(57)【要約】【課題】搬送管内の粉体燃料の搬送不良の要因となる粉体燃料流速の低下を確実に検出する。【解決手段】供給された粉体燃料を複数の分岐管８２に分岐する分配器８４と、複数の分岐管８２のそれぞれの下流端８２ａに接続され、粉体燃料をガス化するガス化炉内に向けてチャーを供給する複数のバーナ１２６ａと、複数の分岐管８２のそれぞれに設けられ、分岐管８２内のチャー流れに圧力損失を与えるフローノズル８５と、フローノズル８５により生じる差圧を計測する差圧計８６と、差圧計８６によって得られた差圧に基づいてチャー流れ流速の低下を判断する制御部と、を備えている。【選択図】図３
2019143011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された粉体燃料を複数の分岐管に分岐する分配器と、
複数の前記分岐管のそれぞれの下流端に接続され、前記粉体燃料をガス化するガス化炉内に向けて粉体燃料を供給する複数のバーナと、
複数の前記分岐管のそれぞれに設けられ、前記分岐管内の粉体燃料流れに圧力損失を与える抵抗体と、
前記抵抗体により生じる差圧を計測する圧力損失計測手段と、
前記差圧に基づいて前記粉体燃料の流速の低下を判断する制御部と、
を備えている粉体燃料供給装置。
【請求項２】
前記分配器に向けて微粉燃料が不活性ガスとともに流れる粉体燃料流れに対して不活性ガスを追加供給する不活性ガス追加供給手段と、
前記差圧に基づいて、前記分岐管を流れる前記粉体燃料の流速の低下を判断した場合に、前記不活性ガス追加供給手段から追加供給する不活性ガスの流量を増大させる制御部と、
を備えている請求項１に記載の粉体燃料供給装置。
【請求項３】
供給された粉体燃料を複数の分岐管に分岐する分配器と、
複数の前記分岐管のそれぞれの下流端に接続され、前記粉体燃料をガス化するガス化炉内に向けて粉体燃料を供給する複数のバーナと、
前記分岐管の前記下流端における下流端部温度を計測する温度計測手段と、
前記下流端部温度に基づいて前記粉体燃料の流速の低下を判断する制御部と、
を備えている粉体燃料供給装置。
【請求項４】
前記分配器に向けて微粉燃料が不活性ガスとともに流れる粉体燃料流れに対して不活性ガスを追加供給する不活性ガス追加供給手段と、
前記下流端部温度に基づいて、前記分岐管を流れる前記粉体燃料の流速の低下を判断した場合に、前記不活性ガス追加供給手段から追加供給する不活性ガスの流量を増大させる制御部と、
を備えている請求項３に記載の粉体燃料供給装置。
【請求項５】
前記分岐管には、粉体燃料の密度を計測する粉体燃料密度計測手段を備えている請求項１から４のいずれかに記載の粉体燃料供給装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の粉体燃料供給装置と、
該粉体燃料供給装置から粉体燃料が供給される前記ガス化炉と、
を備えているガス化炉設備。
【請求項７】
請求項６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と回転連結された発電機と、
を備えているガス化複合発電設備。
【請求項８】
供給された粉体燃料を複数の分岐管に分岐する分配器と、
複数の前記分岐管のそれぞれの下流端に接続され、前記粉体燃料をガス化するガス化炉内に向けて粉体燃料を供給する複数のバーナと、
複数の前記分岐管のそれぞれに設けられ、前記分岐管内の粉体燃料流れに圧力損失を与える抵抗体と、
前記抵抗体により生じる差圧を計測する圧力損失計測手段と、
を備えた粉体燃料供給装置の制御方法であって、
前記差圧に基づいて粉体燃料の流速の低下を判断する粉体燃料供給装置の制御方法。
【請求項９】
供給された粉体燃料を複数の分岐管に分岐する分配器と、
複数の前記分岐管のそれぞれの下流端に接続され、前記粉体燃料をガス化するガス化炉内に向けて粉体燃料を供給する複数のバーナと、
前記分岐管の前記下流端における下流端部温度を計測する温度計測手段と、
を備えた粉体燃料供給装置の制御方法であって、
前記下流端部温度に基づいて粉体燃料の流速の低下を判断する粉体燃料供給装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス化炉内に向けて粉体燃料を供給する粉体燃料供給装置、ガス化炉設備およびガス化複合発電設備ならびに粉体燃料供給装置の制御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。以下、炭素含有固体燃料の一例として石炭を用いる場合について説明する。
石炭ガス化炉設備において、ガス化炉内に微粉炭やチャー（石炭の未反応分と灰分による粉体）等の粉体燃料を窒素（不活性ガス）とともに供給する燃料供給装置が知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１６２６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ガス化の燃料として微粉炭を用いる場合、使用する石炭等（炭素含有固体燃料）の性状によって、発生するチャー量が変化する。チャーは窒素などの不活性ガスによりガス化炉へ搬送されるに際して、チャー量が変化すると、ガス化炉に供給するチャー流量が変化することがある。このため、チャー搬送管中の流速が変動しながら運転されることになる。
