JP5920920B2 - Coal-fired power generation system - Google Patents

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Description

本発明は、石炭火力発電システムに関し、特に、石炭ガス化発電システムやOxy-fuel型の発電システムなど、二酸化炭素を回収する石炭火力発電システムにおいて、空気分離装置で発生する余剰窒素を有効利用する場合に適用して有用なものである。   The present invention relates to a coal-fired power generation system, and in particular, effectively uses surplus nitrogen generated in an air separation device in a coal-fired power generation system that recovers carbon dioxide, such as a coal gasification power generation system and an Oxy-fuel type power generation system. It is useful to apply to cases.
石炭は世界の広い地域に存在し、可採埋蔵量が多く、価格が安定しているため、供給安定性が高く発熱量あたりの価格が低廉である。かかる石炭を燃料とする火力発電の一つの方式として、石炭ガス化複合発電(IGCC:Integrated Coal Gasfication Combined Cycle)システムが知られている。石炭ガス化複合発電システムでは、石炭を不完全燃焼させて得られた石炭ガス化ガスを燃料としてガスタービンを駆動して電力を得ると共に、ガスタービンの排気熱を回収して蒸気を発生させ、発生した蒸気により蒸気タービンを駆動して電力を得ている(例えば、特許文献1参照)。   Coal exists in a large area of the world, has a large recoverable reserve, and has a stable price, so it has a high supply stability and a low price per calorific value. An IGCC (Integrated Coal Gasfication Combined Cycle) system is known as one type of thermal power generation using coal as a fuel. In the combined coal gasification combined power generation system, the gas turbine is driven by using the coal gasification gas obtained by incomplete combustion of the coal to obtain power, and the exhaust heat of the gas turbine is recovered to generate steam, Electric power is obtained by driving the steam turbine with the generated steam (see, for example, Patent Document 1).
石炭ガス化複合発電システムの一例には、ガスタービンから排出される排ガスから二酸化炭素を回収し、その一部を石炭と共に石炭ガス化炉にガス化剤として供給するものがある。また、石炭ガス化複合発電システムには、空気から酸素や窒素を分離する空気分離装置が設置されており、空気分離装置で得られた酸素も石炭ガス化炉に供給される。二酸化炭素は、石炭のガス化を促進する作用があるので、空気、酸素濃度を高めた空気、または酸素で石炭をガス化することに比べ、二酸化炭素を供給するようにした石炭ガス化炉では、回収二酸化炭素の純度が大幅に向上する。   One example of a combined coal gasification combined power generation system is one that collects carbon dioxide from exhaust gas discharged from a gas turbine and supplies a part thereof together with coal to a coal gasifier as a gasifying agent. Moreover, the coal gasification combined power generation system is provided with an air separation device that separates oxygen and nitrogen from air, and oxygen obtained by the air separation device is also supplied to the coal gasification furnace. Carbon dioxide has the effect of promoting the gasification of coal, so in a coal gasifier that supplies carbon dioxide, compared to gasifying coal with air, air with increased oxygen concentration, or oxygen. The purity of recovered carbon dioxide is greatly improved.
また、昨今地球温暖化対策の一つとして、発電所などから発生する二酸化炭素を分離、回収し貯留するCCS(Carbon Capture and Storage)が世界各国で検討されている。上述の石炭ガス化複合発電システムはCCSを実現するものとして有望視されている。すなわち、排ガスは高濃度の二酸化炭素となるため、該二酸化炭素を石炭ガス化炉に供給すれば、従来のPre-combustionシステム(IGCCにおいて生成ガスから二酸化炭素を分離するCCSシステム)で行われる二酸化炭素分離工程が不要となり、二酸化炭素排出量を低減できるからである。さらに、その分離工程が不要となることで設備、運転コストが大幅に低減されるとともに、二酸化炭素回収後も40%以上の高い発電効率が維持されると期待されている(例えば、非特許文献1参照)。   Recently, CCS (Carbon Capture and Storage), which separates, collects and stores carbon dioxide generated from power plants, is being studied around the world as a measure against global warming. The coal gasification combined power generation system mentioned above is regarded as promising for realizing CCS. In other words, since the exhaust gas becomes high-concentration carbon dioxide, if the carbon dioxide is supplied to the coal gasifier, the carbon dioxide used in the conventional pre-combustion system (CCS system that separates carbon dioxide from the product gas in IGCC). This is because a carbon separation step becomes unnecessary and carbon dioxide emissions can be reduced. Furthermore, it is expected that the facility and operation costs will be significantly reduced by eliminating the separation step, and that high power generation efficiency of 40% or more will be maintained even after carbon dioxide recovery (for example, non-patent literature) 1).
このように、石炭ガス化複合発電システムでは、排ガスから回収された二酸化炭素は、石炭のガス化のために有効利用される一方で、空気分離装置で発生する余剰窒素は、有効利用されていないのが現状である。特に、クローズド型のガスタービンを採用する場合では、窒素は大量に発生するため、余剰の窒素の有効利用を図ることは重要な課題となっている。   Thus, in the coal gasification combined power generation system, carbon dioxide recovered from the exhaust gas is effectively utilized for coal gasification, while surplus nitrogen generated in the air separation device is not effectively utilized. is the current situation. In particular, when a closed type gas turbine is employed, a large amount of nitrogen is generated. Therefore, effective utilization of excess nitrogen is an important issue.
例えば、石炭ガス化炉において、二酸化炭素は供給せずに酸素を供給してガス化を行う場合では、窒素酸化物対策を行うために、ガスタービンの前で石炭ガス化ガス(生成ガス)中に空気分離装置で発生する余剰窒素を供給することは可能である。   For example, in a coal gasification furnace, when gasification is performed by supplying oxygen without supplying carbon dioxide, in order to take measures against nitrogen oxides, in the coal gasification gas (product gas) in front of the gas turbine It is possible to supply surplus nitrogen generated in the air separator.
しかし、この例と同様に、二酸化炭素をガス化剤として用いる石炭ガス化炉に余剰窒素を供給すると、二酸化炭素の濃度が相対的に低下し、回収二酸化炭素の純度が低下してしまう。このため、石炭ガス化炉でのガス化に余剰窒素を利用することは、好ましくない。   However, similarly to this example, when surplus nitrogen is supplied to a coal gasifier using carbon dioxide as a gasifying agent, the concentration of carbon dioxide is relatively lowered, and the purity of recovered carbon dioxide is lowered. For this reason, it is not preferable to use surplus nitrogen for gasification in a coal gasifier.
石炭ガス化複合発電システムは、石炭ガス化炉に微粉炭を供給するための設備を有している。同設備は、石炭を貯蔵するバンカと、石炭を粉砕して石炭ガス化炉に供給する微粉炭機と、バンカから供給された石炭を所定時間に所定量だけ微粉炭機に供給する計量給炭機とから構成されている。石炭は、表面に水分が付着しているため、微粉炭機では、石炭を粉砕すると共に、高温の空気で石炭を乾燥させている。この乾燥のため、多くのエネルギーが必要となるので、石炭ガス化複合発電システム全体のエネルギー効率が下がる要因となっている。   The coal gasification combined cycle power generation system has facilities for supplying pulverized coal to a coal gasification furnace. The facility consists of a bunker that stores coal, a pulverized coal machine that pulverizes the coal and supplies it to the coal gasifier, and a metered coal supply that supplies a predetermined amount of coal supplied from the bunker to the pulverized coal machine at a given time. It consists of a machine. Since moisture adheres to the surface of coal, the pulverized coal machine pulverizes the coal and dries the coal with high-temperature air. Since this drying requires a lot of energy, it is a factor that lowers the energy efficiency of the combined coal gasification combined power generation system.
