JP3950320B2 - Powder supply system control method, program, control device provided for it, gasification combined power generation facility - Google Patents

Powder supply system control method, program, control device provided for it, gasification combined power generation facility Download PDF

Info

Publication number
JP3950320B2
JP3950320B2 JP2001342535A JP2001342535A JP3950320B2 JP 3950320 B2 JP3950320 B2 JP 3950320B2 JP 2001342535 A JP2001342535 A JP 2001342535A JP 2001342535 A JP2001342535 A JP 2001342535A JP 3950320 B2 JP3950320 B2 JP 3950320B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
composition data
amount
coal
data amount
supply system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2001342535A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2003148172A (en
Inventor
泰成 柴田
克彦 横濱
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2001342535A priority Critical patent/JP3950320B2/en
Publication of JP2003148172A publication Critical patent/JP2003148172A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3950320B2 publication Critical patent/JP3950320B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an appropriate method of controlling a powder feeding system without depending on the precision of load cell measuring. SOLUTION: In the method of controlling the powder feeding system, the weight of an unburnt material is measured by a load cell mounted on a recycling device of the unburnt material in the gasification complex generator unit, and the quantity Mo of the unburnt material to be fed to a gasification furnace is determined so that the total quantity of the unburned material held on a circulation channel of the unburnt material is constant. The quantity Mc of the unburnt material to be fed, which is the weighted quantity Mo of the unburned material to be fed, is determined by using the differential between the measured composition data quantity of a generated gas discharged from the gasification furnace and the estimated composition data quantity of the generated gas estimated board on the result of the measurement of the quantity of a fuel and an oxidant put into the gasification furnace.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、粉体供給システム制御方法、プログラム、それに供する制御装置、およびガス化複合発電設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来のガス化複合発電設備全体を示す構成図である。ガス化複合発電設備は、ガス化させた重質油、石炭、廃棄物と炭化物との混合物等の燃料を未燃物のリサイクルをしつつ、発電設備に供給するものである。ここでは、一例として燃料に石炭を用い、発電設備としてガスタービンで発電機を回転させる設備について説明する。まず、ガス化炉４１内には、燃料である石炭が石炭投入管４２から投入され、酸化剤としての酸素もガスとして酸素投入管４３から投入される。
【０００３】
酸素ガスは、ガスタービン４４の圧縮器から生成される圧縮空気を一部抽気し、その後、空気分離装置４５によって酸素ガスと窒素ガスに分離して得られる。なお、ガス化炉４１の内部は高圧となるので、酸素ガスは、酸素ガス圧縮器４６によって昇圧にしておく。ガス化炉４１でガス化された燃料ガス（以後、生成ガスと称する。）は、熱交換器からなる冷却器（図示省略）で冷却される。
【０００４】
冷却された状態の生成ガスは、未燃物（ここでは炭化物なので以後、チャーと称する。）を多く含み、このチャーは、ガス化炉において再利用可能なものである。そこで、チャー集塵装置４７によって、チャーは生成ガスから分離、回収される。その後、生成ガスは、脱硫装置４８によって硫化物が取り除かれ、ガスタービン４４での燃焼に供される。ガスタービン４４からの排気ガスは、排熱回収ボイラーで冷却された後、煙突から排出される。
【０００５】
チャー集塵装置４７で補集されたチャーは、ガス化炉４１に供給されてガス化されるが、それぞれの位置関係をみると、チャー集塵装置４７は、ガス化炉４１よりも後流で、その間には、冷却器がある。そのため、圧力はガス化炉４１の方が高くなり、チャーをガス化炉４１に供給するためには、チャーを昇圧する必要がある。そこで、チャー集塵装置４７の後流にチャーロックホッパ４９、およびチャー供給ホッパ５０を複数の弁と併設し、それぞれホッパの圧力を調整しながら、チャーを昇圧し、ガス化炉４１に供給する。
【０００６】
具体的には、まず、チャー集塵装置４７で補集されたチャーが一旦チャーロックホッパ４９に貯められる。次いで、弁Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４，Ｖ６を閉の状態、弁Ｖ５を開の状態とし、チャーロックホッパ４９の圧力を窒素ガス圧縮機５１からの窒素ガスによって加圧する。そして、チャーロックホッパ４９の圧力がチャー供給ホッパ５０の圧力に等しくなったら弁Ｖ５を閉の状態にする。その後、弁Ｖ３を開の状態とし、チャーロックホッパ４９とチャー供給ホッパ５０とを均圧し、弁Ｖ２を開け、チャーロックホッパ４９内のチャーをチャー供給ホッパ５０に払い出す。
【０００７】
上記のように、チャーは、生成ガスから補集され、複数のホッパを介してガス化炉４１に供給される。これらのチャー流れは、流量（供給量）を制御して行われる。たとえば、チャー集塵装置４７、チャーロックホッパ４９、チャー供給ホッパのいずれか、または全てに計量装置であるロードセル５２を付設し、チャーが流れる系統内のチャー総保有量が一定となるように制御する方法が採られる。
【０００８】
また、上記と同様にロードセルを付設し、生成ガスから分離・回収されるチャーの流量とガス化炉４１に供給されるチャーの流量をロードセル重量計測値の時間微分により求めて、回収量と供給量を一致させるように制御する方法もある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のチャー流量制御では、ロードセルの重量計測精度が低下した場合、チャー供給量が不適当になり、ガス化炉内燃焼状況の悪化やチャー供給システムの運用が困難になるという問題点があった。
【００１０】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ロードセルの計測精度が低下した場合、またはロードセルによる重量計測をしない場合でも適切な炭化物の供給量（チャー流量）制御を行うことが可能な粉体供給システム制御方法、プログラム、それに供する制御装置、ガス化複合発電設備を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１にかかる粉体供給システム制御方法は、石炭ガス化炉で不完全燃焼した炭化物を脱硫装置の上流において再び石炭ガス化炉に供給する炭化物のリサイクルシステムを有する石炭ガス化複合発電設備の石炭ガス化炉から排出する生成ガスの実測組成データ量と前記石炭ガス化炉への石炭及び酸化剤の投入量実測結果から推定される前記生成ガスの推測組成データ量との偏差の一定値に対する大小を用いて前記石炭ガス化炉に供給する前記炭化物の供給量を制御するようにしたものである。
【００１２】
炭化物のリサイクルシステムは、ガス化複合発電設備の石炭ガス化炉で不完全燃焼した炭化物等を再び石炭ガス化炉に供給するシステムである。この発明における実測組成データ量とは、組成そのものを実測したデータの他、当該組成から物理的・化学的演算で導けるデータを含むものとする。また、推測組成データ量も同様に、燃料等の投入量から推定される生成ガスの組成そのものを実測したデータの他、当該組成から物理的・化学的演算で導けるデータを含むものとする。
【００１３】
これらの組成データ量の偏差は、炭化物の発生量や石炭ガス化炉への許容供給量等を表すので、これを利用すれば、炭化物の供給量を適切に制御できる。たとえば、炭化物を流量制御するには、圧力制御弁、流量制御弁、またはフィーダーと流量センサー等の一般的な流量制御装置を用いればよい。また、流量は、単位時間あたりの重量・体積であるので、供給タイミングが決まっていれば重量や体積を制御することで流量制御とすることができる。
【００１４】
また、請求項２にかかる粉体供給システム制御方法は、請求項１に記載された粉体供給システム制御方法において、前記実測組成データ量および前記推測組成データ量が、ともに空気比であるようにしたものである。
【００１５】
空気比とは、投入した燃料が完全に燃焼する酸素量と、実際に投入した酸素量との比をいう。ガス化炉から排出する生成ガス組成より算出される空気比と前記ガス化炉への燃料及び酸化剤の投入量実測結果から求められる前記生成ガスの空気比との偏差は、未燃物の発生量やガス化炉への許容供給量等を表す。したがって、この偏差を利用すれば、未燃物の供給量を適切に制御できる。
【００１６】
また、請求項３にかかる粉体供給システム制御方法は、請求項１に記載された粉体供給システム制御方法において、前記実測組成データ量および前記推測組成データ量が、ともに発熱量であるようにしたものである。
【００１７】
発熱量は文字通り、ガス化した燃料の発熱量をいう。ガス化炉から排出する生成ガスの組成を実測すれば、当該生成ガスの発熱量が求まる。また、ガス化炉への燃料及び酸化剤の投入量実測結果からも生成ガスの発熱量が化学平衡計算によって求まる。これらの偏差を利用しても、未燃物の流量供給量を適切に制御できる。
【００１８】
また、請求項４にかかる粉体供給システム制御方法は、請求項１〜３のいずれか一つに記載された粉体供給システム制御方法において、前記偏差が、化学平衡計算による推測によって求められた前記推測組成データ量または前記実測組成データ量に補正を施した量の差し引きであるようにしたものである。
【００１９】
上述したように、推測組成データ量は、ガス化炉への燃料及び酸化剤の投入量実測結果から推測されるものである。また、実測組成データ量にも誤差を含むことがある。そこで、推測組成データ量または実測組成データ量に一定の補正を施して、より実際の運転状態に近い、すなわち、より正確なデータ量を求めるのが得策となる。
【００２３】
石炭は、ガス化複合発電設備の燃料として代表的なものである。石炭の未燃物はチャー（炭化物）と呼ばれ、集塵設備等で回収された後、再びガス化炉に供給される。この発明によって、ガス化炉に供給される当該チャーの流量またはガス化炉に投入される燃料の投入量が適切に制御される。
【００２４】
また、請求項５にかかる粉体供給システム制御方法は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の粉体供給システム制御方法において、制御装置内に生成ガスの状態平衡計算プログラムを有し、前記石炭ガス化炉に投入される前記石炭、酸化剤の量を当該状態平衡計算プログラムでの演算に用いることによって得られる推測組成データ量と、前記石炭ガス化炉からの前記生成ガスの前記実測組成データ量とを用いて前記炭化物を制御するようにしたものである。
【００２５】
制御装置内に生成ガスの状態平衡計算プログラムを有していれば、石炭ガス化炉に投入される前記石炭の量、酸化剤の量及びガス及び水系の各種温度データをリアルタイムにプログラムにインプットできるため、容易に精度の高い推測組成データ量が得られ、実測組成データ量との偏差を用いて、精度の高い炭化物の供給量の制御が可能となる。
【００２８】
また、請求項６にかかるプログラムは、請求項１〜５のいずれか一つに記載の粉体供給システム制御方法を、コンピュータに実行させるようにしたものである。
【００２９】
上記プログラムは、コンピュータというハードウェア資源を用いて、対象となる燃料投入量、または炭化物供給量の制御を行うものである。このプログラムは、コンピュータに用いる記憶装置や、フレキシブルディスク等の記憶媒体によってコンピュータの一要素となり、データ入力、各種演算、および出力をまかなう。これにより、石炭ガス化複合発電設備の粉体供給システム制御方法がコンピュータを利用して実現できる。
【００３０】
また、請求項７にかかる粉体供給システム制御装置は、石炭ガス化複合発電設備の石炭ガス化炉から排出する生成ガスを実測した組成データと、前記石炭ガス化炉への石炭及び酸化剤の投入量と、が電気的信号として入力される入力部と、前記組成データから所望の実測組成データ量を導出すると共に、前記投入量から推測組成データ量を導出し、前記実測組成データ量と前記推測組成データ量との偏差を求め、一定値に対する前記偏差の値の大小で炭化物の供給量を決定する演算部と、決定された前記供給量を電気信号として出力する出力部と、を有するようにしたものである。
【００３１】
石炭ガス化複合発電設備における石炭ガス化炉から排出する生成ガスを実測した組成データは、ＣＯ、ＣＯ2、Ｈ2、Ｈ2Ｏ等の組成そのものである。これらの組成は、ガスクロマトグラフ、熱伝導ガス分析器、赤外線式ガス分析器等の成分分析器で分析・検出され、電気信号として入力部に入力される。燃料および酸化剤投入量は、圧力制御弁、流量制御弁等のリフトから換算でき、これも電気信号として入力部に入力される。
【００３２】
入力された組成データ、燃料等は演算部において化学平衡計算が施され、実測組成データ量、推測組成データ量が導出される。実測組成データ量と推測組成データ量は、その差である偏差が導出され、一定値に対するその大きさの大小で炭化物の供給量が決定される。これらの供給量または投入量は電気信号として出力部から出力され、弁やアクチュエータを駆動させ、炭化物の供給が行われる。
【００３６】
また、請求項８にかかる石炭ガス化複合発電設備は、石炭と酸化剤がバーナにより燃焼される石炭ガス化炉と、前記石炭ガス化炉からの生成ガスの流通経路であって、脱硫装置の上流に設けられ、衝突板、濾過材その他の分離装置および弁、圧力調整装置を有し、当該石炭ガス化炉で不完全燃焼した炭化物を再び当該石炭ガス化炉に供給する炭化物リサイクルシステムと、炭化物が除去された生成ガスを燃料とするガスタービンと、当該ガスタービンに連結される発電機から構成されるガスタービン発電設備と、請求項７に記載した石炭ガス化複合発電設備の粉体供給システム制御装置と、を有するようにしたものである。