【０００５】
チャーや微粉炭等の粉体燃料を搬送するには、搬送管内で粉体燃料が沈降して搬送が不安定にならないように、所定値以上の流速で搬送する必要がある。特に、ガス化炉に供給する石炭を多炭種として、炭種を切替えながら運転する場合には、炭種に対してチャー量の変化によりチャー流速が変化する場合がある。チャー搬送中の流速が遅い場合、搬送管内でチャーが重力で沈降して搬送不良が発生するおそれがある。したがって、チャーの搬送不良の要因となるチャー搬送中の流速の低下を確実に検出することが望まれる。
【０００６】
さらに、チャー搬送中の流速が遅い場合の影響波及を考慮する必要がある。すなわち、チャー搬送管内のチャー沈降による搬送不良が発生すると、チャー搬送管内のパージが行われることがある。このパージはチャーの搬送を一旦停止して行うので、バーナ先端へのガス化炉内からの輻射の影響が大きくなる。これは、通常運転時はバーナ先端へのガス化炉へ向けて噴出されるチャーの粉体流れがカーテンのようになり、炉内からバーナ先端への輻射を遮っているからである。したがって、チャーの搬送が停止されると、バーナ先端は温度が上昇してバーナ先端の減耗が加速する。バーナ先端が減耗すると、バーナ先端から拡散するバーナ噴流の噴射角度が広がり、バーナ先端の外周に巻回されたバーナ冷却管にバーナから噴出した微粉燃料の噴流が接触し、通常運用の状況を上回る減耗が進むと、減耗漏洩に至るおそれがある。したがって、チャーの搬送不良が生じた場合には、バーナ先端の減耗を抑制することまでの影響波及を考慮しつつ、チャー搬送中の流速を回復させることが望まれる。
【０００７】
また、上述したチャーの搬送不良についての課題は、微粉炭等の他の粉体燃料の搬送不良についても同様である。
【０００８】
このような事情に鑑みてなされたものであって、本開示の粉体燃料供給装置、ガス化炉設備およびガス化複合発電設備ならびに粉体燃料供給装置の制御方法は、搬送管内の粉体燃料の搬送不良の要因となる粉体燃料流速の低下を確実に検出することを目的とする。
また、本開示の粉体燃料供給装置、ガス化炉設備およびガス化複合発電設備ならびに粉体燃料供給装置の制御方法は、粉体燃料の搬送不良が生じる場合に、バーナの炉内側先端の減耗を抑制しつつ粉体燃料流速の低下を回復させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の一態様に係る粉体燃料供給装置は、供給された粉体燃料を複数の分岐管に分岐する分配器と、複数の前記分岐管のそれぞれの下流端に接続され、前記粉体燃料をガス化するガス化炉内に向けて粉体燃料を供給する複数のバーナと、複数の前記分岐管のそれぞれに設けられ、前記分岐管内の粉体燃料流れに圧力損失を与える抵抗体と、前記抵抗体により生じる差圧を計測する圧力損失計測手段と、前記差圧に基づいて前記粉体燃料の流速の低下を判断する制御部と、を備えている。
【００１０】
分配器に対して複数の分岐管が接続され、各分岐管の下流端に接続されたバーナから粉体燃料が粉体燃料をガス化するガス化炉内に向けて供給される。複数の分岐管のそれぞれには、各分岐管の流量を同等とするために粉体燃料流れに圧力損失を与える抵抗体が設けられている。抵抗体には、抵抗体によって生じる圧力損失を差圧として計測する圧力損失計測手段が設けられている。そして、制御部は、圧力損失計測手段によって得られた差圧に基づいて、粉体燃料流速の低下を判断する。これにより、粉体燃料流速の低下を確実に検知して、分岐管内で粉体が沈降することによって生じる搬送不良を事前に把握することができる。
圧力損失に基づいて判断することとしたので、少ない時間遅れで粉体燃料流速の低下を判断することができる。
圧力損失計測手段によって抵抗体の圧力損失である差圧を計測し、圧力を計測する位置を所定の範囲で限定することとしたので、圧力損失を計測する範囲内で抵抗体により粉体の沈降による流路面積の縮小が生じることを回避することができる。これにより、搬送不良を正確に判断することができる。
【００１１】
さらに、本開示の一態様に係る粉体燃料供給装置は、前記分配器に向けて微粉燃料が不活性ガスとともに流れる粉体燃料流れに対して不活性ガスを追加供給する不活性ガス追加供給手段と、前記差圧に基づいて、前記分岐管を流れる前記粉体燃料の流速の低下を判断した場合に、前記不活性ガス追加供給手段から追加供給する不活性ガスの流量を増大させる制御部と、を備えている。
【００１２】
圧力損失計測手段を用いて行われる差圧に基づいて、粉体燃料流速の低下を判断した場合に、不活性ガス追加供給手段から追加供給する不活性ガスの流量を増大することとした。これにより、バーナから粉体燃料を炉内に向けて継続して供給させながら粉体燃料流速の低下を回復させることができるとともに、粉体燃料の粉体流れによるカーテン効果も維持できるため、ガス化炉内からバーナ先端への輻射を遮ることで、バーナのガス化炉内側先端の減耗を抑制することができる。
