WO2006027858A1

WO2006027858A1 - ガス改質設備

Info

Publication number: WO2006027858A1
Application number: PCT/JP2004/018576
Authority: WO
Inventors: Masaaki Sako; Hideaki Ota
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd; Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd; Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2004-09-10
Filing date: 2004-12-13
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2007-03-10
Also published as: BRPI0419062B1; CN101014686A; KR20070033031A; JP2006077698A; CN101014686B; BRPI0419062A; KR100847972B1; JP4011572B2

Abstract

　低カロリガスを安定したガスタービン用燃料として改質することができる。　天然ガス（ＮＧ）供給ライン（７）および空気供給ライン（８）を有し、ＮＧと空気とを混合させ、この混合気体を化学反応させて改質することによって水素ガスを含有する改質ガスを製造するための反応容器を有する改質ガス製造装置（３）と、低カロリガスと上記改質ガス製造装置（３）から供給される改質ガスとを混合してガスタービン設備（１）に燃料ガスとして供給するための混合調整装置（５）と、上記改質ガス製造装置（３）から上記混合調整装置（５）へ改質ガスを供給するための改質ガス供給配管（４）と、上記混合調整装置（５）からガスタービン設備（１）に燃料ガスを供給するための燃料ガス供給配管（２）と、上記改質ガス製造装置（３）および混合調整装置（５）の動作を制御するための制御装置（１０）とを備えている。

Description

明細書

ガス改質設備

技術分野

[0001] 本発明はガス改質設備に関する。さらに詳しくは、低カロリガス（たとえば高炉ガス（ BFG)およびその他の製鉄プロセス副生ガスである）をガスタービンの燃料として使用する際に、継続的な安定燃焼を可能とするため、上記低カロリガスに改質ガスを付加混入することによって燃料ガスのガス成分またはガスカロリの調整を行うガス改質設備に関する。

背景技術

[0002] 従来、低カロリガスの活用例として、たとえば製鉄分野における BFG等の副生ガスをガスタービンの燃料として用いることによって発電等を行う事例が増加している。一方、高炉内のエネルギ効率が向上しているため、プロセス排ガスとしての BFGの発熱量が年々低下してきている。力かる低カロリの高炉ガスを燃料とした場合はガスタービンの失火が生じやすぐ失火した場合にはガスタービンは緊急停止する。また、水素含有量の少ない BFGの場合は着火保炎性が悪いため、失火状態となり易い。さらに、上記低カロリガスにはその特性、発熱量、発生量等が変動するものもある。

[0003] 力、かる問題を解消せんとして低カロリな BFGに、コークス炉ガス（COGともいう）や天然ガス (NGともいう）を混合することによって発熱量やガス量そのものを増大して燃焼させることが提案されている（特許文献 1および特許文献 2参照）。

[0004] COGを使用する理由は、 C〇Gが中カロリガスであり、低カロリガスとのカロリ差が小さいため、混合しやすいことと、 COGの主成分が水素であるので低カロリガス中の水素含有量を増加させることにより着火保炎性をよくすることができるためである。

[0005] し力ながら、 COGはどこでも容易に入手できるというガスではなレ、。また、 C〇Gにはアンモニア、シアン化水素等が多く含まれており、燃焼によって有害な窒素酸化物が多量に発生する。さらに、 COGに含まれる窒素酸化物とブタジエン'シクロペンタジェン等の不飽和炭化水素とが重合反応して高分子のガム状物質 (NO— Gumとも呼ばれる）が生成され、これによつて燃料制御弁やガスタービンノズノレ等に不具合が生じる可能性がある。これらの問題を解消するには大規模な COGの前処理設備（ァンモニァおよびシアン化水素の除去、水素添加のための装置）が必要となる。また、 COGは硫化水素（H S)も多く含むため、燃焼後の排気ガス中の二酸化硫黄の濃度を減少させるための脱硫装置が必要となる場合もある。このように、設備コストが大幅に上昇し、さらにその保守負荷が増大する。

[0006] 一方、 NGを混合する場合、一般的な NGは水素を含まないため、 C〇Gを混合する場合と比較して燃料ガスを燃焼安定性保持のため高カロリにせざるを得ない。その結果、燃焼時にいわゆる有害な thermal NOを増加させる。また、 NGが含有する可燃性成分はメタンを主とした炭化水素がほとんどであり、これを低カロリガスに混合すると低カロリガスの組成が大きく変化する畏れがある。また、天然ガスは高カロリガス (約 40Mj/m³N )であり、低カロリガスのカロリ（約 12Mj/m³N以下）とは大きな差がある。このため、 NGの増熱効果が著しいので、増熱の際の低カロリガスと天然ガスとの混合比を小さくせざるを得ず、その結果、ガス混合性の確保が困難となる。その不一様性の偏差が大きい場合、その影響はガスタービンでの燃焼時に現れ、燃焼温度の不均一を生じる。この不均一がはなはだしい場合にはガスタービンの燃焼器やタービン部を損傷させる。

特許文献 1 :特開 2002 - 155762号公報

特許文献 2：特開平 9一 317499号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] 本発明者らは、 BFG等の低カロリガスを燃料ガスとして安定して燃焼させるには、低カロリガスに高カロリガスを混合してこの混合ガスの発熱量を増化させることによって安定燃焼を確保するという一義的な方法ではなぐ同時に低カロリガス中の水素含有量を安定燃焼に必要なレベルまで増加させることが有効であることに着目した。水素ガスは着火保炎性がよぐこの性質を有効利用できるからである。

[0008] また、本発明者らは、低カロリガスの燃焼装置への供給量が減少し、たとえば、燃焼装置の一種であるガスタービンの出力を下げざるを得ない場合や、ガスタービンの部分負荷運転を含めた安定運転が困難な状態となる場合、改質ガス製造設備によって中カロリガス（発熱量が約 20Mj/m³N程度のガス）を別途発生させて、低カロリガスに混合することにより、低カロリガスを増熱することを実現し、ガスタービンの運転を継続できることに着目した。これは、低カロリガスの増熱に天然ガスのような高カロリガスを用いた場合、低カロリガスに対する高カロリガスの混合比が小さいために一様なガス混合性の確保が困難となる反面、中カロリガスの場合にはその混合比を大きくできること、混合する二種類のガスのカロリ差が小さいために一様なガス混合性の確保が容易となること、且つ、着火保炎性のよい水素ガス量も混合後に増加することからである。

[0009] 本発明は力かる経緯からなされたものであり、特性が不安定な低カロリガスをガスタ一ビンの燃料ガスとして用いる場合、これに改質ガスをカ卩えることにより低カロリガスのガス特性を改質して特性の安定した燃料ガスとし、燃焼安定性を実現するためのガス改質設備 (ガス特性改善設備)を提供することを目的としてレ、る。

