の所定位置まで炉外側から操作して引き抜くことができるように構成されている。これにより、ガス化炉壁内側に挿入されるスラグ溶融バーナの先端部分は、スラグ溶融バーナの使用時はガス化炉壁内側へ挿入して点火され、不使用時は、ガス化炉壁付近に引っ込まれた状態で待機されることで、ガス化炉壁内の熱による損傷を抑制している。

バーナ等の抜き差しを行う抜き差し装置については、例えば下記特許文献１〜２のような技術が報告されている。特許文献１には、駆動用シリンダ及びピストンロッドが、抜差装置支持金物及び固定金物により支持されており、抜差装置支持金物は外筒を介してしゃ断弁に接続される構成が開示されている。特許文献２には、伝達部材に嵌め合う保持部により既設管の軸心と引込み装置の軸心を一致させる構造が開示されている。

特開昭６２−２２５８０９号公報 特許第３４１０９７９号公報

ここで、スラグ溶融バーナのバーナ本体を抜き差し装置によりガス化炉壁内側へ抜き差し移動するにあたり、バーナ本体の抜き差し移動する長手軸方向に対して、抜き差し装置における駆動シリンダの推力方向が一致しない場合には、抜き差し装置とバーナ本体との各接続部に、曲げモーメントによる応力が発生して抜き差し装置とバーナ本体との各接続部に負荷が生じる。また、駆動シリンダを複数設けてバーナ本体を抜き差し移動する際には相互が同期せずに、駆動シリンダの推力方向が、バーナ本体が抜き差し移動する長手軸方向に対して交差する方向へ偏角する（ガタつく）ことで、バーナ本体の抜き差し移動がスムーズに行われない可能性がある。

また、駆動シリンダの推力方向とバーナ本体の抜き差し移動する長手軸方向との不一致から、生じる偏角が少ない偏角であっても、スラグ溶融バーナのようにバーナ本体の先端を挿入する長さが長尺のバーナである場合、バーナ本体の先端位置の誤差変位が大きくなるため、バーナ本体挿入時の位置管理精度を高める必要があり、管理が難しくなる。従って、バーナ本体の先端の挿入時の位置が目的の所定位置に向けて燃料を噴出することができない位置である場合は、スラグ溶融バーナを使用する時のスラグを溶融する効果が十分に発揮されなくなり、ガス火炉の性能が低下する恐れがある。

このように、バーナの先端を挿入する長さが長尺となるバーナ本体の先端を抜き差し移動するにあたり、バーナ本体に曲げモーメントを発生させたり、バーナ本体を抜き差し移動方向となる長手軸方向に対して交差する方向に偏角させたりしないようにする工夫が必要とされていた。

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、バーナ本体挿入時のバーナ本体の先端位置の誤差変位を少なくすることができるバーナ、該バーナを備えたバーナシステム及びガス化複合発電設備、及びバーナの移動方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示は以下の手段を採用する。
本開示のバーナは、バーナ本体と、前記バーナ本体が移動する軸線方向と平行となるように配置されて該バーナ本体の移動を駆動する複数の駆動シリンダと、前記バーナ本体と複数の前記駆動シリンダとを接続する接続部材と、前記バーナ本体と前記接続部材との間に設けられ、前記軸線方向の相対移動を拘束するとともに該軸線方向に直交する方向の相対移動を許容する嵌合部材と、を備える。

本開示のバーナにおいては、バーナ本体の軸線方向への移動を可能とする。バーナ本体の先端の移動方向である軸線方向と平行となるように配置されて、該バーナ本体の移動を駆動する複数の駆動シリンダが、接続部材（サポート部）によってバーナ本体と接続されている。そして、バーナ本体と接続部材との間に、軸線方向の相対移動を拘束するとともに該軸線方向に直交する方向の相対移動を許容する嵌合部材（キー）が設けられている。嵌合部材がバーナ本体の軸線方向の相対移動を拘束することにより、複数の駆動シリンダの推力が生じる推力方向がバーナ本体の軸線方向と合致するため、複数の駆動シリンダの推力をスムーズにバーナ本体に伝達することができる。また、嵌合部材がバーナ本体の軸線方向に直交する方向の相対移動を許容することとした。このため、組付け誤差等が生じたとしても、軸線方向と駆動シリンダの推力方向との差である偏角の発生を抑制することができる。例えば、スラグ溶融バーナのようにバーナ本体の先端を挿入する長さが長尺であるバーナの場合、使用時と不使用時のバーナ本体の先端位置を変更させる等の理由で、ガス化炉壁内側からガス化炉壁付近に引き抜かれたバーナ本体の先端を再度ガス化炉壁内側へ挿入するときがある。このときのバーナ本体の軸線方向（バーナ本体の炉内への抜き差し移動方向）からの駆動シリンダの推力方向との偏角（例えば、ガタつき）を極力少なくすることができる。これにより、バーナ本体挿入時の先端位置の誤差変位を少なくすることができる。従って、目的の位置に向けてバーナ本体の先端から燃料を噴出させることが容易となり、スラグを好適に溶融することができる。

