WO2019003316A1

WO2019003316A1 - 発電設備

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Publication number: WO2019003316A1
Application number: PCT/JP2017/023634
Authority: WO
Inventors: 博昭谷川; 泰孝和田; 優大内
Original assignee: 中国電力株式会社
Priority date: 2017-06-27
Filing date: 2017-06-27
Publication date: 2019-01-03
Also published as: JPWO2019003316A1; JP6304462B1

Abstract

アンモニアガスを燃料として安全に利用可能な発電設備を提供する。　本発明の発電設備１は、アンモニアガス以外のガス燃料を供給するガス燃料供給部７０から延びるガス燃料配管１７０に接続されたガスバーナ６２Ａを備える発電設備１であって、前記ガス燃料配管１７１における、前記ガスバーナ６２Ａ近傍の第１接続部７２に接続された、アンモニアガスを供給するアンモニアガス燃料用配管設備３と、前記ガス燃料配管１７１の前記第１接続部７２よりも上流側に設けられ、前記ガス燃料配管１７１における前記第１接続部７２よりも上流側への前記アンモニアガスの流入を防止するガス燃料配管遮断弁７１と、を備える。

Description

発電設備

　本発明は、発電設備に関する。

　従来、火力発電所等の発電設備のボイラは、石炭・天然ガス・軽油・重油等の化石燃料をバーナで燃焼させた熱を利用して高温高圧蒸気を発生させている。しかし、これらの化石燃料を燃焼させると二酸化炭素が発生するため、地球温暖化の原因になる。このため、近年、カーボンクレジット（排出枠）といった形で二酸化炭素を抑制する動きがある。
　例えば、ＬＮＧ（液化天然ガス）は、二酸化炭素の排出量がＬＰＧ（液化石油ガス）より少ない。このため、ＬＮＧを燃料として用いることが行われている。ＬＮＧ等のガス燃料は、輸送の際に便宜上、液化が必要である。しかし、ＬＮＧの場合、液化するために－１８０度程度の低温状態にする必要があるため、液化が容易ではなく、設備のコストもかかる。
　このため、二酸化炭素を発生しない燃料として、アンモニアガスの利用が提案されている（例えば特許文献１参照）。アンモニアはマイナス３３度程度で液化する。このため、例えば、液化にマイナス１８０程度必要なＬＮＧと比べて液化が容易で、設備のコストも安価ですむ。

特開２０１６－１８３８４０号公報

　特許文献１に記載の装置は、主燃料として石炭ガス化ガス等のガスが燃焼されている燃焼器において、出力が低下した場合に、脱硝装置に用いるアンモニアガスを追加の燃料として投入するものである。
　特許文献１においては、アンモニアガスを燃焼させるバーナが、他の燃料用のバーナと別途設けられたものなのか、またアンモニアガス以外のガス燃料用の既存の配管を用いるものなのかについての記載はない。
　しかし、アンモニアガスを燃焼させるバーナが、他の燃料用のバーナと別途設けられた発電設備を建設するのはコストがかかる。また、アンモニアガス以外のガス燃料用の既存の配管を、直ちにアンモニアガス用として使用すると、アンモニアガスは侵蝕性及び毒性があるため、好ましくない。

　本発明は、アンモニアガスを燃料として安全に利用可能な発電設備を提供することを目的とする。

　本発明は上述の課題を解決するために以下のものを提供する。
　（１）アンモニアガス以外のガス燃料を供給するガス燃料供給部から延びるガス燃料配管に接続されたガスバーナを備える発電設備であって、前記ガス燃料配管における、前記ガスバーナ近傍の第１接続部に接続された、アンモニアガスを供給するアンモニアガス燃料用配管設備と、前記ガス燃料配管の前記第１接続部よりも上流側に設けられ、前記ガス燃料配管における前記第１接続部よりも上流側への前記アンモニアガスの流入を防止するガス燃料配管遮断弁と、を備える発電設備。

　（２）前記発電設備は、前記ガス燃料以外の燃料を燃焼させるバーナを備える混焼用であってもよい。

　（３）前記アンモニアガス燃料用配管設備における、前記第１接続部より上流側に、アンモニアガスをアンモニアガス燃料用配管設備から流出させるアンモニアガス流出配管が接続されていてもよい。