課題を解決するための手段

[0010] 上記目的のために本発明のガス改質設備は、

天然ガス供給ラインおよび空気供給ラインを有し、天然ガスと空気とを混合させ、この混合気体を化学反応させて改質することによって水素ガスを含有する改質ガスを製造するための反応容器を有する改質ガス製造装置と、

低カロリガスとこの改質ガス製造装置から供給される改質ガスとを混合してガスタービン設備に燃料ガスとして供給するための混合調整装置と、

上記改質ガス製造装置から上記混合調整装置へ改質ガスを供給するための改質ガス供給通路と、

上記混合調整装置からガスタービン設備に燃料ガスを供給するための燃料ガス供給通路と、

上記改質ガス製造装置および混合調整装置の動作を制御するための制御装置とを備えて

いる。

[0011] 低カロリガスとは、たとえば高炉ガス（BFG)、直接還元製鉄法や溶融還元製鉄法によって発生する副生ガス、コークス炉ガス（COG)、転炉ガス (LDG)、石炭層に含まれる石炭層ガス（Coal mine gasであり、 CMGと表す）、 GTL (Gas to Liquids)プロセスにおいて発生するティルガス、オイルサンドからオイル精製プロセスに伴って発生する副生ガス、プラズマを用いたゴミ焼却によって発生するガス、生ゴミを含む一般廃棄物がその坦め立て地において発酵、分解する過程で生じるメタンガス（Landfill gas)、および、その他の類似の高熱によって原料を熱化学反応させることに伴って発生する副生ガス等の低カロリガスを含む。もちろん、 BFGと C〇Gとの混合ガスとして用いるように、上記ガスを単独はもとより、二種類以上のガスを適宜混合させて使用する場合でも本発明を適用することができる。天然ガスは液化天然ガスをも含んでいる。

[0012] また、上記改質ガス製造装置が、蒸気（以下、単に蒸気という）供給ラインをさらに備えており、天然ガスと空気の混合気体にさらに蒸気をカ卩えて化学反応させることにより改質して得られる改質ガスを上記混合調整装置へ供給しうるように構成されているのが好ましい。蒸気の混合によって改質ガスの水素濃度がさらに上昇するからである。

[0013] 上記改質ガス供給通路および燃料ガス供給通路のうち少なくとも燃料ガス供給通路に燃料ガスの水素濃度検出器をさらに備え、

上記制御装置が上記水素濃度検出器の検出情報に基づいて改質ガス製造装置から混合調整装置へ供給される改質ガスの量を調整するように構成するのが好ましレ、。

[0014] 上記改質ガス供給通路および燃料ガス供給通路のうち少なくとも燃料ガス供給通路に燃料ガスの水素濃度検出器をさらに備え、

上記制御装置が上記水素濃度検出器の検出情報に基づいて改質ガス製造装置における天然ガスと空気との混合比を変更することにより、改質ガスの水素濃度を変更するように構成するのが好ましい。

[0015] 上記改質ガス製造装置が蒸気供給ラインを備えているものにおいて、上記改質ガス供給通路および燃料ガス供給通路のうち少なくとも燃料ガス供給通路に配設された燃料ガスの水素濃度検出器をさらに備え、

上記制御装置が、上記水素濃度検出器の検出情報に基づいて、改質ガス製造装置における天然ガスと空気と蒸気との混合比を変更することにより、改質ガスの水素濃度を変更するように構成するのが好ましい。蒸気の混合によって改質ガスの水素濃度の調整幅が拡がるからである。

[0016] 上記改質ガス供給通路および燃料ガス供給通路のうち少なくとも燃料ガス供給通路に配設された燃料ガスの水素濃度検出器と、

上記混合調整装置内に配設された、燃料ガスを希釈用ガスによって希釈するための希釈ガス供給装置とをさらに備え、

上記制御装置が上記水素濃度検出器の検出情報に基づいて燃料ガスに対して希釈ガス供給装置から希釈ガスを混合するように構成するのが好ましレ、。

[0017] 上記改質ガス供給通路および燃料ガス供給通路のうち少なくとも燃料ガス供給通路に配設された燃料ガスの水素濃度検出器をさらに備え、

上記制御装置が上記水素濃度検出器の検出情報に基づいて改質ガス製造装置における天然ガスと空気との混合比を変更することにより改質ガスの発熱量を変更するように構成するのが好ましい。

[0018] 上記改質ガス製造装置が蒸気供給ラインを備えているものにおいて、上記改質ガス供給通路および燃料ガス供給通路のうち少なくとも燃料ガス供給通路に配設された燃料ガスの水素濃度検出器をさらに備え、

上記制御装置が、上記水素濃度検出器の検出情報に基づいて、改質ガス製造装置における天然ガスと空気と蒸気との混合比を変更することにより、改質ガスの発熱量を変更するように構成するのが好ましい。

[0019] 上記改質ガス供給通路および燃料ガス供給通路のうち少なくとも燃料ガス供給通路に配設された燃料ガスの発熱量計測手段をさらに備え、

上記制御装置が上記発熱量計測手段の検出情報に基づいて改質ガス製造装置から混合調整装置へ供給される改質ガスの量を調整するように構成するのが好ましレ、。

[0020] 上記改質ガス供給通路および燃料ガス供給通路のうち少なくとも燃料ガス供給通路に配設された燃料ガスの発熱量計測手段をさらに備え、

上記制御装置が上記発熱量計測手段の検出情報に基づいて改質ガス製造装置における天然ガスと空気との混合比を変更することにより改質ガスの発熱量を変更するように構成するのが好ましい。

[0021] 上記改質ガス製造装置が蒸気供給ラインを備えているものにおいて、上記改質ガス供給通路および燃料ガス供給通路のうち少なくとも燃料ガス供給通路に配設された燃料ガスの発熱量計測手段をさらに備え、

上記制御装置が、上記発熱量計測手段の検出情報に基づいて、改質ガス製造装置における天然ガスと空気と蒸気との混合比を変更することにより、改質ガスの発熱量を変更するように構成するのが好ましい。

[0022] 上記燃料ガス供給通路に配設された通路の内圧を計測する圧力計測手段をさらに備え、

上記制御装置が、上記圧力計測手段の計測情報に基づいて、改質ガス製造装置から混合調整装置へ供給される改質ガスの量を調整するように構成するのが好ましレ、。

[0023] 上記改質ガス供給通路および燃料ガス供給通路のうち少なくとも燃料ガス供給通路に配設された燃料ガスの発熱量計測手段と、

上記制御装置が上記発熱量計測手段の検出情報に基づいて燃料ガスに対して希釈ガス供給装置から希釈ガスを混合するように構成するのが好ましい。

[0024] 上記改質ガス製造装置が、その反応容器における化学反応の促進のために、ガスタービン設備から加熱用の蒸気を供給するための加熱用蒸気供給ラインをさらに備えるのが好ましい。

