JP6656942B2

JP6656942B2 - Ground flare, gasification facility, combined gasification combined cycle facility, and ground flare control method

Info

Publication number: JP6656942B2
Application number: JP2016022094A
Authority: JP
Inventors: 悠一郎浦方; 幸治西村; 横濱　克彦; 克彦横濱
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2016-02-08
Filing date: 2016-02-08
Publication date: 2020-03-04
Anticipated expiration: 2036-02-08
Also published as: JP2017141990A

Description

本発明は、可燃性ガスを焼却処理するグランドフレア、ガス化設備およびガス化複合発電設備ならびにグランドフレアの制御方法に関するものである。 The present invention relates to a ground flare for incinerating combustible gas, a gasification facility, a combined gasification combined cycle facility, and a method for controlling a ground flare.

可燃性ガスを焼却処理する設備として、グランドフレアが知られている。グランドフレアは、煙筒と、煙筒の下方に設置されたバーナとを備えており、可燃性ガスをバーナにて燃焼し、燃焼排ガスを煙筒より大気へ放出する（特許文献１参照）。 Ground flare is known as a facility for incinerating combustible gas. The ground flare includes a smoke tube and a burner installed below the smoke tube, and burns combustible gas with the burner and discharges combustion exhaust gas from the smoke tube to the atmosphere (see Patent Document 1).

ガス化設備として、石炭等の炭素含有固体燃料をガス化炉内に供給し、炭素含有固体燃料を部分燃焼させてガス化することで、可燃性ガスを生成する炭化質燃料ガス化装置（石炭ガス化装置）が知られている。石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ；Integrated Coal Gasification Combined Cycle：ガス化複合発電設備）は、石炭等の炭素含有固体燃料を用いてガス化炉を含むガス化設備で生成した生成ガスを、ガス精製装置で精製して燃料ガスとした後、ガスタービン設備に供給して、ガスタービンの回転駆動力及びガスタービンの排熱を利用して蒸気タービンの回転駆動で発電を行っている。
また、グランドフレアにより焼却処理される可燃性ガスとしては、たとえばＩＧＣＣの起動時に石炭をガス化して生成された生成ガスが挙げられる。ＩＧＣＣの起動時直後から起動初期には、ガス化炉にて生成ガスが発生するものの、ガスタービン燃焼器に生成ガスを受け入れてガスタービン設備が安定して運転できる準備が整うまでは、生成ガスをグランドフレアで焼却処理する必要がある。 As a gasification facility, a carbon-containing solid fuel such as coal is supplied into a gasification furnace, and the carbon-containing solid fuel is partially burned and gasified to generate a combustible gas. Gasifiers) are known. The Integrated Coal Gasification Combined Cycle (IGCC) is a gas purification system that uses a carbon-containing solid fuel such as coal to generate gas from a gasification facility including a gasifier. After being refined by the apparatus to produce fuel gas, the gas is supplied to gas turbine equipment, and power is generated by rotating the steam turbine using the rotational driving force of the gas turbine and the exhaust heat of the gas turbine.
Examples of the combustible gas incinerated by the ground flare include a gas generated by gasifying coal when the IGCC is started. Immediately after the start-up of the IGCC and in the early stage of the start-up, the generated gas is generated in the gasifier, but until the gas turbine combustor receives the generated gas and the gas turbine equipment is ready for stable operation, the generated gas is Must be incinerated with ground flare.

一方、グランドフレアは、運用時に、バーナ燃焼に起因する１００Ｈｚ以下、特に２０Ｈｚ以下とされた低周波騒音が発生するため、グランドフレア本体に風防シートを設置したり、煙筒に開口を設けることで、低周波騒音の抑制や固有周波数上昇を図ることが提案されている（特許文献２）。 On the other hand, ground flare generates low-frequency noise of 100 Hz or less, particularly 20 Hz or less, due to burner combustion during operation.Therefore, by installing a windshield sheet on the main body of the ground flare or by providing an opening in the smoke tube, It has been proposed to suppress low-frequency noise and increase the natural frequency (Patent Document 2).

特開２０１５−１４３９０号公報JP 2015-14390 A 特許第５４０４０３１号公報Japanese Patent No. 5404031

しかし、居住地域等との境界地とグランドフレアの距離が近くなる状況が想定される場合には、このような低周波騒音レベルをさらに低減する必要がある。
また、バーナ流速を低減することによって低周波騒音レベルを低減することも考えられるが、バーナ流速を低下させすぎると着火安定性や保炎性が損なわれてしまう。特に、上流側設備（例えば石炭ガス化炉）の起動時直後から起動初期には、可燃性ガスの単位流量当たりの発熱量（以下、単に「発熱量」という。）が小さいため、グランドフレアで焼却するには、着火安定性や保炎性を維持しながらバーナ流速を大きく低下させることが難しい。 However, when it is assumed that the distance between the ground flare and the border area with the residential area is short, such a low-frequency noise level needs to be further reduced.
It is also conceivable to reduce the low-frequency noise level by reducing the burner flow velocity. However, if the burner flow velocity is reduced too much, ignition stability and flame holding properties are impaired. In particular, the amount of heat generated per unit flow rate of the combustible gas (hereinafter simply referred to as “heat generation”) is small immediately after the start of the upstream equipment (for example, a coal gasifier) to the early stage of the startup. For incineration, it is difficult to greatly reduce the burner flow rate while maintaining ignition stability and flame holding properties.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、起動時におけるバーナ保炎性を確保するとともに低周波騒音を低減することができるグランドフレア、ガス化設備およびガス化複合発電設備ならびにグランドフレアの制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a ground flare, a gasification facility, and a combined gasification combined cycle facility capable of securing a burner flame holding property at the time of starting and reducing low-frequency noise. It is another object of the present invention to provide a ground flare control method.

上記課題を解決するために、本発明のグランドフレア、ガス化設備およびガス化複合発電設備ならびにグランドフレアの制御方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるグランドフレアは、煙筒の鉛直方向下方に設けられ、焼却する可燃性ガスの流速が第１流速とされた少なくとも１つの第１バーナと、前記煙筒の鉛直方向下方に設けられ、焼却する可燃性ガスの流速が前記第１流速よりも小さい第２流速とされた複数の第２バーナと、前記第１バーナ及び前記第２バーナを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記可燃性ガスを発生する上流側設備の起動時に、前記第１バーナを着火した後に、前記可燃性ガスの流量の変化情報を得て、前記第２バーナを着火することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a ground flare, a gasification facility, a combined gasification combined cycle facility and a method for controlling a ground flare according to the present invention employs the following means.
That is, the ground flare according to the present invention is provided vertically below the smoke tube, and provided at least one first burner in which the flow rate of the combustible gas to be incinerated is the first flow speed, and is provided vertically below the smoke tube. A plurality of second burners having a second flow rate at which the flow rate of the combustible gas to be incinerated is smaller than the first flow rate; and a control unit that controls the first burner and the second burner. Is characterized in that when the upstream equipment for generating the flammable gas is started, after igniting the first burner, information on a change in the flow rate of the flammable gas is obtained and the second burner is ignited. .

焼却すべき可燃性ガスを発生する上流側設備（例えばガス化炉）の起動時直後には、可燃性ガスの発熱量が小さいので、可燃性ガスの流速（バーナ流速）が第２流速よりも大きい第１流速とされた第１バーナを着火させて、着火の安定性を図る。また、第１バーナは第２流速よりも流速が大きいが、起動時直後から起動初期なので発熱量が小さいため騒音レベルも比較的小さくて済む。
第１バーナを着火させた後は、時間が経過して可燃性ガスの発熱量が大きくなるので、第１流速よりも小さい第２流速とされた第２バーナであっても安定した着火が可能である。また、第２バーナは、第１バーナよりも流速が小さいので騒音レベルが第１バーナよりも小さい。したがって、全体としての騒音レベルを可及的に小さくすることができる。 Immediately after the start of the upstream equipment (for example, a gasifier) that generates combustible gas to be incinerated, the calorific value of the combustible gas is small, so that the flow rate of the combustible gas (burner flow rate) is lower than the second flow rate. The first burner set to the large first flow velocity is ignited to achieve ignition stability. Further, the first burner has a higher flow velocity than the second flow velocity, but since it is in the initial stage immediately after the start, the heat generation amount is small, so that the noise level can be relatively low.
After the first burner is ignited, the calorific value of the flammable gas increases with the lapse of time, so that stable ignition is possible even with the second burner having the second flow velocity smaller than the first flow velocity. It is. Also, the second burner has a lower flow velocity than the first burner, and thus has a lower noise level than the first burner. Therefore, the overall noise level can be reduced as much as possible.