また、計量給炭機では、バンカから供給された石炭が内部で詰まることがあり、物理的に衝撃を与えたり、水で洗浄することで、詰まりを解消している。計量給炭機内部では、石炭の表面に水分が付着しているほど、詰まりやすい傾向にある。したがって、計量給炭機を安定運用するために、計量給炭機に供給される石炭は極力乾燥していることが望まれている。   In addition, in the coal feeder, the coal supplied from the bunker may be clogged inside, and clogging is eliminated by physically impacting or washing with water. Inside the metering coal feeder, the more moisture is attached to the surface of the coal, the more likely it is to clog. Therefore, in order to stably operate the metering coal feeder, it is desired that the coal supplied to the metering coal feeder is as dry as possible.
なお、このような問題は、石炭ガス化複合発電システムに限らず、微粉砕した石炭を燃焼する発電システム一般に存在する。例えば、CCSの他の手法であるOxy-fuelを用いたCCS対応石炭火力発電システムでも同様である。Oxy-fuelを用いたCCS対応火力発電システムは、微粉砕した石炭をボイラで燃焼し、ボイラから排出された排ガス中の二酸化炭素の一部をボイラに供給すると共に、残余の二酸化炭素を圧縮して地層などに隔離する設備を有する。   Such a problem is not limited to a coal gasification combined power generation system, but generally exists in a power generation system that burns finely pulverized coal. For example, the same applies to a CCS-compatible coal-fired power generation system using Oxy-fuel, which is another method of CCS. The CCS-compatible thermal power generation system using Oxy-fuel burns finely pulverized coal in a boiler, supplies a part of the carbon dioxide in the exhaust gas discharged from the boiler to the boiler, and compresses the remaining carbon dioxide. And have facilities for segregation.
現時点ではOxy-fuelを用いた石炭火力発電システムでは、空気分離装置で発生する余剰窒素を放風廃棄するもようである。また、既に稼働中の酸素吹き石炭ガス化プラントにおいても、相当量の余剰窒素が放風廃棄されているもようであり、余剰窒素は有効利用されていない。   At present, in the coal-fired power generation system using Oxy-fuel, it seems that surplus nitrogen generated in the air separation device is discharged and discarded. In addition, even in an oxygen-blown coal gasification plant that is already in operation, a considerable amount of surplus nitrogen seems to have been discharged and discarded, and surplus nitrogen is not effectively utilized.
特開2005―171148号公報JP 2005-171148 A
本発明は、このような事情に鑑み、空気分離装置で発生する余剰窒素を有効利用して微粉炭機で石炭を乾燥するのに要するエネルギーを低減し、さらに計量給炭機に供給される石炭を乾燥させることができる石炭火力発電設備を提供することを目的とする。   In view of such circumstances, the present invention reduces the energy required to dry coal in a pulverized coal machine by effectively using surplus nitrogen generated in an air separation device, and further supplies coal to a metering coal feeder An object is to provide a coal-fired power generation facility capable of drying the water.
上記目的を達成するための第1の態様は、石炭供給設備より供給された石炭を用いて発電する発電手段と、空気から酸素及び窒素を分離し、石炭の燃焼又は石炭のガス化のために酸素を発電手段に供給する空気分離装置とを備え、前記石炭供給設備は、石炭を貯蔵する石炭貯蔵部と、石炭を粉砕して微粉炭を製造し、当該微粉炭を前記発電手段に供給する微粉炭機と、前記石炭貯蔵部から供給された石炭を計量し、所定量の石炭を前記微粉炭機に供給する計量給炭機とから構成され、前記計量給炭機には、前記空気分離装置で発生した窒素が供給され、内部の圧力が常圧又は余剰の窒素が供給されない計量給炭機の内部の圧力よりも低いことを特徴とする石炭火力発電システムにある。
A first aspect for achieving the above object is to generate power using coal supplied from a coal supply facility, to separate oxygen and nitrogen from air, and to burn coal or gasify coal. An air separation device for supplying oxygen to the power generation means, wherein the coal supply facility pulverizes the coal to produce pulverized coal, and supplies the pulverized coal to the power generation means. A pulverized coal machine and a metering coal feeder that measures the coal supplied from the coal storage unit and supplies a predetermined amount of coal to the pulverized coal machine. The metering coal feeder includes the air separation unit. The coal-fired power generation system is characterized in that nitrogen generated in the apparatus is supplied and the internal pressure is lower than the internal pressure of a metering coal feeder that is not supplied with normal pressure or excess nitrogen .
かかる第1の態様では、計量給炭機に窒素を供給して内部の圧力を下げることで、石炭の計測精度が向上する。これにより、石炭を安定的に発電手段に供給できるので石炭火力発電システムの効率が向上する。また、空気分離装置で発生する余剰窒素を計量給炭器に供給し、その窒素を石炭の乾燥に用いるので、空気分離装置で大量に生じた窒素の有効利用を図ることができる。また、大量に生じた余剰の窒素で石炭が乾燥されるので、微粉炭機で石炭を乾燥するために必要なエネルギーを低減することができ、石炭火力発電システム全体の効率を向上することができる。   In such a first aspect, the measurement accuracy of coal is improved by supplying nitrogen to the metering coal feeder and lowering the internal pressure. Thereby, since coal can be stably supplied to a power generation means, the efficiency of a coal thermal power generation system improves. Moreover, since surplus nitrogen generated in the air separation device is supplied to the metering coal feeder and the nitrogen is used for drying the coal, it is possible to effectively use the nitrogen generated in a large amount in the air separation device. Moreover, since the coal is dried with excess nitrogen generated in large quantities, the energy required to dry the coal with a pulverized coal machine can be reduced, and the efficiency of the entire coal-fired power generation system can be improved. .
さらに、計量給炭機内の石炭が乾燥されるので、石炭が詰まることが防止される。これにより、石炭の詰まりを解消する作業に掛かる負担が低減する。また、不燃性の窒素による消炎効果を期待できるので、微粉炭機で生じた火炎が石炭貯留部の石炭に延焼することを防止することができる。   Furthermore, since the coal in the metering coal feeder is dried, the coal is prevented from being clogged. Thereby, the burden concerning the operation | work which eliminates clogging of coal reduces. Moreover, since the flame-extinguishing effect by nonflammable nitrogen can be expected, it is possible to prevent the flame generated in the pulverized coal machine from spreading to the coal in the coal reservoir.
本発明の第2の態様は、第1の態様に記載する石炭火力発電システムにおいて、前記計量給炭機は、前記空気分離装置から供給された窒素が前記石炭貯蔵部に排出されるように構成されていることを特徴とする石炭火力発電システムにある。   According to a second aspect of the present invention, in the coal-fired power generation system described in the first aspect, the metering coal feeder is configured such that nitrogen supplied from the air separation device is discharged to the coal storage unit. It is in the coal-fired power generation system characterized by being.
かかる第2の態様では、石炭貯蔵部には長時間、石炭が貯蔵される。この石炭に窒素が供給されるので、長時間に亘り石炭を窒素に晒すことで、より確実に石炭を乾燥することができる。さらに、石炭貯蔵部に供給される不燃性の窒素が供給されるので、石炭貯蔵部で石炭が燃焼し、火災が発生することが防止される。   In the second aspect, coal is stored in the coal storage unit for a long time. Since nitrogen is supplied to the coal, the coal can be dried more reliably by exposing the coal to nitrogen for a long time. Furthermore, since nonflammable nitrogen supplied to the coal storage unit is supplied, it is possible to prevent the coal from burning in the coal storage unit and causing a fire.
