JPS61233082A - 石炭ガス化複合発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は石炭ガス化複合発電装置く関し、特に石炭ガス
化炉で生成したガスをガスタービンに送〕、同ガスター
ビンを駆動させ、前記ガスタービンからの排ガスを排ガ
スボイラに送る石炭ガス化複合装置における石炭ガス化
炉への合目的な石炭、チャーの供給手段を備えた上記装
置に関する。

（従来の技術） 従来より、石炭ガス化炉で生成したガスをガスタービン
に送シ同ガスタービンを駆動させ、前記ガスタービンか
らの排ガスを排ガスボイラに送る石炭ガス化複合発電装
置は知られているが、該装置における石炭ガス化炉への
石炭、チャーの供給手段、同じくガス化剤である空気の
供給手段については、何んら合目的な方法は提案されて
いなかった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、石炭ガス化炉への合目的な石炭及びチャーの
供給手段、同じくガス化剤である空気などの合目的な供
給手段を備えた石炭ガス化複合発電装置を提供しようと
するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、■ガスタービンのコンプレッサからの空気か
ら有効な熱回収を行うと共に空気温度を大気温度近くま
で低減させ、石炭ガス化炉へ空気を供給するブースタコ
ンプレッサの動力を節減した点、■ガス化炉のコンバス
タの高温雰囲気を保つため、コンバスタ内に投入される
空気のみを空気加熱器で再加熱して石炭ガス化炉のガス
化効率を高めた点、石炭、チャー供給用空気を夫々制御
して石炭ガス化炉のガス化効率を高めた点を特徴とする
ものである。

すなわち本発明は石炭ガス化炉で生成したガスをガスタ
ービンに送シ同ガスタービンを駆動させ、前記ガスター
ビンからの排ガスを排ガスボイラに送る石炭ガス化複合
発電装置（おいて、前記ガスタービンのコンプレッサの
出口空気の一部を抽出して前記排ガスボイラの給水を加
熱する給水加熱器に導く管路を有し、前記給水加熱器の
空気出口をブースタコンプレッサの入口と連通させ、前
記ブースタコンプレッサの出口を空気加熱器の入口に連
通させ、前記空気加熱器の出口を前記石炭ガス化炉のコ
ンバスタ部と連通させ、前記ブースタコンプレッサから
の空気の一部を流量が調整されて微粉炭搬送用空気とし
て抽出する手段を設け、前記空気加熱器からの空気の一
部を流量が調整されてチャー搬送用空気として抽出する
手段を設けたととを特徴とする石炭ガス化複合発電装置
である。

なお本発明石炭ガス化複合装置の上記空気フローに加え
、酸素富化系統を設置すると褐炭などの低品位炭の使用
も可能となる。

以下、本発明の石炭ガス化複合発電装置の一実施態様を
第１図に示す。

図示省略のガスタービンコンプレツナ出口の空気１は圧
力的１５　ｋｇ　／　ａｙ？　Ｇ　ｓ温度約４００℃の
状態で送られてぐるが、後述する石炭ガス化炉の圧力は
２５〜３０に９１ｃＪＧ級であるため、ブースタコンプ
レッサ４で加圧しなければならない。

しかしながら、ブースタコンプレッサ４人口の空気温度
が高すぎると、コンプレッサ４の機械的な信頼性が損わ
れるとともに所要動力も増大す慝ので、ブースタコンプ
レッサ４人口においては大気温度に近い状態が好ましい
。

このため、給水加熱器２を設け、前記空気１を冷却させ
る。給水加熱器２の冷媒は任意のものが使用されるが、
図示省略の蒸気タービンのグランドコンデンサ出口の復
水（３０〜４０℃）で冷却し、加熱された復水（約１０
０℃）は図示省略の排ガスボイラのエコノマイザに送る
のが熱利用の観点から望ましい。給水加熱器２出口の復
水の温度は、より高く設定することもできるが、排ガス
ボイラにおけるガスと流体（復水）との熱交換を効果的
に行わさせるためにはできるだけ低い方が好ましいので
１００℃前後にするのがよい。

