(57)【要約】【課題】ガス化発電システムにおいて、運転停止後にタールや未反応の有機物ガスが温度低下してガス調圧弁に付着することを効果的に防止することができるガス化発電システムを提供する。【解決手段】ガス化発電システムは、ガス化炉からエンジンまでのガス経路にガス遮断弁が設けられ、ガス遮断弁よりエンジン側のガス経路にガス調圧弁が設けられ、ガス調圧弁とガス遮断弁との間のガス経路に、第１開閉弁とパージ用ブロワとを有するパージ経路が接続され、ガス調圧弁とエンジンとの間のガス経路に、第２開閉弁を有するパージ逃し経路が接続され、当該ガス化発電システムが運転停止信号を受信したときにガス遮断弁を閉じて第１開閉弁および第２開閉弁を開いてパージ用ブロワを駆動し、パージ用ブロワを駆動して所定時間後にパージ用ブロワの駆動を停止して第１開閉弁および第２開閉弁を閉じる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物をガス化するガス化炉で生成した生成ガスを燃料とするエンジンを備えたガス化発電システムであって、
前記ガス化炉から前記エンジンまでのガス経路にガス遮断弁が設けられ、
前記ガス遮断弁より前記エンジン側のガス経路にガス調圧弁が設けられ、
前記ガス調圧弁と前記ガス遮断弁との間のガス経路に、第１開閉弁とパージ用ブロワとを有するパージ経路が接続され、
前記ガス調圧弁と前記エンジンとの間のガス経路に、第２開閉弁を有するパージ逃し経路が接続され、
当該ガス化発電システムが運転停止信号を受信したときに前記ガス遮断弁を閉じて前記第１開閉弁および前記第２開閉弁を開いて前記パージ用ブロワを駆動し、
前記パージ用ブロワを駆動して所定時間後に前記パージ用ブロワの駆動を停止して前記第１開閉弁および前記第２開閉弁を閉じることを特徴とするガス化発電システム。
【請求項２】
請求項１に記載のガス化発電システムであって、
前記パージ用ブロワまたは前記パージ経路に、前記パージ用ブロワにより送り出されるパージ空気を加熱する加熱手段が設けられ、
前記パージ用ブロワと連動して前記加熱手段を運転および停止することを特徴とするガス化発電システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のガス化発電システムであって、
当該ガス化発電システムが起動信号を受信したときに前記ガス遮断弁を開くことに連動して前記第２開閉弁を所定時間開くことを特徴とするガス化発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物をガス化するガス化炉で生成した生成ガスを燃料とするエンジンを備えたガス化発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス化炉で有機物をガス化する構成として、従来から各種のものが提案されている。例えば、特許文献１は、有機物原料から生成したガス中の炭化水素成分を分解させてメタノール合成用の原料ガスを生成する有機物ガス化・分解装置を開示している。
【０００３】
このように、ガス化炉で有機物をガス化する構成では、有機物をガス化する際に、副産物であるタールや未反応の有機物ガスが発生することから、タールや未反応の有機物ガスがガス化炉停止後に温度が低下して装置や配管に付着することがあり、そうすると、装置や配管が正常に機能しなくなるという不都合が発生する。
【０００４】
この点に関し、特許文献１は、有機物ガス化・分解装置において、ガス化炉の副産物であるタールや未反応の有機物ガスがガス化炉停止後に温度が低下して装置や配管に付着することを防止するために、運転停止時に装置内に残留するガスを水蒸気でパージする構成を開示している。
【０００５】
ところで、近年、ガス化炉で生成した生成ガスを燃料とするエンジンを備えたガス化発電システムが現れているが（例えば特許文献２参照）、かかるガス化発電システムでは、エンジンに供給される生成ガス（燃料ガス）を調圧するガス調圧弁（例えば、大気圧程度に調圧するゼロガバナ）についてもタールや未反応の有機物ガスが運転停止後に温度が低下してガス調圧弁に付着することがあり、そうすると、ガス調圧弁が正常に動作しなくなるという不都合（例えば、ゼロガバナのバルブを移動させるためにゼロガバナ本体に対して摺動する摺動部といった機械的に可動する作動部が正常に動かなくなるという不都合）が発生する。
【０００６】
このため、タールや未反応の有機物ガスがガス化発電システムの運転停止後に温度が低下してガス調圧弁に付着することを防止する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３８８１７１２号公報
【特許文献２】特開２０１１−８９０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、有機物をガス化するガス化炉で生成した生成ガスを燃料とするエンジンを備えたガス化発電システムにおいて、運転停止後にタールや未反応の有機物ガスが温度低下してガス調圧弁に付着することを効果的に防止することができるガス化発電システム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】
