JP3950320B2 - 粉体供給システム制御方法、プログラム、それに供する制御装置、ガス化複合発電設備 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、粉体供給システム制御方法、プログラム、それに供する制御装置、およびガス化複合発電設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来のガス化複合発電設備全体を示す構成図である。ガス化複合発電設備は、ガス化させた重質油、石炭、廃棄物と炭化物との混合物等の燃料を未燃物のリサイクルをしつつ、発電設備に供給するものである。ここでは、一例として燃料に石炭を用い、発電設備としてガスタービンで発電機を回転させる設備について説明する。まず、ガス化炉４１内には、燃料である石炭が石炭投入管４２から投入され、酸化剤としての酸素もガスとして酸素投入管４３から投入される。
【０００３】
酸素ガスは、ガスタービン４４の圧縮器から生成される圧縮空気を一部抽気し、その後、空気分離装置４５によって酸素ガスと窒素ガスに分離して得られる。なお、ガス化炉４１の内部は高圧となるので、酸素ガスは、酸素ガス圧縮器４６によって昇圧にしておく。ガス化炉４１でガス化された燃料ガス（以後、生成ガスと称する。）は、熱交換器からなる冷却器（図示省略）で冷却される。
【０００４】
冷却された状態の生成ガスは、未燃物（ここでは炭化物なので以後、チャーと称する。）を多く含み、このチャーは、ガス化炉において再利用可能なものである。そこで、チャー集塵装置４７によって、チャーは生成ガスから分離、回収される。その後、生成ガスは、脱硫装置４８によって硫化物が取り除かれ、ガスタービン４４での燃焼に供される。ガスタービン４４からの排気ガスは、排熱回収ボイラーで冷却された後、煙突から排出される。
【０００５】
チャー集塵装置４７で補集されたチャーは、ガス化炉４１に供給されてガス化されるが、それぞれの位置関係をみると、チャー集塵装置４７は、ガス化炉４１よりも後流で、その間には、冷却器がある。そのため、圧力はガス化炉４１の方が高くなり、チャーをガス化炉４１に供給するためには、チャーを昇圧する必要がある。そこで、チャー集塵装置４７の後流にチャーロックホッパ４９、およびチャー供給ホッパ５０を複数の弁と併設し、それぞれホッパの圧力を調整しながら、チャーを昇圧し、ガス化炉４１に供給する。
【０００６】
具体的には、まず、チャー集塵装置４７で補集されたチャーが一旦チャーロックホッパ４９に貯められる。次いで、弁Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４，Ｖ６を閉の状態、弁Ｖ５を開の状態とし、チャーロックホッパ４９の圧力を窒素ガス圧縮機５１からの窒素ガスによって加圧する。そして、チャーロックホッパ４９の圧力がチャー供給ホッパ５０の圧力に等しくなったら弁Ｖ５を閉の状態にする。その後、弁Ｖ３を開の状態とし、チャーロックホッパ４９とチャー供給ホッパ５０とを均圧し、弁Ｖ２を開け、チャーロックホッパ４９内のチャーをチャー供給ホッパ５０に払い出す。
【０００７】
上記のように、チャーは、生成ガスから補集され、複数のホッパを介してガス化炉４１に供給される。これらのチャー流れは、流量（供給量）を制御して行われる。たとえば、チャー集塵装置４７、チャーロックホッパ４９、チャー供給ホッパのいずれか、または全てに計量装置であるロードセル５２を付設し、チャーが流れる系統内のチャー総保有量が一定となるように制御する方法が採られる。
【０００８】
また、上記と同様にロードセルを付設し、生成ガスから分離・回収されるチャーの流量とガス化炉４１に供給されるチャーの流量をロードセル重量計測値の時間微分により求めて、回収量と供給量を一致させるように制御する方法もある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のチャー流量制御では、ロードセルの重量計測精度が低下した場合、チャー供給量が不適当になり、ガス化炉内燃焼状況の悪化やチャー供給システムの運用が困難になるという問題点があった。
【００１０】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ロードセルの計測精度が低下した場合、またはロードセルによる重量計測をしない場合でも適切な炭化物の供給量（チャー流量）制御を行うことが可能な粉体供給システム制御方法、プログラム、それに供する制御装置、ガス化複合発電設備を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１にかかる粉体供給システム制御方法は、石炭ガス化炉で不完全燃焼した炭化物を脱硫装置の上流において再び石炭ガス化炉に供給する炭化物のリサイクルシステムを有する石炭ガス化複合発電設備の石炭ガス化炉から排出する生成ガスの実測組成データ量と前記石炭ガス化炉への石炭及び酸化剤の投入量実測結果から推定される前記生成ガスの推測組成データ量との偏差の一定値に対する大小を用いて前記石炭ガス化炉に供給する前記炭化物の供給量を制御するようにしたものである。
【００１２】
炭化物のリサイクルシステムは、ガス化複合発電設備の石炭ガス化炉で不完全燃焼した炭化物等を再び石炭ガス化炉に供給するシステムである。この発明における実測組成データ量とは、組成そのものを実測したデータの他、当該組成から物理的・化学的演算で導けるデータを含むものとする。また、推測組成データ量も同様に、燃料等の投入量から推定される生成ガスの組成そのものを実測したデータの他、当該組成から物理的・化学的演算で導けるデータを含むものとする。
【００１３】
これらの組成データ量の偏差は、炭化物の発生量や石炭ガス化炉への許容供給量等を表すので、これを利用すれば、炭化物の供給量を適切に制御できる。たとえば、炭化物を流量制御するには、圧力制御弁、流量制御弁、またはフィーダーと流量センサー等の一般的な流量制御装置を用いればよい。また、流量は、単位時間あたりの重量・体積であるので、供給タイミングが決まっていれば重量や体積を制御することで流量制御とすることができる。
【００１４】
また、請求項２にかかる粉体供給システム制御方法は、請求項１に記載された粉体供給システム制御方法において、前記実測組成データ量および前記推測組成データ量が、ともに空気比であるようにしたものである。
【００１５】
空気比とは、投入した燃料が完全に燃焼する酸素量と、実際に投入した酸素量との比をいう。ガス化炉から排出する生成ガス組成より算出される空気比と前記ガス化炉への燃料及び酸化剤の投入量実測結果から求められる前記生成ガスの空気比との偏差は、未燃物の発生量やガス化炉への許容供給量等を表す。したがって、この偏差を利用すれば、未燃物の供給量を適切に制御できる。