【００３７】
この発明にかかるガス化複合発電設備は、石炭ガス化炉、炭化物リサイクルシステム、ガスタービン、発電機、および制御装置を有する。制御装置は、燃料投入量、実測組成データ量等を入力とし、化学平衡計算を中心に各種演算を行い、炭化物供給量を出力する。この炭化物供給量にしたがって石炭ガス化複合発電設備の炭化物を管理・制御すれば、燃料の熱エネルギーを効率よく利用でき、また、発電機の負荷に応じた適切な生成ガス制御が行える。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものを含む。
【００３９】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１にかかる粉体供給システム制御方法を示す説明図である。ガス化複合発電設備にはガス化炉から発電機まで様々装置が設置されるが、ここでは、ガス化炉１と粉体供給システム２を中心に説明する。ガス化炉１には、燃料３と酸化剤４が投入量計測手段を伴って投入される。投入計測手段には、圧力制御弁、流量制御弁、センサー付きフィーダその他の一般的な計測手段を用いることができる。
【００４０】
ガス化炉１では燃料３と酸化剤４が反応することにより生成ガスが発生する。発生した生成ガスは、ガス化炉１から排出され、配管５を通り、冷却器６で熱が回収された後、粉体供給システム２に到達する。粉体供給システムは、いわゆるリサイクルシステムであり、ガス化炉１で不完全燃焼した炭化物等を再びガス化炉１に供給するシステムである。
【００４１】
同図では、粉体供給システム２を未燃物回収・供給装置７と未燃物をガス化炉１へ供給する配管８とで示しているが、実際には、集塵装置、各種ホッパ、および弁などで構成される。未燃物回収・供給装置７を通過した生成ガスは、その後流に付設される脱硫装置（図示省略）に入力されるべく配管９に排出される。
【００４２】
未燃物回収・供給装置７の後流には、生成ガスの組成を分析する分析装置Ｂが設けられる。分析には熱伝導式ガス分析計、ガスクロマトグラフィー、赤外線式ガス分析計等の分析装置が利用できる。特に赤外線式ガス分析計は、分析時間や精度の点で生成ガスの分析に適している。なお、分析装置の設置位置は、ガス化炉１の後流であればどこでもよいが、未燃物を取り除いた後であることが好ましい。
【００４３】
また、未燃物回収・供給装置７とガス化炉１との間には、弁、フィーダーその他のアクチュエータＡが設けられる。アクチュエータを制御することによって、未燃物の供給量を加減することができる。つぎに制御方法について説明する。
【００４４】
まず、▲１▼生成ガス中のＣＯ、ＣＯ2、Ｈ2、Ｈ2Ｏ等の組成値を分析装置Ｂによって取得する。▲２▼これらの組成値は、制御に用いるのに十分正確か否かが一定の判断手法で判断される。一定の判断手法は、たとえば、分析装置Ｂの計器を２系統（赤外線方式とガスクロマトグラフ）用意し、それぞれに得られる値に大きな違いがないか判断する手法でもよい。
【００４５】
また、上記一定の判断手法は、化学平衡計算上で矛盾を生じる値でないか判断してもよい。この▲２▼の段階で異常であると判断されれば、警報アナウンス（ANN）をして、オペレータに知らせるようにしてもよい。これにより、制御の信頼性を向上させることができる。
【００４６】
つぎに、▲３▼得られた組成からＣＯ／ＣＯ2を求め、▲４▼化学平衡計算により算出した関数λ（ＣＯ、ＣＯ2）に代入して実測組成データ量λを導出する。ここで、実測組成データ量とは、組成そのものを実測したデータの他、当該組成から物理的・化学的計算で導けるデータを含むものとする。
【００４７】
一方、▲５▼ガス化炉１に投入される燃料３と酸化剤４の投入量を投入量計測手段によって計測する。これらの投入量は、▲６▼化学平衡計算から所望の組成データ量λoを導出し、推測組成データ量とする。このように、推測組成データ量も実測組成データ量と同様に、燃料等の投入量から推定される生成ガスの組成そのものを実測したデータの他、当該組成から物理的・化学的演算で導けるデータを含むものとする。
【００４８】
上記▲４▼と▲６▼で導出した実測組成データ量λと推測組成データ量λoは▲７▼その偏差Δλが求められる。これらλ、λoは、上記▲４▼▲６▼のように化学平衡計算によって推測されるデータ量である。したがって、実際のガス化炉１の状態を上記計算に加味しきれない場合がある。そこで、このλ、λｏに一定の補正を施し、より実際の運転状態に近い、すなわち、より正確なデータ量を求めるのが得策となる。
【００４９】
なお、一定の補正とは実験による経験値や誤差傾向等を考慮して加減乗除等するものである。図中では▲８▼ｋ１，ｋ２をパラメータとしてｋ１を乗じ、ｋ２を加える一般的な形を示しているが、これに限らず、適当な形で補正を施す。
【００５０】
上記▲７▼で求められたΔλは、▲９▼適当な定数との大小比較によって未燃物の供給量を決定するために用いられる。大小比較に用いられる定数は、○10制御範囲パラメータとして予め定めておくのが好ましく、ガス化複合発電設備の運転状況に応じて適当な値が割り当てられる。
【００５１】
このようにして求められる未燃物の供給量はアクチュエータＡへの指令となり、所望の供給量制御に反映される。上記のような制御を用いれば、ロードセルを利用した粉体供給システム制御を用いなくてもガス化炉に未燃物を適切に供給することができる。また、上記▲１▼〜○10のステップをコンピュータプログラムにすれば、コンピュータを利用して上記制御方法を実行することができる。
【００５２】
上述した実測組成データ量および推測組成データ量は、具体的にいろいろな量を適用することが可能である。たとえば、実測組成データ量および推測組成データ量として空気比を適用することができる。空気比とは、投入した燃料が完全に燃焼する酸素量と、実際に投入した酸素量との比をいう。
【００５３】
上記▲３▼と▲４▼とで導出される空気比と前記▲６▼で導出される空気比との偏差は、未燃物の発生量やガス化炉への許容供給量等を表す。したがって、この偏差と適当な定数を上記▲９▼に適用すれば、未燃物の流量（供給量）を適切に制御できる。なお、上記▲８▼、▲９▼、○10で用いられるパラメータや定数は対象が空気比であることを前提とした適当な値にしておくとよい。
【００５４】
また、実測組成データ量および推測組成データ量として発熱量や組成比を適用することもできる。発熱量は文字通り、ガス化した燃料の発熱量をいい、組成比はＣＯ／ＣＯ2、ＣＯ／Ｈ、ＣＯ／Ｈ2Ｏ等の組成成分比をいう。これらの値を燃料と酸化剤投入量から推測すると共に、生成ガスの実測と化学平衡計算によって割り出し、偏差を求めれば、上記と同様に、未燃物の流量（供給量）を適切に制御できる。
【００５５】
（実施の形態２）
図２は、この発明の実施の形態２にかかる粉体供給システム制御方法を示す説明図である。図中のガス化複合発電設備２０の構成は基本的に従来技術と同様である。
【００５６】
すなわち、このガス化複合発電設備は、ガス化炉２１からガスタービン２２までの間に未燃物をガス化炉２１に供給するリサイクル装置が設けられている。そして、リサイクル装置に設けられたロードセル２３によって未燃物の重量を計測し、未燃物の流通経路上に保有する未燃物の総保有量が一定となるようにガス化炉への前記未燃物の供給量Ｍｏを決定する制御方法が採用されている。
【００５７】
この発明では、実施の形態１で説明した制御方法を追加し、求められた実測組成データ量と推測組成データ量との偏差を一定の手法によって上記Ｍｏに重み付けし、補正量ともいうべき未燃物の供給量Ｍｃを決定する。この供給量Ｍは、アクチュエータ２４に電気信号として伝わり、実際にアクチュエータ２４が供給量を調整する。
【００５８】
すなわち、この発明では、実測組成データ量と、推測組成データ量との偏差から割り出される適切な未燃物供給量とロードセルによる前記未燃物の供給量Ｍｏとの誤差傾向に鑑み、当該Ｍｏに重み付けを行い、より適切な供給量であるＭｃを決定する。
【００５９】
具体的な構成は、実施の形態１に記載した制御方法で使用される入力、つまり燃料、酸化剤の投入量２５、２６、および分析装置（図示省略）からの生成ガス組成データ２７に加え、ロードセル２３からの未燃物重量２８が制御装置２９に入力される。出力は未燃物の供給量３０である。制御装置２９内には生成ガスの状態平衡を計算するプログラムを予め用意しておく。
【００６０】
図３は、制御方法の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１０１〜１０８、およびステップＳ１１２は実施の形態１と同様なので説明を省略する。ステップ１０９〜１１１は従来の制御によってＭｏを求める流れである。制御パラメータをＤ１、Ｄ２とし、偏差Δλと当該Ｄ１、Ｄ２との大小を比較して（ステップＳ１１３）、供給量Ｍｏは加減調整される（ステップＳ１１４）。そして、その値を供給量Ｍｓとして決定し、最終的に当該供給量Ｍｓが電気信号として出力される（ステップＳ１１５）。
【００６１】
図４は、制御装置を説明するための説明図であり、（ａ）は、機能ブロック図であり、（ｂ）は、ハードウェア構成図である。同図（ａ）に示すように、制御装置ＣＢは、入力部３１、演算部３２、および出力部３３で構成される。なお、メンテナンス等のためには、上記に加え、モニター等のユーザーインターフェース部を設けてもよい。
【００６２】
入力部３１には、燃料・酸化剤の投入量２５、２６、生成ガス組成データ２７、および未燃物重量２８が、それぞれ投入量計測器、分析装置、およびロードセルといった検出装置３４から電気信号として入力される。
【００６３】
演算部３２は、上述した制御フローの入力以外のステップ（図４のステップＳ１０１，Ｓ１０６，Ｓ１０９、Ｓ１１５以外のステップ）を演算する。出力部３３は、演算部３２で導き出された供給量Ｍｓをアクチュエータ２４に電気信号として出力する。なお、演算部３２は、記憶部を内包するもので、当該記憶部へのデータの読み書きにより演算処理を行う。
【００６４】
制御装置ＣＢのハードウェア構成は、同図（ｂ）に示すように、ＣＩＳＣ（Complex Instruction Set Computer）またはＲＩＳＣ（Reduced Instruction Set Computer）であるＣＰＵまたはＤＳＰ（Digital Signal Processor）といったプロセッサー３５を中心に、ＲＯＭ３６，ＲＡＭ３７、入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）３８、およびユーザーインターフェース３９をバス４０で接続した構成である。
【００６５】
プロセッサー３５の実行プログラムは、ＲＯＭ３６に予め格納される。また、このＲＯＭ３６には、入出力インターフェース３８との通信プログラムやユーザーインターフェースと通信するためのプログラムも格納される。なお、図では省略したが、入出力インターフェースには、その先に接続されるアクチュエータデバイスに応じてＡ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータが設けられる。なお、ここでは、ソフトウェアによるデジタル処理を想定して説明したが、ハードウエアによるアナログ処理により実現されるものであってもよい。
【００６６】
以上のような構成で従来のロードセル制御によるＭｏをＭｓに変換し、未燃物の制御に適用すれば、ロードセルの計測精度が低下しても、実測組成データ量と推測組成データ量との偏差で当該ロードセル制御の結果に補正的制御を施せる。これにより、従来の制御よりも信頼性の高い、適切な未燃物供給量制御、すなわち粉体供給システム制御が行える。
【００６７】
なお、図４（ａ）の入力部３１への入力を燃料・酸化剤の投入量２５、２６、生成ガス組成データ２７のみとし、演算部３２での演算を実施の形態１におけるステップ▲１▼〜○10とすれば、未燃物の供給量を制御することができる制御装置となり、図２のガス化複合発電設備は、実施の形態１における制御方法を実行できる設備となる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明にかかる粉体供給システム制御方法（請求項１〜５）によれば、ロードセルの計測精度が低下した場合でも未燃物供給量を適切に制御可能となる。また、この発明にかかるプログラム（請求項６）によれば、コンピュータを利用して上記制御方法を実行させることができる。また、この発明にかかる制御装置（請求項７）によれば、上記制御方法を実行するガス化複合発電設備の粉体供給システムを容易に実現可能となり、さらに、この発明にかかるガス化複合発電設備（請求項８）によれば、上記粉体供給システムが適切に制御され、発電に必要な生成ガスを制御しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態１にかかる粉体供給システム制御方法を示す説明図である。
【図２】発明の実施の形態２にかかる粉体供給システム制御方法を示す説明図である。
【図３】制御方法の流れを示すフローチャートである。
【図４】制御装置を説明するための説明図であり、（ａ）は、機能ブロック図であり、（ｂ）は、ハードウェア構成図である。
【図５】従来のガス化複合発電設備全体を示す構成図である。
【符号の説明】
１、２１ ガス化炉
２ 粉体供給システム
３ 燃料
４ 酸化剤
７ 未燃物回収・供給装置
２５ 燃料石炭投入量
２６ 酸化剤投入量
２７ 組成データ
２８ 未燃物重量
２９ 制御装置
３０ 未燃物供給量[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a powder supply system control method, a program, a control device provided therefor, and a gasification combined power generation facility.
[0002]
[Prior art]
FIG. 5 is a block diagram showing the entire conventional gasification combined power generation facility. The gasified combined power generation facility supplies gasified fuel such as heavy oil, coal, a mixture of waste and carbide to the power generation facility while recycling unburned materials. Here, as an example, a facility that uses coal as a fuel and rotates a generator with a gas turbine as a power generation facility will be described. First, in the gasification furnace 41, coal as a fuel is introduced from a coal input pipe 42, and oxygen as an oxidant is also supplied as a gas from an oxygen input pipe 43.
[0003]
The oxygen gas is obtained by partially extracting compressed air generated from the compressor of the gas turbine 44 and then separating it into oxygen gas and nitrogen gas by the air separation device 45. Since the inside of the gasification furnace 41 has a high pressure, the oxygen gas is pressurized by the oxygen gas compressor 46. Fuel gas (hereinafter referred to as product gas) gasified in the gasification furnace 41 is cooled by a cooler (not shown) including a heat exchanger.
[0004]