さらに、本発明のグランドフレアでは、前記第１バーナの数は、前記第２バーナの数よりも少なく、前記第１バーナが配置された水平面方向の周囲に、前記第２バーナが配置されていることを特徴とする。 Further, in the ground flare according to the present invention, the number of the first burners is smaller than the number of the second burners, and the second burners are arranged around a horizontal plane where the first burners are arranged. It is characterized by the following.

第１バーナの数を第２バーナの数よりも少なくすることで、可燃性ガスの流速が大きい第１バーナを少なくして全体の平均流速を低減することにより、騒音レベルを小さくすることができる。 By making the number of the first burners smaller than the number of the second burners, it is possible to reduce the noise level by reducing the number of the first burners in which the flow rate of the combustible gas is large and reducing the overall average flow velocity. .

さらに、本発明のグランドフレアでは、前記第２バーナを消火した後に、前記第１バーナを消火することを特徴とする。 Further, in the ground flare of the present invention, the first burner is extinguished after extinguishing the second burner.

第２バーナよりも後に第１バーナを消火することで、消火時における保炎性を確保することができる。 By extinguishing the first burner after the second burner, it is possible to secure the flame holding property at the time of extinguishing the fire.

さらに、本発明のグランドフレアでは、前記第１バーナ及び前記第２バーナは、前記第１バーナおよび前記第２バーナの形状から決定されるフレア固有振動数と、前記第１バーナおよび前記第２バーナの形状とバーナ流速とストローハル数から決定されるカルマン振動数とが一致しないことを特徴とする。
これにより、騒音レベルを小さくすることができる。 Further, in the ground flare according to the present invention, the first burner and the second burner may include a flare natural frequency determined from shapes of the first burner and the second burner, and the first burner and the second burner. And the Kalman frequency determined from the burner flow velocity and the Strouhal number do not match.
Thus, the noise level can be reduced.

本発明のガス化設備は、炭素含有固体燃料をガス化するガス化炉と、該ガス化炉から導かれた生成ガスを焼却処理する上記のいずれかに記載のグランドフレアとを備えていることを特徴とする。 The gasification facility of the present invention includes a gasifier for gasifying a carbon-containing solid fuel, and the ground flare according to any one of the above, which incinerates a product gas led from the gasifier. It is characterized by.

上記のグランドフレアを備えているので、低騒音とされたガス化装置を提供することができる。 Since the above-mentioned ground flare is provided, a gasifier with low noise can be provided.

また、本発明のガス化複合発電設備は、炭素含有固体燃料を燃焼・ガス化することで生成ガスを生成するガス化炉と、上記のいずれかに記載のグランドフレアと、前記ガス化炉で生成した前記生成ガスの少なくとも一部を燃焼させることで回転駆動するガスタービンと、該ガスタービンによって駆動される発電機とを備えていることを特徴とする。 Further, the integrated gasification combined cycle power plant of the present invention is a gasification furnace that generates a product gas by burning and gasifying a carbon-containing solid fuel, a ground flare according to any of the above, and the gasification furnace. A gas turbine that is driven to rotate by burning at least a part of the generated gas, and a generator that is driven by the gas turbine are provided.

また、本発明のグランドフレアの制御方法は、煙筒の鉛直方向下方に設けられ、焼却する可燃性ガスの流速が第１流速とされた少なくとも１つの第１バーナと、前記煙筒の鉛直方向下方に設けられ、焼却する可燃性ガスの流速が前記第１流速よりも小さい第２流速とされた複数の第２バーナとを備えたグランドフレアの制御方法であって、前記可燃性ガスを発生する上流側設備の起動時に、前記第１バーナを着火した後に、前記可燃性ガスの流量または前記可燃性ガスの圧力が所定の閾値より増加した場合に、前記第２バーナを着火することを特徴とする。 Further, the method for controlling a ground flare according to the present invention is provided at least one first burner which is provided vertically below the smoke tube and has a first flow speed of the combustible gas to be incinerated, and vertically below the smoke tube. A method of controlling a ground flare, comprising: a plurality of second burners provided and having a second flow rate at which the flow rate of the combustible gas to be incinerated is smaller than the first flow rate, wherein the upstream side generates the combustible gas. The second burner is ignited when the flow rate of the flammable gas or the pressure of the flammable gas increases above a predetermined threshold after the first burner is ignited when the side equipment is started. .

焼却すべき可燃性ガスを発生する上流側設備（例えばガス化炉）の起動時直後には、可燃性ガスの発熱量が小さいので、流速が第２流速よりも大きい第１流速とされた第１バーナを着火させて、着火の安定性を図る。また、第１バーナは第２流速よりも流速が大きいが、起動時直後から起動初期なので発熱量が小さいため騒音レベルも比較的小さくて済む。
第１バーナを着火させた後は、時間が経過して可燃性ガスの発熱量が大きくなるので、第１流速よりも遅い第２流速とされた第２バーナであっても安定した着火が可能である。また、第２バーナは、第１バーナよりも流速が小さいので騒音レベルが第１バーナよりも小さい。したがって、騒音レベルを可及的に小さくすることができる。 Immediately after the start of the upstream equipment (for example, a gasification furnace) that generates the combustible gas to be incinerated, since the calorific value of the combustible gas is small, the first flow rate is set to the first flow rate larger than the second flow rate. One burner is ignited to achieve ignition stability. Further, the first burner has a higher flow velocity than the second flow velocity, but since it is in the initial stage immediately after the start, the heat generation amount is small, so that the noise level can be relatively low.
After the first burner is ignited, the amount of heat generated by the flammable gas increases after a lapse of time, so that stable ignition can be performed even with the second burner having the second flow velocity lower than the first flow velocity. It is. Also, the second burner has a lower flow velocity than the first burner, and thus has a lower noise level than the first burner. Therefore, the noise level can be reduced as much as possible.

ガス化設備の起動直後には、発熱量が小さい可燃性ガスを流速が大きい第１バーナを着火しバーナ保炎性を確保しつつ、発熱量が小さいため騒音レベルも比較的小さい。所定時間経過後に、発熱量が大きくなる可燃性ガスを第１バーナよりもバーナ流速が小さい第２バーナを着火することとしたので、騒音レベルが第１バーナよりも小さい。したがって、起動時の全体におけるバーナ保炎性を確保するとともに低周波騒音を低減することができる。 Immediately after the start of the gasification facility, the flammable gas having a small calorific value is ignited by the first burner having a large flow velocity to secure the flame holding property of the burner, and the noise level is relatively small because the calorific value is small. After a lapse of a predetermined time, the second burner having a smaller burner flow rate than the first burner is ignited with the combustible gas having a large calorific value, so that the noise level is lower than that of the first burner. Therefore, it is possible to ensure the burner flame holding properties at the time of startup and to reduce low-frequency noise.

本発明の一実施形態に係るＩＧＣＣを示した概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an IGCC according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るグランドフレアを示した概略構成図である。It is a schematic structure figure showing the ground flare concerning one embodiment of the present invention. 図２のバーナを示した側面図である。FIG. 3 is a side view showing the burner of FIG. 2. 図３のバーナの平面図である。FIG. 4 is a plan view of the burner of FIG. 3. 図３の切断線Ｖ−Ｖにおける断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along section line VV in FIG. 3. 図２の複数のバーナを平面視した平面図である。FIG. 3 is a plan view of a plurality of burners in FIG. 2 as viewed in plan. 各バーナに対する可燃性ガス供給系統を示した概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a combustible gas supply system for each burner. 燃焼の安定性について、可燃性ガスの発熱量とバーナ流速との関係を示したグラフである。4 is a graph showing the relationship between the calorific value of combustible gas and the burner flow rate with respect to combustion stability. 起動時のバーナの着火の順番を示したグラフである。It is the graph which showed the order of ignition of the burner at the time of starting.