　（４）前記発電設備は、脱硝設備を備え、前記アンモニアガス流出配管はアンモニアガス供給設備に設けられたアンモニアガス吸収部に接続されていてもよい。

　（５）前記アンモニアガス燃料用配管設備は、前記アンモニアガス流出配管が接続されている第２接続部よりも上流側に、アンモニアガス以外のガスを前記アンモニアガス燃料用配管設備に流入するパージ配管が接続されていてもよい。

　本発明によれば、アンモニアガスを燃料として安全に利用可能な発電設備を提供することができる。

実施形態の発電設備の概略図である。４段のバーナのうちの、最上段の４つのガスバーナを説明する図である。制御部による発電設備の操作を説明するフローチャートである。アンモニアガス燃焼時における、アンモニアガス供給設備のバイパス操作を説明する図である。アンモニアガス燃料用配管設備内における窒素ガスからアンモニアガスへ置換する操作を説明する図である。アンモニアガス燃料用配管設備内における窒素ガスからアンモニアガスへ置換する操作完了時の操作を説明する図である。アンモニアガス燃料用配管設備の昇圧操作を説明する図である。アンモニアガス燃料用配管設備の点火操作を説明する図である。アンモニアガス燃料用配管設備の流量調整操作を説明する図である。アンモニアガス燃料用配管設備の停止操作を説明する図である。アンモニアガス燃料用配管設備内のアンモニアガスを窒素ガスで置換する操作を説明する図である。

　以下、本発明の実施形態の発電設備１について説明する。図１は実施形態の発電設備１の概略図である。実施形態の発電設備１は、アンモニアガスを燃焼可能なシステムであるが、微粉炭、油、天然ガスやＢＯＧ（ｂｏｉｌ　ｏｆｆ　ｇａｓ）等のアンモニアガス以外も燃焼可能な混焼発電設備１である。

　発電設備１は、アンモニアガス供給設備２と、アンモニアガス燃料用配管設備３と、ボイラ６と、脱硝設備９０と、ガス燃料配管１７０を介してアンモニアガス以外のガス燃料を供給するガス燃料供給部７０と、これら全体を制御する制御部７等を備える。

［アンモニアガス供給設備２］
　アンモニアガス供給設備２は、貯蔵タンク１０と、気化器２０と、アキュムレータ３０と、アンモニアガス吸収部８０等を備える。なお、アンモニアガス吸収部８０は、アンモニアガス供給設備２に設けられたブロー弁８１等から出るアンモニアガスを水中に吸収する貯水槽である。

（貯蔵タンク１０）
　貯蔵タンク１０は、加圧されて液化された液体アンモニアを貯蔵するもので、配管１１０を介して気化器２０に接続されている。配管１１０は、途中が２方向に分岐されている。分岐された一方の配管１１０ａには、気化器起動弁１１及び気化器２０内の圧力を制御する気化器圧力調整弁１２が上流側から順次配置されている。分岐された他方の配管１１０ｂには、気化器バイパス弁１３が配置されている。

（気化器２０）
　気化器２０は、貯蔵タンク１０から供給される液体アンモニアを加熱して気化させるものである。気化器２０において液体アンモニアは、温水中に浸漬されたコイル状配管内を通って昇温されて気化され、アンモニアガスとなる。気化器２０の下流側は、配管１２０を介してアキュムレータ３０に接続されている。
　配管１２０は、途中が２方向に分岐されている。分岐された一方の配管１２０ａには、アキュムレータ起動弁２１、アキュムレータ３０内の圧力を制御するアキュムレータ圧力調整弁２２が上流側から順次配置されている。分岐された他方の配管１２０ｂには、アキュムレータバイパス弁２３が配置されている。

（アキュムレータ３０）
　アキュムレータ３０は、アンモニアガスを蓄積し、圧力を安定させる装置である。アキュムレータ３０の下流側からは配管１３０が延びている。配管１３０は、２方向に分岐されている。分岐された一方の配管１３２は、ヘッダー４０に接続されている。分岐された他方の配管１３１は、アンモニアガス燃料用配管設備３に接続されている。