The product gas in the cooled state contains a large amount of unburned material (herein, it is referred to as char since it is carbide), and this char is reusable in the gasification furnace. Therefore, the char is separated and recovered from the generated gas by the char dust collector 47. Thereafter, sulfide is removed from the product gas by the desulfurization device 48 and is subjected to combustion in the gas turbine 44. The exhaust gas from the gas turbine 44 is cooled by the exhaust heat recovery boiler and then discharged from the chimney.
[0005]
The char collected by the char dust collector 47 is supplied to the gasification furnace 41 and gasified, but the char dust collector 47 is located downstream of the gasification furnace 41 in terms of the positional relationship between the chars. In between, there is a cooler. Therefore, the pressure in the gasification furnace 41 is higher, and in order to supply the char to the gasification furnace 41, it is necessary to increase the pressure of the char. Accordingly, a charlock hopper 49 and a char supply hopper 50 are provided in the downstream of the char dust collector 47 together with a plurality of valves, and the pressure of the hopper is increased while the pressure of the hopper is adjusted and supplied to the gasification furnace 41. .
[0006]
Specifically, first, the char collected by the char dust collector 47 is temporarily stored in the charlock hopper 49. Next, the valves V 1, V 2, V 3, V 4, V 6 are closed, the valve V 5 is opened, and the pressure of the charlock hopper 49 is pressurized with nitrogen gas from the nitrogen gas compressor 51. When the pressure of the charlock hopper 49 becomes equal to the pressure of the char supply hopper 50, the valve V5 is closed. Thereafter, the valve V3 is opened, the charlock hopper 49 and the char supply hopper 50 are pressure balanced, the valve V2 is opened, and the char in the charlock hopper 49 is discharged to the char supply hopper 50.
[0007]
As described above, the char is collected from the generated gas and supplied to the gasification furnace 41 through a plurality of hoppers. These char flows are performed by controlling the flow rate (supply amount). For example, a load cell 52 as a weighing device is attached to any or all of the char dust collector 47, the char lock hopper 49, and the char supply hopper, and control is performed so that the total amount of char in the system through which the char flows is constant. The method to do is taken.
[0008]
Also, a load cell is attached in the same manner as described above, and the flow rate of char separated and recovered from the generated gas and the flow rate of char supplied to the gasification furnace 41 are obtained by time differentiation of the load cell weight measurement value, and the recovered amount and supply There is also a method of controlling the amounts to match.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional char flow rate control, when the weight measurement accuracy of the load cell is lowered, the char supply amount becomes inappropriate, the combustion state in the gasifier is deteriorated, and the operation of the char supply system becomes difficult. was there.
[0010]
Therefore, the present invention has been made in view of the above, and it is possible to perform appropriate carbide supply amount (char flow rate) control even when the load cell measurement accuracy is reduced or even when weight measurement is not performed by the load cell. It is an object of the present invention to provide a possible powder supply system control method, a program, a control device provided therefor, and a gasification combined power generation facility.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a powder supply system control method according to claim 1 is a carbide recycling system for supplying incompletely combusted carbide in a coal gasifier again to the coal gasifier upstream of the desulfurizer. guess the composition of the product gas is estimated from the input amount measurement result of coal and oxidant and the measured composition data amount of the generated gas discharged from the coal gasifier of the IGCC plant to the coal gasification furnace having The amount of the carbide to be supplied to the coal gasifier is controlled by using the magnitude of the deviation from the data amount with respect to a certain value .
[0012]
Carbide recycling system is a system for supplying incomplete combusted again coal gasification furnace or the like carbides in the coal gasification furnace in the gasification combined cycle plant. The actually measured composition data amount in the present invention includes data that can be derived from the composition by physical and chemical calculations in addition to the data obtained by actually measuring the composition itself. Similarly, the estimated composition data amount includes data obtained by actually measuring the composition of the product gas estimated from the input amount of fuel and the like, as well as data derived from the composition by physical and chemical calculations.
[0013]
These deviations in the composition data amount represent the generation amount of carbide , the allowable supply amount to the coal gasification furnace, and the like, and thus the supply amount of carbide can be appropriately controlled. For example, in order to control the flow rate of carbide , a general flow control device such as a pressure control valve, a flow control valve, or a feeder and a flow sensor may be used. Further, since the flow rate is the weight / volume per unit time, the flow rate can be controlled by controlling the weight and volume if the supply timing is determined.
[0014]
Further, the powder supply system control method according to claim 2 is the powder supply system control method according to claim 1, wherein the measured composition data amount and the estimated composition data amount are both air ratios. It is a thing.
[0015]
The air ratio refers to the ratio between the amount of oxygen that is completely burned and the amount of oxygen actually charged. Deviation between the air ratio calculated from the composition of the product gas discharged from the gasification furnace and the air ratio of the product gas obtained from the actual measurement results of the amount of fuel and oxidant charged into the gasification furnace is the occurrence of unburned matter. This represents the quantity and allowable supply to the gasifier. Therefore, if this deviation is used, the amount of unburned material supplied can be appropriately controlled.
[0016]
The powder supply system control method according to claim 3 is the powder supply system control method according to claim 1, wherein the measured composition data amount and the estimated composition data amount are both calorific values. It is what.
[0017]
The calorific value literally means the calorific value of the gasified fuel. If the composition of the product gas discharged from the gasification furnace is measured, the calorific value of the product gas can be obtained. Also, the calorific value of the product gas can be obtained by chemical equilibrium calculation from the actual measurement results of the amounts of fuel and oxidant charged into the gasifier. Even if these deviations are used, the flow rate of unburned material can be appropriately controlled.
[0018]
