JPH10299420A - 石炭ガス化複合発電プラントの異常時の運転方法 - Google Patents
石炭ガス化複合発電プラントの異常時の運転方法Info
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- JPH10299420A JPH10299420A JP9105804A JP10580497A JPH10299420A JP H10299420 A JPH10299420 A JP H10299420A JP 9105804 A JP9105804 A JP 9105804A JP 10580497 A JP10580497 A JP 10580497A JP H10299420 A JPH10299420 A JP H10299420A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】石炭ガス化複合発電プラントの空気分離装置の
機能低下に基づく瞬間停止の対処方法で、該空気分離装
置の修復までの間、運転を継続し得る石炭ガス化複合発
電プラントの異常時の運転方法を提供にある。 【解決手段】微粉炭を供給する微粉炭供給装置、酸素と
窒素を分離製造する空気分離装置を有し、ガス化室に設
けたバーナから供給される微粉炭を前記酸素の気流中で
ガス化するガス化炉を備え、該ガス化炉で発生させた高
温の発生ガスを熱回収ボイラに流通して、発生する蒸気
で蒸気タービンを稼働させると共に、該発生ガスを燃料
ガスとしてガスタービンを稼働させ、発電を行う石炭ガ
ス化複合発電プラントにおいて、前記空気分離装置が生
成する酸素ガスの濃度低下または該装置の異常による停
止時に、該装置が正常に復帰する間、該装置へ供給して
いる原料空気を前記酸素と窒素の代替ガスとして使用
し、プラントの運転を継続する石炭ガス化複合発電プラ
ントの異常時の運転方法にある。
機能低下に基づく瞬間停止の対処方法で、該空気分離装
置の修復までの間、運転を継続し得る石炭ガス化複合発
電プラントの異常時の運転方法を提供にある。 【解決手段】微粉炭を供給する微粉炭供給装置、酸素と
窒素を分離製造する空気分離装置を有し、ガス化室に設
けたバーナから供給される微粉炭を前記酸素の気流中で
ガス化するガス化炉を備え、該ガス化炉で発生させた高
温の発生ガスを熱回収ボイラに流通して、発生する蒸気
で蒸気タービンを稼働させると共に、該発生ガスを燃料
ガスとしてガスタービンを稼働させ、発電を行う石炭ガ
ス化複合発電プラントにおいて、前記空気分離装置が生
成する酸素ガスの濃度低下または該装置の異常による停
止時に、該装置が正常に復帰する間、該装置へ供給して
いる原料空気を前記酸素と窒素の代替ガスとして使用
し、プラントの運転を継続する石炭ガス化複合発電プラ
ントの異常時の運転方法にある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石炭ガス化ガスを
燃料として、発電を行うガスタービンおよびその熱回収
ボイラから発生した蒸気を使用して発電を行う石炭ガス
化複合発電プラントに係り、本プラント内に設置した空
気分離装置設備が何らかの原因で酸素濃度が低下したり
瞬停止した場合、空気分離装置設備の原料空気を酸化剤
または微粉炭搬送用窒素の代替ガスとして使用すること
により、装置全体を停止することなく連続的に運転を継
続せしめる石炭ガス化複合発電プラントの運転方法に関
する。
燃料として、発電を行うガスタービンおよびその熱回収
ボイラから発生した蒸気を使用して発電を行う石炭ガス
化複合発電プラントに係り、本プラント内に設置した空
気分離装置設備が何らかの原因で酸素濃度が低下したり
瞬停止した場合、空気分離装置設備の原料空気を酸化剤
または微粉炭搬送用窒素の代替ガスとして使用すること
により、装置全体を停止することなく連続的に運転を継
続せしめる石炭ガス化複合発電プラントの運転方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】石炭を灰の溶融温度以上でガス化する噴
流層ガス化法では、高効率で水素ガス、一酸化炭素ガス
を製造できるので、合成ガス、燃料ガスの製造用として
多くのガス化炉の開発が行われている。
流層ガス化法では、高効率で水素ガス、一酸化炭素ガス
を製造できるので、合成ガス、燃料ガスの製造用として
多くのガス化炉の開発が行われている。
【０００３】そこで、この炉を用いて発生させた石炭ガ
ス化ガスを燃料として発電を行うガスタービン、並び
に、その燃料を利用した熱回収ボイラから発生した蒸気
を使用して発電を行う蒸気タービンからなる石炭ガス化
複合発電方式が将来の発電システムとして有望視されて
いる。
ス化ガスを燃料として発電を行うガスタービン、並び
に、その燃料を利用した熱回収ボイラから発生した蒸気
を使用して発電を行う蒸気タービンからなる石炭ガス化
複合発電方式が将来の発電システムとして有望視されて
いる。