給水加熱器２の後流には二次冷却用（燃焼用）のクーラ
３が設けられ、更に空気を冷却し、空気の温度を大気温
度に近いものＫする。このクーラ３の冷媒も任意のもの
が用いられるが、プラント軸受冷却水を分岐して冷媒と
して用いるのが合目的である。なお給水加熱器２で空気
が十分低温になるならば、このクーラ３の設置は必要で
はない。

大気温度近くＫなった空気は、次にブースタコンプレッ
サ４で圧力的ｓ　ｏ　ｋｇ　／　ｔＪ　Ｇ　ｓ温°度１
４０〜１５０℃の状態にされる。この状態になった空気
の一部は続いて更に空気加熱器５１Ｃ導いて３００〜４
００℃に加熱され、他の一部は空気加熱器５を経ること
なく後述するように石炭用−次空気（石炭キャリヤー用
）１４として用いられる。

この空気加熱器５の熱媒は、何んでもよいが、図示省略
のタービンよ）の抽気を熱媒として用い、そのドレンは
これまた図示省略の排ガスボイラの低圧蒸気ドラムに送
るようＫすることが、装置全体の熱利用の立場から好ま
しい。

このように空気を１担冷却した後、ブーストアップして
更に加熱するの繻、前記したようＫ。

ブースタコンプレッサ４の信頼性確保と７ｍ要動力の低
減のほか、装置性能向上（復水、タービン抽気の利用）
及び石炭ガス化炉性能向上の総合的な考察の結果である
。

空気加熱器５出口の空気は、流量計６、調整弁７、コン
トローラ８よシなる制御系を通り、更にそのうちの一部
は流量計９、調整弁１０、コントローラ１１及びノズル
元弁１２を経て、石炭ガス化炉１３の後述するコンバス
タ４４に二次空気１５として送られ、他の一部はチャー
用−次空気１６として分岐され流量計１７、調整弁１８
、コントローラ１９を経て後述するようにチャーをキャ
リーして石炭ガス化炉１３のコンバスタ４４に送られる
。

石炭用−次空気１４は、比較的量も、少なく、また高温
である必要性も少ないので空気加熱器５は経ずくいブー
スタコンプレツナ４出口よシ分岐して、一部は石炭ガス
化炉１３のコンバスタ４４への石炭搬送用として流量計
２０、調整弁２１、コントローラ２２を経て後述するよ
うに石炭をキャリヤーしてコンバスタ４４に送うれ、他
の一部は流量計２３、調整弁２４、コントローラ２５を
経て後述するよ５に石炭をキャリーして石炭ガス化炉１
３のディフューザ４５に送られる。

二次空気１５のラインと併行に１石炭ガス化炉起動用空
気系統２６が設けられ、起動時には弁２７を経て石炭ガ
ス化炉１３のコンバスタ４４に投入され、流量計２８、
調整弁２９、コントローラ３Ωを経て供給される起動用
燃料の燃焼用空気として使用される。

又、二次空気１５のライン上には、点線で示した１５′
のラインを設置し、と＼から酸素を供給して二次空気を
酸素富化空気とすることも好ましい態様である。

石炭ガス化炉１３から発生し捕集されたチャー（リサイ
クルチャー）は、計量ホッパ３１に１担貯蔵され、ゲー
ト弁３２、ロータリフイダ３３を経てミキサ３４に到シ
、前記のチャー用−次空気１６にキャリーされて石炭ガ
ス化炉１３のコンバスタ４４に供給される。

コンバスタ４４用石炭は、計量ホッパ３５、ゲート弁３
６、ロータリフィダ３７を経てミキｆ−３８に到夛、前
記の石炭用−次空気ｊ４１ｆ、キャリーされて石炭ガス
化炉１３のコンバスタ４４に供給される。

又、ディフューザ用石炭は、計量ホッパ３９、ゲート弁
４０．ロータリフイダ４１を経てミキサ４２に到シ、前
記の石炭用−次空気１４にキャリーされて石炭ガス化炉
１３のディフューザ４５に供給される。