上記バーナにおいて、前記バーナ本体の外周側面に形成されたバーナ本体側溝と、前記接続部材における前記バーナ本体の前記外周側面と対向する面に、前記バーナ本体側溝と対向する位置に形成された接続部材側溝と、をさらに備え、前記嵌合部材は、前記バーナ本体側溝及び前記接続部材側溝に嵌合固定されることが好ましい。

このように、嵌合部材をバーナ本体のバーナ本体側溝及び接続部材の接続部材側溝に嵌合固定することで、互いに対向する側面が凹部で形成されるとともに嵌合部材を凹部に嵌め込まれる凸部として形成するキー構造を採用することとした。これにより、簡易な構造で複数の駆動シリンダの推力をよりスムーズにバーナ本体に伝達することができる。

上記バーナにおいて、複数の前記駆動シリンダに接続する前記接続部材を前記軸線方向へ移動させる１つの電動モータを備えることが好ましい。

本開示のバーナにおいては、複数の駆動シリンダを１つの電動モータで移動させるとともに、１つの電動モータで停止させることとしたので、複数の駆動シリンダを同期させて一括して駆動し、複数の駆動シリンダに接続する接続部材の軸線方向の移動を確実に停止させることができる。

上記バーナにおいて、複数の前記駆動シリンダのそれぞれには、各前記駆動シリンダの軸線方向への変位を検出するとともに、押下されることで複数の前記駆動シリンダの停止に関する停止信号を送信するリミットスイッチが設けられており、前記電動モータが前記リミットスイッチの出力に基づいて複数の前記駆動シリンダの移動を停止させることが好ましい。

複数の駆動シリンダのそれぞれに、複数の駆動シリンダの軸線方向の変位を検出して駆動シリンダの移動を停止するリミットスイッチを設けることで、複数の駆動シリンダを同期させて同時に停止させることが可能となる。これにより、バーナ本体の軸線方向への移動を精度良く停止させることが可能となる。リミットスイッチの制御は、例えば駆動シリンダの軸線方向の移動に追従して移動するストライカによって行う構成とすることができる。

また、本開示は、上述のバーナと、複数の前記駆動シリンダの前記軸線方向の移動を制御する制御部と、を備えるバーナシステムを提供する。

本開示のバーナシステムは、バーナ本体と複数の駆動シリンダとが接続部材により接続され、バーナ本体と接続部材との間に、軸線方向の相対移動を拘束するとともに該軸線方向に直交する方向の相対移動を許容する嵌合部材（キー）が設けられたバーナを備えている。従って、例えば使用時と不使用時のバーナ本体の先端位置を変更させる等の理由で、ガス化炉壁内側からガス化炉壁付近に引き抜かれたバーナ本体の先端を再度ガス化炉壁内側へ挿入する制御を行ったとしても、バーナ本体の軸線方向（バーナ本体の炉内への抜き差し移動方向）からの駆動シリンダの推力方向との偏角（例えば、ガタつき）を極力少なくすることができる。これにより、バーナ本体挿入時の先端位置の誤差変位を少なくすることができる。従って、目的の位置に向けてバーナ本体の先端から燃料を噴出させることが容易となり、スラグを好適に溶融することができる。

また、本開示は、炭素を含有する炭素含有固体燃料を部分燃焼させてガス化するガス化炉と、該ガス化炉に設けられる上述のバーナと、前記ガス化炉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、を備えるガス化複合発電設備を提供する。

本開示のガス化複合発電設備であれば、上述のバーナを備えているため、バーナの先端から所定の目標位置へ燃料を噴出し、スラグを好適に溶融することができる。これにより、信頼性の高いガス化複合発電設備となる。

また、本開示は、バーナ本体と、前記バーナ本体が移動する軸線方向と平行となるように配置されて該バーナ本体の移動を駆動する複数の駆動シリンダと、前記バーナ本体と複数の前記駆動シリンダとを接続する接続部材と、前記バーナ本体と前記接続部材との間に設けられ、前記軸線方向の相対移動を拘束するとともに該軸線方向に直交する方向の相対移動を許容する嵌合部材と、を備えるバーナの移動方法において、複数の前記駆動シリンダを複数の前記駆動シリンダの軸線方向に移動させることで、前記バーナ本体を前記バーナ本体の前記軸線方向に移動させる移動工程を有するバーナの移動方法を提供する。