本発明は、前記課題を解決するために、有機物をガス化するガス化炉で生成した生成ガスを燃料とするエンジンを備えたガス化発電システムであって、前記ガス化炉から前記エンジンまでのガス経路にガス遮断弁が設けられ、前記ガス遮断弁より前記エンジン側のガス経路にガス調圧弁が設けられ、前記ガス調圧弁と前記ガス遮断弁との間のガス経路に、第１開閉弁とパージ用ブロワとを有するパージ経路が接続され、前記ガス調圧弁と前記エンジンとの間のガス経路に、第２開閉弁を有するパージ逃し経路が接続され、当該ガス化発電システムが運転停止信号を受信したときに前記ガス遮断弁を閉じて前記第１開閉弁および前記第２開閉弁を開いて前記パージ用ブロワを駆動し、前記パージ用ブロワを駆動して所定時間後に前記パージ用ブロワの駆動を停止して前記第１開閉弁および前記第２開閉弁を閉じることを特徴とするガス化発電システムを提供する。
【００１０】
本発明において、前記パージ用ブロワまたは前記パージ経路に、前記パージ用ブロワにより送り出されるパージ空気を加熱する加熱手段が設けられ、前記パージ用ブロワと連動して前記加熱手段を運転および停止する態様を例示できる。
【００１１】
本発明において、当該ガス化発電システムが起動信号を受信したときに前記ガス遮断弁を開くことに連動して前記第２開閉弁を所定時間開く態様を例示できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、有機物をガス化するガス化炉で生成した生成ガスを燃料とするエンジンを備えたガス化発電システムにおいて、運転停止後にタールや未反応の有機物ガスが温度低下してガス調圧弁に付着することを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係るガス化発電システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】ガス調圧弁の一例の概略構成を示す断面図である。
【図３】図１に示すガス化発電システムが運転状態から運転停止状態に移行する際の制御装置による制御動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】図１に示すガス化発電システムが運転停止状態から運転状態に移行する際の制御装置による制御動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係るガス化発電システム１００の概略構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１に示すように、ガス化発電システム１００は、有機物を供給する有機物供給装置２０によって供給される有機物をガス化するガス化炉１と、ガス化炉１で生成した生成ガスを燃料とするエンジン２と、ガス化炉１からエンジン２までのガス経路１１と、ガス化炉１とエンジン２との間のガス経路１１に設けられて当該ガス経路１１を開閉するガス遮断弁３と、ガス化炉１からエンジン２までのガス経路１１のうちのガス遮断弁３よりエンジン２側（生成ガスの送り方向における下流側）のガス経路（下流側ガス経路１１２）に設けられて生成ガスの供給圧力を調整するガス調圧弁４とを備えている。ここで、ガス調圧弁４は、この例では、図示を省略したミキサにより生成ガスを大気圧の空気と混合させてエンジン２に供給するために、一次側４１（一次室側）、すなわちガス化炉１側の生成ガスの供給圧力に関係なく二次側４２（二次室側）、すなわちエンジン２側の生成ガスの供給圧力を大気圧付近に維持するゼロガバナとされている。
【００１７】
本実施の形態では、ガス化発電システム１００は、さらに、ガス化炉１で生成した生成ガスを発電に適したガスに調質するガス調質設備５と、ガス調質設備５からの生成ガスをガス遮断弁３に向けて誘引する誘引通風機６（ＩＤＦ：Induced Draft Fan）と、誘引通風機６からの生成ガスの供給圧力を一定に維持する圧力調整部７と、エンジン２に供給されなかった生成ガス（余剰ガス）を燃焼させるフレアスタック８と、エンジン２により駆動される発電機９とを備えている。ここで、エンジン２および発電機９でエンジン発電機１０を構成している。圧力調整部７は、この例では、誘引通風機６からの生成ガスの供給圧力を水封（水のレベル）によって調整する水封槽とされている。
【００１８】
具体的には、ガス化炉１からエンジン２までのガス経路１１のうちのガス遮断弁３よりガス化炉１側（生成ガスの送り方向における上流側）のガス経路（上流側ガス経路１１１）には、ガス化炉１からガス遮断弁３にかけてガス調質設備５および誘引通風機６がこの順で介装されている。
【００１９】
ガス化炉１は、有機物供給装置２０によって搬送されて供給された有機物を分解してガスを生成する。なお、有機物としては、木質系バイオマス（例えば木屑、大鋸屑、剪定枝、バーク、籾殻）や廃棄物（例えばゴミ、農業廃棄物、建設廃棄物）等を挙げることができる。
【００２０】
