(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流通ガスが流れる流路に配置され、前記流通ガスの通過時に前記流通ガスに含まれるダストを捕集するフィルタ装置のエレメントを逆洗することで前記捕集されたダストの少なくとも一部を除去するフィルタ逆洗装置であって、
前記流通ガスの流れ方向において前記エレメントの下流側に配置され、前記エレメントに向けて、下流側から逆洗ガスを噴射するガス噴射装置と、
前記エレメントの汚れ係数を算出するフィルタ状態検出装置と、
前記汚れ係数の算出結果に基づいて、直近の一定期間である基準期間の逆洗圧力と前記エレメントの前記汚れ係数の上昇速度との基準関係を設定し、基準関係とする逆洗圧力と前記汚れ係数の上昇速度と、前記基準期間のさらに前の一定期間である基準前期間の逆洗圧力と前記汚れ係数の上昇速度と、の関係に基づいて、前記ガス噴射装置から噴射するガスの逆洗圧力を前記基準関係の逆洗圧力に対して増減を制御する制御装置と、を有し、
前記汚れ係数は、前記エレメントの前後の差圧であるエレメント差圧［Ｐａ］と、流通ガスの粘性係数［Ｐａ・ｓ］と、前記流通ガスのろ過速度［ｍ／ｓ］とに基づいて、前記汚れ係数＝エレメント差圧［Ｐａ］／（粘性係数［Ｐａ・ｓ］×ろ過速度［ｍ／ｓ］）で算出され、
前記制御装置は、前記基準期間の逆洗圧力が前記基準前期間の逆洗圧力よりも高く、かつ、前記基準期間の前記汚れ係数の上昇速度が前記基準前期間の前記汚れ係数の上昇速度よりも早い場合、前記逆洗圧力を減少させ、
前記基準期間の逆洗圧力が前記基準前期間の逆洗圧力よりも高く、かつ、前記基準期間の前記汚れ係数の上昇速度が前記基準前期間の前記汚れ係数の上昇速度よりも遅い場合、前記逆洗圧力を増加させることを特徴とするフィルタ逆洗装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記基準期間の逆洗圧力が前記基準前期間の逆洗圧力よりも低く、かつ、前記基準期間の前記汚れ係数の上昇速度が前記基準前期間の前記汚れ係数の上昇速度よりも早い場合、前記逆洗圧力を増加させ、
前記基準期間の逆洗圧力が前記基準前期間の逆洗圧力よりも低く、かつ、前記基準期間の前記汚れ係数の上昇速度が前記基準前期間の前記汚れ係数の上昇速度よりも遅い場合、前記逆洗圧力を減少させることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ逆洗装置。
【請求項３】
流通ガスが流れる流路に配置され、前記流通ガスの通過時に前記流通ガスに含まれるダストを捕集するフィルタ装置のエレメントを逆洗することで前記捕集されたダストの少なくとも一部を除去するフィルタ逆洗装置であって、
前記流通ガスの流れ方向において前記エレメントの下流側に配置され、前記エレメントに向けて、下流側から逆洗ガスを噴射するガス噴射装置と、
前記エレメントの汚れ係数を算出するフィルタ状態検出装置と、
前記汚れ係数の算出結果に基づいて、直近の一定期間である基準期間の逆洗圧力と前記エレメントの前記汚れ係数の上昇速度との基準関係を設定し、基準関係とする逆洗圧力と前記汚れ係数の上昇速度と、前記基準期間のさらに前の一定期間である基準前期間の逆洗圧力と前記汚れ係数の上昇速度と、の関係に基づいて、前記ガス噴射装置から噴射するガスの逆洗圧力を前記基準関係の逆洗圧力に対して増減を制御する制御装置と、を有し、
前記汚れ係数は、前記エレメントの前後の差圧であるエレメント差圧［Ｐａ］と、流通ガスの粘性係数［Ｐａ・ｓ］と、前記流通ガスのろ過速度［ｍ／ｓ］とに基づいて、前記汚れ係数＝エレメント差圧［Ｐａ］／（粘性係数［Ｐａ・ｓ］×ろ過速度［ｍ／ｓ］）で算出され、
前記制御装置は、前記基準期間の逆洗圧力が前記基準前期間の逆洗圧力よりも低く、かつ、前記基準期間の前記汚れ係数の上昇速度が前記基準前期間の前記汚れ係数の上昇速度よりも早い場合、前記逆洗圧力を増加させ、
前記基準期間の逆洗圧力が前記基準前期間の逆洗圧力よりも低く、かつ、前記基準期間の前記汚れ係数の上昇速度が前記基準前期間の前記汚れ係数の上昇速度よりも遅い場合、前記逆洗圧力を減少させることを特徴とするフィルタ逆洗装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記基準期間の前記汚れ係数の上昇速度と前記基準前期間の前記汚れ係数の上昇速度との差が閾値以上である場合、異常情報を出力することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のフィルタ逆洗装置。
【請求項５】
ガス化装置で生成された可燃性ガスを可燃性ガスとチャーに分離するサイクロンと、
前記サイクロンを通過した可燃性ガスに含まれるチャーを捕集するフィルタ装置と、
前記フィルタ装置のエレメントを逆洗する請求項１から４のいずれか一項に記載のフィルタ逆洗装置と、
前記サイクロン及び前記フィルタ装置で捕集されたチャーを貯留するチャービンと、
前記チャービンで貯留したチャーを前記ガス化装置に供給するチャー戻しラインと、を有することを特徴とするチャー回収装置。
【請求項６】
炭素含有固体燃料から可燃性ガスを生成するガス化装置と、
前記ガス化装置から排出された可燃性ガスからチャーを回収する請求項５に記載のチャー回収装置と、
前記ガス化装置で生成し、前記チャー回収装置を通過した前記可燃性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る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前記蒸気タービンと連結された発電機と、を有することを特徴とするガス化複合発電設備。
【請求項７】
流通ガスが流れる流路に配置され、前記流通ガスの通過時に前記流通ガスに含まれるダストを捕集するフィルタ装置のエレメントを逆洗することで前記捕集されたダストの少なくとも一部を除去するフィルタ逆洗方法であって、
前記エレメントの汚れ係数の算出結果に基づいて、直近の一定期間である基準期間の逆洗圧力と汚れ係数の上昇速度との関係である基準関係を設定するステップと、
前記基準期間のさらに前の一定期間である基準前期間の逆洗圧力と前記汚れ係数の上昇速度と、の関係を検出するステップと、
算出した前記基準関係と、前記基準前期間の逆洗圧力と前記汚れ係数の上昇速度との関係と、に基づいて、前記エレメントに噴射するガスの逆洗圧力を制御するステップと、を有し、
前記汚れ係数は、前記エレメントの前後の差圧であるエレメント差圧［Ｐａ］と、流通ガスの粘性係数［Ｐａ・ｓ］と、前記流通ガスのろ過速度［ｍ／ｓ］とに基づいて、前記汚れ係数＝エレメント差圧［Ｐａ］／（粘性係数［Ｐａ・ｓ］×ろ過速度［ｍ／ｓ］）で算出され、
前記逆洗圧力を制御するステップは、前記基準期間の逆洗圧力が前記基準前期間の逆洗圧力よりも高く、かつ、前記基準期間の前記汚れ係数の上昇速度が前記基準前期間の前記汚れ係数の上昇速度よりも早い場合、前記逆洗圧力を減少させ、
前記基準期間の逆洗圧力が前記基準前期間の逆洗圧力よりも高く、かつ、前記基準期間の前記汚れ係数の上昇速度が前記基準前期間の前記汚れ係数の上昇速度よりも遅い場合、前記逆洗圧力を増加させることを特徴とするフィルタ逆洗方法。
【請求項８】
前記逆洗圧力を制御するステップは、前記基準期間の逆洗圧力が前記基準前期間の逆洗圧力よりも低く、かつ、前記基準期間の前記汚れ係数の上昇速度が前記基準前期間の前記汚れ係数の上昇速度よりも早い場合、前記逆洗圧力を増加させ、
前記基準期間の逆洗圧力が前記基準前期間の逆洗圧力よりも低く、かつ、前記基準期間の前記汚れ係数の上昇速度が前記基準前期間の前記汚れ係数の上昇速度よりも遅い場合、前記逆洗圧力を減少させることを特徴とする請求項７に記載のフィルタ逆洗方法。
【請求項９】
流通ガスが流れる流路に配置され、前記流通ガスの通過時に前記流通ガスに含まれるダストを捕集するフィルタ装置のエレメントを逆洗することで前記捕集されたダストの少なくとも一部を除去するフィルタ逆洗方法であって、
前記エレメントの汚れ係数の算出結果に基づいて、直近の一定期間である基準期間の逆洗圧力と前記汚れ係数の上昇速度との関係である基準関係を設定するステップと、
前記基準期間のさらに前の一定期間である基準前期間の逆洗圧力と前記汚れ係数の上昇速度と、の関係を検出するステップと、
算出した前記基準関係と、前記基準前期間の逆洗圧力と前記汚れ係数の上昇速度との関係と、に基づいて、前記エレメントに噴射するガスの逆洗圧力を制御するステップと、を有し、