【０００４】本システムの課題の一つとして、石炭の酸
化剤に酸素を使用する場合は、酸素の製造に空気分離装
置を用いているが、（１）取扱不注意による乾燥不完
全、（２）装置の局部急冷、（３）アセチレン蓄積放置
等により酸素濃度の低下（９０％以下）等で、装置自体
が瞬間停止することがある。
化剤に酸素を使用する場合は、酸素の製造に空気分離装
置を用いているが、（１）取扱不注意による乾燥不完
全、（２）装置の局部急冷、（３）アセチレン蓄積放置
等により酸素濃度の低下（９０％以下）等で、装置自体
が瞬間停止することがある。
【０００５】ところで、従来の石炭ガス化複合発電プラ
ントの一例を図３に示す。プラント全体の構成は、石炭
供給系、酸化剤供給系、ガス化炉、精製装置、ガスター
ビンおよび蒸気タービンで構成されている。
ントの一例を図３に示す。プラント全体の構成は、石炭
供給系、酸化剤供給系、ガス化炉、精製装置、ガスター
ビンおよび蒸気タービンで構成されている。
【０００６】石炭供給系は、粉砕機４４で粉砕された微
粉炭４９は、石炭常圧ホッパ４５を経て石炭常圧−加圧
ホッパ４６に充填した後、石炭供給ホッパ１０に移送充
填され、フィーダ（石炭供給装置）４７で供給量を設定
し、微粉炭４９を自由落下させて混合器４８内に送られ
る。混合器４８内では窒素流通ライン４１から供給され
る窒素ガスと混合する。その後、気流輸送ライン１１で
気流輸送してガス化炉１３内に石炭バーナ５０により供
給される。
粉炭４９は、石炭常圧ホッパ４５を経て石炭常圧−加圧
ホッパ４６に充填した後、石炭供給ホッパ１０に移送充
填され、フィーダ（石炭供給装置）４７で供給量を設定
し、微粉炭４９を自由落下させて混合器４８内に送られ
る。混合器４８内では窒素流通ライン４１から供給され
る窒素ガスと混合する。その後、気流輸送ライン１１で
気流輸送してガス化炉１３内に石炭バーナ５０により供
給される。
【０００７】酸化剤（酸素）供給系は、酸素と窒素ガス
を分離製造する空気分離装置５で製造された酸素ガス
は、酸素圧縮機７で圧縮され酸素流量調節弁８を経て酸
素供給ライン１２を介して石炭バーナ５０から供給され
る。
を分離製造する空気分離装置５で製造された酸素ガス
は、酸素圧縮機７で圧縮され酸素流量調節弁８を経て酸
素供給ライン１２を介して石炭バーナ５０から供給され
る。
【０００８】前記空気分離装置５をさらに詳細に説明す
る。大気より取り入れられた原料空気１は、原料空気ろ
過器４２で除塵後、原料空気圧縮機２で１０ｋｇ／ｃｍ
2Ｇ前後まで昇圧する。昇圧時に空気温度が上昇するの
で水洗冷却塔３で冷却し、吸着塔４へ供給する。吸着塔
４には吸着剤が充填されており、極低温化で固化する水
分と二酸化炭素を除去する。
る。大気より取り入れられた原料空気１は、原料空気ろ
過器４２で除塵後、原料空気圧縮機２で１０ｋｇ／ｃｍ
2Ｇ前後まで昇圧する。昇圧時に空気温度が上昇するの
で水洗冷却塔３で冷却し、吸着塔４へ供給する。吸着塔
４には吸着剤が充填されており、極低温化で固化する水
分と二酸化炭素を除去する。
【０００９】次に液化した原料空気１は、空気分離装置
５で酸素と窒素の沸点差により分離が行われ、上部から
低沸点成分である窒素ガスが、下部からは高沸点成分で
ある酸素ガスが抜き出される。酸素ガスは、圧力４ａｔ
ａ前後のガス圧で排出されるため、これをさらに酸素圧
縮機７で３０ｋｇ／ｃｍ2Ｇまで昇圧後、酸素流量調節
弁８を介して、ガス化炉１３に設けた石炭バーナ５０に
供給し、微粉炭４９と接触反応させて石炭ガス化する。
５で酸素と窒素の沸点差により分離が行われ、上部から
低沸点成分である窒素ガスが、下部からは高沸点成分で
ある酸素ガスが抜き出される。酸素ガスは、圧力４ａｔ
ａ前後のガス圧で排出されるため、これをさらに酸素圧
縮機７で３０ｋｇ／ｃｍ2Ｇまで昇圧後、酸素流量調節
弁８を介して、ガス化炉１３に設けた石炭バーナ５０に
供給し、微粉炭４９と接触反応させて石炭ガス化する。
【００１０】一方、窒素ガスは、圧力４ａｔａ前後のガ
ス圧で排出されるため、窒素圧縮機６で３０ｋｇ／ｃｍ
2Ｇまで昇圧後、窒素流量調節弁９を介して窒素流通ラ
イン４１を流通させ、混合器４８内で微粉炭４９と混合
する。
ス圧で排出されるため、窒素圧縮機６で３０ｋｇ／ｃｍ
2Ｇまで昇圧後、窒素流量調節弁９を介して窒素流通ラ
イン４１を流通させ、混合器４８内で微粉炭４９と混合
する。
【００１１】ガス化炉１３は、気流中で酸素と石炭を接
触させガス化する噴流層式のガス化炉である。なお、こ
の方式に限定されるものではない。
触させガス化する噴流層式のガス化炉である。なお、こ
の方式に限定されるものではない。
【００１２】ガス化炉１３、から生成したガスは、生成
ガスライン１４を経て、熱回収ボイラ１５により高温度
のガスの熱を回収する。これは、高温度の生成ガスの熱
がその後流に設置された各機器に影響及ぼすのを抑制す
るものである。
ガスライン１４を経て、熱回収ボイラ１５により高温度
