(57)【要約】【課題】メンテナンスが容易なバーナを提供する。【解決手段】バーナ１６１は、燃料を搬送する燃料管１６２と、燃料管１６２の外周面を覆い、燃料管１６２の外周面との間に酸化剤が導入される酸化剤管１６３と、酸化剤管１６３の延在方向の少なくとも一部に設けられる変位吸収部材１６６と、を備え、燃料管１６２の外周面には、燃料管１６２の径方向外側に突出するように複数のリブ１７２が設けられており、複数のリブ１７２のうち１つ以上は、酸化剤管１６３の内周面側の面における角部が面取りされている。【選択図】図３Ａ
2020112310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を搬送する燃料管と、
前記燃料管の外周面を覆い、前記燃料管の外周面との間に酸化剤が導入される酸化剤管と、
前記酸化剤管の延在方向の少なくとも一部に設けられる変位吸収部材と、
を備え、
前記燃料管の外周面には、前記燃料管の径方向外側に突出するように複数のリブが設けられており、
前記複数のリブのうち１つ以上は、前記酸化剤管の内周面側の面における角部が面取りされているバーナ。
【請求項２】
前記複数のリブはいずれも、前記酸化剤管の内周面側の面における角部が全て面取りされている請求項１に記載のバーナ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のバーナと、
前記燃料管を前記酸化剤管の内部へ挿入する又は前記燃料管を前記酸化剤管の内部から燃料管の位置を管理して引き抜く制御を行う制御部と、
を備えるバーナシステム。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載のバーナと、
該バーナから微粉燃料が供給されるガス化炉と、
を備えるガス化炉設備。
【請求項５】
請求項４に記載のガス化炉設備と、
前記ガス化炉設備で生成した生成ガスの少なくとも一部を燃焼させることで回転駆動するガスタービンと、
前記ガスタービンから排出されたタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラで生成した蒸気により回転駆動する蒸気タービンと、
前記ガスタービンおよび／または前記蒸気タービンの回転駆動に連結された発電機と、
を備えるガス化複合発電設備。
【請求項６】
燃料を搬送する燃料管と、
前記燃料管の外周面を覆い、前記燃料管の外周面との間に酸化剤が導入される酸化剤管と、
前記酸化剤管の延在方向の少なくとも一部に設けられる変位吸収部材と、を備え、
前記燃料管の外周面には、前記燃料管の径方向外側に突出するように複数のリブが設けられており、
前記複数のリブのうち１つ以上は、前記酸化剤管の内周面側の面における角部が面取りされているバーナのメンテナンス方法において、
前記燃料管を前記酸化剤管の内部から引き抜く引抜工程と、
前記燃料管を前記酸化剤管の内部へ挿入する挿入工程と、を有するバーナのメンテナンス方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、バーナ、バーナシステム、ガス化炉設備、ガス化複合発電設備、及びバーナのメンテナンス方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガス化炉設備として、石炭等の炭素含有固体燃料をガス化炉内に供給し、炭素含有固体燃料を部分燃焼させてガス化することで、可燃性ガスを生成する炭素含有燃料ガス化設備（石炭ガス化設備）が知られている。
【０００３】
ガス化炉に設けられるバーナは、窒素等の搬送ガスにより微粉炭等の微粉燃料を搬送する燃料管（バーナ本体管）と、燃料管の外周面を覆い、燃料管の外周面との間に空気等の酸化剤を導入する酸化剤管（空気管）が設けられた多重管で構成されている。一方、ガス化炉は、圧力容器と、圧力容器の内部に設けられるガス化炉壁とを有していて、ガス化炉運転時には、ガス化炉壁と圧力容器の両方に熱伸びが生じ、温度や材質の違いによりガス化炉壁と圧力容器との間には熱伸び差が生じる。このとき、バーナは圧力容器外側からガス化炉壁内側へと挿入された長尺の多重管構造であるため、ガス化炉壁と圧力容器との間の熱伸び差により燃料管が撓むことで多重管相互の応力が発生又は集中して燃料管の変形や破損を生じる可能性がある。
【０００４】
このような燃料管の撓みに対する対策としては、下記特許文献１〜３のような技術が報告されている。特許文献１では、複数のサポートを燃料管の円周方向に放射状、かつ、燃料管の軸方向の異なる位置に複数設けることで燃料管の自重撓みを軽減する手法がとられている。
【０００５】
特許文献２には、イグナイタ、圧搾空気供給管、及び液体燃料供給管を、燃焼筒内に取り付けられた支持部材によって支持する構造が開示されている。
【０００６】
特許文献３には、円筒状に形成された内管の外壁面に、内管を外管の中心位置に保持するためのツバを溶接により固着した構成が開示されている。このツバは、内管の両端近傍部において、該内管の外壁面より半径方向に向かって放射状に突設されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５７０５９７０号公報
【特許文献２】特開平１１−１７３５１３号公報
【特許文献３】特許第２８０６５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以下、図４を示して、サポートを燃料管の円周方向に放射状、かつ、燃料管の軸方向の異なる位置に複数設けた場合に生じる問題についてより詳しく説明する。図４は、特許文献１の図２に相当する、バーナ近傍の構成を示す側断面図である。なお、図４では、特許文献１の図２に対して酸化剤管用エキスパンションを書き加えると共に、符号を変更している。また、図４中、紙面水平右方向は炉外側を示し、紙面水平左方向は炉内側を示している。
【０００９】
図４に示すように、発電プラント等に備えられているガス化炉等の反応炉は、圧力容器１１０と、圧力容器１１０内に設けられるガス化炉壁（炉壁）１１１とを有している。圧力容器１１０と炉壁１１１との間にはアニュラス部１１５が形成されており、これによりガス化炉１０１内の高圧状態が維持されている。このガス化炉１０１には、炉壁１１１の側壁に基端部を有し、炉壁１１１の側壁から圧力容器１１０に向かって延在して圧力容器１１０を貫通しているバーナ２６１が設けられている。
【００１０】
バーナ２６１は、窒素等の搬送ガスによって微粉炭等の微粉燃料を搬送する燃料管（バーナ本体管）２６２と、燃料管２６２の外周面を覆っており、燃料管２６２の外周面との間に空気等の酸化剤が導入される酸化剤管（空気管）２６３と、酸化剤管２６３の外周に設けられているガイド管２６４とを備えている。酸化剤管２６３の炉外側の側壁には、酸化剤を導入するための酸化剤導入用フランジ部２６５が設けられている。