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
図１には、ガス化設備を含むガス化複合発電設備の一例として石炭ガス化複合発電設備（以下「ＩＧＣＣ」という。ＩＧＣＣはIntegrated Coal Gasification Combined Cycleの省略形。）１が示されている。ＩＧＣＣ１の石炭ガス化炉（上流側設備、ガス化炉）１０は、図示しないミルによって粉砕された石炭（微粉炭）を石炭ガス化炉内に投入して可燃性ガスを生成する。なお、以下の説明では、微粉炭から可燃性ガスを生成する石炭ガス化炉１０を例示する。本発明のガス化炉は、炭素含有固体燃料が好適に用いられるが、石炭以外では例えば間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ等のバイオマス燃料など、他の炭素含有固体燃料をガス化するものにも適用可能である。また、本発明のガス化炉は、ＩＧＣＣとして生成した生成ガスを、ガス精製設備で精製して燃料ガスとした後、ガスタービン設備に供給して発電を行っているが、発電用に限らず、所望の化学物質を得る化学プラント用ガス化炉にも適用可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an integrated gasification combined cycle facility (hereinafter referred to as “IGCC”; IGCC is an abbreviation of Integrated Coal Gasification Combined Cycle) 1 as an example of a combined gasification combined cycle facility including a gasification facility. The coal gasifier (upstream equipment, gasifier) 10 of the IGCC 1 inputs coal (pulverized coal) pulverized by a mill (not shown) into the coal gasifier to generate a combustible gas. In the following description, a coal gasifier 10 that generates a combustible gas from pulverized coal will be exemplified. In the gasification furnace of the present invention, a carbon-containing solid fuel is suitably used, but other than coal, for example, biomass fuel such as thinned wood, waste wood, driftwood, grass, waste, sludge, tires, etc. The present invention is also applicable to those for gasifying solid fuel. Further, the gasification furnace of the present invention purifies generated gas generated as IGCC in a gas purification facility to produce a fuel gas, and then supplies the fuel gas to a gas turbine facility for power generation. The present invention is also applicable to a gasification furnace for a chemical plant for obtaining a desired chemical substance.

図１に示すように、ＩＧＣＣ１は、主な構成要素として、燃料である微粉炭を供給する給炭装置２０と、ガス化剤とともに供給された微粉炭をガス化して可燃性ガスを生成する石炭ガス化炉１０と、可燃性ガスとともに排出されるチャー（石炭の未反応分と灰分による粉体）を分離して回収して石炭ガス化炉１０に戻されて再利用可能するチャー回収装置３０と、可燃性ガスを精製してガス中から不純物を取り除くガス精製設備４０と、精製された可燃性ガスを燃料として運転されるガスタービン設備５０と、ガスタービン設備５０から排出される高温の燃焼排ガス中の熱を回収して蒸気を生成する排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）６０と、排熱回収ボイラ６０から供給される蒸気により運転される蒸気タービン７０とを具備して構成される。 As shown in FIG. 1, the IGCC 1 includes, as main components, a coal feeder 20 for supplying pulverized coal as a fuel and a coal for gasifying pulverized coal supplied together with a gasifying agent to generate a flammable gas. A gas recovery furnace 30 that separates and recovers the gas (furnace due to unreacted coal and ash) together with the combustible gas from the gasifier 10 and returns the coal to the coal gasifier 10 for reuse. Gas purification equipment 40 for purifying combustible gas to remove impurities from the gas, gas turbine equipment 50 operated using purified combustible gas as fuel, and high-temperature combustion discharged from gas turbine equipment 50 An exhaust heat recovery boiler (HRSG) 60 that recovers heat in exhaust gas to generate steam, and a steam turbine 70 that is driven by steam supplied from the exhaust heat recovery boiler 60 are provided.

石炭ガス化炉１０には、例えば空気吹き二段噴流床ガス化炉と呼ばれる方式の炉が採用されている。この石炭ガス化炉１０は、高温燃焼を得るコンバスタ部と、その高温ガスを有効利用してガス化反応を行うリダクタ部と、による二段構成とされ、酸化剤とともに導入した微粉炭を部分燃焼させることでガス化させて可燃性ガスを含む生成ガスを生成する装置である。そして、石炭ガス化炉１０で生成した生成ガスは可燃性ガスとともに微粒子状態のチャーを含むため、開閉弁１２を備えた可燃性ガス供給系統１１を介して、後述するチャー回収装置３０へと導かれる。
ここで使用する酸化剤としては、空気、酸素富化空気、酸素、水蒸気等を例示でき、例えばガスタービン設備５０から導入した圧縮空気に酸素分離装置（ＡＳＵ）８０から供給される酸素を混合して使用されてもよい。
また、本実施形態の石炭ガス化炉１０は、タワー型でもクロスオーバー型ガス化炉でも、同様に実施が可能である。 As the coal gasifier 10, for example, a furnace of a type called an air-blown two-stage spouted bed gasifier is adopted. The coal gasifier 10 has a two-stage configuration including a combustor unit for obtaining high-temperature combustion and a reducer unit for performing a gasification reaction by effectively using the high-temperature gas, and partially burns pulverized coal introduced together with an oxidizing agent. This is a device that generates gas containing combustible gas by gasification. Since the generated gas generated in the coal gasifier 10 includes char in the form of fine particles together with the combustible gas, the gas is guided to a char recovery device 30 to be described later via a combustible gas supply system 11 having an on-off valve 12. I will
Examples of the oxidizing agent used here include air, oxygen-enriched air, oxygen, steam, and the like. For example, oxygen supplied from an oxygen separator (ASU) 80 is mixed with compressed air introduced from a gas turbine facility 50. May be used.
Further, the coal gasifier 10 of the present embodiment can be similarly implemented with a tower type or a crossover type gasifier.

酸素分離装置８０と石炭ガス化炉１０のコンバスタ部との間は、イナートガス供給流路８１及び酸素供給流路８３により接続されている。イナートガス供給流路８１は、酸素分離装置８０で得られた窒素ガス（イナートガス）をコンバスタ部へ供給する配管流路であり、流路途中にはイナートガス流量調整弁８２が設けられている。
また、酸素供給流路８３は、酸素分離装置８０で得られた酸素ガスをコンバスタ部へ供給する配管流路であり、流路途中には酸素流量調整弁８４が設けられている。 The oxygen separator 80 and the combustor section of the coal gasifier 10 are connected by an inert gas supply channel 81 and an oxygen supply channel 83. The inert gas supply flow path 81 is a pipe flow path that supplies the nitrogen gas (inert gas) obtained by the oxygen separation device 80 to the combustor unit, and an inert gas flow control valve 82 is provided in the middle of the flow path.
The oxygen supply channel 83 is a piping channel for supplying the oxygen gas obtained by the oxygen separator 80 to the combustor unit, and an oxygen flow rate regulating valve 84 is provided in the middle of the channel.

コンバスタ部には、後述するガスタービン設備５０の圧縮機５２から、酸化剤として抽気した圧縮空気の供給を受ける空気供給流路５５が接続されている。この空気供給流路５５は、流路途中に設けた空気流量調整弁５６を備えている。 An air supply channel 55 that receives a supply of compressed air extracted as an oxidant from a compressor 52 of the gas turbine equipment 50 described below is connected to the combustor unit. The air supply channel 55 includes an air flow control valve 56 provided in the middle of the channel.

石炭ガス化炉１０で生成された生成ガスは、チャーを含んだ状態でチャー回収装置３０へ導かれる。チャー回収装置３０は、集塵装置としてサイクロン３１とポーラスフィルタ３２とが連結管３３を介して直列に接続された構成とされ、上流側に設置されたサイクロン３１で粒子を分離除去させた可燃性ガス成分がポーラスフィルタ３２へ導入される。なお、ポーラスフィルタ３２は、サイクロン３１の後流側に設置されたフィルタであり、可燃性ガスの微細チャーを回収する設備である。
チャー回収装置３０では、集塵して可燃性ガスから分離されたチャーが、図示しない供給ホッパで一時的に貯留される。そして、供給ホッパからイナートガス供給流路８１より供給されるイナートガスによりチャー戻しラインを介してガス化炉に供給される。 The product gas generated in the coal gasifier 10 is guided to the char recovery device 30 while containing the char. The char recovery device 30 has a configuration in which a cyclone 31 and a porous filter 32 are connected in series via a connecting pipe 33 as a dust collecting device, and a flammable material in which particles are separated and removed by the cyclone 31 installed on the upstream side. The gas component is introduced into the porous filter 32. The porous filter 32 is a filter installed on the downstream side of the cyclone 31 and is a facility for collecting fine char of combustible gas.
In the char recovery device 30, the char that has been collected and separated from the combustible gas is temporarily stored in a supply hopper (not shown). Then, the inert gas supplied from the supply hopper from the inert gas supply passage 81 is supplied to the gasification furnace via the char return line.

チャー回収装置３０でチャーを分離除去された可燃性ガスは、可燃性ガス供給系統３４を介してガス精製設備４０へ導かれる。このガス精製設備４０では、可燃性ガスを精製して硫黄化合物や窒素化合物などの不純物を取り除き、ガスタービン設備５０の燃料ガスに適した性状の可燃性ガスとする。
ガス精製設備４０で生成された可燃性ガス（燃料ガス）は、可燃性ガス供給系統４１を介してガスタービン設備５０の燃焼器５１に供給され、圧縮機５２から導入した圧縮空気を用いて燃焼させられる。 The combustible gas from which the char has been separated and removed by the char recovery device 30 is led to a gas purification facility 40 via a combustible gas supply system 34. In the gas purifying facility 40, the combustible gas is purified to remove impurities such as sulfur compounds and nitrogen compounds, and is converted into a combustible gas having properties suitable for the fuel gas of the gas turbine facility 50.
The combustible gas (fuel gas) generated in the gas purification facility 40 is supplied to a combustor 51 of a gas turbine facility 50 via a combustible gas supply system 41 and burns using compressed air introduced from a compressor 52. Let me do.