【００１３】
本開示の一態様に係る粉体燃料供給装置は、供給された粉体燃料を複数の分岐管に分岐する分配器と、複数の前記分岐管のそれぞれの下流端に接続され、前記粉体燃料をガス化するガス化炉内に向けて粉体燃料を供給する複数のバーナと、前記分岐管の前記下流端における下流端部温度を計測する温度計測手段と、前記下流端部温度に基づいて前記粉体燃料の流速の低下を判断する制御部と、を備えている。
【００１４】
分配器に対して複数の分岐管が接続され、各分岐管の下流端に接続されたバーナから粉体燃料が粉体燃料をガス化するガス化炉内に向けて供給される。分岐管の下流端における温度下流端部温度として計測する温度計測手段が設けられ、温度計測手段によって得られた下流端部温度に基づいて粉体燃料流速の低下を判断する。例えば、粉体燃料流れ中の粉体燃料の割合が変化すると、分岐管との熱伝達が変化して分岐管の温度が変化することによって粉体燃料流速の低下を判断することができる。これにより、粉体燃料流速の低下を確実に検知して、分岐管内で粉体が沈降することによって生じる搬送不良を事前に把握することができる。下流端部温度の変化としては、温度の時間に対する変化量を用いても良いし、温度の時間に対する微分値を用いても良い。微分値を用いることとすれば、温度の変化量を用いる場合に比べて早く判断することができる。
温度計測手段を分岐管の下流端すなわちバーナの直近に設けることとしたので、温度計測手段の設置位置よりも上流側の分岐管の全領域にわたって粉体の沈降を判断することができる。これにより、正確に粉体燃料流速の低下を判断することができる。
温度計測手段は、分岐管の下流端の直近に設けることが好ましく、例えば、分岐管の口径をＤとした場合、バーナとの接続位置から５０Ｄ以内に設けることがより好ましい。さらに具体的には、バーナとの接続位置から５ｍ以内の範囲とされる。
【００１５】
さらに、本開示の一態様に係る粉体燃料供給装置は、前記分配器に向けて微粉燃料が不活性ガスとともに流れる粉体燃料流れに対して不活性ガスを追加供給する不活性ガス追加供給手段と、前記下流端部温度に基づいて、前記分岐管を流れる前記粉体燃料の流速の低下を判断した場合に、前記不活性ガス追加供給手段から追加供給する不活性ガスの流量を増大させる制御部と、を備えている。
【００１６】
温度計測手段を用いて行われる下流端部温度に基づいて、粉体燃料流速の低下を判断した場合に、不活性ガス追加供給手段から追加供給する不活性ガスの流量を増大することとした。これにより、バーナから粉体燃料を炉内に向けて継続して供給させながら粉体燃料流速の低下を回復させることができるとともに、粉体燃料の粉体流れによるカーテン効果も維持できるため、ガス化炉内からバーナ先端への輻射を遮ることで、バーナのガス化炉内側先端の減耗を抑制することができる。
【００１７】
さらに、本開示の一態様に係る粉体燃料供給装置では、前記分岐管には、粉体燃料の密度を計測する粉体燃料密度計測手段を備えている。
【００１８】
分岐管に粉体燃料の密度を計測する粉体燃料密度計測手段を設けることによって、粉体燃料流れの質量流量を得ることができる。これにより、より正確に粉体燃料流速の低下を判断することができる。
粉体燃料密度計測手段としては、例えば、γ線密度計を用いることができる。
【００１９】
また、本開示のガス化炉設備は、上記のいずれかに記載の粉体燃料供給装置と、該粉体燃料供給装置から粉体燃料が供給されるガス化炉と、を備えている。
【００２０】
また、本開示のガス化複合発電設備は、上記のガス化炉設備と、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と回転連結された発電機と、を備えている。
【００２１】
また、本開示の粉体燃料供給装置の制御方法は、供給された粉体燃料を複数の分岐管に分岐する分配器と、複数の前記分岐管のそれぞれの下流端に接続され、前記粉体燃料をガス化するガス化炉内に向けて粉体燃料を供給する複数のバーナと、複数の前記分岐管のそれぞれに設けられ、前記分岐管内の粉体燃料流れに圧力損失を与える抵抗体と、前記抵抗体により生じる差圧を計測する圧力損失計測手段と、を備えた粉体燃料供給装置の制御方法であって、前記差圧に基づいて粉体燃料の流速の低下を判断する。
【００２２】
また、本開示の粉体燃料供給装置の制御方法は、供給された粉体燃料を複数の分岐管に分岐する分配器と、複数の前記分岐管のそれぞれの下流端に接続され、前記粉体燃料をガス化するガス化炉内に向けて粉体燃料を供給する複数のバーナと、前記分岐管の前記下流端における下流端部温度を計測する温度計測手段と、を備えた粉体燃料供給装置の制御方法であって、前記下流端部温度に基づいて粉体燃料の流速の低下を判断する。
【発明の効果】
【００２３】
分岐管に設けた圧力損失計測手段や温度計測手段によって、搬送管内の粉体燃料の搬送不良の要因となる流速の低下を確実に検出することができる。