【００１１】
酸化剤管２６３やガイド管２６４に発生する応力を緩和するために、バーナ２６１の酸化剤管２６３及びガイド管２６４にはそれぞれ酸化剤管用エキスパンション２６６及びガイド管用エキスパンション２６７が設けられている。燃料管２６２には、その外周面から径方向外側に向かって延在している複数のサポート２６８が設けられている。サポート２６８は、燃料管２６２の円周方向に放射状、かつ、燃料管２６２の長手軸方向の異なる位置に複数設けられている。サポート２６８の延在端は、酸化剤管２６３の内周面の近傍とされており、酸化剤管２６３の内周面には固定されていない。このように複数のサポート２６８が燃料管２６２の外周側壁面に設けられることによって、燃料管２６２を酸化剤管２６３の内側から支持する構成としている。
【００１２】
しかしながら、このような構成では、メンテナンス等で燃料管２６２を酸化剤管２６３に挿入する又は酸化剤管２６３から引き抜くときに自重等で撓んだ酸化剤管用エキスパンション２６６に燃料管２６２のサポート２６８が引っ掛かってしまい、抜き差しが困難になる（即ち、メンテナンス性が低下する）場合があることが判明した。現状までは、このようなバーナのメンテナンス性については特に着目されていなかった。また、燃料管の先端部に保炎器（スワラ）が設けられている場合、保炎器の羽根（フィン）への荷重印加の抑制も課題となっていた。
【００１３】
また、サポート２６８の側断面と正断面とが四角形状の場合、燃料管２６２の自重をサポート２６８により支える支持部分が酸化剤管２６３の内周面で面状接触もしくは線状接触する状態になり、サポート２６８の支持部分は酸化剤管２６３の内周面で回転支持とならず半固定状態となる。このため、燃料管２６２に変位が発生した場合に燃料管２６２に発生するモーメントは大きくなり大きな応力が発生する恐れがあることが判明した。
【００１４】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、メンテナンスが容易なバーナ、バーナシステム、ガス化炉設備、ガス化複合発電設備、及びバーナのメンテナンス方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本開示は以下の手段を採用する。
本開示のバーナは、燃料を搬送する燃料管と、前記燃料管の外周面を覆い、前記燃料管の外周面との間に酸化剤が導入される酸化剤管と、前記酸化剤管の延在方向の少なくとも一部に設けられる変位吸収部材と、を備え、前記燃料管の外周面には、前記燃料管の径方向外側に突出するように複数のリブが設けられており、前記複数のリブのうち１つ以上は、前記酸化剤管の内周面側の面における角部が面取りされている。
【００１６】
本開示のバーナにおいては、燃料管（バーナ本体管）の外周面に複数のリブが設けられており、複数のリブのうち１つ以上は、酸化剤管（空気管）の内周面側の面における角部が面取りされている。リブは、例えば、燃料管をサポートするために用いられる。このように、角部が面取りされたリブが設けられているため、燃料管のメンテナンス時に燃料管を酸化剤管に抜き差しした場合において、リブが酸化剤管（特に、変位吸収部材）に引っ掛かることなく容易に燃料管を抜き差しすることができる。従って、バーナのメンテナンスが容易となる。また、角部が面取りされたリブと酸化剤管の内周面とが点接触することにより、燃料管がリブを介して酸化剤管の内周面に回転支持されるため、燃料管に大きな曲げモーメントが発生することを防止することができる。また、例えば燃料管の抜き差し時にどのリブが酸化剤管に引っ掛かるかが予め分かっていて、更に他のリブよりもこの引っ掛かるリブで燃料管の支持がされていることが予め分かっている場合は、酸化剤管に引っ掛かるリブのみを面取りしてもよい。これにより、必ずしも燃料管に設けるリブ全てに対して面取りを行う必要がなくなる。
【００１７】
上記バーナにおいて、前記複数のリブはいずれも、前記酸化剤管の内周面側の面における角部が全て面取りされていることが好ましい。
【００１８】
燃料管の外周面に設けられたリブの酸化剤管の内周面側の面における角部が全て面取りされていれば、燃料管のメンテナンス時に燃料管を酸化剤管に抜き差しした場合において、リブの面取りされた部分が滑らかに接触するため、酸化剤管（特に、変位吸収部材）に引っ掛かることをより確実に防止することができる。また、角部が面取りされたリブと酸化剤管の内周面とが必ず点接触するので、燃料管がリブを介して酸化剤管の内周面に必ず回転支持されて燃料管に大きな曲げモーメントが発生することをより確実に防止することができる。
【００１９】
また、本開示は、上述のバーナと、前記燃料管を前記酸化剤管の内部へ挿入する又は前記燃料管を前記酸化剤管の内部から燃料管の位置を管理して引き抜く制御を行う制御部と、を備えるバーナシステムを提供する。
【００２０】
本開示のバーナシステムにおいては、酸化剤管の内周面側の面における角部が全て面取りされたリブが燃料管に設けられたバーナを備えている。従って、メンテナンス等の理由で制御部により燃料管を酸化剤管の内部へ挿入する際、又は燃料管を酸化剤管の内部から引き抜く際に制御部により、駆動シリンダ等の抜き差し装置を用いて長手軸方向に沿って所定のバーナ先端位置まで移動させる制御を行ったとしても、リブが酸化剤管（特に、変位吸収部材）に引っ掛かることなく抜き差しすることができる。従って、このようなバーナシステムであれば、バーナの炉壁内側に突出するバーナ先端位置の調整が容易となり、メンテナンス性が向上する。
【００２１】
また、本開示は、上述のバーナと、該バーナから微粉燃料が供給されるガス化炉と、を備えるガス化炉設備を提供する。
【００２２】
また、本開示は、上述のガス化炉設備と、前記ガス化炉設備で生成した生成ガスの少なくとも一部を燃焼させることで回転駆動するガスタービンと、前記ガスタービンから排出されたタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラで生成した蒸気により回転駆動する蒸気タービンと、前記ガスタービンおよび／または前記蒸気タービンの回転駆動に連結された発電機と、を備えるガス化複合発電設備を提供する。
【００２３】
また、本開示は、燃料を搬送する燃料管と、前記燃料管の外周面を覆い、前記燃料管の外周面との間に酸化剤が導入される酸化剤管と、前記酸化剤管の延在方向の少なくとも一部に設けられる変位吸収部材と、を備え、前記燃料管の外周面には、前記燃料管の径方向外側に突出するように複数のリブが設けられており、前記複数のリブのうち１つ以上は、前記酸化剤管の内周面側の面における角部が面取りされているバーナのメンテナンス方法において、前記燃料管を前記酸化剤管の内部から引き抜く引抜工程と、前記燃料管を前記酸化剤管の内部へ挿入する挿入工程と、を有するバーナのメンテナンス方法を提供する。
