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特開2024-173487ガス化炉設備、ガス化複合発電設備及びガス化炉設備の運転方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024173487
(43)【公開日】2024-12-12
(54)【発明の名称】ガス化炉設備、ガス化複合発電設備及びガス化炉設備の運転方法
(51)【国際特許分類】
C10J 3/48 20060101AFI20241205BHJP
C10J 3/46 20060101ALI20241205BHJP
【ＦＩ】
C10J3/48
C10J3/46 H
【審査請求】未請求
【請求項の数】23
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023091933
(22)【出願日】2023-06-02
(71)【出願人】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000785
【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】高島 竜平
(72)【発明者】
【氏名】山下 健一
(72)【発明者】
【氏名】川▲崎▼ 康平
(72)【発明者】
【氏名】吉田 章悟
(72)【発明者】
【氏名】武田 茂賢
(57)【要約】
【課題】ガス化炉の酸素比の上昇を抑制してガス化炉に生じる熱疲労及び腐食を抑制することができるガス化炉設備を提供する。
【解決手段】ガス化炉を備えるガス化炉設備であって、制御装置は、（ａ）燃料供給ラインの第１位置と燃料供給ラインにおける第１位置より下流側の第２位置との差圧、（ｂ）ガス化炉に炭素含有固体燃料を供給する燃料ホッパを切り替えるための切替信号、又は（ｃ）ガス化炉に供給する炭素含有固体燃料の流量の設定値と燃料供給ラインにおける炭素含有固体燃料の実流量を演算した実流量演算値との差分、の何れかに基づいて、コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御する。
【選択図】図４
【解決手段】ガス化炉を備えるガス化炉設備であって、制御装置は、（ａ）燃料供給ラインの第１位置と燃料供給ラインにおける第１位置より下流側の第２位置との差圧、（ｂ）ガス化炉に炭素含有固体燃料を供給する燃料ホッパを切り替えるための切替信号、又は（ｃ）ガス化炉に供給する炭素含有固体燃料の流量の設定値と燃料供給ラインにおける炭素含有固体燃料の実流量を演算した実流量演算値との差分、の何れかに基づいて、コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御する。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
炭素含有固体燃料と酸化剤とを用いて可燃性ガスを生成するためのガス化炉と、
前記ガス化炉に前記炭素含有固体燃料を供給する燃料供給ラインと、
前記ガス化炉のコンバスタ部に前記酸化剤を供給するための酸化剤供給ラインと、
前記酸化剤供給ラインに設けられ、前記ガス化炉の前記コンバスタ部へ供給する前記酸化剤の流量であるコンバスタ酸化剤流量を調整するためのコンバスタ酸化剤流量調整装置と、
制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
（ａ）前記燃料供給ラインの第１位置と前記燃料供給ラインにおける前記第１位置より下流側の第２位置との差圧、（ｂ）前記ガス化炉に前記炭素含有固体燃料を供給する燃料ホッパを切り替えるための切替信号、又は（ｃ）前記ガス化炉に供給する前記炭素含有固体燃料の流量の設定値と前記燃料供給ラインにおける前記炭素含有固体燃料の実流量を演算した実流量演算値との差分、の何れかに基づいて、前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成された、ガス化炉設備。
前記ガス化炉に前記炭素含有固体燃料を供給する燃料供給ラインと、
前記ガス化炉のコンバスタ部に前記酸化剤を供給するための酸化剤供給ラインと、
前記酸化剤供給ラインに設けられ、前記ガス化炉の前記コンバスタ部へ供給する前記酸化剤の流量であるコンバスタ酸化剤流量を調整するためのコンバスタ酸化剤流量調整装置と、
制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
（ａ）前記燃料供給ラインの第１位置と前記燃料供給ラインにおける前記第１位置より下流側の第２位置との差圧、（ｂ）前記ガス化炉に前記炭素含有固体燃料を供給する燃料ホッパを切り替えるための切替信号、又は（ｃ）前記ガス化炉に供給する前記炭素含有固体燃料の流量の設定値と前記燃料供給ラインにおける前記炭素含有固体燃料の実流量を演算した実流量演算値との差分、の何れかに基づいて、前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成された、ガス化炉設備。
【請求項2】
前記制御装置は、前記燃料供給ラインにおける前記第１位置と前記第２位置との前記差圧が閾値を下回った場合に、前記コンバスタ酸化剤流量を減少させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成された、請求項１に記載のガス化炉設備。
【請求項3】
前記コンバスタ部には、前記酸化剤と前記燃料供給ラインから供給された前記炭素含有固体燃料とを混合するバーナが設けられており、
前記バーナは、フローノズルを含み、
前記第１位置は、前記バーナにおける前記フローノズルの上流側の位置であり、前記第２位置は、前記バーナにおける前記フローノズルの下流側の位置である、請求項２に記載のガス化炉設備。
前記バーナは、フローノズルを含み、
前記第１位置は、前記バーナにおける前記フローノズルの上流側の位置であり、前記第２位置は、前記バーナにおける前記フローノズルの下流側の位置である、請求項２に記載のガス化炉設備。
【請求項4】
前記制御装置は、前記ガス化炉の目標圧力に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量の第１指令値を算出するように構成され、
前記制御装置は、前記燃料供給ラインにおける前記第１位置と前記第２位置との前記差圧が前記閾値を下回った場合に、前記第１指令値に負の補正値を加算した第２指令値を算出し、前記第２指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成された、請求項２に記載のガス化炉設備。
前記制御装置は、前記燃料供給ラインにおける前記第１位置と前記第２位置との前記差圧が前記閾値を下回った場合に、前記第１指令値に負の補正値を加算した第２指令値を算出し、前記第２指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成された、請求項２に記載のガス化炉設備。
【請求項5】
前記制御装置は、前記燃料供給ラインにおける前記第１位置と前記第２位置との前記差圧が閾値を上回った場合に、前記第１指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成された、請求項４に記載のガス化炉設備。
【請求項6】
前記制御装置は、前記燃料供給ラインにおける前記第１位置と前記第２位置との前記差圧が前記閾値を下回った場合に、前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を前記第２指令値に基づいて所定時間制御し、前記所定時間の経過後に前記第１指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成された、請求項４に記載のガス化炉設備。
【請求項7】
前記制御装置は、前記燃料供給ラインにおける前記第１位置と前記第２位置との前記差圧が前記閾値を下回った場合に、前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を前記第２指令値に基づいて制御し、前記制御装置は、前記燃料供給ラインにおける前記第１位置と前記第２位置との前記差圧が前記閾値を上回った場合に、前記第１指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成された、請求項４に記載のガス化炉設備。
【請求項8】
前記ガス化炉のリダクタ部又は前記ガス化炉のスラグホッパに前記酸化剤を供給するためのリダクタ等酸化剤供給ラインと、
前記ガス化炉の前記リダクタ部又は前記スラグホッパへ供給する前記酸化剤の流量であるリダクタ等酸化剤流量を調整するリダクタ等酸化剤流量調整装置と、
を更に備え、
前記制御装置は、前記燃料供給ラインにおける前記第１位置と前記第２位置との前記差圧が前記閾値を下回った場合に、前記コンバスタ酸化剤流量を減少させるとともに前記リダクタ等酸化剤流量を増加させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置及び前記リダクタ等酸化剤流量調整装置を制御する、請求項２に記載のガス化炉設備。
前記ガス化炉の前記リダクタ部又は前記スラグホッパへ供給する前記酸化剤の流量であるリダクタ等酸化剤流量を調整するリダクタ等酸化剤流量調整装置と、
を更に備え、
前記制御装置は、前記燃料供給ラインにおける前記第１位置と前記第２位置との前記差圧が前記閾値を下回った場合に、前記コンバスタ酸化剤流量を減少させるとともに前記リダクタ等酸化剤流量を増加させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置及び前記リダクタ等酸化剤流量調整装置を制御する、請求項２に記載のガス化炉設備。
【請求項9】
前記制御装置は、前記燃料供給ラインにおける前記第１位置と前記第２位置との前記差圧が前記閾値を下回った場合に、前記ガス化炉への酸化剤の流量を減少させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御する、請求項２に記載のガス化炉設備。
【請求項10】
前記制御装置は、前記切替信号を検出した場合に、前記コンバスタ酸化剤流量を減少させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御する、請求項１に記載のガス化炉設備。
【請求項11】
前記制御装置は、前記ガス化炉の目標圧力に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量の第１指令値を算出するように構成され、
前記制御装置は、前記切替信号を検出した場合に、前記第１指令値に負の補正値を加算した第２指令値を算出し、前記第２指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成された、請求項１０に記載のガス化炉設備。
前記制御装置は、前記切替信号を検出した場合に、前記第１指令値に負の補正値を加算した第２指令値を算出し、前記第２指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成された、請求項１０に記載のガス化炉設備。
【請求項12】
前記制御装置は、前記切替信号を検出しない場合に、前記第１指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成された、請求項１１に記載のガス化炉設備。
【請求項13】
前記制御装置は、前記切替信号を検出した場合に、前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を前記第２指令値に基づいて所定時間制御し、所定時間の経過後に前記第１指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成された、請求項１１に記載のガス化炉設備。
【請求項14】
前記ガス化炉のリダクタ部又は前記ガス化炉のスラグホッパに前記酸化剤を供給するためのリダクタ等酸化剤供給ラインと、
前記ガス化炉の前記リダクタ部又は前記スラグホッパへ供給する前記酸化剤の流量であるリダクタ等酸化剤流量を調整するリダクタ等酸化剤流量調整装置と、
を更に備え、
前記制御装置は、前記切替信号を検出した場合に、前記コンバスタ酸化剤流量を減少させるとともに前記リダクタ等酸化剤流量を増加させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置及び前記リダクタ等酸化剤流量調整装置を制御する、請求項１０に記載のガス化炉設備。
前記ガス化炉の前記リダクタ部又は前記スラグホッパへ供給する前記酸化剤の流量であるリダクタ等酸化剤流量を調整するリダクタ等酸化剤流量調整装置と、
を更に備え、
前記制御装置は、前記切替信号を検出した場合に、前記コンバスタ酸化剤流量を減少させるとともに前記リダクタ等酸化剤流量を増加させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置及び前記リダクタ等酸化剤流量調整装置を制御する、請求項１０に記載のガス化炉設備。
【請求項15】
前記制御装置は、前記切替信号を検出した場合に、前記ガス化炉への酸化剤の流量を減少させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御する、請求項１０に記載のガス化炉設備。
【請求項16】
前記制御装置は、前記炭素含有固体燃料の流量の前記設定値と前記実流量演算値との前記差分が閾値を下回った場合に、前記コンバスタ酸化剤流量を減少させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御する、請求項１に記載のガス化炉設備。
【請求項17】
前記制御装置は、前記ガス化炉の目標圧力に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量の第１指令値を算出するように構成され、
前記制御装置は、前記炭素含有固体燃料の流量の前記設定値と前記実流量演算値との前記差分が前記閾値を下回った場合に、前記第１指令値に負の補正値を加算した第２指令値を算出し、前記第２指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成された、請求項１６に記載のガス化炉設備。
前記制御装置は、前記炭素含有固体燃料の流量の前記設定値と前記実流量演算値との前記差分が前記閾値を下回った場合に、前記第１指令値に負の補正値を加算した第２指令値を算出し、前記第２指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成された、請求項１６に記載のガス化炉設備。
【請求項18】
前記制御装置は、前記炭素含有固体燃料の流量の前記設定値と前記実流量演算値との前記差分が閾値を上回った場合に、前記第１指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成された、請求項１７に記載のガス化炉設備。
【請求項19】
前記制御装置は、前記炭素含有固体燃料の流量の前記設定値と前記実流量演算値との前記差分が前記閾値を下回った場合に、前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を前記第２指令値に基づいて所定時間制御し、所定時間経過後に前記第１指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成された、請求項１７に記載のガス化炉設備。
【請求項20】
前記ガス化炉のリダクタ部又は前記ガス化炉のスラグホッパに前記酸化剤を供給するためのリダクタ等酸化剤供給ラインと、
前記ガス化炉の前記リダクタ部又は前記スラグホッパへ供給する前記酸化剤の流量であるリダクタ等酸化剤流量を調整するリダクタ等酸化剤流量調整装置と、
を更に備え、