粉体燃料の搬送不良が生じる場合には、粉体燃料流れに追加供給する不活性ガスの流量を増大させることによって、バーナの炉内側先端の減耗を抑制しつつ粉体燃料流速の低下を回復させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備を示した概略構成図である。
【図２】図１のガス化炉設備を示した概略構成図である。
【図３】チャー供給系統を示した概略構成図である。
【図４】図３の上流側のチャー供給系統を示した概略構成図である。
【図５】分岐管とチャーバーナとの接続部を示した概略構成図である。
【図６】分岐管のメタル温度を示したグラフである。
【図７】希釈窒素の流量変化を示したグラフである。
【図８】図６のメタル温度の微分値を示したグラフである。
【図９】図３の分岐管にγ線密度計を配置した概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
図１には、ガス化炉設備１４を適用した石炭ガス化複合発電設備１０の概略構成が示されている。
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、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。
なお、本実施形態では、上方及び下方の表現を用いて説明した各構成要素の位置関係は、各々鉛直上方側、鉛直下方側を示すものである。
【００２６】
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。
【００２７】
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（粉体燃料）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に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。
【００２８】
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：粉体燃料）が再利用を目的として供給されている。
【００２９】
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。
【００３０】
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）およびチャーを酸化剤（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ガス生成ライン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、ガス生成ライン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。
【００３１】
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つまた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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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が設けられている。
【００３６】
次に、石炭ガス化複合発電設備１０の動作について説明する。
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。
【００３７】
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からガス生成ライン４９を通って排出され、チャー回収設備１５に送られる。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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を回転駆動する構成に代えて、別の軸として複数の発電機を回転駆動する構成としても良い。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
図２に示すように、ガス化炉設備１４は、ガス化炉１０１と、シンガスクーラ１０２と、を備えている。
【００４４】
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の内部に設けられたガス化炉壁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。
【００４５】
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。
【００４６】
ガス化炉壁１１１は、圧力容器１１０の内部を内部空間１５４と外部空間１５６に分離する。ガス化炉壁１１１は、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の下端部へ貯留水が流入することで、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１５４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。
