JPH03168335A - 石炭ガス化発電プラント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は石炭ガス化ガスを撚料として発電を行うガスタ
ービン発電プラントに関する。

（従来の技術） 石炭をガス化して得られる石炭ガス化ガスは従来よりガ
スタービン燃料として用いられている液体燃料や天然ガ
ス、石油ガスと比較して発熱量が低く安定した燃焼を行
わせることが技術的に難しい。とりわけガスタービンの
起動停止時、負荷の急変、負荷遮断時には燃焼ガス量が
減少することから、燃焼が不安定になり、失火につなが
る危険性も高い。従来、このような燃焼が不安定な時期
はガスタービン燃料としてガス化ガスにかわって，補助
燃料として軽油等の液体燃料を用いることが一般的であ
る。

第３図は従来の液体燃料を補助燃料として用いたガスタ
ービン発電装置の構或図である。

同図において、従来のガスタービン発電装置は、石炭か
ら燃料ガスを生成するガス化炉１と、コンプレッサ２１
．燃焼器２２、ガスタービン２３、及び発電機２４から
成るガスタービン発電機２と起動停止時など発熱量の低
い石炭ガス化ガスにかわって安定な燃焼特性を持った軽
油などを供給する軽油系統である油タンク３１及び油ポ
ンプ３２及び油の噴霧のための空気を供給するコンプレ
ッサ３３からなる補助燃料系３と、発電機の負荷，ター
ビンの回転数制御等に用いられる石炭ガス化ガス流量調
整バルブ４とから構或されている。

このようなｔｉ！戒において５従来、石炭ガス化ガスは
低負荷での燃焼が不安定であることから、プラント起動
時はまず燃料として軽油系Ｍ３を起動し、ある程度負荷
が上昇した後、燃料を石炭ガス化ガスに切換えて運転し
ていた。またプラント停止時や低負荷運転を行う際は再
び燃焼特性の良い軽油に切換えて運転していた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、補助燃料として液体燃料を使用した場合
、負荷の急変、負荷遮断等で急速にガス化ガス供給を絞
り込む必要が発生した際、燃焼の安定化のために補助燃
料を直ちに｛ｌｌ（給せねばならないにもかかわらず、
次のような理由で補助燃料系を直ぐには起動できない。

即ち、 （１）補助液体燃料の供給には燃料ボンプ３２の起動の
後，吐出圧力が上昇したところで供給弁の開といったよ
うな操作が必要でその起動に時間がかかる。

（２）補助燃料として液体燃料を用いる場合、その噴霧
化のための空気又は蒸気が必要で前述の燃料とは別にこ
の空気供給系統の起動を行わなければならない。

このため、ガス化炉ガスの絞り込みが行われた後、補助
燃料が供給されるまでの時間は一時的に燃焼器２２の燃
焼が不安定となり、最悪の場合、失火につながることも
多く，失火発生後はガスタービン発電機２の再起動をは
じめからやりなおさなねばならないといった問題があっ
た。

そこで本発明は、燃焼の安定化に難点のある石炭ガス化
ガスを燃料として用いたガスタービン発電プラントにお
いて，負荷の急減時等燃料を絞り込んで燃焼が不安定に
なり易いプラント状態であっても、安定に燃焼を継続で
きる石炭ガス化発電プラントを提供することを目的とす
る。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明の石炭ガス化発電プラントは、ガスタービンのガ
ス化炉ガスの供給ラインに高カロリーガス供給ラインを
付加し、負荷遮断時等、燃焼が不安定な時期には石炭ガ
ス化ガスにかわって、安定燃焼が可能な高カロリーガス
を供給する手段を備えることにより、プラントの状態の
如何によらず燃焼器における安定燃焼を行わせ得るよう
にしたものである。

（作　用） この石炭ガス化発電プラントによれば、ガスタービン発
電機がガス化炉ガスを燃料として全負荷状態にある時に
、例えば系統事故などで負荷遮断が発生した場合、軽油
系統の起動が完了するまでの間、燃料をガス化炉ガスか
ら石？ＩＩＪガスなどの高カ口リーガスヘー時的に切換
えることにより、燃焼を安定化することができる。

