(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼筒と、
前記燃焼筒の内部に配置される燃焼装置と、
可燃ガスを前記燃焼装置に向かって搬送する可燃ガス供給管と、
前記可燃ガスの燃焼を促進する助燃ガスを前記燃焼装置に向かって搬送する助燃ガス供給管と、
前記助燃ガスの前記燃焼装置への供給量を調節する調節弁と、
前記燃焼装置よりも上流に配置され且つ前記可燃ガスの発熱量を測定する発熱量測定装置と、
前記発熱量測定装置が測定した前記可燃ガスの発熱量に基づいて前記調節弁を制御する制御装置と、
前記燃焼装置よりも上流に配置され且つ液体を内蔵するシールドラムと、
前記シールドラム内の前記可燃ガス及び前記助燃ガスが混合された混合ガスを前記燃焼装置に向かって搬送する連結管と、
を備え、
前記シールドラムは、液面よりも上側に配置され且つ上側に向かって断面積が小さくなる筒状の絞り部を備え、
前記絞り部の上面が前記連結管により前記燃焼装置に接続され、
前記可燃ガス供給管は、前記シールドラムの液面よりも下側の位置で前記シールドラムに接続され、
前記助燃ガス供給管は、前記シールドラムの液面よりも上側であり且つ前記絞り部よりも下側の位置で前記シールドラムに接続され、
前記可燃ガス供給管は、前記シールドラムの底部の底面に接続されており、前記可燃ガスを前記底面から液中に供給し、
前記可燃ガスが供給される前記底面から前記シールドラムの液面までの鉛直方向の距離は、前記シールドラムの液面から前記助燃ガス供給管までの鉛直方向の距離よりも大きい
グランドフレア。
【請求項２】
前記燃焼装置よりも下流に配置され、燃焼した前記可燃ガスである燃焼後ガスのＣＯ濃度を測定するＣＯ測定装置を備え、
前記制御装置は、前記ＣＯ測定装置が測定した前記燃焼後ガスのＣＯ濃度が所定の閾値以上である場合、前記助燃ガスの前記燃焼装置への供給量が多くなるように前記調節弁を制御する
請求項１に記載のグランドフレア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グランドフレアに関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭ガス化複合発電所等において余剰ガスを処理するためのグランドフレアが設けられる。グランドフレアは、可燃ガスを燃焼することによって、一酸化炭素を二酸化炭素に変換する。グランドフレアは、グランドフレア又はフレアスタックとも呼ばれる。特許文献１には、グランドフレアの一例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０３４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のグランドフレアにおいては、低発熱量の可燃ガスに助燃ガスを混合することによって、発熱量が高められる。しかし、可燃ガスの性状は、ガス化炉又は他の機器の運転状態によって変化する。助燃ガスが不足している場合、可燃ガスが完全に燃焼しない可能性がある。助燃ガスが過剰である場合、低周波騒音が発生する可能性がある。このため、可燃ガスに適切な量の助燃ガスを混合できるグランドフレアが求められる。【０００５】
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、可燃ガスに適切な量の助燃ガスを混合できるグランドフレア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】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本開示のグランドフレアは、燃焼筒と、前記燃焼筒の内部に配置される燃焼装置と、可燃ガスを前記燃焼装置に向かって搬送する可燃ガス供給管と、前記可燃ガスの燃焼を促進する助燃ガスを前記燃焼装置に向かって搬送する助燃ガス供給管と、前記助燃ガスの前記燃焼装置への供給量を調節する調節弁と、前記燃焼装置よりも上流に配置され且つ前記可燃ガスの発熱量を測定する発熱量測定装置と、前記発熱量測定装置が測定した前記可燃ガスの発熱量に基づいて前記調節弁を制御する制御装置と、を備える。【０００７】