ガス調質設備５は、滞留槽、サイクロン、冷却器、スクラバーやバグフィルター等を備えており、生成ガスをエンジン２に適したものに調質する。例えば、ガス調質設備５は、生成ガスに含まれる煤を除去したり、ガスを冷却したりすることができる。ガス調質設備５により調質された生成ガスは、ガス調質設備５の下流側に設けられた誘引通風機６によって誘引されて円滑に下流側に流れ、ガス遮断弁３およびガス調圧弁４を経てエンジン２に供給される。そして、誘引通風機６の下流側に設けられたガス遮断弁３が開閉されることにより、生成ガスがエンジン２側に流れるか否かが切り替えられる。
【００２１】
エンジン２は、生成ガスを燃料とするエンジンであり、生成ガスを燃焼させて駆動する内燃機関とされている。ここで、ガス化炉１で生成される生成ガスは、ＣＯ（一酸化炭素）を主成分とする可燃ガスとされている。
【００２２】
発電機９は、エンジン２により駆動されて発電する。発電機９で発電された電力は、負荷設備２００に供給される。負荷設備２００は、電気を駆動源とする設備（例えば工場内の電気設備）であり、商用電力２１０に加えて発電機９で発電された電力を利用することが可能な設備とされている。
【００２３】
また、上流側ガス経路１１１の誘引通風機６とガス遮断弁３との間のガス経路１１１ａには、圧力調整部７を介装した分岐経路１２が接続されており、分岐経路１２にフレアスタック８が連通されている。これにより、ガス化発電システム１００は、誘引通風機６からの余剰ガスが圧力調整部７を介してフレアスタック８側に流れることで、エンジン２側に流れる生成ガスの圧力を一定に維持することが可能となる。
【００２４】
かかる構成を備えたガス化発電システム１００では、原料である有機物を有機物供給装置２０によりガス化炉１に供給し、ガス化炉１で有機物をガス化してガスを生成し、生成した生成ガスを上流側ガス経路１１１に供給し、ガス調質設備５で発電に適したガスに調質し、調質後の生成ガスを誘引通風機６によりガス遮断弁３に向けて誘引し、ガス遮断弁３を介してガス調圧弁４に供給し、ガス調圧弁４で生成ガスの供給圧力を大気圧付近に調圧して下流側ガス経路１１２に供給し、エンジン発電機１０のエンジン２で燃焼させてエンジン２を駆動する。そして、エンジン２の駆動により発電機９で発電し、発電した電力を負荷設備２００に供給する。また、ガス化発電システム１００では、ガス化炉１で生成された生成ガスのうち、エンジン２に供給されなかった余剰ガスは、分岐経路１２に供給され、圧力調整部７を介してフレアスタック８に供給され、フレアスタック８で燃焼される。
【００２５】
ところで、木質系バイオマスや廃棄物などの有機物を分解して得られるガス燃料は、ガス化炉の運転状態や、原材料の種類により、燃料中にタール、水分等の夾雑物が含まれる。従って、従来のガス化発電システムでは、タールや未反応の有機物ガスが運転停止後に温度が低下してガス調圧弁（この例ではゼロガバナ）に付着することがあり、そうすると、ガス調圧弁が正常に動作しなくなるという不都合（例えば、エンジンに燃料を安定して供給できないことでエンジンが起動できないといった不都合）が発生する。
【００２６】
かかる観点から、本実施の形態に係るガス化発電システム１００は、ガス調圧弁４とガス遮断弁３との間のガス経路１１２ａに、第１開閉弁１５とパージ用ブロワ１４とを有するパージ経路１３が接続されており、ガス調圧弁４とエンジン２との間のガス経路１１２ｂに、第２開閉弁１８を有するパージ逃し経路１７が接続されている。
【００２７】
そして、ガス化発電システム１００は、運転停止信号を受信したときにガス遮断弁３を閉じて第１開閉弁１５および第２開閉弁１８を開いてパージ用ブロワ１４を駆動し、パージ用ブロワ１４を駆動して所定時間（例えば数分）後にパージ用ブロワ１４の駆動を停止して第１開閉弁１５および第２開閉弁１８を閉じる構成とされている。
【００２８】
詳しくは、ガス化発電システム１００は、下流側ガス経路１１２のうちのガス調圧弁４とガス遮断弁３との間のガス経路１１２ａに接続されたパージ経路１３と、パージ経路１３に連通されてパージ経路１３にパージ空気を送り込むパージ用ブロワ１４と、パージ経路１３に設けられてパージ経路１３を開閉する第１開閉弁１５と、下流側ガス経路１１２のうちのガス調圧弁４とエンジン２との間のガス経路１１２ｂに接続されたパージ逃し経路１７と、パージ逃し経路１７に設けられてパージ逃し経路１７を開閉する第２開閉弁１８とをさらに備えている。
【００２９】
具体的には、パージ経路１３は、一端がパージ用ブロワ１４に連通され、かつ、他端がガス経路１１２ａの途中経路に連通されている。パージ経路１３には、第１開閉弁１５が介装されている。パージ逃し経路１７は、一端がガス経路１１２ｂの途中経路に連通されている。パージ逃し経路１７には、第２開閉弁１８が介装されている。この例では、パージ逃し経路１７の他端がフレアスタック８に連通されている。
【００３０】
次に、ガス調圧弁４において生成ガスをエンジン２に供給する場合の動作について図２を参照しながら、以下に説明する。
【００３１】
