(57)【要約】【課題】従来の圧縮機の制御装置では、圧縮機とＩＧＶとを、配置上離れた場所に設置した場合、ＩＧＶの開度と実際に流れる流量との非線形性が大きくなりＩＧＶの制御が難しくなるという問題があった。【解決手段】そのために、本発明の圧縮機の制御装置は、圧縮機と、前記圧縮機の吸入側に配設されたＩＧＶと、圧縮機の吐出側と吸入側とを接続するリサイクルラインと、リサイクルラインに設けられたリサイクル弁とを有する圧縮機において、圧縮機への供給流量指令値に基づくＩＧＶ開度指令値を非線形性を是正する非線形弁開度関数発生器を設け、これによりＩＧＶを制御するようにした。これにより、流量とＩＧＶ開度の線形性を持たせることができ、制御性能を改善することができる。【選択図】図３
2008025501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、前記圧縮機の吸入側に配設されたＩＧＶと、前記圧縮機の吐出側と吸入側とを接続するリサイクルラインと、前記リサイクルラインに設けられたリサイクル弁とを有する圧縮機の制御装置において、
前記圧縮機への供給流量指令値、供給圧力設定値、前記圧縮機の下流側に接続されたヘッダタンクの圧力を計測するヘッダタンク圧力計により計測された供給圧力計測値に基づき弁操作補正値を演算する弁開度演算部と、
前記弁開度演算部から前記弁操作補正値を受信して、前記弁操作補正値が所定のスプリット点以上であるときに前記弁操作補正値の増大に伴って増加し、前記スプリット点以下のときに所定の流量調整開度下限値とするＩＧＶ開度指令値を演算する調整流量関数発生器と、
前記調節流量関数発生器から前記ＩＧＶ開度指令値を入力して、前記ＩＧＶ開度指令値と前記圧縮機を実際に流れる流量が比例関係となるように、前記ＩＧＶの開度を制御するための前記ＩＧＶ開度指令補正値を演算する非線形弁開度関数発生器と、
前記弁開度演算部から前記弁操作補正値を受信し、前記弁操作補正値が所定のスプリット点未満のときに前記弁操作補正値の増大に伴って減少するリサイクル弁開度指令値を演算し、前記リサイクル弁の制御信号として出力するリサイクル弁開度関数発生器と、
を備えたことを特徴とする圧縮機の制御装置。
【請求項２】
圧縮機と、前記圧縮機の吸入側に配設されたＩＧＶと、前記圧縮機の吐出側と吸入側とを接続するリサイクルラインと、前記リサイクルラインに設けられたリサイクル弁とを有する圧縮機の制御装置において、
前記圧縮機への供給流量指令値、供給圧力設定値、前記圧縮機の下流側に接続されたヘッダタンクの圧力を計測するヘッダタンク圧力計により計測された供給圧力計測値に基づき弁操作補正値を演算する弁開度演算部と、
前記供給圧力設定値と前記圧縮機の下流側の圧力を計測する入口抽気空気圧力計により計測された入口圧力計測値との比である供給圧力設定値／入口圧力計測値比を演算する比較器と、
前記比較器から供給圧力設定値／入口圧力計測値比を受信して、供給圧力設定値／入口圧力計測値比に応じて増加する開度指令下限値を演算する開度指令下限値演算器と、
前記比較器から供給圧力設定値／入口圧力計測値比を受信して、供給圧力設定値／入口圧力計測値比に応じて増加するスプリット点を演算するスプリット点演算器と、
前記弁開度演算部から前記弁操作補正値を受信し、前記開度指令下限値演算器から前記開度指令下限値を受信し、前記スプリット点演算器から前記スプリット点を受信すると共に、前記弁操作補正値が前記スプリット点以上であるときに弁操作補正値の増大に伴って増加し、前記スプリット点以下のときに前記開度指令下限値とするＩＧＶ開度指令値を演算する調整流量関数発生器と、
前記調節流量関数発生器から前記ＩＧＶ開度指令値を入力して、前記ＩＧＶ開度指令値と前記圧縮機を実際に流れる流量が比例関係となるように、前記ＩＧＶの開度を制御するための前記ＩＧＶ開度指令補正値を演算する非線形弁開度関数発生器と、
前記弁開度演算部から前記弁操作補正値を受信し、前記スプリット点演算器から前記スプリット点を受信すると共に、前記弁操作補正値が前記スプリット点未満のときに前記弁操作補正値の増大に伴って減少するリサイクル弁開度指令値を演算し、前記リサイクル弁の制御信号として出力するリサイクル弁開度関数発生器と、
を備えたことを特徴とする圧縮機の制御装置。
【請求項３】
化石燃料とガス化剤を接触させて可燃性ガスを生成するガス化炉と、
可燃性ガスの燃焼によりタービンを回転させて発電するガスタービンと、
前記ガスタービンにより駆動されるガスタービン空気圧縮機から一部抽気された空気を、上記ガス化炉にガス化剤として供給する抽気空気ラインと、
大気を導入する原料用空気圧縮機と、
前記原料用空気圧縮機に接続された空気分離装置と、
前記空気分離装置において分離された窒素の一部を上記ガス化炉に導入し、残りの窒素を上記ガス化炉と上記ガスタービンの間のシステム系内へ導入する窒素供給ラインと、
分離された酸素を上記抽気空気ラインに混合する酸素富化空気供給ラインとを有する石炭ガス化発電システムにおいて、
前記抽気空気ラインに請求項１又は２に記載の圧縮機の制御装置を備えたことを特徴とする石炭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、例えば石炭ガス化発電システム等のエネルギー・石油化学プラントにおいて、空気、燃料ガス、不活性ガス等を圧送する圧縮機の制御装置及び石炭ガス化発電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガスを圧縮する圧縮機の制御装置として、図１６に図示のように、圧縮機１に対する燃料ガスの流入量を調整する流入量調整手段９５と、圧縮機１から吐出される燃料ガスを圧縮機１の入口側に戻すためのリサイクル弁４と、圧縮機１を所定の運転点で運転させるための制御操作値を設定し、その制御操作値に基づいて流入量調整手段９５およびリサイクル弁４を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、制御操作値が所定値以上であるときに、その操作値の増大に伴って増加する信号を流入量調整手段９５の制御信号として発生する第１の制御信号発生手段９６と、制御操作値が所定値未満であるときに、その操作値の増大に伴って減少する信号をリサイクル弁４の制御信号として発生する第２の制御信号発生手段９７と、を有するものを提案した。
なお、７はヘッダタンク、５は逆止弁、６は開閉弁（遮断弁）、ＰＣは圧力調節器、ＦＣは流量調節器、ＨＳは高位選択器であり、設定圧力は、圧力調節器ＰＣに入力される（例えば、特許文献１。）。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載のものでは、流入量調整手段９５の開度と圧縮機１に対する燃料ガスの流入量の関係が線形性を持たない場合、圧力調節器ＰＣの制御操作量変化に対する燃料ガスの流入量変化が流入量調整手段９５の開度によって異なり、圧力の制御が難しくなる可能性があるという問題がある。
【０００４】
また、化石燃料とガス化剤を接触させて可燃性ガスを生成するガス化炉と、可燃性ガスの燃焼によりタービンを回転させて発電するガスタービンと、ガスタービン空気圧縮機から一部抽気された空気を、抽気空気圧縮機により上記ガス化炉にガス化剤として供給する抽気空気系ラインとを備えたガス化発電システムが提案されている（例えば、特許文献２。）。
