JPH10274056A - 石炭ガス化発電プラント及びその運転方法 - Google Patents
石炭ガス化発電プラント及びその運転方法Info
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- JPH10274056A JPH10274056A JP9079553A JP7955397A JPH10274056A JP H10274056 A JPH10274056 A JP H10274056A JP 9079553 A JP9079553 A JP 9079553A JP 7955397 A JP7955397 A JP 7955397A JP H10274056 A JPH10274056 A JP H10274056A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
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- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Abstract
(57)【要約】
【課題】石炭ガス化発電プラントにおいて、負荷変動に
対応して運転する方法を提供する。 【解決手段】石炭ガス化炉と石炭ガス化ガスから硫黄分
を除く脱硫装置の間に石炭ガス化炉圧力調整弁を設置す
る。脱硫装置とガスタービン燃焼器の間には、燃料圧力
調整弁と燃料流量調整弁をこの順に設置して石炭ガス化
ガスのガスタービンへの供給量を制御する。 【効果】石炭ガス化炉の圧力変動を小さく押さえること
ができるため、酸素供給部および石炭供給部と石炭ガス
化炉の圧力差の変動が小さくなり、石炭供給量と酸素供
給量の制御が容易となる。
対応して運転する方法を提供する。 【解決手段】石炭ガス化炉と石炭ガス化ガスから硫黄分
を除く脱硫装置の間に石炭ガス化炉圧力調整弁を設置す
る。脱硫装置とガスタービン燃焼器の間には、燃料圧力
調整弁と燃料流量調整弁をこの順に設置して石炭ガス化
ガスのガスタービンへの供給量を制御する。 【効果】石炭ガス化炉の圧力変動を小さく押さえること
ができるため、酸素供給部および石炭供給部と石炭ガス
化炉の圧力差の変動が小さくなり、石炭供給量と酸素供
給量の制御が容易となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は酸素，酸素富化空
気、あるいは空気を用いて石炭を部分酸化し、得られる
石炭ガス化ガスを燃料としてガスタービンを用いて発電
するプラントの運転方法に関する。
気、あるいは空気を用いて石炭を部分酸化し、得られる
石炭ガス化ガスを燃料としてガスタービンを用いて発電
するプラントの運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば特開平3−290025 号公報に示され
ているように、石炭ガス化発電プラントでは負荷指令が
変化した場合、石炭ガス化炉への燃料投入量，ガスター
ビン燃焼器への燃料投入量のどちらかを最初に変化させ
る、あるいはこの両方をプラント状態に応じて重み付け
して変化させるのが一般的である。このような制御方法
を用いた場合でも、負荷変化割合が３〜５％／分であれ
ば、酸化剤供給系が時間遅れなく追従するため、負荷指
令を満たすと同時に石炭ガス化炉圧力を一定に保つこと
ができる。
ているように、石炭ガス化発電プラントでは負荷指令が
変化した場合、石炭ガス化炉への燃料投入量，ガスター
ビン燃焼器への燃料投入量のどちらかを最初に変化させ
る、あるいはこの両方をプラント状態に応じて重み付け
して変化させるのが一般的である。このような制御方法
を用いた場合でも、負荷変化割合が３〜５％／分であれ
ば、酸化剤供給系が時間遅れなく追従するため、負荷指
令を満たすと同時に石炭ガス化炉圧力を一定に保つこと
ができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、酸化剤供給系
に酸素製造装置を用いる石炭ガス化発電プラントでは、
負荷変化割合が５〜１０％／分となった場合、酸素製造
装置の負荷追従性能は一般に３〜５％／分なので燃料投
入に対する酸化剤供給がバランスしなくなる。
に酸素製造装置を用いる石炭ガス化発電プラントでは、
負荷変化割合が５〜１０％／分となった場合、酸素製造
装置の負荷追従性能は一般に３〜５％／分なので燃料投