【００２４】
本開示のバーナのメンテナンス方法においては、燃料管（バーナ本体管）の外周面に複数のリブが設けられており、複数のリブのうち１つ以上は、酸化剤管（空気管）の内周面側の面における角部が面取りされたバーナを用いる。このように、角部が面取りされたリブを有するバーナを用いるため、燃料管のメンテナンス時に燃料管を酸化剤管に抜き差しした場合において、リブが酸化剤管（特に、変位吸収部材）に引っ掛かることなく容易に燃料管を抜き差しすることができる。従って、バーナのメンテナンスが容易となる。また、角部が面取りされたリブと酸化剤管の内周面とが点接触することにより、燃料管がリブを介して酸化剤管の内周面に回転支持されるため、燃料管に大きな曲げモーメントが発生することを防止することができる。また、例えば燃料管の抜き差し時にどのリブが酸化剤管に引っ掛かるかが予め分かっていて、更に他のリブよりもこの引っ掛かるリブで燃料管の支持がされていることが予め分かっている場合は、酸化剤管に引っ掛かるリブのみを面取りしてもよい。これにより、必ずしも燃料管に設けるリブ全てに対して面取りを行う必要がなくなる。
【発明の効果】
【００２５】
本開示のバーナによれば、燃料管のメンテナンス時における燃料管の酸化剤管への抜き差しが容易となるため、バーナのメンテナンスが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本開示の一実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備を示す概略構成図である。
【図２】図１のガス化炉設備を示した概略構成図である。
【図３Ａ】本開示の一実施形態に係るバーナ近傍の構成を示す側断面図である。
【図３Ｂ】図３ＡのＡ−Ａ断面図である。
【図３Ｃ】図３Ｂにおけるガイド管、酸化剤管、及び燃料管を拡大した図である。
【図３Ｄ】図３Ｃ中の二点鎖線で囲まれた部分を拡大した図である。
【図４】特許文献１の図２に相当するバーナ近傍の構成を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本開示に係るバーナ、バーナシステム、ガス化炉設備、ガス化複合発電設備、及びバーナのメンテナンス方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、上方とは鉛直上側の方向を、下方とは鉛直下側の方向を示している。
【００２８】
〔石炭ガス化複合発電設備〕
以下、本開示の一実施形態に係るバーナについて、図面を用いて説明する。
本実施形態に係るバーナは、例えば石炭ガス化複合発電設備に適用した場合を用いて説明を行う。図１は、本実施形態に係るバーナを適用した石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。
【００２９】
本実施形態に係るガス化炉設備１４が適用される石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｏａｌ  Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｃｙｃｌｅ）１０は、空気を主とする酸化剤として用いており、ガス化炉設備１４において、燃料から可燃性ガス（生成ガス）を生成する空気燃焼方式を採用している。そして、石炭ガス化複合発電設備１０は、ガス化炉設備１４で生成した生成ガスを、ガス精製設備１６で精製して燃料ガスとした後、ガスタービン１７に供給して発電を行っている。すなわち、本実施形態の石炭ガス化複合発電設備１０は、空気燃焼方式（空気吹き）の発電設備となっている。ガス化炉設備１４に供給する燃料としては、例えば、石炭等の炭素含有固体燃料が用いられる。
【００３０】
石炭ガス化複合発電設備（ガス化複合発電設備）１０は、図１に示すように、給炭設備１１と、ガス化炉設備１４と、チャー回収設備１５と、ガス精製設備１６と、ガスタービン１７と、蒸気タービン１８と、発電機１９と、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ：Ｈｅａｔ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  Ｓｔｅａｍ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）２０とを備えている。
【００３１】
給炭設備１１は、原炭として炭素含有固体燃料である石炭が供給され、石炭を石炭ミル（図示略）などで粉砕することで、細かい粒子状に粉砕した微粉炭を製造する。給炭設備１１で製造された微粉炭は、給炭ライン１１ａ出口で後述する空気分離設備４２から供給される搬送用イナートガスとしての窒素ガスによって加圧されて、ガス化炉設備１４へ向けて供給される。イナートガスとは、酸素含有率が約５体積％以下の不活性ガスであり、窒素ガスや二酸化炭素ガスやアルゴンガスなどが代表例であるが、必ずしも約５体積％以下に制限されるものではない。
【００３２】
ガス化炉設備１４は、給炭設備１１で製造された微粉炭が供給されると共に、チャー回収設備１５で回収されたチャー（石炭の未反応分と灰分）が再利用を目的として供給されている。
【００３３】
また、ガス化炉設備１４には、ガスタービン１７（圧縮機６１）からの圧縮空気供給ライン４１が接続されており、ガスタービン１７で圧縮された圧縮空気の一部が昇圧機６８で所定圧力に昇圧されてガス化炉設備１４に供給可能となっている。空気分離設備４２は、大気中の空気から窒素と酸素を分離生成するものであり、第１窒素供給ライン４３によって空気分離設備４２とガス化炉設備１４とが接続されている。そして、この第１窒素供給ライン４３には、給炭設備１１からの給炭ライン１１ａが接続されている。また、第１窒素供給ライン４３から分岐する第２窒素供給ライン４５もガス化炉設備１４に接続されており、この第２窒素供給ライン４５には、チャー回収設備１５からのチャー戻しライン４６が接続されている。更に、空気分離設備４２は、酸素供給ライン４７によって、圧縮空気供給ライン４１と接続されている。そして、空気分離設備４２によって分離された窒素は、第１窒素供給ライン４３及び第２窒素供給ライン４５を流通することで、石炭やチャーの搬送用ガスとして利用される。また、空気分離設備４２によって分離された酸素は、酸素供給ライン４７及び圧縮空気供給ライン４１を流通することで、ガス化炉設備１４において酸化剤として利用される。
【００３４】