【００４７】
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１５６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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
上述のガス化炉設備１４は、以下のように動作する。
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。
【００５２】
［チャー供給系統］
次に、図３及び図４を用いて、チャーが貯留された供給ホッパ５２（図１参照）から、複数設けられたバーナ１２６（図２参照）のうちチャーが供給されるチャーバーナ１２６ａへチャーを供給するチャー供給系統（粉体燃料供給装置）について説明する。
【００５３】
図３には、バーナ合流器８０（図４参照）から導かれたチャーを複数の分岐管８２に分配するバーナ分配器（分配器）８４が示されている。図３では４つの分岐管８２が示されているが、分岐管８２は、並列的に少なくとも２つ以上設けられていれば良い。各分岐管８２の下流端８２ａには、チャーバーナ１２６ａが接続されている。
【００５４】
各分岐管８２には、フローノズル（抵抗体）８５が設けられている。フローノズル８５は、チャー流れに対して圧力損失を与えるものであり、流路面積を絞ったノズルとされている。フローノズル８５によってチャー流れ（窒素とチャーの混合流体）に圧力損失を与えることで、各分岐管８２のチャー流れ流量を同等に分配できるようにしている。
【００５５】
フローノズル８５の前後には、差圧計（圧力損失計測手段）８６が設けられている。なお、差圧計８６に代えて、フローノズル８５の前後にそれぞれ個別に圧力計を設けることによってフローノズル８５の差圧を計測するようにしても良い。差圧計８６によって、フローノズル８５の圧力損失である差圧が計測される。差圧計８６は、フローノズル８５以外の圧力損失が含まれないようにフローノズル８５の直近の前後に設けられている。差圧計８６からの差圧の出力は、図示しない制御部へと送信される。
また、分配器８４から分岐された各分岐管８２では、個別でチャーバーナ１２６ａの系統を有しており、それぞれで圧力損失の状態が異なるため、また少ない時間遅れでチャー流れの差圧を把握するに各分岐管８２に差圧計８６を設けると良い。
【００５６】
各分岐管８２に設けられた差圧計８６の上流側（バーナ分配器８４側）には、パージ窒素供給配管８７が接続されている。チャー分岐管８２内に沈降し滞留した場合には、パージ窒素供給配管８７から、パージ用の窒素を一定流量供給することによって分岐管８２内に沈降し滞留したチャーがチャーバーナ１２６ａへ運ばれる。
【００５７】
各分岐管８２の下流端８２ａの近傍には、熱電対等の温度センサ（温度計測手段）８８が設けられている。温度センサ８８は、下流端８２ａの近傍の分岐管８２のメタル温度である下流端部温度を計測するもので、これによって、チャーバーナ１２６ａの直近に設けることとしたので、温度センサ８８の設置位置よりも上流側の分岐管の全領域にわたって粉体の沈降状態が反映された分岐管８２のメタル温度が計測される。温度センサ８８の出力は、図示しない制御部へと送信される。
【００５８】
分岐管８２とパージ窒素供給配管８７との合流位置と、温度センサ８８とを挟むように、搬送管遮断弁８９ａとバーナ入口遮断弁８９ｂが設けられている。搬送管遮断弁８９ａとバーナ入口遮断弁８９ｂは、制御部（図示省略）によって開閉動作が制御される。搬送管遮断弁８９ａ，バーナ入口遮断弁８９ｂは、通常運転時は常時開とされている。パージ窒素供給配管８７からパージ窒素を供給するときに搬送管遮断弁８９ａ及びバーナ入口遮断弁８９ｂは一時的に全閉とされ、その後、下流側のバーナ入口遮断弁８９ｂのみが開とされる。これにより、分岐管８２内に滞留したチャーがチャーバーナ１２６ａ側へとパージされて搬送される。温度センサ８８はチャーバーナ１２６ａ近傍の下流端８２ａに設けるので、温度センサ８８とバーナ入口遮断弁８９ｂは下流端８２ａで連続して設置されることが好ましい。また、温度センサ８８とバーナ入口遮断弁８９ｂの順序を変更して，バーナ入口遮断弁８９ｂの後流側に温度センサ８８を下流端８２ａに連続して設置させてもよい。
【００５９】
図４には、バーナ分配器８４の上流側の系統が示されている。バーナ分配器８４の上流側には、チャー合流配管９０を介して、バーナ合流器８０が接続されている。バーナ合流器８０の上流側には、複数の供給ホッパ５２（図１参照）が並列的に接続されている。バーナ合流器８０には、供給ホッパ５２から窒素とチャーの混合流体であるチャー流れが導かれる。
【００６０】
チャー合流配管９０は、バーナ合流器８０とバーナ分配器８４との間に接続された１本の配管である。チャー合流配管９０には、チャー流れの上流側から順に、ミキシングチャンバ９１と、チャー供給流量調整弁９２とが設けられている。