のガスの熱を回収する。これは、高温度の生成ガスの熱
がその後流に設置された各機器に影響及ぼすのを抑制す
るものである。
【００１３】熱回収ボイラ１５により温度が低下した生
成ガスは、集塵装置（サイクロン等）１６と精製装置２
２によりダスト、チャーおよび硫化水素等を除去した
後、ガスタービン２６の燃料として使用する。また、熱
回収ボイラ１５により生成された蒸気を用いて蒸気ター
ビン１９を稼働させる。
成ガスは、集塵装置（サイクロン等）１６と精製装置２
２によりダスト、チャーおよび硫化水素等を除去した
後、ガスタービン２６の燃料として使用する。また、熱
回収ボイラ１５により生成された蒸気を用いて蒸気ター
ビン１９を稼働させる。
【００１４】集塵装置（サイクロン等）１６で回収した
チャー５６は、フィーダ５４で供給量を設定した後自由
落下させ、混合器５５内で窒素ガス５３と混合する。そ
の後、チャー搬送ライン２４により気流輸送し、ガス化
炉１３内にチャーバーナ５７を介して供給する。
チャー５６は、フィーダ５４で供給量を設定した後自由
落下させ、混合器５５内で窒素ガス５３と混合する。そ
の後、チャー搬送ライン２４により気流輸送し、ガス化
炉１３内にチャーバーナ５７を介して供給する。
【００１５】精製装置２２は、硫化水素等を除去してク
リーンガスを生成する。このクリーンガスはガス−ガス
熱交換器１７を流通後、ガスタービン２６の燃焼器２７
内に供給され、空気圧縮機２５からの圧縮空気と燃料４
０により燃焼され、その燃焼ガスがガスタービン２６を
稼働し発電する。
リーンガスを生成する。このクリーンガスはガス−ガス
熱交換器１７を流通後、ガスタービン２６の燃焼器２７
内に供給され、空気圧縮機２５からの圧縮空気と燃料４
０により燃焼され、その燃焼ガスがガスタービン２６を
稼働し発電する。
【００１６】また、このガスタービン２６の排ガスライ
ンに排熱ボイラを設置し、その蒸気を用いて蒸気タービ
ンを稼働させる方式もある。
ンに排熱ボイラを設置し、その蒸気を用いて蒸気タービ
ンを稼働させる方式もある。
【００１７】本プラントにおいては、酸素と窒素ガスの
製造に空気分離装置５を設けているが、（１）取扱不注
意による乾燥不完全、（２）装置の局部急冷、（３）ア
セチレン蓄積放置等の異常時に酸素濃度が９０％以下に
なったり、瞬間停止する場合がある。こうした場合には
ガス化剤用の酸素や、石炭搬送用の窒素ガスの供給がで
きなくなるため、従来はガス化炉等の運転を一旦停止
し、修復後、再起動する以外に方法がなかった。
製造に空気分離装置５を設けているが、（１）取扱不注
意による乾燥不完全、（２）装置の局部急冷、（３）ア
セチレン蓄積放置等の異常時に酸素濃度が９０％以下に
なったり、瞬間停止する場合がある。こうした場合には
ガス化剤用の酸素や、石炭搬送用の窒素ガスの供給がで
きなくなるため、従来はガス化炉等の運転を一旦停止
し、修復後、再起動する以外に方法がなかった。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】こうした空気分離装置
等の故障によりガス化炉の運転を停止することなく、安
定に連続運転することがプラントの稼働効率向上と云う
点で重要な課題である。
等の故障によりガス化炉の運転を停止することなく、安
定に連続運転することがプラントの稼働効率向上と云う
点で重要な課題である。
【００１９】従来、昼と夜の電力需要に応じた対処法と
して、石炭ガス化装置が必要とする酸素や空気を夜間あ
るいは電力需要の少ない時に製造，貯蔵し、昼間あるい
は電力需要の多い時に供給する酸化剤製造装置を設ける
ことにより、補助動力を低減し、経済性を向上させる方
法が提案されている（特開昭６３−５７８２５号公
報）。
して、石炭ガス化装置が必要とする酸素や空気を夜間あ
るいは電力需要の少ない時に製造，貯蔵し、昼間あるい
は電力需要の多い時に供給する酸化剤製造装置を設ける
ことにより、補助動力を低減し、経済性を向上させる方
法が提案されている（特開昭６３−５７８２５号公
報）。
【００２０】一般的には、発電プラント全体の運転性能
向上方法として、石炭ガス化炉で発生したガスを一旦貯
漕タンクに貯漕した後、複合発電プラントに導く方法が
代表的な手法である。
向上方法として、石炭ガス化炉で発生したガスを一旦貯
漕タンクに貯漕した後、複合発電プラントに導く方法が
代表的な手法である。
【００２１】これらはいずれも負荷変化に対する方法で
あり、異常時における対応方法ではない。特に、空気分
離装置の性能低下時や瞬間停止時の対処法としては、各
機器とも一旦停止し、空気分離装置の性能が回復した
後、再起動されていた。
あり、異常時における対応方法ではない。特に、空気分
離装置の性能低下時や瞬間停止時の対処法としては、各
機器とも一旦停止し、空気分離装置の性能が回復した
後、再起動されていた。
【００２２】本発明の目的は、石炭ガス化複合発電プラ
ントの空気分離装置の機能低下に基づく瞬間停止の対処