ガス化炉設備１４は、例えば、２段噴流床形式のガス化炉１０１（図２参照）を備えている。ガス化炉設備１４は、内部に供給された石炭（微粉炭）及びチャーを酸化剤（空気、酸素）により部分燃焼させることでガス化させ生成ガスとする。なお、ガス化炉設備１４は、微粉炭に混入した異物（スラグ）を除去する異物除去設備４８が設けられている。そして、このガス化炉設備１４には、チャー回収設備１５に向けて生成ガスを供給する生成ガスライン４９が接続されており、チャーを含む生成ガスが排出可能となっている。この場合、図２に示すように、生成ガスライン４９にシンガスクーラ１０２（ガス冷却器）を設けることで、生成ガスを所定温度まで冷却してからチャー回収設備１５に供給してもよい。
【００３５】
チャー回収設備１５は、集塵設備５１と供給ホッパ５２とを備えている。この場合、集塵設備５１は、１つ又は複数のサイクロンやポーラスフィルタにより構成され、ガス化炉設備１４で生成された生成ガスに含有するチャーを分離することができる。そして、チャーが分離された生成ガスは、ガス排出ライン５３を通してガス精製設備１６に送られる。供給ホッパ５２は、集塵設備５１で生成ガスから分離されたチャーを貯留するものである。なお、集塵設備５１と供給ホッパ５２との間にビンを配置し、このビンに複数の供給ホッパ５２を接続するように構成してもよい。そして、供給ホッパ５２からのチャー戻しライン４６が第２窒素供給ライン４５に接続されている。
【００３６】
ガス精製設備１６は、チャー回収設備１５によりチャーが分離された生成ガスに対して、硫黄化合物や窒素化合物などの不純物を取り除くことで、ガス精製を行うものである。そして、ガス精製設備１６は、生成ガスを精製して燃料ガスを製造し、これをガスタービン１７に供給する。なお、チャーが分離された生成ガス中にはまだ硫黄分（Ｈ２Ｓなど）が含まれているため、このガス精製設備１６では、アミン吸収液などによって硫黄分を除去回収して、有効利用する。
【００３７】
ガスタービン１７は、圧縮機６１、燃焼器６２、タービン６３を備えており、圧縮機６１とタービン６３とは、回転軸６４により連結されている。燃焼器６２には、圧縮機６１からの圧縮空気供給ライン６５が接続されると共に、ガス精製設備１６からの燃料ガス供給ライン６６が接続され、また、タービン６３に向かって延びる燃焼ガス供給ライン６７が接続されている。また、ガスタービン１７は、圧縮機６１からガス化炉設備１４に延びる圧縮空気供給ライン４１が設けられており、中途部に昇圧機６８が設けられている。従って、燃焼器６２では、圧縮機６１から供給された圧縮空気の一部とガス精製設備１６から供給された燃料ガスの少なくとも一部とを混合して燃焼させることで燃焼ガスを発生させ、発生させた燃焼ガスをタービン６３へ向けて供給する。そして、タービン６３は、供給された燃焼ガスにより回転軸６４を回転駆動させることで発電機１９を回転駆動させる。
【００３８】
蒸気タービン１８は、ガスタービン１７の回転軸６４に連結されるタービン６９を備えており、発電機１９は、この回転軸６４の基端部に連結されている。排熱回収ボイラ２０は、ガスタービン１７（タービン６３）からの排ガスライン７０が接続されており、排熱回収ボイラ２０への給水とタービン６３の排ガスとの間で熱交換を行うことで、蒸気を生成するものである。そして、排熱回収ボイラ２０は、蒸気タービン１８のタービン６９との間に蒸気供給ライン７１が設けられると共に蒸気回収ライン７２が設けられ、蒸気回収ライン７２に復水器７３が設けられている。また、排熱回収ボイラ２０で生成する蒸気には、ガス化炉１０１のシンガスクーラ１０２で生成ガスと熱交換して生成された蒸気を含んでもよい。従って、蒸気タービン１８では、排熱回収ボイラ２０から供給された蒸気によりタービン６９が回転駆動し、回転軸６４を回転させることで発電機１９を回転駆動させる。
【００３９】
そして、排熱回収ボイラ２０の出口から煙突７５までには、ガス浄化設備７４を備えている。
【００４０】
ここで、本実施形態の石炭ガス化複合発電設備１０の作動について説明する。
【００４１】
本実施形態の石炭ガス化複合発電設備１０において、給炭設備１１に原炭（石炭）が供給されると、石炭は、給炭設備１１において細かい粒子状に粉砕されることで微粉炭となる。給炭設備１１で製造された微粉炭は、空気分離設備４２から供給される窒素により第１窒素供給ライン４３を流通してガス化炉設備１４に供給される。また、後述するチャー回収設備１５で回収されたチャーが、空気分離設備４２から供給される窒素により第２窒素供給ライン４５を流通してガス化炉設備１４に供給される。更に、後述するガスタービン１７から抽気された圧縮空気が昇圧機６８で昇圧された後、空気分離設備４２から供給される酸素と共に圧縮空気供給ライン４１を通してガス化炉設備１４に供給される。
【００４２】
ガス化炉設備１４では、供給された微粉炭及びチャーが圧縮空気（酸素）により燃焼し、微粉炭及びチャーがガス化することで、生成ガスを生成する。そして、この生成ガスは、ガス化炉設備１４から生成ガスライン４９を通って排出され、チャー回収設備１５に送られる。
【００４３】
このチャー回収設備１５にて、生成ガスは、まず、集塵設備５１に供給されることで、生成ガスに含有する微粒のチャーが分離される。そして、チャーが分離された生成ガスは、ガス排出ライン５３を通してガス精製設備１６に送られる。一方、生成ガスから分離した微粒のチャーは、供給ホッパ５２に堆積され、チャー戻しライン４６を通ってガス化炉設備１４に戻されてリサイクルされる。
【００４４】
チャー回収設備１５によりチャーが分離された生成ガスは、ガス精製設備１６にて、硫黄化合物や窒素化合物などの不純物が取り除かれてガス精製され、燃料ガスが製造される。圧縮機６１が圧縮空気を生成して燃焼器６２に供給する。この燃焼器６２は、圧縮機６１から供給される圧縮空気と、ガス精製設備１６から供給される燃料ガスとを混合し、燃焼することで燃焼ガスを生成する。この燃焼ガスによりタービン６３を回転駆動することで、回転軸６４を介して圧縮機６１及び発電機１９を回転駆動する。このようにして、ガスタービン１７は発電を行うことができる。
【００４５】
そして、排熱回収ボイラ２０は、ガスタービン１７におけるタービン６３から排出された排ガスと排熱回収ボイラ２０への給水とで熱交換を行うことにより蒸気を生成し、この生成した蒸気を蒸気タービン１８に供給する。蒸気タービン１８では、排熱回収ボイラ２０から供給された蒸気によりタービン６９を回転駆動することで、回転軸６４を介して発電機１９を回転駆動し、発電を行うことができる。なお、ガスタービン１７と蒸気タービン１８は同一軸として１つの発電機１９を回転駆動しなくてもよく、別の軸として複数の発電機を回転駆動しても良い。
【００４６】
その後、ガス浄化設備７４では、排熱回収ボイラ２０から排出された排気ガスの有害物質が除去され、浄化された排気ガスが煙突７５から大気へ放出される。