本発明の第3の態様は、第1又は第2の態様に記載する石炭火力発電システムにおいて、前記計量給炭機に供給される窒素を加熱する熱交換機を備えることを特徴とする石炭火力発電システムにある。   According to a third aspect of the present invention, in the coal-fired power generation system described in the first or second aspect, the coal-fired power generation includes a heat exchanger that heats nitrogen supplied to the metering coal feeder. In the system.
かかる第3の態様では、熱交換機によりさらに高温となった窒素が計量給炭機に供給されるので、石炭をより確実に乾燥させることができる。   In this 3rd aspect, since nitrogen which became still higher temperature with a heat exchanger is supplied to a metering coal feeder, coal can be dried more reliably.
本発明の第4の態様は、第3の態様に記載する石炭火力発電システムにおいて、前記熱交換機は、前記発電手段から排出される排ガスの残存酸素処理炉で発生する熱で前記窒素を加熱することを特徴とする石炭火力発電システムにある。   According to a fourth aspect of the present invention, in the coal-fired power generation system described in the third aspect, the heat exchanger heats the nitrogen with heat generated in a residual oxygen treatment furnace of exhaust gas discharged from the power generation means. It is in a coal-fired power generation system characterized by this.
かかる第4の態様では、石炭火力発電システム内で生じる熱を石炭の乾燥に有効利用することができる。   In the fourth aspect, the heat generated in the coal-fired power generation system can be effectively used for drying the coal.
本発明の第5の態様は、第1〜第4の何れか一項の態様に記載する石炭火力発電システムにおいて、前記発電手段は、前記微粉炭をガス化して石炭ガス化ガスを生成する石炭ガス化炉と、前記石炭ガス化ガスを燃焼して発電機の動力を得るガスタービンとを備え、前記石炭ガス化炉に、前記ガスタービンから排出された排ガス中の二酸化炭素及び前記空気分離装置の酸素がガス化剤として供給されるように構成されていることを特徴とする石炭火力発電システムにある。   According to a fifth aspect of the present invention, in the coal-fired power generation system according to any one of the first to fourth aspects, the power generation means gasifies the pulverized coal to generate coal gasification gas. A gasification furnace, and a gas turbine that burns the coal gasification gas to obtain power of a generator, and the carbon gas in the exhaust gas discharged from the gas turbine and the air separation device in the coal gasification furnace The coal-fired power generation system is characterized in that the oxygen is supplied as a gasifying agent.
かかる第5の態様では、余剰窒素を石炭の乾燥に有効利用すると共に、余剰窒素を石炭ガス化炉に投入しないので、石炭ガス化炉内の二酸化炭素濃度が維持され、炭素転換率及び回収二酸化炭素純度が低下してしまうことを回避できる。   In the fifth aspect, surplus nitrogen is effectively used for drying coal, and surplus nitrogen is not charged into the coal gasification furnace. Therefore, the carbon dioxide concentration in the coal gasification furnace is maintained, and the carbon conversion rate and the recovered dioxide dioxide are maintained. It can avoid that carbon purity falls.
本発明の第6の態様は、第5の態様に記載する石炭火力発電システムにおいて、前記発電手段は、前記排ガスの熱を回収して得られた蒸気を膨張することで発電機の動力を得る蒸気タービンとをさらに備えることを特徴とする石炭火力発電システムにある。   According to a sixth aspect of the present invention, in the coal-fired power generation system described in the fifth aspect, the power generation means obtains power of the generator by expanding the steam obtained by recovering the heat of the exhaust gas. A coal-fired power generation system further comprising a steam turbine.
かかる第6の態様では、ガスタービンの発電動力に加えて、蒸気タービンの発電動力を用いて発電することができ、より効率の高い発電を行うことができる。   In the sixth aspect, power can be generated using the power generated by the steam turbine in addition to the power generated by the gas turbine, and more efficient power generation can be performed.
本発明によれば、空気分離装置で発生する余剰窒素を有効利用して微粉炭機で石炭を乾燥するのに要するエネルギーを低減し、さらに計量給炭機に供給される石炭を乾燥させることができる石炭火力発電設備が提供される。   According to the present invention, it is possible to reduce the energy required to dry coal in a pulverized coal machine by effectively using surplus nitrogen generated in the air separation device, and further to dry the coal supplied to the metering coal feeder. A coal-fired power generation facility is provided.
本発明の実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the coal gasification combined cycle power generation equipment concerning the embodiment of the present invention. 実施形態1に係る石炭供給設備の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the coal supply equipment which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る計量給炭機の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the metering coal feeder which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態2に係る計量給炭機の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the metering coal feeder which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態3に係る石炭供給設備の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the coal supply equipment which concerns on Embodiment 3. 実施形態4に係る石炭火力発電システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the coal thermal power generation system which concerns on Embodiment 4.
〈実施形態1〉
図1は、本発明の実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a coal gasification combined power generation facility according to an embodiment of the present invention.
図示するように、石炭ガス化発電システムの一例である石炭ガス化複合発電システム1は、石炭を石炭ガス化炉に供給する石炭供給設備2を備えている。石炭供給設備2は、詳細は後述するが、貯蔵した石炭を微粉炭機で粉砕し、石炭ガス化炉3に供給する設備である。   As illustrated, a coal gasification combined power generation system 1 that is an example of a coal gasification power generation system includes a coal supply facility 2 that supplies coal to a coal gasification furnace. Although the details will be described later, the coal supply facility 2 is a facility for pulverizing stored coal with a pulverized coal machine and supplying the coal to the coal gasification furnace 3.
石炭供給設備2で粉砕された石炭は、石炭ガス化炉3に供給される。石炭ガス化炉3には、系内からの二酸化炭素、すなわち、ガスタービン5で仕事を終え、排熱回収ボイラ6で熱交換された排ガスから分離された二酸化炭素が供給されるようになっている。また、石炭ガス化炉3には、空気分離装置8で原料空気から分離された酸素も供給されるようになっている。   Coal pulverized by the coal supply facility 2 is supplied to the coal gasifier 3. The coal gasification furnace 3 is supplied with carbon dioxide from the inside of the system, that is, carbon dioxide separated from the exhaust gas that has finished work in the gas turbine 5 and heat-exchanged in the exhaust heat recovery boiler 6. Yes. The coal gasifier 3 is also supplied with oxygen separated from the raw air by the air separation device 8.
これらの二酸化炭素と酸素は、石炭のガス化剤として機能する。石炭ガス化炉3では、石炭がガス化剤と反応することで石炭ガス化ガスが生成される。二酸化炭素及び酸素で石炭をガス化することで、二酸化炭素のガス化促進効果により、空気、酸素濃度を高めた空気、または酸素で石炭をガス化することに比べ、炭素転換率が大幅に向上する。   These carbon dioxide and oxygen function as coal gasifiers. In the coal gasification furnace 3, coal gasification gas is produced | generated when coal reacts with a gasification agent. By gasifying coal with carbon dioxide and oxygen, the carbon conversion rate is greatly improved compared to gasifying coal with air, air with increased oxygen concentration, or oxygen due to the gasification promotion effect of carbon dioxide. To do.
