(57)【要約】【課題】ＣＯ２を含む燃焼流体を膨張させて動力を得ると共にＣＯ２を含む排気を循環させる閉サイクルのタービン設備において、起動時に系内のＣＯ２濃度を速やかに所定の濃度にする。【解決手段】ＣＯ２を含む燃焼ガスを膨張して動力を得るガスタービン４と、ガスタービン４で仕事を終えたＣＯ２を含む排気ガスを圧縮して燃焼器３に導入する循環経路５と、起動時にＣＯ２を含む流体を圧縮機２に供給するＣＯ２供給経路１１と、起動時に系内のガスを排出するガス排出路１３とを備え、残留Ｎ２が系統内の配管中に存在する起動時に、ＣＯ２供給経路１１からＣＯ２を含む流体を圧縮機に供給して燃焼器で燃焼させ、ガス排出路１３から残留Ｎ２を排出し、ガスタービン４の排気ガスのＣＯ２濃度が所定の濃度になった時点でガスタービン４の排気ガスを循環経路５で循環させて閉サイクルの運転を行なう。【選択図】図１
2010180868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＯ２を含む流体で燃焼ガスを発生させる燃焼器と、
前記燃焼器の燃焼ガスを膨張して動力を得るガスタービンと、
前記ガスタービンで仕事を終えたＣＯ２を含む排気ガスを圧縮して前記燃焼器に導入する循環系と、
前記圧縮機の上流側の前記循環系に接続され起動時にＣＯ２を含む流体を前記圧縮機に供給するＣＯ２供給系と、
前記ガスタービンの出口と前記ＣＯ２供給系の接続部の間における前記循環系に接続され起動時に系内のガスを排出するガス排出系とを備えた
ことを特徴とするタービン設備。
【請求項２】
請求項１に記載のタービン設備において、
前記燃焼器の燃料は石炭をガス化した燃料である
ことを特徴とするタービン設備。
【請求項３】
請求項１もしくは請求項２に記載のタービン設備において、
前記燃焼器ではＯ２を用いて燃料ガスを燃焼する
ことを特徴とするタービン設備。
【請求項４】
石炭の反応により燃料ガスを生成するガス化炉と、
前記ガス化炉で生成された燃料ガスを燃焼する燃焼器と、
前記燃焼器からの燃焼ガスを膨張して動力を得るガスタービンと、
前記ガスタービンで仕事を終えたＣＯ２を含む排気から熱を回収して蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、
前記排熱回収ボイラで熱回収されたＣＯ２を含む排気を圧縮して前記燃焼器に圧縮作動流体を送る圧縮機と、
前記圧縮機の入口側に接続され起動時にＣＯ２を含む流体を前記圧縮機に供給するＣＯ２供給系と、
前記排熱回収ボイラの出口側に接続され起動時に系内のガスを排出するガス排出系とを備えた
ことを特徴とする発電設備。
【請求項５】
請求項４に記載の発電設備において、
前記排熱ボイラからの排気の一部を冷却して水分を凝縮除去することで高純度のＣＯ２を得る冷却手段と、
前記冷却手段で得られた高純度のＣＯ２を前記ガス化炉に供給する供給系とを備えた
ことを特徴とする発電設備。
【請求項６】
請求項５に記載の発電設備において、
前記冷却手段で得られた高純度のＣＯ２の一部を貯留する貯留手段を備え、
前記ＣＯ２供給系で供給されるＣＯ２が前記貯留手段のＣＯ２である
ことを特徴とする発電設備。
【請求項７】
請求項４〜請求項６のいずれか一項に記載の発電設備において、
前記排熱回収ボイラで発生した蒸気を膨張して動力を得る蒸気タービンを備えた
ことを特徴とする発電設備。
【請求項８】
請求項７に記載の発電設備において、
前記排熱回収ボイラで熱回収されたＣＯ２を含む排気の一部から不純物を除去する不純物除去手段を備えた
ことを特徴とする発電設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＯ２を含む燃焼流体を膨張させて動力を得ると共にＣＯ２を含む排気を循環させる閉サイクルのタービン設備に関する。
【０００２】
また、本発明は、石炭の反応により燃料ガスを生成するガス化炉を備え、ガス化炉からの燃料ガスを燃焼させた燃焼流体を膨張させて動力を得ると共にＣＯ２を含む排気を循環させる閉サイクルのタービンを備えた発電設備に関する。