方法にあり、該空気分離装置の修復までの間、運転を停
止することなく継続し得る石炭ガス化複合発電プラント
の異常時の運転方法を提供することにある。
ントの空気分離装置の機能低下に基づく瞬間停止の対処
方法にあり、該空気分離装置の修復までの間、運転を停
止することなく継続し得る石炭ガス化複合発電プラント
の異常時の運転方法を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】前記目的を解決する本発
明の要旨は次のとおりである。
明の要旨は次のとおりである。
【００２４】〔１〕 微粉炭を供給する微粉炭供給装
置、酸素と窒素を分離製造する空気分離装置を有し、ガ
ス化室に設けたバーナから供給される微粉炭を前記酸素
の気流中でガス化するガス化炉を備え、該ガス化炉で発
生させた高温の発生ガスを熱回収ボイラに流通して、発
生する蒸気で蒸気タービンを稼働させると共に、該発生
ガスを燃料ガスとしてガスタービンを稼働させ、発電を
行う石炭ガス化複合発電プラントにおいて、前記空気分
離装置が生成する酸素ガスの濃度低下または該装置の異
常による停止時に、該装置が正常に復帰する間、該装置
へ供給している原料空気を前記酸素と窒素の代替ガスと
して使用し、プラントの運転を継続する石炭ガス化複合
発電プラントの異常時の運転方法にある。
置、酸素と窒素を分離製造する空気分離装置を有し、ガ
ス化室に設けたバーナから供給される微粉炭を前記酸素
の気流中でガス化するガス化炉を備え、該ガス化炉で発
生させた高温の発生ガスを熱回収ボイラに流通して、発
生する蒸気で蒸気タービンを稼働させると共に、該発生
ガスを燃料ガスとしてガスタービンを稼働させ、発電を
行う石炭ガス化複合発電プラントにおいて、前記空気分
離装置が生成する酸素ガスの濃度低下または該装置の異
常による停止時に、該装置が正常に復帰する間、該装置
へ供給している原料空気を前記酸素と窒素の代替ガスと
して使用し、プラントの運転を継続する石炭ガス化複合
発電プラントの異常時の運転方法にある。
【００２５】〔２〕 前記空気分離装置の出口に設けた
酸素濃度計からの検出信号に基づき、各装置間に設けら
れている酸素ガスまたは／および窒素ガスの調節弁を開
閉制御する作動装置を設け、前記酸素濃度に基づき前記
原料空気を、前記酸素または窒素の代替ガスとして供給
する前記の石炭ガス化複合発電プラントの異常時の運転
方法にある。
酸素濃度計からの検出信号に基づき、各装置間に設けら
れている酸素ガスまたは／および窒素ガスの調節弁を開
閉制御する作動装置を設け、前記酸素濃度に基づき前記
原料空気を、前記酸素または窒素の代替ガスとして供給
する前記の石炭ガス化複合発電プラントの異常時の運転
方法にある。
【００２６】〔３〕 前記作動装置の作動基準として酸
素濃度を９０％以下とする前記の石炭ガス化複合発電プ
ラントの異常時の運転方法にある。
素濃度を９０％以下とする前記の石炭ガス化複合発電プ
ラントの異常時の運転方法にある。
【００２７】
【発明の実施の形態】本発明の特徴は、空気分離装置用
の原料空気を石炭の酸化剤用および微粉炭搬送用の代替
ガスとして使用することにある。
の原料空気を石炭の酸化剤用および微粉炭搬送用の代替
ガスとして使用することにある。
【００２８】即ち、何かの原因で空気分離装置からの生
成酸素の濃度が９０％以下に低下、あるいは、該装置が
停止した場合、酸素濃度の判定手段と各遮断弁の開閉操
作指示手段から信号に基づき、該装置の原料空気を直接
酸化剤ガスと微粉炭搬送用ガスとして用いることにあ
る。
成酸素の濃度が９０％以下に低下、あるいは、該装置が
停止した場合、酸素濃度の判定手段と各遮断弁の開閉操
作指示手段から信号に基づき、該装置の原料空気を直接
酸化剤ガスと微粉炭搬送用ガスとして用いることにあ
る。
【００２９】吸着塔４の出口から窒素圧縮機６の入口を
連結した連結管の間に設けた遮断弁３４、および、酸素
圧縮機７の入口に設置した遮断弁３６等が開き、その後
空気分離装置５の入口および酸素圧縮機７の入口に設け
た遮断弁が閉まり、原料空気が窒素圧縮機６および酸素
圧縮機７側に流通，昇圧後、その一部は微粉炭搬送用窒
素調節弁へ、また、一部を石炭のガス化用酸化剤の酸素
調節弁に流通させることにより、空気分離装置が復帰す
るまで、一時的に空気炊きにより石炭ガス化操作を実施
することができるので、プラントを連続して運転でき
る。
連結した連結管の間に設けた遮断弁３４、および、酸素
圧縮機７の入口に設置した遮断弁３６等が開き、その後
空気分離装置５の入口および酸素圧縮機７の入口に設け
た遮断弁が閉まり、原料空気が窒素圧縮機６および酸素
圧縮機７側に流通，昇圧後、その一部は微粉炭搬送用窒
素調節弁へ、また、一部を石炭のガス化用酸化剤の酸素
調節弁に流通させることにより、空気分離装置が復帰す
るまで、一時的に空気炊きにより石炭ガス化操作を実施
することができるので、プラントを連続して運転でき
る。
【００３０】次に、図面を用いて本発明を具体的に説明