本開示のバーナの移動方法においては、バーナ本体の先端の移動方向である軸線方向と平行となるように配置されて該バーナ本体の移動を駆動する複数の駆動シリンダが、接続部材（サポート部）によってバーナ本体と接続されているバーナを用いる。そして、このバーナにおいては、バーナ本体と接続部材との間に、軸線方向の相対移動を拘束するとともに該軸線方向に直交する方向の相対移動を許容する嵌合部材（キー）が設けられている。嵌合部材がバーナ本体の軸線方向の相対移動を拘束することにより、複数の駆動シリンダの推力により生じる移動方向がバーナ本体の軸線方向と合致するため、移動工程において複数の駆動シリンダの推力をスムーズにバーナ本体に伝達することができる。また、嵌合部材がバーナ本体の軸線方向に直交する方向の相対移動を許容することとしたので、組付け誤差等が生じたとしても、軸線方向と駆動シリンダの推力方向との差である偏角を抑制することができる。例えば、スラグ溶融バーナのようにバーナ本体の先端を挿入する長さが長尺であるバーナの場合、使用時と不使用時のバーナ本体の先端位置を変更させる等の理由で、ガス化炉壁内側からガス化炉壁付近に引き抜かれたバーナ本体の先端を再度ガス化炉壁内側へ挿入するときのバーナ本体の軸線方向（バーナ本体の炉内への抜き差し移動方向）からの駆動シリンダの推力方向との偏角（例えば、ガタつき）を極力少なくすることができる。これにより、バーナ本体挿入時の先端位置の誤差変位を少なくすることができる。従って、目的の位置に向けてバーナ本体の先端から燃料を噴出させることが容易となり、スラグを好適に溶融することができる。

本開示のバーナによれば、バーナ本体の抜き差し移動する軸線方向からの駆動シリンダの推力方向との偏角を極力少なくすることができる。このため、バーナ本体挿入時の先端位置の誤差変位を少なくすることができる。

本開示の一実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備を示す概略構成図である。 図１のガス化炉設備を示した概略構成図である。 本開示の一実施形態に係るバーナの構成を示す上面図である。 嵌合部材がバーナ本体と接続部材との間に嵌合されるイメージを示す斜視図である。 図３の嵌合部材近傍の構成を示す縦断面図である。 本開示の一実施形態に係るバーナにおけるボールねじ駆動部近傍の構成を示す斜視図である。 図３の駆動シリンダ及びロッド部の構成を示す概略上断面図である。

以下に、本開示に係るバーナ、バーナシステム、ガス化複合発電設備、及びバーナの移動方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、上方とは鉛直方向の上方向を、下方とは鉛直方向の下方向を示している。

〔石炭ガス化複合発電設備（ガス化複合発電設備）〕
以下、本開示の一実施形態に係るバーナについて、図面を用いて説明する。
図１は、本実施形態に係るバーナを適用した石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。

本実施形態に係るガス化炉設備１４が適用される石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｏａｌ Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｃｙｃｌｅ）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、本実施形態の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。

石炭ガス化複合発電設備（ガス化複合発電設備）１０は、図１に示すように、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。

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。

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。

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。更に、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。

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生成ガスライン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、生成ガスライン４９にシンガスクーラ１０２（ガス冷却器）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。

チャー回収設備１５は、集塵設備５１と供給ホッパ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。

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（Ｈ_２Ｓ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。

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。従って、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。

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。従って、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。

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。

ここで、本実施形態の石炭ガス化複合発電設備１０の作動について説明する。

本実施形態の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。更に、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。

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から生成ガスライン４９を通って排出され、チャー回収設備１５に送られる。

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。

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。

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排熱回収ボイラ２０への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。

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。

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。

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。

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。

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は例えば円筒形状で、ガス化炉壁１１１のディフューザ部１１７も例えば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。

ガス化炉壁１１１は、圧力容器１１０の内部を内部空間１４４と外部空間１４６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、各種バーナが挿入され、内部空間１４４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。

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１４６であり、例えば、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。

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いる。本実施形態では、コンバスタ部１１６におけるガス化炉壁１１１には、炉内上方側から順に設けられた、例えば、複数のチャーバーナ１２５、複数のコンバスタ系微粉炭バーナ（バーナ）１２６、複数のスラグ溶融バーナ１２８、点火トーチ１２９及び軽油バーナ１３０からなる燃焼装置が配置されている。スラグ溶融バーナ１２８は、生成された固化スラグを溶融するためのものである。スラグ溶融バーナ１２８の先端は、炉内中央付近に向けて１ｍ〜１．５ｍ程度挿入されており、挿入される先端の部分の長さが長尺な構造となっている。点火トーチ１２９及び軽油バーナ１３０はガス化炉１０１の起動に使用されるものである。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。

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酸化燃焼させて、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、複数のリダクタ系微粉炭バーナ（バーナ）１２７からなる燃焼装置が配置されている。

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。

ここで、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のチャーバーナ１２５及びバーナ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酸化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。