しかしながら、特許文献２には、ガスタービンの負荷が大きく変動する場合、抽気空気圧縮機への空気の流入量も変化するため、抽気空気圧縮機内の各弁類を制御する必要があるが、この弁類の開度と圧縮機に対する空気の流入量の関係が線形性を持たない場合の制御については開示されておらず、抽気空気圧縮機の制御が難しくなる可能性がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−７６４６１号公報
【特許文献２】特開平１０−２５１６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、流入量調整手段の開度と圧縮機に対する燃料ガス等の気体の流入量の関係に線形性を持たせて、圧力の制御を容易に行なうことができる圧縮機の制御装置及び石炭ガス化発電システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の問題点に対し本発明は、以下の各手段を以って課題の解決を図る。
【０００８】
（１）第１の手段の圧縮機の制御装置は、
圧縮機と、前記圧縮機の吸入側に配設されたＩＧＶと、前記圧縮機の吐出側と吸入側とを接続するリサイクルラインと、前記リサイクルラインに設けられたリサイクル弁とを有する圧縮機の制御装置において、
前記圧縮機への供給流量指令値、供給圧力設定値、前記圧縮機の下流側に接続されたヘッダタンクの圧力を計測するヘッダタンク圧力計により計測された供給圧力計測値に基づき弁操作補正値を演算する弁開度演算部と、
前記弁開度演算部から前記弁操作補正値を受信して、前記弁操作補正値が所定のスプリット点以上であるときに前記弁操作補正値の増大に伴って増加し、前記スプリット点以下のときに所定の流量調整開度下限値とするＩＧＶ開度指令値を演算する調整流量関数発生器と、
前記調節流量関数発生器から前記ＩＧＶ開度指令値を入力して、前記ＩＧＶ開度指令値と前記圧縮機を実際に流れる流量が比例関係となるように、前記ＩＧＶの開度を制御するための前記ＩＧＶ開度指令補正値を演算する非線形弁開度関数発生器と、
前記弁開度演算部から前記弁操作補正値を受信し、前記弁操作補正値が所定のスプリット点未満のときに前記弁操作補正値の増大に伴って減少するリサイクル弁開度指令値を演算し、前記リサイクル弁の制御信号として出力するリサイクル弁開度関数発生器と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
（２）第２の手段の圧縮機の制御装置は、
圧縮機と、前記圧縮機の吸入側に配設されたＩＧＶと、前記圧縮機の吐出側と吸入側とを接続するリサイクルラインと、前記リサイクルラインに設けられたリサイクル弁とを有する圧縮機の制御装置において、
前記圧縮機への供給流量指令値、供給圧力設定値、前記圧縮機の下流側に接続されたヘッダタンクの圧力を計測するヘッダタンク圧力計により計測された供給圧力計測値に基づき弁操作補正値を演算する弁開度演算部と、
前記供給圧力設定値と前記圧縮機の下流側の圧力を計測する入口抽気空気圧力計により計測された入口圧力計測値との比である供給圧力設定値／入口圧力計測値比を演算する比較器と、
前記比較器から供給圧力設定値／入口圧力計測値比を受信して、供給圧力設定値／入口圧力計測値比に応じて増加する開度指令下限値を演算する開度指令下限値演算器と、
前記比較器から供給圧力設定値／入口圧力計測値比を受信して、供給圧力設定値／入口圧力計測値比に応じて増加するスプリット点を演算するスプリット点演算器と、
前記弁開度演算部から前記弁操作補正値を受信し、前記開度指令下限値演算器から前記開度指令下限値を受信し、前記スプリット点演算器から前記スプリット点を受信すると共に、前記弁操作補正値が前記スプリット点以上であるときに弁操作補正値の増大に伴って増加し、前記スプリット点以下のときに前記開度指令下限値とするＩＧＶ開度指令値を演算する調整流量関数発生器と、
前記調節流量関数発生器から前記ＩＧＶ開度指令値を入力して、前記ＩＧＶ開度指令値と前記圧縮機を実際に流れる流量が比例関係となるように、前記ＩＧＶの開度を制御するための前記ＩＧＶ開度指令補正値を演算する非線形弁開度関数発生器と、
前記弁開度演算部から前記弁操作補正値を受信し、前記スプリット点演算器から前記スプリット点を受信すると共に、前記弁操作補正値が前記スプリット点未満のときに前記弁操作補正値の増大に伴って減少するリサイクル弁開度指令値を演算し、前記リサイクル弁の制御信号として出力するリサイクル弁開度関数発生器と、
を備えたことを特徴とする。
【００１０】
（３）第３の手段の石炭ガス化発電システムは、
化石燃料とガス化剤を接触させて可燃性ガスを生成するガス化炉と、
可燃性ガスの燃焼によりタービンを回転させて発電するガスタービンと、
前記ガスタービンにより駆動されるガスタービン空気圧縮機から一部抽気された空気を、上記ガス化炉にガス化剤として供給する抽気空気ラインと、
大気を導入する原料用空気圧縮機と、
前記原料用空気圧縮機に接続された空気分離装置と、
前記空気分離装置において分離された窒素の一部を上記ガス化炉に導入し、残りの窒素を上記ガス化炉と上記ガスタービンの間のシステム系内へ導入する窒素供給ラインと、
分離された酸素を上記抽気空気ラインに混合する酸素富化空気供給ラインとを有する石炭ガス化発電システムにおいて、
前記抽気空気ラインに上記第１又は第２の手段の圧縮機の制御装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
特許請求の範囲に記載の各請求項に係る発明は、上記の各手段を採用しており、圧縮機とＩＧＶとが、配置上離れた場所に設置しなければならなくなり、ＩＧＶの開度と実際に流れる流量との非線形性が大きくなり圧縮機の制御に支障を来たす場合において、流量とＩＧＶ開度の線形性を持たせることができ、制御性能を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（石炭ガス化複合発電システムの全体の構成）
以下、本発明の実施の形態に係る圧縮機の制御装置、及び石炭ガス化複合発電システムにつき説明する。
図１は、本発明の各実施の形態に係る圧縮機の制御装置を採用した石炭ガス化複合発電システムの全体の構成図である。
図２は、図１の石炭ガス化複合発電システムの制御装置の概略図である。
【００１３】
先ず、図１に基づき、本発明の各実施の形態に係る圧縮機の制御装置を採用した石炭ガス化複合発電システムの全体の構成につき説明する。
なお、図１に図示の石炭ガス化複合発電システムの全体の構成は、抽気空気圧縮機６４以外は特開平１０−２５１６６９号公報（特許文献２）に開示されたものに類似している。
図１に図示のように、石炭ガス化複合システムは、上流側から順にアニュラス部５１ａに配設されるガス化炉５１、生成ガス冷却器５２、サイクロン５３とポーラスフィルタ５４からなる脱塵装置５５、脱硫装置５６及びガスタービン５７の順に配設されている。
【００１４】
ガス化炉５１の上流側には、微粉炭供給装置５８（ミル）が配設されている。
原料炭は、原料炭供給ライン１０１から微粉炭供給装置５８（ミル）に導入されて、微粉炭供給装置５８の下部の粉砕ローラにより粉砕される。
そして、粉砕された粉炭は圧送空気ライン１０８からの窒素ガス（不活性ガス）により搬送されて、微粉炭供給装置５８の上部のロータリセパレータにより所定の粒径以下の微粉炭が選別され、選別された微粉炭は微粉炭搬送ライン１０２を通りガス化炉５１に供給される。
ガス化炉５１は、微粉炭供給装置５８で微粉炭を、その内部で後述する抽気空気中の酸素等のガス化剤と接触させる。
そして、ガス化炉５１は、微粉炭を１５００〜２０００℃の高温で燃焼及びガス化し、可燃性ガスを発生させ、それを生成ガス冷却器５２に排出する。
この際、ガス化炉５１内で生じたスラグは、ガス化炉５１の下部のスラグ排出ライン１０９から排出される。