入に対する酸化剤供給がバランスしなくなる。
【０００４】例えば負荷上昇時には酸化剤が急激に不足
し、石炭ガス化炉の温度，圧力が急激に低下する。石炭
ガス化炉の温度が急激に低下すると、石炭ガス化反応が
起こらなくなり、ガスタービン燃焼に必要な発熱量が確
保できなくなる。また、微粉炭が直接系外に排出されや
すくなり、下流の伝熱管への付着，脱塵フィルターの目
詰まりなどが生じる。温度低下によって溶融していたス
ラグの固化が始まり、スラグ排出孔が閉塞する事態に至
ることもある。石炭ガス化炉の圧力が低下した場合、石
炭ガス化炉への石炭および酸化剤の供給は石炭ガス化炉
と供給系の差圧によって送出されているものであるか
ら、石炭，酸素の供給量の制御が困難になり、温度，圧
力の制御がさらに困難となる悪循環に陥る。
し、石炭ガス化炉の温度，圧力が急激に低下する。石炭
ガス化炉の温度が急激に低下すると、石炭ガス化反応が
起こらなくなり、ガスタービン燃焼に必要な発熱量が確
保できなくなる。また、微粉炭が直接系外に排出されや
すくなり、下流の伝熱管への付着，脱塵フィルターの目
詰まりなどが生じる。温度低下によって溶融していたス
ラグの固化が始まり、スラグ排出孔が閉塞する事態に至
ることもある。石炭ガス化炉の圧力が低下した場合、石
炭ガス化炉への石炭および酸化剤の供給は石炭ガス化炉
と供給系の差圧によって送出されているものであるか
ら、石炭，酸素の供給量の制御が困難になり、温度，圧
力の制御がさらに困難となる悪循環に陥る。
【０００５】このような問題を解決するために、生成ガ
スを一時的にタンクに貯蔵する方式が例えば特開昭60−
23485 号公報に示されている。しかし、このようなタン
クを設置する方法ではタンクを設置するためコストが高
くなる問題があった。
スを一時的にタンクに貯蔵する方式が例えば特開昭60−
23485 号公報に示されている。しかし、このようなタン
クを設置する方法ではタンクを設置するためコストが高
くなる問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明では、脱硫装置と
石炭ガス化炉の間に石炭ガス化炉圧力調整弁を設置す
る。この石炭ガス化炉圧力調整弁は、石炭ガス化炉の圧
力検出値と石炭ガス化炉圧力設定値との偏差によって制
御し、石炭ガス化炉圧力を一定に保つ。燃料圧力調整弁
は、燃料圧力調整弁と燃料流量調整弁の間の圧力の検出
値とこの部分の圧力設定値との偏差によって制御する。
したがって、この石炭ガス化発電プラントでは脱硫装置
内の圧力が変動するが、湿式の脱硫装置では水洗浄塔，
脱硫液によるＨ2Ｓ の吸収塔持ち、これらの塔は圧力変
動に耐えうるものであり、また、圧力変化によって大き
く性能が変化しないので、特に問題はない。
石炭ガス化炉の間に石炭ガス化炉圧力調整弁を設置す
る。この石炭ガス化炉圧力調整弁は、石炭ガス化炉の圧
力検出値と石炭ガス化炉圧力設定値との偏差によって制
御し、石炭ガス化炉圧力を一定に保つ。燃料圧力調整弁
は、燃料圧力調整弁と燃料流量調整弁の間の圧力の検出
値とこの部分の圧力設定値との偏差によって制御する。
したがって、この石炭ガス化発電プラントでは脱硫装置
内の圧力が変動するが、湿式の脱硫装置では水洗浄塔，
脱硫液によるＨ2Ｓ の吸収塔持ち、これらの塔は圧力変
動に耐えうるものであり、また、圧力変化によって大き
く性能が変化しないので、特に問題はない。
【０００７】負荷追従は発電機の実発電出力の検出値と
負荷指令との偏差によって燃料流量調整弁及びガスター
ビン圧縮器のインレットガイドベーンを制御することに
よって実施する。また、石炭ガス化炉への石炭および酸
化剤の供給は、負荷指令に応じて制御する。あるいは、
酸素製造装置を有する場合は、負荷指令を満たすために
酸素製造装置で製造すべき酸素量を計算し、この酸素製
造に必要な原料空気を酸素製造装置に供給し、石炭ガス
化炉へ実際に供給される酸素量を計測してこの酸素量に
見合う石炭量を計算し、石炭ガス化炉でのスラグ流下状
況を観察した結果からこの石炭供給量を補正し、この石
炭量が石炭ガス化炉へ供給する。
負荷指令との偏差によって燃料流量調整弁及びガスター
ビン圧縮器のインレットガイドベーンを制御することに
よって実施する。また、石炭ガス化炉への石炭および酸
化剤の供給は、負荷指令に応じて制御する。あるいは、
酸素製造装置を有する場合は、負荷指令を満たすために
酸素製造装置で製造すべき酸素量を計算し、この酸素製
造に必要な原料空気を酸素製造装置に供給し、石炭ガス