【００４７】
次に、図１及び図２を参照して、上述した石炭ガス化複合発電設備１０におけるガス化炉設備１４について詳細に説明する。図２は、図１のガス化炉設備を示した概略構成図である。
【００４８】
ガス化炉設備１４は、図２に示すように、ガス化炉１０１と、シンガスクーラ１０２と、を備えている。
【００４９】
ガス化炉１０１は、鉛直方向に延びて形成されており、鉛直方向の下方側に微粉炭及び酸素が供給され、部分燃焼させてガス化した生成ガスが鉛直方向の下方側から上方側に向かって流通している。ガス化炉１０１は、圧力容器１１０と、圧力容器１１０の内部に設けられるガス化炉壁（炉壁）１１１とを有している。そして、ガス化炉１０１は、圧力容器１１０とガス化炉壁１１１との間の空間にアニュラス部１１５を形成している。また、ガス化炉１０１は、ガス化炉壁１１１の内部の空間において、鉛直方向の下方側（つまり、生成ガスの流通方向の上流側）から順に、コンバスタ部１１６、ディフューザ部１１７、リダクタ部１１８を形成している。
【００５０】
圧力容器１１０は、内部が中空空間となる筒形状に形成され、上端部にガス排出口１２１が形成される一方、下端部（底部）にスラグホッパ１２２が形成されている。ガス化炉壁１１１は、内部が中空空間となる筒形状に形成され、その壁面が圧力容器１１０の内面と対向して設けられている。本実施形態では圧力容器１１０は円筒形状で、ガス化炉壁１１１のディフューザ部１１７も円筒形状に形成されている。そして、ガス化炉壁１１１は、図示しない支持部材により圧力容器１１０内面に連結されている。
【００５１】
ガス化炉壁１１１は、圧力容器１１０の内部を内部空間１４４と外部空間１４６に分離する。ガス化炉壁１１１は、後述するが、横断面形状がコンバスタ部１１６とリダクタ部１１８との間のディフューザ部１１７で変化する形状とされている。ガス化炉壁１１１は、鉛直上方側となるその上端部が、圧力容器１１０のガス排出口１２１に接続され、鉛直下方側となるその下端部が圧力容器１１０の底部と隙間を空けて設けられている。そして、圧力容器１１０の底部に形成されるスラグホッパ１２２には、貯留水が溜められており、ガス化炉壁１１１の下端部が貯留水に浸水することで、ガス化炉壁１１１の内外を封止している。ガス化炉壁１１１には、バーナ１２６、１２７が挿入され、内部空間１４４にシンガスクーラ１０２が配置されている。ガス化炉壁１１１の構造については後述する。
【００５２】
アニュラス部１１５は、圧力容器１１０の内側とガス化炉壁１１１の外側に形成された空間、つまり外部空間１４６であり、空気分離設備４２で分離された不活性ガスである窒素が、図示しない窒素供給ラインを通って供給される。このため、アニュラス部１１５は、窒素が充満する空間となる。なお、このアニュラス部１１５の鉛直方向の上部付近には、ガス化炉１０１内を均圧にするための図示しない炉内均圧管が設けられている。炉内均圧管は、ガス化炉壁１１１の内外を連通して設けられ、ガス化炉壁１１１の内部（コンバスタ部１１６、ディフューザ部１１７及びリダクタ部１１８）と外部（アニュラス部１１５）との圧力差を所定圧力以内となるよう略均圧にしている。
【００５３】
コンバスタ部１１６は、微粉炭及びチャーと空気とを一部燃焼させる空間となっており、コンバスタ部１１６におけるガス化炉壁１１１には、複数のバーナ１２６からなる燃焼装置が配置されている。コンバスタ部１１６で微粉炭及びチャーの一部を燃焼した高温の燃焼ガスは、ディフューザ部１１７を通過してリダクタ部１１８に流入する。
【００５４】
リダクタ部１１８は、ガス化反応に必要な高温状態に維持されコンバスタ部１１６からの燃焼ガスに微粉炭を供給し部分燃焼させて、微粉炭を揮発分（一酸化炭素、水素、低級炭化水素等）へと分解してガス化されて生成ガスを生成する空間となっており、リダクタ部１１８におけるガス化炉壁１１１には、複数のバーナ１２７からなる燃焼装置が配置されている。
【００５５】
シンガスクーラ１０２は、ガス化炉壁１１１の内部に設けられると共に、リダクタ部１１８のバーナ１２７の鉛直方向の上方側に設けられている。シンガスクーラ１０２は熱交換器であり、ガス化炉壁１１１の鉛直方向の下方側（生成ガスの流通方向の上流側）から順に、蒸発器（エバポレータ）１３１、過熱器（スーパーヒータ）１３２、節炭器（エコノマイザ）１３４が配置されている。これらのシンガスクーラ１０２は、リダクタ部１１８において生成された生成ガスと熱交換を行うことで、生成ガスを冷却する。また、蒸発器（エバポレータ）１３１、過熱器（スーパーヒータ）１３２、節炭器（エコノマイザ）１３４は、図に記載されたその数量を限定するものではない。
【００５６】
ここで、上述のガス化炉設備１４の動作について説明する。
ガス化炉設備１４のガス化炉１０１において、リダクタ部１１８のバーナ１２７により窒素と微粉炭が投入されて点火されると共に、コンバスタ部１１６のバーナ１２６により微粉炭及びチャーと圧縮空気（酸素）が投入されて点火される。すると、コンバスタ部１１６では、微粉炭とチャーの燃焼により高温燃焼ガスが発生する。また、コンバスタ部１１６では、微粉炭とチャーの燃焼により高温ガス中で溶融スラグが生成され、この溶融スラグがガス化炉壁１１１へ付着すると共に、炉底へ落下し、最終的にスラグホッパ１２２内の貯水へ排出される。そして、コンバスタ部１１６で発生した高温燃焼ガスは、ディフューザ部１１７を通ってリダクタ部１１８に上昇する。このリダクタ部１１８では、ガス化反応に必要な高温状態に維持されて、微粉炭が高温燃焼ガスと混合し、高温の還元雰囲気において微粉炭を部分燃焼させてガス化反応が行われ、生成ガスが生成される。ガス化した生成ガスが鉛直方向の下方側から上方側に向かって流通する。
【００５７】
次に、図３Ａ〜図３Ｄを示して本実施形態に係るバーナについて説明する。本実施形態に係るバーナは、例えば図２のバーナ１２６やバーナ１２７に適用される。
【００５８】
図３Ａは、本実施形態に係るバーナ近傍の構成を示す側断面図である。図３Ａ中、紙面水平右方向は炉外側を示し、紙面水平左方向は炉内側を示している。本実施形態においては、ガス化炉１０１は、圧力容器１１０と、圧力容器１１０内に設けられるガス化炉壁（炉壁）１１１とを有している。圧力容器１１０と炉壁１１１との間にはアニュラス部１１５が形成され、これによりガス化炉１０１内の高圧状態が維持されている。
【００５９】
このガス化炉１０１には、炉壁１１１の側壁に基端部を有し、炉壁１１１の側壁から圧力容器１１０に向かって延在して圧力容器１１０を貫通しているバーナ１６１が設けられている。バーナ１６１は、炉壁１１１の側壁に開口している開口部にシールボックス１６９を介して固定され、炉内の高温の燃焼ガスがアニュラス部１１５へ漏出しないようにしている。シールボックス１６９は、例えば、ＳＵＳ系材と耐火材とからなり、その略中心部をバーナ１６１が貫通している。