可燃性ガスが燃焼すると、高温高圧の燃焼ガスが生成されて燃焼器５１からガスタービン５３へ供給される。この結果、高温高圧の燃焼ガスが膨張することで仕事をしてガスタービン５３を回転駆動するとともに、高温の燃焼排ガスが排出される。そして、ガスタービン５３の軸回転出力は、発電機７１や圧縮機５２の回転駆動源として使用される。
なお、圧縮機５２から供給される圧縮空気は、可燃性ガス燃焼用として燃焼器５１へ供給されるだけでなく、一部が抽気されて抽気空気昇圧器５４で昇圧された後、空気供給流路５５を通って石炭ガス化炉１０の酸化剤としても使用される。 When the combustible gas burns, a high-temperature and high-pressure combustion gas is generated and supplied from the combustor 51 to the gas turbine 53. As a result, the high-temperature and high-pressure combustion gas expands to perform a work to rotationally drive the gas turbine 53 and discharge the high-temperature combustion exhaust gas. The shaft rotation output of the gas turbine 53 is used as a rotation drive source of the generator 71 and the compressor 52.
The compressed air supplied from the compressor 52 is not only supplied to the combustor 51 for combustible gas combustion, but is also partially bled and boosted by the bled air booster 54 before being supplied to the air supply flow. It is also used as an oxidizing agent for the coal gasifier 10 through the passage 55.

ガスタービン５３で仕事をした燃焼排ガスは、排熱回収ボイラ６０へ導かれる。この排熱回収ボイラ６０は、燃焼排ガスが保有する熱を回収して給水から蒸気を生成する設備である。すなわち、排熱回収ボイラ６０では、燃焼排ガスと給水との熱交換により蒸気を生成し、生成された蒸気は蒸気タービン７０へ供給され、蒸気タービン７０が回転駆動し、温度低下した燃焼排ガスは必要な処理を施した後に大気へ放出される。
こうして駆動されたガスタービン５３及び蒸気タービン７０は、例えば同軸の発電機７１を回転駆動して発電する駆動源となる。なお、ガスタービン５３及び蒸気タービン７０は、各々専用の発電機７１を回転駆動するようにしてもよく、特に限定されることはない。 The combustion exhaust gas that has worked in the gas turbine 53 is guided to the exhaust heat recovery boiler 60. The exhaust heat recovery boiler 60 is a facility that recovers heat of combustion exhaust gas and generates steam from feed water. That is, in the exhaust heat recovery boiler 60, steam is generated by heat exchange between the combustion exhaust gas and the feed water, and the generated steam is supplied to the steam turbine 70, the steam turbine 70 is driven to rotate, and the combustion exhaust gas whose temperature has decreased is required. After being subjected to various treatments, it is released to the atmosphere.
The gas turbine 53 and the steam turbine 70 driven in this manner become, for example, a drive source for rotating and driving the coaxial generator 71 to generate power. In addition, the gas turbine 53 and the steam turbine 70 may be configured to rotationally drive a dedicated generator 71, respectively, and there is no particular limitation.

次に、ＩＧＣＣ１について、起動時における石炭ガス化炉１０からの生成ガスの処理について説明する。
ガス精製設備４０の下流側には分岐点Ａが設けられており、可燃性ガス供給系統４１から分岐してグランドフレア９０と接続されるグランドフレア用流路９１が設けられている。グランドフレア用流路９１及び可燃性ガス供給系統４１には、それぞれ、流路切替用の開閉弁９２，１３が設けられている。また、グランドフレア用流路９１には、グランドフレア９０の入口側に入口弁９７が設けられている。 Next, a process of the IGCC 1 for processing the generated gas from the coal gasifier 10 at the time of startup will be described.
A branch point A is provided on the downstream side of the gas purification facility 40, and a ground flare flow path 91 branched from the combustible gas supply system 41 and connected to the ground flare 90 is provided. The ground flare flow path 91 and the combustible gas supply system 41 are provided with flow path switching on-off valves 92 and 13, respectively. In the ground flare passage 91, an inlet valve 97 is provided on the inlet side of the ground flare 90.

上記のように構成されたＩＧＣＣ１は、起動時には、石炭ガス化炉１０から可燃性ガスが生成されるが、ガスタービン設備５０の運転条件が整っていないため石炭ガス化炉１０からの可燃性ガスを燃焼器５１に受け入れることができない。そこで、起動時には、石炭ガス化炉１０からの可燃性ガスをグランドフレア９０に導いて焼却処理を行う。このとき、開閉弁１３は閉とされ、開閉弁９２及び入口弁９７が開とされる。 In the IGCC 1 configured as described above, at startup, combustible gas is generated from the coal gasifier 10. However, since the operating conditions of the gas turbine equipment 50 are not set, the combustible gas from the coal gasifier 10 is not provided. Cannot be accepted by the combustor 51. Therefore, at the time of startup, the combustible gas from the coal gasifier 10 is guided to the ground flare 90 to perform incineration. At this time, the on-off valve 13 is closed, and the on-off valve 92 and the inlet valve 97 are opened.

起動時から所定時間が経過して石炭ガス化炉１０から生成された可燃性ガスが、ガスタービン設備５０の運転条件を満たす状態に至ると、ガスタービン燃焼器５１入口の可燃性ガス供給系統４１に設置された開閉弁１３は閉から開とされ、グランドフレア用流路９１に設けられた流路切替用の開閉弁９２及び入口弁９７が開から閉とされる。
これにより、ガスタービン燃焼器５１入口上流でのＡ点にて、グランドフレア９０に至るグランドフレア用流路９１へ流通していた生成ガスが、Ａ点からガスタービン燃焼器５１入口へと切り替えられる。 When the combustible gas generated from the coal gasifier 10 reaches a state satisfying the operating conditions of the gas turbine equipment 50 after a predetermined time has elapsed from the start-up, the combustible gas supply system 41 at the inlet of the gas turbine combustor 51 The opening / closing valve 13 provided in the opening is closed to open, and the switching valve 92 and the inlet valve 97 provided in the ground flare passage 91 are closed from opening.
Thereby, at point A upstream of the inlet of the gas turbine combustor 51, the generated gas flowing through the ground flare passage 91 leading to the ground flare 90 is switched from point A to the inlet of the gas turbine combustor 51. .

図２には、グランドフレア９０の概略構成が示されている。同図に示されているように、グランドフレア９０は、煙筒３と、煙筒３の下方に設けられた複数のバーナ５と、煙筒３の下部およびバーナ５を覆う風防６とを備えている。 FIG. 2 shows a schematic configuration of the ground flare 90. As shown in the figure, the ground flare 90 includes the smoke tube 3, a plurality of burners 5 provided below the smoke tube 3, and a windshield 6 covering the lower portion of the smoke tube 3 and the burner 5.

煙筒３は、鉛直上下方向に延びる中心軸線を有する筒体とされている。煙筒３内は、空洞とされており、バーナ５によって焼却処理された可燃性ガスの燃焼排ガスが鉛直上方に向けて流れるようになっている。煙筒３の上端は、開放されており、この上端から燃焼排ガスが大気へと放出される。
煙筒３の鉛直方向下方は開放されており、この位置に複数のバーナ５が配置されている。バーナ５は、石炭ガス化炉１０（図１参照）から導かれた可燃性ガスを焼却処理する。各バーナ５の着火および消火等の制御は、図示しない制御部によって行われる。 The smoke tube 3 is a tube having a central axis extending in the vertical direction. The inside of the smoke tube 3 is hollow, and the combustion exhaust gas of the combustible gas incinerated by the burner 5 flows vertically upward. The upper end of the smoke tube 3 is open, and combustion exhaust gas is discharged from the upper end to the atmosphere.
The vertically lower part of the smoke tube 3 is open, and a plurality of burners 5 are arranged at this position. The burner 5 incinerates combustible gas introduced from the coal gasifier 10 (see FIG. 1). Control of ignition and extinguishing of each burner 5 is performed by a control unit (not shown).