する。
する。
【００３１】〔実施例 １〕図１は、本発明の一実施例
の石炭ガス化複合発電プラントの概略図である。全体の
構成は、石炭供給系、酸化剤供給系、ガス化炉、精製装
置、ガスタービンおよび蒸気タービンからなる。
の石炭ガス化複合発電プラントの概略図である。全体の
構成は、石炭供給系、酸化剤供給系、ガス化炉、精製装
置、ガスタービンおよび蒸気タービンからなる。
【００３２】石炭供給系は、粉砕機４４、石炭常圧ホッ
パ４５、石炭常圧−加圧ホッパ４６、石炭供給ホッパ１
０、フィーダ（石炭供給装置）４７、混合器４８、気流
輸送ライン１１で構成される。
パ４５、石炭常圧−加圧ホッパ４６、石炭供給ホッパ１
０、フィーダ（石炭供給装置）４７、混合器４８、気流
輸送ライン１１で構成される。
【００３３】粉砕機４４で粉砕された微粉炭は、石炭常
圧ホッパ４５、石炭常圧−加圧ホッパ４６に充填後、石
炭供給ホッパ１０に移送し、フィーダ４７で供給量を設
定し、微粉炭４９を自由落下させて混合器４８内で窒素
流通ライン４１から供給される窒素ガスと混合する。そ
の後、気流輸送ライン１１を気流輸送した微粉炭はガス
化炉１３内に石炭バーナ５０から供給する。
圧ホッパ４５、石炭常圧−加圧ホッパ４６に充填後、石
炭供給ホッパ１０に移送し、フィーダ４７で供給量を設
定し、微粉炭４９を自由落下させて混合器４８内で窒素
流通ライン４１から供給される窒素ガスと混合する。そ
の後、気流輸送ライン１１を気流輸送した微粉炭はガス
化炉１３内に石炭バーナ５０から供給する。
【００３４】酸化剤（酸素）供給系は、酸素と窒素ガス
の製造装置である空気分離装置５、酸素圧縮機７、酸素
流量調節弁８、酸素供給ライン１２からなる。
の製造装置である空気分離装置５、酸素圧縮機７、酸素
流量調節弁８、酸素供給ライン１２からなる。
【００３５】また、窒素ガス供給系は、空気分離装置５
で生成した窒素ガスは、窒素圧縮機６、窒素流量調節弁
９、窒素流通ライン４１、酸素濃度計６１、作動装置６
２で構成されている。
で生成した窒素ガスは、窒素圧縮機６、窒素流量調節弁
９、窒素流通ライン４１、酸素濃度計６１、作動装置６
２で構成されている。
【００３６】以下に本発明の空気分離装置５が何かの原
因で瞬間停止、あるいは、酸素濃度が低下した場合の具
体的な操作を説明する。
因で瞬間停止、あるいは、酸素濃度が低下した場合の具
体的な操作を説明する。
【００３７】大気より取り入れた原料空気１は、原料空
気ろ過器４２で除塵され、空気圧縮機２で５〜１０ｋｇ
／ｃｍ2Ｇに昇圧する。空気圧縮機２で昇圧されると空
気温度が上昇するので水洗冷却塔３で冷水により冷却
し、吸着塔４へ供給する。
気ろ過器４２で除塵され、空気圧縮機２で５〜１０ｋｇ
／ｃｍ2Ｇに昇圧する。空気圧縮機２で昇圧されると空
気温度が上昇するので水洗冷却塔３で冷水により冷却
し、吸着塔４へ供給する。
【００３８】吸着塔４に充填された吸着剤により、極低
温化で固化する水分と二酸化炭素とを分離除去する。
温化で固化する水分と二酸化炭素とを分離除去する。
【００３９】次に空気分離装置５の生成酸素の濃度を酸
素濃度計６１の酸素濃度が９０％以下もしくは瞬時に停
止した場合の操作を説明する。
素濃度計６１の酸素濃度が９０％以下もしくは瞬時に停
止した場合の操作を説明する。
【００４０】なお、酸素濃度の判定基準を９０％以下と
するのは、９０％以下になるとガス化炉内に供給される
窒素分が増加して炉内温度が低下したり、生成ガスの発
熱量が減少するため、ガス化炉運転操作およびガスター
ビン側に悪影響を及ぼす。
するのは、９０％以下になるとガス化炉内に供給される
窒素分が増加して炉内温度が低下したり、生成ガスの発
熱量が減少するため、ガス化炉運転操作およびガスター
ビン側に悪影響を及ぼす。
【００４１】酸素濃度計６１からの送信データにより酸
素濃度の設定値を判断し、各遮断弁への操作指示を出す
作動装置６２を備えている。
素濃度の設定値を判断し、各遮断弁への操作指示を出す
作動装置６２を備えている。
【００４２】原料空気１は、空気分離装置５と窒素圧縮
機６の配管に吸着塔４から接続された連結管３７、およ
び、酸素圧縮機７の手前の配管に接続された連結管５９
にそれぞれ設けた遮断弁３４、５８を開き、空気分離装
置５と窒素圧縮機６との間に設けた遮断弁３５、およ
び、空気分離装置５と酸素圧縮機７との間に設けた遮断
弁６０，３１を閉めて、窒素圧縮機６と酸素圧縮機７に
原料空気１を直接流通し、３０ｋｇ／ｃｍ2Ｇまで昇圧
した。
機６の配管に吸着塔４から接続された連結管３７、およ
び、酸素圧縮機７の手前の配管に接続された連結管５９
にそれぞれ設けた遮断弁３４、５８を開き、空気分離装
置５と窒素圧縮機６との間に設けた遮断弁３５、およ
び、空気分離装置５と酸素圧縮機７との間に設けた遮断
弁６０，３１を閉めて、窒素圧縮機６と酸素圧縮機７に
原料空気１を直接流通し、３０ｋｇ／ｃｍ2Ｇまで昇圧
した。
【００４３】窒素圧縮機６からの空気は窒素流量調節弁