[0025] 上記改質ガス製造装置が、その反応容器における化学反応の促進のための加熱用に、上記加熱用蒸気供給ラインに加えて、ガスタービン設備から高温圧縮空気を取り出して反応容器に供給する抽気ラインをさらに備え、蒸気と高温抽気とを選択的に供給しうるように構成されているのが好ましい。反応容器における化学反応を開始させる時点で、未だ当該設備内で蒸気が発生していない過渡的状態であるが故に反応を加速させるに必要となる熱源を得ることができるからである。 [0026] 上記改質ガス製造装置が、その改質ガス供給通路に熱交換手段を有しており、この熱交換手段が、反応容器へ供給される天然ガスおよび空気の混合気体と上記混合調整装置へ供給される改質ガスとの熱交換を行うように構成されているのが好ましレ、。高温化された改質ガスを適度な温度に冷却しうるとともに、反応に先立って混合気体を予熱することができるからである。

[0027] 上記改質ガス供給通路が、上記混合調整装置へ供給される改質ガスを冷却するための冷却手段を有しているのが好ましい。

[0028] 上記冷却手段が、改質ガス供給通路における上記熱交換手段の下流側に配設されており、改質ガス中の液分を凝縮して除去するように構成されてレ、るのが好ましレ、

[0029] 上記改質ガス供給通路にバッファタンクが配設されており、このバッファタンクが改質ガス流量の変動を吸収することにより、上記混合調整装置へ供給される改質ガスの圧力が安定するように構成されてレ、るのが好ましレ、。混合調整装置にぉレ、て低力口リガスに対する改質ガスの均一な混合が可能となるからである。

発明の効果

[0030] 本発明によれば、不純物のほとんど無い NGを改質して水素ガスを顕在させ、この水素ガスを含有するクリーンな改質ガスを BFG等の低カロリガスの特性を改質するガスとして用いることができる。その結果、低カロリガスの水素ガス含有率を安定化させる等、低カロリガスを安定した燃料とすることができる。

[0031] また、低カロリガスの供給量が減少した場合でも、低カロリガスとの混合性がよく且つ着火保炎性がよい水素ガスを含有する改質ガスによって低カロリガスを増熱することにより、設備の運転を安定的に継続することができる。

図面の簡単な説明

[0032] [図 1]本発明の一実施形態であるガス改質設備の概略を示すブロック図である。

[図 2]図 1の設備における改質ガス製造装置の一例を示すブロック図である。

[図 3]図 1の設備におけるガスタービン発電設備に供給する燃料ガスの供給ラインの一例を示すブロック図である。

[図 4]図 1の設備におけるガスタービン発電設備の一例を示すブロック図である。園 5]成分が CH のみであると仮定した NGに対する空気の混合比率に対する、当該混合ガスの発熱量を示すグラフである。

[図 6]成分が CH のみであると仮定した NGに対する空気の混合比率に対する、改質処理後の当該ガスの主燃焼成分の容積割合を示すグラフである。

[図 7]図 2の改質ガス製造装置における A部の他の例を示すブロック図である。

[図 8]図 2の改質ガス製造装置における A部のさらに他の例を示すブロック図である。園 9]図 1の設備におけるガスタービン発電設備およびこの発電設備に供給する燃料ガスの供給ラインの他の実施例を示すブロック図である。

符号の説明

1·· ··ガスタービン発電設備

2·· ··燃料ガス供給配管

3·· **改質ガス製造装置

4·· **改質ガス供給配管

5·· • ·¾Β 周整

6·· ··付帯設備

7·· ••NG供給配管

8·· ··空気供給配管

9·· ··加熱用蒸気供給配管

10·· ··制御装置

11·· ··第一混合器

12·· ··触媒反応容器

13·· ··熱交換器

14·· • 'ミストセパレータ

15·· ··フィノレタ

16·· ··昇圧ファン

16a- .·バイパス配管

17·· ··混合気体供給配管

18·· ··第二混合器 19·· ··冷却器

20·· • 'ノくッファタンク

21·· ••H濃度計

22·· ··〇濃度計

23·· ••CO濃度計

24·· ••CH濃度計

25·· ··バイパス配管

26·· ••BFG供給配管

27·· • *ノッファタンク

28·· ••CO濃度計

29·· ••H濃度計

30·· ··希釈装置

31·· ··希釈ガス供給配管

32·· ··除塵器

33·· ••H濃度計

34·· ··カロリメータ (ガス分析器)

35·· ··燃料圧縮機

36·· "ガスタービン

37·· ··燃焼器

38·· ··発電機

39·· ··バイパス配管

40·· ··冷却器

41·· -'排熱回収ボイラー

42·· • ' 気タービン

43·· ··煙突

44·· "発電機

45·· ··蒸気供給管

51 58····流調弁 61-、66· "'圧力計

71- 、76····流量計

81- 、89····温度計

91· ···蒸気配管

92· ···抽気配管

93· ···流調弁

94· ···第三混合器

95· ···昇圧圧縮機

96· ...バイパス配管

97· ···空気冷却器

98· ···流調弁

99· ···空気圧縮機

100· ...バイパス配管

101· ···空気冷却器

102、 103·· ··流調弁

104· …第四混合器

111· •••CH濃度計

112· •••CO濃度計

113· •••CH濃度計

AIR- ···空気

BFG- ···高炉ガス

NG- …天然ガス

U- • · 'ユースポイント

発明を実施するための最良の形態

[0034] 添付の図面を参照しながら本発明のガス改質設備の実施形態を説明する。

[0035] 図 1は本発明の一実施形態であるガス改質設備（以下、単に設備という）の概略を示すブロック図である。この設備はガスタービン発電設備 1に低カロリガス（以下、本実施形他では BFGで代表させる）を主体とした燃料ガスを供給する燃料ガス供給配管 2と、改質ガスを製造する改質ガス製造設備 3と、改質ガス製造設備 3から改質ガスを燃料ガス供給配管 2に合流させる改質ガス供給配管 4と、燃料ガス供給配管 2と改質ガス供給配管 4との合流点に配設された、 BFGと改質ガスとを混合して燃料ガスの調整を行う混合調整装置 5とを備えている。ガスタービン発電設備 1には排熱を有効利用する付帯設備 6が付設されている。改質ガス製造設備 3には改質ガスの原料となる NG、空気および蒸気を供給する NG供給配管 7、空気供給配管 8および蒸気配管 91が接続されている。さらに、改質ガス製造設備 3には、そこで NGを部分酸化反応させるために加熱する加熱用蒸気供給配管 9およびガスタービン抽気空気配管（以下、単に抽気配管という） 92が接続されている。また、この設備 1には、改質ガスの製造、改質ガスの供給、および、 BFGと改質ガスとの混合調整を制御するための制御装置 10が設置されている。

[0036] 上記改質ガス製造設備 3では NGを空気と混合して部分酸化し、 NG中のメタンガス

(CH )を分解して水素ガス (H )、一酸化炭素 (CO)、二酸化炭素 (CO )、水分 (H

〇）を顕在化させる。液化した水分はドレンとして排出される力その他は全て改質ガスとして BFGに混合される。このように、 NGを分解するだけであって純水水素を取り出すのではないので、脱硫、タール除去、ナフタリン除去などの前処理設備は不要である。また、可燃成分として CH 、 H 、 COが得られる。 NGと空気との混合比を変えることによってこれら可燃成分の割合を調節することが可能である。したがって、燃料ガスとして選択される低カロリガスの成分に適合させることが可能である。