前記汚れ係数は、前記エレメントの前後の差圧であるエレメント差圧［Ｐａ］と、流通ガスの粘性係数［Ｐａ・ｓ］と、前記流通ガスのろ過速度［ｍ／ｓ］とに基づいて、前記汚れ係数＝エレメント差圧［Ｐａ］／（粘性係数［Ｐａ・ｓ］×ろ過速度［ｍ／ｓ］）で算出され、
前記逆洗圧力を制御するステップは、前記基準期間の逆洗圧力が前記基準前期間の逆洗圧力よりも低く、かつ、前記基準期間の前記汚れ係数の上昇速度が前記基準前期間の前記汚れ係数の上昇速度よりも早い場合、前記逆洗圧力を増加させ、
前記基準期間の逆洗圧力が前記基準前期間の逆洗圧力よりも低く、かつ、前記基準期間の前記汚れ係数の上昇速度が前記基準前期間の前記汚れ係数の上昇速度よりも遅い場合、前記逆洗圧力を減少させることを特徴とするフィルタ逆洗方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタ装置のフィルタエレメントを逆洗するフィルタ逆洗装置、これを有するチャー回収装置、ガス化複合発電設備及びフィルタ逆洗方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
配管を流れる流通ガスに含まれるダストを除去する装置としては、流通ガスが流れる経路にフィルタエレメント（以下エレメントと記載）を配置し、エレメントを通過する流通ガスに含まれるダストをろ過して除去するフィルタ装置がある。フィルタ装置としてポーラスフィルタによる装置を備えるプラントとしては、ガス化装置を備えるプラントがある。  
【０００３】
石炭等の炭素含有固形燃料をガス化するガス化装置としては、炭素含有固形燃料をガス化炉内に供給し、燃料を部分燃焼させることで、可燃性ガスを生成する炭化質燃料ガス化装置（石炭ガス化装置）が知られている。ガス化装置では、ガス化炉で生成した可燃性ガスに石炭等の炭素含有固体燃料の未反応分および灰分（以下「チャー」と呼ぶ）が含まれる。このためガス化装置は、ガス化装置で生成された可燃性ガスに含有するチャーを分離するために、下流側にポーラスフィルタのエレメントを用いたフィルタ装置と、フィルタ装置で捕集したチャーをガス化炉に戻す経路を有するチャー回収装置を備える。
【０００４】
このようなフィルタ装置は、継続して使用するとポーラスフィルタのエレメントに捕集したダスト（物質）が付着・堆積し、フィルタ装置の圧力損失を上昇させ、性能が低下していく。フィルタ装置の性能を回復させるために、流通ガスがエレメントを通過する方向とは逆方向にガスを噴射させ、エレメントに付着・堆積したダストを除去するフィルタ逆洗装置がある。特許文献１には、エレメントの汚れ度に基づいて逆洗圧力を調整するフィルタ逆洗装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−５７８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の逆洗装置は、汚れ係数（エレメントの上流と下流との差圧に影響する因子）に基づいて逆洗圧力を変化させている。一例として汚れ係数が高いときには、逆洗圧力を高くしてエレメントに付着・堆積したダストをより多く除去する対応をしている。しかしながら、汚れ係数の値で逆洗圧力を調整しても、逆洗圧力が適切ではない値となる場合があることが発明者らの研究により判明した。逆洗装置は、逆洗圧力が低すぎると、エレメントに付着・堆積している物質が十分に除去されず、エレメントの上流と下流との差圧が不安定になり、エレメントの汚れ係数の上昇が速くなり、エレメントの使用可能時間が短くなる。このために、エレメントの使用可能時間を長くするためには、逆洗圧力を高くする必要が生じることは、従来からの知見である。しかしながら、フィルタ装置は、逆洗圧力が高すぎても、フィルタのエレメントの使用可能時間が短くなる場合があることが判明した。すなわち、フィルタの逆洗圧力が低くても、高すぎてもフィルタの使用可能時間が短くなる場合がある。従い、フィルタの汚れ係数の上昇を抑制してフィルタを長期使用できるようにするのは、逆洗圧力を適正に選定することが重要な位置付けにあることが判明した。
【０００７】
そこで、本発明は、フィルタがダストを捕集する性能を回復することができ、かつ、フィルタの使用可能時間の低下を抑制することができるフィルタ逆洗装置、これを有するチャー回収装置、ガス化複合発電設備及びフィルタ逆洗方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためにフィルタ逆洗装置は、流通ガスが流れる流路に配置され、前記流通ガスの通過時に前記流通ガスに含まれるダストを捕集するフィルタ装置のエレメントを逆洗することで前記捕集されたダストの少なくとも一部を除去するフィルタ逆洗装置であって、前記流通ガスの流れ方向において前記エレメントの下流側に配置され、前記エレメントに向けて、下流側から逆洗ガスを噴射するガス噴射装置と、前記エレメントの汚れ係数を算出するフィルタ状態検出装置と、汚れ係数の算出結果に基づいて、直近の一定期間である基準期間の逆洗圧力と前記エレメントの汚れ係数の上昇速度との基準関係を設定し、基準関係とする逆洗圧力と汚れ係数の上昇速度と、前記基準期間のさらに前の一定期間である基準前期間の逆洗圧力と汚れ係数の上昇速度と、の関係に基づいて、前記ガス噴射装置から噴射するガスの逆洗圧力を前記基準関係の逆洗圧力に対して増減を制御する制御装置と、を有することを特徴とする。
【０００９】
フィルタ逆洗装置は、フィルタ装置のエレメントの汚れ係数の上昇速度と逆洗圧力との関係の変化に基づいて逆洗圧力を制御することで、フィルタの逆洗圧力が弱く、性能が回復できないことを抑制しつつ、フィルタの逆洗圧力が強すぎて、使用可能時間が短くなることを抑制することができる。
【００１０】
前記制御装置は、前記基準期間の逆洗圧力が前記基準前期間の逆洗圧力よりも高く、かつ、前記基準期間の汚れ係数の上昇速度が前記基準前期間の汚れ係数の上昇速度よりも早い場合、前記逆洗圧力を減少させ、前記基準期間の逆洗圧力が前記基準前期間の逆洗圧力よりも高く、かつ、前記基準期間の汚れ係数の上昇速度が前記基準前期間の汚れ係数の上昇速度よりも遅い場合、前記逆洗圧力を増加させることが好ましい。
【００１１】
このように、基準関係と前回関係に基づいて、逆洗圧力を増減させることで、汚れ係数の上昇速度が最も低くなる逆洗圧力向けて逆洗圧力を調整することができる。これにより、汚れ係数の上昇速度が最も小さくすることができる。
【００１２】
前記制御装置は、前記基準期間の逆洗圧力が前記基準前期間の逆洗圧力よりも低く、かつ、前記基準期間の汚れ係数の上昇速度が前記基準前期間の汚れ係数の上昇速度よりも早い場合、前記逆洗圧力を増加させ、前記基準期間の逆洗圧力が前記基準前期間の逆洗圧力よりも低く、かつ、前記基準期間の汚れ係数の上昇速度が前記基準前期間の汚れ係数の上昇速度よりも遅い場合、前記逆洗圧力を減少させることが好ましい。
【００１３】
前記制御装置は、前記基準期間の汚れ係数の上昇速度と前記基準前期間の汚れ係数の上昇速度との差が閾値以上である場合、異常情報を出力することが好ましい。これにより、汚れ係数の上昇速度の変動によっても異常を判定することができ、装置をより安定して運転することができる。
【００１４】
上記課題を解決するためにチャー回収装置は、ガス化装置で生成された可燃性ガスを可燃性ガスとチャーに分離するサイクロンと、前記サイクロンを通過した可燃性ガスに含まれるチャーを捕集するフィルタ装置と、前記フィルタ装置のエレメントを逆洗する上記のいずれかに記載のフィルタ逆洗装置と、前記サイクロン及び前記フィルタ装置で捕集されたチャーを貯留するチャービンと、前記チャービンで貯留したチャーを前記ガス化装置に供給するチャー戻しラインと、を有することを特徴とする。
【００１５】
これにより、チャー回収装置の消耗品であるフィルタ装置のエレメントの性能低下を抑制した状態でより長く使用することができる。
【００１６】
上記課題を解決するためにガス化複合発電設備は、炭素含有固体燃料から可燃性ガスを生成するガス化装置と、前記ガス化装置から排出された可燃性ガスからチャーを回収する上記に記載のチャー回収装置と、前記ガス化装置で生成し、前記チャー回収装置を通過した前記可燃性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る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前記蒸気タービンと連結された発電機と、を有することを特徴とする。
【００１７】