A powder supply system control method according to claim 4 is the powder supply system control method according to any one of claims 1 to 3, wherein the deviation is obtained by estimation by chemical equilibrium calculation. The estimated composition data amount or the actually measured composition data amount is subtracted from the corrected amount.
[0019]
As described above, the estimated composition data amount is estimated from the actual measurement results of the amounts of fuel and oxidant charged into the gasifier. Further, the actually measured composition data amount may include an error. Therefore, it is a good idea to perform a certain correction on the estimated composition data amount or the actually measured composition data amount to obtain a data amount closer to the actual operation state, that is, a more accurate data amount.
[0023]
Coal is a typical fuel for gasification combined power generation facilities. The unburned coal is called char (carbide) and is collected in a dust collection facility or the like and then supplied to the gasifier again. According to the present invention, the flow rate of the char supplied to the gasification furnace or the amount of fuel input to the gasification furnace is appropriately controlled.
[0024]
A powder supply system control method according to claim 5 is the powder supply system control method according to any one of claims 1 to 4 , further comprising a state balance calculation program for the product gas in the control device. The estimated amount of composition data obtained by using the amount of the coal and oxidant to be input to the coal gasifier for the calculation in the state equilibrium calculation program, and the generated gas from the coal gasifier The carbide is controlled using the measured composition data amount.
[0025]
If a state equilibrium calculation program of the product gas in the control unit, the amount of the coal which is introduced into the coal gasification furnace, various temperature data amount and the gas and water of the oxidizing agent can be input into the program in real time Therefore, it is possible to easily obtain a highly accurate estimated composition data amount, and to control the supply amount of carbide with high accuracy using a deviation from the actually measured composition data amount.
[0028]
A program according to a sixth aspect causes a computer to execute the powder supply system control method according to any one of the first to fifth aspects.
[0029]
The above program controls a target fuel input amount or a carbide supply amount using a hardware resource called a computer. This program becomes an element of the computer by a storage device used for the computer or a storage medium such as a flexible disk, and covers data input, various calculations, and output. Thereby, the powder supply system control method of the coal gasification combined power generation facility can be realized using a computer.
[0030]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a powder supply system control device comprising: composition data obtained by actually measuring a generated gas discharged from a coal gasification furnace of a combined coal gasification combined power generation facility; and coal and oxidant in the coal gasification furnace. The input amount is input as an electrical signal, and a desired actual composition data amount is derived from the composition data, and an estimated composition data amount is derived from the input amount, and the actual composition data amount and the A calculation unit that obtains a deviation from the estimated composition data amount and determines a supply amount of carbide according to a magnitude of the deviation value with respect to a certain value, and an output unit that outputs the determined supply amount as an electric signal It is a thing.
[0031]
The composition data obtained by actually measuring the generated gas discharged from the coal gasification furnace in the combined coal gasification combined cycle facility is the composition itself of CO, CO 2 , H 2 , H 2 O, and the like. These compositions are analyzed and detected by a component analyzer such as a gas chromatograph, a heat conduction gas analyzer, or an infrared gas analyzer, and input to the input unit as an electrical signal. The amount of fuel and oxidant input can be converted from lifts such as pressure control valves and flow control valves, and these are also input to the input unit as electrical signals.
[0032]
The input composition data, fuel, and the like are subjected to chemical equilibrium calculation in the calculation unit, and an actually measured composition data amount and an estimated composition data amount are derived. A deviation which is a difference between the actually measured composition data amount and the estimated composition data amount is derived, and the supply amount of the carbide is determined by the magnitude of the magnitude with respect to a certain value . These supply amounts or input amounts are output as electric signals from the output unit, and the valves and actuators are driven to supply carbide .
[0036]
The combined coal gasification combined power generation facility according to claim 8 is a coal gasification furnace in which coal and an oxidant are burned by a burner, and a distribution path of a product gas from the coal gasification furnace, wherein A carbide recycling system provided upstream, having a collision plate, a filter medium and other separation devices and valves, and a pressure adjusting device, and again supplying the incompletely combusted carbide to the coal gasification furnace ; A gas turbine using a generated gas from which carbides have been removed as fuel, a gas turbine power generation facility including a generator connected to the gas turbine, and powder supply for the coal gasification combined power generation facility according to claim 7 And a system control device.
[0037]
The combined gasification power generation facility according to the present invention includes a coal gasification furnace, a carbide recycling system, a gas turbine, a generator, and a control device. The control device inputs the fuel input amount, the actually measured composition data amount, etc., performs various calculations mainly on chemical equilibrium calculation, and outputs a carbide supply amount. If management and control of carbides of the IGCC plant according to the carbide supply amount, the thermal energy of the fuel can be efficiently utilized and, perform appropriate product gas control in accordance with the load of the generator.
[0038]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. The constituent elements of this embodiment include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.
[0039]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a powder supply system control method according to Embodiment 1 of the present invention. Various apparatuses from a gasification furnace to a generator are installed in the combined gasification power generation facility. Here, the gasification furnace 1 and the powder supply system 2 will be mainly described. The gasification furnace 1 is charged with fuel 3 and oxidant 4 together with input amount measuring means. As the input measurement means, a pressure control valve, a flow rate control valve, a feeder with a sensor, and other general measurement means can be used.
[0040]