次に、図３を示して本実施形態に係るバーナについて説明する。本実施形態に係るバーナは、例えば図２のスラグ溶融バーナ１２８に適用される。

図３は、本実施形態に係るバーナの構成を示す上面図である。図３中、紙面右方向は炉外側を示し、紙面左方向は炉内側を示している。本実施形態のバーナ１６１は、バーナ本体（内筒）１６２と、バーナ本体１６２の先端部の移動方向となる軸線Ｘ方向と平行となるように配置されてバーナ本体１６２の移動を駆動する複数（本実施形態では、バーナ本体１６２を挟むようにバーナ本体１６２の軸線Ｘから水平左右方向に２台）の駆動シリンダ１６３とを備えている。バーナ本体１６２の炉内側の部分は、その外周がフランジ部１８６を介して外筒１６４により覆われている。

２台の駆動シリンダ１６３は中空構造となっており、それぞれ内部にロッド部１６５が摺動可能に挿入されている。各ロッド部１６５の炉外側端部は駆動シリンダ１６３の炉外側端部よりも突出しており、後述する接続部材１６６にリンクピン１６７を接続することによってリンクピン１６７を中心にして回動可能に固定されている。各駆動シリンダ１６３の炉内側端部は、ボールねじ駆動部１６８に接続されている。

駆動シリンダ１６３のそれぞれには、各駆動シリンダ１６３の軸線Ｘ方向から交差する方向への変位を検出し、各駆動シリンダ１６３の停止を制御する（押下されることで各駆動シリンダ１６３の停止に関する停止信号を送信する）リミットスイッチ１６９が軸線Ｘ方向の異なる位置（本実施形態では各駆動シリンダ１６３の炉内側及び炉外側で所定の間隔を空けた２箇所、即ち、バーナ１６１に対して計４箇所）に設けられている。本実施形態では、４箇所のリミットスイッチ１６９のいずれかの出力に基づいて、２台の駆動シリンダ１６３の移動が一括で停止されるように構成されている。

バーナ本体１６２と２台の駆動シリンダ１６３とは、炉外側にて接続部材（サポート部）１６６により接続されている。バーナ本体１６２と接続部材１６６との間には、バーナ本体１６２の軸線Ｘ方向の相対移動を拘束するとともに、軸線Ｘ方向に交差する鉛直方向の相対移動を許容する嵌合部材（キー）１７０が設けられている。本実施形態においては、嵌合部材１７０は、バーナ本体１６２の軸線Ｘに対して水平左右両方向に２つ設けられている。嵌合部材１７０の材質は、例えば機械構造用炭素鋼（Ｓ２５Ｃ）等である。

次に、図４Ａ及び図４Ｂを示して、本実施形態における嵌合部材がバーナ本体と接続部材との間に嵌合される構成についてより詳細に説明する。
図４Ａは、嵌合部材がバーナ本体と接続部材との間に嵌合されるイメージを示す斜視図である。図４Ｂは、図３の嵌合部材近傍の構成を示す縦断面図である。なお、図４Ａ及び図４Ｂ中の図３と同じ構成については、図３と同じ符号を付記し、その詳細な説明を割愛する。

図４Ａに示すように、嵌合部材１７０は直方体状の板状部材となっている。バーナ本体１６２の外周側両面にはバーナ本体側溝１７１が形成されており、接続部材１６６におけるバーナ本体１６２の外周側面と対向する面には、バーナ本体側溝１７１と対向する位置に接続部材側溝１７２が形成されている。バーナ本体側溝１７１の開口及び接続部材側溝１７２の開口の形状は、嵌合部材１７０の形状と対応させるため、長方形となっており接続部材１６６の底部（下面）まで貫通している。嵌合部材１７０は、バーナ本体側溝１７１及び接続部材側溝１７２に両側部が鉛直上下方向から差し込まれた状態で嵌合され、抜け落ちないようにバーナ本体側溝１７１または接続部材側溝１７２で固定されている。

図４Ｂに示すように、接続部材１６６は例えば、横Ｈ字形状の一体の部材となっており、左右にそれぞれ２つの端部１８５が延びている。接続部材１６６の中心部には円形状の開口部１７３が形成されている。開口部１７３にはバーナ本体１６２が挿入されており、バーナ本体１６２の左右両側には２つの嵌合部材１７０が鉛直上下方向から差し込まれて嵌合固定されている。また、接続部材１６６の端部１８５の４箇所には、リンクピン１６７（図３参照）を挿入するためのピン穴１７４が形成されており、接続部材１６６の左右両側に上述の駆動シリンダ１６３のロッド部１６５が長手軸方向への直線移動を可能にするよう、リンクピン１６７で固定される。また、リンクピン１６７を中心にして回動可能に固定されることで、バーナ本体１６２と接続部材１６６との軸線Ｘ方向に鉛直方向の相対移動を許容することを妨げない。