これにより、チャー回収装置の消耗品であるフィルタ装置のエレメントの性能低下を抑制した状態でより長く使用することができ、ガス化複合発電設備としての寿命を長くすることができる。
【００１８】
上記課題を解決するためにフィルタ逆洗方法は、流通ガスが流れる流路に配置され、前記流通ガスの通過時に前記流通ガスに含まれるダストを捕集するフィルタ装置のエレメントを逆洗することで前記捕集されたダストの少なくとも一部を除去するフィルタ逆洗方法であって、前記エレメントの汚れ係数の算出結果に基づいて、直近の一定期間である基準期間の逆洗圧力と汚れ係数の上昇速度との関係である基準関係を設定するステップと、前記基準期間のさらに前の一定期間である基準前期間の逆洗圧力と汚れ係数の上昇速度と、の関係を検出するステップと、算出した前記基準関係と、前記基準前期間の逆洗圧力と汚れ係数の上昇速度との関係と、に基づいて、前記エレメントに噴射するガスの逆洗圧力を制御するステップと、を有することを特徴とする。
【００１９】
フィルタ逆洗方法は、フィルタ装置のエレメントの汚れ係数の上昇速度と逆洗圧力との関係の変化に基づいて逆洗圧力を制御することで、フィルタの逆洗圧力が弱く、性能が回復できないことを抑制しつつ、フィルタの逆洗圧力が強すぎて、使用可能時間が短くなることを抑制することができる。
【００２０】
前記逆洗圧力を制御するステップは、前記基準期間の逆洗圧力が前記基準前期間の逆洗圧力よりも高く、かつ、前記基準期間の汚れ係数の上昇速度が前記基準前期間の汚れ係数の上昇速度よりも早い場合、前記逆洗圧力を減少させ、前記基準期間の逆洗圧力が前記基準前期間の逆洗圧力よりも高く、かつ、前記基準期間の汚れ係数の上昇速度が前記基準前期間の汚れ係数の上昇速度よりも遅い場合、前記逆洗圧力を増加させることが好ましい。
【００２１】
このように、基準関係と前回関係に基づいて、逆洗圧力を増減させることで、汚れ係数の上昇速度が最も低くなる逆洗圧力に向けて逆洗圧力を調整することができる。これにより、汚れ係数の上昇速度が最も小さくすることができる。
【００２２】
前記逆洗圧力を制御するステップは、前記基準期間の逆洗圧力が前記基準前期間の逆洗圧力よりも低く、かつ、前記基準期間の汚れ係数の上昇速度が前記基準前期間の汚れ係数の上昇速度よりも早い場合、前記逆洗圧力を増加させ、前記基準期間の逆洗圧力が前記基準前期間の逆洗圧力よりも低く、かつ、前記基準期間の汚れ係数の上昇速度が前記基準前期間の汚れ係数の上昇速度よりも遅い場合、前記逆洗圧力を減少させることが好ましい。
【００２３】
このように、基準関係と前回関係に基づいて、逆洗圧力を増減させることで、汚れ係数の上昇速度が最も低くなる変曲点がある逆洗圧力と逆洗をした後の前記エレメントの汚れ係数の上昇速度の変曲点に向けて逆洗圧力を調整することができる。これにより、汚れ係数の上昇速度を最も小さくすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、フィルタ装置のエレメントの汚れ係数の上昇速度と逆洗圧力との関係の変化に基づいて逆洗圧力を制御することで、エレメントの逆洗圧力が弱く、性能が回復できないことを抑制しつつ、エレメントの逆洗圧力が強すぎて、使用可能時間が短くなることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本実施形態に係るチャー回収装置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。
【図２】図２は、本実施形態に係るチャー回収装置を表す概略構成図である。
【図３】図３は、フィルタ装置の概略構成を示す断面図である。
【図４】図４は、フィルタ洗浄方法の逆洗圧力の制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、逆洗圧力と汚れ係数の上昇速度との関係を示すグラフである。
【図６】図６は、低い逆洗圧力で逆洗を行った場合のエレメントの表面のダストの挙動の一例を示す説明図である。
【図７】図７は、高い逆洗圧力で逆洗を行った場合のエレメントの表面のダストの挙動の一例を示す説明図である。
【図８】図８は、フィルタ洗浄方法の他の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】
【００２６】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。
【００２７】
図１は、本実施形態に係るチャー回収装置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。本実施形態に係るガス化装置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、空気を酸化剤として用いており、ガス化装置１４において、燃料から可燃性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、ガス化装置１４で生成した可燃性ガスを、ガス精製装置で精製して燃料ガスとした後、ガスタービン設備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。ガス化装置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。
【００２８】
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、給炭装置１１と、ガス化装置１４と、チャー回収装置１５と、ガス精製装置１６と、ガスタービン設備１７と、蒸気タービン設備１８と、発電機１９と、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ：Heat Recovery Steam Generator）２０とを有している。
【００２９】
給炭装置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。給炭装置１１で製造された微粉炭は、後述する空気分離装置４２から供給される搬送用イナートガスとしての窒素によってガス化装置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％以下に制限されるものではない。
【００３０】
ガス化装置１４は、例えば、２段噴流床形式のガス化炉を有している。ガス化装置１４は、内部に供給された石炭（微粉炭）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、生成ガスを生成する。なお、ガス化装置１４は、微粉炭に混入したダストを除去する異物除去装置４８が設けられている。なお、ガス化装置１４は噴流床ガス化炉に限らず、流動床ガス化炉や固定床ガス化炉としてもよい。そして、このガス化装置１４には、チャー回収装置１５に向けて可燃性ガスを供給するガス生成ライン４９が接続されており、チャーを含む可燃性ガスが排出可能となっている。この場合、ガス生成ライン４９にガス冷却器を設けることで、可燃性ガスを所定温度まで冷却してからチャー回収装置１５に供給してもよい。
【００３１】
また、ガス化装置１４には、ガスタービン設備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、ガスタービン設備１７で圧縮された圧縮空気がガス化装置１４に供給可能となっている。空気分離装置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によって空気分離装置４２とガス化装置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、給炭装置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もガス化装置１４に接続されており、この第２窒素供給ライン４５には、チャー回収装置１５からのチャー戻しライン４６が接続されている。更に、空気分離装置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、空気分離装置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、空気分離装置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、ガス化装置１４において酸化剤として利用される。
【００３２】