化炉へ実際に供給される酸素量を計測してこの酸素量に
見合う石炭量を計算し、石炭ガス化炉でのスラグ流下状
況を観察した結果からこの石炭供給量を補正し、この石
炭量が石炭ガス化炉へ供給する。
【０００８】石炭ガス化炉と脱硫装置の間に圧力調整弁
を設けることにより、燃料圧力調整弁と燃料流量調整弁
の間の配管内の圧力を一定値に保ちながら、なおかつ石
炭ガス化炉の圧力を一定に保つことができる。石炭ガス
化炉の圧力変動を小さく押さえることができるため、酸
素供給部および石炭供給部と石炭ガス化炉の圧力差の変
動が小さくなり、石炭供給量と酸素供給量の制御が容易
となる。このことから酸素／石炭比を下段においてスラ
グが固化しない値、上段においては石炭ガス化効率を最
大とする値に保つことが容易となり、システム全体の発
電効率が向上できる。また、燃料圧力調整弁と燃料流量
調整弁の間の配管内の圧力を一定値に保っているので、
負荷追従速度も低下することがなく、ガスタービン燃焼
器への燃料流量制御の精度が向上する。
を設けることにより、燃料圧力調整弁と燃料流量調整弁
の間の配管内の圧力を一定値に保ちながら、なおかつ石
炭ガス化炉の圧力を一定に保つことができる。石炭ガス
化炉の圧力変動を小さく押さえることができるため、酸
素供給部および石炭供給部と石炭ガス化炉の圧力差の変
動が小さくなり、石炭供給量と酸素供給量の制御が容易
となる。このことから酸素／石炭比を下段においてスラ
グが固化しない値、上段においては石炭ガス化効率を最
大とする値に保つことが容易となり、システム全体の発
電効率が向上できる。また、燃料圧力調整弁と燃料流量
調整弁の間の配管内の圧力を一定値に保っているので、
負荷追従速度も低下することがなく、ガスタービン燃焼
器への燃料流量制御の精度が向上する。
【０００９】
（実施例１）図１は本発明で対象とする石炭ガス化複合
発電プラントの一実施例を示している。このシステムは
大きく石炭供給部１００，酸化剤供給部２００，石炭ガ
ス化部３００，ガス精製部４００，複合発電部５００か
ら構成され、石炭供給部100から供給される石炭１と酸
化剤供給部２００から供給される酸化剤（酸素あるいは
酸素富化空気）６を石炭ガス化部において反応させ、生
成した水素と一酸化炭素を主成分とする石炭ガス化ガス
７をガス精製部４００において脱塵，脱硫し、この精製
ガスを燃料として複合発電部５００においてガスタービ
ンと蒸気タービンを用いた複合発電をするシステムであ
る。
発電プラントの一実施例を示している。このシステムは
大きく石炭供給部１００，酸化剤供給部２００，石炭ガ
ス化部３００，ガス精製部４００，複合発電部５００か
ら構成され、石炭供給部100から供給される石炭１と酸
化剤供給部２００から供給される酸化剤（酸素あるいは
酸素富化空気）６を石炭ガス化部において反応させ、生
成した水素と一酸化炭素を主成分とする石炭ガス化ガス
７をガス精製部４００において脱塵，脱硫し、この精製
ガスを燃料として複合発電部５００においてガスタービ
ンと蒸気タービンを用いた複合発電をするシステムであ
る。
【００１０】次に各部の詳細な構造を示す。石炭供給部
１００は石炭バンカ１０１，ミル１０２，ロックホッパ
１０３で構成される。石炭バンカ１０１は石炭を保管す
る施設であり、ミル１０２は石炭を１００メッシュアン
ダー９０％に粉砕し、粗粘物を除去する装置であり、ロ
ックホッパ１０３は微粉石炭を酸素製造装置２００から
の副産物である窒素によって加圧し、ガス化炉バーナへ
供給するための装置である。
１００は石炭バンカ１０１，ミル１０２，ロックホッパ
１０３で構成される。石炭バンカ１０１は石炭を保管す
る施設であり、ミル１０２は石炭を１００メッシュアン
ダー９０％に粉砕し、粗粘物を除去する装置であり、ロ
ックホッパ１０３は微粉石炭を酸素製造装置２００から
の副産物である窒素によって加圧し、ガス化炉バーナへ
供給するための装置である。
【００１１】酸化剤供給部２００は空気３を空気圧縮機
２１０で圧縮した圧縮空気、あるいはガスタービン圧縮
器から抽気した圧縮空気４を冷却して空気中の窒素と酸
素を沸点の違いを利用して分留する装置である。
２１０で圧縮した圧縮空気、あるいはガスタービン圧縮
器から抽気した圧縮空気４を冷却して空気中の窒素と酸
素を沸点の違いを利用して分留する装置である。
【００１２】石炭ガス化部３００は石炭ガス化炉３１
０，熱回収部３２０から構成される。石炭ガス化炉３１
０は石炭１及び酸化剤２を供給するための下段バーナ３