【００１５】
生成ガス冷却器５２では、導入された一酸化炭素、水素ガス、メタンガスなどを含む高温の可燃性ガスが冷却されて熱が回収され、冷却された可燃性ガスは下流側の脱塵装置５５に排出される。
脱塵装置５５では、可燃性ガスに含まれる固体成分の未反応チャーの粗粒子がサイクロン５３で脱塵され、さらにサイクロン５３で脱塵できなかった微粒子はポーラスフィルタ５４で脱塵される。
ここで可燃性ガスから分離されたチャーは、チャー供給ライン１１３を経て、ガス化炉５１に回収され再利用される。
他方、脱塵装置５５により脱塵された可燃性ガスは、脱硫装置５６に排出される。
脱硫装置５６では、可燃性ガス中に含まれる硫黄が分離される。
【００１６】
そして、脱硫装置５６から排出された可燃性ガスは、可燃性ガス供給ライン１０３を経て燃焼部５７ｂに供給される。
燃焼部５７ｂにおいて、脱硫装置５６から排出された可燃性ガスは、ガスタービン空気圧縮機５７ａからの圧縮空気と混合されて燃焼する。
燃焼し膨張した燃焼ガスはガスタービン５７に排出される。
ガスタービン５７は、燃焼し膨張した燃焼ガスにより回転させられ、これに軸連結された発電機５７ｃを駆動し、発電機５７ｃにより発電を行なう。
ガスタービン５７の下流側に配設されている排熱回収ボイラ６１は、ガスタービン５７から導入された高温の燃焼ガスの熱により蒸気を発生させて、この蒸気を蒸気排出ライン１１１を経て蒸気タービン６２に排出する。
そして、蒸気タービン６２は、排熱回収ボイラ６１から排出された蒸気及び、生成ガス冷却器５２から復水蒸発ライン１１２を経て排出された蒸気により回転させられ、これに軸連結された発電機６２ａを駆動し、発電機６２ａにより発電を行なう。
【００１７】
なお、蒸気タービン６２から排出した蒸気は冷却器６２ｂで冷却され、復水ポンプ６２ｃにより、生成ガス冷却器５２に送られる。
また、ガスタービン空気圧縮機５７ａで圧縮された圧縮空気の一部は、抽気空気ライン１０４ａに導入される。
この抽気空気ライン１０４ａ、１０４ｂには、上流側の再生熱交換器５９、抽気空気圧縮機６４、下流側の再生熱交換器６０、抽気空気制御弁７４及び流量計７９が介装されている。
そして、ガスタービン空気圧縮機５７ａで圧縮された圧縮空気の一部は、上流側の再生熱交換器５９を通り抽気空気圧縮機６４で更に圧縮され、下流側の再生熱交換器６０を通り、ガス化剤供給ライン１０７を経て、ガス化炉５１に導入される。
なお、抽気空気圧縮機６４は、圧縮機１、原動機２、ＩＧＶ３、ヘッダタンク７等により構成されているが、詳細は後述する。
【００１８】
石炭ガス化複合発電システムには、原料用空気圧縮機６５、空気分離装置６３等も配設されている。
空気分離装置６３は、空気に含まれている窒素と酸素を分離する装置である。
空気分離装置６３には、空気を吸入するため発電システム系外の大気から空気を吸入する原料用空気圧縮機６５が接続されている。
空気分離装置６３により分離された空気のうち、窒素ガスは窒素供給ライン１０６に排出され、酸素は酸素富化空気供給ライン１０５に排出される。
【００１９】
なお、抽気空気圧縮機６４へは、ガスタービン空気圧縮機５７ａで圧縮された空気の一部が搬送されており、残りの空気は燃焼部５７ｂに搬送される。
従って、抽気空気圧縮機６４へ流入する抽気空気量、圧力は、燃焼部５７ｂ、ガスタービン５７及び発電機５７ｃの運転状況に応じて大きく変化する。
そこで、抽気空気圧縮機６４にＩＧＶ３、リサイクル弁４等を備えることにより、ガス化炉５１へ搬送する圧力を調整するようにしている。
一方、原料用空気圧縮機６５、窒素圧縮機６６、酸素圧縮機６７、高圧窒素ガス圧縮機６８については、大気からの空気を導入し、圧縮、搬送するものであるため、リサイクル弁４等は必要がなく、石炭ガス化複合発電システムにおける設置位置も自由度がある。
【００２０】
窒素供給ライン１０６では、窒素圧縮機６６により窒素ガスは圧縮されて後流側に排出された後、２方向に分岐する。
すなわち、一部の窒素ガスは、高圧窒素ガス圧縮機６８により更に圧縮された後、窒素制御弁７０が介装された圧送空気ライン１０８を通り微粉炭供給装置５８に供給され、また、窒素制御弁７１が介装された加圧ライン１１０を通りガス化炉５１に供給される。
なお、微粉炭供給装置５８に供給された窒素ガスは、微粉炭をガス化炉５１に搬送する際の搬送媒体等として使用される。
残りの窒素ガスは、窒素制御弁７２が介装された窒素ガス付加ライン１１４を通り、系内の生成ガス冷却器５２の後流側に送られる。
このようにして、ガス化炉５１への投入酸素濃度が最適となるような量の窒素ガスを系内に流す。
なお、圧送空気ライン１０８、加圧ライン１１０、窒素ガス付加ライン１１４には、各々流量計７５、７６、７７が配設されている。
【００２１】
また、空気分離装置６３にて分離された酸素富化空気は、酸素富化空気供給ライン１０５を通り、酸素圧縮機６７により圧縮されて、後流側に排出された後、酸素制御弁７３、流量計７８を介して、抽気空気ライン１０４ｂの抽気空気と混合される。
この場合、混合は抽気空気ライン１０４ｂの途中でもよいし、ガス化炉５１のバーナ先端でもよい。
【００２２】
（石炭ガス化複合発電システムの制御）
次に、図２に基づき、本発明の各実施の形態に係る圧縮機の制御装置を採用した石炭ガス化複合発電システムの制御につき説明する。
なお、図２に図示の石炭ガス化複合発電システムの制御も、特開平１０−２５１６６９号公報（特許文献２）に開示されたものと類似している。
図２に示す空気供給制御盤４１は、抽気空気ライン１０４ａ、１０４ｂ、窒素供給ライン１０６、酸素富化空気供給ライン１０５、圧送空気ライン１０８、加圧ライン１１０及び窒素ガス付加ライン１１４の各ガスの流量を制御するためのもので、上述及び後述する制御弁７０〜７３及び抽気空気ライン１０４ｂに設けた抽気空気制御弁７４を流れる、各ガスの流量を制御する。
これらの制御弁が配設されている各ラインの管路には、管路を流れる各ガス或いは抽気空気の流量を検知する流量計７５〜７９が設けられている。
【００２３】
また、空気供給制御盤４１は、発電機５７ｃ、６２ａを制御するタービン制御盤４２、微粉炭供給装置５８を制御する原料炭粉砕機制御盤４６、抽気空気圧縮機６４を制御する抽気空気圧縮機制御盤４５ａ（４５ｂ）、各圧縮機６５〜６８を制御する圧縮機制御盤４３ａ〜４３ｄ、窒素制御弁７０、７１、７２、酸素制御弁７３、７４を制御する弁制御盤４４ａ〜４４ｄに接続されている。
なお、チャー供給ライン１１３にも、チャーの流量を検知する流量計８０と制御弁８１が配設され、これを制御する弁制御盤４４ｅが空気供給制御盤４１に接続され、チャーの流量を制御している。
なお、空気供給制御盤４１等は、中央監視制御盤４０に接続されている。
【００２４】
このような構成により、石炭ガス化複合発電システムは、ガスタービン空気圧縮機５７ａで圧縮された空気を再生熱交換器５９で冷却させて抽気空気圧縮機６４で圧縮した後、再度、再生熱交換器６０を経て、ガス化炉５１側に排出する。
この際、空気分離装置６３で分離された酸素が酸素富化空気供給ライン１０５を経て、抽気空気ライン１０４ｂの空気と混合する。
このとき、酸素富化空気供給ライン１０５に配設された流量計７８は、酸素ガスの流量を、抽気空気ライン１０４ｂに配設された流量計７９は、抽気空気流量を検知する。
そして、空気供給制御盤４１は、酸素制御弁７３、抽気空気制御弁７４の絞り量を調整し、ガス化剤として好ましい混合比で、酸素と窒素を含んだガスを、ガス化炉５１内に導入する。
これによって、効率良く可燃性ガスが生成する。
【００２５】