これにより、燃焼装置には、可燃ガスの発熱量に基づいて算出された適切な流量の助燃ガスが供給される。グランドフレアは、可燃ガスに適切な量の助燃ガスを混合できる。【０００８】
本開示のグランドフレアの望ましい態様として、前記燃焼装置よりも下流に配置され、燃焼した前記可燃ガスである燃焼後ガスのＣＯ濃度を測定するＣＯ測定装置を備え、前記制御装置は、前記ＣＯ測定装置が測定した前記燃焼後ガスのＣＯ濃度が所定の閾値以上である場合、前記助燃ガスの前記燃焼装置への供給量が多くなるように前記調節弁を制御する。【０００９】
制御装置において、可燃ガスの発熱量から必要な助燃ガス流量を算出するには所定の時間を要する。このため、算出された必要な助燃ガス流量が、実際に必要な助燃ガス流量に対してずれる可能性がある。この場合、燃焼装置に供給される混合ガスの発熱量が本来必要な発熱量に足りず、燃焼が不完全になることがある。これに対して本開示のグランドフレアにおいては、ＣＯ測定装置が測定する燃焼後ガスのＣＯ濃度が閾値以上の場合に、助燃ガスの燃焼装置への供給量が多くなる。このため、グランドフレアは、算出された必要な助燃ガス流量と、実際に必要な助燃ガス流量との間に乖離がある場合でも、燃焼装置における不完全燃焼を抑制できる。その結果、グランドフレアは、燃焼筒からのＣＯの排出を抑制できる。【００１０】
本開示のグランドフレアの望ましい態様として、前記燃焼装置よりも上流に配置され且つ液体を内蔵するシールドラムを備え、前記シールドラムは、液面よりも上側に配置され且つ上側に向かって断面積が小さくなる筒状の絞り部を備え、前記可燃ガス供給管は、前記シールドラムの液面よりも下側の位置で前記シールドラムに接続され、前記助燃ガス供給管は、前記シールドラムの液面よりも上側であり且つ前記絞り部よりも下側の位置で前記シールドラムに接続される。【００１１】
これにより、可燃ガス供給管からシールドラムに供給された可燃ガスは、気泡となって液面に向かって上昇する。そして、可燃ガスは、液面から上部に向かって噴出する。一方、助燃ガス供給管からシールドラムに供給された助燃ガスは、液面の上側に至る。流速が増加する絞り部よりも上流側に助燃ガスが供給されることによって、液面の上側で可燃ガスと助燃ガスとの混合が促進される。このため、グランドフレアは、燃焼装置における燃焼を安定させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本開示のグランドフレアによれば、可燃ガスに適切な量の助燃ガスを混合できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本実施形態の発電設備の模式図である。
【図２】図２は、本実施形態のグランドフレアの模式図である。
【図３】図３は、本実施形態のシールドラムの断面図である。
【図４】図４は、本実施形態の制御装置の模式図である。
【図５】図５は、本実施形態の可燃ガス流量と、可燃ガスを助燃ガスに換算した流量との関係を示すグラフである。
【図６】図６は、本実施形態の可燃ガス流量と、必要な助燃ガス流量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本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、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００１５】