【背景技術】
【０００３】
燃焼器からの燃焼ガスを膨張して動力を得るガスタービンを備えた発電設備が種々実用化されている。このような発電設備では、エネルギーを有効に回収して発電効率を向上させている。燃焼器に送られる燃料としては、例えば、天然ガス等が適用され、空気と共に燃焼器で燃焼させて燃焼ガスを得ている。また、石炭を石炭ガス化ガスに変換し、石炭ガス化ガスを燃焼器で燃焼させて燃焼ガスを得ている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
石炭ガス化ガスを燃焼器で燃焼させる発電設備では、高濃度のＯ２と共に石炭ガス化ガスを燃焼させ、ＣＯ２を含む燃焼流体をガスタービンで膨張させて動力を得る設備が知られている。このような設備は、ガスタービンのＣＯ２を含む排気中の余分なＣＯ２を回収すると共に、ＣＯ２を含む排気を圧縮して燃焼器で燃焼させ、ＣＯ２を環境に放出しない閉サイクルの設備とされている。
【０００５】
ＣＯ２を含む排気を循環させる閉サイクルの設備では、起動時には配管内に空気が存在しているため、起動直後のガスタービンの排気にはＮ２が残留して排ガス中のＣＯ２濃度が低下している状態となっている。このため、起動直後から残留Ｎ２がＣＯ２に置換されるまでに間を要し、所定のＣＯ２濃度に達するまでの起動時間が長くなっているのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−２４４５０４号公報
【特許文献２】特開２００７−１０７４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、ＣＯ２を含む燃焼流体を膨張させて動力を得ると共にＣＯ２を含む排気を循環させる閉サイクルのタービン設備において、起動時に系内のＣＯ２濃度を速やかに所定の濃度にすることができるタービン設備を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、石炭の反応により燃料ガスを生成するガス化炉を備え、ガス化炉からの燃料ガスを燃焼させた燃焼流体を膨張させて動力を得ると共にＣＯ２を含む排気を循環させる閉サイクルのタービンを備えた発電設備において、起動時に系内のＣＯ２濃度を速やかに所定の濃度にすることができる発電設備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】
【０００９】
上記目的を達成するための請求項１に係る本発明のタービン設備は、ＣＯ２を含む流体で燃焼ガスを発生させる燃焼器と、前記燃焼器の燃焼ガスを膨張して動力を得るガスタービンと、前記ガスタービンで仕事を終えたＣＯ２を含む排気ガスを圧縮して前記燃焼器に導入する循環系と、前記圧縮機の上流側の前記循環系に接続され起動時にＣＯ２を含む流体を前記圧縮機に供給するＣＯ２供給系と、前記ガスタービンの出口と前記ＣＯ２供給系の接続部の間における前記循環系に接続され起動時に系内のガスを排出するガス排出系とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項１に係る本発明では、残留Ｎ２が系統内の配管中に存在する起動時には、ＣＯ２供給系からＣＯ２を含む流体を圧縮機に供給して燃焼器で燃焼させ、ガス排出系から残留Ｎ２を排出し、ガスタービンの排気ガスのＣＯ２濃度が所定の濃度になった時点でガスタービンの排気ガスを循環系で循環させて閉サイクルの運転を行なう。これにより、残留Ｎ２を排出して系内のＣＯ２濃度を速やかに所定の濃度にすることができる。
【００１１】
そして、請求項２に係る本発明のタービン設備は、請求項１に記載のタービン設備において、前記燃焼器の燃料は石炭をガス化した燃料であることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る本発明では、石炭ガス化ガスを燃焼して得られた燃焼ガスを用いた閉サイクルのタービン設備の起動を速やかに行うことができる。
【００１３】