チャー回収装置１５は、チャー回収ライン４６と、集塵装置５１と供給ホッパ５２とを有している。集塵装置５１は、ガス化装置１４で生成された可燃性ガスに含有するチャーを分離する。チャーが分離された可燃性ガスは、ガス排出ライン５３を通してガス精製装置１６に送られる。供給ホッパ５２は、集塵装置５１で可燃性ガスから分離されたチャーを貯留する。供給ホッパ５２は、チャー戻しライン４６が接続されている。チャー戻しライン４６は、第２窒素供給ライン４５に接続されている。チャー回収装置１５については、後述する。
【００３３】
ガス精製装置１６は、チャー回収装置１５によりチャーが分離された可燃性ガスに対して、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、ガス精製装置１６は、可燃性ガスを精製して燃料ガスを製造し、これをガスタービン設備１７に供給する。なお、チャーが分離された可燃性ガス中にはまだ硫黄分（Ｈ２Ｓなど）が含まれているため、このガス精製装置１６では、アミン吸収液によって硫黄分を除去することで、硫黄分を最終的には石膏として回収し、有効利用する。
【００３４】
ガスタービン設備１７は、圧縮機６１、燃焼器６２、タービン６３を有しており、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、ガス精製装置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、ガスタービン設備１７は、圧縮機６１からガス化装置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とガス精製装置１６から供給された燃料ガス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。
【００３５】
蒸気タービン設備１８は、ガスタービン設備１７の回転軸６４に連結されるタービン６９を有しており、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、ガスタービン設備１７（タービン６３）からの排ガスライン７０が接続されており、給水と高温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、蒸気タービン設備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、ガス化装置１４の熱交換器で生成ガスと熱交換して生成された蒸気を排熱回収ボイラ２０で更に熱交換したもの含んでもよい。従って、蒸気タービン設備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。
【００３６】
そして、排熱回収ボイラ２０で熱が回収された排ガスは、ガス浄化装置７４により有害物質を除去され、浄化された排ガスは、煙突７５から大気へ放出される。
【００３７】
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。
【００３８】
本実施形態の石炭ガス化複合発電設備１０において、給炭装置１１に原炭（石炭）が供給されると、石炭は、給炭装置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。給炭装置１１で製造された微粉炭は、空気分離装置４２から供給される窒素により第１窒素供給ライン４３を流通してガス化装置１４に供給される。また、後述するチャー回収装置１５で回収されたチャーが、空気分離装置４２から供給される窒素により第２窒素供給ライン４５を流通してガス化装置１４に供給される。更に、後述するガスタービン設備１７から抽気された圧縮空気が昇圧機６８で昇圧された後、空気分離装置４２から供給される酸素と共に圧縮空気供給ライン４１を通してガス化装置１４に供給される。
【００３９】
ガス化装置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、可燃性ガス（生成ガス）を生成する。そして、この可燃性ガスは、ガス化装置１４からガス生成ライン４９を通って排出され、チャー回収装置１５に送られる。
【００４０】
このチャー回収装置１５にて、可燃性ガスは、まず、集塵装置５１に供給されることで、可燃性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可燃性ガスは、ガス排出ライン５３を通してガス精製装置１６に送られる。一方、可燃性ガスから分離した微粒チャーは、供給ホッパ５２に堆積され、チャー戻しライン４６を通ってガス化装置１４に戻されてリサイクルされる。
【００４１】
チャー回収装置１５によりチャーが分離された可燃性ガスは、ガス精製装置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。そして、ガスタービン設備１７では、圧縮機６１が圧縮空気を生成して燃焼器６２に供給すると、この燃焼器６２は、圧縮機６１から供給される圧縮空気と、ガス精製装置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し、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を介して発電機１９を回転駆動し、発電を行うことができる。
【００４２】
そして、ガスタービン設備１７におけるタービン６３から排出された排気ガスは、排熱回収ボイラ２０にて、給水と熱交換を行うことで蒸気を生成し、この生成した蒸気を蒸気タービン設備１８に供給する。蒸気タービン設備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。
【００４３】
その後、ガス浄化装置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、浄化された排ガスが煙突７５から大気へ放出される。
【００４４】
次に、図１に加え、図２及び図３を用いて、チャー回収装置１５について詳細に説明する。図２は、本実施形態に係るチャー回収装置を表す概略構成図である。図３は、フィルタ装置の概略構成を示す断面図である。
【００４５】
チャー回収装置１５は、上述したように、集塵装置５１と、供給ホッパ５２と、チャー戻しライン４６と、を有する。供給ホッパ５２は、集塵装置５１から供給されるチャーを貯留する容器である。供給ホッパ５２は、貯留したチャーをチャー戻しライン４６を介して、ガス化装置１４に供給する。本実施形態では、供給ホッパ５２を１つ設けたが、複数設けてもよい。
【００４６】
次に集塵装置５１について説明する。集塵装置５１は、ガス生成ライン４９が接続されている。集塵装置５１は、サイクロン８０と、２つのフィルタ装置８６ａ、８６ｂと、ロータリフィーダ９２ａ、９２ｂと、フィルタ逆洗装置９４ａ、９４ｂと、チャービン５４と、を有する。チャー回収装置１５は、各部が可燃性ガスまたはチャーが流れるラインで接続されている。チャー回収装置１５は、ラインとして、可燃性ガスライン８２、９０ａ、９０ｂと、チャー回収ライン８４、８８ａ、８８ｂと、を有する。チャービン５４は、サイクロン８０及び２つのフィルタ装置８６ａ、８６ｂとで可燃性ガスから分離されたチャーが供給される。チャービン５４は、供給されたチャーを一時的に貯留し、貯留したチャーを供給ホッパ５２に供給する。
【００４７】
サイクロン８０は、ガス生成ライン４９と接続し、ガス生成ライン４９から供給される可燃性ガスからチャーを分離する一次集塵装置である。サイクロン８０は、可燃性ガスの流れを利用して、チャーを分離する各種装置を用いることができる、サイクロン８０は、例えば、遠心分離により可燃性ガスに含まれるチャーを分離する。また、可燃性ガスライン８２は、サイクロン８０とフィルタ装置８６ａ、８６ｂとを接続する。チャー回収ライン８４は、サイクロン８０とチャービン５４を接続する。サイクロン８０は、可燃性ガスライン８２にチャーを一次分離した可燃性ガスを供給し、チャー回収ライン８４に可燃性ガスから分離したチャーを供給する。
【００４８】
フィルタ装置８６ａ、８６ｂは、可燃性ガスライン８２と接続し、可燃性ガスライン８２から供給されるサイクロン８０でチャーが一次分離された可燃性ガスからさらにチャーを分離する二次集塵装置である。集塵装置５１は、サイクロン８０で大まかなチャーの集塵を行い、フィルタ装置８６ａ、８６ｂで精密な集塵を行う。フィルタ装置８６ａは、可燃性ガスライン８２、チャー回収ライン８８ａ及び可燃性ガスライン９０ａが接続されている。チャー回収ライン８８ａは、フィルタ装置８６ａとチャービン５４とを接続する。可燃性ガスライン９０ａは、フィルタ装置８６ａとガス排出ライン５３とを接続する。フィルタ装置８６ｂは、可燃性ガスライン８２、チャー回収ライン８８ｂ及び可燃性ガスライン９０ｂが接続されている。チャー回収ライン８８ｂは、フィルタ装置８６ｂと供給ホッパ５２とを接続する。可燃性ガスライン９０ｂは、フィルタ装置８６ｂとガス排出ライン５３とを接続する。フィルタ装置８６ａ、８６ｂは、配置位置が異なるのみであるので、以下まとめて説明する場合は、フィルタ装置８６として説明する。また、フィルタ装置８６に接続されている各部も特に区別しない場合は同様とする。