（実施形態）
図１は、本実施形態の発電設備の模式図である。図２は、本実施形態のグランドフレアの模式図である。図３は、本実施形態のシールドラムの断面図である。図４は、本実施形態の制御装置の模式図である。図５は、本実施形態の可燃ガス流量と、可燃ガス流量を助燃ガスに換算した流量との関係を示すグラフである。図６は、本実施形態の可燃ガス流量と、必要な助燃ガス流量との関係を示すグラフである。
【００１６】
本実施形態の発電設備１００は、石炭ガス化複合発電設備である。石炭ガス化複合発電設備は、ＩＧＣＣ（Integrated  Coal  Gasification  Combined  Cycle）と呼ばれる。石炭ガス化複合発電設備は、石炭をガス化し、ガスによってガスタービンを回転させて発電する。さらに、石炭ガス化複合発電設備は、ガスタービンの排熱を使用して蒸気を生成し、蒸気タービンを回転させることによって発電する。
【００１７】
図１に示すように、発電設備１００は、給炭設備１０１と、空気分離設備１０５と、ガス化設備１０３と、チャー回収設備１０７と、ガス精製設備１０９と、タービン設備１１１と、排熱回収設備１１３と、グランドフレア３０と、第１開閉弁２１と、第２開閉弁２２と、を備える。
【００１８】
給炭設備１０１は、燃料としての微粉炭をガス化設備１０３に供給する設備である。給炭設備１０１は、石炭を細かく砕き、微粉炭を生成する。微粉炭は、ホッパーに送られる。
【００１９】
空気分離設備１０５は、空気を窒素と酸素に分離する設備である。空気分離設備１０５は、ＡＳＵ（Air  Separation  Unit）とも呼ばれる。空気分離設備１０５は、空気から分離した窒素を、給炭設備１０１のホッパーに送る。ホッパーの微粉炭は、窒素と共にガス化設備１０３へ送られる。また、空気分離設備１０５は、空気から分離した酸素をガス化設備１０３に送る。
【００２０】
ガス化設備１０３は、微粉炭をガス化する設備である。ガス化設備１０３は、微粉炭が供給されるガス化炉を備える。ガス化設備１０３のガス化炉の下部には、バーナーが配置される。ガス化設備１０３は、ガス化炉の下部で酸素と共に微粉炭を燃焼させる。ガス化炉において、熱によって微粉炭のガス化反応が生じる。これにより、石炭ガスが生成される。ガス化設備１０３で生成された石炭ガスには、チャーが含まれる。チャーは、石炭の未反応成分からなる固形物である。石炭ガスは、チャー回収設備１０７に送られる。
【００２１】
チャー回収設備１０７は、石炭ガスに含まれるチャーを分離する設備である。チャー回収設備１０７は、例えば、集塵装置としてサイクロン及びポーラスフィルタ等を備える。チャー回収設備１０７は、石炭ガスから分離したチャーをガス化設備１０３に戻す。チャーは、ガス化設備１０３で再利用される。一方、チャー回収設備１０７によってチャーを除去された石炭ガスは、ガス精製設備１０９に送られる。
【００２２】
ガス精製設備１０９は、石炭ガスから不純物を除去する設備である。ガス精製設備１０９は、石炭ガスを精製することによって、不純物を除去する。不純物は、例えば硫黄化合物又は窒素化合物等である。ガス精製設備１０９は、石炭ガスから、燃料として適した可燃ガスを生成する。ガス精製設備１０９で生成された可燃ガスは、タービン設備１１１に送られる。
【００２３】
タービン設備１１１は、ガス精製設備１０９で生成された可燃ガスを燃料として発電する設備である。タービン設備１１１において、ガスタービンが発電機と連結されている。可燃ガスによってガスタービンが回転することによって発電する。タービン設備１１１で生じる排ガスは、排熱回収設備１１３に送られる。
【００２４】