【００１６】
また、請求項３にかかる粉体供給システム制御方法は、請求項１に記載された粉体供給システム制御方法において、前記実測組成データ量および前記推測組成データ量が、ともに発熱量であるようにしたものである。
【００１７】
発熱量は文字通り、ガス化した燃料の発熱量をいう。ガス化炉から排出する生成ガスの組成を実測すれば、当該生成ガスの発熱量が求まる。また、ガス化炉への燃料及び酸化剤の投入量実測結果からも生成ガスの発熱量が化学平衡計算によって求まる。これらの偏差を利用しても、未燃物の流量供給量を適切に制御できる。
【００１８】
また、請求項４にかかる粉体供給システム制御方法は、請求項１〜３のいずれか一つに記載された粉体供給システム制御方法において、前記偏差が、化学平衡計算による推測によって求められた前記推測組成データ量または前記実測組成データ量に補正を施した量の差し引きであるようにしたものである。
【００１９】
上述したように、推測組成データ量は、ガス化炉への燃料及び酸化剤の投入量実測結果から推測されるものである。また、実測組成データ量にも誤差を含むことがある。そこで、推測組成データ量または実測組成データ量に一定の補正を施して、より実際の運転状態に近い、すなわち、より正確なデータ量を求めるのが得策となる。
【００２３】
石炭は、ガス化複合発電設備の燃料として代表的なものである。石炭の未燃物はチャー（炭化物）と呼ばれ、集塵設備等で回収された後、再びガス化炉に供給される。この発明によって、ガス化炉に供給される当該チャーの流量またはガス化炉に投入される燃料の投入量が適切に制御される。
【００２４】
また、請求項５にかかる粉体供給システム制御方法は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の粉体供給システム制御方法において、制御装置内に生成ガスの状態平衡計算プログラムを有し、前記石炭ガス化炉に投入される前記石炭、酸化剤の量を当該状態平衡計算プログラムでの演算に用いることによって得られる推測組成データ量と、前記石炭ガス化炉からの前記生成ガスの前記実測組成データ量とを用いて前記炭化物を制御するようにしたものである。
【００２５】
制御装置内に生成ガスの状態平衡計算プログラムを有していれば、石炭ガス化炉に投入される前記石炭の量、酸化剤の量及びガス及び水系の各種温度データをリアルタイムにプログラムにインプットできるため、容易に精度の高い推測組成データ量が得られ、実測組成データ量との偏差を用いて、精度の高い炭化物の供給量の制御が可能となる。
【００２８】
また、請求項６にかかるプログラムは、請求項１〜５のいずれか一つに記載の粉体供給システム制御方法を、コンピュータに実行させるようにしたものである。
【００２９】
上記プログラムは、コンピュータというハードウェア資源を用いて、対象となる燃料投入量、または炭化物供給量の制御を行うものである。このプログラムは、コンピュータに用いる記憶装置や、フレキシブルディスク等の記憶媒体によってコンピュータの一要素となり、データ入力、各種演算、および出力をまかなう。これにより、石炭ガス化複合発電設備の粉体供給システム制御方法がコンピュータを利用して実現できる。
【００３０】
また、請求項７にかかる粉体供給システム制御装置は、石炭ガス化複合発電設備の石炭ガス化炉から排出する生成ガスを実測した組成データと、前記石炭ガス化炉への石炭及び酸化剤の投入量と、が電気的信号として入力される入力部と、前記組成データから所望の実測組成データ量を導出すると共に、前記投入量から推測組成データ量を導出し、前記実測組成データ量と前記推測組成データ量との偏差を求め、一定値に対する前記偏差の値の大小で炭化物の供給量を決定する演算部と、決定された前記供給量を電気信号として出力する出力部と、を有するようにしたものである。
【００３１】
石炭ガス化複合発電設備における石炭ガス化炉から排出する生成ガスを実測した組成データは、ＣＯ、ＣＯ2、Ｈ2、Ｈ2Ｏ等の組成そのものである。これらの組成は、ガスクロマトグラフ、熱伝導ガス分析器、赤外線式ガス分析器等の成分分析器で分析・検出され、電気信号として入力部に入力される。燃料および酸化剤投入量は、圧力制御弁、流量制御弁等のリフトから換算でき、これも電気信号として入力部に入力される。
【００３２】
入力された組成データ、燃料等は演算部において化学平衡計算が施され、実測組成データ量、推測組成データ量が導出される。実測組成データ量と推測組成データ量は、その差である偏差が導出され、一定値に対するその大きさの大小で炭化物の供給量が決定される。これらの供給量または投入量は電気信号として出力部から出力され、弁やアクチュエータを駆動させ、炭化物の供給が行われる。
【００３６】
また、請求項８にかかる石炭ガス化複合発電設備は、石炭と酸化剤がバーナにより燃焼される石炭ガス化炉と、前記石炭ガス化炉からの生成ガスの流通経路であって、脱硫装置の上流に設けられ、衝突板、濾過材その他の分離装置および弁、圧力調整装置を有し、当該石炭ガス化炉で不完全燃焼した炭化物を再び当該石炭ガス化炉に供給する炭化物リサイクルシステムと、炭化物が除去された生成ガスを燃料とするガスタービンと、当該ガスタービンに連結される発電機から構成されるガスタービン発電設備と、請求項７に記載した石炭ガス化複合発電設備の粉体供給システム制御装置と、を有するようにしたものである。
【００３７】
この発明にかかるガス化複合発電設備は、石炭ガス化炉、炭化物リサイクルシステム、ガスタービン、発電機、および制御装置を有する。制御装置は、燃料投入量、実測組成データ量等を入力とし、化学平衡計算を中心に各種演算を行い、炭化物供給量を出力する。この炭化物供給量にしたがって石炭ガス化複合発電設備の炭化物を管理・制御すれば、燃料の熱エネルギーを効率よく利用でき、また、発電機の負荷に応じた適切な生成ガス制御が行える。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものを含む。
【００３９】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１にかかる粉体供給システム制御方法を示す説明図である。ガス化複合発電設備にはガス化炉から発電機まで様々装置が設置されるが、ここでは、ガス化炉１と粉体供給システム２を中心に説明する。ガス化炉１には、燃料３と酸化剤４が投入量計測手段を伴って投入される。投入計測手段には、圧力制御弁、流量制御弁、センサー付きフィーダその他の一般的な計測手段を用いることができる。
【００４０】
ガス化炉１では燃料３と酸化剤４が反応することにより生成ガスが発生する。発生した生成ガスは、ガス化炉１から排出され、配管５を通り、冷却器６で熱が回収された後、粉体供給システム２に到達する。粉体供給システムは、いわゆるリサイクルシステムであり、ガス化炉１で不完全燃焼した炭化物等を再びガス化炉１に供給するシステムである。