【００４９】
フィルタ装置８６は、ポーラスフィルタエレメントを用いたものであり、図３に示すように、容器１０４と、仕切り板１０６と、多数のエレメント１０８と、を有する。容器１０４は、チャーや可燃性ガスが供給排出されるライン以外が密閉されている。容器１０４は、可燃性ガスライン８２、チャー回収ライン８８及び可燃性ガスライン９０が接続されている。仕切り板１０６は、容器１０４の内部に配置され、容器１０４を２つの空間に分離する。本実施形態の仕切り板１０６は、容器１０４の内部の空間を鉛直方向上側の領域と、鉛直方向下側の領域とに分離する。容器１０４は、仕切り板１０６よりも鉛直方向下側の領域に可燃性ガスライン８２及びチャー回収ライン８８が接続されている。容器１０４は、仕切り板１０６よりも鉛直方向上側の領域に可燃性ガスライン９０が接続されている。仕切り板１０６は、複数の円状穴が形成されている。複数のエレメント１０８は、仕切り板１０６の円状穴に挿入されている。エレメント１０８は、内部が空洞の筒（例えば、円筒）であり、仕切り板１０６から離れた側の筒の端部を塞ぐ底部が設けられた形状である。本実施形態のエレメント１０８は、鉛直方向上側の端部が仕切り板１０６に支持され、仕切り板１０６から鉛直方向下側に向かって突出する向きで配置されている。エレメント１０８は、仕切り板１０６の円状穴を塞いでいるため、容器１０４の仕切り板よりも鉛直方向下側の領域から、容器１０４の仕切り板１０６よりも鉛直方向上側の領域に通気するためには、エレメント１０８を通過することになる。エレメント１０８は、可燃性ガスを通過させ、可燃性ガスに含まれるチャー等のダストを捕集できる部材である。
【００５０】
フィルタ装置８６は、可燃性ガスライン８２から供給された可燃性ガスが、エレメント１０８を通過した後、可燃性ガスライン９０に排出される。エレメント１０８は、通過する可燃性ガスに含まれるチャー等のダスト（物質、粉塵）を捕集する。エレメント１０８は、可燃性ガスの流れ方向上流側の面、つまり、可燃性ガスライン８２と接続している側の面にダスト１０９を捕集し堆積する。フィルタ装置８６は、後述するフィルタ逆洗装置９４ａ、９４ｂによりエレメント１０８で捕集・堆積したダスト１０９をエレメント１０８から剥離させることで、チャー回収ライン８８に排出する。
【００５１】
ロータリフィーダ９２ａは、チャー回収ライン８８ａに設置されている。ロータリフィーダ９２ｂは、チャー回収ライン８８ｂに設置されている。チャー回収ライン８８ａ、８８ｂは、サイクロン８０出口からのチャー回収ライン８４とチャービン５４で繋がっている。チャー回収ライン８８ａ、８８ｂは、チャー回収ライン８４よりも圧力が低いために、チャー回収ライン８４からチャー回収ライン８８ａ、８８ｂへと逆流が生じないように、逆圧下でもチャーを排出するための装置として、ロータリフィーダ９２ａ、９２ｂを用いる。ロータリフィーダ９２ａ、９２ｂは、チャー回収ライン８８ａ、８８ｂに供給されるチャーを保持する部分が回転し、チャーを保持する部分がチャー回収ライン８８ａ、８８ｂのフィルタ装置８６ａ、８６ｂ側と、チャービン５４側との一方と繋がっている場合、他方と分離される。ロータリフィーダ９２ａ、９２ｂは、チャー回収ライン８８ａ、８８ｂに供給されるチャーをフィルタ装置８６ａ、８６ｂとチャービン５４とを連通させずに、チャーをバッチでフィルタ装置８６ａ、８６ｂからチャービン５４に供給する。
【００５２】
フィルタ逆洗装置９４ａは、フィルタ装置８６ａのエレメント１０８が捕集・堆積したダストをエレメント１０８から剥離する。フィルタ逆洗装置９４ａは、ガス噴射装置１１０ａと、フィルタ状態検出装置１２０ａと、を有する。フィルタ逆洗装置９４ｂは、フィルタ装置８６ｂのエレメント１０８が捕集・堆積したダストをエレメント１０８から剥離する。フィルタ逆洗装置９４ｂは、ガス噴射装置１１０ｂと、フィルタ状態検出装置１２０ｂと、を有する。
【００５３】
ガス噴射装置１１０ａは、窒素供給源１１１と、ノズル１１２ａと、窒素供給ライン１１４ａと、制御弁１１６ａと、を有する。ガス噴射装置１１０ｂは、窒素供給源１１１と、ノズル１１２ｂと、窒素供給ライン１１４ｂと、制御弁１１６ｂと、を有する。窒素供給源１１１は、ガス噴射装置１１０ａとガス噴射装置１１０ｂとで共通である。ガス噴射装置１１０ａとガス噴射装置１１０ｂは、設置されている位置がフィルタ装置８６ａとフィルタ装置８６ｂのそれぞれとなるのみで基本的に同一の構成であるので、ガス噴射装置１１０、ノズル１１２と、窒素供給ライン１１４と、制御弁１１６として説明する。
【００５４】
窒素供給源１１１は、窒素を供給する。なお、本実施形態では窒素を供給したが、可燃性ガスやチャーに影響を与えない不活性ガス（イナートガス）であればよい。ノズル１１２は、フィルタ装置８６のエレメント１０８よりも可燃性ガスの流れ方向下流側、つまり可燃性ガス回収ライン９０側に配置されている。つまり、ノズル１１２は、エレメント１０８において、捕集・堆積したダストが付着する面に対して反対側の面が露出している側に配置される。ノズル１１２は、１つのフィルタ装置８６に対して複数設けられている。窒素供給ライン１１４は、窒素供給源１１１とノズル１１２とを接続する。制御弁１１６は、開閉や開度を調整し、窒素供給源１１１からノズル１１２への窒素の供給の開始と停止、供給量を制御する。
【００５５】
ガス噴射装置１１０は、窒素供給ライン１１４を介して窒素供給源１１１からノズル１１２に窒素を供給することで、ノズル１１２から窒素を噴射する。ノズル１１２から噴射された窒素は、エレメント１０８に吹き付けられる。ガス噴射装置１１０は、エレメント１０８よりも可燃性ガスの流れ方向下流側から、エレメント１０８に向けて窒素を噴射することで、エレメント１０８の可燃性ガスの流れ方向上流側に付着した捕集・堆積したダスト１０９をエレメント１０８の表面から除去する。
【００５６】
フィルタ状態検出装置１２０ａは、差圧計１２２ａと、流量計１２４ａと、圧力計１２６ａと、温度計１２８ａと、ガス組成計１３０と、を有する。フィルタ状態検出装置１２０ａの各部は、検出結果を制御装置１００に送る。差圧計１２２ａは、フィルタ装置８６ａに設置されている。差圧計１２２ａは、フィルタ装置８６ａのエレメント１０８の上流側の領域と下流側の領域との圧力の差を検出する。流量計１２４ａは、可燃性ガスライン９０ａに設置されている。流量計１２４ａは、可燃性ガスライン９０ａが流れる可燃性ガスの流量を検出する。圧力計１２６ａは、フィルタ装置８６ａに設置されている。圧力計１２６ａは、フィルタ装置８６ａのエレメント１０８の可燃性ガスの流れ方向上流側の領域の圧力を検出する。温度計１２８ａは、可燃性ガスライン９０ａに設置されている。温度計１２８ａは、可燃性ガスライン９０ａが流れる可燃性ガスの温度を検出する。ガス組成計１３０は、ガス排出ライン５３に設置されている。ガス組成計１３０は、フィルタ装置８６ａを通過したガスの組成を検出する。
【００５７】
フィルタ状態検出装置１２０ｂは、差圧計１２２ｂと、流量計１２４ｂと、圧力計１２６ｂと、温度計１２８ｂと、ガス組成計１３０と、を有する。ガス組成計１３０は、フィルタ状態検出装置１２０ａのガス組成計１３０と共通のセンサーである。フィルタ状態検出装置１２０ｂの各部は、検出結果を制御装置１００に送る。差圧計１２２ｂは、フィルタ装置８６ｂに設置されている。差圧計１２２ｂは、フィルタ装置８６ｂのエレメント１０８の上流側の領域と下流側の領域との圧力の差を検出する。流量計１２４ｂは、可燃性ガスライン９０ｂに設置されている。流量計１２４ｂは、可燃性ガスライン９０ｂが流れる可燃性ガスの流量を検出する。圧力計１２６ｂは、フィルタ装置８６ｂに設置されている。圧力計１２６ｂは、フィルタ装置８６ｂのエレメント１０８の可燃性ガスの流れ方向上流側の領域の圧力を検出する。温度計１２８ｂは、可燃性ガスライン９０ｂに設置されている。温度計１２８ｂは、可燃性ガスライン９０ｂが流れる可燃性ガスの温度を検出する。ガス組成計１３０は、ガス排出ライン５３に設置されている。ガス組成計１３０は、フィルタ装置８６ｂを通過したガスの組成を検出する。