９を流通後、窒素流通ライン４１を流通させ、混合器４
８内で微粉炭４９と混合する。
９を流通後、窒素流通ライン４１を流通させ、混合器４
８内で微粉炭４９と混合する。
【００４４】また、酸素圧縮機７からの空気は酸素流量
調節弁８を流通後、酸素流通ライン１２を流通させ、ガ
ス化炉１３に設けた石炭バーナ５０を介して、微粉炭４
９と接触反応させガス化する、空気炊き石炭ガス化を行
うこよによりプラントの運転を継続する。
調節弁８を流通後、酸素流通ライン１２を流通させ、ガ
ス化炉１３に設けた石炭バーナ５０を介して、微粉炭４
９と接触反応させガス化する、空気炊き石炭ガス化を行
うこよによりプラントの運転を継続する。
【００４５】この間に空気分離装置５を補修し、使用可
能後の復帰操作については次に説明する。
能後の復帰操作については次に説明する。
【００４６】上記の空気分離装置５を運転再開すると共
に、作動装置６２からの指令を変更して前記遮断弁３
１、３５、３６を開き、遮断弁３４、５８を閉じる。こ
れにより、それまで一時的に置き換えていた空気を、酸
素または窒素ガスに置き換え、通常の運転に切り替え
る。
に、作動装置６２からの指令を変更して前記遮断弁３
１、３５、３６を開き、遮断弁３４、５８を閉じる。こ
れにより、それまで一時的に置き換えていた空気を、酸
素または窒素ガスに置き換え、通常の運転に切り替え
る。
【００４７】前記の運転状況を図４に示す。図中の縦軸
には、石炭供給量、酸化剤供給量、生成ガス発熱量およ
び炭素転換率を、また、横軸には経過時間を示す。
には、石炭供給量、酸化剤供給量、生成ガス発熱量およ
び炭素転換率を、また、横軸には経過時間を示す。
【００４８】石炭供給量を１００％負荷になるように二
段階に分けて供給し、石炭の供給と同時に酸化剤の酸素
も供給すると、発熱量および炭素転換率も上昇する。
段階に分けて供給し、石炭の供給と同時に酸化剤の酸素
も供給すると、発熱量および炭素転換率も上昇する。
【００４９】図中のａ点において、空気分離装置５から
の酸素濃度が９０％以下になると、前記操作により、酸
化剤である酸素および石炭搬送用の窒素ガスを空気に置
き換える。その結果、生成ガスの発熱量が２５００ｋｃ
ａｌから低下し、１０００ｋｃａｌになった。この発熱
量は十分ガスタービンを稼働させ得る発熱量を有する。
の酸素濃度が９０％以下になると、前記操作により、酸
化剤である酸素および石炭搬送用の窒素ガスを空気に置
き換える。その結果、生成ガスの発熱量が２５００ｋｃ
ａｌから低下し、１０００ｋｃａｌになった。この発熱
量は十分ガスタービンを稼働させ得る発熱量を有する。
【００５０】図中のｂ点で空気分離装置５の補修が終了
し、空気から酸素に置き換えると、発熱量が１０００ｋ
ｃａｌから上昇して２５００ｋｃａｌになり、通常運転
に復帰した。
し、空気から酸素に置き換えると、発熱量が１０００ｋ
ｃａｌから上昇して２５００ｋｃａｌになり、通常運転
に復帰した。
【００５１】ガス化炉１３は、気流中で酸素と石炭を接
触させガス化する噴流層方式のガス化炉である。ただ
し、この方式に限定されない。
触させガス化する噴流層方式のガス化炉である。ただ
し、この方式に限定されない。
【００５２】ガス化炉１３からの生成ガスは、生成ガス
ライン１４を経て熱回収ボイラ１５内に流通した後、集
塵装置（サイクロン等）１６と精製装置２２とでダス
ト、チャー、硫化水素等を除去後、ガスタービン２６の
燃料として使用する。また熱回収ボイラ１５により発生
した蒸気は蒸気タービン１９を稼働させる。
ライン１４を経て熱回収ボイラ１５内に流通した後、集
塵装置（サイクロン等）１６と精製装置２２とでダス
ト、チャー、硫化水素等を除去後、ガスタービン２６の
燃料として使用する。また熱回収ボイラ１５により発生
した蒸気は蒸気タービン１９を稼働させる。
【００５３】集塵装置（サイクロン等）１６で回収した
チャー５６は、チャーフィーダ５４で供給量を設定後、
チャー５６を自由落下させ混合器５５内で窒素ガス５３
と混合する。その後、チャー搬送ライン２４で気流輸送
し、ガス化炉１３内にチャーバーナ５７を介して供給す
る。
チャー５６は、チャーフィーダ５４で供給量を設定後、
チャー５６を自由落下させ混合器５５内で窒素ガス５３
と混合する。その後、チャー搬送ライン２４で気流輸送
し、ガス化炉１３内にチャーバーナ５７を介して供給す
る。
【００５４】精製装置２２で硫化水素等を除去したクリ
ーンガスはガス−ガス熱交換器１７を流通後、燃焼器２
７に供給され、空気圧縮機２５からの圧縮空気と燃料４
０により燃焼され、その燃焼ガスはガスタービン２６に
導き稼働，発電するものである。
ーンガスはガス−ガス熱交換器１７を流通後、燃焼器２
７に供給され、空気圧縮機２５からの圧縮空気と燃料４
０により燃焼され、その燃焼ガスはガスタービン２６に
導き稼働，発電するものである。
【００５５】〔実施例 ２〕図２は本発明の他の実施例
の石炭ガス化複合発電プラントの概略図である。原料空