In the gasification furnace 1, product gas is generated by the reaction of the fuel 3 and the oxidant 4. The generated product gas is discharged from the gasification furnace 1, passes through the pipe 5, and heat is recovered by the cooler 6, and then reaches the powder supply system 2. The powder supply system is a so-called recycle system, and is a system that supplies the carbide or the like incompletely combusted in the gasification furnace 1 to the gasification furnace 1 again.
[0041]
In the figure, the powder supply system 2 is shown by an unburned material collection / supply device 7 and a pipe 8 for supplying unburned material to the gasification furnace 1, but in reality, a dust collecting device, various hoppers, And valves. The product gas that has passed through the unburnt substance recovery / supply device 7 is discharged to the pipe 9 to be input to a desulfurization device (not shown) attached to the downstream flow.
[0042]
An analyzer B for analyzing the composition of the product gas is provided downstream of the unburned substance recovery / supply device 7. Analyzes such as a heat conduction gas analyzer, gas chromatography, and infrared gas analyzer can be used for the analysis. In particular, the infrared gas analyzer is suitable for analyzing the generated gas in terms of analysis time and accuracy. The installation position of the analyzer may be anywhere as long as it is downstream of the gasification furnace 1, but is preferably after removing unburned substances.
[0043]
Further, a valve, a feeder and other actuators A are provided between the unburned material recovery / supply device 7 and the gasification furnace 1. By controlling the actuator, the amount of unburned material supplied can be adjusted. Next, the control method will be described.
[0044]
First, (1) the composition value of CO, CO 2 , H 2 , H 2 O, etc. in the product gas is obtained by the analyzer B. (2) Whether these composition values are sufficiently accurate to be used for control is determined by a certain determination method. The fixed determination method may be, for example, a method of preparing two systems (infrared method and gas chromatograph) of the analyzer B and determining whether there is a large difference between the values obtained.
[0045]
Further, the above-mentioned fixed determination method may determine whether or not the value causes a contradiction in the chemical equilibrium calculation. If it is determined that there is an abnormality at the stage (2), an alarm announcement (ANN) may be made to notify the operator. Thereby, the reliability of control can be improved.
[0046]
Next, (3) CO / CO 2 is obtained from the obtained composition, and ( 4 ) the measured composition data amount λ is derived by substituting it into the function λ (CO, CO 2 ) calculated by chemical equilibrium calculation. Here, the actually measured composition data amount includes data that can be derived from the composition by physical and chemical calculations in addition to the data obtained by actually measuring the composition itself.
[0047]
On the other hand, (5) the input amounts of the fuel 3 and the oxidizer 4 input to the gasifier 1 are measured by the input amount measuring means. With respect to these input amounts, (6) a desired composition data amount λo is derived from the chemical equilibrium calculation and used as an estimated composition data amount. In this way, the estimated composition data amount is the same as the measured composition data amount, in addition to data obtained by actually measuring the composition of the product gas estimated from the input amount of fuel and the like, as well as data derived from the composition by physical and chemical calculations. Shall be included.
[0048]
The measured composition data amount λ and the estimated composition data amount λo derived in the above (4) and (6) are calculated from (7) the deviation Δλ. These λ and λo are data amounts estimated by the chemical equilibrium calculation as in the above (4) and (6). Therefore, the actual state of the gasifier 1 may not be fully taken into account in the above calculation. Therefore, it is advantageous to perform a certain correction on λ and λo to obtain a data amount closer to the actual operating state, that is, a more accurate data amount.
[0049]
Note that the fixed correction is addition, subtraction, multiplication, division, etc., taking into consideration experimental experience values and error trends. In the figure, (8) k1 and k2 are used as parameters and k1 is multiplied and k2 is added. However, the present invention is not limited to this, and correction is performed in an appropriate form.
[0050]
Δλ obtained in the above item (7) is used to determine the supply amount of the unburned material by comparing the size with an appropriate constant (9). The constant used for the size comparison is preferably determined in advance as a 1010 control range parameter, and an appropriate value is assigned according to the operating state of the gasification combined power generation facility.
[0051]
The unburned material supply amount obtained in this way becomes a command to the actuator A and is reflected in desired supply amount control. If such control is used, unburned material can be appropriately supplied to the gasifier without using powder supply system control using a load cell. Further, if the above steps (1) to (10) are made into a computer program, the control method can be executed using a computer.
[0052]
As the above-described measured composition data amount and estimated composition data amount, various amounts can be specifically applied. For example, the air ratio can be applied as the actually measured composition data amount and the estimated composition data amount. The air ratio refers to the ratio between the amount of oxygen that is completely burned and the amount of oxygen actually charged.
[0053]
The deviation between the air ratio derived in (3) and (4) and the air ratio derived in (6) represents the amount of unburned matter generated, the allowable supply amount to the gasifier, and the like. Therefore, if this deviation and an appropriate constant are applied to the above item (9), the flow rate (supply amount) of unburned material can be appropriately controlled. It should be noted that the parameters and constants used in (8), (9), and (10) are preferably set to appropriate values on the assumption that the target is an air ratio.
[0054]
Further, the calorific value and the composition ratio can be applied as the actually measured composition data amount and the estimated composition data amount. The calorific value literally refers to the calorific value of the gasified fuel, and the composition ratio refers to a composition component ratio such as CO / CO 2 , CO / H, CO / H 2 O and the like. If these values are estimated from the amount of fuel and oxidant input, and are determined by actual measurement of the generated gas and chemical equilibrium calculation, and the deviation is obtained, the flow rate (supply amount) of unburned material can be controlled appropriately as described above. .
[0055]
(Embodiment 2)
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a powder supply system control method according to the second embodiment of the present invention. The configuration of the combined gasification power generation facility 20 in the figure is basically the same as that of the prior art.