前記制御装置は、前記炭素含有固体燃料の流量の前記設定値と前記実流量演算値との前記差分が前記閾値を下回った場合に、前記コンバスタ酸化剤流量を減少させるとともに前記リダクタ等酸化剤流量を増加させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置及び前記リダクタ等酸化剤流量調整装置を制御する、請求項１７に記載のガス化炉設備。
前記ガス化炉の前記リダクタ部又は前記スラグホッパへ供給する前記酸化剤の流量であるリダクタ等酸化剤流量を調整するリダクタ等酸化剤流量調整装置と、
を更に備え、
前記制御装置は、前記炭素含有固体燃料の流量の前記設定値と前記実流量演算値との前記差分が前記閾値を下回った場合に、前記コンバスタ酸化剤流量を減少させるとともに前記リダクタ等酸化剤流量を増加させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置及び前記リダクタ等酸化剤流量調整装置を制御する、請求項１７に記載のガス化炉設備。
【請求項21】
前記制御装置は、前記炭素含有固体燃料の流量の前記設定値と前記実流量演算値との前記差分が前記閾値を下回った場合に、前記ガス化炉への酸化剤の流量を減少させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御する、請求項１６に記載のガス化炉設備。
【請求項22】
請求項１乃至２１の何れか１項に記載のガス化炉設備と、
前記ガス化炉で生成した生成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た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／または前記蒸気タービンの回転駆動に連結された発電機と、
を備える、ガス化複合発電設備。
前記ガス化炉で生成した生成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た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／または前記蒸気タービンの回転駆動に連結された発電機と、
を備える、ガス化複合発電設備。
【請求項23】
ガス化炉設備の運転方法であって、
前記ガス化炉設備は、
炭素含有固体燃料と酸化剤とを用いて可燃性ガスを生成するためのガス化炉と、
前記ガス化炉に前記炭素含有固体燃料を供給する燃料供給ラインと、
前記ガス化炉のコンバスタ部に前記酸化剤を供給するための酸化剤供給ラインと、
前記酸化剤供給ラインに設けられ、前記ガス化炉の前記コンバスタ部へ供給する前記酸化剤の流量であるコンバスタ酸化剤流量を調整するためのコンバスタ酸化剤流量調整装置と、
を備え、
前記運転方法は、
（ａ）前記燃料供給ラインの第１位置と前記燃料供給ラインにおける前記第１位置より下流側の第２位置との差圧、（ｂ）前記ガス化炉に前記炭素含有固体燃料を供給する燃料ホッパを切り替えるための切替信号、又は（ｃ）前記ガス化炉に供給する前記炭素含有固体燃料の流量の設定値と前記燃料供給ラインにおける前記炭素含有固体燃料の実流量を演算した実流量演算値との差分、の何れかに基づいて、前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するステップを備える、ガス化炉設備の運転方法。
前記ガス化炉設備は、
炭素含有固体燃料と酸化剤とを用いて可燃性ガスを生成するためのガス化炉と、
前記ガス化炉に前記炭素含有固体燃料を供給する燃料供給ラインと、
前記ガス化炉のコンバスタ部に前記酸化剤を供給するための酸化剤供給ラインと、
前記酸化剤供給ラインに設けられ、前記ガス化炉の前記コンバスタ部へ供給する前記酸化剤の流量であるコンバスタ酸化剤流量を調整するためのコンバスタ酸化剤流量調整装置と、
を備え、
前記運転方法は、
（ａ）前記燃料供給ラインの第１位置と前記燃料供給ラインにおける前記第１位置より下流側の第２位置との差圧、（ｂ）前記ガス化炉に前記炭素含有固体燃料を供給する燃料ホッパを切り替えるための切替信号、又は（ｃ）前記ガス化炉に供給する前記炭素含有固体燃料の流量の設定値と前記燃料供給ラインにおける前記炭素含有固体燃料の実流量を演算した実流量演算値との差分、の何れかに基づいて、前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するステップを備える、ガス化炉設備の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ガス化炉設備、ガス化複合発電設備及びガス化炉設備の運転方法に関する。
【背景技術】
【0002】
炉内で燃料灰をスラグとして溶融処理するガス化炉では、微粉炭やバイオマス、廃棄物やチャー等が燃料として供給ホッパ等から搬送され、バーナにて周囲から空気又は酸素が投入されることで燃焼による高温雰囲気の確立と、理論酸素比以下の雰囲気でのガス化反応が進行される。上記反応が進行するガス化炉は、一般に周囲を水冷管から成る周壁管で構成される。また、その表面は耐火材もしくは連続流下してくる溶融スラグで通常は覆われている。
【0003】
ガス化反応させるために固体燃料量と酸素量の比率は理論酸素比よりも低い条件となるよう設定されガス化炉に通気される。しかし、それら固体燃料の搬送過程（ホッパからの排出、ストレーナの通過、分岐部や昇り／下り配管の通過等）や制御弁挙動、途中投入されるガス、分岐、供給ホッパ側の状態変化(保有量、切替)等により、比率が経時的に変化しうる。上記の燃料量と酸素量の比率が非定常的に変化することで、ガス化炉の酸素比が変動し、ガス温度が高い状態と低い状態を繰り返し変動することが生じうる。ガス温度が極端に高い状態に達すると、周壁水冷管に熱負荷変動とそれに伴う熱応力が生じ、管の損傷に繋がる可能性がある。また、水冷管の表面には、運転初期や安定条件下では溶融スラグや耐火材が強固に保持されているが、酸素比が変動してガス温度が高い状態となると、これらの一部が溶け出して薄くなったり、剥離及び脱落したりすることで、上記熱応力及び腐食の進行が顕著になる可能性がある。
【0004】
燃料搬送系統の流量調節弁によって流量を安定化させる必要があるが、制御対象である燃料流量自体は密度のバラつきを含んだ微粉燃料という固気二層流の物質であり、この燃料流量を燃料流量調節弁だけで一定に保つことは困難である。
【0005】
特許文献１には、負荷変動に対してガス化炉出口ガス温度の変動を抑えて安定したスラグ排出を維持することを目的とした、石炭ガス化装置の自己学習ファジィ制御方法が開示されている。具体的には、石炭と酸素を供給してガスを生成する石炭ガス化装置の制御方法であって、所定の酸素／石炭比に基づき石炭供給量デマンドに対する酸素供給量デマンドを求め、該酸素供給量デマンドを、ガス化炉出口ガス温度と該出口ガス温度設定値との間の偏差及び該偏差の変化率を用いて自己学習ファジィ制御器により補正して、ガス化炉に供給する酸素量を決定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２００２－１４６３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献１に記載の方法では、ガス化炉出口ガス温度と該出口ガス温度設定値との間の偏差及び該偏差の変化率に基づいてガス化炉に供給する酸素量を決定しているため、ガス化炉内の酸素比が上昇してガス温度が高い状態となってからガス化炉に供給する酸素量を減少させる制御を行うこととなる。このため、溶融スラグ等の剥離及び脱落を抑制する効果は限定的であり、ガス化炉に生じる熱疲労や腐食を抑制する効果も限定的である。
【0008】
上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態は、ガス化炉の酸素比の上昇を抑制してガス化炉に生じる熱疲労及び腐食を抑制することができるガス化炉設備、ガス化複合発電設備及びガス化炉設備の運転方法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】
上記目的を達成するため、本開示の少なくとも一実施形態に係るガス化炉設備は、
炭素含有固体燃料と酸化剤とを用いて可燃性ガスを生成するためのガス化炉と、
前記ガス化炉に前記炭素含有固体燃料を供給する燃料供給ラインと、
前記ガス化炉のコンバスタ部に前記酸化剤を供給するための酸化剤供給ラインと、
前記酸化剤供給ラインに設けられ、前記ガス化炉のコンバスタ部へ供給する前記酸化剤の流量であるコンバスタ酸化剤流量を調整するためのコンバスタ酸化剤流量調整装置と、
制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
（ａ）前記燃料供給ラインの第１位置と前記燃料供給ラインにおける前記第１位置より下流側の第２位置との差圧、（ｂ）前記ガス化炉に前記炭素含有固体燃料を供給する燃料ホッパを切り替えるための切替信号、又は（ｃ）前記ガス化炉に供給する前記炭素含有固体燃料の流量の設定値と前記燃料供給ラインにおける前記炭素含有固体燃料の実流量を演算した実流量演算値との差分、の何れかに基づいて、前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成され。
炭素含有固体燃料と酸化剤とを用いて可燃性ガスを生成するためのガス化炉と、
前記ガス化炉に前記炭素含有固体燃料を供給する燃料供給ラインと、
前記ガス化炉のコンバスタ部に前記酸化剤を供給するための酸化剤供給ラインと、
前記酸化剤供給ラインに設けられ、前記ガス化炉のコンバスタ部へ供給する前記酸化剤の流量であるコンバスタ酸化剤流量を調整するためのコンバスタ酸化剤流量調整装置と、
制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
（ａ）前記燃料供給ラインの第１位置と前記燃料供給ラインにおける前記第１位置より下流側の第２位置との差圧、（ｂ）前記ガス化炉に前記炭素含有固体燃料を供給する燃料ホッパを切り替えるための切替信号、又は（ｃ）前記ガス化炉に供給する前記炭素含有固体燃料の流量の設定値と前記燃料供給ラインにおける前記炭素含有固体燃料の実流量を演算した実流量演算値との差分、の何れかに基づいて、前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成され。
【発明の効果】
【0010】
本開示の少なくとも一実施形態によれば、ガス化炉の酸素比の上昇を抑制してガス化炉に生じる熱疲労及び腐食を抑制することができるガス化炉設備、ガス化複合発電設備及びガス化炉設備の運転方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本開示の一実施形態に係るガス化炉１０１を適用した石炭ガス化複合発電設備１０の概略構成図である。
【図6】比較形態におけるコンバスタ部１１６のメタル温度、コンバスタ部１１６のメタル温度、コンバスタ部１１６の酸素比、コンバスタ空気流量、コンバスタ部１１６の微粉燃料流量、及び、差圧ΔＰの時系列変化を示している。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【0013】
以下、本開示の一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本開示の一実施形態に係るガス化炉１０１を適用した石炭ガス化複合発電設備１０の概略構成図である。
以降の説明では、上方とは鉛直上側の方向を、上部や上面などの“上”とは鉛直上側の部分を示している。また同様に“下”とは鉛直下側の部分を示すものであり、鉛直方向は厳密ではなく誤差を含むものである。
以降の説明では、上方とは鉛直上側の方向を、上部や上面などの“上”とは鉛直上側の部分を示している。また同様に“下”とは鉛直下側の部分を示すものであり、鉛直方向は厳密ではなく誤差を含むものである。
【0014】
（石炭ガス化複合発電設備）
本実施形態に係るガス化炉１０１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、空気を主とする酸化剤として用いており、ガス化炉１０１において、燃料から可燃性ガス（生成ガス）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、ガス化炉１０１で生成した生成ガスを、ガス精製設備１６で精製して燃料ガスとした後、ガスタービン１７に供給して発電を行っている。すなわち、実施形態１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。なお、本実施形態では空気燃焼方式として説明するが、酸素を主とする酸化剤を用いる酸素燃焼方式（酸素吹き）としても良い。ガス化炉１０１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。
本実施形態に係るガス化炉１０１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、空気を主とする酸化剤として用いており、ガス化炉１０１において、燃料から可燃性ガス（生成ガス）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、ガス化炉１０１で生成した生成ガスを、ガス精製設備１６で精製して燃料ガスとした後、ガスタービン１７に供給して発電を行っている。すなわち、実施形態１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。なお、本実施形態では空気燃焼方式として説明するが、酸素を主とする酸化剤を用いる酸素燃焼方式（酸素吹き）としても良い。ガス化炉１０１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。
【0015】
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、給炭設備１１と、ガス化炉１０１と、チャー回収設備１５と、ガス精製設備１６と、ガスタービン１７と、蒸気タービン１８と、発電機１９と、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ：Heat Recovery Steam Generator）２０とを備えている。
【0016】
給炭設備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、石炭を石炭ミル（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燃料を製造する。給炭設備１１で製造された微粉燃料は、給炭ライン１１ａ出口で、後述する空気分離設備４２から供給される搬送用イナートガスとしての窒素ガスによって加圧されて、ガス化炉１０１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体積％以下に制限されるものではない。
【0017】
ガス化炉１０１は、給炭設備１１で製造された微粉燃料が供給されると共に、チャー回収設備１５で回収されたチャー（微粉燃料の未反応分と灰分）をエネルギーとして再利用する目的として供給されている。
【0018】
また、ガス化炉１０１には、ガスタービン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１７で圧縮された圧縮空気の一部が昇圧機６８で所定圧力に昇圧されてガス化炉１０１に供給可能となっている。空気分離設備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によって空気分離設備４２と給炭設備１１からの給炭ライン１１ａとが接続された後、燃料供給ライン１２としてガス化炉１０１と接続されている。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もチャー回収設備１５からのチャー戻しライン４６が接続された後、チャー供給ライン１３としてガス化炉１０１に接続されている。更に、空気分離設備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、空気分離設備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、空気分離設備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、ガス化炉１０１において酸化剤（空気、酸素）として利用される。