石炭ガス化ガスには、一酸化炭素や水素ガスなどの可燃成分が含まれ、また、水溶性不純物、凝縮性不純物、粒子状不純物、及びガス状不純物が含まれている。石炭ガス化炉3で生成された石炭ガス化ガスは、除塵手段(特に図示せず)により除塵され、熱交換器(特に図示せず)で所定温度に調整され、ガス精製設備4に供給される。   The coal gasification gas contains combustible components such as carbon monoxide and hydrogen gas, and also contains water-soluble impurities, condensable impurities, particulate impurities, and gaseous impurities. The coal gasification gas generated in the coal gasification furnace 3 is dedusted by dust removing means (not shown), adjusted to a predetermined temperature by a heat exchanger (not shown), and supplied to the gas purification facility 4. The
ガス精製設備4としては、石炭ガス化ガスの温度を、露点を上回る温度に維持して運転する乾式法や、湿式法により石炭ガス化ガスの不純物を除去するものが用いられる。上述の各種不純物を除去できるものであれば特に構成は限定されないが、例えば、ガス精製設備4として、ハロゲン化物除去装置、脱硫装置、アンモニア除去装置、水銀除去装置などの不純物除去装置を用いることができる。   As the gas purification equipment 4, a dry method in which the temperature of the coal gasification gas is maintained at a temperature higher than the dew point or a device that removes impurities of the coal gasification gas by a wet method is used. The configuration is not particularly limited as long as it can remove the above-described various impurities. For example, as the gas purification facility 4, an impurity removal device such as a halide removal device, a desulfurization device, an ammonia removal device, or a mercury removal device may be used. it can.
ガス精製設備4に石炭ガス化ガスが送られると、各種の不純物除去装置により不純物が除去されて精製され、燃料ガスが得られる。   When the coal gasification gas is sent to the gas purification facility 4, impurities are removed and purified by various impurity removal devices, and fuel gas is obtained.
ガスタービン5には、ガス精製設備4で精製された燃料ガスが供給される。詳細には、特に図示しないが燃焼器、圧縮機がガスタービン5に接続されており、燃焼器に燃料ガスが送られる。さらに燃焼器には、空気分離装置8で製造された高濃度の酸素が送られ、燃料ガスが燃焼される。また、排熱回収ボイラ6で熱回収された排ガス中の二酸化炭素は圧縮機で圧縮され、燃焼器に投入されるようになっている。燃焼器での燃焼により生じた燃焼ガスは、ガスタービン5に送られ、ガスタービン5は燃焼ガスの膨張で発電機を駆動する動力を得る。   The gas turbine 5 is supplied with the fuel gas purified by the gas purification facility 4. Specifically, although not particularly illustrated, a combustor and a compressor are connected to the gas turbine 5 and fuel gas is sent to the combustor. Further, high concentration oxygen produced by the air separation device 8 is sent to the combustor, and the fuel gas is combusted. Further, the carbon dioxide in the exhaust gas heat recovered by the exhaust heat recovery boiler 6 is compressed by a compressor and put into a combustor. Combustion gas generated by combustion in the combustor is sent to the gas turbine 5, and the gas turbine 5 obtains power for driving the generator by expansion of the combustion gas.
ガスタービン5で仕事を終えた排ガスは排熱回収ボイラ6に送られる。排熱回収ボイラ6は、排ガスの熱回収を行い、この熱で生じた蒸気を蒸気タービン7に供給する。   The exhaust gas that has finished work in the gas turbine 5 is sent to the exhaust heat recovery boiler 6. The exhaust heat recovery boiler 6 performs heat recovery of the exhaust gas and supplies steam generated by this heat to the steam turbine 7.
蒸気タービン7は、排熱回収ボイラ6から供給された蒸気の膨張で発電機を駆動する動力を得る。上述した圧縮機、ガスタービン5、蒸気タービン7及び発電機(特に図示せず)は、同軸状態で接続されている。直列に接続されたガスタービン5及び蒸気タービン7の動力により発電機が駆動され、ガスタービン5と蒸気タービン7による複合発電が行われる。なお、本実施形態に係る発電手段は、石炭ガス化炉3、燃焼器、圧縮機、ガスタービン5、蒸気タービン7及び発電機から構成されている。   The steam turbine 7 obtains power for driving the generator by expansion of the steam supplied from the exhaust heat recovery boiler 6. The above-described compressor, gas turbine 5, steam turbine 7 and generator (not shown) are connected in a coaxial state. The generator is driven by the power of the gas turbine 5 and the steam turbine 7 connected in series, and the combined power generation by the gas turbine 5 and the steam turbine 7 is performed. In addition, the electric power generation means which concerns on this embodiment is comprised from the coal gasification furnace 3, the combustor, the compressor, the gas turbine 5, the steam turbine 7, and the generator.
排熱回収ボイラ6で熱回収された排ガスは、二酸化炭素が分離され、その一部はガスタービン5や石炭ガス化炉3に送られる。また、残余の二酸化炭素は、外部に搬送され、地層などに貯留される。   The exhaust gas heat recovered by the exhaust heat recovery boiler 6 is separated from carbon dioxide, and a part thereof is sent to the gas turbine 5 and the coal gasifier 3. The remaining carbon dioxide is transported outside and stored in the formation.
空気分離装置8は、極低温の冷媒で原料空気を冷却し、排ガス中に含まれる窒素、酸素、アルゴン等の各種ガスの沸点に応じて、それらのガスを分離するものである。詳細には、原料空気は、吸着器で水分が除去されて、空気分離装置8で冷却される。このため、空気分離装置8から得られた窒素(沸点−196℃)には、沸点が異なる水分(沸点100℃)は含まれず、乾燥した大量の窒素が得られる。   The air separation device 8 cools the raw air with a cryogenic refrigerant and separates these gases according to the boiling points of various gases such as nitrogen, oxygen, and argon contained in the exhaust gas. Specifically, the raw material air is cooled by the air separation device 8 after moisture is removed by the adsorber. For this reason, the nitrogen (boiling point-196 ° C.) obtained from the air separation device 8 does not include moisture having different boiling points (boiling point 100 ° C.), and a large amount of dried nitrogen is obtained.
空気分離装置8で分離された酸素は、上述したように、石炭ガス化炉3やガスタービン5(燃焼器)に送られる。さらに、空気分離装置8から分離した窒素は、石炭供給設備2に供給され、窒素の有効利用が図られている。   As described above, the oxygen separated by the air separation device 8 is sent to the coal gasification furnace 3 and the gas turbine 5 (combustor). Furthermore, the nitrogen separated from the air separation device 8 is supplied to the coal supply facility 2 to effectively use the nitrogen.
図2を用いて、窒素を有効利用するための石炭供給設備について説明する。図示するように、石炭供給設備2は、石炭を搬送するコンベア10と、石炭を貯蔵する石炭貯蔵部16と、石炭を計量する計量給炭機13と、石炭を粉砕する微粉炭機14とから構成されている。   A coal supply facility for effectively using nitrogen will be described with reference to FIG. As shown in the drawing, the coal supply facility 2 includes a conveyor 10 that conveys coal, a coal storage unit 16 that stores coal, a metering coal feeder 13 that measures coal, and a pulverized coal machine 14 that pulverizes coal. It is configured.
石炭貯蔵部16は、石炭を貯蔵するバンカ室11と、バンカ室11の下側に接続された石炭バンカ12と、石炭バンカ12の下側に接続されたホッパ15とから構成されている。   The coal storage unit 16 includes a bunker chamber 11 for storing coal, a coal bunker 12 connected to the lower side of the bunker chamber 11, and a hopper 15 connected to the lower side of the coal bunker 12.