次に、図５を示して、本実施形態におけるバーナの移動機構についてより詳細に説明する。
図５は、本実施形態に係るバーナにおけるボールねじ駆動部近傍の構成を示す斜視図である。また、図５中の回転矢印は各駆動軸の回転方向を示し、図５中の直線矢印はバーナの引き抜き移動方向（炉外方向）を示す。

図５に示すように、各ボールねじ駆動部１６８は、鉛直下方に接続された駆動軸１７５を介してギアボックス１７６に接続され、各ギアボックス１７６に対して水平方向に接続された駆動軸１７７を介してギアボックス１７８に合流される。ギアボックス１７８には炉内側に駆動軸１７９を介して（ブレーキ付き）電動モータ１８０が１つ接続されている。このように、ギアボックス１７８及び電動モータ１８０はバーナ１６１の下方に配置される。また、駆動シリンダ１６３、ギアボックス１７８、及び電動モータ１８０は不図示の架台に固定され、バーナ１６１の外筒１６４は架台上に設置される。

電動モータ１８０は、各駆動シリンダ１６３内に収納されたロッド部１６５（図３参照）を軸線Ｘ方向へ移動させるとともに、上述のリミットスイッチ１６９の出力に基づいて、駆動シリンダ１６３を停止するように構成されている。電動モータ１８０の回転は、ギアボックス１７８から、駆動軸１７７、ギアボックス１７６、駆動軸１７５を介して、各ボールねじ駆動部１６８に同期を合致させた回転駆動力を伝達する。同期した各ボールねじ駆動部１６８を介して、各駆動シリンダ１６３は同期を合致させて直進駆動されて推力を発生し、接続部材１６６を移動する。

次に、図６を示して、本実施形態の駆動シリンダ及びロッド部の構成についてより詳細に説明する。
図６は、図３の駆動シリンダ及びロッド部を示す概略上断面図である。なお、図６中の図３と同じ構成については、図３と同じ符号を付記し、その詳細な説明を割愛する。また、図６中の両矢印はストライカの移動方向を示し、回転矢印はボールねじの回転方向を示している。

図６に示すように、ロッド部１６５は炉内側が例えば中空の構造となっており、内部にボールねじ１８１が挿入されている。このボールねじ１８１は、ロッド部１６５の炉内側端部の内周面に形成されたナット１８２により回転可能に保持されている。ロッド部１６５の外周面には駆動シリンダ１６３の軸線Ｘ方向の移動に追従して駆動シリンダ１６３の外側を移動するストライカ１８３が接続されている。ストライカ１８３は各駆動シリンダ１６３につき１つ設けられている。ストライカ１８３は、ロッド部１６５と一緒に移動することで直進移動するロッド部１６５の位置管理を行う。ストライカ１８３が移動してリミットスイッチ１６９に接離することにより、リミットスイッチ１６９のＯＮ／ＯＦＦが制御される。

ボールねじ１８１の炉内側はギア１８４に接続されており、図５の電動モータ１８０からの回転駆動力はギア１８４によってボールねじ１８１に伝達される。具体的には、図５の電動モータ１８０が回転すると、その回転駆動力がギア１８４によってボールねじ１８１に伝達され、ナット１８２及びロッド部１６５が直線移動してロッド部１６５の先端が駆動シリンダ１６３に対して伸縮する。このようにして、ボールねじ１８１及びナット１８２の回転力はロッド部１６５の直線運動に変換される。

〔バーナシステム〕
次に、本実施形態に係るバーナシステムについて説明する。
なお、以下では、バーナシステムとして、図３に示すバーナ１６１を制御する制御部を備えたものを一例として説明するが、これに限定されない。

本実施形態のバーナシステムは、上述のバーナ１６１と、複数の駆動シリンダ１６３の軸線Ｘ方向の移動を制御する制御部１８７を備える。制御部１８７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。

上記バーナシステムにおいて、例えばバーナの不使用等の理由でバーナ本体１６２の先端をガス化炉壁１１１内側から引き抜き移動する場合、制御部１８７により、駆動シリンダ１６３を駆動シリンダ１６３の軸線Ｘ方向に沿ってガス化炉壁１１１付近に向かって移動させる。これにより、駆動シリンダ１６３の推力が接続部材１６６を介してバーナ本体１６２に伝達され、バーナ本体１６２の先端がガス化炉壁１１１内側からガス化炉壁１１１付近へ軸線Ｘに沿って引き抜かれる方向に移動される。

一方、バーナを使用時等の理由でバーナ本体１６２の先端をガス化炉壁１１１内側へ挿入する場合、制御部１８７により、駆動シリンダ１６３を駆動シリンダ１６３の軸線Ｘ方向に沿ってガス化炉壁１１１内側に向かって移動させる。これにより、駆動シリンダ１６３の推力が接続部材１６６を介してバーナ本体１６２に伝達され、バーナ本体１６２の先端がガス化炉壁１１１内側へガス化炉壁１１１付近から軸線Ｘに沿って挿入される方向に移動される。