【0019】
ガス化炉１０１は、例えば、２段噴流床形式で構成されており、内部に供給された微粉燃料およびチャーを酸化剤（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とする。なお、ガス化炉１０１は、石炭や灰分（石炭灰）などを外部に排出する異物除去設備４８が設けられている。そして、このガス化炉１０１には、チャー回収設備１５に向けて生成ガスを供給する第１生成ガスライン４９が接続されており、チャーを含む生成ガスが排出可能となっている。この場合、第１生成ガスライン４９に不図示のシンガスクーラ（ガス冷却器）を設けることで、生成ガスを所定温度まで冷却してからチャー回収設備１５に供給してもよい。
【0020】
チャー回収設備１５は、集塵装置５１と供給ホッパ５２とを備えている。この場合、集塵装置５１は、１つまたは複数のサイクロンやポーラスフィルタにより構成され、ガス化炉１０１で生成された生成ガスに含有するチャーを分離することができる。そして、チャーが分離された生成ガスは、第２生成ガスライン５３を通してガス精製設備１６に送られる。供給ホッパ５２は、集塵装置５１で生成ガスから分離されたチャーを貯留するものである。なお、集塵装置５１と供給ホッパ５２との間にビンを配置し、このビンに複数の供給ホッパ５２を接続するように構成してもよい。そして、供給ホッパ５２からのチャー戻しライン４６が第２窒素供給ライン４５に接続されている。
【0021】
ガス精製設備１６は、チャー回収設備１５によりチャーが分離された生成ガスに対して、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、ガス精製設備１６は、生成ガスを精製して燃料ガスを製造し、これをガスタービン１７に供給する。なお、チャーが分離された生成ガス中には硫黄化合物（Ｈ２Ｓなど）が含まれているため、ガス精製設備１６では、アミン吸収液などによって硫黄化合物を除去回収して、石膏等として有効利用する。
【0022】
ガスタービン１７は、圧縮機６１、燃焼器６２、タービン６３を備えており、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、ガス精製設備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１７は、圧縮機６１からガス化炉１０１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の一部とガス精製設備１６から供給された燃料ガスの少なくとも一部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を回転させることで発電機１９を回転駆動させる。
【0023】
蒸気タービン１８は、ガスタービン１７の回転軸６４に連結されるタービン６９を備えており、発電機１９は、この回転軸６４の基端部に連結されている。なお、蒸気タービン１８とガスタービン１７は同一軸として１つの発電機１９を回転駆動しなくてもよく、別の軸として複数の発電機を回転駆動させても良い。排熱回収ボイラ２０は、ガスタービン１７（タービン６３）からの排ガスライン７０が接続されており、排熱回収ボイラ２０への給水とタービン６３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。
【0024】
そして、排熱回収ボイラ２０は、蒸気タービン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給水ライン７２が設けられ、給水ライン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、ガス化炉１０１の不図示のシンガスクーラで生成ガスと熱交換して生成された蒸気を含んでもよい。従って、蒸気タービン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。そして、排熱回収ボイラ２０の出口から煙突７５までには、排気ガス浄化設備７４を備えている。
【0025】
ここで、本実施形態の石炭ガス化複合発電設備１０の動作について説明する。
【0026】
本実施形態の石炭ガス化複合発電設備１０において、給炭設備１１に原炭（石炭）が供給されると、石炭は、給炭設備１１において細かい粒子状に粉砕されることで微粉燃料となる。給炭設備１１で製造された微粉燃料は、空気分離設備４２から第１窒素供給ライン４３を流通して供給される窒素により燃料供給ライン１２を流通してガス化炉１０１に供給される。
【0027】
また、後述するチャー回収設備１５で回収されたチャーが、空気分離設備４２から第２窒素供給ライン４５を流通して供給される窒素によりチャー供給ライン１３を流通してガス化炉１０１に供給される。更に、後述するガスタービン１７から抽気された圧縮空気が昇圧機６８で昇圧された後、空気分離設備４２から供給される酸素と共に圧縮空気供給ライン４１を通してガス化炉１０１に供給される。
【0028】
ガス化炉１０１では、供給された微粉燃料及びチャーが圧縮空気（酸素）により燃焼し、微粉燃料及びチャーがガス化することで、生成ガスを生成する。そして、この生成ガスは、ガス化炉１０１から第１生成ガスライン４９を通って排出され、チャー回収設備１５に送られる。
【0029】
このチャー回収設備１５にて、生成ガスは、まず、集塵装置５１に供給されることで、生成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生成ガスは、第２生成ガスライン５３を通してガス精製設備１６に送られる。一方、生成ガスから分離した微粒のチャーは、供給ホッパ５２に堆積され、チャー戻しライン４６を通ってガス化炉１０１に戻されてリサイクルされる。
【0030】
チャー回収設備１５によりチャーが分離された生成ガスは、ガス精製設備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。圧縮機６１が圧縮空気を生成して燃焼器６２に供給する。この燃焼器６２は、圧縮機６１から供給される圧縮空気と、ガス精製設備１６から供給される燃料ガスを燃焼することで燃焼ガスを生成する。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を介して圧縮機６１及び発電機１９を回転駆動する。このようにして、ガスタービン１７は発電を行うことができる。
【0031】
そして、排熱回収ボイラ２０は、ガスタービン１７におけるタービン６３から排出された排ガスと排熱回収ボイラ２０への給水とで熱交換を行うことにより蒸気を生成し、この生成した蒸気を蒸気タービン１８に供給する。蒸気タービン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。なお、ガスタービン１７と蒸気タービン１８は同一軸として１つの発電機１９を回転駆動しなくてもよく、別の軸として複数の発電機を回転駆動しても良い。
【0032】
その後、排気ガス浄化設備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、浄化された排気ガスが煙突７５から大気へ放出される。
【0033】
（ガス化炉設備）
図２は、図１に示した石炭ガス化複合発電設備１０におけるガス化炉１０１及びその周囲の構成の一例を示す図であり、一実施形態に係るガス化炉設備４０を示している。図２に示すように、石炭ガス化複合発電設備１０は、上述した給炭設備１１、ガス化炉１０１及びチャー回収設備１５とともに、制御装置３８を備えており、給炭設備１１、ガス化炉１０１、チャー回収設備１５及び制御装置３８は、ガス化炉設備４０を構成する。以下、図２に示すガス化炉設備４０の各構成について説明する。
図２は、図１に示した石炭ガス化複合発電設備１０におけるガス化炉１０１及びその周囲の構成の一例を示す図であり、一実施形態に係るガス化炉設備４０を示している。図２に示すように、石炭ガス化複合発電設備１０は、上述した給炭設備１１、ガス化炉１０１及びチャー回収設備１５とともに、制御装置３８を備えており、給炭設備１１、ガス化炉１０１、チャー回収設備１５及び制御装置３８は、ガス化炉設備４０を構成する。以下、図２に示すガス化炉設備４０の各構成について説明する。
【0034】
（給炭設備）
図２に示すように、給炭設備１１は、微粉燃料ビン２４、及び複数の燃料ホッパ２５１～２５３を備える。
図２に示すように、給炭設備１１は、微粉燃料ビン２４、及び複数の燃料ホッパ２５１～２５３を備える。
【0035】
給炭設備１１は、石炭（原炭）を不図示の石炭ミルなどで粉砕することで、細かい粒子状に粉砕した微粉燃料を製造し、製造された微粉燃料は微粉燃料ビン２４に一旦貯留される。図示する例では、複数の燃料ホッパ２５１～２５３は、微粉燃料ビン２４に接続される３つの燃料ホッパ２５１，２５２，２５３を含み、微粉燃料ビン２４との圧力差を利用して微粉燃料ビン２４から微粉燃料を供給される。３つの燃料ホッパ２５１，２５２，２５３の各々は、ガス化炉１０１との圧力差を利用して燃料供給ライン１２を介してガス化炉１０１に微粉燃料を供給可能に構成されている。
【0036】
（ガス化炉）
図２に示すように、ガス化炉１０１は、鉛直方向に延びて形成されており、鉛直方向の下方側に微粉燃料及び酸素が供給され、部分燃焼させてガス化した生成ガスが鉛直方向の下方側から上方側に向かって流通している。ガス化炉１０１は、圧力容器１１０と、圧力容器１１０の内部に設けられるガス化炉壁（炉壁）１１１とを有している。
図２に示すように、ガス化炉１０１は、鉛直方向に延びて形成されており、鉛直方向の下方側に微粉燃料及び酸素が供給され、部分燃焼させてガス化した生成ガスが鉛直方向の下方側から上方側に向かって流通している。ガス化炉１０１は、圧力容器１１０と、圧力容器１１０の内部に設けられるガス化炉壁（炉壁）１１１とを有している。
【0037】
そして、ガス化炉１０１は、圧力容器１１０とガス化炉壁１１１との間の空間にアニュラス部１１５を形成している。また、ガス化炉１０１は、ガス化炉壁１１１内部の空間１５４において、鉛直方向の下方側（つまり、生成ガスの流通方向の上流側）から順に、コンバスタ部１１６、ディフューザ部１１７、リダクタ部１１８を形成している。
【0038】
圧力容器１１０は、内部が中空空間となる筒形状に形成され、上端部にガス排出口が形成される一方、下端部（底部）にスラグホッパ１２２が形成されている。ガス化炉壁１１１は、内部が中空空間となる筒形状に形成され、その外壁面が圧力容器１１０の内壁面と対向して設けられている。
【0039】
ガス化炉壁１１１は、圧力容器１１０の内部を内部空間１５４と外部空間（アニュラス部１１５）に分離する。ガス化炉壁１１１は、横断面形状がコンバスタ部１１６とリダクタ部１１８との間のディフューザ部１１７で変化する形状とされている。ガス化炉壁１１１は、鉛直上方側となるその上端部が、圧力容器１１０のガス排出口に接続され、鉛直下方側となるその下端部が圧力容器１１０の底部と隙間を空けて設けられている。そして、圧力容器１１０の底部に形成されるスラグホッパ１２２には、貯留水が溜められており、ガス化炉壁１１１の下端部が貯留水に浸水することで、ガス化炉壁１１１の内外を封止している。ガス化炉壁１１１には、各種バーナが挿入されている。
【0040】
コンバスタ部１１６は、本実施形態では、コンバスタ部１１６におけるガス化炉壁１１１には、炉内上方側から順に設けられた、例えば、複数のチャーバーナ１２５、複数のコンバスタ系微粉燃料バーナ１２６が設けられ、コンバスタより下方にある起動用燃焼室には不図示の複数のスラグ溶融バーナ、点火トーチ及び軽油バーナからなる燃焼装置が配置されている。スラグ溶融バーナは、生成された固化スラグを溶融するためのものである。スラグ溶融バーナの先端は、固化したスラグを溶融除去するために使用される。複数の点火トーチ及び軽油バーナは、ガス化炉１０１の起動に使用されるものである。コンバスタ部１１６で微粉燃料及びチャーの一部を燃焼した高温の燃焼ガスは、ディフューザ部１１７を通過してリダクタ部１１８に流入する。
【0041】
リダクタ部１１８は、ガス化反応に必要な高温状態に維持されコンバスタ部１１６からの燃焼ガスに微粉燃料を供給し部分酸化燃焼させて、微粉燃料をガス化し分解することによって揮発分（一酸化炭素、水素、低級炭化水素等）である生成ガスを生成する空間となっており、リダクタ部１１８におけるガス化炉壁１１１には、複数のリダクタ系微粉燃料バーナ（バーナ）１２７からなる燃焼装置が配置されている。
【0042】
ガス化炉１０１には、ガス化炉１０１の内部の圧力（図示する例ではガス化炉壁１１１の内部の圧力）を計測するための圧力計１１９が設けられている。
（燃料供給ライン）
図２に示すように、燃料供給ライン１２は、複数の上流側燃料ライン部１２ａ１～１２ａ３、合流部１２ｂ、中間ライン部１２ｃ、分岐部１２ｄ、コンバスタ側燃料ライン部１２ｅ及びリダクタ側燃料ライン部１２ｆを含む。
（燃料供給ライン）
図２に示すように、燃料供給ライン１２は、複数の上流側燃料ライン部１２ａ１～１２ａ３、合流部１２ｂ、中間ライン部１２ｃ、分岐部１２ｄ、コンバスタ側燃料ライン部１２ｅ及びリダクタ側燃料ライン部１２ｆを含む。
【0043】
複数の上流側燃料ライン部１２ａ１，１２ａ２，１２ａ３の上流端は、それぞれ、複数の燃料ホッパ２５１，２５２，２５３に接続している。複数の上流側燃料ライン部１２ａ１，１２ａ２，１２ａ３の下流端は合流部１２ｂを介して中間ライン部１２ｃの上流端に接続している。中間ライン部１２ｃの下流端は分岐部１２ｄを介してコンバスタ側燃料ライン部１２ｅの上流端及びリダクタ側燃料ライン部１２ｆの上流端に接続している。
【0044】
上流側燃料ライン部１２ａ１には、燃料ホッパ２５１からの微粉燃料の排出量を調整する排出弁２６１が設けられており、上流側燃料ライン部１２ａ２には、燃料ホッパ２５２からの微粉燃料の排出量を調整する排出弁２６２が設けられており、上流側燃料ライン部１２ａ３には、燃料ホッパ２５３からの微粉燃料の排出量を調整する排出弁２６３が設けられている。
【0045】
複数の排出弁２６１～２６３は、ガス化炉１０１に微粉燃料を供給する燃料ホッパ２５１～２５３を切り替え可能な切替装置２７を構成する。切替装置２７は、後述の制御装置３８からの切替信号Ｓｃに基づいて、複数の排出弁２６１～２６３の開閉状態を切り替えて複数の燃料ホッパ２５１～２５３のうち選択された燃料ホッパのみをガス化炉１０１に連通させることにより、ガス化炉１０１に微粉燃料を供給する燃料ホッパ２５１～２５３を切り替えるように構成されている。
【0046】
コンバスタ側燃料ライン部１２ｅには、燃料供給ライン１２からコンバスタ系微粉燃料バーナ１２６を介してコンバスタ部１１６に供給する微粉燃料の流量を調整可能な燃料流量調整弁２８が設けられている。リダクタ側燃料ライン部１２ｆには、燃料供給ライン１２からリダクタ系微粉燃料バーナ１２７を介してリダクタ部１１８に供給する微粉燃料の流量を調整可能な燃料流量調整弁２９が設けられている。燃料流量調整弁２８及び燃料流量調整弁２９は、燃料供給ライン１２からガス化炉１０１へ供給する燃料の流量（ガス化炉１０１への微粉燃料の供給量）である燃料流量Ｆを調整するための燃料流量調整装置３６を構成する。
【0047】
コンバスタ側燃料ライン部１２ｅを通った微粉燃料は、複数のコンバスタ系微粉燃料バーナ１２６を介してガス化炉１０１のコンバスタ部１１６に供給される。リダクタ側燃料ライン部１２ｆを通った微粉燃料は、複数のリダクタ系微粉燃料バーナ１２７を介してガス化炉１０１のリダクタ部１１８に供給される。