他方、窒素供給ライン１０６では、同じく空気供給制御盤４１が、流量計７５、７６、７７により窒素ガスの流量を検知し、窒素制御弁７０、７１、７２の絞り量を調整し、窒素制御弁７０、７１については、微粉炭及びチャーの圧送空気ライン１０８又は加圧ライン１１０に対して、適した絞り量に調整し、また窒素制御弁７２についてはこれらの全ての窒素と酸素の混合比が好適となるように絞り量を調整し、窒素ガス付加ライン１１４に戻す。
【００２６】
なお、上述の各計測機器、或いは各操作盤から送信される各計測値、或いは出力信号は、言うまでもなく一般に用いられている所定の電気信号に変換されたものである。
更に、上述の各制御盤等は、一体或いは別個のコンピュータの形態をなしており、各制御盤内の各関数発生器、演算器等は、それを実行するプログラム、シーケンスブロック、或いはメモリの形態をなしているが、これに限定されるものではなく、個々の電気回路により構成するようにしても良い。
【００２７】
（第１の実施の形態の抽気空気圧縮機の構成及び制御）
次に、図３〜図９に基づき、本発明の第１の実施の形態における抽気空気圧縮機の制御装置につき説明する。
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る抽気空気圧縮機６４の構成図である。
図４は、図３の指令値関数発生器２２における供給流量指令値ＳＶ１と供給圧力設定値ＳＶ２との関係を弁操作値ＭＶ１をパラメータとして例示した特性図である。
図５は、図３の指令値関数発生器２２における供給流量指令値ＳＶ１と弁操作値ＭＶ１との関係を例示したグラフである。
図６は、図３の調整流量関数発生器２４における弁操作補正値ＭＶ３とＩＧＶ開度指令値ＭＶ４との関数を例示したグラフである。
図７は、非線形開度関数発生器２５におけるＩＧＶ開度指令値ＭＶ４とＩＧＶ開度指令補正値ＭＶ６との関係を例示したグラフである。
図８は、図３のリサイクル弁開度関数発生器２６における弁操作補正値ＭＶ３とリサイクル弁開度指令値ＭＶ５との関数を例示したグラフである。
図９は、本発明の第１の実施の形態における作動状態を示す図である。
【００２８】
上述の図１に図示の石炭ガス化複合発電システムにおいて、原料用空気圧縮機６５への空気供給源は大気であるため、原料用空気圧縮機６５の入口側の圧力、流量等の運転条件は殆ど変化しない。
窒素圧縮機６６、酸素圧縮機６７、高圧窒素ガス圧縮機６８も、原料用空気圧縮機６５の下流側に接続されており同様である。
しかしながら、抽気空気圧縮機６４の供給源は、ガスタービン空気圧縮機５７ａであり、ガスタービン空気圧縮機５７ａに接続されたガスタービン５７及び発電機５７ｃの出力等により大きく変動する。
したがって、抽気空気圧縮機６４については、ガスタービン５７及び発電機５７ｃの大きく変動する出力等に応じて制御する必要がある。
【００２９】
また、一般的に、ＩＧＶ（入口ガイドベーン／ｉｎｌｅｔ  ｇｕｉｄｅ  ｖａｎｅ、又は入口案内翼／以下「ＩＧＶ」と称する）により流量を制御する場合、ＩＧＶを閉める（開度を小さくする）と、圧力損失が大きくなり、開度と実際に流れる流量とは、比例せず、非線形性がなくなる。
但し、ＩＧＶと圧縮機が近接して配設されている場合、ＩＧＶ出口に旋回流（うずまきのような流れ）が発生し、この効果によってＩＧＶの開度と実際に流れる流量とは線形性が保たれる、或いは、非線形性が実用上殆ど問題とならない程度となる。
【００３０】
しかしながら、石炭ガス化複合発電システムにおける抽気空気圧縮機６４の場合、ガスタービン空気圧縮機５７ａ、再生熱交換器５９、６０、微粉炭供給装置５８との間の抽気空気ライン１０４ａ、１０４ｂに配設されているため、圧縮機１とＩＧＶ３とが、配置上離れた場所に設置しなければならなくなる場合がある。
この場合、ＩＧＶ３の開度と実際に流れる流量との非線形性は大きくなり、ＩＧＶ３の制御に支障を来たす。
そこで、この非線形性を是正して制御する必要がある。
【００３１】
先ず、図３に基づき、抽気空気圧縮機６４の構成につき説明する。
図３に図示のように、ガスタービン空気圧縮機５７ａには、図１に図示の再生熱交換器５９（図３では図示を省略）を介して、抽気空気ライン１０４ａ（配管）が接続されている。
この抽気空気ライン１０４ａは圧縮機吸入ライン９（配管）に接続され、圧縮機吸入ライン９は、抽気空気の流入を調整する流入量調整手段としてのＩＧＶ３を介して、圧縮機１の吸入口に接続されている。
この圧縮機１の回転軸は、図示略のクラッチ等を介して蒸気タービン、電動モータ等の原動機（モータ）２に連結されている。
なお、本実施の形態においては、ＩＧＶ３は圧縮機１の吸入口近傍には配設されておらず、ＩＧＶ３と圧縮機１の吸入口とは離れた位置に配設され、或いは、ＩＧＶ３と圧縮機１の吸入口との間の圧縮機吸入ライン９が屈曲したものとなっている。
なお、上述のごとく、ガスタービン空気圧縮機５７ａから供給される抽気空気の諸条件（入口流体圧力等）は、ガスタービン５７及び発電機５７ｃの出力等により大きく変動する。
【００３２】
圧縮機１の吐出口は、圧縮機吐出ライン１０（配管）、逆止弁５、遮断弁６、ヘッダタンク供給ライン１２（配管）を介して、ヘッダタンク７の入口に接続されている。
ヘッダタンク７の出口は、抽気空気ライン１０４ｂにより、図１に図示の再生熱交換器６０（図３では図示を省略）を介して、ガス化炉５１に接続されている。
そして、圧縮機吐出ライン１０とヘッダタンク供給ライン１２との合流部と、圧縮機吸入ライン９と抽気空気ライン１０４ａとの合流部とは、リサイクル弁４〔或いは、戻り弁、又はＲＣＶ（Ｒｅｃｙｃｌｅ  Ｖａｌｖｅ）という〕が介在されたリサイクルライン１１（或いは、戻り配管、バイパス配管ともいう）により接続されている。
【００３３】
なお、リサイクル弁４は、アンチサージ制御機能も持っており、圧縮機１がサージング状態に入ったときに、速やかにその状態から抜け出すために開いて吐出圧力を低下させる機能を有している。
このために、リサイクル弁４は、ＩＧＶ３に比べて応答性、制御精度に優れたものが使用される。
【００３４】
上述の構成において、ガスタービン空気圧縮機５７ａから供給された抽気空気は、抽気空気ライン１０４ａ、ＩＧＶ３及び圧縮機吸入ライン９を通り、圧縮機１により吸引され圧縮される。
圧縮機１によって圧縮された抽気空気は、圧縮機吐出ライン１０、逆止弁５、遮断弁６及びヘッダタンク供給ライン１２を通りヘッダタンク７に貯蔵される。
このヘッダタンク７は、抽気空気の急激な圧力、流量等の変動を緩和する機能を有する。
そして、ヘッダタンク７内の抽気空気は、抽気空気ライン１０４ｂ等を介してガス化炉５１に供給される。
なお、ヘッダタンク７、或いはヘッダタンク供給ライン１２のヘッダタンク７近傍には、ヘッダタンク７内の抽気空気の圧力を計測しガス化炉５１の需要先への供給圧力計測値ＰＶ１を出力するヘッダタンク圧力計８が取り付けられている。
【００３５】
抽気空気圧縮機６４の運転時には、上述のヘッダタンク圧力計８での計測値は、信号電線を介して抽気空気圧縮機制御盤４５ａに送信される。
一方、抽気空気圧縮機制御盤４５ａの指令値関数発生器２２には、空気供給制御盤４１（或いは、中央監視制御盤４０）から、ガス化炉５１に必要な抽気空気の吐出流量である供給流量指令値ＳＶ１が送信される。
【００３６】
次に、図４、図５に基づき抽気空気圧縮機制御盤４５ａの指令値関数発生器２２における演算内容につき説明する。
指令値関数発生器２２では、空気供給制御盤４１（或いは、中央監視制御盤４０）から送信された供給流量指令値ＳＶ１と、抽気空気圧縮機制御盤４５ａ内の圧力設定器２１から送信された供給圧力設定値ＳＶ２とに基づき、図４に図示の関数にて弁操作値ＭＶ１が演算される。