また、請求項３に係る本発明のタービン設備は、請求項１もしくは請求項２に記載のタービン設備において、前記燃焼器ではＯ２を用いて燃料ガスを燃焼することを特徴とする。
【００１４】
請求項３に係る本発明では、Ｏ２を用いて燃料ガスを燃焼した閉サイクルのタービン設備の起動を速やかに行うことができる。
【００１５】
上記目的を達成するための請求項４に係る本発明の発電設備は、石炭の反応により燃料ガスを生成するガス化炉と、前記ガス化炉で生成された燃料ガスを燃焼する燃焼器と、前記燃焼器からの燃焼ガスを膨張して動力を得るガスタービンと、前記ガスタービンで仕事を終えたＣＯ２を含む排気から熱を回収して蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、前記排熱回収ボイラで熱回収されたＣＯ２を含む排気を圧縮して前記燃焼器に圧縮作動流体を送る圧縮機と、前記圧縮機の入口側に接続され起動時にＣＯ２を含む流体を前記圧縮機に供給するＣＯ２供給系と、前記排熱回収ボイラの出口側に接続され起動時に系内のガスを排出するガス排出系とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項４に係る本発明では、ガス化炉で石炭の反応により生成された燃料ガスを燃焼器で燃焼し、燃焼ガスをガスタービンで膨張して発電動力を得る。ガスタービンのＣＯ２を含む排気が排熱回収ボイラで熱回収され、ＣＯ２を含む排気が圧縮されて燃焼器に送られる。残留Ｎ２が系統内の配管中に存在する起動時には、ＣＯ２供給系からＣＯ２を含む流体を圧縮機に供給して燃焼器で燃焼させ、ガス排出系から残留Ｎ２を排出し、ガスタービンの排気ガスのＣＯ２濃度が所定の濃度になった時点でガスタービンの排気ガスを循環系で循環させて閉サイクルの運転を行なう。これにより、残留Ｎ２を排出して系内のＣＯ２濃度を速やかに所定の濃度にすることができる。
【００１７】
また、請求項５に係る本発明の発電設備は、請求項４に記載の発電設備において、前記排熱ボイラからの排気の一部を冷却して水分を凝縮除去することで高純度のＣＯ２を得る冷却手段と、前記冷却手段で得られた高純度のＣＯ２を前記ガス化炉に供給する供給系とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項５に係る本発明では、冷却手段により得られた高純度のＣＯ２をガス化炉に供給することができる。
【００１９】
また、請求項６に係る本発明の発電設備は、請求項５に記載の発電設備において、前記冷却手段で得られた高純度のＣＯ２の一部を貯留する貯留手段を備え、前記ＣＯ２供給系で供給されるＣＯ２が前記貯留手段のＣＯ２であることを特徴とする。
【００２０】
請求項６に係る本発明では、系内で貯留された貯留手段のＣＯ２を起動時に用いることができる。
【００２１】
また、請求項７に係る本発明の発電設備は、請求項４〜請求項６のいずれか一項に記載の発電設備において、前記排熱回収ボイラで発生した蒸気を膨張して動力を得る蒸気タービンを備えたことを特徴とする。また、請求項８に係る本発明の発電設備は、請求項７に記載の発電設備において、前記排熱回収ボイラで熱回収されたＣＯ２を含む排気の一部から不純物を除去する不純物除去手段を備えたことを特徴とする。
【００２２】
このため、蒸気タービンを組み合わせることで、効率を高めた石炭ガス化複合発電（ＩＧＣＣ）の設備において、起動を速やかに行い、ガスタービンで仕事を終えた排気の一部から不純物を除去して、燃焼器に供給される石炭ガス化ガスの不純物を除去する設備を大幅に簡素化することができ、エネルギーロスを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のタービン設備は、ＣＯ２を含む燃焼流体を膨張させて動力を得ると共にＣＯ２を含む排気を循環させる閉サイクルのタービン設備において、起動時に系内のＣＯ２濃度を速やかに所定の濃度にすることができる。
【００２４】