図３には、複数のバーナ５のうちの１つが側面視で示されている。同図に示されているように、バーナ５は、設置面Ｆに対して鉛直上方に向けて設けられたスタンドパイプ７と、スタンドパイプ７の上部に接続された複数のバーナベーン８とを備えている。 FIG. 3 shows one of the plurality of burners 5 in a side view. As shown in the figure, the burner 5 includes a stand pipe 7 provided vertically upward with respect to the installation surface F, and a plurality of burner vanes 8 connected to the upper part of the stand pipe 7. I have.

スタンドパイプ７は、中空状とされた筒体であり、上端７ａは閉じられている。スタンドパイプ７の下部には、可燃性ガスが導かれる導入部７ｂが設けられている。 The stand pipe 7 is a hollow cylindrical body, and the upper end 7a is closed. At a lower portion of the stand pipe 7, an introduction portion 7b through which combustible gas is guided is provided.

各バーナベーン８は、図３のように側面視した場合には、下端から上端に向かって広がる三角形状とされている。バーナベーン８は、図４に平面視して示すように、スタンドパイプ７を中心として放射状に設けられている。
バーナベーン８の上端には開口部８ａが形成されており、図５（図３の切断線Ｖ−Ｖの断面図）に示すように、バーナベーン８の対向する壁部間の間隔Ｗを調整することによって、流路断面積を変更し、所望の可燃性ガスの流速（バーナ流速）が得られるようになっている。
バーナベーン８の開口部８ａの鉛直方向上方には、図５に示すように、断面がＶ字形状とされた保炎器９が設けられている。この保炎器９によって、火炎が安定化される。 Each burner vane 8 has a triangular shape extending from the lower end toward the upper end when viewed from the side as shown in FIG. The burner vanes 8 are provided radially around the stand pipe 7 as shown in plan view in FIG.
An opening 8a is formed at the upper end of the burner vane 8, and as shown in FIG. 5 (a cross-sectional view taken along the line VV in FIG. 3), the distance W between the opposing walls of the burner vane 8 is adjusted. Thus, the cross-sectional area of the flow path is changed, and a desired flow rate of the combustible gas (burner flow rate) can be obtained.
As shown in FIG. 5, a flame stabilizer 9 having a V-shaped cross section is provided vertically above the opening 8 a of the burner vane 8. The flame is stabilized by the flame stabilizer 9.

図６には、平面視したときの各バーナ５の配置が示されている。全てのバーナ５は、平面視した場合に、煙筒３の内周側に位置している。
図６に示すように、本実施形態では煙筒３の中心位置には、１つのＡバーナ（第１バーナ）５ａが配置されている。
Ａバーナ５ａの周囲には、Ａバーナ５ａに隣接して、６つのＢバーナ（第２バーナ）５ｂが設けられている。これらＢバーナ５ｂの中心は、Ａバーナ５ａの中心から略同一の半径とされた位置に略等角度間隔で配置されている。
さらに、Ｂバーナ５ｂの周囲には、Ｂバーナ５ｂに隣接して、６つのＣバーナ（第３バーナ）５ｃが設けられている。これらＣバーナ５ｃの中心は、中央のＡバーナ５ａの中心から略同一の半径とされ、かつＡバーナ５ａからＢバーナ５ｂよりも遠い半径位置にて略等角度間隔で配置されている。各バーナ５ａ，５ｂ，５ｃ間は、火移りが可能な程度に隣接している。
このように、Ａバーナ５ａ、Ｂバーナ５ｂ及びＣバーナ５ｃは、Ａバーナ５ａを中心として同心円状に設けられている。なお、Ａバーナ５ａ、Ｂバーナ５ｂ及びＣバーナ５ｃのそれぞれの数は、本実施形態の数に限定されるものではなく、任意である。
また、図６のＣバーナ５ｃのように、煙筒３の中心側ではなく外周側に位置するものは、煙筒３の中心に対する半径を大きくすれば、Ｃバーナ５ｃの設置数量を増加することが可能となる。例えば、図６では、Ｃバーナ５ｃは６台設置されているが、１２台を設置することが可能となり、煙筒３の径をもう少し大きなものに変更しＣバーナ５ｃの煙筒３の中心半径を大きくする。もしくは、煙筒３の径を現状のままとして、Ｃバーナ５ｃの煙筒３の中心半径を現状のものと、現状より少し大きなものとして隣接するＣバーナ５ｃが互い違いに２種類の半径に並ぶことで密に配置されるようにしても良い。 FIG. 6 shows the arrangement of each burner 5 in plan view. All the burners 5 are located on the inner peripheral side of the smoke tube 3 when viewed in a plan view.
As shown in FIG. 6, in this embodiment, one A burner (first burner) 5a is arranged at the center position of the smoke tube 3.
Around the A burner 5a, six B burners (second burners) 5b are provided adjacent to the A burner 5a. The centers of the B burners 5b are arranged at substantially equal angular intervals at positions having substantially the same radius from the center of the A burner 5a.
Further, around the B burner 5b, six C burners (third burners) 5c are provided adjacent to the B burner 5b. The centers of the C burners 5c have substantially the same radius as the center of the central A burner 5a, and are disposed at substantially equal angular intervals at a radial position farther from the A burner 5a than the B burner 5b. The burners 5a, 5b, 5c are adjacent to each other to the extent that a fire is possible.
Thus, the A burner 5a, the B burner 5b, and the C burner 5c are provided concentrically around the A burner 5a. Note that the numbers of the A burners 5a, the B burners 5b, and the C burners 5c are not limited to the numbers in the present embodiment, but are arbitrary.
In addition, as in the case of the C burner 5c shown in FIG. 6, the number of the C burners 5c can be increased by increasing the radius of the smoke tube 3 with respect to the center of the smoke tube 3 instead of the center side. Becomes For example, in FIG. 6, six C burners 5c are installed, but it is possible to install 12 C burners, the diameter of the smoke tube 3 is changed to a slightly larger one, and the center radius of the smoke tube 3 of the C burner 5c is increased. I do. Alternatively, the diameter of the smoke tube 3 is kept as it is, and the center radius of the smoke tube 3 of the C burner 5c is set to the current value, and the adjacent C burners 5c are set to be slightly larger than the current position so that the adjacent C burners 5c are alternately arranged in two kinds of radii. May be arranged.

Ａバーナ５ａを流れる可燃性ガスの流速（バーナ流速）は、Ｂバーナ５ｂ及びＣバーナ５ｃよりも大きくなるように設定されている。また、Ｂバーナ５ｂのバーナ流速は、Ｃバーナ５ｃよりも大きくなるように設定されている。これらのバーナ流速の設定は、例えば可燃性ガスの流路断面積の変更により行われ、具体的には図５に示した間隔Ｗを変更することで行われる。例えば、バーナ流速を大きくする場合には間隔Ｗを小さく設定し（流路断面積小）、バーナ流速を小さくする場合には間隔Ｗを大きく設定する（流路断面積大）。
したがって、バーナ流速の関係は以下の通りである。
（１）バーナ流速の関係：Ａバーナ５ａ＞Ｂバーナ５ｂ＞Ｃバーナ５ｃ
一方、バーナの燃焼による騒音レベルは、バーナ流速とは正の関係になることが発明者らの試験結果の知見として得られている。この知見が、本実施形態の作用効果を得るに重要な内容となる。各バーナの流速の関係（１）から、各バーナの騒音レベルの関係（２）は以下の通りである。
（２）バーナ騒音レベルの関係：Ａバーナ５ａ＞Ｂバーナ５ｂ＞Ｃバーナ５ｃ
また、騒音レベルは、騒音計で測定された音圧レベルを、デシベル（ｄＢ）で示したもので、その値は、基準音圧値Ｐ_０（２０μＰａ)に対する音圧Ｐ（μＰａ)の比を対数で表したものである。 The flow rate (burner flow rate) of the combustible gas flowing through the A burner 5a is set to be higher than the B burner 5b and the C burner 5c. The burner flow rate of the B burner 5b is set to be higher than that of the C burner 5c. These burner flow rates are set, for example, by changing the cross-sectional area of the flow path of the combustible gas, and more specifically, by changing the interval W shown in FIG. For example, when increasing the burner flow velocity, the interval W is set small (small cross-sectional area), and when decreasing the burner flow velocity, the interval W is set large (large cross-sectional area).
Therefore, the relationship of the burner flow rate is as follows.
(1) Burner flow rate relationship: A burner 5a> B burner 5b> C burner 5c
On the other hand, it has been obtained as knowledge of the test results of the inventors that the noise level due to burner combustion has a positive relationship with the burner flow velocity. This finding is an important content for obtaining the operation and effect of the present embodiment. From the relationship (1) of the flow velocity of each burner, the relationship (2) of the noise level of each burner is as follows.
(2) Relationship of burner noise level: A burner 5a> B burner 5b> C burner 5c
The noise level is a sound pressure level measured by a sound level meter in decibels (dB). The value is the ratio of the sound pressure P (μPa) to the reference sound pressure value P ₀ (20 μPa). It is expressed in logarithm.