［ヘッダー４０］
　ヘッダー４０の下流側には、配管１４０が接続され、配管１４０は複数の脱硝配管１４１，１４２，１４３に分岐され、それぞれの脱硝配管１４１，１４２，１４３は、脱硝遮断弁４１，４２，４３を介して脱硝設備９０に接続されている。

［脱硝設備９０］
　脱硝設備９０において、脱硝配管１４１，１４２，１４３は、それぞれ脱硝装置９１，９２，９３に接続されている。脱硝装置９１，９２，９３には、ボイラ６から燃焼で生じた排ガスが送り込まれ、脱硝配管１４１，１４２，１４３のうちの脱硝遮断弁４１，４２，４３が開いている配管から流入されたアンモニアガスを還元剤として、排ガス中の窒素酸化物が無害な窒素ガスと水とに転換される。

［アンモニアガス燃料用配管設備３］
　上述のように、アキュムレータ３０から延びる配管１３０から分岐した配管１３１は、アンモニアガス燃料用配管設備３に接続されている。配管１３１の上流側には遮断弁３１が設けられている。遮断弁３１の下流側には、窒素ガス等のパージガスをアンモニアガス燃料用配管設備３に流入可能なパージ用ガス供給部３７から延びるパージ配管１３３が、パージ弁３６を介して接続されている。

　配管１３１におけるパージ配管１３３が接続されている接続部よりも下流側は、２方向に分岐されている。分岐された一方の配管１３１ａには、圧力調整弁３２が配置されている。分岐された他方の配管１３１ｂには、遮断弁３３が配置されている。配管１３１ａと配管１３１ｂとは、下流側で再度合流している。合流した配管１３１は、遮断弁３４を介して流量計５０に接続されている。

　流量計５０は、配管１３１を流れるガスの流量を測定するものである。流量計５０の下流側からは配管１５０が延びている。配管１５０は途中が２方向に分岐されている。分岐された一方の配管１５０ａには、流量調整弁５１が配置されている。分岐された他方の配管１５０ｂには、遮断弁５２が配置されている。配管１５０ａと配管１５０ｂとは、下流側で再度合流している。

　合流した配管１５０の下流側は、第２接続部５６で２方向に分岐されている。
　分岐された一方の配管は、アンモニアガス流出配管１５１ａであり、アンモニア流出遮断弁５５を介して、アンモニアガス供給設備２のアンモニアガス吸収部８０に接続されている。アンモニアガス吸収部８０は、上述のように貯水槽であり、アンモニアガスを水に溶解させる。
　分岐された他方のアンモニアガス供給配管１５１ｂにはバーナ弁５３が配置されている。配管１５０におけるバーナ弁５３の下流側には、冷却空気が流入される冷却配管１６０が冷却空気弁６１を介して接続されている。
　なお、アンモニアガス流出配管１５１ａは、バーナ弁５３の下流で分岐していても良い。
　アンモニアガス供給配管１５１ｂの下流側は遮断弁５４を介して、ガス燃料供給部７０から、ボイラ６のガスバーナ６２Ａまで延びるガス燃料配管１７０の第１接続部７２に接続されている。

［ガス燃料供給部７０］
　ガス燃料供給部７０には、ＬＮＧ（液化天然ガス）が貯蔵されている。ＬＮＧを液化して貯蔵する場合に、外部からの自然入熱などによりＬＮＧが気化してＢＯＧガス（ｂｏｉｌ　ｏｆｆ　ｇａｓ）が発生する。本実施形態では、ガス燃料配管１７０は、このＢＯＧを燃料としてガスバーナ６２Ａに送る配管である。
　ガス燃料配管１７０は、第１接続部７２の下流側においてボイラ６のガスバーナ６２Ａに接続されている。ガス燃料配管１７０における第１接続部７２の上流側には、ガス燃料配管遮断弁７１が配置される。

［ボイラ６］
　ボイラ６には、バーナ６２が複数段（本実施形態では高さ方向に４段（バーナ６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ）及び複数列（本実施形態ではそれぞれの段に４つずつ）配置されている。
　図２は、その４段のバーナ６２のうち、最も上段の４つのバーナ６２Ａを説明する図である。本実施形態では、これらの４つのバーナ６２Ａのそれぞれに、ガス燃料が供給される。また、図１に示すその他の３段のバーナ６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄには、燃料として石炭貯蔵部７５より石炭（微粉炭）が供給される。