【0048】
（圧縮空気供給ライン）
図２に示すように、酸化剤供給ラインとしての圧縮空気供給ライン４１は、上流側空気ライン部４１ａ、分岐部４１ｂ、コンバスタ側空気ライン部４１ｃ及びチャー供給側空気ライン部４１ｄを含む。
図２に示すように、酸化剤供給ラインとしての圧縮空気供給ライン４１は、上流側空気ライン部４１ａ、分岐部４１ｂ、コンバスタ側空気ライン部４１ｃ及びチャー供給側空気ライン部４１ｄを含む。
【0049】
上流側空気ライン部４１ａの下流端は、分岐部４１ｂを介してコンバスタ側空気ライン部４１ｃの上流端及びチャー供給側空気ライン部４１ｄの上流端にそれぞれ接続しており、コンバスタ側空気ライン部４１ｃの下流端はコンバスタ系微粉燃料バーナ１２６に接続している。チャー供給側空気ライン部４１ｄの下流端はチャーバーナ１２５に接続している。したがって、圧縮空気供給ライン４１は、コンバスタ側空気ライン部４１ｃ及びコンバスタ系微粉燃料バーナ１２６を介してコンバスタ部１１６に圧縮空気を供給し、チャー供給側空気ライン部４１ｄ及びチャーバーナ１２５を介してコンバスタ部１１６に圧縮空気を供給する。
【0050】
コンバスタ側燃料ライン部１２ｅからコンバスタ系微粉燃料バーナ１２６に供給された微粉燃料は、コンバスタ系微粉燃料バーナ１２６でコンバスタ側空気ライン部４１ｃから供給される空気と混合されてコンバスタ部１１６で部分燃焼する。チャー供給ライン１３からチャーバーナ１２５に供給されたチャーは、チャーバーナ１２５でチャー供給側空気ライン部４１ｄから供給される空気と混合されてコンバスタ部１１６で部分燃焼する。
【0051】
コンバスタ側空気ライン部４１ｃには、圧縮空気供給ライン４１からコンバスタ系微粉燃料バーナ１２６を介してコンバスタ部１１６に供給する空気（酸化剤）の流量を調整可能な空気流量調整弁５４（酸化剤流量調整弁）が設けられている。チャー供給側空気ライン部４１ｄには、圧縮空気供給ライン４１からチャーバーナ１２５を介してコンバスタ部１１６に供給する空気（酸化剤）の流量を調整可能な空気流量調整弁５５（酸化剤流量調整弁）が設けられている。空気流量調整弁５４及び空気流量調整弁５５は、圧縮空気供給ライン４１からコンバスタ部１１６へ供給する空気の流量であるコンバスタ空気流量（以下、単に「コンバスタ空気流量」と記載する。）を調整するためのコンバスタ空気流量調整装置５６（コンバスタ酸化剤流量調整装置）を構成する。
【0052】
（制御装置）
制御装置３８は、ガス化炉１０１の要求負荷を示すガス化炉負荷指令に基づいて燃料流量調整装置３６及びコンバスタ空気流量調整装置５６を制御する。ガス化炉負荷指令は、例えばガス化炉１０１の目標圧力及び発電機１９の出力デマンド等に基づいて制御装置３８が算出した値であってもよいし、制御装置３８の外部から与えられた値（例えば操作者によって設定された値等）であってもよい。また、ガス化炉負荷指令は、例えばガス化炉１０１の目標圧力と圧力計１１９によって計測したガス化炉１０１の内部の圧力との偏差に応じて設定された値であってもよい。
制御装置３８は、ガス化炉１０１の要求負荷を示すガス化炉負荷指令に基づいて燃料流量調整装置３６及びコンバスタ空気流量調整装置５６を制御する。ガス化炉負荷指令は、例えばガス化炉１０１の目標圧力及び発電機１９の出力デマンド等に基づいて制御装置３８が算出した値であってもよいし、制御装置３８の外部から与えられた値（例えば操作者によって設定された値等）であってもよい。また、ガス化炉負荷指令は、例えばガス化炉１０１の目標圧力と圧力計１１９によって計測したガス化炉１０１の内部の圧力との偏差に応じて設定された値であってもよい。
【0053】
制御装置３８は、ガス化炉負荷指令が大きくなるにつれて、燃料流量調整弁２８，２９の各々の弁開度を大きくして燃料供給ライン１２からガス化炉１０１のコンバスタ部１１６へ供給する微粉燃料の流量を大きくする。また、制御装置３８は、ガス化炉負荷指令が大きくなるにつれて、空気流量調整弁５４の弁開度を大きくして圧縮空気供給ライン４１からコンバスタ部１１６へ供給する空気の流量を大きくする。制御装置３８の機能の詳細については後述する。制御装置３８は、燃料供給ライン１２からガス化炉１０１へ供給する微粉燃料の流量の指令値Ｆｃをガス化炉負荷指令に基づいて決定し、決定した指令値Ｆｃに基づいて燃料流量調整弁２８，２９の各々の弁開度を制御する。また、制御装置３８は、コンバスタ空気流量の指令値Ａｃ１（第１指令値）をガス化炉負荷指令に基づいて決定し、決定した指令値Ａｃ１に基づいて空気流量調整弁５４，５５の各々の弁開度を制御する。
【0054】
図３は、図２に示した制御装置３８のハードウェア構成の一例を示す図である。
図３に示すように、制御装置３８は、例えばプロセッサ７６、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）７７、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）７８、ＨＤＤ （Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）７９、入力Ｉ／Ｆ８０、及び出力Ｉ／Ｆ８１を含み、これらがバス８２を介して互いに接続されたコンピュータを用いて構成される。また制御装置３８は、制御装置３８の各機能を実現するプログラムをコンピュータが実行することにより構成される。以下で説明する制御装置３８における各部の機能は、例えばＲＯＭ７８に保持されるプログラムをＲＡＭ７７にロードしてプロセッサ７６で実行するとともに、ＲＡＭ７７やＲＯＭ７８におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。制御装置３８を構成するハードウェアは、１つの場所に集約されていてもよいし、複数の場所に分散して設けられていてもよい。
図３に示すように、制御装置３８は、例えばプロセッサ７６、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）７７、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）７８、ＨＤＤ （Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）７９、入力Ｉ／Ｆ８０、及び出力Ｉ／Ｆ８１を含み、これらがバス８２を介して互いに接続されたコンピュータを用いて構成される。また制御装置３８は、制御装置３８の各機能を実現するプログラムをコンピュータが実行することにより構成される。以下で説明する制御装置３８における各部の機能は、例えばＲＯＭ７８に保持されるプログラムをＲＡＭ７７にロードしてプロセッサ７６で実行するとともに、ＲＡＭ７７やＲＯＭ７８におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。制御装置３８を構成するハードウェアは、１つの場所に集約されていてもよいし、複数の場所に分散して設けられていてもよい。
【0055】
（燃料供給ラインの２つの位置の差圧に基づく制御）
図４は、図２に示したガス化炉設備４０の詳細構成の一例を示す図である。
幾つかの実施形態では、例えば図４に示すように、制御装置３８は、燃料供給ライン１２の第１位置ｓ１と燃料供給ライン１２における第１位置ｓ１より下流側の第２位置ｓ２との差圧に基づいてコンバスタ空気流量調整装置５６（より詳細には空気流量調整弁５４及び空気流量調整弁５５の各々の弁開度）を制御することにより、圧縮空気供給ライン４１からコンバスタ部１１６へ供給する空気の流量であるコンバスタ空気流量を調整する。
図４は、図２に示したガス化炉設備４０の詳細構成の一例を示す図である。
幾つかの実施形態では、例えば図４に示すように、制御装置３８は、燃料供給ライン１２の第１位置ｓ１と燃料供給ライン１２における第１位置ｓ１より下流側の第２位置ｓ２との差圧に基づいてコンバスタ空気流量調整装置５６（より詳細には空気流量調整弁５４及び空気流量調整弁５５の各々の弁開度）を制御することにより、圧縮空気供給ライン４１からコンバスタ部１１６へ供給する空気の流量であるコンバスタ空気流量を調整する。
【0056】
図４に示す例示的形態では、コンバスタ系微粉燃料バーナ１２６は、フローノズル１３０を含み、上記第１位置ｓ１は、コンバスタ系微粉燃料バーナ１２６におけるフローノズル１３０の上流側の位置であり、上記第２位置ｓ２は、コンバスタ系微粉燃料バーナ１２６におけるフローノズル１３０の下流側の位置である。図４に示すガス化炉設備４０は、コンバスタ系微粉燃料バーナ１２６の内部におけるフローノズル１３０の上流側の第１位置ｓ１の圧力Ｐ１を計測する圧力計９０と、コンバスタ系微粉燃料バーナ１２６の内部におけるフローノズル１３０の下流側の第２位置ｓ２の圧力Ｐ２を計測する圧力計９２とを含む。
【0057】
図４に示す例示的形態では、制御装置３８は、圧力計９０によって計測した圧力Ｐ１と圧力計９２によって計測した圧力Ｐ２との差圧ΔＰ（＝Ｐ１－Ｐ２）が閾値ΔＰｔｈを下回った場合に、コンバスタ酸化剤流量を減少させるように、コンバスタ空気流量調整装置５６を制御する。具体的には、制御装置３８は、上記差圧ΔＰが閾値ΔＰｔｈを下回った場合に、空気流量調整弁５４及び空気流量調整弁５５の少なくとも一方の開度を減少させる（空気流量調整弁５４及び空気流量調整弁５５の少なくとも一方を閉じる方向に制御する）。制御装置３８は、上記差圧ΔＰが閾値ΔＰｔｈを下回った場合に、空気流量調整弁５４の開度を維持したまま空気流量調整弁５５の弁開度を減少させてもよいし、空気流量調整弁５５の開度を維持したまま空気流量調整弁５４の弁開度を減少させてもよいし、空気流量調整弁５５の開度及び空気流量調整弁５４の弁開度の両方を減少させてもよい。また、上記閾値ΔＰｔｈは、例えば図１に示したガス化複合発電設備１０の発電デマンド（すなわち発電機１９の出力デマンド）やガス化炉１０１の目標圧力等に応じて変化する値であってもよく、制御装置３８は、例えばガス化複合発電設備１０の発電デマンドが大きくなるにつれて閾値ΔＰｔｈを大きくしてもよいし、ガス化炉１０１の目標圧力が大きくなるにつれて閾値ΔＰｔｈを大きくしてもよい。
【0058】
図５は、図４に示した構成における制御装置３８の制御の一例を示すフロー図である。
図５に示すように、Ｓ１０１において、制御装置３８は、ガス化炉１０１の目標圧力及び発電機１９の出力デマンドに基づいてガス化炉負荷指令を算出し、ガス化炉負荷指令に基づいてコンバスタ空気流量の第１指令値Ａｃ１を算出する。すなわち、制御装置３８は、ガス化炉１０１の目標圧力及び発電機１９の出力デマンドに基づいてコンバスタ空気流量の第１指令値Ａｃ１を算出する。
図５に示すように、Ｓ１０１において、制御装置３８は、ガス化炉１０１の目標圧力及び発電機１９の出力デマンドに基づいてガス化炉負荷指令を算出し、ガス化炉負荷指令に基づいてコンバスタ空気流量の第１指令値Ａｃ１を算出する。すなわち、制御装置３８は、ガス化炉１０１の目標圧力及び発電機１９の出力デマンドに基づいてコンバスタ空気流量の第１指令値Ａｃ１を算出する。
【0059】
Ｓ１０２ａにおいて、制御装置３８は、上記差圧ΔＰが閾値ΔＰｔｈを下回ったか否かを判定する。Ｓ１０２ａにおいて、上記差圧ΔＰがΔ閾値Ｐｔｈを下回っていないと判定した場合には、Ｓ１０３において、制御装置３８は、Ｓ１０１で算出した第１指令値Ａｃ１に基づいて、コンバスタ空気流量調整装置５６を制御する。Ｓ１０３において、制御装置３８は、例えば、第１指令値Ａｃ１が示すコンバスタ空気流量に１未満の所定の比率ｒ１をかけて得られる空気流量に基づいて空気流量調整弁５４の弁開度を制御し、第１指令値Ａｃ１が示すコンバスタ空気流量に１未満の所定の比率ｒ２（例えばｒ２＝１－ｒ１）をかけて得られる空気流量に基づいて空気流量調整弁５５の弁開度を制御してもよい。
【0060】
Ｓ１０２ａにおいて、上記差圧ΔＰが閾値ΔＰｔｈを下回っていると判定した場合には、Ｓ１０４において、制御装置３８は、Ｓ１０１で算出した第１指令値Ａｃ１に負の値を有する補正値αを加算した第２指令値Ａｃ２を算出する。すなわち、Ｓ１０４において、制御装置３８は、下記式（ａ）に基づいて、コンバスタ空気流量の第２指令値Ａｃ２を算出する。
Ａｃ２＝Ａｃ１＋α ・・・（ａ）
ここで、αはα＜０を満たし、制御装置３８は、差圧ΔＰが０に近づくにつれて補正値αの絶対値が大きくなるように補正値αを算出してもよい。
Ａｃ２＝Ａｃ１＋α ・・・（ａ）
ここで、αはα＜０を満たし、制御装置３８は、差圧ΔＰが０に近づくにつれて補正値αの絶対値が大きくなるように補正値αを算出してもよい。
【0061】
Ｓ１０５において、制御装置３８は、第２指令値Ａｃ２に基づいてコンバスタ空気流量調整装置５６を制御する。制御装置３８は、例えば、第２指令値Ａｃ２が示すコンバスタ空気流量に１未満の所定の比率ｒ１をかけて得られる空気流量に基づいて空気流量調整弁５４の弁開度を制御し、第２指令値Ａｃ２が示す空気流量に１未満の所定の比率ｒ２（例えばｒ２＝１－ｒ１）をかけて得られる空気流量に基づいて空気流量調整弁５５の弁開度を制御してもよい。
【0062】
なお、制御装置３８は、差圧ΔＰが閾値ΔＰｔｈを下回った場合に、第２指令値Ａｃ２に基づいてコンバスタ空気流量調整装置５６を所定時間制御し、該所定時間の経過後に第１指令値Ａｃ１に基づいてコンバスタ空気流量調整装置５６を制御してもよい。また、制御装置３８は、差圧ΔＰが閾値ΔＰｔｈを下回った場合に、差圧ΔＰが閾値ΔＰｔｈを上回るまで、第２指令値Ａｃ２に基づいてコンバスタ空気流量調整装置５６を制御し、差圧ΔＰが閾値ΔＰｔｈを上回った場合に、第１指令値Ａｃ１に基づいてコンバスタ空気流量調整装置５６を制御してもよい。
【0063】
ここで、図４及び図５を用いて説明した実施形態の作用効果について、比較形態との対比に基づいて説明する。比較形態の基本的な構成は図４に示した構成と同一であるが、比較形態では、制御装置３８は、上記差圧ΔＰによらずに第１指令値Ａｃ１に基づいてコンバスタ空気流量を制御し、第２指令値Ａｃ２に基づくコンバスタ空気流量の制御は行わない。
【0064】
図６は、比較形態におけるコンバスタ部１１６のメタル温度、コンバスタ部１１６の酸素比、コンバスタ空気流量、コンバスタ部１１６の微粉燃料流量、及び、差圧ΔＰの時系列変化を示している。図７は、図４及び図５を用いて説明した実施形態におけるコンバスタ部１１６のメタル温度、コンバスタ部１１６の酸素比、コンバスタ空気流量、コンバスタ部１１６の微粉燃料流量、及び、差圧ΔＰの時系列変化を示している。
【0065】
図６に示すように、比較形態では、コンバスタ部１１６への微粉燃料の流量が一時的に落ち込む期間（例えば時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間及び時刻ｔ５から時刻ｔ６までの期間）では、コンバスタ部１１６の酸素比が上昇してメタル温度が高くなる。また、図６に示すように、比較形態では、コンバスタ部１１６への微粉燃料の流量が一時的に落ち込む期間において、差圧ΔＰが閾値ΔＰｔｈを下回っているものの、コンバスタ空気流量は、上述の第１指令値Ａｃ１に基づいて制御されている。
【0066】
これに対し、図７に示すように、上記実施形態では、コンバスタ部１１６への微粉燃料の流量が一時的に落ち込む期間（例えば時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間及び時刻ｔ５から時刻ｔ６までの期間）では、差圧ΔＰｔｈが閾値ΔＰｔｈを下回っているため、制御装置３８が微粉燃料の一時的な落ち込みを検知してコンバスタ空気流量を減少させている。このため、比較形態と比較して、差圧ΔＰｔｈが閾値ΔＰｔｈを下回っている期間において、コンバスタ部１１６の酸素比の変動（酸素比の上振れ）が抑制され、コンバスタ部１１６の内部のガス温度の上昇が抑制されてコンバスタ部１１６のメタル温度の上昇が抑制される。したがって、ガス化炉１０１の内壁に付着した溶融スラグの剥離及び脱落を抑制し、ガス化炉１０１に生じる熱疲労及び腐食を抑制することができる。