[0037] 使用する NGが低圧である場合と高圧である場合とで配管設備が若干異なるが、図 1では両者を併せて記載している。たとえば、上記改質ガス供給配管 4は、 NGが低圧か高圧かによつて異なる力 S、図 1では低圧改質ガス供給配管 4aと高圧改質ガス供給配管 4bとが合わせて示されている。低圧の NGとは、改質ガス製造設備 3に供給される NGがガスタービンへの供給燃料に対して要求される圧力よりも低い圧力の場合を言う。高圧の NGとは、逆にガスタービンへの供給燃料に対して要求される圧力よりも高い圧力の NGを言レ、、たとえば液化天然ガスを閉所において気化させた状態のものである。

[0038] 低圧 NGを使用して得られる改質ガスの圧力も低いものとなる。この場合、低圧の改質ガスは低圧改質ガス供給配管 4aを通して混合調整装置 5に送られ、ここで BFGと混合される。混合調整装置 5では、燃料ガス中の水素ガス含有率が所定範囲となるように、改質ガス供給配管 4aから BFGに対して供給される改質ガスの量を調整すると共に希釈ガスを必要に応じて供給する。ガスタービン発電設備 1ではこの改質された混合 BFGを燃料としてガスタービンを運転し、発電する。付帯設備 6には後述するように、ガスタービン 36からの排熱を利用する排熱回収ボイラー 41や蒸気タービン 42 が設置されている。

[0039] 高圧 NGを用レ、る場合は、後述するように空気供給配管 8も高圧用のものを用いるので、低圧 NGを用いる場合とでは異なる。また、高圧 NGを使用して得られる改質ガスの圧力は高いものとなる。高圧の改質ガスは混合調整装置 5には送られずに、高圧改質ガス供給配管 4bを通してガスタービン発電設備 1内の燃料ガス供給配管 2に直接送られ、ここで BFGと混合される。

[0040] 図 2— 3を参照しつつ上記各設備 2、 3、 5、 6を説明する力まず、低圧 NGを使用する場合について説明し、その後で、高圧 NGを使用する場合についての差違点について説明する。

(低圧改質ガス製造設備 3の構成）

図 2には改質ガス製造設備 3を構成する機器配管の概念図が示されている。実機においては、各機器の数量、配管順序等が変更されることはあり得る。また、予備機、予備系統、保守用装置、監視用装置、高機能化、高精度化、安定化、簡易化等に限らず、設備設計者や使用者の意図により、本発明の範囲内において詳細各部が変更される場合がある。

[0041] 改質ガス製造設備 3は NGと空気とを混合するための第一混合器 11、混合された気体を加熱することによって部分酸化させる反応容器 12、および、反応容器 12に送られる混合気体と反応熱によって高温化された気体との熱交換を行う熱交換器 13を備えている。混合気体の化学反応に必要な温度まで反応容器 12を加熱するために、反応容器 12に接続された加熱用蒸気供給配管 9からは蒸気が供給され、または、ガスタービン空気圧縮機 38a (図 4参照）から反応容器 12に接続された上記抽気配管 92からは抽気された高温圧縮空気が流調弁 103を通して供給される。抽気配管 9 2には温度計 89が設置されている。上記ガスタービン空気圧縮機 38aからの高温圧縮空気が利用できないときに加熱用蒸気供給配管 9からの蒸気を用いる。また、蒸気や高温圧縮空気は反応容器 12の起動時のみ供給され、反応開始後は混合気体自らの反応熱によって反応が継続される。

[0042] この改質ガス製造設備 3の各配管には各種の計測機器および流量調整弁 (以下、流調弁という）が設置されている。これらを流体の流れに沿って説明する。

[0043] まず、 NG供給配管 7を通して供給される NGは、流調弁 51を通ったあとミストセパレータ 14に至って液分が除去される。改質ガス製造設備 3の第一混合器 11へ至る配管 7には圧力計 61と流量計 71が設置されている。第一混合器 11にも圧力計 63が設置されている。

[0044] 空気供給配管 8を通して供給される空気は、フィルタ 15によって除塵されたあと、昇圧ファン 16により、流調弁 52a、 52bを通して第一混合器 11へ圧送される。第一混合器 11において、空気は NGと混合される。この空気供給配管 8における上記流調弁 5 2aの下流に圧力計 62および流量計 72が設置されている。また、空気供給配管 8には上記昇圧ファン 16をバイパスするバイパス配管 16aが配設されている。このバイパス配管 16aには流調弁 53が設置されている。このバイパス配管 16aは昇圧ファン 16 の連続運転が可能な最小流量を確保するためのものである。

[0045] 一方、蒸気配管 91を通して供給される蒸気は流調弁 93を通ったあと第三混合器 9 4に供給され、 NGと空気との混合ガスに混合される。符号 76は流量計である。

[0046] 改質ガス製造設備 3においては、第一混合器 11によって空気と NGとが混合されてなる混合気体が熱交換器 13によって昇温されたあと、反応容器 12に送られる。熱交換器 13の上流側および下流側の混合気体供給配管 17にはそれぞれ温度計 81、 8 2が設置されている。反応容器 12および加熱用蒸気供給配管 9にもそれぞれ温度計 83、 84が設置されている。反応容器 12では、 NGが部分酸化されてその含有 CH が H 、 CO、 CO 、 H 〇に分解される。これらは分離されることなく改質ガスとして改質ガス供給配管 4に送られる。この改質ガス供給配管 4中の改質ガスは、前述の熱交換器 13を通ることによって NGと空気との混合気体によって冷却される。反応容器 12 と熱交換器 13との間の改質ガス供給配管 4の部分には圧力計 64と温度計 85とが設置されている。

[0047] 改質ガス供給配管 4は改質ガス製造設備 3から混合調整装置 5の第二混合器 18まで延設されている。改質ガス製造設備 3から出たあとの改質ガス供給配管 4には冷却器 19およびバッファタンク 20が配設されている。バッファタンク 20は改質ガス流量の変動を吸収するためのものである。改質ガスは冷却器 19によって冷却され、凝縮した液分はドレンとして排出される。その後、改質ガスはバッファタンク 20に所定量充満された状態で、流調弁 54によって流量調整されつつ第二混合器 18に送られる。流調弁 54によって流量調整された改質ガスの流量は、流調弁の下流に設置された流量計 73によって検出される。

[0048] 冷却器 19とバッファタンク 20との間の改質ガス供給配管 4の部分には、改質ガス流れの下流に向かって、温度計 86、 H濃度計 21、 O濃度計 22、 C〇濃度計 23および CH濃度計 24が設置されている。バッファタンク 20には圧力計 64が設置されている。改質ガス供給配管 4にはバッファタンク 20をバイパスするバイパス配管 25が配設されている。