排熱回収設備１１３は、タービン設備１１１の排ガスが有する熱によって蒸気を生成する設備である。排熱回収設備１１３は、生成した蒸気によって、蒸気タービンを回転させる。蒸気タービンは、例えば、タービン設備１１１の発電機と連結されている。
【００２５】
グランドフレア３０は、発電設備１００の起動時に、可燃ガスを燃焼させる設備である。発電設備１００の起動時においては、タービン設備１１１の運転条件が整っていない。タービン設備１１１は、ガス精製設備１０９で生成された可燃ガスを受け入れられない。このため、発電設備１００の起動時において、ガス精製設備１０９で生成された可燃ガスは、タービン設備１１１ではなくグランドフレア３０に導かれ、グランドフレア３０において処理される。
【００２６】
図１に示すように、第１開閉弁２１は、ガス精製設備１０９とグランドフレア３０とを繋ぐ配管に配置される。第１開閉弁２１が開状態である時、可燃ガスがガス精製設備１０９からグランドフレア３０に流入する。第１開閉弁２１が閉状態である時、ガス精製設備１０９とグランドフレア３０との間の流れが遮断される。
【００２７】
図１に示すように、第２開閉弁２２は、ガス精製設備１０９とタービン設備１１１とを繋ぐ配管に配置される。第２開閉弁２２が開状態である時、可燃ガスがガス精製設備１０９からタービン設備１１１に流入する。第２開閉弁２２が閉状態である時、ガス精製設備１０９とタービン設備１１１との間の流れが遮断される。
【００２８】
発電設備１００の起動時において、第１開閉弁２１が開状態とされ、且つ第２開閉弁２２が閉状態とされる。これにより、ガス精製設備１０９で生成された可燃ガスは、グランドフレア３０に導かれる。タービン設備１１１の運転条件が整った後、第２開閉弁２２が開状態とされる。これにより、第１開閉弁２１を通過するガス精製設備１０９で生成された可燃ガス量は減少し、減少分がタービン設備１１１に導かれる。
【００２９】
図２に示すように、グランドフレア３０は、燃焼筒３１と、燃焼装置３２と、シールドラム３３と、助燃ガスタンク３７と、可燃ガス供給管８１と、助燃ガス供給管８５と、連結管８３と、調節弁８７と、発熱量測定装置３５と、第１流量計８２と、第２流量計８８と、ＣＯ測定装置３９と、制御装置４０と、を備える。
【００３０】
燃焼筒３１は、鉛直方向に延びる筒状の部材である。本実施形態の燃焼筒３１は、略円筒状に形成されている。燃焼装置３２は、燃焼筒３１の内部に配置される。燃焼装置３２は、燃焼筒３１の下部に配置される。燃焼装置３２は、複数のバーナーを備える。燃焼装置３２によって燃焼された可燃ガスは、燃焼筒３１の上部に向かって流れ、燃焼筒３１の上端から外部へ排出される。
【００３１】
図２に示すように、シールドラム３３は、燃焼装置３２よりも上流側に配置される。シールドラム３３は、液体として水を内蔵している。シールドラム３３は、水が貯留されたタンクである。シールドラム３３の水は、気体の逆流を抑制するために設けられる。本実施形態のシールドラム３３は、略円筒状に形成されている。シールドラム３３は、空気も内蔵している。すなわち、シールドラム３３は、水で満たされた部分と、空気で満たされた部分と、を含む。本実施形態のシールドラム３３において、液面は、シールドラム３３の鉛直方向の高さの中間よりも上側に配置されている。
【００３２】
図３に示すように、シールドラム３３は、本体部３３１と、底部３３３と、絞り部３３５と、を備える。本体部３３１は、水平面で切った断面積が一定である円筒状の部材である。底部３３３は、本体部３３１の下端部を塞ぐ部材である。絞り部３３５は、本体部３３１の上端部を塞ぐ部材である。絞り部３３５は、液面よりも上側に配置される。絞り部３３５は、水平面で切った断面積が上側に向かって小さくなる円錐状の部材である。
【００３３】