　図２に示すように、アンモニアガス供給配管１５１ｂは第１接続部７２においてガス燃料配管１７０に接続されている。そして、この第１接続部７２は、ガスバーナ６２Ａの近傍に配置されている。すなわち、ガス燃料配管１７０の第１接続部７２からガスバーナ６２Ａまでの距離は短い。そして、第１接続部７２からガスバーナ６２Ａまでの間には、アンモニアガスによって侵蝕されやすいパッキン等の部材は配置されていない。また、第１接続部７２において、アンモニアガス供給配管１５１ｂとガス燃料配管１７０との間には、アンモニアガスによって侵蝕されやすい部材は使用されていない。また、ガス燃料配管遮断弁７１は、第１接続部７２の上流側における第１接続部７２の近傍に配置される。
　さらに、ガス燃料配管１７０における第１接続部７２からガスバーナ６２Ａまでの部分、及びガス燃料配管遮断弁７１から第１接続部７２の部分は、交換しやすいように構成されている。なお、上述したアンモニアガス燃料用配管設備３に用いられている遮断弁や、接続部においても、アンモニアガスによって侵蝕されやすい部材は使用されていない。
　本実施形態では、遮断弁５４及びガス燃料配管遮断弁７１との間での開閉の切換により、バーナ６２Ｅへ供給されるガスを、アンモニアガスとＢＯＧとの間で切り換えることが可能である。

　次に、制御部７を介した本実施形態の発電設備１の操作方法の一例について説明する。
（１）初期状態（ステップＳ１）
　図１は、本実施形態の発電設備１の初期状態を説明したものである。また、図３は制御部７による発電設備１の操作を説明するフローチャートである。
　初期状態において、
（ｉ）気化器起動弁１１は開である。
（ｉｉ）気化器バイパス弁１３は閉である。
（ｉｉｉ）アキュムレータ起動弁２１は開である。
（ｉｖ）アキュムレータバイパス弁２３は閉である。
（ｖ）遮断弁３１は閉である。
　気化器圧力調整弁１２において、例えば、アンモニアの圧力は０．２５ＭＰａに設定され、アキュムレータ圧力調整弁２２において、アンモニアの圧力は０．１５ＭＰａに設定されている。
　液体アンモニアは、貯蔵タンク１０から、配管１１０、配管１１０ａを通って、気化器圧力調整弁１２において圧力が０．２５ＭＰａに調整されて気化器２０に送られる。
　気化器２０において気化されたアンモニアガスは、アキュムレータ圧力調整弁２２において圧力が０．１５ＭＰａに調整されてアキュムレータ３０に送られる。
　０．１５ＭＰａのアンモニアガスは、配管１３２を介してヘッダー４０に送られる。ただし、脱硝遮断弁４１，４２，４３は全て閉じており、脱硝設備９０とヘッダー４０との間が縁切りされている。また、ガス燃料配管遮断弁７１は開なので、ＢＯＧがガスバーナ６２Ａに供給されている状態である。

　なお、脱硝配管１４１，１４２，１４３のそれぞれに設けられた脱硝遮断弁４１，４２，４３のうちのいずれかが開いている場合、アンモニアガスは、開いている脱硝遮断弁４１，４２，４３を通して、脱硝設備９０のうちの対応する脱硝装置９１，９２，９３に送られる。脱硝装置９１，９２，９３には、ボイラ６から燃焼で生じた排ガスが送られ、脱硝配管１４１，１４２，１４３から流入されたアンモニアガスは還元剤として使用され、排ガス中の窒素酸化物が無害な窒素ガスと水とに転換される。