(混合調整装置 5の構成）

つぎに、図 3を参照しつつ混合調整装置 5を説明する。混合調整装置 5には BFG 供給配管 26が接続されている。 BFG供給配管 26には温度計 87、バッファタンク 27 および圧力計 65が設置されている。バッファタンク 27は BFGの流量が変動した場合に、それに起因する圧力の変動を緩和するためのものである。

[0049] 混合調整装置 5における BFG供給配管 26には、 CH濃度計 111、 CO濃度計 28

、 H濃度計 29、上記第二混合器 18および希釈装置 30が、流体流れの下流に向かつて順に設置されている。ただし、この機器の配置は例示であってこれに限定されるものではない。 BFGと改質ガス（H 、 C〇、 C〇、 H〇等）とは、第二混合器 18によつて混合されて混合ガス (燃料ガス）となり、燃料ガス供給配管 2を通してガスタービン発電設備 1の燃料圧縮機 35 (図 4参照）に送られる。

[0050] 希釈装置 30は燃料ガス中の H濃度が所定範囲を超えたときに窒素ガス（N )等を混合して H濃度を低下させるためのものである。この希釈装置 30には図示しない窒素ガス (N )等の供給源から希釈用ガスとしての Nガス等を供給する供給配管 31が接続されている。希釈ガス供給配管 31には流調弁 55と流量計 74とが設置されている。

[0051] 混合調整装置 5からガスタービン発電設備 1に至る燃料ガス供給配管 2には、下流に向けて除塵器 32、 C〇濃度計 112、 H濃度計 33

2 、 CH濃度計 113、圧力計 66

4 、温度計 88およびカロリメータ（たとえばガス分析器） 34が設置されている。

(ガスタービン発電設備 1の構成）

図 4を参照すると、ガスタービン発電設備 1における燃料ガス供給配管 2にはモータ一 Mで駆動される上記燃料圧縮機 35が設置され、燃料ガスはこの燃料圧縮機 35により、燃料ガス供給配管 2を通して上記ガスタービン 36の燃焼器 37に圧送される。燃料圧縮機 35と燃焼器 37との間の燃料ガス供給配管 2の部分には流量計 75と流調弁 56とが設置されている。ガスタービン 36には発電機 38が接続されている。符号 38 aはガスタービンの空気圧縮機である。上記燃料圧縮機 35にはバイパス配管 39が配設されている。このバイパス配管 39は、圧縮機 38aの出口の燃料ガス圧力を所定の圧力に制御するためのものであり、流調弁 57と冷却器 40とを備えている。

[0052] このガスタービン発電設備 1に付設された付帯設備 6は、排熱回収ボイラー 41、この排熱回収ボイラー 41の蒸気によって発電するための蒸気タービン 42、および、排ガスを放散するための煙突 43である。蒸気タービン 42には発電機 44が接続されている。また、排熱回収ボイラー 41から所定のユースポイント UPへ蒸気を供給するための蒸気供給配管 45が設置されており、この蒸気供給配管 45には流調弁 58が設置されてレ、る。この蒸気供給配管 45によって前述の反応容器 12に加熱用の蒸気を供給してもよい。

[0053] 以上のガス改質設備は上記制御装置 10によってその運転が制御される。制御装置 10は、 BFGに改質ガスや希釈用ガスを必要量混合して BFGの特性を改良するための混合調整装置 5の制御と、この混合調整装置 5からの要求指令によって NGと空気との混合ガスから所用の改質ガスを製造するための改質ガス製造装置 3の制御とを行う。以下の通りである。

(改質ガス製造装置 3の制御）

NGを化学反応させて得られる改質ガスは、 BFGに比べてはるかに水素含有率および発熱量が高い。したがって、改質ガス製造装置 3の制御は、改質ガスの製造量および混合調整装置 5への供給量、改質ガスの水素含有率、並びに、改質ガスの発熱量を、要求された数値に合致するよう調整することを目的の一つとしている。そのために、改質ガス製造装置 3への NG、空気および蒸気の供給量およびこれらの混合比が調節される。 NGと空気の混合比は、使用されるガスタービンによって定まる燃料ガス中の要求水素濃度、事前に計測された BFG中の水素濃度、改質ガス製造装置 3の改質ガス製造能力、上記ガスタービンの全負荷運転時の燃料消費量などに基づいて予め決定される。予め定められたこの混合比（基準混合比）は必要に応じて変更されることがある。

[0054] NGおよび空気の供給量およびこれらの混合比の調節は、各供給配管 7、 8の流調弁 51、 52a、 52bの開度を調整することによりなされる。 NGと空気との混合比は、前述した基準混合比となるように、各供給配管 7、 8の流量計 71、 72による計測情報に基づレ、てフィードバック制御される。改質ガスの製造量と混合調整装置 5への供給量との調整は、第一混合器 11の内圧、または、改質ガス供給配管 4上のバッファタンク 20の内圧、が所定範囲となるように流調弁 51によって NG流量を制御することによりなされる。予め混合比が定まっているので、流調弁 51によって NG流量（流量計 71によって計測）が定まると、自動的に空気供給配管 8の流調弁 52aの開度が決定され、流調弁 52bによって空気流量 (流量計 72によって計測）が調整される。一方の流調弁 52aは NGと空気との混合比によって自動的に開度を定める固定開度弁である。他方の流調弁 52bは混合比を正しく調整する自動制御弁として作動する。これら流調弁 52a、 52bの流量割合は任意に設定することができる。

[0055] 改質ガスの発熱量は、図 5に示すように、 NG (CH 力 lOOであると想定して）に混合する空気の容積比率が 0のときに最大で、この比率が大きくなるほど低下する。一方、改質ガス中の水素濃度は、図 6に示すように、空気の容積比率が 0のときに 0であり、 20— 35 (%)あたりで大きくなり、それから空気比率が大きくなるほど低下していく。なお、図 5は、成分が CH のみであると仮定した NGに対する空気の混合比率に対する、当該混合ガスの発熱量を示すグラフである。また、図 6は、成分が CH のみであると仮定した NGに対する空気の混合比率に対する、製造後の改質ガスの主燃焼成分の容積割合を示すグラフである。

[0056] 蒸気は、 NGと空気との混合比が同じ場合、改質ガス中の水素濃度を高くする効果があるため、同じ NGと空気との混合比を調節して得られるよりもさらに高い水素濃度の改質ガスが必要な場合に供給される。この水素濃度の変化によって発熱量も変化するので、発熱量を調整することを目的として蒸気濃度を調整してもよい。

[0057] また、改質ガスの製造において、安全上の理由から改質ガス中の酸素濃度を所定値 (たとえば 1容積％)以下にすべく制御される。このためには、 O濃度計 22の検出