図２は、ガス調圧弁４の一例の概略構成を示す断面図である。図２に示すガス調圧弁４では、生成ガスは一次側４１から二次側４２へ流れるようになっており、調圧制御を調圧弁上側の空間部分で行っている。
【００３２】
詳しくは、ガス調圧弁４は、メインダイヤフラム４４にてメインダイヤフラム４４の上部空間（ローディング圧力が掛かっている側の空間）ＳＰ１と、メインダイヤフラム４４の下部空間（二次圧が掛かる空間）ＳＰ２とに縁切りされている。なお、符号４１１は一次側入口、符号４２１は二次側出口、符号４２２は二次圧ローディング孔、符号４ａはローディング圧力導入口を示している。メインダイヤフラム４４の下部空間ＳＰ２と二次側出口４２１とは、二次圧ローディング孔４２２を介して連通されている。ローディング圧力導入口４ａは、大気圧、若しくは、後述する圧力付与部１６（図１参照）によるパージ空気の圧力（エアーパージ圧力）を導入する導入口である。
【００３３】
（運転停止時）
運転停止時では、バルブ４３はカウンタースプリング４５にて上側に引っ張られており、閉じた状態となっている。このとき、メインダイヤフラム４４の上部空間ＳＰ１、および、下部空間ＳＰ２はフリーである。
【００３４】
（運転時）
運転時では、ガス供給量が少なく、二次圧（二次側４２の圧力）が負圧になった場合には、メインダイヤフラム４４の下部空間ＳＰ２が負圧になることから、メインダイヤフラム４４に直結されているバルブステム４６が下側に移動し、バルブ４３が開き、これにより、ガス流量が増加する。
【００３５】
一方、ガス供給量が多く、二次圧が大気圧以上になった場合は、メインダイヤフラム４４の下部空間ＳＰ２の圧力が上部空間ＳＰ１の圧力より大きくなることから、メインダイヤフラム４４に直結されているバルブステム４６が上側に移動し、バルブ４３が閉じ、これにより、ガス流量が減少する。
【００３６】
このように、ガス調圧弁４は、ガス流量の増加、減少を上部空間ＳＰ１と下部空間ＳＰ２との圧力バランスにより連続的に制御し、二次圧が上部空間ＳＰ１と同じ圧力になるように制御している。
【００３７】
ここで、ガス化発電システム１００では、ガス遮断弁３を遮断した状態でパージ用ブロワ１４からのパージ空気を、パージ経路１３からガス調圧弁４（この例ではゼロガバナ）の一次側４１（一次側入口４１１に接続されたガス経路１１２ａ）に向けて、いくら供給しても、このままでは、二次側４２に負圧が発生しないために、ガス調圧弁４内のバルブ４３が閉じた状態のままとなり、そうすると、パージ空気をガス調圧弁４の二次側４２（二次側出口４２１に接続されたガス経路１１２ｂ）に供給することができない。図２に示す例では、ガス調圧弁４に滞留するタールや未反応の有機物ガスをパージ（エアーパージ）する際は、二次圧が負圧にならず、メインダイヤフラム４４の下部空間ＳＰ２が負圧にならないので、バルブ４３を下側の「開」方向へ操作することができない。
【００３８】
そこで、ガス遮断弁３を遮断した状態でパージ用ブロワ１４からのパージ空気がパージ経路１３から一次側４１に送り込まれるときには、上部空間ＳＰ１に一次側４１と同じ圧力を付与するための圧力付与部１６（図１参照）をさらに備えている。こうすることで、ガス化炉１からの生成ガスがガス調圧弁４の一次側４１に送り込まれるときには上部空間ＳＰ１が大気圧にされるが、ガス遮断弁３を遮断した状態でパージ用ブロワ１４からのパージ空気がパージ経路１３から一次側４１に送り込まれるときには、圧力付与部１６により上部空間ＳＰ１が一次側４１と同じ圧力にされることから、上部空間ＳＰ１の圧力が下部空間ＳＰ２の圧力より大きくなり、メインダイヤフラム４４に直結されているバルブステム４６が下側に移動し、バルブ４３が開き、これにより、パージ空気をガス調圧弁４の二次側４２に供給することが可能となる。図２に示す例では、メインダイヤフラム４４の上部空間ＳＰ１に大気圧以上の正圧（例えば数ｋＰａ）を印加することにより、バルブ４３を下側に移動させることができ、従って、「開」操作することが可能となる。こうして、ガス調圧弁４は、二次圧が上部空間ＳＰ１（例えば数ｋＰａ）と同じ圧力になるように制御している。
【００３９】
この例では、圧力付与部１６（図１参照）は、ガス調圧弁４の一次側４１に設けられたローディング圧力導入口４ａに連通する第１圧力付与経路１６ａと、パージ経路１３に接続されて第１圧力付与経路１６ａに連通する第２圧力付与経路１６ｂとを備えている。具体的には、第２圧力付与経路１６ｂは、一端がパージ経路１３の第１開閉弁１５よりもパージ空気の送り方向における上流側に連通され、かつ、他端が第１圧力付与経路１６ａの途中経路に連通されている。また、第１圧力付与経路１６ａの第２圧力付与経路１６ｂとの連通部よりもガス調圧弁４側とは反対側には、パージ用ブロワ１４からパージ空気が第２圧力付与経路１６ｂを経て第１圧力付与経路１６ａに供給されるときにガス調圧弁４の上部空間ＳＰ１が一次側４１と同じ圧力になるように第１圧力付与経路１６ａの第２圧力付与経路１６ｂとの連通部よりもガス調圧弁４側とは反対側を適度に絞る絞り部材１６ｃ（この例では圧力調整弁）が設けられている。