即ち、図４において、圧力流量特性曲線ａ、ｂ及びｃは、それぞれＩＧＶ３の開度が２０％、５０％及び１００％の場合における圧縮機１の吐出流量と吐出圧力の関係を例示したものである。
この関係によれば、空気供給制御盤４１から圧力設定器２１に送信、記憶された供給圧力設定値ＳＶ２がＰ１、供給流量指令値ＳＶ１がＦ１である場合、ＩＧＶ３の弁操作値ＭＶ１を５０％に設定することにより、圧縮機１が運転点Ａ１で運転される。
【００３７】
そして、供給流量指令値ＳＶ１が低下した場合には、ＩＧＶ３の開度を減少させて、抽気空気の吐出流量を上記供給流量指令値ＳＶ１に見合った量まで低下させる。
しかし、ＩＧＶ３は、その構造に起因して、ある開度以下での制御精度が低くなる。
このため、この第１の実施の形態においては、後述するように、ＩＧＶ３による精度の良い流量制御が可能なＩＧＶ３の最小開度指令値（この例では、開度２０％となるような最小開度指令値）を設定して、ＩＧＶ３の開度がこの最小開度よりも小さくならないようにしている。
【００３８】
上記最小開度指令値を設定すると、ＩＧＶ３がこの最小開度まで到達した後は、吐出流量を減少させることができない。
そこで、後述するように、ＩＧＶ３が最小開度まで到達した場合には、その開度を保持させるとともに、圧縮機１から吐出される抽気空気の一部を、リサイクル弁４を介して抽気空気ライン１０４ａ側に戻すようにしている。
【００３９】
即ち、要求された抽気空気の吐出流量が例えば図４に示すＦ２であるとすると、ＩＧＶ３によっては開度２０％に基づく吐出流量Ｆ３（＞Ｆ２）までしか吐出流量を減少させることができないので、リサイクル弁４を開いてＦ３−Ｆ２に対応する量の抽気空気を抽気空気ライン１０４ａ側に戻すように、つまり、リサイクルするようにしている。
これによって、上記要求流量Ｆ２の抽気空気がガス化炉５１側に供給されることになる。
この場合、圧縮機１の運転点は、Ａ２ではなくＡ３となる。
上述の図４に基づく、供給流量指令値ＳＶ１と弁操作値ＭＶ１との関係は、図５に図示のような関数となる。
このようにして、指令値関数発生器２２にて演算された弁操作値ＭＶ１は、開度指令加算器２３に送信される。
【００４０】
開度指令加算器２３では、指令値関数発生器２２から送信された弁操作値ＭＶ１と、後述する圧力調節器２７から送信された補正操作値ＭＶ２とを加算して弁操作補正値ＭＶ３を求め、弁操作補正値ＭＶ３を調整流量関数発生器２４及びリサイクル弁開度関数発生器２６に送信する。
なお、開度指令加算器２３によって得られる弁操作補正値ＭＶ３は、圧縮機１の定常運転中においては、ほぼフィードバック制御用の弁操作値ＭＶ１と同一となる。
即ち、定常運転中においては、ヘッダタンク７内の圧力である供給圧力計測値ＰＶ１は、空気供給制御盤４１から圧力設定器２１に送信され、記憶された供給圧力設定値ＳＶ２に保たれており、且つ、ヘッダタンク７へ流入する抽気空気の量と流出する抽気空気の量は一定であるため、補正操作値ＭＶ２はほぼゼロとなるためである。
【００４１】
次に、開度指令加算器２３に入力されるフィードフォワード制御用の補正操作値ＭＶ２につき説明する。
抽気空気圧縮機制御盤４５ａの弁開度演算部２０ａには、圧力設定器２１が配設されている。
この圧力設定器２１には、ガス化炉５１へ供給される抽気空気の供給圧力設定値ＳＶ２が、空気供給制御盤４１から送信されて記憶される。
この供給圧力設定値ＳＶ２は、圧力調節器２７に入力される。
【００４２】
一方、圧力調節器２７には、ヘッダタンク圧力計８によって計測された供給圧力計測値ＰＶ１も入力される。
圧力調節器２７では、供給圧力設定値ＳＶ２と供給圧力計測値ＰＶ１との偏差に基づきＰＩ（比例、積分）演算処理が行われて次式により補正操作値ＭＶ２が演算され、この補正操作値ＭＶ２はフィードバック制御用の操作信号として開度指令加算器２３に出力される。
補正操作値ＭＶ２＝Ｋ１・（ＳＶ２−ＰＶ１）＋Ｋ２・∫（ＳＶ２−ＰＶ１）ｄｔ
なお、Ｋ１、Ｋ２は係数である。
【００４３】
以上、指令値関数発生器２２、開度指令加算器２３、圧力設定器２１、圧力調節器２７により、空気供給制御盤４１からの供給流量指令値ＳＶ１、供給圧力設定値ＳＶ２及び、ヘッダタンク圧力計８からの供給圧力計測値ＰＶ１に基づき弁操作補正値ＭＶ３を演算する弁開度演算部２０ａが構成されている。
【００４４】
そして、調整流量関数発生器２４では、図６に例示する関数に基づいて、弁操作補正値ＭＶ３が所定のスプリット点（例えば、５０％）以下ではＩＧＶ開度指令値ＭＶ４を所定の下限値に保持し、弁操作補正値ＭＶ３が５０％以上では弁操作補正値ＭＶ３が増大するに伴って直線的に増加するＩＧＶ開度指令値ＭＶ４が算出される。
算出されたＩＧＶ開度指令値ＭＶ４は、非線形弁開度関数発生器２５に送信される。
【００４５】
非線形弁開度関数発生器２５では、図７に図示のような補正関数が予め設定（或いは記憶）されている。
この非線形弁開度関数発生器２５に設定（或いは記憶）された補正関数は、各々の石炭ガス化複合発電システムに特有の関数であり、石炭ガス化複合発電システムにおける、ガス化炉５１、ガスタービン空気圧縮機５７ａ、再生熱交換器５９、６０、圧縮機１とＩＧＶ３との位置関係、抽気空気ライン１０４ａ、１０４ｂの形状等により予め設定されている。
【００４６】
なお、この補正関数を、例えば、圧縮機吸入ライン９或いは圧縮機吐出ライン１０に流量計を設置し、この流量計からの流量計測値と、ＩＧＶ３の開度実測値とを比較して算出する、或いはフィードバック制御することも考えられる。
しかしながら、このように流量計測値とＩＧＶ３の開度実測値とに基づき補正するものでは、構造が複雑になるのみならず、必要以上に線形性を保つような制御となり、逆に制御が不安定になる可能性がある。
また、元々ＩＧＶ３の開度と流量とはある程度の非線形性を有しており、制御において、厳密に線形性のある制御を行う必要はない。
【００４７】
次に、この図７に図示の補正関数につき詳細に説明する。
ＩＧＶ３の開度が５％、３０％、１００％における、流量Ｑ（Ａｍ３／ｈ）と出入口圧力比（Ｐｄ／Ｐｓ）との関係は、図７（ａ）に図示のようになる。
これの、ＩＧＶ３の開度と、ＩＧＶ３の開度１００％における流量Ｑを１００％として、規格化した流量の関係は、図７（ｂ）に図示のように、ほぼ比例の特性曲線Ｌｓに比べて大幅に離れた非線形性の強い特性曲線Ｌｎとなる。
ＩＧＶ開度指令値ＭＶ４と、規格化された流量は等価なものであり、ＩＧＶ開度指令値ＭＶ４と、ＩＧＶ開度指令補正値ＭＶ６の関係は図７（ｃ）に図示のように、図７（ｂ）のグラフの横軸、縦軸を入れ替えたグラフになる。
【００４８】
図７（ｃ）のグラフの場合は、ＩＧＶ開度指令値ＭＶ４が４０％、９０％、１００％のとき、ＩＧＶ開度指令補正値ＭＶ６が、各々５％、３０％、１００％となるように補正して、ＩＧＶ３の開度を制御するものである。
なお、この予め設定（或いは記憶）された補正関数は、図７（ｃ）に図示のような折れ線状のものでも、（０、０）、（４０％、５％±１％）、（９０％、３０％±６％）、（１００％、１００％）の４点を結ぶ近似曲線でも良い。
また、上述のごとく、この４個の点の値において、各々２０％程度の増減は許容の範囲内である。
【００４９】
即ち、非線形弁開度関数発生器２５では、前記調節流量関数発生器２４から前記ＩＧＶ開度指令値ＭＶ４を入力して、前記ＩＧＶ開度指令値ＭＶ４と前記圧縮機１を実際に流れる流量が比例関係となるように、前記ＩＧＶ３の開度を制御するための前記ＩＧＶ開度指令補正値ＭＶ６が演算される。