【００５８】
また、チャー回収装置１５は、制御装置１００と、出力装置１０２と、を有する。制御装置１００は、チャー回収装置１５の各部の動作を制御する。制御装置１００は、フィルタ逆洗装置９４ａ、９４ｂの制御装置にもなる。出力装置１０２は、制御装置１００の制御に基づいて、作業者に各種情報を通知する。出力装置１０２は、画像を表示するディスプレイや、音声を出力するスピーカ等が含まれる。出力装置１０２は、フィルタ逆洗装置９４ａ、９４ｂの出力装置にもなる。
【００５９】
次に、図４から図７を用いて、フィルタ逆洗装置の動作の一例、つまりフィルタ逆洗方法について説明する。図４は、フィルタ洗浄方法の逆洗圧力の制御方法の一例を示すフローチャートである。図５は、逆洗圧力と汚れ係数の上昇速度との関係を示すグラフである。図６は、低い逆洗圧力で逆洗を行った場合のエレメントの表面のダストの挙動の一例を示す説明図である。図７は、高い逆洗圧力で逆洗を行った場合のエレメントの表面のダストの挙動の一例を示す説明図である。
【００６０】
フィルタ装置８６は、可燃性ガスが供給され、エレメント１０８での可燃性ガスのろ過を続けていくと、エレメント１０８の表面にダスト１０９が蓄積・堆積されていき、フィルタ装置８６のエレメント１０８の前後での差圧が上昇する。フィルタ装置８６は、差圧が上昇したままろ過を続けていくと、隣接するエレメント１０８の間がダストで充満された状態（ブリッジング状態）になり、可燃性ガスがエレメント１０８を通過できるガス量が減少する。フィルタ逆洗装置９４は、エレメント１０８に対して、可燃性ガスの流れ方向とは逆の方向に窒素を供給し、エレメント１０８の表面に蓄積・堆積したダストを除去する。これにより。フィルタ装置８６でのエレメント１０８の差圧上昇の抑制とブリッジング状態の発生を防止することができる。
【００６１】
図４を用いて、逆洗圧力の設定方法について説明する。図４に示す処理は、制御装置１００が、フィルタ状態検出装置１２０で各部の動作を制御することで実行することができる。制御装置１００は、図４に示す処理を繰り返し実行する。制御装置１００は、直近の一定期間（以下「基準期間」という。）で設定した逆洗圧力とエレメント１０８の汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度と、直近の一定期間のさらに前の一定期間（以下「基準前期間」という。）の逆洗圧力とエレメント１０８の汚れ係数Ｋ値の上昇速度と、に基づいて、逆洗圧力を設定する。逆洗圧力は、ガス噴射装置１１０から噴射する窒素の圧力である。Ｋ値とは、エレメント１０８の汚れ係数である。汚れ係数（Ｋ値）は、エレメント１０８の前後の差圧（エレメント差圧）と、粘性係数とろ過速度とから算出することができる。具体的には、汚れ係数（Ｋ値）＝エレメント差圧［Ｐａ］／（粘性係数［Ｐａ・Ｓ］×ろ過速度［ｍ／ｓ］）で算出することができる。ガスの粘性係数はガスの組成と温度で決まる値であり、ろ過速度は処理するガスの圧力、温度、ガス量と、エレメント１０８のろ過面積により決まる値である。汚れ係数（Ｋ値）は、フィルタ状態検出装置１２０で検出した値、具体的には、可燃性ガスの温度、成分、流量及び圧力と、フィルタ装置８６の設計から算出されるエレメント１０８のろ過面積と、に基づいて算出することができる。
【００６２】
制御装置１００は、直近の一定期間（基準期間）で設定した逆洗圧力と汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度の情報から基準関係を設定する（ステップＳ２０）。直近の一定期間で設定した逆洗圧力とＫ値（エレメント１０８の汚れ係数）の上昇速度との関係とは、例えば、２回前の逆洗の逆洗圧力と、２回前の逆洗をした後のＫ値の上昇速度との関係である。また、直近の一定期間で設定した逆洗圧力とＫ値（エレメント１０８の汚れ係数）の上昇速度との関係とは、２回以上前の複数回の逆洗の逆洗圧力とその逆洗した後のＫ値の上昇速度との関係を平均化したものを用いてもよい。
【００６３】
制御装置１００は、直近の一定期間のさらに前の一定期間（基準前期間）の逆洗圧力とＫ値の上昇速度を検出する（ステップＳ２２）。つまり、制御装置１００は、直近の一定期間のさらに前の一定期間に行った逆洗の逆洗圧力を検出し、直近の一定期間のさらに前の一定期間に行った逆洗の後のＫ値の上昇速度を検出する。算出した直近の一定期間のさらに前の一定期間の逆洗圧力とＫ値の上昇速度を前回関係とする。
【００６４】
制御装置１００は、基準関係を設定する。基準期間で設定した逆洗圧力と検出したＫ値の上昇速度とを基準関係の逆洗圧力とＫ値の上昇速度とし、基準前期間を前回関係の逆洗圧力とＫ値の上昇速度とする。前回関係を検出したら、基準期間の逆洗圧力＞基準前期間の逆洗圧力であるか、つまり、基準期間の逆洗圧力（直近の一定期間で設定した逆洗圧力）が基準前期間の逆洗圧力（直近の一定期間のさらに前の一定期間の逆洗圧力）よりも高いかを判定する（ステップＳ２４）。
【００６５】
制御装置１００は、基準期間の逆洗圧力＞基準前期間の逆洗圧力である（ステップＳ２４でＹｅｓ）と判定した場合、基準期間のＫ値の上昇速度＞基準前期間のＫ値の上昇速度であるか、つまり、基準関係のＫ値の上昇速度が前回関係のＫ値の上昇速度よりも高いかを判定する（ステップＳ２６）。制御装置１００は、基準期間のＫ値の上昇速度＞基準前期間のＫ値の上昇速度である（ステップＳ２６でＹｅｓ）と判定した場合、つまり、基準関係の逆洗圧力＞前回関係の逆洗圧力であり、かつ、基準関係のＫ値の上昇速度＞前回関係のＫ値の上昇速度である場合、今回実施する逆洗圧力を直近の基準関係の逆洗圧力よりも減少させる（ステップＳ２８）。制御装置１００は、基準期間のＫ値の上昇速度＞基準前期間のＫ値の上昇速度ではない、つまり、基準関係のＫ値の上昇速度≦前回関係のＫ値の上昇速度である（ステップＳ２６でＮｏ）と判定した場合、今回実施する逆洗圧力を直近の基準関係の逆洗圧力よりも所定の圧力を増加させる（ステップＳ３０）。つまり、制御装置１００は、基準関係の逆洗圧力＞前回関係の逆洗圧力であり、かつ、基準関係のＫ値の上昇速度≦前回関係のＫ値の上昇速度である場合、今回実施する逆洗圧力を直近の基準関係の逆洗圧力よりも所定の圧力を増加させる。所定の圧力は、逆洗圧力による影響を確認できるものであり、例えば逆洗圧力の数％〜１０％程度で増加させる。
【００６６】
制御装置１００は、基準期間の逆洗圧力＞基準前期間の逆洗圧力ではない、つまり基準関係の逆洗圧力（直近で逆洗を行うにあたり選定した逆洗圧力）≦前回関係の逆洗圧力（直近の逆洗のさらに１回前の逆洗圧力）である（ステップＳ２４でＮｏ）と判定した場合、基準期間のＫ値の上昇速度＞基準前期間のＫ値の上昇速度であるか、つまり、基準関係のＫ値の上昇速度が前回関係のＫ値の上昇速度よりも高いかを判定する（ステップＳ３２）。制御装置１００は、基準関係のＫ値の上昇速度＞前回関係のＫ値の上昇速度である（ステップＳ３２でＹｅｓ）と判定した場合、つまり、基準関係の逆洗圧力≦前回関係の逆洗圧力であり、かつ、基準関係のＫ値の上昇速度＞前回関係のＫ値の上昇速度である場合、今回実施する逆洗圧力を直近の基準関係の逆洗圧力よりも増加させる（ステップＳ３４）。制御装置１００は、基準期間のＫ値の上昇速度＞基準前期間のＫ値の上昇速度ではない、つまり、基準関係のＫ値の上昇速度≦前回関係のＫ値の上昇速度である（ステップＳ３２でＮｏ）と判定した場合、今回実施する逆洗圧力を直近の基準関係の逆洗圧力よりも所定の圧力を減少させる（ステップＳ３６）。つまり、制御装置１００は、基準関係の逆洗圧力≦前回関係の逆洗圧力であり、かつ、基準関係のＫ値の上昇速度≦前回関係のＫ値の上昇速度である場合、今回実施する逆洗圧力を直近の基準関係の逆洗圧力よりも所定の圧力を減少させる。所定の圧力は、逆洗圧力による影響を確認できるものであり、例えば逆洗圧力の数％〜１０％程度で減少させる。
【００６７】
制御装置１００は、以上のように、基準期間の逆洗圧力とＫ値の上昇速度との関係（基準関係）と基準前期間の逆洗圧力とＫ値の上昇速度との関係（前回関係）に基づいて、逆洗圧力を設定することでエレメント１０８から適量のダストを除去することができる。
【００６８】
図５に示すライン１３２とライン１３４は、可燃性ガスの粘性、流量、流速等の運転条件に基づいて変化する関係である。ライン１３２とライン１３４とで示すように、逆洗圧力と汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度との関係は、運転条件により変化するものであり、汚れ係数の上昇速度のみを評価しても、その逆洗圧力が適切ではない場合が生じる。