こうすることで、ガス化炉１からの生成ガスがガス調圧弁４の一次側４１に送り込まれるときには外気と連通する第１圧力付与経路１６ａが開放されていることから、上部空間ＳＰ１が大気圧にされて二次側４２で生成ガスが大気圧付近に調圧されるが、ガス遮断弁３を遮断した状態でパージ用ブロワ１４からのパージ空気が一次側４１に送り込まれるときには、パージ用ブロワ１４からのパージ空気がパージ経路１３からガス経路１１２ａを経て一次側４１に供給されるだけでなく、パージ経路１３から第２圧力付与経路１６ｂ、第１圧力付与経路１６ａおよびローディング圧力導入口４ａを経て上部空間ＳＰ１に供給され、絞り部材１６ｃに絞り具合により（この例では第１圧力付与経路１６ａを半分程度に絞ることにより）、上部空間ＳＰ１が一次側４１と同じ圧力にされることから、ガス調圧弁４内のバルブ４３が開放され、これにより、パージ空気をガス調圧弁４の二次側４２に供給することが可能となる。
【００４０】
また、ガス化発電システム１００は、ガス化発電システム１００全体の制御を司る制御装置３０をさらに備えている。
【００４１】
制御装置３０は、操作部１９から、ガス化発電システム１００を起動する起動信号およびガス化発電システム１００の運転を停止する運転停止信号を受信するようになっており、起動信号を受信すると、ガス化炉１およびエンジン発電機１０（具体的にはエンジン２）に運転開始命令を送信してガス化発電システム１００全体を制御する一方、運転停止信号を受信すると、ガス化炉１およびエンジン発電機１０（具体的にはエンジン２）に運転停止命令を送信してガス化発電システム１００全体の制御を停止する構成とされている。
【００４２】
詳しくは、制御装置３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のマイクロコンピュータからなる処理部３１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリ、ＲＡＭ等の揮発性メモリを含む記憶部３２とを有しており、処理部３１が記憶部３２のＲＯＭに予め格納された制御プログラムを記憶部３２のＲＡＭ上にロードして実行することにより、各種構成要素の制御を行うようになっている。なお、本実施の形態では、ガス化発電システム１００を単一の制御装置３０で制御するが、複数の制御装置で連携して制御するようにしてもよい。
【００４３】
本実施の形態では、ガス遮断弁３は、上流側ガス経路１１１に設けられて上流側ガス経路１１１を開放または閉塞する作動弁３ａと、制御装置３０からの指示信号により作動弁３ａを駆動する駆動部３ｂ（具体的には駆動モータ）とを備えている。
【００４４】
ガス遮断弁３の駆動部３ｂは、制御装置３０に電気的に接続されており、制御装置３０からガス遮断弁３の作動弁３ａを閉じることを指示する指示信号が送られてくると、作動弁３ａを閉じるように駆動する一方、制御装置３０から作動弁３ａを開くことを指示する指示信号が送られてくると、作動弁３ａを開くように駆動する。また、ガス遮断弁３は、作動弁３ａが閉じているときには、作動弁３ａが閉じていることを示す閉塞信号を制御装置３０に送信する一方、作動弁３ａが開いているときには、作動弁３ａが開いていることを示す開放信号を制御装置３０に送信する。これにより、制御装置３０は、ガス遮断弁３の作動弁３ａの開閉状態を認識することができる。
【００４５】
パージ用ブロワ１４は、制御装置３０に電気的に接続されており、制御装置３０から駆動信号が送られてくると、駆動状態となってパージ空気をパージ経路１３に供給する一方、制御装置３０から駆動停止信号が送られてくると、駆動停止状態となってパージ空気のパージ経路１３への供給を停止する。
【００４６】
第１開閉弁１５は、パージ経路１３に設けられてパージ経路１３を開放または閉塞する作動弁１５ａと、制御装置３０からの指示信号により作動弁１５ａを駆動する駆動部１５ｂ（具体的には駆動モータ）とを備えている。
【００４７】
第１開閉弁１５の駆動部１５ｂは、制御装置３０に電気的に接続されており、制御装置３０から第１開閉弁１５の作動弁１５ａを閉じることを指示する指示信号が送られてくると、作動弁１５ａを閉じるように駆動する一方、制御装置３０から作動弁１５ａを開くことを指示する指示信号が送られてくると、作動弁１５ａを開くように駆動する。また、第１開閉弁１５は、作動弁１５ａが閉じているときには、作動弁１５ａが閉じていることを示す閉塞信号を制御装置３０に送信する一方、作動弁１５ａが開いているときには、作動弁１５ａが開いていることを示す開放信号を制御装置３０に送信する。これにより、制御装置３０は、第１開閉弁１５の作動弁１５ａの開閉状態を認識することができる。
【００４８】
第２開閉弁１８は、パージ逃し経路１７に設けられてパージ逃し経路１７を開放または閉塞する作動弁１８ａと、制御装置３０からの指示信号により作動弁１８ａを駆動する駆動部１８ｂ（具体的には駆動モータ）とを備えている。
【００４９】