この場合、非線形弁開度関数発生器２５には、図７（ｃ）に図示のＩＧＶ３開度指令値（ＭＶ４）とＩＧＶ開度指令補正値（ＭＶ６）との関係を示す関係式（或いはグラフ）が、予め設定、記憶されている（言い換えれば、予め処理プログラム或いはシーケンスに組み込まれている）。
このようにして、非線形弁開度関数発生器２５にて演算されたＩＧＶ開度指令補正値ＭＶ６によりＩＧＶ３が制御される。
【００５０】
一方、リサイクル弁開度関数発生器２６には、弁開度演算部２０ａの開度指令加算器２３から弁操作補正値ＭＶ３が入力される。
そして、リサイクル弁開度関数発生器２６では、図８に例示する関数に基づいて、弁操作補正値ＭＶ３が、０％から５０％になるまではリサイクル弁４開度を１００％から０％まで直線的に減少し、弁操作補正値ＭＶ３が５０％以上の時にリサイクル弁４開度を０％に保持するリサイクル弁開度指令値ＭＶ５が算出される。
算出されたリサイクル弁開度指令値ＭＶ５により、リサイクル弁４が制御される。
【００５１】
（抽気空気圧縮機制御盤４５ａの動作）
以下、この本発明の第１の実施の形態に係る抽気空気圧縮機制御盤４５ａの動作を説明する。
空気供給制御盤４１（或いは、中央監視制御盤４０）から送信された供給流量指令値ＳＶ１は、指令値関数発生器２２に入力される。
指令値関数発生器２２では、供給流量指令値ＳＶ１がＦ１、供給圧力設定値ＳＶ２がＰ１の場合、図４に図示のように弁操作値ＭＶ１＝５０％が算出される。
【００５２】
そして、補正操作値ＭＶ２＝０％の場合は、弁操作補正値ＭＶ３は５０％となる。
この弁操作補正値ＭＶ３に基づき、調整流量関数発生器２４から出力されるＩＧＶ開度指令値ＭＶ４によって、ＩＧＶ３の開度は２０％に設定される。
更に、弁操作補正値ＭＶ３に基づきリサイクル弁開度関数発生器２６から出力されるリサイクル弁開度指令値ＭＶ５によってリサイクル弁４の開度は０％に設定される。
【００５３】
上記ＩＧＶ３及びリサイクル弁４の開度設定は、フィードバック制御によって実行されるので、圧縮機１の吐出圧力が速やかに設定値Ｐ１に近付けられる。
そして、最終的には、弁操作補正値ＭＶ３に基づくフィードバック制御によって上記吐出圧力が設定値Ｐ１に精度良く制定され、その結果、圧縮機１の運転点が図４に示すＡ１点になる。
【００５４】
次に、例えば、図４に図示の吐出流量Ｆ２を要求する出力指令が空気供給制御盤４１（或いは、中央監視制御盤４０）から抽気空気圧縮機制御盤４５ａに入力された場合、ＩＧＶ３の開度は、前記最小開度である２０％に設定される。
従って、圧縮機１の流量はＦ３になる。
一方、吐出流量Ｆ３−Ｆ２の抽気空気が抽気空気ライン１０４ａ側にリサイクルされるように、リサイクル弁４の開度が設定される。
つまり、リサイクル弁４が開かれて、ＩＧＶ３を通る過剰な抽気空気が前記リサイクル弁４を介して抽気空気ライン１０４ａ側に戻される。
この結果、ヘッダタンク供給ライン１２に流れる抽気空気の流量は、要求された吐出流量Ｆ２となる。
【００５５】
次に、石炭ガス化複合発電システムがトリップし、抽気空気遮断信号が空気供給制御盤４１（或いは、中央監視制御盤４０）から入力された場合について説明する。
なお、この場合、圧力設定器２１において、供給圧力設定値ＳＶ２は図４に図示のようにサージコントロールライン上のＰ２に設定される。
抽気空気遮断時には、たとえば、図４に図示の吐出流量Ｆ４（ガス化炉５１における最小流量から、酸素富化空気供給ライン１０５からの流量を引いたもの）を要求する出力指令が、空気供給制御盤４１（或いは、中央監視制御盤４０）から抽気空気圧縮機制御盤４５ａに入力される。
【００５６】
この場合、ＩＧＶ３の開度が前記最小開度である２０％に設定されると、圧縮機１が前記サージラインｄを越えたサージ域で運転されることになる。
この場合、図６に図示のように、リサイクル弁４によって抽気空気がリサイクルされるので、サージコントロールラインｅでの運転が実行される。
【００５７】
なお、空気供給制御盤４１（或いは、中央監視制御盤４０）からの供給流量指令値ＳＶ１が変化する場合も、上述と同様に演算、処理することにより、設定値Ｐ１〜Ｐ２間でサージコントロールラインｅを越えないように、弁操作値ＭＶ１が演算される。
【００５８】
また、ＩＧＶ３だけでなく、リサイクル弁４も吐出圧力の制御に活用されるので、全ての運転状態（石炭ガス化複合発電システムのトリップ時、通常運転時等）において圧縮機１の吐出圧力の変動を抑制すること、つまり、吐出圧力の制御性を向上することができる。
【００５９】
しかも、弁操作補正値ＭＶ３が５０％以上のときに、リサイクル弁４の吐出圧力に対する指令信号をゼロにしてＩＧＶ３のみによって吐出圧力を制御し、弁操作補正値ＭＶ３が５０％未満のときに、ＩＧＶ３を最小開度（２０％）に維持して、リサイクル弁４のみによって吐出圧力を制御するので、つまり、ＩＧＶ３とリサイクル弁４がスプリットレンジで作動されるので、このＩＧＶ３とリサイクル弁４による吐出圧力制御の干渉が回避される。
【００６０】
これに加えて、非線形弁開度関数発生器２５により線形性のあるＩＧＶ３の制御が可能となるので、ガスタービン空気圧縮機５７ａからの抽気空気の状態が変化しても、適正に抽気空気量を制御できる。
図９に、本発明の第１の実施の形態に係る作動状態を示す。
図９に図示のものは、ＩＧＶ開度指令値ＭＶ４と規格化された流量との関係のグラフである。
図９にから明らかなように、従来のものに比べて非線形性が改善されている。
【００６１】
（第２の実施の形態の抽気空気圧縮機の構成及び制御）
次に、図１０〜図１５に基づき、本発明の第２の実施の形態に係る抽気空気圧縮機の制御装置につき説明する。
図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る作動状態を示す図である。
図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る抽気空気圧縮機６４の構成図である。
図１２は、図１１の開度指令下限値演算器３２における供給圧力設定値ＳＶ２／入口圧力計測値ＰＶ２比と開度指令下限値Ｒ２との関係を例示したグラフである。
図１３は、図１１のスプリット演算器３３における供給圧力設定値ＳＶ２／入口圧力計測値ＰＶ２比とスプリット点の弁操作開度補正値Ｒ３との関係を例示したグラフである。
図１４は、図１１の調整流量関数発生器２４における弁操作補正値ＭＶ３とＩＧＶ開度指令値ＭＶ４との関数を例示したグラフである。
図１５は、図１１のリサイクル弁開度関数発生器２６における弁操作補正値ＭＶ３とリサイクル弁開度指令値ＭＶ５との関数を例示したグラフである。
【００６２】
図３〜図９に図示の本発明の第１の実施の形態に係る抽気空気圧縮機の制御装置と異なる点は、抽気空気圧縮機制御盤４５ｂにおいて、図３に図示の弁開度演算部２０ａをフィードフォワード制御とフィードバック制御を行なう弁開度演算部２０ｂにすると共に、弁下限値演算部３０を設けた点にある。
その他の構成は、第１の実施の形態に係る抽気空気圧縮機の制御装置と同じである。
【００６３】
即ち、図１１に図示のように、本発明の第２の実施の形態における抽気空気圧縮機６４は、本発明の第１の実施の形態と同様に、圧縮機１、原動機２、ＩＧＶ３、リサイクル弁４、逆止弁５、遮断弁６、ヘッダタンク７、ヘッダタンク圧力計８等を備えている。
これに加えて、圧縮機吸入ライン９には、入口抽気空気圧力計１４が取り付けられている。
また、ヘッダタンク供給ライン１２には、ヘッダタンク７に供給される抽気空気の供給量を計測しタンク供給流量計測値ＰＶ４を出力するヘッダタンク供給ライン流量計１３が取り付けられている。