【００６１】
ミキシングチャンバ９１には、希釈窒素供給配管（不活性ガス追加供給手段）９３が接続されている。ミキシングチャンバ９１にて、バーナ合流器８０から導かれたチャー流れに対して、希釈窒素供給配管９３から追加的に窒素が供給される。希釈窒素供給配管９３には、希釈窒素の流量を調整するための希釈窒素流量調整弁９４が設けられている。希釈窒素流量調整弁９４は、図示しない制御部によって開度が調整される。
【００６２】
チャー供給流量調整弁９２は、図示しない制御部によって開度が調整される。チャー供給流量調整弁９２によって、バーナ分配器８４へ供給されるチャー流れの流量が決定される。
【００６３】
図示しない制御部は、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。
【００６４】
次に、上述したチャー供給系統の運用方法について説明する。
図４に示すように、供給ホッパ５２からチャーと窒素との混合流体がバーナ合流器８０へと導かれた後に、チャー合流配管９０へと流れる。チャー合流配管９０では、ミキシングチャンバ９１にて希釈窒素供給配管９３から所定量の窒素が追加されて希釈されて窒素流量が増大された後に、チャー供給流量調整弁９２にて流量調整され、バーナ分配器８４へと導かれる。チャー供給流量調整弁９２は、制御部の指示に基づいて開度制御が行われる。この開度制御は、供給ホッパ５２に貯留されたチャーの総重量が一定になるような総重量制御に基づいて行われる。
【００６５】
バーナ分配器８４へと導かれたチャー流れは、図３に示すように、複数の分岐管８２へと分岐される。各分岐管８２では、フローノズル８５にて所望の圧力損失が与えられているので、各分岐管８２を流れるチャー流れ流量は同等に分配されている。各分岐管８２を流れたチャー流れは、チャーバーナ１２６ａへと導かれ、コンバスタ部１１６（図２参照）で燃焼される。
【００６６】
差圧計８６では、フローノズル８５の差圧を常時計測している。制御部では、差圧計８６の出力を監視し、時間に対する差圧の変動が閾値を超えた場合は、チャー流れ流速（窒素とチャーの混合流体の流速）が低下したと判断する。例えば、チャー流れ流速が低下すると圧力損失が小さくなり差圧が低下するので、閾値を下回った場合に流速低下と判断する。差圧変動の閾値は、予め試験やシミュレーションによって設定されている。
【００６７】
制御部によって、チャー流れ流速が低下したと判断されると、希釈窒素流量調整弁９４（図４参照）の開度を増大させてミキシングチャンバ９１に導く希釈窒素の流量を増大させる。これにより、バーナ分配器８４へ導かれるチャー流れ流量を増大させて、分岐管８２におけるチャー流れ流速の低下を解消するようにする。
【００６８】
希釈窒素を増大させても分岐管８２内を流れるチャー流れ流速が回復しない場合、すなわち差圧計８６から得られる差圧が閾値を下回ったままの場合には、分岐管８２内にチャーの滞留が発生したと判断して図３に示した搬送管遮断弁８９ａ及びバーナ入口遮断弁８９ｂを全閉とする。そして、分岐管８２内にパージ窒素供給配管８７からパージ窒素を供給して分岐管８２を所定値以上の加圧状態とした後に、下流側のバーナ入口遮断弁８９ｂのみを全開とする。これにより、分岐管８２内に滞留したチャーをパージしてチャーバーナ１２６ａ側へと搬送する。パージ後は、パージ窒素供給配管８７からのパージ窒素供給を停止した後に、搬送管遮断弁８９ａ，バーナ入口遮断弁８９ｂを全開として、通常の運転に復帰させる。
【００６９】
上述したチャー流れ流速の低下の判断は、それぞれの分岐管８２に対して個別に行われる。したがって、いずれかの分岐管８２のチャー流れ流速の低下が判断されると、希釈窒素流量の増大が行われる。そして、チャー流れ流速が回復しない分岐管８２に対してのみ、搬送管遮断弁８９ａとバーナ入口遮断弁８９ｂの開閉動作が行われる。
本実施形態では、希釈窒素供給配管９３からミキシングチャンバ９１に導く希釈窒素の流量を増大させて、バーナ分配器８４へ導かれるチャー流れ流量を増大させて、分岐管８２におけるチャー流れ流速の低下を解消するので、搬送管遮断弁８９ａ及びバーナ入口遮断弁８９ｂの開閉動作による分岐管８２内に滞留したチャーのパージは、出来るだけ頻度を抑制することができる。このため、チャーがチャーバーナ１２６ａから噴出する粉体流れがカーテンのようにガス化炉内からの輻射を遮ることで、チャーバーナ１２６ａのガス化炉内側先端の減耗を抑制する効果を、できるだけ維持することが出来る。
【００７０】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
差圧計８６によって得られたフローノズル８５の圧力損失により生じる差圧に基づいて、チャー流れ流速の低下を判断することとした。これにより、チャー流れ流速の低下を確実に検知して、分岐管８２内で粉体燃料（チャー）が沈降することによって生じる搬送不良を事前に把握することができる。
【００７１】
圧力損失による差圧に基づいて判断することとしたので、少ない時間遅れでチャー流れ流速の低下を判断することができる。