また、本発明の発電設備は、石炭の反応により燃料ガスを生成するガス化炉を備え、ガス化炉からの燃料ガスを燃焼させた燃焼流体を膨張させて動力を得ると共にＣＯ２を含む排気を循環させる閉サイクルのタービンを備えた発電設備において、起動時に系内のＣＯ２濃度を速やかに所定の濃度にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態例に係るタービン設備の概念系統図である。
【図２】本発明の一実施形態例に係る発電設備の概略系統図である。
【図３】弁の開閉状態を表す表図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の一実施形態例に係る発電設備は、高濃度のＯ２を吹き込むことで石炭を反応させてガス化ガス（燃料ガス）を生成するガス化炉を備え、ガス化炉で生成された燃料ガスを燃焼器で燃焼して燃焼ガスとし、燃焼器からの燃焼ガスをガスタービンで膨張して動力を得て、ガスタービンで仕事を終えた排気の一部を圧縮機で圧縮して燃焼器に送り、ガスタービンで仕事を終えた排気ガスであるＣＯ２をガス化炉に供給するようにされている。
【００２７】
そして、発電設備の起動を行なう際には、ＣＯ２供給系からＣＯ２を含む流体を圧縮機に供給して燃焼器で燃焼させ、ガス排出系から残留Ｎ２を排出し、ガスタービンの排気ガスのＣＯ２濃度が所定の濃度になった時点でガスタービンの排気ガスを循環系で循環させて閉サイクルの運転を行なう。これにより、残留Ｎ２を排出して系内のＣＯ２濃度を速やかに所定の濃度にすることができる。
【００２８】
図１に基づいてタービン設備を説明する。図１には本発明の一実施形態例に係るタービン設備の概念系統を示してある。
【００２９】
図に示すように、タービン設備１は、圧縮機２及び燃焼器３及びガスタービン４を備えている。燃焼器３には燃料ガス（石炭ガス化ガス）及びＯ２導入路８からの高濃度のＯ２が投入され、燃料ガスが高濃度のＯ２（及びＣＯ２）と共に燃焼され、ＣＯ２を主成分とする燃焼ガスが得られる。燃焼器３で燃焼された燃焼ガスはガスタービン４で膨張されて発電動力が得られ、仕事を終えたＣＯ２を含む排気ガスは排気経路５を通って排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）６で熱回収される。熱回収されたＣＯ２を含む排気ガスは余分なＣＯ２及び水が排出路７から排出され、余分なＣＯ２及び水が排出された後のＣＯ２を含む排気ガスは圧縮機２で圧縮される（循環系）。尚、前述した高濃度のＯ２は圧縮機２の出口側もしくは燃焼器３の入口側もしくは燃焼器３の燃焼室に直接供給される。
【００３０】
圧縮機２の入口側の排気経路５にはＣＯ２供給経路（ＣＯ２供給系）１１が接続され、ＣＯ２供給経路１１には第１弁１２が設けられている。また、ＣＯ２供給経路１１の接続部と排出路７の分岐部の間における排気経路５にはガス排出路（ガス排出系）１３が接続され、ガス排出路（ガス排出系）１３には第２弁１４が設けられている。また、ガス排出路１３の接続部とＣＯ２供給経路１１の接続部との間の排気経路５には第３弁１５が設けられ、前述した排出路７には第４弁１６が設けられている。更に、Ｏ２導入路８には第５弁１７が設けられている。
【００３１】
上述したタービン設備１では、第１弁１２及び第２弁１４が閉弁された状態でＣＯ２を主成分とする作動流体が循環され、ガスタービン４で膨張される。残留Ｎ２が系統内の配管中に存在する起動時には、第３弁１５、第４弁１６、第５弁１７を閉弁すると共に、第１弁１２及び第２弁１４を開弁し、ＣＯ２供給経路１１からＣＯ２を圧縮機２に供給してガス排出路１３から残留Ｎ２を排出する。そして、ガスタービン４の出口ガスのＣＯ２濃度が所定の濃度になった時点で、第５弁１７を開弁し、燃焼器３で燃料の燃焼を開始する。その後、第３弁１５、第４弁１６を開弁すると共に第１弁１２及び第２弁１４を閉弁してガスタービン４の排気ガスを排気経路５で循環させて閉サイクルの運転を行なう。これにより、残留Ｎ２を排出して系内のＣＯ２濃度を速やかに所定の濃度にすることができる。
【００３２】