（２）バイパス操作（ステップＳ２）
　図４は、アンモニアガス燃焼時における、アンモニアガス供給設備２のバイパス操作を説明する図である。制御部７は、図１の状態から以下の制御を行う。
（ｉ）アキュムレータバイパス弁２３を徐々に閉から開にする。
（ｉｉ）アキュムレータ起動弁２１を開からに閉にする。なお、アキュムレータバイパス弁２３とアキュムレータ起動弁２１とを連動するようにしてもよい。
　これにより、気化器２０によって気化されたアンモニアガスは、アキュムレータ圧力調整弁２２を通過せずに配管１２０ｂを通るようにバイパスされる。
　このようにアンモニアガスがアキュムレータ圧力調整弁２２を通らないようにする理由は、以下のとおりである。アキュムレータ圧力調整弁２２の調整可能圧力の上限は０．３ＭＰａである。アンモニアガスを燃焼させる場合、アキュムレータ圧力調整弁２２が配置されている位置でのアンモニアガスの圧力は、脱硝設備９０で使用される場合よりも高い、０．３ＭＰａ以上の、例えば０．４５ＭＰａ程度が好ましいからである。

（３）窒素ガスからアンモニアガスへ置換する操作（ステップＳ３）
　図５は、アンモニアガス燃料用配管設備３内を窒素ガスからアンモニアガスに置換する操作を説明する図である。制御部７は、図４の状態から以下の制御を行う。
（ｉ）ガス燃料配管遮断弁７１を閉にする。そうすると、ＢＯＧのガスバーナ６２Ａへの流入が遮断される。
（ｉｉ）遮断弁３４を閉から開にする。
（ｉｉｉ）圧力調整弁３２の圧力を０．１５ＭＰａにする。流量調整弁５１の流量を１００ｋｇ／ｈ（開度４０％）に調整する。
（ｉｖ）遮断弁３１を徐々に閉から開にする。これにより、アンモニアガス燃料用配管設備３の配管１５０内にアンモニアガスが流入される。
（ｖ）冷却空気弁６１を開から閉にする。冷却空気は、ガスバーナ６２Ａを冷却しているものである。冷却空気弁６１を開から閉にすることで、冷却空気の流れが遮断されて、アンモニアガスと空気との混合が防止される。
（ｖｉ）バーナ弁５３を徐々に閉から開にする。このとき、予め配管１５０等を充満していた窒素は燃料が燃焼しているボイラ内へ放出され、アンモニアガス燃料用配管設備３の配管１３０，１５０内はアンモニアガスで置換される。
　なお、アンモニアガス流出配管１５１ａに設けられたアンモニア流出遮断弁５５は、配管内の圧力を確認し、圧力が所定値より高くなった場合適宜開いてアンモニアガスを流出させる。

（４）窒素ガスからアンモニアガスへの置換完了操作（ステップＳ４）
　図６は、アンモニアガス燃料用配管設備３内を窒素ガスからアンモニアガスに置換する操作完了時の操作を説明する図である。制御部７は、図５の状態から以下の制御を行う。
（ｉ）流量計５０で窒素ガスの通過量０．７ｋｇを確認する。
　本実施形態のアンモニアガス燃料用配管設備３の上流側端部から下流側端部までの配管内の容量は、約１ｍ^３である。１ｍ^３の窒素ガスは約０．７ｋｇである。流量計５０を０．７ｋｇのガスが通過したということは、アンモニアガス燃料用配管設備３内の配管内の窒素ガスのほぼ全体が流出し、アンモニアガスで置換されたことを示す。なお、図においては正確な縮尺で表示されていないが、流量計５０からアンモニアガス燃料用配管設備３の下流端部までの実際の距離は、上流端部までの距離と比べると非常に小さい。したがって、流量計５０からアンモニアガス燃料用配管設備３の下流端部までの管内の容量は無視できるものとする。
（ｉｉ）バーナ弁５３を開から閉にする。
（ｉｉｉ）冷却空気弁６１を閉から開にする。なお、バーナ弁５３と冷却空気弁６１とを連動させることもできる。バーナ弁５３を閉じて冷却空気弁６１を開くことにより、ガスバーナ６２Ａに冷却空気が送られる。
（ｉｖ）遮断弁３４を開から閉にする。
　なお、アンモニアガス流出配管１５１ａに設けられたアンモニア流出遮断弁５５は、配管内の圧力を確認し、圧力が所定値より高くなった場合適宜開いてアンモニアガスを流出させる。