[0056]
That is, the combined gasification power generation facility is provided with a recycle device that supplies unburned material to the gasification furnace 21 between the gasification furnace 21 and the gas turbine 22. Then, the weight of the unburned material is measured by the load cell 23 provided in the recycling apparatus, and the unburned material in the distribution path of the unburned material is kept in the gasification furnace so that the total amount of unburned material held is constant. A control method for determining the fuel supply amount Mo is employed.
[0057]
In the present invention, the control method described in the first embodiment is added, and the deviation between the obtained actual composition data amount and the estimated composition data amount is weighted to the Mo by a certain method, and unburned which should be referred to as a correction amount. The supply amount Mc of the product is determined. The supply amount M is transmitted as an electric signal to the actuator 24, and the actuator 24 actually adjusts the supply amount.
[0058]
That is, in the present invention, in view of an error tendency between an appropriate unburned material supply amount calculated from the deviation between the actually measured composition data amount and the estimated composition data amount and the unburned material supply amount Mo by the load cell, the Mo And Mc, which is a more appropriate supply amount, is determined.
[0059]
Specifically, in addition to the inputs used in the control method described in the first embodiment, that is, the input amounts of fuel and oxidant 25 and 26, and the generated gas composition data 27 from the analyzer (not shown), The unburned material weight 28 from the load cell 23 is input to the control device 29. The output is an unburned material supply amount of 30. A program for calculating the state equilibrium of the product gas is prepared in the controller 29 in advance.
[0060]
FIG. 3 is a flowchart showing the flow of the control method. Since steps S101 to S108 and step S112 are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted. Steps 109 to 111 are for obtaining Mo by conventional control. The control parameters are D1 and D2, and the difference Δλ is compared with D1 and D2 (step S113), and the supply amount Mo is adjusted (step S114). Then, the value is determined as the supply amount Ms, and the supply amount Ms is finally output as an electric signal (step S115).
[0061]
4A and 4B are explanatory diagrams for explaining the control device. FIG. 4A is a functional block diagram and FIG. 4B is a hardware configuration diagram. As shown in FIG. 2A, the control device CB includes an input unit 31, a calculation unit 32, and an output unit 33. For maintenance and the like, a user interface unit such as a monitor may be provided in addition to the above.
[0062]
In the input unit 31, the input amounts 25 and 26 of the fuel / oxidant, the generated gas composition data 27, and the unburned material weight 28 are respectively supplied as electric signals from the detection device 34 such as the input amount measuring device, the analysis device, and the load cell. Entered.
[0063]
The computing unit 32 computes steps other than the input of the control flow described above (steps other than steps S101, S106, S109, and S115 in FIG. 4). The output unit 33 outputs the supply amount Ms derived by the calculation unit 32 to the actuator 24 as an electrical signal. The calculation unit 32 includes a storage unit, and performs calculation processing by reading and writing data from and to the storage unit.
[0064]
The hardware configuration of the control device CB is centered on a processor 35 such as a CPU or DSP (Digital Signal Processor) which is a CISC (Complex Instruction Set Computer) or RISC (Reduced Instruction Set Computer) as shown in FIG. ROM 36, RAM 37, input / output interface (I / O) 38, and user interface 39 are connected by a bus 40.
[0065]
The execution program of the processor 35 is stored in the ROM 36 in advance. The ROM 36 also stores a communication program with the input / output interface 38 and a program for communicating with the user interface. Although not shown in the figure, the input / output interface is provided with an A / D converter and a D / A converter according to the actuator device connected to the input / output interface. Here, the description has been made assuming digital processing by software, but may be realized by analog processing by hardware.
[0066]
If Mo is converted to Ms by conventional load cell control with the above configuration and applied to unburned material control, even if the measurement accuracy of the load cell decreases, the deviation between the measured composition data amount and the estimated composition data amount Thus, corrective control can be performed on the result of the load cell control. Thereby, appropriate unburnt substance supply amount control, that is, powder supply system control, which is more reliable than conventional control can be performed.
[0067]
Note that the input to the input unit 31 in FIG. 4A is only the fuel and oxidant input amounts 25 and 26 and the generated gas composition data 27, and the calculation in the calculation unit 32 is step (1) in the first embodiment. If it is set to-(circle) 10, it will become a control apparatus which can control the supply_amount | feed_rate of unburned material, and the gasification combined cycle power generation equipment of FIG.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, according to the powder supply system control method according to the present invention (claims 1 to 5 ), the unburned material supply amount can be appropriately controlled even when the measurement accuracy of the load cell is lowered. Moreover, according to the program concerning this invention (Claim 6 ), the said control method can be performed using a computer. Moreover, according to the control device (Claim 7) of the present invention, it is possible to easily realize the powder supply system of the gasification combined power generation facility that executes the control method, and further, the gasification combined power generation according to the present invention. According to the facility (Claim 8 ), the powder supply system is appropriately controlled, and the generated gas required for power generation can be easily controlled.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a powder supply system control method according to a first embodiment of the invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a powder supply system control method according to a second embodiment of the invention.
FIG. 3 is a flowchart showing a flow of a control method.
4A and 4B are explanatory diagrams for explaining a control device, in which FIG. 4A is a functional block diagram, and FIG. 4B is a hardware configuration diagram;
FIG. 5 is a block diagram showing the entire conventional combined gasification power generation facility.
[Explanation of symbols]
1,21 Gasification furnace 2 Powder supply system 3 Fuel 4 Oxidant 7 Unburnt material recovery / supply device 25 Fuel coal input 26 Oxidant input 27 Composition data 28 Unburned material weight 29 Control device 30 Unburned material supply amount