2

結果に基づき、空気の混合比を減少させる方向で流調弁 52bによってフィードバック制御を行う。また、燃料ガスの発熱量を調整することができるように、 H濃度計 21、 C

2

O濃度計 23、 CH濃度計 24、圧力計 64および温度計 86による検出情報から制御

4

装置 10が改質ガスの発熱量を算出する。 NGを用いた改質ガスの可燃成分は主に Hガス、 COガスおよび CHガスだからである。この算出発熱量に基づき、所定の発

2 4

熱量となるように流調弁 52bを用いて空気混合比を変更することによって調整する。なお、発熱量の算出に検出温度および検出圧力をも用いるのは蒸気分圧補正を行うためである。

(混合調整装置 5の制御）

混合調整装置 5の制御は、ガスタービン 36に供給すべき BFGに混合する改質ガスの量を調整することにより、また改質ガス製造装置 3に対して水素濃度変更指令を発することにより、また BFGに希釈用ガスを混合することにより、混合ガス (燃料ガス）の水素濃度を要求値に適合させることを目的としている。また、改質ガス製造装置 3に対して改質ガスの発熱量を変更する指令を発することにより、燃料ガスの発熱量を調整することも可能である。ガスタービン 36が消費する燃料ガスの量はガスタービンの負荷に従って変動するので、ガスタービン 36の運転制御と連動して BFG、改質ガスおよび希釈ガスの量と混合比とを調整する。

[0058] まず、燃料ガス中の水素含有量制御を説明する。水素ガスは燃焼速度が速く着火保炎性がよいため、低カロリである BFGの安定した燃焼の維持に貢献する。したがつて、水素含有率の低い低カロリガスに対して、制御装置 10は燃料ガス中の水素濃度が所定値 (たとえば 4容積％)に維持されるように制御する。ガスタービンの場合、 BF Gの水素含有率が 2容積％以下であると失火しやすいからである。なお、水素濃度制御における BFGと改質ガスとの計画混合比および最大混合比は手動入力によって任意に設定することが可能である。計画混合比および最大混合比については後述する。

[0059] もし、改質ガスの供給量を調整 (増大)することによつても水素濃度が所定値を下回る場合、制御装置 10はアラーム (low-alarai )を発すると共に、改質ガス製造装置 3に対して水素濃度増加指令を発する。この指令を受けた改質ガス製造装置 3では、 NG への空気混合比率を変えて改質ガス中の水素濃度を上昇させる。改質ガス中の水素濃度は NGと空気との混合比が 30容積％程度で最大となるため、この混合比においてもなお改質ガス中の水素濃度を高くする必要がある場合、 NGと空気との混合比を固定しておいて蒸気を追加的に混合する。水素濃度の上昇によって発熱量も上昇するので、蒸気の混合率を変化させることによって発熱量制御も行うことができる。蒸気の混合量の最大値は第三混合器 94の濃度条件下で飽和圧力以下とする。

[0060] 改質ガスの水素濃度を最大に上昇させることによつても水素濃度が所定値を下回る場合、制御装置 10はアラーム（low-low alarm )を発すると共に、水素濃度制御から発熱量制御に切り替える。すなわち、改質ガス製造装置 3に対して改質ガスの発熱量を増大させる指令を発する。この指令を受けた改質ガス製造装置 3では、 NGへの空気混合比率を変えて改質ガスの発熱量を増大させる。具体的には NGへの空気混合比率を低下させることによって改質ガスの発熱量を増大させる。

[0061] 一方、もし改質ガスの供給量を調整 (減少)することによつても水素濃度が所定値を超える場合、制御装置 10はアラーム (high-alarm)を発すると共に、改質ガス製造装置 3に対して水素濃度低下指令を発する。この指令を受けた改質ガス製造装置 3では、 NGへの空気混合比率を変えて改質ガス中の水素濃度を低下させる。

[0062] また、改質ガスの水素濃度を最小まで低下させることによつても水素濃度が所定値を超える場合、制御装置 10はアラーム (high- high-alarai )を発すると共に、水素濃度が所定値となるように、希釈ガス供給配管 31の流調弁 55を調整して希釈装置 30に供給する希釈用ガスの必要流量 (流量計 74によって検出）を設定する。希釈用ガスとしては通常 N が使用されるが、これに限定されない。 [0063] 以上の制御は、燃料ガスとして使用される BFG中の水素濃度を所定値に保っための制御であるが、もともと水素濃度が十分且つ安定した（5容積％以上)低カロリー副生ガスも存在する。ただし、力かる低カロリーな副生ガスであっても、主操業プロセスにおける操業条件変更の影響を受けて発熱量 (ガスカロリー）が変化することがある。このような場合のカロリー変動に対処すベぐ燃料ガスの発熱量を安定させることにより運転を維持するための制御 (発熱量制御）を行うことも可能である。

[0064] すなわち、改質ガス供給配管 4および燃料ガス供給配管 2に設置された流量計 73

74 75と、燃料ガス供給配管 2に設置された H濃度計 29 C〇濃度計 28 CH濃

2 4 度計 111、圧力計 65および温度計 87とによる検出結果に基づいて BFGの発熱量を計算し、さらに、改質ガス供給配管 4に設置された流量計 73 H濃度計 21 CO濃

2

度計 23 CH濃度計 24、圧力計 64および温度計 86による検出結果に基づいて改

4

質ガスの発熱量を計算する。これらのトータルの発熱量がガスタービン 36の運転に必要な発熱量を下回った場合に、改質ガス供給配管 4からさらに高位のカロリを有する改質ガスを供給して燃料ガスの必要発熱量まで上昇させる制御である。改質ガスの供給量は流調弁 54によって制御する。なお、発熱量の算出に検出温度および検出圧力をも用いるのは蒸気分圧補正を行うためである。

[0065] 発熱量計算のための濃度検出に各成分ガスの濃度計 21 23 24 28 29 111 を用いたのは、検出速度が速いため、プロセス制御に適しているからである。一方、検出速度は遅いがガス成分を正確に計測することができる前述のカロリメータ 34は燃料ガスの性状変化を監視するために用いられる。したがって、 BFGと改質ガスとを混合したあとの燃料ガスの可燃性成分はこのカロリメータ 34によって計測し、調整のために制御装置 10 フィードバックすることができる。

[0066] また、この燃料ガスのカロリー値 (可燃成分の濃度）の検出速度を速くして即応性を持たせるには、燃料ガス供給配管 2に設置された C〇濃度計 112と H濃度計 33と C