気の圧縮を窒素圧縮機だけで行う点が特徴で他の効果は
図１と同じである。
の石炭ガス化複合発電プラントの概略図である。原料空
気の圧縮を窒素圧縮機だけで行う点が特徴で他の効果は
図１と同じである。
【００５６】酸素濃度計６１から遮断弁の作動装置６２
にデータが送信され、作動装置６２により遮断弁３４を
開き、遮断弁３５，３１と遮断弁３６を閉じ、窒素圧縮
機６に原料空気１を流通して３０ｋｇ／ｃｍ2Ｇまで昇
圧後、その一部を窒素流量調節弁９に流通する（遮断弁
３２は常時開）。
にデータが送信され、作動装置６２により遮断弁３４を
開き、遮断弁３５，３１と遮断弁３６を閉じ、窒素圧縮
機６に原料空気１を流通して３０ｋｇ／ｃｍ2Ｇまで昇
圧後、その一部を窒素流量調節弁９に流通する（遮断弁
３２は常時開）。
【００５７】窒素流通ライン４１を流れた空気は、混合
器４６内で微粉炭４９と混合する。また、窒素圧縮機６
と酸素圧縮機７を連結する連結管３８に設けた遮断弁３
３を開き（この開作動は空気分離装置５の停止と同
時）、酸素流量調節弁８に流通後、酸素流通ライン１２
からガス化炉１３に設けた石炭バーナ５０を介して、微
粉炭４９と接触反応させてガス化する。この間、空気炊
き石炭ガス化を一時的に行うものである。
器４６内で微粉炭４９と混合する。また、窒素圧縮機６
と酸素圧縮機７を連結する連結管３８に設けた遮断弁３
３を開き（この開作動は空気分離装置５の停止と同
時）、酸素流量調節弁８に流通後、酸素流通ライン１２
からガス化炉１３に設けた石炭バーナ５０を介して、微
粉炭４９と接触反応させてガス化する。この間、空気炊
き石炭ガス化を一時的に行うものである。
【００５８】
【発明の効果】本発明によれば、空気分離装置用の原料
空気を石炭の酸化剤用および微粉炭搬送用の代替ガスと
して使用することで、プラント全体を停止することなく
運転を継続できるので、効率的な石炭ガス化複合発電を
行うことができる。
空気を石炭の酸化剤用および微粉炭搬送用の代替ガスと
して使用することで、プラント全体を停止することなく
運転を継続できるので、効率的な石炭ガス化複合発電を
行うことができる。
【図１】本発明の一実施例の石炭ガス化複合発電プラン
トの概略図である。
トの概略図である。
【図２】本発明の他の実施例の石炭ガス化複合発電プラ
ントの概略図である。
ントの概略図である。
【図３】従来の石炭ガス化複合発電プラントの概略図で
ある。
ある。
【図４】本発明によるの石炭ガス化複合発電プラントの
運転状況を示すグラフである。
運転状況を示すグラフである。
１…原料空気、２…空気圧縮機、３…水洗冷却塔、４…
吸着塔、５…空気分離装置、６…窒素圧縮機、７…酸素
圧縮機、８…酸素流量調節弁、９…窒素流量調節弁、１
０…石炭供給ホッパ、１１…気流輸送ライン、１２…酸
素流通ライン、１３…ガス化炉、１４…生成ガスライ
ン、１５…熱回収ボイラ、１６…集塵装置（サイクロン
等）、１７…ガスーガス熱交換器、１８…蒸気、１９…
蒸気タービン、２０…冷却塔、２１…発電機、２２…精
製装置、２３…クリーンガス、２４…チャー搬送ライ
ン、２５…空気圧縮機、２６…ガスタービン、２７…燃
焼器、２８…排ガスライン、２９…精製ガスライン、３
０…排ガス焼却炉、３１〜３６…遮断弁、３７，３８…
連結管、３９…窒素ガス、４０…燃料、４１…窒素流通
ライン、４２…原料空気ろ過器、４３…空気、４４…粉
砕機、４５…石炭常圧ホッパ、４６…石炭常圧−加圧ホ
ッパ、４７…フィーダ、４８…混合器、４９…石炭（ま
たは微粉炭）、５０…石炭バーナ、５１…窒素ガスライ
ン出口、５２…酸素ガスライン出口、５３…窒素ガス、
５４…チャーフィーダ、５５…混合器、５６…チャー、
５７…チャーバーナ、５８…遮断弁、５９…酸素圧縮機
入り口連結管、６０…遮断弁、６１…酸素濃度計、６２
…作動装置。
吸着塔、５…空気分離装置、６…窒素圧縮機、７…酸素
圧縮機、８…酸素流量調節弁、９…窒素流量調節弁、１
０…石炭供給ホッパ、１１…気流輸送ライン、１２…酸
素流通ライン、１３…ガス化炉、１４…生成ガスライ
ン、１５…熱回収ボイラ、１６…集塵装置（サイクロン
等）、１７…ガスーガス熱交換器、１８…蒸気、１９…
蒸気タービン、２０…冷却塔、２１…発電機、２２…精
製装置、２３…クリーンガス、２４…チャー搬送ライ
ン、２５…空気圧縮機、２６…ガスタービン、２７…燃
焼器、２８…排ガスライン、２９…精製ガスライン、３
０…排ガス焼却炉、３１〜３６…遮断弁、３７，３８…
連結管、３９…窒素ガス、４０…燃料、４１…窒素流通
ライン、４２…原料空気ろ過器、４３…空気、４４…粉
砕機、４５…石炭常圧ホッパ、４６…石炭常圧−加圧ホ
ッパ、４７…フィーダ、４８…混合器、４９…石炭（ま
たは微粉炭）、５０…石炭バーナ、５１…窒素ガスライ
ン出口、５２…酸素ガスライン出口、５３…窒素ガス、
５４…チャーフィーダ、５５…混合器、５６…チャー、
５７…チャーバーナ、５８…遮断弁、５９…酸素圧縮機