助燃ガスタンク３７は、助燃ガスを貯留する容器である。助燃ガスは、可燃ガスの燃焼を促進するガスである。本実施形態の助燃ガスは、液化石油ガス（Liquefied  Petroleum  Gas：ＬＰＧ）である。
【００３４】
可燃ガス供給管８１は、ガス精製設備１０９で生成された可燃ガスを、燃焼装置３２に向かって搬送する配管である。図２に示すように、第１開閉弁２１は、可燃ガス供給管８１に配置される。図３に示すように、可燃ガス供給管８１は、シールドラム３３の液面よりも下側の位置でシールドラム３３の底部３３３に接続される。可燃ガス供給管８１は、シールドラム３３の底部３３３の底面に接続される。可燃ガス供給管８１は、ガス精製設備１０９とシールドラム３３とを繋ぐ配管である。可燃ガスは、シールドラム３３の底部３３３の底面から水中に供給される。可燃ガスは、水中で気泡となって上昇する。
【００３５】
助燃ガス供給管８５は、助燃ガスタンク３７に貯留された助燃ガスを、燃焼装置３２に向かって搬送する配管である。図３に示すように、助燃ガス供給管８５は、シールドラム３３の液面よりも上側の位置でシールドラム３３の本体部３３１に接続される。助燃ガス供給管８５は、シールドラム３３の本体部３３１の側面に接続される。助燃ガス供給管８５は、シールドラム３３の絞り部３３５よりも下側（上流側）で本体部３３１に接続される。助燃ガス供給管８５は、助燃ガスタンク３７とシールドラム３３とを繋ぐ配管である。助燃ガスは、シールドラム３３の本体部３３１の側面から、シールドラム３３のうち気体で満たされた部分に供給される。
【００３６】
連結管８３は、シールドラム３３の混合ガス（可燃ガス及び助燃ガスが混合されたガス）を燃焼装置３２に向かって搬送する配管である。図３に示すように、連結管８３は、シールドラム３３の液面よりも上側の位置でシールドラム３３の絞り部３３５に接続される。連結管８３は、シールドラム３３の絞り部３３５の上面に接続される。連結管８３は、シールドラム３３と燃焼装置３２とを繋ぐ配管である。混合ガスは、シールドラム３３の絞り部３３５の上面から、燃焼装置３２に向かって搬送される。
【００３７】
図２に示すように、調節弁８７は、助燃ガス供給管８５に配置される。調節弁８７は、助燃ガス供給管８５における助燃ガスの流量を調節する。調節弁８７は、助燃ガスの燃焼装置３２への供給量を調節する。調節弁８７は、電磁弁である。調節弁８７の開度は、制御装置４０によって制御される。調節弁８７の開度が大きくなるにしたがって、シールドラム３３に流入する助燃ガスの流量が増加する。
【００３８】
図２に示すように、発熱量測定装置３５は、燃焼装置３２よりも上流に配置される。本実施形態において、発熱量測定装置３５は、シールドラム３３よりも上流に配置される。発熱量測定装置３５は、可燃ガス供給管８１に配置される。発熱量測定装置３５は、可燃ガスの発熱量を測定する装置である。本実施形態の発熱量測定装置３５は、可燃ガスのＣＯ濃度（一酸化炭素濃度）を測定するＣＯセンサを備える。発熱量測定装置３５は、ＣＯセンサで測定された可燃ガスのＣＯ濃度に基づいて、可燃ガスの発熱量を算出する。
【００３９】
第１流量計８２は、可燃ガス供給管８１に配置される。第１流量計８２は、可燃ガス供給管８１の可燃ガスの流量を測定する装置である。第２流量計８８は、助燃ガス供給管８５に配置される。第２流量計８８は、助燃ガス供給管８５の助燃ガスの流量を測定する装置である。第１流量計８２及び第２流量計８８は、例えば差圧式流量計である。第１流量計８２及び第２流量計８８は、検出した圧力に基づいて流量を算出する。なお、第１流量計８２及び第２流量計８８は、差圧式流量計に限定されず、他の方式の流量計であってもよい。
【００４０】