【００６０】
圧力容器側開口部１１０ａは、フランジ構造となっており、バーナ１６１を圧力容器側開口部１１０ａに支持することが可能な支持管１７１の両端部にあるフランジ部１７１ａ、１７１ｂとボルト（図示せず）とによって固定されている。支持管１７１の両端部は、フランジ部１７１ａ、１７１ｂとなっていて、支持管１７１の内側にバーナ１６１が挿入されている。
【００６１】
バーナ１６１は、搬送ガスである窒素等によって微粉炭等の微粉燃料を搬送する燃料管（バーナ本体管）１６２と、燃料管１６２の外周を覆っており、燃料管１６２の外周面との間に空気等の酸化剤が導入される酸化剤管（空気管）１６３と、酸化剤管１６３の外周に設けられているガイド管１６４とを備えた多重管構造としている。ガス化炉１０１の運転時には、ガス化炉壁１１１と圧力容器１１０の両方に熱伸びが生じ、温度や材質の違いによりガス化炉壁１１１と圧力容器１１０との間には熱伸び差が生じる。このとき、バーナ１６１は圧力容器１１０の外側からガス化炉壁１１１内側へと挿入された長尺の多重管構造であるため、ガス化炉壁１１１と圧力容器１１０との間の熱伸び差により燃料管１６２が撓むことで多重管相互の応力が発生又は集中して燃料管１６２の変形や破損を生じる可能性がある。このため、バーナ１６１は、ガス化炉壁１１１と圧力容器１１０との間の熱伸び差により燃料管１６２の撓みを吸収できるように、バーナ１６１を長尺化するとともに、酸化剤管１６３とガイド管１６４の一部には後述するエキスパンション（変位吸収部材）を設けている。
【００６２】
なお、本実施形態でのバーナ１６１の長さ（図３Ａ中、Ｌで示す長さ）は、例えば４ｍ以上１０ｍ以下である。また、バーナ１６１の長さは、燃料管１６２又は酸化剤管１６３のサイズによって決定されてもよい。
【００６３】
燃料管１６２は、その内部に窒素等によって搬送された微粉炭等の微粉燃料が導かれるものである。燃料管１６２は、その一端がシールボックス１６９を貫通して炉壁１１１内に延在している。燃料管１６２の先端部には、酸化剤管１６３の内周面との間で円管状に形成された保炎器（スワラ）１７０が固定されている。スワラ１７０は、燃料管１６２から噴出される微粉燃料とその搬送ガスの流れ、及び酸化剤管１６３から噴出する酸化剤の流れをガイドする金属製の部材である。また、燃料管１６２の他端は、粉砕機からの微粉炭等の微粉燃料を搬送する微粉燃料搬送配管（図示せず）に接続されている。
【００６４】
燃料管１６２の外周面には、燃料管１６２の径方向外側に向かって突出するように複数のリブ（補強材）１７２が設けられている。リブ１７２は、燃料管１６２の長手軸方向の異なる位置に複数箇所（本実施形態では炉内側と炉外側の２箇所）設けられている。具体的には、リブ１７２は、燃料管１６２が自重による撓みにより降伏せず、かつ燃料管１６２を長手軸方向に側面視で見て燃料管１６２が自重により撓んでも酸化剤管１６３と干渉しない位置に配置する。リブ１７２は、例えば溶接等により燃料管１６２の外周面上に固定されている。
なお、リブ１７２を、燃料管１６２の長手軸方向に設ける位置は、２箇所に限定するものではない。燃料管１６２の自重による撓みを適正に支持できる位置に設置されればよく、例えば、炉内側付近に１箇所だけ設けてもよい。
【００６５】
リブ１７２の突出端は、いずれも酸化剤管１６３の内周面の近傍とされており、酸化剤管１６３の内周面には固定されていない。図３Ａに示すように、側断面視において、リブ１７２の角部はそれぞれ面取りされ、さらに好ましくは滑らかな曲面状に面取りされている。即ち、リブ１７２は、例えば側断面視でかまぼこ形状とされている。このように複数のリブ１７２を燃料管１６２の外周面に設けることによって、燃料管１６２を酸化剤管１６３の内側から支持している。
【００６６】
酸化剤管１６３は、燃料管１６２の外周面を所定の空間を設けて覆っており、燃料管１６２よりもその外形寸法が大きいものとされている。酸化剤管１６３の炉外側の側壁（図３Ａの紙面右側）には、酸化剤導入用フランジ部１６５が設けられている。酸化剤管１６３には、その内周面と燃料管１６２の外周面との間に例えば空気などの酸化剤が、酸化剤導入用フランジ部１６５から導入される。
【００６７】
酸化剤管１６３は、その一端がシールボックス１６９を貫通して炉壁１１１内に延在している。酸化剤管１６３のシールボックス１６９に接続している端部と反対端の近傍には、フランジ部１６３ａが設けられている。フランジ部１６３ａは炉外側のフランジ部１７３に接続されており、燃料管１６２はフランジ部１７３に溶接固定される。酸化剤管１６３には、フランジ部１６３ａよりも炉内側にフランジ部１６３ｂが設けられており、後述するガイド管１６４に設けられているフランジ部１７５とボルトなどによって接続可能とされている。
【００６８】
酸化剤管１６３は、後述するガイド管１６４内に挿入して配置されている長手軸方向の一部（延在方向の少なくとも一部、図３Ａにおいては２箇所）に酸化剤管用エキスパンション（変位吸収部材）１６６が設けられている。酸化剤管用エキスパンション１６６は、曲げ及び軸方向の伸縮が可能な管である。
【００６９】
ガイド管１６４は、燃料管１６２及び酸化剤管１６３の外周を覆っており、酸化剤管１６３よりもその外形寸法が大きいものとされている。ガイド管１６４は、その内部に酸化剤管１６３と燃料管１６２とを有している。ガイド管１６４は、シールボックス１６９に固定されている一端と反対端に、前述した酸化剤管１６３に設けられているフランジ部１６３ｂに接続されるフランジ部１７５が設けられている。また、ガイド管１６４には、フランジ部１７５よりも炉内側にフランジ部１７６が設けられており、支持管１７１のフランジ部１７１ｂとボルトなどによって接続可能とされている。
【００７０】
ガイド管１６４のフランジ部１７５とフランジ部１７６との間の外筒壁には、ガイド管１６４の内周面と酸化剤管１６３の外周面との間の空間部（図示せず）に非酸化性ガスを導入する非酸化性ガス導入管１７７及びフランジ部１７８が設けられていて、イナートガスを供給可能となっている。
【００７１】
ガイド管１６４は、支持管１７１内及びアニュラス部１１５内に晒されている長手軸方向の一部（延在方向の少なくとも一部、図３Ａにおいては２箇所）にガイド管用エキスパンション１６７が設けられている。ガイド管用エキスパンション１６７は、酸化剤管用エキスパンション１６６と同様に曲げ及び軸方向の伸縮が可能な管である。
【００７２】
次に、図３Ｂ〜図３Ｄを示して、本実施形態のリブの構造についてより詳細に説明する。
図３Ｂは、図３ＡのＡ−Ａ断面図である。図３Ｃは、図３Ｂにおけるガイド管、酸化剤管、及び燃料管を拡大した図である。図３Ｄは、図３Ｃ中の二点鎖線で囲まれた部分を拡大した図である。なお、図３Ｂ〜図３Ｄ中の図３Ａと同じ構成については、図３Ａと同じ符号を付記し、その詳細な説明を割愛する。