Claims (8)

石炭ガス化炉で不完全燃焼した炭化物を脱硫装置の上流において再び石炭ガス化炉に供給する炭化物のリサイクルシステムを有する石炭ガス化複合発電設備の石炭ガス化炉から排出する生成ガスの実測組成データ量と前記石炭ガス化炉への石炭及び酸化剤の投入量実測結果から推定される前記生成ガスの推測組成データ量との偏差の一定値に対する大小を用いて前記石炭ガス化炉に供給する前記炭化物の供給量を制御することを特徴とする粉体供給システム制御方法。  Measured composition data of the product gas discharged from the coal gasifier of the coal gasification combined cycle power plant with the carbide recycling system that supplies the incompletely combusted carbide in the coal gasifier again to the coal gasifier upstream of the desulfurizer The amount supplied to the coal gasifier using a magnitude of a deviation with respect to a constant value of the estimated composition data amount of the generated gas estimated from the actual measurement result of the amount of coal and oxidizer input to the coal gasifier A powder supply system control method, comprising: controlling a supply amount of carbide. 前記実測組成データ量および前記推測組成データ量は、ともに空気比であることを特徴とする請求項１に記載の粉体供給システム制御方法。  The powder supply system control method according to claim 1, wherein the measured composition data amount and the estimated composition data amount are both air ratios. 前記実測組成データ量および前記推測組成データ量は、ともに発熱量であることを特徴とする請求項１に記載の粉体供給システム制御方法。  2. The powder supply system control method according to claim 1, wherein both the actually measured composition data amount and the estimated composition data amount are calorific values. 前記偏差は、化学平衡計算による推測によって求められた前記推測組成データ量または前記実測組成データ量の差し引きであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の粉体供給システム制御方法。  The powder supply system according to any one of claims 1 to 3, wherein the deviation is a subtraction of the estimated composition data amount or the actually measured composition data amount obtained by estimation by chemical equilibrium calculation. Control method. 制御装置内に生成ガスの状態平衡計算プログラムを有し、前記石炭ガス化炉に投入される前記石炭、酸化剤の量を当該状態平衡計算プログラムでの演算に用いることによって得られる推測組成データ量と、前記石炭ガス化炉からの前記生成ガスの前記実測組成データ量とを用いて前記炭化物を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の粉体供給システム制御方法。Estimated composition data amount obtained by having a state equilibrium calculation program for the product gas in the control device, and using the amount of the coal and oxidant charged into the coal gasifier for the calculation in the state equilibrium calculation program The powder supply system control according to any one of claims 1 to 4 , wherein the carbide is controlled using the measured composition data amount of the product gas from the coal gasification furnace. Method. 前記請求項１〜５のいずれか一つに記載された粉体供給システム制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。The program for making a computer perform the powder supply system control method as described in any one of the said Claims 1-5 . 石炭ガス化炉で不完全燃焼した炭化物を脱硫装置の上流において再び石炭ガス化炉に供給する炭化物のリサイクルシステムを有する石炭ガス化複合発電設備の石炭ガス化炉から排出する生成ガスを実測した組成データと、
前記石炭ガス化炉への石炭及び酸化剤の投入量と、
が電気的信号として入力される入力部と、
前記組成データから所望の実測組成データ量を導出すると共に、
前記投入量から推測組成データ量を導出し、前記実測組成データ量と前記推測組成データ量との偏差を求め、一定値に対する前記偏差の値の大小で炭化物の供給量を決定する演算部と、
決定された前記供給量を電気信号として出力する出力部と、
を有することを特徴とする粉体供給システム制御装置。Composition of measured product gas discharged from coal gasifier of coal gasification combined cycle power plant with carbide recycling system that supplies carbide incompletely burned in coal gasifier again to coal gasifier upstream of desulfurizer Data and
The amount of coal and oxidant charged into the coal gasifier;
Is input as an electrical signal;
While deriving a desired measured composition data amount from the composition data,
Deriving an estimated composition data amount from the input amount, obtaining a deviation between the actually measured composition data amount and the estimated composition data amount, and calculating a carbide supply amount by the magnitude of the deviation value with respect to a constant value;
An output unit for outputting the determined supply amount as an electrical signal;
The powder supply system control apparatus characterized by having. 石炭と酸化剤がバーナにより燃焼される石炭ガス化炉と、
前記石炭ガス化炉からの生成ガスの流通経路であって、脱硫装置の上流に設けられ、衝突板、濾過材その他の分離装置および弁、圧力調整装置を有し、当該石炭ガス化炉で不完全燃焼した炭化物を再び当該石炭ガス化炉に供給する炭化物リサイクルシステムと、
炭化物が除去された生成ガスを燃料とするガスタービンと、当該ガスタービンに連結される発電機から構成されるガスタービン発電設備と、
請求項７に記載した石炭ガス化複合発電設備の粉体供給システム制御装置と、
を有することを特徴とするガス化複合発電設備。A coal gasifier in which coal and oxidant are burned by a burner;
A flow passage of the product gas from the coal gasification furnace, provided upstream of the desulfurization apparatus, the collision plate, filtering material other separation devices and valves, has a pressure regulating device, in the coal gasification furnace not A carbide recycling system for supplying completely burned carbide to the coal gasifier again ;
A gas turbine using a generated gas from which carbides have been removed as fuel, and a gas turbine power generation facility including a generator connected to the gas turbine;
A powder supply system control device for a coal gasification combined cycle facility according to claim 7 ,
A combined gasification power generation facility characterized by comprising:
JP2001342535A 2001-11-07 2001-11-07 Powder supply system control method, program, control device provided for it, gasification combined power generation facility Expired - Fee Related JP3950320B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001342535A JP3950320B2 (en) 2001-11-07 2001-11-07 Powder supply system control method, program, control device provided for it, gasification combined power generation facility