第２開閉弁１８の駆動部１８ｂは、制御装置３０に電気的に接続されており、制御装置３０から第２開閉弁１８の作動弁１８ａを閉じることを指示する指示信号が送られてくると、作動弁１８ａを閉じるように駆動する一方、制御装置３０から作動弁１８ａを開くことを指示する指示信号が送られてくると、作動弁１８ａを開くように駆動する。また、第２開閉弁１８は、作動弁１８ａが閉じているときには、作動弁１８ａが閉じていることを示す閉塞信号を制御装置３０に送信する一方、作動弁１８ａが開いているときには、作動弁１８ａが開いていることを示す開放信号を制御装置３０に送信する。これにより、制御装置３０は、第２開閉弁１８の作動弁１８ａの開閉状態を認識することができる。
【００５０】
そして、制御装置３０は、操作部１９から運転停止信号を受信したときにガス遮断弁３を閉じる第１制御手段Ｐ１と、操作部１９から運転停止信号を受信したときに第１開閉弁１５を開く第２制御手段Ｐ２と、操作部１９から運転停止信号を受信したときに第２開閉弁１８を開く第３制御手段Ｐ３と、ガス遮断弁３を閉じて第１開閉弁１５および第２開閉弁１８を開いたときにパージ用ブロワ１４を駆動する第４制御手段Ｐ４と、パージ用ブロワ１４を駆動して所定時間後にパージ用ブロワ１４の駆動を停止する第５制御手段Ｐ５と、パージ用ブロワ１４の駆動を停止したときに第１開閉弁１５を閉じる第６制御手段Ｐ６と、パージ用ブロワ１４の駆動を停止したときに第２開閉弁１８を閉じる第７制御手段Ｐ７とを備える構成とされている。
【００５１】
なお、図１において、説明していない符号の箇所については、後述する。
【００５２】
図３は、図１に示すガス化発電システム１００が運転状態から運転停止状態に移行する際の制御装置３０による制御動作の一例を示すフローチャートである。
【００５３】
図３に示すフローチャートでは、制御装置３０は、ガス化発電システム１００の運転状態において、先ず、操作部１９から運転停止信号を受信すると（ステップＳ１０１）、ガス化システム（この例ではガス化炉１、ガス調質設備５および誘引通風機６を含むガス化システム）に運転停止命令が送信されたか否かを判断し（ステップＳ１０２）、運転停止命令が送信された場合には（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３に移行する。
【００５４】
次に、制御装置３０は、エンジン発電機１０に運転停止命令が送信されたか否かを判断し（ステップＳ１０３）、運転停止命令が送信された場合には（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４に移行する。
【００５５】
次に、制御装置３０は、第１制御手段Ｐ１により、ガス遮断弁３を閉じ（ステップＳ１０４）、第２制御手段Ｐ２により、第１開閉弁１５を開き（ステップＳ１０５）、第３制御手段Ｐ３により、第２開閉弁１８を開く（ステップＳ１０６）。
【００５６】
次に、制御装置３０は、ガス遮断弁３からの閉塞信号、第１開閉弁１５からの開放信号および第２開閉弁１８からの開放信号の応答を待って、第４制御手段Ｐ４により、パージ用ブロワ１４を駆動する（ステップＳ１０７）。このとき、エンジン２が停止しており、パージ用ブロワ１４からのパージ空気がエンジン２側には行かず、第１開閉弁１５、ガス調圧弁４および第２開閉弁１８を経て、フレアスタック８に供給される。
【００５７】
次に、制御装置３０は、パージ用ブロワ１４の駆動開始から所定時間（例えば数分）経過したか否かを判断し（ステップＳ１０８）、所定時間経過した場合には（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、第５制御手段Ｐ５により、パージ用ブロワ１４の駆動を停止し（ステップＳ１０９）、第６制御手段Ｐ６により、第１開閉弁１５を閉じ（ステップＳ１１０）、第７制御手段Ｐ７により、第２開閉弁１８を閉じ（ステップＳ１１１）、ガス化発電システム１００が運転停止状態となる。
【００５８】
なお、図３に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１０２，Ｓ１０３の順序は特に限定されない。ステップＳ１０４，Ｓ１０５，Ｓ１０６の順序はステップＳ１０４が完了した後にステップＳ１０５，Ｓ１０６が実行される。すなわち、制御装置３０は、安全性を考慮して、ガス遮断弁３へ閉塞信号を出した後、閉塞信号の応答が返ってきてから、第１開閉弁１５および第２開閉弁１８へ開放信号を送信する。また、ステップＳ１１０，Ｓ１１１の順序は特に限定されない。
【００５９】
以上説明したガス化発電システム１００では、運転停止信号を受信したときに、ガス遮断弁３を閉じる一方、第１開閉弁１５および第２開閉弁１８を開いてパージ用ブロワ１４を駆動する。そうすると、パージ用ブロワ１４により送り出されるパージ空気が、ガス遮断弁３とガス調圧弁４との間のガス経路１１２ａの開状態の第１開閉弁１５を経てガス調圧弁４を通過し、さらに、ガス調圧弁４とエンジン２との間のガス経路１１２ｂに設けられたパージ逃し経路１７の開状態の第２開閉弁１８を経てフレアスタック８に供給される。従って、ガス調圧弁４に滞留するタールや未反応の有機物ガスがパージ用ブロワ１４からのパージ空気と共にガス調圧弁４からパージされる。その後、所定時間が経過すると、パージ用ブロワ１４の駆動を停止し、第１開閉弁１５および第２開閉弁１８を閉じる。