石炭ガス化炉１３は、水冷壁４３で囲まれ、内部が下部
よシコンバスタ４４、ディフューザ４５、レダクタ４６
よシなるガス化炉本体が耐力容器４８中に設置された構
造である。

コンバスタ４４はζ＼に石炭の一部、循環チャー及び空
気又は酸素が投入され、高温状態（１４００〜１８００
℃）に維持され、灰の溶融排出を行わせるとともに上部
でのガス化に必要な熱を供給する機能をもっている。

ディフューザ４５は、と＼に残シの石炭が投入され、そ
れを乾留するとともに、ガスの均一な混合、流れの平均
化を行わせる機能をもっている。

レダクタ４６は炭素粒のガス化及びガスの冷却性わせる
機能をもっている。発生したチャーは図示省略の捕集器
で捕集され、前記のコンバスタ４４に再投入されるよう
になっている。

コンバスタ４４の下部には、図示省略のウォータシール
を介して灰ホッパ４７が設けられ、流下した溶融したス
ラグは、と＼で水冷され水冷スラグとして外部に排出さ
れる。

水冷壁４３には、図示省略の冷却水入口管寄から冷却水
が供給され、水冷壁を水冷するようにしている。

レダクタ４６出口には図示省略の熱交換器が設置され、
ガスを所定温度（約４００℃）ｔで冷却するとともに有
効な熱回収を行うようＫしである。

そして、ガス化炉全体は圧力容器４８内に収容され、炉
内と圧力容器４８との間の空間部に図示省略の差圧検出
器によって制御される弁の作用によって不活性ガスが注
入され、差圧が制御されるように構成することを好まし
い態様とする。

（本発明の効果） （１）　　プラントの高信頼性への寄与が大きい。

ブースタコンプレッサ入口の空気を、有効に熱回収をは
かシながら冷却し、大気温度に近づけるととくよって信
頼性の高いコンプレッサの選定が可能となる。

（２）　　ガス化炉運転操作性の向上 石炭ガス化炉への二次空気、チャー用−次空気、微粉炭
用の一次空気の確実な供給と制御を行うことによシ安定
したガス化炉の運転を行うことが可能となる。

そのほか、第１図のフローに関して好ましい態様として
言及した手段を採用すると、（３）　　ガスタービンコ
ンプレッサ出口空気顕熱の水側への有効な回収、ブース
タコンプレッサの動力節減、蒸気タービン抽気使用によ
る空気加熱などによシブラントの高性能化に寄与すると
ころが大きい。

試算例では送電端出力５２１ＭＷの発電プラン）におい
て、発電端プラント効率４６％以上、送電端プラント効
率４３％以上（ガスタービン燃焼器出口温度１３００℃
の場合）が得られる。

（４）二次空気系に酸素富化を行うことによ）、燃料供
給系の一次空気に影響を及ぼさず、低品位炭等のガス化
を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の石炭ガス化複合発電−一の一実施態様
のフローを示す。 復代理人　　内　１）　　明 復代理人　　萩　原　亮　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 石炭ガス化炉で生成したガスをガスタービンに送り同ガ
   スタービンを駆動させ、前記ガスタービンからの排ガス
   を排ガスボイラに送る石炭ガス化複合発電装置において
   、前記ガスタービンのコンプレツサの出口空気の一部を
   抽出して前記排ガスボイラの給水を加熱する給水加熱器
   に導く管路を有し、前記給水加熱器の空気出口をブース
   タコンプレツサの入口と連通させ、前記ブースタコンプ
   レツサの出口を空気加熱器の入口に連通させ、前記空気
   加熱器の出口を前記石炭ガス化炉のコンバスタ部と連通
   させ、前記ブースタコンプレツサからの空気の一部を流
   量が調整されて微粉炭搬送用空気として抽出する手段を
   設け、前記空気加熱器からの空気の一部を流量が調整さ
   れてチヤー搬送用空気として抽出する手段を設けたこと
   を特徴とする石炭ガス化複合発電装置。