【0067】
また、図４に示した構成では、コンバスタ系微粉燃料バーナ１２６におけるフローノズル１３０の上流側の第１位置ｓ１と下流側の第２位置ｓ２との差圧ΔＰに基づいてコンバスタ酸化剤流量を制御することによって、当該差圧ΔＰの変化が燃料供給ライン１２の下流端に伝搬するまでのタイムラグを０に近付けることができる。したがって、差圧ΔＰが閾値ΔＰｔｈを下回った場合に、上記タイムラグを考慮せずにコンバスタ酸化剤流量を減少させることができ、コンバスタ部１１６の内部の酸素比の上昇を容易に抑制することができる。
【0068】
なお、図４等に示した実施形態では、コンバスタ系微粉燃料バーナ１２６におけるフローノズル１３０の上流側の位置と、コンバスタ系微粉燃料バーナ１２６におけるフローノズル１３０の下流側の位置との差圧ΔＰに基づいてコンバスタ空気流量が制御されたが、差圧ΔＰを計測する位置はこれに限らない。
【0069】
他の実施形態では、例えば図８に示すように、制御装置３８は、中間ライン部１２ｃの第１位置ｓ１と、中間ライン部１２ｃにおける第１位置より下流側の第２位置ｓ２との差圧に基づいてコンバスタ空気流量を制御してもよい。また、更に他の実施形態では、制御装置３８は、中間ライン部１２ｃの第１位置と、コンバスタ側燃料ライン部１２ｅの第２位置との差圧に基づいてコンバスタ空気流量を制御してもよい。また、更に他の実施形態では、制御装置３８は、コンバスタ側燃料ライン部１２ｅの第１位置と、コンバスタ側燃料ライン部１２ｅにおける第１位置より下流側の第２位置との差圧に基づいてコンバスタ空気流量を制御してもよい。図８に示す例示的形態の場合は、制御装置３８は、差圧ΔＰの変化が燃料供給ライン１２の下流端に伝搬するまでのタイムラグを考慮して、コンバスタ空気流量を減少させる期間（すなわち、コンバスタ空気流量を第２指令値Ａｃ２に基づいて制御する期間）を決定してもよい。
【0070】
幾つかの実施形態では、例えば図４又は図８に示したガス化炉設備４０において、制御装置３８は、上記差圧ΔＰが閾値ΔＰｔｈを下回った場合に、ガス化炉１０１全体への空気流量を減少させるようにコンバスタ空気流量調整装置５６を制御してもよい。この場合、制御装置３８は、上記差圧ΔＰが閾値ΔＰｔｈを下回った場合に、ガス化炉１０１の酸素比が一定となるように、コンバスタ空気流量を減少させてもよい。
【0071】
（燃料ホッパの切替信号に基づく制御）
図９は、図２に示した制御装置３８の制御の他の一例を示すフロー図である。
図９に示すフローチャートにおいて、Ｓ１０１、Ｓ１０３、Ｓ１０４及びＳ１０５の内容は、それぞれ、図５を用いて説明したＳ１０１、Ｓ１０３、Ｓ１０４及びＳ１０５の内容と同一であるため、ここでは説明を省略し、図５に示すフローとは異なるＳ１０２ｂについて説明する。
図９は、図２に示した制御装置３８の制御の他の一例を示すフロー図である。
図９に示すフローチャートにおいて、Ｓ１０１、Ｓ１０３、Ｓ１０４及びＳ１０５の内容は、それぞれ、図５を用いて説明したＳ１０１、Ｓ１０３、Ｓ１０４及びＳ１０５の内容と同一であるため、ここでは説明を省略し、図５に示すフローとは異なるＳ１０２ｂについて説明する。
【0072】
図９に示すＳ１０２ｂでは、ガス化炉１０１に微粉燃料を供給する燃料ホッパ２５１～２５３を切り替えるための切替信号Ｓｃを制御装置３８が検出したか否かを制御装置３８が判定する。Ｓ１０２ｂにおいて、切替信号Ｓｃを検出していないと制御装置３８が判定した場合には、Ｓ１０３に移行し、切替信号Ｓｃを検出したと制御装置３８が判定した場合には、Ｓ１０４に移行する。
【0073】
なお、制御装置３８は、制御装置３８自体が切替信号Ｓｃを生成することをもって切替信号Ｓｃを検出してもよいし、制御装置３８の外部で生成された切替信号Ｓｃを受信することで切替信号Ｓｃを検出してもよい。
【0074】
また、図９に示す例示的形態では、制御装置３８は、切替信号Ｓｃを検出してから燃料ホッパ２５１～２５３の切り替えに伴う燃料流量の一時的な落ち込みが燃料供給ライン１２の下流端に伝搬するまでのタイムラグを考慮して、コンバスタ空気流量を減少させる期間を決定してもよい。
【0075】
図９に示す例示的形態では、燃料ホッパ２５１～２５３を切り替える際にガス化炉１０１への微粉燃料の流量が当該切り替えに伴って一時的に低下することを考慮し、制御装置３８は、切替信号Ｓｃを検出した場合に微粉燃料の流量の一時的な落ち込みを検知してコンバスタ空気量を減少させる。これにより、図４及び図５等を用いて説明した実施形態と同様に、コンバスタ部１１６の内部の酸素比の上昇を抑制してコンバスタ部１１６の内部のガス温度の上昇を抑制することができる。したがって、ガス化炉１０１の内壁に付着した溶融スラグの剥離及び脱落を抑制し、ガス化炉１０１に生じる熱疲労及び腐食を抑制することができる。
【0076】
幾つかの実施形態では、例えば図９に示したガス化炉設備４０において、制御装置３８は、上記切替信号Ｓｃを検出した場合に、ガス化炉１０１全体への空気流量を減少させるようにコンバスタ空気流量調整装置５６を制御してもよい。この場合、制御装置３８は、上記切替信号Ｓｃを検出した場合に、ガス化炉１０１の酸素比が一定となるように、コンバスタ空気流量を減少させてもよい。
【0077】
（燃料流量の設定値と実流量演算値との差に基づく制御）
図１０は、図２に示したガス化炉設備４０の詳細構成の他の一例を示す図である。図１１は、図１０に示した制御装置３８の制御の一例を示すフロー図である。
図１０に示す例示的形態では、ガス化炉設備４０は、密度計９４及び流速計９６を含む。図示する例示的形態では、密度計９４は、中間ライン部１２ｃに設けられており、燃料供給ライン１２を流れる微粉燃料の密度を中間ライン部１２ｃ内の位置で計測するように構成されている。また、図示する例示的形態では、流速計９６は、燃料供給ライン１２を流れる微粉燃料の流速を中間ライン部１２ｃ内の位置で計測するように構成されている。
図１０は、図２に示したガス化炉設備４０の詳細構成の他の一例を示す図である。図１１は、図１０に示した制御装置３８の制御の一例を示すフロー図である。
図１０に示す例示的形態では、ガス化炉設備４０は、密度計９４及び流速計９６を含む。図示する例示的形態では、密度計９４は、中間ライン部１２ｃに設けられており、燃料供給ライン１２を流れる微粉燃料の密度を中間ライン部１２ｃ内の位置で計測するように構成されている。また、図示する例示的形態では、流速計９６は、燃料供給ライン１２を流れる微粉燃料の流速を中間ライン部１２ｃ内の位置で計測するように構成されている。
【0078】
図１１に示すフローチャートにおいて、Ｓ１０１、Ｓ１０３、Ｓ１０４及びＳ１０５の内容は、それぞれ、図５を用いて説明したＳ１０１、Ｓ１０３、Ｓ１０４及びＳ１０５の内容と同一であるため、ここでは説明を省略し、図５に示すフローとは異なるＳ１０２ｃについて説明する。
【0079】
図１１に示すＳ１０２ｃでは、制御装置３８は、密度計９４で計測した微粉燃料の密度と、流速計９６で計測した微粉燃料の流速と、燃料供給ライン１２における密度計９４及び流速計９６が設けられる配管の断面積と、を乗算することで、燃料供給ライン１２における微粉燃料の実流量の演算値である実流量演算値Ｆａを算出する。そして、制御装置３８は、燃料供給ライン１２からガス化炉１０１に供給する微粉燃料の流量の設定値Ｆｓと、算出した実流量演算値Ｆａとの差分ΔＦ（＝Ｆｓ－Ｆａ）を算出する。そして、制御装置３８は、算出した差分ΔＦが閾値ΔＦｔｈを下回っているか否かを判定する。Ｓ１０２ｃにおいて、差分ΔＦが閾値ΔＦｔｈを下回っていないと制御装置３８が判定した場合には、Ｓ１０３に移行し、差分ΔＦが閾値ΔＦｔｈを下回っていると制御装置３８が判定した場合には、Ｓ１０４に移行する。
【0080】
図１０及び図１１を用いて説明した実施形態では、実流量演算値Ｆａを密度計９４で計測した微粉燃料の密度と流速計９６で計測した微粉燃料の流速とに基づいて算出したが、制御装置３８は、実流量演算値Ｆａをその他の既知の方法で算出してもよい。例えば、燃料供給ライン１２に微粉燃料の流量を検知する不図示の燃料流量計を設けて、燃料流量計で短い時間間隔（例えば数秒～数十秒）で検知した燃料流量を燃料流量計からガス化炉１０１までの距離（燃料流量計の位置からガス化炉１０１までの燃料の伝搬時間）に基づいて補正した値を実流量演算値Ｆａとして用いてもよいし、上述の差圧ΔＰと上記燃料流量計の計測値との関係に基づいて算出したガス化炉１０１近傍での燃料流量を実流量演算値Ｆａとして用いてもよい。
【0081】
図１０及び図１１に示す例示的形態では、制御装置３８は、微粉燃料の流量の設定値Ｆｓと実流量演算値Ｆａとの差分ΔＦが閾値ΔＦｔｈを下回った場合に微粉燃料の流量の一時的な落ち込みを検知してコンバスタ空気量を減少させる。これにより、図４及び図５等を用いて説明した実施形態と同様に、コンバスタ部１１６の酸素比の上昇を抑制してコンバスタ部１１６の内部のガス温度の上昇を抑制することができる。したがって、ガス化炉１０１の内壁に付着した溶融スラグの剥離及び脱落を抑制し、ガス化炉１０１に生じる熱疲労及び腐食を抑制することができる。
【0082】
幾つかの実施形態では、例えば図１０及び図１１を用いて説明したガス化炉設備４０において、制御装置３８は、上記差分ΔＦが閾値ΔＦｔｈを下回った場合に、ガス化炉１０１全体への空気流量を減少させるようにコンバスタ空気流量調整装置５６を制御してもよい。この場合、制御装置３８は、上記差分ΔＦが閾値ΔＦｔｈを下回った場合に、ガス化炉１０１の酸素比が一定となるように、コンバスタ空気流量を減少させてもよい。
【0083】
幾つかの実施形態では、図２、図４、図８、又は図１０に示した圧縮空気供給ライン４１は、例えば図１２に示すように、ガス化炉１０１のリダクタ部１１８に圧縮空気を供給するためのリダクタ空気供給ライン４１ｅと、リダクタ空気供給ライン４１ｅに設けられ、ガス化炉１０１のリダクタ部１１８に供給する空気の流量であるリダクタ空気流量を調整する空気流量調整弁９８（リダクタ等酸化剤流量調整装置）と、を更に含んでいてもよい。リダクタ空気供給ライン４１ｅの下流端はリダクタ系微粉燃料バーナ１２７に接続している。
【0084】
幾つかの実施形態では、図１２に示す制御装置３８は、上記差圧ΔＰが閾値ΔＰｔｈを下回った場合に、コンバスタ空気流量を減少させるとともにリダクタ空気流量を増加させるようにコンバスタ空気流量調整装置５６及び空気流量調整弁９８を制御してもよい。すなわち、制御装置３８は、上記差圧ΔＰが閾値ΔＰｔｈを下回った場合に、空気流量調整弁５４，５５の少なくとも一方の弁開度を小さくするとともに空気流量調整弁９８の弁開度を大きくしてもよい。また、この場合において、制御装置３８は、上記差圧ΔＰが閾値ΔＰｔｈを下回った場合に、コンバスタ空気流量の減少量とリダクタ空気流量の増加量とが同等となるようにコンバスタ空気流量調整装置５６及び空気流量調整弁９８を制御してもよい。
【0085】
これにより、コンバスタ部１１６のガス温度の上昇を抑制しつつ、ガス化炉１０１全体に供給される空気の流量の変動を抑制することができ、ガス化炉１０１の圧力の変動を抑制することができる。したがって、発電機１９の出力の変動を抑制することができる。
【0086】
幾つかの実施形態では、図１２に示す制御装置３８は、ガス化炉１０１に微粉燃料を供給する燃料ホッパ２５１～２５３を切り替えるための切替信号Ｓｃを制御装置３８が検出した場合に、コンバスタ空気流量を減少させるとともにリダクタ空気流量を増加させるようにコンバスタ空気流量調整装置５６及び空気流量調整弁９８を制御してもよい。すなわち、制御装置３８は、切替信号Ｓｃを制御装置３８が検出した場合に、空気流量調整弁５４，５５の少なくとも一方の弁開度を小さくするとともに空気流量調整弁９８の弁開度を大きくしてもよい。また、この場合において、制御装置３８は、切替信号Ｓｃを制御装置３８が検出した場合に、コンバスタ空気流量の減少量とリダクタ空気流量の増加量とが同等となるようにコンバスタ空気流量調整装置５６及び空気流量調整弁９８を制御してもよい。
【0087】
これにより、コンバスタ部１１６のガス温度の上昇を抑制しつつ、ガス化炉１０１全体に供給される空気の流量の変動を抑制することができ、ガス化炉１０１の圧力の変動を抑制することができる。したがって、発電機１９の出力の変動を抑制することができる。
【0088】
幾つかの実施形態では、図１２に示す制御装置３８は、燃料供給ライン１２からガス化炉１０１に供給する微粉燃料の流量の設定値Ｆｓと、実流量演算値Ｆａとの差分ΔＦが閾値ΔＦｔｈを下回った場合に、コンバスタ空気流量を減少させるとともにリダクタ空気流量を増加させるようにコンバスタ空気流量調整装置５６及び空気流量調整弁９８を制御してもよい。すなわち、制御装置３８は、上記差圧ΔＦが閾値ΔＦｔｈを下回った場合に、空気流量調整弁５４，５５の少なくとも一方の弁開度を小さくするとともに空気流量調整弁９８の弁開度を大きくしてもよい。また、この場合において、制御装置３８は、上記差圧ΔＦが閾値ΔＦｔｈを下回った場合に、コンバスタ空気流量の減少量とリダクタ空気流量の増加量とが同等となるようにコンバスタ空気流量調整装置５６及び空気流量調整弁９８を制御してもよい。
【0089】
これにより、コンバスタ部１１６のガス温度の上昇を抑制しつつ、ガス化炉１０１全体に供給される空気の流量の変動を抑制することができ、ガス化炉１０１の圧力の変動を抑制することができる。したがって、発電機１９の出力の変動を抑制することができる。
【0090】
幾つかの実施形態では、図２、図４、図８、又は図１０に示した圧縮空気供給ライン４１は、例えば図１３に示すように、ガス化炉１０１のスラグホッパ１２２に圧縮空気を供給するためのスラグホッパ空気供給ライン４１ｆと、スラグホッパ空気供給ライン４１ｆに設けられ、ガス化炉１０１のスラグホッパ１２２に供給する空気の流量であるスラグホッパ空気流量を調整する空気流量調整弁９９（リダクタ等酸化剤流量調整装置）と、を更に含んでいてもよい。図示する例では、スラグホッパ空気供給ライン４１ｆの下流端は、スラグホッパ１２２に設けられたバーナ１２３（例えば軽油バーナ又はスラグ溶融バーナ等）に接続している。
【0091】
幾つかの実施形態では、図１３に示す制御装置３８は、上記差圧ΔＰが閾値ΔＰｔｈを下回った場合に、コンバスタ空気流量を減少させるとともにスラグホッパ空気流量を増加させるようにコンバスタ空気流量調整装置５６及び空気流量調整弁９９を制御してもよい。すなわち、制御装置３８は、上記差圧ΔＰが閾値ΔＰｔｈを下回った場合に、空気流量調整弁５４，５５の少なくとも一方の弁開度を小さくするとともに空気流量調整弁９９の弁開度を大きくしてもよい。また、この場合、制御装置３８は、上記差圧ΔＰが閾値ΔＰｔｈを下回った場合に、コンバスタ空気流量の減少量とスラグホッパ空気流量の増加量とが同等となるようにコンバスタ空気流量調整装置５６及び空気流量調整弁９９を制御してもよい。
【0092】
これにより、コンバスタ部１１６のガス温度の上昇を抑制しつつ、ガス化炉１０１全体に供給される空気の流量の変動を抑制することができ、ガス化炉１０１の圧力の変動を抑制することができる。したがって、発電機１９の出力の変動を抑制することができる。
【0093】
幾つかの実施形態では、図１３に示す制御装置３８は、ガス化炉１０１に微粉燃料を供給する燃料ホッパ２５１～２５３を切り替えるための切替信号Ｓｃを制御装置３８が検出した場合に、コンバスタ空気流量を減少させるとともにスラグホッパ空気流量を増加させるようにコンバスタ空気流量調整装置５６及び空気流量調整弁９９を制御してもよい。すなわち、制御装置３８が切替信号Ｓｃを検出した場合に、制御装置３８は、空気流量調整弁５４，５５の少なくとも一方の弁開度を小さくするとともに空気流量調整弁９９の弁開度を大きくしてもよい。また、この場合、制御装置３８は、切替信号Ｓｃを検出した場合に、コンバスタ空気流量の減少量とスラグホッパ空気流量の増加量とが同等となるようにコンバスタ空気流量調整装置５６及び空気流量調整弁９９を制御してもよい。