１１，上段バーナ３１２，反応ガスを冷却するための熱
回収部３２０，石炭灰分が溶融して生じるスラグを捕集
するためのスラグ水冷槽３３０を備えている。
０，熱回収部３２０から構成される。石炭ガス化炉３１
０は石炭１及び酸化剤２を供給するための下段バーナ３
１１，上段バーナ３１２，反応ガスを冷却するための熱
回収部３２０，石炭灰分が溶融して生じるスラグを捕集
するためのスラグ水冷槽３３０を備えている。
【００１３】ガス精製部４００はサイクロン４１０，ダ
ストフィルター４２０，脱硫装置４３０，ガス−ガス熱
交換器４４０から構成される。サイクロン４１０及びダ
ストフィルター４２０は石炭ガス化ガス中の固体微粒子
を捕集するための装置であり、脱硫装置４３０は反応ガ
ス中の硫化水素を除去するための装置である。脱硫方法
としては例えばＭＤＥＡ（メチルジエタノールアミン）
を吸収液とする方法が利用できる。この方法では硫化水
素を一旦有機溶媒に吸収し、溶媒中の硫化水素濃度が高
くなった時点でＨ2Ｓ を抽出し、この濃縮された硫化水
素ガスを酸化して二酸化硫黄とし、従来の石炭火力発電
所などで用いられている方法、すなわち炭酸カルシウム
のスラリーと反応させて石膏として固定する方法を用い
て脱硫する。この他にも炭酸カルシウム、あるいは酸化
亜鉛の微粉粒子によって硫化水素を直接固定する乾式脱
硫法も用いられる。
ストフィルター４２０，脱硫装置４３０，ガス−ガス熱
交換器４４０から構成される。サイクロン４１０及びダ
ストフィルター４２０は石炭ガス化ガス中の固体微粒子
を捕集するための装置であり、脱硫装置４３０は反応ガ
ス中の硫化水素を除去するための装置である。脱硫方法
としては例えばＭＤＥＡ（メチルジエタノールアミン）
を吸収液とする方法が利用できる。この方法では硫化水
素を一旦有機溶媒に吸収し、溶媒中の硫化水素濃度が高
くなった時点でＨ2Ｓ を抽出し、この濃縮された硫化水
素ガスを酸化して二酸化硫黄とし、従来の石炭火力発電
所などで用いられている方法、すなわち炭酸カルシウム
のスラリーと反応させて石膏として固定する方法を用い
て脱硫する。この他にも炭酸カルシウム、あるいは酸化
亜鉛の微粉粒子によって硫化水素を直接固定する乾式脱
硫法も用いられる。
【００１４】複合発電部５００はガスタービン圧縮機５
１１，燃焼器５１２，ガスタービン５１３，排熱回収ボ
イラ５３０，蒸気タービン５２０，復水器５５０，発電
機５４０から構成され、複合発電（コンバインドサイク
ル発電）を行う。ガスタービン圧縮機５１１は空気３を
加圧して圧縮空気４を生成し、燃焼器５１２はこの圧縮
空気４で精製された水素，一酸化炭素を主成分とする石
炭ガス化ガス７を燃焼し、この燃焼ガスでガスタービン
５１３を駆動し、発電機５４０を回転させる。排熱回収
ボイラ５３０はガスタービン５１３の排ガス８から熱エ
ネルギーを水蒸気１０の形態で回収する装置である。こ
の排熱回収ボイラ５３０から得られた水蒸気１０によっ
て蒸気タービン５２０を駆動し、発電機５４０を回転さ
せる。また、蒸気タービン５２０を駆動した水蒸気１０
は復水器によって液体に戻され、排熱回収ボイラ５３０
及びガス化炉の熱回収部３２０に供給される。
１１，燃焼器５１２，ガスタービン５１３，排熱回収ボ
イラ５３０，蒸気タービン５２０，復水器５５０，発電
機５４０から構成され、複合発電（コンバインドサイク
ル発電）を行う。ガスタービン圧縮機５１１は空気３を
加圧して圧縮空気４を生成し、燃焼器５１２はこの圧縮
空気４で精製された水素，一酸化炭素を主成分とする石
炭ガス化ガス７を燃焼し、この燃焼ガスでガスタービン
５１３を駆動し、発電機５４０を回転させる。排熱回収
ボイラ５３０はガスタービン５１３の排ガス８から熱エ
ネルギーを水蒸気１０の形態で回収する装置である。こ
の排熱回収ボイラ５３０から得られた水蒸気１０によっ
て蒸気タービン５２０を駆動し、発電機５４０を回転さ
せる。また、蒸気タービン５２０を駆動した水蒸気１０
は復水器によって液体に戻され、排熱回収ボイラ５３０
及びガス化炉の熱回収部３２０に供給される。
【００１５】本実施例では石炭ガス化炉圧力調整弁９１
をガス−ガス熱交換器４４０と脱硫装置４３０の間に設
置する。本実施例における脱硫装置は変圧運転に耐える
仕様のものを利用する。
をガス−ガス熱交換器４４０と脱硫装置４３０の間に設
置する。本実施例における脱硫装置は変圧運転に耐える
仕様のものを利用する。
【００１６】次に本発明の運転方法を示す。石炭ガス化