図２に示すように、ＣＯ測定装置３９は、燃焼装置３２よりも下流に配置される。ＣＯ測定装置３９は、燃焼筒３１の内部に配置される。ＣＯ測定装置３９は、燃焼装置３２で燃焼したガスである燃焼後ガスのＣＯ濃度を測定する。ＣＯ測定装置３９は、燃焼後ガスのＣＯ濃度を測定するＣＯセンサを備える。
【００４１】
マスバランス及び発熱量バランスに基づき、下記の式（１）から式（４）が成り立つ。Ｆ１は、可燃ガスの流量（Ｎｍ３／ｈ）である。Ｆ２は、助燃ガスの流量（Ｎｍ３／ｈ）である。Ｆｇは、混合ガス（可燃ガス及び助燃ガスが混合されたガス）の流量（Ｎｍ３／ｈ）である。λ１は、可燃ガスの発熱量（ＭＪ／Ｎｍ３）である。λ２は、助燃ガスの発熱量（ＭＪ／Ｎｍ３）であって、既知の値である。λｇは、混合ガスの発熱量（ＭＪ／Ｎｍ３）である。Ｃ１は、可燃ガスのＣＯ濃度（％）である。Ｃｇは、混合ガスのＣＯ濃度（％）である。Ｃ１，０は、可燃ガスの標準ＣＯ濃度（％）であって、既知の値である。λ１，０は、可燃ガスの標準発熱量（ＭＪ／Ｎｍ３）であって、既知の値である。ｋは、比例定数（ＭＪ／Ｎｍ３／％）であって、既知の値である。
【００４２】
【数１】
0006918968.tif 000002
【００４３】
【数２】
0006918968.tif 000003
【００４４】
【数３】
0006918968.tif 000004
【００４５】
【数４】
0006918968.tif 000005
【００４６】
上記の式のＦ１は、第１流量計８２で測定される流量である。Ｆ２は、第２流量計８８で測定される流量である。λ１は、発熱量測定装置３５で測定される発熱量である。発熱量測定装置３５は、例えば、比例定数（ｋ）を予め記憶している。発熱量測定装置３５は、ＣＯセンサで測定された可燃ガスのＣＯ濃度と、記憶した比例定数（ｋ）と、式（３）と、に基づいてλ１を算出する。
【００４７】
さらに、下記の式（５）から式（７）が成り立つ。λｇ＊は、混合ガスの目標発熱量（ＭＪ／Ｎｍ３）である。Ｆｇ＊は、混合ガスの予想流量（Ｎｍ３／ｈ）である。Ｆ２＊は、必要な助燃ガス流量（Ｎｍ３／ｈ）である。
【００４８】
【数５】
0006918968.tif 000006
【００４９】
【数６】
0006918968.tif 000007
【００５０】
【数７】
0006918968.tif 000008
【００５１】
図５は、可燃ガス流量と、可燃ガスを助燃ガスに換算した流量との関係の一例を示す。可燃ガスのＣＯ濃度によって、可燃ガスを助燃ガスに換算した流量が変化する。可燃ガスを助燃ガスに換算した流量と目標流量と差が、必要な助燃ガス流量である。目標流量は、目標とする発熱量を有する混合ガスを助燃ガスに換算した流量である。図６は、可燃ガス流量と、必要な助燃ガス流量との関係の一例を示す。可燃ガスのＣＯ濃度によって、必要な助燃ガス流量が変化する。
【００５２】
制御装置４０は、調節弁８７を制御する装置である。制御装置４０は、コンピュータである。制御装置４０は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）等のメモリと、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ等の記憶部と、を備える。制御装置４０の調節弁８７に対する制御は、ＣＰＵが演算プログラムをＲＡＭ等に読み出して情報を演算処理することにより実現される。
【００５３】
制御装置４０は、発熱量測定装置３５、第１流量計８２、第２流量計８８、及びＣＯ測定装置３９から受信した情報に基づいて、調節弁８７を制御する。図４に示すように、制御装置４０は、入力部４１と、記憶部４２と、必要流量算出部４３と、流量補正部４５と、調節弁制御部４４と、を備える。
【００５４】