【0094】
これにより、コンバスタ部１１６のガス温度の上昇を抑制しつつ、ガス化炉１０１全体に供給される空気の流量の変動を抑制することができ、ガス化炉１０１の圧力の変動を抑制することができる。したがって、発電機１９の出力の変動を抑制することができる。
【0095】
幾つかの実施形態では、図１３に示す制御装置３８は、燃料供給ライン１２からガス化炉１０１に供給する微粉燃料の流量の設定値Ｆｓと、実流量演算値Ｆａとの差分ΔＦが閾値ΔＦｔｈを下回った場合に、コンバスタ空気流量を減少させるとともにスラグホッパ空気流量を増加させるようにコンバスタ空気流量調整装置５６及び空気流量調整弁９９を制御してもよい。すなわち、制御装置３８は、上記差圧ΔＦが閾値ΔＦｔｈを下回った場合に、空気流量調整弁５４，５５の少なくとも一方の弁開度を小さくするとともに空気流量調整弁９９の弁開度を大きくしてもよい。また、この場合、制御装置３８は、上記差圧ΔＦが閾値ΔＦｔｈを下回った場合に、コンバスタ空気流量の減少量とスラグホッパ空気流量の増加量とが同等となるようにコンバスタ空気流量調整装置５６及び空気流量調整弁９９を制御してもよい。
【0096】
これにより、コンバスタ部１１６のガス温度の上昇を抑制しつつ、ガス化炉１０１全体に供給される空気の流量の変動を抑制することができ、ガス化炉１０１の圧力の変動を抑制することができる。したがって、発電機１９の出力の変動を抑制することができる。
【0097】
本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【0098】
例えば上述した実施形態では、集塵装置５１で回収したチャーをガス化炉１０１で再利用するためのチャー供給ライン１３が設けられていたが、チャーをガス化炉１０１で再利用しない場合には、ガス化炉設備４０はチャー供給ライン１３を備えていなくてもよい。また、ガス化炉１０１は、シンガスクーラを備えていなくてもよい。
【0099】
また、上述した実施形態では、ガス化炉１０１に供給する酸化剤の例として、空気分離設備４２で空気から分離生成された酸素を含む圧縮空気が用いられたが、ガス化炉１０１に供給する酸化剤は、酸素を含有するガスであればよく、例えば空気であってもよいし、空気よりも酸素濃度の高いガスであってもよい。
【0100】
また、図４及び図８に示したガス化炉１０１では、第１位置ｓ１と第２位置ｓ２との差圧ΔＰを２つの圧力計を用いて計測したが、他の実施形態では、第１位置ｓ１と第２位置ｓ２との差圧ΔＰを１つの差圧計（差圧計測装置）を用いて計測してもよい。なお、図４及び図８に示すガス化炉１０１では、圧力計９０と圧力計９２とが差圧ΔＰを計測するための差圧計測装置を構成する。
【0101】
上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
【0102】
（１）本開示の少なくとも一実施形態に係るガス化炉設備（例えば上述のガス化炉設備４０）は、
炭素含有固体燃料（例えば上述の微粉燃料（石炭））と酸化剤（例えば上述の空気（酸素））とを用いて可燃性ガスを生成するためのガス化炉（例えば上述のガス化炉１０１）と、
前記ガス化炉に前記炭素含有固体燃料を供給する燃料供給ライン（例えば上述の燃料供給ライン１２）と、
前記ガス化炉のコンバスタ部（例えば上述のコンバスタ部１１６）に前記酸化剤を供給するための酸化剤供給ライン（例えば上述の圧縮空気供給ライン４１）と、
前記酸化剤供給ラインに設けられ、前記ガス化炉の前記コンバスタ部へ供給する前記酸化剤の流量であるコンバスタ酸化剤流量（例えば上述のコンバスタ空気流量）を調整するためのコンバスタ酸化剤流量調整装置（例えば上述のコンバスタ空気流量調整装置５６）と、
制御装置（例えば上述の制御装置３８）と、
を備え、
前記制御装置は、
（ａ）前記燃料供給ラインの第１位置（例えば上述の第１位置ｓ１）と前記燃料供給ラインにおける前記第１位置より下流側の第２位置（例えば上述の第２位置ｓ２）との差圧（例えば上述の差圧ΔＰ）、（ｂ）前記ガス化炉に前記炭素含有固体燃料を供給する燃料ホッパ（例えば上述の燃料ホッパ２５１～２５３）を切り替えるための切替信号（例えば上述の切替信号Ｓｃ）、又は（ｃ）前記ガス化炉に供給する前記炭素含有固体燃料の流量の設定値（例えば上述の設定値Ｆｓ）と前記燃料供給ラインにおける前記炭素含有固体燃料の実流量の演算値である実流量演算値（例えば上述の実流量演算値Ｆａ）との差分（例えば上述の差分ΔＦ）、の何れかに基づいて、前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成される。
炭素含有固体燃料（例えば上述の微粉燃料（石炭））と酸化剤（例えば上述の空気（酸素））とを用いて可燃性ガスを生成するためのガス化炉（例えば上述のガス化炉１０１）と、
前記ガス化炉に前記炭素含有固体燃料を供給する燃料供給ライン（例えば上述の燃料供給ライン１２）と、
前記ガス化炉のコンバスタ部（例えば上述のコンバスタ部１１６）に前記酸化剤を供給するための酸化剤供給ライン（例えば上述の圧縮空気供給ライン４１）と、
前記酸化剤供給ラインに設けられ、前記ガス化炉の前記コンバスタ部へ供給する前記酸化剤の流量であるコンバスタ酸化剤流量（例えば上述のコンバスタ空気流量）を調整するためのコンバスタ酸化剤流量調整装置（例えば上述のコンバスタ空気流量調整装置５６）と、
制御装置（例えば上述の制御装置３８）と、
を備え、
前記制御装置は、
（ａ）前記燃料供給ラインの第１位置（例えば上述の第１位置ｓ１）と前記燃料供給ラインにおける前記第１位置より下流側の第２位置（例えば上述の第２位置ｓ２）との差圧（例えば上述の差圧ΔＰ）、（ｂ）前記ガス化炉に前記炭素含有固体燃料を供給する燃料ホッパ（例えば上述の燃料ホッパ２５１～２５３）を切り替えるための切替信号（例えば上述の切替信号Ｓｃ）、又は（ｃ）前記ガス化炉に供給する前記炭素含有固体燃料の流量の設定値（例えば上述の設定値Ｆｓ）と前記燃料供給ラインにおける前記炭素含有固体燃料の実流量の演算値である実流量演算値（例えば上述の実流量演算値Ｆａ）との差分（例えば上述の差分ΔＦ）、の何れかに基づいて、前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成される。
【0103】
本願発明者によれば、ガス化炉への炭素含有固体燃料の流量が低下する際には、燃料供給ラインにおける第１位置と第１位置より下流側の第２位置との差圧が低下する。また、燃料ホッパを切り替える際にも、ガス化炉への炭素含有固体燃料の流量が当該切り替えに伴って一時的に低下する。また、ガス化炉への炭素含有固体燃料の流量が低下する際には、ガス化炉への炭素含有固体燃料の流量の設定値とガス化炉への炭素含有固体燃料の実流量の演算値である実流量演算値との差分が低下する。
【0104】
このため、上記（１）に記載のガス化炉設備では、前記燃料供給ラインの第１位置と前記燃料供給ラインにおける前記第１位置より下流側の第２位置との差圧、（ｂ）前記ガス化炉に前記炭素含有固体燃料を供給する燃料ホッパを切り替えるための切替信号、又は（ｃ）前記ガス化炉に供給する前記炭素含有固体燃料の流量の設定値と前記燃料供給ラインにおける前記炭素含有固体燃料の実流量の演算値である実流量演算値との差分、の何れかに基づいてコンバスタ酸化剤流量調整装置を制御することによって、ガス化炉への炭素含有固体燃料の流量が低下する場合にコンバスタ酸化剤流量を減少させることができる。
【0105】
したがって、コンバスタ部の酸素比の上昇を抑制してコンバスタ部の内部のガス温度の上昇を抑制することができる。これにより、ガス化炉の内壁に付着した溶融スラグの剥離及び脱落を抑制し、ガス化炉に生じる熱疲労及び腐食を抑制することができる。
【0106】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載のガス化炉設備において、
前記制御装置は、前記燃料供給ラインにおける前記第１位置と前記第２位置との前記差圧が閾値（例えば上述の閾値ΔＰｔｈ）を下回った場合に、前記コンバスタ酸化剤流量を減少させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成される。
前記制御装置は、前記燃料供給ラインにおける前記第１位置と前記第２位置との前記差圧が閾値（例えば上述の閾値ΔＰｔｈ）を下回った場合に、前記コンバスタ酸化剤流量を減少させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成される。
【0107】
上記（２）に記載のガス化炉設備によれば、コンバスタ部の酸素比の上昇を抑制してコンバスタ部の内部のガス温度の上昇を抑制することができる。これにより、ガス化炉の内壁に付着した溶融スラグの剥離及び脱落を抑制し、ガス化炉に生じる熱疲労及び腐食を抑制することができる。
【0108】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）に記載のガス化炉設備において、
前記コンバスタ部には、前記酸化剤と前記燃料供給ラインから供給された前記炭素含有固体燃料とを混合するバーナ（例えば上述のコンバスタ系微粉燃料バーナ１２６）が設けられており、
前記バーナは、フローノズル（例えば上述のフローノズル１３０）を含み、
前記第１位置は、前記バーナにおける前記フローノズルの上流側の位置であり、前記第２位置は、前記バーナにおける前記フローノズルの下流側の位置である。
前記コンバスタ部には、前記酸化剤と前記燃料供給ラインから供給された前記炭素含有固体燃料とを混合するバーナ（例えば上述のコンバスタ系微粉燃料バーナ１２６）が設けられており、
前記バーナは、フローノズル（例えば上述のフローノズル１３０）を含み、
前記第１位置は、前記バーナにおける前記フローノズルの上流側の位置であり、前記第２位置は、前記バーナにおける前記フローノズルの下流側の位置である。
【0109】
上記（３）に記載のガス化炉設備によれば、コンバスタ部に設けられたバーナにおけるフローノズルの上流側の第１位置と下流側の第２位置との差圧に基づいてコンバスタ酸化剤流量を制御することによって、当該差圧の変化が燃料供給ラインの下流端に伝わるまでのタイムラグを０に近付けることができる。したがって、コンバスタ部に設けられたバーナにおけるフローノズルの上流側の第１位置と下流側の第２位置との差圧が閾値を下回った場合に、上記タイムラグを考慮せずにコンバスタ酸化剤流量を減少させることができ、コンバスタ部の酸素比の上昇を容易に抑制することができる。
【0110】
（４）幾つかの実施形態では、上記（２）又は（３）に記載のガス化炉設備において、
前記制御装置は、前記ガス化炉の目標圧力に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量の第１指令値（例えば上述の第１指令値Ａｃ１）を算出するように構成され、
前記制御装置は、前記燃料供給ラインにおける前記第１位置と前記第２位置との前記差圧が前記閾値を下回った場合に、前記第１指令値に負の補正値（例えば上述の補正値α）を加算した第２指令値（例えば上述の第２指令値Ａｃ２）を算出し、前記第２指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成される。
前記制御装置は、前記ガス化炉の目標圧力に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量の第１指令値（例えば上述の第１指令値Ａｃ１）を算出するように構成され、
前記制御装置は、前記燃料供給ラインにおける前記第１位置と前記第２位置との前記差圧が前記閾値を下回った場合に、前記第１指令値に負の補正値（例えば上述の補正値α）を加算した第２指令値（例えば上述の第２指令値Ａｃ２）を算出し、前記第２指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成される。
【0111】
上記（４）に記載のガス化炉設備によれば、ガス化炉の圧力を目標圧力に基づいて適切に制御することと、ガス化炉の酸素比の上昇を抑制することとを両立することができる。例えばガス化炉で生成したガスを用いて発電を行う発電プラントにおいては、発電プラントの負荷制御と、ガス化炉の酸素比の上昇を抑制することとを両立することができる。
【0112】
（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の何れかに記載のガス化炉設備において、
前記制御装置は、前記燃料供給ラインにおける前記第１位置と前記第２位置との前記差圧が閾値を上回った場合に、前記第１指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成される。
前記制御装置は、前記燃料供給ラインにおける前記第１位置と前記第２位置との前記差圧が閾値を上回った場合に、前記第１指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成される。
【0113】
仮に、ガス化炉の目標圧力に基づいて算出した第１指令値に対してガス化炉の酸素比を増加させる方向の正の補正値を加算すると、コンバスタ部の内部のガス温度が上昇して熱応力が増大する。このため、上記（５）に記載のように、前記燃料供給ラインにおける前記第１位置と前記第２位置との前記差圧が前記閾値を上回った場合には、第１指令値に正の補正値を加算せずに、第１指令値に基づいてコンバスタ酸化剤流量を制御する。すなわち、上記（５）の制御装置は、上記差圧に基づいて酸化剤の流量を絞る方向の制御のみ行い、上記差圧に基づいて酸化剤の流量を増加させる方向の制御は行わない。このため、ガス化炉に生じる熱疲労及び腐食を効果的に抑制することができる。
【0114】
（６）幾つかの実施形態では、上記（４）又は（５）に記載のガス化炉設備において、
前記制御装置は、前記燃料供給ラインにおける前記第１位置と前記第２位置との前記差圧が前記閾値を下回った場合に、前記第２指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を所定時間制御し、前記所定時間の経過後に前記第１指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成される。
前記制御装置は、前記燃料供給ラインにおける前記第１位置と前記第２位置との前記差圧が前記閾値を下回った場合に、前記第２指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を所定時間制御し、前記所定時間の経過後に前記第１指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成される。
【0115】
上記（６）に記載のガス化炉設備によれば、ガス化炉への炭素含有固体燃料の流量が一時的に減少した場合に、ガス化炉内の酸素比の上昇を効果的に抑制してガス化炉に生じる熱疲労及び腐食を効果的に抑制することができる。
【0116】
（７）幾つかの実施形態では、上記（４）乃至（６）の何れかに記載のガス化炉設備において、
前記制御装置は、前記燃料供給ラインにおける前記第１位置と前記第２位置との前記差圧が前記閾値を下回った場合に、前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を前記第２指令値に基づいて制御し、前記制御装置は、前記燃料供給ラインにおける前記第１位置と前記第２位置との前記差圧が前記閾値を上回った場合に、前記第１指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成される。
前記制御装置は、前記燃料供給ラインにおける前記第１位置と前記第２位置との前記差圧が前記閾値を下回った場合に、前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を前記第２指令値に基づいて制御し、前記制御装置は、前記燃料供給ラインにおける前記第１位置と前記第２位置との前記差圧が前記閾値を上回った場合に、前記第１指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成される。