炉圧力調整弁９１は、石炭ガス化炉圧力インジケータ６
１の値と石炭ガス化炉圧力設定値２１を石炭ガス化炉圧
力調整弁開度算出関数器４１に投入して、これら値の偏
差から弁の開度を算出し、この値を用いて石炭ガス化炉
圧力調整弁コントローラ５１により制御する。この制御
により石炭ガス化炉圧力を一定に保つことができる。燃
料圧力調整弁９２は、燃料圧力調整弁出口圧力インジケ
ータ６２の値と燃料圧力調整弁出口圧力の設定値を燃料
圧力調整弁開度算出関数４２に入力して、これら値の偏
差から弁の開度を算出し、この値を用いて燃料圧力調整
弁コントローラ５２により制御する。この制御により燃
料圧力調整弁出口圧力を一定に保つことができる。
炉圧力調整弁９１は、石炭ガス化炉圧力インジケータ６
１の値と石炭ガス化炉圧力設定値２１を石炭ガス化炉圧
力調整弁開度算出関数器４１に投入して、これら値の偏
差から弁の開度を算出し、この値を用いて石炭ガス化炉
圧力調整弁コントローラ５１により制御する。この制御
により石炭ガス化炉圧力を一定に保つことができる。燃
料圧力調整弁９２は、燃料圧力調整弁出口圧力インジケ
ータ６２の値と燃料圧力調整弁出口圧力の設定値を燃料
圧力調整弁開度算出関数４２に入力して、これら値の偏
差から弁の開度を算出し、この値を用いて燃料圧力調整
弁コントローラ５２により制御する。この制御により燃
料圧力調整弁出口圧力を一定に保つことができる。
【００１７】負荷指令に対しては、発電出力インジケー
タ６３の値と負荷指令２３を燃料流量調整弁・インレッ
トガイドベーン開度算出関数４３に入力してこれらの値
の偏差とから燃料流量調整弁の開度，ガスタービン圧縮
機のインレットガイドベーンの開度を算出し、これらの
値を用いて燃料流量調整弁・インレットガイドベーンコ
ントローラ５３により燃料流量調整弁及びガスタービン
圧縮機インレットガイドベーンを制御する。
タ６３の値と負荷指令２３を燃料流量調整弁・インレッ
トガイドベーン開度算出関数４３に入力してこれらの値
の偏差とから燃料流量調整弁の開度，ガスタービン圧縮
機のインレットガイドベーンの開度を算出し、これらの
値を用いて燃料流量調整弁・インレットガイドベーンコ
ントローラ５３により燃料流量調整弁及びガスタービン
圧縮機インレットガイドベーンを制御する。
【００１８】また、石炭ガス化炉３１０への石炭１およ
び酸化剤６の供給は、負荷指令に応じて制御する。ある
いは、酸素製造装置２００を有する場合は、負荷指令を
満たすために酸素製造装置で製造すべき酸素量を計算
し、この酸素製造に必要な原料空気を酸素製造装置に供
給し、石炭ガス化炉へ実際に供給される酸素量を計測し
てこの酸素量に見合う石炭量を計算し、石炭ガス化炉で
のスラグ流下状況を観察した結果からこの石炭供給量を
補正し、この石炭量が石炭ガス化炉へ供給する。 （実施例２）図２は本発明で対象とする石炭ガス化複合
発電プラントの一実施例を示している。この実施例にお
いては石炭ガス化炉圧力調整弁９１をダストフィルター
420とガス−ガス熱交換器４４０の間に設置している。
実施例１では圧力調整弁をガス−ガス熱交換器の下流に
設置したが、本実施例ではガス−ガス熱交換器の上流に
設置している。この場合、圧力調整弁の位置が石炭ガス
化炉側に近くなり、石炭ガス化炉圧力の制御性が向上す
る。また、ガス−ガス熱交換器の容積もバッファーとな
るので、バッファー容量の増加に寄与する。しかし、ガ
ス−ガス熱交換器も変圧運転をすることになるので、ガ
ス−ガス熱交換器も変圧運転が可能な仕様のものを設置
する必要が生じる。本実施例における制御方式は実施例
１と同様である。
び酸化剤６の供給は、負荷指令に応じて制御する。ある
いは、酸素製造装置２００を有する場合は、負荷指令を
満たすために酸素製造装置で製造すべき酸素量を計算
し、この酸素製造に必要な原料空気を酸素製造装置に供
給し、石炭ガス化炉へ実際に供給される酸素量を計測し
てこの酸素量に見合う石炭量を計算し、石炭ガス化炉で
のスラグ流下状況を観察した結果からこの石炭供給量を
補正し、この石炭量が石炭ガス化炉へ供給する。 （実施例２）図２は本発明で対象とする石炭ガス化複合
発電プラントの一実施例を示している。この実施例にお
いては石炭ガス化炉圧力調整弁９１をダストフィルター
420とガス−ガス熱交換器４４０の間に設置している。
実施例１では圧力調整弁をガス−ガス熱交換器の下流に
設置したが、本実施例ではガス−ガス熱交換器の上流に
設置している。この場合、圧力調整弁の位置が石炭ガス