【００４１】
同図では、粉体供給システム２を未燃物回収・供給装置７と未燃物をガス化炉１へ供給する配管８とで示しているが、実際には、集塵装置、各種ホッパ、および弁などで構成される。未燃物回収・供給装置７を通過した生成ガスは、その後流に付設される脱硫装置（図示省略）に入力されるべく配管９に排出される。
【００４２】
未燃物回収・供給装置７の後流には、生成ガスの組成を分析する分析装置Ｂが設けられる。分析には熱伝導式ガス分析計、ガスクロマトグラフィー、赤外線式ガス分析計等の分析装置が利用できる。特に赤外線式ガス分析計は、分析時間や精度の点で生成ガスの分析に適している。なお、分析装置の設置位置は、ガス化炉１の後流であればどこでもよいが、未燃物を取り除いた後であることが好ましい。
【００４３】
また、未燃物回収・供給装置７とガス化炉１との間には、弁、フィーダーその他のアクチュエータＡが設けられる。アクチュエータを制御することによって、未燃物の供給量を加減することができる。つぎに制御方法について説明する。
【００４４】
まず、▲１▼生成ガス中のＣＯ、ＣＯ2、Ｈ2、Ｈ2Ｏ等の組成値を分析装置Ｂによって取得する。▲２▼これらの組成値は、制御に用いるのに十分正確か否かが一定の判断手法で判断される。一定の判断手法は、たとえば、分析装置Ｂの計器を２系統（赤外線方式とガスクロマトグラフ）用意し、それぞれに得られる値に大きな違いがないか判断する手法でもよい。
【００４５】
また、上記一定の判断手法は、化学平衡計算上で矛盾を生じる値でないか判断してもよい。この▲２▼の段階で異常であると判断されれば、警報アナウンス（ANN）をして、オペレータに知らせるようにしてもよい。これにより、制御の信頼性を向上させることができる。
【００４６】
つぎに、▲３▼得られた組成からＣＯ／ＣＯ2を求め、▲４▼化学平衡計算により算出した関数λ（ＣＯ、ＣＯ2）に代入して実測組成データ量λを導出する。ここで、実測組成データ量とは、組成そのものを実測したデータの他、当該組成から物理的・化学的計算で導けるデータを含むものとする。
【００４７】
一方、▲５▼ガス化炉１に投入される燃料３と酸化剤４の投入量を投入量計測手段によって計測する。これらの投入量は、▲６▼化学平衡計算から所望の組成データ量λoを導出し、推測組成データ量とする。このように、推測組成データ量も実測組成データ量と同様に、燃料等の投入量から推定される生成ガスの組成そのものを実測したデータの他、当該組成から物理的・化学的演算で導けるデータを含むものとする。
【００４８】
上記▲４▼と▲６▼で導出した実測組成データ量λと推測組成データ量λoは▲７▼その偏差Δλが求められる。これらλ、λoは、上記▲４▼▲６▼のように化学平衡計算によって推測されるデータ量である。したがって、実際のガス化炉１の状態を上記計算に加味しきれない場合がある。そこで、このλ、λｏに一定の補正を施し、より実際の運転状態に近い、すなわち、より正確なデータ量を求めるのが得策となる。
【００４９】
なお、一定の補正とは実験による経験値や誤差傾向等を考慮して加減乗除等するものである。図中では▲８▼ｋ１，ｋ２をパラメータとしてｋ１を乗じ、ｋ２を加える一般的な形を示しているが、これに限らず、適当な形で補正を施す。
【００５０】
上記▲７▼で求められたΔλは、▲９▼適当な定数との大小比較によって未燃物の供給量を決定するために用いられる。大小比較に用いられる定数は、○10制御範囲パラメータとして予め定めておくのが好ましく、ガス化複合発電設備の運転状況に応じて適当な値が割り当てられる。
【００５１】
このようにして求められる未燃物の供給量はアクチュエータＡへの指令となり、所望の供給量制御に反映される。上記のような制御を用いれば、ロードセルを利用した粉体供給システム制御を用いなくてもガス化炉に未燃物を適切に供給することができる。また、上記▲１▼〜○10のステップをコンピュータプログラムにすれば、コンピュータを利用して上記制御方法を実行することができる。
【００５２】
上述した実測組成データ量および推測組成データ量は、具体的にいろいろな量を適用することが可能である。たとえば、実測組成データ量および推測組成データ量として空気比を適用することができる。空気比とは、投入した燃料が完全に燃焼する酸素量と、実際に投入した酸素量との比をいう。
【００５３】
上記▲３▼と▲４▼とで導出される空気比と前記▲６▼で導出される空気比との偏差は、未燃物の発生量やガス化炉への許容供給量等を表す。したがって、この偏差と適当な定数を上記▲９▼に適用すれば、未燃物の流量（供給量）を適切に制御できる。なお、上記▲８▼、▲９▼、○10で用いられるパラメータや定数は対象が空気比であることを前提とした適当な値にしておくとよい。
【００５４】
また、実測組成データ量および推測組成データ量として発熱量や組成比を適用することもできる。発熱量は文字通り、ガス化した燃料の発熱量をいい、組成比はＣＯ／ＣＯ2、ＣＯ／Ｈ、ＣＯ／Ｈ2Ｏ等の組成成分比をいう。これらの値を燃料と酸化剤投入量から推測すると共に、生成ガスの実測と化学平衡計算によって割り出し、偏差を求めれば、上記と同様に、未燃物の流量（供給量）を適切に制御できる。
【００５５】
（実施の形態２）
図２は、この発明の実施の形態２にかかる粉体供給システム制御方法を示す説明図である。図中のガス化複合発電設備２０の構成は基本的に従来技術と同様である。
【００５６】
すなわち、このガス化複合発電設備は、ガス化炉２１からガスタービン２２までの間に未燃物をガス化炉２１に供給するリサイクル装置が設けられている。そして、リサイクル装置に設けられたロードセル２３によって未燃物の重量を計測し、未燃物の流通経路上に保有する未燃物の総保有量が一定となるようにガス化炉への前記未燃物の供給量Ｍｏを決定する制御方法が採用されている。
【００５７】
この発明では、実施の形態１で説明した制御方法を追加し、求められた実測組成データ量と推測組成データ量との偏差を一定の手法によって上記Ｍｏに重み付けし、補正量ともいうべき未燃物の供給量Ｍｃを決定する。この供給量Ｍは、アクチュエータ２４に電気信号として伝わり、実際にアクチュエータ２４が供給量を調整する。
【００５８】
すなわち、この発明では、実測組成データ量と、推測組成データ量との偏差から割り出される適切な未燃物供給量とロードセルによる前記未燃物の供給量Ｍｏとの誤差傾向に鑑み、当該Ｍｏに重み付けを行い、より適切な供給量であるＭｃを決定する。
【００５９】
具体的な構成は、実施の形態１に記載した制御方法で使用される入力、つまり燃料、酸化剤の投入量２５、２６、および分析装置（図示省略）からの生成ガス組成データ２７に加え、ロードセル２３からの未燃物重量２８が制御装置２９に入力される。出力は未燃物の供給量３０である。制御装置２９内には生成ガスの状態平衡を計算するプログラムを予め用意しておく。