【0117】
上記（７）に記載のガス化炉設備によれば、ガス化炉の圧力を目標圧力に基づいて適切に制御することと、ガス化炉の酸素比の上昇を抑制することとを両立することができる。また、ガス化炉への炭素含有固体燃料の流量が一時的に減少した場合に、ガス化炉内の酸素比の上昇を効果的に抑制してガス化炉に生じる熱疲労及び腐食を効果的に抑制することができる。
【0118】
（８）幾つかの実施形態では、上記（２）乃至（７）の何れかに記載のガス化炉設備において、
前記ガス化炉のリダクタ部又は前記ガス化炉のスラグホッパに前記酸化剤を供給するためのリダクタ等酸化剤供給ライン（例えば上述のリダクタ空気供給ライン４１ｅ又はスラグホッパ空気供給ライン４１ｆ）と、
前記ガス化炉の前記リダクタ部又は前記スラグホッパへ供給する前記酸化剤の流量であるリダクタ等酸化剤流量（例えば上述のリダクタ空気流量又はスラグホッパ空気流量）を調整するリダクタ等酸化剤流量調整装置（例えば上述の空気流量調整弁９８又は空気流量調整弁９９）と、
を更に備え、
前記制御装置は、前記燃料供給ラインにおける前記第１位置と前記第２位置との前記差圧が前記閾値を下回った場合に、前記コンバスタ酸化剤流量を減少させるとともに前記リダクタ等酸化剤流量を増加させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置及び前記リダクタ等酸化剤流量調整装置を制御する。
前記ガス化炉のリダクタ部又は前記ガス化炉のスラグホッパに前記酸化剤を供給するためのリダクタ等酸化剤供給ライン（例えば上述のリダクタ空気供給ライン４１ｅ又はスラグホッパ空気供給ライン４１ｆ）と、
前記ガス化炉の前記リダクタ部又は前記スラグホッパへ供給する前記酸化剤の流量であるリダクタ等酸化剤流量（例えば上述のリダクタ空気流量又はスラグホッパ空気流量）を調整するリダクタ等酸化剤流量調整装置（例えば上述の空気流量調整弁９８又は空気流量調整弁９９）と、
を更に備え、
前記制御装置は、前記燃料供給ラインにおける前記第１位置と前記第２位置との前記差圧が前記閾値を下回った場合に、前記コンバスタ酸化剤流量を減少させるとともに前記リダクタ等酸化剤流量を増加させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置及び前記リダクタ等酸化剤流量調整装置を制御する。
【0119】
上記（８）に記載のガス化炉設備によれば、コンバスタ部のガス温度の上昇を抑制しつつ、ガス化炉全体に供給される酸化剤の流量（すなわちコンバスタ酸化剤流量とリダクタ等酸化剤流量の合計）の変動を抑制することができ、ガス化炉の圧力の変動及びガス化炉の出口ガス量の変動を抑制することができる。したがって、例えばガス化炉で生成したガスを用いて発電を行う発電プラントにおいては、発電プラントの出力の変動を抑制することができる。
【0120】
（９）幾つかの実施形態では、上記（２）乃至（７）の何れかに記載のガス化炉設備において、
前記制御装置は、前記燃料供給ラインにおける前記第１位置と前記第２位置との前記差圧が前記閾値を下回った場合に、前記ガス化炉への酸化剤の流量を減少させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御する。
前記制御装置は、前記燃料供給ラインにおける前記第１位置と前記第２位置との前記差圧が前記閾値を下回った場合に、前記ガス化炉への酸化剤の流量を減少させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御する。
【0121】
上記（９）に記載のガス化炉設備によれば、上記（８）に記載のリダクタ等酸化剤供給ラインを備えていない場合であっても、ガス化炉の酸素比の上昇を効果的に抑制して発熱量の変動を抑制し、ガス化炉に生じる熱疲労及び腐食を効果的に抑制することができる。
【0122】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（９）の何れかに記載のガス化炉設備において、
前記制御装置は、前記切替信号を検出した場合に、前記コンバスタ酸化剤流量を減少させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御する。
前記制御装置は、前記切替信号を検出した場合に、前記コンバスタ酸化剤流量を減少させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御する。
【0123】
上記（１０）に記載のガス化炉設備によれば、コンバスタ部の酸素比の上昇を抑制してコンバスタ部の内部のガス温度の上昇を抑制することができる。これにより、ガス化炉の内壁に付着した溶融スラグの剥離及び脱落を抑制し、ガス化炉に生じる熱疲労及び腐食を抑制することができる。
【0124】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（１０）に記載のガス化炉設備において、
前記制御装置は、前記ガス化炉の目標圧力に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量の第１指令値（例えば上述の第１指令値Ａｃ１）を算出するように構成され、
前記制御装置は、前記切替信号を検出した場合に、前記第１指令値に負の補正値（例えば上述の補正値α）を加算した第２指令値（例えば上述の第２指令値Ａｃ２）を算出し、前記第２指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成される。
前記制御装置は、前記ガス化炉の目標圧力に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量の第１指令値（例えば上述の第１指令値Ａｃ１）を算出するように構成され、
前記制御装置は、前記切替信号を検出した場合に、前記第１指令値に負の補正値（例えば上述の補正値α）を加算した第２指令値（例えば上述の第２指令値Ａｃ２）を算出し、前記第２指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成される。
【0125】
上記（１１）に記載のガス化炉設備によれば、ガス化炉の圧力を目標圧力に基づいて適切に制御することと、ガス化炉の酸素比の上昇を抑制することとを両立することができる。例えばガス化炉で生成したガスを用いて発電を行う発電プラントにおいては、発電プラントの負荷制御と、ガス化炉の酸素比の上昇を抑制することとを両立することができる。
【0126】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（１１）に記載のガス化炉設備において、
前記制御装置は、前記切替信号を検出しない場合に、前記第１指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成される。
前記制御装置は、前記切替信号を検出しない場合に、前記第１指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成される。
【0127】
仮に、ガス化炉の目標圧力に基づいて算出した第１指令値に対してガス化炉の酸素比を増加させる方向の正の補正値を加算すると、コンバスタ部の内部のガス温度が上昇して熱応力が増大する。このため、上記（１２）に記載のように、前記切替指令が発生していない場合には、第１指令値に正の補正値を加算せずに、第１指令値に基づいてコンバスタ酸化剤流量を制御する。すなわち、上記（１２）の制御装置は、上記差圧に基づいて酸化剤の流量を絞る方向の制御のみ行い、上記差圧に基づいて酸化剤の流量を増加させる方向の制御は行わない。このため、ガス化炉に生じる熱疲労及び腐食を効果的に抑制することができる。
【0128】
（１３）幾つかの実施形態では、上記（１１）又は（１２）に記載のガス化炉設備において、
前記制御装置は、前記切替信号を検出した場合に、前記第２指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を所定時間制御し、所定時間の経過後に前記第１指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成される。
前記制御装置は、前記切替信号を検出した場合に、前記第２指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を所定時間制御し、所定時間の経過後に前記第１指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成される。
【0129】
上記（１３）に記載のガス化炉設備によれば、ガス化炉への炭素含有固体燃料の流量が一時的に減少した場合に、ガス化炉内の酸素比の上昇を効果的に抑制してガス化炉に生じる熱疲労及び腐食を効果的に抑制することができる。
【0130】
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１０）乃至（１３）の何れかに記載のガス化炉設備において、
前記ガス化炉のリダクタ部又は前記ガス化炉のスラグホッパに前記酸化剤を供給するためのリダクタ等酸化剤供給ライン（例えば上述のリダクタ空気供給ライン４１ｅ又はスラグホッパ空気供給ライン４１ｆ）と、
前記ガス化炉の前記リダクタ部又は前記スラグホッパへ供給する前記酸化剤の流量であるリダクタ等酸化剤流量（例えば上述のリダクタ空気流量又はスラグホッパ空気流量）を調整するリダクタ等酸化剤流量調整装置（例えば上述の空気流量調整弁９８又は空気流量調整弁９９）と、
を更に備え、
前記制御装置は、前記切替信号を検出した場合に、前記コンバスタ酸化剤流量を減少させるとともに前記リダクタ等酸化剤流量を増加させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置及び前記リダクタ等酸化剤流量調整装置を制御する。
前記ガス化炉のリダクタ部又は前記ガス化炉のスラグホッパに前記酸化剤を供給するためのリダクタ等酸化剤供給ライン（例えば上述のリダクタ空気供給ライン４１ｅ又はスラグホッパ空気供給ライン４１ｆ）と、
前記ガス化炉の前記リダクタ部又は前記スラグホッパへ供給する前記酸化剤の流量であるリダクタ等酸化剤流量（例えば上述のリダクタ空気流量又はスラグホッパ空気流量）を調整するリダクタ等酸化剤流量調整装置（例えば上述の空気流量調整弁９８又は空気流量調整弁９９）と、
を更に備え、
前記制御装置は、前記切替信号を検出した場合に、前記コンバスタ酸化剤流量を減少させるとともに前記リダクタ等酸化剤流量を増加させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置及び前記リダクタ等酸化剤流量調整装置を制御する。
【0131】
上記（１４）に記載のガス化炉設備によれば、コンバスタ部のガス温度の上昇を抑制しつつ、ガス化炉全体に供給される酸化剤の流量（すなわちコンバスタ酸化剤流量とリダクタ等酸化剤流量の合計）の変動を抑制することができ、ガス化炉の圧力の変動及びガス化炉の出口ガス量の変動を抑制することができる。したがって、例えばガス化炉で生成したガスを用いて発電を行う発電プラントにおいては、発電プラントの出力の変動を抑制することができる。
【0132】
（１５）幾つかの実施形態では、上記（１０）乃至（１３）の何れかに記載のガス化炉設備において、
前記制御装置は、前記切替信号を検出した場合に、前記ガス化炉への酸化剤の流量を減少させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御する。
前記制御装置は、前記切替信号を検出した場合に、前記ガス化炉への酸化剤の流量を減少させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御する。
【0133】
上記（１５）に記載のガス化炉設備によれば、上記（１４）に記載のリダクタ等酸化剤供給ラインを備えていない場合であっても、ガス化炉の酸素比の上昇を効果的に抑制して発熱量の変動を抑制し、ガス化炉に生じる熱疲労及び腐食を効果的に抑制することができる。
【0134】
（１６）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載のガス化炉設備において、
前記制御装置は、前記炭素含有固体燃料の流量の前記設定値と前記実流量演算値との前記差分が閾値を下回った場合に、前記コンバスタ酸化剤流量を減少させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御する。
前記制御装置は、前記炭素含有固体燃料の流量の前記設定値と前記実流量演算値との前記差分が閾値を下回った場合に、前記コンバスタ酸化剤流量を減少させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御する。
【0135】
上記（１６）に記載のガス化炉設備によれば、コンバスタ部の酸素比の上昇を抑制してコンバスタ部の内部のガス温度の上昇を抑制することができる。これにより、ガス化炉の内壁に付着した溶融スラグの剥離及び脱落を抑制し、ガス化炉に生じる熱疲労及び腐食を抑制することができる。
【0136】
（１７）幾つかの実施形態では、上記（１６）に記載のガス化炉設備において、
前記制御装置は、前記ガス化炉の目標圧力に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量の第１指令値を算出するように構成され、
前記制御装置は、前記炭素含有固体燃料の流量の前記設定値と前記実流量演算値との前記差分が前記閾値を下回った場合に、前記第１指令値に負の補正値を加算した第２指令値を算出し、前記第２指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成される。
前記制御装置は、前記ガス化炉の目標圧力に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量の第１指令値を算出するように構成され、
前記制御装置は、前記炭素含有固体燃料の流量の前記設定値と前記実流量演算値との前記差分が前記閾値を下回った場合に、前記第１指令値に負の補正値を加算した第２指令値を算出し、前記第２指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成される。
【0137】
上記（１７）に記載のガス化炉設備によれば、ガス化炉の圧力を目標圧力に基づいて適切に制御することと、ガス化炉の酸素比の上昇を抑制することとを両立することができる。例えばガス化炉で生成したガスを用いて発電を行う発電プラントにおいては、発電プラントの負荷制御と、ガス化炉の酸素比の上昇を抑制することとを両立することができる。
【0138】
（１８）幾つかの実施形態では、（１７）に記載のガス化炉設備において、
前記制御装置は、前記炭素含有固体燃料の流量の前記設定値と前記実流量演算値との前記差分が閾値を上回った場合に、前記第１指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成される。
前記制御装置は、前記炭素含有固体燃料の流量の前記設定値と前記実流量演算値との前記差分が閾値を上回った場合に、前記第１指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成される。
【0139】
仮に、ガス化炉の目標圧力に基づいて算出した第１指令値に対してガス化炉の酸素比を増加させる方向の正の補正値を加算すると、コンバスタ部の内部のガス温度が上昇して熱応力が増大する。このため、上記（１８）に記載のように前記炭素含有固体燃料の流量の前記設定値と前記実流量演算部によって算出した前記実流量演算値との差分が閾値を上回った場合には、第１指令値に正の補正値を加算せずに、第１指令値に基づいてコンバスタ酸化剤流量を制御する。すなわち、上記（１８）の制御装置は、上記差圧に基づいて酸化剤の流量を絞る方向の制御のみ行い、上記差圧に基づいて酸化剤の流量を増加させる方向の制御は行わない。このため、ガス化炉に生じる熱疲労及び腐食を効果的に抑制することができる。