化炉側に近くなり、石炭ガス化炉圧力の制御性が向上す
る。また、ガス−ガス熱交換器の容積もバッファーとな
るので、バッファー容量の増加に寄与する。しかし、ガ
ス−ガス熱交換器も変圧運転をすることになるので、ガ
ス−ガス熱交換器も変圧運転が可能な仕様のものを設置
する必要が生じる。本実施例における制御方式は実施例
１と同様である。
【００１９】
【発明の効果】石炭ガス化炉と脱硫装置の間に圧力調整
弁を設けることにより、燃料圧力調整弁と燃料流量調整
弁の間の配管内の圧力を一定値に保ちながら、なおかつ
石炭ガス化炉の圧力を一定に保つことができる。石炭ガ
ス化炉の圧力変動を小さく押さえることができるため、
酸素供給部および石炭供給部と石炭ガス化炉の圧力差の
変動が小さくなり、石炭供給量と酸素供給量の制御が容
易となる。このことから酸素／石炭比を下段においてス
ラグが固化しない値、上段においては石炭ガス化効率を
最大とする値に保つことが容易となり、システム全体の
発電効率が向上できる。また、燃料圧力調整弁と燃料流
量調整弁の間の配管内の圧力を一定値に保っているの
で、負荷追従速度も低下することがなく、ガスタービン
燃焼器への燃料流量制御の精度が向上する。
弁を設けることにより、燃料圧力調整弁と燃料流量調整
弁の間の配管内の圧力を一定値に保ちながら、なおかつ
石炭ガス化炉の圧力を一定に保つことができる。石炭ガ
ス化炉の圧力変動を小さく押さえることができるため、
酸素供給部および石炭供給部と石炭ガス化炉の圧力差の
変動が小さくなり、石炭供給量と酸素供給量の制御が容
易となる。このことから酸素／石炭比を下段においてス
ラグが固化しない値、上段においては石炭ガス化効率を
最大とする値に保つことが容易となり、システム全体の
発電効率が向上できる。また、燃料圧力調整弁と燃料流
量調整弁の間の配管内の圧力を一定値に保っているの
で、負荷追従速度も低下することがなく、ガスタービン
燃焼器への燃料流量制御の精度が向上する。
【図１】本発明による石炭ガス化発電プラントの一実施
例を示す図である。
例を示す図である。
【図２】本発明による石炭ガス化発電プラントの一実施
例を示す図である。
例を示す図である。
１…石炭、３…空気、４…圧縮空気、５…窒素、６…酸
化剤（酸素あるいは酸素富化空気）、７…石炭ガス化ガ
ス、８…排ガス、９…冷却水、１０…水蒸気、１１…ス
ラグ、２１…石炭ガス化炉圧力設定値、２２…燃料圧力
調整弁出口圧力設定値、２３…負荷指令、４１…石炭ガ
ス化炉圧力調整弁開度算出関数器、４２…燃料圧力調整
弁開度算出関数、４３…燃料流量調整弁・インレットガ
イドベーン開度算出関数、５１…石炭ガス化炉圧力調整
弁コントローラ、５２…燃料圧力調整弁コントローラ、
５３…燃料流量調整弁・インレットガイドベーンコント
ローラ、６１…石炭ガス化炉圧力インジケータ、６２…
燃料圧力調整弁出口圧力インジケータ、６３…発電出力
インジケータ、９１…石炭ガス化炉圧力調整弁、９２…
燃料圧力調整弁、９３…燃料流量調整弁、１００…石炭
供給部、１０１…石炭バンカ、１０２…ミル、１０３…
ロックホッパ、２００…酸素製造装置、２１０…空気圧
縮機、３００…石炭ガス化部、３１０…石炭ガス化炉、
３１１…下段バーナ、３１２…上段バーナ、３２０…熱
回収部、３３０…スラグ水冷槽、４００…ガス精製部、
４１０…サイクロン、４２０…ダストフィルター、４３
０…脱硫装置、４４０…ガス−ガス熱交換器、５００…
複合発電部、５１１…ガスタービン圧縮機、５１２…燃
焼器、５１３…ガスタービン、５１４…圧縮空気抽気
弁、５２０…蒸気タービン、５３０…排熱回収ボイラ、
５４０…発電機、550…復水器。
化剤（酸素あるいは酸素富化空気）、７…石炭ガス化ガ
ス、８…排ガス、９…冷却水、１０…水蒸気、１１…ス
ラグ、２１…石炭ガス化炉圧力設定値、２２…燃料圧力
調整弁出口圧力設定値、２３…負荷指令、４１…石炭ガ
ス化炉圧力調整弁開度算出関数器、４２…燃料圧力調整
弁開度算出関数、４３…燃料流量調整弁・インレットガ
イドベーン開度算出関数、５１…石炭ガス化炉圧力調整
弁コントローラ、５２…燃料圧力調整弁コントローラ、
５３…燃料流量調整弁・インレットガイドベーンコント
ローラ、６１…石炭ガス化炉圧力インジケータ、６２…
燃料圧力調整弁出口圧力インジケータ、６３…発電出力
インジケータ、９１…石炭ガス化炉圧力調整弁、９２…
燃料圧力調整弁、９３…燃料流量調整弁、１００…石炭
供給部、１０１…石炭バンカ、１０２…ミル、１０３…