【００６０】
図３は、制御方法の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１０１〜１０８、およびステップＳ１１２は実施の形態１と同様なので説明を省略する。ステップ１０９〜１１１は従来の制御によってＭｏを求める流れである。制御パラメータをＤ１、Ｄ２とし、偏差Δλと当該Ｄ１、Ｄ２との大小を比較して（ステップＳ１１３）、供給量Ｍｏは加減調整される（ステップＳ１１４）。そして、その値を供給量Ｍｓとして決定し、最終的に当該供給量Ｍｓが電気信号として出力される（ステップＳ１１５）。
【００６１】
図４は、制御装置を説明するための説明図であり、（ａ）は、機能ブロック図であり、（ｂ）は、ハードウェア構成図である。同図（ａ）に示すように、制御装置ＣＢは、入力部３１、演算部３２、および出力部３３で構成される。なお、メンテナンス等のためには、上記に加え、モニター等のユーザーインターフェース部を設けてもよい。
【００６２】
入力部３１には、燃料・酸化剤の投入量２５、２６、生成ガス組成データ２７、および未燃物重量２８が、それぞれ投入量計測器、分析装置、およびロードセルといった検出装置３４から電気信号として入力される。
【００６３】
演算部３２は、上述した制御フローの入力以外のステップ（図４のステップＳ１０１，Ｓ１０６，Ｓ１０９、Ｓ１１５以外のステップ）を演算する。出力部３３は、演算部３２で導き出された供給量Ｍｓをアクチュエータ２４に電気信号として出力する。なお、演算部３２は、記憶部を内包するもので、当該記憶部へのデータの読み書きにより演算処理を行う。
【００６４】
制御装置ＣＢのハードウェア構成は、同図（ｂ）に示すように、ＣＩＳＣ（Complex Instruction Set Computer）またはＲＩＳＣ（Reduced Instruction Set Computer）であるＣＰＵまたはＤＳＰ（Digital Signal Processor）といったプロセッサー３５を中心に、ＲＯＭ３６，ＲＡＭ３７、入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）３８、およびユーザーインターフェース３９をバス４０で接続した構成である。
【００６５】
プロセッサー３５の実行プログラムは、ＲＯＭ３６に予め格納される。また、このＲＯＭ３６には、入出力インターフェース３８との通信プログラムやユーザーインターフェースと通信するためのプログラムも格納される。なお、図では省略したが、入出力インターフェースには、その先に接続されるアクチュエータデバイスに応じてＡ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータが設けられる。なお、ここでは、ソフトウェアによるデジタル処理を想定して説明したが、ハードウエアによるアナログ処理により実現されるものであってもよい。
【００６６】
以上のような構成で従来のロードセル制御によるＭｏをＭｓに変換し、未燃物の制御に適用すれば、ロードセルの計測精度が低下しても、実測組成データ量と推測組成データ量との偏差で当該ロードセル制御の結果に補正的制御を施せる。これにより、従来の制御よりも信頼性の高い、適切な未燃物供給量制御、すなわち粉体供給システム制御が行える。
【００６７】
なお、図４（ａ）の入力部３１への入力を燃料・酸化剤の投入量２５、２６、生成ガス組成データ２７のみとし、演算部３２での演算を実施の形態１におけるステップ▲１▼〜○10とすれば、未燃物の供給量を制御することができる制御装置となり、図２のガス化複合発電設備は、実施の形態１における制御方法を実行できる設備となる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明にかかる粉体供給システム制御方法（請求項１〜５）によれば、ロードセルの計測精度が低下した場合でも未燃物供給量を適切に制御可能となる。また、この発明にかかるプログラム（請求項６）によれば、コンピュータを利用して上記制御方法を実行させることができる。また、この発明にかかる制御装置（請求項７）によれば、上記制御方法を実行するガス化複合発電設備の粉体供給システムを容易に実現可能となり、さらに、この発明にかかるガス化複合発電設備（請求項８）によれば、上記粉体供給システムが適切に制御され、発電に必要な生成ガスを制御しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態１にかかる粉体供給システム制御方法を示す説明図である。
【図２】発明の実施の形態２にかかる粉体供給システム制御方法を示す説明図である。
【図３】制御方法の流れを示すフローチャートである。
【図４】制御装置を説明するための説明図であり、（ａ）は、機能ブロック図であり、（ｂ）は、ハードウェア構成図である。
【図５】従来のガス化複合発電設備全体を示す構成図である。
【符号の説明】
１、２１ ガス化炉
２ 粉体供給システム
３ 燃料
４ 酸化剤
７ 未燃物回収・供給装置
２５ 燃料石炭投入量
２６ 酸化剤投入量
２７ 組成データ
２８ 未燃物重量
２９ 制御装置
３０ 未燃物供給量
【発明の属する技術分野】
この発明は、粉体供給システム制御方法、プログラム、それに供する制御装置、およびガス化複合発電設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来のガス化複合発電設備全体を示す構成図である。ガス化複合発電設備は、ガス化させた重質油、石炭、廃棄物と炭化物との混合物等の燃料を未燃物のリサイクルをしつつ、発電設備に供給するものである。ここでは、一例として燃料に石炭を用い、発電設備としてガスタービンで発電機を回転させる設備について説明する。まず、ガス化炉４１内には、燃料である石炭が石炭投入管４２から投入され、酸化剤としての酸素もガスとして酸素投入管４３から投入される。
【０００３】
酸素ガスは、ガスタービン４４の圧縮器から生成される圧縮空気を一部抽気し、その後、空気分離装置４５によって酸素ガスと窒素ガスに分離して得られる。なお、ガス化炉４１の内部は高圧となるので、酸素ガスは、酸素ガス圧縮器４６によって昇圧にしておく。ガス化炉４１でガス化された燃料ガス（以後、生成ガスと称する。）は、熱交換器からなる冷却器（図示省略）で冷却される。
【０００４】
冷却された状態の生成ガスは、未燃物（ここでは炭化物なので以後、チャーと称する。）を多く含み、このチャーは、ガス化炉において再利用可能なものである。そこで、チャー集塵装置４７によって、チャーは生成ガスから分離、回収される。その後、生成ガスは、脱硫装置４８によって硫化物が取り除かれ、ガスタービン４４での燃焼に供される。ガスタービン４４からの排気ガスは、排熱回収ボイラーで冷却された後、煙突から排出される。