〔バーナの移動方法〕
次に、本実施形態に係るバーナの移動方法について説明する。
なお、以下では、図３に示すバーナ１６１を用いてバーナ１６１の移動を行う場合を一例として説明するが、これに限定されない。

（移動工程）
移動工程においては、複数の駆動シリンダ１６３を駆動シリンダ１６３の軸線Ｘ方向に移動させることで、バーナ本体１６２をバーナ本体１６２の軸線Ｘ方向に沿って移動させる。

例えば、不使用時等の理由でバーナ本体１６２の先端をガス化炉壁１１１内側からガス化炉壁１１１付近へ引き抜く場合、駆動シリンダ１６３を駆動シリンダ１６３の軸線Ｘ方向に沿って炉外側に向かって移動させる。これにより、駆動シリンダ１６３の推力が接続部材１６６を介してバーナ本体１６２に伝達され、バーナ本体１６２が炉内から炉外側へ軸線Ｘに沿って引き抜かれる方向に移動される。

一方、使用等の理由でバーナ本体１６２の先端をガス化炉壁１１１内側へ挿入する場合、駆動シリンダ１６３を駆動シリンダ１６３の軸線Ｘ方向に沿ってガス化炉壁１１１内側に向かって移動させる。これにより、駆動シリンダ１６３の推力が接続部材１６６を介してバーナ本体１６２に伝達され、バーナ本体１６２の先端がガス化炉壁１１１内側へガス化炉壁１１１付近から軸線Ｘに沿って挿入される方向に移動される。

以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態のバーナ１６１においては、バーナ本体１６２の先端部の移動方向である軸線Ｘ方向と平行となるように配置されて、バーナ本体１６２の移動を駆動する複数の駆動シリンダ１６３が、接続部材（サポート部）１６６によってバーナ本体１６２と接続されている。そして、バーナ本体１６２と接続部材１６６との間に、軸線Ｘ方向の相対移動を拘束するとともに該軸線Ｘ方向に交差する直交方向の相対移動を許容する嵌合部材（キー）１７０が設けられている。嵌合部材１７０がバーナ本体１６２の軸線Ｘ方向の相対移動を拘束することにより、複数の駆動シリンダ１６３の推力が生じる推力方向がバーナ１６１の軸線Ｘ方向と合致するため、複数の駆動シリンダ１６３の推力をスムーズにバーナ本体１６２に伝達することができる。また、嵌合部材１７０がバーナ本体１６２の軸線Ｘ方向に交差する直交方向の相対移動を許容することとした。このため、組付け誤差等が生じたとしても、軸線Ｘ方向と駆動シリンダ１６３の推力方向との差である偏角の発生を抑制することができる。例えば、スラグ溶融バーナのようにバーナ本体１６２の先端を挿入する長さが長尺であるバーナ１６１の場合、使用時と不使用時のバーナ本体１６２の先端位置を変更させる等の理由でガス化炉壁１１１内側からガス化炉壁１１１付近に引き抜かれたバーナ本体１６２の先端を再度ガス化炉壁１１１内側へ挿入するときにおけるバーナ本体１６２の軸線Ｘ方向（バーナ本体１６２の炉内への抜き差し移動方向）からの駆動シリンダ１６３の推力方向との偏角（例えば、ガタつき）を極力少なくすることができる。これにより、バーナ本体１６２挿入時の先端位置の誤差変位を少なくすることができる。従って、目的の位置に向けてバーナ本体１６２の先端から燃料を噴出させることが容易となり、スラグを好適に溶融することができる。

嵌合部材１７０をバーナ本体１６２のバーナ本体側溝１７１及び接続部材１６６の接続部材側溝１７２に嵌合固定することで、互いに対向する側面が凹部で形成されるとともに嵌合部材１７０を凹部に嵌め込まれる凸部として形成するキー構造を採用することとした。これにより、簡易な構造で複数の駆動シリンダ１６３の推力をよりスムーズにバーナ本体１６２に伝達することができる。

本実施形態のバーナ１６１においては、複数の駆動シリンダ１６３に接続する接続部材１６６を１つの電動モータ１８０で移動させるとともに、１つの電動モータ１８０で停止させることとしたので、複数の駆動シリンダ１６３を同期させて一括して駆動し、複数の駆動シリンダ１６３に接続する接続部材１６６の軸線Ｘ方向の移動を確実に停止させることができる。