従って、ＣＯ２を含む燃焼流体を膨張させて動力を得ると共にＣＯ２を含む排気を循環させる閉サイクルのタービン設備において、起動時に系内のＣＯ２濃度を速やかに所定の濃度にすることができる。
【００３３】
図２、図３に基づいて上述したタービン設備１を備えた発電設備としての石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ）を説明する。
【００３４】
図２には本発明の一実施形態例に係る発電設備の概略系統、図３には弁の開閉状態を示してある。尚、図１で示したタービン設備１と同一構成部材には同一部材を付してある。
【００３５】
図２に示すように、石炭ガス化設備２１には回収されたＣＯ２が供給されると共に石炭とＯ２（ＣＯ２、Ｈ２Ｏ）の反応によりガス化ガス（燃料ガス）が生成される。生成された燃料ガスは、金属フィルタ２２で固体不純物が除去され、乾式脱硫装置２３で硫黄分が除去される。
【００３６】
乾式脱硫装置２３で硫黄分が除去された燃料ガスは燃焼器３に投入され、酸素製造装置２４で製造された高濃度のＯ２がＯ２導入路８から投入される。燃料ガスは酸素製造装置２４で製造された高濃度のＯ２と共に燃焼器３で燃焼される。酸素製造装置２４で製造されたＯ２はＯ２供給路９から石炭ガス化設備２１にも供給される。酸素製造装置２４は、例えば、圧力スウィング吸着により窒素ガスが濃縮されて空気から除去されて加圧されたＯ２が供給される設備や、深冷設備からの純Ｏ２が所定圧力に加圧されて供給される設備を適用することができる。
【００３７】
燃焼器３からのＣＯ２を含む燃焼ガスはガスタービン４で膨張されて発電動力が得られる。ガスタービン４で仕事を終えた排気ガス（ＣＯ２を主成分とする作動流体）は排気経路５からＨＲＳＧ６で熱回収され、ＨＲＳＧ６で熱回収された排気ガスは圧縮機２で圧縮される。圧縮機２で圧縮された排気ガスは燃焼器３に投入される。
【００３８】
ＨＲＳＧ６で発生した蒸気は蒸気タービン２５に送られ、蒸気タービン２５で膨張されて発電動力とされる。蒸気タービン２５で仕事を終えた排気蒸気は復水器２６で復水されて図示しない給水ポンプによりＨＲＳＧ６に給水され、ＨＲＳＧ６に送られて蒸気タービン２５の駆動用の蒸気とされる。
【００３９】
ＨＲＳＧ６で熱回収されたＣＯ２を含む排気ガスの一部は排出路７から汽水分離器２７に送られ、汽水分離器２７で水分が分離されると共に、併設された水洗塔でハロゲンが除去される。ハロゲンが除去された排気ガス（ＣＯ２）は圧縮機２８で所定圧力に加圧され水銀除去装置２９で水銀が除去され、汽水分離器（冷却器）３０で更に水分が除去される。水分が除去された排気ガス（ＣＯ２）は圧縮機３１で所定圧力に加圧されて高濃度Ｏ２供給路３４から石炭ガス化設備２１に送られる。余剰のＣＯ２は分岐路３２により第６弁３９を介して圧縮機３３に送られ、圧縮機３３で加圧されて回収される。
【００４０】
圧縮機３３で加圧されて回収されるＣＯ２の一部が第７弁４１を介して貯留タンク３５に貯留され、貯留タンク３５に貯留されたＣＯ２が起動時にＣＯ２供給経路１１から圧縮機２（排気経路５）に送られる。また、貯留タンク３５に貯留されたＣＯ２が供給路３６から第８弁３７を介して高濃度ＣＯ２供給路３４に送られる。また、圧縮機３３の出口側の流体が第９弁４２を介して放出される。更に、高濃度ＣＯ２供給路３４から分岐して分岐路４５が設けられ、分岐路４５は金属フィルタ２２の上流側及び乾式脱硫装置２３の上流側に接続されている。
【００４１】
そして、ガスタービン４の出口側にはＣＯ２濃度を検出するＣＯ２モニタ４６が設けられ、ガス排出路１３の第２弁１４の上流側にはガス排出路１３を流通する流体のＮ２濃度を検出するＮ２モニタ４７が設けられている。ＣＯ２モニタ４６及びＮ２モニタ４７は、後述する起動時に適用される。
【００４２】
図示の発電設備では、高濃度ＣＯ２供給路３４に、第１０弁５１及び石炭ガス化設備２１の入口側の第１１弁５２が設けられている。また、Ｏ２供給路９には第１２弁５３が設けられ、分岐路４５には金属フィルタ２２の上流側の第１３弁５４が設けられると共に乾式脱硫装置２３側の第１４弁５５が設けられている。また、石炭ガス化設備２１と金属フィルタ２２の間には第１５弁５６が設けられ、金属フィルタ２２と乾式脱硫装置２３の間には第１６弁５７が設けられ、乾式脱硫装置２３と燃焼器の間には第１７弁５８が設けられている。