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001342535A JP3950320B2 (en) 2001-11-07 2001-11-07 Powder supply system control method, program, control device provided for it, gasification combined power generation facility

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003148172A JP2003148172A (en) 2003-05-21
JP3950320B2 true JP3950320B2 (en) 2007-08-01

Family

ID=19156375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001342535A Expired - Fee Related JP3950320B2 (en) 2001-11-07 2001-11-07 Powder supply system control method, program, control device provided for it, gasification combined power generation facility

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3950320B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5415276B2 (en) * 2006-12-01 2014-02-12 アルストム テクノロジー リミテッド How to operate a gas turbine
JP6189082B2 (en) * 2013-04-26 2017-08-30 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Control device for gasification power plant, gasification power plant, and control method for gasification power plant
JP6141092B2 (en) * 2013-04-26 2017-06-07 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Control device for gasification power plant, gasification power plant, and control method for gasification power plant
JP6200731B2 (en) * 2013-09-05 2017-09-20 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Control method of gasification power generation system
CN113088590B (en) * 2021-04-09 2022-07-01 南京工程学院 Intelligent anti-blocking device and method for large-scale blast furnace injection system based on spectrum analysis

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003148172A (en) 2003-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4489562A (en) Method and apparatus for controlling a gasifier
Altafini et al. Prediction of the working parameters of a wood waste gasifier through an equilibrium model
US4473537A (en) Ammonia control system for NOx emission control for gas turbine exhaust
US4473536A (en) Catalytic pollution control system for gas turbine exhaust
EP0055852B1 (en) Method and apparatus for controlling combustion of gasified fuel
CA1084142A (en) Method and apparatus for control of efficiency of combustion in a furnace
EP2080878B1 (en) Gas turbine power generation system and method of detecting calorific abnormality of the same
US8408007B2 (en) Integrated gasification combined cycle and operation control method thereof
US6502402B1 (en) Fuel moisturization control
CZ299517B6 (en) Integrated control method of gasification process and system for making the same
CN101832183A (en) Low heating value fuel gas mixes control
EP1798385B1 (en) Integrated gasification combined cycle and method of controlling thereof
JP3950320B2 (en) Powder supply system control method, program, control device provided for it, gasification combined power generation facility
GB2132112A (en) Catalytic pollution control system for gas turbine exhaust
RU2558177C2 (en) System and its associated method of monitoring and control of power plant
US5020451A (en) Fluidized-bed combustion furnace
US9567904B2 (en) Method for controlling gas turbine power plant, gas turbine power plant, method for controlling carbon-containing fuel gasifier, and carbon-containing fuel gasifier
EP1336036B1 (en) Fuel gas moisturization system level control
KR20150132576A (en) Gasification power plant control device, gasification power plant, and gasification power plant control method
KR101735989B1 (en) Gasification power plant control device, gasification power plant, and gasification power plant control method
JP2000328073A (en) Fossil fuel gasification/utilization facility control method, its control equipment, pre-command value generator contituting part of control equipment
JP2009192215A (en) Controller for incinerator
JP4097999B2 (en) Control method and apparatus for pyrolysis gasification melting treatment plant, and program
JP2001099413A (en) Control method for incinerator and control device
WO2003102472A1 (en) Method and apparatus in connection with a power boiler

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20051101

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20051031

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20051228

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060905

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061106

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070403

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070420

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100427

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110427

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130427

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140427

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees