JP5212033B2

JP5212033B2 - ガス化設備の燃焼異常状態検出方法及び装置

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Publication number: JP5212033B2
Application number: JP2008291697A
Authority: JP
Inventors: 寿範温見; 智之片桐
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2028-11-14
Also published as: JP2010117099A

Description

本発明は、ガス化設備の燃焼異常状態検出方法及び装置に関するものである。

従来より、燃料として、石炭、バイオマス、タイヤチップ等の原料を用い、ガス化ガスを生成するガス化設備の開発が進められている。

図６は開発が進められているガス化設備の一例を示すものであって、該ガス化設備は、蒸気により流動媒体（硅砂、石灰石等）の流動層１を形成して投入される原料（石炭、バイオマス、タイヤチップ等）のガス化を行いガス化ガスと可燃性固形分とを生成するガス化炉２と、該ガス化炉２で生成された可燃性固形分が流動媒体と共に導入管３から導入され且つ空気又は酸素等の流動用ガスにより流動層４を形成して前記可燃性固形分の燃焼を行う燃焼炉５と、該燃焼炉５から排ガス管６を介して導入される燃焼排ガスより流動媒体を分離し該分離した流動媒体をダウンカマー７を介して前記ガス化炉２に供給するホットサイクロン等の媒体分離装置８と、前記ガス化炉２で生成されたガス化ガスより流動媒体を分離するホットサイクロン等の媒体分離装置９と、該媒体分離装置９で分離された流動媒体を回収する回収容器１０とを備えてなる構成を有している。

尚、図６中、１１は前記ガス化炉２の底部へ導入される蒸気を流動層１内へ均一に吹き込むための分散板、１２は前記ガス化炉２内部における導入管３が接続される部分を下方のみが開放されるように覆うことにより、ガス化炉２内のガス化ガスが導入管３を介して燃焼炉５側へ流出したり、逆に燃焼炉５内の空気又は酸素等の流動用ガスが導入管３を介してガス化炉２側へ流入したりすることを防止するための仕切壁、１３は前記燃焼炉５の底部へ導入される流動用ガスを流動層４内へ均一に吹き込むための分散板、１４はガス化炉２及び燃焼炉５へ流動用ガスを圧送する押込通風機である。

前述の如きガス化設備においては、通常運転時、ガス化炉２において、蒸気により流動層１が形成されており、ここに石炭、バイオマス、タイヤチップ等の原料を投入すると、該原料は水蒸気ガス化してガス化され、ガス化ガスと可燃性固形分とが生成され、前記ガス化炉２で生成された可燃性固形分は流動媒体と共に導入管３から、前記流動用ガスにより流動層４が形成されている燃焼炉５へ導入され、該可燃性固形分の燃焼が行われ、該燃焼炉５からの燃焼排ガスは、排ガス管６を介してホットサイクロン等の媒体分離装置８へ導入され、該媒体分離装置８において、前記燃焼排ガスより流動媒体が分離され、該分離された流動媒体はダウンカマー７を介して前記ガス化炉２に戻され、循環される。

ここで、前記燃焼炉５で可燃性固形分の燃焼に伴い高温になった流動媒体が燃焼排ガスと共に排ガス管６を通り前記媒体分離装置８で分離され、前記ダウンカマー７を介してガス化炉２に供給されることにより、ガス化炉２の高温が保持されると共に、原料の熱分解によって生成したガスや、その残渣原料が蒸気と反応することによって、水性ガス化反応［Ｃ＋Ｈ₂Ｏ＝Ｈ₂＋ＣＯ］や水素転換反応［ＣＯ＋Ｈ₂Ｏ＝Ｈ₂＋ＣＯ₂］が起こり、Ｈ₂やＣＯ等の可燃性のガス化ガスが生成される。

前記ガス化炉２で生成されたガス化ガスは、ホットサイクロン等の媒体分離装置９で流動媒体が分離され、該媒体分離装置９で分離された流動媒体は、回収容器１０に回収される。

因みに、前記ガス化設備における通常運転中の熱不足時、即ち前記ガス化炉２において原料のガス化のための充分な熱が得られないような場合には、図６中、仮想線で示される如く、前記ガス化炉２へ供給される原料と同じ石炭、バイオマス、タイヤチップ等の燃料が補助的に前記燃焼炉５へ投入されて燃焼が行われ、不足する熱を補うようになっている。又、前記ガス化設備における通常運転に到る前段階での循環予熱運転時には、前記ガス化炉２への原料の投入は行わずに、該ガス化炉２の底部から蒸気の代わりに流動用の空気を供給した状態で、図６中、仮想線で示される如く、前記石炭、バイオマス、タイヤチップ等の燃料が予熱用として前記燃焼炉５へ投入されて燃焼が行われ、該燃焼炉５での燃料の燃焼に伴い高温になった流動媒体が燃焼排ガスと共に排ガス管６を通り前記媒体分離装置８で分離され、前記ダウンカマー７を介してガス化炉２に供給されることにより、ガス化設備の循環予熱が行われるようになっている。

一方、既に実用化されている循環流動層燃焼炉（ＣＦＢＣ：Circulating Fluidized Bed Combustor）を備えたボイラ設備は、図７に示される如く、燃焼炉５において、押込通風機１４から圧送される空気又は酸素等の流動用ガスにより流動層４を形成し、ここに石炭、バイオマス、タイヤチップ等の燃料を投入して燃焼させ、前記燃焼炉５からの燃焼排ガスを排ガス管６を介してホットサイクロン等の媒体分離装置８へ導入し、該媒体分離装置８において前記排ガスより流動媒体を分離し、該分離された流動媒体をダウンカマー７を介し前記燃焼炉５に戻して循環させ、同時に、前記燃焼炉５の炉壁管（図示せず）内を流れる水を燃料の燃焼に伴う熱で加熱すると共に、前記媒体分離装置８で流動媒体が分離された燃焼排ガスの熱を熱交換器（図示せず）で回収することにより、蒸気を発生させるようになっているが、この種のボイラ設備では、前記流動層４の温度が何らかの原因で燃料としての石炭の着火温度以下に下がった場合、燃焼を継続することができず、多量の未燃燃料が燃焼炉５に蓄積してしまうこととなる。このような好ましくない状態になることを回避するために、従来のボイラ設備においては、前記流動層４の温度が燃料の着火温度以下に下がった場合、全系統燃料緊急遮断（ＭＦＴ：Master Fuel Trip）動作が行われるようになっており、燃料として石炭を用いた場合、一般に前記燃料の着火温度は４８０［℃］とするよう規定されている。

尚、図６に示されるようなガス化炉２と燃焼炉５とを備えたガス化設備の一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。又、図７に示されるような燃焼炉５を備えたボイラ設備の一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献２がある。
特開２００７−１１２８７２号公報特開昭６３−２１７１０１号公報

ところで、前述の如きガス化炉２と燃焼炉５とを備えたガス化設備の場合、通常運転に到る前段階での循環予熱運転時のように、燃焼炉５に燃料として石炭を投入する運転状態においては、従来の循環流動層燃焼炉（ＣＦＢＣ）を備えたボイラ設備と同様に、流動層４の温度が燃料の着火温度（４８０［℃］）以下に下がったら全系統燃料緊急遮断（ＭＦＴ）動作が行われるようにしておけば良い。

しかしながら、前述の如きガス化炉２と燃焼炉５とを備えたガス化設備の場合、ガス化炉２のみに原料として石炭を投入する運転状態が存在する。この運転状態においては、原料としての石炭の未反応の可燃性固形分（未燃チャー）が燃焼炉５側に流動媒体と共に供給されることにより燃焼炉５で燃焼する形となるが、前記未燃チャーは高い燃焼性を持つ揮発分等がガス化炉２内で既に取り除かれているため、通常の石炭の燃焼特性と異なり、高い着火温度条件が必要となり、前記未燃チャーの着火温度は実験的に例えば７６０［℃］程度となることが本発明者等によって確認されており、仮に、前記燃料の着火温度（４８０［℃］）を設定値として採用するのでは、未燃チャーに対しては適切であるとは言えず、流動層４の温度低下による燃焼異常状態を検出するまでに時間を要し、迅速な全系統燃料緊急遮断（ＭＦＴ）動作を行うことができなくなる虞があった。

本発明は、斯かる実情に鑑み、ガス化炉と燃焼炉の運転状態に応じて燃焼炉流動層の設定温度を適切に切り換えることにより、燃焼炉流動層の温度低下による燃焼異常状態を確実に検出し得、迅速な全系統燃料緊急遮断（ＭＦＴ）動作を行い得るガス化設備の燃焼異常状態検出方法及び装置を提供しようとするものである。

本発明は、原料のガス化を行いガス化ガスと可燃性固形分とを生成するガス化炉と、該ガス化炉で生成された可燃性固形分の燃焼を行う燃焼炉とを備えたガス化設備の燃焼異常状態検出方法であって、
前記燃焼炉内における燃焼炉流動層温度を検出し、
前記燃焼炉へ燃料が投入されている運転状態では、該燃料の着火温度を第一設定温度として、前記燃焼炉流動層温度が第一設定温度より低下した場合に燃焼異常状態と判断し、全系統燃料緊急遮断を行い、
前記燃焼炉へ燃料が投入されておらず且つ前記ガス化炉へ原料が投入され該ガス化炉から可燃性固形分が燃焼炉へ導入されている運転状態では、前記可燃性固形分の着火温度を第二設定温度として、前記燃焼炉流動層温度が第二設定温度より低下した場合に燃焼異常状態と判断し、全系統燃料緊急遮断を行うことを特徴とするガス化設備の燃焼異常状態検出方法にかかるものである。

又、本発明は、原料のガス化を行いガス化ガスと可燃性固形分とを生成するガス化炉と、該ガス化炉で生成された可燃性固形分の燃焼を行う燃焼炉とを備えたガス化設備の燃焼異常状態検出装置であって、
前記燃焼炉内における燃焼炉流動層温度を検出する温度検出手段と、
前記ガス化炉への原料投入の有無と、前記燃焼炉への燃料投入の有無とを判別する運転状態判別手段と、
前記温度検出手段で検出された燃焼炉流動層温度と前記運転状態判別手段で判別された運転状態とに基づき、前記燃焼炉へ燃料が投入されている運転状態では、該燃料の着火温度を第一設定温度として、前記燃焼炉流動層温度が第一設定温度より低下した場合に燃焼異常状態信号を出力し、全系統燃料緊急遮断を行い、前記燃焼炉へ燃料が投入されておらず且つ前記ガス化炉へ原料が投入され該ガス化炉から可燃性固形分が燃焼炉へ導入されている運転状態では、前記可燃性固形分の着火温度を第二設定温度として、前記燃焼炉流動層温度が第二設定温度より低下した場合に燃焼異常状態信号を出力し、全系統燃料緊急遮断を行う制御手段と
を備えたことを特徴とするガス化設備の燃焼異常状態検出装置にかかるものである。

このように、燃焼炉へ燃料が投入されている運転状態では、該燃料の着火温度を第一設定温度として、前記燃焼炉流動層温度が第一設定温度より低下した場合に燃焼異常状態と判断し、全系統燃料緊急遮断を行い、前記燃焼炉へ燃料が投入されておらず且つ前記ガス化炉へ原料が投入され該ガス化炉から可燃性固形分が燃焼炉へ導入されている運転状態では、前記可燃性固形分の着火温度を第二設定温度として、前記燃焼炉流動層温度が第二設定温度より低下した場合に燃焼異常状態と判断し、全系統燃料緊急遮断を行うようにすれば、燃料の着火温度だけを単一の設定値として採用するのとは異なり、燃焼炉へ導入される未燃チャー等の可燃性固形分に対しても適切な対応が可能となり、流動層の温度低下による燃焼異常状態が速やかに検出され、迅速な全系統燃料緊急遮断動作を行うことが可能となる。

本発明のガス化設備の燃焼異常状態検出方法及び装置によれば、ガス化炉と燃焼炉の運転状態に応じて燃焼炉流動層の設定温度を適切に切り換えることにより、燃焼炉流動層の温度低下による燃焼異常状態を確実に検出し得、迅速な全系統燃料緊急遮断（ＭＦＴ）動作を行い得るという優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１〜図５は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図６と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図６に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１〜図５に示す如く、
燃焼炉５内における燃焼炉流動層温度を検出する温度検出手段としての温度計１５と、
ガス化炉２への原料投入の有無と、前記燃焼炉５への燃料投入の有無とを判別する運転状態判別手段１６と、
前記温度検出手段としての温度計１５で検出された燃焼炉流動層温度と前記運転状態判別手段１６で判別された運転状態とに基づき、前記燃焼炉５へ燃料が投入されている運転状態（図３や図４参照）では、該燃料の着火温度を第一設定温度として、前記燃焼炉流動層温度が第一設定温度より低下した場合に燃焼異常状態信号１７を出力し、全系統燃料緊急遮断を行い、前記燃焼炉５へ燃料が投入されておらず且つ前記ガス化炉２へ原料が投入され該ガス化炉２から可燃性固形分が燃焼炉５へ導入されている運転状態（図２参照）では、前記可燃性固形分の着火温度を第二設定温度として、前記燃焼炉流動層温度が第二設定温度より低下した場合に燃焼異常状態信号１７を出力し、全系統燃料緊急遮断を行う制御手段１８と
を備えた点にある。

本図示例の場合、前記運転状態判別手段１６は、図１に示す如く、
ガス化炉原料ゲートが開いており且つガス化炉原料フィーダが起動している場合にＯＮとなり「１」の論理積信号１９ａを出力する原料判別ＡＮＤ回路１９と、
燃焼炉燃料ゲートが開いており且つ燃焼炉燃料フィーダが起動している場合にＯＮとなり「１」の論理積信号２０ａを出力する燃料判別ＡＮＤ回路２０と、
ＬＰＧ等の起動用燃料を用いる起動用バーナ２１（図５参照）が失火して火炎なしの状態になったか、或いは起動用燃料遮断弁が閉じた場合にＯＮとなり「１」の論理和信号２２ａを出力する起動時判別ＯＲ回路２２と
を備えている。

又、前記制御手段１８は、図１に示す如く、
前記燃料判別ＡＮＤ回路２０からの論理積信号２０ａが「１」即ち燃焼炉５へ燃料が投入されている運転状態（図３や図４参照）で且つ燃焼炉流動層温度が第一設定温度（例えば、燃料としての石炭の着火温度である４８０［℃］）より低い場合にＯＮとなり「１」の論理積信号２３ａを出力する第一設定温度チェックＡＮＤ回路２３と、
前記燃料判別ＡＮＤ回路２０からの論理積信号２０ａが「０」でそのＮＯＴ回路２４を通過させた否定信号２４ａが「１」即ち燃焼炉５へ燃料が投入されておらず、且つ前記原料判別ＡＮＤ回路１９からの論理積信号１９ａが「１」即ちガス化炉２へ原料が投入され該ガス化炉２から可燃性固形分が燃焼炉５へ導入されている運転状態（図２参照）で、且つ燃焼炉流動層温度が第二設定温度（例えば、原料としての石炭の未反応の可燃性固形分（未燃チャー）の着火温度である７６０［℃］）より低い場合にＯＮとなり「１」の論理積信号２５ａを出力する第二設定温度チェックＡＮＤ回路２５と、
前記燃料判別ＡＮＤ回路２０からの論理積信号２０ａが「０」でそのＮＯＴ回路２４を通過させた否定信号２４ａが「１」即ち燃焼炉５へ燃料が投入されておらず、且つ前記原料判別ＡＮＤ回路１９からの論理積信号１９ａが「０」でそのＮＯＴ回路２６を通過させた否定信号２６ａが「１」即ちガス化炉２へ原料が投入されていない運転状態（図５参照）で、且つ前記起動時判別ＯＲ回路２２からの論理和信号２２ａが「１」即ち前記起動用バーナ２１が失火して火炎なしの状態になったか或いは起動用燃料遮断弁が閉じた場合で、且つ燃焼炉流動層温度が第二設定温度（例えば、原料としての石炭の未反応の可燃性固形分（未燃チャー）の着火温度である７６０［℃］）より低い場合にＯＮとなり「１」の論理積信号２７ａを出力する起動時チェックＡＮＤ回路２７と、
前記第一設定温度チェックＡＮＤ回路２３からの論理積信号２３ａが「１」であるか、前記第二設定温度チェックＡＮＤ回路２５からの論理積信号２５ａが「１」であるか、或いは前記起動時チェックＡＮＤ回路２７からの論理積信号２７ａが「１」である場合に、論理和信号として燃焼異常状態信号１７を出力し、全系統燃料緊急遮断を行うための燃焼異常状態チェックＯＲ回路２８と
を備えている。

尚、前記燃焼炉流動層温度が第一設定温度（例えば、燃料としての石炭の着火温度である４８０［℃］）より低い状態を検出する際には、誤動作を避けるために、オンディレイタイマ２９を設け、前記燃焼炉流動層温度が第一設定温度より低い状態が所定時間（例えば、３［ｓｅｃ］程度）継続した場合に「１」の遅延信号２９ａが前記第一設定温度チェックＡＮＤ回路２３へ出力されるようにし、同様に、前記燃焼炉流動層温度が第二設定温度（例えば、原料としての石炭の未反応の可燃性固形分（未燃チャー）の着火温度である７６０［℃］）より低い状態を検出する際には、やはり誤動作を避けるために、オンディレイタイマ３０を設け、前記燃焼炉流動層温度が第二設定温度より低い状態が所定時間（例えば、３［ｓｅｃ］程度）継続した場合に「１」の遅延信号３０ａが前記第二設定温度チェックＡＮＤ回路２５及び前記起動時チェックＡＮＤ回路２７へ出力されるようにしてある。

次に、上記図示例の作用を説明する。

ガス化設備の通常運転時には、図２に示す如く、燃焼炉５へ燃料が投入されておらず且つガス化炉２へ原料が投入され該ガス化炉２から可燃性固形分が燃焼炉５へ導入されている運転状態となっており、前記燃焼炉５内における燃焼炉流動層温度が温度検出手段としての温度計１５で検出される。ここで、前記燃焼炉５へ燃料が投入されていなければ、図１において、運転状態判別手段１６の燃料判別ＡＮＤ回路２０からの論理積信号２０ａは「０」でそのＮＯＴ回路２４を通過させた否定信号２４ａは「１」となっており、且つ前記ガス化炉２から可燃性固形分が燃焼炉５へ導入されていれば、運転状態判別手段１６の原料判別ＡＮＤ回路１９からの論理積信号１９ａは「１」となっており、この運転状態で前記燃焼炉流動層温度が第二設定温度（例えば、原料としての石炭の未反応の可燃性固形分（未燃チャー）の着火温度である７６０［℃］）より低くなってしまった場合には、この時点で、第二設定温度チェックＡＮＤ回路２５がＯＮとなり「１」の論理積信号２５ａが燃焼異常状態チェックＯＲ回路２８へ出力され、その論理和信号として燃焼異常状態信号１７が出力され、全系統燃料緊急遮断が行われる。尚、前記燃焼炉５へ燃料が投入されていなければ、図１において、運転状態判別手段１６の燃料判別ＡＮＤ回路２０からの論理積信号２０ａは「０」で第一設定温度チェックＡＮＤ回路２３はＯＦＦのまま保持され、その論理積信号２３ａは「０」であり、又、前記ガス化炉２から可燃性固形分が燃焼炉５へ導入されていれば、運転状態判別手段１６の原料判別ＡＮＤ回路１９からの論理積信号１９ａは「１」でそのＮＯＴ回路２６を通過させた否定信号２６ａは「０」となっており、起動時チェックＡＮＤ回路２７はＯＦＦのまま保持され、その論理積信号２７ａは「０」である。

一方、ガス化設備の通常運転中の熱不足時には、図３に示す如く、燃焼炉５へ助燃用の燃料が投入され且つガス化炉２へ原料が投入され該ガス化炉２から可燃性固形分が燃焼炉５へ導入されている運転状態となっており、前記燃焼炉５内における燃焼炉流動層温度が温度検出手段としての温度計１５で検出される。ここで、前記燃焼炉５へ燃料が投入されていれば、図１において、運転状態判別手段１６の燃料判別ＡＮＤ回路２０からの論理積信号２０ａは「１」でそのＮＯＴ回路２４を通過させた否定信号２４ａは「０」となっており、第二設定温度チェックＡＮＤ回路２５及び起動時チェックＡＮＤ回路２７はいずれもＯＦＦのまま保持され、それらの論理積信号２５ａ及び論理積信号２７ａは「０」であるが、この運転状態で前記燃焼炉流動層温度が第一設定温度（例えば、燃料としての石炭の着火温度である４８０［℃］）より低くなってしまった場合には、前記第一設定温度チェックＡＮＤ回路２３がＯＮとなり「１」の論理積信号２３ａが燃焼異常状態チェックＯＲ回路２８へ出力され、その論理和信号として燃焼異常状態信号１７が出力され、全系統燃料緊急遮断が行われる。

又、ガス化設備の通常運転に到る前段階での循環予熱運転時には、図４に示す如く、燃焼炉５へ予熱用の燃料が投入され且つガス化炉２へ原料が投入されず該ガス化炉２の底部から蒸気の代わりに流動用の空気が供給される運転状態となっており、前記燃焼炉５内における燃焼炉流動層温度が温度検出手段としての温度計１５で検出される。ここで、前記燃焼炉５へ燃料が投入されていれば、図１において、運転状態判別手段１６の燃料判別ＡＮＤ回路２０からの論理積信号２０ａは「１」でそのＮＯＴ回路２４を通過させた否定信号２４ａは「０」となっており、第二設定温度チェックＡＮＤ回路２５及び起動時チェックＡＮＤ回路２７はいずれもＯＦＦのまま保持され、それらの論理積信号２５ａ及び論理積信号２７ａは「０」であるが、この運転状態で前記燃焼炉流動層温度が第一設定温度（例えば、燃料としての石炭の着火温度である４８０［℃］）より低くなってしまった場合には、前記第一設定温度チェックＡＮＤ回路２３がＯＮとなり「１」の論理積信号２３ａが燃焼異常状態チェックＯＲ回路２８へ出力され、その論理和信号として燃焼異常状態信号１７が出力され、全系統燃料緊急遮断が行われる。尚、ガス化設備の通常運転に到る前段階での循環予熱運転時には、原料としての石炭の未反応の可燃性固形分（未燃チャー）が燃焼炉５側に流動媒体と共に供給されることがないため、前記燃焼炉流動層温度が第一設定温度より低くならない限り、問題はない。