ロックホッパ、２００…酸素製造装置、２１０…空気圧
縮機、３００…石炭ガス化部、３１０…石炭ガス化炉、
３１１…下段バーナ、３１２…上段バーナ、３２０…熱
回収部、３３０…スラグ水冷槽、４００…ガス精製部、
４１０…サイクロン、４２０…ダストフィルター、４３
０…脱硫装置、４４０…ガス−ガス熱交換器、５００…
複合発電部、５１１…ガスタービン圧縮機、５１２…燃
焼器、５１３…ガスタービン、５１４…圧縮空気抽気
弁、５２０…蒸気タービン、５３０…排熱回収ボイラ、
５４０…発電機、550…復水器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｋ 23/12 Ｆ０２Ｃ 6/18 Ａ Ｆ０２Ｃ 6/00 7/057 6/08 Ｃ１０Ｊ 3/02 Ｊ 6/18 3/22 7/057 3/46 Ｊ Ｆ２３Ｊ 15/00 3/48 // Ｃ１０Ｊ 3/02 3/54 Ｊ 3/22 3/56 3/46 Ｂ０１Ｄ 53/34 １２１Ｅ 3/48 Ｆ２３Ｊ 15/00 Ｂ 3/54 3/56 (72)発明者 森原 淳 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 高橋 貞夫 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 田中 真二 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 穐山 徹 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 福原 広嗣 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 大澤 陽 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 片桐 幸徳 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】酸化剤として酸素，酸素富化空気、あるい
は空気を用いて石炭をガス化し、生成したガスを湿式の
脱硫装置で脱硫し、脱硫装置とガスタービン燃焼器の間
に燃料圧力調整弁と燃料流量調整弁をこの順に設置して
精製ガスのガスタービンへの供給量を制御し、負荷追従
発電する石炭ガス化発電プラントにおいて、 前記脱硫装置と前記石炭ガス化炉の間に石炭ガス化炉圧
力調整弁を設置したことを特徴とする石炭ガス化発電プ
ラント。 - 【請求項２】酸化剤として酸素，酸素富化空気、あるい
は空気を用いて石炭をガス化し、生成したガスを湿式の
脱硫装置で脱硫し、脱硫装置とガスタービン燃焼器の間
に燃料圧力調整弁と燃料流量調整弁をこの順に設置し、 該脱硫装置と該石炭ガス化炉の間に石炭ガス化炉圧力調
整弁を設置した石炭ガス化発電プラントの運転方法であ
って、前記石炭ガス化炉の圧力を検出してこの値と石炭
ガス化炉圧力設定値との偏差によってガス化炉圧力調整
弁を制御し、燃料圧力調整弁と燃料流量調整弁の間の圧
力を検出してこの値とこの部分の圧力設定値との偏差に
よって燃料圧力調整弁を制御し、発電機の実発電出力を
検出してこの値と負荷指令との偏差によって燃料流量調
整弁及びガスタービン圧縮器のインレットガイドベーン
を制御したことを特徴とする石炭ガス化発電プラントの
運転方法。 - 【請求項３】請求項２に記載の方法において、 負荷変動時に負荷指令を満たすために負荷指令に応じて
石炭ガス化炉への酸化剤供給量，石炭供給量を制御した
ことを特徴とする石炭ガス化発電プラントの運転方法。 - 【請求項４】酸素製造装置を有し、酸化剤として酸素、
あるいは酸素富化空気を用いて石炭をガス化し、生成し
たガスを脱硫装置で脱硫し、脱硫装置とガスタービン燃
焼器の間に燃料圧力調整弁と燃料流量調整弁をこの順に
設置し、該脱硫装置と該石炭ガス化炉の間に石炭ガス化
炉圧力調整弁を設置した石炭ガス化発電プラントの運転
方法であって、 負荷変動時に負荷指令を満たすために前記酸素製造装置
で製造すべき酸素量を計算し、この酸素製造に必要な原
料空気を酸素製造装置に供給し、石炭ガス化炉へ実際に
供給される酸素量を計測してこの酸素量に見合う石炭量
を計算し、石炭ガス化炉でのスラグ流下状況を観察した
結果からこの石炭供給量を補正し、この石炭量が石炭ガ
ス化炉へ供給されるように石炭供給系を制御したことを