【００７２】
例えば、チャー合流配管９０に一方の圧力センサを設置し、各分岐管８２に他方の圧力センサを設置して差圧を計測した場合には、これら圧力センサの間でチャーの閉塞が生じた場合と、分岐管８２に設置した他方の圧力センサの下流側でチャーの閉塞が生じた場合とでは差圧が異なり、チャーの搬送不良を正確に判断することができない。これに対して、本実施形態では、差圧計８６によって差圧を計測する位置をフローノズル８５の前後という所定の範囲に限定することとした。これにより、圧力損失を計測する範囲内で抵抗体によりチャーが閉塞することを回避し、搬送不良を正確に判断することができる。
【００７３】
チャー流れ流速の低下を判断した場合に、希釈窒素供給配管９３からミキシングチャンバ９１に導かれる希釈窒素の流量を増大して、チャー流れ流速の低下を回復することとした。これにより、分岐管８２内にチャーの滞留が発生したと判断して搬送管遮断弁８９ａ及びバーナ入口遮断弁８９ｂを全閉としてチャーバーナ１２６ａへのチャー供給を中断する前に、チャーバーナ１２６ａからチャーを炉内に向けて継続して供給させながらチャー流れ流速の低下を回復させることができる。これにより、チャーによる粉体流れがカーテンのようにガス化炉内からの輻射を遮ることを維持できるので、チャーバーナ１２６ａの炉内側先端の減耗を抑制することができる。
【００７４】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であり、チャー流れ流速の低下を温度センサ８８で判断することとした点が異なる。したがって、以下では、主として第１実施形態に対する相違点について説明する。
【００７５】
温度センサ８８は、図３に示したように、各分岐管８２の下流端８２ａに設置され、下流端部温度を計測している。例えば、温度センサ８８の設置位置は、図５に示すように、分岐管８２の口径をＤとした場合、チャーバーナ１２６ａとの接続位置からの距離Ｌ１が５０Ｄ以下とされている。より具体的には、チャーバーナ１２６ａとの接続位置からの距離Ｌ１は、５ｍ以内、さらに好ましくは３ｍ以上５ｍ以下の範囲とされる。なお、図５ではバーナ入口遮断弁８９ｂを省略している。
【００７６】
図５に示すように、チャーバーナ１２６ａの先端は、ガス化炉壁１１１の内部（炉内）に挿入されている。チャーバーナ１２６ａの先端には、内部に冷却水が流れる冷却コイル９５が巻回されており、チャーバーナ１２６ａが冷却されるようになっている。
【００７７】
制御部では、温度センサ８８の出力に基づいて、分岐管８２内を流れるチャー流れ流速の低下を判断する。例えば、チャー流れ中のチャー量の割合が変化すると、分岐管８２との熱伝達が変化して分岐管８２のメタル温度が変化することによってチャー流れ流速の低下を判断することができる。例えば、チャーとともに流れる窒素の温度がチャーの温度よりも低い場合には、チャー流れ流速が低下するとチャーの質量流量が減っていることを示していて、分岐管８２との熱伝達量が減少してメタル温度が低下する。したがって、温度センサ８８で計測された温度が閾値を下回った場合にチャー流れ流速が低下したと判断することができる。これにより、チャー流れ流速の低下を確実に検知して、分岐管８２内でチャーが沈降することによって生じる搬送不良を事前に把握することができる。
また、温度センサ８８は、チャーバーナ１２６ａの直近である各分岐管８２の下流端８２ａに設置され、下流端部温度を計測している。温度センサ８８は、チャーバーナ１２６ａとの接続位置からの距離Ｌ１が５０Ｄ以下、具体的には５ｍ以内、さらに好ましくは３ｍ以上５ｍ以下の範囲とされる。下流端部温度の変化は、温度計測手段の設置位置よりも上流側の分岐管８２の全領域にわたってチャーの沈降を判断することができ、より正確にチャー流れ流速の低下を判断することができる。
【００７８】
図６には、分岐管８２の下流端８２ａに設けた温度センサ８８の出力（メタル温度で表示）が時間に対して示されている。同図から分かるように、時刻０：００から約３０分経過後にメタル温度が低下している。同図において●印で示した時刻に、搬送管遮断弁８９ａ及びバーナ入口遮断弁８９ｂ（図３参照）を閉状態として、パージ窒素供給配管８７からのパージ窒素供給によってパージが行われている。したがって、パージ後にメタル温度の低下が回復していることが分かる。
【００７９】
希釈窒素供給配管９３（図４参照）から希釈窒素流量を増大する場合には、図７に示すように、希釈窒素にバイアス値を設定するようにしても良い。すなわち、一定の希釈窒素ベース値を設定しておき、希釈窒素バイアス値を温度センサ８８で得られたメタル温度（分岐管８２の温度）の低下に基づいて変化させる。図７に基づいて説明すると、３０分過ぎにメタル温度が低下し始めて、メタル温度閾値が下回ると、４０分あたりから希釈窒素バイアス値を増大させる。そして、メタル温度が回復してメタル温度閾値を超えた後に、希釈窒素バイアス値を徐々に下げていく。