更に又、ガス化設備の起動時には、図５に示す如く、燃焼炉５へ燃料が投入されておらず且つガス化炉２へ原料が投入されておらず、ＬＰＧ等の起動用燃料遮断弁が開かれて起動用バーナ２１が点火され、燃焼炉５内における流動層４の昇温が行われる運転状態となっており、前記燃焼炉５内における燃焼炉流動層温度が温度検出手段としての温度計１５で検出される。ここで、前記燃焼炉５へ燃料が投入されておらず且つガス化炉２へ原料が投入されていなければ、図１において、運転状態判別手段１６の燃料判別ＡＮＤ回路２０からの論理積信号２０ａは「０」でそのＮＯＴ回路２４を通過させた否定信号２４ａは「１」となっていると共に、前記原料判別ＡＮＤ回路１９からの論理積信号１９ａは「０」でそのＮＯＴ回路２６を通過させた否定信号２６ａは「１」となっており、前記起動用バーナ２１が失火して火炎なしの状態になったか、或いは起動用燃料遮断弁が閉じた場合には起動時判別ＯＲ回路２２がＯＮとなり「１」の論理和信号２２ａが起動時チェックＡＮＤ回路２７へ出力される。前記起動用バーナ２１が失火して火炎なしの状態になった場合、仮に、前記燃焼炉流動層温度が第二設定温度（例えば、７６０［℃］）より低いと、ＬＰＧ等の起動用燃料が燃焼せずに前記燃焼炉５内に充満し好ましくなく、又、前記起動用燃料遮断弁が閉じるということは前記起動用バーナ２１への起動用燃料の供給が停止され結果として起動用バーナ２１が失火して火炎なしの状態になることを意味し、この状態で、仮に、前記燃焼炉流動層温度が第二設定温度（例えば、７６０［℃］）より低いと、前記燃焼炉５内にＬＰＧ等の起動用燃料が燃焼せずにそのまま残留している可能性も全くないとは言えずやはり好ましくない状況となる。しかし、前記燃焼炉流動層温度が第二設定温度（例えば、７６０［℃］）より低ければ、前記起動時チェックＡＮＤ回路２７へ入力される信号が全て「１」となって該起動時チェックＡＮＤ回路２７がＯＮとなり「１」の論理積信号２７ａが燃焼異常状態チェックＯＲ回路２８へ出力され、その論理和信号として燃焼異常状態信号１７が出力され、全系統燃料緊急遮断が行われるため、前述のような好ましくない状況となる心配はない。

このように、前記燃焼炉５へ燃料が投入されている運転状態では、該燃料の着火温度を第一設定温度として、前記燃焼炉流動層温度が第一設定温度より低下した場合に燃焼異常状態と判断し、全系統燃料緊急遮断を行い、前記燃焼炉５へ燃料が投入されておらず且つ前記ガス化炉２へ原料が投入され該ガス化炉２から可燃性固形分が燃焼炉５へ導入されている運転状態では、前記可燃性固形分の着火温度を第二設定温度として、前記燃焼炉流動層温度が第二設定温度より低下した場合に燃焼異常状態と判断し、全系統燃料緊急遮断を行うようにすれば、燃料の着火温度だけを単一の設定値として採用するのとは異なり、燃焼炉５へ導入される未燃チャー等の可燃性固形分に対しても適切な対応が可能となり、流動層４の温度低下による燃焼異常状態が速やかに検出され、迅速な全系統燃料緊急遮断（ＭＦＴ）動作を行うことが可能となる。

こうして、ガス化炉２と燃焼炉５の運転状態に応じて該燃焼炉５の流動層４の設定温度を適切に切り換えることにより、燃焼炉流動層温度低下による燃焼異常状態を確実に検出し得、迅速な全系統燃料緊急遮断（ＭＦＴ）動作を行い得る。