特徴とする石炭ガス化発電プラントの運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9079553A JPH10274056A (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 石炭ガス化発電プラント及びその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9079553A JPH10274056A (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 石炭ガス化発電プラント及びその運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10274056A true JPH10274056A (ja) | 1998-10-13 |
Family
ID=13693212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9079553A Pending JPH10274056A (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 石炭ガス化発電プラント及びその運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10274056A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102168608A (zh) * | 2010-11-24 | 2011-08-31 | 杜志刚 | 利用火力发电废气作为等离子火炬惰气源并同时燃烧分解粉煤灰再造燃气发电的方法 |
| KR101205873B1 (ko) | 2010-06-22 | 2012-11-28 | 한국중부발전(주) | 화력발전소용 석탄연소 보일러 미분탄 미분도 제어 시스템 |
| KR101205871B1 (ko) | 2010-06-22 | 2012-11-28 | 한국중부발전(주) | 석탄연소 보일러 연소용 연료량 제어 시스템 |
| CN102994161A (zh) * | 2012-12-19 | 2013-03-27 | 青岛海众环保锅炉股份有限公司 | 煤粉气化机组及锅炉系统 |
| CN104832226A (zh) * | 2015-03-31 | 2015-08-12 | 李大鹏 | 一种煤制油及煤气发电联产装置及方法 |
| CN109072784A (zh) * | 2016-04-26 | 2018-12-21 | 三菱日立电力系统株式会社 | 气化复合发电设施的控制装置以及控制方法、和气化复合发电设施 |
-
1997
- 1997-03-31 JP JP9079553A patent/JPH10274056A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101205873B1 (ko) | 2010-06-22 | 2012-11-28 | 한국중부발전(주) | 화력발전소용 석탄연소 보일러 미분탄 미분도 제어 시스템 |
| KR101205871B1 (ko) | 2010-06-22 | 2012-11-28 | 한국중부발전(주) | 석탄연소 보일러 연소용 연료량 제어 시스템 |
| CN102168608A (zh) * | 2010-11-24 | 2011-08-31 | 杜志刚 | 利用火力发电废气作为等离子火炬惰气源并同时燃烧分解粉煤灰再造燃气发电的方法 |
| CN102994161A (zh) * | 2012-12-19 | 2013-03-27 | 青岛海众环保锅炉股份有限公司 | 煤粉气化机组及锅炉系统 |
| CN104832226A (zh) * | 2015-03-31 | 2015-08-12 | 李大鹏 | 一种煤制油及煤气发电联产装置及方法 |
| CN104832226B (zh) * | 2015-03-31 | 2016-08-24 | 李大鹏 | 一种煤制油及煤气发电联产装置及方法 |
| CN109072784A (zh) * | 2016-04-26 | 2018-12-21 | 三菱日立电力系统株式会社 | 气化复合发电设施的控制装置以及控制方法、和气化复合发电设施 |
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