入力部４１は、発熱量測定装置３５、第１流量計８２、第２流量計８８、及びＣＯ測定装置３９から情報を受信する。入力部４１が受信した情報は、記憶部４２に記憶される。また、記憶部４２は、必要な助燃ガス流量を算出するために必要な数値を予め記憶している。例えば、記憶部４２は、助燃ガスの発熱量（λ２）、可燃ガスの標準ＣＯ濃度（Ｃ１，０）、可燃ガスの標準発熱量（λ１，０）、混合ガスの目標発熱量（λｇ＊）、及びＣＯ濃度の閾値を記憶している。
【００５５】
必要流量算出部４３は、入力部４１が取得した情報と、記憶部４２に記憶された情報とに基づき、上述した式（６）によって必要な助燃ガス流量を算出する。
【００５６】
調節弁制御部４４は、必要流量算出部４３によって算出された必要な助燃ガス流量に基づき調節弁８７を制御する。これにより、助燃ガス供給管８５における助燃ガスの流量が、適切な流量に調節される。
【００５７】
流量補正部４５は、入力部４１が取得した情報と、記憶部４２に記憶された情報とに基づき、必要な助燃ガス流量を補正する。流量補正部４５は、ＣＯ測定装置３９で測定された燃焼後ガスのＣＯ濃度と、記憶部４２に記憶されたＣＯ濃度の閾値とを比較する。流量補正部４５は、燃焼後ガスのＣＯ濃度が閾値以上であるか否かを判定する。
【００５８】
流量補正部４５は、燃焼後ガスのＣＯ濃度が閾値以上である場合、助燃ガス供給管８５の流量が必要流量算出部４３によって算出された必要な助燃ガス流量よりも多くなるように、調節弁８７を制御する。例えば、流量補正部４５は、助燃ガス供給管８５の流量が必要な助燃ガス流量の１．２倍程度になるように、調節弁８７の開度を大きくする。このように、流量補正部４５は、燃焼後ガスのＣＯ濃度が閾値よりも高い場合、助燃ガスの燃焼装置３２への供給量が多くなるように調節弁８７を制御する。これにより、燃焼後ガスのＣＯ濃度が低下する。流量補正部４５は、燃焼後ガスのＣＯ濃度が閾値未満になるように調節弁８７を制御するといえる。
【００５９】
流量補正部４５は、燃焼後ガスのＣＯ濃度が閾値未満になった場合、助燃ガス供給管８５の流量が必要流量算出部４３によって算出された必要な助燃ガス流量になるように、調節弁８７を制御する。例えば、調節弁８７の開度が一度大きくされた後に、燃焼後ガスのＣＯ濃度が閾値未満になれば、流量補正部４５は、調節弁８７の開度を元に戻す。
【００６０】
なお、発熱量測定装置３５は、必ずしも可燃ガスのＣＯ濃度に基づいて発熱量を算出してなくてもよい。発熱量測定装置３５は、その他の方法で可燃ガスの発熱量を測定してもよい。また、グランドフレア３０は、必ずしもＣＯ測定装置３９を備えていなくてもよい。
【００６１】
助燃ガス供給管８５は、必ずしもシールドラム３３に接続されなくてもよい。例えば、助燃ガス供給管８５は、連結管８３に接続されていてもよい。また、助燃ガスは、必ずしも液化石油ガス（ＬＰＧ）でなくてもよく、可燃ガスの燃焼を促進することのできる気体であれば特に限定されない。
【００６２】
グランドフレア３０の上流に設けられるガス化設備１０３で使用される燃料は、必ずしも石炭から生成した微粉炭でなくてもよい。例えば、燃料は、木材、廃棄物等のバイオマス燃料であってもよい。グランドフレア３０は、必ずしもＩＧＣＣのガス精製設備１０９で生成される可燃ガスを燃焼させるための設備でなくてもよい。本実施形態のグランドフレア３０は、可燃ガスを燃焼させる必要が生じる設備に広く適用することができる。
【００６３】
以上で説明したように、本実施形態のグランドフレア３０は、燃焼筒３１と、燃焼装置３２と、可燃ガス供給管８１と、助燃ガス供給管８５と、調節弁８７と、発熱量測定装置３５と、制御装置４０と、を備える。燃焼装置３２は、燃焼筒３１の内部に配置される。可燃ガス供給管８１は、可燃ガスを燃焼装置３２に向かって搬送する。助燃ガス供給管８５は、可燃ガスの燃焼を促進する助燃ガスを燃焼装置３２に向かって搬送する。調節弁８７は、助燃ガスの燃焼装置３２への供給量を調節する。発熱量測定装置３５は、燃焼装置３２よりも上流に配置され且つ可燃ガスの発熱量を測定する。制御装置４０は、発熱量測定装置３５が測定した可燃ガスの発熱量に基づいて調節弁８７を制御する。