図７には、各バーナ５に対する可燃性ガスの供給系統が示されている。なお、同図では、図を簡略化するため、Ｃバーナ５ｃについては省略している。
同図に示されているように、各バーナ５ａ，５ｂに対して、それぞれ可燃性ガス供給枝管９３が設けられている。各可燃性ガス供給枝管９３は、可燃性ガスをガス精製設備４０から供給するグランドフレア用流路９１（図１参照）から分岐されている。グランドフレア用流路９１には、各可燃性ガス供給枝管９３に分岐する前の上流側に、圧力センサＰＴが設けられている。圧力センサＰＴにて計測された圧力値は、図示しない制御部に送られるようになっていて、可燃性ガスの流量が変化することの変化情報を出すものとなる。 FIG. 7 shows a supply system of the combustible gas to each burner 5. Note that, in the figure, the C burner 5c is omitted for simplification of the figure.
As shown in the drawing, a flammable gas supply branch pipe 93 is provided for each of the burners 5a and 5b. Each flammable gas supply branch pipe 93 is branched from a ground flare flow path 91 (see FIG. 1) for supplying flammable gas from the gas purification facility 40. A pressure sensor PT is provided in the ground flare flow path 91 on the upstream side before branching to each combustible gas supply branch pipe 93. The pressure value measured by the pressure sensor PT is sent to a control unit (not shown) and outputs change information indicating that the flow rate of the combustible gas changes.

起動時直後から時間が経過するに従い、石炭ガス化炉１０の負荷（投入する微粉炭量）が上昇してゆき、可燃性ガスの発熱量が増大するとともに可燃性ガス流量も増大する。この発熱量と流量の増大とグランドフレア用流路９１の圧力値との関係は、事前試験やシミュレーションで状況を把握しておいてもよい。そうすることで、Ａバーナ５ａの着火後、圧力センサＰＴにて計測された圧力値が所定の閾値を超えた変化情報から、可燃性ガスの発熱量と可燃性ガス流量が増大したと判断して、制御部（図示なし）の指令により、Ｂバーナ５ｂの着火、さらにその後のＣバーナ５ｃの着火が行われてもよい。
各可燃性ガス供給枝管９３には、それぞれ、枝管用制御弁９４が設けられている。枝管用制御弁９４の開度は、圧力センサＰＴの圧力値に基づいて、図示しない制御部によって制御されるようになっている。
また、グランドフレア用流路９１の圧力センサＰＴが設けられた付近に可燃性ガスのガス流量計ＦＩを設けても良い。Ａバーナ５ａの着火後、ガス流量計ＦＩの計測値が所定の閾値を超えた変化情報から、可燃性ガスの発熱量と可燃性ガス流量が増大したと判断して、制御部（図示せず）の指令により、Ｂバーナ５ｂの着火、さらにその後のＣバーナ５ｃの着火が行われてもよい。
なお、図７において、Ａバーナ５ａの流速を大きくして、保炎特性を安定化させるようにするために、Ａバーナ５ａには２本の可燃性ガス供給枝管９３が接続されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、１本であっても良いし、３本以上であっても良く、各バーナ５に接続される可燃性ガス供給枝管９３の本数は任意であり、グランドフレア用流路９１から分岐された配管が接続されていれば良い。また、図示を省略したＣバーナ５ｃのそれぞれに対しても、図７に示したように枝管用制御弁９４が設けられた可燃性ガス供給枝管９３が接続される。 As time elapses immediately after the start-up, the load (the amount of pulverized coal to be charged) of the coal gasifier 10 increases, and the calorific value of the combustible gas increases and the flow rate of the combustible gas increases. The relationship between the increase in the heat generation amount, the increase in the flow rate, and the pressure value of the ground flare flow path 91 may be grasped by a preliminary test or simulation. By doing so, after the ignition of the A burner 5a, it is determined from the change information that the pressure value measured by the pressure sensor PT has exceeded a predetermined threshold value that the calorific value of the combustible gas and the combustible gas flow rate have increased. Then, the ignition of the B burner 5b and the subsequent ignition of the C burner 5c may be performed by a command from a control unit (not shown).
Each flammable gas supply branch pipe 93 is provided with a branch pipe control valve 94. The opening degree of the branch pipe control valve 94 is controlled by a control unit (not shown) based on the pressure value of the pressure sensor PT.
Further, a gas flow meter FI for combustible gas may be provided in the vicinity of the ground flare passage 91 where the pressure sensor PT is provided. After the ignition of the A burner 5a, it is determined from the change information that the measured value of the gas flow meter FI exceeds a predetermined threshold value that the calorific value of the combustible gas and the combustible gas flow rate have increased, and the control unit (not shown) ), The ignition of the B burner 5b and the subsequent ignition of the C burner 5c may be performed.
In FIG. 7, two combustible gas supply branch pipes 93 are connected to the A burner 5a in order to increase the flow velocity of the A burner 5a and stabilize the flame holding characteristics. The present invention is not limited to this, and may be one, three or more, and the number of the combustible gas supply branch pipes 93 connected to each burner 5 is arbitrary. Yes, it is only necessary that the pipe branched from the ground flare flow path 91 be connected. Further, a combustible gas supply branch pipe 93 provided with a branch pipe control valve 94 as shown in FIG. 7 is connected to each of the C burners 5c not shown.

各バーナ５は、グランドフレア９０の煙筒３の形状等から決まるフレア固有振動数（卓越周波数）とカルマン振動数が共振しないようにバーナ流速または保炎器の代表長さを決定されている。カルマン振動数の算出式は以下のとおりである。
ｆ＝Ｓｔ×Ｖ／Ｌ
ここで、ｆ：カルマン振動数、Ｓｔ：ストローハル数、Ｖ：バーナ流速（ｍ／ｓ）、Ｌ：保炎器９の代表長さである。
Ｌとしては、具体的には、保炎器９の幅Ｗｓ（図５参照）が用いられる。 In each burner 5, the burner flow rate or the representative length of the flame stabilizer is determined so that the flare natural frequency (dominant frequency) determined by the shape of the smoke tube 3 of the ground flare 90 and the Kalman frequency do not resonate. The formula for calculating the Kalman frequency is as follows.
f = St × V / L
Here, f: Kalman frequency, St: Strouhal number, V: burner flow rate (m / s), L: representative length of the flame stabilizer 9.
Specifically, the width Ws of the flame stabilizer 9 (see FIG. 5) is used as L.

バーナ５の動作等を制御する図示しない制御部は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。 A control unit (not shown) for controlling the operation and the like of the burner 5 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and a computer-readable storage medium. . For example, a series of processes for realizing various functions are stored in a storage medium or the like in the form of a program as an example, and the CPU reads the program into a RAM or the like, and executes information processing and arithmetic processing. Thereby, various functions are realized. The program may be installed in advance in a ROM or other storage medium, provided in a state stored in a computer-readable storage medium, or delivered via a wired or wireless communication unit. Etc. may be applied. The computer-readable storage medium is a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like.