バンカ室11は、内部に石炭を貯蔵する箱状に形成されており、微粉炭機14の上方に設置されている。バンカ室11には、カバー18で覆われたコンベア10が接続されている。コンベア10により搬送された石炭はバンカ室11に供給され、貯蔵される。   The bunker chamber 11 is formed in a box shape for storing coal therein, and is installed above the pulverized coal machine 14. A conveyor 10 covered with a cover 18 is connected to the bunker chamber 11. Coal conveyed by the conveyor 10 is supplied to the bunker chamber 11 and stored.
石炭バンカ12は、石炭を貯蔵する筒状の容器であり、上側開口部がバンカ室11に接続され、下側開口部がホッパ15に接続されている。ホッパ15は、漏斗状の容器であり、上側開口部が石炭バンカ12の下側開口部に接続されている。ホッパ15の下側開口部は、計量給炭機13に接続されている。   The coal bunker 12 is a cylindrical container that stores coal, and has an upper opening connected to the bunker chamber 11 and a lower opening connected to the hopper 15. The hopper 15 is a funnel-shaped container, and the upper opening is connected to the lower opening of the coal bunker 12. The lower opening of the hopper 15 is connected to the metering coal feeder 13.
特に図示しないが、ホッパ15と計量給炭機13との間には、ゲートバルブが設けられている。ゲートバルブが閉じた状態では、石炭バンカ12にはバンカ室11から供給された石炭が貯蔵される。ゲートバルブが開いた状態では、石炭バンカ12からホッパ15を介して計量給炭機13に石炭が供給される。   Although not particularly illustrated, a gate valve is provided between the hopper 15 and the metering coal feeder 13. When the gate valve is closed, the coal bunker 12 stores the coal supplied from the bunker chamber 11. In a state where the gate valve is opened, coal is supplied from the coal bunker 12 to the metering coal feeder 13 via the hopper 15.
計量給炭機13は、石炭貯蔵部16より供給された石炭を計量しながら所定量の石炭を微粉炭機14に供給するものである。所定量とは、石炭ガス化複合発電システム1の負荷に応じて定められる所定時間内の量(例えば、kg/分)のことである。また、空気分離装置8(図1参照)から分離された窒素が計量給炭機13に供給されるように構成されている。計量給炭機13の構成の詳細は後述する。   The metering coal feeder 13 supplies a predetermined amount of coal to the pulverized coal machine 14 while measuring the coal supplied from the coal storage unit 16. The predetermined amount is an amount within a predetermined time (for example, kg / min) determined according to the load of the coal gasification combined power generation system 1. Further, the nitrogen separated from the air separation device 8 (see FIG. 1) is configured to be supplied to the metering coal feeder 13. Details of the configuration of the metering coal feeder 13 will be described later.
微粉炭機14は、計量給炭機13から供給された石炭が供給されると共に、乾燥用の高温の空気が供給されるようになっている。微粉炭機は、この石炭を粉砕すると共に、乾燥用の空気で石炭を乾燥する。微粉炭機14で粉砕、乾燥された石炭は、気流搬送で石炭ガス化炉3に供給される。   The pulverized coal machine 14 is supplied with the coal supplied from the metering coal feeder 13 and is supplied with high-temperature air for drying. The pulverized coal machine crushes the coal and dries the coal with drying air. The coal pulverized and dried by the pulverized coal machine 14 is supplied to the coal gasification furnace 3 by airflow conveyance.
図3は、実施形態1に係る計量給炭機内部の概略構成図である。同図に示すように、計量給炭機13は、計量用の計量コンベア30を収容した容器20を備えている。   FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the inside of the metering coal feeder according to the first embodiment. As shown in the figure, the metering coal feeder 13 includes a container 20 that houses a metering conveyor 30 for metering.
容器20は、密閉された空間を有する円筒状に形成されている。容器20の上側には上部開口21が設けられており、上部開口21はゲートバルブ40を介してホッパ15に接続されている。容器20の下側には、下部開口22が設けられており、微粉炭機14に接続されている。   The container 20 is formed in a cylindrical shape having a sealed space. An upper opening 21 is provided on the upper side of the container 20, and the upper opening 21 is connected to the hopper 15 through a gate valve 40. A lower opening 22 is provided below the container 20 and connected to the pulverized coal machine 14.
容器20の内部空間には、駆動プーリ31と従動プーリ32とが配設されている。駆動プーリ31と従動プーリ32には、無端ベルト33が張設されている。無端ベルト33の一端側(従動プーリ32側)は、上部開口21の下方に位置し、無端ベルト33の他端側(駆動プーリ31側)は、下部開口22の上方に位置している。これらの駆動プーリ31、従動プーリ32、及び無端ベルト33から計量コンベア30が構成されている。駆動プーリ31の回転に伴う無端ベルト33の回動により、上部開口21から無端ベルト33上に供給された石炭は、下部開口22に搬送され、微粉炭機14に供給される。   A driving pulley 31 and a driven pulley 32 are disposed in the internal space of the container 20. An endless belt 33 is stretched between the driving pulley 31 and the driven pulley 32. One end side (the driven pulley 32 side) of the endless belt 33 is located below the upper opening 21, and the other end side (the driving pulley 31 side) of the endless belt 33 is located above the lower opening 22. These driving pulley 31, driven pulley 32, and endless belt 33 constitute a weighing conveyor 30. By the rotation of the endless belt 33 accompanying the rotation of the drive pulley 31, the coal supplied onto the endless belt 33 from the upper opening 21 is conveyed to the lower opening 22 and supplied to the pulverized coal machine 14.
また、容器20の内部には、石炭の重量を計量する計量部50が設けられている。計量部50は、キャリアローラ51、計量ローラ52及びロードセル53から構成されている。   In addition, a measuring unit 50 that measures the weight of coal is provided inside the container 20. The weighing unit 50 includes a carrier roller 51, a weighing roller 52, and a load cell 53.
キャリアローラ51は、キャリアローラ51の円周面が無端ベルト33の内面に接するように配置されている。本実施形態では、駆動プーリ31と従動プーリ32との間に2つのキャリアローラ51が間隔を空けて配置されている。また、キャリアローラ51の軸は駆動プーリ31の軸と平行となっている。   The carrier roller 51 is disposed so that the circumferential surface of the carrier roller 51 is in contact with the inner surface of the endless belt 33. In the present embodiment, two carrier rollers 51 are arranged with a gap between the driving pulley 31 and the driven pulley 32. The axis of the carrier roller 51 is parallel to the axis of the drive pulley 31.
計量ローラ52は、キャリアローラ51と同様に、円周面が無端ベルト33の内面に接するように配置されている。計量ローラ52は、2本のキャリアローラ51の間に1本配置されている。また、キャリアローラ51の軸は駆動プーリ31の軸と平行となっている。また、計量ローラ52は、その軸が支持部54により支持されている。   Similar to the carrier roller 51, the measuring roller 52 is disposed so that the circumferential surface is in contact with the inner surface of the endless belt 33. One measuring roller 52 is arranged between the two carrier rollers 51. The axis of the carrier roller 51 is parallel to the axis of the drive pulley 31. The shaft of the measuring roller 52 is supported by a support portion 54.
ロードセル53は、荷重を電気信号に変換するセンサである。ロードセル53は、支持部54に掛かる加重が伝達されるように支持部と接続されている。   The load cell 53 is a sensor that converts a load into an electrical signal. The load cell 53 is connected to the support portion so that a load applied to the support portion 54 is transmitted.