2

H濃度計 113とを用いて可燃成分の濃度を検出し、圧力計 66および温度計 88によ

4

る計測圧力および計測温度から水分補正をして計算すればょレ混合後の燃料ガスの発熱量がガスタービンの許容カロリー変動幅の上限値を超す場合には、希釈ガス供給配管 31によって Nガス等の希釈ガスを供給することにより発熱量を低減する。 [0067] この発熱量制御における BFGと改質ガスとの計画混合比、最小混合比および最大混合比は手動入力によって任意に設定することができる。これは、各高炉や操業条件ごとに発生する BFGの組成は異なり、必然的にこれに連係すべき改質ガスの組成も異ならざるを得ないので、これに対応すべく適宜変更設定するためである。また、低カロリー副生ガスには前述のとおり 5容積％以上の高濃度水素を含むようなものも存在するが、 BFGのように低濃度のものもある。このようなガスでは、発熱量制御時においても前述した所定の水素濃度を維持するのが望ましい。なぜなら、水素ガスは着火保炎性がよぐ安定燃焼を確保するために必要なガス成分だ力である。

[0068] 前述した計画混合比とは、ある水素濃度の BFGに対する、予め計画された水素濃度を有する改質ガスの混合比であり、予め設計段階で計算によって得られる比である。この計画混合比が予め得られておれば、 BFGの水素濃度変化に対して制御応答性が良くなる。そして、燃料ガス供給配管 2の H濃度計 33の検出結果に基づくフ

2

イードバック制御によって微調整がなされる。最大混合比とは、計器の誤信号による改質ガスの過剰混合を防止するために設定する混合比の上限値である。同様に、最小混合比とは、計器の誤信号による改質ガスの混合不足 (発熱量不足）を防止するために設定する混合比の下限値である。

[0069] 以下、具体的な発熱量制御を説明する。通常運転中に燃料ガスの発熱量が予め定められた範囲を下回った場合、制御装置 10は燃料ガスの発熱量が所定値となるように、改質ガス供給配管 4の流調弁 54の開度を増大して第二混合器 18へ供給する改質ガスの流量 (流量計 73によって検出）を増大する。

[0070] 改質ガスの流量を増大してもなお燃料ガスの発熱量が設定値を下回る場合、制御装置 10はアラーム (low-alarm )を発すると共に、改質ガス製造装置 3に対して発熱量増加指令を発する。この指令を受けた改質ガス製造装置 3では、 NGへの空気混合比率を変えて改質ガスの発熱量を上昇させる。 NGへの空気混合比率の調節量は図 5のグラフの傾向に合わせて決定される。必要に応じて蒸気の混合率も変化させることにより改質ガスの発熱量を上昇させる。

[0071] 改質ガスの発熱量を最大に上昇させることによつてもなお燃料ガスの発熱量が所定値を下回る場合、制御装置 10はアラーム（low-low alarm )を発する。これに応じて操作員が適切な処置を行う。

[0072] 一方、もし改質ガスの供給量を調整 (減少）することによつても発熱量が所定の上限値を超える場合、制御装置 10はアラーム (high-alarm)を発すると共に、改質ガス製造装置 3に対して発熱量低下指令を発する。この指令を受けた改質ガス製造装置 3 では、 NGへの空気混合比率を変えて改質ガスの発熱量を低下させる。

[0073] また、改質ガスの発熱量を最小まで低下させることによつてもなお燃料ガスの発熱量が所定の高上限値を超える場合、制御装置 10はアラーム (high- high-alarm )を発すると共に、発熱量が所定の低上限値となるように、希釈ガス供給配管 31の流調弁 55を調整して希釈装置 30に供給する希釈ガスの必要流量 (流量計 74によって検出 )を設定する。

[0074] なお、水素濃度制御時および発熱量制御時に、 NGと空気との混合比を変更する際には混合に必要な時間遅れを考慮して行うのが望ましい。

[0075] 以上述べた燃料ガスの発熱量制御は、燃料ガスの発熱量を検出しつつ改質ガスや希釈ガスの供給により直接的に発熱量を増減する制御である。

[0076] つぎに、図 7—図 9を併せて参照しつつ、前述の低圧 NGではなぐ高圧 NGを用いる場合の設備上の差違点を中心に説明する。

[0077] 高圧 NGを用いる場合は、合わせて供給する空気も高圧にする必要があるが、図 7 および図 8を参照しつつ以下に二種類の高圧仕様の空気供給配管 8について説明する。図 7において二点鎖線で示す範囲の配管は高圧用として、図 2中の低圧空気供給配管 8における二点鎖線で囲む A部に代えて採用するものである。

[0078] 図 7に示す空気供給配管 8には、後述するガスタービンにおける空気圧縮機 38aに接続された抽気配管 92を通して抽気される高温高圧空気力流調弁 103によって流量調整されつつ導かれる。そして、この空気供給配管 8における前述の流調弁 52a、 52bの下流に昇圧用の圧縮機 95が配設されている。空気供給配管 8にはこの昇圧用圧縮機 95をバイパスするバイパス配管 96が接続され、このバイパス配管 96には、空気冷却器 97と昇圧用圧縮機 95のサージングを防止するための流調弁 98とが配設されている。このようにしてガスタービンにおける空気圧縮機 38aからの高温高圧空気を利用することができる。 [0079] 図 8に示す空気供給配管 8には、図 2中の低圧空気供給配管 8と同様に低圧の空気が供給されてくる。しかし、この高圧空気供給配管 8には、図 2中の低圧空気供給配管 8における昇圧ファン 16に代えて、高圧の空気圧縮機 99が配設されている。また、空気供給配管 8にはこの空気圧縮機 99をバイパスするバイパス配管 100が接続され、このバイパス配管 100には、空気冷却器 101と空気圧縮機 99のサージングを防止するための流調弁 103とが配設されている。

[0080] 図 9には高圧の NGから製造した高圧の改質ガスを利用するガスタービン発電設備

1の配管設備が示されており、これは図 3および図 4に示す低圧の改質ガスを使用する配管に相当する。ここには、図 3に示すような BFGと改質ガスとの混合調整を行う混合調整装置 5が纏まった形では配設されていない。具体的には、図示のごとぐ前述した混合調整装置 5のうちの、圧力計 65、 C〇濃度計 28および H濃度計 29が燃料

2

圧縮機 35の上流側に設置されており、改質ガスと BFGとを混合する第四混合器 104 と、流調弁 55、流量計 74および希釈装置 30が設置された希釈ガス供給配管 31とが燃料圧縮機 35の下流側に設置されている。このように、混合調整装置 5の構成要素が燃料圧縮機 35の上流と下流とに分かれて設置されている。これは、 BFGに混合する改質ガスは高圧であって上記燃料圧縮機 35による昇圧を必要としないため、改質ガス供給配管 4を燃料圧縮機 35の下流側に接続したことによる。また、ガスタービン 3 6中の空気圧縮機 38aに抽気配管 92が接続されている。空気圧縮機 38aからこの抽気配管 92を通して高温高圧空気が前述した改質ガス製造装置 3への空気供給配管 8に送られる。以上の点が図 3および図 4に示す低圧の改質ガスを使用する配管と相違する。

産業上の利用可能性

[0081] 本発明によれば、不純物のほとんど無い NGを分解して必要な濃度の水素ガスを含有するクリーンなガスを発生させ、これを特性が不安定な低カロリガスに巧みに混合することにより、従来の大規模なガス燃料前処理設備などを要することなくガスタービンの継続的安定燃焼を実現することが可能となる。