（実施例） 第１図に本発明の一実施例による石炭ガス化発電プラン
トの構成図を示す。図中、第３図と同一符合は同一又は
相当部分を示し、図の構或で第３図と異なる主な点は、
高カロリーガス源である石油ガス端タンク５、石油ガス
を昇圧するコンブレッサ６、負荷遮断の際に石油ガスを
即座に供給するために石油ガスを与圧状態で蓄えておく
ためのアキュムレータ７等を備えた石油ガス供給うイン
８を設置すると共に、この石油ガス供給ライン８とガス
化炉ガス供給ライン９とを遮断弁１０ｊｌａ．１ｌｂを
開閉することにより切換えられるよう構成した点、およ
び、遮断遮断弁１０，ｌｌａ，］．１ｂ．調節弁４，１
３，ボンプ３２、コンプレッサ６，３３、アキュームレ
ータ７等を制御する制御装置１５を備えている点である
。

以上の構或で、ガス化炉ガスによる全負荷運転時には遮
断弁１０開．　Ｉｌａ，ｌｌｂ閉，１２閉となっていて
、ガス化炉ガス供給ライン９よりガス化炉ガスが燃焼器
２２に送られている。この状態において負荷遮断が発生
した際、それまで供給されていたガス化炉ガスの供給流
量を、絞らずにおくとガスタービン発電機２へのエネル
ギー投入量が負荷に対して大きすぎ、タービン回転数の
急上昇などを招き、機器の安全上問題が生じる。そこで
、燃焼器２２へ供給する燃料を絞り込んだ上で無負荷運
転即ち、投入燃料を制御してガスタービン発電機２の回
転数を定格回転数に保持する状態に移行する必要がある
。

この無負荷運転は、その石炭ガス化ガスによる無負荷運
転が燃焼の不安定さのため困難であることから例えば起
動停止用燃料である軽油燃料など供給量が少なくても燃
焼が安定して継続できるものが望ましい。しかしながら
軽油系統３の起動には軽油ボンプ３２及び軽油噴霧化の
ための空気を供給するためのコンプレッサ３３を起動す
る必要があり、時間がかかることからその石炭ガス化ガ
スから軽油への燃料・切換の際失火する危険性が高い．
そこで本実施例では、負荷遮断が発生した際は軽油系統
３の起動完了までの間、燃料をガス化炉ガスから石油ガ
スヘー時的に切換え、燃焼の安定化をはかるものである
。以下、その切換え操作を説明する。

負荷遮断発生と同時に調節弁４は制御装置１４からの指
示に基づき石炭ガス化ガスが安定燃焼できる最低流量ま
で一気に絞り込む．これはまず負荷遮断によるガスター
ビン発電機の回転数の急上昇を防止するためである。次
に燃焼器内の燃焼を保持するため燃料を石炭ガス化ガス
から石油ガスに切換える。この操作は遮断弁１１ａ，ｆ
ｌｂ開，遮断弁１０閉により行われる。この時アキュム
レータ７内は、予め無負荷運転に対応する圧力に与圧さ
れた石油ガスが開度調節弁４を介して燃焼器２２へ送ら
れる。この弁操作の完了以降、制御装＠１４からの指令
を受けてガスタービン回転数を参照してガスタービン発
電機の回転数を定格回転数を保持するよう制御する． 以上で石炭ガス化ガスから石油ガスへの燃料切換が完了
する．以上の操作においてアキュムレータ７には与圧さ
れた石油ガスが予め蓄えておく必要があるが、これは次
のように行う。アキュムレータ７の与圧は遮断弁１１ａ
，ｌｌｂを閉、コンプレッサ６を起動し遮断弁１１ａを
開にして、アキュムレータ内の圧力が規定値に到達した
時遮断弁１１ａを閉じアキュムレータ７を停止すること
で行う。

また、この与圧動作は遮断器１１ａ，ｌｌｂが開してい
て燃焼器２２へ石油ガスを供給中であっても可能で軽油
系３の起動に時間がかかり石油ガスをある程度長い時間
供給せねばならない場合に有効である。