【００６９】
図５に示すように逆洗圧力と汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度との関係は、ライン１３２、１３４に示すように、圧力ＰＡよりも逆洗圧力が低い領域１３５では、逆洗圧力が高くなるほど、汚れ係数の上昇速度が低くなる。逆洗圧力と汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度との関係は、圧力ＰＡ以上圧力ＰＢ以下の逆洗圧力の領域１３６では、逆洗圧力に対する汚れ係数の上昇速度の変化が小さくなる。また、ライン１３２は、圧力ＰＡよりも高く、圧力ＰＢよりも低い、圧力Ｐ１で汚れ係数の上昇速度が最も小さくなる。ライン１３２は、圧力Ｐ１が変曲点となり汚れ係数(Ｋ値)の上昇速度が減少傾向から上昇傾向に変化する。また、ライン１３４は、圧力ＰＡよりも高く、圧力ＰＢよりも低い、圧力Ｐ２で汚れ係数の上昇速度が最も小さくなる。ライン１３４は、圧力Ｐ２が変曲点となり汚れ係数(Ｋ値)の上昇速度が減少傾向から上昇傾向に変化する。逆洗圧力と汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度との関係は、圧力ＰＢよりも高い逆洗圧力の領域１３７では、逆洗圧力が高くなるほど、汚れ係数の上昇速度が高くなる。すなわち、逆洗圧力が低すぎると、エレメントに付着しているダストが十分に剥離せず、エレメントの上流と下流との差圧が不安定になり、汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度が増加する。一方、逆洗圧力が高すぎても、汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度が増加することを示している。逆洗圧力が低くても、高すぎてもフィルタの使用可能時間が短くなる場合があることを示している。
【００７０】
本出願人は、領域１３５のように、逆洗圧力が低い場合、図６に示す現象が汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度が高くなる要因の１つと思慮している。エレメント１０８は、気体が通る隙間（気孔、微細なガス通路）１４１が形成されている。エレメント１０８は、可燃性ガスが流れ方向Ｇに通過することで、表面にダスト１０９が捕集されて堆積する（ステップＳ１０２）。積層されたダスト１０９は、エレメント１０８側の一部が逆洗でも離脱しない永久ダスト層１４０となり、エレメント１０８から離れている側の一部が逆洗で離脱する着脱ダスト層１４２となる。永久ダスト層１４０の厚みは、逆洗圧力によって変化する。図６は、逆洗圧力が低い場合であるため、永久ダスト層１４０が厚くなる。また、可燃性ガスとともに新たにエレメント１０８に到達するダストの中には、隙間１４１の径、幅よりも径が小さいダストが含まれるが、永久ダスト層１４０で捕集される。このように永久ダスト層１４０で隙間１４１の径、幅よりも径が小さいダストが隙間１４１に侵入することを抑制できる。
【００７１】
ダスト１０９が堆積した状態で逆洗を行うと、流れ方向Ｇとは反対の流れ方向Ｇａの窒素がエレメント１０８に供給され、着脱ダスト層１４２がエレメント１０８から剥離する（ステップＳ１０４）。永久ダスト層１４０のダストは領域１４４に示すように、一部移動するが、エレメント１０８の近傍に滞留する。
【００７２】
逆洗が終了すると流れ方向Ｇの可燃性ガスがエレメント１０８に向けて供給され、永久ダスト層１４０のダスト１０９がエレメント１０８の表面に再び捕集されて堆積する（ステップＳ１０６）。その後、流れ方向Ｇの可燃性ガスとともに流れエレメント１０８に到達したダスト１４６が永久ダスト層１４０に捕集されて積層する（ステップＳ１０８）。また、永久ダスト層１４０の一部のダスト１４８が隙間１４１に侵入する。
【００７３】
以上のように、逆洗圧力が低い場合、永久ダスト層１４０が厚くなり、逆洗で剥離できる着脱ダスト層１４２が少なくなるため、逆洗を行っても多くのダストが残留してしまい、汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度が高くなると考えられる。
【００７４】
次に、本出願人は、領域１３７のように逆洗圧力が高い場合においても、図７に示す現象が汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度が高くなる要因の１つと思慮している。エレメント１０８は、気体が通る隙間１４１が形成されている。エレメント１０８は、可燃性ガスが流れ方向Ｇに通過することで、表面にダスト１０９が捕集され堆積する（ステップＳ１１２）。積層されたダスト１０９は、エレメント１０８側の一部が逆洗でも離脱しない永久ダスト層１４０ａとなり、エレメント１０８から離れている側の一部が逆洗で離脱する着脱ダスト層１４２ａとなる。永久ダスト層１４０ａの厚みは、逆洗圧力によって変化する。図７は、逆洗圧力が高い場合であるため、永久ダスト層１４０ａが薄くなる。また、可燃性ガスとともに新たにエレメント１０８に到達するダストの中には、隙間１４１の径、幅よりも径が小さいダストが含まれるが、永久ダスト層１４０ａで捕集される。このように永久ダスト装置１４０ａで隙間１４１の径、幅よりも径が小さいダストが隙間１４１に侵入することを抑制できる。
【００７５】
ダスト１０９が堆積した状態で逆洗を行うと、流れ方向Ｇとは反対の流れ方向Ｇａの窒素がエレメント１０８に供給され、着脱ダスト層１４２ａがエレメント１０８から剥離する（ステップＳ１１４）。永久ダスト層１４０ａのダストは領域１４４ａに示すように、一部移動するが、エレメント１０８の近傍に滞留する。図７に示す例では、着脱ダスト層１４２ａが厚くなり、その分だけ領域１４４ａのダスト（永久ダスト層１４０ａ）は少なくなる。
【００７６】
逆洗が終了すると流れ方向Ｇの可燃性ガスがエレメント１０８に向けて供給され、ダストがエレメント１０８の表面に再び捕集され堆積する（ステップＳ１１６）。その後、流れ方向Ｇの可燃性ガスともに流れエレメント１０８に到達したダスト１４６が永久ダスト層１４０ａに積層する（ステップＳ１１８）。このとき、逆洗圧力が高い場合、永久ダスト層１４０ａが薄くなっているため、可燃性ガスとともに新たにエレメント１０８に到達するダストの中に含まれる径が小さいダストが隙間１４１に侵入しやすくなる。これにより、隙間１４１に侵入するダストが増加する。このように隙間１４１に侵入したダスト１４８は、逆洗で除去されにくく、隙間１４１に残留しやすい。このため、逆洗圧力が高いと隙間１４１への径が小さいダスト１４８の蓄積速度が増加することで、フィルタの汚れ係数の上昇速度が増加する。
【００７７】
以上のように、逆洗圧力が高い場合、隙間１４１にダスト１４８が堆積しやすくなり逆洗を行っても多くのダストが残留してしまい、汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度が高くなると考えられる。
【００７８】
このように、フィルタ逆洗装置９４は、逆洗圧力が領域１３５にある場合及び領域１３７にある場合、汚れ係数の上昇速度が高くなる。つまり、エレメント１０８の使用可能時間が低下する。これに対して、フィルタ逆洗装置９４は、逆洗圧力が領域１３６にある場合、逆洗圧力が適正な状態であり、汚れ係数の上昇速度を低くすることができる。つまり、エレメント１０８の使用可能時間の低下を抑制できる。
【００７９】
制御装置１００は、図４に示す処理に基づいて、逆洗圧力を調整することで、ライン１３２、１３４のいずれの状態であるかに関係なく、汚れ係数の上昇速度が最も低くなる値に近づくように逆洗圧力を調整することができる。つまり、制御装置１００は、逆洗圧力を領域１３６内で維持されるように制御することができ、領域１３５、１３７となることを抑制することができる。具体的には、エレメント１０８の逆洗を実施する際の逆洗圧力を、着脱ダスト層の除去が十分可能でかつ永久ダスト層の過剰な剥落を防止する適切な逆洗圧力に調整することができ、汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度を低く維持することができる。汚れ係数（Ｋ値）の上昇を抑制することができることで、エレメント１０８をより長期間使用することができ、フィルタ装置の信頼性向上とメンテナンス頻度の低減によるコスト低減が実現できる。