【００４３】
そして、石炭ガス化設備２１を流通した流体を放出するための第１８弁５９、金属フィルタ２２を流通した流体を放出するための第１９弁６０、乾式脱硫装置２３を流通した流体を放出するための第２０弁６１が設けられている。
【００４４】
上述した発電設備では、石炭と酸素製造装置２４から送られるＯ２（ＣＯ２、Ｈ２Ｏ）の反応により生成されたガス化ガス（燃料ガス）を金属フィルタ２２及び乾式脱硫装置２３を通して燃焼器３に送り、燃焼器３で酸素燃焼することでＣＯ２を主成分とする燃焼ガス（作動流体）が得られ、燃焼器３からの燃焼ガスをガスタービン４で膨張して発電動力を得る。ガスタービン４で仕事を終えた排気ガスはＨＲＳＧ６で熱回収され、圧縮機２で圧縮され燃焼器３に送られる。
【００４５】
ＨＲＳＧ６で熱回収された排気（ＣＯ２）の一部は水分が除去された後圧縮機３１で所定の圧力に加圧されて石炭ガス化設備２１に供給される。水分が除去される過程で、水洗塔で脱ハロゲン及び水銀除去装置２９で水銀除去が行われる。また、圧縮機３１で所定の圧力に加圧された排気（ＣＯ２）の一部は圧縮機３３で圧縮されて回収され、回収されたＣＯ２の一部が貯留タンク３５に貯留される。
【００４６】
ガスタービン４の排気は熱回収された後に一部が燃焼器３に投入されるクローズドシステムとなっているので、ＨＲＳＧ６で熱回収されて石炭ガス化設備２１及び外部に回収される排気量が少なく、少ない量の排気に対して不純物を除去することができる。このため、システム全体で不純物の除去を考慮すると、ガスタービン４の燃焼器３の前流側の不純物除去装置として金属フィルタ２２と乾式脱硫装置２３だけを設け、ＨＲＳＧ６で熱回収された後の排気ガスを脱ハロゲン及び水銀除去する装置を設ける構成とすることができる。
【００４７】
従って、ガス精製設備を簡素化することができると共に回収側も含めて不純物除去に要する熱交換に伴う有効エネルギーのロスを飛躍的に低減することができる。
【００４８】
一方、ＨＲＳＧ６で発生した蒸気は蒸気タービン２５に送られて蒸気タービン２５が駆動する。排気蒸気は復水器２６で復水され、ＨＲＳＧ６に給水されて蒸気タービン２５の駆動用の蒸気とされる。従って、ガスタービン４及び蒸気タービン２５による複合発電設備とされる。
【００４９】
点検時やメンテナンスで上述した発電設備が停止されると、配管の内部には空気が入った状態になる。この状態から起動を行なう場合、配管内に残留するＮ２を速やかに排出してＣＯ２の閉サイクルの運転を開始して起動時間を短縮するようにしている。
【００５０】
起動時の状況を図３に基づいて説明する。
【００５１】
先ず、ガスタービン４の系内のＣＯ２の放出（ＧＴ系内ＣＯ２パージ）を実施する。この時の弁の状況は図に示す通りで、第１弁１２及び第２弁１４を開弁し、その他の弁を閉弁することで、貯留タンク３５のＣＯ２を系内に投入可能にし、系内の残留Ｎ２を放出可能にする。第５弁１７を開弁して酸素製造装置２４からのＯ２を燃焼器３に供給して補助燃料による点火を行なう（ＧＴ点火）。第１弁１２及び第２弁１４を閉弁すると共に、第３弁１５、第４弁１６、第６弁３９、第９弁４２を開弁し、ＣＯ２回収系の通気・パージをガスタービン４の排気ガスにより実施する。
【００５２】
第６弁３９、第９弁４２閉弁すると共に、第１０弁５１、第１１弁５２、第１５弁５６、第１６弁５７、第２０弁６１を開弁し、ガス系のＣＯ２パージを行なう。第１５弁５６、第１６弁５７を閉弁すると共に、第１３弁５４、第１４弁５５、第１２弁５３、第１８弁５９、第１９弁６０を開弁し、石炭ガス化設備２１の酸素通気（ガス化炉酸素通気）を行ない、石炭ガス化設備２１の点火（ガス化炉点火）を行なう。
【００５３】