【００６０】
このように、ガス化発電システム１００によれば、運転停止信号を受信したときにガス遮断弁３を閉じて第１開閉弁１５および第２開閉弁１８を開いてパージ用ブロワ１４を駆動し、パージ用ブロワ１４を駆動して所定時間（例えば数分）後にパージ用ブロワ１４の駆動を停止して第１開閉弁１５および第２開閉弁１８を閉じることで、ガス調圧弁４に滞留するタールや未反応の有機物ガスをパージ用ブロワ１４からのパージ空気と共にガス調圧弁４からパージすることができ、従って、運転停止後にタールや未反応の有機物ガスが温度低下してガス調圧弁４に付着することを効果的に防止することが可能となる。
【００６１】
ところで、ガス調圧弁４に滞留するタールや未反応の有機物ガスの温度を低下させ難くした状態で或いは低下させることなく、タールや未反応の有機物ガスをガス調圧弁４からパージすることが好ましい。
【００６２】
かかる観点から、本実施の形態では、ガス化発電システム１００は、ガス調圧弁４を加温する設備が設けられており、パージ用ブロワ１４またはパージ経路１３（この例ではパージ用ブロワ１４内）に、パージ用ブロワ１４により送り出されるパージ空気を加熱するヒータ等の加熱部１４ａ（加熱手段の一例）（図１参照）が設けられている。この例では、ガス調圧弁４を加温する設備は、ガス調圧弁４を含めた配管（ガス遮断弁３からガス調圧弁４出口配管）に、図示を省略した電気ヒータおよび温水ヒータを設けた設備とされている。ガス化発電システム１００は、エンジン２の停止中では、電気ヒータを用いてガス調圧弁４を加温し、エンジン２の運転中では、エンジン２の排熱を利用して温水加温するようになっている。
【００６３】
そして、ガス化発電システム１００は、パージ用ブロワ１４と連動して加熱部１４ａを運転および加熱部１４ａの運転を停止する構成とされている。
【００６４】
詳しくは、第４制御手段Ｐ４は、パージ用ブロワ１４が駆動したときに加熱部１４ａを通電する一方、パージ用ブロワ１４の駆動を停止したときに加熱部１４ａの通電を停止する構成とされている。
【００６５】
このように、ガス化発電システム１００では、パージ用ブロワ１４と連動して運転および停止する加熱部１４ａにより、パージ用ブロワ１４により送り出されるパージ空気を加熱することで、ガス調圧弁４に滞留するタールや未反応の有機物ガスの温度を低下させ難くした状態で或いは低下させることなく、タールや未反応の有機物ガスをガス調圧弁４からパージさせることができ、従って、タールや未反応の有機物ガスのガス調圧弁４への付着防止の効果を高めることができる。このことは、寒冷時や寒冷地に設置されたガス化発電システム１００におけるガス調圧弁４へのタールや未反応の有機物ガスの付着防止に特に有効である。
【００６６】
ところで、ガス調圧弁４に滞留するタールや未反応の有機物ガスをパージした後は（エアーパージ運転後は）、ガス調圧弁４を含めたガス経路（具体的には配管）内が空気（パージ空気）で置換されているので、このままでは、ガス化発電システム１００を起動するときに（具体的には操作部１９から起動信号を受信したときに）ガス調圧弁４を含めたガス経路内に残存しているパージ空気が影響して、生成ガスをエンジン２に確実に供給することが困難となるために、起動不良等の不都合の発生を招く。
【００６７】
かかる観点から、本実施の形態では、ガス化発電システム１００は、起動信号を受信したときにガス遮断弁３を開くことに連動して第２開閉弁１８を所定時間（例えば数秒）開く構成とされている。
【００６８】
詳しくは、制御装置３０は、操作部１９から起動信号を受信したときにガス遮断弁３を開く第８制御手段Ｐ８と、操作部１９から起動信号を受信したとき第２開閉弁１８を所定時間だけ開く第９制御手段Ｐ９をさらに備える構成とされている。
【００６９】
図４は、図１に示すガス化発電システム１００が運転停止状態から運転状態に移行する際の制御装置３０による制御動作の一例を示すフローチャートである。
【００７０】
図４に示すフローチャートでは、制御装置３０は、ガス化発電システム１００の運転停止状態において、先ず、操作部１９から起動信号を受信すると（ステップＳ２０１）、ガス化システム（この例ではガス化炉１、ガス調質設備５および誘引通風機６を含むガス化システム）に運転開始命令が送信されたか否かを判断し（ステップＳ２０２）、運転開始命令が送信された場合には（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０３に移行する。
【００７１】
次に、制御装置３０は、生成ガスが調質されたか否かを判断し（ステップＳ２０３）、生成ガスが調質された場合には（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、エンジン発電機１０に運転開始命令を送信し（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０５に移行する。
【００７２】