次に、上記構成のグランドフレア９０の動作について説明する。
ＩＧＣＣ１（図１参照）の起動時直後から起動初期には、石炭ガス化炉１０にて可燃性ガスが生成されるが、通常運転に到るまでは石炭のガス化が十分に行われないため、石炭ガス化炉１０から供給される可燃性ガスの発熱量が小さい。発熱量が小さい可燃性ガスをグランドフレア９０のバーナ５での保炎を安定的に燃焼させるのは困難を伴う。図８には、燃焼の安定性について、可燃性ガスの発熱量とバーナ流速との関係が示されている。同図から分かるように、可燃性ガスの発熱量が大きいほど、またバーナ流速が大きいほど、着火と保炎が安定的に行われて燃焼の安定性は良い。一方、可燃性ガスの発熱量が小さいほど、またバーナ流速が小さいほど不着火となり燃焼の安定性が悪くなる。したがって、図８の紙面の右側（可燃性ガスの発熱量が大きい領域）では安定着火の領域となり、図８の紙面の左下側（可燃性ガスの発熱量が小さい領域）では不着火の領域となる。そして、安定着火の領域と不着火の領域との間に挟まれた領域が遷移域となる。そして、図８に「通常時」として示した領域のように、ＩＧＣＣ１の起動が終わり通常運転に入ると、石炭ガス化炉１０から導かれる可燃性ガスの発熱量は大きくなるので、バーナ流速を小さくして安定着火を行うことができる。しかし、図８に「起動時」として示した領域のように、ＩＧＣＣ１の起動時には、可燃性ガスの発熱量が比較的小さいため、安定着火の領域から外れてしまい、バーナ流速を大きくして遷移域での燃焼を行わざるを得ないことがある。
本実施形態のグランドフレア９０は、ＩＧＣＣ１の起動時直後から起動初期の場合のように、安定着火を行うことができない程度に可燃性ガスの発熱量が小さい場合にでも、安定的にバーナ燃焼を行うことができるものである。 Next, the operation of the ground flare 90 having the above configuration will be described.
Combustible gas is generated in the coal gasifier 10 immediately after the start-up of the IGCC 1 (see FIG. 1) and in the early stage of the start-up, but the coal gasification is not sufficiently performed until the normal operation is started. The calorific value of the combustible gas supplied from the coal gasifier 10 is small. It is difficult to stably combust a combustible gas having a small calorific value with the burner 5 of the ground flare 90. FIG. 8 shows the relationship between the calorific value of the combustible gas and the burner flow rate with respect to combustion stability. As can be seen from the figure, the greater the calorific value of the combustible gas and the greater the burner flow rate, the more stable the ignition and flame holding and the better the combustion stability. On the other hand, the smaller the calorific value of the combustible gas and the smaller the flow rate of the burner, the lower the degree of ignition and the lower the combustion stability. Therefore, a stable ignition region is provided on the right side of the drawing of FIG. 8 (a region where the calorific value of the combustible gas is large), and a non-ignition region is provided on the lower left side of the drawing of FIG. Become. The region sandwiched between the stable ignition region and the non-ignition region is the transition region. Then, as shown in a region indicated as “normal time” in FIG. 8, when the startup of the IGCC 1 is completed and the normal operation is started, the calorific value of the combustible gas guided from the coal gasification furnace 10 increases, so that the burner flow rate is reduced. Stable ignition can be performed with a small size. However, when the IGCC 1 is started, the calorific value of the flammable gas is relatively small, as in the region indicated as “at start-up” in FIG. In some cases, combustion in the region must be performed.
The ground flare 90 of this embodiment stably burns the burner even when the calorific value of the flammable gas is small enough that stable ignition cannot be performed, such as in the case immediately after the start of the IGCC 1 and in the early stage of the start. Is what you can do.

ＩＧＣＣ１の起動時直後には、制御部の指令により、先ず、焼却処理する可燃性ガスをＡバーナ５ａに投入して、Ａバーナ５ａのみを着火する（図９のＩ参照）。このとき、可燃性ガスの発熱量は小さく、また可燃性ガスのガス流量も少ないので、Ａバーナ５ａのみを起動して、可燃性ガスを焼却することができる。Ａバーナ５ａは、バーナ流速が他のバーナ５ｂ，５ｃよりも大きくされているので、可燃性ガスを安定的に着火して燃焼することができる。一方で、バーナ流速が大きいので騒音レベルが大きくなるおそれがあるが、可燃性ガス流量が小さくかつ発熱量も小さいので、騒音レベルはそれほど大きくならない。 Immediately after the start of the IGCC 1, a combustible gas to be incinerated is first supplied to the A burner 5a according to a command from the control unit, and only the A burner 5a is ignited (see I in FIG. 9). At this time, since the calorific value of the combustible gas is small and the gas flow rate of the combustible gas is also small, only the A burner 5a can be activated to burn the combustible gas. Since the A burner 5a has a burner flow rate larger than that of the other burners 5b and 5c, the A burner 5a can stably ignite and burn the combustible gas. On the other hand, the burner flow rate is high, so the noise level may increase. However, since the flammable gas flow rate is small and the calorific value is small, the noise level does not increase so much.

さらに時間が経過すると、可燃性ガスの発熱量が増大するとともにガス流量も増大する。したがって、圧力センサＰＴにて計測するグランドフレア９０の入口圧力が徐々に増大する。そして、所定の閾値を超えると、制御部の指令により、Ｂバーナ５ｂの着火が行われる（図９のII参照）。このとき、Ａバーナ５ａは燃焼を継続している。Ｂバーナ５ｂの着火により、より多くの可燃性ガスが焼却処理されることになるので、グランドフレア９０の入口圧力は下がる。各Ｂバーナ５ｂは、Ａバーナ５ａよりもバーナ流速が小さくされているので、騒音レベルはＡバーナ５ａよりも小さい。一方、Ｂバーナ５ｂはＡバーナ５ａよりもバーナ流速が小さいので燃焼安定性が懸念されるが、可燃性ガスの発熱量が増大しているので、安定的に燃焼を行うことができる。
時間が経過すると、可燃性ガスの発熱量が増大するとともにガス流量も増大することは、事前試験やシミュレーションで状況を把握しておいてもよい。このとき、可燃性ガスのガス流量の計測値もしくは圧力センサＰＴの計測値が所定の閾値を超えた変化情報から、制御部の指令により、Ｂバーナ５ｂの着火（図９のII参照）が行われてもよい。 As the time elapses, the calorific value of the combustible gas increases and the gas flow rate also increases. Therefore, the inlet pressure of the ground flare 90 measured by the pressure sensor PT gradually increases. Then, when the threshold value is exceeded, the B burner 5b is ignited by a command from the control unit (see II in FIG. 9). At this time, the A burner 5a continues burning. The ignition of the B burner 5b causes more combustible gas to be incinerated, so that the inlet pressure of the ground flare 90 decreases. Since each B burner 5b has a smaller burner flow velocity than the A burner 5a, the noise level is lower than that of the A burner 5a. On the other hand, the B burner 5b has a smaller burner flow rate than the A burner 5a, so there is a concern about combustion stability. However, the calorific value of the combustible gas is increased, so that stable combustion can be performed.
The fact that the amount of heat generated by the combustible gas increases as the time elapses and the gas flow rate increases may be grasped by a preliminary test or simulation. At this time, the ignition of the B burner 5b (see II in FIG. 9) is performed according to a command from the control unit from the change information in which the measured value of the gas flow rate of the combustible gas or the measured value of the pressure sensor PT exceeds a predetermined threshold. May be.

そしてさらに時間が継続すると、可燃性ガスの発熱量が増大するとともにガス流量も増大する。したがって、圧力センサＰＴにて計測するグランドフレア９０の入口圧力が徐々に増大する。そして、所定の閾値を超えると、制御部の指令により、Ｃバーナ５ｃの着火が行われる（図９のIII参照）。このとき、Ａバーナ５ａ及びＢバーナ５ｂは燃焼を継続している。Ｃバーナ５ｃの着火により、より多くの可燃性ガスが焼却処理されることになるので、グランドフレア９０の入口圧力は下がる。各Ｃバーナ５ｃは、Ａバーナ５ａ及びＢバーナ５ｂよりもバーナ流速が小さくされているので、騒音レベルはＡバーナ５ａ及びＢバーナ５ｂよりも小さい。一方、Ｃバーナ５ｃはＡバーナ５ａ及びＢバーナ５ｂよりもバーナ流速が小さいので燃焼安定性が懸念されるが、可燃性ガスの発熱量が増大しているので、安定的に燃焼を行うことができる。 As the time continues, the calorific value of the combustible gas increases and the gas flow rate also increases. Therefore, the inlet pressure of the ground flare 90 measured by the pressure sensor PT gradually increases. Then, when the threshold value is exceeded, the C burner 5c is ignited by a command from the control unit (see III in FIG. 9). At this time, the A burner 5a and the B burner 5b continue burning. Since more combustible gas is incinerated by the ignition of the C burner 5c, the inlet pressure of the ground flare 90 decreases. Since each C burner 5c has a smaller burner flow velocity than the A burner 5a and the B burner 5b, the noise level is lower than the A burner 5a and the B burner 5b. On the other hand, although the C burner 5c has a smaller burner flow rate than the A burner 5a and the B burner 5b, there is a concern about combustion stability. However, since the calorific value of the combustible gas is increased, stable combustion can be performed. it can.

また、消火の際には、図９には示されていないが、Ｃバーナ５ｃ、Ｂバーナ５ｂ、Ａバーナ５ａの順に消していく。これにより、消火時においても保炎性を確保することができる。 Although not shown in FIG. 9, when extinguishing the fire, the C burner 5c, the B burner 5b, and the A burner 5a are extinguished in this order. Thereby, the flame holding property can be ensured even at the time of fire extinguishing.