Claims

請求の範囲

[1] 天然ガス供給ラインおよび空気供給ラインを有し、天然ガスと空気とを混合させ、この混合気体を化学反応させて改質することによって水素ガスを含有する改質ガスを製造するための反応容器を有する改質ガス製造装置と、

低カロリガスと該改質ガス製造装置から供給される改質ガスとを混合してガスタービン設備に燃料ガスとして供給するための混合調整装置と、

上記改質ガス製造装置および混合調整装置の動作を制御するための制御装置とを備えてなるガス改質設備。

[2] 上記改質ガス製造装置が、蒸気供給ラインをさらに備えており、天然ガスと空気の混合気体にさらに蒸気を加えて化学反応させることにより改質して得られる改質ガスを上記混合調整装置へ供給しうるように構成されてなる請求項 1記載のガス改質設備。

[3] 上記改質ガス供給通路および燃料ガス供給通路のうち少なくとも燃料ガス供給通路に配設された燃料ガスの水素濃度検出器をさらに備えており、

上記制御装置が、上記水素濃度検出器の検出情報に基づいて、改質ガス製造装置から混合調整装置へ供給される改質ガスの量を調整するように構成されてなる請求項 1記載のガス改質設備。

[4] 上記改質ガス供給通路および燃料ガス供給通路のうち少なくとも燃料ガス供給通路に配設された燃料ガスの水素濃度検出器をさらに備えており、

上記制御装置が、上記水素濃度検出器の検出情報に基づいて、改質ガス製造装置における天然ガスと空気との混合比を変更することにより、改質ガスの水素濃度を変更するように構成されてなる請求項 1記載のガス改質設備。

[5] 上記改質ガス供給通路および燃料ガス供給通路のうち少なくとも燃料ガス供給通路に配設された燃料ガスの水素濃度検出器をさらに備えており、上記制御装置が、上記水素濃度検出器の検出情報に基づいて、改質ガス製造装置における天然ガスと空気と蒸気との混合比を変更することにより、改質ガスの水素濃度を変更するように構成されてなる請求項 2記載のガス改質設備。

[6] 上記改質ガス供給通路および燃料ガス供給通路のうち少なくとも燃料ガス供給通路に配設された燃料ガスの水素濃度検出器と、

上記混合調整装置内に配設された、燃料ガスを希釈用ガスによって希釈するための希釈ガス供給装置とをさらに備えており、

上記制御装置が、上記水素濃度検出器の検出情報に基づいて、燃料ガスに対して希釈ガス供給装置から希釈ガスを混合するように構成されてなる請求項 1記載のガス改質設備。

[7] 上記改質ガス供給通路および燃料ガス供給通路のうち少なくとも燃料ガス供給通路に配設された燃料ガスの水素濃度検出器をさらに備えており、

上記制御装置が、上記水素濃度検出器の検出情報に基づいて、改質ガス製造装置における天然ガスと空気との混合比を変更することにより、改質ガスの発熱量を変更するように構成されてなる請求項 1記載のガス改質設備。

[8] 上記改質ガス供給通路および燃料ガス供給通路のうち少なくとも燃料ガス供給通路に配設された燃料ガスの水素濃度検出器をさらに備えており、

上記制御装置が、上記水素濃度検出器の検出情報に基づいて、改質ガス製造装置における天然ガスと空気と蒸気との混合比を変更することにより、改質ガスの発熱量を変更するように構成されてなる請求項 2記載のガス改質設備。

[9] 上記改質ガス供給通路および燃料ガス供給通路のうち少なくとも燃料ガス供給通路に配設された燃料ガスの発熱量計測手段をさらに備えており、

上記制御装置が、上記発熱量計測手段の検出情報に基づいて、改質ガス製造装置から混合調整装置へ供給される改質ガスの量を調整するように構成されてなる請求項 1記載のガス改質設備。

[10] 上記改質ガス供給通路および燃料ガス供給通路のうち少なくとも燃料ガス供給通路に配設された燃料ガスの発熱量計測手段をさらに備えており、

上記制御装置が、上記発熱量計測手段の検出情報に基づいて、改質ガス製造装置における天然ガスと空気との混合比を変更することにより、改質ガスの発熱量を変更するように構成されてなる請求項 1記載のガス改質設備。

[11] 上記改質ガス供給通路および燃料ガス供給通路のうち少なくとも燃料ガス供給通路に配設された燃料ガスの発熱量計測手段をさらに備えており、

上記制御装置が、上記発熱量計測手段の検出情報に基づいて、改質ガス製造装置における天然ガスと空気と蒸気との混合比を変更することにより、改質ガスの発熱量を変更するように構成されてなる請求項 2記載のガス改質設備。

[12] 上記燃料ガス供給通路に配設された通路の内圧を計測する圧力計測手段をさらに備えており、

上記制御装置が、上記圧力計測手段の計測情報に基づいて、改質ガス製造装置から混合調整装置へ供給される改質ガスの量を調整するように構成されてなる請求項 1記載のガス改質設備。

[13] 上記改質ガス供給通路および燃料ガス供給通路のうち少なくとも燃料ガス供給通路に配設された燃料ガスの発熱量計測手段と、

上記制御装置が、上記発熱量計測手段の検出情報に基づいて、燃料ガスに対して希釈ガス供給装置から希釈ガスを混合するように構成されてなる請求項 1または 1 2記載のガス改質設備。

[14] 上記改質ガス製造装置が、その反応容器における化学反応の促進のためにガスタ一ビン設備から加熱用の蒸気を供給するための加熱用蒸気供給ラインをさらに備えてなる請求項 1記載のガス改質設備。

[15] 上記改質ガス製造装置が、その反応容器における化学反応の促進のための加熱用にガスタービン設備から高温圧縮空気を取り出して反応容器に供給する抽気ラインをさらに備えており、蒸気と高温抽気とを選択的に供給しうるように構成されてなる請求項 14記載のガス改質設備。

[16] 上記改質ガス製造装置が、その改質ガス供給通路に熱交換手段を有しており、該熱交換手段が、反応容器へ供給される天然ガスおよび空気の混合気体と上記混合調整装置へ供給される改質ガスとの熱交換を行うように構成されてなる請求項 1記載のガス改質設備。

[17] 上記改質ガス供給通路が、上記混合調整装置へ供給される改質ガスを冷却するための冷却手段を有してなる請求項 1記載のガス改質設備。

[18] 上記冷却手段が、改質ガス供給通路における上記熱交換手段の下流側に配設されており、改質ガス中の液分を凝縮して除去するように構成されてなる請求項 17記載のガス改質設備。

[19] 上記改質ガス供給通路にバッファタンクが配設されており、該バッファタンクが改質ガス流量の変動を吸収することにより、上記混合調整装置へ供給される改質ガスの圧力が安定するように構成されてなる請求項 1記載のガス改質設備。