【００８０】
また、制御装置１００は、図４のフローチャートの処理を行うことで、基準期間の逆洗圧力が基準前期間の逆洗圧力よりも高く、かつ、基準期間の汚れ係数の上昇速度が基準前期間の汚れ係数の上昇速度よりも早い場合、今回の逆洗圧力を減少させる処理を行うことができる。また、制御装置１００は、基準期間の逆洗圧力が基準前期間の逆洗圧力よりも高く、かつ、基準期間の汚れ係数の上昇速度が基準前期間の汚れ係数の上昇速度よりも遅い場合、今回の逆洗圧力を増加させる処理を行うことができる。また、制御装置１００は、基準期間の逆洗圧力が基準前期間の逆洗圧力よりも低く、かつ、基準期間の汚れ係数の上昇速度が基準前期間の汚れ係数の上昇速度よりも早い場合、今回の逆洗圧力を増加させる処理を行うことができる。また、制御装置１００は、基準期間の逆洗圧力が基準前期間の逆洗圧力よりも低く、かつ、基準期間の汚れ係数の上昇速度が基準前期間の汚れ係数の上昇速度よりも遅い場合、今回の逆洗圧力を減少させる処理を行うことができる。
【００８１】
このように、基準関係と前回関係に基づいて、今回実施する逆洗圧力を増減させることで、汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度が最も低くなる変曲点がある逆洗圧力と逆洗をした後のエレメントの汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度の変曲点に向けて逆洗圧力を調整することができる。これにより、汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度が最も小さくすることができる。
【００８２】
また、図４に示すフローチャートでは、逆洗圧力を常に増減させる処理として説明したが、これに限定されない。制御装置１００は、図４の処理を常に行わず、一定期間ごとに図４の処理を行ってもよい。この場合、図４の処理の開始時は、前回の逆洗圧力よりも、逆洗圧力を増加または減少させ、逆洗圧力の変化と汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度との変化を図４のフローチャートと同様に判定し、逆洗圧力を制御すればよい。また、制御装置１００は、逆洗圧力の変化に対する汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度の変動に対して閾値を設けておき、閾値以下の場合は、逆洗圧力を変化させないようにしてもよい。また、制御装置１００は、逆洗圧力を変化させない状態で汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度の変動が一定以上となった場合、図４に示す処理を行ってもよい。これにより、少しの汚れ係数（Ｋ値）の変動に対して逆洗圧力を都度変更することなく、安定した処理を継続するので制御が簡易となる。
【００８３】
このように、フィルタ逆洗装置９４は、フィルタ装置のエレメントの汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度と逆洗圧力との関係の変化に基づいて逆洗圧力を制御することで、エレメントの逆洗圧力が弱く、性能が回復できないことを抑制しつつ、エレメントの逆洗圧力が強すぎて、エレメントの使用可能時間が短くなることを抑制することができる。これにより、フィルタがダストを捕集する性能を確保しつつ、エレメントの使用可能時間の低下を抑制することができる。
【００８４】
ここで、制御装置１００は、汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度の変化に基づいてフィルタ装置８６に異常が発生しているかを判定することが好ましい。図８は、フィルタ洗浄方法の他の例を示すフローチャートである。制御装置１００は、基準期間の汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度と基準前期間の汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度との差が閾値以上であるかを判定する（ステップＳ４２）。上昇速度の差の閾値は、予め設定された値であり、通常では生じることがない上昇速度の変化量として設定されたものである。
【００８５】
制御装置１００は、基準期間の汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度と基準前期間の汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度との差が閾値以上である（ステップＳ４２でＹｅｓ）と判定した場合、アラーム（警告）を出力する（ステップＳ４４）。具体的には、制御装置１００は、出力装置１０２から警告情報を出力させ、フィルタ装置８６に差圧が急増加する等の何らかの問題は生じている可能性があることを作業者に通知する。また、制御装置１００は、基準期間の汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度と基準前期間の汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度との差が閾値未満（ステップＳ４２でＮｏ）と判定した場合、処理を終了する。
【００８６】
制御装置１００は、基準期間（基準関係）と基準前期間（前回関係）の汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度の変化に基づいて、具体的には、汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度の大きな変化が発生しているか否かに基づいて、フィルタ装置８６に異常が発生しているかを判定し、大きな変化が発生している場合、アラームを出力することで、汚れ係数（Ｋ値）の上昇速度に基づいて抽出することができるフィルタ装置８６の異常状態を検出することができ、作業者にフィルタ装置の状態をより高い精度で通知することができる。
【００８７】
また、上記実施形態では、石炭ガス化複合発電設備１０のチャー回収装置１５のフィルタ装置８６のフィルタ逆洗装置９４として説明したが、石炭ガス化複合発電設備１０以外のプラント、例えば化学プラントのフィルタ装置に用いてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１０  石炭ガス化複合発電設備（ガス化複合発電設備）
１１  給炭装置
１１ａ  給炭ライン
１４  ガス化装置
１５  チャー回収装置
１６  ガス精製装置
１７  ガスタービン設備
１８  蒸気タービン設備
１９  発電機
２０  排熱回収ボイラ
４１  圧縮空気供給ライン
４２  空気分離装置
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  集塵装置
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  ガス浄化装置
７５  煙突
７９  制御弁
８０  サイクロン
８２、９０ａ、９０ｂ  可燃性ガスライン
８４、８８ａ、８８ｂ  チャー回収ライン
８６、８６ａ、８６ｂ  フィルタ装置
９２ａ、９２ｂ  ロータリフィーダ
９４、９４ａ、９４ｂ  フィルタ逆洗装置  
１００  制御装置
１０２  出力装置
１０４  容器
１０６  仕切り板
１０８  エレメント（フィルタエレメント）
１０９  ダスト
１１０、１１０ａ、１１０ｂ  ガス噴射装置
１１１  窒素供給源
１１２、１１２ａ、１１２ｂ  ノズル
１１４、１１４ａ、１１４ｂ  窒素供給ライン
１１６、１１６ａ、１１６ｂ  制御弁  
１２０、１２０ａ、１２０ｂ  フィルタ状態検出装置
１２２ａ、１２２ｂ  差圧計
１２４ａ、１２４ｂ  流量計
１２６ａ、１２６ｂ    圧力計
１２８ａ、１２８ｂ    温度計
１３０  ガス組成計
１３２、１３４  ライン
１４０  永久ダスト層
１４２  着脱ダスト層
１４４  領域
【図１】
0006655977.tif 000002
【図２】
0006655977.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0006655977.tif 000006
【図６】
0006655977.tif 000007
【図７】
0006655977.tif 000008
【図８】
0006655977.tif 000009