2本のキャリアローラ51の間に位置する石炭の重量により、2本のキャリアローラ51の間の無端ベルト33は撓む。この無端ベルト33の撓みにより計量ローラ52に荷重が掛かり、ロードセル53はその荷重を電気信号に変換する。すなわち、ロードセル53により、2本のキャリアローラ51の間に位置する石炭の重量が検出される。そして、その石炭の重量と計量コンベア30の搬送速度との積により計量コンベア30により搬送される石炭の搬送量が得られる。計量給炭機13は、ロードセル53により得られた石炭の搬送量を基に、所定時間に所定量の石炭を微粉炭機14に供給するように制御されている。例えば、数十kg/分の石炭が微粉炭機14に供給するように制御されている。   The endless belt 33 between the two carrier rollers 51 bends due to the weight of the coal located between the two carrier rollers 51. A load is applied to the measuring roller 52 due to the bending of the endless belt 33, and the load cell 53 converts the load into an electric signal. That is, the weight of the coal positioned between the two carrier rollers 51 is detected by the load cell 53. And the conveyance amount of coal conveyed by the measurement conveyor 30 is obtained by the product of the weight of the coal and the conveyance speed of the measurement conveyor 30. The metering coal feeder 13 is controlled to supply a predetermined amount of coal to the pulverized coal machine 14 at a predetermined time on the basis of the coal conveyance amount obtained by the load cell 53. For example, it is controlled so that several tens kg / min of coal is supplied to the pulverized coal machine 14.
ここで、計量給炭機13は、空気分離装置8(図1参照)から分離された窒素が計量給炭機13に供給されるように構成されている。具体的には、容器20の側面には、側部開口23が設けられ、空気分離装置8からの空気を供給する配管24が側部開口23に接続されている。   Here, the metering coal feeder 13 is configured such that nitrogen separated from the air separation device 8 (see FIG. 1) is supplied to the metering coal feeder 13. Specifically, a side opening 23 is provided on the side surface of the container 20, and a pipe 24 that supplies air from the air separation device 8 is connected to the side opening 23.
配管24から供給された窒素は、容器20の内部空間に供給される。また、容器20の内部空間に溜まった窒素は、ゲートバルブ40を介してホッパ15側に排出される。このように、空気分離装置8で生じた窒素は、計量給炭機13に供給され、さらにホッパ15、石炭バンカ12、バンカ室11を経由して外部に放出される。   Nitrogen supplied from the pipe 24 is supplied to the internal space of the container 20. Further, nitrogen accumulated in the internal space of the container 20 is discharged to the hopper 15 side through the gate valve 40. In this way, the nitrogen generated in the air separation device 8 is supplied to the metering coal feeder 13 and further discharged to the outside via the hopper 15, the coal bunker 12, and the bunker chamber 11.
このとき、計量給炭機13に供給された窒素は、計量給炭機13で搬送される石炭を乾燥させる。上述したように、空気分離装置8から得られる窒素は、水分が殆ど含まれず、乾燥しているので、計量コンベア30で搬送される石炭に付着した水分は蒸発しやすくなり、石炭の乾燥を促進できる。   At this time, the nitrogen supplied to the metering coal feeder 13 dries the coal conveyed by the metering coal feeder 13. As described above, since the nitrogen obtained from the air separation device 8 contains almost no moisture and is dry, the moisture attached to the coal conveyed by the weighing conveyor 30 is likely to evaporate and promotes the drying of the coal. it can.
以上に説明したように、本実施形態に係る石炭ガス化複合発電システム1は、空気分離装置8で発生する余剰窒素を計量給炭機13に供給し、その窒素を石炭の乾燥に用いるので、空気分離装置8で大量に生じた窒素の有効利用を図ることができる。さらに、計量給炭機13に供給された窒素はホッパ15を介して石炭バンカ12、バンカ室11に排出されるが、これらの石炭バンカ12やバンカ室11でも石炭が窒素により乾燥される。石炭がバンカ室11及び石炭バンカ12に貯蔵される時間は、十数時間あるので、長い時間を掛けてより確実に乾燥される。   As described above, the combined coal gasification combined power generation system 1 according to the present embodiment supplies surplus nitrogen generated in the air separation device 8 to the metering coal feeder 13, and uses the nitrogen for drying coal. Effective use of nitrogen produced in large quantities in the air separation device 8 can be achieved. Further, nitrogen supplied to the metering coal feeder 13 is discharged to the coal bunker 12 and the bunker chamber 11 through the hopper 15. In the coal bunker 12 and the bunker chamber 11, the coal is dried with nitrogen. Since the coal is stored in the bunker chamber 11 and the coal bunker 12 for more than ten hours, the coal is dried more reliably over a long time.
従来の計量給炭機(余剰の窒素が供給されない計量給炭器)は、その内部に空気を供給し、内部の圧力を高く設定していた。これは、万が一、微粉炭機で微粉炭が粉塵爆発を起こした場合に備えて、火炎が石炭バンカに及ばないようにするためである。すなわち、従来の計量給炭機は、石炭バンカの石炭を微粉炭機で生じた爆発の火炎から保護する機能も兼ねていた。   Conventional metering coal feeders (measuring coal feeders not supplied with surplus nitrogen) supply air to the inside and set the internal pressure high. This is to prevent the flame from reaching the coal bunker in case the pulverized coal causes a dust explosion in the pulverized coal machine. That is, the conventional metering coal feeder also has a function of protecting the coal of the coal bunker from the explosion flame generated by the pulverized coal machine.
しかしながら、本実施形態に係る計量給炭機13は、容器20の内部空間に不燃性の窒素が供給されている。この窒素による消炎効果を期待できるので、計量給炭機13の容器20内部の圧力は、常圧、若しくは従来の計量給炭機よりも低くすることができる。   However, in the metering coal feeder 13 according to the present embodiment, incombustible nitrogen is supplied to the internal space of the container 20. Since the flame-extinguishing effect by nitrogen can be expected, the pressure inside the container 20 of the metering coal feeder 13 can be made lower than the normal pressure or the conventional metering coal feeder.
ここで、計量給炭機13の容器20内の圧力は、ロードセル53の計量精度に影響する。容器20内の圧力が計量ローラ52に掛かる荷重に影響するからである。   Here, the pressure in the container 20 of the metering coal feeder 13 affects the metering accuracy of the load cell 53. This is because the pressure in the container 20 affects the load applied to the measuring roller 52.
したがって、本実施形態に係る計量給炭機13の容器20に窒素を供給することで、内部の圧力を低くすることができるので、ロードセル53で得られる石炭の重量の精度が向上する。計量給炭機13における石炭の重量の計測精度が向上することで、より正確に所定量の石炭を微粉炭機14に供給することができる。   Therefore, since the internal pressure can be lowered by supplying nitrogen to the container 20 of the metering coal feeder 13 according to the present embodiment, the accuracy of the weight of coal obtained by the load cell 53 is improved. Since the measurement accuracy of the weight of coal in the metering coal feeder 13 is improved, a predetermined amount of coal can be supplied to the pulverized coal machine 14 more accurately.
計量給炭機13が正確に計量した所定量の石炭を微粉炭機14に供給することにより、微粉炭機14が製造する微粉炭の量もばらつきが無く安定し、石炭ガス化炉3で製造される石炭ガス化ガスの量もばらつきが無く安定する。   By supplying a predetermined amount of coal accurately weighed by the metering coal feeder 13 to the pulverized coal machine 14, the amount of pulverized coal produced by the pulverized coal machine 14 is stable without variation, and produced by the coal gasifier 3. The amount of coal gasification gas to be produced is also stable and stable.