【０００５】
チャー集塵装置４７で補集されたチャーは、ガス化炉４１に供給されてガス化されるが、それぞれの位置関係をみると、チャー集塵装置４７は、ガス化炉４１よりも後流で、その間には、冷却器がある。そのため、圧力はガス化炉４１の方が高くなり、チャーをガス化炉４１に供給するためには、チャーを昇圧する必要がある。そこで、チャー集塵装置４７の後流にチャーロックホッパ４９、およびチャー供給ホッパ５０を複数の弁と併設し、それぞれホッパの圧力を調整しながら、チャーを昇圧し、ガス化炉４１に供給する。
【０００６】
具体的には、まず、チャー集塵装置４７で補集されたチャーが一旦チャーロックホッパ４９に貯められる。次いで、弁Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４，Ｖ６を閉の状態、弁Ｖ５を開の状態とし、チャーロックホッパ４９の圧力を窒素ガス圧縮機５１からの窒素ガスによって加圧する。そして、チャーロックホッパ４９の圧力がチャー供給ホッパ５０の圧力に等しくなったら弁Ｖ５を閉の状態にする。その後、弁Ｖ３を開の状態とし、チャーロックホッパ４９とチャー供給ホッパ５０とを均圧し、弁Ｖ２を開け、チャーロックホッパ４９内のチャーをチャー供給ホッパ５０に払い出す。
【０００７】
上記のように、チャーは、生成ガスから補集され、複数のホッパを介してガス化炉４１に供給される。これらのチャー流れは、流量（供給量）を制御して行われる。たとえば、チャー集塵装置４７、チャーロックホッパ４９、チャー供給ホッパのいずれか、または全てに計量装置であるロードセル５２を付設し、チャーが流れる系統内のチャー総保有量が一定となるように制御する方法が採られる。
【０００８】
また、上記と同様にロードセルを付設し、生成ガスから分離・回収されるチャーの流量とガス化炉４１に供給されるチャーの流量をロードセル重量計測値の時間微分により求めて、回収量と供給量を一致させるように制御する方法もある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のチャー流量制御では、ロードセルの重量計測精度が低下した場合、チャー供給量が不適当になり、ガス化炉内燃焼状況の悪化やチャー供給システムの運用が困難になるという問題点があった。
【００１０】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ロードセルの計測精度が低下した場合、またはロードセルによる重量計測をしない場合でも適切な炭化物の供給量（チャー流量）制御を行うことが可能な粉体供給システム制御方法、プログラム、それに供する制御装置、ガス化複合発電設備を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１にかかる粉体供給システム制御方法は、石炭ガス化炉で不完全燃焼した炭化物を脱硫装置の上流において再び石炭ガス化炉に供給する炭化物のリサイクルシステムを有する石炭ガス化複合発電設備の石炭ガス化炉から排出する生成ガスの実測組成データ量と前記石炭ガス化炉への石炭及び酸化剤の投入量実測結果から推定される前記生成ガスの推測組成データ量との偏差の一定値に対する大小を用いて前記石炭ガス化炉に供給する前記炭化物の供給量を制御するようにしたものである。
【００１２】
炭化物のリサイクルシステムは、ガス化複合発電設備の石炭ガス化炉で不完全燃焼した炭化物等を再び石炭ガス化炉に供給するシステムである。この発明における実測組成データ量とは、組成そのものを実測したデータの他、当該組成から物理的・化学的演算で導けるデータを含むものとする。また、推測組成データ量も同様に、燃料等の投入量から推定される生成ガスの組成そのものを実測したデータの他、当該組成から物理的・化学的演算で導けるデータを含むものとする。
【００１３】
これらの組成データ量の偏差は、炭化物の発生量や石炭ガス化炉への許容供給量等を表すので、これを利用すれば、炭化物の供給量を適切に制御できる。たとえば、炭化物を流量制御するには、圧力制御弁、流量制御弁、またはフィーダーと流量センサー等の一般的な流量制御装置を用いればよい。また、流量は、単位時間あたりの重量・体積であるので、供給タイミングが決まっていれば重量や体積を制御することで流量制御とすることができる。
【００１４】
また、請求項２にかかる粉体供給システム制御方法は、請求項１に記載された粉体供給システム制御方法において、前記実測組成データ量および前記推測組成データ量が、ともに空気比であるようにしたものである。
【００１５】
空気比とは、投入した燃料が完全に燃焼する酸素量と、実際に投入した酸素量との比をいう。ガス化炉から排出する生成ガス組成より算出される空気比と前記ガス化炉への燃料及び酸化剤の投入量実測結果から求められる前記生成ガスの空気比との偏差は、未燃物の発生量やガス化炉への許容供給量等を表す。したがって、この偏差を利用すれば、未燃物の供給量を適切に制御できる。
【００１６】
また、請求項３にかかる粉体供給システム制御方法は、請求項１に記載された粉体供給システム制御方法において、前記実測組成データ量および前記推測組成データ量が、ともに発熱量であるようにしたものである。
【００１７】
発熱量は文字通り、ガス化した燃料の発熱量をいう。ガス化炉から排出する生成ガスの組成を実測すれば、当該生成ガスの発熱量が求まる。また、ガス化炉への燃料及び酸化剤の投入量実測結果からも生成ガスの発熱量が化学平衡計算によって求まる。これらの偏差を利用しても、未燃物の流量供給量を適切に制御できる。
【００１８】
また、請求項４にかかる粉体供給システム制御方法は、請求項１〜３のいずれか一つに記載された粉体供給システム制御方法において、前記偏差が、化学平衡計算による推測によって求められた前記推測組成データ量または前記実測組成データ量に補正を施した量の差し引きであるようにしたものである。
【００１９】
上述したように、推測組成データ量は、ガス化炉への燃料及び酸化剤の投入量実測結果から推測されるものである。また、実測組成データ量にも誤差を含むことがある。そこで、推測組成データ量または実測組成データ量に一定の補正を施して、より実際の運転状態に近い、すなわち、より正確なデータ量を求めるのが得策となる。
【００２３】
石炭は、ガス化複合発電設備の燃料として代表的なものである。石炭の未燃物はチャー（炭化物）と呼ばれ、集塵設備等で回収された後、再びガス化炉に供給される。この発明によって、ガス化炉に供給される当該チャーの流量またはガス化炉に投入される燃料の投入量が適切に制御される。
【００２４】