抽気空気ライン１０４ｂには、ガス化炉５１へ供給される抽気空気の流量を計測しタンク出口側流量計測値ＰＶ３を出力するタンク出口側ライン流量計１５が取り付けられている。
【００６４】
一方、抽気空気圧縮機制御盤４５ｂは、弁開度演算部２０ｂ、弁下限値演算部３０、調整流量関数発生器２４、非線形弁開度関数発生器２５、リサイクル弁開度関数発生器２６、弁下限値演算部３０を備えている。
【００６５】
先ず、弁開度演算部２０ｂにつき説明する。
弁開度演算部２０ｂには、本発明の第１の実施の形態における圧力設定器２１、指令値関数発生器２２、開度指令加算器２３に加えて、加算器２８、流量調節器２９が設けられている。
なお、圧力設定器２１には、供給圧力設定値ＳＶ２が空気供給制御盤４１から入力され記憶されている。
【００６６】
圧力調節器２７には、圧力設定器２１から供給圧力設定値ＳＶ２が入力され、ヘッダタンク圧力計８から計測された供給圧力計測値ＰＶ１が入力される。
圧力調節器２７では、供給圧力設定値ＳＶ２と供給圧力計測値ＰＶ１との偏差に基づきＰＩ（比例、積分）演算処理が行われて次式により圧力操作値ＭＶ７が演算され、この圧力操作値ＭＶ７はフィードバック制御用の操作信号として加算器２８に出力される。
圧力操作値ＭＶ７＝Ｋ１・（ＳＶ２−ＰＶ１）＋Ｋ２・∫（ＳＶ２−ＰＶ１）ｄｔ
【００６７】
加算器２８では、この圧力操作値ＭＶ７とタンク出口側ライン流量計１５から入力されたタンク出口側流量計測値ＰＶ３（フィードフォワード制御用）とが次式のごとく加算されて、圧力操作補正値ＭＶ８として流量調節器２９に出力される。
圧力操作補正値ＭＶ８＝ＭＶ７＋Ｋ３・ＰＶ３
流量調節器２９には、ヘッダタンク供給ライン流量計１３からタンク供給流量計測値ＰＶ４（フィードフォワード制御用）も入力される。
【００６８】
流量調節器２９では、圧力操作補正値ＭＶ８とタンク供給流量計測値ＰＶ４との偏差に基づきＰＩ（比例、積分）演算処理が行われて操作増減値（フィードフォワード信号用）が演算される。
即ち、最終的に、圧力調節器２７加算器２８及び流量調節器２９においては、次式により補正操作値ＭＶ２が演算値される。
補正操作値ＭＶ２＝Ｋ３・（ＭＶ８−ＰＶ４）＋Ｋ４・∫（ＭＶ８−ＰＶ４）ｄｔ
なお、Ｋ１〜Ｋ４は定数である。
このように、フィードフォワード制御とフィードバック制御の組合せによって即応性の高い圧力制御が可能となる。
流量調節器２９で演算された補正操作値ＭＶ２は、開度指令加算器２３に出力される。
そして、指令値関数発生器２２、開度指令加算器２３では、本発明の第１の実施の形態のものと同様の演算、処理が行なわれる。
【００６９】
以上、指令値関数発生器２２、開度指令加算器２３、圧力設定器２１、圧力調節器２７、加算器２８、流量調節器２９により、空気供給制御盤４１からの供給流量指令値ＳＶ１、供給圧力設定値ＳＶ２、及びヘッダタンク圧力計８からの供給圧力計測値ＰＶ１に基づき弁操作補正値ＭＶ３を演算する弁開度演算部２０ｂが構成されている。
【００７０】
次に、図１２、図１３に基づき、供給圧力設定値ＳＶ２を変更した場合の、後述する調整流量関数発生器２４及びリサイクル弁開度関数発生器２６における開度指令下限値及びスプリット点の変更（補正）につき説明する。
即ち、空気供給制御盤４１からの供給圧力設定値ＳＶ２の変更指令に応じて、比較器３１、開度指令下限値演算器３２及びスプリット点演算器３３により、流量調整開度下限値及びスプリット点を変化させるようになっている。
【００７１】
まず、比較器３１には、入口抽気空気圧力計１４から入口圧力計測値ＰＶ２が送信され、圧力設定器２１から供給圧力設定値ＳＶ２が送信される。
そして、比較器３１では、供給圧力設定値ＳＶ２と入口圧力計測値ＰＶ２とが比較（除算）される。
この演算結果である供給圧力設定値／入口圧力計測値比Ｒ１（Ｒ１＝ＳＶ２／ＰＶ２）は、開度指令下限値演算器３２及びスプリット点演算器３３に出力される。
【００７２】
開度指令下限値演算器３２では、図１２に例示する関数に基づいて、供給圧力設定値／入口圧力計測値比Ｒ１に応じて増加する開度指令下限値Ｒ２が演算される。
この関数は、例えば、供給圧力設定値／入口圧力計測値比Ｒ１が２．４、３．６、３．８のときに、開度指令下限値Ｒ２が各々４０％（＝ｙ１）、９０％（＝ｙ２）、１００％（＝ｙ３）となるような関数である。
なお、この関数は、変曲点ｙ２にて折れ曲がる折れ線或いは、点ｙ１、ｙ２、ｙ３を通る多項式近似曲線の関数である。
演算された開度指令下限値Ｒ２（ｙ１〜ｙ２〜ｙ３）は、調整流量関数発生器２４に送信される。
【００７３】
スプリット点演算器３３では、図１３に例示する関数に基づいて、供給圧力設定値／入口圧力計測値比Ｒ１に応じて増加するスプリット点Ｒ３が演算される。
この関数は、例えば、供給圧力設定値／入口圧力計測値比Ｒ１が２．４、３．６、３．８のときに、スプリット点Ｒ３が各々５０％（＝ｘ１）、７５％（＝ｘ２）、９５％（＝ｘ３）となるような関数である。
なお、この関数は、変曲点ｘ２にて折れ曲がる折れ線或いは、点ｘ１、ｘ２、ｘ３を通る多項式近似曲線の関数である。
演算されたスプリット点Ｒ３（ｘ１〜ｘ２〜ｘ３）は、調整流量関数発生器２４及びリサイクル弁開度関数発生器２６に送信される。
【００７４】
上述のごとく、調整流量関数発生器２４には、弁開度演算部２０ｂの開度指令加算器２３から弁操作補正値ＭＶ３が送信され、開度指令下限値演算器３２から開度指令下限値Ｒ２が送信され、スプリット点演算器３３からスプリット点Ｒ３が送信される。
そして、調整流量関数発生器２４では、図１４に例示する関数に基づいて、弁操作補正値ＭＶ３、開度指令下限値Ｒ２、スプリット点Ｒ３によりＩＧＶ開度指令値ＭＶ４が演算されて、ＩＧＶ開度指令値ＭＶ４は非線形弁開度関数発生器２５に出力される。
【００７５】
図１４に例示する関数では、スプリット点がＳ１（ｘ１＝５０％、ｙ１＝４０％）の場合には、弁操作補正値ＭＶ３が０％から５０％（＝ｘ１）になるまでは、ＩＧＶ開度指令値ＭＶ４は５０％（＝ｙ１）を保持し、弁操作補正値ＭＶ３が５０％（＝ｘ１）から増大するに伴って、ＩＧＶ開度指令値ＭＶ４は５０％（＝ｙ１）から１００％（スプリット点Ｓ３）まで直線的に増加する。
また、スプリット点がＳ２（ｘ２＝７５％、ｙ２＝９０％）の場合には、弁操作補正値ＭＶ３が０％から７５％（＝ｘ２）になるまでは、ＩＧＶ開度指令値ＭＶ４は９０％（＝ｙ２）を保持し、弁操作補正値ＭＶ３が７５％（＝ｘ２）から増大するに伴って、ＩＧＶ開度指令値ＭＶ４は９０％（＝ｙ２）から１００％（スプリット点Ｓ３）まで直線的に増加する。
なお、スプリット点（Ｓ１〜Ｓ２〜Ｓ３）は、点Ｓ２（ｘ２＝７０％、ｙ２＝５０％）にて折れ曲がる折れ線上或いは、点Ｓ１（ｘ１＝５０％、ｙ１＝４０％）、Ｓ２（ｘ２＝７５％、ｙ２＝９０％）、Ｓ３（ｘ３＝９５％、ｙ３＝１００％）を通る多項式近似曲線上を移動する。
【００７６】
非線形弁開度関数発生器２５では、本発明の第２の実施の形態のものと同様に、図７に図示のような予め設定、或いは記憶された補正関数により、ＩＧＶ開度指令補正値ＭＶ６が演算される。
そして、非線形弁開度関数発生器２５にて演算されたＩＧＶ開度指令補正値ＭＶ６によりＩＧＶ３が制御される。
【００７７】
開度指令下限値Ｒ２がＩＧＶ開度指令値ＭＶ４として出力されると、非線形弁開度関数発生器２５にて演算されることで、流量調整開度下限値となり、供給圧力設定値（ＳＶ２）／入口圧力計測値（ＰＶ２）比Ｒ１との関係は、図１０に例示したようになる。
【００７８】
一方、リサイクル弁開度関数発生器２６には、弁開度演算部２０ｂの開度指令加算器２３から弁操作補正値ＭＶ３が入力され、スプリット点演算器３３からスプリット点Ｒ３が入力される。