以上の操作によりガス化炉ガスから石油ガスへの燃料の
切替が行われた後、石油ガスの使用量を少なくして石油
ガス設備の容量を少なくするため軽油系統への燃料の切
替を行う。

尚，この操作は従来構成における石炭ガス化ガスから軽
油への燃料切替手順と同様であるので、その詳細説明は
省略する。

軽油系統３への燃料の切替後は軽油燃料による再起動、
併入、負荷上昇を行い、ガス化炉ガスが安定して燃焼で
きる状態まで負荷が上がったところで石炭ガス化ガスへ
燃料を切替えるという通常の起動手順で再起動を行うこ
とになる。

このようにして電気系統事故などにより、発電機の負荷
遮断の際ガスタービン発電機の急増防止のために、主燃
料ガスであるガス化炉ガスの絞り込みから起動停止用燃
料である軽油の供給までの間、燃焼の安定している石油
ガスを供給することによって、ガスタービン燃焼器が燃
焼不安定状態になることを防止することができる。

尚、以上述べてきた実施例では，従来構成の主燃料ガス
としてのガス化炉ガス供給系統ライン９、起動停止用液
体燃料ライン１４に、高カロリーガス供給のために高カ
ロリーガス供給ライン８を付加した構成としたが、他の
実施例としてガスタービン発電機２の起動停止時にも高
カロリーガスの持つ燃焼の安定性を生かして、高カロリ
ーガスを利用することもできる。

第２図はそのため石油ガスを軽油にかわつってプラント
の起動停止時にも利用する方式とした場合の石炭ガス化
発電プラントの構成図であり、その構或は第１図の軽油
系統３と起動停止用液体燃料ライン１４を削除した構戒
となっている。

この構或による場合には、起動停止の際，ガスタービン
がある程度負荷を取るまで高カロリーガスを使用するの
で、高カロリーガス供給設備の容量をある程度大きくす
る必要があるが、軽油系統３の燃料タンク３１．燃料ポ
ンプ３２、噴霧化のための空気コンプレッサ３３が不要
となり、機器構或を簡素化することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、単位発熱量の少な
い石炭ガス化炉ガスを燃料として用いるガスタービン発
電プラントにおいて、負荷遮断など急激にガスタービン
発′Ｗｉ機負荷が減少した際に．ガスタービン回転数の
急上昇防止のために石炭ガス炉ガスを急速に絞り込んだ
場合であっても燃焼器内の燃焼を安定化することができ
失火ひいては発電プラントの停止を防止することができ
る，

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による石炭ガス化発電プラン
トの構或図、第２図は本発明の他の実施例を示す石炭ガ
ス化発電プラントの構或図、第３図は従来の石炭ガス化
発電プラントの構成図である。 １・・・ガス化炉、２・・・ガスタービン発電機、３・
・・軽油系統もしくは液体燃料系統、４，１３・・・調
節弁、５・・・石油ガスタンク、６・・・コンプレッサ
、７・・・アキュームレータ、８・・・ガス化炉ガス供
給ライン、９・・・高カロリーガス、１０，ｌｌａ，］
．１ｂ，１２−遮断弁、１４−・・制御装置、２１・・
・コンプレッサ、２２・・・燃焼器、２３山ガスタービ
ン、２４・・・発電機、３１・・・軽油タンクもしくは
油タンク、３２・・・軽油ポンプもしくは油タンク、３
３・・・コンプレッサ● （７３１７）　　代理人弁理士　則　近　　憲　佑（１
３１３６９）　　代理人弁理士　弟　子　丸　　健２ 第１図 位 ？ 門

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 石炭ガス化炉からの石炭ガス化ガスによりガスタービン
   を駆動して発電を行う石炭ガス化発電プラントにおいて
   、前記ガスタービンへの前記石炭ガス化ガスの供給ライ
   ンに高カロリーガス供給ラインを付加し、燃焼が不安定
   な時期には前記石炭ガス化ガスにかわって安定燃焼が可
   能な前記高カロリーガスを供給する手段を具備すること
   を特徴とする石炭ガス化発電プラント。