石炭ガス化複合発電システム1の効率には、石炭ガス化ガスを安定して製造することが影響する。したがって、本実施形態に係る計量給炭機13に窒素を供給して内部の圧力を下げることで石炭の重量の計測精度を向上することは、石炭ガス化複合発電システム1の効率向上に寄与する。   The efficiency of the coal gasification combined power generation system 1 is affected by the stable production of coal gasification gas. Therefore, improving the measurement accuracy of the weight of coal by supplying nitrogen to the metering coal feeder 13 according to the present embodiment and lowering the internal pressure contributes to improving the efficiency of the coal gasification combined cycle system 1. .
また、微粉炭機14で石炭を粉砕する前に石炭を乾燥するので、微粉炭機14で必要となる石炭の乾燥のためのエネルギーを低減することができ、石炭ガス化複合発電システム1全体の効率を向上することができる。   Moreover, since coal is dried before pulverizing coal with the pulverized coal machine 14, the energy for drying of coal required by the pulverized coal machine 14 can be reduced, and the coal gasification combined cycle power generation system 1 whole can be reduced. Efficiency can be improved.
さらに、本実施形態に係る石炭ガス化複合発電システム1は、計量給炭機13の容器20内の石炭が乾燥されるので、石炭が詰まることが防止される。これにより、石炭の詰まりを解消する作業に掛かる負担が低減する。   Furthermore, in the coal gasification combined power generation system 1 according to the present embodiment, the coal in the container 20 of the metering coal feeder 13 is dried, so that the coal is prevented from being clogged. Thereby, the burden concerning the operation | work which eliminates clogging of coal reduces.
また、容器20の内部空間に供給される不燃性の窒素による消炎効果を期待できるので、石炭バンカ12で石炭が燃焼し、火災が発生することが防止される。   Moreover, since the flame-extinguishing effect by the nonflammable nitrogen supplied to the interior space of the container 20 can be expected, it is prevented that coal is burned by the coal bunker 12 and a fire is generated.
他に、余剰窒素を石炭ガス化炉3に投入しないので、石炭ガス化炉3内の二酸化炭素濃度が維持され、炭素転換率及び二酸化炭素純度が低下してしまうことを回避できる。   In addition, since excess nitrogen is not input into the coal gasification furnace 3, it is possible to avoid the carbon dioxide concentration in the coal gasification furnace 3 being maintained, and the carbon conversion rate and the carbon dioxide purity from being lowered.
〈実施形態2〉
実施形態1では、計量給炭機13に供給した窒素は、ホッパ15、石炭バンカ12、バンカ室11へと排出されたが、このような構成の計量給炭機13に限られない。
<Embodiment 2>
In the first embodiment, nitrogen supplied to the metering coal feeder 13 is discharged to the hopper 15, the coal bunker 12, and the bunker chamber 11, but is not limited to the metering coal feeder 13 having such a configuration.
図4は、実施形態2に係る計量給炭機の概略構成図である。なお、実施形態1と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a metering coal feeder according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same thing as Embodiment 1, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図示するように、本実施形態の計量給炭機13Aの容器20には、側面に開口した排出部25が設けられている。排出部25は、側部開口23と対向する位置に開口しており、配管26が接続されている。   As shown in the figure, the container 20 of the metering coal feeder 13A of the present embodiment is provided with a discharge portion 25 that opens to the side surface. The discharge part 25 is opened at a position facing the side opening 23, and a pipe 26 is connected to the discharge part 25.
このような構成の計量給炭機13Aでは、側部開口23から供給された窒素は容器20を流通して計量コンベア30上の石炭を乾燥させた後、一部はホッパ15に排出され残りは排出部25及び配管26から外部に排出される。このような計量給炭機13Aにおいても実施形態1と同様の作用効果を奏する。   In the metering coal feeder 13A having such a configuration, the nitrogen supplied from the side opening 23 flows through the container 20 to dry the coal on the metering conveyor 30, and then a part is discharged to the hopper 15 and the rest is left It is discharged from the discharge unit 25 and the pipe 26 to the outside. In such a metering coal feeder 13A, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
〈実施形態3〉
空気分離装置8から計量給炭機13に供給される窒素を予め加熱してもよい。図5は、実施形態3に係る石炭供給設備の概略構成図である。なお、実施形態1と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
<Embodiment 3>
Nitrogen supplied to the metering coal feeder 13 from the air separation device 8 may be preheated. FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a coal supply facility according to the third embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same thing as Embodiment 1, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
同図に示すように、空気分離装置8から計量給炭機13に窒素を供給する配管に熱交換機17を介在させる。熱交換機17により窒素を加熱することで、より高温の窒素が計量給炭機13に供給される。これにより、本実施形態に係る石炭ガス化複合発電システムは、計量給炭機13内で石炭がより一層乾燥され、微粉炭機14で石炭の乾燥に要するエネルギーがさらに低減されるなど、実施形態1と同様の作用効果を奏する。   As shown in the figure, a heat exchanger 17 is interposed in a pipe for supplying nitrogen from the air separation device 8 to the metering coal feeder 13. By heating the nitrogen with the heat exchanger 17, higher temperature nitrogen is supplied to the metering coal feeder 13. Thereby, the coal gasification combined cycle system according to the present embodiment is such that the coal is further dried in the metering coal feeder 13 and the energy required for drying the coal in the pulverized coal mill 14 is further reduced. 1 has the same operational effects.
なお、熱交換機17の熱源は特に限定はないが、石炭ガス化複合発電システム1の系内で生じた熱を用いることで、系全体の熱効率を向上することができる。例えば、ガスタービン5(図1参照)の排ガスに含まれる残存酸素処理炉(特に図示せず)で発生する熱を熱交換機17の熱源としてもよい。   Although the heat source of the heat exchanger 17 is not particularly limited, the heat efficiency of the entire system can be improved by using the heat generated in the coal gasification combined power generation system 1. For example, the heat generated in the residual oxygen treatment furnace (not particularly shown) contained in the exhaust gas of the gas turbine 5 (see FIG. 1) may be used as the heat source of the heat exchanger 17.
〈実施形態4〉
実施形態1〜実施形態3では、石炭火力発電システムの一例として、石炭ガス化複合発電システムを例に挙げたが、本発明は、いわゆるOxy-fuel型の石炭火力発電システムにも適用することができる。
<Embodiment 4>
In the first to third embodiments, the coal gasification combined power generation system is exemplified as an example of the coal thermal power generation system. However, the present invention may be applied to a so-called Oxy-fuel type coal thermal power generation system. it can.
図6は、実施形態4に係る石炭火力発電システムの概略構成図である。なお、実施形態1と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a coal-fired power generation system according to the fourth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same thing as Embodiment 1, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
本実施形態に係る石炭火力発電システム1Aの発電手段は、微粉炭機14から供給された微粉炭を燃焼するボイラ60と、ボイラ60で生じた熱により得られた蒸気を膨張することで発電機の動力を得る蒸気タービン61と、蒸気タービンにより駆動される発電機62とを備えている。また、空気分離装置(特に図示せず)は、実施形態1と同様に原料空気から酸素を分離し、その酸素をボイラ60に供給している。   The power generation means of the coal-fired power generation system 1 </ b> A according to the present embodiment includes a boiler 60 that burns pulverized coal supplied from the pulverized coal machine 14, and a steam generator that expands steam obtained by heat generated in the boiler 60. A steam turbine 61 for obtaining the power of the generator and a generator 62 driven by the steam turbine. The air separation device (not shown) separates oxygen from the raw air and supplies the oxygen to the boiler 60 as in the first embodiment.
ボイラ60で発生した排ガス中の二酸化炭素は回収され、一部は、ボイラ60に供給され、残余は外部に搬送され、地層等に貯留されるように構成されている。   The carbon dioxide in the exhaust gas generated in the boiler 60 is recovered, a part is supplied to the boiler 60, and the remainder is transported to the outside and stored in the formation.