複数の駆動シリンダ１６３のそれぞれに、複数の駆動シリンダ１６３の軸線Ｘ方向の変位を検出して駆動シリンダ１６３の移動を停止させるリミットスイッチ１６９を設けることで、複数の駆動シリンダ１６３を同期させて同時に停止させることが可能となる。これにより、バーナ本体１６２を精度良く停止させることが可能となる。リミットスイッチ１６９の制御は、例えば駆動シリンダ１６３の軸線Ｘ方向の移動に追従して移動するストライカ１８３によって行う構成とすることができる。

本実施形態のバーナシステムであれば、例えば使用時と不使用時のバーナ本体の先端位置を変更させる等の理由でガス化炉壁１１１内側からガス化炉壁１１１付近へ引き抜かれたバーナ本体１６２の先端を再度ガス化炉壁１１１内側へ挿入する制御を行ったとしても、バーナ本体１６２の軸線Ｘ方向（バーナ本体１６２のガス化炉壁１１１内側への抜き差し移動方向）から駆動シリンダ１６３の推力方向との偏角（例えば、ガタつき）を極力少なくすることができる。これにより、バーナ本体１６２挿入時の先端位置の誤差変位を少なくすることができる。従って、目的の位置に向けてバーナ本体１６２の先端から燃料を噴出させることが容易となり、スラグを好適に溶融することができる。

本実施形態のガス化複合発電設備１０であれば、上述のバーナ１６１を備えているため、バーナ１６１の先端から所定の目標位置へ燃料を噴出し、スラグを好適に溶融することができる。これにより、信頼性の高いガス化複合発電設備１０となる。

本実施形態のバーナの移動方法においては、バーナ本体１６２の先端の移動方向である軸線Ｘ方向と平行となるように配置されて、バーナ本体１６２の移動を駆動する複数の駆動シリンダ１６３が、接続部材（サポート部）１６６によってバーナ本体１６２と接続されているバーナ１６１を用いる。そして、このバーナ１６１においては、バーナ本体１６２と接続部材１６６との間に、軸線Ｘ方向の相対移動を拘束するとともに該軸線Ｘ方向に交差する直交方向の相対移動を許容する嵌合部材（キー）１７０が設けられている。嵌合部材１７０がバーナ本体１６２の軸線Ｘ方向の相対移動を拘束することにより、複数の駆動シリンダ１６３の推力が生じる推力方向がバーナ１６１の軸線Ｘ方向と合致するため、移動工程において複数の駆動シリンダ１６３の推力をスムーズにバーナ本体１６２に伝達することができる。また、嵌合部材１７０がバーナ本体１６２の軸線Ｘ方向に交差する直交方向の相対移動を許容することとした。このため、組付け誤差等が生じたとしても、バーナ本体１６２の軸線Ｘ方向と駆動シリンダ１６３の推力方向との差である偏角の発生を抑制することができる。例えば、スラグ溶融バーナのようにバーナ本体１６２の先端を挿入する長さが長尺であるバーナ１６１の場合、使用時と不使用時のバーナ本体１６２の先端位置を変更させる等の理由でガス化炉壁１１１内側からガス化炉壁１１１付近に引き抜かれたバーナ本体１６２の先端を再度ガス化炉壁１１１内側へ挿入するときにおけるバーナ本体１６２の軸線Ｘ方向（バーナ本体１６２の炉内への抜き差し移動方向）からの駆動シリンダ１６３の推力方向との偏角（例えば、ガタつき）を極力少なくすることができる。これにより、バーナ本体１６２挿入時の先端位置の誤差変位を少なくすることができる。従って、所定の目標位置に向けてバーナ本体１６２の先端から燃料を噴出させることが容易となり、スラグを好適に溶融することができる。

なお、上述した実施形態では、嵌合部材１７０を軸線Ｘに対して水平左右両方向に２つ設ける態様を一例として挙げて説明したが、これに限定されない。具体的には、嵌合部材１７０を１つとしてもよいし、３つ以上としてもよい。また、嵌合部材１７０の形状も直方体形状に限定されず、立方体形状、多角形状、楕円筒状等の任意の形状に変更してもよい。

また、上述した実施形態では、バーナ本体１６２の軸線Ｘに対して水平左右方向に２台の駆動シリンダ１６３を設ける場合を一例として挙げて説明したが、これに限定されない。具体的には、駆動シリンダ１６３の台数は複数であればよく、３台以上としてもよい。また、駆動シリンダ１６３の配置位置も、バーナ本体１６２の軸線Ｘに対して水平左右方向に限定されず、バーナ本体１６２の軸線Ｘ方向と平行である限り、任意の位置に配置してよい。

また、上述した実施形態では、２台の駆動シリンダ１６３に接続される接続部材１６６が一体の部材である場合を一例として挙げて説明したが、別体の部材としてもよい。具体的には、各駆動シリンダ１６３毎に別体の接続部材１６６を接続してもよい。