【００７３】
図３Ｂ及び図３Ｃに示すように、本実施形態において、燃料管１６２の炉内側では、リブ１７２が燃料管１６２の中心から燃料管１６２の外周面上下および水平左右方向に突出して十字状に４箇所設けられている。なお、図示しないが、燃料管１６２の炉外側でも同様にリブ１７２が燃料管１６２の中心から外周面上下および水平左右方向に突出して十字状に４箇所設けられている。リブ１７２が外周面上下および水平左右方向に突出して十字状に４箇所設けられているので、燃料管１６２が長手軸方向を中心に回転して設置されても、いずれかのリブ１７２が燃料管１６２の自重による撓みを確実に支持することができる。なお、燃料管１６２の自重による撓みを支持することができれば、リブ１７２は４箇所に設けられていることに限定されない。例えば、燃料管１６２の長手軸方向中心にした回転設置方向を管理することで、リブ１７２が外周面の鉛直上下方向に突出して２箇所設けられていてもよい。
【００７４】
燃料管１６２の撓み量の増大による燃料管１６２の変形や干渉を抑制するため、各リブ１７２の突出端と酸化剤管１６３の内周面との間には、約１ｍｍ〜５ｍｍ程度のクリアランス（隙間）が設けられている。これにより、燃料管１６２の自重による撓みが発生した場合にもリブ１７２で支持されるように構成されている。
【００７５】
図３Ｂ及び図３Ｃに示すように、正断面視において、リブ１７２の角部はそれぞれ面取りされている。より具体的には、図３Ｄに示すように、リブ１７２の突出端は面取りされ、Ｒ部が形成され、滑らかな曲面状に面取りされている。即ち、各リブ１７２の突出端については、酸化剤管１６３の内周面側の面における角部が全て面取りされて、さらに好ましくはＲ部が形成されて滑らかな曲面状に面取りされている。従って、リブ１７２が酸化剤管１６３の内周面と接触する際、リブ１７２と酸化剤管１６３の内周面が点接触する。これにより、燃料管１６２が自重による撓みを支持するにあたり、リブ１７２の突出端が自由端として燃料管１６２を支持する。また、燃料管１６２と酸化剤管１６３との間の熱伸び差の吸収に当たり、リブ１７２の突出端が自由端として燃料管１６２を支持する。
【００７６】
〔バーナシステム〕
次に、本実施形態に係るバーナシステムについて説明する。
なお、以下では、バーナシステムとして、図３Ａに示すバーナ１６１を制御する制御部を備えたものを一例として説明するが、これに限定されない。
【００７７】
本実施形態のバーナシステムは、上述のバーナ１６１と、燃料管１６２を酸化剤管１６３の内部へ挿入する際の炉壁１１１内側に突出するバーナ１６１の先端位置を調整するための制御を行う制御部１７９を備える。制御部１７９は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
【００７８】
上記バーナシステムにおいて、バーナ１６１のメンテナンスを行う場合、まず、制御部１７９により、図示されていない駆動シリンダ等の抜き差し装置を用いて長手軸方向に沿って炉壁１１１の内側に向かって、燃料管１６２を酸化剤管１６３の内部から引き抜く。燃料管１６２を酸化剤管１６３の内部から引き抜いた後、燃料管１６２のメンテナンスを行う。燃料管１６２のメンテナンスが終了したら、制御部１７９によって燃料管１６２の抜き差し量が調整されて燃料管１６２を所定の先端位置まで酸化剤管１６３の内部へ挿入し、燃料管１６２を酸化剤管１６３の内部に戻す。このように、制御部１７９は燃料管１６２の抜き差しの進行と停止を制御する。
【００７９】
〔バーナのメンテナンス方法〕
次に、本実施形態に係るバーナのメンテナンス方法について説明する。
なお、以下では、図３Ａに示すバーナ１６１を用いてメンテナンスを行う場合を一例として説明するが、これに限定されない。
【００８０】
（引抜工程）
引抜工程においては、燃料管１６２と溶接固定された炉外側のフランジ部１７３をフランジ部１６３ａから取り外し、燃料管１６２を酸化剤管１６３の内部から引き抜く。燃料管１６２を酸化剤管１６３の内部から引き抜いた後、燃料管１６２のメンテナンスを行う。
【００８１】
（挿入工程）
燃料管１６２のメンテナンスが終了したら、挿入工程を行って燃料管１６２を酸化剤管１６３の内部に戻した後、燃料管１６２と溶接固定された炉外側のフランジ部１７３とフランジ部１６３ａを接続固定する。挿入工程においては、燃料管１６２を酸化剤管１６３の内部へ挿入する。
【００８２】
以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態のバーナ１６１であれば、燃料管１６２の外周面に複数のリブ１７２が設けられており、複数のリブ１７２のうち１つ以上は、酸化剤管１６３の内周面側の面における角部が面取りされている。リブ１７２は、例えば、燃料管１６２をサポートするために用いられる。このように、角部が面取りされたリブ１７２が設けられているため、燃料管１６２のメンテナンス時に燃料管１６２を酸化剤管１６３から抜き差しした場合において、リブ１７２が酸化剤管１６３（特に、酸化剤管用エキスパンション１６６）に引っ掛かることなく容易に燃料管１６２を抜き差しすることができる。従って、バーナ１６１のメンテナンス作業が容易となる。また、角部が面取りされたリブ１７２と酸化剤管１６３の内周面とが点接触することにより、燃料管１６２がリブ１７２を介して酸化剤管１６３の内周面に回転支持されるため、燃料管１６２に大きな曲げモーメントが発生することを防止することができる。また、例えば燃料管１６２の抜き差し時にどのリブ１７２が酸化剤管１６３に引っ掛かるかが予め分かっていて、更に他のリブ１７２よりもこの引っ掛かるリブ１７２で燃料管１６２の支持がされていることが予め分かっている場合は、酸化剤管１６３に引っ掛かるリブ１７２のみを面取りしてもよい。これにより、燃料管１６２に設けるリブ１７２の必ずしも全てに対して面取りを行う必要がなくなる。
【００８３】
また、燃料管１６２の外周面に設けられたリブ１７２の酸化剤管１６３の内周面側の面における角部が全て面取りされていれば、燃料管１６２のメンテナンス時に燃料管１６２を酸化剤管１６３に抜き差しした場合において、リブ１７２の面取りされた部分が滑らかに接触するため、酸化剤管１６３に引っ掛かることをより確実に防止することができる。また、角部が面取りされたリブ１７２と酸化剤管１６３の内周面とが必ず点接触するので、燃料管１６２がリブ１７２を介して酸化剤管１６３の内周面に必ず回転支持されて燃料管１６２に大きな曲げモーメントが発生することをより確実に防止することができる。
【００８４】