次に、制御装置３０は、第８制御手段Ｐ８により、ガス遮断弁３を開き（ステップＳ２０５）、第９制御手段Ｐ９により、第２開閉弁１８を開く（ステップＳ２０６）。このとき、ガス調圧弁４を含めたガス経路内に残存しているパージ空気が、ガス遮断弁３からの生成ガスによって押し出されて、ガス調圧弁４およびパージ逃し経路１７の第２開閉弁１８を経て、フレアスタック８に供給される。
【００７３】
次に、制御装置３０は、第２開閉弁１８を開いてから所定時間（例えば数秒）経過したか否かを判断し（ステップＳ２０７）、所定時間経過した場合には（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、第２開閉弁１８を閉じ（ステップＳ２０８）、エンジン発電機１０が起動し、ガス化発電システム１００が運転状態となる。
【００７４】
なお、図４に示すフローチャートにおいて、ステップＳ２０５，Ｓ２０６の順序は特に限定されない。
【００７５】
このように、本実施の形態に係るガス化発電システム１００では、起動信号を受信したときにガス遮断弁３を開くことに連動して第２開閉弁１８を所定時間（例えば数秒）開くことで、ガス調圧弁４を含めたガス経路内に残存しているパージ空気をガス化炉１からの生成ガスによりパージ逃し経路１７側へ追い出して、ガス化炉１からエンジン２までのガス経路１１に生成ガスを充満させることができ、これにより、ガス調圧弁４に滞留するタールや未反応の有機物ガスをパージした後であっても、ガス化発電システム１００を起動するときに、エンジン２に生成ガスを確実に供給することができる。従って、ガス調圧弁４を含めたガス経路内に残存しているパージ空気による起動不良等の不都合の発生を効果的に防止することが可能となる。
【００７６】
なお、本実施の形態に係るガス化発電システム１００では、単一のエンジン発電機１０を設けるようにしたが、図１に示す誘引通風機６よりも下流側のガス経路を複数に分岐し、分岐した各ガス経路において、図１に示す誘引通風機６よりも下流側の構成をそれぞれ設けるようにしてもよい。この場合、パージ用ブロワ１４を単一のものとし、単一のパージ用ブロワ１４に連通したそれぞれのパージ経路１３にパージ空気を送り込むようにすることができる。
【００７７】
本発明は、本実施の形態で説明したように、生成ガスのみを燃料とするガス化発電システムに適用してもよいが、それに限定されるものではなく、特許文献２の段落００１８〜００２０に記載のような、生成ガスを主燃料として運転するガス燃料運転と化石燃料等の液体燃料を主燃料とする液体燃料運転とを行うガス化発電システムに適用してもよい。
【００７８】
本発明は、以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、かかる実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【符号の説明】
【００７９】
１        ガス化炉
２        エンジン
３        ガス遮断弁
３ａ      作動弁
３ｂ      駆動部
４        ガス調圧弁
４ａ      ローディング圧力導入口
４１      一次側
４１１    一次側入口
４２      二次側
４２１    二次側出口
４２２    二次圧ローディング孔
４３      バルブ
４４      メインダイヤフラム
４５      カウンタースプリング
４６      バルブステム
５        ガス調質設備
６        誘引通風機
７        圧力調整部
８        フレアスタック
９        発電機
１０      エンジン発電機
１１      ガス経路
１２      分岐経路
１３      パージ経路
１４ａ    加熱部（加熱手段の一例）
１４      パージ用ブロワ
１５      第１開閉弁
１５ａ    作動弁
１５ｂ    駆動部
１６      圧力付与部
１６ａ    第１圧力付与経路
１６ｂ    第２圧力付与経路
１６ｃ    絞り部材
１７      パージ逃し経路
１８      第２開閉弁
１８ａ    作動弁
１８ｂ    駆動部
１９      操作部
２０      有機物供給装置
３０      制御装置
３１      処理部
３２      記憶部
１００    ガス化発電システム
１１１    上流側ガス経路
１１１ａ  ガス経路
１１２    下流側ガス経路
１１２ａ  ガス経路
１１２ｂ  ガス経路
２００    負荷設備
２１０    商用電力
Ｐ１      第１制御手段
Ｐ２      第２制御手段
Ｐ３      第３制御手段
Ｐ４      第４制御手段
Ｐ５      第５制御手段
Ｐ６      第６制御手段
Ｐ７      第７制御手段
Ｐ８      第８制御手段
Ｐ９      第９制御手段
ＳＰ１    上部空間
ＳＰ２    下部空間
【図１】
2015214946.tif 000003
【図２】
2015214946.tif 000004
【図３】
2015214946.tif 000005
【図４】
2015214946.tif 000006