【００６４】
これにより、燃焼装置３２には、可燃ガスの発熱量に基づいて算出された適切な流量の助燃ガスが供給される。グランドフレア３０は、可燃ガスに適切な量の助燃ガスを混合できる。
【００６５】
本実施形態のグランドフレア３０は、ＣＯ測定装置３９を備える。ＣＯ測定装置３９は、燃焼装置３２よりも下流に配置され、燃焼した可燃ガスである燃焼後ガスのＣＯ濃度を測定する。制御装置４０は、ＣＯ測定装置３９が測定した燃焼後ガスのＣＯ濃度が所定の閾値以上である場合、助燃ガスの燃焼装置３２への供給量が多くなるように調節弁８７を制御する。
【００６６】
制御装置４０において、可燃ガスの発熱量から必要な助燃ガス流量を算出するには所定の時間を要する。このため、算出された必要な助燃ガス流量が、実際に必要な助燃ガス流量に対してずれる可能性がある。この場合、燃焼装置３２に供給される混合ガスの発熱量が本来必要な発熱量に足りず、燃焼が不完全になることがある。これに対して本実施形態のグランドフレア３０においては、ＣＯ測定装置３９が測定する燃焼後ガスのＣＯ濃度が閾値以上の場合に、助燃ガスの燃焼装置３２への供給量が多くなる。このため、グランドフレア３０は、算出された必要な助燃ガス流量と、実際に必要な助燃ガス流量との間に乖離がある場合でも、燃焼装置３２における不完全燃焼を抑制できる。その結果、グランドフレア３０は、燃焼筒３１からのＣＯの排出を抑制できる。
【００６７】
本実施形態のグランドフレア３０は、燃焼装置３２よりも上流に配置され且つ液体を内蔵するシールドラム３３を備える。シールドラム３３は、液面よりも上側に配置され且つ上側に向かって断面積が小さくなる筒状の絞り部３３５を備える。可燃ガス供給管８１は、シールドラム３３の液面よりも下側の位置でシールドラム３３に接続される。助燃ガス供給管８５は、シールドラム３３の液面よりも上側であり且つ絞り部３３５よりも下側の位置でシールドラム３３に接続される。
【００６８】
これにより、可燃ガス供給管８１からシールドラム３３に供給された可燃ガスは、気泡となって液面に向かって上昇する。そして、可燃ガスは、液面から上部に向かって噴出する。一方、助燃ガス供給管８５からシールドラム３３に供給された助燃ガスは、液面の上側に至る。流速が増加する絞り部３３５よりも上流側に助燃ガスが供給されることによって、可燃ガスと助燃ガスとの混合が促進される。このため、グランドフレア３０は、燃焼装置３２における燃焼を安定させることができる。
【符号の説明】
【００６９】
２１  第１開閉弁
２２  第２開閉弁
３０  グランドフレア
３１  燃焼筒
３２  燃焼装置
３３  シールドラム
３５  発熱量測定装置
３７  助燃ガスタンク
３９  ＣＯ測定装置
４０  制御装置
４１  入力部
４２  記憶部
４３  必要流量算出部
４４  調節弁制御部
４５  流量補正部
８１  可燃ガス供給管
８２  第１流量計
８３  連結管
８５  助燃ガス供給管
８７  調節弁
８８  第２流量計
１００  発電設備
１０１  給炭設備
１０３  ガス化設備
１０５  空気分離設備
１０７  チャー回収設備
１０９  ガス精製設備
１１１  タービン設備
１１３  排熱回収設備
３３１  本体部
３３３  底部
３３５  絞り部
【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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