また、本実施形態のバーナシステムにおいては、メンテナンス等の理由で制御部１７９により所定の位置に燃料管１６２を酸化剤管１６３の内部へ挿入する又は燃料管１６２を酸化剤管１６３の内部から引き抜くため、図示されていない駆動シリンダ等の抜き差し装置を用いて長手軸方向に沿って炉壁１１１の内側に向かって移動させる制御を行ったとしても、リブ１７２が酸化剤管１６３に引っ掛かることなく抜き差しすることができる。従って、このようなバーナシステムであれば、バーナ１６１の炉壁内側に突出するバーナ先端位置への調整が容易となり、メンテナンス性が向上する。
【００８５】
また、本実施形態のバーナのメンテナンス方法においては、燃料管１６２の外周面に複数のリブ１７２が設けられており、複数のリブ１７２のうち１つ以上は、酸化剤管１６３の内周面側の面における角部が面取りされたバーナ１６１を用いる。このように、角部が面取りされたリブ１７２を有するバーナ１６１を用いるため、燃料管１６２のメンテナンス時に燃料管１６２を酸化剤管１６３に抜き差しした場合において、リブ１７２が酸化剤管１６３（特に、酸化剤管用エキスパンション１６６）に引っ掛かることなく容易に燃料管１６２を抜き差しすることができる。従って、バーナ１６１のメンテナンスが容易となる。また、角部が面取りされたリブ１７２と酸化剤管１６３の内周面とが点接触することにより、燃料管１６２がリブ１７２を介して酸化剤管１６３の内周面に回転支持されるため、燃料管１６２に大きな曲げモーメントが発生することを防止することができる。
【００８６】
なお、上述した実施形態では、リブ１７２が燃料管１６２の中心から燃料管１６２の外周面上下および水平左右方向に突出するように４箇所設けられた態様を一例として説明したが、これに限定されない。具体的には、リブ１７２は複数であればよく、燃料管１６２の中心から外周面鉛直上下方向に突出するように２箇所設けられた態様としてもよい。また、燃料管１６２の長手軸方向の異なる位置に２箇所（炉内側及び炉外側の２箇所）設ける必要もなく、燃料管１６２の自重による撓みを適正に支持できる位置に、１箇所だけでもよい。
【００８７】
また、上述した実施形態では、燃料管１６２に設けられたリブ１７２がいずれも、酸化剤管１６３の内周面側の面における角部が全て面取りされている態様を一例として説明したが、これに限定されない。具体的には、燃料管１６２に設けられたリブ１７２のうち燃料管１６２の自重による撓みを支持する１つ以上について、酸化剤管１６３の内周面側の面における角部が面取りされていればよい。また、面取りされるリブ１７２についても、酸化剤管１６３の内周面側の面における角部が全て面取りされる必要はなく、少なくとも必要な効果を得ることができる一部が面取りされることで、燃料管１６２を酸化剤管１６３に抜き差しした場合に、リブ１７２の面取りされた部分が酸化剤管１６３に引っ掛かることなく、リブ１７２と酸化剤管１６３の内周面とが点接触して回転支持されていればよい。
【００８８】
また、本開示のバーナは、多重管構造のバーナであれば適用可能であり、例えば軽油バーナ等にも適用することができる。
【００８９】
また、上述した実施形態では、微粉炭から可燃性ガスを生成する石炭ガス化炉を備えたＩＧＣＣを一例として説明したが、本開示のガス化炉設備は、例えば間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ等のバイオマス燃料など、他の炭素含有固体燃料をガス化するものにも適用可能である。また、本開示のガス化炉設備は、発電用に限らず、所望の化学物質を得る化学プラント用ガス化炉にも適用可能である。
【００９０】
また、上述した実施形態では、燃料として石炭を使用したが、高品位炭や低品位炭などほかの炭素含有固体燃料であっても適用可能であり、また、石炭に限らず、再生可能な生物由来の有機性資源として使用されるバイオマスであってもよく、例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ及びこれらを原料としたリサイクル燃料（ペレットやチップ）などを使用することも可能である。
【００９１】
なお、本実施形態はガス化炉１０１として、タワー型ガス化炉について説明してきたが、ガス化炉１０１はクロスオーバー型ガス化炉でも、ガス化炉１０１内の各機器の鉛直上下方向を生成ガスのガス流れ方向を合わせるように置き換えることで、同様に実施が可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１０  石炭ガス化複合発電設備（ガス化複合発電設備）
１１  給炭設備
１１ａ  給炭ライン
１４  ガス化炉設備
１５  チャー回収設備
１６  ガス精製設備
１７  ガスタービン
１８  蒸気タービン
１９  発電機
２０  排熱回収ボイラ
４１  圧縮空気供給ライン
４２  空気分離設備
４３  第１窒素供給ライン
４５  第２窒素供給ライン
４６  チャー戻しライン
４７  酸素供給ライン
４８  異物除去設備
４９  生成ガスライン
５１  集塵設備
５２  供給ホッパ
５３  ガス排出ライン
６１  圧縮機
６２  燃焼器
６３  タービン
６４  回転軸
６５  圧縮空気供給ライン
６６  燃料ガス供給ライン
６７  燃焼ガス供給ライン
６８  昇圧機
６９  タービン
７０  排ガスライン
７１  蒸気供給ライン
７２  蒸気回収ライン
７３  復水器
７４  ガス浄化設備
７５  煙突
１０１  ガス化炉
１０２  シンガスクーラ
１１０  圧力容器
１１０ａ  圧力容器側開口部
１１１  ガス化炉壁（炉壁）
１１５  アニュラス部
１１６  コンバスタ部
１１７  ディフューザ部
１１８  リダクタ部
１２１  ガス排出口
１２２  スラグホッパ
１２６  バーナ
１２７  バーナ
１３１  蒸発器
１３２  過熱器
１３４  節炭器
１４４  内部空間
１４６  外部空間
１６１  バーナ
１６２  燃料管（バーナ本体管）
１６３  酸化剤管（空気管）
１６３ａ  フランジ部
１６３ｂ  フランジ部
１６４  ガイド管
１６５  酸化剤導入用フランジ部
１６６  酸化剤管用エキスパンション（変位吸収部材）
１６７  ガイド管用エキスパンション
１６９  シールボックス
１７０  保炎器（スワラ）
１７１  支持管
１７１ａ  フランジ部
１７１ｂ  フランジ部
１７２  リブ（補強材）
１７３  フランジ部
１７５  フランジ部
１７６  フランジ部
１７７  非酸化性ガス導入管
１７８  フランジ部
１７９  制御部
Ｌ  長さ
【図１】
2020112310.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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