第６弁３９、第９弁４２を開弁し、ガス系の昇圧を行ない、第１３弁５４、第１８弁５９を閉弁し、第１５弁５６を開弁し、金属フィルタ２２の通気を行なう（金属フィルタ通気）。第１４弁５５、第１９弁６０を閉弁し、第１６弁５７を開弁し、乾式脱硫装置２３の通気を行なう（乾式脱硫通気）。
【００５４】
そして、石炭ガス化設備２１の燃料を切り替えて（ガス化炉燃料切り替え）、第２０弁６１を閉弁し、第１７弁５８を開弁し、燃焼器３の燃料を切り替える（ＧＴ燃料切り替え）。最後に、第９弁４２を閉弁し、第７弁４１を開弁し、ＣＯ２の閉サイクルの運転を開始する（ＣＯ２回収開始）。
【００５５】
以上の手順により、貯留タンク３５のＣＯ２用いて補助燃料によりガスタービン４を点火してタービン設備１の配管内のＮ２を排出し、ＣＯ２モニタ４６Ｎ２及びモニタ４７の検出結果によりタービン設備１（主にＨＲＳＧ６の配管内）の残留Ｎ２の排出が完了した後、汽水分離器２７、３０、水銀除去装置２９、圧縮機２８、３１、３３の残留Ｎ２の排出を行なう。更に、石炭ガス化設備２１の点火を行なって、金属フィルタ２２、乾式脱硫装置２３の通気を行い、発電設備の配管内の残留Ｎ２の排出を行う。これにより、起動時に貯留タンク３５のＣＯ２用いて配管に残留するＮ２を排出してＣＯ２の閉サイクルの運転を速やかに開始することができる。
【００５６】
従って、石炭の反応により燃料ガスを生成するガス化炉を備え、ガス化炉からの燃料ガスを燃焼させた燃焼流体を膨張させて動力を得ると共にＣＯ２を含む排気を循環させる閉サイクルのガスタービン４を備えた発電設備において、起動時に系内のＣＯ２濃度を速やかに所定の濃度にすることができ、起動時間の短縮を図ることが可能になる。
【００５７】
尚、図２では、排気ガスを圧縮機２８、３１で圧縮して不純物の除去の所定圧力を得ると共に、石炭ガス化設備２１に供給するための所定圧力にする例を挙げて説明したが、圧縮機の数及び配置は任意であり、設備の規模や機器構成により適宜配置することができる。また、圧縮機２、ガスタービン４、蒸気タービン２５は一軸で配列して発電機を備えた構成にしたり、圧縮機２とガスタービン４の軸と、蒸気タービン２５の軸を並列に配置してそれぞれ発電機を備えた構成にすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、ＣＯ２を含む燃焼流体を膨張させて動力を得ると共にＣＯ２を含む排気を循環させる閉サイクルのタービン設備の産業分野で利用することができる。
【００５９】
また、本発明は、石炭の反応により燃料ガスを生成するガス化炉を備え、ガス化炉からの燃料ガスを燃焼させた燃焼流体を膨張させて動力を得ると共にＣＯ２を含む排気を循環させる閉サイクルのタービンを備えた発電設備の産業分野で利用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１  タービン設備
２、２８、３１、３３  圧縮機
３  燃焼器
４  ガスタービン
５  排気経路
６  排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）
７  排出路
８  Ｏ２導入路
９  Ｏ２供給路
１１  ＣＯ２供給経路
１２  第１弁
１３  ガス排出路
１４  第２弁
１５  第３弁
１６  第４弁
１７  第５弁
２１  石炭ガス化設備
２２  金属フィルタ
２３  乾式脱硫装置
２４  酸素製造装置
２５  蒸気タービン
２６  復水器
２７、３０  汽水分離器
２９  水銀除去装置
３２、４５  分岐路
３４  高濃度Ｏ２供給路
３５  貯留タンク
３６  供給路
３７  第８弁
３９  第６弁
４１  第７弁
４２  第９弁
４６  ＣＯ２モニタ
４７  Ｎ２及びモニタ
５１  第１０弁
５２  第１１弁
５３  第１２弁
５４  第１３弁
５５  第１４弁
５６  第１５弁
５７  第１６弁
５８  第１７弁
５９  第１８弁
６０  第１９弁
６１  第２０弁
【図１】
2010180868.tif 000003
【図２】
2010180868.tif 000004
【図３】
2010180868.tif 000005