また、請求項５にかかる粉体供給システム制御方法は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の粉体供給システム制御方法において、制御装置内に生成ガスの状態平衡計算プログラムを有し、前記石炭ガス化炉に投入される前記石炭、酸化剤の量を当該状態平衡計算プログラムでの演算に用いることによって得られる推測組成データ量と、前記石炭ガス化炉からの前記生成ガスの前記実測組成データ量とを用いて前記炭化物を制御するようにしたものである。
【００２５】
制御装置内に生成ガスの状態平衡計算プログラムを有していれば、石炭ガス化炉に投入される前記石炭の量、酸化剤の量及びガス及び水系の各種温度データをリアルタイムにプログラムにインプットできるため、容易に精度の高い推測組成データ量が得られ、実測組成データ量との偏差を用いて、精度の高い炭化物の供給量の制御が可能となる。
【００２８】
また、請求項６にかかるプログラムは、請求項１〜５のいずれか一つに記載の粉体供給システム制御方法を、コンピュータに実行させるようにしたものである。
【００２９】
上記プログラムは、コンピュータというハードウェア資源を用いて、対象となる燃料投入量、または炭化物供給量の制御を行うものである。このプログラムは、コンピュータに用いる記憶装置や、フレキシブルディスク等の記憶媒体によってコンピュータの一要素となり、データ入力、各種演算、および出力をまかなう。これにより、石炭ガス化複合発電設備の粉体供給システム制御方法がコンピュータを利用して実現できる。
【００３０】
また、請求項７にかかる粉体供給システム制御装置は、石炭ガス化複合発電設備の石炭ガス化炉から排出する生成ガスを実測した組成データと、前記石炭ガス化炉への石炭及び酸化剤の投入量と、が電気的信号として入力される入力部と、前記組成データから所望の実測組成データ量を導出すると共に、前記投入量から推測組成データ量を導出し、前記実測組成データ量と前記推測組成データ量との偏差を求め、一定値に対する前記偏差の値の大小で炭化物の供給量を決定する演算部と、決定された前記供給量を電気信号として出力する出力部と、を有するようにしたものである。
【００３１】
石炭ガス化複合発電設備における石炭ガス化炉から排出する生成ガスを実測した組成データは、ＣＯ、ＣＯ2、Ｈ2、Ｈ2Ｏ等の組成そのものである。これらの組成は、ガスクロマトグラフ、熱伝導ガス分析器、赤外線式ガス分析器等の成分分析器で分析・検出され、電気信号として入力部に入力される。燃料および酸化剤投入量は、圧力制御弁、流量制御弁等のリフトから換算でき、これも電気信号として入力部に入力される。
【００３２】
入力された組成データ、燃料等は演算部において化学平衡計算が施され、実測組成データ量、推測組成データ量が導出される。実測組成データ量と推測組成データ量は、その差である偏差が導出され、一定値に対するその大きさの大小で炭化物の供給量が決定される。これらの供給量または投入量は電気信号として出力部から出力され、弁やアクチュエータを駆動させ、炭化物の供給が行われる。
【００３６】
また、請求項８にかかる石炭ガス化複合発電設備は、石炭と酸化剤がバーナにより燃焼される石炭ガス化炉と、前記石炭ガス化炉からの生成ガスの流通経路であって、脱硫装置の上流に設けられ、衝突板、濾過材その他の分離装置および弁、圧力調整装置を有し、当該石炭ガス化炉で不完全燃焼した炭化物を再び当該石炭ガス化炉に供給する炭化物リサイクルシステムと、炭化物が除去された生成ガスを燃料とするガスタービンと、当該ガスタービンに連結される発電機から構成されるガスタービン発電設備と、請求項７に記載した石炭ガス化複合発電設備の粉体供給システム制御装置と、を有するようにしたものである。
【００３７】
この発明にかかるガス化複合発電設備は、石炭ガス化炉、炭化物リサイクルシステム、ガスタービン、発電機、および制御装置を有する。制御装置は、燃料投入量、実測組成データ量等を入力とし、化学平衡計算を中心に各種演算を行い、炭化物供給量を出力する。この炭化物供給量にしたがって石炭ガス化複合発電設備の炭化物を管理・制御すれば、燃料の熱エネルギーを効率よく利用でき、また、発電機の負荷に応じた適切な生成ガス制御が行える。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものを含む。
【００３９】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１にかかる粉体供給システム制御方法を示す説明図である。ガス化複合発電設備にはガス化炉から発電機まで様々装置が設置されるが、ここでは、ガス化炉１と粉体供給システム２を中心に説明する。ガス化炉１には、燃料３と酸化剤４が投入量計測手段を伴って投入される。投入計測手段には、圧力制御弁、流量制御弁、センサー付きフィーダその他の一般的な計測手段を用いることができる。
【００４０】
ガス化炉１では燃料３と酸化剤４が反応することにより生成ガスが発生する。発生した生成ガスは、ガス化炉１から排出され、配管５を通り、冷却器６で熱が回収された後、粉体供給システム２に到達する。粉体供給システムは、いわゆるリサイクルシステムであり、ガス化炉１で不完全燃焼した炭化物等を再びガス化炉１に供給するシステムである。
【００４１】
同図では、粉体供給システム２を未燃物回収・供給装置７と未燃物をガス化炉１へ供給する配管８とで示しているが、実際には、集塵装置、各種ホッパ、および弁などで構成される。未燃物回収・供給装置７を通過した生成ガスは、その後流に付設される脱硫装置（図示省略）に入力されるべく配管９に排出される。
【００４２】
未燃物回収・供給装置７の後流には、生成ガスの組成を分析する分析装置Ｂが設けられる。分析には熱伝導式ガス分析計、ガスクロマトグラフィー、赤外線式ガス分析計等の分析装置が利用できる。特に赤外線式ガス分析計は、分析時間や精度の点で生成ガスの分析に適している。なお、分析装置の設置位置は、ガス化炉１の後流であればどこでもよいが、未燃物を取り除いた後であることが好ましい。
【００４３】
また、未燃物回収・供給装置７とガス化炉１との間には、弁、フィーダーその他のアクチュエータＡが設けられる。アクチュエータを制御することによって、未燃物の供給量を加減することができる。つぎに制御方法について説明する。
【００４４】
まず、▲１▼生成ガス中のＣＯ、ＣＯ2、Ｈ2、Ｈ2Ｏ等の組成値を分析装置Ｂによって取得する。▲２▼これらの組成値は、制御に用いるのに十分正確か否かが一定の判断手法で判断される。一定の判断手法は、たとえば、分析装置Ｂの計器を２系統（赤外線方式とガスクロマトグラフ）用意し、それぞれに得られる値に大きな違いがないか判断する手法でもよい。
【００４５】
また、上記一定の判断手法は、化学平衡計算上で矛盾を生じる値でないか判断してもよい。この▲２▼の段階で異常であると判断されれば、警報アナウンス（ANN）をして、オペレータに知らせるようにしてもよい。これにより、制御の信頼性を向上させることができる。