【0140】
（１９）幾つかの実施形態では、上記（１７）又は（１８）に記載のガス化炉設備において、
前記制御装置は、前記炭素含有固体燃料の流量の前記設定値と前記実流量演算値との前記差分が前記閾値を下回った場合に、前記第２指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を所定時間制御し、所定時間経過後に前記第１指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成される。
前記制御装置は、前記炭素含有固体燃料の流量の前記設定値と前記実流量演算値との前記差分が前記閾値を下回った場合に、前記第２指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を所定時間制御し、所定時間経過後に前記第１指令値に基づいて前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するように構成される。
【0141】
上記（１９）に記載のガス化炉設備によれば、ガス化炉への炭素含有固体燃料の流量が一時的に減少した場合に、ガス化炉の酸素比の上昇を効果的に抑制してガス化炉に生じる熱疲労及び腐食を効果的に抑制することができる。
【0142】
（２０）幾つかの実施形態では、上記（１７）乃至（１９）の何れかに記載のガス化炉設備において、
前記ガス化炉のリダクタ部又は前記ガス化炉のスラグホッパに前記酸化剤を供給するためのリダクタ等酸化剤供給ライン（例えば上述のリダクタ空気供給ライン４１ｅ又はスラグホッパ空気供給ライン４１ｆ）と、
前記ガス化炉の前記リダクタ部又は前記スラグホッパへ供給する前記酸化剤の流量であるリダクタ等酸化剤流量（例えば上述のリダクタ空気流量又はスラグホッパ空気流量）を調整するリダクタ等酸化剤流量調整装置（例えば上述の空気流量調整弁９８又は空気流量調整弁９９）と、
を更に備え、
前記制御装置は、前記炭素含有固体燃料の流量の前記設定値と前記実流量演算値との前記差分が前記閾値を下回った場合に、前記コンバスタ酸化剤流量を減少させるとともに前記リダクタ等酸化剤流量を増加させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置及び前記リダクタ等酸化剤流量調整装置を制御する。
前記ガス化炉のリダクタ部又は前記ガス化炉のスラグホッパに前記酸化剤を供給するためのリダクタ等酸化剤供給ライン（例えば上述のリダクタ空気供給ライン４１ｅ又はスラグホッパ空気供給ライン４１ｆ）と、
前記ガス化炉の前記リダクタ部又は前記スラグホッパへ供給する前記酸化剤の流量であるリダクタ等酸化剤流量（例えば上述のリダクタ空気流量又はスラグホッパ空気流量）を調整するリダクタ等酸化剤流量調整装置（例えば上述の空気流量調整弁９８又は空気流量調整弁９９）と、
を更に備え、
前記制御装置は、前記炭素含有固体燃料の流量の前記設定値と前記実流量演算値との前記差分が前記閾値を下回った場合に、前記コンバスタ酸化剤流量を減少させるとともに前記リダクタ等酸化剤流量を増加させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置及び前記リダクタ等酸化剤流量調整装置を制御する。
【0143】
上記（２０）に記載のガス化炉設備によれば、コンバスタ部のガス温度の上昇を抑制しつつ、ガス化炉全体に供給される酸化剤の流量（すなわちコンバスタ酸化剤流量とリダクタ等酸化剤流量の合計）の変動を抑制することができ、ガス化炉の圧力の変動及びガス化炉の出口ガス量の変動を抑制することができる。したがって、例えばガス化炉で生成したガスを用いて発電を行う発電プラントにおいては、発電プラントの出力の変動を抑制することができる。
【0144】
（２１）幾つかの実施形態では、上記（１６）乃至（１９）の何れかに記載のガス化炉設備において、
前記制御装置は、前記炭素含有固体燃料の流量の前記設定値と前記実流量演算値との前記差分が前記閾値を下回った場合に、前記ガス化炉への酸化剤の流量を減少させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御する。
前記制御装置は、前記炭素含有固体燃料の流量の前記設定値と前記実流量演算値との前記差分が前記閾値を下回った場合に、前記ガス化炉への酸化剤の流量を減少させるように前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御する。
【0145】
上記（２１）に記載のガス化炉設備によれば、上記（２０）に記載のリダクタ等酸化剤供給ラインを備えていない場合であっても、ガス化炉の酸素比の上昇を効果的に抑制して発熱量の変動を抑制し、ガス化炉に生じる熱疲労及び腐食を効果的に抑制することができる。
【0146】
（２２）本開示の少なくとも一実施形態に係るガス化複合発電設備は、
上記（１）乃至（２１）の何れかに記載のガス化炉設備と、
前記ガス化炉で生成した生成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（例えば上述のガスタービン１７）と、
前記ガスタービンから排出されたタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラ（例えば上述の排熱回収ボイラ２０）で生成した蒸気により回転駆動する蒸気タービン（例えば上述の蒸気タービン１８）と、
前記ガスタービンおよび／または前記蒸気タービンの回転駆動に連結された発電機（例えば上述の発電機１９）と、
を備える。
上記（１）乃至（２１）の何れかに記載のガス化炉設備と、
前記ガス化炉で生成した生成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（例えば上述のガスタービン１７）と、
前記ガスタービンから排出されたタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラ（例えば上述の排熱回収ボイラ２０）で生成した蒸気により回転駆動する蒸気タービン（例えば上述の蒸気タービン１８）と、
前記ガスタービンおよび／または前記蒸気タービンの回転駆動に連結された発電機（例えば上述の発電機１９）と、
を備える。
【0147】
上記（２２）に記載のガス化複合発電設備によれば、上記（１）乃至（２１）の何れかに記載のガス化炉設備を備えるため、コンバスタ部の酸素比の上昇を抑制してコンバスタ部の内部のガス温度の上昇を抑制することができる。これにより、ガス化炉の内壁に付着した溶融スラグの剥離及び脱落を抑制し、ガス化炉に生じる熱疲労及び腐食を抑制することができる。したがって、ガス化複合発電設備を安定して運転することができる。
【0148】
（２３）本開示の少なくとも一実施形態に係るガス化炉設備の運転方法において、
前記ガス化炉設備は、
炭素含有固体燃料（例えば上述の微粉燃料（石炭））と酸化剤（例えば上述の空気（酸素））とを用いて可燃性ガスを生成するためのガス化炉（例えば上述のガス化炉１０１）と、
前記ガス化炉に前記炭素含有固体燃料を供給する燃料供給ライン（例えば上述の燃料供給ライン１２）と、
前記ガス化炉のコンバスタ部（例えば上述のコンバスタ部１１６）に前記酸化剤を供給するための酸化剤供給ライン（例えば上述の圧縮空気供給ライン４１）と、
前記酸化剤供給ラインに設けられ、前記ガス化炉の前記コンバスタ部へ供給する前記酸化剤の流量であるコンバスタ酸化剤流量（例えば上述のコンバスタ空気流量）を調整するためのコンバスタ酸化剤流量調整装置（例えば上述のコンバスタ空気流量調整装置５６）と、
を備え、
前記運転方法は、
（ａ）前記燃料供給ラインの第１位置（例えば上述の第１位置ｓ１）と前記燃料供給ラインにおける前記第１位置より下流側の第２位置（例えば上述の第２位置ｓ２）との差圧（例えば上述の差圧ΔＰ）、（ｂ）前記ガス化炉に前記炭素含有固体燃料を供給する燃料ホッパ（例えば上述の燃料ホッパ２５１～２５３）を切り替えるための切替信号（例えば上述の切替信号Ｓｃ）、又は（ｃ）前記ガス化炉に供給する前記炭素含有固体燃料の流量の設定値（例えば上述の設定値Ｆｓ）と前記燃料供給ラインにおける前記炭素含有固体燃料の実流量の演算値である実流量演算値（例えば上述の実流量演算値Ｆａ）との差分（例えば上述の差分ΔＦ）、の何れかに基づいて、前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するステップを備える。
前記ガス化炉設備は、
炭素含有固体燃料（例えば上述の微粉燃料（石炭））と酸化剤（例えば上述の空気（酸素））とを用いて可燃性ガスを生成するためのガス化炉（例えば上述のガス化炉１０１）と、
前記ガス化炉に前記炭素含有固体燃料を供給する燃料供給ライン（例えば上述の燃料供給ライン１２）と、
前記ガス化炉のコンバスタ部（例えば上述のコンバスタ部１１６）に前記酸化剤を供給するための酸化剤供給ライン（例えば上述の圧縮空気供給ライン４１）と、
前記酸化剤供給ラインに設けられ、前記ガス化炉の前記コンバスタ部へ供給する前記酸化剤の流量であるコンバスタ酸化剤流量（例えば上述のコンバスタ空気流量）を調整するためのコンバスタ酸化剤流量調整装置（例えば上述のコンバスタ空気流量調整装置５６）と、
を備え、
前記運転方法は、
（ａ）前記燃料供給ラインの第１位置（例えば上述の第１位置ｓ１）と前記燃料供給ラインにおける前記第１位置より下流側の第２位置（例えば上述の第２位置ｓ２）との差圧（例えば上述の差圧ΔＰ）、（ｂ）前記ガス化炉に前記炭素含有固体燃料を供給する燃料ホッパ（例えば上述の燃料ホッパ２５１～２５３）を切り替えるための切替信号（例えば上述の切替信号Ｓｃ）、又は（ｃ）前記ガス化炉に供給する前記炭素含有固体燃料の流量の設定値（例えば上述の設定値Ｆｓ）と前記燃料供給ラインにおける前記炭素含有固体燃料の実流量の演算値である実流量演算値（例えば上述の実流量演算値Ｆａ）との差分（例えば上述の差分ΔＦ）、の何れかに基づいて、前記コンバスタ酸化剤流量調整装置を制御するステップを備える。
【0149】
本願発明者によれば、ガス化炉への炭素含有固体燃料の流量が低下する際には、燃料供給ラインにおける第１位置と第１位置より下流側の第２位置との差圧が低下する。また、燃料ホッパを切り替える際にも、ガス化炉への炭素含有固体燃料の流量が当該切り替えに伴って一時的に低下する。また、ガス化炉への炭素含有固体燃料の流量が低下する際には、ガス化炉への炭素含有固体燃料の流量の設定値とガス化炉への炭素含有固体燃料の実流量の演算値である実流量演算値との差分が低下する。
【0150】
このため、上記（２３）に記載のガス化炉設備の運転方法では、前記燃料供給ラインの第１位置と前記燃料供給ラインにおける前記第１位置より下流側の第２位置との差圧、（ｂ）前記ガス化炉に前記炭素含有固体燃料を供給する燃料ホッパを切り替えるための切替信号、又は（ｃ）前記ガス化炉に供給する前記炭素含有固体燃料の流量の設定値と前記燃料供給ラインにおける前記炭素含有固体燃料の実流量の演算値である実流量演算値との差分、の何れかに基づいてコンバスタ酸化剤流量調整装置を制御することによって、ガス化炉への炭素含有固体燃料の流量が低下する場合にコンバスタ酸化剤流量を減少させることができる。
【0151】
したがって、コンバスタ部の酸素比の上昇を抑制してコンバスタ部の内部のガス温度の上昇を抑制することができる。これにより、ガス化炉の内壁に付着した溶融スラグの剥離及び脱落を抑制し、ガス化炉に生じる熱疲労及び腐食を抑制することができる
【符号の説明】
【0152】
１０ 石炭ガス化複合発電設備
１１ 給炭設備
１１ａ 給炭ライン
１２ 燃料供給ライン
１２ａ１，１２ａ３，１２ａ２ 上流側燃料ライン部
１２ｂ 合流部
１２ｃ 中間ライン部
１２ｄ 分岐部
１２ｅ コンバスタ側燃料ライン部
１２ｆ リダクタ側燃料ライン部
１３ チャー供給ライン
１５ チャー回収設備
１６ ガス精製設備
１７ ガスタービン
１８ 蒸気タービン
１９ 発電機
２０ 排熱回収ボイラ
２４ 微粉燃料ビン
２７ 切替装置
２８，２９ 燃料流量調整弁
３６ 燃料流量調整装置
３８ 制御装置
４０ ガス化炉設備
４１ 圧縮空気供給ライン
４１ａ 上流側空気ライン部
４１ｂ 分岐部
４１ｃ コンバスタ側空気ライン部
４１ｄ チャー供給側空気ライン部
４１ｅ リダクタ空気供給ライン
４１ｆ スラグホッパ空気供給ライン
４２ 空気分離設備
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
４８ 異物除去設備
４９ 第１生成ガスライン
５１ 集塵装置
５２ 供給ホッパ
５３ 第２生成ガスライン
５４，５５ 空気流量調整弁
５６ コンバスタ空気流量調整装置
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 給水ライン
７３ 復水器
７４ 排気ガス浄化設備
７５ 煙突
７２ プロセッサ
７４ ＲＡＭ
７６ ＲＯＭ
７８ ＨＤＤ
８０ 入力Ｉ／Ｆ
８２ 出力Ｉ／Ｆ
８４ バス
９０，９２ 圧力計
９４ 密度計
９６ 流速計
９８，９９ 空気流量調整弁
１０１ ガス化炉
１１０ 圧力容器
１１１ ガス化炉壁
１１５ アニュラス部
１１６ コンバスタ部
１１７ ディフューザ部
１１８ リダクタ部
１１９ 圧力計
１２２ スラグホッパ
１２３ バーナ
１２５ チャーバーナ
１２６ コンバスタ系微粉燃料バーナ
１２７ リダクタ系微粉燃料バーナ
１３０ フローノズル
１５４ 空間
１５４ 内部空間
２５１，２５２，２５３ 燃料ホッパ
２６１，２６２，２６３ 排出弁
１１ 給炭設備
１１ａ 給炭ライン
１２ 燃料供給ライン
１２ａ１，１２ａ３，１２ａ２ 上流側燃料ライン部
１２ｂ 合流部
１２ｃ 中間ライン部
１２ｄ 分岐部
１２ｅ コンバスタ側燃料ライン部
１２ｆ リダクタ側燃料ライン部
１３ チャー供給ライン
１５ チャー回収設備
１６ ガス精製設備
１７ ガスタービン
１８ 蒸気タービン
１９ 発電機
２０ 排熱回収ボイラ
２４ 微粉燃料ビン
２７ 切替装置
２８，２９ 燃料流量調整弁
３６ 燃料流量調整装置
３８ 制御装置
４０ ガス化炉設備
４１ 圧縮空気供給ライン
４１ａ 上流側空気ライン部
４１ｂ 分岐部
４１ｃ コンバスタ側空気ライン部
４１ｄ チャー供給側空気ライン部
４１ｅ リダクタ空気供給ライン
４１ｆ スラグホッパ空気供給ライン
４２ 空気分離設備
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
４８ 異物除去設備
４９ 第１生成ガスライン
５１ 集塵装置
５２ 供給ホッパ
５３ 第２生成ガスライン
５４，５５ 空気流量調整弁
５６ コンバスタ空気流量調整装置
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 給水ライン
７３ 復水器
７４ 排気ガス浄化設備
７５ 煙突
７２ プロセッサ
７４ ＲＡＭ
７６ ＲＯＭ
７８ ＨＤＤ
８０ 入力Ｉ／Ｆ
８２ 出力Ｉ／Ｆ
８４ バス
９０，９２ 圧力計
９４ 密度計
９６ 流速計
９８，９９ 空気流量調整弁
１０１ ガス化炉
１１０ 圧力容器
１１１ ガス化炉壁
１１５ アニュラス部
１１６ コンバスタ部
１１７ ディフューザ部
１１８ リダクタ部
１１９ 圧力計
１２２ スラグホッパ
１２３ バーナ
１２５ チャーバーナ
１２６ コンバスタ系微粉燃料バーナ
１２７ リダクタ系微粉燃料バーナ
１３０ フローノズル
１５４ 空間
１５４ 内部空間
２５１，２５２，２５３ 燃料ホッパ
２６１，２６２，２６３ 排出弁
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】