このような構成のOxy-fuel型の石炭火力発電システムにおいても、二酸化炭素の排出を抑えると共に、空気分離装置8で発生した余剰窒素で計量給炭機13の石炭の乾燥を促進でき、微粉炭機14に要するエネルギーを低減するなど、実施形態1と同様の作用効果を奏する。   Even in the Oxy-fuel type coal-fired power generation system having such a configuration, the carbon dioxide emission can be suppressed and the drying of the coal in the metering coal feeder 13 can be promoted by the surplus nitrogen generated in the air separation device 8. The same effects as those of the first embodiment are obtained, such as reducing the energy required for the machine 14.
〈他の実施形態〉
以上に説明した実施形態1〜実施形態3では、石炭ガス化発電システムとして石炭ガス化複合発電システム1を例に挙げたが、必ずしもこのような態様に限らず、例えば、蒸気タービン7を設けずにガスタービン5のみで発電を行うものであってもよい。要するに、本発明は、石炭ガス化複合発電システムに限らず、石炭を燃料として発電し、排ガスから窒素が分離される発電システムに適用することができる。
<Other embodiments>
In Embodiment 1-Embodiment 3 demonstrated above, although the coal gasification combined power generation system 1 was mentioned as an example as a coal gasification power generation system, it does not necessarily provide such a mode, for example, the steam turbine 7 is not provided. Alternatively, power generation may be performed only by the gas turbine 5. In short, the present invention can be applied not only to a coal gasification combined power generation system but also to a power generation system that generates power using coal as fuel and separates nitrogen from exhaust gas.
また、石炭貯蔵部は、実施形態1で例示した構成に限らず、例えば、複数の石炭バンカが直列又は並列に接続された構成であってもよい。   Further, the coal storage unit is not limited to the configuration exemplified in the first embodiment, and may be a configuration in which a plurality of coal bunkers are connected in series or in parallel, for example.
本発明は、石炭を燃料として発電し、排ガスから窒素が分離される発電システムで利用することができる。   The present invention can be used in a power generation system that generates power using coal as fuel and separates nitrogen from exhaust gas.
1 石炭ガス化複合発電システム
1A 石炭火力発電システム
2 石炭供給設備
3 石炭ガス化炉
4 ガス精製設備
5 ガスタービン
6 排熱回収ボイラ
7 蒸気タービン
8 空気分離装置
12 石炭バンカ
13、13A 計量給炭機
14 微粉炭機
15 ホッパ
16 石炭貯蔵部
17 熱交換機
20 容器
30 計量コンベア
31 駆動プーリ
32 従動プーリ
33 無端ベルト
51 キャリアローラ
52 計量ローラ
53 ロードセル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coal gasification combined cycle power generation system 1A Coal thermal power generation system 2 Coal supply equipment 3 Coal gasification furnace 4 Gas purification equipment 5 Gas turbine 6 Waste heat recovery boiler 7 Steam turbine 8 Air separation device 12 Coal bunker 13, 13A Metering coal feeder 14 pulverized coal machine 15 hopper 16 coal storage unit 17 heat exchanger 20 container 30 weighing conveyor 31 drive pulley 32 driven pulley 33 endless belt 51 carrier roller 52 weighing roller 53 load cell

Claims (6)

  1. 石炭供給設備より供給された石炭を用いて発電する発電手段と、
    空気から酸素及び窒素を分離し、石炭の燃焼又は石炭のガス化のために酸素を発電手段に供給する空気分離装置とを備え、
    前記石炭供給設備は、
    石炭を貯蔵する石炭貯蔵部と、
    石炭を粉砕して微粉炭を製造し、当該微粉炭を前記発電手段に供給する微粉炭機と、
    前記石炭貯蔵部から供給された石炭を計量し、所定量の石炭を前記微粉炭機に供給する計量給炭機とから構成され、
    前記計量給炭機には、前記空気分離装置で発生した窒素が供給され、内部の圧力が常圧又は余剰の窒素が供給されない計量給炭機の内部の圧力よりも低い
    ことを特徴とする石炭火力発電システム。
    Power generation means for generating electricity using coal supplied from a coal supply facility;
    An air separation device for separating oxygen and nitrogen from air and supplying oxygen to power generation means for combustion of coal or gasification of coal;
    The coal supply facility is:
    A coal storage section for storing coal;
    Pulverizing coal to produce pulverized coal, supplying the pulverized coal to the power generation means,
    Measuring the coal supplied from the coal storage unit, comprising a metering coal feeder for supplying a predetermined amount of coal to the pulverized coal machine,
    Nitrogen generated in the air separation device is supplied to the metering coal feeder, and the internal pressure is lower than the internal pressure of the metering coal feeder to which normal pressure or excess nitrogen is not supplied. Thermal power generation system.
  2. 請求項1に記載する石炭火力発電システムにおいて、
    前記計量給炭機は、前記空気分離装置から供給された窒素が前記石炭貯蔵部に排出されるように構成されている
    ことを特徴とする石炭火力発電システム。
    In the coal thermal power generation system according to claim 1,
    The coal feeder is configured such that nitrogen supplied from the air separation device is discharged to the coal storage unit.
  3. 請求項1又は請求項2に記載する石炭火力発電システムにおいて、
    前記計量給炭機に供給される窒素を加熱する熱交換機を備える
    ことを特徴とする石炭火力発電システム。
    In the coal thermal power generation system according to claim 1 or claim 2,
    A coal-fired power generation system comprising a heat exchanger that heats nitrogen supplied to the metering coal feeder.
  4. 請求項3に記載する石炭火力発電システムにおいて、
    前記熱交換機は、前記発電手段から排出される排ガスの残存酸素処理炉で発生する熱で前記窒素を加熱する
    ことを特徴とする石炭火力発電システム。
    In the coal thermal power generation system according to claim 3,
    The said heat exchanger heats the said nitrogen with the heat | fever which generate | occur | produces in the residual oxygen processing furnace of the waste gas discharged | emitted from the said electric power generation means. The coal thermal power generation system characterized by the above-mentioned.
  5. 請求項1〜請求項4の何れか一項に記載する石炭火力発電システムにおいて、
    前記発電手段は、前記微粉炭をガス化して石炭ガス化ガスを生成する石炭ガス化炉と、
    前記石炭ガス化ガスを燃焼して発電機の動力を得るガスタービンとを備え、
    前記石炭ガス化炉に、前記ガスタービンから排出された排ガス中の二酸化炭素及び前記空気分離装置の酸素がガス化剤として供給されるように構成されている
    ことを特徴とする石炭火力発電システム。
    In the coal-fired power generation system according to any one of claims 1 to 4,
    The power generation means comprises a coal gasification furnace that gasifies the pulverized coal to generate a coal gasification gas;
    A gas turbine for obtaining power of a generator by burning the coal gasification gas,
    A coal-fired power generation system, characterized in that carbon dioxide in exhaust gas discharged from the gas turbine and oxygen in the air separation device are supplied to the coal gasifier as gasifying agents.
  6. 請求項5に記載する石炭火力発電システムにおいて、
    前記発電手段は、前記排ガスの熱を回収して得られた蒸気を膨張することで発電機の動力を得る蒸気タービンとをさらに備える
    ことを特徴とする石炭火力発電システム。
    In the coal thermal power generation system according to claim 5,
    The said power generation means is further provided with the steam turbine which acquires the motive power of a generator by expanding the steam obtained by collect | recovering the heat | fever of the said waste gas, The coal thermal power generation system characterized by the above-mentioned.
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