【００４６】
つぎに、▲３▼得られた組成からＣＯ／ＣＯ2を求め、▲４▼化学平衡計算により算出した関数λ（ＣＯ、ＣＯ2）に代入して実測組成データ量λを導出する。ここで、実測組成データ量とは、組成そのものを実測したデータの他、当該組成から物理的・化学的計算で導けるデータを含むものとする。
【００４７】
一方、▲５▼ガス化炉１に投入される燃料３と酸化剤４の投入量を投入量計測手段によって計測する。これらの投入量は、▲６▼化学平衡計算から所望の組成データ量λoを導出し、推測組成データ量とする。このように、推測組成データ量も実測組成データ量と同様に、燃料等の投入量から推定される生成ガスの組成そのものを実測したデータの他、当該組成から物理的・化学的演算で導けるデータを含むものとする。
【００４８】
上記▲４▼と▲６▼で導出した実測組成データ量λと推測組成データ量λoは▲７▼その偏差Δλが求められる。これらλ、λoは、上記▲４▼▲６▼のように化学平衡計算によって推測されるデータ量である。したがって、実際のガス化炉１の状態を上記計算に加味しきれない場合がある。そこで、このλ、λｏに一定の補正を施し、より実際の運転状態に近い、すなわち、より正確なデータ量を求めるのが得策となる。
【００４９】
なお、一定の補正とは実験による経験値や誤差傾向等を考慮して加減乗除等するものである。図中では▲８▼ｋ１，ｋ２をパラメータとしてｋ１を乗じ、ｋ２を加える一般的な形を示しているが、これに限らず、適当な形で補正を施す。
【００５０】
上記▲７▼で求められたΔλは、▲９▼適当な定数との大小比較によって未燃物の供給量を決定するために用いられる。大小比較に用いられる定数は、○10制御範囲パラメータとして予め定めておくのが好ましく、ガス化複合発電設備の運転状況に応じて適当な値が割り当てられる。
【００５１】
このようにして求められる未燃物の供給量はアクチュエータＡへの指令となり、所望の供給量制御に反映される。上記のような制御を用いれば、ロードセルを利用した粉体供給システム制御を用いなくてもガス化炉に未燃物を適切に供給することができる。また、上記▲１▼〜○10のステップをコンピュータプログラムにすれば、コンピュータを利用して上記制御方法を実行することができる。
【００５２】
上述した実測組成データ量および推測組成データ量は、具体的にいろいろな量を適用することが可能である。たとえば、実測組成データ量および推測組成データ量として空気比を適用することができる。空気比とは、投入した燃料が完全に燃焼する酸素量と、実際に投入した酸素量との比をいう。
【００５３】
上記▲３▼と▲４▼とで導出される空気比と前記▲６▼で導出される空気比との偏差は、未燃物の発生量やガス化炉への許容供給量等を表す。したがって、この偏差と適当な定数を上記▲９▼に適用すれば、未燃物の流量（供給量）を適切に制御できる。なお、上記▲８▼、▲９▼、○10で用いられるパラメータや定数は対象が空気比であることを前提とした適当な値にしておくとよい。
【００５４】
また、実測組成データ量および推測組成データ量として発熱量や組成比を適用することもできる。発熱量は文字通り、ガス化した燃料の発熱量をいい、組成比はＣＯ／ＣＯ2、ＣＯ／Ｈ、ＣＯ／Ｈ2Ｏ等の組成成分比をいう。これらの値を燃料と酸化剤投入量から推測すると共に、生成ガスの実測と化学平衡計算によって割り出し、偏差を求めれば、上記と同様に、未燃物の流量（供給量）を適切に制御できる。
【００５５】
（実施の形態２）
図２は、この発明の実施の形態２にかかる粉体供給システム制御方法を示す説明図である。図中のガス化複合発電設備２０の構成は基本的に従来技術と同様である。
【００５６】
すなわち、このガス化複合発電設備は、ガス化炉２１からガスタービン２２までの間に未燃物をガス化炉２１に供給するリサイクル装置が設けられている。そして、リサイクル装置に設けられたロードセル２３によって未燃物の重量を計測し、未燃物の流通経路上に保有する未燃物の総保有量が一定となるようにガス化炉への前記未燃物の供給量Ｍｏを決定する制御方法が採用されている。
【００５７】
この発明では、実施の形態１で説明した制御方法を追加し、求められた実測組成データ量と推測組成データ量との偏差を一定の手法によって上記Ｍｏに重み付けし、補正量ともいうべき未燃物の供給量Ｍｃを決定する。この供給量Ｍは、アクチュエータ２４に電気信号として伝わり、実際にアクチュエータ２４が供給量を調整する。
【００５８】
すなわち、この発明では、実測組成データ量と、推測組成データ量との偏差から割り出される適切な未燃物供給量とロードセルによる前記未燃物の供給量Ｍｏとの誤差傾向に鑑み、当該Ｍｏに重み付けを行い、より適切な供給量であるＭｃを決定する。
【００５９】
具体的な構成は、実施の形態１に記載した制御方法で使用される入力、つまり燃料、酸化剤の投入量２５、２６、および分析装置（図示省略）からの生成ガス組成データ２７に加え、ロードセル２３からの未燃物重量２８が制御装置２９に入力される。出力は未燃物の供給量３０である。制御装置２９内には生成ガスの状態平衡を計算するプログラムを予め用意しておく。
【００６０】
図３は、制御方法の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１０１〜１０８、およびステップＳ１１２は実施の形態１と同様なので説明を省略する。ステップ１０９〜１１１は従来の制御によってＭｏを求める流れである。制御パラメータをＤ１、Ｄ２とし、偏差Δλと当該Ｄ１、Ｄ２との大小を比較して（ステップＳ１１３）、供給量Ｍｏは加減調整される（ステップＳ１１４）。そして、その値を供給量Ｍｓとして決定し、最終的に当該供給量Ｍｓが電気信号として出力される（ステップＳ１１５）。
【００６１】
図４は、制御装置を説明するための説明図であり、（ａ）は、機能ブロック図であり、（ｂ）は、ハードウェア構成図である。同図（ａ）に示すように、制御装置ＣＢは、入力部３１、演算部３２、および出力部３３で構成される。なお、メンテナンス等のためには、上記に加え、モニター等のユーザーインターフェース部を設けてもよい。
【００６２】
入力部３１には、燃料・酸化剤の投入量２５、２６、生成ガス組成データ２７、および未燃物重量２８が、それぞれ投入量計測器、分析装置、およびロードセルといった検出装置３４から電気信号として入力される。
【００６３】
演算部３２は、上述した制御フローの入力以外のステップ（図４のステップＳ１０１，Ｓ１０６，Ｓ１０９、Ｓ１１５以外のステップ）を演算する。出力部３３は、演算部３２で導き出された供給量Ｍｓをアクチュエータ２４に電気信号として出力する。なお、演算部３２は、記憶部を内包するもので、当該記憶部へのデータの読み書きにより演算処理を行う。