（５）インターロック設定変更（ステップＳ５）
　発電設備１のアンモニアガス供給設備２で生成されたアンモニアガスが脱硝設備９０において用いられる場合、アンモニアガス供給設備２にインターロックが設けられている場合がある。この場合のインターロックの設定圧力は比較的低く、本実施形態のようにアンモニアガスを燃料として用いる場合には設定圧力が低すぎる可能性がある。したがって、制御部７は、アンモニアガス供給設備２のインターロックの圧力設定を適宜変更する。

（６）昇圧操作（ステップＳ６）
　図７は、アンモニアガス燃料用配管設備３の昇圧操作を説明する図である。制御部７は、図６の状態から以下の制御を行う。
（ｉ）アンモニアガス燃料用配管設備３の圧力調整弁３２の圧力設定値を０．１５ＭＰａから０．３５ＭＰａに変更する。
（ｉｉ）気化器２０前の気化器圧力調整弁１２の圧力設定値を０．２５ＭＰａから０．４５ＭＰａに変更する。
　ここで、気化器２０前の気化器圧力調整弁１２の圧力設定値が０．４５ＭＰａで、アンモニアガス燃料用配管設備３の圧力調整弁３２の圧力設定値である０．３５ＭＰａより大きいのは、圧力に傾斜がある方が、制御しやすいからである。

（７）点火操作（ステップＳ７）
　図８は、アンモニアガス燃料用配管設備３の点火操作を説明する図である。制御部７は、図７の状態から以下の制御を行う。
（ｉ）遮断弁３４を閉から開にする。
（ｉｉ）冷却空気弁６１を開から閉にする。
（ｉｉｉ）バーナ弁５３をゆっくり閉から開にしてガスバーナ６２Ａを点火する。なお、この際、圧力が０．２ＭＰａ程度低下することが想定される。
（ｉｖ）ガスバーナ６２Ａを点火する。

（８）流量調整（ステップＳ８）
　図９は、アンモニアガス燃料用配管設備３の流量調整操作を説明する図である。制御部７は、図８の状態から以下の制御を行う。
（ｉ）安定して燃焼していることを確認後、流量を適宜調整する。アンモニアガスの供給量は、アンモニアを燃焼させるバーナの数によって異なるが、例えば一つのバーナにアンモニアガスを供給する場合の流量は、４５０ｋｇ／ｈ程度である。

（９）停止操作（ステップＳ９）
　図１０は、アンモニアガス燃料用配管設備３の停止操作を説明する図である。制御部７は、図９の状態から以下の制御を行う。
（ｉ）流量調整弁５１の流量設定を流量１００Ｋｇ／ｈに下げる。
（ｉｉ）圧力調整弁３２の圧力設定を０．３５ＭＰａから０．１ＭＰａに戻す。
（ｉｉｉ）バーナ弁５３を開から閉にする。これによりアンモニアガスの供給が停止されるので、ガスバーナ６２Ａが消火する。なお、このときアンモニアガスの圧力が０．３ＭＰａまで上昇する可能性がある。
（ｉｖ）冷却空気弁６１を閉から開にする。これにより冷却空気がガスバーナ６２Ａに送られ、ガスバーナ６２Ａが冷却される。
（ｖ）遮断弁３４を開から閉にし、アンモニアガス燃料用配管設備３へのアンモニアガスの流入を停止する。
（ｖｉ）気化器起動弁１１を開から閉にし、液体アンモニアの気化を停止する。
　なお、ここで、再度、アンモニアガス燃料用配管設備３よりアンモニアガスをガスバーナ６２Ａに供給してアンモニアガスを燃焼させる場合（ステップＳ１０，ＮＯ）、気化器起動弁１１を開にしてステップＳ６に戻る。
　また、夜間等においてアンモニア燃焼作業を一定時間行なわない場合、アンモニア流出遮断弁５５を開けておいてもよい。そうすることで、アンモニアガス燃料用配管設備３内の圧力が上昇した場合にアンモニアガスを逃がすことができる。