そして、リサイクル弁開度関数発生器２６では図１５に例示する関数に基づいて、弁操作補正値ＭＶ３が、０％からスプリット点Ｒ３（ｘ１＝５０％〜ｘ２＝７５％〜ｘ３＝９５％）になるまではリサイクル弁４開度を１００％から０％まで直線的に減少し、弁操作補正値ＭＶ３がスプリット点Ｒ３以上の時にリサイクル弁４開度を０％に保持するリサイクル弁開度指令値ＭＶ５が算出される。
算出されたリサイクル弁開度指令値ＭＶ５により、リサイクル弁４が制御される。
【００７９】
このようにして、供給圧力設定値ＳＶ２が大きくなるに従い（入口圧力計測値ＰＶ２が一定の場合）或いは、入口圧力計測値ＰＶ２が小さくなるに従い（供給圧力設定値ＳＶ２が一定の場合）、更には供給圧力設定値ＳＶ２と入口圧力計測値ＰＶ２との比である供給圧力設定値／入口圧力計測値比Ｒ１が大きくなるに従い（供給圧力設定値ＳＶ２及び入口圧力計測値ＰＶ２共に変化）、スプリット点を５０％よりも大きくする（変化させる）ことにより、スプリット点は、リサイクル弁４の動特性等を勘案して、それらの制御性が向上するように適宜設定されるため、圧縮機１のＩＧＶ３（流入量調整手段）及びリサイクル弁４の開度を、サージングを起こすことなく精度の高い、エネルギー・石油化学プラントプラント等の状況に応じた圧力制御が可能になる。
【００８０】
これに加えて、第１の実施の形態の抽気空気圧縮機のものと同様に、非線形弁開度関数発生器２５により線形性のあるＩＧＶ３の制御が可能となるので、ガスタービン空気圧縮機５７ａからの抽気空気が変化しても、適正に抽気空気量を制御できる。
【００８１】
なお、上述の抽気空気圧縮機６４の制御装置は、石炭ガス化発電システムの抽気空気の圧縮、圧送に限定されるものではなく、その他の圧縮性の各種の気体に適用可能である。
また、本発明の第１の実施の形態における抽気空気圧縮機制御盤４５ａに、第２の実施の形態における弁下限値演算部３０を組み込んでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の各実施の形態に係る圧縮機の制御装置を採用した石炭ガス化複合発電システムの全体の構成図である。
【図２】図１の石炭ガス化複合発電システムの制御装置の概略図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る抽気空気圧縮機６４の構成図である。
【図４】図３の指令値関数発生器２２における供給流量指令値ＳＶ１と供給圧力設定値ＳＶ２との関係を弁操作値ＭＶ１をパラメータとして例示した特性図である。
【図５】図３の指令値関数発生器２２における供給流量指令値ＳＶ１と弁操作値ＭＶ１との関係を例示したグラフである。
【図６】図３の調整流量関数発生器２４における弁操作補正値ＭＶ３とＩＧＶ開度指令値ＭＶ４との関数を例示したグラフである。
【図７】非線形開度関数発生器２５におけるＩＧＶ開度指令値ＭＶ４とＩＧＶ開度指令補正値ＭＶ６との関係を例示したグラフである。
【図８】図３のリサイクル弁開度関数発生器２６における弁操作補正値ＭＶ３とリサイクル弁開度指令値ＭＶ５との関数を例示したグラフである。
【図９】本発明の第１の実施の形態における作動状態を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る作動状態を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る抽気空気圧縮機６４の構成図である。
【図１２】図１１の開度指令下限値演算器３２における供給圧力設定値ＳＶ２／入口圧力計測値ＰＶ２比と開度指令下限値Ｒ２との関係を例示したグラフである。
【図１３】図１１のスプリット演算器３３における供給圧力設定値ＳＶ２／入口圧力計測値ＰＶ２比とスプリット点の弁操作開度補正値Ｒ３との関係を例示したグラフである。
【図１４】図１１の調整流量関数発生器２４における弁操作補正値ＭＶ３とＩＧＶ開度指令値ＭＶ４との関数を例示したグラフである。
【図１５】図１１のリサイクル弁開度関数発生器２６における弁操作補正値ＭＶ３とリサイクル弁開度指令値ＭＶ５との関数を例示したグラフである。
【図１６】従来の圧縮機の制御装置の概略図である。
【符号の説明】
【００８３】
１      圧縮機
２      原動機
３      ＩＧＶ
４      リサイクル弁
５      逆止弁
６      遮断弁
７      ヘッダタンク
８      ヘッダタンク圧力計
９      圧縮機吸入ライン
１０    圧縮機吐出ライン
１１    リサイクルライン
１２    ヘッダタンク供給ライン
１３    ヘッダタンク供給ライン流量計
１４    入口抽気空気圧力計
１５    タンク出口側ライン流量計
２０ａ、２０ｂ    弁開度演算部
２１    圧力設定器
２２    指令値関数発生器
２３    開度指令加算器
２４    調整流量関数発生器
２５    非線形弁開度関数発生器
２６    リサイクル弁開度関数発生器
２７    圧力調節器
２８    加算器
２９    流量調節器
３０    弁下限値演算部
３１    比較器
３２    開度指令下限値演算器
３３    スプリット点演算器
４０    中央監視制御盤
４１    空気供給制御盤
４２    タービン制御盤
４３ａ〜４３ｄ    圧縮機制御盤
４４ａ〜４４ｄ    弁制御盤
４５ａ、４５ｂ    抽気空気圧縮機制御盤
４６    原料炭粉砕機制御盤
５１    ガス化炉
５１ａ  アニュラス部
５２    生成ガス冷却器
５３    サイクロン
５４    ポーラスフィルタ
５５    脱塵装置
５６    脱硫装置
５７    ガスタービン
５７ａ  ガスタービン空気圧縮機
５７ｂ  燃焼部
５７ｃ  発電機
５８    微粉炭供給装置
５９、６０    再生熱交換器
６１    排熱回収ボイラ
６２    蒸気タービン
６２ａ  発電機
６２ｂ  冷却器
６２ｃ  復水ポンプ
６３    空気分離装置
６４    抽気空気圧縮機
６５    原料用空気圧縮機
６６    窒素圧縮機
６７    酸素圧縮機
６８    高圧窒素ガス圧縮機
７０〜７２    窒素制御弁
７３    酸素制御弁
７４    抽気空気制御弁
７５〜８０    流量計
８１    制御弁
１０１  原料炭供給ライン
１０２  微粉炭搬送ライン
１０３  可燃性ガス供給ライン
１０４ａ、１０４ｂ    抽気空気ライン
１０５  酸素富化空気供給ライン
１０６  窒素供給ライン
１０７  ガス化剤供給ライン
１０８  圧送空気ライン
１０９  スラグ排出ライン
１１０  加圧ライン
１１１  蒸気排出ライン
１１２  復水蒸発ライン
１１３  チャー供給ライン
１１４  窒素ガス付加ライン
Ｒ１    供給圧力設定値／入口圧力計測値比
Ｒ２    開度指令下限値
Ｒ３    スプリット点
ＳＶ１  供給流量指令値
ＳＶ２  供給圧力設定値
ＭＶ１  弁操作値
ＭＶ２  補正操作値
ＭＶ３  弁操作補正値
ＭＶ４  ＩＧＶ開度指令値
ＭＶ５  リサイクル弁開度指令値
ＭＶ６  ＩＧＶ開度指令補正値
ＭＶ７  圧力操作値
ＭＶ８  圧力操作補正値
ＰＶ１  供給圧力計測値
ＰＶ２  入口圧力計測値
ＰＶ３  タンク出口側流量計測値
ＰＶ４  タンク供給流量計測値
【図１】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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