【００６４】
制御装置ＣＢのハードウェア構成は、同図（ｂ）に示すように、ＣＩＳＣ（Complex Instruction Set Computer）またはＲＩＳＣ（Reduced Instruction Set Computer）であるＣＰＵまたはＤＳＰ（Digital Signal Processor）といったプロセッサー３５を中心に、ＲＯＭ３６，ＲＡＭ３７、入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）３８、およびユーザーインターフェース３９をバス４０で接続した構成である。
【００６５】
プロセッサー３５の実行プログラムは、ＲＯＭ３６に予め格納される。また、このＲＯＭ３６には、入出力インターフェース３８との通信プログラムやユーザーインターフェースと通信するためのプログラムも格納される。なお、図では省略したが、入出力インターフェースには、その先に接続されるアクチュエータデバイスに応じてＡ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータが設けられる。なお、ここでは、ソフトウェアによるデジタル処理を想定して説明したが、ハードウエアによるアナログ処理により実現されるものであってもよい。
【００６６】
以上のような構成で従来のロードセル制御によるＭｏをＭｓに変換し、未燃物の制御に適用すれば、ロードセルの計測精度が低下しても、実測組成データ量と推測組成データ量との偏差で当該ロードセル制御の結果に補正的制御を施せる。これにより、従来の制御よりも信頼性の高い、適切な未燃物供給量制御、すなわち粉体供給システム制御が行える。
【００６７】
なお、図４（ａ）の入力部３１への入力を燃料・酸化剤の投入量２５、２６、生成ガス組成データ２７のみとし、演算部３２での演算を実施の形態１におけるステップ▲１▼〜○10とすれば、未燃物の供給量を制御することができる制御装置となり、図２のガス化複合発電設備は、実施の形態１における制御方法を実行できる設備となる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明にかかる粉体供給システム制御方法（請求項１〜５）によれば、ロードセルの計測精度が低下した場合でも未燃物供給量を適切に制御可能となる。また、この発明にかかるプログラム（請求項６）によれば、コンピュータを利用して上記制御方法を実行させることができる。また、この発明にかかる制御装置（請求項７）によれば、上記制御方法を実行するガス化複合発電設備の粉体供給システムを容易に実現可能となり、さらに、この発明にかかるガス化複合発電設備（請求項８）によれば、上記粉体供給システムが適切に制御され、発電に必要な生成ガスを制御しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態１にかかる粉体供給システム制御方法を示す説明図である。
【図２】発明の実施の形態２にかかる粉体供給システム制御方法を示す説明図である。
【図３】制御方法の流れを示すフローチャートである。
【図４】制御装置を説明するための説明図であり、（ａ）は、機能ブロック図であり、（ｂ）は、ハードウェア構成図である。
【図５】従来のガス化複合発電設備全体を示す構成図である。
【符号の説明】
１、２１ ガス化炉
２ 粉体供給システム
３ 燃料
４ 酸化剤
７ 未燃物回収・供給装置
２５ 燃料石炭投入量
２６ 酸化剤投入量
２７ 組成データ
２８ 未燃物重量
２９ 制御装置
３０ 未燃物供給量
Claims (8)
- 石炭ガス化炉で不完全燃焼した炭化物を脱硫装置の上流において再び石炭ガス化炉に供給する炭化物のリサイクルシステムを有する石炭ガス化複合発電設備の石炭ガス化炉から排出する生成ガスの実測組成データ量と前記石炭ガス化炉への石炭及び酸化剤の投入量実測結果から推定される前記生成ガスの推測組成データ量との偏差の一定値に対する大小を用いて前記石炭ガス化炉に供給する前記炭化物の供給量を制御することを特徴とする粉体供給システム制御方法。
- 前記実測組成データ量および前記推測組成データ量は、ともに空気比であることを特徴とする請求項１に記載の粉体供給システム制御方法。
- 前記実測組成データ量および前記推測組成データ量は、ともに発熱量であることを特徴とする請求項１に記載の粉体供給システム制御方法。
- 前記偏差は、化学平衡計算による推測によって求められた前記推測組成データ量または前記実測組成データ量の差し引きであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の粉体供給システム制御方法。
- 制御装置内に生成ガスの状態平衡計算プログラムを有し、前記石炭ガス化炉に投入される前記石炭、酸化剤の量を当該状態平衡計算プログラムでの演算に用いることによって得られる推測組成データ量と、前記石炭ガス化炉からの前記生成ガスの前記実測組成データ量とを用いて前記炭化物を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の粉体供給システム制御方法。
- 前記請求項１〜５のいずれか一つに記載された粉体供給システム制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
- 石炭ガス化炉で不完全燃焼した炭化物を脱硫装置の上流において再び石炭ガス化炉に供給する炭化物のリサイクルシステムを有する石炭ガス化複合発電設備の石炭ガス化炉から排出する生成ガスを実測した組成データと、
前記石炭ガス化炉への石炭及び酸化剤の投入量と、
が電気的信号として入力される入力部と、
前記組成データから所望の実測組成データ量を導出すると共に、
前記投入量から推測組成データ量を導出し、前記実測組成データ量と前記推測組成データ量との偏差を求め、一定値に対する前記偏差の値の大小で炭化物の供給量を決定する演算部と、
決定された前記供給量を電気信号として出力する出力部と、
を有することを特徴とする粉体供給システム制御装置。 - 石炭と酸化剤がバーナにより燃焼される石炭ガス化炉と、
前記石炭ガス化炉からの生成ガスの流通経路であって、脱硫装置の上流に設けられ、衝突板、濾過材その他の分離装置および弁、圧力調整装置を有し、当該石炭ガス化炉で不完全燃焼した炭化物を再び当該石炭ガス化炉に供給する炭化物リサイクルシステムと、
炭化物が除去された生成ガスを燃料とするガスタービンと、当該ガスタービンに連結される発電機から構成されるガスタービン発電設備と、
請求項７に記載した石炭ガス化複合発電設備の粉体供給システム制御装置と、
を有することを特徴とするガス化複合発電設備。
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