尚、本発明のガス化設備の燃焼異常状態検出方法及び装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、原料及び燃料として石炭を用いた場合に限らず、バイオマスやタイヤチップ等を用いた場合にも第一設定温度と第二設定温度をそれぞれ変えることにより対応可能なこと等、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明を実施する形態の一例における制御手段を示すブロック図である。本発明を実施する形態の一例におけるガス化設備の通常運転時を示す全体概要構成図である。本発明を実施する形態の一例におけるガス化設備の通常運転中の熱不足時を示す全体概要構成図である。本発明を実施する形態の一例におけるガス化設備の通常運転に到る前段階での循環予熱運転時を示す全体概要構成図である。本発明を実施する形態の一例におけるガス化設備の起動時を示す全体概要構成図である。開発が進められているガス化炉と燃焼炉とを備えたガス化設備の一例を示す全体概要構成図である。既に実用化されている循環流動層燃焼炉（ＣＦＢＣ）を備えたボイラ設備の一例を示す全体概要構成図である。

符号の説明

１流動層
２ガス化炉
３導入管
４流動層
５燃焼炉
１５温度計（温度検出手段）
１６運転状態判別手段
１７燃焼異常状態信号
１８制御手段
１９原料判別ＡＮＤ回路
２０燃料判別ＡＮＤ回路
２１起動用バーナ
２２起動時判別ＯＲ回路
２３第一設定温度チェックＡＮＤ回路
２５第二設定温度チェックＡＮＤ回路
２７起動時チェックＡＮＤ回路
２８燃焼異常状態チェックＯＲ回路
２９オンディレイタイマ
３０オンディレイタイマ

Claims

原料のガス化を行いガス化ガスと可燃性固形分とを生成するガス化炉と、該ガス化炉で生成された可燃性固形分の燃焼を行う燃焼炉とを備えたガス化設備の燃焼異常状態検出方法であって、
前記燃焼炉内における燃焼炉流動層温度を検出し、
前記燃焼炉へ燃料が投入されている運転状態では、該燃料の着火温度を第一設定温度として、前記燃焼炉流動層温度が第一設定温度より低下した場合に燃焼異常状態と判断し、全系統燃料緊急遮断を行い、
前記燃焼炉へ燃料が投入されておらず且つ前記ガス化炉へ原料が投入され該ガス化炉から可燃性固形分が燃焼炉へ導入されている運転状態では、前記可燃性固形分の着火温度を第二設定温度として、前記燃焼炉流動層温度が第二設定温度より低下した場合に燃焼異常状態と判断し、全系統燃料緊急遮断を行うことを特徴とするガス化設備の燃焼異常状態検出方法。
原料のガス化を行いガス化ガスと可燃性固形分とを生成するガス化炉と、該ガス化炉で生成された可燃性固形分の燃焼を行う燃焼炉とを備えたガス化設備の燃焼異常状態検出装置であって、
前記燃焼炉内における燃焼炉流動層温度を検出する温度検出手段と、
前記ガス化炉への原料投入の有無と、前記燃焼炉への燃料投入の有無とを判別する運転状態判別手段と、
前記温度検出手段で検出された燃焼炉流動層温度と前記運転状態判別手段で判別された運転状態とに基づき、前記燃焼炉へ燃料が投入されている運転状態では、該燃料の着火温度を第一設定温度として、前記燃焼炉流動層温度が第一設定温度より低下した場合に燃焼異常状態信号を出力し、全系統燃料緊急遮断を行い、前記燃焼炉へ燃料が投入されておらず且つ前記ガス化炉へ原料が投入され該ガス化炉から可燃性固形分が燃焼炉へ導入されている運転状態では、前記可燃性固形分の着火温度を第二設定温度として、前記燃焼炉流動層温度が第二設定温度より低下した場合に燃焼異常状態信号を出力し、全系統燃料緊急遮断を行う制御手段と
を備えたことを特徴とするガス化設備の燃焼異常状態検出装置。