また、上記実施形態では、微粉炭から可燃性ガスを生成する石炭ガス化炉を備えたＩＧＣＣを一例として説明したが、本開示のガス化炉設備は、例えば間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ等のバイオマス燃料など、他の炭素含有固体燃料をガス化するものにも適用可能である。また、本開示のガス化炉設備は、発電用に限らず、所望の化学物質を得る化学プラント用ガス化炉にも適用可能である。

また、上述した実施形態では、燃料として石炭を使用したが、高品位炭や低品位炭など他の炭素含有固体燃料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燃料であってもよく、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、本実施形態はガス化炉１０１として、タワー型ガス化炉について説明してきたが、ガス化炉１０１はクロスオーバー型ガス化炉でも、ガス化炉１０１内の各機器の鉛直上下方向を生成ガスのガス流れ方向を合わせるように置き換えることで、同様に実施が可能である。

１０ 石炭ガス化複合発電設備（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
４１ 圧縮空気供給ライン
４２ 空気分離設備
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 生成ガスライン
５１ 集塵設備
５２ 供給ホッパ
５３ ガス排出ライン
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
１０１ ガス化炉
１０２ シンガスクーラ
１１０ 圧力容器
１１１ ガス化炉壁（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
１２５ チャーバーナ
１２６ バーナ（コンバスタ系微粉炭バーナ）
１２７ バーナ（リダクタ系微粉炭バーナ）
１２８ スラグ溶融バーナ
１２９ 点火トーチ
１３０ 軽油バーナ
１３１ 蒸発器
１３２ 過熱器
１３４ 節炭器
１４４ 内部空間
１４６ 外部空間
１６１ バーナ
１６２ バーナ本体（内筒）
１６３ 駆動シリンダ
１６４ 外筒
１６５ ロッド部
１６６ 接続部材（サポート部）
１６７ リンクピン
１６８ ボールねじ駆動部
１６９ リミットスイッチ
１７０ 嵌合部材（キー）
１７１ バーナ本体側溝
１７２ 接続部材側溝
１７３ 開口部
１７４ ピン穴
１７５ 駆動軸
１７６ ギアボックス
１７７ 駆動軸
１７８ ギアボックス
１７９ 駆動軸
１８０ （ブレーキ付き）電動モータ
１８１ ボールねじ
１８２ ナット
１８３ ストライカ
１８４ ギア
１８５ 端部
１８６ フランジ部
１８７ 制御部
Ｘ 軸線

Claims (7)

1. バーナ本体と、
   前記バーナ本体が移動する軸線方向と平行となるように配置されて該バーナ本体の移動を駆動する複数の駆動シリンダと、
   前記バーナ本体と複数の前記駆動シリンダとを接続する接続部材と、
   前記バーナ本体と前記接続部材との間に設けられ、前記軸線方向の相対移動を拘束するとともに該軸線方向に直交する方向の相対移動を許容する嵌合部材と、
   を備えるバーナ。
2. 前記バーナ本体の外周側面に形成されたバーナ本体側溝と、
   前記接続部材における前記バーナ本体の前記外周側面と対向する面に、前記バーナ本体側溝と対向する位置に形成された接続部材側溝と、をさらに備え、
   前記嵌合部材は、前記バーナ本体側溝及び前記接続部材側溝に嵌合固定される請求項１に記載のバーナ。
3. 複数の前記駆動シリンダに接続する前記接続部材を前記軸線方向へ移動させる１つの電動モータを備える請求項１又は請求項２に記載のバーナ。
4. 複数の前記駆動シリンダのそれぞれには、各前記駆動シリンダの軸線方向への変位を検出するとともに、押下されることで複数の前記駆動シリンダの停止に関する停止信号を送信するリミットスイッチが設けられており、前記電動モータが前記リミットスイッチの出力に基づいて複数の前記駆動シリンダの移動を停止させる請求項３に記載のバーナ。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のバーナと、
   複数の前記駆動シリンダの前記軸線方向の移動を制御する制御部と、
   を備えるバーナシステム。
6. 炭素を含有する炭素含有固体燃料を部分燃焼させてガス化するガス化炉と、
   該ガス化炉に設けられる請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のバーナと、
   前記ガス化炉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、
   を備えるガス化複合発電設備。
7. バーナ本体と、前記バーナ本体が移動する軸線方向と平行となるように配置されて該バーナ本体の移動を駆動する複数の駆動シリンダと、前記バーナ本体と複数の前記駆動シリンダとを接続する接続部材と、前記バーナ本体と前記接続部材との間に設けられ、前記軸線方向の相対移動を拘束するとともに該軸線方向に直交する方向の相対移動を許容する嵌合部材と、を備えるバーナの移動方法において、
   複数の前記駆動シリンダを複数の前記駆動シリンダの軸線方向に移動させることで、前記バーナ本体を前記バーナ本体の前記軸線方向に移動させる移動工程を有するバーナの移動方法。

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