以上により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
ＩＧＣＣ１の起動時には、可燃性ガスの発熱量が小さいので、バーナ流速が大きいＡバーナ５ａのみを先に着火させて、着火の安定性を図ることができる。
Ａバーナ５ａを着火させた後は、時間が経過して可燃性ガスの発熱量が大きくなるので、Ａバーナ５ａよりもバーナ流速が小さいＢバーナ５ｂやＣバーナ５ｃであっても安定した着火が可能である。また、Ｂバーナ５ｂ及びＣバーナ５ｃは、Ａバーナ５ａよりも流速が小さいので騒音レベルが小さい。Ａバーナ５ａは、バーナ流速が大きいが、流量が少なく発熱量も小さいので、騒音レベルはそれほど大きくならない。
したがって、全体としての騒音レベルを可及的に小さくすることができる。 As described above, according to the present embodiment, the following operation and effect can be obtained.
When the IGCC 1 is started, since the calorific value of the combustible gas is small, only the A burner 5a having a large burner flow rate is ignited first, and the ignition stability can be improved.
After igniting the A burner 5a, the amount of heat generated by the flammable gas increases with the lapse of time. Therefore, even if the B burner 5b or the C burner 5c has a smaller burner flow rate than the A burner 5a, stable ignition can be achieved. It is possible. Also, the B burner 5b and the C burner 5c have a lower noise level because the flow velocity is smaller than that of the A burner 5a. The A burner 5a has a large burner flow velocity, but has a small flow rate and a small calorific value, so that the noise level is not so large.
Therefore, the overall noise level can be reduced as much as possible.

また、Ａバーナ５ａの数をＢバーナ５ｂやＣバーナ５ｃの数よりも少なくすることで、可燃性ガスの流速が大きいＡバーナ５ａを少なくして全体の平均流速を低減することにより、騒音レベルを小さくすることができる。 Also, by reducing the number of the A burners 5a from the number of the B burners 5b and the C burners 5c, the number of the A burners 5a having a large flow rate of the flammable gas is reduced to reduce the overall average flow velocity, thereby reducing the noise level. Can be reduced.

なお、上述した実施形態では、ＩＧＣＣ１の石炭ガス化炉１０からの可燃性ガスを焼却処理するグランドフレア９０を例として説明したが、上述したように他の形式のガス化炉からの可燃性ガスを焼却することも可能であり、またガス化炉からの可燃性ガスに限らず、可燃性ガスを排出する設備であれば本発明を適用することができる。 In the above-described embodiment, the ground flare 90 for incinerating the combustible gas from the coal gasifier 10 of the IGCC 1 has been described as an example. However, as described above, the combustible gas from another type of gasifier may be used. Can be incinerated, and the present invention can be applied to any facility that discharges not only combustible gas from a gasification furnace but also combustible gas.

また、Ａバーナ５ａ、Ｂバーナ５ｂ、Ｃバーナ５ｃのそれぞれでバーナ流速を３つに異ならせる構成として組合せとしたが、２つに異ならせたバーナ流速としても良い。例えば、Ａバーナ５ａよりも小さい流速のＢバーナ５ｂ及びＣバーナ５ｃを同じ流速として、２つの異なる流速としても良い。 In addition, the burner flow rates of the A burner 5a, the B burner 5b, and the C burner 5c are each set to be different from each other. However, the burner flow rates may be set to be different from each other. For example, the B burner 5b and the C burner 5c having a lower flow rate than the A burner 5a may have the same flow rate and two different flow rates.

また、最外周側のＣバーナ５ｃを省略してＡバーナ５ａ及びＢバーナ５ｂの組合せとしても良いし、中央のＡバーナ５ａを省略して、Ｂバーナ５ｂ及びＣバーナ５ｃの組合せとしても良い。 The outermost C burner 5c may be omitted to provide a combination of the A burner 5a and the B burner 5b, or the central A burner 5a may be omitted to provide a combination of the B burner 5b and the C burner 5c.

また、流速の大きいＡバーナ５ａを中央に位置させることとしたが、この位置に限定されるものではなく、中央から離れた他の位置でも良い。この場合には、Ａバーナ５ａの次に着火するＢバーナ５ｂはＡバーナ５ａに隣接する位置に設けられていることが好ましい。Ｂバーナ５ｂの着火と保炎が、Ａバーナ５ａから補助されて安定な燃焼を得る。 Further, the A burner 5a having a large flow velocity is located at the center, but is not limited to this position, and may be another position away from the center. In this case, it is preferable that the B burner 5b that ignites after the A burner 5a is provided at a position adjacent to the A burner 5a. Ignition and flame holding of the B burner 5b are assisted by the A burner 5a to obtain stable combustion.

また、Ａバーナ５ａ、Ｂバーナ５ｂ及びＣバーナ５ｃは、Ａバーナ５ａを中心として同心円状に配置することとしたが、これに限定されず、千鳥状といった他の形態で配置しても良い。各バーナが密集することで着火と保炎が、Ａバーナ５ａからＢバーナ５ｂ及びＣバーナ５ｃへと補助されて、安定な燃焼を得る。 In addition, the A burner 5a, the B burner 5b, and the C burner 5c are arranged concentrically around the A burner 5a, but are not limited thereto, and may be arranged in another form such as a staggered shape. When the burners are densely packed, ignition and flame holding are assisted from the A burner 5a to the B burner 5b and the C burner 5c to obtain stable combustion.

また、各バーナ５ａ，５ｂ，５ｃの流速は、グランドフレアへの入熱量によって適宜調整されるものであり、例えば、低い入熱量が計画される場合には、それに応じてバーナ流速を大きくすることが好ましい。 The flow rates of the burners 5a, 5b, 5c are appropriately adjusted according to the amount of heat input to the ground flare. For example, when a low heat input is planned, the burner flow rate should be increased accordingly. Is preferred.

１ＩＧＣＣ（ガス化設備、ガス化複合発電設備、石炭ガス化複合発電設備）
３煙筒
５バーナ
５ａＡバーナ（第１バーナ）
５ｂＢバーナ（第２バーナ）
５ｃＣバーナ（第２バーナ）
６風防
７スタンドパイプ
７ａ上端
７ｂ導入部
８バーナベーン
８ａ開口部
９保炎器
１０石炭ガス化炉（上流側設備、ガス化炉）
９０グランドフレア
９１グランドフレア用流路
９３可燃性ガス供給枝管
９４枝管用制御弁 1 IGCC (gasification facility, combined gasification combined cycle facility, integrated coal gasification combined cycle facility)
3 Smoke tube 5 Burner 5a A burner (1st burner)
5b B burner (second burner)
5c C burner (2nd burner)
6 Windshield 7 Stand pipe 7a Upper end 7b Introducing section 8 Burner vane 8a Opening 9 Flame stabilizer 10 Coal gasifier (upstream equipment, gasifier)
90 Ground Flare 91 Ground Flare Flow Channel 93 Flammable Gas Supply Branch Pipe 94 Branch Pipe Control Valve

Claims

At least one first burner provided vertically below the smoke tube, wherein the flow rate of the combustible gas to be incinerated is the first flow rate;
A plurality of second burners provided vertically below the smoke tube and having a second flow rate at which the flow rate of combustible gas to be incinerated is smaller than the first flow rate;
A control unit that controls the first burner and the second burner;
With
The control unit may obtain information on a change in the flow rate of the flammable gas and then ignite the second burner after igniting the first burner when starting the upstream facility that generates the flammable gas. Grand flare which is the feature.

The number of the first burners is less than the number of the second burners;
The ground flare according to claim 1, wherein the second burner is disposed around a horizontal plane in which the first burner is disposed.

The ground flare according to claim 1 or 2, wherein the first burner is extinguished after extinguishing the second burner.

The first burner and the second burner,
A flare natural frequency determined from the shapes of the first burner and the second burner;
A Kalman frequency determined from the shapes of the first burner and the second burner, a burner flow rate, and a Strouhal number;
The ground flare according to any one of claims 1 to 3, wherein?

A gasifier for gasifying a carbon-containing solid fuel;
The ground flare according to any one of claims 1 to 4, wherein the generated gas led from the gasification furnace is incinerated.
A gasification facility comprising:

A gasification furnace that generates product gas by burning and gasifying a carbon-containing solid fuel;
A ground flare according to any one of claims 1 to 4,
A gas turbine that is rotationally driven by burning at least a part of the generated gas generated in the gasification furnace,
A generator driven by the gas turbine;
An integrated gasification combined cycle facility comprising:

At least one first burner provided vertically below the smoke tube, wherein the flow rate of the combustible gas to be incinerated is the first flow rate;
A plurality of second burners provided vertically below the smoke tube and having a second flow rate at which the flow rate of combustible gas to be incinerated is smaller than the first flow rate;
A method of controlling a ground flare comprising:
When igniting the first burner at the time of starting the upstream equipment that generates the flammable gas, if the flow rate of the flammable gas or the pressure of the flammable gas increases beyond a predetermined threshold, the second burner A method for controlling ground flare, characterized by igniting a fire.