入り口連結管、６０…遮断弁、６１…酸素濃度計、６２
…作動装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｃ 6/00 Ｆ０２Ｃ 6/00 Ｂ 9/46 9/46 (72)発明者 小山 俊太郎 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 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 木曽 文彦 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 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 (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
Claims (3)
- 【請求項１】 微粉炭を供給する微粉炭供給装置、酸素
と窒素を分離製造する空気分離装置を有し、ガス化室に
設けたバーナから供給される微粉炭を前記酸素の気流中
でガス化するガス化炉を備え、 該ガス化炉で発生させた高温の発生ガスを熱回収ボイラ
に流通して、発生する蒸気で蒸気タービンを稼働させる
と共に、該発生ガスを燃料ガスとしてガスタービンを稼
働させ、発電を行う石炭ガス化複合発電プラントにおい
て、 前記空気分離装置が生成する酸素ガスの濃度低下または
該装置の異常による停止時に、該装置が正常に復帰する
間、該装置へ供給している原料空気を前記酸素と窒素の
代替ガスとして使用し、プラントの運転を継続すること
を特徴とする石炭ガス化複合発電プラントの異常時の運
転方法。 - 【請求項２】 前記空気分離装置の出口に設けた酸素濃
度計からの検出信号に基づき、各装置間に設けられてい
る酸素ガスまたは／および窒素ガスの調節弁を開閉制御
する作動装置を設け、前記酸素濃度に基づき前記原料空
気を、前記酸素または窒素の代替ガスとして供給する請
求項１に記載の石炭ガス化複合発電プラントの異常時の
運転方法。 - 【請求項３】 前記作動装置の作動基準として酸素濃度
を９０％以下とする請求項２に記載の石炭ガス化複合発
電プラントの異常時の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9105804A JPH10299420A (ja) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | 石炭ガス化複合発電プラントの異常時の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9105804A JPH10299420A (ja) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | 石炭ガス化複合発電プラントの異常時の運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10299420A true JPH10299420A (ja) | 1998-11-10 |
Family
ID=14417310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9105804A Pending JPH10299420A (ja) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | 石炭ガス化複合発電プラントの異常時の運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10299420A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012131863A (ja) * | 2010-12-20 | 2012-07-12 | Air Liquide Japan Ltd | 窒素ガス製造装置およびこれを用いたガス化複合発電システム |
-
1997
- 1997-04-23 JP JP9105804A patent/JPH10299420A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012131863A (ja) * | 2010-12-20 | 2012-07-12 | Air Liquide Japan Ltd | 窒素ガス製造装置およびこれを用いたガス化複合発電システム |
| CN103270255A (zh) * | 2010-12-20 | 2013-08-28 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | 空气分离设备和包括空气分离设备的整体气化联合循环设备 |
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