希釈窒素バイアス値を温度センサ８８で得られたメタル温度（分岐管８２の温度）の低下に基づいて変化させ、希釈窒素バイアス値を増大させることで、メタル温度が回復している。すなわち、チャー流れ流速の低下を回復させて、分岐管８２内でチャーが沈降することを抑制することができる。このため、搬送管遮断弁８９ａ及びバーナ入口遮断弁８９ｂの開閉動作による分岐管８２内に滞留したチャーのパージ動作頻度を低減して、チャーバーナ１２６ａから噴出するチャーの粉体流れがカーテンのようにガス化炉内からの輻射を遮ることを継続できて、チャーバーナ１２６ａのガス化炉内側先端の減耗を抑制することが出来る。
【００８０】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
温度センサ８８によって得られた下流端部温度に基づいてチャー流れ流速の低下を判断することとした。したがって、第１実施形態のように差圧計８６を用いずにチャー流れ流速の低下を判断することができる。ただし、差圧計８６と併用してチャー流れ流速の低下を判断してもよい。
そして、温度センサ８８を分岐管８２の下流端８２ａすなわちチャーバーナ１２６ａの直近に設けて下流端部温度とすることとしたので、温度センサ８８の設置位置よりも上流側の分岐管８２の全領域にわたって粉体の沈降による流路面積の縮小を判断することができる。これにより、正確にチャー流れ流速の低下を判断することができる。
これにより、チャー流れ流速の低下を確実に検知して、分岐管８２内で粉体が沈降することによって生じる搬送不良を事前に把握することができる。
また、温度センサ８８で得られた下流端温度の低下に基づいて変化させ、希釈窒素流量を増大させることで、チャー流れ流速の低下を回復させて、分岐管８２内でチャーが沈降することを抑制することができる。
このため、分岐管８２内にチャーの滞留が発生したと判断して搬送管遮断弁８９ａ及びバーナ入口遮断弁８９ｂを全閉としてチャーバーナ１２６ａへのチャー供給を中断する前に、チャーバーナ１２６ａからチャーを炉内に向けて継続して供給させながらチャー流れ流速の低下を回復させることができる。これにより、チャーによる粉体流れがカーテンのようにガス化炉内からの輻射を遮ることを維持できるので、チャーバーナ１２６ａのカス化炉内側先端の減耗を抑制することができる。
【００８１】
なお、温度センサ８８で計測された温度の経過時間に対する変動を見てチャー流れ流速の低下を判断することとしたが、温度センサ８８で計測された温度の時間に対する微分値に基づいて判断することとしても良い。
図８には、図６のメタル温度の微分値が一点鎖線で示されている。同図から分かるように、メタル温度の微分値は時刻０：００から既に低下している。この微分値の低下が所定時間（例えば１５分）続いた場合に、チャー流れ流速の低下と判断する。これにより、メタル温度の変化量に基づいて判断する場合（３０分経過後に判断）に比べて、早期にチャー流れ流速の低下を判断することができる。
【００８２】
また、図９に示すように、上述した第１実施形態及び第２実施形態に加えて、各分岐管８２に対して、チャーの密度を計測するγ線密度計（粉体燃料密度計測手段）９６を設けることとしても良い。γ線密度計は、計測した密度とチャー流れ流速を掛け合わせることでチャー流れ流量が算出される。これにより、チャー流れの質量流量を得ることができ、より正確にチャー流れ流速の低下を判断することができる。
【００８３】
また、上述した各実施形態では、チャー供給系統について説明したが、微粉炭を供給する系統に本発明を用いても良いし、また他の粉体燃料を供給する系統に本発明を用いても良い。
【符号の説明】
【００８４】
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
４９  ガス生成ライン
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
７４  ガス浄化設備
７５  煙突
８０  バーナ合流器
８２  分岐管
８４  バーナ分配器（分配器）
８５  フローノズル（抵抗体）
８６  差圧計（圧力損失計測手段）
８７  パージ窒素供給配管
８８  温度センサ（温度計測手段）
８９ａ  搬送管遮断弁
８９ｂ  バーナ入口遮断弁
９０  チャー合流配管
９１  ミキシングチャンバ
９２  チャー供給流量調整弁
９３  希釈窒素供給配管（不活性ガス追加供給手段）
９４  希釈窒素流量調整弁
９５  冷却コイル
９６  γ線密度計（粉体燃料密度計測手段）
１０１  ガス化炉
１０２  シンガスクーラ
１１０  圧力容器
１１１  ガス化炉壁
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
１２６ａ  チャーバーナ
１２７  バーナ
１３１  蒸発器
１３２  過熱器
１３４  節炭器
１５４  内部空間
１５６  外部空間
【図１】
2019143011.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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