（１０）置換操作
　図１１は、アンモニア燃焼を停止した後、例えば長期使用しない場合等においてアンモニアガス燃料用配管設備３内のアンモニアガスを窒素ガスで置換する場合（ステップＳ１０，ＹＥＳ）の操作を説明する図である。制御部７は、図１０の状態から以下の制御を行う（ステップＳ１１）。
（ｉ）遮断弁３１を開から閉にする。
（ｉｉ）冷却空気弁６１を開から閉にする。
（ｉｉｉ）遮断弁５４を開から閉にする。（ｉ），（ｉｉ），（ｉｉｉ）により、アンモニアガス燃料用配管設備３からのアンモニア流出が防止される。
（ｉｖ）ガス燃料配管遮断弁７１を閉から開にする。これにより、ＢＯＧがガスバーナ６２Ａに送られる。
（ｖ）バーナ弁５３を閉から開にする。
（ｖｉ）遮断弁３４を閉から開にする。（ｖ），（ｖｉ）により、アンモニアガス燃料用配管設備３内が連通する。
（ｖｉｉ）アンモニア流出遮断弁５５を閉から開にする。これにより、アンモニアのアンモニアガス吸収部８０への流路が確保される。
（ｖｉｉｉ）パージ配管１３３のパージ弁３６を閉から開にし、アンモニアを窒素ガスで置換する。アンモニアガスはアンモニアガス流出配管１５１ａからアンモニアガス吸収部８０へと送出される。このとき、流量計５０で１．４ｋｇ（２ｍ^３に相当）を確認後、アンモニアガス検知器で２５ｐｐｍ以下を確認し、置換完了する。ステップ４の場合は流量計５０で窒素ガスの通過量０．７ｋｇを確認したが、ステップＳ１０では流量計で２倍の量とする。それは、アンモニアガスを窒素ガスで完全に置換するためである。

　以上、本実施形態によると以下の効果を有する。
（１）本実施形態の発電設備１は、アンモニアガス以外のガス燃料を供給するガス燃料配管１７０に接続されたガスバーナ６２Ａを備え、ガス燃料配管１７０にアンモニアガス燃料用配管設備３が接続されている。そして、ガス燃料配管１７０におけるアンモニアガス燃料用配管設備３が接続された第１接続部７２よりも上流側にガス燃料配管遮断弁７１が設けられている。
　本実施形態によるとガス燃料配管遮断弁７１を閉じることにより、ガス燃料配管１７０におけるガス燃料配管遮断弁７１よりも上流側にアンモニアガスが流入することが防止される。
　したがって、アンモニアガス以外のガス燃料を使用する設備においてアンモニアを燃料として共用した場合に、アンモニアによる、ガス燃料配管１７０におけるガス燃料配管遮断弁７１よりも上流側及びガス燃料供給部７０の侵蝕による劣化、破損が防止される。

（２）本実施形態の発電設備１は、ガス燃料以外の石炭等の燃料を燃焼させるバーナを備える混焼発電設備である。したがって、種々の燃料を燃焼させることができる。

（３）アンモニアガス燃料用配管設備３は、第１接続部７２より上流側に、アンモニアガスをアンモニアガス燃料用配管設備３から流出させるアンモニアガス流出配管１５１ａが接続され、アンモニアガス流出配管１５１ａはアンモニアガス供給設備２に設けられたアンモニアのアンモニアガス吸収部８０に接続されている。
　そして、アンモニアガス燃料用配管設備３の上流側と下流側とに設けられた遮断弁３１と５４を閉じて窒素ガスでアンモニアガス燃料用配管設備３をパージすることによって、アンモニアガスをアンモニアガス吸収部８０に送って吸収させることができるので、アンモニアガスの大気中への流出が防止される。

（４）発電所における発電設備、例えば石炭用の発電設備は、アンモニアガス供給設備及び脱硝設備を備えている。そのような発電設備において、本実施形態のガスバーナ６２Ａのような、ＢＯＧや天然ガス燃焼させるガスバーナが設けられているものもある。
　本実施形態によると、そのような既存の発電設備に、アンモニアガス燃料用配管設備３を増設することにより、アンモニアを燃焼させることができる。

（５）化石燃料を燃焼させると二酸化炭素が発生する。しかし、本実施形態ではアンモニアガスを燃料として用いることができるので、発電設備からの二酸化炭素の排出量を低減させられる。特に、二酸化炭素排出量の多い石炭を燃料として燃焼させる発電設備に本発明を適用することで、地球温暖化防止対策の一助となり、より環境に優しい発電設備とすることができる。

（６）本実施形態では大気圧における液化温度がマイナス３３度程度であるアンモニアガスを燃料として用いることができるので、液化および貯蔵は比較的容易であり、液化貯蔵設備が液体水素やＬＮＧに比較し安価ですむ。

（７）本実施形態の発電設備１において前記制御部７は、ステップＳ２及びステップＳ６において、前記アンモニアガス供給設備２から前記脱硝設備９０へアンモニアガスを流入する場合の前記アンモニアガス供給設備２における圧力設定よりも、前記アンモニアガス供給設備２から前記アンモニアガス燃料用配管設備３へアンモニアガスを流入する場合の前記アンモニアガス供給設備２における圧力設定を高くする。
　これにより、アンモニアガス燃焼時において、アンモニアガスの送圧を高くすることができるので、燃焼に十分なアンモニアガスを送ることができるとともに、バーナ部における十分な噴射圧力を確保できる。

　１　　発電設備
　２　　アンモニアガス供給設備
　３　　アンモニアガス燃料用配管設備
　６　　ボイラ
　７　　制御部
　１０　　貯蔵タンク
　１１　　気化器起動弁
　１２　　気化器圧力調整弁
　１３　　気化器バイパス弁
　２０　　気化器
　２１　　アキュムレータ起動弁
　２２　　アキュムレータ圧力調整弁
　２３　　アキュムレータバイパス弁
　３０　　アキュムレータ
　３１、３３、３４、５２、５４　　遮断弁
　３２　　圧力調整弁
　３６　　パージ弁
　３７　　パージ用ガス供給部
　４０　　ヘッダー
　５０　　流量計
　５１　　流量調整弁
　５３　　バーナ弁
　５５　　アンモニア流出遮断弁
　６０Ａ　　バーナ
　６１　　冷却空気弁
　６２Ａ　　ガスバーナ
　７０　　ガス燃料供給部
　７１　　ガス燃料配管遮断弁
　７２　　第１接続部
　８０　　アンモニアガス吸収部
　９０　　脱硝設備
　１１０、１１０ａ、１１０ｂ、１２０、１２０ａ、１２０ｂ、１３０、１３１、１３１ａ、１３１ｂ、１３２、１４０、１５０、１５０ａ、１５０ｂ　　配管
　１３３　　パージ配管
　１５１ａ　　アンモニアガス流出配管
　１５１ｂ　　アンモニア供給配管
　１６０　　冷却配管
　１７０　　ガス燃料配管

Claims

　アンモニアガス以外のガス燃料を供給するガス燃料供給部から延びるガス燃料配管に接続されたガスバーナを備える発電設備であって、
　前記ガス燃料配管における、前記ガスバーナ近傍の第１接続部に接続された、アンモニアガスを供給するアンモニアガス燃料用配管設備と、
　前記ガス燃料配管の前記第１接続部よりも上流側に設けられ、前記ガス燃料配管における前記第１接続部よりも上流側へのアンモニアガスの流入を防止するガス燃料配管遮断弁と、を備える発電設備。
　前記発電設備は、
　前記ガス燃料以外の燃料を燃焼させるバーナを備える混焼用である、
請求項１に記載の発電設備。
　前記アンモニアガス燃料用配管設備における、前記第１接続部より上流側に、アンモニアガスを前記アンモニアガス燃料用配管設備から流出させるアンモニアガス流出配管が接続されている、
請求項１または２に記載の発電設備。
　前記発電設備は、脱硝設備を備え、
　前記アンモニアガス流出配管はアンモニアガス供給設備に設けられたアンモニアガス吸収部に接続されている請求項３に記載の発電設備。
　前記アンモニアガス燃料用配管設備は、
　前記アンモニアガス流出配管が接続されている第２接続部よりも上流側に、アンモニアガス以外のガスを前記アンモニアガス燃料用配管設備に流入するパージ配管が接続されている、
請求項４に記載の発電設備。